JP2000295718A - 走行制御装置によるバッテリ浮動充電システム - Google Patents
走行制御装置によるバッテリ浮動充電システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 架線電源から給電される走行制御装置による
バッテリ浮動充電システムにおいて、装置の大型化を招
くことなく回生制動を可能として省エネルギ化を図り、
かつ、簡単な構成により、走行に必要な電力をバッテリ
によりバックアップ可能とする。 【解決手段】 架線電源からバッテリＢＡＴに充電電力
が供給され、バッテリを浮動充電すると共に、架線電源
から走行モータ回路１２に電力が供給される。走行モー
タ回路１２が回生制動になった時には、ダイオードＤ２
を通してバッテリに回生電力が供給され、また、バッテ
リが満充電レベルに達した時には、開閉器ＭＣが閉じて
バッテリが放電して走行モータ回路１２に電力が供給さ
れる。これにより架線電源が停電になったとしても、比
較的短い距離であれば、バッテリを電源として自力走行
を行うことができる。
バッテリ浮動充電システムにおいて、装置の大型化を招
くことなく回生制動を可能として省エネルギ化を図り、
かつ、簡単な構成により、走行に必要な電力をバッテリ
によりバックアップ可能とする。 【解決手段】 架線電源からバッテリＢＡＴに充電電力
が供給され、バッテリを浮動充電すると共に、架線電源
から走行モータ回路１２に電力が供給される。走行モー
タ回路１２が回生制動になった時には、ダイオードＤ２
を通してバッテリに回生電力が供給され、また、バッテ
リが満充電レベルに達した時には、開閉器ＭＣが閉じて
バッテリが放電して走行モータ回路１２に電力が供給さ
れる。これにより架線電源が停電になったとしても、比
較的短い距離であれば、バッテリを電源として自力走行
を行うことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、遊園地の遊戯車両
や新都市交通システムのような、比較的に駅舎間隔距離
が短い架線給電の車両運行システムに適用して好適な走
行制御装置によるバッテリ浮動充電システムに関する。
や新都市交通システムのような、比較的に駅舎間隔距離
が短い架線給電の車両運行システムに適用して好適な走
行制御装置によるバッテリ浮動充電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、遊園地などの周遊、遊覧走行シス
テムなどにおいては、架線電源によるモータ駆動であ
り、電気制動を行う場合、車両の慣性エネルギにより駆
動されるモータを発電機として動作させ、その電力を抵
抗器などによって熱エネルギに変換し、放出していた
（発電制動）。また、万一架線が停電となった場合、電
磁ブレーキを強制的に開放するなどの非常処置を行った
後、牽引車などを出動させ、最寄りの駅まで救援（牽
引）するなどの対処をしていた。
テムなどにおいては、架線電源によるモータ駆動であ
り、電気制動を行う場合、車両の慣性エネルギにより駆
動されるモータを発電機として動作させ、その電力を抵
抗器などによって熱エネルギに変換し、放出していた
（発電制動）。また、万一架線が停電となった場合、電
磁ブレーキを強制的に開放するなどの非常処置を行った
後、牽引車などを出動させ、最寄りの駅まで救援（牽
引）するなどの対処をしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の運行システムでは、発電制動装置が大型化
し、また、省エネルギの観点からもエネルギの無駄な放
出であった。さらには、走行に必要な電力をバッテリな
どによってバックアップしたいのであるが、架線電圧が
比較的に低電圧（但し、バッテリ充電を行うに必要な電
圧レベルはあるものとする）であるため、受電端におい
ては、電圧変動がかなり激しくなり、バッテリを浮動充
電するにも、電圧安定化装置などが必要となり、システ
ムが複雑でかつ大型化してしまう。
うな従来の運行システムでは、発電制動装置が大型化
し、また、省エネルギの観点からもエネルギの無駄な放
出であった。さらには、走行に必要な電力をバッテリな
どによってバックアップしたいのであるが、架線電圧が
比較的に低電圧（但し、バッテリ充電を行うに必要な電
圧レベルはあるものとする）であるため、受電端におい
ては、電圧変動がかなり激しくなり、バッテリを浮動充
電するにも、電圧安定化装置などが必要となり、システ
ムが複雑でかつ大型化してしまう。
【０００４】本発明は、上記問題を解消するものであ
り、発電制動用の抵抗器等と同重量程度のバッテリを搭
載することで、装置の大型化を招くことなく回生制動を
可能として省エネルギ化を図り、かつ、電圧安定化装置
等が不要で簡単な構成により、架線電源だけでなく走行
に必要な電力をバッテリによりバックアップすることが
可能な走行制御装置によるバッテリ浮動充電システムを
提供することを目的とする。
り、発電制動用の抵抗器等と同重量程度のバッテリを搭
