JP2637945B2 - 電気車の回生ブレーキ制御装置 - Google Patents
電気車の回生ブレーキ制御装置Info
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- 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
- B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
- B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
- B60L7/12—Dynamic electric regenerative braking for vehicles propelled by dc motors
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- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は回生ブレーキを使用する電気車の制御装置、
特に複数個の直流直巻電動機を用い、その直巻界磁を別
電源から添加励磁することにより弱界磁制御及び回生ブ
レーキ制御を行うと共に直流直巻電動機を２群に分けて
それぞれの群毎に界磁制御装置を備え、この２群の直並
列制御をするとともに、車両速度を検知する機能を持た
ない電気車の回生ブレーキ制御装置に関するものであ
る。
特に複数個の直流直巻電動機を用い、その直巻界磁を別
電源から添加励磁することにより弱界磁制御及び回生ブ
レーキ制御を行うと共に直流直巻電動機を２群に分けて
それぞれの群毎に界磁制御装置を備え、この２群の直並
列制御をするとともに、車両速度を検知する機能を持た
ない電気車の回生ブレーキ制御装置に関するものであ
る。
（従来の技術） 従来、直流電動機の界磁制御を行って回生ブレーキを
使用し、なおかつ、力行と回生ブレーキの主回路が全く
同一の構成になっているような場合、力行および回生ブ
レーキの切り換えは主回路を切り換えずに界磁電流を調
整するだけで行える。つまり、ある速度で走行中、力行
しようとする場合は界磁電流を減らして界磁を弱め、回
生ブレーキにする場合は界磁電流を増して界磁を強めれ
ばよい。また界磁を適当に調整すれば、電機子電流を零
アンペアにすることができ、つまり電気車を惰行状態に
することができる。
使用し、なおかつ、力行と回生ブレーキの主回路が全く
同一の構成になっているような場合、力行および回生ブ
レーキの切り換えは主回路を切り換えずに界磁電流を調
整するだけで行える。つまり、ある速度で走行中、力行
しようとする場合は界磁電流を減らして界磁を弱め、回
生ブレーキにする場合は界磁電流を増して界磁を強めれ
ばよい。また界磁を適当に調整すれば、電機子電流を零
アンペアにすることができ、つまり電気車を惰行状態に
することができる。
よって、駅出発時に一旦主回路をオンしてしまえば途
中主回路のオン・オフを行う必要がなく、界磁制御のみ
で電気車の運転が行える。
中主回路のオン・オフを行う必要がなく、界磁制御のみ
で電気車の運転が行える。
（発明が解決しようとする課題） しかし、この方法だと惰行中でも磁界に常に電流を流
しているため、この分の損失が増加することになる。た
だし、駅間の短い線区のように主回路のオン・オフを頻
繁に行い惰行区間の短い場合は主回路断流器の開閉頻度
を減らした方が保守上有利となるが、駅間の長い場合に
は惰行時間が長くなるため磁界損失が増加するので、惰
行中は主回路をオフにした方が有利となる。
しているため、この分の損失が増加することになる。た
だし、駅間の短い線区のように主回路のオン・オフを頻
繁に行い惰行区間の短い場合は主回路断流器の開閉頻度
を減らした方が保守上有利となるが、駅間の長い場合に
は惰行時間が長くなるため磁界損失が増加するので、惰
行中は主回路をオフにした方が有利となる。
しかしながら、このように主回路をオフした状態から
