JPH0458246B2 - - Google Patents
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- JPH0458246B2 JPH0458246B2 JP11921085A JP11921085A JPH0458246B2 JP H0458246 B2 JPH0458246 B2 JP H0458246B2 JP 11921085 A JP11921085 A JP 11921085A JP 11921085 A JP11921085 A JP 11921085A JP H0458246 B2 JPH0458246 B2 JP H0458246B2
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- JP
- Japan
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- series
- parallel
- regenerative brake
- current
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は複数台の主電動機を２群に分け、この
２群を高速では並列に、低速では直列に接続して
回生ブレーキを作用させる電気鉄道車両の電動車
（以下電気車という）の電気車用制動制御装置に
関するものである。
２群を高速では並列に、低速では直列に接続して
回生ブレーキを作用させる電気鉄道車両の電動車
（以下電気車という）の電気車用制動制御装置に
関するものである。
従来一般に電気車においては、電動機を発電機
として利用し、発電ブレーキあるいは回生ブレー
キを作用させることがよく行なわれている。複巻
電動機または直巻電動機の界磁制御によつて回生
電流を制御する電気車では、２群の主電動機を並
列と直列に切りかえることによつて、回生ブレー
キ有効速度範囲を広げることが多用されている。
として利用し、発電ブレーキあるいは回生ブレー
キを作用させることがよく行なわれている。複巻
電動機または直巻電動機の界磁制御によつて回生
電流を制御する電気車では、２群の主電動機を並
列と直列に切りかえることによつて、回生ブレー
キ有効速度範囲を広げることが多用されている。
第２図はこのような並直列制御を行なう電気車
の主回路接続図で、第３図は第２図の主回路接続
図の電気車の電動機１個についての電機子電流−
速度特性曲線を示す図である。
の主回路接続図で、第３図は第２図の主回路接続
図の電気車の電動機１個についての電機子電流−
速度特性曲線を示す図である。
まず第２図の構成を説明する。図において、１
１はパンタグラフ、１２，１３は主電動機で、１
２Ａ，１３Ａは主電動機１２，１３のそれぞれの
電機子、１２Ｂ，１３Ｂは同じくその直巻界磁、
１２Ｃ，１３Ｃは同じくその分巻界磁をそれぞれ
示している。１４は分巻界磁電流調整器、１５，
１６は主電動機１２，１３を並列に接続する並列
接続用接触器、１７は主電動機１２，１３を直列
に接続する直列接続用接触器、１８は抵抗器、１
９は電車線電圧検出器、２０は電機子電流検出器
である。
１はパンタグラフ、１２，１３は主電動機で、１
２Ａ，１３Ａは主電動機１２，１３のそれぞれの
電機子、１２Ｂ，１３Ｂは同じくその直巻界磁、
１２Ｃ，１３Ｃは同じくその分巻界磁をそれぞれ
示している。１４は分巻界磁電流調整器、１５，
１６は主電動機１２，１３を並列に接続する並列
接続用接触器、１７は主電動機１２，１３を直列
に接続する直列接続用接触器、１８は抵抗器、１
９は電車線電圧検出器、２０は電機子電流検出器
である。
第３図で横軸は主電動機の電機子電流、縦軸は
その速度であり、それぞれ記号IaおよびＳで示し
た。曲線Ａ−A1，Ｂ−B1，Ｅ−E1は主電動機の
分巻界磁電流IFをパラメータとして示した主電動
機の電機子電流−速度特性曲線である。電車線電
圧は一定としている。曲線Ａ−A1，Ｂ−B1は主
電動機２群並列接続の特性、曲線Ｅ−E1は同じ
く直列接続での特性である。曲線Ｅ−E1は第２
