JPH011407A - 電気車制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電気車制御装置、特に、駆動電動機として、
直流電動機を使用する電気車制御装置に関する。

〔従来の技術〕

電気車駆動用直流電動機への電力供給をチョッパを通し
て行う電気車制御装置において、電機子電流を制御する
電機子チョッパと界磁電流を制御する界磁チョッパを併
用する方式がある。第２図のこの方式による電気車制御
装置の従来の主回路構成を示したものである。同図にお
いて、■はパンタグラフ、２は断流器である。３はリア
クトル、４はコンデンサであって両者により入力フィル
タを構成している。ＡＣは電機子チョッパ回路であって
、断流器５Ａ、第１の電動機（他動電動機或いは分巻電
動機）の電機子６Ａ及びチョッパ８Ａを直列接続してコ
ンデンサ４の正極側端子Ｐと負極側端子Ｎ間に挿入され
た第１の電機子チョッパ回路と、断流器５Ｂ、第２の電
動機（他励電動機或いは分巻電動機）の電機子６Ｂ及び
チョッパ８Ｂを直列接続してコンデンサ４の両端子Ｐ−
Ｎ間に挿入された第２の電機子チョッパ回路を有し、電
機子６Ａとチョッパ８への直列回路に並列にダイオード
７Ａが断流器９を介して並列に挿入され、電機子６Ｂと
チョッパ８Ｂの直列回路ニ並列にダイオード７Ｂが断流
器９を介して並列に挿入され、更に、電機子６Ａと断流
器５Ａの直列回路に並列にダイオードＩＯＡが挿入され
るとともに、電機子６Ｂと断流器５Ｂの直列回路に並列
にダイオードＩＯＢが挿入されている。ＦＣは界磁チョ
ッパであって、コンデンサ４の正負極端子Ｐ−Ｎ間に、
抵抗１６を介して電機子チョッパＡＣと並列に挿入され
ている。この界磁チョッパＦＣは自己消弧能力を持つ４
個の半導体スイッチ１１．２１，３１．４１をブリッジ
接続しそれぞれダイオード１２．２２．３２．４２を逆
並列接続してなり、出力端子ａ−ｂ間に第１の電動機の
界磁巻線と第２の電動機の界磁巻線（両巻線を符号１７
で示す）が直列に挿入されている。ブリッジの各アーム
の半導体スイッチ１１２１．３１．４１には、第３図に
示すように、これらを過電圧から保護するためスナバ回
路Ｓが並列に接続されている。１３．２３．３３．４３
はスナバダイオード、１４．２４．３４．４４はスナバ
抵抗、１５．２５．３５．４５はスナバコンデンサであ
る。

この構成において、界磁電流は２例えば、前進力行の場
合、１−２−３−１６−１１−１７−３１の回路で順方
向に供給され、半導体スイッチ１１がオフになると、界
磁巻線１７−半導体スイッチ３１−ダイ−オード４２の
回路で環流して流れる。この動作は後進で電機子電流が
逆転される場合（例えば、後進の低速ブレーキ）も同様
である。後進力行の場合、界磁電流は、半導体スイッチ
２１−界磁巻線１７−半導体スイッチ４１の回路で逆方
向に供給され、界磁巻線１７−半導体スイッチ４１−ダ
イオード３２の回路を通して環流する。この動作は前進
で電機子電圧を逆転させる場合（前進の低速回生ブレー
キ）も同様である。

一方、電機子チョッパ回路ＡＣは、電気車の力行電流を
制御する場合、５Ａ−６Ａ−８Ａおよび５Ｂ−６Ｂ−８
Ｂの回路で電流を供給し、チョッパ８Ａ、８Ｂがオフの
場合、６Ａ−１０Ａ−５Ａの回路、６Ａ−１０Ａ−５Ａ
の回路で環流する。

電気車のブレーキ電流を制御する場合は、断流器５Ａ、
５Ｂをオフとし、チョッパ８Ａ、８Ｂがオンの時は、？
Ａ−６Ａ−８Ａ−９および７Ｂ−６Ｂ−８Ｂ−９の回路
で電流を流し、チョッパ８Ａ、８Ｂかオフの場合は、７
Ａ−６Ａ−１０Ａおよび７Ｂ−６Ｂ−１０Ｂの回路で電
流を流す。

