JPS5956802A - 電気車用主電動機の制御方法 - Google Patents
電気車用主電動機の制御方法Info
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- JPS5956802A JPS5956802A JP57165407A JP16540782A JPS5956802A JP S5956802 A JPS5956802 A JP S5956802A JP 57165407 A JP57165407 A JP 57165407A JP 16540782 A JP16540782 A JP 16540782A JP S5956802 A JPS5956802 A JP S5956802A
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Power Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Direct Current 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は分巻界磁巻線を有する電気車用主電動機を再粘
着性能が向上する如く界磁電流を制御するようにした制
御装置に関する。
着性能が向上する如く界磁電流を制御するようにした制
御装置に関する。
車輪と軌道との粘着に対する依存度の大きい電気車にお
いては、主電動機の制御過程で粘着係数が下がってくる
と車輪が空転しゃすくなυ、また空転等で主電動機の回
転数が上昇しようとすると発生トルクを失ってしまう。
いては、主電動機の制御過程で粘着係数が下がってくる
と車輪が空転しゃすくなυ、また空転等で主電動機の回
転数が上昇しようとすると発生トルクを失ってしまう。
したがって電気車用主電動機としては車輪が空転しても
自然再粘着しやすい特性のものが要求され、最近では制
御技術の進歩によって従来の直巻電動機に代り、分巻界
磁巻線を有する直流分巻電動機又は直流複巻電動機が使
用されてきている。
自然再粘着しやすい特性のものが要求され、最近では制
御技術の進歩によって従来の直巻電動機に代り、分巻界
磁巻線を有する直流分巻電動機又は直流複巻電動機が使
用されてきている。
第1図は直流分巻電動機を用いた場合の電気車用主電動
機の制御回路の一例を示すものでおる。第1図において
、MMは電機子1および分巻界磁巻線2を有する主電動
機で、この主電動機MMの電機子回路および界磁回路に
は人、切用スイッチ3および4が設けられ、集電用パン
タグラフ5を通して架線りから直流電流が供給されるよ
うになっている。また、6は主電動機MMの電機子回路
に設けられた主抵抗器又は電機子チョッ・ぐ装置などか
らなる起動装置でこの起動装置6は電機子電流検出器7
により検出された電機子電流と設定値とを比較する比較
器8の出力により制御され、主電動機MMの電機子端子
電圧が電源電圧に等しくまで電気車の起動加速中の定電
流制御を行なうものである。一方、9は界磁率(Ish
/Iaの比率)を定めるための比例定数(k)パターン
発生器、1oはこの比例定数パターン発生器9から出力
される比例定数にと前記電機子電流検出器7にょシ検出
された電機子電流1aとを乗初4して比例制御1パター
ンを演算する乗算器である。また、Jlはこの乗算器1
0の出力と界磁電流検出器J2にょシ検出された界磁電
流とを比較する比較器、13は主電1動機MMの界磁回
路に設けられ、比較器1ノの比較出力により直接分巻界
磁電流を制御するチョッパ装置などからなる界磁制御装
置である。
機の制御回路の一例を示すものでおる。第1図において
、MMは電機子1および分巻界磁巻線2を有する主電動
機で、この主電動機MMの電機子回路および界磁回路に
は人、切用スイッチ3および4が設けられ、集電用パン
タグラフ5を通して架線りから直流電流が供給されるよ
うになっている。また、6は主電動機MMの電機子回路
に設けられた主抵抗器又は電機子チョッ・ぐ装置などか
らなる起動装置でこの起動装置6は電機子電流検出器7
により検出された電機子電流と設定値とを比較する比較
器8の出力により制御され、主電動機MMの電機子端子
電圧が電源電圧に等しくまで電気車の起動加速中の定電
流制御を行なうものである。一方、9は界磁率(Ish
/Iaの比率)を定めるための比例定数(k)パターン
発生器、1oはこの比例定数パターン発生器9から出力
