JP2014217087A - Electric locomotive system and electric locomotive - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インバータ制御方式の電気機関車と抵抗制御方式の電気機関車とを協調運転させる電気機関車システムおよびこれを構成する電気機関車に関する。 The present invention relates to an electric locomotive system in which an inverter-controlled electric locomotive and a resistance-controlled electric locomotive are operated in a coordinated manner, and an electric locomotive constituting the electric locomotive.
従来から、鉄道車両において、動力形式や主電動機の制御方式が相違する複数の動力車を併結運転ないし重連運転する際には、これらの動力車を相互に協調させて運転する協調運転が行われている。 Conventionally, in a railway vehicle, when a plurality of power vehicles having different power types and main motor control methods are operated in combination or in multiple operation, cooperative operation in which these power vehicles are operated in cooperation with each other has been performed. It has been broken.
電気車における協調運転の従来技術として、例えば特許文献1には、電気車に気動車を併結した編成において、車体重量の検出量と運転士によるノッチ指令とに応じて選択した制御マップに基づいて気動車の引張力を車体重量に応じた最適な値に設定することにより、電気車と気動車とを滑らかに協調運転させることを可能とした技術が記載されている。
As a conventional technique of cooperative driving in an electric vehicle, for example,
一方、インバータ制御方式の電気機関車としてVVVF制御方式(可変電圧可変周波数制御方式)の電気機関車が普及するのに伴い、VVVF制御方式の電気機関車と従来から用いられている抵抗制御方式の電気機関車とを連結し、これらを協調運転させることが求められてきている。 On the other hand, as the electric locomotive of the VVVF control system (variable voltage variable frequency control system) becomes popular as the electric locomotive of the inverter control system, the electric locomotive of the VVVF control system and the resistance control system conventionally used are used. There has been a demand for connecting electric locomotives and operating them together.
VVVF制御方式の電気機関車は自動進段式の主幹制御器を有しており、その運転操作は、運転台に設けられたハンドルにより目標のノッチ指令を一括投入する自動進段の操作によって行われる。これに対して、抵抗制御方式の電気機関車の主幹制御器は手動進段式となっており、その運転操作は、運転台に設けられたメーターにより主電動機の電機子電流(主回路電流)の値を確認しながら、この電機子電流が一定値以下を保つようにノッチ指令を順次手動で上げていく手動進段の操作により行われる。また、抵抗制御方式の電気機関車は、主電動機の電機子電流が一定値以上になると、電機子電流過電流故障となり、その制御動作が停止される構成となっている。 The electric locomotive of the VVVF control system has an automatic advance type master controller, and the operation is performed by an automatic advance operation in which target notch commands are collectively input by a handle provided on the cab. Is called. On the other hand, the main controller of the resistance control type electric locomotive is a manual advance type, and its operation is performed by a meter provided on the cab with the armature current (main circuit current) of the main motor. While confirming this value, the notch command is sequentially raised manually so as to keep this armature current below a certain value. In addition, the resistance control type electric locomotive is configured such that when the armature current of the main motor exceeds a certain value, an armature current overcurrent failure occurs and the control operation is stopped.
そのため、VVVF制御方式の電気機関車と抵抗制御方式の電気機関車とを協調運転するには、何れの電気機関車を主務車(先頭車)とした場合であっても、抵抗制御方式の電気機関車の運転操作と同じように、主電動機の電機子電流の値が一定値以下であることを確認しながらノッチ指令を上げる運転操作を行う必要がある。 Therefore, in order to coordinately operate a VVVF control type electric locomotive and a resistance control type electric locomotive, no matter which electric locomotive is the main vehicle (leading car), the resistance control type electric locomotive is used. Similar to the operation of the locomotive, it is necessary to perform the operation of raising the notch command while confirming that the value of the armature current of the main motor is not more than a certain value.
