JPH0524722B2 - - Google Patents

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JPH0524722B2
JPH0524722B2 JP13550684A JP13550684A JPH0524722B2 JP H0524722 B2 JPH0524722 B2 JP H0524722B2 JP 13550684 A JP13550684 A JP 13550684A JP 13550684 A JP13550684 A JP 13550684A JP H0524722 B2 JPH0524722 B2 JP H0524722B2
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JP
Japan
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chopper
point
brake
brake resistor
current
Prior art date
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JP13550684A
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English (en)
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JPS6115501A (ja
Inventor
Susumu Yomo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP13550684A priority Critical patent/JPS6115501A/ja
Publication of JPS6115501A publication Critical patent/JPS6115501A/ja
Publication of JPH0524722B2 publication Critical patent/JPH0524722B2/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/12—Dynamic electric regenerative braking for vehicles propelled by DC motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> この発明は、回生率の向上を図るようにした電
気車用制動制御装置に関する。
<従来技術> 従来、この種の装置として第1図に示すものが
あつた。図において1は電車線、2はパンタグラ
フ、3はフイルタリアクトル、4はフイルタコン
デンサで、フイルタリアクトル3とフイルタコン
デンサ4とで逆L形のフイルタ回路を構成してい
る。5は逆流阻止用ダイオード、6はチヨツパ、
7は主平滑リアクトル、8は電動機の界磁巻線、
9は電動機の電機子巻線、そして界磁巻線8と電
機子巻線9とで直流巻線の電動機を構成する。1
0はブレーキ抵抗で、回生、ブレーキ領域を拡大
する為に高速域で電機子巻線9と直列に挿入され
る。11はスイツチで、中速域になつてブレーキ
抵抗10を短絡すべき条件が整うと、オンして、
ブレーキ抵抗10を短絡し、以後ブレーキオフあ
るいは停止寸前で回生ブレーキが失効して主回路
がオフするまでスイツチ11はオンの状態を保持
する。第2図に、速度Vとモータ電流IMとの関係
を示す。
図において、曲線aは、ブレーキ抵抗10が挿
入された状態において電機子巻線9とブレーキ抵
抗10との直列体の電圧が一定となるように制御
されたときの特性を示す。回生領域を最も広くと
つて回生率を向上させるには、この電圧を可能な
限り高く設定することが望ましい。この場合曲線
a上でチヨツパ6の通流率は、ほぼ最小通流率と
なる。同様に曲線bはブレーキ抵抗10がスイツ
チ11で短絡された状態において電機子巻線9の
電圧が一定となるように制御されたときの特性を
示し、曲線b上でチヨツパ6の通流率はほぼ最小
通流率となる。速度V1からブレーキをかけると、
モータ電流IMは速度の低下に従つてA点→B点→
C点→D点を通る形で制御される。A点からB点
の領域は、電機子巻線9及びブレーキ抵抗10と
の直列体の電圧が一定となるようにチヨツパ6の
通流率が制御される領域であり、電機子巻線9の
起電力をEM、ブレーキ抵抗10の抵抗値をR、
モータ電流をIM、チヨツパ6の通流率をγ、フイ
ルタコンデンサ4の電圧をECとすると、A点か
らB点の領域では次式が成り立つ。