回生ブレーキ回路を構成しようとする場合、主回路を高
速域では並列に、低速域では直列に構成して高速域から
低速域まで回生ブレーキを有効に作用させる必要があ
り、車両速度を検知している場合は問題はないが、そう
でない場合は主回路を並列にするのか直列にするのかの
判断が困難である。
回生ブレーキ回路を構成しようとする場合、主回路を高
速域では並列に、低速域では直列に構成して高速域から
低速域まで回生ブレーキを有効に作用させる必要があ
り、車両速度を検知している場合は問題はないが、そう
でない場合は主回路を並列にするのか直列にするのかの
判断が困難である。
このような場合には、一旦主回路をオフの状態で並列
あるいは直列で主回路を構成し、界磁電流を流して電機
子の所定の電圧が発生するかどうかを判別し、良ならば
そのままの回路で主回路断流器をオンし、否ならば、並
列→直列あるいは直列→並列に接続換えを行ってから主
回路断流器をオンして回生ブレーキ回路を構成する。
あるいは直列で主回路を構成し、界磁電流を流して電機
子の所定の電圧が発生するかどうかを判別し、良ならば
そのままの回路で主回路断流器をオンし、否ならば、並
列→直列あるいは直列→並列に接続換えを行ってから主
回路断流器をオンして回生ブレーキ回路を構成する。
しかしながら、このような方法であると、ブレーキ指
令が出てから回生ブレーキ電流が立ち上がるまでに時間
が掛かり、その分だけ回生電力がロスするとともに、回
生ブレーキが立ち上がらない間、補足の空気ブレーキが
動作するため、制輪子の磨耗が増加する欠点があった。
令が出てから回生ブレーキ電流が立ち上がるまでに時間
が掛かり、その分だけ回生電力がロスするとともに、回
生ブレーキが立ち上がらない間、補足の空気ブレーキが
動作するため、制輪子の磨耗が増加する欠点があった。
（課題を解決するための手段） 本発明の目的は、主回路が開路した惰行状態から回生
ブレーキ回路を速やかに構成する電気車の回生ブレーキ
制御装置を提供して、これらの欠点を改良することにあ
る。
ブレーキ回路を速やかに構成する電気車の回生ブレーキ
制御装置を提供して、これらの欠点を改良することにあ
る。
本発明は、この目的のために、複数個の直流直巻電動
機と、該２群の直流直巻電動機を用い、その直巻界磁を
別電源から添加励磁することにより弱界磁制御および回
生ブレーキ制御を行うと共に直流直巻電動機を２群に分
けてそれぞれの群毎に界磁制御装置を備え、この２群を
直並列制御するとともに、車両速度を検知する機能を持
たない電気車制御装置において、主回路が開路した状態
から回生ブレーキ回路を構成する場合に、主回路断流器
および界磁接触器をまず投入し、２群の電動機を直列に
接続する接触器及び２群の電動機を並列に接続する接触
器は開路したままの状態で、少なくとも片群の電動機の
界磁巻線に界磁制御装置から所定の界磁電流を流し電機
子に電圧を誘起させ、この電圧値により速度を判別し、
予め定められた速度より高い速度の場合は両群それぞれ
の電機子端子電圧を架線電圧より高いある所定の値にな
るよう電磁電流を調節するとともに、２群の電動機を並
列に接続する接触器を投入し、低い速度の場合は、両群
それぞれの電機子端子電圧を架線電圧の1/2より高いあ
る所定の値になるように直巻界磁電流を調整するととも
に、２群の電動機を直列に接続する接触器を投入して回
生ブレーキ回路を構成するようにしたことを特徴とす
る。
機と、該２群の直流直巻電動機を用い、その直巻界磁を
別電源から添加励磁することにより弱界磁制御および回
生ブレーキ制御を行うと共に直流直巻電動機を２群に分
けてそれぞれの群毎に界磁制御装置を備え、この２群を
直並列制御するとともに、車両速度を検知する機能を持
たない電気車制御装置において、主回路が開路した状態
から回生ブレーキ回路を構成する場合に、主回路断流器
および界磁接触器をまず投入し、２群の電動機を直列に
接続する接触器及び２群の電動機を並列に接続する接触
器は開路したままの状態で、少なくとも片群の電動機の
