JPH0145281B2 - - Google Patents
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- JPH0145281B2 JPH0145281B2 JP53003128A JP312878A JPH0145281B2 JP H0145281 B2 JPH0145281 B2 JP H0145281B2 JP 53003128 A JP53003128 A JP 53003128A JP 312878 A JP312878 A JP 312878A JP H0145281 B2 JPH0145281 B2 JP H0145281B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、チヨツパを用いた電気車の主電動
機が逆励磁された際に流れる異常電流に対する保
護装置に関するものである。
機が逆励磁された際に流れる異常電流に対する保
護装置に関するものである。
チヨツパを用いて直流直巻電動機の速度制御を
行なう方式は、電力消費や保守費の節減および乗
り心地の向上など多くの特長を有し、急激に実用
化されてきている。そしてこのような特長を活か
すために回生ブレーキ機能が加えられている。
行なう方式は、電力消費や保守費の節減および乗
り心地の向上など多くの特長を有し、急激に実用
化されてきている。そしてこのような特長を活か
すために回生ブレーキ機能が加えられている。
第１図は、チヨツパを用いた直流電気車の回生
ブレーキ回路の基本回路を示す。第１図におい
て、PANはパンタグラフ、LB1とLB2は断流器、
HB1とHB2は高速度減流器、HB1RとHB2Rは各
高速度減流器の両端間に接続された減流抵抗器、
FLはフイルタリアクトル、FCはフイルタコンデ
ンサ、Ａは例えば直流直巻電動機の電機子、Ｆは
主電動機界磁巻線、MSLは主平滑リアクトル、
CHはチヨツパ、FWDはフリーホイリングダイオ
ード、CHRは補充電抵抗、そしてPEXDは予備
励磁装置である。また、破線内のものについては
後で説明するが、PEXRは予備励磁確認電流継電
器、そしてBRDは逆電流阻止用ダイオードであ
る。更に、チヨツパCHの内部において、MCRF
は主サイリスタ、ACRFは補助サイリスタ、
ANLは転流リアクトルを兼ねたアノードリアク
トル、そしてCMCは転流コンデンサである。こ
のようなチヨツパCHを用いた回生ブレーキ回路
の動作についてはすでに多く紹介されているの
で、ここでは簡単に説明する。すなわち、ブレー
キ時もしチヨツパCHがオンであるならば、主電
流は主電動機電機子Ａの一端からLB2−Ｆ−
MSL−ANL−MCRF−HB2を通つて主電動機電
機子Ａの他端に流れ、また、チヨツパCHがオフ
であるならば、主電流は主電動機電機子Ａの上述
した一端からLB2−Ｆ−MSL−FWD−FL−HB1
−LB1−PAN−外部負荷（図示しない）−接地−
HB2−を通つて主電動機電機子Ａの上述した他
端に流れ、電気車に回生ブレーキをかける。な
お、上述した状態において、第１図中の破線内の
逆電流阻止用ダイオードBRDは、後述する説明
の都合上図示したが、実際には設けられていない
ので無視する。
ブレーキ回路の基本回路を示す。第１図におい
て、PANはパンタグラフ、LB1とLB2は断流器、
HB1とHB2は高速度減流器、HB1RとHB2Rは各
高速度減流器の両端間に接続された減流抵抗器、
FLはフイルタリアクトル、FCはフイルタコンデ
ンサ、Ａは例えば直流直巻電動機の電機子、Ｆは
主電動機界磁巻線、MSLは主平滑リアクトル、
CHはチヨツパ、FWDはフリーホイリングダイオ
ード、CHRは補充電抵抗、そしてPEXDは予備
励磁装置である。また、破線内のものについては
後で説明するが、PEXRは予備励磁確認電流継電
器、そしてBRDは逆電流阻止用ダイオードであ
る。更に、チヨツパCHの内部において、MCRF
は主サイリスタ、ACRFは補助サイリスタ、
ANLは転流リアクトルを兼ねたアノードリアク
トル、そしてCMCは転流コンデンサである。こ
のようなチヨツパCHを用いた回生ブレーキ回路
の動作についてはすでに多く紹介されているの
