JPH05252601A - 電気機関車の制御装置 - Google Patents
電気機関車の制御装置Info
- Publication number
- JPH05252601A JPH05252601A JP4081382A JP8138292A JPH05252601A JP H05252601 A JPH05252601 A JP H05252601A JP 4081382 A JP4081382 A JP 4081382A JP 8138292 A JP8138292 A JP 8138292A JP H05252601 A JPH05252601 A JP H05252601A
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- JP
- Japan
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- voltage
- current
- electric locomotive
- detector
- power supply
- Prior art date
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-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気機関車の運転士への熟練度の要求レベル
をさげ、運転士の負担の軽減と、誤操作による電源トリ
ップなどの発生を未然に防止するとともに、電気機関車
として必要なけん引力を確保する制御を行なうことにあ
る。 【構成】 電源容量が不足すると架線電圧が降下するこ
とおよび電源容量が小さい地上電源設備では電流の増加
割合の許容値が低いことに着目し、速度とけん引力を制
御して出力を調整する電気機関車において、入力電力の
電圧および電流を測定する計測器と、この測定値とあら
かじめセットした電圧値および電流の増加割合の許容値
を比較する検出器を設け、電源電圧がセット電圧より低
下したことまたは給電電流の増加割合が許容値を越えた
ことを検出して、電気機関車の出力を下げる制御を行な
う。
をさげ、運転士の負担の軽減と、誤操作による電源トリ
ップなどの発生を未然に防止するとともに、電気機関車
として必要なけん引力を確保する制御を行なうことにあ
る。 【構成】 電源容量が不足すると架線電圧が降下するこ
とおよび電源容量が小さい地上電源設備では電流の増加
割合の許容値が低いことに着目し、速度とけん引力を制
御して出力を調整する電気機関車において、入力電力の
電圧および電流を測定する計測器と、この測定値とあら
かじめセットした電圧値および電流の増加割合の許容値
を比較する検出器を設け、電源電圧がセット電圧より低
下したことまたは給電電流の増加割合が許容値を越えた
ことを検出して、電気機関車の出力を下げる制御を行な
う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気機関車の制御装置
に係り、特に、大出力機関車が電源容量の小さいセクシ
ョンを走行するのに好適な制御装置に関する。
に係り、特に、大出力機関車が電源容量の小さいセクシ
ョンを走行するのに好適な制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年列車の走行速度は、顧客へのサービ
ス向上、輸送能力向上等のため、上昇しつつある。列車
をけん引する電気機関車の容量も高速化に伴って、増大
しつつあり、電源容量の小さいセクションを走行する場
合には、運転操作によっては、電気機関車の必要とする
エネルギーを賄いきれない場合がある。現在、電気機関
車には、架線電圧計が装備されており、運転手は、電源
容量の小さいセクションを走行する場合には、架線電圧
計に注意し、電源容量が不足して、架線電圧が降下する
状態が発生したら、すぐ主幹制御器を操作して、ノッチ
戻しをかけて対応している。しかしながら、最近インバ
