JPS611201A - 電気車用制御装置 - Google Patents

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〕 本発明は電気車用制御装置に係り、特に、電気ブレーキ
力が有効に作用する速度領域内で、無段階のブレーキ力
制御が可能な電気車用制御装置に関する。

〔発明の背景〕

第１図に主抵抗器を用いた発電ブレーキ回路の概略図を
示す。

主電動機の電機子１と界磁２とは、主抵抗器３を通して
直列に接続される。ここで主電動機の発生電圧により、
この閉回路には電流が流れるが、界磁２はこの電流によ
シ主電動機の発生電圧が上昇するように接続されている
。

主抵抗器３は、接触器４により、順次、短絡されてゆく
。短絡のやシ方は、列車速度、すなわち、主電動機の回
転数が減るにつれて電流が下がるので、これを補うよう
主抵抗器３を短絡してゆく。

この状態を第２図のブレーキノツチ曲線で示す。

すなわち、速度■、の時点で発電ブレーキ回路を構成し
たとする。その時、回路には、主電動機の発生電圧−主
抵抗器の抵抗値から決まる電流■。

が流れる。電気ブレーキ力により列車が減速してゆくと
電流工、は特性線１に従って低下する。電流が所定値Ｉ
。まで低下すると、主回路上で接触器４が投入され、主
抵抗器３のうち−セクションを短絡する。この時、電流
は、特性線２に従い１２鷹で一担増加するが、列車の減
速に従い、順次低下してゆく。このように、列車速度の
低下→電流減少→電流値Ｉ。に達する→主回路で接触器
４が投入→特性線１つ変化→電流増加のサイクルを繰シ
返し、列車は減速してゆく。このような制御方式は一般
的に用いられておシ、これを限流値制御と呼称し■。を
限流値と呼んでいる。

本方式による場合、各々の特性線で定められた速度−電
流値（ブレーキ力）特性しか得ることが出来ず、従って
、列車速度操作の場合に最も多く要求される定減速度（
定ブレーキ力）制御に、限流値制御が多用される理由は
ここにある。

限流値Ｉ。は、所定ブレーキ力の大きさにより変化し、
ブレーキ方式の時は工。も大きく、ブレーキ方式の時は
Ｉ。も小さくなる。

この方式では特性線で定められた速度−電流値（ブレー
キ力）特性しか得られない。

一方、これに対して、接触器４の部分をチョッパにより
連続可変制御したυ、この方式とは全く別に、電力用半
導体装置を用いて回生ブレーキを行なうような方式が最
近実用化されている。第３図にその一例を示す。本回路
では、主電動機界磁２に、直流可変電源６によシ連続可
変電流を流すことにより、主電動機電機子１からパンタ
グラフ５を通して架線への回生電流を連続的に制御する
。

すなわち、本方式によれば、第１図の発電ブレーキ方式
のように速度−電流値（ブレーキ力）特性が、限られる
ことなく、広範囲にわたり、いわば無段階連続制御が行
なえる。

ここで、第１図の発電ブレーキ方式の電気車と第３図の
電気（回生）ブレーキ方式の電気車とを併結し、総括制
御しながら下シ勾配を走行中、ブレーキを指令した場合
について考える。

指定したブレーキ力が、勾配加速力よりも大きい場合に
は、列車は減速してゆく。この時の発電ブレーキ方式電
気車における速度−電流値の動きを第４図に示す。列車
の減速に伴い、電流値は特性線１に従って低下してくる
。指定されたブレーキ力に対応した限流値工。に達する
と、特性線２に移行し、低下、減速してゆく。一方、こ
の時、回生ブレーキ方式電気車は指定されたブレーキ力
を出すように制御される。

ここで発電ブレーキ方式電気車で、特性線３に沿って減
速中にブレーキ力指令を弱め、その結果、電気ブレーキ
力が勾配加速力よりも小さくなったとする。すると列車
は今度は加速を始める。この時、回生ブレーキ方式電気
車は、指令ブレーキ力通シのブレーキ力制御を行なう。

一方、発電ブレーキ方式電気車は、列車加速に従い電流
値は特性線に沿って増加する。指令ブレーキ力が下がる
のに対応して、限流値も１．に下がっているが、電流値
はこれよシも大きいために特性線間の移行は無く、特性
線３上で推移する。しかし、電流値が増加すると、ブレ
ーキ力も増大し、電流値■２で、電気ブレーキ力と勾配
加速力とが一致すると、加速も減速もしない定速運転を
行なう。