界磁巻線に界磁制御装置から所定の界磁電流を流し電機
子に電圧を誘起させ、この電圧値により速度を判別し、
予め定められた速度より高い速度の場合は両群それぞれ
の電機子端子電圧を架線電圧より高いある所定の値にな
るよう電磁電流を調節するとともに、２群の電動機を並
列に接続する接触器を投入し、低い速度の場合は、両群
それぞれの電機子端子電圧を架線電圧の1/2より高いあ
る所定の値になるように直巻界磁電流を調整するととも
に、２群の電動機を直列に接続する接触器を投入して回
生ブレーキ回路を構成するようにしたことを特徴とす
る。
（作用） 本発明は、主回路が開路した惰行状態において、上述
したようにまず界磁接触器を投入し、直列及並列接続用
接触器をオフした状態で、界磁制御装置から少なくとも
片群の電動機に所定の電磁電流を流して、その電機子に
発生する電圧により車両速度を判別し、直列接続にすべ
きか並列接続にすべきかを判断し、これに応じて電機子
電圧を所要の値に調整すると共に、直列又は並列接続用
接触器を投入して所要の回生ブレーキ回路を構成するの
で、電気車制御装置自身が車両速度を検知する機能を持
たなくても速やかに所要の回生ブレーキ回路を構成し、
回生ブレーキ電流を速やかに立ち上がらせることができ
る。
したようにまず界磁接触器を投入し、直列及並列接続用
接触器をオフした状態で、界磁制御装置から少なくとも
片群の電動機に所定の電磁電流を流して、その電機子に
発生する電圧により車両速度を判別し、直列接続にすべ
きか並列接続にすべきかを判断し、これに応じて電機子
電圧を所要の値に調整すると共に、直列又は並列接続用
接触器を投入して所要の回生ブレーキ回路を構成するの
で、電気車制御装置自身が車両速度を検知する機能を持
たなくても速やかに所要の回生ブレーキ回路を構成し、
回生ブレーキ電流を速やかに立ち上がらせることができ
る。
（実施例） 以下、本発明を図面につき詳細に説明する。
第１図は本発明による電気車制御装置の一実施例を示
す回路図であり、図中PNはパンタグラフ、１は主回路断
流器で、A1,MF1,IS1,2a及び3aはそれぞれ直流直巻電動
機第１群の電機子、界磁巻線、誘導分路、界磁接触器及
び界磁制御装置であり、A2,MF2,IS2,2b及び3bはそれぞ
れ直流直巻電動機第２群の電機子、界磁巻線、誘導分
路、界磁接触器及び界磁制御装置である。また、K1は第
１及び第２群の電動機を直列に接続する接触器、K2,K3
は第１及び第２群の電動機を並列に接続する接触器であ
り、K1がオンでK2,K3がオフならば、第１群の電動機と
第２群の電動機とが直列接続となり、K1がオフでK2,K3
がオンならば、第１群の電動機と第２群の電動機とが並
列接続となる。なお、MR1及びMR2は主抵抗器である。
す回路図であり、図中PNはパンタグラフ、１は主回路断
流器で、A1,MF1,IS1,2a及び3aはそれぞれ直流直巻電動
機第１群の電機子、界磁巻線、誘導分路、界磁接触器及
び界磁制御装置であり、A2,MF2,IS2,2b及び3bはそれぞ
れ直流直巻電動機第２群の電機子、界磁巻線、誘導分
路、界磁接触器及び界磁制御装置である。また、K1は第
１及び第２群の電動機を直列に接続する接触器、K2,K3
は第１及び第２群の電動機を並列に接続する接触器であ
り、K1がオンでK2,K3がオフならば、第１群の電動機と
第２群の電動機とが直列接続となり、K1がオフでK2,K3
がオンならば、第１群の電動機と第２群の電動機とが並
列接続となる。なお、MR1及びMR2は主抵抗器である。
本例電気車制御装置は力行と回生ブレーキの主回路が
全く同一の構成になっており、力行と回生ブレーキとの
切り換えは主回路を切り換えずに界磁接触器2a,2bを投
入し、界磁制御装置3a,3bにより界磁電流を調整するこ
とにより行える。つまり、ある速度て走行中に力行しよ
うとすに場合は界磁制御装置3a,3bにより界磁電流を減
らして界磁を弱め、回生ブレーキにする場合は界磁電流
を増して界磁を強めればよく、また界磁電流を適当に調
整して電機子電流を零にすれば電気車を惰行状態にする