ータ機関車などの導入により、機関車の出力はますます
増大し、かつ、定速運転機能や自動ノッチ進めなどの機
能が付加される傾向にあり、運転操作は単純化しつつあ
るにもかかわらず、電源容量の不足に対する注意がます
ます必要となっており、運転手が注意を怠ると、電源容
量不足による電源トリップなどが発生することがある。
また、最近の電気機関車の大量化に伴って、主幹制器の
急なノッチ進め操作やセクション間の接点通過時のノッ
チ位置によっては、電源から給電する電流値が急激に増
加し、電源側の電流増加割合の許容値を越えて、電源ト
リップに至ることがある。したがって、運転手は、架線
電圧や主幹制器の扱いおよび電源セクション間の接点通
過時のノッチ位置などに注意しながら、運転を行ない、
電源側をトリップさせない運転操作にかなりの熟練を要
していた。一方、従来の制御装置では、特開昭５６ー１
０７７０９にあるように、制御装置自身を保護すること
に主眼をおいて、転流失敗を起こさないレベルにまで、
制御装置の限流値を下げることが行なわれていた。この
方法では、電流値を下げることのみを行なうため、車両
のけん引力を下げる制御を行なうことになる。そのた
め、この方法を、電気機関車が勾配区間などにおいて必
要なけん引力を発生している状態に適用すると、列車が
勾配区間を昇れない場合などが発生する可能性がある。
ス向上、輸送能力向上等のため、上昇しつつある。列車
をけん引する電気機関車の容量も高速化に伴って、増大
しつつあり、電源容量の小さいセクションを走行する場
合には、運転操作によっては、電気機関車の必要とする
エネルギーを賄いきれない場合がある。現在、電気機関
車には、架線電圧計が装備されており、運転手は、電源
容量の小さいセクションを走行する場合には、架線電圧
計に注意し、電源容量が不足して、架線電圧が降下する
状態が発生したら、すぐ主幹制御器を操作して、ノッチ
戻しをかけて対応している。しかしながら、最近インバ
ータ機関車などの導入により、機関車の出力はますます
増大し、かつ、定速運転機能や自動ノッチ進めなどの機
能が付加される傾向にあり、運転操作は単純化しつつあ
るにもかかわらず、電源容量の不足に対する注意がます
ます必要となっており、運転手が注意を怠ると、電源容
量不足による電源トリップなどが発生することがある。
また、最近の電気機関車の大量化に伴って、主幹制器の
急なノッチ進め操作やセクション間の接点通過時のノッ
チ位置によっては、電源から給電する電流値が急激に増
加し、電源側の電流増加割合の許容値を越えて、電源ト
リップに至ることがある。したがって、運転手は、架線
電圧や主幹制器の扱いおよび電源セクション間の接点通
過時のノッチ位置などに注意しながら、運転を行ない、
電源側をトリップさせない運転操作にかなりの熟練を要
していた。一方、従来の制御装置では、特開昭５６ー１
０７７０９にあるように、制御装置自身を保護すること
に主眼をおいて、転流失敗を起こさないレベルにまで、
制御装置の限流値を下げることが行なわれていた。この
方法では、電流値を下げることのみを行なうため、車両
のけん引力を下げる制御を行なうことになる。そのた
め、この方法を、電気機関車が勾配区間などにおいて必
要なけん引力を発生している状態に適用すると、列車が
勾配区間を昇れない場合などが発生する可能性がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電気
機関車の運転士への熟練度の要求レベルをさげ、運転士
の負担の軽減と、誤操作による電源トリップなどの発生
を未然に防止するとともに、電気機関車として必要なけ
ん引力を確保する制御を行なうことにある。
機関車の運転士への熟練度の要求レベルをさげ、運転士
の負担の軽減と、誤操作による電源トリップなどの発生
を未然に防止するとともに、電気機関車として必要なけ
ん引力を確保する制御を行なうことにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、速度とけん
