JPH0445363Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、電気車用電動機発電機（以下、
「MG」という）の制御装置に関する。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

第３図はMGの主回路図である。同図におい
て、架線１から供給される直流電力は集電装置２
によつて車両内に導入される。集電装置２とアー
ス間には、低電圧継電器３と直列回路とが並列に
接続される。ここで、直列回路は、過電流継電器
４、MG主回路接触器５、起動抵抗短絡接触器６
と起動抵抗７の並列回路、直列抵抗８、界磁巻線
９ａを有する走行用直流直巻電動機９、界磁回路
抵抗器１０、及び逆流阻止用ダイオード１１，１
２が順次直列に接続されて構成される。さらに界
磁巻線９ａ、界磁回路抵抗器１０および逆流阻止
用ダイオード１１と並列に、分路リアクトル１３
及び分路回路接触器１４からなる直列の分路回路
が接続され、また界磁巻線９ａと並列に、サイリ
スタ等からなる直流出力可変の制御整流器１５と
平滑リアクトル１６との直列回路が接続される。
前記電動機９には界磁巻線１７ａを有する補機電
源用同期発電機１７が連結され、電動機９によつ
て同期発電機１７が回転する。同期発電機１７の
交流出力電流は、サイリスタ等からなる直流出力
可変の制御整流器１８によつて直流に変換された
後、界磁巻線１７ａに与えられると共に、該同期
発電機１７の交流出力電流は制御整流器１５、及
び負荷接触器１９を介して車両用制御回路等の負
荷へそれぞれ供給される。なお、直流直巻電動機
９及び同期発電機１７によつてMG２０を構成し
ている。

第４図は第３図に示されるMG主回路の制御回
路である。図中、３０は制御電源を入、切する制
御スイツチであり、この制御スイツチ３０を介し
て＋側電源線３１及び−側電源線３２へ制御電圧
が供給される。電源線３１，３２間には並列に、
低電圧継電器の接点３ａ及びオフデイレイタイマ
３３の直列回路と、オフデイレイタイマ３３の接
点３３ａ、過電流継電器４の接点４ｂ及びMG主
回路接触器５からなる直列回路と、MG主回路接
触器５の接点５ａ及びオンデイレイタイマ３４の
直列回路とが、それぞれ接続される。さらに、オ
ンデイレイタイマ３４には並列に、オンデイレイ
タイマ３４の接点３４ａ及び起動抵抗短絡接触器
６の直列回路と、接触器６の接点６ａ及びオンデ
イレイタイマ３５の直列回路と、オンデイレイタ
イマ３５の接点３５ａ及び分路回路接触器１４
と、接触器１４の接点１４ａ及びオンデイレイタ
イマ３６の直列回路と、オンデイレイタイマ３６
の接点３６ａ及び負荷接触器１９の直列回路と
が、それぞれ接続される。

以上の構成において、MG２０の起動は、架線
１と制御スイツチ３０が生きている条件で始ま
り、まず架線１の電圧が規定値以上あることで低
電圧継電器３が励磁される。低電圧継電器３が励
磁されると、その接点３ａがオンとなり、オフデ
イレイタイマ３３に電圧が供給される。ここでオ
フデイレイタイマ３３は、ごく短かい電力中断で
低電圧継電器３がオフしても制御回路をオフしな
いようにしている。オフデイレイタイマ３３に電
圧が供給されると、その接点３３ａがオンとな
り、MG２０の主回路接触器５が投入され、MG
２０は起動を始める。主回路接触器５の投入後
は、オンデイレイタイマ３４，３５，３６の各接
点３４ａ，３５ａ，３６ａにより起動抵抗短絡接
触器６、分路回路接触器１４、及び負荷接触器１
９がそれぞれの時限により順次投入され、起動を
完了する。

接触器１４のオンによる分路回路投入後は、制
御整流器１５により電動機界磁巻線９ａへ与える
直流電流が変えられ電動機９の回転速度が制御さ
れる。

一方、集電装置２を介して導入される電力が中
断し、さらに復電した時に電動機９に流れる突入
電流ｉは第５図に示す如く主回路側のi₁と分路回
路側のi₂に分流される。この分流比は定常特性と
電動機９の整流状態により決められる。

