JP2793316B2 - 浮上式鉄道用エンジン発電機制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、磁気浮上式鉄道車両に搭載される、エンジ
ン発電機制御装置の改良に関する。

（従来の技術） 21世紀の都市間高速交通機関として、磁気浮上式リニ
アモーター列車が期待されている。磁気浮上式鉄道車両
では、車上で使用する空調装置や浮上走行の為の超電導
コイルを冷却する冷凍装置に、１両当り50kW程度の電力
を必要とする。浮上式鉄道は、500km/hの超高速走行を
する為に、饋電線から接触電線によって電力を得ること
は、従来の集電装置では、スパークが過大になり、実用
的な性能を得ることは不可能であると言われている。旧
国鉄が宮崎で行っていた浮上式鉄道の実験車両では、停
車位置に饋電レールを敷設し、停車中に車載バッテリの
電力を充電し、走行中はバッテリに蓄えられた電気エネ
ルギーに依って、車上で使われる電力を賄う方式が採用
されていた。しかし、バッテリに蓄えられた電力のみで
給電出来る時間は短時間に限られるため、走行時間が長
くなると、莫大なバッテリを搭載しなければならなくな
るので、走行中にも電力を得る手段が不可欠である。し
たがって、走行中に車上電力を得る手段として、内燃機
関による発電機を車上に搭載する方法や、地上コイルの
誘導磁界を車上に搭載したコイルで捕らえて電力を発生
させる。誘導集電が検討されてきた。

（発明が解決しようとする課題） このような、車上電源装置として、内燃機関（以下エ
ンジンと言う）を原動機として発電機を搭載した場合に
は、燃料を搭載しなければならないので、車体を軽くす
る為には、極力燃料の消費を節約するエンジン制御装置
が望まれる。

また、駅や車庫内等では、車体から発生する騒音を低
くする事も必要である。

本発明は、浮上式鉄道車両に搭載されるエンジン発電
機において、燃料の消費量が少なく、且つ、駅や車庫、
ヤード等の予め決められた停止位置にて、騒音の発生が
少ない低公害な、浮上式鉄道車両用エンジン発電機制御
装置を実現する事を目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 以上の問題点を解決する為の手段を、第２図により説
明する。駅や車庫などの予め決められた停車位置には、
地上に接触集電子（２）を介して車上に電力を給電する
為の、饋電レール（１）を敷設する。浮上車には、集電
子（２）及び、集電する電力が交流の場合には、整流装
置（４）を設け、バッテリ（６）に接続する。エンジン
発電機（12）の出力も同様に、整流器（14）を介して、
バッテリ（６）に接続する、その他の超電力装置、例え
ば、誘導集電コイル（15）の出力は、自動電圧調節装置
（16）を介して、同様にバッテリ（６）に接続される。
バッテリ（６）には、インバータ（７）や直流負荷装置
（18）が接続される。

（作 用） 浮上式鉄道車両は、外部から電力の供給を受けられな
い走行中は、エンジン発電機（11,12）をフルパワーで
運転し、、饋電レールが敷設された区間では、車上で消
費される電力は、集電子（２）を介して供給が可能とな
るので、エンジン発電機の出力は、エンジンの回転制御
装置によって、低下させるか、または停止させて、車載
の燃料節約と、エンジン発電機より発生する騒音の低減
をはかる。

（実施例） 本発明の実施例を、第１図により説明する。浮上式鉄
道の車上電源装置は、先に述べたように、エンジン発電
機と、誘導集電装置と、接触集電の３つの要素に依って
電気エネルギーが、車上に取り込まれ、バッテリを浮動
充電してエネルギーを蓄積しながら、負荷装置でエネル
ギーを消費する構成とする。第１図の実施例では、誘導
集電による超電システムは、省略してある。地上に敷設
された饋電レール（１）より電力を集電する集電子
（２）は、電圧を検出する電圧検出器（３）と整流器
（４）に接続されている。整流器（４）の出力は、チョ
ークコイル（５）を介して、バッテリ（６）に接続し、
バッテリ（６）より、インバータ（７）を介して、直流
電力より交流電力に変換して、負荷装置に接続する。一
方、車上に搭載されるエンジン発電機の部分は、エンジ
ンの起動制御装置（９）と、エンジンの回転数を規定値
に制御するエンジン回転数制御装置（10）により制御さ
れるエンジン（11）と、それによって駆動される発電機
（12）と、発電機（12）の界磁電流を制御して発電機の
出力電圧を一定に制御する自動電圧調整装置（13）によ
って構成される。

