JPH0336902A - 電気車制御装置 - Google Patents

電気車制御装置

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Publication number
JPH0336902A
JPH0336902A JP1170277A JP17027789A JPH0336902A JP H0336902 A JPH0336902 A JP H0336902A JP 1170277 A JP1170277 A JP 1170277A JP 17027789 A JP17027789 A JP 17027789A JP H0336902 A JPH0336902 A JP H0336902A
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JP
Japan
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armature
armature winding
diode
current
winding
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Pending
Application number
JP1170277A
Other languages
English (en)
Inventor
Takahiro Kikuchi
高弘 菊池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH0336902A publication Critical patent/JPH0336902A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

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〕 本発明は電気車の主電動機に直流電動機を用いている電
気車制御装置に関するものである。
〔従来の技術〕
分巻電動機又は他動電動機の駆動電流をチョッパ制御す
る場合には、電機子電流を加減制御する電機子チョッパ
回路及び界磁巻線の電流を加減制御する界磁チョッパ回
路を用いる。
第3図は例えば1984年に発行された三菱電機技報V
o158.に3に示されている2相1重方式を採用した
従来の電気車制御装置の回路図である。集電器1は断流
器2、フィルタリアクトル5及びフィルタコンデンサ6
の直列回路を介して接地される。
フィルタコンデンサ6には、断流器3A (3B)と、
電機子巻線7Al(7B+)、 71h(7B2)と、
電機子チョッパ回路10A (IOB)との直列回路が
夫々並列接続される。
また断流器3A (3B)と、電機子巻線7Al(7B
+)、 7A2(7B2) との直列回路には、アノー
ドを電機子チョッパ回路10A (IOB)側としてい
るダイオード9A (9B)が並列接続される。断流器
3A (3B)と電機子巻線7A。
(781) との接続点は、ダイオード8A (8B)
のカソードと接続され、それらのアノードは共通接続さ
れ、断流器4を介して接地される。更に前記フィルタコ
ンデンサ6には、制御整流素子1工と21との直列回路
及び制御整流素子31と41との直列回路が夫々並列接
続され、それらにより界磁チョッパ回路20が形成され
る。
制御整流素子11と21との接続点と、制御整流素子3
1と41との接続点との間には界磁巻線13^、13A
2゜13B+、138zとの直列回路が介装される。各
制御整流素子11,21,31.41にはフリーホイル
ダイオード12.22.32.42が夫々逆並列接続さ
れる。制御整流素子11,21.31.41は自己消弧
能力を有するGTO(ゲートターンオフスイッチ素子)
からなっている。
ナオ、電機子巻線7A + (7At) ト界磁巻wA
13A+ (13A z)とにより2台の分巻電動機を
構成しており、電機子巻線7B+ (Vex)と界磁巻
線13B+ (13th)とにより別の2台の分巻電動
機を構成している。
そして電機子巻線7A+(7Az)を有している分巻電
動機は例えば前側台車用に、電機子巻線7B+ (78
2)を有している分巻電動機は後側台車用に用いられる
前記電機子チョッパ回路10A、 IOBは例えば第4
図に示すように構成されている。GTO(ゲートターン
オフスイッチ素子)からなる制御整流素子THDには、
ダイオードDとコンデンサCとを直列接続しており、そ
のダイオードDに抵抗Rを並列接続しているスナバ回路
50が並列接続され、また制御整流素子T)10には逆
耐圧保護用ダイオードPDが並列接続される。
次にこの電気車制御装置の動作を説明する。界磁巻線1
3の電流量及び電流方向は、制御整流素子11.41及
び21.31のチョッパ動作により切換わる。
例えば電気車の前進力行時には制御整流素子41をオン
状態にして、制御整流素子11をチョッパ動作させるこ
とにより界磁巻線13八□13A113B+ 、 13
Bzを流れる電流量とその電流方向とを制御することが
できる。
次に第3図に示す電機子チョッパ回路10A、 IOB
は、制御整流素子THDのオフ動作時には、ダイオード
D及び抵抗Rを介してコンデンサCを充電する。そして
