JPH0515125B2 - - Google Patents

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JPH0515125B2
JPH0515125B2 JP59008659A JP865984A JPH0515125B2 JP H0515125 B2 JPH0515125 B2 JP H0515125B2 JP 59008659 A JP59008659 A JP 59008659A JP 865984 A JP865984 A JP 865984A JP H0515125 B2 JPH0515125 B2 JP H0515125B2
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JP
Japan
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power converter
control circuit
current
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JP59008659A
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JPS59144381A (ja
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Gooto Pauru
Ryueku Ruudorufu
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ABB AB
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Asea Brown Boveri AB
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Publication of JPH0515125B2 publication Critical patent/JPH0515125B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/003Dynamic electric braking by short circuiting the motor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/22Dynamic electric resistor braking, combined with dynamic electric regenerative braking
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/281Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices the DC motor being operated in four quadrants
    • 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
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は直巻界磁巻線および他励界磁巻線を有
する直流車両モータの主回路用制御回路装置であ
つて、上記主回路は交流電圧給電電源から当該電
源に接続されている電力変換器を介して給電を受
けるように構成されており、上記制御回路装置は
上記直流車両モータ電流における生成励磁電流低
減ないし界磁力低減回路を有しており、当該車両
の制動の際他励界磁の反転により当該電源網(電
流給電源)への電気エネルギの戻し返還供給が行
なわれ得るように構成され、ここにおいて、上記
直巻界磁巻線は上記他励界磁巻線に対して作動界
磁(励磁)方向に作用するように構成されている
ものに関する。
[従来技術] この形式の公知技術は、「ブラウン・ボベリ社
報(Brown Boveri Mitteilungen)」12(1975年)
の第545頁以下に記載されている。そこには生成
励磁電流低減ないし界磁力低減回路(走行作動モ
ータ電流を制限する回路)を有する差動励磁回路
における、複合励磁される車両用電動機用の回生
制動回路が示されている。走行動作においては直
巻励磁が他励界磁によつて補助される。走行動作
から制動動作へ移行する際に他励界磁がスイツチ
によつて極性転換されるので電動機に誘起される
電圧の極性が反転し、車両用電動機は差動励磁動
作を行う。生成励磁電動低減ないし界磁力低減装
置は他励界磁回路に接続されている。生成励磁電
流低減ないし界磁力低減装置は基本的に生成励磁
電流低減ないし界磁力低減抵抗とこの抵抗に並列
接続された強制消弧されるサイリスタスイツチと
から成る。差動励磁により電動機は著しく弱め界
磁せしめられて電動機の電気的制動力が低減され
る。
さらに電動機を走行動作および抵抗動作および
回生制動動作にスタチツクに(サイリスタを用い
て)切換えるための装置がドイツ連邦共和国特許
第2754349号明細書に記載されている。そこでは、
制動抵抗とサイリスタとロータ巻線とが並列接続
された単に1つの励磁巻線が設けられている。4
つの並列分岐の各々に電流制御用のサイリスタが
設けられており、これにより比較的高価である。
