JPH0145201Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電気車等に使用される制御装置の安全
回路に関する。

第１図は従来の電気車制御装置の回路図を示
す。

第１図に於いて、主回路開閉用電磁開閉器１の
励磁コイル１ａと直列にサイリスタS₁を接続し、
電気車制御装置の起動時に定電圧電源V_Cより抵
抗器R₁、ダイオードD₁を介してチヨツパ２の短
絡故障をチエツクしていた。そしてチヨツパ２に
異常がなければコンデンサC₁が充電され、コン
デンサC₁の充電電圧が、設定電圧以上となると
サイリスタS₁を導通させ電磁開閉器１を投入し主
回路の動作を可能としていた。次にチヨツパ２が
動作中に導通故障となると、サイリスタS₂を導通
させ第１図に示すコンデンサC₂の充電々荷によ
りサイリスタS₁を逆バイアスさせ、遮断させてい
た。

しかしながら、従来の電気車制御装置によれ
ば、第１のチヨツパ２を構成するサイリスタ又は
トランジスタは、一般的に大容量であり、漏れ電
流も大きく尚かつ高温状態で使用する場合は、漏
れ電流が増大する為、起動保護回路は抵抗器R₁
の抵抗値を小さくし、漏れ電流と短絡状態を確実
に区別できるようにする必要があつた。

従来の電気車制御装置の構成では、抵抗器R₁
の値が少ないにもかかわらず通常のチヨツパ２の
動作中にも定電圧電源V_Cから抵抗器R₁、ダイオ
ードD₁およびチヨツパ２を介して電流が流れる
ため無効な電力を消費することになり、ひいては
定電圧電源V_Cを大容量のものにしなければなら
ないという欠点があつた。

更にチヨツパ２の誤動作時にサイリスタS₁を遮
断させる回路、即ち、コンデンサC₂、サイリス
タS₂およびサイリスタS₂の点弧回路G₁は体積的
にも大きく部品点数も多くコスト高になるという
欠点があつた。

本考案は上記の種々の欠点を解消するものであ
る。本考案の目的は、起動時にチヨツパを介して
通電を行い、該チヨツパが短絡故障か否かを判別
する起動保護回路においてチヨツパが正常である
と判断したならば起動保護回路からチヨツパを介
して通電する経路を遮断させるように構成するこ
とにより、チヨツパ動作中に起動保護回路から、
チヨツパを介して、無効な電流が流れるのを防止
し、定電圧電源の負荷を軽減する点にある。また
チヨツパへの通電経路を遮断後の起動保護回路を
利用し、チヨツパ動作中の誤動作検出回路を構成
することにより、従来通りの起動保護及び、誤動
作検出機能を有し、かつ素子数の少ない低コスト
の電気車制御装置を得る点にある。

以下本考案による電気車制御装置を実施例に従
つて詳細に説明する。

第２図は本考案の一実施例を示す回路図であ
る。第２図は於いて第１図に記載の同一参照番号
は同一装置を示す。

第２図に於いて５は電磁開閉器１の励磁コイル
制御用トランジスタ、６〜８はトランジスタ、９
〜２０は抵抗器、２１，２２はコンデンサ、２３
は比較器、２４は反転回路、２５，２６はダイオ
ード、２７はチヨツパ２が遮断時にコンデンサ２
２を放電する同期回路、２８はチヨツパ２の誤動
作を検出した時点に動作するプログラマブル・ユ
ニジヤンクシヨン・トランジスタ
（Programable Unijunction Transistor）（以下
PUTと呼ぶ）である。

２９は、操作員の操作により可変電圧を発生す
るアクセル、３０はアクセル２９から入力される
可変電圧に応じて発振デユーテイが変化する出力
をチヨツパ２（例えば、バイポーラトランジス
タ）に供給する電圧制御発振器（VCO）で、そ
のリセツト端子は比較器２３に接続される。アク
セル２９及び電圧制御発振器３０でチヨツパ制御
回路を構成する。

次に本考案による電気車制御装置の動作を説明
する。まず、起動スイツチ４を投入すると、トラ
ンジスタ６が導通し、トランジスタ７が遮断す
る。トランジスタ７が遮断した時点では、コンデ
ンサ２１が放電されている為、比較器２３の出力
は「０」で、励磁コイル制御用トランジスタ５は
遮断状態となつている。又反転回路２４の出力は
「１」になつているためにトランジスタ８は導通
する。