しかしながら、VVVF制御方式の電気機関車の運転台においては抵抗制御方式の電気機関車の電機子電流値を知ることができないので、VVVF制御方式の電気機関車側から適正なタイミングでノッチ指令を上げる操作を行うためには、汽笛等を用いて電気機関車間で合図を送る必要があるなど、VVVF制御方式の電気機関車を主務車とした協調運転は困難であった。 However, since the armature current value of the resistance control type electric locomotive cannot be known in the cab of the VVVF control type electric locomotive, the notch command is raised at an appropriate timing from the electric locomotive side of the VVVF control type. In order to perform the operation, it is necessary to send a signal between the electric locomotives using a whistle or the like, and it has been difficult to perform a cooperative operation using a VVVF control type electric locomotive as a main vehicle.
本発明は、従来技術が抱えるこのような問題を解決することを課題とするものであり、その目的とするところは、インバータ制御方式の電気機関車と抵抗制御方式の電気機関車とを連結してなる電気機関車システムにおいて、何れの電気機関車を主務車としても、その協調運転を容易に行い得るようにすることにある。 An object of the present invention is to solve such problems of the prior art, and an object of the present invention is to connect an inverter-controlled electric locomotive and a resistance-controlled electric locomotive. In the electric locomotive system, any one of the electric locomotives can be easily operated as a main vehicle.
本発明の電気機関車システムは、手動進段式の主幹制御器を備えた抵抗制御方式の第1電気機関車と、自動進段式の主幹制御器を備え、前記第1電気機関車に連結されたインバータ制御方式の第2電気機関車と、を有し、前記第1電気機関車の主電動機の電機子電流値を表示する表示手段を前記第2電気機関車の運転台に設けたことを特徴とする。 The electric locomotive system of the present invention includes a resistance control type first electric locomotive equipped with a manual advance type main controller and an automatic advance type main controller connected to the first electric locomotive. And a display means for displaying an armature current value of a main motor of the first electric locomotive is provided in the cab of the second electric locomotive. It is characterized by.
本発明の電気機関車システムは、上記構成において、前記第1電気機関車と前記第2電気機関車との間に、前記第1電気機関車の主電動機の電機子電流信号を前記第2電気機関車側に受け渡すジャンパー線を有するのが好ましい。 In the electric locomotive system of the present invention, in the above configuration, an armature current signal of a main motor of the first electric locomotive is transmitted between the first electric locomotive and the second electric locomotive. It is preferable to have a jumper wire passing to the locomotive side.
本発明の電気機関車は、自動進段式の主幹制御器を備えたインバータ制御方式の電気機関車であって、手動進段式の主幹制御器を備えた抵抗制御方式の電気機関車に連結されたときに、該抵抗制御方式の電気機関車の主電動機の電機子電流値を表示する表示手段を運転台に備えることを特徴とする。 The electric locomotive of the present invention is an inverter control type electric locomotive equipped with an automatic advance type main controller, and is connected to a resistance control type electric locomotive equipped with a manual advance type main controller. When this is done, the cab is provided with display means for displaying the armature current value of the main motor of the electric locomotive of the resistance control system.
本発明の電気機関車は、手動進段式の主幹制御器を備えた抵抗制御方式の電気機関車であって、自動進段式の主幹制御器を備えたインバータ制御方式の電気機関車に連結されたときに、該インバータ制御方式の電気機関車に向けて主電動機の電機子電流信号を出力する電流信号出力端子を備えることを特徴とする。 The electric locomotive of the present invention is a resistance control type electric locomotive equipped with a manual advance type main controller, and is connected to an inverter control type electric locomotive equipped with an automatic advance type main controller. And a current signal output terminal for outputting an armature current signal of the main motor toward the inverter-controlled electric locomotive.
本発明によれば、インバータ制御方式の電気機関車の運転台に設けられる表示手段により、当該運転台において抵抗制御方式の電気機関車の電機子電流値を確認することができるので、インバータ制御方式の電気機関車と抵抗制御方式の電気機関車とを連結した電気機関車システムをインバータ制御方式の電気機関車の運転台において運転する場合であっても、抵抗制御方式の電気機関車の電機子電流値を監視した手動ノッチ操作が可能となる。したがって、インバータ制御方式の電気機関車と抵抗制御方式の電気機関車とを連結した電気機関車システムにおいて、何れの電気機関車を主務車としても、その協調運転を容易に行うことができる。 According to the present invention, the armature current value of the resistance control type electric locomotive can be confirmed in the cab by the display means provided in the cab of the inverter control type electric locomotive. Even when an electric locomotive system in which an electric locomotive is connected to an electric locomotive of resistance control type is operated in the cab of the electric locomotive of inverter control type, the armature of the electric locomotive of resistance control type is used. Manual notch operation with current value monitored becomes possible. Therefore, in an electric locomotive system in which an inverter-controlled electric locomotive and a resistance-controlled electric locomotive are connected, any electric locomotive can be easily operated as a main vehicle.
