JPH0336901A - 電気車の制御装置 - 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〕 本発明は分巻電動機の電機子巻線及び界磁巻線の電流を
各別に制御する電機子チョッパ及び界磁チョッパを備え
ている電気車の制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は例えば特開昭５７〜１６６８０４号に示されて
いる従来の電気車の制御装置の回路図である。電車線ｌ
に集電器２が接触している。集電器２は、断流器３と、
フィルタリアクＩ・ル４と、充電用抵抗器５と、アノー
ドを分巻電動機の電機子巻線８と接続しているフリーホ
イルダイオード１）と、電機子巻線８とをその順に接続
した直列回路を介して接地される。前記充電用抵抗器５
には充電抵抗短絡用断流器６が並列接続される。充電用
抵抗器５と充電抵抗短絡用断流器６との並列回路と、前
記フリーホイルダイオード１工との接続中間点は、過電
圧検知器ＶＯを並列接続しているフィルタコンデンサ７
と、過電圧防止用制御整流素子１３との並列回路を介し
て接地される。そして過電圧検知器ＶＤの検出出力は過
電圧防止用制御整流素子１３のゲートに入力される。ま
た前記接続中間点は界磁チョッパ１またる制御整流素子
Ｔｈｅ、Ｔｈｚ＋Ｔｈ□、　Ｔｈ４からなるブリッジ回
路の制御整流素子Ｔｈ、とＴｈｚ　との直列回路を介し
、また制御整流素子Ｔｈ３とＴｈ４との直列回路を介し
て接地される。制御整流素子ＴｈｌとＴｈ２との接続点
及び制御整流素子Ｔｈ３とＴｈ、との接続点間には前記
分巻電動機の界磁巻線９が介装される。各制御整流素子
Ｔｈｅ、　Ｔｈｚ、Ｔｈ：＋、　Ｔｈ４には夫々フリー
ホイルダイオードＦＤＩ、　ＦＤ２．　ＦＤ３．　ＦＤ
４が逆並列接続される。前記電機子巻線８には電機子チ
ョッパ１０が並列接続される。

前記充電抵抗短絡用断流器６のインクロック信号Ｓ６は
そのインクロック信号が遮断されたときにゲート停止指
令を出力するゲート停止指令回路２１へ人力され、その
出力は電機子チョッパ１０のゲート停止受付回路たるＡ
ＮＤ回路２２の反転入力端子及び界磁チョッパ１２のゲ
ート停止受付回路たるＡＮＤ回路２３の反転入力端子に
夫々入力される。

ＡＮＤ回路２２及び２３の入力端子には、チョッパのゲ
ート制御部２０が出力するゲート信号ＳＧ、及びＳＧ２
が各別に入力される。そしてＡＮＤ回路２２の出力たる
電機子ゲート信号５Ｇｚｔは電機子チョッパ１０の図示
しないゲート端子に、ＡＮＤ回路２３の出力たる界磁ゲ
ート信号ＳＧ、３は界磁チョッパ１２の制御整流素子Ｔ
ｈ＋、Ｔｈｚ、Ｔｈ３．Ｔｈ４の各ゲート端子に人力さ
れる。

次にこの電気車の制御装置の制御動作を説明する。第５
図は回生ブレーキ作動中の各部信号のタイミングチャー
ト、第６図は保護動作状態における各部信号のタイ旦ン
グチャートである。

いま、回生ブレーキの作動中に主回路を遮断する場合は
、運転台からの第５図（ａ）に示すブレーキ指令信号の
遮断によりその遮断時点から電機子巻線８に流れる第５
図（ｆ）に示す電機子電流及び界磁巻線９に流れる第５
図（ｇ）に示す界磁電流が所定時間（１，０〜１．５秒
）で所定値（略Ｏ）まで減少していく。そして前記所定
時間経過時点に断流器３の第５図（ｂ）に示す電磁コイ
ル励磁信号が遮断される。続いて、充電抵抗短絡用断流
器６の第５図（Ｃ）に示すインクロック信号が遮断され
ると、ゲート停止指令回路２１は出力を発し、それによ
り第５図（ｄ）及び（ｅ）に示すように電機子ゲート信
号ｓＧｇ□及び界磁ゲート信号ＳＧ２：ｌがともに遮断
されて、電機子チョッパＩＯ及び界磁チョッパ１２の動
作が停止して、電機子電流及び界磁電流が遮断状態にな
る。

