JPH0777858B2 - 回生電力吸収装置 - Google Patents
回生電力吸収装置Info
- Publication number
- JPH0777858B2 JPH0777858B2 JP61193051A JP19305186A JPH0777858B2 JP H0777858 B2 JPH0777858 B2 JP H0777858B2 JP 61193051 A JP61193051 A JP 61193051A JP 19305186 A JP19305186 A JP 19305186A JP H0777858 B2 JPH0777858 B2 JP H0777858B2
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- absorber
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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、直流式電気鉄道の回生電車の発生した回生電
力を吸収し、電車の回生制動システムを安定に作動させ
る装置に関する。
力を吸収し、電車の回生制動システムを安定に作動させ
る装置に関する。
〔従来の技術とその問題点〕 近年、直流式電気鉄道においてはチョッパ電車や周波数
と電圧を同時に制御する可変周波数、可変電圧のインバ
ータで運転されるVVVF電車等のような回生電車が投入さ
れるようになり、回生ブレーキ時にこの回生エネルギー
を吸収する負荷（例えば力行車）がない場合に、電車線
電圧が異常に上昇し、回生失効する場合が増えている。
これに対し、回生電力吸収装置は、電車線に接続されて
余剰の回生エネルギーを吸収し、電車線電圧の上昇を抑
制することにより回生失効なく安定に回生制動が働くよ
うにするものである。
と電圧を同時に制御する可変周波数、可変電圧のインバ
ータで運転されるVVVF電車等のような回生電車が投入さ
れるようになり、回生ブレーキ時にこの回生エネルギー
を吸収する負荷（例えば力行車）がない場合に、電車線
電圧が異常に上昇し、回生失効する場合が増えている。
これに対し、回生電力吸収装置は、電車線に接続されて
余剰の回生エネルギーを吸収し、電車線電圧の上昇を抑
制することにより回生失効なく安定に回生制動が働くよ
うにするものである。
第３図にかかる回生電力吸収装置を含めたシステム全体
例を示すと、図中１が変電所、２が電車、３が回生電力
吸収装置、４が電車線である。電車が力行中には電力エ
ネルギーは矢印５に示すように変電所から電車に供給さ
れ、電車が回生制動中には矢印６に示すように電車から
回生電力吸収装置へ吸収され、安定した回生制動ができ
る。
例を示すと、図中１が変電所、２が電車、３が回生電力
吸収装置、４が電車線である。電車が力行中には電力エ
ネルギーは矢印５に示すように変電所から電車に供給さ
れ、電車が回生制動中には矢印６に示すように電車から
回生電力吸収装置へ吸収され、安定した回生制動ができ
る。
第４図は前記回生電力吸収装置の一例を示すもので、平
滑コンデンサ35に対し、回生エネルギを吸収する負荷抵
抗31,32とチョッパ33,34の直列接続回路を並列接続して
いる。この抵抗チョッパの並列接続数は装置容量に応じ
て決定され、コンデンサ35はチョッパ33,34が発生する
電圧リプルを平滑する。
滑コンデンサ35に対し、回生エネルギを吸収する負荷抵
抗31,32とチョッパ33,34の直列接続回路を並列接続して
いる。この抵抗チョッパの並列接続数は装置容量に応じ
て決定され、コンデンサ35はチョッパ33,34が発生する
電圧リプルを平滑する。
さらに、制御回路として電圧調節器36と移相器37が接続
され、これらにより入力コンデンサ電圧が設定値Vsと等
しくなるようチョッパの通流率が制御される。
され、これらにより入力コンデンサ電圧が設定値Vsと等
しくなるようチョッパの通流率が制御される。
電車位置（パンタ点）をＡ、回生電力吸収装置位置をＢ
とし、その距離をｘとすると、電車線の抵抗およびイン
ダクタンスは距離ｘに比例して変化する。以下にその関
係を示す。
とし、その距離をｘとすると、電車線の抵抗およびイン
ダクタンスは距離ｘに比例して変化する。以下にその関
係を示す。
Ｒ＝ｘ・ｒ Ｌ＝ｘ・ｌ r:単位距離当りの抵抗値 l:単位距離当りのインダクタンス値 第５図に、回生エネルギ吸収等の等価回路を示す。この
図において回生電車は電流源i0、回生電力吸収装置は電
圧源EBで表わされる。
