JPS5932962B2 - 交流電気車の回生制動制御装置 - Google Patents
交流電気車の回生制動制御装置Info
- Publication number
- JPS5932962B2 JPS5932962B2 JP16935879A JP16935879A JPS5932962B2 JP S5932962 B2 JPS5932962 B2 JP S5932962B2 JP 16935879 A JP16935879 A JP 16935879A JP 16935879 A JP16935879 A JP 16935879A JP S5932962 B2 JPS5932962 B2 JP S5932962B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- regenerative braking
- control device
- braking control
- armature
- electric vehicle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- 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
- B60L7/003—Dynamic electric braking by short circuiting the motor
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】
本発明は交流電気車の制御装置に係り、特に電力回生ブ
レーキを行う時に電機子に直列抵抗を挿入する電力回生
制御装置の改良に関する。
レーキを行う時に電機子に直列抵抗を挿入する電力回生
制御装置の改良に関する。
第１図に従来技術による交流回生主回路構成図の一実施
例を示す。
例を示す。
第１図において１は電車線、２はパンタグラフ、３は変
圧器で３１、３２、３３は順に変圧器３の１次巻線、２
次巻線、および界磁電源用巻線を示す。
圧器で３１、３２、３３は順に変圧器３の１次巻線、２
次巻線、および界磁電源用巻線を示す。
４は電力変換器で、力行時には交流電力を直流電力に変
換し、回生ブレーキ時には直流電力を交流電力に変換し
電車線側に電力回生を行う。
換し、回生ブレーキ時には直流電力を交流電力に変換し
電車線側に電力回生を行う。
４１〜４４は電力変換器４内のサイリスタを示す。
５は電流平滑用リアクトル、６、Ｔは直流電動機の電機
子、８、９は電機子並列回路間に生ずる不平衡電流抑制
の為の電機子直列抵抗を示す。
子、８、９は電機子並列回路間に生ずる不平衡電流抑制
の為の電機子直列抵抗を示す。
１０、１１は直流電動機の界磁巻線を示し、１２、１３
）は界磁電源用整流器のサイリスタ、１４、１５は同じ
くダイオードを示す。
）は界磁電源用整流器のサイリスタ、１４、１５は同じ
くダイオードを示す。
回生ブレーキ時、電動機電機子６、Ｔには、図示矢印の
方向の誘起電圧が発生し、ブレーキ電流が、電機子直列
抵抗８、９を通して電力変換器４に流れ、ここでサイリ
ス・ 夕の位相制御により直流電力が交流電力に変換さ
れ電車線側に電力回生を行う。界磁回路は電機子誘起電
圧を制御する。電機子直列抵抗８，９の抵抗値は普通次
のような考え方で設定される。
方向の誘起電圧が発生し、ブレーキ電流が、電機子直列
抵抗８、９を通して電力変換器４に流れ、ここでサイリ
ス・ 夕の位相制御により直流電力が交流電力に変換さ
れ電車線側に電力回生を行う。界磁回路は電機子誘起電
圧を制御する。電機子直列抵抗８，９の抵抗値は普通次
のような考え方で設定される。
（１）式から
（２）式で計算された抵抗値をもつ直列抵抗が回生ブレ
ーキ時に挿入されたままになり、主電動機電流の不平衡
による過電流を抑制する。
ーキ時に挿入されたままになり、主電動機電流の不平衡
による過電流を抑制する。
次いで、第１図の回路構成における回生ブレーキ制御特
性について第２図を用いて説明する。
性について第２図を用いて説明する。
第２図の横軸は速度であり、折線ＡＢＣの特性は電気車
の減速性能および粘着特性から決まるブレーキカパター
ンとする。このブレーキカパターンを発生する電機子電
流の制御特性は折線ＤＥＦで示される。今、説明を容易
にするため界磁電流の制御特性も電機子電流と同一とす
る。速度とブレーキカの積がブレーキ電力に比例しその
大きさは曲線０Ｈで示される。
の減速性能および粘着特性から決まるブレーキカパター
ンとする。このブレーキカパターンを発生する電機子電
流の制御特性は折線ＤＥＦで示される。今、説明を容易
にするため界磁電流の制御特性も電機子電流と同一とす
る。速度とブレーキカの積がブレーキ電力に比例しその
大きさは曲線０Ｈで示される。
そして（電機子電流）２×電機子直列抵抗値×２回路で
計算される損失が電機子直列抵抗で発生するため曲線０
Ｈから電機子直列抵抗損失分を差し引いた曲線ＫＩが回
生電力となる。実際には電動機、平滑リアクトル、変圧
器巻線の直流抵抗でも損失が発生するので回生電力はこ
の分減少するが、普通電機子直列抵抗損失が他の損失に
較べて十分大きいので、以下の説明では、（ブレーキ電
力）′−（電機子直列抵抗損失）＋（回生電力）として
説明を進める。第２図における点線の特性０１について
は後述する。
計算される損失が電機子直列抵抗で発生するため曲線０
