JPH0480604B2 - - Google Patents
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- JPH0480604B2 JPH0480604B2 JP56043452A JP4345281A JPH0480604B2 JP H0480604 B2 JPH0480604 B2 JP H0480604B2 JP 56043452 A JP56043452 A JP 56043452A JP 4345281 A JP4345281 A JP 4345281A JP H0480604 B2 JPH0480604 B2 JP H0480604B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- braking
- circuit
- chopper device
- control
- armature
- Prior art date
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/281—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices the DC motor being operated in four quadrants
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は直流分巻電動機を駆動する電気車の制
御方法に関する。
御方法に関する。
半導体技術の進歩によつて直流電動機を直流チ
ヨツパ装置で制御する方法が広く実用化されてい
る。さらに、最近、制御の自由度を増し、性能を
向上させて省エネルギー等の効果を一層大きくす
るために、直流分巻電動機を他励制御する方法が
研究されている。
ヨツパ装置で制御する方法が広く実用化されてい
る。さらに、最近、制御の自由度を増し、性能を
向上させて省エネルギー等の効果を一層大きくす
るために、直流分巻電動機を他励制御する方法が
研究されている。
第１図は本発明に関する他励制御による電気車
の主回路接続図である。図において、L1，L2は
回路開放用の断流器、FLはフイルタリアクトル、
FCはフイルタコンデンサ、P1，P2は力行制動転
換器の力行時に閉となる接点、B1，B2は制動時
に閉となる接点、MSLは主平滑リアクトル、CH
はチヨツパ装置、FWDはフリーホイリングイオ
ード、EXは励磁装置、F1，F2は逆転器の前進時
に閉となる接点、R1，R2は後進時に閉となる接
点、Ａは電動機の電機子、SFは分巻界磁巻線で
ある。
の主回路接続図である。図において、L1，L2は
回路開放用の断流器、FLはフイルタリアクトル、
FCはフイルタコンデンサ、P1，P2は力行制動転
換器の力行時に閉となる接点、B1，B2は制動時
に閉となる接点、MSLは主平滑リアクトル、CH
はチヨツパ装置、FWDはフリーホイリングイオ
ード、EXは励磁装置、F1，F2は逆転器の前進時
に閉となる接点、R1，R2は後進時に閉となる接
点、Ａは電動機の電機子、SFは分巻界磁巻線で
ある。
基本的な制御方法を前進の場合、即ち、接点
F1，F2が閉の条件で説明する。
F1，F2が閉の条件で説明する。
(1) 力行時は接点P1，P2を閉とし、断流器L1，
L2を閉として力行回路を構成する。定加速度
制御は励磁装置EXによつて界磁電流Ifを所定
の値で一定に制御し、チヨツパ装置CHによつ
て電機子電流Iaをやはり所定の値で一定に制御
する。このとき、チヨツパ装置CHの通流率が
最小から最大まで変化し、いわゆるチヨツパー
による電圧制御が行なわれる。
L2を閉として力行回路を構成する。定加速度
制御は励磁装置EXによつて界磁電流Ifを所定
の値で一定に制御し、チヨツパ装置CHによつ
て電機子電流Iaをやはり所定の値で一定に制御
する。このとき、チヨツパ装置CHの通流率が
最小から最大まで変化し、いわゆるチヨツパー
による電圧制御が行なわれる。
(2) チヨツパ装置CHの通流率が最大に達して、
電機子に線電圧の大部分が印加されると、界磁
電流Ifを徐々に小さくしてさらに電機子電流Ia
を一定に保つようにする。界磁が徐々に弱まつ
て引張力も低下するが、速度がさらに上昇す
る。
電機子に線電圧の大部分が印加されると、界磁
電流Ifを徐々に小さくしてさらに電機子電流Ia
を一定に保つようにする。界磁が徐々に弱まつ