図において回生電車は電流源i0、回生電力吸収装置は電
圧源EBで表わされる。
回生動作中の回生電車の電圧をEAとすると次式が成り立
つ。
つ。
EA＝EB＋Ｒ・i0＝EB＋ｘ・ｒ・i0 （ただし、直流分のみを考えているので、インダクタン
ス分Ｌは無視する） 第６図に回生電流i0と、回生電車電圧EAの関係を示す。
ス分Ｌは無視する） 第６図に回生電流i0と、回生電車電圧EAの関係を示す。
回生電力吸収装置の入力電圧EBは一定電圧に制御されて
いるため回生電車電圧EAは、回生電流i0が大きくなれば
なるほど、また、距離ｘが大きくなるほど、が大きくな
る。
いるため回生電車電圧EAは、回生電流i0が大きくなれば
なるほど、また、距離ｘが大きくなるほど、が大きくな
る。
一方、電車側には過電圧保護が設けてあり、回生電車電
圧EAが過電圧設定値V0を越えると、保護が動作し、電車
は回生制動（ブレーキ）を停止し、空気ブレーキに切り
替える。これを回生失効と呼ぶ。
圧EAが過電圧設定値V0を越えると、保護が動作し、電車
は回生制動（ブレーキ）を停止し、空気ブレーキに切り
替える。これを回生失効と呼ぶ。
前記第６図において直線は回生電車と吸収装置の距離
が長い時の例、直線は距離が短い時の例である。
が長い時の例、直線は距離が短い時の例である。
直線の場合には回生電流値がａまでは回生制動が可能
であるが、ａ以上では回生失効する。直線の場合には
ｂ以上で回生失効する。
であるが、ａ以上では回生失効する。直線の場合には
ｂ以上で回生失効する。
以上、述べたように従来の制御方法では、電車と回生電
力吸収装置との距離および回生電流量i0によっては回生
失効が発生し、安定な回生制動システムとはならなかっ
た。
力吸収装置との距離および回生電流量i0によっては回生
失効が発生し、安定な回生制動システムとはならなかっ
た。
この問題をさけるために、回生電車と回生電力吸収装置
の距離ｘ、回生電流i0がともに最大の状態で、回生電車
電圧EAが回生失効発生のレベルV0以下となるように回生
電力吸収装置の電圧EBを下げる方法があるが、実際に
は、第７図に示すようにEBが変電所送り出し電圧Exより
低くなることが多く、回生電流がない場合でも常時、回
生電力吸収装置が変電所から負荷をとることになり、吸
収装置の容量が非常に大きくなって装置が大形化すると
ともに無駄な電力を消費することになる。また、吸収装
置の電圧EBが低い場合、本来力行車に利用されるべきエ
ネルギも吸収装置へ吸収されることになり、回生制動シ
ステムのメリットを損なう。
の距離ｘ、回生電流i0がともに最大の状態で、回生電車
電圧EAが回生失効発生のレベルV0以下となるように回生
電力吸収装置の電圧EBを下げる方法があるが、実際に
は、第７図に示すようにEBが変電所送り出し電圧Exより
低くなることが多く、回生電流がない場合でも常時、回
生電力吸収装置が変電所から負荷をとることになり、吸
収装置の容量が非常に大きくなって装置が大形化すると
ともに無駄な電力を消費することになる。また、吸収装
置の電圧EBが低い場合、本来力行車に利用されるべきエ
ネルギも吸収装置へ吸収されることになり、回生制動シ
ステムのメリットを損なう。
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、回生失効
の発生しない安定した回生制動システムが実現できる回
生電力吸収装置を提供することにある。
の発生しない安定した回生制動システムが実現できる回
生電力吸収装置を提供することにある。
本発明は前記目的を達成するため、抵抗器とチョッパの
直列回路を電車線又はき電線に接続し、回生車の余剰電
力を前記抵抗器で消費して前記電車線又はき電線の電圧
を設定値に保つ回生電力吸収装置において、回生電流の
検出器と、この検出器による回生電流検出値の増加に従
って前記設定値を下げる補正量を出力する設定値補正手
段と、を備えたことを要旨とするものである。
直列回路を電車線又はき電線に接続し、回生車の余剰電
力を前記抵抗器で消費して前記電車線又はき電線の電圧
を設定値に保つ回生電力吸収装置において、回生電流の
検出器と、この検出器による回生電流検出値の増加に従
って前記設定値を下げる補正量を出力する設定値補正手
段と、を備えたことを要旨とするものである。
本発明によれば、直流式電気鉄道の回生電力吸収装置に
おいて、回生電流の検出器と回生電流に応じた補正値を
出力する補正回路を設けて回生電流値の増大に応じて回
生電力吸収装置の電圧を下げるようにしたことにより回
