JP2005218185A - Railroad vehicle for freight transportation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、貨物輸送用鉄道車両に係り、貨車毎に電動機とインバータ装置及び二次電池から成る車両駆動手段を備えた自走式貨車に関する。 The present invention relates to a railway vehicle for freight transportation, and relates to a self-propelled freight car provided with vehicle driving means comprising an electric motor, an inverter device, and a secondary battery for each freight car.
貨物輸送用鉄道車両は、通常1台の機関車とこれに牽引される複数の貨車で構成されるため、省エネルギー且つ大量高速輸送が可能である点で優れている。 Since a freight transportation railway vehicle is usually composed of one locomotive and a plurality of freight cars towed by it, it is excellent in that it can save energy and can be transported in large quantities at high speed.
しかしながら、例えば図7に示すように目的地がA、B、Cと異なる多種の貨車300を牽引している場合、XおよびY地点に到達した時点で各方面別に貨車の編成替えを行う必要がある。すなわち、X地点において、A、B方向の貨車301とC方面の貨車302とし、さらに、Y地点において、A方面の貨車303とB方面の貨車304に編成替えを行う。
However, for example, as shown in FIG. 7, when the destination is towing a variety of
このような場合、従来は機関車或いは専用の車両で貨車を一台づつ移動させ、パズルのような入れ替え作業を、時間を掛けて行っていた。
貨物輸送用鉄道車両においては、上記のように目的地の異なる貨車の編成替えに伴う入れ替え作業ばかりでなく、構内で最初に行う編成構築作業等の際にも貨車の切り離し、移動、接続の作業が発生し、このため、最終的に輸送時間全体として大きなロスを生じていた。 In the freight transportation railway vehicle, not only the replacement work accompanying the reorganization of freight cars with different destinations as described above, but also the work of disconnecting, moving, and connecting the freight cars at the time of the first organization construction work on the premises. As a result, a large loss was finally caused as a whole in the transportation time.
本発明の目的は、貨物輸送用鉄道車両における輸送時間のロス低減のため、貨物輸送用鉄道車両の入れ替え作業を迅速に行うことのできる自走式貨物輸送用鉄道車両を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a self-propelled railway vehicle for freight transportation capable of quickly replacing a freight transportation railway vehicle in order to reduce a loss of transportation time in the freight transportation railway vehicle.
上記目的を達成するため、本発明に係る貨物輸送用鉄道車両では、貨物輸送用鉄道車両に最大出力が通勤電車の1/10程度の小規模の電動機とインバータ装置及び二次電池から成る車両駆動装置を搭載し、貨物輸送用鉄道車両の自走を可能とした。 In order to achieve the above object, in the freight transportation railway vehicle according to the present invention, the freight transportation railway vehicle is driven by a vehicle composed of a small-sized motor, an inverter device, and a secondary battery whose maximum output is about 1/10 that of a commuter train. Equipped with equipment, it enables self-propelled transportation of freight rail vehicles.
さらに、本発明に係る貨物輸送用鉄道車両では、前記車両駆動装置を制御するための無線通信手段を搭載し、最小限の人手で貨車の入れ替え作業が行えるようにした。 Further, the freight transportation railway vehicle according to the present invention is equipped with wireless communication means for controlling the vehicle drive device so that the freight car can be replaced with a minimum of manual labor.
具体的には、本発明は、機関車により牽引される貨物輸送用鉄道車両において、電動機と該電動機を駆動する電力変換手段および該電力変換手段に電力を供給する二次電池から成る車両駆動手段を備えた。 Specifically, the present invention relates to a freight transport railway vehicle towed by a locomotive, and includes a motor, a power conversion means for driving the motor, and a vehicle driving means comprising a secondary battery for supplying power to the power conversion means. Equipped with.
また、本発明は、前記貨物輸送用鉄道車両に、受電手段を設け、前記機関車の電源から電力変換手段および一対の電源線ならびに前記受電手段を介して受電し、前記二次電池を通常の走行時に充電するようにした。 Further, the present invention provides power receiving means in the freight transportation railway vehicle, and receives power from the locomotive power source through power conversion means, a pair of power lines and the power receiving means, and Charged when driving.
さらに、本発明は、前記前記貨物輸送鉄道車両を複数接続した列車の編成替えを行う場合に、前記車両駆動手段により貨物輸送用鉄道車両を自走させるようにした。 Furthermore, according to the present invention, when the train connected to a plurality of the freight transport railway vehicles is rearranged, the freight transport railway vehicles are caused to self-run by the vehicle driving means.