で、ここでは簡単に説明する。すなわち、ブレー
キ時もしチヨツパCHがオンであるならば、主電
流は主電動機電機子Ａの一端からLB2−Ｆ−
MSL−ANL−MCRF−HB2を通つて主電動機電
機子Ａの他端に流れ、また、チヨツパCHがオフ
であるならば、主電流は主電動機電機子Ａの上述
した一端からLB2−Ｆ−MSL−FWD−FL−HB1
−LB1−PAN−外部負荷（図示しない）−接地−
HB2−を通つて主電動機電機子Ａの上述した他
端に流れ、電気車に回生ブレーキをかける。な
お、上述した状態において、第１図中の破線内の
逆電流阻止用ダイオードBRDは、後述する説明
の都合上図示したが、実際には設けられていない
ので無視する。
さて、従来は、ブレーキ初期における主電動機
電圧の立上りを容易かつ円滑に行なうため主電動
機界磁巻線Ｆに予備励磁を行なうのが普通であつ
た。しかも、万一予備励磁回路が故障していたり
すると下記の理由で主電動機が逆方向に励磁さ
れ、その上主電動機が直流直巻電動機であるため
自励現象を生じ、この自励現象が異常に成長して
最終的に主電動機を破壊する可能性があつた。す
なわち、 (1) 主電動機電機子Ａに誘起電圧がないため、補
助サイリスタACRFの点弧によつて転流コンデ
ンサCMCの充電電荷が第１図中に一点鎖線の
矢印の方向に放電される回路が構成される。
電圧の立上りを容易かつ円滑に行なうため主電動
機界磁巻線Ｆに予備励磁を行なうのが普通であつ
た。しかも、万一予備励磁回路が故障していたり
すると下記の理由で主電動機が逆方向に励磁さ
れ、その上主電動機が直流直巻電動機であるため
自励現象を生じ、この自励現象が異常に成長して
最終的に主電動機を破壊する可能性があつた。す
なわち、 (1) 主電動機電機子Ａに誘起電圧がないため、補
助サイリスタACRFの点弧によつて転流コンデ
ンサCMCの充電電荷が第１図中に一点鎖線の
矢印の方向に放電される回路が構成される。
(2) 補助サイリスタACRFよりも先に主サイリス
タMCRFが点弧されているが、その時は補助
サイリスタACRFは消弧しており、また電機子
電圧も零であることから主サイリスタMCRF
には電流が流れず消弧してしまう。
タMCRFが点弧されているが、その時は補助
サイリスタACRFは消弧しており、また電機子
電圧も零であることから主サイリスタMCRF
には電流が流れず消弧してしまう。
(3) 最近のチヨツパ用サイリスタは第１図に示し
たように逆導通サイリスタが用いられているた
め逆電流を阻止する機能がない。元々逆阻止サ
イリスタを用いても高速でスイツチングするた
め主サイリスタMCRFと逆並列にダイオード
（図示しない）を設置するのでチヨツパ共通の
問題であるといえる。
たように逆導通サイリスタが用いられているた
め逆電流を阻止する機能がない。元々逆阻止サ
イリスタを用いても高速でスイツチングするた
め主サイリスタMCRFと逆並列にダイオード
（図示しない）を設置するのでチヨツパ共通の
問題であるといえる。
このように主電動機に過電流が流れることにな
るが、逆励磁の場合はさらに悪い条件として主サ
イリスタMCRFのダイオード領域の電流容量が
サイリスタ領域に比べて小さく設計されている
（サイリスタ領域400Aに対してダイオード領域
150Aぐらいが普通）ので、順方向の過電流より
も主サイリスタMCRFを破壊させやすく被害が
より大きくなる。
るが、逆励磁の場合はさらに悪い条件として主サ
イリスタMCRFのダイオード領域の電流容量が
サイリスタ領域に比べて小さく設計されている
（サイリスタ領域400Aに対してダイオード領域
150Aぐらいが普通）ので、順方向の過電流より
も主サイリスタMCRFを破壊させやすく被害が
より大きくなる。
このような現象から主電動機やサイリスタを保
護するために、従来は、予備励磁電流が流れたこ
とを検知してからチヨツパを動作させたり、逆電
流が流れないように上述した主電流回路にダイオ
ードを入れたりしていた。すなわち、これらの方
法ではそのための予備励磁確認電流継電器PEXR
や逆電流阻止用ダイオードBRDが必要であり、
装置が大きくなり、また高価になる欠点があつ
た。
護するために、従来は、予備励磁電流が流れたこ