次に、電機子チョッパ１０及び界磁チョッパ１２の遮断
動作をともなわない保護動作を第６図（ｂ）に示す保護
信号を遮断させて行わせた場合には、第６図（ｇ）、　
（ｈ）に示すように電機子電流及び界磁電流は減少せず
、それらが減少しないまま断流器３及び充電抵抗短絡用
断流器６を遮断させることになる。また保護信号が遮断
したときに第６図（Ｃ）に示すように断流器３の電磁コ
イル励磁信号が遮断される。そして断流器３の閉信号が
第６図（ａ）に示すように遮断したとき、つまり断流器
３が遮断したときに第６図（ｇ）に示すように電機子電
流は一時的に大幅に減少する。そして電機子巻線８に電
機子電流が流れていると、その回正電流の閉回路がなく
なって、その回正電流によりフィルタコンデンサ７を過
充電し、フィルタコンデンサ７の端子電圧は第６図（ｉ
）に示すように一時的に急上昇する。そして過電圧検知
器ＶＤがそれを検知して不用の動作をする。それにより
過電圧防止用制御整流素子１３がオンしてフィルタコン
デンサ７が放電し、その端子電圧はＯになる（第６図（
ｉ）参照）。

また、電機子電流によりフィルタコンデンサ７が過充電
されても過電圧検知器ＶＤが動作しない場合は、第６図
（ｄ）に示すように充電抵抗短絡用断流器６のインクロ
ック信号Ｓ、が遮断したとき、つまり充電抵抗短絡用断
流器６が遮断したときに、第６図（６）及び（ｆ）に示
すように電機子ゲート信号ＳＧ、及び界磁ゲート信号５
ＧＺ３が遮、断する。

そうすると界Ｔ！１巻線９に蓄積されたエネルギーがフ
リーホイルダイオードＦＤＩ、　ＦＤ２．　ＦＤ３．　
ＦＤ４を介してフィルタコンデンサ７に加わり、フィル
タコンデンサ７の端子電圧は第６図（ｊ）に示すように
電機子電流が減少する都度上昇して過充電状態になる。

ところで、チョッパの保護動作は、断流器は全て遮断動
作するまでの期間中に限り過電圧検知器ｖＯが検知動作
をするようになっているから、全ての断流器が遮断動作
をした後は過電圧検知器ｖＯは検知動作をせずフィルタ
コンデンサが過充電された場合はその状態を保持してフ
ィルタコンデンサ７及びその周辺回路に過電圧が加わる
ことになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の電気車の制御装置は、回生ブレーキの作動中に電
機子電流及び界磁電流を減少させないでそれらの電流を
遮断する保護動作が行われると、フィルタコンデンサ７
が過充電され、それによって過電圧検知器ＶＤが不用の
動作をする。またフィルタコンデンサ７及びその周辺回
路に過電圧が与えられることになるという問題がある。

本発明は斯かる問題に鑑み、保護動作により電機子電流
及び界磁電流を突然に遮断してもフィルタコンデンサ及
びその周辺回路に過電圧が加わることがない電気車の制
′４Ｂ装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る電気車の制御装置は、回生ブレーキの作動
中に電機子電流及び界磁電流を遮断する場合、分巻電動
機の駆動電流を入断する断流器を投入状態にしている信
号が消滅した時点で、電機子チョッパの動作を停止させ
るとともに界磁チ３ツバに流れる界磁電流の通流率を所
定値以下にする構成にする。

〔作用〕

分巻電動機の駆動電流を入断する断流器を投入状態にし
ている信号が消滅したときに電機子チョッパの動作が停
止する。またそのときに界磁チョッパの通流率が所定値
以下になる。

それによりフィルタコンデンサへ流れる電流が抑制され
てフィルタコンデンサの過充電を防止する。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面によって詳述する。

第１図は本発明に係る電気車の制御装置の回路図である
。電車線１に集電器２が接触している。

集電器２は、断流器３と、フィルタリアクトル４と、充
電用抵抗器５と、アノードを分巻電動機の電機予巻ｖＡ
８と接続しているフリーホイルダイオード１）と、電機
子巻線８とをその順に接続した直列回路を介して接地さ
れる。前記充電用抵抗器５には充電抵抗短絡用断流器６
が並列接続される。