図での抵抗器１８が短絡された状態での特性であ
り、抵抗器１８が挿入されているときには、その
特性は曲線Ｄ−D1となる。
その速度であり、それぞれ記号IaおよびＳで示し
た。曲線Ａ−A1，Ｂ−B1，Ｅ−E1は主電動機の
分巻界磁電流IFをパラメータとして示した主電動
機の電機子電流−速度特性曲線である。電車線電
圧は一定としている。曲線Ａ−A1，Ｂ−B1は主
電動機２群並列接続の特性、曲線Ｅ−E1は同じ
く直列接続での特性である。曲線Ｅ−E1は第２
図での抵抗器１８が短絡された状態での特性であ
り、抵抗器１８が挿入されているときには、その
特性は曲線Ｄ−D1となる。
曲線Ｂ−B1上の点B2にて回生ブレーキが作用
中、即ち第２図で接触器１５，１６が閉じ主電動
機２群並列状態にて、接触器１７が閉じると、抵
抗器１８には、その抵抗値を仮にＲ、電車線電圧
を仮にV2とすると、電流V2／Ｒが流れる。この
電流V2／Ｒが点B2における電機子電流I4に等し
くなるよう抵抗器１８の抵抗値が選定されていた
とすると、このとき第２図中の接触器１５，１６
を開くと、電機子電流−速度特性は曲線Ｄ−D1
となるも、電機子電流は、I4のままで、変化なく
並直列渡りが行なわれたことになる。以後、抵抗
器１８の抵抗値を順次短絡すると共に分巻界磁電
流調整器１４にて分巻界磁電流を調整し、電機子
電流を所要値にし、回生ブレーキは継続される。
中、即ち第２図で接触器１５，１６が閉じ主電動
機２群並列状態にて、接触器１７が閉じると、抵
抗器１８には、その抵抗値を仮にＲ、電車線電圧
を仮にV2とすると、電流V2／Ｒが流れる。この
電流V2／Ｒが点B2における電機子電流I4に等し
くなるよう抵抗器１８の抵抗値が選定されていた
とすると、このとき第２図中の接触器１５，１６
を開くと、電機子電流−速度特性は曲線Ｄ−D1
となるも、電機子電流は、I4のままで、変化なく
並直列渡りが行なわれたことになる。以後、抵抗
器１８の抵抗値を順次短絡すると共に分巻界磁電
流調整器１４にて分巻界磁電流を調整し、電機子
電流を所要値にし、回生ブレーキは継続される。
主電動機２群並列状態にて電機子電流が曲線Ｃ
−C1の線上で速度が減少してきたとき、点C1で
の電機子電流I1にて、並直列渡りが行なわれる
と、接触器１５，１６が開かれた後の電機子電流
は曲線Ｄ−D1上の点D2即ちI3に増加する。
−C1の線上で速度が減少してきたとき、点C1で
の電機子電流I1にて、並直列渡りが行なわれる
と、接触器１５，１６が開かれた後の電機子電流
は曲線Ｄ−D1上の点D2即ちI3に増加する。
なお第３図においてS1は点D2、点C1における
速度、S2は点B2の速度を示し、I2は点D1におけ
る電機子電流を表わしている。
速度、S2は点B2の速度を示し、I2は点D1におけ
る電機子電流を表わしている。
一般に上述の並直列渡りの際、接触器１５，１
６が開く前・後の電機子電流変化が少なくなるよ
う抵抗器１８の値を調整してから、接触器１５，
１６を開く。しかし上述の如く、接触器１５，１
６が閉じている電動機２群並列状態の電機子電流
が、抵抗器１８の値最大の場合の曲線Ｄ−D1上
の点への移行後に比べて低い値の場合には、元々
ブレーキ力は小さいので、差しつかえないものと
されていた。
６が開く前・後の電機子電流変化が少なくなるよ
う抵抗器１８の値を調整してから、接触器１５，
１６を開く。しかし上述の如く、接触器１５，１
６が閉じている電動機２群並列状態の電機子電流
が、抵抗器１８の値最大の場合の曲線Ｄ−D1上
の点への移行後に比べて低い値の場合には、元々
ブレーキ力は小さいので、差しつかえないものと
されていた。
上述の如き主電動機２群の並直列制御を行なう
電気車において、回生負荷が不足する場合に、主
電動機２群の並直列渡り中に電車線電圧が許容上
限値を超え、電気車に設けられた過電圧検出器が
動作しやすかつた。過電圧検出器が動作したとき
は回生ブレーキを打ち切られるため、以後直列段
の回生ブレーキは無効となつていた。また電車線
電圧が許容上限値を超えているため、補助回転機
の整流悪化の一因ともなつていた。