て引張力も低下するが、速度がさらに上昇す
る。
(3) 界磁電流Ifが電動機の許容限界まで小さくな
つたとき、Ifをその値に固定して力行最終特性
に入る。
つたとき、Ifをその値に固定して力行最終特性
に入る。
(4) 力行指令がなくなると、断流器L1，L2を開
として惰行となる。
として惰行となる。
(5) 制動指令が出ると、接点B1，B2を閉として
再び断流器L1，L2を閉として回路を構成する。
高速域ではチヨツパ装置CHの通流率を最小に
固定し、励磁装置EXによつて界磁電流Ifを制
御して回生制御を行なう。
再び断流器L1，L2を閉として回路を構成する。
高速域ではチヨツパ装置CHの通流率を最小に
固定し、励磁装置EXによつて界磁電流Ifを制
御して回生制御を行なう。
(6) 減速して界磁電流Ifが所定の値に達するとIf
を固定し、チヨツパ装置CHの通流率制御を開
始させ、速度低下に応じて通流率を広げて電機
子電流Iaを一定に保ち、必要な制動力を一定し
て得るように回生制御を行なう。
を固定し、チヨツパ装置CHの通流率制御を開
始させ、速度低下に応じて通流率を広げて電機
子電流Iaを一定に保ち、必要な制動力を一定し
て得るように回生制御を行なう。
(7) チヨツパ装置CHの通流率が最大に達する
と、電機子電流Iaが減衰し、制動力も下がるた
め、空気ブレーキ等の第２ブレーキで補足する
が、これは停止直前の狭い領域である。
と、電機子電流Iaが減衰し、制動力も下がるた
め、空気ブレーキ等の第２ブレーキで補足する
が、これは停止直前の狭い領域である。
以上のように、チヨツパ装置CHによる電機子
制御と励磁装置EXによる界磁制御を併用すると、
力行はもちろん、回生制動制御も非常に広い速度
範囲（高速から停止直前まで）で可能である。
制御と励磁装置EXによる界磁制御を併用すると、
力行はもちろん、回生制動制御も非常に広い速度
範囲（高速から停止直前まで）で可能である。
一方、電機子電流をカム軸による抵抗進段で制
御し、分巻界磁をチヨツパで制御する界磁チヨツ
パ制御方式が、比較的低価格で回生可能な省エネ
ルギー電気車にできるため、実用例が多い。第２
図はその主回路接続図を示すが、基本的な制御は
第１図の方式と類似している。しかし、回生制動
時は抵抗器MRの抵抗値は零で、しかも電機子電
圧の制御機能がないため（即ちチヨツパのような
昇圧機能がない）界磁電流Ifの最大限界によつて
比較的高い速度（30Km／ｈ前後）で電気制動が消
滅してしまう欠点がある。
御し、分巻界磁をチヨツパで制御する界磁チヨツ
パ制御方式が、比較的低価格で回生可能な省エネ
ルギー電気車にできるため、実用例が多い。第２
図はその主回路接続図を示すが、基本的な制御は
第１図の方式と類似している。しかし、回生制動
時は抵抗器MRの抵抗値は零で、しかも電機子電
圧の制御機能がないため（即ちチヨツパのような
昇圧機能がない）界磁電流Ifの最大限界によつて
比較的高い速度（30Km／ｈ前後）で電気制動が消
滅してしまう欠点がある。
しかし、この方式は高速域で回生制動が可能
で、しかも力行の最終回路（MR＝０）と主回路
が同じであること、即ち、界磁電流Ifの制御で力
行から制動へ連続的に移行できる特長があり、高
速での定速運転によく用いられている。
で、しかも力行の最終回路（MR＝０）と主回路
が同じであること、即ち、界磁電流Ifの制御で力
行から制動へ連続的に移行できる特長があり、高
速での定速運転によく用いられている。
本発明は上記に鑑みてなされたもので、回生制
動範囲の広さや応答の良さ、乗り心地の向上を図
ることができる電気車の制御方法を提供する。
動範囲の広さや応答の良さ、乗り心地の向上を図
ることができる電気車の制御方法を提供する。
先ず、第２図と同様の定速運転を可能にするた
めに、第１図のチヨツパ装置CHを逆導通特性を
有する第３図の構成にする。これはチヨツパ装置
CH、即ち、チヨツパ回路に逆導通サイリスタを
用いた直列消弧形反発パルス式を採用すれば容易
に実現できる。但し、逆導通サイリスタのダイオ
ード領域の電流定格はサイリスタ領域の定格より
一般に小さいので、通電責務に注意する必要があ
る。第３図のMCRFは主サイリスタ、ACRFは
補助サイリスタ、CMLは転流リアクトル、CMC
は転流コンデンサであり、MCRF，ACRFとも
逆方向はダイオード特性を有するのは周知のもの
である。
めに、第１図のチヨツパ装置CHを逆導通特性を
有する第３図の構成にする。これはチヨツパ装置
