JPS6098804A - 電気車の制御装置 - Google Patents
電気車の制御装置Info
- Publication number
- JPS6098804A JPS6098804A JP58206476A JP20647683A JPS6098804A JP S6098804 A JPS6098804 A JP S6098804A JP 58206476 A JP58206476 A JP 58206476A JP 20647683 A JP20647683 A JP 20647683A JP S6098804 A JPS6098804 A JP S6098804A
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- JP
- Japan
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- vibration
- control device
- motor
- self
- vibrating component
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- Pending
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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
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/10—Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip
-
- 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
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/26—Rail vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (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】
Ｃ発明の技術分野〕
この発明は電気車の制御装置に係り、とくに粘着性能を
基大眼に発揮することができるものの構成に関するもの
であるっ 〔従来技術〕 電気車両の駆動は車輪とレールとの間の摩擦力によって
行われるため、この摩擦力を最大限に利用することが車
両技術の基本である。第１図は車輪とレールとの間の摩
擦係数とスリップ速度との関係を示す特性図で、摩擦係
数の値自体はレールの表面状態、天候、走行速度等によ
って大中に変動する。（車輪の引張力／軸重）が第１図
のＰ点の摩擦係数（粘着係数々呼ばれる）を越えると大
空転が発生し、主型＃Ｉ機、歯車装置等の回転部分、レ
ール表面、車輪踏面に機械的損傷が発生するとともに引
張力も低下するためこれを防止し、しかもできるだけＰ
点に近い状態で運転を行うのが大きな課題である。一般
にスリップ速度がＰ点以下の領域を微小空転、即ちタリ
ープ領域、Ｐ点以上をスリップ領域と称す。ところで、
従来は空転の発生を検知してから引張力を低減するいわ
ゆる空転発生後の事後処理制御システムが採用されてい
た。第２図ないし第４図は従来の電気車の制御装置にお
ける空転検知方式である。それぞれ電圧比較方式、電流
比較方式及び速度発電機方式を示す説明図で、各方式の
検出感度、原理、問題点の比較を下表に示す。
基大眼に発揮することができるものの構成に関するもの
であるっ 〔従来技術〕 電気車両の駆動は車輪とレールとの間の摩擦力によって
行われるため、この摩擦力を最大限に利用することが車
両技術の基本である。第１図は車輪とレールとの間の摩
擦係数とスリップ速度との関係を示す特性図で、摩擦係
数の値自体はレールの表面状態、天候、走行速度等によ
って大中に変動する。（車輪の引張力／軸重）が第１図
のＰ点の摩擦係数（粘着係数々呼ばれる）を越えると大
空転が発生し、主型＃Ｉ機、歯車装置等の回転部分、レ
ール表面、車輪踏面に機械的損傷が発生するとともに引
張力も低下するためこれを防止し、しかもできるだけＰ
点に近い状態で運転を行うのが大きな課題である。一般
にスリップ速度がＰ点以下の領域を微小空転、即ちタリ
ープ領域、Ｐ点以上をスリップ領域と称す。ところで、
従来は空転の発生を検知してから引張力を低減するいわ
ゆる空転発生後の事後処理制御システムが採用されてい
た。第２図ないし第４図は従来の電気車の制御装置にお
ける空転検知方式である。それぞれ電圧比較方式、電流
比較方式及び速度発電機方式を示す説明図で、各方式の
検出感度、原理、問題点の比較を下表に示す。
しかるに、上記のような従来の電気車の制御装置におい
ては、空転検知方式によってその検出感度に若干の差異
は認められるが、いずれも空転発生後即ちスリップ領域
での検出であるため第１図のＰ点近傍で空転を検知し、
Ｓ点まで引張力を下げて再粘着させる方式であり、実用
粘着係数が比較的低い領域で使用されることになり以下
のような欠点があった。即ち、電気機調車においては、
動軸を増す必要から製作コストが高くなり、また動軸数
