JPH0542201B2 - - Google Patents

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JPH0542201B2
JPH0542201B2 JP59088293A JP8829384A JPH0542201B2 JP H0542201 B2 JPH0542201 B2 JP H0542201B2 JP 59088293 A JP59088293 A JP 59088293A JP 8829384 A JP8829384 A JP 8829384A JP H0542201 B2 JPH0542201 B2 JP H0542201B2
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JP
Japan
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chopper
field
armature
current
resistor
Prior art date
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JP59088293A
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JPS60234403A (ja
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Takashi Tsuboi
Tsutomu Ozawa
Eiji Takatsu
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/02Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit
    • B60L15/08Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit using pulses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は電気車制御装置に係り、特に直流電動
機の界磁をチヨツパ制御することにより、力行お
よび電気ブレーキ制御を行なう電気車に好適な制
御装置に関する。
〔発明の背景〕
チヨツパを用いた電気車制御方式として、特開
昭59−63902号公報に述べられているように、電
機子チヨツパと界磁チヨツパを並設するものが知
られている。
ところで、電気車の前後進に亘つて、力行およ
び回生制動を、主回路の切換えなしに実行するた
めには、スイツチング素子により、界磁の励磁方
向を切換えることが望ましい。
このため、界磁チヨツパとして、橋絡部に界磁
を接続した4組のスイツチング素子から成るブリ
ツジ回路を構成することが考えられる。
しかし、この場合、スイツチング素子が誤点弧
すると電源短絡を生じ、大事故を誘発する危険が
ある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、界磁チヨツパ及び電機子チヨ
ツパを備えた電気車において、逆転器などにより
主回路を切換えることなく前後進の力行および回
生を夫々連続的に制御でき、かつ界磁チヨツパの
スイツチング素子の誤点弧が生じても大事故の危
険を防止することのできる電気車制御装置を提供
するにある。
〔発明の概要〕
本発明の特徴とするところは、減流抵抗器が並
列接続された遮断器と、この遮断器に直列接続さ
れた直流電動機の電機子と、この電機子に流れる
電流を制御する電機子チヨツパ装置と、直列接続
された2つのスイツチング手段2組を互いに並列
接続し、夫々の直列接続点間に前記直流電動機の
界磁を接続した回路構成を有する界磁チヨツパと
を備えた電気車制御装置において、前記界磁チヨ
ツパを前記減流抵抗器の中間タツプに接続したも
のである。これにより、電気車の前進および後進
時に、力行と回生の制御が、ほぼ無接点で実行で
き、界磁チヨツパを構成するスイツチング素子の
誤点弧が生じても大事故を誘発する惧れをなくす
ことができる。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照して本発明の望ましい実施例
を説明する。
第1図は、電機子チヨツパ1と界磁チヨツパ2
をもち、直流電動機の電機子3の電圧を主(電機
子)チヨツパ1で制御し、界磁4の電流を界磁チ
ヨツパ2で制御することにより、電気車の力行制
御および回生ブレーキ制御を行なうものである。
力行時は、パンタグラフ5、断流器6、フイル
タリアクトル7、高速度しや断器8を通じて、フ
イルタコンデンサ9が加圧され、フイルタコンデ
ンサ9を電源として、断流器10、電機子3、主
チヨツパ1の径路で電機子電流IMが流れる。主チ