とを検知してからチヨツパを動作させたり、逆電
流が流れないように上述した主電流回路にダイオ
ードを入れたりしていた。すなわち、これらの方
法ではそのための予備励磁確認電流継電器PEXR
や逆電流阻止用ダイオードBRDが必要であり、
装置が大きくなり、また高価になる欠点があつ
た。
この発明は、チヨツパに設置されている転流失
敗検知器を改良して上述した欠点を除去しようと
するものである。
敗検知器を改良して上述した欠点を除去しようと
するものである。
回生ブレーキ制御を行なうチヨツパには、第１
図のような閉回路におけるチヨツパの転流失敗す
なわち順方向の過電流から主電動機を保護するた
めに、普通第２図のような転流失敗検知器CFD
を設け、高速度減流器HB2を強制的にトリツプ
させている。すなわち、高速度減流器HB2自体
の過電流検知機構によるトリツプよりもむしろ、
転流失敗したら直ちに高速度減流器HB2をトリ
ツプさせて回路しや断までの時間を短縮し、事故
電流の成長を抑えている。
図のような閉回路におけるチヨツパの転流失敗す
なわち順方向の過電流から主電動機を保護するた
めに、普通第２図のような転流失敗検知器CFD
を設け、高速度減流器HB2を強制的にトリツプ
させている。すなわち、高速度減流器HB2自体
の過電流検知機構によるトリツプよりもむしろ、
転流失敗したら直ちに高速度減流器HB2をトリ
ツプさせて回路しや断までの時間を短縮し、事故
電流の成長を抑えている。
第２図に示す転流失敗検知器CFDは、チヨツ
パCHの主電流路に接続され主サイリスタMCRF
に流れる主電流をピツクアツプする変流器１と、
この変流器１がピツクアツプした電流に瞬時に応
答して正極性または負極性の出力を出すDCCT回
路２と、このDCCT回路２からの正極性の出力の
みに応答して出力を出す電流検出器例えば比較器
３とを有する。転流失敗検知器CFDはまた、オ
フパルス発生回路からのオフパルスで作動されて
主電流が全然流れないオフ期間を設定する主電流
オフ期間設定回路４を有する。電流検出器３、主
電流オフ期間設定回路４の出力はアンド回路５の
各入力端子へ印加される。
パCHの主電流路に接続され主サイリスタMCRF
に流れる主電流をピツクアツプする変流器１と、
この変流器１がピツクアツプした電流に瞬時に応
答して正極性または負極性の出力を出すDCCT回
路２と、このDCCT回路２からの正極性の出力の
みに応答して出力を出す電流検出器例えば比較器
３とを有する。転流失敗検知器CFDはまた、オ
フパルス発生回路からのオフパルスで作動されて
主電流が全然流れないオフ期間を設定する主電流
オフ期間設定回路４を有する。電流検出器３、主
電流オフ期間設定回路４の出力はアンド回路５の
各入力端子へ印加される。
第３図は第２図に示した転流失敗検知器CFD
の動作を説明するためのタイムチヤートであり、
今、第３図Ａに示されたようなオンパルスＰ１が
主サイリスタMCRFのゲートに印加されると、
この主サイリスタMCRFはターンオンされ従つ
てチヨツパCHがオンになるので、第１図の回生
ブレーキ回路について説明したようにかつ第３図
Ｃ中にイで示すように主電流は主サイリスタ
MCRFを順方向（第２図の実線の矢印の方向）
に流れる。この主電流は変流器１でピツクアツプ
された後DCCT回路２へ供給される。このDCCT
回路２は第４図に示すように、順方向の主電流
（実線の矢印）に応答してその出力端子O1に正極
性の出力を生じる。この正極性の出力に応答して
電流検出器３は第３図Ｄ中にイ′で示すような出
力を生じる。この出力はアンド回路５へ印加され
るが、第３図Ｅに示すように主電流オフ期間設定
回路４からの出力が無いのでアンド回路５はどん
な出力も生ぜず。従つて転流失敗検知器CFDは
第３図Ｆに示すように出力を生じない。
の動作を説明するためのタイムチヤートであり、
今、第３図Ａに示されたようなオンパルスＰ１が
主サイリスタMCRFのゲートに印加されると、
この主サイリスタMCRFはターンオンされ従つ
てチヨツパCHがオンになるので、第１図の回生
ブレーキ回路について説明したようにかつ第３図
Ｃ中にイで示すように主電流は主サイリスタ
MCRFを順方向（第２図の実線の矢印の方向）
