JPS60234403A - 電気車制御装置 - Google Patents

電気車制御装置

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JPS60234403A
JPS60234403A JP59088293A JP8829384A JPS60234403A JP S60234403 A JPS60234403 A JP S60234403A JP 59088293 A JP59088293 A JP 59088293A JP 8829384 A JP8829384 A JP 8829384A JP S60234403 A JPS60234403 A JP S60234403A
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坪井 孝
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小沢 勉
Eiji Takatsu
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/02—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit
    • B60L15/08—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit using pulses
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    • 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
    • B60L2200/00—Type of vehicles
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は電気車制御装置に係シ、特に直流電動機の界磁
をチョッパ制御することによシ、力行および電気ブレー
キ制御を行なう電気車に好適な制御装置に関する。
〔発明の背景〕
チョッパを用いた電気車制御方式として、特開昭5’9
−63902号公報に述べられているように、電機子チ
ョッパと界磁チョッパを並設するものが知られている。
ところで、−気車の前後進に亘って、カ行および回生制
動を、主回路の切換えなしに実行するためには、スイッ
チング素子により、界磁の励磁方向を切換えることが望
ましい。
このため、界磁チョッパとして、橋絡部に界磁を接続し
た4組のスイッチング素子から成るブリッジ回路を構成
することが考えられる。
しかし、この場合、スイッチング素子が誤点弧すると電
源短絡を生じ、大事故を誘発する危険がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、界磁チョッパを備えた電気車において
、逆転器などによυ主回路を切換えることなく前後進の
カ行および回生を夫々連続的に制御でき、かつスイッチ
ング素子の誤点弧が生じても大事故の危険を防止するこ
とのできる電気車制御装置を提供するにある。
〔発明の概要〕
本発明の特徴とするところは、橋紬部に界磁を接続した
4組のスイッチング素子のブリッジ回路から成る界磁チ
ョッパと、このチョッパと電源との間に永久接続された
抵抗器を設けることである。
本発明の望ましい一実施態様によれば、電気車の受電端
に減流抵抗器を並列接続した遮断器を備え、この減流抵
抗器の中点タップに界磁チョッパの受電端を接続する。
これにより、電気車の前進および後進時に、カ行と回生
の制御が、はぼ無接点で実行でき、界磁チョッパを構成
するスイッチング素子の誤点弧が生じても大事故を誘発
する惧れをなくすことができる。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照して本発明の望捷しい実施例を説明す
る。
第1図は、電機子チョッパ1と界磁チョッパ2をもち、
直流電動機の電機子3の電圧を主(電機子)チョッパl
で制御し、界磁4の電流を界磁チョッパ2で制御するこ
とにより、霜、気車のカ行制御および回生ブレーキ制御
を行なうものである。
カ行時は、バンクグラフ5、断流器6、フィルタリアク
トル7、高速度しゃ断器8を通じて、フィルタコンデン
サ9が加圧され、フィルタコンデンサ9を電源として、
断流器10.電機子3、主チョッパ1の径路で電機子電
流IMが流れ巻。主−F−ヨッパ1のオフ期間には、フ
リーホイールダイオード11を通じて、電機子電流IN
が還流する。
一方、界磁回路は、例えば前進カ行の場合にはフィルタ
コンデンサ9から減流抵抗器12を介して、界磁チョッ
パ2の第1のスイッチング素子21、界磁4、界磁チョ
ッパ2の第2のスイッチング素子22の径路で界磁電流
IFが流れる。これらのスイッチング素子21.22は
、そのいずれかが自己消弧機能を持つ必要があり、望ま
しくはいずれもGTOを用いる。さて、これらをオフし
た時には、界磁電流IFは、フリーホイールダイオード
241,231及び抵抗12を介し、電源と力っている
フィルタコンデンサ9へ帰還すれる。なお、スイッチン
グ素子(チョッパ単位)21は常時導通状態に保ち、ス
イッチング素子(チョッパ単位)22のみをチョッピン
グ制御しても界磁制御は可能である。この場合は、界磁
電流はフリーホイールダイオード231、スイッチング
素子21を遡って還流する。
回生ブレーキ時は、を様子回路の断流器1oを開いてお
き、界磁チョッパ2のスイッチング素子23.24を制
御することにより、界磁4を逆極性に励磁する。界磁4
が逆極性に励磁されるので、電機子電流IMは主チョッ