本発明は、機関車により牽引される貨物輸送用鉄道車両において、電動機と該電動機を駆動する電力変換手段および該電力変換手段に電力を供給する二次電池と通信手段とから成る車両駆動手段を備えた。さらに、本発明は、この貨物輸送用鉄道車両において、前記通信手段を無線通信手段とし、無線通信によって、車両駆動手段を制御するようにした。 The present invention relates to a freight transport railway vehicle towed by a locomotive, comprising: a motor, a power conversion means for driving the motor, a secondary battery for supplying power to the power conversion means, and a communication means. Prepared. Further, according to the present invention, in the freight transportation railway vehicle, the communication means is a wireless communication means, and the vehicle driving means is controlled by wireless communication.
さらに、本発明は、上記電力変換手段をインバータ装置とし、前記電動機を誘導電動しとした。 Furthermore, in the present invention, the power conversion means is an inverter device, and the electric motor is induction-driven.
本発明によれば、二次電池を有する小規模駆動装置と小規模な電動機を設けた機関車により牽引される貨物輸送用鉄道車両において、通常走行時に二次電池を充電しておき、機関車から切り離して貨物輸送用鉄道車両を移動する必要が発生した場合には、貨物輸送用鉄道車両自体に備えた小規模駆動装置により、自由に移動することができるため、貨車の入れ替え作業で発生する輸送時間のロスを低減することができる。 According to the present invention, in a railcar for cargo transportation towed by a locomotive equipped with a small-scale drive device having a secondary battery and a small-sized electric motor, the secondary battery is charged during normal travel, If it is necessary to move the freight transport railway vehicle separately from the vehicle, it can be moved freely by a small-scale drive device provided on the freight transport rail vehicle itself, which occurs when the freight car is replaced. Loss of transportation time can be reduced.
上記貨物輸送用鉄道車両にさらに無線通信による制御手段を設けた本発明によれば、貨車の移動をパソコンや携帯端末、携帯電話等の無線機器により制御できるので、少数の人数で多くの貨車を効率よく移動することができる。 According to the present invention in which the railcar for freight transportation is further provided with a control means by wireless communication, the movement of the freight car can be controlled by a wireless device such as a personal computer, a portable terminal, a mobile phone, etc. It can move efficiently.
以下、本発明にかかる貨物輸送用鉄道車両の実施の形態を、図面を用いて説明する。図1に、本発明をにかかる貨物輸送用鉄道車両を連結した列車の構成を示す。なお、本実施例では直流架線用機関車1両で貨物輸送用鉄道車両(以下、貨車という)をn両牽引し、機関車は2台の電動機を備えているものとして、以下説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a railway vehicle for freight transportation according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of a train in which freight transportation railway vehicles according to the present invention are connected. In the present embodiment, the following description will be given on the assumption that one DC overhead locomotive pulls n freight railway vehicles (hereinafter referred to as freight cars) and the locomotive includes two electric motors.
本発明にかかる機関車と該機関車に牽引される複数の貨車からなる列車は、小規模駆動装置12を有する複数台の貨車1−1〜1−nを、集電装置31と機関車駆動装置32を有する機関車3で牽引して構成される。
A train consisting of a locomotive according to the present invention and a plurality of wagons pulled by the locomotive drives a plurality of wagons 1-1 to 1-n having a small-
図2を用いて、小規模駆動装置12の具体的な構成を説明する。機関車3は、集電装置31と、該集電装置で架線から受電した電力で電動機を駆動制御する機関車駆動装置32と、受電電力または回生電力をDC/DC変換するDC/DCコンバータ33と、誘導電動機34a,34bを有して構成される。機関車3において、直流架線9から集電装置31を介して受電した電力は、機関車駆動装置33とDC/DCコンバータ33の二方に分岐され、機関車駆動装置32は直流電力を交流電力に変換し、その出力は、誘導電動機40a,40bに接続される。
A specific configuration of the small-
DC/DCコンバータ33の出力は、電源線5を介して、各貨車1−1〜1−nの小規模駆動装置12に供給される。小規模駆動装置12は直流電力を交流電力に変換し、その出力は夫々小規模の誘導電動機13a,13b供給される。