CH、即ち、チヨツパ回路に逆導通サイリスタを
用いた直列消弧形反発パルス式を採用すれば容易
に実現できる。但し、逆導通サイリスタのダイオ
ード領域の電流定格はサイリスタ領域の定格より
一般に小さいので、通電責務に注意する必要があ
る。第３図のMCRFは主サイリスタ、ACRFは
補助サイリスタ、CMLは転流リアクトル、CMC
は転流コンデンサであり、MCRF，ACRFとも
逆方向はダイオード特性を有するのは周知のもの
である。
次に本発明の制御方式を説明する。
(1) 力行は前述の制御と全く同じである。
(2) 力行の最終特性又はその近くの高速で走行し
ているときは定速運転を行なう。即ち、指令さ
れた速度より実速度が低いと界磁電流Ifを小さ
くして界磁を弱め、さらに加速する。実速度が
指令速度と等しくなると、Ifを調整して、走行
抵抗とつりあうだけの引張力に相当する電機子
電流Iaにする。さらに、実速度が下り勾配等の
条件で指令速度より高くなると、回路はそのま
まで界磁電流Ifを大きくして逆方向の電機子電
流−Ia、即ち、回生制動電流を流して電車を減
速させるようにする。この場合の電機子電流Ia
は主サイリスタMCRFを逆流するため、大き
さ｜−Ia｜は主サイリスタMCRFダイオード
領域の定格以内になるようにする。定速運転で
は停止制動と違つて、必要な制動力も小さくて
よく、サイリスタ定格の制約にも何ら問題を生
じない。
ているときは定速運転を行なう。即ち、指令さ
れた速度より実速度が低いと界磁電流Ifを小さ
くして界磁を弱め、さらに加速する。実速度が
指令速度と等しくなると、Ifを調整して、走行
抵抗とつりあうだけの引張力に相当する電機子
電流Iaにする。さらに、実速度が下り勾配等の
条件で指令速度より高くなると、回路はそのま
まで界磁電流Ifを大きくして逆方向の電機子電
流−Ia、即ち、回生制動電流を流して電車を減
速させるようにする。この場合の電機子電流Ia
は主サイリスタMCRFを逆流するため、大き
さ｜−Ia｜は主サイリスタMCRFダイオード
領域の定格以内になるようにする。定速運転で
は停止制動と違つて、必要な制動力も小さくて
よく、サイリスタ定格の制約にも何ら問題を生
じない。
(3) この定速運転での加速、惰行、減速はすべて
界磁電流Ifの制御だけで可能であるが、乗り心
地をよくするために、引張力又は制動力を速度
の偏差によつて第４図のように関係づけるとよ
い。
界磁電流Ifの制御だけで可能であるが、乗り心
地をよくするために、引張力又は制動力を速度
の偏差によつて第４図のように関係づけるとよ
い。
(4) 停止制動のように大きな制動力が指令された
ときは、前述の制動回路に転換してチヨツパ装
置CHを順方向で通流率制御させると同時に、
励磁装置EXで界磁電流を制御して停止直前ま
で回生制動を作用させる。
ときは、前述の制動回路に転換してチヨツパ装
置CHを順方向で通流率制御させると同時に、
励磁装置EXで界磁電流を制御して停止直前ま
で回生制動を作用させる。
(5) この力行回路（定速運転での制動も同じ）と
制動回路の転換条件は第５図に示すように次の
方法がある。
制動回路の転換条件は第５図に示すように次の
方法がある。
(a) 停止や減速のために制動指令が指令されたと
きは制動回路、それ以外はすべて力行回路と
する。従つて、定速運転で速度制御装置から
指令される減速指令でも回路は力行状態とす
る（第５図ａによる）。
きは制動回路、それ以外はすべて力行回路と
する。従つて、定速運転で速度制御装置から
指令される減速指令でも回路は力行状態とす
る（第５図ａによる）。
(b) 定速運転による指令や停止命令等に拘らず指
令された制動力の大きさで回路を選択する方
法。即ち主に定速運転でよく使われる小さい
制動力では力行回路で、主に停止のために指
令される大きな制動力には制動回路で制御す
るようにする（第５図ｂによる）。
令された制動力の大きさで回路を選択する方
法。即ち主に定速運転でよく使われる小さい
制動力では力行回路で、主に停止のために指
令される大きな制動力には制動回路で制御す
るようにする（第５図ｂによる）。
以上のように、制動指令の種別または指令制動
力の大きさによつて主回路接続を転換させるよう
にすれば、定速運転に要求される運転モード移行
の連続性と円滑さ、及び停止制動で要求される電
気制動作用範囲の広さが両方満足できる制御方式
が実現できる。しかも、上記転換条件の選別は非
常に簡単なものである。
力の大きさによつて主回路接続を転換させるよう