に流れる。この主電流は変流器１でピツクアツプ
された後DCCT回路２へ供給される。このDCCT
回路２は第４図に示すように、順方向の主電流
（実線の矢印）に応答してその出力端子O1に正極
性の出力を生じる。この正極性の出力に応答して
電流検出器３は第３図Ｄ中にイ′で示すような出
力を生じる。この出力はアンド回路５へ印加され
るが、第３図Ｅに示すように主電流オフ期間設定
回路４からの出力が無いのでアンド回路５はどん
な出力も生ぜず。従つて転流失敗検知器CFDは
第３図Ｆに示すように出力を生じない。
次にチヨツパCHをオフにするために第３図Ｂ
に示されたようなオフパルスＰ２がオフパルス発
生回路から補助サイリスタACRFのゲートに印加
されると、この補助サイリスタACRFがターンオ
ンされ、主サイリスタMCRFを順方向に流れる
主電流は第３図Ｃ中にロで示すように増加する。
その後主電流は逆極性に充電された転流コンデン
サCMCの放電のため第３図Ｃ中にハで示すよう
に逆方向（第２図の点線の矢印の方向）に流れ
る。つまりMCRF，ACRFをターンオフさせる
ための逆電流が流れ、この逆電流が流れている
間、MCRF，ACRFは逆バイヤスされてターン
オフすることになる。この逆電流に応答して
DCCT回路２はその出力端子O1に負極性の出力
を生じるが、前述したように電流検出器３は正極
性の出力のみに応答するので第３図Ｄ中にハ′で
示すようにどんな出力も生じない。第３図Ｃ中に
ニで示すように主電流が零になると、第３図Ｄ中
にニ′で示すように電流検出器３が出力を生じな
いので、たとえ主電流オフ期間設定回路４が第３
図Ｅに示すように出力を生じても、アンド回路５
は出力を生じない。ところが、第３図Ｂに示すオ
フパルスＰ３の印加後、正確には逆電流の流れる
転流時間後、第３図Ｃ中にホで示すように主サイ
リスタMCRFに順方向の主電流が流れているな
らば、これを転流失敗とみなして転流失敗検知器
CFDが検知する。すなわち、第３図Ｃ中のホで
示す順方向の主電流に応答して電流検出器３は第
３図Ｄ中にホ′で示す出力を生じてアンド回路５
へ印加し、また主電流オフ期間設定回路４は第３
図Ｅに示す出力を生じてアンド回路５へ印加する
ので、このアンド回路５に従つて転流失敗検知器
CFDは第３図Ｆに示す転流失敗検知出力を生じ、
もつて高速度減流器HB2のトリツプコイルを励
磁して高速度減流器HB2をトリツプさせるので
ある。
に示されたようなオフパルスＰ２がオフパルス発
生回路から補助サイリスタACRFのゲートに印加
されると、この補助サイリスタACRFがターンオ
ンされ、主サイリスタMCRFを順方向に流れる
主電流は第３図Ｃ中にロで示すように増加する。
その後主電流は逆極性に充電された転流コンデン
サCMCの放電のため第３図Ｃ中にハで示すよう
に逆方向（第２図の点線の矢印の方向）に流れ
る。つまりMCRF，ACRFをターンオフさせる
ための逆電流が流れ、この逆電流が流れている
間、MCRF，ACRFは逆バイヤスされてターン
オフすることになる。この逆電流に応答して
DCCT回路２はその出力端子O1に負極性の出力
を生じるが、前述したように電流検出器３は正極
性の出力のみに応答するので第３図Ｄ中にハ′で
示すようにどんな出力も生じない。第３図Ｃ中に
ニで示すように主電流が零になると、第３図Ｄ中
にニ′で示すように電流検出器３が出力を生じな
いので、たとえ主電流オフ期間設定回路４が第３
図Ｅに示すように出力を生じても、アンド回路５
は出力を生じない。ところが、第３図Ｂに示すオ
フパルスＰ３の印加後、正確には逆電流の流れる
転流時間後、第３図Ｃ中にホで示すように主サイ
リスタMCRFに順方向の主電流が流れているな
らば、これを転流失敗とみなして転流失敗検知器
CFDが検知する。すなわち、第３図Ｃ中のホで
示す順方向の主電流に応答して電流検出器３は第
３図Ｄ中にホ′で示す出力を生じてアンド回路５
へ印加し、また主電流オフ期間設定回路４は第３
図Ｅに示す出力を生じてアンド回路５へ印加する
ので、このアンド回路５に従つて転流失敗検知器
CFDは第３図Ｆに示す転流失敗検知出力を生じ、
もつて高速度減流器HB2のトリツプコイルを励