制御整流素子T)10のオン動作時には、抵抗Rと制御
整流素子THDとを介してコンデンサCが放電する。そ
のような動作を制御整流素子TlIDのオン、オフ動作
に関連して繰り返す。
そのようにしてスナバ回路50は、制御整流素子T)1
0に加わる異常電圧を吸収して制御整流素子TlIDを
異常電圧から保護する。
〔発明が解決しようとする課題] 従来の電気車制御装置の電機子チョッパ回路10A。
10Bは、電気車のカ行時に電機子巻線電流がチョッパ
制御されているから、電機子チョッパ回路10A。
10Bがオフ動作しているときは電機子巻線7A、7A
!及び7B+、78zには下記式により定まる逆起電圧
Vが発生する。そのため電機子巻線に接地事故が生じる
と例えば電機子巻線7A、又は7B+から接地点を通り
電機子チョッパ回路10A又は10B内の逆耐圧保護用
ダイオードPDを通って電機子巻線7Az+7A+ 。
又は7B、、7B+に過大な事故電流が、つまり逆流が
生じて主電動機を損傷する虞れがあるという問題がある
V=k −nφm)  ・(1) (但しkは定数、φ(If)は界磁電流に依存する磁束
、nは主電動機の回転数である) 本発明は斯かる問題に鑑み、主電動機の電機子巻線が接
地した場合に、その接地による過大な事故電流から主電
動機を保護できる電気車制御装置を提供することを目的
とする。
〔!1!題を解決するための手段) 本発明に係る電気車制御装置は、電機子巻線が接地した
場合に、電機子巻線への逆流を阻止すべきダイオードを
、電機子巻線と電機子チョッパ回路との間に設ける。
〔作用〕
電機子巻線が接地すると過大な事故電流が電機子巻線へ
逆流する。ダイオードは事故電流が電機子巻線へ逆流す
るのを阻止する。
これにより電機子巻線には事故電流が流れず電動機を保
護する。
〔実施例〕
以下本発明をその実施例を示す図面により詳述する。
第1図は本発明に係る電気車制御装置における1相に相
当する電機子チョッパ回路の回路図である0分巻電動機
の電機子巻線7A1.77hが直列接続され、その直列
回路の一側は逆流防止ダイオードISOのアノードと接
続される。逆流防止ダイオードISOのカソードは、電
機子チョッパ回路10^の自己消弧能力を有するGTO
(ゲートターンオフスイッチ素子)を用いた制御整流素
子THDを介して接地される。この制御整流素子THD
には逆耐圧保護用ダイオード9Aが並列接続され、また
ダイオードDとコンデンサCとが直列接続され、ダイオ
ードDに抵抗Rを並列接続しているスナバ回路5oが並
列接続される。なお、他の■相に相当する分巻電動機の
電機子巻線7B+、7B、及び電機子チョッパ回路10
Bについても同様の構成となっている。
次にこのように構成した電気車制御装置の動作を説明す
る。
電機子チョッパ回路10Aの制御整流素子THDがチョ
ッパ動作すると、電機子巻線7A、7A!、逆流防止ダ
イオード9AD及び制御整流素子T)10を通って、電
機子巻線7A 、 、 7Aよにはチョッパ動作に関連
する所要量のtm子電流が流れて、電気車はカ行する。
また制御整流素子THDがオフ動作のときには、電機子
巻線7A+、7Azには前記(1)式により定まる逆起
電圧Vが発生する。この逆起電圧Vは制御整流素子TH
Dがオン動作しているときの電機子巻線7A17A、の
極性と逆極性となる。
ところで電機子巻線7A、に接地事故Xが発生すると、
制御整流素子THDがオフ動作の期間に、発生する逆起
電圧Vによって事故電流が接地側に流れ、接地側から電
機子チジッパ回路IOAの逆耐圧保護用ダイオードPD
を通って電機子巻線7A、、7A2へ逆流することにな
る。しかし乍ら、電機子チョッパ回路10Aと電機子巻
線TAtとの間に介装している逆流防止用ダイオード9
ADによりその逆流が阻止されて電機子巻線7A + 
、 7A tには過大な事故電流が流れない。それによ
り分巻電動機の電機子巻線7A□7A!は事故電流によ
って異常に過熱されることがなく、接地事故が生じても
分巻電動機が損傷することはない。
第2図は本発明の他の実施例を示す電気車制御装置の回
路図であって、主電動機に直巻電動機を用いた場合の回
路図である。フィルタコンデンサ6には、カソードをフ
ィルタコンデンサ6側としているダイオード9A (9
B)と、ダイオード9A (9B)のアノードにアノー
ドと接続している逆流防止ダイオードl5DA(ISD
a )とチョッパ回路10AA(10Aaの制御整流素
子THDA(THDm )との直列回路が夫々並列接続
される。制御整流素子THDa (180m )には逆
耐圧保護用ダイオード9Aa (PDw )が並列接続
され、またダイオード9A (D、+ )とコンデンサ
Ca (cm )とを直列接続しており、ダイオード9
A(Da)に抵抗RA (R1”)を並列接続して形成
されたスナバ回路が並列接続される。逆流防止用ダイオ
ードl5DA及びl5DIの夫々のアノード間には一方
の直巻電動機の界磁巻線13A、と電機子巻線7AI 
と、他方の直@電動機の電機子巻線7B、と界磁巻線1
3A+とをその順に直列接続した直列回路が介装される
。また電機子巻線7A、と7R1との共通接続点は断流
器4を介して接地される。
また前記共通接続点は断流器3を介してダイオード9A
と9Bとの共通接続点と接続される。