次に定電圧電源V_Cより抵抗器１２、トランジ
スタ８およびダイオード２６を介して電圧がチヨ
ツパ２へ印加され起動保護機能が行なわれる。

もしチヨツパ２が短絡故障していれば、コンデ
ンサ２１の充電電圧がコンデンサ２１→トランジ
スタ８→ダイオード２６→チヨツパ２と放電する
ため、コンデンサ２１には設定電圧まで充電され
ないので、比較器２３の出力は「０」状態を維持
し、トランジスタ５は遮断状態を保ち、電磁開閉
器１は投入されず電気車の暴走を防止することが
できる。

もしチヨツパ２が正常であるならば、コンデン
サ２１が充電され比較器２３の出力は「１」にな
り、トランジスタ５は導通し、起動保護機能を終
了する。

つまり電磁開閉器１の励磁コイル１ａが励磁さ
れ、開閉器１ｂが閉じると、この時点からチヨツ
パ２は動作を開始する。

より詳細に説明すると、チヨツパ制御回路は、
電圧制御発振器３０のリセツト端子に接続される
比較器２３の出力が「０」から「１」になると発
振動作を開始する。電圧制御発振器３０の入力側
は操作員の操作により可変電圧を発生するアクセ
ル２９に接続されているので、この可変電圧に応
じた発振デユーテイの出力電圧が抵抗３１を介し
てチヨツパ２（例えば、バイポーラトランジス
タ）のゲートに印加されてチヨツパ２を駆動す
る。このように、比較器２３の出力が「０」から
「１」になると、電圧制御発振器３０が発振動作
を開始し、これによりチヨツパ２はチヨツピング
動作を開始する。

比較器２３の出力が「１」になる時反転回路２
４の出力は「０」になり、トランジスタ８が遮断
する。

即ち、電気車制御装置の起動時に、チヨツパ２
が短絡故障していないと判断した後は、定電圧電
源V_Cから抵抗器１２およびトランジスタ８より
成る起動保護回路を経てチヨツパ２へ通電する経
路をトランジスタ８により遮断し、起動保護機能
終了後の起動保護回路からチヨツパへの通電によ
る損失を防止する。

次にチヨツパ２の誤動作検出機能について説明
する。

上記状態に於いて、コンデンサ２１の充電々圧
は、抵抗器１２，１３により決定され、PUT２
８のアノード電圧となつている。PUT２８は、
アノードＡ、ゲートＧ、カソードＫの三端子を有
し、アノード電圧V_Aがゲート電圧V_Gよりも高く
なつた時に導通する。PUT２８のゲート電圧V_G
は、チヨツパ２が導通していない時には、同期回
路２７の出力によりコンデンサ２２が放電され定
電圧電源V_Cにほぼ等しくなつており、チヨツパ
２が導通時のみ、同期回路２７の出力が零となる
ので、コンデンサ２２が抵抗器２０を介して充電
される為低下してくる。つまり、通常のチヨツパ
２の動作状態では、PUT２８のゲート電圧V_G
は、アノード電圧V_A（コンデンサ２１の充電々
圧）より高く維持されるように設定する。そして
チヨツパ２が、誤動作し、導通したままになつた
時、PUT２８のゲート電圧V_Gがアノード電圧V_A
より低くなり、PUT２８は、導通し、コンデン
サ２１の電荷は、放電されその結果比較器２３の
出力「１」から「０」に変化する。すなわち、ト
ランジスタ５を遮断し、電磁開閉器１を開放し、
主回路を開放して車両の暴走を防止する。