The output of the DC / DC converter 33 is supplied to the small-
貨車1の両連結面には、電源線5の受け栓19a,19bが設けられ、両受け栓19a,19b間を引通線14で接続している。
On both connecting surfaces of the
小規模駆動装置12は、二次電池121と、インバータ装置122と、インバータ駆動装置123と、充電スイッチ124と、起動スイッチ125と、方向スイッチ126と、電動機電流検出手段127とを有して構成される。
The small-
前記機関車3のDC/DCコンバータ33の出力の+側は、電源線5の+側と充電スイッチ124を介して二次電池121の+側に接続されるとともにインバータ装置122に接続される。また、前記DC/DCコンバータ33の出力の−側は、電源線5の−側と二次電池121の−側に接続されるとともにインバータ装置122に接続され、インバータ装置122の出力は2台の誘導電動機13a,13bに接続される。インバータ制御装置123は、直流電圧Edc、二次電池電圧Eb、電動機電流Im、起動スイッチ125および方向スイッチ126を入力とし、充電スイッチ124の駆動信号LBとインバータ装置122の駆動信号Sigを出力する。
The + side of the output of the DC / DC converter 33 of the locomotive 3 is connected to the + side of the
図3のフローチャートを用いて、図2に示した小規模駆動装置12のインバータ制御装置123の動作を説明する。まず、インバータ制御装置123は、DC/DCコンバータ33の出力Edcが所定値以上か否か判定し(S100)、この結果がYesの場合、架線9が接続されており通常の運行状態と判断する。
The operation of the
次に、インバータ制御装置123は、二次電池電圧Ebが所定値以上か否か判定し(S101)、この結果がYesの場合、二次電池121が十分充電されていると判断し、充電スイッチ124をオフする(S102)。しかし、ステップS101の判定結果がNoの場合、二次電池電圧が低下していると判断し、充電スイッチ124をオンして二次電池121を所定の電圧まで充電する(S103)。
Next, the
一方、ステップS100の判定結果がNoの場合、貨車1は、機関車3から切り離されており、自由に動けると判断し、起動スイッチ125の状態を取り込み、起動か否か判定する(S104)。この結果がYesの場合、起動と判断し、さらに、方向スイッチ126の状態を取り込み、前進か後進かを判定する(S105)。この結果がYesの場合、前進と判断し、前進処理を実行する(S106)。ステップS105の判定結果がNoの場合、後進と判断し、後進処理を実行する(S107)。
On the other hand, if the determination result in step S100 is No, it is determined that the
また、ステップS104の判定結果がNoの場合、停止処理を実行する(S108)。 If the determination result in step S104 is No, a stop process is executed (S108).
以上のように、本実施例によれば、通常走行時に二次電池を充電しておき、貨車を移動する必要が発生した場合には貨車自体に備えた小規模駆動装置により、自由に移動することができるため、貨車の入れ替え作業で発生する輸送時間のロスを低減することができる。 As described above, according to the present embodiment, the secondary battery is charged during normal traveling, and when it is necessary to move the freight car, the freight car moves freely by the small-scale driving device provided in the freight car itself. Therefore, it is possible to reduce the loss of transportation time that occurs in the replacement work of freight cars.
なお、本実施の形態では、通常走行時は充電スイッチ124を開放して小規模駆動装置12を使用しないようにしたが、列車の起動時あるいは登坂時には、貨車1の小規模駆動装置12を補助的駆動として使用することにより、機関車駆動装置の最大出力を小さくして小型化を、あるいは出力を制御して長寿命化を図るようにしてもよい。
In the present embodiment, the
また、小規模駆動装置12の二次電池121の充電両を常に50%程度にしておき、架線9が軽負荷状態のときには、機関車駆動装置32の回生エネルギーを吸収するようにしてもよい。
Alternatively, both of the charging of the
図4および図5を用いて、本発明の小規模駆動装置に関する第2の実施の形態を説明する。この実施の形態は、図2に示す実施の形態から、機関車3のDC/DCコンバータ33と、貨車1の引通線14と、機関車3と貨車1間の電源線5を廃止しているる。図中図2と同じ記号は同意味のため説明を省略する。
A second embodiment relating to the small-scale drive device of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment eliminates the DC / DC converter 33 of the locomotive 3, the lead-in
この実施の形態では、二次電池121の充電を、当該貨車1の回生エネルギーにより行うようにした。すなわち、図5の処理フローチャートに示すように、まず、インバータ制御装置123は、二次電池電圧Ebが所定値以下か否かを判断する(S110)。この結果がYesでありかつ貨車1の速度を推定し貨車1が機関車3に牽引されて走行中であるときには、速度が所定値以上か否かを判断する(S111)。この結果がYesの場合は、回生処理を実行して二次電池を充電する(S112)。ステップS111の判断結果がNoの場合は回生処理をバイパスし、充電を行わない。
In this embodiment, the
また、ステップS110の判断がNoであり、貨車1が機関車3から切り離されて単独に移動可能な状態にあるときには、図3のステップS104以降と同様な処理を行い(S104〜S108)、自立して移動する。
Further, when the determination in step S110 is No and the
なお、前述の速度は最近の速度センサレスベクトル制御技術を用いることにより電動機電流Imより容易に推定できることは言うまでもない。 Needless to say, the speed can be easily estimated from the motor current Im by using a recent speed sensorless vector control technique.
