JPH01231610A - 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、電気車の空転及び滑走を抑制する電気車制
御装置に関し、特に小形で安価な電気車制御装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 一般に、直流電動機及びチョッパを備えた電気車制御装
置においては、チョッパの通流率によりモータ電流を一
定に制御している。しかし、直流電動機に連結された車
輪がカ行時に空転又はブレーキ時に滑走すると、モータ
電流が減少しようとするためチョッパの通流率は大きく
なる。従って、直流電動機の発生トルクは減少せず、空
転又は滑走が発散してしまう。これを防ぐため、従来よ
り、空転及び滑走を検出したときには、通流率を絞り込
むことにより発生トルクを抑制し、車輪をレールに再粘
着させる電気車制御装置が考えられている。

第３図は、例えば特開昭６１−５８４０４号公報に記載
された、従来の電気車制御装置を示すブロック図である
。

図において、（１）及び（２）は車輪に対応して設けら
れ、電機子巻線を備えた直流電動機、（３）及び（４）
は直流電動機（１）及び（２）の回転速度Ｖ、及び■２
を検出する速度センサ、（５）は回転速度Ｖ１及びｖ２
の速度差信号ΔＶ（−■Ｉ−Ｖ２）を演算する減算器、
（６）は速度差信号ΔＶに基づいて補正信号Ａを出力す
るリミッタ回路である。

（７）は直流電動機（１）及び（２）に直列接続された
チョッパ、（８）は直流電動機（１）及び（２）に流れ
るモータ電流■−を検出する変流器である。

（９）は直流電動機（１）及び（２）の発生トルクに応
じた電流パターンＴｐを生成する電流パターン発生器、
（１０）は電流パターンＩＰ及び補正信号Ａの差を補正
電流パターンＴ　ｐ’（＝　Ｉｐ　−Ａ　）として出力
する減算器、（１１）はモータ電流１．及び補正電流パ
ターン■Ｐ′に基づいてチョッパ（７）の通流率γを演
算する通流率演算回路である。

次に、第３図に示した従来の電気車制御装置の動作につ
いて説明する。

電気車がカ行又はブレーキ制御を行なう際に空転又は滑
走が発生すると、各直流電動機（１）及び（２）の回転
速度Ｖ１及び■２に差が生じて速度差信号へＶが検出さ
れる。リミッタ回路（６）は、速度差信号ΔＶが所定の
値以上に達すると、速度差信号Δ■の大きさに応じて、
電流パターンＩＰを抑制するための補正信号Ａを出力す
る。

減算器（１０）は、電流パターン発生器（９）からの電
流パターンＩＰと補正信号Ａとの差を補正電流パターン
ＩＰ’として通流率演算回路（１１）に入力する。

この補正電流パターン■ｐ′により、通流率演算回路（
１１）から出力される逆流率γは低下し、チョッパ（７
）を介して直流電動機（１）及び（２）に流れるモータ
電流１．は絞り込まれる。従って、直流電動機（１）及
び（２）の発生トルクが抑制されて車輪はレールに再粘
着する。

尚、車輪の空転及び滑走を検出する手段として、上記速
度センサ（３）、（４）及び減算器（５）の代わりに、
直流電動機（１）及び（２）の各端子間電圧を検出する
電圧計及び差電圧信号を演算する減算器（共に図示せず
）が用いられることもあるが、差電圧信号が速度差信号
に対応するため、通流率γの制御動作は全く同じである
。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の電気車制御装置は以上のように、車輪の空転及び
滑走を検出する手段として、直流電動機（１）及び（２
）の回転速度ｖ１及びＶ２を検出する速度センサ（３）
及び（４）、並びに速度差信〜づΔＶを演算する減算器
（５）を用いているので、付属回路が多くなり、装置が
大形化すると共に高価になるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、小形で安価な電気車制御装置を得ることを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る電気車制御装置は、通流率の変化率を検
出する微分器と、変化率が所定の値を越えたときに通流
率を補正するための補正手段とを設けたものである。

［作用］ この発明においては、空転及び滑走が発生して還流率が
急激に変化したときに、変化率に基づいて通流率を絞り
込み、発生トルクを抑制して車輪をレールに再粘着させ
る。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例を示すブロック図であり、（１
）、（２）、（７）〜（１１）は前述と同様−４＝ のものである。

