JPS59178902A - 電気車制御装置 - Google Patents

電気車制御装置

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JPS59178902A
JPS59178902A JP58050914A JP5091483A JPS59178902A JP S59178902 A JPS59178902 A JP S59178902A JP 58050914 A JP58050914 A JP 58050914A JP 5091483 A JP5091483 A JP 5091483A JP S59178902 A JPS59178902 A JP S59178902A
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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】 本発明は直流分巻電動機を駆動する１ｕ気車の制ｊ＋Ｉ
１１方法に関する。
半導体技術の進歩によって、直流電動機を直流チョッパ
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、装置の小形軽量化や経済性の
向上だけでなく車両性能の向上も図った直流分巻電動機
他励制御方式が研究されている。
第１図は従来の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（１）はパンタグラフ、（２）〜（４
）は断流器、（５）はフィルタリアクトル、（６）はフ
ィルタコンデンサ、（７）　（８）は第１及び第２の分
巻電動機の電機子、（９）叫は電機子（７）（８）の電
流を平滑するりアクドル、ａＵａは電機子（７）　（８
）の電流を制御する電機子チョッパ装置、θ坤Ｏ荀は各
電機子（７）（鞄の′電流を検出する電流検出器、（ハ
）は後述の分巻界磁巻線（４）０１）の電流を検出する
電流検出器、（ＩＱ（１７１は電機子回路のフリーボイ
リングダイオード、０籾０呻は回生ブレーキ時に各′１
８機子（７）　（８）の電流を流すブレーキダイオード
、（ホ）■Ｄは第一１及び第２の分巻電動機の界磁巻線
、＠（ハ）は各界磁巻線の極性を切換える界磁開閉器、
（ハ）（ハ）は各界磁巻線の電流を制御する界磁チョッ
パ装置、（ハ）〜翰はぞの界鋒回路のフリーボイリング
ダイオードである。
基本的な制御方法を、前進の場合で説明する。
（１）　　力行時は、断流器（２）〜（４）を投入して
カ行回路を溝成し、界磁開閉器（イ）をオンさせて界磁
″改流が前進方向に流れるようにし、界磁チョッパ装置
α（ハ）の通流率制御により電流量を調整する。
電機子電流はもちろん電機子チョッパ０υ（６）で制御
される。
（２）定加速度制御は、界磁チョッパ装置（ハ）によっ
て界磁電流を所定の値で一定に制御し、′ｒ４１機子チ
ョッパ装置α→及び（６）によって電機子電流をやはり
所定の値で一定に制御する。このとき電機子チョッパ装
置０］）と（６）の通流率が最小から最大まで変化し、
いわゆる電機子電圧制御が行われる。
（３）電機子チョッパ装置０］）と（６）の通流率が最
大に達して、′ｍ電機子７）　（８）に電車線電圧の大
部分が印加されると、界磁電流を徐々に小さくして、さ
らに電機子電流を一定に保つようにする。これによって
、界磁が弱まって引張力も低下するが速度がさらに上昇
する。
ここで、電機子（７）（８）の電流容量に余裕があれば
、その範囲内で界磁を弱めるとともに心機子’ｒａ流を
増やして定例張力制御を行うこともある。
（４）界磁電流が電動機の許容限界迄小さくなったとき
、界磁電流をその値に固定してカ行最終特性に入る。こ
の特性として、％ｌ、　１７４４千′ζ流と界磁電流の
比即ち界磁率を許容限界値一定で制御することもある。
（５）力行指令がなくなると、断流器（２）〜（４）を
開として惰行となる。
（６）　ブレーキ指令が出ると、断流器（２）を閉とし
てブレーキ回路を構成する。高速域では電機子チョッパ
装置（１υ（２）の通流率を最小に固定し、界磁チョッ
パ装置（ハ）（ハ）によって界磁電流を調整してブレー
キカ一定の回生制御を行う。
（７）減速して界磁電流が所定の値に達すると、界磁電
流を固定し電機子チョッパ装置０υ（２）の通流率を制
御開始させる。このモードは電機子電流が一定に保たれ
て定ブレーキカ制御が行われる。
（８）電機子チョッパ装置αυＵ■の通流率が最大に達
すると、電機子電流が減衰し、ブレーキ力が低下するの
で空気ブレーキ等の第２ブレーキで補足するが、これは
停止寸前の狭い領域である。
ここで、回生ブレーキ有効範囲をさらに拡げるため、許
容限界内で界磁を強める方法もとられることがある。
