JPH01295605A - トロリーバスの非常走行用電源装置 - Google Patents

トロリーバスの非常走行用電源装置

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JPH01295605A
JPH01295605A JP63126248A JP12624888A JPH01295605A JP H01295605 A JPH01295605 A JP H01295605A JP 63126248 A JP63126248 A JP 63126248A JP 12624888 A JP12624888 A JP 12624888A JP H01295605 A JPH01295605 A JP H01295605A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はトロリーバスの非常走行用電源装置に係わり、
特に、可変電圧可変周波数インバータ（以下、ＶＶＶＦ
インバータという）が故障したときに誘導電動機を駆動
させるトロリーバスの非常走行用電源装置に関する。
（従来の技術） 従来、トロリーバスは集電ボールを通して架線から直流
電圧を受け、この直流電圧を駆動用ｖｖＶＦインバータ
によりて交流電圧に変換し、この交流電圧で誘導電動機
を回転させることによって走行するものである。しかし
、停電等のときでもトロリーバスがある程度走行できる
ように、ディーゼルエンジンによって動作する非常走行
用電源装置を搭載したものがある。この電源装置の一例
が第２図に示されている。この電源装置の動作について
説明する。
まず、トロリーバスが通常走行をするときは、架線から
供給される直流電圧が集電ボール１、電力切換スイッチ
２、および断流器３を通って駆動用ｖＶｖＦインバータ
４に供給される。駆動用ＶＶＶＦインバータ４は直流電
圧を三相交流電圧に変換され、この三相交流電圧はトロ
リーバスの走行に必要な回転トルクを得るように誘導電
動機５に与える交流電圧と周波数とを調節する。なお、
断流器３は集電ポール１を架線に接触させるとき、また
は離すときに駆動用ＶＶＶＦインバータ４に火花の影響
を与えないようにするものである。
停電が発生したとき、および車庫内でトロリーバスを移
動するときは、電力切換スイッチ２を非常走行側に切換
えてディーゼルエンジン６を動作させる。ディーゼルエ
ンジン６の動作によって同期発電機７、および同期発電
機７に連結されている補助発電機８が回転する。発電機
励磁調節器９は補助発電機８から出力される交流電圧を
同期発電機７に与え、整流装置１０から出力される直流
電圧が架線の直流電圧と等しくなるように調節する。こ
のようにして出力された直流電圧が駆動用ＶＶＶＦイン
バータ４に与えられ、駆動用ＶｖｖＦインバータ４から
は交流電圧が誘導電動機５に与えられて誘導電動機５は
回転する。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記のような従来の非常走行用電源装置で
は、同期発電機の直流電圧が整流装置を通って駆動用Ｖ
ＶＶＦインバータに与えられるので、駆動用ＶＶＶＦイ
ンバータが故障した時は非常走行用電源装置を使用した
としてもトロリーバスの走行は不可能である。この問題
を解決するために同期発電機を交流発電機に取替えて、
誘導電動機を直接回転させればよいが、しかし、ディー
ゼルエンジンの回転数が大きいために交流発電機の交流
電圧を低周波数に維持することができず、トロリーバス
を起動するために必要な十分な回転トルクを誘導電動機
に与えることができない。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり
、駆動用ＶＶＶＦインバータが故障したとしても補助発
電機の出力を電力源として自刃走行が可能なトロリーバ
スの非常走行用電源装置を提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、ディーゼルエンジ
ンの回転動作により固定子に組み込まれた多相平衡分布
巻線を有する界磁形回転子を回転させてこの回転子に第
１の回転磁界を発生させ、この第１の回転磁界に応じて
第１の周波数の多相交流電圧を発生する同期発電機と、
この同期発電機との連動によって交流電圧を出力する補
助発電機と、この補助発電機から出力された交流電圧を
受け、この交流電圧を第１の周波数の多相交流電圧に対
して逆相で、かつ第１の周波数に近似した第２の周波数
の多相交流電圧に変換し、この第２の周波数の多相交流
電圧を出力する変換器とを有し、この変換器から出力さ
れた第２の周波数の多相交流電圧が回転子巻線に与えら
れてこの回転子に第２の回転磁界が発生し、この第２の
回転磁界が第１の回転磁界と合成されることによって第
１の周波数の多相交流電圧と第２の周波数の多相交流電
圧とが合成され、この合成により周波数変換された多相
交流電圧が前記固定子から導き出され、この多相交流電