インバータ制御方式の電気機関車と抵抗制御方式の電気機関車とを連結してなる電気機関車システムにおいて、何れの電気機関車を主務車としても、その協調運転を容易に行い得るようにするという目的を、インバータ制御方式の電気機関車の運転台に、これに連結された抵抗制御方式の電気機関車の主電動機の電機子電流値を表示する表示手段を設けて、インバータ制御方式の電気機関車の運転台において抵抗制御方式の電気機関車の電機子電流値を監視した手動ノッチ操作を可能にする、という簡便な構成で実現した。 In an electric locomotive system in which an inverter-controlled electric locomotive and a resistance-controlled electric locomotive are connected, any electric locomotive can be used as a main vehicle so that cooperative operation can be easily performed. The purpose is to provide a display means for displaying the armature current value of the main motor of the resistance control type electric locomotive connected to the cab of the inverter control type electric locomotive. This was achieved with a simple configuration that enabled manual notch operation by monitoring the armature current value of the resistance-controlled electric locomotive in the cab of the car.
以下、図1に基づいて本発明を例示説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIG.
図1に示す電気機関車システム1は、連結器2により、インバータ制御方式の電気機関車10と抵抗制御方式の電気機関車20とを連結した編成に構成されている。図示する場合では、電気機関車システム1は2両の電気機関車10,20のみで編成されるが、これらの電気機関車10,20に加えて1両ないし複数両の付随車を連結する構成とすることもできる。この場合、電気機関車システム1は、電気機関車10を有する電気車と電気機関車20を有する電気車とを併結運転する編成、または2両の電気機関車10,20による重連運転を行う編成とすることができる。
The
インバータ制御方式の電気機関車10は、その車輪10aを駆動する駆動源となる主電動機11と、主電動機11の作動を制御する制御装置12とを備えている。主電動機11としては、例えば、かご形三相誘導電動機や同期電動機等の交流電動機が用いられる。また、制御装置12としては、例えばVVVF制御(可変電圧可変周波数制御)により主電動機11を制御可能なインバータ制御方式のものが用いられる。
The inverter-controlled
制御装置12には軌道上に設けられる架線(不図示)に接する集電装置(パンタグラフ)13が接続され、この集電装置13を介して制御装置12に交流電流が供給される。
A current collector (pantograph) 13 in contact with an overhead wire (not shown) provided on the track is connected to the
電気機関車10の運転室には運転台10bが設けられ、この運転台10bには自動進段式の主幹制御器14が設けられている。主幹制御器14は、主ハンドル(不図示)のノッチ位置により電気機関車10に対する力行(加速)やブレーキ(制動)の指令となるノッチ指令信号を出力する。この主幹制御器14は接続線15により制御装置12に接続され、制御装置12は主幹制御器14から入力されるノッチ指令信号に基づいて主電動機11の作動を制御する。
A driver's
一方、抵抗制御方式の電気機関車20は、その車輪20aを駆動する駆動源となる主電動機21と、主電動機21の作動を制御する制御装置22とを備えている。主電動機21としては、例えば、かご形三相誘導電動機や同期電動機の交流電動機やブラシ付き電動機等の直流電動機が用いられる。また、制御装置22としては、抵抗制御方式のものが用いられる。
On the other hand, the resistance-controlled
制御装置22には軌道上に設けられる架線(不図示)に接する集電装置(パンタグラフ)23が接続され、この集電装置23を介して制御装置22に交流電流が供給される。
A current collector (pantograph) 23 in contact with an overhead line (not shown) provided on the track is connected to the
電気機関車20には電気機関車10の運転室とは逆側を向いた運転室が設けられている。この運転室には運転台20bが設けられ、運転台20bには手動進段式の主幹制御器24が設けられている。主幹制御器24は接続線25により制御装置22に接続されており、主ハンドル(不図示)のノッチ位置により電気機関車20に対する力行(加速)やブレーキ(制動)の指令となるノッチ指令信号を制御装置22に向けて出力する。制御装置22は間接制御式となっており、主幹制御器24から入力されるノッチ指令信号に基づいて、抵抗制御方式により主電動機21の作動を制御する。