パ1がオンの期間に、チョツパ11高速度しゃ断器13
、ダイオード11を通って流れ、オフの期間に、電機子
3の内部インダクタンスの作用によって、フリーホイー
ルダイオード14を通じて、電源であるフィルタコンデ
ンサ9に電流が流れる。このフィルタコンデンサ9から
さらにパンタグラフ゛5を介して、架線15に回生電流
が流れ、電気車匠は回生ブレーキが作用する。
もし、架線15側に回生電力を吸収する他のカ行軍が居
ない場合には、回生電流が架線側へ流れ得す、フィルタ
コンデンサ9が過充電されて過電圧となる。フィルタコ
ンデンサ9の電圧Vcyは、電圧検出器16によって検
出され、比較器17において制限電圧信号Vtと比較さ
れる。もし、コンデンサ電圧信号Vcyが制限電圧信号
Vtを越えると、比較器17は、過電圧抑制サイリスタ
18を点弧するので、抵抗器19によシ過電圧を吸収す
る。
以上は、前進力行および前進回生時の動作であるが、後
進力行時は、界磁チョッパ2内のスイッチング素子(チ
ョッパ単位)23.24を制御し、また、後進回生時に
は、界磁チョッパ2内のスイッチング素子21.22を
制御すれば、主チョッパ1の制御と相捷って、連続的な
制御が可能である。
これらの制御のために、電機子チョッパ制御装置30、
界磁チョッパ制御装置3″1が設けられ、これらは、該
当チョッパ(チョッパ単位)をオンさせるとき論理信号
″1°′、オフさせるとき論理信号″′0”と力るオン
オフ指令信号a+ fI””” 4を発生する。ゲート
ドライブ回路32,331〜334は、前記論理信号”
1″′のとき点弧信号を、0°′のとき消弧信号を、例
えばGTOで構成されるチョッパ1、単位チョッパ(ス
イッチング素子)21〜24へ与える。
この方式は、従来一般に実用されている直流直巻電動機
を用いたチョッパ制御装置に比べて、電気車の前後進切
換えおよび力行、ブレーキの切換えのだめの電機子また
社界磁の機械的接点による極性切換装置が不要となυ、
大幅な無接点化が実現出来るという大きな特徴がある。
さて、減流抵抗12は、負荷側の接地等の過電流故障に
際し、高速度しゃ断S8を開き、過電流をいったん減流
して、断流器6で最終的にしゃ断するために設けられて
いる抵抗器でちって、電気車の保護機器として一般に用
いられるものである。
減流抵抗12は、通常時は高速度しゃ断器8によシその
両端が短絡されているが、界磁チョッパ2に対しては、
直列に接続されているので、界磁チョッパ2の短絡が生
じても、短絡電流の抑制効果がある。減流抵抗12は、
通常数オーム程度の抵抗値であり、界磁チョッパ2の保
護用に必要な抵抗値も同様に数オームのオーダであるか
ら、両者を共用するととが可能である。
中間タップQは必ずしも減流抵抗12の抵抗値を2分す
る点に設ける必要はなく、中間点よりずらせることによ
り、界磁チョッパ2の保護に好適な抵抗値を設定するこ
とができる。
−例を示せば、減流抵抗12として5オームが必要であ
シ、通常時、界磁チョッパ2による電源短絡を保護し、
高速度しゃ断器8によυ100ミる。イ肌、4に一抵抗
121ま4−、f? 2 J−へである。
あるいは、減流抵抗12のみでは抵抗値が不足する場合
には、界磁チョッパ2の受電端子Pと減流抵抗12の中
間タップQとの間に不足分の抵抗要素を入れることも出
来る。このようにしても、大部分の抵抗値は減流抵抗1
2を利用出来るので、実質的に抵抗器を大形化する必要
はない。
第2図は本発明の他の実施例である。この実施例では第
1図の従来例で用いられていた過電圧抑制用のサイリス
タ18と抵抗19の直列体が省略されておシ、過電圧抑
制抵抗191が端子2〜9間に挿入されている。もちろ
ん、減流抵抗12を含む合成抵抗が過電圧抑制のために
必要な抵抗値となる様に、抵抗191が設定されている
。
この実施例においても、通常の制御時には、前述の実施
例と同様に、電機子チョッパ1と界磁チョッパ2内の単
位チョッパ(スイッチング素子)21〜24が制御され
る。
しかし、フィルタコンデンサ9の電圧Vcyすなえた場
合には、比較器17の″′1″出力により、オアゲート
341〜344を介して、ゲートドライブ回路331〜
334に″l″信号が与えられすべての単位チョッパ2
1〜24がオンされる。
従って、フィルタコンデンサ9、減流抵抗12、過電圧
吸収用の付加抵抗191および界磁チョッパ2を通して
、フィルタコンデンサ9の電圧が放電され、過電圧を吸
収する。その後、高速度しゃ断器8、断流器6によシ゛
主回路を開放する。
このようにして、過電圧抑制サイリスタを省略でき、そ
の機能を界磁チョッパ2に持たせることができる。
もちろん、過電圧時には、直列関係にある単位チョッパ
21と24あるいは23と22のいずれかのみをオンし
てもよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、電気車の前進、後進ともにカ行および
回生の制御を無接点的に制御でき、かつ界磁チョッパを
構成するスイッチング素子の誤点弧が生じても大事故を
誘発する惧れを力〈すことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の〜実施例、第2図は本発明の別の実施
例を示す電気車制御装置の回路図である。 1・・・電機子チョッパ、2・・・界磁チョッパ、21
〜24・・・単位チョッパ(スイッチング素子)、3・
・・直流電動機の電機子、4・・・同界磁、8・・・高
速度遮断器、12・・・減流抵抗器、16・・・受電端
電圧検出器、17・・・電圧比較器、331〜334・
・・ゲートドライブ回路、341〜344・・・オアゲ
ート。 代理人 弁理士 高橋明夫 第1I¥1 第2図 〜tS