ヨツパ1のオフ期間には、フリーホイールダイオ
ード11を通じて、電機子電流IMが還流する。
一方、界磁回路は、例えば前進力行の場合には
フイルタコンデンサ9から減流抵抗器12を介し
て、界磁チヨツパ2の第1のスイツチング素子2
1、界磁4、界磁チヨツパ2の第2のスイツチン
グ素子22の径路で界磁電流IFが流れる。これら
のスイツチング素子21,22は、そのいずれか
が自己消弧機能を持つ必要があり、望ましくはい
ずれもGTOを用いる。さて、これらをオフした
時には、界磁電流IFは、フリーホイールダイオー
ド241,231及び抵抗12を介し、電源とな
つているフイルタコンデンサ9へ帰還される。な
お、スイツチング素子(チヨツパ単位)21は常
時導通状態に保ち、スイツチング素子(チヨツパ
単位)22のみをチヨツピング制御しても界磁制
御は可能である。この場合は、界磁電流はフリー
ホイールダイオード231、スイツチング素子2
1を通つて還流する。
回生ブレーキ時は、電機子回路の断流器10を
開いておき、界磁チヨツパ2のスイツチング素子
23,24を制御することにより、界磁4を逆極
性に励磁する。界磁4が逆極性に励磁されるの
で、電機子電流IMは主チヨツパ1がオンの期間
に、チヨツパ1、高速度しや断器13、ダイオー
ド11を通つて流れ、オフの期間に、電機子3の
内部インダクタンスの作用によつて、フリーホイ
ールダイオード14を通じて、電源であるフイル
タコンデンサ9に電流が流れる。このフイルタコ
ンデンサ9からさらにパンタグラフ5を介して、
架線15に回生電流が流れ、電気車には回生ブレ
ーキが作用する。
もし、架線15側に回生電力を吸収する他の力
行車が居ない場合には、回生電流が架線側へ流れ
得ず、フイルタコンデンサ9が過充電されて過電
圧となる。フイルタコンデンサ9の電圧VCFは、
電圧検出器16によつて検出され、比較器17に
おいて制限電圧信号Vlと比較される。もし、コ
ンデンサ電圧信号VCFが制限電圧信号Vlを越える
と、比較器17は、過電圧抑制サイリスタ18を
点弧するので、抵抗器19により過電圧を吸収す
る。
以上は、前進力行および前進回生時の動作であ
るが、後進力行時は、界磁チヨツパ2内のスイツ
チング素子(チヨツパ単位)23,24を制御
し、また、後進回生時には、界磁チヨツパ2内の
スイツチング素子21,22を制御すれば、主チ
ヨツパ1に制御と相まつて、連続的な制御が可能
である。
これらの制御のために、電機子チヨツパ制御装
置30、界磁チヨツパ制御装置31が設けられ、
これらは、該当チヨツパであるスイツチング素子
(チヨツパ単位)をオンさせるとき論理信号
“1”、オフさせるとき論理信号“0”となるオン
オフ指令信号a、f1〜f4を発生する。ゲートドラ
イブ回路32,331〜334は、前記論理信号
“1”のとき点弧信号を、“0”のとき消弧信号
を、例えばGTOで構成されるチヨツパ1、チヨ
ツパ2のスイツチング素子(チヨツパ単位)21
〜24へ与える。
この方式は、従来一般に実用されている直流直
巻電動機を用いたチヨツパ制御装置に比べて、電
気車の前後進切換えおよび力行、ブレーキの切換
えのための電機子または界磁の機械的接点による
極性切換装置が不要となり、大幅な無接点化が実
現出来るという大きな特徴がある。
さて、減流抵抗12は、負荷時の接地等の過電
流故障に際し、高速度しや断器8を開き、過電流
をいつたん減流して、断流器6で最終的にしや断
するために設けられている抵抗器であつて、電気
車の保護機器として一般に用いられるものであ
る。
減流抵抗12は、通常時は高速度しや断器8に
よりその両端が短絡されているが、界磁チヨツパ
2に対しては、直列に接続されているので、界磁
チヨツパ2の短絡が生じても、短絡電流の抑制効
果がある。減流抵抗12は、通常数オーム程度の
抵抗値であり、界磁チヨツパ2の保護用に必要な
抵抗値も同様に数オームのオーダであるから、両
者を共用することが可能である。
中間タツプQは必ずしも減流抵抗12の抵抗値
を2分する点に設ける必要はなく、中間点よりず
らせることにより、界磁チヨツパ2の保護に好適
な抵抗値を設定することができる。
一例を示せば、減流抵抗12として5オームが
必要であり、通常時、界磁チヨツパ2による電源
短絡を保護し、高速度しや断器8により100ミリ
秒程度の間にピーク電流を1500アンペア程度に抑
えるためには、約0.38オームが必要である。この
場合、中間タツプQを、抵抗値0.42オームと4.50
オームに分割する点に設ければ、これらの分割抵
抗の並列体により、界磁チヨツパ2と直列の抵抗
値約0.38オームを得ることができる。但し、減流
抵抗12は4.92オームである。
あるいは、減流抵抗12のみでは抵抗値が不足
する場合には、界磁チヨツパ2の受電端子Pと減
流抵抗12の中間タツプQとの間に不足分の抵抗