電気車において、回生負荷が不足する場合に、主
電動機２群の並直列渡り中に電車線電圧が許容上
限値を超え、電気車に設けられた過電圧検出器が
動作しやすかつた。過電圧検出器が動作したとき
は回生ブレーキを打ち切られるため、以後直列段
の回生ブレーキは無効となつていた。また電車線
電圧が許容上限値を超えているため、補助回転機
の整流悪化の一因ともなつていた。
本発明の目的は、電車線電圧許容上限値附近
で、回生ブレーキ並直列渡りを行なう際、過電圧
検出器が動作する可能性を低めようとするもので
ある。
で、回生ブレーキ並直列渡りを行なう際、過電圧
検出器が動作する可能性を低めようとするもので
ある。
まず従来装置で、なぜ並直列渡りの際、過電圧
検出器が動作しやすいかについて検討すると、 前述の第３図点C1での電機子電流I1、点D2での
電機子電流I3の関係で ｜2I1｜≧｜I3｜ …… であるならば、主電動機２群並列中のパンタグラ
フより電車線への流出電流2I1を受け入れる回生
負荷に、主電動機２群直列になつた後の電流I3も
充分受け入れられるので、渡り中の回生負荷の脱
落がなければ電車線電圧の過上昇はない。しかし ｜2I1｜＜｜I3｜ …… となるように、主電動機２群並列中の電機子電流
I1が電車線電圧制限のためにしぼりこまれていた
とすると、前記第２図の並列接続用接触器１５，
１６が開き、直列初段に渡つた後の電流増分、即
ち （｜I3｜−｜2I1｜） の電流を受け入れる回生負荷がなく電車線電圧を
上限値以上に上昇させることになる。
検出器が動作しやすいかについて検討すると、 前述の第３図点C1での電機子電流I1、点D2での
電機子電流I3の関係で ｜2I1｜≧｜I3｜ …… であるならば、主電動機２群並列中のパンタグラ
フより電車線への流出電流2I1を受け入れる回生
負荷に、主電動機２群直列になつた後の電流I3も
充分受け入れられるので、渡り中の回生負荷の脱
落がなければ電車線電圧の過上昇はない。しかし ｜2I1｜＜｜I3｜ …… となるように、主電動機２群並列中の電機子電流
I1が電車線電圧制限のためにしぼりこまれていた
とすると、前記第２図の並列接続用接触器１５，
１６が開き、直列初段に渡つた後の電流増分、即
ち （｜I3｜−｜2I1｜） の電流を受け入れる回生負荷がなく電車線電圧を
上限値以上に上昇させることになる。
更に、第３図で抵抗器１８を順次短絡して行く
過程で、抵抗値変化による電圧降下減少分だけ電
車線電圧を一瞬上昇させることもある。
過程で、抵抗値変化による電圧降下減少分だけ電
車線電圧を一瞬上昇させることもある。
そこで本発明は、電車線電圧が許容上限値附近
にあるとき、渡り直前の電流値が上述の式の関
係にあるときは、一旦、電機子電流を減少させて
回生ブレーキを打切り、あるいは、しかる後、主
電動機の発生電圧を半減させる値まで分巻界磁電
流を弱めてから主電動機２群を直列接続させるよ
うにするものである。
にあるとき、渡り直前の電流値が上述の式の関
係にあるときは、一旦、電機子電流を減少させて
回生ブレーキを打切り、あるいは、しかる後、主
電動機の発生電圧を半減させる値まで分巻界磁電
流を弱めてから主電動機２群を直列接続させるよ
うにするものである。
以下、本発明の説明を前述の従来技術の説明と
同様に複巻電動機を例にとり行なうが、本発明は
直巻電動機の直巻界磁を電機子電流と独立に制御
しうるようにした界磁制御車にも適用しうるもの
である。
同様に複巻電動機を例にとり行なうが、本発明は
直巻電動機の直巻界磁を電機子電流と独立に制御
しうるようにした界磁制御車にも適用しうるもの
である。
第１図は本発明の制御をマイクロプロセツサで
行なつた場合の一実施例のフローチヤートであ
り、図中、IFは分巻界磁電流、IF2は並列段終期の
分巻界磁電流、Iaは電機子電流、I3は直列段に入
つた直後の予定電機子電流、VLは電車線電圧、
VL0は電車線電圧の許容上限値である。１〜３は
回生ブレーキ制御手段Ｘとしての判別、４は回生
ブレーキ打切り、５は並列段ブレーキ制御継続、
６は渡り制御を示すブロツクである。
行なつた場合の一実施例のフローチヤートであ