The
制御装置22は電流データ出力部22aを備えており、主電動機21の電機子に流れる電流つまり電機子電流(主回路電流)の値を検出し、その電流値を電機子電流信号として電流データ出力部22aから出力する。
The
抵抗制御方式の電気機関車20の運転台20bには自車電機子電流計26が設けられている。この自車電機子電流計26は制御装置22に設けられた電流データ出力部22aに引き通し線27により接続され、電流データ出力部22aから出力される電機子電流信号を受けて主電動機21の電機子電流の値を表示する。したがって、運転者は電気機関車20の運転室において主電動機21の電機子電流の値を確認することができる。
A
また、抵抗制御方式の電気機関車20には電流信号出力端子28が設けられている。この電流信号出力端子28は引き通し線27により制御装置22の電流データ出力部22aに接続されており、電機子電流信号を外部に出力することができる。
The resistance control type
インバータ制御方式の電気機関車10の運転台10bには、表示手段としての他車電機子電流計16が設けられている。他車電機子電流計16には引き通し線17が接続され、この引き通し線17により、他車電機子電流計16は電気機関車10に設けられた電流信号入力端子18に接続されている。電流信号入力端子18は、電気機関車10,20の間に設けられたジャンパー線Lにより抵抗制御方式の電気機関車20の電流信号出力端子28に接続されており、電流信号出力端子28から出力される電機子電流信号がジャンパー線Lを通して受け渡されるようになっている。これにより、インバータ制御方式の電気機関車10の運転台10bに設けられた他車電機子電流計16は抵抗制御方式の電気機関車10の制御装置22に設けられた電流データ出力部22aに接続され、電流データ出力部22aから出力される電機子電流信号を受けて電気機関車20の主電動機21の電機子電流の値を表示する。このような構成により、インバータ制御方式の電気機関車10の運転台10bにおいても、他車電機子電流計16により抵抗制御方式の電気機関車20の主電動機21の電機子電流の値を確認することができる。
A driver's
抵抗制御方式の電気機関車20を主務車として協調運転を行う際には、運転室に設けられた自車電機子電流計26により主電動機21の電機子電流の値を確認しながら主幹制御器24を操作し、この電機子電流が一定値以下を保つようにノッチ指令を手動で上げていく。このとき、電気機関車20の制御装置22に入力されたノッチ指令信号は通信線30を通して電気機関車10の制御装置12に入力され、当該制御装置12は当該入力されたノッチ指令信号に基づいて自動進段により電気機関車10の主電動機11の作動を制御する。
When performing cooperative operation using the resistance-controlled electric locomotive 20 as the main vehicle, the master controller while checking the value of the armature current of the
一方、インバータ制御方式の電気機関車10を主務車として協調運転を行う際には、運転室に設けられた他車電機子電流計16により、抵抗制御方式の電気機関車20の主電動機21の電機子電流の値を確認しながら主幹制御器14を操作し、この電機子電流が一定値以下を保つようにノッチ指令を手動で上げていく。このとき、電気機関車10の制御装置12に入力されたノッチ指令信号は通信線30を通して電気機関車20の制御装置22に入力され、当該制御装置22は当該入力されたノッチ指令信号に基づいて電気機関車20の主電動機21の作動を制御する。ノッチ指令信号は、主電動機21の電機子電流値が一定値以下を保つものとされているので、このような制御によって主電動機21に過電流が生じることはない。
On the other hand, when performing the cooperative operation using the inverter-controlled electric locomotive 10 as the main vehicle, the other
以上説明したように、本発明では、インバータ制御方式の電気機関車10の運転台10bにおいて電気機関車システム1を運転操作する際に、当該運転台10bに設けられた他車電機子電流計16により、抵抗制御方式の電気機関車20の主電動機21の電機子電流値を監視することができるので、電気機関車10の運転台10bから、抵抗制御方式の電気機関車20の主電動機21が電機子電流の過電流を発生させないように、手動ノッチ操作を容易に行うことができる。したがって、インバータ制御方式の電気機関車10と抵抗制御方式の電気機関車20とを連結した電気機関車システム1において、何れの電気機関車10,20を主務車としても、その協調運転を容易に行うことができる。
As described above, in the present invention, when the
また、インバータ制御方式の電気機関車10と抵抗制御方式の電気機関車20との協調運転において、何れの電気機関車10,20を主務車としても、抵抗制御方式の電気機関車20の主電動機21の電機子電流の値を監視しながら手動でノッチ指令を行うことができるので、抵抗制御方式の電気機関車20における電機子電流過電流の故障発生率を低減させることができる。
Further, in the coordinated operation of the inverter-controlled
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