要素を入れることも出来る。このようにしても、
大部分の抵抗値は減流抵抗12を利用出来るの
で、実質的に抵抗器を大形化する必要はない。
第2図は本発明の他の実施例である。この実施
例では第1図の従来例で用いられていた過電圧抑
制用のサイリスタ18と抵抗19の直列体が省略
されており、過電圧抑制抵抗191が端子P〜Q
間に挿入されている。もちろん、減流抵抗12を
含む合成抵抗が過電圧抑制のために必要な抵抗値
となる様に、抵抗191が設定されている。
この実施例においても、通常の制御時には、前
述の実施例と同様に、電機子チヨツパ1と界磁チ
ヨツパ2内のスイツチング素子(チヨツパ単位)
21〜24が制御される。
しかし、フイルタコンデンサ9の電圧VCFすな
わち電気車の受電端の電圧が、制限電圧Vlを越
えた場合には、比較器17の“1”出力により、
オアゲート341〜344を介して、ゲートドラ
イブ回路331〜334に“1”信号が与えら
れ、すべての単位チヨツパ21〜24がオンされ
る。従つて、フイルタコンデンサ9、減流抵抗1
2、過電圧吸収用の付加抵抗191および界磁チ
ヨツパ2を通して、フイルタコンデンサ9の電圧
が放電され、過電圧を吸収する。その後、高速度
しや断器8、断流器6により主回路を開放する。
このようにして、過電圧抑制サイリスタを省略
でき、その機能を界磁チヨツパ2に持たせること
ができる。
もちろん、過電圧時には、直列関係にあるスイ
ツチング素子(チヨツパ単位)21と24あるい
は23と22のいずれかのみをオンしてもよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、電気車の前進、後進ともに力
行および回生の制御を無接点的に制御でき、かつ
界磁チヨツパを構成するスイツチング素子の誤点
弧が生じても、装置を大型化することなく、しか
も、電機子電流に何ら制限を加えることなしに大
事故を誘発する惧れをなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例、第2図は本発明の
別の実施例を示す電気車制御装置の回路図であ
る。 1……電機子チヨツパ、2……界磁チヨツパ、
21〜24……単位チヨツパ(スイツチング素
子)、3……直流電動機の電機子、4……同界磁、
8……高速度遮断器、12……減流抵抗器、16
……受電端電圧検出器、17……電圧比較器、3
31〜334……ゲートドライブ回路、341〜
344……オアゲート。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 減流抵抗器が並列接続された遮断器と、この
    遮断器に直列接続された直流電動機の電機子と、
    この電機子に流れる電流を制御する電機子チヨツ
    パ装置と、直列接続された2つのスイツチング手
    段2組を互いに並列接続し、夫々の直列接続点間
    に前記直流電動機の界磁を接続した回路構成を有
    する界磁チヨツパとを備えた電気車制御装置にお
    いて、前記界磁チヨツパを前記減流抵抗器の中間
    タツプに接続した電気車制御装置。
JP59088293A 1984-05-04 1984-05-04 電気車制御装置 Granted JPS60234403A (ja)

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JP59088293A JPS60234403A (ja) 1984-05-04 1984-05-04 電気車制御装置

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JPS60234403A JPS60234403A (ja) 1985-11-21
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US4926791A (en) 1987-04-27 1990-05-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Microwave plasma apparatus employing helmholtz coils and ioffe bars
KR930011413B1 (ko) 1990-09-25 1993-12-06 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 겐큐쇼 펄스형 전자파를 사용한 플라즈마 cvd 법

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JPS60234403A (ja) 1985-11-21

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