り、図中、IFは分巻界磁電流、IF2は並列段終期の
分巻界磁電流、Iaは電機子電流、I3は直列段に入
つた直後の予定電機子電流、VLは電車線電圧、
VL0は電車線電圧の許容上限値である。１〜３は
回生ブレーキ制御手段Ｘとしての判別、４は回生
ブレーキ打切り、５は並列段ブレーキ制御継続、
６は渡り制御を示すブロツクである。
第１図のフローチヤートにおいて、判別１は分
巻界磁電流IFの判別で、並列制御限界分巻界磁電
流IF2に達した場合にYESの方向の径路をとる。
判別２はIF≧IF2になつたとき電機子電流Iaを判別
するもので、並直列渡りに際し、直列に入つた直
後の電流の予定値I3の1/2との大小関係を調べ、｜
Ia｜＜1/2｜I3｜であるときYES方向の径路をと
る。判別３はIF≧IF2即ち並直列渡りに入るときに
｜Ia｜＜1/2｜I3｜であるとき、それが電車線電
圧制限にかかつているか否かの判別で、電車線電
圧VLが、電車線電圧の許容上限値VL0と比較し、
VL≧VL0の場合はYES方向の径路をとり、回生ブ
レーキを打切るものである。
巻界磁電流IFの判別で、並列制御限界分巻界磁電
流IF2に達した場合にYESの方向の径路をとる。
判別２はIF≧IF2になつたとき電機子電流Iaを判別
するもので、並直列渡りに際し、直列に入つた直
後の電流の予定値I3の1/2との大小関係を調べ、｜
Ia｜＜1/2｜I3｜であるときYES方向の径路をと
る。判別３はIF≧IF2即ち並直列渡りに入るときに
｜Ia｜＜1/2｜I3｜であるとき、それが電車線電
圧制限にかかつているか否かの判別で、電車線電
圧VLが、電車線電圧の許容上限値VL0と比較し、
VL≧VL0の場合はYES方向の径路をとり、回生ブ
レーキを打切るものである。
判別１においてIF≧IF2でないときはNO方向の
径路により、並列ブレーキを続ける。判別２、判
別３でNO方向の径路をとれば、通常の並直列渡
りを行なうものである。
径路により、並列ブレーキを続ける。判別２、判
別３でNO方向の径路をとれば、通常の並直列渡
りを行なうものである。
第１図のフローチヤートで回生ブレーキ打切制
御をした後、分巻界磁を弱めて、主電動機発生電
圧を半減させてから再度、直列段ブレーキを作用
させることもできる。なお第３図のI3とI4の差は
僅かであり、判別２のI3はI4で代表してよい。ま
た回生ブレーキの打ち切りは、制御して円滑に打
切ることができる。
御をした後、分巻界磁を弱めて、主電動機発生電
圧を半減させてから再度、直列段ブレーキを作用
させることもできる。なお第３図のI3とI4の差は
僅かであり、判別２のI3はI4で代表してよい。ま
た回生ブレーキの打ち切りは、制御して円滑に打
切ることができる。
上述の本発明によれば、並列段ブレーキの終期
において電車線電圧と、電機子電流条件を判別す
ることによつて、直列へ渡つた直後の過電圧継電
器動作を防止できるので、運転士に不安を与える
ことがなくなり、しかも、補助回転機への悪影響
を除去でき、電気車の故障防止に役立つ。回生ブ
レーキの打ち切りは、制御して円滑に打切ること
ができ、過電圧継電器動作の如く、瞬時に回生ブ
レーキが失効せず空気ブレーキへの円滑なブレー
キ切替が可能となり乗心地も改善される。
において電車線電圧と、電機子電流条件を判別す
ることによつて、直列へ渡つた直後の過電圧継電
器動作を防止できるので、運転士に不安を与える
ことがなくなり、しかも、補助回転機への悪影響
を除去でき、電気車の故障防止に役立つ。回生ブ
レーキの打ち切りは、制御して円滑に打切ること
ができ、過電圧継電器動作の如く、瞬時に回生ブ
レーキが失効せず空気ブレーキへの円滑なブレー
キ切替が可能となり乗心地も改善される。
第１図は本発明の一実施例を示す制御フローチ
ヤート、第２図は並直列制御を行なう界磁制御に
より回生ブレーキを行なう電気車の主回路接触
図、第３図はその電動機の電機子電流−速度特性
を示す特性曲線図である。 IF……分巻界磁電流、IF2……並列段終期の分巻
界磁電流、Ia……電機子電流、I3……直列段に入
つた直後の予定電機子電流、VL……電車線電圧、
