JPS5819101A - 電気車の回生制動装置における保護装置 - Google Patents

電気車の回生制動装置における保護装置

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JPS5819101A
JPS5819101A JP11615981A JP11615981A JPS5819101A JP S5819101 A JPS5819101 A JP S5819101A JP 11615981 A JP11615981 A JP 11615981A JP 11615981 A JP11615981 A JP 11615981A JP S5819101 A JPS5819101 A JP S5819101A
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Akira Kato
明 加藤
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Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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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

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気車OFm生制動員置装ζおける保−装置
に関する。
第1図に、一般的なチ冒ツバによゐ電気車〇−一生制動
装置よびその保1Ila置O躇踏図に示す。
まず、B生制動に′)いて説明する。定常運転状■KJ
I?−いて唸、主電動機O電機子1oyas電圧を架線
電圧より低い値に保らながら、適轟な周期にてテ胃ツバ
装置(以下、単〈テ冒ツメという。)雪をオン・オフ制
御することによj14−夕電流!翼t**o*#c保持
する。テ画ツバ意がオフ状履となりてiる期Nに土竜#
lI(至)路(電機子l、界磁舎112m、主平滑リす
タトル4等)に存在すゐインダクタンス(主として昇a
smsおよび主平滑りアクドル40インダクタンス分)
C)II子に発生する電圧と電機子1の誘起電圧とO和
O電圧値が架線電圧よ〉も高く准ると、フライホイール
ダイオード暴、フィルタリアクFル6を介して回生電流
!息 が架線y<*出する。この回生電流1.は架11
17#cし中断器8を介してamされ九負荷9に獣収さ
れ為。
ζOような状態#Cシいて、い壇、し中断器8が何ら一
6hの原因によjl縄い九とする。ナ為と、負荷9に流
れる電流は急激にし中断される。しがし。
テ璽ツバ!O制御系はこの変化に追従することができず
くそれt”e’o飼御状IIO壇オを維持するため、路
生電#Il は−統的に流れる。その結果、a主電流x
l はフィルタコンデンサWに流入することとな)、シ
九がってフィルタコンデンtlOO端子電圧は急激に上
昇することとなる。
かかる不具合に対し1wt米では次に示す方法によ)過
電圧OmVXを図っていた。すなわち、フィルIコンデ
ンナ100層子に過電圧が発生すると。
こO過電圧は通電圧検出−絡11によ〕検ぬされる。
そO検出信号はダート制御回路15&よびテ璽ツバゲー
ト制御回路16にそれぞれ与えられる。検出信号を受は
九ゲート制御回jll15はナイリス$130ゲートに
点弧信号を出力する。この点弧信号によpサイリスタ化
が点弧すゐと、電流リレー稔、tイリスタ13sPよび
抵抗14による放電回路が形成される。この放電回路に
よシフィルタコンデンナ10の両層が短絡状1となるた
めフィルタコンデンサ10にチャージされ九電荷が放出
され、し九がってフィルタコンデンサlOの端子電圧が
低下すゐ。
一方、4電圧検出信号を受けたテ習ツバ制御−j111
6ハテlツバ2のオンパルスを阻止してテ冒・ツバ2を
オフ状態に制御する。すると、七−一電滝XMは減少し
、フィルタコンデンtwcm人する充電電Rも減少する
0で最後にはゼーとなる。こOようにして、フィルタコ
ンデンサ100電圧上昇は抑制される。
オ友、放電amが形成され友巖放電電11!In が流
れるが、この電It ID によitsリレー12が付
勢される。電訛りレールの付勢に連動して主電動機回路
はし中断される。すなわち、電流リレー12の付勢によ
り単位スイッチ17 、高速し中断器18がし中断され
1次いで単位スイッチ19がし中断される。
以上のように、従来の保iu装置は過電圧を抑制すゐと
いう点に限ってみれば、抑制効果が大きく優れえものと
いえる。し冬しながら、変電所を會めえ送電系統の範囲
でみえ場合、保護動作に関連して変電所の電流変動検知
動作(以下、ΔI被検出いう。)を誤るおそれがあると
いう点ζζ問題がある。
すなわち、まず、@動作の生じる原因について述べる。
第2図は上述の保護装置(第1図)の動作を電流、電圧
波形で示し要因である。第2図において、葎)は架線電
流Ijs伽)はフィルタコンデンサ10の端子電圧We
 、 (@)はモータ電流IMを示している。
いま1時刻t1にて負荷嘗のし中断が起つ九とする。す
ると2イルタコンデンサ電圧Weが上昇し、時mtmK
て過電圧検出装置4が動作する(1s2図伽))。欠番
ζ、前述したようζζtイリスタ謁の点弧によるフィル
タ;ンデンtxoo放電とテ曹ツバ20オフが行われ、
その結果、4−一電流■麓が時14t、において減衰す
る(第2図(@))。サイリスタ化が点弧すると、架線
7側から逆に電流Inが流れ込み、これに伴って架線電
流IJが急激に上昇する(第2図(a))。つまp%通
常では架線7側に流出してい九−主電流II が逆に架
線電flLIjに加えられる丸め、非常に短時間の間に
