JPS6239360A - 電気転てつ機の電子制御方法 - 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〕 本発明は、鉄道の分岐器を転換する電気転てつ機に内蔵
される既存のモータ制御回路の一部を改良し、電子制御
回路を付加して電気転てつ機の性能と信頼性の向上を図
る方法に関するものである。

〔従来の技術〕

第１図は、従来の電気転てつ機のモータ駆動制御回路を
示したものである。

従来の電気転てつ機のモータ駆動制御回路は、大きな駆
動電流を必要とするため、第１図に示すように電気転て
つ機の内部に磁気保持形の転てつ制御リレーＷと、転換
終了時に駆動電流を遮断する回路制御器ＣＣを内蔵して
いる。そして、駆＠電源ＰＷＩは、モータＭの共通端子
ＣＴに接続され、駆動電源ＰＷ２は、回路制御器ＣＣの
反位途中転換接点ＲＣと転てっ制御リレーＷの定位接点
ＷＮを介してモータＭの定位駆動端子ＮＴに接続されて
いる。また、駆動電源ＰＷ２は、回路制御器ＣＣの定位
途中転換接点ＮＣと転てつ制御リレーＷの反位接点ＷＲ
を介しニー汚伽りＭの反位駆動端子ＲＴに接続されてい
る。

第２図は、その動作タイムチャートを示したものである
。

分岐器は、転てつ制御リレーＷにより転換され、直線方
向を定位、分岐方向を反位と定め、転換中以外は必ず定
位または反位のいずれかの状態に固定さを定位側に制御
し、接点ＷＮを構成すると反位途中転換接点ＲＣとモー
タＭの定位駆動端子ＮＴ側の回路が構成され、電流Ｎｉ
によりモータＭが定位方向に駆動される。そして転換が
終了すると反位途中転換接点ＲＣが解放され、を流Ｎｉ
がしゃ断されることによりモータＭの、駆動か停止する
と同時に、転換信号ＷＬの供給端にて信号を断とすると
ともに該回路を短絡する。

また、定位の状態から反位の状態に転換する場合は、上
記と対象的に負極性Ｎの転換信号ＷＬにより転てつ制御
リレーＷを反位側に制御し、接点ＷＲを構成すると定位
途中転換接点ＮＣとモータＭの反位駆動端子ＲＴ側の回
路が構成され、電流ＲｉによりモータＭが反位方向に駆
動される。そして転換が終了すると定位途中転換接点Ｎ
Ｃが解放され、電流Ｒ４がしゃ断されることによりモー
タＭの、惑区動が停止すると同時に、転換信号ＷＬの供
給端にて信号を断とするとともに該回路を短絡する方法
がとられている。

この転換信号ＷＬ回路の短絡は、制御ケーブルの途中地
絡などによる遅流電流により、誤って転換がおこなわれ
ないように安全性を向上させるためのものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

電気転てつ機は、駅構内分岐器の枕木上に取りつげられ
、ロット類で分岐器の先端軌条に機械的に接続されてい
るため、車軸が先端軌条を通過する時の大きな衝撃と温
湿度面などの最悪環境に穐かれている。したがって、国
鉄では機械的衝撃による磁気保持継電器の誤転換制御が
発生しないように、転換時以外は機械的に固定する機構
が全面的に付加されようとしている。また凍結が発生す
る地域では、凍結防止用のヒータが実装されている。こ
れらの機構は、機械的振動による摩耗現象が保全面での
マイナス要因の一つとなっている。

また、前述のよプにモータの起動時に大きな起動電流が
転てつ制御リレーの接点に、停止時には逆起電力による
大きな電流が回路制御器の接点に流れ、転てつ制御リレ
ーと回路制御器の接点の損耗は極めて激しいため、定期
交換が行われている。

