JPS61135302A - 電気車の回生制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電気車に用いられるチョッパ制御装置の回生
起動時の制御に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の電気車の回生制御装置を図面に基いて説明する。

第２図は従来の電気車に用いられるチョッパ制御装置の
回生起動時に形成される電気回路構成図である。

図において、（１）は架線、（２）は架線ｉｌ＋の電流
を集電する集電器、（３）は一端が集電器（２）と他端
が後述のフィルタ・５ンデンサ及び逆阻止ダイオードと
接続され、架線ｉｌ＋から流入するリップル（脈流）を
低減するフィルタ・リアクトル、（４）は一端がフィル
タ・リアクトル（３）に他端が大地ｆＧｌに接続され、
架線（ｌＩから流入するリップルを除去するフィルタ・
コンデンサである。

（６）は一端がフィルタ・リアクトル（３）の他端と接
続されて架線Ｉｌｌからの電流を阻止する逆阻止ダイオ
ード、（６）は逆阻止ダイオード（５）の他端と直列に
接続されたチョッパで、フィルタ・コンデンサ（４）と
並列に接続されている。

（７）は直流電動機、（７Ｎ）、（７１））は直流電動
機（７）の界磁巻線及び電機子巻線、（８）は直流電動
機（７）と１頁列に接続され直流電動機（７）の電流を
平滑にする平滑リアクトルで、チョッパ（６）と並列接
続されている。

（９）はチョッパ（６）のゲー１−’に制御するゲート
制御器である。

上記ように構成された従来の電気車の回生制御装置の動
作金欠に述べる。

電気車の走行中に回生起動の指令すなわちブレーキ指令
が出されると、ゲート制御器（９）はチョッパ（６）の
通流率をゲート信号により制御してチョッパ（６）に指
令を与える。なお、上記通流率は一定の動作周期に占め
るチョッパ（６）のオン期間の割合を示し、回生開始時
は零であり、その後上記直流電動機に流れる電流が目標
値になるように制御される＠ チョッパ（６）は上記通流率に応じてオン・オフのスイ
ッチング動作をすることにより逆阻止ダイオード（５１
を介して矢印開方向に回生電流を流すことにより直流電
動機（７１０発生電力を架線ＩＩ＋へ回生する。

その結果、回生ブレーキ力が得られる。なお、回生を流
の発生のメカニズムを簡単に説明すると、チョッパ１６
）がオンのとき直流電動機（７）と平滑リアクトル（８
）との直列回路が短絡されて直流電動機（７）の発生電
力は平滑リアクトル（８）に電磁エネルギーとして蓄え
られ、チョッパ（６）がオフになると蓄えられた電磁エ
ネルギーは回生電流として逆阻止ダイオード（５）を介
して架線（１］に流れる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の電気車の回生制御装置は上述のように回生開始時
のチョッパ（６１の通流率が０から始するため回生を流
の立上Ｉ）が遅れる。即ち回生ブレーキ力の立上りが遅
れるため、その分機械ブレーキの負担がかかり、ブレー
キ・シューが磨耗しやすくなるという問題があった。

この発明は上記のような問題点全解決するためになされ
たもので、初期通流率を設定して回生電流の立上りを早
めることにより機械ブレーキの負担を軽減するようにし
た電気車の回生制御装置全提供することを目的としてい
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る電気車の回生制御装ａは、直流電源と大
地上の間に接続されたフィルタ・コンデンサと、一端が
上記フィルタ・コンデンサのいずれか一端と接続され上
記直流電源からの電流全阻止する道阻止ダイオードと、
電気車を駆動する直流電動機と、この直流電動機と並列
に接続され、かつ一端が上記逆阻止ダイオードの他端に
、他端が上記フィルタ・コンデンサの他端に接続された
チョッパと、通流率を制御して上記チョッパにゲート信
号を与えるゲート制御器と、回生制御開始時に所定の初
期通流率を上記ゲート制御器に与える初期通流率設定器
を備えたものである。

〔作用〕

この発明においては、回生開始時にＯより大きく五より
小さい所定の初期通流率をチョッパにゲート信号として
与えるため回生電流の立上りが早くなるので、回生ブレ
ーキ力の立上シが早くなシ機械ブレーキの負担を軽減す
る。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を第１図に基いて説明する。

汀１図はこの発明の一実施例を示す回路構成図である。

図中、架、４ｍ、集電器（２）、フィルタ・リアクトル
＋３）　、　フィルタ′・コンデンサ（４）、逆阻止ダ
イオード（５）、チョッパ（６１，直流電動機（７）、
電機子巻線及び界磁巻線（７ａ）、（７’ｂ）　、平滑
リアクトル（８）。