発電機（12）の出力は、整流器（14）によって直流電
力に変換され、バッテリ（６）に接続される。本実施例
においては、電圧検出器（３）の信号出力は、オンデレ
イ回路（８）を介して、エンジン回転数制御装置（10）
に接続される。

第１図の実施例の動作を、第３図に示す図によって説
明する。第３図の最上部は、駅とその近辺の軌道と列車
の位置を示している。地上の饋電レール（１）は、駅と
その近辺の、接触集電に依って、安全に電力が集電でき
る部分のみに敷設される。高速走行中の列車は、負荷電
力PLに相当する電力PEを、エンジン発電機によって、給
電されている。列車が、図の左端より駅に近づいて来て
饋電レールが敷設された区間に入ると、電圧検出器
（３）は、集電子から電力が供給されたことを検知し
て、オンデレイ回路に信号を与える。この信号は、オン
デレイ回路（８）によって、規定の遅延時間td後に、エ
ンジン回転数制御装置（10）に「減速指令」として与え
られ、第３図（ｂ）に示す様に、発電機出力は、絞り込
まれる。発電機出力が、減少するに従い、集電子（２）
より供給される、地上からの給電電力PSが立ち上がっ
て、負荷電力PLは、それによって賄われる。この時、エ
ンジン発電機は、無負荷となってアイドリング運転を行
い、燃料を節約すると共に、回転騒音も低減される。列
車が駅を発車して、饋電レール敷設区間を抜けると、電
圧検出器（３）は、オフになるので、「減速指令」が解
除されて、エンジン発電機は全負荷運転状態に復帰する
が、エンジンの回転数が定格回転数に復帰して、発電機
出力が負荷電力PL相当に回復するまでは、バッテリ
（６）より電力PBが補填されて負荷電力を賄う。

以上述べた構成に依れば、饋電レール敷設区間上で
は、エンジンは、無負荷でアイドリング運転状態となる
ので、燃料の節約と、回転数の減少による低騒音化が達
成出来ることは、明白である。

第４図は、他の実施例を示す。地上の饋電方式は、単
相交流だけでなく、三相交流でも、直流でも可能であ
る。第４図には、三相交流の場合に、電圧検出器を２つ
用いて、電源検知をする場合を示している。また、電圧
検知した場合に、エンジン発電機を、完全に停止してし
まう場合には、エンジンの「起動指令」を開放するよう
に構成すると、第１図に示した場合よりも、更に大きな
燃料節約効果と低騒音化が可能となる。

〔発明の効果〕

以上述べた、浮上式鉄生道用エンジン発電機制御装置
によれば、燃料搭載量が節約できて、且つ、予め饋電レ
ールを敷設した位置では低騒音となり、車上装置の軽量
化が必要な浮上式鉄道用に好適な、車上電源装置を実現
する事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示す構成図、第２図は、浮
上式鉄道の車上電源システムのブロック図、第３図は、
第１図の実施例の動作を説明する図、第４図は、他の実
施例を示す構成図。 １……地上き電レール、２……集電子、 ３……電圧検出器、４……整流器、 ５……チョークコイル、６……バッテリ、 ７……インバータ、８……ONディレイ回路、 ９……起動制御装置、10……エンジン回転数制御装置、 11……エンジン、12……発電機、 13……自動電圧調整装置、14……整流器、 15……誘導集電コイル、16……電圧自動調整装置、 17……交流負荷装置、18……直流負荷装置。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気浮上式鉄道車両に搭載されて使用され
   る内燃機関を原動機とする発電装置で、その電気出力を
   直流電力に変換して、車上に搭載した二次電池に電気エ
   ネルギーを供給すると共に、地上から電力の供給を受け
   るための集電子を備え、且つ、走行時誘導集電を行うた
   めの誘導集電コイルを備えたものにおいて前記の直流電
   力を、車上に搭載したインバータにより交流電力に変換
   して、負荷装置に電力を供給するように構成した浮上式
   鉄道用電源システムに於て、集電子と電圧検出器とオン
   デレイ回路を備え、集電子の電圧が規定値以上の状態が
   一定時間以上続いたら原動機の出力を低下させるか停止
   させ、燃料を節約すると共に、原動機から発生する騒音
   を低減するように構成したことを特徴とする浮上式鉄道
   用エンジン発電機制御装置。