EM=IM・R+(1−γ)EC この式から、電機子巻線9とブレーキ抵抗10
との直列体の電圧は EM−IM・R=(1−γ)EC と表わされるので、ECを一定と考えれば通流率
γは結果的に一定になることがわかる。そして、
この通流率γは回生率をできるだけ高くするため
に最小通流率γminとなるように制御される。B
点からC点の領域では、速度の低下に従つて電機
子巻線9の起電力EMも低下してくるのでチヨツ
パ6は通流率を徐々に拡げて、モータ電流IMが指
令値のI0に等しくなるように制御する。B点から
C点の領域では次式が成り立つ。
EM=I0・R+(1−γ)EC ブレーキ抵抗10が短絡された状態での特性曲線
bと交わるC点においてブレーキ抵抗10はスイ
ツチ11によつて短絡される。このとき通流率γ
はいつたん最小通流率γminまで絞り込まれ速度
の低下に従つて再び徐々に拡がつてゆく。C点か
らD点の領域では次式が成り立つ EM=(1−γ)EC 一方、フイルタアクトル3を経由して電車線1
に回生される回生電流ISは IS=(1−γ)IM となるので、各領域における回生電流ISを計算し
て図示すると第3図のようになり、回生電流ISは
図中の実線A→B→C→C′→Dのように変化す
る。A、B,C,Dの各点は第2図のA,B,
C,Dの各点に対応している。
ところで従来の方式においては、以下に述べる
欠点があつた。即ち、C点においてブレーキ抵抗
10をスイツチ11で短絡するとき、短絡前まで
ブレーキ抵抗10でドロツプしていた電圧I0・R
がステツプ状にチヨツパ6に印加されることにな
る。あるいは表現を変えると、短絡前までは、
EM−I0Rを見かけ上のモータ起電力としてチヨツ
パ6が定電流制御をしているところへC点におい
てモータの起電力がEMにステツプ状に変化する
形となり定電流制御系で整定しきれずに、モータ
電流IMのハネ上りによる過電流検知、フイルタコ
ンデンサ4の電圧のハネ上りによる過電圧検知が
働く可能性がある。これらのハネ上り量は電圧変
動分I0Rが大きければ大きい程大きくなるのでブ
レーキ直列抵抗10の値には上限があり回生領域
の拡大にも限界があることになる。
<発明の概要> この発明は上記従来のものの欠点を解決するた
めになされたもので、ブレーキ抵抗に並列に半導
体スイツチを接続してチヨツピング動作を行なわ
せ、この通流率を制御することによつて、ブレー
キ抵抗の短絡を円滑なものとするとともに回生領
域を拡大することのできる電気車用制動制御装置
を提供する。
<発明の実施例> 発明の一実施例を第4図に示す。図において、
1〜10はは従来のものと同様である。12は従
来のスイツチ11に替わりブレーキ抵抗10と並
列に接続された半導体スイツチとしての自己消弧
機能をもつたゲートターンオフサイリスタGTO、
13は制御回路である。つぎに動作について説明
する。ブレーキ抵抗10の抵抗値が従来と同一と
すれば速度Vとモータ電流IMとの関係は第2図と
同一となるが、制御方法が一部異なる。即ちA点
からB点の領域では、GTO12をオフ状態とし
ておくことによつてブレーキ抵抗10を挿入する
ことが従来のものと異るのみである。B点からC
点の領域において従来のものは速度Vの低下に従
つてチヨツパ6の通流率γを徐々に拡げることに
よつてモータ電流IMを指令値I0に等しくなるよう
に制御している。これに対して本実施例において
は、制御回路13によつて次のように制御する。
即ち、チヨツパ6の通流率γはγminに保つたま
まGTO12をチヨツピング動作させ、その通流
率を徐々に拡げることによつてモータ電流IMを指
令値I0に等しくなるように制御する。GTO12
を一定周期でチヨツピング動作させるときその通
流率δとすればブレーキ抵抗10とGTO12の
並列体は、見かけ上(1−δ)Rの抵抗値をもつ
た抵抗と見なすことができる。従つて本実施例に
おいてはB点からC点の領域では次式が成り立
つ。
EM=IM(1−δ)R+(1−γmin)EC 本実施例における回生電流ISを図示すると第5
図のようになる。従来のものと異なり、B点から
C点の領域において、チヨツパ6の通流率が
γminに固定されているので回生電流ISがIS=(1
−γmin)I0となり、図中B−C′の実線をたどる
ことになる。従つて、従来のものに比べて三角形
BCC′に囲まれた面積だけ回生電力が増加するこ
とになる。さらに本実施例においては、ブレーキ
抵抗10がGTO12のチヨツピング通流率δを
0から1に連続的に徐々に増加させることによつ
て短絡されるので従来のもののような、短絡時の
電圧変化によるモータ過電流あるいはフイルタコ
ンデンサ4の過電圧は全く生じない。またB点か