を一定とするとけん引荷重が小さくなる。
ては、空転検知方式によってその検出感度に若干の差異
は認められるが、いずれも空転発生後即ちスリップ領域
での検出であるため第１図のＰ点近傍で空転を検知し、
Ｓ点まで引張力を下げて再粘着させる方式であり、実用
粘着係数が比較的低い領域で使用されることになり以下
のような欠点があった。即ち、電気機調車においては、
動軸を増す必要から製作コストが高くなり、また動軸数
を一定とするとけん引荷重が小さくなる。
そして、電車においては一編成中の（電動車／付随車）
即ち電動車比率が大きくなり製作コスト及び保守コスト
が高くなる。
即ち電動車比率が大きくなり製作コスト及び保守コスト
が高くなる。
この発明はこのような従来のものの欠点を解消するため
になされたもので、大空転が発生する前の前駆現象にお
ける輪軸の自励振動の振動成分を検出し、この振動成分
をその許容最大振巾基準と比較し上記振動成分が一定に
なるように電動機の引張力を制御することにより、微小
空転を許容しながら粘着性能を最大限に発揮することが
できる電気車の制御装置を提供することを目的とするも
のである。
になされたもので、大空転が発生する前の前駆現象にお
ける輪軸の自励振動の振動成分を検出し、この振動成分
をその許容最大振巾基準と比較し上記振動成分が一定に
なるように電動機の引張力を制御することにより、微小
空転を許容しながら粘着性能を最大限に発揮することが
できる電気車の制御装置を提供することを目的とするも
のである。
［発明の実施例］
以下、この発明の実施例を図面について説明する。
第５図はこの発明を適用した一実施例における電気車の
制御装置の制御ブロック図である。図において、（Ｐａ
ｎ） はパンタグラフ、（ＣＨ）はバンクグラフ （Ｐ
ａｎ）からの直流入力を制御して台車（ＢＧ）内に組み
込まれた圧電動機（ＴＭ）に直流電流を供給するチョッ
パ回路、（ＴＳ）は台車（ＢＧ）の輪軸の自励振動を検
出するトルクセンサ、（ＦＡ）はトルクセンサ（ＴＳ）
で検出した自励振動のうち空転前駆現象としての振動成
分のみを収り出す高速スペクトル分析器である。そして
、トルクセンサ（ＴＳ）と高速スペクトル分析器（ＦＡ
）とによシ振動検出装置（ＶＳ）を構成する。（ＣＰＲ
）は上記振動成分の許容最大振巾基準（Ａｓ）と高速ス
ペクトル分析器（ＦＡ）からの出力上を比較する比較器
、（ＳＣ） Ｆｉ比較器（ＣＰＲ）からの出力を受けて
クリープ量を制御する制御信号を出力するクリープ制御
器、（ＡＭＰ）はクリープ制御器（ＳＣ）からの制御借
りと加速電流指４？（ＩＰ）と直流変成器（ＤＣＣＴ）
により検出した主電動機電流（工Ｍ）とを入力してチョ
ッパ回路（ＣＨ）にゲート信号を出力する増巾器である
。そして、チョッパ回路（ＣＨ）、許容最大振巾基準（
Ａｓ）、比較器（ＣＰＲ）、クリープ制御器（ＳＣ）及
び増巾器（ＡＭＰ）により電動機制御装置としてのチョ
ッパ制御器＠ （ＴＭＣ）を構成する。
制御装置の制御ブロック図である。図において、（Ｐａ
ｎ） はパンタグラフ、（ＣＨ）はバンクグラフ （Ｐ
ａｎ）からの直流入力を制御して台車（ＢＧ）内に組み
込まれた圧電動機（ＴＭ）に直流電流を供給するチョッ
パ回路、（ＴＳ）は台車（ＢＧ）の輪軸の自励振動を検
出するトルクセンサ、（ＦＡ）はトルクセンサ（ＴＳ）
で検出した自励振動のうち空転前駆現象としての振動成
分のみを収り出す高速スペクトル分析器である。そして
、トルクセンサ（ＴＳ）と高速スペクトル分析器（ＦＡ
）とによシ振動検出装置（ＶＳ）を構成する。（ＣＰＲ
）は上記振動成分の許容最大振巾基準（Ａｓ）と高速ス
ペクトル分析器（ＦＡ）からの出力上を比較する比較器
、（ＳＣ） Ｆｉ比較器（ＣＰＲ）からの出力を受けて
クリープ量を制御する制御信号を出力するクリープ制御
器、（ＡＭＰ）はクリープ制御器（ＳＣ）からの制御借
りと加速電流指４？（ＩＰ）と直流変成器（ＤＣＣＴ）
により検出した主電動機電流（工Ｍ）とを入力してチョ
ッパ回路（ＣＨ）にゲート信号を出力する増巾器である
。そして、チョッパ回路（ＣＨ）、許容最大振巾基準（
Ａｓ）、比較器（ＣＰＲ）、クリープ制御器（ＳＣ）及
び増巾器（ＡＭＰ）により電動機制御装置としてのチョ
ッパ制御器＠ （ＴＭＣ）を構成する。
次に、上記のように構成されたこの発明の一実施例とし
ての電気車の制御装置の動作を説明する。
ての電気車の制御装置の動作を説明する。
台車（ＢＧ）の輪軸装置に組み込まれた主電動機（ＴＭ
）によって車軸が駆動されるが、車輪に微小空転が発生
すると車軸にねじりの自虱振動が発生する。
）によって車軸が駆動されるが、車輪に微小空転が発生
すると車軸にねじりの自虱振動が発生する。
そして、この自動振動の振動成分はスリップ速度の上昇
とともに増加することが理論解析の結果用らかになって
いる。従って、トルクセンサ（ＴＳ）により上記自励振
動を検出し、これから高速スペクトル分析器（ＦＡ）に
よシその振動成分のみを収り出し、第１図のＱ点に対応
する振動成分の許谷最大振中基準（Ａｓ）と比較器（Ｃ
ＰＲ）により比較しその結果がクリープ制御器（ＳＣ）
を介して増巾器（ＡＭＰ）に入力される。そして、加速
電流指令（工Ｐ）を受けた増巾器（ＡＭＰ） ｆｄチョ
ッパ回路（ＣＨ）のゲート制御回路を制御し、上記振動