載することで、装置の大型化を招くことなく回生制動を
可能として省エネルギ化を図り、かつ、電圧安定化装置
等が不要で簡単な構成により、架線電源だけでなく走行
に必要な電力をバッテリによりバックアップすることが
可能な走行制御装置によるバッテリ浮動充電システムを
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、架線電源から給電される走行制御装置に
よるバッテリ浮動充電システムであって、前記架線電源
から充電電力を供給可能とされたバッテリと、前記架線
電源から電力を供給可能とされた走行モータ回路と、前
記走行モータ回路が回生制動になった時にのみ前記バッ
テリに回生電力を供給し得るように導通する導通素子
と、前記バッテリが満充電レベルに達した時にバッテリ
から前記走行モータ回路に電力を供給可能な状態にする
開閉素子とを備えたものである。
に、本発明は、架線電源から給電される走行制御装置に
よるバッテリ浮動充電システムであって、前記架線電源
から充電電力を供給可能とされたバッテリと、前記架線
電源から電力を供給可能とされた走行モータ回路と、前
記走行モータ回路が回生制動になった時にのみ前記バッ
テリに回生電力を供給し得るように導通する導通素子
と、前記バッテリが満充電レベルに達した時にバッテリ
から前記走行モータ回路に電力を供給可能な状態にする
開閉素子とを備えたものである。
【０００６】上記構成においては、架線電源からバッテ
リに充電電力が供給され、バッテリを浮動充電すると共
に、架線電源から走行モータ回路に電力が供給される。
走行モータ回路が回生制動になった時には、導通素子を
通してバッテリに回生電力が供給され、また、バッテリ
が満充電レベルに達した時には、開閉素子が閉じこれを
通してバッテリが放電して走行モータ回路に電力が供給
される。こうしてバッテリは常時充電されているので、
たとえ架線電源が停電になったとしても、比較的短い距
離であれば、走行モータはバッテリを電源として自力走
行を行うことができる。
リに充電電力が供給され、バッテリを浮動充電すると共
に、架線電源から走行モータ回路に電力が供給される。
走行モータ回路が回生制動になった時には、導通素子を
通してバッテリに回生電力が供給され、また、バッテリ
が満充電レベルに達した時には、開閉素子が閉じこれを
通してバッテリが放電して走行モータ回路に電力が供給
される。こうしてバッテリは常時充電されているので、
たとえ架線電源が停電になったとしても、比較的短い距
離であれば、走行モータはバッテリを電源として自力走
行を行うことができる。
【０００７】また、前記バッテリの電圧及び充電電流を
検出し、それに基づいてバッテリが満充電レベルに達し
たことを検出し、その検出結果に応じて前記開閉素子を
制御する制御回路を備えているものとすることができ
る。これにより、バッテリを常時、適正に満充電とする
ことができる。
検出し、それに基づいてバッテリが満充電レベルに達し
たことを検出し、その検出結果に応じて前記開閉素子を
制御する制御回路を備えているものとすることができ
る。これにより、バッテリを常時、適正に満充電とする
ことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態によ
る、架線から給電される遊戯車両等に搭載されるバッテ
リ浮動充電システムについて、図１を参照して説明す
る。本充電システムは、架線電源（４，５）から充電電
力又は電力を供給可能とされたバッテリＢＡＴと、走行
モータ１１と、そのモータ１１への通電を制御するチョ
ッパ式の走行モータ回路１２と、走行モータ回路１２が
回生制動になった時にのみバッテリＢＡＴに回生電力を
供給し得るように導通するダイオードＤ２（導通素子）
と、バッテリＢＡＴが満充電レベルに達した時にバッテ
リＢＡＴから走行モータ回路１２に電力を供給可能な状
態にする開閉器ＭＣ（開閉素子）とを備えている。
る、架線から給電される遊戯車両等に搭載されるバッテ
リ浮動充電システムについて、図１を参照して説明す
る。本充電システムは、架線電源（４，５）から充電電
力又は電力を供給可能とされたバッテリＢＡＴと、走行
モータ１１と、そのモータ１１への通電を制御するチョ
ッパ式の走行モータ回路１２と、走行モータ回路１２が
回生制動になった時にのみバッテリＢＡＴに回生電力を
供給し得るように導通するダイオードＤ２（導通素子）
と、バッテリＢＡＴが満充電レベルに達した時にバッテ
リＢＡＴから走行モータ回路１２に電力を供給可能な状
態にする開閉器ＭＣ（開閉素子）とを備えている。
【０００９】架線電源（４，５）間には、直流１９０Ｖ
乃至２２０Ｖが印加されている。ダイオードＤ１は架線
への逆流防止用素子である。バッテリＢＡＴは公称電圧
が架線電圧（最大値）と殆ど等しいものである。ダイオ
ードＤ２に対して開閉器ＭＣは並列に接続されている。
走行モータ回路１２は、走行（力行）用と回生用の各チ
ョッパ素子及びそれに並列に接続されたダイオードから
