JPS6332028B2 - - Google Patents

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JPS6332028B2
JPS6332028B2 JP56162647A JP16264781A JPS6332028B2 JP S6332028 B2 JPS6332028 B2 JP S6332028B2 JP 56162647 A JP56162647 A JP 56162647A JP 16264781 A JP16264781 A JP 16264781A JP S6332028 B2 JPS6332028 B2 JP S6332028B2
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JP
Japan
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main pole
inductance
pulsating
current
electromotive force
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JP56162647A
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English (en)
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JPS5866566A (ja
Inventor
Yoshitoshi Ishikawa
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Priority to EP82109429A priority patent/EP0078417B1/en
Priority to DE8282109429T priority patent/DE3275966D1/de
Priority to ZA827491A priority patent/ZA827491B/xx
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Publication of JPS6332028B2 publication Critical patent/JPS6332028B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/02—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting
    • H02K23/08—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting having series connection of excitation windings
    • 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
    • B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • B60L9/02—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using DC motors
    • B60L9/08—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using DC motors fed from AC supply lines
    • B60L9/12—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using DC motors fed from AC supply lines with static converters
    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dc Machiner (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両用電動機に係り、特に脈流で運転
するに好適な車両用電動機に関する。
従来のこの種の車両用電動機にあつては電動機
のリアクタンス電圧Erと補極磁束が作る速度起電
力E〓とのベクトル差により生ずる火花電圧Esと、
主極の変圧器起電力Etとで合成される合成火花電
圧Espを補償するための手段が講じられていなか
つた。
この為、この合成火花電圧Espに起因して脈流
で駆動される車両用電動機において整流性能の悪
化を余儀なくされていた。
本発明の目的は脈流運転時における整流性能の
向上を図つた車両用電動機を提供することにあ
る。
本発明の特徴は脈流で運転される車両用電動機
において、主極巻線のインダクタンスの20％以上
のインダクタンスを有する誘導分流器を前記主極
巻線に並列に設けた点にある。
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
第１図には本発明の適用対象である脈流電動機
の回路が示されており、同図において電源は架線
からパンタグラフ１によつて変圧器２に導かれ、
変圧器２の出力は整流装置３、平滑リアクトル４
を介して主電動機２０に供給される。主極７には
脈流分を極力減らすために純抵抗８にて界磁を分
流している。
また弱め界磁制御を行なうために誘導分流器９
及び弱め界磁抵抗１０がスイツチ１１によつて入
り切りされる。
次に第２図に電機子５、補極コイル６を流れる
電流波形を示す。一般に脈流率μは次式で表わさ
れる。
μ＝１／２・Inax−Inio／Inax＋Inio×100（％）
……(1) ここで脈流率μは現在で最高で50％〜25％位で
ある。この脈流が補極回路を流れるとすると、補
極の磁気回路には磁気枠等、完全に積層されてな
い部分もあり、そこには渦電流が流れて同図に示
す如く補極磁束φは電流Ｉに対してβiだけ遅れる
と共に振幅も小さくなる。従つて直流で運転した
場合に比べて整流は悪化する。
次に第３図にこの関係を示す。車両用電動機に
おいて直流運転時にはリアクタンス電圧Erと補極
磁束が作る速度起電力E〓DCが等しいために整流性
能は良好である。しかし、脈流運転に移行すると
速度起電力E〓DCは渦電流のために同図に示す如く
E〓と変化し、リアクタンス電圧Erに対して位相
はβiだけずれると共に大きさも小さくなる。従つ
てリアクタンス電圧Erと脈流運転時における補極
磁束による速度起電力E〓とは互いに完全に打消
すことはできず、火花電圧Esが残る。これが脈流
運転時に整流性能が悪化する一つの要因である。
他の整流性能を悪化させる要因として主極の変
圧器起電力がある。これについて以下に説明す
る。
第４図に変圧器起電力Ftを考慮したリアクタン
スEr、速度起電力E〓DC及び火花電圧Esとの関係を
示すベクトル図を示す。主極７は脈流分を少なく
するように界磁分流抵抗器８を設けているため、
補極６、電機子５に流れる脈流分に比して主極７
に流れる脈流分は小さくかつ位相はγだけ遅れて
いる。また主極磁束と主極電流の位相差をβfとす
ると変圧器起電力Etは速度起電力E〓DCに対して位
相がγ＋βf−90゜だけ遅れている。この変圧器起
電力Etと火花電圧Esのベクトル合成を合成火花電
圧Espとすると、脈流電動機においてはこの合成
火花電圧Espが補償されていないために整流性能