この状態において運転中に集電装置２による離
線等の電力中断が起こつたとすると、電動機９の
逆起電力ｅは第６図の電動機逆起電力特性に示す
如く、電力中断時点ｔから回転数ｎの減衰にほぼ
比例して減衰する。このことは、ｅ＝kn（但し、
ｅ＝逆起電力、ｋ＝比例定数、＝界磁磁束、ｎ
＝回転数）で示されるが如く、公知のものである
が、この様な状態の時にＥという直流電圧がMG
２０の主回路に再加圧されたとすると、主回路に
はＥ−ｅ／Ｒ（但し、Ｒ＝回路抵抗）により、突入 電流ｉが流れる。つまり逆起電力ｅが小ならば突
入電流ｉは大きく、逆起電力ｅが大きければ突入
電流ｉは小さい。この突入電流ｉは電動機９の許
容し得る電流で押えることが必要であり、これを
超えることがあれば過電流継電器４を動作させて
電動機９の保護を図つている。また、このことか
ら電力中断時間が決まり、オフデイレイタイマ３
３の時間が決まつて来る。一方、このMG２０の
使用される機関車または電車システムでは、一般
にMGの出力電圧を制御電源として使用してお
り、MG２０の停止は即機関車の停止を意味す
る。

従来の制御装置では、セクシヨンが多く、しか
も電力中断の長い路線においては、システム上電
力中断時間が長くとれず、このため走行に支障が
出てくるという欠点があつた。

〔考案の目的〕

本考案は、以上のような従来技術の欠点を除去
するためになされたもので、セクシヨン通過のよ
うな長い電力中断においても車両用電動機発電機
（MG）を停止させずに常に負荷側に電源供給を
行なうことのできる車両用電動機発電機の制御装
置を提供することを目的とする。

〔考案の概要〕

本考案は、起動時制御部と、電力中断時制御部
とを有し、 起動時制御部は、集電装置から導入される電圧
が規定値以上であるとき主回路接触器を動作させ
て直流直巻電動機を回転させると共に、同期発電
機を回転させ、かつ、主回路接触器が動作したこ
とを条件にして短絡用接触器およびしゃ断用接触
器を順次動作させる制御信号を出力し、 電力中断時制御部は、集電装置を介して導入さ
れる電力の中断を検出し、中断時間が所定値を超
えてから復電するまで、起動時制御部の短絡用接
触器およびしゃ断用接触器に対する制御信号をし
ゃ断側に保持するものである。

〔考案の実施例〕

以下、第１図及び第２図を参照しつつ本考案の
一実施例を説明する。

第１図はこの実施例に係るMG主回路の制御回
路である。なお前記第３図乃至第６図中の要素と
同一の要素には同一の符号を付して重複する説明
を省略する。そしてこの制御回路が第４図のもの
と異なる点は、オフデイレイタイマ３３と並列に
オフデイレイタイマ４０を接続し、このオフデイ
レイタイマ４０の接点４０ａを起動抵抗短絡接触
器６に直列に接続すると共に、負荷接触器１９に
自己保持用の接点１９ａを設け、この接点１９ａ
をオンデイレイタイマ接点３６ａに並列接続した
ことである。ここで、オフデイタイレイマ３３の
セツト値、すなわち時限は停電、あるいは集電装
置２のオフ等の検知に使用し、一方オフデイレイ
タイマ４０は接触器１４のオンによる分路回路の
投入で許容出来る時限にセツトされる。また負荷
接触器１９は、一旦起動を完了した後はMG主回
路接触器５がオフするまで、接点１９ａで自己保
持されるようにする。なお、第１図に示した制御
装置は、制御スイツチ３０、低電圧継電器３の接
点３ａ、主回路接触器５の接点５ａおよびオンデ
イレイリレータイマ３４，３５，３６が本考案の
起動時制御部Ｘに対応し、オフデイレイタイマ３
３，４０および負荷接触器１９の接点１９ａが本
考案の電力中断時制御部Ｙに対応している。

以上の構成において、集電装置２による離線等
の電力中断がオフデイレイタイマ４０の設定時間
より短かいときには、接点４０ａがオフせず、従
つて従来の第４図の回路と同様な動作をする。し
かし、オフデイレイタイマ４０の設定時間より長
い中断のときは、オフデイレイタイマ４０がオフ
し、その接点４０ａで起動抵抗短絡接触器６以降
の回路、すなわち分路回路接触器１４をオフ状態
とする。しかし負荷接触器１９は接点１９ａによ
り自己保持されているため、オン状態を維持す
る。