にすれば、定速運転に要求される運転モード移行
の連続性と円滑さ、及び停止制動で要求される電
気制動作用範囲の広さが両方満足できる制御方式
が実現できる。しかも、上記転換条件の選別は非
常に簡単なものである。
尚、第１図には分巻界磁の励磁装置として３相
交流を電源とするサイリスタ整流制御装置で示し
たが、第２図に示したような電車線から直接直流
チヨツパで励磁する方式のものでもよい。
交流を電源とするサイリスタ整流制御装置で示し
たが、第２図に示したような電車線から直接直流
チヨツパで励磁する方式のものでもよい。
第１図は本発明の実施例を示す主回路接続図、
第２図は界磁チヨツパ方式の主回路接続図、第３
図は第１図に示されるチヨツパ回路の詳細図、第
４図は本発明の制御方式による定速運転時の速度
偏差−引張力／制動力特性図、第５図ａ，ｂは本
発明の制御方式による主回路転換条件を示す図で
ある。 図において、Ａは分巻電動機の電機子、Ｆは分
巻電動機の界磁巻線、CHはチヨツパ装置であ
る。なお各図中同一符号は同一又は相当部分を示
す。
第２図は界磁チヨツパ方式の主回路接続図、第３
図は第１図に示されるチヨツパ回路の詳細図、第
４図は本発明の制御方式による定速運転時の速度
偏差−引張力／制動力特性図、第５図ａ，ｂは本
発明の制御方式による主回路転換条件を示す図で
ある。 図において、Ａは分巻電動機の電機子、Ｆは分
巻電動機の界磁巻線、CHはチヨツパ装置であ
る。なお各図中同一符号は同一又は相当部分を示
す。
Claims (1)
- １ 電気車を駆動する直流分巻電動機の電機子を
直列に逆導通特性を有するチヨツパ装置を接続
し、このチヨツパ装置による通流率制御及び上記
直流分巻電動機の界磁電流を制御して電気車を制
御する方法において、上記直流分巻電動機とチヨ
ツパ装置とで力行回路を構成して力行制御及び回
生制動を行つて上記電気車の車両速度が所定の指
令速度となるように制御し、停止制動のような大
きな制動力に対応した制動指令が出されたとき
は、上記電機子回路の接続の転換により上記電機
子とチヨツパ装置で閉回路を形成した制動回路を
構成して、上記チヨツパ装置で通流率制御すると
共に上記界磁電流を制御して制動制御することを
特徴とする電気車の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56043452A JPS57160304A (en) | 1981-03-24 | 1981-03-24 | Control of electric motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56043452A JPS57160304A (en) | 1981-03-24 | 1981-03-24 | Control of electric motor vehicle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57160304A JPS57160304A (en) | 1982-10-02 |
| JPH0480604B2 true JPH0480604B2 (ja) | 1992-12-21 |
Family
ID=12664088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56043452A Granted JPS57160304A (en) | 1981-03-24 | 1981-03-24 | Control of electric motor vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57160304A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6104731B2 (ja) * | 2013-06-20 | 2017-03-29 | 株式会社東芝 | 電気車制御装置及び電気車制御システム |
-
1981
- 1981-03-24 JP JP56043452A patent/JPS57160304A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57160304A (en) | 1982-10-02 |
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