される比例定数にと前記電機子電流検出器7にょシ検出
された電機子電流1aとを乗初4して比例制御1パター
ンを演算する乗算器である。また、Jlはこの乗算器1
0の出力と界磁電流検出器J2にょシ検出された界磁電
流とを比較する比較器、13は主電1動機MMの界磁回
路に設けられ、比較器1ノの比較出力により直接分巻界
磁電流を制御するチョッパ装置などからなる界磁制御装
置である。
従って、かかる構成の主電動機の制御回路において、界
磁電流■おりは乗算器1oにょシミ様子電流Ia K比
例して、工sh = k4aとなるような比例制御が行
なわれる。ここで乗算器1oにおいて、比例定数パター
ン発生器9の比例定数kを変えることによシ次のような
界磁和尚の特性として容易に制御することができる。す
なわち、(イ) k=1.0 :従来の直流直巻電動
機の100qb界磁(全界磁)相当、 (0) k(1,0:従来の直流直巻電動機の弱界磁相
当 C−) k)1.0 :従来の直流直巻電動機の過励
磁相当 の特性として制御が可能である。
磁電流■おりは乗算器1oにょシミ様子電流Ia K比
例して、工sh = k4aとなるような比例制御が行
なわれる。ここで乗算器1oにおいて、比例定数パター
ン発生器9の比例定数kを変えることによシ次のような
界磁和尚の特性として容易に制御することができる。す
なわち、(イ) k=1.0 :従来の直流直巻電動
機の100qb界磁(全界磁)相当、 (0) k(1,0:従来の直流直巻電動機の弱界磁相
当 C−) k)1.0 :従来の直流直巻電動機の過励
磁相当 の特性として制御が可能である。
このように電、気車用主電動機としては起動時に大きな
トルクが得られるように分巻電動機でありながら等価的
に直巻特性を有する制御を行なうようにしている。
トルクが得られるように分巻電動機でありながら等価的
に直巻特性を有する制御を行なうようにしている。
しかし乍ら、このような比例制御系を有する電気車用主
電動機において、車輪に空転が発生するとその制御系は
直流直巻電動機と同一の特性で界磁電流が制御されるた
め、第2図に示すように主電動機は各界磁電流が一定し
ていれば再粘着特性の良い分巻特性を持っているにもか
かわらず、主電動機は図示P点からR点まで直巻特性を
呈しながら回転数が上昇して再粘着する。このため、車
輪が中・高速域で空転すると、主電動機の許容回転数を
超えてしまい、再粘着性能が落ちて大空転に陥ち入り易
い。そこで、この主電動機の回転数を下げるには電源人
、切用スイッチ3,4を一度開いて主回路をオフ状態と
し、車輪が再粘着した後、再び電源人、切スイッチ3,
4を投入する必要があるが、これではIll、気車とし
て性能および乗心地の低下を招′〈0 〔発明の目的〕 本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、車
輪の空転持主電動機の回転数が許容回転数を超えないよ
うにして再粘着性能を向上、させることができる乗心地
の良い電気車用主電動機の制御装置を提供することを目
的とする。
電動機において、車輪に空転が発生するとその制御系は
直流直巻電動機と同一の特性で界磁電流が制御されるた
め、第2図に示すように主電動機は各界磁電流が一定し
ていれば再粘着特性の良い分巻特性を持っているにもか
かわらず、主電動機は図示P点からR点まで直巻特性を
呈しながら回転数が上昇して再粘着する。このため、車
輪が中・高速域で空転すると、主電動機の許容回転数を
超えてしまい、再粘着性能が落ちて大空転に陥ち入り易
い。そこで、この主電動機の回転数を下げるには電源人
、切用スイッチ3,4を一度開いて主回路をオフ状態と
し、車輪が再粘着した後、再び電源人、切スイッチ3,
4を投入する必要があるが、これではIll、気車とし
て性能および乗心地の低下を招′〈0 〔発明の目的〕 本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、車
輪の空転持主電動機の回転数が許容回転数を超えないよ
うにして再粘着性能を向上、させることができる乗心地
の良い電気車用主電動機の制御装置を提供することを目
的とする。
本発明はかかる目的を達成するため、主電動機の電機子
電流が急増する時には速やかに界磁電流を強め、車輪が
空転した時のように電機子電流が急減する時は即応答し
ないように、電機子電流の増減の方向によって系の応答