（１２）は逆流率７−を微分してその変化率Δγを検出
する微分器である。

（６＾）は変化率Δγが所定の値を越えたときに補正信
号Ａを出力するリミッタ回路であり、減算器（１０）と
共に通流率γを補正するための補正手段を構成している
。

次に、第２図の波形図を参照しながら、第１図に示した
この発明の一実施例の動作について説明する。

通常、チョッパ（７）の還流率γは、カ行制御時には速
度の増加に伴って直線的に増加し、目標値に達した時点
で一定となり、又、ブレーキ制御時には速度の低下に伴
って直線的に増加し、最大値（共１）まで達して一定と
なる。しかし、この制御中に空転又は滑走が発生すると
、第２図にＰで示ずように逆流率γは急激に増加し、空
転又は滑走によるすべり速度■が発生する。

一般に、直流電動機（１）及び（２）の回転によるモー
タ起電力Ｅ、は、 ＥＮ＝ＫＮ　　φ　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　・・■但し、Ｋ、定数 Ｎ：回転数 φ：磁束 で表わされる。

ここで、例えば、カ行時に空転が発生すると、■式内の
回転数Ｎが大きくなるため、モータ起電力ＥＮが増大し
、モータ電流１．は減少しようとする。しかし、チョッ
パ（７）は基本的に定電流制御機能を有しているなめ、
通流率演算回路（１１）は、モータ電流１．の低下を防
ぐように通流率γを大きくする。

又、ブレーキ時に滑走が発生すると、レールに対する相
対的なすべり速度■によりモータ起電力ＥＮが低下し且
つモータ電流１．が減少しようとするので、通流率演算
回路（１１）は同様に通流率γを大きくする。

このように、空転又は滑走のいずれが発生した場合も、
通流率γの波形は第２図のように急激に増大する。

リミッタ回路（６＾）は、微分器（１２）により検出さ
れる通流率γの変化率Δγが所定の値を越えた時点（例
えばＰ点）で、空転又は滑走か発生しなと判定して補正
信号Ａを出力する。

以下、前述と同様に、減算器（１０）は補正信号Ａだけ
滅した補正電流パターンＩＰ’を出力し、通流率演算回
路（１１）は、補正電流パターンＩＰ′に基づく通流率
γによりモータ電流ＩＮを絞り込み、車輪を再粘着させ
る。

従って、逆流率γの急激な増加は速やかに解消され、す
べり速度■が零となって車輪はレールに確実に粘着する
。第２図においては、ブレーキ制御の例を示しており、
逆流率γが最大値となった時点から、減速によりモータ
電流ＩＮが減少している。

以上のように、チョッパ制御系の内部情報として既に存
在する通流率γを用い、通常の制御状態では発生しない
急激な変化率Δγにより空転及び滑走を検出することが
できる。この場合、従来の速度センサ等の検出手段を別
に設ける必要は全くない。

尚、上記実施例では、補正信号Ａにより電流パターンＩ
Ｐを絞り込む場合について説明したが、発生トルクのパ
ターンを直接絞り込み制御してもよい。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、通流率の変化率を検出
する微分器と、変化率が所定の値を越えたときに通流率
を補正するための補正手段とを設け、空転及び滑走の発
生により逆流率が急激に変化したときに、通流率を絞り
込んで発生トルクを抑制し、車輪を再粘着させるように
したので、小形で安価な電気車制御装置が得られる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は第１図の動作を説明するための波形図、第３図は従来
の電気車制御装置を示すブロック図である。 （ＬＬ（２）・・・直流電動機 （６八）・・・リミッタ回路　　（７）　チョッパ（１
０）・・・減算器　　　　　（１１）・・通流率演算回
路（１２）・・・微分器　　　　　ＩＮ・・モータ電流
γ・・・通流率　　　　　　Δγ・・変化率Ａ・・・補
正信号 ＩＰ′・・・補正電流パターン 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示ず。 ）０′ｌ＞ ト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電気車駆動用の直流電動機と、この直流電動機に直列接
   続されたチョッパと、前記直流電動機に流れるモータ電
   流に基づいて前記チョッパの通流率を制御する通流率演
   算回路とを備えた電気車制御装置において、前記通流率
   の変化率を検出する微分器と、前記変化率が所定の値を
   越えたときに前記通流率を補正するための補正手段とを
   設けたことを特徴とする電気車制御装置。