これに対し2つの励磁巻線を有する車両用電動機
では、簡単な方法で回生制動動作における急速な
生成励磁電流低減ないし界磁力低減を行うことが
できる。
[発明の目的] 本発明の目的ないし課題は、回生制動時の電動
機の生成励磁電流低減ないし界磁力低減に要する
時間を短縮し、障害時ないし電力変換器の切換時
における通常動作(制動動作または走行動作)へ
の移行を迅速にする直流車両モータの主回路用制
御回路装置を提供することにある。
[発明の構成] 上記課題は請求範囲1の構成要件により解決さ
れる。
[発明の効果] 本発明の利点は、電動機のより大きな制動力を
達成できる点にある。この目的のために個々の電
動機ないし個々の電動機分岐に1つの制御弁を対
応づけて設ける代わりに、本発明では単に1つの
電力変換器段のブリツジ半部が2重に構成され制
動母線と走行作動母線とを設ける。この構成は殊
に2つ以上のモータを並列接続するときに場所・
重量・価格の面で有利である。複数の電動機の並
列接続は例えば電気動力車で行われる。この構成
により、制動時に走行作動母線と接続された弁の
点弧により電動機の急速な生成励磁電流低減ない
し界磁力低減を行えるようになる。更にこの構成
により、上記の両母線間に直列励磁巻線を流れる
電流の低減を促進する電位が生ずるので、通常動
作への急速な移行が可能になる。
[実施例の説明] 次に本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明
する。
n段電力変換器1の入力側には交流電圧Uxが
供給される。電力変換器1の正の電圧出力側は、
動作中全直流電流idが流れる出力線2と平滑チヨ
ークコイル3とを介して正の母線4に接続されて
おり、この正の母線4には2つの同じ構造の電動
機ユニツトa,bが接続されている。さらに複数
の同様の電動機ユニツトを接続することもでき
る。
各電動機ユニツトa,bは電機子巻線5と直巻
励磁巻線6と他励励磁巻線7ならびに電動機減結
合ダイオード8と制動抵抗10とを有している。
動作時に電機子電流iAが流れる電機子巻線5は、
一方では正の母線4に接続され、他方では電機子
巻線に直列接続された制動抵抗10を介して制動
母線17に接続されている。直巻励磁巻線6は一
方では電機子巻線5の制動抵抗側接続点9に接続
され、他方では電動機減結合ダイオード8を介し
て作動励磁走行用母線18に接続されている。他
励励磁巻線7は図示されていない励磁電力変換器
に接続されている。別の電力変換器段はサイリス
タ11,12から成る正のブリツジ回路半部とサ
イリスタ13〜16から成る負のブリツジ回路半
部とを有しており、入力側に交流電圧Uが供給さ
れる。この電力変換器の正のブリツジ回路半部の
正の電圧出力側はn段電流変換器1の負の電圧出
力側に接続されている。負のブリツジ回路半部は
2重に構成されている。その際各々2つのサイリ
スタ分岐は交流側で共通の接続点に接続されてお
り、直流側で別々に制動母線17と走行母線18
に接続されている。制動母線17に接続されたサ
イリスタ14,16を以下制動サイリスタと称
し、走行作動母線に接続されたサイリスタ13,
15を走行/生成励磁電流低減ないし界磁力低減
サイリスタと称する。
要するに上記のサイリスタ11〜16によつて
は単相完全(フル)ブリツジとして構成されたも
う1つの電力変換器(上記のn段の電力変換器1
のほかに)が形成されており、当該の別の電力変
換器を成すブリツジ回路の正のブリツジ半部は1
1,12によつて形成され、それの負ブリツジ半
部は13〜16によつて形成されているのであ
る。
電力変換器の入力側への交流電圧は通常のよう
に、主変圧器(図示せず)の2次側から取出すこ
とができる。
次に上述の回路の動作を説明する。
障害のない制動しない走行動作においてはn段
電力変換器1の正の電力出力側から送出される全
直流電流idは個々の電動機ユニツトa,b,…に
分配され、車両用電動機Mの電機子巻線5と直巻
励磁巻線6とを同じ電機子電流iAが流れる。制動
時の車両用電動機相互間の妨害的反作用を阻止す
るための電動機減結合ダイオード8は、正常走行
動作では導通しており、走行/生成励磁電流低減
ないし界磁力低減サイリスタ13および15が電
動機Mから供給される回転トルクに応じて点弧さ
れる。他方制動サイリスタ14および16は遮断
されたままなので制動抵抗10には電流が流れな
い。電動機Mの他励界磁(励磁)巻線7には他励
磁(他励界磁)電流iFが実線矢印方向で示す方向
に流れ、直巻励磁巻線を流れる直巻励磁電流iS
(=iA)といつしよに電動機磁界Ψを発生させる。
電機子電流iAと電動機磁界とを介してモータMの
回転トルクを制御することができる。
制動動作において、電動機Mは発電機として作
用する。制動サイリスタ14,16が導通する
と、電機子電流iAが制動抵抗10を流れ、直巻励
磁巻線iSが消滅する。制動力は他励界磁(励磁)
電流iFにより形成され、そのとき他励界磁(励
磁)電流は破線の矢印の方向に流れる。その際電
気エネルギーに変換された制動エネルギーは電源
に供給される。
通常動作中−制動動作−におけるパンタグラフ
(集電子)の急激な動揺ないし激しい跳躍的運動
の際電力変換器はインバータ動作から整流器動作
へと転移(転換)したり、電源給電停止(停電)
の際に電動機電圧を短絡させる恐れがある。この
作用は電動機が極めて速く生成励磁電流低減ない
し界磁力低減されないときには電力変換器と電機