図6を用いて、本発明にかかる貨物輸送用鉄道車両における小規模駆動装置の第3の実施形態を説明する。なお図2と同じ記号は同意味のため説明を省略する。図6では、小規模制御装置12に備えた、インバータ制御装置123への指令を入力する起動スイッチ125および方向スイッチ126に代えて、アンテナ15を有するアンテナインタフェース回路128を備え、外部から操作者の起動指令および方向指令を無線により指示するようにした。
A third embodiment of the small-scale drive device in the freight transportation railway vehicle according to the present invention will be described with reference to FIG. Note that the same symbols as those in FIG. In FIG. 6, instead of the
アンテナインタフェース回路128は、貨車の走行速度を示す信号を操作者に送信することによって、より安全に走行を制御することができる。
The
本実施例によれば貨車の移動を、パソコンや携帯端末、携帯電話等の無線機器により制御できるので、少数の人数で多くの貨車を効率よく移動することができる。 According to this embodiment, since the movement of the freight car can be controlled by a wireless device such as a personal computer, a portable terminal, or a mobile phone, a large number of freight cars can be moved efficiently by a small number of people.
本発明においては、貨車に搭載した二次電池を、電気機関車からの電力または貨車の回生エネルギーを利用して充電するようにしたが、駅や操車場に等に充電設備備え、前記受電手段から受電した電力によって前記二次電池を充電することができる。 In the present invention, the secondary battery mounted on the freight car is charged by using the electric power from the electric locomotive or the regenerative energy of the freight car. The secondary battery can be charged by the power received from the battery.
本発明においては、貨車に2台の誘導電動機を搭載した例を説明したが、電動機は一台であってもよく、直流電動機であってもよい。電動機を直流電動機とする場合は、小規模駆動装置のインバータ装置をDC/DCコンバータからなる電力変換手段とすることによって直流電動機を駆動制御することができる。 In the present invention, an example in which two induction motors are mounted on a freight car has been described, but the number of motors may be one or a DC motor. When the electric motor is a direct current motor, the direct current motor can be driven and controlled by using the inverter device of the small-scale drive device as a power conversion means including a DC / DC converter.
1…貨車
12…小規模駆動装置
13…誘導電動機
121…二次電池
1222…インバータ装置
123…インバータ制御装置
124…充電スイッチ
125…起動スイッチ
126…方向スイッチ
127…電動機電流検出手段
128…インターフェース回路
14…引通線
15…アンテナ
19…受け栓
3…機関車
32…機関車駆動装置
33…DC/DCコンバータ
34…誘導電動機
5…電源線
9…架線
DESCRIPTION OF
Claims (6)
電動機と該電動機を駆動する電力変換手段および該電力変換手段に電力を供給する二次電池から成る車両駆動手段を備えたことを特徴とする貨物輸送用鉄道車両。 In freight transport railway vehicles towed by locomotives,
A freight transport railway vehicle comprising: an electric motor; power conversion means for driving the electric motor; and vehicle drive means comprising a secondary battery for supplying electric power to the power conversion means.
電動機と該電動機を駆動する電力変換手段および該電力変換手段に電力を供給する二次電池と通信手段とから成る車両駆動手段を備えたことを特徴とする貨物輸送用鉄道車両。 In freight transport railway vehicles towed by locomotives,
A freight transportation railway vehicle comprising: an electric motor; power conversion means for driving the electric motor; vehicle drive means comprising a secondary battery for supplying power to the power conversion means; and communication means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004019761A JP2005218185A (en) | 2004-01-28 | 2004-01-28 | Railroad vehicle for freight transportation |
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Publication Number | Publication Date |
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
JP2007336779A (en) * | 2006-06-19 | 2007-12-27 | Toshiba Corp | Electric vehicle drive |
JP2010111340A (en) * | 2008-11-10 | 2010-05-20 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | Overhead wire voltage compensation vehicle |
-
2004
- 2004-01-28 JP JP2004019761A patent/JP2005218185A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007336779A (en) * | 2006-06-19 | 2007-12-27 | Toshiba Corp | Electric vehicle drive |
JP2010111340A (en) * | 2008-11-10 | 2010-05-20 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | Overhead wire voltage compensation vehicle |
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