接触器６以降の回路がオフすると、第３図の
MG主回路では起動抵抗７が挿入され、さらに分
路回路接触器１４のオフにより分路回路がオフ状
態となる。そしてこの状態からMG主回路へ再加
圧されたとすると、起動抵抗７で突入電流が押え
られ、さらにこの突入電流が電動機９の電機子巻
線及び界磁巻線９ａへ流れ、該電動機９が直巻電
動機となつて逆起電力ｅの立上がりを早めるた
め、第２図の電動機電流i_cの如く突入電流を押え
ることが出来る。すなわち、第２図は電動機電流
の特性図であり、図中、i_aは過電流継電器４のセ
ツト電流値、i_bは第４図の回路でオフデイレイタ
イマ３３の時限を長くした場合の電流波形、及び
i_cは第１図の回路で電力中断後再加圧時の電流波
形であり、さらにt_aは再加圧時点、T₁は起動抵抗
７の投入時間、T₂は起動抵抗７の短絡時間、及
びT₃は分路回路が投入された通常運転時間であ
る。この第２図の電流波形i_cから明らかなよう
に、再加圧時点t_a後に生じるMG主回路への突入
電流を従来よりも低く押えることが出来、従つて
MGを停止させなくとも車両の運転を継続するこ
とが出来る。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、集電装
置を介して導入される電力の中断を検出し、中断
時間が所定値を超えてから復電するまで、短絡用
接触器およびしゃ断用接触器に対する制御信号を
しゃ断側に保持するようにしたため、セクシヨン
通過等の長い電力中断においてもMGを停止させ
ず、長い中断ごとに車両を停車させる等の不具合
がなくなるばかりか、電力中断後の再加圧時の突
入電流を押えることができ、MGの整流上常に好
ましい状態となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の構成を示す回路
図、第２図は同実施例の動作を説明する電動機電
流と時間との関係を示す線図、第３図は車両用電
動機発電機の主回路図、第４図は従来の車両用電
動機発電機の制御装置の構成を示す回路図、第５
図は第３図の動作を説明するための部分回路図、
第６図は第３図及び第４図の動作を説明するため
の電動機逆起電力と時間との関係を示す線図であ
る。 １……架線、２……集電装置、４……過電流継
電器、５……MG主回路接触器、６……起動抵抗
短絡接触器、７……起動抵抗、９……直流直巻電
動機、９ａ……界磁巻線、１３……分路リアクト
ル、１４……分路回路接触器、１５……制御整流
器、１７……同期発電機、１７ａ……界磁巻線、
１８……制御整流器、１９……負荷接触器、１９
ａ……負荷接触器接点、２０……MG、３０……
制御スイツチ、３３……オフデイレイタイマ、３
４〜３６……オンデイレイタイマ、４０……オフ
デイレイタイマ、４０ａ……オフデイレイタイマ
接点、Ｘ……起動時制御部、Ｙ……電力中断時制
御部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 起動時制御部Ｘと、電力中断時制御部Ｙとを有
   する電気車用電動機発電機の制御装置であつて、 電気車は、集電装置２を介して導入される直流
   電力により駆動される走行用直流直巻電動機９
   と、この直流直巻電動機２０に連結された補機電
   源用同期発電機１７とを有し、直流直巻電動機２
   ０には主回路接触器５と、短絡用接触器６を並列
   接続した起動抵抗７とが直列接続され、かつ、そ
   の界磁巻線９ａにはしゃ断用接触器１４を有する
   分路リアクトル１３が並列接続され、 起動時制御部Ｘは、集電装置２から導入される
   電圧が規定値以上であるとき主回路接触器５を動
   作させて直流直巻電動機２０を回転させると共
   に、同期発電機１７を回転させ、かつ、主回路接
   触器５が動作したことを条件にして短絡用接触器
   ６およびしゃ断用接触器１４を順次動作させる制
   御信号を出力し、 電力中断時制御部Ｙは、集電装置２を介して導
   入される電力の中断を検出し、中断時間が所定値
   を超えてから復電するまで、起動時制御部Ｘの短
   絡用接触器６およびしゃ断用接触器１４に対する
   制御信号をしゃ断側に保持するものである、 電気車用電動機発電機の制御装置。