同期回路２７は、チヨツパ２の導通及び不導通
を判別して、その出力（ダイオード２５のアノー
ド側）にそれぞれ低レベル「０」及び高レベル
「１」電圧を出す回路である。このような回路と
しては、種々の公知のものが利用できるが、例え
ば、抵抗とツエナダイオードの直列回路とバツフ
アを含み、抵抗とツエナダイオードの接続点をバ
ツフアを介してダイオード２５のアノードに接続
し、抵抗のシエナダイオードと反対側の端をチヨ
ツパ２に接続する。また、V_Cはバツフアに接続
される。従つて、チヨツパ２が導通していると同
期回路２７（バツフアの出力から）は「０」レベ
ルをダイオード２５のアノード側に出力し、この
ため定電圧電源V_Cからコンデンサ２２を通つて
抵抗２０に流れる充電回路が形成される。従つ
て、PUT２８のゲート電圧は低下する。ダイオ
ード２５はこの場合、同期回路２７側に電流が流
れるのを防止するものである。また、チヨツパ２
が不導通であれば、同期回路２７（バツフアの出
力から）は「１」レベルをダイオード２５のアノ
ード側に出力し、このためコンデンサ２２は放電
し、PUT２８のゲート電圧は定電圧電源V_Cにほ
ぼ等しくなる。

以上述べたように本考案による電気車制御装置
によれば、第１の起動時にチヨツパを介して通電
を行う起動保護回路においてチヨツパが正常であ
ると判断したならば起動保護回路からチヨツパを
介して通電する経路を遮断させるようにしたこと
によりチヨツパの動作中に起動保護回路からチヨ
ツパを介して無効な電流が流れるのを防止し、定
電圧電源の負荷を軽減するという優れた効果があ
る。更にチヨツパへの通電経路を遮断した後の起
動保護回路を利用し、チヨツパ動作中の誤動作検
出回路を構成することにより、従来通りの起動保
護及び誤動作検出機能を有し、かつ素子数の少な
い低コストの電気車制御装置を提供できるという
優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電気車制御装置の回路図、第２
図は本考案による電気制御装置の回路図である。 １……電磁開閉器、２……チヨツパ、３……直
流電動機、５，６，７，８……トランジスタ、９
〜２０……抵抗器、２１，２２……コンデンサ、
２３……比較器、２４……反転回路、２５，２６
……ダイオード、２７……同期回路、２８……プ
ログラマブル・ユニジヤンクシヨン・トランジス
タ（PUT）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 電気車を駆動するための直流電動機３と、 電気車駆動電源V_Bから電磁開閉器１及び上記
   直流電動機３を経て直列に接続されたチヨツパ２
   と、 上記駆動電源に直列に接続された起動スイツ
   チ、上記電磁開閉機１の励磁コイル１ａ及び第１
   のトランジスタ５と、 上記起動スイツチ４と上記励磁コイル１ａの接
   続点に直列に接続され上記起動スイツチ４の投入
   によりオンする第２のトランジスタ６とこれによ
   りオフされるスイツチングトランジスタ７、定電
   圧電源V_Cに直列に接続された第３のトランジス
   タ８を経て上記チヨツパ２に至る通電経路、上記
   第３のトランジスタ８と上記チヨツパの直列回路
   に並列に接続されると共に上記スイツチングトラ
   ンジスタ７に並列に接続される第１のコンンサ２
   １、及び上記第１のコンデンサ２１の充電電圧を
   受ける第１の入力端子と基準電圧を受ける第２の
   入力端子と上記第１及び第３のトランジスタのベ
   ースに接続される出力端子をもち、上記第１のコ
   ンデンサの充電電圧が設定値に達すると高レベル
   をそれ以外には低レベルを出力して上記第１及び
   第３のトランジスタの導通及び遮断を制御する比
   較器回路２３と、該比較器回路２３の出力を反転
   させその出力端子を前記第３のトランジスタ８の
   ベースに接続した反転回路２４からなる起動保護
   回路と、 上記直流電動機３と上記チヨツパ２の接続点に
   接続された入力端子及び上記定電圧電源V_Cに接
   続された電源端子をもち上記チヨツパの導通状態
   及び非導通状態に従つてレベルの異なる出力を出
   力端子に発生する同期回路２７、上記定電圧電源
   V_Cと上記同期回路の出力端子の間に接続された
   第２のコンデンサ２２、及び上記第２のコンデン
   サ２２と上記同期回路の出力端子との接続点にゲ
   ートが接続され、上記第１のコンデンサ２１に並
   列にアノードーカソード回路が接続されたPUT
   からなる誤作動検出回路とからなる電気車制御装
   置。