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、直流電動機と、この直流電動機の界磁をその電機子
    とは独立して正逆方向に励磁するチョッパ装置と、上記
    直流電動機の主回路中に挿入され減流抵抗器を並列接続
    した遮断器とを備えた電気車において、前記チョッパ装
    置を、前記界磁を橋絡部に接続した4組のスイッチング
    手段によシ構成するとともに、このチョッパ装置と電源
    間に永久接続された抵抗器を設けたことを特徴とする電
    気車制御装置。 2、前記永久接続抵抗器は、前記減流抵抗器でおる第1
    項記載の電気車制御装置。 3、前記チョッパ装置の受電端子を、前記減流抵抗器の
    中点タップに接続して成る第2項記載の電気車制御装置
    。 4、前記直流電動機の電機子は、第2のチョッパ装置と
    直列接続されて成る第1項記載の電気車制御装置。 5、直流電動機と、この直流電動機の界磁をその電機子
    とは独立して正逆両方向に励磁するチョッパ装置と、上
    記直流電動機の主回路中に挿入され減流抵抗器を並列接
    続した遮断器とを備えた電気車において、前記チョッパ
    装置會、前記界磁を橋絡部に接続した4組のスイッチン
    グ手段によシ構成するとともに、このチョッパ装置と電
    源間に永久接続された抵抗器と、電気車の受電端電圧が
    予定値を越えたことに応動して上記4組のスイッチング
    手段のうち直列関係にある2組のスイッチング手段を導
    通させる手段を設けたことを特徴とする電気車制御装置
    。 6、前記直流電動機の1機子は、第2のチョッパ左 装置と直列接続されて成る第本項記載の電気車制御装置
    。
JP59088293A 1984-05-04 1984-05-04 電気車制御装置 Granted JPS60234403A (ja)

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JPH0542201B2 JPH0542201B2 (ja) 1993-06-25

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