引力を制御して出力を調整する電気機関車において、入
力電力の電圧および電流を測定する計測器と、この測定
値とあらかじめセットした電圧値および電流の増加割合
の許容値を比較する検出器を設け、電源電圧がセット電
圧より低下したことまたは給電電流の増加割合が許容値
を越えたことを検出して、電気機関車の出力を下げるこ
とにより、達成される。
引力を制御して出力を調整する電気機関車において、入
力電力の電圧および電流を測定する計測器と、この測定
値とあらかじめセットした電圧値および電流の増加割合
の許容値を比較する検出器を設け、電源電圧がセット電
圧より低下したことまたは給電電流の増加割合が許容値
を越えたことを検出して、電気機関車の出力を下げるこ
とにより、達成される。
【０００５】
【作用】電源容量が不足すると架線電圧が降下すること
および電源容量が小さい地上電源設備では電流の増加割
合の許容値が低いことに着目し、電気機関車に入力する
電圧および電流の増加割合を測定し、この測定値があら
かじめ定めたセット値または許容値を超えた場合には、
電気機関車の出力を制限して、電源容量に対応した制御
を行なうようにする。
および電源容量が小さい地上電源設備では電流の増加割
合の許容値が低いことに着目し、電気機関車に入力する
電圧および電流の増加割合を測定し、この測定値があら
かじめ定めたセット値または許容値を超えた場合には、
電気機関車の出力を制限して、電源容量に対応した制御
を行なうようにする。
【０００６】
【実施例】本発明を図１に示す実施例について説明す
る。図１は、架線１、バンタグラフ２と、計測器３、主
回路制御装置４、検出器５および主幹制御器６からなる
制御装置と、輪軸７、電気機関車８の構成を示す。図１
において、架線１の電源下を走行する電気機関車８は、
バンタグラフ２を介して電力の供給を受ける。パンタグ
ラフ２から取り入れられた電力は、電圧と電流を測定す
る計測器３を経て、主回路制御装置４に供給される。主
回路制御装置４は、電圧、電流、周波数などを調整し、
輪軸７に接続されている主電動機（図示せず）に電力を
送り、電気機関車として必要な速度とけん引力を主電動
機に発生させる。ここで、主回路制御装置４において、
この速度とけん引力を調整するということは、電気機関
車８の出力を調整することである。その速度とけん引力
を調整するための指令は、主幹制御器６または検出器５
から発せられる。通常、運転士は、主幹制御器６を操作
して、速度とけん引力を調整しつつ電気機関車を走らせ
ている。例えば、高い速度でより大きなけん引力を発生
させようとする時には、主幹制御器６を操作して、ノッ
チを進ませることとなる。しかし、このように高速でよ
り大きなけん引力を発生させることは、電気機関車の仕
事率をより大きくすること、すなわち、出力をより増大
させることを意味する。したがって、パンタグラフ２か
ら給電している電力もそれに伴って増大することにな
る。従来、２０００〜３０００ｋＷ台であった電気機関
車の出力が、近年のインバータ機関車などの導入にとも
ない、６０００ｋＷ台となって来ており、この運転士の
主幹制御器６の操作の方法によっては、急激に機関車の
必要とする電力が増大し、従来にない急激な給電電圧の
増加を招いたり、架線１側の電源容量より大きな電力を
必要として、架線電圧の異常な低下を招く可能性が出て
来ている。そこで、本発明の実施例では、入力電力の電
圧と電流を測定する計測器３およびこの測定値とあらか
じめセットされた電圧値および電流の増加割合の許容値
を比較する検出器５を設け、計測器３において測定され
たデータを、検出器５に送り、あらかじめセットされた
電圧値および電流の増加割合の許容値と比較し、電圧が
セット値より低下した場合や電流の増加割合がセット値
よりも大きな場合に、この検出器５から主回路制御装置
４に出力を下げるように指令を発する。本実施例では、
主回路制御装置４の内部シーケンスは、主幹制御器６の
指令よりも検出器５からの指令を優先するように形成す
る。
る。図１は、架線１、バンタグラフ２と、計測器３、主