速度を変えるようにすることを特徴とするものである。
電流が急増する時には速やかに界磁電流を強め、車輪が
空転した時のように電機子電流が急減する時は即応答し
ないように、電機子電流の増減の方向によって系の応答
速度を変えるようにすることを特徴とするものである。
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。第3図
は本発明の一実施例を説明するための回路図で、第1図
と同一部分には同一記号を付してその説明を省略し、こ
こでは異なる部分について述べる。本実施例では第3図
に示すように主電動機MMの界磁電流を制御する制御系
の乗算器10と比較器11との間に方向性を持たせた遅
延回路14を設ける構成とするものである。この遅延回
路ノ4は方向性を持たせるだめの図示極性のダイオード
14mと抵抗値の小さい抵抗器14bとを直列に接続し
、またこの直列回路に並列に抵抗値の大きい抵抗器14
cを接続し、さらに抵抗器14bと14cとの共通接続
点と接地点との間にコンデンサ14dを接続したもので
ある。
は本発明の一実施例を説明するための回路図で、第1図
と同一部分には同一記号を付してその説明を省略し、こ
こでは異なる部分について述べる。本実施例では第3図
に示すように主電動機MMの界磁電流を制御する制御系
の乗算器10と比較器11との間に方向性を持たせた遅
延回路14を設ける構成とするものである。この遅延回
路ノ4は方向性を持たせるだめの図示極性のダイオード
14mと抵抗値の小さい抵抗器14bとを直列に接続し
、またこの直列回路に並列に抵抗値の大きい抵抗器14
cを接続し、さらに抵抗器14bと14cとの共通接続
点と接地点との間にコンデンサ14dを接続したもので
ある。
したがって、かかる構成の方向性を持たせた遅延回路J
4を界磁制御系の乗算器jOと比較器1ノとの間に設け
ることにより電機子電流が急増するか、急減するかによ
って次のような界磁制御がなされるものである。つまり
、電機子電流Iaの増加により、乗算器10の出力が増
力口方向にある時は遅延回路14のダイオード14aが
オン状態となり、コンデンサ14dを抵抗器J4bを通
して充電するが、逆に電機子電流I11の減少により乗
算器10の出力が減少方向にあるときは、コンデンサ7
4dの充電電荷は抵抗値の大きい抵抗器14c全通して
しか放電できないため乗算器10の出力減少に対しては
める遅れ時間を持って応答することになる。
4を界磁制御系の乗算器jOと比較器1ノとの間に設け
ることにより電機子電流が急増するか、急減するかによ
って次のような界磁制御がなされるものである。つまり
、電機子電流Iaの増加により、乗算器10の出力が増
力口方向にある時は遅延回路14のダイオード14aが
オン状態となり、コンデンサ14dを抵抗器J4bを通
して充電するが、逆に電機子電流I11の減少により乗
算器10の出力が減少方向にあるときは、コンデンサ7
4dの充電電荷は抵抗値の大きい抵抗器14c全通して
しか放電できないため乗算器10の出力減少に対しては
める遅れ時間を持って応答することになる。
ここで、電機子電流Iaの増減と界磁電流■fとの関係
について述べる。乗算器10の出力は電機子電流検出器
7で検出された電機子電流Iaをに倍したものであるか
ら、電機子電流Iaの増減によシ界磁電流■fは第4図
に示すように変化する。すなわち電機子電流Iaが増加
する時には界磁電流Ifは応答良く電機子電流Iaに比
例するが、逆に電機子電流Iaが減少する時は界磁電流
I/は電機子電流Iaに追従しない。従って、第2図に
示すように分巻界磁電流Ishが殆んど変化しないため
、主電動機は本来の分巻特性の働きをして図示P点で車
輪が空転してもQ点で再粘着する。そしてこの時の分巻
電動機の速度特性は図示する如くほぼ一定となっている
ので、空転時の差速度(ΔV2)も小さく、空転時に主
電動倭の回転数がその許容回転数を超えるようなことも
なくなる。
について述べる。乗算器10の出力は電機子電流検出器
7で検出された電機子電流Iaをに倍したものであるか
ら、電機子電流Iaの増減によシ界磁電流■fは第4図
に示すように変化する。すなわち電機子電流Iaが増加
する時には界磁電流Ifは応答良く電機子電流Iaに比
例するが、逆に電機子電流Iaが減少する時は界磁電流
I/は電機子電流Iaに追従しない。従って、第2図に
示すように分巻界磁電流Ishが殆んど変化しないため