圧を誘導電動機に出力してなるものである。
（作　用） 上記のような構成のトロリーバスの非常走行用電源装置
において、ディーゼルエンジンを回転動作させることに
よって同期発電機と補助発電機を回転させる。同期発電
機の回転子には第１の回転磁界が生じ、この第１の回転
磁界に応じて第１の周波数の多相交流電圧が発生する。
補助発電機から出力された交流電圧は変換器に与えられ
る。変換器は第１の周波数の多相交流電圧と逆相で、か
つ第１の周波数に近似した第２の周波数の多相交流電圧
を同期発電機の回転子巻線に与えて回転子に第２の回転
磁界が発生する。回転子では第１の回転磁界と第２の回
転磁界とが合成されることによって、第１の周波数の多
相交流電圧と第２の周波数の多相交流電圧とが合成され
る。この合成によって回転子には周波数変換された多相
交流電圧が発生し、この多相交流電圧を固定子を通して
誘導電動機に出力する。このように補助発電機の出力を
電力源としてトロリーバスを走行させる。
（実施例） 以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１
図は本発明におけるトロリーバスの非常走行用電源装置
の一実施例を示している。この非常走行用電源装置は第
２図に基づき従来の技術の項で説明したものと同じ構成
を有する。この構成には同じ符号を付すことにして詳細
な説明を省略する。非常走行用電源装置の動力源として
は第１図に示すようにディーゼルエンジン６に同期発電
機７が連結され、さらに同期発電機７には補助発電機８
が連結されたものである。同期発電機７の回転子は巻線
が三相平衡分布巻に巻き回された円筒形のものであり、
この回転子が固定子に組込まれている。ディーゼルエン
ジン６が回転すると、同期発電機７の回転子には第１の
回転磁界が発生する。また、同期発電機７と連動してい
る補助発電機８からは交流電圧が出力され、この交流電
圧は変換器１１のうちの励磁電圧調節器１２に与えられ
る。励磁電圧調節器１２では変換器１１のうちの励磁用
ＶＶＶＦインバータ１３に与えられる直流電圧を所定値
に制御する。励磁用ＶＶＶＦインバータ１３は直流を三
相交流に変換し、この三相交流をスリップリング１４を
通して三相平衡分布巻線に与えることによって回転子に
第２の回転磁界を発生させる。
上記のような構成の非常走行用電源装置において、停電
が発生し、しかも駆動用ＶＶＶＦインバータ４が故障し
ているときにトロリーバスを移動させるための説明をす
る。まず、同期発電機７はトロリーバスを移動させるの
に十分な回転トルクを誘導電動機５に与えるために周波
数変換の作用をする。この作用の説明をすると、まず、
ディーゼルエンジン６の回転動作によって、同期発電機
７の回転子に発生した三相の第１の回転磁界は、この回
転子に第１の周波数の三相交流電圧を生じさせる。一方
、補助発電機８から出力された交流電圧は上記したよう
に励磁電圧調節器１２で調節された後、励磁用ＶＶＶＦ
インバータ１３に与えられ、励磁用ＶＶＶＦインバータ
１３は第２の周波数の三相交流電圧を出力する。この第
２の周波数の三相交流電圧はスリップリング１４を通し
て同期発電機７の回転子巻線に与えられるので、この回
転子には上記した第１の回転磁界に加えて新たな三相の
第２の回転磁界が発生する。
上記したように回転子に発生した第１の回転磁界と第２
の回転磁界によって固定子側には合成された回転磁界が
発生する。この固定子側の回転磁界の回転速度をＮＯと
すると、次の式が与えられる。
ＮＯ−Ｎｍ　＋Ｎａ　　　　　−（１）但し、Ｎｔｓは
回転子の機械的な回転速度である。
Ｎｃは回転子側の第２の回転磁界が回転子上を移動する
回転速度であり、Ｎｌと同一方向のときは正であり、逆
方向のときは負となる。また、Ｎｌ＋Ｎｅは回転子側の
第１の回転磁界と第２の回転磁界の合成回転速度である
。
今、同期発電機７を８極、そして、ディーゼルエンジン
６の回転数を６００ｒｐｍ、即ち、上記に示した回転子
の機械的な回転速度Ｎｔｓ　−６０Ｏｒｐｍとすれば、
回転子側に生ずる三相交流電圧の第１の周波数ｆｓは次
のように与えられる。
ｆａ　＝　（Ｎｍ　ＸＰ）／１２０＝　（６００Ｘ８）
／１２０−４０Ｈｚ なお、上式からも明らかなように一般に同期発電機にお
ける回転速度と周波数、および誘導機における回転速度
と周波数は、Ｎ−１２Ｏｆ／ｐ（但し、Ｎは回転速度、
ｆは周波数、ｐは極数）によってそれぞれ比例関係にあ
るので、上記した回転子側の第２の回転磁界が回転子上
を移動する回転速度Ｎｏに対応させた三相交流電圧の第
２の周波数をｆｃとし、固定子側の回転磁界の回転速度
ＮＯに対応させた三相交流電圧の周波数をｆＯとすると
、（１）式に対応させて次の式が与えられる。
ｆＯ−ｆｔｐ　＋ｆ（３−（２） 今、回転速度Ｎｅに対応させた三相交流電圧の第２の周
波数ｆｅ、即ち、励磁用ＶＶＶＦインバータ１３から同
期発電機７に与える三相交流電圧の第２の周波数ｆｅを
、回転子に生じた三相交流電圧の第１の周波数ｆｌとは
逆相の３９Ｈｚにすれば、固定子側の三相交流電圧の周