これらの制御方法による車両特性曲線を第２図に示すが
、電機子電流や界磁電流の制わ１１系は、主面が８定数
とマツチした安定なものでなければならない。最近、装
置の小形軽量化、経済性向」二のために電機子チョッパ
装置を高１４波（従来の８〜４倍の周波数）で運転する
ことにより、主平滑リアクトル（第１図では（９）（１
１）を省略する方法が実用されつつある。これはチョッ
パ装動′に使用しているサイリスクの性能とその応用技
術が進歩したことによっている。このとき第２し・１の
特性のから■又は０や◎′へ移行するモード切換ねり点
を考えてみると、電機子チョッパ装置の通δ：Ｃ率が最
大値に止まるのであるが、一般に分巻界磁巻線の時定数
はや５犬きく磁束も急変できない。すると、本来の分巻
特性（第２図のの）に支配さ牡るため、その速度で急激
にかつ大巾に電機子電流が変化する。
この条件が■又は◎や◎′の特性にしようとする界磁′
１流制御系への大きな入力偏差となって与えられる。も
ちろん界磁制御系及び界磁主回路の応答が十分早ければ
、安定に■又は■や■′の制御がｉｑ能であるが、少な
くとも界磁主回路の応答は１］ｉ！述のようにや＼遅い
ため、浦正制御量が逆に７．過大となって、″Ｉ４Ｉ４
電子電流大にし、結局大巾な振動電流が流れることにな
る。このように、速度幀に対して’ｌ’Ｊ！　ｆｊＵ子
チョッパ通流率一定の”ｍ　様子電流特性が垂下状にな
っている分巻特性では、安定な制御系の定数を選定する
ことがほとんど不可能に近いという問題があった。この
ため、１ｄ機子と直列に抵抗を挿入して、分巻特性を緩
和する方法が考えられるが、抵抗による熱損失が大きく
なるという欠点があった。
本発明は上記に鑑みてなされたもので、＋目互に磁気的
に結合された第１と第２のコイルをイイするリアクトル
の第１のコイルを”’：’＋；Ａ子とｍ１列に接続し、
第２のコイルを界磁と直列に接続した′屯気車制御装は
を提供する。
以下図について説明する。第８図において、リアクトル
を第１のコイル（９ａ）と（１０ａ）および第２のコイ
ル（９ｂ）と（１ｏｂ）に分割し、第１のコイル（９ａ
）（１０ａ）と第２のコイル（９ｂ）（１０ｂ）を磁気
結合した以外は、従来と同様のため説明を省略する。
各リアクトルの第１のコイル（９ａ）（１０ａ）と＠２
のコイル（９ｂＸ１０ｂ）の結合の極性を図に示すよう
に、即ち電機子電流が低下すると界磁を弱める方向に、
しかも各々の定格にマツチした巻数比を選んでおけば、
主回路での直結合で、電機子電流低下→界磁弱め→電機
子電流増大作用が応答早くでき、極めて安定な制御が実
現出来ることになる。これは和動複巻電動機のカ行制御
と等価であることからもその安定性が理解出来る。
この結合リアクトルは、電機子電流の大きなｄｉ／ｄｔ
に対して界磁側に適切な電圧を誘起すればよいのでイン
ダクタンスも小さくてよく、リアクトルとしても小さい
ものでよい。特に高周波で運転しないときは、主平滑リ
アクトルを各々２巻様式にすればより、機器外形２重量
的にも余り太きくならない。
この発明によれば、リアクトルを相互に磁気結合された
第１と第２のコイルで構成し、第１のコイルを電動機の
電機子と直列に接続し第２のコイルを’Ｉｔ　９１子と
直列に接続した構成とすることによって、理想的な分巻
電動機他励制御方式を安定に実現できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の主回路図、第２図は第１図の特性曲線図
、第８図は本発明の一実施例の主回路図である。図にお
いて、（７）　（ｓ）は電４幾子、（ｑａＸｉｏａ）は
第１のコイル、（９ｂ）（１０ｂ）　Ｌｔ第２のコイル
、（１１）（６）は電機子チョッパ装置、（イ）シηは
界磁、（イ）（イ）は界’４Ｒチョッパ装置である。 なお各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　　葛　野　信、−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 直流分巻電動機の電機子電流を電機子チョッパ装置で制
    御し、上記電動機の界磁眠流を界磁チョッパ装置で制御
    するものにおいて、相互に磁気的に結合された第１のコ
    イルと第２のコイルとでリアクトルを構成して、上記第
    １のコイルを１記電動機のｋｔＪ子と直列に接続し、上
    記第２のコイルを上記電動機の界磁と直列に接続したこ
    とを特徴とする電気車制御装置。
JP58050914A 1983-03-25 1983-03-25 電気車制御装置 Pending JPS59178902A (ja)

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