ことができる。なお、界磁制御装置3a,3bの詳細につい
ては本願と同日出願の「電気車制御装置」（特開昭60−
2870号）を参照されたい。しかし、惰行中でも界磁に常
に電流を流しているのでその分だけ損失が増大するた
め、惰行時間が長い場合には主回路断流器１をオフにし
て主回路を開路するのがよい。
全く同一の構成になっており、力行と回生ブレーキとの
切り換えは主回路を切り換えずに界磁接触器2a,2bを投
入し、界磁制御装置3a,3bにより界磁電流を調整するこ
とにより行える。つまり、ある速度て走行中に力行しよ
うとすに場合は界磁制御装置3a,3bにより界磁電流を減
らして界磁を弱め、回生ブレーキにする場合は界磁電流
を増して界磁を強めればよく、また界磁電流を適当に調
整して電機子電流を零にすれば電気車を惰行状態にする
ことができる。なお、界磁制御装置3a,3bの詳細につい
ては本願と同日出願の「電気車制御装置」（特開昭60−
2870号）を参照されたい。しかし、惰行中でも界磁に常
に電流を流しているのでその分だけ損失が増大するた
め、惰行時間が長い場合には主回路断流器１をオフにし
て主回路を開路するのがよい。
しかし、このように主回路を開路した状態から回生ブ
レーキ回路を構成する場合には、車両速度を判別して、
第１及び第２群の電動機を、高速域では並行に、低速域
では直列に接続して回生ブレーキを有効に作用させる必
要があり、これを速やかに行わないと回生ブレーキ電流
が立ち上がるまでに時間がかかり、その分だけ回生電力
を損失することになる。
レーキ回路を構成する場合には、車両速度を判別して、
第１及び第２群の電動機を、高速域では並行に、低速域
では直列に接続して回生ブレーキを有効に作用させる必
要があり、これを速やかに行わないと回生ブレーキ電流
が立ち上がるまでに時間がかかり、その分だけ回生電力
を損失することになる。
そこで、本発明においては主回路断流器１が開路した
状態から回生ブレーキ回路を構成する場合に、まず主回
路断流器１と界磁接触器2a,2bを投入し、直列接続用接
触器K1及び並列接続接触器K2,K3はオフしておく。この
状態では主回路電流が流れず、この状態で片群の電動機
の界磁回路に例えば界磁制御装置3aから所定の電流を流
すと、片群の電動機の電機子に電圧が誘起されるので、
この電圧値により車両速度を判別し、予め定められた速
度より高いか低いかにより、並列接続にすべきか直列接
続にすべきかを判断して、並列接続の場合は並列接続用
接触器K2,K3をオンさせ、直列接続の場合は直列接続用
接触器K1をオンさせる。
状態から回生ブレーキ回路を構成する場合に、まず主回
路断流器１と界磁接触器2a,2bを投入し、直列接続用接
触器K1及び並列接続接触器K2,K3はオフしておく。この
状態では主回路電流が流れず、この状態で片群の電動機
の界磁回路に例えば界磁制御装置3aから所定の電流を流
すと、片群の電動機の電機子に電圧が誘起されるので、
この電圧値により車両速度を判別し、予め定められた速
度より高いか低いかにより、並列接続にすべきか直列接
続にすべきかを判断して、並列接続の場合は並列接続用
接触器K2,K3をオンさせ、直列接続の場合は直列接続用
接触器K1をオンさせる。
上記の説明では主回路断流器１は界磁接触器2a,2bと
同時に投入したが、主回路断流器１は接触器K1または接
触器K2,K3と同時期に投入するよう回路を構成してもよ
い。主回路断流器１と接触器K1または接触器K2,K3とが
同じに投入されない状態では電機子に電流は流れない。
この状態で片群の電動機の界磁回路に例えば界磁制御装
置3aから所定の電流を流すと、接触器K1及び並列接続用
接触器K2,K3はオフしたままで、片群の電動機の電機子
に電圧が誘起されるので、この電圧値により車両速度を
判別して、予め定められた速度より高いか低いかによ
り、並列接続にすべきか直列接続にすべきかを判断し、
並列接続の場合には並列接続用接触器K2,K3をオンさ
せ、直列接続の場合には直列接続用接触器K1をオンさせ