波数ｆＯ１即ち、固定子から切換スイッチ１５を通して
誘導電動機５に与えられる三相交流電圧の周波数ｆＯは
次のようになる。
ｆＯ−ｆｍ　＋　（−ｆｅ）−４０−３９−ＩＨｚこの
ように算出された超低周波交流電圧は補助発電機８から
出力された交流電圧を電力源としており、この超低周波
交流電圧はトロリーバスを移動させるのに十分な回転ト
ルクを誘導電動機５に与える。
停電時に駆動用ＶＶＶＦインバータ４が正常な場合のト
ロリーバスの移動を説明する。まず、切換スイッチ１５
を駆動用ＶＶＶＦインバータ４側に切換える。この時は
励磁用ＶＶＶＦインバータ１３から出力される交流電圧
の周波数をＯＨｚ。
即ち、直流電圧にする。この直流電圧が同期発電機７に
与えられると、同期発電機７がらは架線電圧にほぼ等し
い直流電圧が整流装置１ｏを通して駆動用ＶＶＶＦイン
バータ４に与えられる。駆動用ＶＶＶＦインバータ４か
らは交流電圧が出力され、この交流電圧は切換スイッチ
２を通して誘導電動機５に与えられる。
なお、上記の実施例において、同期発電機７の回転によ
って回転子に生ずる三相交流電圧の第１の周波数ｆｌを
４０Ｈｚ、そして励磁用ＶＶＶＦインバータ１３から出
力される三相交流電圧の第２の周波数ｆｅを３９Ｈｚと
したが、それぞれの周波数はディーゼルエンジン６の回
転速度に応じて任意の周波数を選択できる。
〔発明の効果〕
以上述べたことから本発明によるトロリーバスの非常走
行用電源装置は、ディーゼルエンジンを回転させて同期
発電機の回転子に第１の回転磁界を発生させることによ
って、この第１の回転磁界に応じた第１の周波数の多相
交流電圧を発生させ、一方、補助発電機から出力された
交流電圧を、変換器によって第１の周波数の多相交流電
圧とは逆相で、第１の周波数に近似した第２の周波数の
多相交流電圧に変換し、この第２の周波数の多相交流電
圧を同期発電機の回転子巻線に与えることによって、回
転子に第２の回転磁界を発生させ、この第２の回転磁界
と上記の第１の回転磁界とが回転子で合成されることに
よって第１の周波数の多相交流電圧と第２の周波数の多
相交流電圧とが合成され、この合成によって周波数変換
された多相交流電圧が発生するので、たとえ駆動用ＶＶ
ＶＦインバータが故障したとしても補助発電機の出力を
同期発電機によって周波数変換し、同期発電機の固定子
からは超低周波交流電圧が出力されることになり、この
超低周波交流電圧はトロリーバスを走行させるために十
分な回転トルクを誘導電動機に与えるので、トロリーバ
スを走行させることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のトロリーバスの非常走行用電源装置を
示す機器構成図、第２図は従来の非常走行用電源装置を
示す機器構成図である。 ５・・・誘導電動機、６・・・ディーゼルエンジン、７
・・・同期発電機、８・・・補助発電機、１１・・・変
換器、１２・・・励磁電圧調節器、１３・・・励磁用Ｖ
ＶＶＦインバータ、１３・・・スリップリング。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ディーゼルエンジンの回転動作により固定子に組み込ま
    れた多相平衡分布巻線を有する界磁形回転子を回転させ
    てこの回転子に第１の回転磁界を発生させ、この第１の
    回転磁界に応じて第１の周波数の多相交流電圧を発生す
    る同期発電機と、この同期発電機との連動によって交流
    電圧を出力する補助発電機と、この補助発電機から出力
    された交流電圧を受け、この交流電圧を前記第１の周波
    数の多相交流電圧に対して逆相で、かつ前記第１の周波
    数に近似した第２の周波数の多相交流電圧に変換し、こ
    の第２の周波数の多相交流電圧を出力する変換器とを有
    し、この変換器から出力された前記第２の周波数の多相
    交流電圧が前記回転子巻線に与えられてこの回転子に第
    ２の回転磁界が発生し、この第２の回転磁界が前記第１
    の回転磁界と合成されることによって前記第１の周波数
    の多相交流電圧と第２の周波数の多相交流電圧とが合成
    され、この合成により周波数変換された多相交流電圧が
    前記固定子から導き出され、この多相交流電圧を誘導電
    動機に出力してなることを特徴とするトロリーバスの非
    常走行用電源装置。
JP63126248A 1988-05-24 1988-05-24 トロリーバスの非常走行用電源装置 Pending JPH01295605A (ja)

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EP0602186A4 (ja) * 1991-09-03 1994-08-31 Wagner Mining And Constructing Equipment Co.
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