成分が第１図の９点近傍に対応する値を維持するように
主電動機電流（工Ｐ）を制御して主電動機（ＴＭ）の引
張力を制御する。
とともに増加することが理論解析の結果用らかになって
いる。従って、トルクセンサ（ＴＳ）により上記自励振
動を検出し、これから高速スペクトル分析器（ＦＡ）に
よシその振動成分のみを収り出し、第１図のＱ点に対応
する振動成分の許谷最大振中基準（Ａｓ）と比較器（Ｃ
ＰＲ）により比較しその結果がクリープ制御器（ＳＣ）
を介して増巾器（ＡＭＰ）に入力される。そして、加速
電流指令（工Ｐ）を受けた増巾器（ＡＭＰ） ｆｄチョ
ッパ回路（ＣＨ）のゲート制御回路を制御し、上記振動
成分が第１図の９点近傍に対応する値を維持するように
主電動機電流（工Ｐ）を制御して主電動機（ＴＭ）の引
張力を制御する。
上記のように、この発明の一実施例においては、レール
の表面状態や天候等の条件に関係なく、車輪とレールと
の間の最大摩擦係数にほぼ近い値を利用できるので、電
気機関車の場合にあっては動軸数を減少させることがで
き（例えば６ ＃軸がら４動軸に減少可能）′電気機関
車の製作コストの大巾な低減、省資源が図られ、また主
電動機等の単機容量の増大によって効率向上による省エ
ネルギー化を図ることができる。更に、電車の場合には
粘着係数の改善によって一編成列車における電動車比率
を低減することができ、初期投資の大巾な節減と省資源
、また列車重量の低減による省エネルギー化と保守費の
低減を図ることができる。
の表面状態や天候等の条件に関係なく、車輪とレールと
の間の最大摩擦係数にほぼ近い値を利用できるので、電
気機関車の場合にあっては動軸数を減少させることがで
き（例えば６ ＃軸がら４動軸に減少可能）′電気機関
車の製作コストの大巾な低減、省資源が図られ、また主
電動機等の単機容量の増大によって効率向上による省エ
ネルギー化を図ることができる。更に、電車の場合には
粘着係数の改善によって一編成列車における電動車比率
を低減することができ、初期投資の大巾な節減と省資源
、また列車重量の低減による省エネルギー化と保守費の
低減を図ることができる。
第６図はこの発明を適用した他の実施的における電気車
の制御装置の制御ブロック図で、第６図のチョッパ回路
（ＣＨ）に代わり主変圧器（ＭＴＲ）とその２次側に接
続されたサイリスクブリッジ回路（ＴＨＥ）が採用され
ておシ、許容最大振巾基準（Ａｓ）、比較器（ＣＰＲ）
、クリープ制御器（８Ｃ）及び増巾器（ＡＭＰ ）を含
めて電動機制御装置としてのサイリスク位相制御装置（
ＴＭｅ）を構成している。この場合、交流電気車として
、上記一実施例の場合と同様の効果を達成することがで
きる。
の制御装置の制御ブロック図で、第６図のチョッパ回路
（ＣＨ）に代わり主変圧器（ＭＴＲ）とその２次側に接
続されたサイリスクブリッジ回路（ＴＨＥ）が採用され
ておシ、許容最大振巾基準（Ａｓ）、比較器（ＣＰＲ）
、クリープ制御器（８Ｃ）及び増巾器（ＡＭＰ ）を含
めて電動機制御装置としてのサイリスク位相制御装置（
ＴＭｅ）を構成している。この場合、交流電気車として
、上記一実施例の場合と同様の効果を達成することがで
きる。
〔発明の効果Ｊ
この発明は以上説明したように、大空転が発生する前の
前駆現象における輪軸の自励振動の振動成分を検出し、
この振動成分をその許容最大振巾基準と比較し上記振動
成分が一定となるように電！ＩＩＩ機の引張力を制御す
る構成としたので、車輪とレールとの間の最大摩擦係数
にほぼ近い摩擦係数を利用するこ々ができ粘着性能を最
大限に発揮することができるという効果がある。
前駆現象における輪軸の自励振動の振動成分を検出し、
この振動成分をその許容最大振巾基準と比較し上記振動
成分が一定となるように電！ＩＩＩ機の引張力を制御す
る構成としたので、車輪とレールとの間の最大摩擦係数
にほぼ近い摩擦係数を利用するこ々ができ粘着性能を最
大限に発揮することができるという効果がある。
第１図は車輪上レールとの間の摩擦係数とスリップ速度
との関係を示す特性図、第２図ないし第４図は従来の電
気車の制御装置における空転検知方式であるそれぞれ電
圧比較方式、電流比較方式及び速度発電機方式を示す説
明図、第５図はこの発り］の一実施例における電気車の
制御装置の制御プロンタ図、第６図はこの発明の他の天
施例における電気車の制御装置の制御ブロック図である
。 図において、（ＴＭ）は電動機としての主電動機、（ｖ
ｓ）ｉ振動検出装置＆ｆ、 （Ａｓ）はｒＦ容最大振中
基ｌト、（ＴＭＣ）は電動機制御装置である。 なお、図中間−符り°け同−又は相当部分を示す代 理
人 大 岩 増 雄
との関係を示す特性図、第２図ないし第４図は従来の電
気車の制御装置における空転検知方式であるそれぞれ電
圧比較方式、電流比較方式及び速度発電機方式を示す説
明図、第５図はこの発り］の一実施例における電気車の
制御装置の制御プロンタ図、第６図はこの発明の他の天
施例における電気車の制御装置の制御ブロック図である
。 図において、（ＴＭ）は電動機としての主電動機、（ｖ
ｓ）ｉ振動検出装置＆ｆ、 （Ａｓ）はｒＦ容最大振中
基ｌト、（ＴＭＣ）は電動機制御装置である。 なお、図中間−符り°け同−又は相当部分を示す代 理
人 大 岩 増 雄
Claims (4)