回路制御装置４、検出器５および主幹制御器６からなる
制御装置と、輪軸７、電気機関車８の構成を示す。図１
において、架線１の電源下を走行する電気機関車８は、
バンタグラフ２を介して電力の供給を受ける。パンタグ
ラフ２から取り入れられた電力は、電圧と電流を測定す
る計測器３を経て、主回路制御装置４に供給される。主
回路制御装置４は、電圧、電流、周波数などを調整し、
輪軸７に接続されている主電動機（図示せず）に電力を
送り、電気機関車として必要な速度とけん引力を主電動
機に発生させる。ここで、主回路制御装置４において、
この速度とけん引力を調整するということは、電気機関
車８の出力を調整することである。その速度とけん引力
を調整するための指令は、主幹制御器６または検出器５
から発せられる。通常、運転士は、主幹制御器６を操作
して、速度とけん引力を調整しつつ電気機関車を走らせ
ている。例えば、高い速度でより大きなけん引力を発生
させようとする時には、主幹制御器６を操作して、ノッ
チを進ませることとなる。しかし、このように高速でよ
り大きなけん引力を発生させることは、電気機関車の仕
事率をより大きくすること、すなわち、出力をより増大
させることを意味する。したがって、パンタグラフ２か
ら給電している電力もそれに伴って増大することにな
る。従来、２０００〜３０００ｋＷ台であった電気機関
車の出力が、近年のインバータ機関車などの導入にとも
ない、６０００ｋＷ台となって来ており、この運転士の
主幹制御器６の操作の方法によっては、急激に機関車の
必要とする電力が増大し、従来にない急激な給電電圧の
増加を招いたり、架線１側の電源容量より大きな電力を
必要として、架線電圧の異常な低下を招く可能性が出て
来ている。そこで、本発明の実施例では、入力電力の電
圧と電流を測定する計測器３およびこの測定値とあらか
じめセットされた電圧値および電流の増加割合の許容値
を比較する検出器５を設け、計測器３において測定され
たデータを、検出器５に送り、あらかじめセットされた
電圧値および電流の増加割合の許容値と比較し、電圧が
セット値より低下した場合や電流の増加割合がセット値
よりも大きな場合に、この検出器５から主回路制御装置
４に出力を下げるように指令を発する。本実施例では、
主回路制御装置４の内部シーケンスは、主幹制御器６の
指令よりも検出器５からの指令を優先するように形成す
る。
【０００７】図２に示す特性曲線により、走行中の電気
機関車８に出力を下げるように、ノッチ戻しをかけて走
行する場合の例を説明する。図２は、縦軸に電気機関車
のけん引力、横軸に速度をとり、各ノッチに対応した出
力特性と各出力（ノッチ）の架線電圧に対応した電気機
関車給電電流を示す。また、右上がりの点線は、列車の
走行抵抗（勾配抵抗、走行摩擦抵抗、空気抵抗等のトー
タル）を示す。いま、ノッチ位置を２５ノッチとした場
合、けん引力と走行抵抗がバランスするＡ点、つまり、
電気機関車は１００ｋｍ／ｈで走行することになる。こ
こで、架線電圧が低下した場合、計測器３においてこの
低下した架線電圧を測定し、この測定値を検出器５に送
る。検出器５は、この測定値をあらかじめセットした電
圧値と比較し、電圧がセット値より低下したことによ
り、主幹制御器６の指令より検出器５からの指令が優先
して、この検出器５から主回路制御装置４に出力を下げ
るように指令が出される。主回路制御器４はこの指令を
受けて出力を下げるように、つまり、ノッチを戻すよう
に動作する。これにより、特性図上けん引力がＢ点まで
一旦低下する。この場合、１００ｋｍ／ｈではけん引力
よリ走行抵抗が大きいため、列車は、減速し、定出力特
性に従いＣ点まで減速する。ここでけん引力と走行抵抗
がバランスする。これにより、出力は、５０００ｋＷま
で低下し、電気機関車給電電流も１５００Ｖの電圧時約
３３３０Ａまで下がる。ここで、検出器５には、複数個
の異なるセット値をあらかじめ用意し、検出する電源電
圧をそれぞれのセット値と比較し、電気機関車の出力を