が悪化するものである。尚、Ifは主極電流の脈流
分、φfは主極磁束の脈動分である。
脈流時の整流については直流と比較して全界磁
運転では特に問題とはならない、弱め界磁におい
て特に直流に比して悪くなるのであり、其れ故に
弱め界磁のみを考慮するものとする。
ここでリアクタンス電圧Er、補極磁束による速
度起電力E〓、火花電圧Es等は電動機によつて決
定されており、変更することはできない。一方変
圧器電力Etの大きさと位相は誘導分流器のインダ
クタンスの値を適当に選定することによつて変化
させることが可能である。
次に第５図に弱め界磁時の主極関係の等価回路
を示す。同図において主極に流れる電流をif、補
極及び電機子電流をｉとすると、 if＝ｉ・Rs（ri＋jXi）／Rs（ri＋jXi）＋Rs（jXf＋r
f）＋（jXi＋ri）（jXf＋rf）……(2) となる。上式においてxiは誘導分流器インダクタ
ンス、riは弱め界磁抵抗、Xs及びrfはそれぞれ主
極巻線のインダクタンス分及び抵抗分、Rsは界
磁分路抵抗である。上式においてxiを増加した場
合における火花電圧Es、変圧器起電力Et及び合成
火花電圧Espとのベクトル関係を第６図に示す。
同図に示す如く変圧器起電力Etを位相と共に大き
さを変えていくとそれに従つて合成火花電圧Esp
は次第に大きさは小さくなり、整流改善の効果が
あることがわかる。
次に第７図に車両用電動機の弱め界磁運転時に
おける誘導分流器のインダクタンスと整流火花号
数（合成火花電圧Esp（二相当）との関係の実測例
を示す。なお、試験に供した主電動機は630KW、
750V、900A、40％Ｆ（脈流率30％）であり、主
極巻線のインダクタンスは約10mHである。ま
た、同図中点線で示したものは、周知のLCメー
タ（ル・カーボン社製）の読みであり、整流火花
の客観的な測定量を表わす。一方、整流火花号数
は周知のとおり目視によるものである。
同図から明らかな如く誘導分流器のインダクタ
ンスを増加させることにより整流性能が著しく改
善されることがわかる。
しかし、20％（図中2mHに相当）以上になる
と、LCメータの読みは殆んど減少しなくなる。
したがつて、整流性能を改善することからすれ
ば、主極巻線のインダクタンスの20％以上のイン
ダクタンスを有する誘導分流器を設けることによ
り、車両用電動機において脈流運転時の整流性能
を大巾に改善可能となる。
この点、従来の誘導分流器の機能は、弱め界磁
投入時あるいはパンタグラフの架線離脱時などの
過渡時に、電流が界磁抵抗器側にのみ流れ、界磁
に流れなくなつて整流が悪化するという現象を防
止することにあつた。したがつて、そのインダク
タンスは主極に比べて十分小さな値でよく、主極
巻線の10％以下とされていたのである。しかし、
10％程度のインダクタンス（図示の1mHに相当
する）では、前述したようにLCメータの読みか
らみて脈流運転時の整流性能が悪い。
以上に説明した如く本発明では主極巻線のイン
ダクタンスの20％以上のインダクタンスを有する
誘導分流器を前記主極巻線に並列に設けるように
構成したので本発明によれば脈流運転時における
整流性能の向上を図つた車両用電動機を実現する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の適用対象である脈流電動機の
回路構成を示す図、第２図は第１図に示した脈流
電動機の電機子電流と補極磁束との位相関係を示
す波形図、第３図は脈流電動機におけるリアクタ
ンス電圧、補極磁束による速度起電力及び火花電
圧との関係を示すベクトル図、第４図は同様に変
圧器起電力を考慮したリアクタンス電圧、速度起
電力及び火花電圧との関係を示すベクトル図、第
５図は弱め界磁時の主極関係の等価回路を示す
図、第６図は誘導分流器のインダクタンスを変化
させた場合の火花電圧、変圧器起電力及び合成火
花電圧との関係を示すベクトル図、第７図は車両
用電動機の弱め界磁運転時における誘導分流器の
インダクタンスと整流火花号数との関係の実測例
を示す図である。 １……パンタグラフ、２……変圧器、３……整
流装置、４……平滑リアクトル、５……電動機電
機子、６……電動機補極、７……電動機主極、８
……界磁分流抵抗器、９……誘導分流器、１０…
…弱め界磁抵抗。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 脈流で運転される車両用電動機において、主
    極巻線のインダクタンスの20％以上のインダクタ
    ンスを有する誘導分流器を前記主極巻線に並列に
    設けたことを特徴とする車両用電動機。
JP56162647A 1981-10-14 1981-10-14 車両用電動機 Granted JPS5866566A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56162647A JPS5866566A (ja) 1981-10-14 1981-10-14 車両用電動機
EP82109429A EP0078417B1 (en) 1981-10-14 1982-10-12 D.c. series motor for vehicles
DE8282109429T DE3275966D1 (en) 1981-10-14 1982-10-12 D.c. series motor for vehicles
ZA827491A ZA827491B (en) 1981-10-14 1982-10-13 D.c.motor for a vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56162647A JPS5866566A (ja) 1981-10-14 1981-10-14 車両用電動機

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Publication Number Publication Date
JPS5866566A JPS5866566A (ja) 1983-04-20
JPS6332028B2 true JPS6332028B2 (ja) 1988-06-28

Family

ID=15758591

Family Applications (1)

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JP56162647A Granted JPS5866566A (ja) 1981-10-14 1981-10-14 車両用電動機

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EP (1) EP0078417B1 (ja)
JP (1) JPS5866566A (ja)
DE (1) DE3275966D1 (ja)
ZA (1) ZA827491B (ja)

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Also Published As

Publication number Publication date
JPS5866566A (ja) 1983-04-20
ZA827491B (en) 1983-08-31
EP0078417A1 (en) 1983-05-11
DE3275966D1 (en) 1987-05-07
EP0078417B1 (en) 1987-04-01

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