充電用抵抗器５と充電抵抗短絡用断流器６との並列回路
と前記フリーホイルダイオード１）との接続中間点は、
過電圧検知器ＶＤを並列接続しているフィルタコンデン
サ７と、過電圧防止用制御整流素子１３との並列回路を
介して接地される。そして過電圧検知器ＶＤの検出出力
は過電圧防止用制御整流素子１３のゲートに入力される
。

また前記接続中間点はチョッパ１またる制御整流素子Ｔ
ｈｎ、　Ｔｈｚ、　Ｔｈｓ、　Ｔｈ４からなるブリソジ
回路の制御整流素子Ｔｈｌ　とＴｈｚとの直列回路を介
し、また制御整流素子Ｔｈ３とＴｈ、との直列回路を介
して接地される。制御整流素子Ｔｈ、とＴｈｚとの接続
点及び制御整流素子Ｔｈ、とＴｈ４との接続点間には前
記分巻電動機の界磁巻線９が介装される。

各制御整流素子Ｔｈ＋、　Ｔｈｚ、　Ｔｈ３．　Ｔｈｎ
には夫々フリーホイルダイオードＦＤＩ、　ＦＤ２．　
ＦＤ３．　ＦＤ４が逆並列接続される。

前記充電抵抗短絡用断流器６のインタロック信号Ｓ、は
、そのインタロンク信号Ｓｈが遮断されるとゲート停止
指令を出力するゲート停止指令回路２１へ入力され、そ
の出力は界磁チョッパ１２のゲート停止受付回路たるＡ
ＮＤ回路２３の反転入力端子に入力される。また断流器
３を入断駆動する電磁コイル励磁信号Ｓ、は、その励磁
信号Ｓ３が遮断されたときに出力を発する電機子チョッ
パ停止指令回路２８及び界磁チョッパ１２に流れる電流
の通流率を、例えばフィルタコンデンサ７を過充電する
ことがない電流値以下に指令するｉＩｌ流率指令回路２
９に夫々入力される。電機子チョッパ停止指令回路２８
の出力はゲート停止受付回路たるＡＮＤ回路２２の反転
入力端子へ入力され、通流率指令回路２９の出力は電機
子及び界磁チョッパのゲート信号を制御するゲート制御
部２０に人力される。このゲート制御部２０が出力する
ゲート信号ＳＧ、及びＳＧ、は前記ＡＮＤ回路２２及び
２３の入力端子に各別に入力される。ＡＮＤ回路２２の
出力たる電機子ゲート信号Ｓ２□は前記電機子チョッパ
１０の図示しないゲート端子へ、ＡＮＤ回路２３の出力
たる界磁ゲート信号Ｓｚ３は前記界磁チョッパ１２のゲ
ート端子へ夫々与えられる。

次にこのように構成した電気車の制御装置の動作を第２
図及び第３図とともに説明する。

第２図は回生ブレーキの作動中、第３図は保護動作を行
った場合の各部信号のタイミングチャートである。

いま、第２図（ａ）に示すようにブレーキ指令信号が遮
断されると、断流器３が遮断動作するまでの所定期間（
通常１〜１．５秒）に第２図（ｆ）。

（ｇ）に示すように分巻電動機の電機子電流及び界磁電
流を減少させる。そして第２図（ｂ）に示すように断流
器３の電磁コイル励磁信号Ｓ３が遮断した時点で、電機
子チョッパ停止指令回路２８が出力を発してＡＮＤ回路
２２が出力する電機子ゲート信号ＳＧ２□が第２図（ｄ
）の如く遮断して電機子チョッパ１０の動作が停止して
、°電機子電流は第２図（ｆ）に示す如く消滅する。ま
た電磁コイル励磁信号Ｓ３が消滅した時点で、通流率指
令回路２９はフィルタコンデンサ７を過充電することが
ない電流に抑制し得る通流率を指令すべき信号をゲート
制御部２０へ入力し、ゲート制御部２０はその通流率に
相応するゲート信号ＳＣＺをＡＮＤ回路２３へ人力し、
その出力たる界磁ゲート・信号５Ｇｔ３を界磁チョッパ
１２へ与えることになる。それにより界磁電流はフィル
タコンデンサ７を過充電しない電流値以下に低下する。