ゲート制御器（９）は第２図における従来のものと同様
である。

（ｌＯ）は初期通流率設定器で、主回路の電圧条件とし
てフィルタ・コンデンサ（４）の電圧（ｇｃ）と直流電
動機（７）の電圧ＣＥＭ）を検知し、それらの条件から
後述の式による初期通流率を演算してゲート制御器＋９
１　Ｋ与える。そして、回生開始時には、ゲート制御器
（９）から上記初期通流率に相当するゲート信号をチョ
ッパ（６）に与えるようになっている。

次に、以上のように構成されたこの発明の一実施例にお
ける初期通流率について説明する。

チョッパ回生時における通流率ｒｎ次式で与えられる。

但し、ＥＭ：　直流電動機（７）の電圧（平均値）ＥＣ
：フイルタｅコンデンサ（４）の電圧（平均値）工Ｍ　
：直流電動機（７）の電流（平均値）Ｒａ　：電機子巻
線（７ａ）の抵抗値 Ｒｆ　：界磁巻線（７ｂ）の抵抗値 Ｒｔ　：平滑リアクトル（８）の巻線の抵抗値回生開始
時においては工１ｉ＝ｍＱであるため、初期通流率Ｔ　
は、 γ　−１−−−−−−−（２） Ｃ となる。

初期通流率設定器（ｌＯ）は直流電動機（７）及びフィ
ルタ・コンデンｆ（４）の電圧ＫＭ及びＰＣ’１検知し
、式＋２）で表わされる初期通流率γ　の演算を行ない
、その結果をゲート制御器＋９１　Ｋ与える。

このように、従来においては回生開始時の通流率はＯで
あったが、この発明においては回生開始時から回路状態
に適した通流率をチョツノく（６）に与えることが出来
、回生電流の立上りを早めることか出来るので、回生ブ
レーキ力の応答が早くなるため回生制御開始時の機械ブ
レーキの負担を軽減することが出来る。

なお、上記一実施例では主回路構成として平滑リアクト
ル、直巻電動機を用いた場合について説明したが、平滑
リアクトルが無い場合でも、又直流電動機（７）が分巻
電動機の場合でも、初期通流率設定器（１０）は直流電
動機（７）及びフィルタ・コンデンサ＋４）の電圧が検
知できれば同様の動作が得られる。

〔効果〕 この発明は以上説明したように、回生起動時Ｏより大き
くｌよシ小さい所定の初期通流率を設定する初期通流率
設定器（ｌＯ）からゲート制御器（９）を介してチョッ
パ（６１に指令するようにしているので、回生ブレーキ
力の応答を早めることが出来、機械ブレーキの負担を軽
減することが出来るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による電気車の回生制御装
置の電気回路構成図、第２図は従来の電気車の回生制御
装置の電気回路構成図である。 ＋３）−−−フィルタ・リアクトル、ｆ４ｉ−フィルタ
・コンデンサ、　＋５１−−一逆阻止ダイオート、（ｓ
＋−ｍ−チョツパ、＋７１−−一直流電動機、（７ａ）
−−−電機子巻線、（７１））−−一界磁巻線、＋８１
−−一平滑りアクドル、＋９）−−−ゲート制御器、（
１０１−−一初期通流率設定器 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流電源と大地との間に接続されたフィルタ・コ
   ンデンサと、一端が上記フィルタ・コンデンサのいずれ
   か一端と接続され上記直流電源からの電流を阻止する逆
   阻止ダイオードと、電気車を駆動する直流電動機と、こ
   の直流電動機と並列に接続され、かつ一端が上記逆阻止
   ダイオードの他端に、他端が上記フィルタ・コンデンサ
   の他端に接続されたチョッパと、通流率を制御して上記
   チョッパにゲート信号を与えるゲート制御器と、回生制
   御開始時に所定の初期通流率を上記ゲート制御器に与え
   る初期通流率設定器を備えたことを特徴とする電気車の
   回生制御装置。
2. （２）直流電動機には平滑リアクトルが直列に接続され
   ていることを特徴とする第１項記載の電気車の回生制御
   装置。
3. （３）直流電動機は直巻電動機であることを特徴とする
   第２項記載の電気車の回生制御装置。
4. （４）初期通流率設定器はフィルタ・コンデンサと直流
   電動機の電圧を検知し、かつｒ＾＋＾０＝１−（ＥＭ）
   ／（ＥＣ）を演算して初期通流率を設定することを特徴
   とする第１項ないし第３項のいずれかに記載の電気車の
   回生制御装置。
5. （５）初期通流率は０より大きく１より小さいことを特
   徴とする第４項記載の電気車の回生制御装置。