VL0……電車線電圧の許容上限値、１〜３……判
別ブロツク、Ｘ……回生ブレーキ制御手段。
ヤート、第２図は並直列制御を行なう界磁制御に
より回生ブレーキを行なう電気車の主回路接触
図、第３図はその電動機の電機子電流−速度特性
を示す特性曲線図である。 IF……分巻界磁電流、IF2……並列段終期の分巻
界磁電流、Ia……電機子電流、I3……直列段に入
つた直後の予定電機子電流、VL……電車線電圧、
VL0……電車線電圧の許容上限値、１〜３……判
別ブロツク、Ｘ……回生ブレーキ制御手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 回生ブレーキ制御手段Ｘを有する電気車用制
動制御装置であつて、 電気車は、２群の主電動機を並、直、または並
直列渡り運転制御し、回生ブレーキを含む制動を
行うものであり、 回生ブレーキ制御手段Ｘは、界磁電流の検出値
IFを入力し、これと、あらかじめ定めた界磁電流
の限界値IF2との大小関係を判別１し、電機子電
流の検出値Iaを入力し、これと、渡り制御が直列
段に進んだ直後のあらかじめ計算で求められる予
定電流値I3の1/2との大小関係を判別２し、電車
線電圧の検出値を入力し、これと予め定められた
電車線電圧の上限値VL0との大小関係を判別３
し、上記運転モードが並列段にある時、前記判別
が、 （IF）＞（IF2）または（IF）＝（IF2）であり、 （Ia）＜（1/2）×（I3）であり、 （VL）＞（VL0）または（VL）＝（VL0）である時
には、回生ブレーキを打ち切り、 （IF）＜（IF2）の時には並列段の回生ブレーキを
接続し、 （IF）＞（IF2）または（IF）＝（IF2）であり、 （Ia）＞（1/2）×（I3） または、（Ia）＝（1/2）×（I3）であるか、あるい
は（VL）＜（VL0）である時には並直列渡り段の回
生ブレーキを接続する 電気車用制動制御装置 ２ 回生ブレーキ制御手段Ｘは、回生ブレーキを
打ち切り、電動機電圧を半減させた後に、再度直
列段ブレーキを開始することができるものである 特許請求の範囲第１項記載の電気車用制動制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11921085A JPS61277301A (ja) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | 電気車用制動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11921085A JPS61277301A (ja) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | 電気車用制動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61277301A JPS61277301A (ja) | 1986-12-08 |
| JPH0458246B2 true JPH0458246B2 (ja) | 1992-09-17 |
Family
ID=14755660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11921085A Granted JPS61277301A (ja) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | 電気車用制動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61277301A (ja) |
-
1985
- 1985-05-31 JP JP11921085A patent/JPS61277301A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61277301A (ja) | 1986-12-08 |
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