一方、電気転てつ機の内部は、外気の温度変化によりｋ
ｊ露が容易に発生するため、その水滴が転てつ機の機構
や電気回路へも付着し、錆の発生や接点の接触不良、地
域によっては接点表面の氷結による電気回路の不完全接
触などの影響が出ている。したかにモータ駆動電源をＯ
ＦＦする方式のため、モータと転換ギヤの慣性エネルギ
ーをフリクションクラッチ九より吸収している。したが
って、該フリクションクラッチは、動作に比例して摩擦
熱による内部の：、　ＩＪスの酸化と機械的消耗を起こ
す。

一方、分岐器に異物がはさまるとモータは、回転をし続
け、そのエネルギーは、すべてフリクションクラッチに
て吸収するためフリクションクラッチの燃き付きやモー
タの焼損に至っている。

そこで、定期的に工場に入れて解体検査を実施し、消耗
部品の修復を行っており、その経費は極めて太きいため
強い改善要求がでている。

また、−たび電気転てつ機の電気回路に異状が発生する
と、保安装置の働きで関連進路の信号機を停止現示制御
できるので、安全性の面では問題は無いが、通勤区間な
どの列箪密度の高い所では、列軍の遅れに対するホーム
上での旅客乗降時の間接的な危険性が増すとともに、通
勤客への迷惑などその影響は極めて太きいなど多くの問
題があった。

本発明は、かかる問題点を解決するため、電気転てつ機
の駆動回路を電子制御化することにより、かかる問題点
を一挙に解決する方法を提供するものである。

澗題を解決するための手段〕 本発明は、前述の目的を達成するために次の制御方法を
とったものである。即ち、従来の電気転てつ機のモータ
制御回路から回路制御器の制御接点をとり除き、トライ
アックと電流センサを転てつ制御リレー接点に接続し、
電子制御回路にてトライアックをゼロクロス制御するこ
とにより、上記転てつ制御リレー接点の損耗を防止する
ことができる。したがって、回路制御器の制御接点を省
略し、転てつ制御リレーの接点容量を小さくすることが
できるため、転てつ制御リレーの小形密封構造が可能と
なり、謝金にも、モータ電流をしゃ断することができる
ため、モータの焼損を防止する二とができろ。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を第３図、第４図により説明する。

第３図は、本発明の転てつ制御回路を示し、第４図は転
換制御フローを示す。

本発明における電気転てつ機の制御回路は、直列に接続
した抵抗ＲとコンデンサーＣをさらに並列に接続したト
ライアックＴ！ＬｌとトライアックＴＲ２を設け、第１
図に示す従来のモータ制御回路から回路制ｆＩｌＩ器を
取り除き、駆動電源ＰＷＩに該トライアックＴＲＩを介
してモータＭの共通端子ＣＴに接続する。一方駆動電源
ＰＷ２には、電流センサＣ８と該トライアックＴＲ２を
直列に接続し、更に転てつ電流センサＣ８信号を入力し
て、トライアックＴＲ１、トライアックＴＲ２を制御す
る電子制御回部Ｃにより構成する。

・図において電気転てつ機な反位から定位に転換す電子
制御回路ＥＣは、転換信号ＷＬを入力して正極性Ｐを判
断し、上記接点ＷＮが構成された後に、トライアックＴ
Ｒ２を制御しゼロクロス点でスイッチングするとともに
、を流センサＣ８にて駆動電流が流れていないことを確
認し、次の制御にはいる。

もし駆動電流Ｎｉが流れている場合は、トライアックＴ
Ｒ２が短絡故障を起こしていると判断して不良警報を出
力した後、次のトライアックＴＲＩを制御し、ゼロクロ
ス点でスイッチングする。そして、電流センサＣ８にて
駆動電流Ｎｉが流れていることを確認する。こわらの制
御によりそ一タＭが定位方向に駆動される。もし駆動電
流Ｎ　ｉ　ｂ′−流ねていなければトライアックＴＲＩ
かトライアックＴＲ２がオープン故障と判断しトライア
ックＴＲＩとトライアックＴＲ２をオフ制御した後、不
能警報を出力し、制御動作を停止する。