Ｈから電機子直列抵抗損失分を差し引いた曲線ＫＩが回
生電力となる。実際には電動機、平滑リアクトル、変圧
器巻線の直流抵抗でも損失が発生するので回生電力はこ
の分減少するが、普通電機子直列抵抗損失が他の損失に
較べて十分大きいので、以下の説明では、（ブレーキ電
力）′−（電機子直列抵抗損失）＋（回生電力）として
説明を進める。第２図における点線の特性０１について
は後述する。
以上説明したように必要ブレーキ電力はすべて回生電力
とならず、むしろかなりの電力を抵抗損失で食われるこ
とになる。
とならず、むしろかなりの電力を抵抗損失で食われるこ
とになる。
抵抗損失は発電ブレーキカとなつてブレーキカには寄与
するが、省エネルギーの観点から言うと無駄に捨ててい
ることになる。勿論、電機子を全部直列にして回生ブレ
ーキを作用させれば電機子直列抵抗は不平衡電流抑制の
不必要から不要になるが、電動機電圧が並列時の１／２
になるため電気ブレーキカが並列時のＪ．／２に減少し
、回生ブレーキカの増大にはならない。ここに従来技術
の問題点がある。
するが、省エネルギーの観点から言うと無駄に捨ててい
ることになる。勿論、電機子を全部直列にして回生ブレ
ーキを作用させれば電機子直列抵抗は不平衡電流抑制の
不必要から不要になるが、電動機電圧が並列時の１／２
になるため電気ブレーキカが並列時のＪ．／２に減少し
、回生ブレーキカの増大にはならない。ここに従来技術
の問題点がある。
本発明の目的は、電機子直列抵抗の損失を減少させるこ
とにより回生電力の大きな交流電気車を提供するにある
。
とにより回生電力の大きな交流電気車を提供するにある
。
本発明は電機子直列抵抗の損失を減少させる手段として
、電機子直列抵抗値の大きさを制御するようにしたもの
である。
、電機子直列抵抗値の大きさを制御するようにしたもの
である。
第３図に本発明の一実施例を示す。
第３図には電機子と電機子直列抵抗まわりのみ示すが図
示しない電力変換器、変圧器、界磁巻線回路については
第１図と同一構成である。第３図において第」図と同一
符号のものは同一機能のものを示す。
示しない電力変換器、変圧器、界磁巻線回路については
第１図と同一構成である。第３図において第」図と同一
符号のものは同一機能のものを示す。
１６，１７は抵抗制御装置で、例えばチヨツパのように
連続制御の可能なものまたは有接点のものを示すが、以
下の説明ではチヨツパ相当のものとして説明する。
連続制御の可能なものまたは有接点のものを示すが、以
下の説明ではチヨツパ相当のものとして説明する。
１８は速度信号を示し１９は抵抗制御装置１６，１７の
制御部で速度信号１８を受信してチヨツパの通流率（抵
抗短絡時間／制御周期）γを出力するものとする。
制御部で速度信号１８を受信してチヨツパの通流率（抵
抗短絡時間／制御周期）γを出力するものとする。
すなわち（２）式において誘起電圧Ｅが速度の低下に伴
つて減少するに従い通流率を大きくして、電機子直列抵
抗値を等価的に小さくすることが本発明のねらいである
。電機子直列抵抗の等価抵抗値をＲとすると通流率γに
対して次の関係式が成立することは周知である。要は（
２）式において不平衡電流ΔＩを制限以内に抑制しさえ
すれば良いので速度の低下に応じて、（３）式のＲを制
御することにより、電機子直列抵抗損失を小さくするこ
とが可能である。
つて減少するに従い通流率を大きくして、電機子直列抵
抗値を等価的に小さくすることが本発明のねらいである
。電機子直列抵抗の等価抵抗値をＲとすると通流率γに
対して次の関係式が成立することは周知である。要は（
２）式において不平衡電流ΔＩを制限以内に抑制しさえ
すれば良いので速度の低下に応じて、（３）式のＲを制
御することにより、電機子直列抵抗損失を小さくするこ
とが可能である。
本発明の適用により第２図の特性図において、回生電力
特性ＫＩが点線０１の特性になり回生電力の増大ひいて
は省エネルギーに大きく寄与することは明らかである。
勿論、本発明の実施に当つては抵抗制御装置が追加には
なるが、省エネルギーの効果により投資分の回収は容易
であろう。本発明の一実施例によれば以上述べたように
省エネルギーの効果が甚大である。
特性ＫＩが点線０１の特性になり回生電力の増大ひいて
は省エネルギーに大きく寄与することは明らかである。
勿論、本発明の実施に当つては抵抗制御装置が追加には
なるが、省エネルギーの効果により投資分の回収は容易
であろう。本発明の一実施例によれば以上述べたように
省エネルギーの効果が甚大である。
第４図は本発明の他の実施例を示すもので第３図と異な
るのは通流率の制御をするのに速度信号によらず、電機
子電圧Ｅを電圧検出器２０，２１により直接検出する点
にある。
るのは通流率の制御をするのに速度信号によらず、電機
子電圧Ｅを電圧検出器２０，２１により直接検出する点
にある。
この実施例では第３図に較べてより精密な制御をするこ
とが可能である。図示しないが、両電機子電圧の差電圧
を検出しこの差電圧で通流率制御をすることも可能であ
る。第５図は本発明の更に他の実施例を示すものである
。
とが可能である。図示しないが、両電機子電圧の差電圧
を検出しこの差電圧で通流率制御をすることも可能であ
る。第５図は本発明の更に他の実施例を示すものである
。
第５図において２４，２５は直流変流器、２６は不平衡
電流検出器、２７は不平衡電流の許容値で制御基準指令