成る。各チョッパ素子は、チョッパ制御回路１６により
制御される。チョッパ制御回路１６には、チョッパ走行
モータ１１の電機子ＡＲＭの回転を検出するパルス発生
器ＰＧの出力（速度検出）と、モータ電流を検出するカ
レントセンサＣＴ２の検出出力（トルク検出）が入力さ
れる。
乃至２２０Ｖが印加されている。ダイオードＤ１は架線
への逆流防止用素子である。バッテリＢＡＴは公称電圧
が架線電圧（最大値）と殆ど等しいものである。ダイオ
ードＤ２に対して開閉器ＭＣは並列に接続されている。
走行モータ回路１２は、走行（力行）用と回生用の各チ
ョッパ素子及びそれに並列に接続されたダイオードから
成る。各チョッパ素子は、チョッパ制御回路１６により
制御される。チョッパ制御回路１６には、チョッパ走行
モータ１１の電機子ＡＲＭの回転を検出するパルス発生
器ＰＧの出力（速度検出）と、モータ電流を検出するカ
レントセンサＣＴ２の検出出力（トルク検出）が入力さ
れる。
【００１０】上記開閉器ＭＣは、バッテリＢＡＴの充電
電圧Ｖｂ及びカレントセンサＣＴ１による検出値に基づ
いて、図２に示すような充電制御回路により制御され
る。同制御回路は、プログラマブル・コントローラとし
て機能するＣＰＵ１８を主要構成とし、充電電圧Ｖｂと
充電電流Ｉｂとからバッテリが予め設定されている所定
の満充電電圧に達したと判断された時に、充電を停止
し、開閉器ＭＣを閉じて走行モータ回路１２により放電
させる。逆に、バッテリＢＡＴが充電を必要とする状態
にある時は、開閉器ＭＣを開いて、架線電源よりダイオ
ードＤ１，Ｄ２を通してバッテリＢＡＴを充電するもの
である。
電圧Ｖｂ及びカレントセンサＣＴ１による検出値に基づ
いて、図２に示すような充電制御回路により制御され
る。同制御回路は、プログラマブル・コントローラとし
て機能するＣＰＵ１８を主要構成とし、充電電圧Ｖｂと
充電電流Ｉｂとからバッテリが予め設定されている所定
の満充電電圧に達したと判断された時に、充電を停止
し、開閉器ＭＣを閉じて走行モータ回路１２により放電
させる。逆に、バッテリＢＡＴが充電を必要とする状態
にある時は、開閉器ＭＣを開いて、架線電源よりダイオ
ードＤ１，Ｄ２を通してバッテリＢＡＴを充電するもの
である。
【００１１】上記構成でなる浮動充電システムの動作を
説明する。架線電源からバッテリＢＡＴに充電電力が供
給され、バッテリＢＡＴを浮動充電すると共に、架線電
源から走行モータ回路１２に電力が供給される。走行モ
ータ回路１２が回生制動（下り坂等でブレーキを必要と
する時にモータを発電機として機能させ、この時の発電
電力を電源側に送り返す）になった時には、ダイオード
Ｄ２を通してバッテリＢＡＴに電力を回生する。また、
バッテリＢＡＴが満充電レベルに達した時には、開閉器
ＭＣが閉じ（ダイオードＤ２を短絡）、これを通してバ
ッテリＢＡＴを放電させ、走行モータ回路１２に電力を
供給する。
説明する。架線電源からバッテリＢＡＴに充電電力が供
給され、バッテリＢＡＴを浮動充電すると共に、架線電
源から走行モータ回路１２に電力が供給される。走行モ
ータ回路１２が回生制動（下り坂等でブレーキを必要と
する時にモータを発電機として機能させ、この時の発電
電力を電源側に送り返す）になった時には、ダイオード
Ｄ２を通してバッテリＢＡＴに電力を回生する。また、
バッテリＢＡＴが満充電レベルに達した時には、開閉器
ＭＣが閉じ（ダイオードＤ２を短絡）、これを通してバ
ッテリＢＡＴを放電させ、走行モータ回路１２に電力を
供給する。
【００１２】こうしてバッテリＢＡＴは常時、満充電状
態に維持されるので、たとえ架線電源が停電になったと
しても、一時的に短い距離であれば、バッテリＢＡＴか
ら走行モータ回路１２に電力を供給して走行モータ１１
を駆動して、自力走行を行うことができる。このため、
車両は従来のように牽引車によらなくても駅舎まで戻る
ことができる。また、無停電装置なども必要でなくな
る。
態に維持されるので、たとえ架線電源が停電になったと
しても、一時的に短い距離であれば、バッテリＢＡＴか
ら走行モータ回路１２に電力を供給して走行モータ１１
を駆動して、自力走行を行うことができる。このため、
車両は従来のように牽引車によらなくても駅舎まで戻る
ことができる。また、無停電装置なども必要でなくな
る。
【００１３】また、走行モータ回路１への電源は、通常
走行時には架線電源４，５から供給されるが、負荷が一
時的に大きくなった時には、架線電源４，５からだけで
なく、開閉器ＭＣを閉じることで、バッテリＢＡＴから
の放電によって供給される。例えば、負荷電流が１００
０アンペア（Ａ）を要した時に、架線から６００Ａ、バ
ッテリＢＡＴから４００Ａが供給される。このように電
源供給が行われるので、電源の平準化が図れることにな
る。また、架線の受電端での電圧変動が防止されること
になり、走行性能の安定化が図れる。また、電圧安定化
装置等を必要とすることなく、バッテリを浮動充電する
ことができる。
走行時には架線電源４，５から供給されるが、負荷が一
時的に大きくなった時には、架線電源４，５からだけで