子巻線とに過負荷を招くことがある。急速な生成
励磁電流低減ないし界磁力低減のために、インバ
ータの切換えが検出された時点で他励励磁電流iF
が強制消弧により遮断され且つ付加的に走行/生
成励磁電流低減ないし界磁力低減サイリスタ1
3,15が点弧される。すると直列励磁巻線6に
より発生される磁界が他励界磁に対し反対方向に
作用して電動機磁界を低減させる。
当該の電力変換器の転移ないし制御不能状態が
生起して、走行/生成励磁電流低減ないし界磁力
低減サイリスタの点弧により差動励磁が開始さ
れ、電源電圧が再び加わると、通常動作へ次のよ
うにして急速に復帰し得る。即ち: 電動機電圧は(例えば他励界磁を介して)、過
電流を阻止できるように制御され、 その際n段電力変換器は任意に制御することが
でき、 サイリスタ13〜16は、制御母線17と走行
母線18との間に、走行母線18自体において急
速な電流低減を惹起こす電圧が生ずるように制御
され、 走行母線中の電流が零に低下すると通常動作に
復帰する。
この制御方法は、制動力の少なくとも半分を直
ちに再生でき、全制動力も比較的急速に再生でき
るという利点を有する。従つて電機子電流iAが消
滅するまで通常動作の開始を待つ必要がない。そ
れ以前に、所望の全電流idを発生するために、電
源に接続された電力変換器の、1つまたは別の電
力変換器段を制御し且つ他励励磁電流iFを導くこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の生成励磁電流低減ないし界磁力低
減装置の主回路用制御回路装置の実施例の回路図
である。 1,11〜16……電力変換器、6……直巻励
磁巻線、7……他励界磁(励磁)巻線、8……減
結合ダイオード、10……制動抵抗、17……制
動母線、18……走行(作動)母線。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 直巻界磁巻線および他励界磁巻線を有する直
    流車両モータ5の主回路用制御回路装置であつ
    て、上記主回路は交流電圧給電電源から当該電源
    に接続されている電力変換器1,11〜16を介
    して給電を受けるように構成されており、上記制
    御回路装置は上記直流車両モータ電流における生
    成励磁電流低減ないし界磁力低減回路を有してお
    り、当該車両の制動の際他励界磁の反転により当
    該電源網(電流給電源)への電気エネルギの戻し
    返還供給が行なわれ得るように構成されており、
    ここにおいて、上記直巻界磁巻線は上記他励界磁
    巻線に対して差動界磁(励磁)方向に作用するよ
    うに構成されているものにおいて、電機子巻線5
    の接続点9が、制動抵抗10を介して、制動母線
    17と接続されており、更に、上記の同じ接続点
    9は直巻界磁巻線6を介して走行作動母線18と
    接続されており、更に、上記制動母線は少なくと
    も第1および第2可制御弁14,16を介して電
    力変換器交流電圧入力側Uに接続されており、更
    に、上記走行作動母線18は少なくとも第3、第
    4可制御弁13,15を介して電力変換器交流電
    圧入力側Uに接続されていることを特徴とする、
    直流モータの主回路用制御回路装置。 2 上記の第1および第2の制御可能な弁ならび
    に第3および第4の制御可能な弁により、1つの
    電力変換器段の2重に構成されたブリツジ回路半
    部が形成されており、当該の各々2つのサイリス
    タ分岐が交流側で1つの共通の接続点に接続され
    且つ直流側で別々に制動母線17および走行作動
    母線18に接続されている特許請求の範囲第1項
    記載の制御回路装置。 3 上記の電源に接続された電力変換器は当該の
    各々の電力変換器素子の、直流側での直列接続体
    により少なくとも2段に構成されている特許請求
    の範囲第2項記載の制御回路装置。
JP59008659A 1983-01-24 1984-01-23 直流車両モータの主回路用制御回路装置 Granted JPS59144381A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH377/83-7 1983-01-24
CH37783 1983-01-24

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JP59008659A Granted JPS59144381A (ja) 1983-01-24 1984-01-23 直流車両モータの主回路用制御回路装置

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CH505501A (de) * 1969-09-19 1971-03-31 Bbc Brown Boveri & Cie Einrichtung zur Fremderregung von mittels gesteuerter Ventile gespeister elektrischer Antriebsmotoren eines Fahrzeuges im Bremsbetrieb

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