架lis罵流Ij O変化が生じることとなる(第2図
葎)1時刻t、〜t、閏の変化)。ζ0Jll!線電流
Ij O急激な変化は、結局、MM7に接続され九度電
所番ζおけるΔI被検出誤動作を生ぜしめる原因となる
。現実に、このような原因によって変電所のΔI被検出
誤動作をl1発した事例はいくつか見られる。七O^体
例を#I3図に示す。
111I3図において、同生車加が回生動作を行なって
お〕、このとき実線で示す回生電流11!@ はカ行車
社に流れ込む。關生中紘変電所40吸い出し電圧よシ高
い電圧を保持している丸め、変電所々から力行車4への
電はの流れ込みはない。いま、何らかの原因により負荷
しゃ断が発生したとする。
丁為と、先に述べ友ように回生制−装置(菖1区)では
保護動作を行う。この保1IIIi1作に起因して露2
W7A(4)に示すように果■電蒐の急増が発生し、変
電所22から値−で示す果−電流Iノ□が回生車2に流
れ込む。こOと龜01纏電#IO変化量が大きい丸め、
変電所4ではΔ工検出を誤動作させる事故が発生す為こ
ととなる。
し大がって、本!I鴫は電気車のテ璽ツバー生制動候置
oH塗調験中において1回主負荷が息黴に減少オたはし
中新し九場合に保護装置0&!i作に伴なって生ずみ変
電所O1R変動検ニ〇誤動作を防止しうみ保護装置をI
M供することをぽ釣とする。
以下、本発明を2示する夷jiI気に基づいて詳述す為
。
〈構 威〉 astray:本発111Kよる保護鰻重〇−実焉ガを
示す。な)、j13111&cspいて第11iと異な
る毎分は各膳にシーて値■で―んに軸分に椙蟲する。し
九かって、fFil−の部分lこけ同一の符号を付し、
十の説明は省略する。
第3図において、放電電圧検出回路&はフィルタコンデ
ンfloの4子電圧を検出する。得られ比検出信号Vt
dは比較演算器ムに入力される。比較6必の惜方の入力
毫には予め設定され九設定値%@f  が4見られてシ
シ、検出信号ICが設定値Vrd  を越えたと@  
(Vcd >Vref)  、比較演算器必は偏差信号
Vdef  をチ曹ツバゲート制御回路3に送る。チ望
ツバ調御回路25は偏差信号Vdd  を受ケてチヨツ
パ2のオンパルスを阻止してチヨツパ2をオフ状態にす
る。
一方、ナイリスタUO点弧による放電回路の廖t、1に
らUKf冒ツバ2のオフによp、フイ:にタコ/タンt
8の端子電圧が減衰し、検出信号Vd0I[が設定値v
r@f  より低下(Mad < Vr@f ) t、
、九場合、偏!!信号Vd@f  は0又はそれ以下に
な夛、テ夏ツバゲート鯛*a*25はオンパルス阻止を
停止する。そe)w!I果、チヨツパ2は再び動作を開
始し。
回生制動を開始する。この回生制動はナイリスタロと抵
抗圧を負荷として行なわれる。
〈作 用〉 負荷し中断に対する保護動作によってフィルタ;ンデン
ナ100端子電圧が低下し、 am@e−ら電Rが流入
するという点が従来保硬装置の欠点で6つ九〇″′Cあ
るが1本発F14−こよる上述の゛構成によれば架線側
からの電流の流入は阻止される。すなわち、フィルタツ
ンデンt8の端子電圧が減衰して設定値Vr@f  以
下になると、チヨツパ2は抵!5t15を負荷として動
作を開始するため、電機子I+1からモータ電流■Mが
抵抗15に流れ、いわゆる発電制動の状態となる。し九
がって、フィルタコンデンサ10の端子電圧は発電制動
ζζよるモータ電流IMkよる抵抗15での電圧降下分
だけ持ち上げられるため am側からの流入は阻止され
ることとなる。
オた。このときのチ璽ツバ20オン状態によって遥電圧
状態になること仲ない。[抗15が負荷として働くから
である。
上記作用を第5図を用いてさらに説明する。い鵞1時刻
t11cて負荷9のし中断が起つ九とする。
すると、フィルタコンデン+10の端子電圧Weが上昇
し、時刻tm  にて過電圧検出装置4が動作する(第
5図6))。次に、フィルタコンデンサ10の放電とチ
ヨツパ2のオフ#ζよ〉モータ電IL IM II減真
し1時刻t、にてゼμとなる。次lζ、フィルタコンデ
ンt10の端子電圧Va  も時刻44 から減衰して
くるので比較演算器2416&らO偏差信号エムfがゼ
ロとな〉1時刻t4  でチヨツパ8が再動作を開始す
る。すると、モータ電流IMが上昇してくる(第す図(
@))。このため、架線側へ流入する電流In a負荷
し中断時刻t、  kおいてゼロとなるが(jlIls
図(a))、Jll線側から電流■1が流入してくゐこ
とはない。架線側から電流が流入して〈為Oは1時刻t
l  の点、すなわち単位スイッチ瀝によ)電動機回路
がしゃ断され九と自からである(第5図(a))。
このように、M−電RItO変化量(第5図葎ン)は時
刻t1  におけるIjm  の値、t、におけるIj
m(’値というように、第2図01化量lこ比べると短
時間−ζ変化する量は半分以下に抑制するζとがで亀る
。し九がって、変電所におけるΔI検出の誤動作の発生
を低減することができる。
〈効 果〉 以上の通)1本発明によれば回生制動偏置の保
【図面の簡単な説明】
第111ti従来一般の回生制動値量の構成および保護
装置の構成を示す回路図、第2図−)〜(C)、はその
動作を説明するため01IL形図、第38は従来のΔI
検出@動作の誘発例を示す回路図、第4図は本発明によ
る保羨装置の構成を示すプ關ツタ図。 jIs図−)〜(e)Idその動作を説明する丸めの波
形図である。 l・・・電機子、2・・・テ冒ツバ、3・・・界磁巻線
、10・・・フィルタコンデン−$1”、11・・・過
電圧検出装置、13・・・tイリスタ、15・・・ゲー
ト制御回路、n・・・放電電圧検出回路、あ・・・比較
波1/I14!)、25・・・チョッパゲート制御回路
。 出願人代塩人   猪  故     清□−25 第3図 第4M