ることにより回生ブレーキ回路を動作させてもよい。こ
の場合に、主回路路断流器１が投入されていると、架線
電圧を容易に検出することができる。
同時に投入したが、主回路断流器１は接触器K1または接
触器K2,K3と同時期に投入するよう回路を構成してもよ
い。主回路断流器１と接触器K1または接触器K2,K3とが
同じに投入されない状態では電機子に電流は流れない。
この状態で片群の電動機の界磁回路に例えば界磁制御装
置3aから所定の電流を流すと、接触器K1及び並列接続用
接触器K2,K3はオフしたままで、片群の電動機の電機子
に電圧が誘起されるので、この電圧値により車両速度を
判別して、予め定められた速度より高いか低いかによ
り、並列接続にすべきか直列接続にすべきかを判断し、
並列接続の場合には並列接続用接触器K2,K3をオンさ
せ、直列接続の場合には直列接続用接触器K1をオンさせ
ることにより回生ブレーキ回路を動作させてもよい。こ
の場合に、主回路路断流器１が投入されていると、架線
電圧を容易に検出することができる。
界磁電流を調整することにより並列接続の場合は電機
子電圧を架線電圧より高いある所定の値になるように
し、直列接続の場合は架線電圧の1/2より高いある所定
の値になるようにすれば、直列又は並列回生ブレーキ回
路を動作させたときにスムーズに回生ブレーキ電流を立
ち上がらせることができる。
子電圧を架線電圧より高いある所定の値になるように
し、直列接続の場合は架線電圧の1/2より高いある所定
の値になるようにすれば、直列又は並列回生ブレーキ回
路を動作させたときにスムーズに回生ブレーキ電流を立
ち上がらせることができる。
（発明の効果） このように、本発明によれば電気車制御装置自身が車
両速度検知する機能を持たなくても、速やかに車両速度
を判別して所要の並列又は直列回生ブレーキ回路を構成
し得ると共に、電機子電圧を所定値に調整し得るため速
やかに回生ブレーキ電流を立ち上がらせることができ、
回生電力の損失を減らすことができる。
両速度検知する機能を持たなくても、速やかに車両速度
を判別して所要の並列又は直列回生ブレーキ回路を構成
し得ると共に、電機子電圧を所定値に調整し得るため速
やかに回生ブレーキ電流を立ち上がらせることができ、
回生電力の損失を減らすことができる。
第１図は本発明による電気車制御装置の一実施例を示す
回路図である。 PN……パンタグラフ １……主回路断流器 A1,MF1……直流直巻電動機第１群の電機子、界磁巻線 A2,MF2……直流直巻電動機第２群の電機子、界磁巻線 2a,IS1,3a……第１群の界磁接触器、誘導分路、磁界制
御装置 2b,IS2,3b……第２群の界磁接触器、誘導分路、磁界制
御装置 K1……直列接続用接触器 K2,K3……並列接続用接触器 MR1,MR2……主抵抗器
回路図である。 PN……パンタグラフ １……主回路断流器 A1,MF1……直流直巻電動機第１群の電機子、界磁巻線 A2,MF2……直流直巻電動機第２群の電機子、界磁巻線 2a,IS1,3a……第１群の界磁接触器、誘導分路、磁界制
御装置 2b,IS2,3b……第２群の界磁接触器、誘導分路、磁界制
御装置 K1……直列接続用接触器 K2,K3……並列接続用接触器 MR1,MR2……主抵抗器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 棟田 裕司 海老名市東柏ヶ谷４丁目６番32号 東洋 電機製造株式会社相模工場内 (72)発明者 宇山 勝彦 東京都中央区八重洲２丁目７番２号 東 洋電機製造株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】架線に接続された主回路断流器（１）と、
２群の直流直巻電動機（A1,MF1;A2,MF2）と、該２群の
直流直巻電動機を前記主回路断流器に直列又は並列に接
続する直並列接続用接触器（K1,K2,K3）とを具え、前記
各群の直流直巻電動機はその界磁巻線（MF1,MF2）と直