この電気車制御装置は、電気車の駆動用電動機として、
分巻電動機もしくは他動電動機を用い、前後進切換およ
び力行−停止ブレーキの切換えを界磁回路で行うことが
でき、回生ブレーキ時に電機子電圧が架線電圧と同等か
高くなった場合でも界磁制御によって回生ブレーキを有
効に作用させ得るという利点を有する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、第３図に示すように、界磁チョッパＦＣ
Ａの４つのアームの全てに、スナバダイオード、スナバ
抵抗及びスナバコンデンサからなるスナバ回路Ｓが設け
られているので、界磁チョッパＦＣＡ従って制御装置が
大型化するという問題があった。

この発明は上記問題を解消するためになされたもので、
界磁チョッパの部品点数を少なくして従来に比し小型化
することができる電気車の制御装置を提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は上記目的を達成するために、界磁チョッパの
主回路を構成する半導体スイッチのスナバ回路のうち、
電源の正負極間に直列する２つのアームの半導体スイッ
チのスナバ回路の抵抗を共用させる構成としたものであ
る。

〔作用〕

この発明では、電源の正負極間に直列する２つのスナバ
回路のスナバ抵抗が共用されるので、スナバ抵抗の個数
は従来のものに比して半減する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は電機子チョッパと界磁チョッパを有する電気車
制御装置のうちの界磁チョッパＦＣＡＯ主回路を示した
ものであって、第２図に示した電機子チョッパ回路ＡＣ
とともに電気車制御装置を構成する。第１図の界磁チョ
ッパＦＣＡＯ主回路は、半導体スイッチ１１のスナバ回
路Ｓｌと半導体スイッチ４１のスナバ回路Ｓ４がスナバ
抵抗１４を共用にし、また、半導体スイッチ２１のスナ
バ回路Ｓ２と半導体スイッチ３１のスナバ回路Ｓ３が抵
抗２４を共用にしている点において、前記第２図の界磁
チョッパＦＣと相違する。他の構成は第２図のものと同
じであるので同一符号を付して示しである。

この構成において、半導体スイッチ１１がオフの時は、
スナバコンデンサ１５は図示の極性に充電されている。

半導体スイッチ１１がオンすると同時に、スナバコンデ
ンサ１５−半導体スイッチ１１−スナバダイオード４３
−スナバ抵抗１４の回路を通してスナバコンデンサエ５
の電荷が放電する。次に、半導体スイッチ４１のオフ時
、スナバコンデンサ４５は図示の極性に充電されている
ので、半導体スイッチ４１がオンすると、スナバコンデ
ンサ４５−スナバ抵抗１４−スナバダイオード１３−半
導体スイッチ４１の破線で示す電流路を通って放電する
。スナバ回路Ｓ２、Ｓ３についても同様である。

本実施例における界磁チョッパＦＣＡの各半導体スイッ
チ１１．２１３１．４１のオンオフ制御は前記第２図に
ついて説明したオン・オフ制御と同様であるので、説明
は省略する。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明した通り、界磁チョッパの電源の正
負極間に直列する２つのスナバ回路のスナバ抵抗を共用
する構成としたことにより、スナバ抵抗の数を従来に比
して半減することができるので、その分、装置の小型化
を図ることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す回路図、第２図は従来
の電気車制御装置を示す回路図、第３図は上記従来例に
おける界磁チョッパの主回路を示す図である。 図において、１１．２１．３１．４１−・半導体スイッ
チ、１３．２３．３３．４３−・−スナバダイオード、
１４．２４−スナバ抵抗、１５．２５．３５．４５−ス
ナバコンデンサ、１７−電気車駆動用直流電動機の界磁
巻線。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電気車駆動用直流電動機の電機子電流を制御する電機子
   チョッパと上記直流電動機の界磁電流を制御する界磁チ
   ョッパを有し、該界磁チョッパの主回路がブリッジ接続
   された４個の半導体スイッチと各半導体スイッチに逆並
   列接続されたダイオードを備え、更に各半導体スイッチ
   にはスナバ回路が並列接続される電気車制御装置におい
   て、各スナバ回路は直列するコンデンサとダイオード及
   びスナバ抵抗を有し、該スナバ抵抗は電源の正負極間に
   直列する２つの半導体スイッチのスナバ回路に共通であ
   ることを特徴とする電気車制御装置。