らC点の領域におけるブレーキ直列抵抗10の損
失を計算してみると従来のものでは∫T 0I0 2・Rdt=
I0 2・R・T(joule)となるのに対して(但しTは
B点からC点へ変化するまでの時間)本実施例の
ものでは ∫T 0I0 2・R(1−t/T)dt=I0 2・R・T/2(joul
e)と なりブレーキ抵抗10の損失もB点からC点の領
域で半分となつているのでブレーキ抵抗10を小
型・軽量化することができる。
また上述したように本実施例によれば従来のも
ののような抵抗短絡に伴う電圧変動がないので抵
抗Rの上限が無く、ブレーキ抵抗10の大きさ及
びモータの起電力の許される範囲内で回生領域の
拡大が可能である。例として第6図に抵抗値Rを
大きくしたときの回生電流ISを実線E→F→B→
C′→Dで示す。一方、C′点からD点の領域におい
て、GTO12をオンのままとすることによつて
ブレーキ抵抗10を完全に短絡しているので、制
御方法は従来のものと同様である。
なお、第4図においては、ブレーキ抵抗10に
並列に接続する半導体スイツチをGTOで説明し
たが、逆導通または逆阻止サイリスタを使用した
チヨツパ、パワートランジスタ、静電誘導サイリ
スタなどを用いても差しつかえないのは明らかで
ある。
<発明の効果> 以上説明したように、この発明によれば、ブレ
ーキ抵抗に並列に半導体スイツチを接続して、チ
ヨツピング動作を行なわせチヨツパの通流率は最
小に固定したまま上記半導体スイツチの通流率を
順次拡げることによつて電動機の電流を指令値に
等しくなるように制御するので、ブレーキ抵抗の
短絡が円滑に行なわれるとともに、回生電力量も
増加する。さらに抵抗短絡時の電圧変動といつた
制限が無いのでブレーキ抵抗の抵抗値に上限が無
く回生領域を拡大することができるという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の電気車用制動制御装置を示す回
路図、第2図及び第3図は第1図の場合のそれぞ
れ速度−電動機電流及び速度−回生電流の関係を
示す特性図、第4図はこの発明の一実施例におけ
る電気車用制動制御装置を示す回路図、第5図は
第4図の場合の速度−回生電流の関係を示す特性
図、第6図は第4図のブレーキ直列抵抗の抵抗値
を大きくしたときの速度−回生電流の関係を示す
特性図である。 図において、6はチヨツパ、8及び9は電動機を
構成するそれぞれ界磁巻線及び電機子巻線、10
はブレーキ抵抗、12は半導体スイツチ、13は
制御回路である。なお、図中同一符号は同一又は
相当部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 制御回路13を有する電気車用制御装置であ
    つて、 電気車は、チヨツパ6の後段に駆動用電動機
    8,9とブレーキ抵抗10とを直列接続したもの
    を接続し、ブレーキ抵抗10と並列に半導体スイ
    ツチ12が接続されて、回生制動制御を行うもの
    であり、 制御回路13は、電気車の高速域では、半導体
    スイツチ12をオフして電動機の電機子巻線9と
    ブレーキ抵抗10との直列体の両端電圧が一定に
    なるようにチヨツパ6の通流率を制御し、電気車
    の速度が低下して電動機8,9の電流が増加し、
    指令値に達してチヨツパ6の通流率が固定される
    領域では、半導体スイツチ12の通流率を徐々に
    拡げて電動機8,9の電流を指令値に等しくなる
    ようにし、半導体スイツチ12の通流率が最大に
    なつた後では、電動機8,9の電流が指令値に等
    しくなるようにチヨツパ6の通流率を制御するも
    のである 電気車用制動制御装置。
JP13550684A 1984-06-28 1984-06-28 電気車用制動制御装置 Granted JPS6115501A (ja)

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JPS6115501A JPS6115501A (ja) 1986-01-23
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JP2529269B2 (ja) * 1987-06-25 1996-08-28 松下電器産業株式会社 磁気記録再生装置

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JPS6115501A (ja) 1986-01-23

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