磁して高速度減流器HB2をトリツプさせるので
ある。
この発明は上述した転流失敗検知器を用いて逆
電流の保護を行なおうとするものである。
電流の保護を行なおうとするものである。
ところで、第４図に示されるDCCT回路２の特
性について述べると、第５図Ａに示すように主電
流が順方向から電流オフ期間を経て逆方向に流れ
るような場合、DCCT回路２の出力は、主電流が
第５図Ａ中にＦで示すように順方向であれば、そ
れに応じて第５図Ｂ中にF′で示すようになるが、
他方、主電流が第５図Ａ中にＲで示すように逆方
向になれば、DCCT回路の変流器鉄心の特性によ
つて該鉄心が飽和する時間T1まではその電流に
応じて第５図Ｂ中にR′で示すようになり、その
後は第４図に示すDCCT回路のAC電流の半周期
に同期して脈動した波形R″となる。
性について述べると、第５図Ａに示すように主電
流が順方向から電流オフ期間を経て逆方向に流れ
るような場合、DCCT回路２の出力は、主電流が
第５図Ａ中にＦで示すように順方向であれば、そ
れに応じて第５図Ｂ中にF′で示すようになるが、
他方、主電流が第５図Ａ中にＲで示すように逆方
向になれば、DCCT回路の変流器鉄心の特性によ
つて該鉄心が飽和する時間T1まではその電流に
応じて第５図Ｂ中にR′で示すようになり、その
後は第４図に示すDCCT回路のAC電流の半周期
に同期して脈動した波形R″となる。
しかして、DCCT回路２は普通第５図Ａ中にＦ
で示す順方向の主電流を流し第５図Ｂ中にF′で示
す正極性の出力を出しているから、鉄心はそれに
対応した方向に偏磁している。従つて逆電流が流
れると鉄心が逆方向に飽和するまでの間は必ず第
５図Ｂ中にR′で示す負極性の出力を出す期間が
ある。第４図のDCCT回路の構成から明らかなよ
うに、この負極性の出力は整流用ダイオードの順
電圧降下分が最大値であるが２個直列分であるた
め1.0〜2.0V程度となる。
で示す順方向の主電流を流し第５図Ｂ中にF′で示
す正極性の出力を出しているから、鉄心はそれに
対応した方向に偏磁している。従つて逆電流が流
れると鉄心が逆方向に飽和するまでの間は必ず第
５図Ｂ中にR′で示す負極性の出力を出す期間が
ある。第４図のDCCT回路の構成から明らかなよ
うに、この負極性の出力は整流用ダイオードの順
電圧降下分が最大値であるが２個直列分であるた
め1.0〜2.0V程度となる。
従つて、逆電流によるこの負極性の出力を検知
出来るような転流失敗検知器を構成すれば、この
発明の目的とする逆励磁による異常電流をすばや
く検知し、主電動機やサイリスタを破壊すること
なく、過電流を抑えることが出来ることになる。
なお、第３図における転流反転電流期間は、この
発明では、電流検出器３の出力が出るが、主電流
オフ期間設定回路４の出力との間には充分時間を
確保することが可能であるので、誤検知すること
はない。また第５図のT1の時間内には主電流オ
フ期間設定回路４の出力が最低１回以上必ず確保
されるので（チヨツパ周波数は一般には商用周波
数の２倍よりも大きい。）、T1の時間内に検知で
きる。負極性の出力をも利用出来る転流失敗検知
器の一実施例の一部を第６図に示す。この実施例
は第４図のDCCT回路２に、一点鎖線で囲まれた
部分を追加したものである。詳しく説明すれば、
DCCT回路２の出力端子O1は、正極性の出力を
通電する方向に接続された第１ダイオードD1を
介して第２図の電流検出器３へ接続される。出力
端子O1とダイオードD1のアノードとの接続点は
入力抵抗IRを介して増幅器Ａの一方の入力端子
へ接続される。増幅器Ａのこの入力端子と増幅器
Ａの出力端子との間には帰還抵抗FRが接続され
る。増幅器Ａの他方の入力端子はDCCT回路２の
出力端子O2と共に接地される。増幅器Ａの出力
端子はダイオードD1と同極性に接続された第２
ダイオードD2を介して電流検出器３へ接続され
る。増幅器Ａ、入力抵抗IRおよび帰還抵抗FRか
ら成る演算増幅器OAは、出力端子O1における負
極性の出力を、大きさが同じであるが極性が反対
の出力すなわち正極性の出力に変換する。このよ
うな構成により、順方向の主電流に応答して
DCCT回路２の出力端子O1に生じられる正極性