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 フィル−署ンデンtを有するフィルタ回路、主電動機O
    電機子および界**纏を會む主電動機回路と、主電動機
    ◆らOII生電流を制御するテ曹ツA装置とを備え九電
    気阜の一生制動装置における、前記フィルp:xンデy
    ?o端子電圧を検出する過電圧検出装置七、flljE
    フィルIコングン10両端闘を値線して放電回路を形成
    する大めOスイッチ素子と、前記過電圧検出偏置の検出
    1号0出力によ)前記スイッチ素子O開閉制御を行う信
    号を出カナ為スイッチ制御圃路とを備見え保護装置にお
    いて。 前記フィルタ;ンデン?O4子電圧を検出して111記
    放電關踏による放電に伴なって低下する電圧を検出すゐ
    放電電圧検出−路と、ζ0放電電圧検出−路O検出値4
    #を受けて前記フィルタ;ンデン10端子電圧0@+こ
    応じて前記テ璽ツバ俵置Oオ゛シくオフ制御を行うテ璽
    ツバゲート制御■路とを備え九ことを特徴とす為電気車
    O・回生制御/II義置装おける保llI#4置。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01202101A (ja) * 1988-02-04 1989-08-15 Toyota Autom Loom Works Ltd 電気自動車における制動制御装置
JPH0357763A (ja) * 1989-07-27 1991-03-13 Daifuku Co Ltd 荷搬送装置

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JPS54118518A (en) * 1978-03-04 1979-09-14 Fuji Electric Co Ltd Regenerative braking circuit system for electric car

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