モータを流Ｎｉ、Ｒｉは、先端軌条が転換中には激しく
変動しながら大きな値になるが、先端軌条が転換終了し
てから電気転てつ機がこの転換状態を保持するための鎖
錠動作が終了するまでのｔ流Ｎｉは安定し、かつ顕著に
減少する特性を有している。

電子制御回路ＥＣは、転換中の上記モータ’ＭＥＮ　ｉ
を電流センサＣ８にて監視し、モータを流Ｎｉが安定、
減少したことを検出して先端軌条の転換終了な判断する
。転換終了予測時間を経過しても転換が終了しない場合
は、トライアックＴＲＩとトライアックＴＲ２をゼロク
ロス点でオフ制御した後、不能警報を出力し動作を停止
する。

先端軌条の転換終了を検出すると、ある一定時間経過後
にトライアックＴＲ２をゼロクロス点でスイッチオンす
るとともに、電流センサＣ８にてモータ電流Ｎｉが断と
なったことを確認した彼、トライアックＴＲ１をゼロク
ロス点でスイッチオフする。この制御により従来より早
目に、かつ最適タイミングで駆動電源を切ることができ
るので、フリクションクラッチに吸収されるエネルギー
を減少させ、フリクションクラッチの寿命を飛躍的に延
ばすことができる口 もしトライアックＴＲ２をスイッチオンしても駆動電流
Ｎｉが流れている場合はトライアツクＴＲ２が短絡故障
を起こしていると判断して不良警報を出力する。また、
トライアックＴＲ１をスイッチオフしても駆動電流Ｎｉ
が流れている場合は、不能警報を出力し制御動作を停止
する。

が構成されモータＭの反位駆動端子ＲＴ側の回路が構成
される。

電子制御回路ＥＣは、転換信号ＷＬを入力して負極性Ｎ
を判断し、上記接点ＷＲが構成された後に、トライアッ
クＴＲ２を制御しゼロクロス点でスイッチングするとと
もに、電流センサＣ８にて駆動電流が流れていないこと
を確認し、次の制御にはいる。

もし駆動電流Ｒｉが流れている場合は、トライアックＴ
Ｒ２が短絡故障を起こしていると判断して不良警報を出
力した後、次のトライアックＴＲＩを制御し、ゼロクロ
ス点でスイッチングする。そして、電流センサＣ８にて
駆動電流Ｒｉが流れていることを確認する。これらの制
御によりモータＭが反位方向に駆動される。もし流れて
いなければトライアックＴＲＩかトライアックＴＲ２が
オープン故障と判断しトライアックＴＲＩとトライアッ
クＴＲ２をオフ制御した後、不能警報を出力し制御動作
を停止する。

電子制御回路ＥＣは、転換中の上記モータ電流Ｒｉを電
流センサＣ８にて監視し、モータ電流Ｒｉが安定、減少
したことを検出して先端軌条の転換終了を判断する。

また、転換終了子側時間を経過しても転換が終了しない
場合は、トライアックＴＲＩとトライアックＴＲ２をゼ
ロクロス点でオフ制御した後、不能警報を出力し動作を
停止する。

先端軌条の転換終了を検出すると、ある一定時間経過後
にトライアックＴＲ２をゼロクロス点でスイッチオフす
るとともに、電流センサＣ８にてモータ電流Ｒｉが断と
なりたことをＶ＆認した後、トチイアツクＴＲＩをゼロ
クロス点でスイッチオンし、転換制御を終了する。

なお、トチイアツクＴＲ２をスイッチオンしても、駆動
電流Ｒｉが流れている場合はトライアックＴＲ２が短絡
故障を起こし℃いると判断して不良警報を出力する。ま
た、トライアックＴＲＩをスイッチオンしても、駆動電
流Ｒｉが流れている場合は、不能警報を出力し制御動作
を停止する。