の出力は第１ダイオードD1を通して電流検出器
３へ印加されるのみならず、逆電流に応答して出
力端子O1に生じられる負極性の出力も演算増幅
器OAで極性変換された後第２ダイオードD2を通
して電流検出器３へ印加されるので、転流失敗検
知器CFDは順方向の主電流、逆方向の主電流す
なわち逆電流のどちらにも応答して動作すること
になる。
出来るような転流失敗検知器を構成すれば、この
発明の目的とする逆励磁による異常電流をすばや
く検知し、主電動機やサイリスタを破壊すること
なく、過電流を抑えることが出来ることになる。
なお、第３図における転流反転電流期間は、この
発明では、電流検出器３の出力が出るが、主電流
オフ期間設定回路４の出力との間には充分時間を
確保することが可能であるので、誤検知すること
はない。また第５図のT1の時間内には主電流オ
フ期間設定回路４の出力が最低１回以上必ず確保
されるので（チヨツパ周波数は一般には商用周波
数の２倍よりも大きい。）、T1の時間内に検知で
きる。負極性の出力をも利用出来る転流失敗検知
器の一実施例の一部を第６図に示す。この実施例
は第４図のDCCT回路２に、一点鎖線で囲まれた
部分を追加したものである。詳しく説明すれば、
DCCT回路２の出力端子O1は、正極性の出力を
通電する方向に接続された第１ダイオードD1を
介して第２図の電流検出器３へ接続される。出力
端子O1とダイオードD1のアノードとの接続点は
入力抵抗IRを介して増幅器Ａの一方の入力端子
へ接続される。増幅器Ａのこの入力端子と増幅器
Ａの出力端子との間には帰還抵抗FRが接続され
る。増幅器Ａの他方の入力端子はDCCT回路２の
出力端子O2と共に接地される。増幅器Ａの出力
端子はダイオードD1と同極性に接続された第２
ダイオードD2を介して電流検出器３へ接続され
る。増幅器Ａ、入力抵抗IRおよび帰還抵抗FRか
ら成る演算増幅器OAは、出力端子O1における負
極性の出力を、大きさが同じであるが極性が反対
の出力すなわち正極性の出力に変換する。このよ
うな構成により、順方向の主電流に応答して
DCCT回路２の出力端子O1に生じられる正極性
の出力は第１ダイオードD1を通して電流検出器
３へ印加されるのみならず、逆電流に応答して出
力端子O1に生じられる負極性の出力も演算増幅
器OAで極性変換された後第２ダイオードD2を通
して電流検出器３へ印加されるので、転流失敗検
知器CFDは順方向の主電流、逆方向の主電流す
なわち逆電流のどちらにも応答して動作すること
になる。
次に、第２図に示すDCCT回路２部分に第６図
に示す回路を用いたこの発明の一実施例の動作を
説明する。第７図は正常時かよび転流失敗検知時
の動作を説明するためのタイムチヤートであり、
その動作は何れも第３図の場合と同様である。但
し、DCCT回路２の出力は、第６図で説明した如
く検出主電流の順、逆方向のどちらでも正極とな
つて電流検出器３へ入力されるので、該電流検出
器３は第７図Ｄ中にイ″で示すように第７図Ｃ中
にハで示す逆電流期間中も出力を生じる。なお、
第７図Ｃ中にニで示すように主電流が零になる
と、第７図Ｄ中にニ′で示すように電流検出器３
が出力を生じないので、たとえ主電流オフ期間設
定回路４が第７図Ｅに示すように出力を生じて
も、アンド回路５は出力を生じない。即ち、正常
転流時における瞬時的な逆方向電流では転流失敗
検知器CFDは検知出力を生じない。
に示す回路を用いたこの発明の一実施例の動作を
説明する。第７図は正常時かよび転流失敗検知時
の動作を説明するためのタイムチヤートであり、
その動作は何れも第３図の場合と同様である。但
し、DCCT回路２の出力は、第６図で説明した如
く検出主電流の順、逆方向のどちらでも正極とな
つて電流検出器３へ入力されるので、該電流検出
器３は第７図Ｄ中にイ″で示すように第７図Ｃ中
にハで示す逆電流期間中も出力を生じる。なお、
第７図Ｃ中にニで示すように主電流が零になる
と、第７図Ｄ中にニ′で示すように電流検出器３
が出力を生じないので、たとえ主電流オフ期間設
定回路４が第７図Ｅに示すように出力を生じて
も、アンド回路５は出力を生じない。即ち、正常
転流時における瞬時的な逆方向電流では転流失敗
検知器CFDは検知出力を生じない。