なく、開閉器ＭＣを閉じることで、バッテリＢＡＴから
の放電によって供給される。例えば、負荷電流が１００
０アンペア（Ａ）を要した時に、架線から６００Ａ、バ
ッテリＢＡＴから４００Ａが供給される。このように電
源供給が行われるので、電源の平準化が図れることにな
る。また、架線の受電端での電圧変動が防止されること
になり、走行性能の安定化が図れる。また、電圧安定化
装置等を必要とすることなく、バッテリを浮動充電する
ことができる。
【００１４】また、従来のように抵抗器による発電制動
で熱として消費させるのではなく、回生制動を行うこと
で、バッテリＢＡＴを充電でき、しかも、この回生制動
動作を特に電圧上昇に留意する必要なく自在に行うこと
ができ、省エネルギとなる。
で熱として消費させるのではなく、回生制動を行うこと
で、バッテリＢＡＴを充電でき、しかも、この回生制動
動作を特に電圧上昇に留意する必要なく自在に行うこと
ができ、省エネルギとなる。
【００１５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、架線給電
による走行制御装置において、発電制動用の抵抗器等と
同重量程度のバッテリに置き換え、架線電源からバッテ
リを浮動充電できると共にバッテリに回生制動を行うこ
とができ、しかも、そのバッテリの放電により走行モー
タを駆動できるようにした。そのため、エネルギの無駄
な消費をなくし、また、装置構成が大型化することな
く、たとえ架線が停電となっても、比較的に短い走行距
離については、簡単な操作で自力走行を行うことができ
る。従って、遊覧走行システムなどにおいて集客が慌て
たりすこともなく駅舎まで辿り着くことができる。特
に、モノレールなどのような高所を走行するシステムで
は、安全性にも寄与することができる。
による走行制御装置において、発電制動用の抵抗器等と
同重量程度のバッテリに置き換え、架線電源からバッテ
リを浮動充電できると共にバッテリに回生制動を行うこ
とができ、しかも、そのバッテリの放電により走行モー
タを駆動できるようにした。そのため、エネルギの無駄
な消費をなくし、また、装置構成が大型化することな
く、たとえ架線が停電となっても、比較的に短い走行距
離については、簡単な操作で自力走行を行うことができ
る。従って、遊覧走行システムなどにおいて集客が慌て
たりすこともなく駅舎まで辿り着くことができる。特
に、モノレールなどのような高所を走行するシステムで
は、安全性にも寄与することができる。
【図１】 本発明の一実施形態による走行制御装置によ
るバッテリ浮動充電システムの構成図である。
るバッテリ浮動充電システムの構成図である。
【図２】 同システムに用いられる充電制御回路の構成
図である。
図である。
４，５ 架線電源 １１ 走行モータ １２ 走行モータ回路 １８ ＣＰＵ（制御回路） Ｄ２ ダイオード（導通素子） ＭＣ 開閉器（開閉素子） ＢＡＴ バッテリ
Claims (2)
- 【請求項１】 架線電源から給電される走行制御装置に
よるバッテリ浮動充電システムであって、 前記架線電源から充電電力を供給可能とされたバッテリ
と、 前記架線電源から電力を供給可能とされた走行モータ回
路と、 前記走行モータ回路が回生制動になった時にのみ前記バ
ッテリに回生電力を供給し得るように導通する導通素子
と、 前記バッテリが満充電レベルに達した時にバッテリから
前記走行モータ回路に電力を供給可能な状態にする開閉
素子とを備えたことを特徴とする走行制御装置によるバ
ッテリ浮動充電システム。 - 【請求項２】 前記バッテリの電圧及び充電電流を検出
し、それに基づいてバッテリが満充電レベルに達したこ
とを検出し、その検出結果に応じて前記開閉素子を制御
する制御回路を備えていることを特徴とする請求項１に
記載の走行制御装置によるバッテリ浮動充電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09618599A JP3538565B2 (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | 走行制御装置によるバッテリ浮動充電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09618599A JP3538565B2 (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | 走行制御装置によるバッテリ浮動充電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000295718A true JP2000295718A (ja) | 2000-10-20 |
| JP3538565B2 JP3538565B2 (ja) | 2004-06-14 |
Family