この状態は、発電ブレーキ方式電気車では、指令ブレー
キ力よりもはるかに大きいブレーキ力を負担しているこ
とになシ、すなわち、電流値が過大であるということで
あり、この状態を持続すると主抵抗器の過熱、溶損を発
生する。主抵抗器の溶損は、最悪の場合、車両火災にま
で発展する可能性もあり、はなはだ危険な事態と言わね
ばならない。

このように、速度に依らず無段階のブレーキ力制御が行
なえる電気車制御装置を、特性線で定められた速度−電
流値（ブレーキ力）特性しか持たない発電ブレーキ方式
の電気車制御装置と併結し、下り勾配走行中に一度減速
後、ブレーキ力指令値を下けて加速し、定速運転した際
には、発電ブレーキ車の主抵抗器が過熱−溶損に至ると
いう不具合を発生する欠点があった４゜ 〔発明の目的〕 本発明の目的は、発電ブレーキ方式電気車の主抵抗器を
溶損させないような機能を持った無段階ブレーキ力制御
が可能な電気車用制御装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明の要点は、無段階ブレーキ力制御が可能な電気車
用制御装置側で、前述のような連転操作を行ない、発電
ブレーキ方式電気車の主抵抗器が過熱するような電流値
に達しだ場合に、強制的に指令ブレーキ力を大きくし発
電ブレーキ方式電気車のブレーキ力負担を小さくシ、主
抵抗器の過熱を防ぐことにある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第５図により説明する。

本発明では、回生ブレーキ方式電気車側に、ブレーキ力
指令値に依らず、強制的に指令ブレーキ力を大きくする
機能を持たせる。そして、一方法として、列車速度を検
知して、ブレーキ指令が与えられた時に一度、減速後、
加速するようなことがあった場合には、この機能を生か
し、回生ブレーキ方式電気車の電気ブレーキ力を大きく
する。

こうすると、電気ブレーキ力の分担が回生ブレーキ方式
電気車側に移り、発電ブレーキ方式電気車側の負担が小
さく女る。

回生ブレーキ方式電気車側は、もともと、どの速度であ
っても、ブレーキ力特性が自由に選べるから、このよう
にしても特性上全く問題無い。

つまり、本実施例によれば、発電ブレーキ方式電気車の
主抵抗器過熱、溶損の不具合を無くする効果がある。

第５図において、１１はブレーキ指令、１２は一度減速
後、再加速するという条件、１３は電気ブレーキ力大の
指令値（パターン）、１４はブレーキ力指令、１５はブ
レーキ力指令を受けて、制御系内へこの力を指令するパ
ターン発生部、１６は高位優先回路、１７は制御系へ向
かう信号である。

なお、従来例及び実施例として、発電ブレーキ・回生ブ
レーキを例にとって説明したが、本発明の対象は、これ
に限られるものでは無く、前者の一般的概念として、定
められた速度−電流値（ブレーキ力）特性しか持たない
電気車制御装置、または、後者の一般的概念として、速
度に依らず無段階のブレーキ力特性が得られる電気車制
御装置がそれぞれ該当する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、下り勾配走行中に一度減速後、加速し
、定速運転した場合でも、発電ブレーキ方式電気車の主
抵抗器を保護出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は発電ブレーキの基本回路図、第２図は第１図の
速度−電流値特性図、第３図は回生ブレーキの一例を示
す図、第４図は発電ブレーキの速度−電流値特性図、第
５図は本発明の一実施例のブロック図である。 １１・・・ブレーキ指令、１２・・・一度減速後再加熱
するという条件、１３・・・ブレーキ力大のパターン、
１４・・・ブレーキ力指令、１５・・・ブレーキカバタ
ーン発生部、１６・・・高位優先回路、１７・・・制御
系への信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電気ブレーキ力が有効に作用する速度領域内で速度
   に依らず無段階のブレーキ力制御が行なえる電気車用制
   御装置において、 ブレーキ力指定値を指令に依らず、所定の値にする手段
   を設けたことを特徴とする電気車用制御装置。