、主電動機は本来の分巻特性の働きをして図示P点で車
輪が空転してもQ点で再粘着する。そしてこの時の分巻
電動機の速度特性は図示する如くほぼ一定となっている
ので、空転時の差速度(ΔV2)も小さく、空転時に主
電動倭の回転数がその許容回転数を超えるようなことも
なくなる。
このことにより、従来のように電源人、切用スイッチ3
゜4により主回路を開くことなく、自然再粘着に期待す
ることができるので、乗心地の良い制御が可能となる。
゜4により主回路を開くことなく、自然再粘着に期待す
ることができるので、乗心地の良い制御が可能となる。
上記実施例では分巻電動機を電気車用主電動機として界
磁制御1する場合について述べたが、第5図に示すよう
な複巻電動機を電気車用主電動機とする場合にも前述同
様に適用実施できるものである。すなわち、第3図と同
一部分には同一記号を付して示す第5図において、主電
動機MMの直巻界磁巻線15の巻数をN^、分巻界磁巻
線5の巻数をN、とし、等測的直巻電動機としての直巻
巻数をNsとすると、Ns X Ia =NA X I
a +NF X Ish ・” (1)として表わさ
れ、これより、 となる。
磁制御1する場合について述べたが、第5図に示すよう
な複巻電動機を電気車用主電動機とする場合にも前述同
様に適用実施できるものである。すなわち、第3図と同
一部分には同一記号を付して示す第5図において、主電
動機MMの直巻界磁巻線15の巻数をN^、分巻界磁巻
線5の巻数をN、とし、等測的直巻電動機としての直巻
巻数をNsとすると、Ns X Ia =NA X I
a +NF X Ish ・” (1)として表わさ
れ、これより、 となる。
しだがってここで電機子回路に入っている直巻界磁巻線
ノ5のアンペアターン(起磁力)分を考慮して、上記(
2)式より定まる比例定数kを用いることにより前述同
様の制御が可能となる。
ノ5のアンペアターン(起磁力)分を考慮して、上記(
2)式より定まる比例定数kを用いることにより前述同
様の制御が可能となる。
また第6図に示すように分巻界磁電流Iahによシミ根
子電流を一定に制御するような場合にも電機子電流検出
器7により検出された電機子電流と設定値との比較出力
を遅延回路14を通して界磁制御装置ノ3に入力するこ
とにより、電機子電流の増減によって方向性を持たせた
制御が有効に行なうことができる。なお、図示点線部分
は定電流制御においては一般に使用されない入力又は出
力部分を示しである。
子電流を一定に制御するような場合にも電機子電流検出
器7により検出された電機子電流と設定値との比較出力
を遅延回路14を通して界磁制御装置ノ3に入力するこ
とにより、電機子電流の増減によって方向性を持たせた
制御が有効に行なうことができる。なお、図示点線部分
は定電流制御においては一般に使用されない入力又は出
力部分を示しである。
以上述べたように本発明によれば、分巻界磁巻線を有す
る電気車用主電機を制御する界磁制御系に電機子電流の
増減に応じて方向性を持たせた遅延回路を設けるように
したので、車輪空転時には主電動本来の分巻又は複巻特
性による自然再粘着に期待でき、また再粘着性能の向上
によシ車輪空転時に主回路を電源人2切スイッチにより
開かなくてもよいので、そのスイッチの動作頻度の低減
および加速トルクの急激な変化がなくなシ、乗心地の良
い制御を行なうことができる電気車用主電動機の制御装
置が提供できる。
る電気車用主電機を制御する界磁制御系に電機子電流の
増減に応じて方向性を持たせた遅延回路を設けるように
したので、車輪空転時には主電動本来の分巻又は複巻特
性による自然再粘着に期待でき、また再粘着性能の向上
によシ車輪空転時に主回路を電源人2切スイッチにより
開かなくてもよいので、そのスイッチの動作頻度の低減
および加速トルクの急激な変化がなくなシ、乗心地の良
い制御を行なうことができる電気車用主電動機の制御装
置が提供できる。
第1し1は従来の分巻界磁巻線を有する電気車用主il
l、動機の制御装置を示す回路図、第2図は分巻電動機
の電賑子電流−速度特性および車輪空転時の特性を示す
曲線図、第3図は本発明による11里気車用主電動機の
制御装置の一実施例を示す回路図、第4図は同実施例に
おける遅延回b”1′iによる電機子電流および界磁電
流の関係を示す特性図、第5図および?PJllは本発
明の他の実施例をそれぞれ示す回路図である。 M M・・・主電動機、1・・・電機子、2・・・分巻