そして第２図（Ｃ）に示すようにインクロック信号が遮
断されて第２図（ｅ）に示すように界磁ゲート信号５Ｇ
ｚ３が遮断される。それによって界磁チョッパ１２は動
作を停止して、第２図（ｇ）に示す如く界磁電流が消滅
する。

次に、電機子電流及び界磁電流を減少させずにそれらの
電流を遮断する保護動作が行われたときは前述したと同
様の動作により、先ず断流器３の第３図（ｂ）に示す電
磁コイル励磁信号Ｓ３が遮断した時点で、第２図（ｄ）
に示す如く電機子ゲート信号ＳＧ２□が遮断されて電機
子チョッパ１０の動作が停止し第２図（ｆ）に示す如く
電機子電流が消滅する。そして断流器３が遮断動作する
までに第２図（ｈ）に示す如くフィルタコンデンサ７の
端子電圧が僅かに低下してその充電が終了する。また電
磁コイル励磁信号Ｓ３が遮断された時点で通流率指令回
路２９が所定の通流率を指令する信号を出力し、その通
流率に応じた界磁ゲート信号ｓＧ、が界磁チョッパ１２
に与えられ、その電流は第２図（ｇ）に示すように所定
の通流率に抑制され、界磁電流は第２図（ｇ）に示す如
く徐々に減少する。

そして断流器３が遮断した後界磁チョソバ１２の動作が
停止するときの界磁電流は極めて減少しており、第３図
（ｃ）に示す如くインクロック信号ｓ６が遮断され界磁
ゲート信号５Ｇｔ３が遮断されたときのフィルタコンデ
ンサ７の端子電圧の上昇は少なく第３図（ｈ）に示す如
く過充電状態になることがない。

このように、回生ブレーキを作動中は、電機子チョソバ
１０が断流器３の電磁コイル励磁信号Ｓ、が消滅した時
点で動作を停止し、また界磁チョッパ１２に流れる界磁
電流の通流率を所定値以下にするようにしたため、保護
動作により電機子電流及び界磁電流を突然に遮断しても
フィルタコンデンサ７が過充電されることがない。それ
により、保護動作により過電圧検知器ＶＯが不用の動作
をせず、またフィルタコンデンサ７及びその周辺回路に
過電圧が加わるのを未然に防ぎ得ることになる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の電気車の制御装置によれ
ば電気車の運転中に、保護動作により電機子電流および
界磁電流を突然に遮断する場合は、電機子電流を遮断す
るとともに、界磁電流の通流率を所定値以下にするから
、フィルタコンデンサの過充電を防止できる。それによ
りフィルタコンデンサ及びその周辺回路に過大な電圧が
加わることがなく、また保護動作によって過電圧検知器
が不用の動作をせず、信頼性が高い電気車の制御装置を
提供できる優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電気車の制御装置の回路図、第２
図は回生ブレーキ作動中の各部信号のタイミング°チャ
ート、第３図は保護動作を行った場合の各部信号のタイ
ミングチャート、第４図は従来の電気車の制御装置の回
路図、第５図は回生ブレーキ作動中の各部信号のタイミ
ングチャート、第６図は保護動作を行った場合の各部信
号のタイミングチャートである。 ２・・・集電器　３・・・断流器　６・・・充電砥抗短
絡用断流器　７・・・フィルタコンデンサ　８・・・電
機子巻線　９・・・界磁巻線　１０・・・電機子チョッ
パ　１２・・・界磁チョッパ　Ｔｈ、、　Ｔｈｚ　Ｔｈ
ｅ、　Ｔｈ４・・・制御整流素子ＦＤ１．ＦＤ２．ＦＤ
３．ＦＤ４・・・フリーホイルダイオードなお、図中、
同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）分巻電動機の駆動電流を入断する断流器と、前記
   分巻電動機の電機子巻線及び界磁巻線の電流を夫々制御
   する電機子チョッパ及び界磁チョッパとを設けている電
   気車の制御装置において、 前記断流器を投入状態にしている信号が消 滅した時点で前記電機子チョッパの動作を停止させる電
   機子チョッパ停止指令回路と、前記時点で前記界磁電流
   の通流率を所定値以下にする通流率指令回路とを備えて
   いることを特徴とする電気車の制御装置。