生電車電圧の上昇を抑制し、従来、吸収装置から遠距離
にある回生電車からの回生や、回生電流が大きい場合に
発生していた回生失効を防止できる。
おいて、回生電流の検出器と回生電流に応じた補正値を
出力する補正回路を設けて回生電流値の増大に応じて回
生電力吸収装置の電圧を下げるようにしたことにより回
生電車電圧の上昇を抑制し、従来、吸収装置から遠距離
にある回生電車からの回生や、回生電流が大きい場合に
発生していた回生失効を防止できる。
以下、図面について本発明の実施例を詳細に説明する。
本発明は回生電流量に応じて回生電力吸収装置の電圧を
制御し、従来問題となっていた距離ｘおよび回生電流量
i0の大きな領域でも回生失効が起こらないようにしたも
のである。
制御し、従来問題となっていた距離ｘおよび回生電流量
i0の大きな領域でも回生失効が起こらないようにしたも
のである。
まず、先にその原理を説明する。
回生電車と回生電力吸収装置との最長距離をXmax、その
時の回生電車電圧をEA（Xmax）とすると、i0の全領域で
（０〜i0max）で以下の式が成り立てば回生失効は発生
しない。
時の回生電車電圧をEA（Xmax）とすると、i0の全領域で
（０〜i0max）で以下の式が成り立てば回生失効は発生
しない。
EA（xmax）＝EB＋Xmax・ｒ・i0＜V0 （回生失効レベル） 本発明は吸収装置電圧EBを以下の条件を満たすようにi0
に応じて制御する。
に応じて制御する。
EB＜V0−Xmax・ｒ・i0 第２図に本発明の場合の回生電流i0と距離Xmaxでの回生
電圧EA（Xmax）、吸収装置電圧EBの特性の一例を示す。
電圧EA（Xmax）、吸収装置電圧EBの特性の一例を示す。
この第２図の例のようにi0maxの点でEB≧EXとなるのが
好ましいが、最長距離Xmax、i0maxの値によってはEB＜E
Xとなり、変電所から一部給電されることもあるが、実
動作上まれで、全体としては問題とならない。
好ましいが、最長距離Xmax、i0maxの値によってはEB＜E
Xとなり、変電所から一部給電されることもあるが、実
動作上まれで、全体としては問題とならない。
第１図は本発明の回生電力吸収装置の１実施例を示す回
路図で、前記従来例を示す第４図と同一構成要素には同
一参照符号を付した。このうち、符号31〜37については
前述しているので、説明は省略する。
路図で、前記従来例を示す第４図と同一構成要素には同
一参照符号を付した。このうち、符号31〜37については
前述しているので、説明は省略する。
39は電流検出器で、吸収装置の入力電流すなわち回生電
流i0を検出する。38は補正回路で回生電流i0に比例した
補正量ｋ・i0を出力する。本発明は第４図の回路にかか
る電流検出器39と補正回路38を付加し、補正回路38の出
力を調節器36に入力した。
流i0を検出する。38は補正回路で回生電流i0に比例した
補正量ｋ・i0を出力する。本発明は第４図の回路にかか
る電流検出器39と補正回路38を付加し、補正回路38の出
力を調節器36に入力した。
この調節器36では調節器の入力に偏差がなくなるように
動作するので、次式がなり立つ。
動作するので、次式がなり立つ。
VS−ｋ・i0−EB＝０ よってEB＝VS−ｋ・i0 すなわち回生電力吸収装置の入力電圧EBは上式で示すよ
うに回生電流i0に応じて電圧が補正され、回生失効を防
ぐように動作する。
うに回生電流i0に応じて電圧が補正され、回生失効を防
ぐように動作する。
以上で説明した補正値ｋは各々のシステムによりXmax、
i0maxが異なるので、それぞれのシステムに適したｋが
選ばれる。
i0maxが異なるので、それぞれのシステムに適したｋが
選ばれる。
以上説明したように本発明の制御を回生電力吸収装置に
適用することにより、回生失効のない安定した回生制動
システムが実現できる。
適用することにより、回生失効のない安定した回生制動
システムが実現できる。
以上述べたように本発明の回生電力吸収装置は、抵抗器
とチョッパの直列回路を電車線又はき電線に接続し、回
生車の余剰電力を抵抗で消費させて電車線又はき電線の
電圧を設定された値に保つ回生電力吸収装置において、
回生電流値に応じて回生電力吸収装置の電圧を補正する
ようにしたため、特に吸収装置から遠距離にある回生電
車からの回生時や、回生電流が大きい場合に発生してい
た回生失効を防止でき、安定した回生制動システムが得
られるものである。
とチョッパの直列回路を電車線又はき電線に接続し、回
生車の余剰電力を抵抗で消費させて電車線又はき電線の
電圧を設定された値に保つ回生電力吸収装置において、