- （１）電動機によって駆動される輪軸の自励振動におけ
る振動成分を検出して振動検出信号を出力する振動検出
装置、上記振動検出信号と上記振動成層 分の許容；大振中基準とを比較し上記振動成分が一定に
なるように上記電動機の引張力を制御する電動機制御装
置を備えたことを特徴とする電気車の制御装置。 - （２）振動検出装置は輪軸に収り付けられ上記輪軸の自
励振動を検出して検出信号を出力するトルクセンサと上
記検出信号を入力して上記自励振動の振動成分を収り出
し振動検出借りを出力する高速スペクトル分析器とから
構成されたこ七を特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の電気車の（トリ御装置。 - （３）電動機制御装置はチョッパ回路を使用して電動機
の電流を制御することＫより上記電動機の引張力を制御
するチョッパ制御装置であると々を特徴とする特許請求
の範囲第１項又／″ｉ第２項記載の電気車の制御装置。 - （４）電動機制御装置はサイリスクブリッジ回路を使用
して電動機の電流を制御することにより上記電動機の引
張力を１トリ御するサイリスク位相制御装置であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の電
気車の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58206476A JPS6098804A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 電気車の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58206476A JPS6098804A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 電気車の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6098804A true JPS6098804A (ja) | 1985-06-01 |
Family
ID=16524004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58206476A Pending JPS6098804A (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 電気車の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6098804A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6216003A (ja) * | 1985-07-11 | 1987-01-24 | Mitsubishi Electric Corp | 電気車の制御装置 |
| JP2017204956A (ja) * | 2016-05-12 | 2017-11-16 | 東洋電機製造株式会社 | 空転・滑走安定化装置 |
| WO2024080114A1 (ja) * | 2022-10-14 | 2024-04-18 | 三菱重工業株式会社 | 再粘着制御装置、再粘着制御方法、およびプログラム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS573502A (en) * | 1980-06-04 | 1982-01-09 | Hitachi Ltd | Slip detecting device |
| JPS5847735B2 (ja) * | 1976-08-16 | 1983-10-24 | 株式会社クボタ | ゼロサプレスデジタル表示器 |
-
1983
- 1983-10-31 JP JP58206476A patent/JPS6098804A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5847735B2 (ja) * | 1976-08-16 | 1983-10-24 | 株式会社クボタ | ゼロサプレスデジタル表示器 |
| JPS573502A (en) * | 1980-06-04 | 1982-01-09 | Hitachi Ltd | Slip detecting device |
Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2017204956A (ja) * | 2016-05-12 | 2017-11-16 | 東洋電機製造株式会社 | 空転・滑走安定化装置 |
| WO2024080114A1 (ja) * | 2022-10-14 | 2024-04-18 | 三菱重工業株式会社 | 再粘着制御装置、再粘着制御方法、およびプログラム |
| JP2024058213A (ja) * | 2022-10-14 | 2024-04-25 | 三菱重工業株式会社 | 再粘着制御装置、再粘着制御方法、およびプログラム |
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