例えば、前記実施例においては、2両の電気機関車10,20を隣接して連結する構成としているが、これに限らず、2両の電気機関車10,20の間に付随車を連結したプッシュ−プル式の編成とすることもできる。この場合、引き通し線17,27や通信線30は付随車を介して電気機関車10,20の間に引き通すことができる。
For example, in the above-described embodiment, the two
さらに、前記実施例においては、インバータ制御方式の電気機関車10を、VVVF制御方式による制御を行うものとしているが、これに限らず、自動進段により主電動機21を制御することができるものであれば、他の方式のインバータ制御により制御されるものとすることもできる。
Further, in the embodiment, the
本発明では、抵抗制御方式の電気機関車20の主電動機21の電機子電流の値を表示する他車電機子電流計16をインバータ制御方式の電気機関車10の運転台10bに設けるようにしているが、例えば、主電動機21が出力するトルク値を検出して表示するトルク計を表示手段としてインバータ制御方式の電気機関車10の運転台10bに設けるなど、主電動機21の電機子電流と同等もしくは類似した変化傾向を示す数値を検出・表示するものであれば、他の計器等を表示手段としてインバータ制御方式の電気機関車10の運転台10bに設けることもできる。
In the present invention, the other
本発明は、協調運転を容易に行うことができる電気機関車を製造する際に利用することができる。 The present invention can be used when manufacturing an electric locomotive that can easily perform cooperative operation.
1 電気機関車システム
10 インバータ制御方式の電気機関車(第2電気機関車)
10b 運転台
14 主幹制御器
20 抵抗制御方式の電気機関車(第1電気機関車)
21 主電動機
24 主幹制御器
28 電流信号出力端子
L ジャンパー線
1
10b Driver's
21
Claims (4)
自動進段式の主幹制御器を備え、前記第1電気機関車に連結されたインバータ制御方式の第2電気機関車と、を有し、
前記第1電気機関車の主電動機の電機子電流値を表示する表示手段を前記第2電気機関車の運転台に設けたことを特徴とする電気機関車システム。 A first electric locomotive of resistance control type equipped with a manually advanced master controller;
A second electric locomotive of an inverter control system provided with an automatic advance type main controller and connected to the first electric locomotive;
An electric locomotive system comprising display means for displaying an armature current value of a main motor of the first electric locomotive on a cab of the second electric locomotive.
手動進段式の主幹制御器を備えた抵抗制御方式の電気機関車に連結されたときに、該抵抗制御方式の電気機関車の主電動機の電機子電流値を表示する表示手段を運転台に備えることを特徴とする電気機関車。 An inverter-controlled electric locomotive equipped with an automatic main controller
Display means for displaying the armature current value of the main motor of the resistance control type electric locomotive when connected to a resistance control type electric locomotive equipped with a manually advanced master controller. An electric locomotive characterized by comprising.
自動進段式の主幹制御器を備えたインバータ制御方式の電気機関車に連結されたときに、該インバータ制御方式の電気機関車に向けて主電動機の電機子電流信号を出力する電流信号出力端子を備えることを特徴とする電気機関車。 A resistance-controlled electric locomotive equipped with a manually advanced main controller,
A current signal output terminal for outputting an armature current signal of a main motor to an electric locomotive of an inverter control system when connected to an electric locomotive of an inverter control system having an automatic advance type main controller An electric locomotive comprising:
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