回生電流値に応じて回生電力吸収装置の電圧を補正する
ようにしたため、特に吸収装置から遠距離にある回生電
車からの回生時や、回生電流が大きい場合に発生してい
た回生失効を防止でき、安定した回生制動システムが得
られるものである。
第１図は本発明の１実施例を示す回路図、第２図は本発
明の場合の回生電流と回生電車電圧、吸収装置電圧の関
係図、第３図は回生電力吸収システム例を示す説明図、
第４図は従来の回生電力吸収装置の回路図、第５図は回
生エネルギ吸収時の等価回路図、第６図は従来の制御方
法の場合の回生電流と回生電車電圧の関係図、第７図は
回生失効を防止するための従来方法の説明図である。 １……変電所、２……電車 ３……回生電力吸収装置 ４……電車線、5,6……矢印 31,32……負荷抵抗、33,34……チョッパ 35……コンデンサ、36……電圧調節器 37……移相器、38……補正回路 39……電流検出器
明の場合の回生電流と回生電車電圧、吸収装置電圧の関
係図、第３図は回生電力吸収システム例を示す説明図、
第４図は従来の回生電力吸収装置の回路図、第５図は回
生エネルギ吸収時の等価回路図、第６図は従来の制御方
法の場合の回生電流と回生電車電圧の関係図、第７図は
回生失効を防止するための従来方法の説明図である。 １……変電所、２……電車 ３……回生電力吸収装置 ４……電車線、5,6……矢印 31,32……負荷抵抗、33,34……チョッパ 35……コンデンサ、36……電圧調節器 37……移相器、38……補正回路 39……電流検出器
Claims (1)
- 【請求項１】抵抗器とチョッパの直列回路を電車線又は
き電線に接続し、回生車の余剰電力を前記抵抗器で消費
して前記電車線又はき電線の電圧を設定値に保つ回生電
力吸収装置において、 回生電流の検出器と、この検出器による回生電流検出値
の増加に従って前記設定値を下げる補正量を出力する設
定値補正手段と、 を備えたことを特徴とする回生電力吸収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61193051A JPH0777858B2 (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | 回生電力吸収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61193051A JPH0777858B2 (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | 回生電力吸収装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6349559A JPS6349559A (ja) | 1988-03-02 |
| JPH0777858B2 true JPH0777858B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=16301360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61193051A Expired - Lifetime JPH0777858B2 (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | 回生電力吸収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0777858B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55108006A (en) * | 1979-02-14 | 1980-08-19 | Fanuc Ltd | Numeral control system |
| JPS6194832A (ja) * | 1984-10-16 | 1986-05-13 | Toshiba Corp | 回生電力吸収装置 |
-
1986
- 1986-08-19 JP JP61193051A patent/JPH0777858B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6349559A (ja) | 1988-03-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
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