そして、それ以外の回路構成は第3図に示したものと同
様となっている。
このように構成した電気車制御回路は断流器3を投入す
ることにより、前述した分巻電動機を用いている場合と
同様にチョッパ回路10AA及びIOA。
がチクツバ動作すると、それに関連して電機子巻線7A
、、7Bl及び界磁巻線13A+、13B+に夫々チョ
ッパ電流が流れて夫々の直巻電動機が駆動して電気車は
カ行する。そして、前述したような接地事故が発生して
、その事故電流が逆耐圧保護用ダイオードPD、又はp
o、を介して電機子巻線7A、又は7B+へ逆流する場
合には逆流防止ダイオードl5DA又はISD、がそれ
を阻止する。それにより界磁巻線13^、13B+及び
電機子巻線7A、7貼に事故電流による過熱が生じない
。そのようにして接地事故による直巻電動機の損傷を未
然に防止する。
また、断流器3を遮断し、断流器4を投入して回生ブレ
ーキを作動させた場合には、直巻電動機に発生する回生
電圧が、電動機の特性差により異なると、第2図に破線
で示す循環電流が流れようとするが、その循環電流の通
路には逆流防止ダイオードl5Da 、ISDmが介在
しているため、回生ブレーキを作動させても循環電流が
生じない。
つまり、循環電流が流れた場合は、直巻電動機の界磁巻
線13A I及びt椅子巻線7Alの電流方向は回生電
流の方向と反対方向となって、チョッパ動作により循環
電流が断続することになり、夫々の直巻電動機の界磁巻
線13^+、13B+及び電機子巻線7A1.7B、に
発生する電圧が上昇する。そして界磁巻1lfA13 
A +及び電機予巻m7A+には逆耐圧保護用ダイオー
ドPDA及び断流器4を通るチョッパ動作しない連続し
た電流が流れて直巻電動機の自動作用が働き、その電流
が増大して直巻電動機を過熱し損傷させる虞れがあるが
、循環電流が阻止されていることにより、界磁巻線13
A r及び電機子巻線7^1が過熱されず、電動機を過
熱による損傷から保護できる。
即ち、2相1重方式として直巻電動機を用いた場合は、
回生ブレーキ作動時の回生電圧の不平衡に起因して電動
機が損傷するのを防ぐ機能をも備えることになる。
〔発明の効果〕
以上詳述したように本発明は電機子巻線の電流を加減制
御する電機子チョッパ回路と電機子巻線との間に逆流防
止ダイオードを介装して、電機子巻線が接地した場合の
事故電流が電機子巻線へ逆流するのを阻止したので、そ
の事故電流により電機子巻線が過熱することがない。
それにより、接地事故によって電動機が損傷することが
ない電気車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制御装置の電機子チョッパ
回路の回路図、第2図はチョッパ巻電動機を用いた本発
明の他の実施例を示す電気車制御装置の回路図、第3図
は分巻電動機を用いた電気車制御装置の回路図、第4図
はその電機子チョッパ回路の回路図である。 1・・・集電器 6・・・フィルタコンデンサ7Al 
、 In2 、7B+ 、 7L・・・電機子巻線10
A、 IOB・・・電機子チョッパ回路13A+ 、1
31h 、13B+ 、13Bz・・・界磁巻線20・
・・界磁チョッパ回路 THD・・・制御整流素子PD
・・・逆耐圧保護用ダイオード IsD・・・逆流防止
ダイオード 50・・・スナバ回路 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)直流電動機の電機子巻線とその電流を加減制御す
    る電機子チョッパ回路とを直列接続している電気車制御
    装置において、 前記電機子巻線と前記電機子チョッパ回路 との間に、電機子巻線への逆流を阻止するダイオードを
    介装してあることを特徴とする電気車制御御装置。
JP1170277A 1989-06-30 1989-06-30 電気車制御装置 Pending JPH0336902A (ja)

Priority Applications (1)

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JP1170277A JPH0336902A (ja) 1989-06-30 1989-06-30 電気車制御装置

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JPH0336902A true JPH0336902A (ja) 1991-02-18

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ID=15901967

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100435655B1 (ko) * 2001-06-20 2004-06-12 현대자동차주식회사 연료 전지 자동차의 구동 시스템

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58172903A (ja) * 1982-03-31 1983-10-11 Hitachi Ltd 電気車用直流電動機の制御装置

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