また、第８図は回生ブレーキ初期時、第１図に
示す予備励磁装置PEXDが正常に機能せず従来の
問題点で説明したような主電動機の逆方向励磁が
生じるような時、それを検知する場合の動作を説
明するためのタイムチヤートである。即ち、回生
ブレーキに切替え時には主電動機電機子Ａに誘起
電圧がないため、第８図Ａ中にＰ１で示すオンパ
ルスが主サイリスタMCRFのゲートに印加され
ても主サイリスタMCRFには電流が流れず（該
主サイリスタMCRFは消弧状態となる）、その後
第８図Ｂ中にＰ２で示すオフパルスが補助サイリ
スタACRFのゲートに印加され該補助サイリスタ
ACRFが点弧されると、初期充電されている転流
コンデンサCMCの充電電荷が第１図中の一点鎖
線矢印方向に放電し、主電動機である直流直巻電
動機が逆方向に励磁され、その内に自励現象を生
じることとなるが、その際には主サイリスタ
MCRFの逆方向ダイオード部を通じて第８図Ｃ
中にヘで示すように逆方向発散電流が流れること
になる。また、DCCT回路２の出力は、第６図で
説明した如く正極となつて電流検出器３へ入力さ
れるので、該電流検出器３は第８図Ｄ中にヘ′で
示すように出力を生じる。しかして、第２図に示
される転流失敗検知器CFDにおいては、上記電
流検出器３の出力がアンド回路５へ印加され、ま
た主電流オフ期間設定回路４は第８図Ｅに示す出
力を生じてアンド回路５へ印加するので、このア
ンド回路５を通して第８図Ｆに示す検知出力を生
じ、前述の転流失敗検知の場合と同様に高速度減
流器HB2をトリツプさせるのである。
示す予備励磁装置PEXDが正常に機能せず従来の
問題点で説明したような主電動機の逆方向励磁が
生じるような時、それを検知する場合の動作を説
明するためのタイムチヤートである。即ち、回生
ブレーキに切替え時には主電動機電機子Ａに誘起
電圧がないため、第８図Ａ中にＰ１で示すオンパ
ルスが主サイリスタMCRFのゲートに印加され
ても主サイリスタMCRFには電流が流れず（該
主サイリスタMCRFは消弧状態となる）、その後
第８図Ｂ中にＰ２で示すオフパルスが補助サイリ
スタACRFのゲートに印加され該補助サイリスタ
ACRFが点弧されると、初期充電されている転流
コンデンサCMCの充電電荷が第１図中の一点鎖
線矢印方向に放電し、主電動機である直流直巻電
動機が逆方向に励磁され、その内に自励現象を生
じることとなるが、その際には主サイリスタ
MCRFの逆方向ダイオード部を通じて第８図Ｃ
中にヘで示すように逆方向発散電流が流れること
になる。また、DCCT回路２の出力は、第６図で
説明した如く正極となつて電流検出器３へ入力さ
れるので、該電流検出器３は第８図Ｄ中にヘ′で
示すように出力を生じる。しかして、第２図に示
される転流失敗検知器CFDにおいては、上記電
流検出器３の出力がアンド回路５へ印加され、ま
た主電流オフ期間設定回路４は第８図Ｅに示す出
力を生じてアンド回路５へ印加するので、このア
ンド回路５を通して第８図Ｆに示す検知出力を生
じ、前述の転流失敗検知の場合と同様に高速度減
流器HB2をトリツプさせるのである。
なお、第８図Ｃ，Ｄ中に破線で示す波形は正常
時の場合を示しており、第７図Ｃ，Ｄ中の正常時
の波形に対流している。
時の場合を示しており、第７図Ｃ，Ｄ中の正常時
の波形に対流している。
以上のように、この発明では、本来チヨツパの
転流失敗を検知する転流失敗検知器に、DCCT回
路からの負極性の出力を正極性の出力に変換する
極性変換器１個を追加するだけで、主電動機が逆
励磁された際に流れる過電流を抑制し、主電動機
やサイリスタの破壊を防ぐことが出来る。
転流失敗を検知する転流失敗検知器に、DCCT回
路からの負極性の出力を正極性の出力に変換する
極性変換器１個を追加するだけで、主電動機が逆
励磁された際に流れる過電流を抑制し、主電動機
やサイリスタの破壊を防ぐことが出来る。
第１図はチヨツパを用いた電気車の回生ブレー
キ回路の基本回路図、第２図は転流失敗検知器の
機能ブロツク図、第３図は第２図に示した転流失
敗検知器の動作を説明するためのタイムチヤート
図、第４図はDCCT回路の一例を示す回路図、第
５図は第４図に示したDCCT回路の出力波形図、