ID=14158266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09618599A Expired - Fee Related JP3538565B2 (ja) | 1999-04-02 | 1999-04-02 | 走行制御装置によるバッテリ浮動充電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3538565B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009139146A1 (ja) * | 2008-05-12 | 2009-11-19 | 株式会社 東芝 | 電気車制御装置 |
| WO2011099193A1 (ja) * | 2010-02-10 | 2011-08-18 | 三菱重工業株式会社 | 車両システム、車両システムの制御方法及び交通システム |
| JP2014107944A (ja) * | 2012-11-27 | 2014-06-09 | Toshiba Corp | ハイブリッド車両 |
| WO2016158190A1 (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-06 | 株式会社東芝 | 電源補助装置 |
| JP2020068603A (ja) * | 2018-10-25 | 2020-04-30 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 電気車用電源システム、電力供給制御方法および追加電源システム |
| JP2020068604A (ja) * | 2018-10-25 | 2020-04-30 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 電気車用電源システム、電力供給制御方法および追加電源システム |
-
1999
- 1999-04-02 JP JP09618599A patent/JP3538565B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009139146A1 (ja) * | 2008-05-12 | 2009-11-19 | 株式会社 東芝 | 電気車制御装置 |
| JP2009278703A (ja) * | 2008-05-12 | 2009-11-26 | Toshiba Corp | 電気車制御装置 |
| CN102026840A (zh) * | 2008-05-12 | 2011-04-20 | 株式会社东芝 | 电气车辆控制装置 |
| WO2011099193A1 (ja) * | 2010-02-10 | 2011-08-18 | 三菱重工業株式会社 | 車両システム、車両システムの制御方法及び交通システム |
| JP2014107944A (ja) * | 2012-11-27 | 2014-06-09 | Toshiba Corp | ハイブリッド車両 |
| WO2016158190A1 (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-06 | 株式会社東芝 | 電源補助装置 |
| JP2016187280A (ja) * | 2015-03-27 | 2016-10-27 | 株式会社東芝 | 電源補助装置 |
| CN107206912A (zh) * | 2015-03-27 | 2017-09-26 | 株式会社东芝 | 电源辅助装置 |
| JP2020068603A (ja) * | 2018-10-25 | 2020-04-30 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 電気車用電源システム、電力供給制御方法および追加電源システム |
| JP2020068604A (ja) * | 2018-10-25 | 2020-04-30 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 電気車用電源システム、電力供給制御方法および追加電源システム |
| JP7227730B2 (ja) | 2018-10-25 | 2023-02-22 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 電気車用電源システム、電力供給制御方法および追加電源システム |
| JP7227731B2 (ja) | 2018-10-25 | 2023-02-22 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 電気車用電源システム、電力供給制御方法および追加電源システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3538565B2 (ja) | 2004-06-14 |
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