界磁巻線1.7,4・・・電源人、切用スイッチ、6・
・・起動装置、7,12・・・電流検出器、8.1ノ・
・・比較器、9・・比例定数i9ターン発生器、10・
・・乗N滞、13・・・界磁制御装置、14・・・方向
性を持った遅延回路。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2図 U ℃機子i:糺
1a第3図 第4図 第5図 ap
l、動機の制御装置を示す回路図、第2図は分巻電動機
の電賑子電流−速度特性および車輪空転時の特性を示す
曲線図、第3図は本発明による11里気車用主電動機の
制御装置の一実施例を示す回路図、第4図は同実施例に
おける遅延回b”1′iによる電機子電流および界磁電
流の関係を示す特性図、第5図および?PJllは本発
明の他の実施例をそれぞれ示す回路図である。 M M・・・主電動機、1・・・電機子、2・・・分巻
界磁巻線1.7,4・・・電源人、切用スイッチ、6・
・・起動装置、7,12・・・電流検出器、8.1ノ・
・・比較器、9・・比例定数i9ターン発生器、10・
・・乗N滞、13・・・界磁制御装置、14・・・方向
性を持った遅延回路。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2図 U ℃機子i:糺
1a第3図 第4図 第5図 ap
Claims (3)
- (1) 分巻界磁巻線を有する電気車用主電動機の界
磁電流を電機子電流の変化に応じて制御する制御装置に
おいて、前記界磁電流を制御する界磁制御系に、前記電
機子電流の増加時前記界磁(8)流を電機子電流の変化
に比例させ且つ電機子電蓼の減少時前記界磁電流がある
一定時間遅れて減少させる方向性を持たせた遅延回路を
設ける構DIとして前記電機子電流増加時と減少時の界
磁電流制御パターンが異なるようにしたことを特徴とす
る電気車用主電機の制御装置。 - (2) 分巻界磁巻線を有する電気車用主電動機は直
流襟巻電動機を用いたものである特許請求の範囲第J項
記載の電気車用主電動機の制御装置。 - (3) 界磁電流を制御する界磁制御系は電機子′電
流を一定にili!I御するものである特許請求の範囲
第1項記載の電気車用主電動機の制御)装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57165407A JPS5956802A (ja) | 1982-09-22 | 1982-09-22 | 電気車用主電動機の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57165407A JPS5956802A (ja) | 1982-09-22 | 1982-09-22 | 電気車用主電動機の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5956802A true JPS5956802A (ja) | 1984-04-02 |
| JPH0235525B2 JPH0235525B2 (ja) | 1990-08-10 |
Family
ID=15811818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57165407A Granted JPS5956802A (ja) | 1982-09-22 | 1982-09-22 | 電気車用主電動機の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5956802A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5025212A (ja) * | 1973-07-05 | 1975-03-17 |
-
1982
- 1982-09-22 JP JP57165407A patent/JPS5956802A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5025212A (ja) * | 1973-07-05 | 1975-03-17 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0235525B2 (ja) | 1990-08-10 |
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