列に接続されこの界磁巻線に別電源から電力を供給する
界磁制御装置（3a,3b）と、この界磁巻線と界磁制御装
置の直列回路と並列に接続された界磁接触器（2a,2b）
を含む誘導分路（IS1,IS2）とを具え、該界磁制御装置
（3a,3b）によりその直巻界磁電流を調整し電機子電流
と直巻界磁電流の電流比を変えることにより力行及び回
生ブレーキ制御を行うと共に、回生ブレーキ制御時に車
両速度に応じて前記直並列接続用接触器により前記２群
の直流直巻電動機を直列接続又は並列接続に切り換え制
御する添加励磁電気車制御装置であって、前記直並列切
換えのために車両速度を検知する能力を別に持たないも
のにおいて、 前記主回路断流器（１）と直並列接続用接触器（K1,K2,
K3）とにより電機子（A1,A2）に電流が流れないように
接続された状態にて、前記界磁制御装置（3a,3b）から
少なくとも一方の電動機の界磁巻線（MF1,MF2）に所定
の界磁電流を流して、その電機子（A1;A2）に誘起する
電圧値から判断された速度が予め定められた速度より高
い場合に、２群の直流直巻電動機のそれぞれの電機子
（A1;A2）端子電圧が架線電圧より高い所定の値になる
ように前記界磁制御装置（3a,3b）により直巻界磁電流
を調整すると共に、前記主回路断流器（１）と前記直並
列接続用接触器（K1,K2,K3）とにより２群の直流直巻電
動機を架線に並列に接続して電機子（A1;A2）に電流が
流れる並列回生ブレーキ回路を構成し、一方その電機子
（A1;A2）に誘起する電圧値から判断された速度が予め
定められた速度より低い場合には、２群の直流直巻電動
機のそれぞれの電機子（A1;A2）の端子電圧が架線電圧
の1/2より高い所定の値になるよう前記界磁制御装置（3
a,3b）により直巻界磁電流を調整すると共に前記主回路
断流器（１）と前記直並列接続用接触器（K1,K2,K3）と
により２群の直流直巻電動機を架線に直列に接続して電
機子（A1,A2）に電流が流れる直列回生ブレーキ回路を
構成するようにしたことを特徴とする添加励磁電気車の
回生ブレーキ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP287185A JP2637945B2 (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 電気車の回生ブレーキ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP287185A JP2637945B2 (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 電気車の回生ブレーキ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61164401A JPS61164401A (ja) | 1986-07-25 |
| JP2637945B2 true JP2637945B2 (ja) | 1997-08-06 |
Family
ID=11541413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP287185A Expired - Lifetime JP2637945B2 (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 電気車の回生ブレーキ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2637945B2 (ja) |
-
1985
- 1985-01-11 JP JP287185A patent/JP2637945B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61164401A (ja) | 1986-07-25 |
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