になるものである。２８はこの基準指令と両電機子電流
の不平衡量とを比較し、比較出力が大きければ通流率を
大きくして等価抵抗を小さくし、比較出力が小さければ
通流率を小さくして等価抵抗を大きくするように制御す
るものである。
電流検出器、２７は不平衡電流の許容値で制御基準指令
になるものである。２８はこの基準指令と両電機子電流
の不平衡量とを比較し、比較出力が大きければ通流率を
大きくして等価抵抗を小さくし、比較出力が小さければ
通流率を小さくして等価抵抗を大きくするように制御す
るものである。
この実施例によれば第４図に較べて更にきめ細かい制御
が可能である。第６図は、第３図〜第５図に共通に適用
可能な主回路構成の他の実施例を示す。
が可能である。第６図は、第３図〜第５図に共通に適用
可能な主回路構成の他の実施例を示す。
２９，３０は逆流阻止ダイオードで、このようにすれば
２台の抵抗制御装置を１台で実施することが可能であり
、機器構成上小形化、軽量化が図れる効果がある。
２台の抵抗制御装置を１台で実施することが可能であり
、機器構成上小形化、軽量化が図れる効果がある。
本発明によれば、電機子直列抵抗値を常に最適値に制御
することができるので、抵抗損失を必要最小限に抑え、
回生電力を増大させることができる。
することができるので、抵抗損失を必要最小限に抑え、
回生電力を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来技術の一実施例を示す主回路構成図、第２
図は従来技術と本発明による差異を示す制御特性図、第
３図は本発明の一実施例を示す主回路構成図、第４，５
図は本発明の他の一実施例を示す主回路構成図、第６図
は本発明の別の主回路構成を示す説明図である。 ３・・・・・・変圧器、４・・−・・・電力変換器、６
，７・・・・・・電動機電機子、８，９・・・・・・電
機子直列抵抗、１６，１７・・・・・・抵抗制御装置。
図は従来技術と本発明による差異を示す制御特性図、第
３図は本発明の一実施例を示す主回路構成図、第４，５
図は本発明の他の一実施例を示す主回路構成図、第６図
は本発明の別の主回路構成を示す説明図である。 ３・・・・・・変圧器、４・・−・・・電力変換器、６
，７・・・・・・電動機電機子、８，９・・・・・・電
機子直列抵抗、１６，１７・・・・・・抵抗制御装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 架線から一次巻線に交流を給電される変圧器と、こ
の変圧器の二次巻線に交流側を接続された電力変換器と
、この電力変換器の直流側に並列接続された２以上の直
流電動機の電機子と、これらの電機子に夫々直列接続さ
れた抵抗器および上記電力変換器を制御する制御装置と
を備え、回生制動制御を行う交流電気車において、上記
抵抗器の抵抗値を調整する装置と、この抵抗値調整装置
を電気車の速度あるいはこれに相当する信号の減少に応
じて上記抵抗値を減少させるように制御する装置とを設
けたことを特徴とする交流電気車の回生制動制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、上記抵抗値調整装
置は、上記抵抗器に並列接続されたチョッパから成る交
流電気車の回生制動制御装置。 ３ 特許請求の範囲第１項において、上記速度に相当す
る信号として、上記電機子電圧を用いる交流電気車の回
生制動制御装置。 ４ 特許請求の範囲第１項において、上記速度に相当す
る信号として、上記複数の電機子間の電流差を用いる交
流電気車の回生制動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16935879A JPS5932962B2 (ja) | 1979-12-27 | 1979-12-27 | 交流電気車の回生制動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16935879A JPS5932962B2 (ja) | 1979-12-27 | 1979-12-27 | 交流電気車の回生制動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5694906A JPS5694906A (en) | 1981-07-31 |
| JPS5932962B2 true JPS5932962B2 (ja) | 1984-08-13 |
Family
ID=15885090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16935879A Expired JPS5932962B2 (ja) | 1979-12-27 | 1979-12-27 | 交流電気車の回生制動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5932962B2 (ja) |
-
1979
- 1979-12-27 JP JP16935879A patent/JPS5932962B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5694906A (en) | 1981-07-31 |
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