先端軌条の転換終了を検出する方法は、上記駆動電流セ
ンス以外にも複数の方法が考えられろ。例えば、先端軌
条の転換状態を検出てる既設のロック狂いセンサーを用
いる方法、あるいは併用する方法や、専用のセンサーを
設ける方法などがあり、転換終了の精度を高めることが
できる。

また、この電子制御方法によれば、転換方向き一一の駆
動タイミングは従来技術に依存しているたべ電子制御回
路やトライアックなどの故障により、モータが駆動しな
い場合、あるいは駆動した場合でも、分岐器の先端軌条
は固定されたままのため、安全性上の問題はない。した
がって、電子制御回路は、故障時の状態に非対象特性、
すなわち、フェイルセイフ特性を持たな（ても良いため
低価格での改良が可能であり静流効果が大である。

〔発明の効果〕

以上の説明により明らかなとおり、本発明によれば、従
来の定位途中転換接点ＮＣ，反位途中転換接点ＲＣを省
略し、かつ転てっ制御リレーＷの接点ＷＮ、ＷＲにモー
タ電流Ｎｉ、Ｒｉのスイッチングを行なわせろことなく
、電気転てつ機の制御ができるので、これら接点の損耗
が極めて少なくなるとともに、従来の接点容量を心太と
しない。したがりて小形接点で済むため、転てつ制御リ
レーＷを小形密閉構造とすることができるので、機械的
衝撃による誤転換防止機構が不要となるほか、結露に起
因する接点の接触不良の問題も一挙に解決でき、信頼性
の向上が期待できる。

また、従来は転換終了時にモータと転換ギヤの慣性エネ
ルギーを７リクシヨンクラツチで吸収していたが、先端
軌条の転換終了時点でモータ電流Ｎｉ、Ｒｉをし、？断
できるので、この慣性エネルギーを小さくすることがで
きる。したがって、７リクシヨンクラツチの寿命が延び
るため、１！気転てつ機の定期的な解体検査の周期を大
幅に延ばすことができ、経費節減の効果は極めて太きい
。

また、転換方向と転換タイミングの制御は、従来の転て
つ制御リレ一方式に依存しているため、電子制御回路は
特に保安上のフェイルセイフ特性な心像とせず、イ代価
格での改良ができる。

更に、分岐器に異物がはさまった場合にも、モータ電流
と転換時間の監視により容易に発見することができるた
め、モータ電流をしゃ断し焼損を防止できる等、これら
の効果は、極めて顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の電気転てつ機の制御回路構成をボイブ
ロック図、第２図は、従来の電気転てっ・・・駆動電源
、ＰＷ２・・・駆動電源、ＣＣ・・・回路制御Ｍ・・・
モータ、Ｐ・・・正極性、Ｎ・・・負極性、Ｎｉ・・・
モータｌ流、Ｒｉ・・・モータ電流、ＥＣ・・・電子制
御回路、Ｃ８・・・電流センサ、ＴＲ１・・・トライア
ック、ＴＲ２・・・トライアック、Ｒ・・・抵抗、Ｃ・
・・コンデンサー 指定代環入　日本−有数迫総裁室法務課長本間達三 第　　１　　図 第　　２　　回 Ｒ 第　　３　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鉄道における分岐器を転換する電気転てつ機に内蔵され
   るモータの制御回路において、直列に接続した抵抗とコ
   ンデンサーをさらに並列に接続したトライアツクを設け
   、モータ駆動電源の一方を該トライアツクを介してモー
   タの共通端子に、他方を電流センサと別の該トライアツ
   クを直列に接続し、さらに転てつ制御リレーの定位接点
   を介してモータの定位駆動端子に接続した定位制御回路
   と、転てつ制御リレーの反位接点を介してモータの反位
   制御側端子に接続した反位制御回路と、電流センサ信号
   および転てつ制御リレーの駆動電圧を入力して、該トラ
   イアツクを制御する電子制御回路からなる電気転てつ機
   の電子制御方法