第６図はこの発明の一実施例に使用される転流失
敗検知器の一部を示す回路図、第７図および第８
図はこの発明の一実施例における転流失敗検知器
の動作を説明するためのタイムチヤート図であ
る。 図中、Ａは主電動機電機子、HB2は高速度減
流器、CHはチヨツパ、CFDは転流失敗検知器、
２はDCCT回路、３は電流検出器、D1とD2はダ
イオード、OAは演算増幅器である。
キ回路の基本回路図、第２図は転流失敗検知器の
機能ブロツク図、第３図は第２図に示した転流失
敗検知器の動作を説明するためのタイムチヤート
図、第４図はDCCT回路の一例を示す回路図、第
５図は第４図に示したDCCT回路の出力波形図、
第６図はこの発明の一実施例に使用される転流失
敗検知器の一部を示す回路図、第７図および第８
図はこの発明の一実施例における転流失敗検知器
の動作を説明するためのタイムチヤート図であ
る。 図中、Ａは主電動機電機子、HB2は高速度減
流器、CHはチヨツパ、CFDは転流失敗検知器、
２はDCCT回路、３は電流検出器、D1とD2はダ
イオード、OAは演算増幅器である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 主電動機としての直流直巻電動機を逆導通機
能をもつチヨツパで速度制御し、且つ回生ブレー
キ制御機能を持つ電気車であつて、ブレーキ時前
記チヨツパを順方向、逆方向に流れる主電流に応
答してそれぞれ正極性、負極性の出力を生じる電
流検出回路と、この電流検出回路からの前記正極
性の出力のみに応答する検出器と、前記チヨツパ
に主電流が流れないオフ期間を設定する主電流オ
フ期間設定回路と、この主電流オフ期間設定回路
と前記検出器の両出力の論理和に基づき出力を生
じる転流失敗検知器とを備えたものにおいて、前
記電流検出回路と前記検出器の間で前記正極性の
出力を通電する方向に接続された第１ダイオード
と、この第１ダイオードと並列に接続され前記負
極性の出力を正極性の出力に変換する変換回路と
を設けたことを特徴とする電気車保護装置。 ２ 変換回路が、演算増幅器と、第１ダイオード
と同極性の第２オードとの直列回路から成ること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気車
保護装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP312878A JPS5495411A (en) | 1978-01-13 | 1978-01-13 | Electric vehicle protector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP312878A JPS5495411A (en) | 1978-01-13 | 1978-01-13 | Electric vehicle protector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5495411A JPS5495411A (en) | 1979-07-27 |
| JPH0145281B2 true JPH0145281B2 (ja) | 1989-10-03 |
Family
ID=11548713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP312878A Granted JPS5495411A (en) | 1978-01-13 | 1978-01-13 | Electric vehicle protector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5495411A (ja) |
-
1978
- 1978-01-13 JP JP312878A patent/JPS5495411A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5495411A (en) | 1979-07-27 |
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