この比較したセット値に対応して下げる。
機関車８に出力を下げるように、ノッチ戻しをかけて走
行する場合の例を説明する。図２は、縦軸に電気機関車
のけん引力、横軸に速度をとり、各ノッチに対応した出
力特性と各出力（ノッチ）の架線電圧に対応した電気機
関車給電電流を示す。また、右上がりの点線は、列車の
走行抵抗（勾配抵抗、走行摩擦抵抗、空気抵抗等のトー
タル）を示す。いま、ノッチ位置を２５ノッチとした場
合、けん引力と走行抵抗がバランスするＡ点、つまり、
電気機関車は１００ｋｍ／ｈで走行することになる。こ
こで、架線電圧が低下した場合、計測器３においてこの
低下した架線電圧を測定し、この測定値を検出器５に送
る。検出器５は、この測定値をあらかじめセットした電
圧値と比較し、電圧がセット値より低下したことによ
り、主幹制御器６の指令より検出器５からの指令が優先
して、この検出器５から主回路制御装置４に出力を下げ
るように指令が出される。主回路制御器４はこの指令を
受けて出力を下げるように、つまり、ノッチを戻すよう
に動作する。これにより、特性図上けん引力がＢ点まで
一旦低下する。この場合、１００ｋｍ／ｈではけん引力
よリ走行抵抗が大きいため、列車は、減速し、定出力特
性に従いＣ点まで減速する。ここでけん引力と走行抵抗
がバランスする。これにより、出力は、５０００ｋＷま
で低下し、電気機関車給電電流も１５００Ｖの電圧時約
３３３０Ａまで下がる。ここで、検出器５には、複数個
の異なるセット値をあらかじめ用意し、検出する電源電
圧をそれぞれのセット値と比較し、電気機関車の出力を
この比較したセット値に対応して下げる。
【０００８】以上、架線電圧が低下した場合について説
明したが、架線電流の増加割合が許容値を越えた場合に
ついても同様に機能する。このようにして、地上側電源
容量が小さなセクションをその容量に比較して大きな出
力の電気機関車が走行する場合、あるいは、地上側電源
容量が小さなセクションに自電気機関車の外に他の電気
機関車が進入する場合などに、電気機関車８の出力を下
げてやることにより、電気機関車の必要とする電力の増
大や給電電流の急増を防止することができ、地上側電源
容量の小さなセクションにおいても異常な電源中断など
を起こさない走行を可能とすることができる。また、電
気機関車として必要なけん引力を確保する制御を行なう
ことができる。また、本発明では、検出器５から主回路
制御装置４に対して、出力を下げる指令として、主幹制
御器６のノッチ戻し指令を発するようにしており、ノッ
チ戻しの指令値と主幹制御器６の操作位置をつき合せ
て、この間に差が生じた場合に、運転士へ報知するよう
にしている。また、ノッチ戻しを行なって、機関車のけ
ん引力を必要なレベルに保つためには、ノッチの特性を
等出力曲線に沿ったパターンにして、細かくノッチきざ
みを設定しておく方が有効である。
明したが、架線電流の増加割合が許容値を越えた場合に
ついても同様に機能する。このようにして、地上側電源
容量が小さなセクションをその容量に比較して大きな出
力の電気機関車が走行する場合、あるいは、地上側電源
容量が小さなセクションに自電気機関車の外に他の電気
機関車が進入する場合などに、電気機関車８の出力を下
げてやることにより、電気機関車の必要とする電力の増
大や給電電流の急増を防止することができ、地上側電源
容量の小さなセクションにおいても異常な電源中断など
を起こさない走行を可能とすることができる。また、電
気機関車として必要なけん引力を確保する制御を行なう
ことができる。また、本発明では、検出器５から主回路
制御装置４に対して、出力を下げる指令として、主幹制
御器６のノッチ戻し指令を発するようにしており、ノッ
チ戻しの指令値と主幹制御器６の操作位置をつき合せ
て、この間に差が生じた場合に、運転士へ報知するよう
にしている。また、ノッチ戻しを行なって、機関車のけ
ん引力を必要なレベルに保つためには、ノッチの特性を
等出力曲線に沿ったパターンにして、細かくノッチきざ
みを設定しておく方が有効である。
【０００９】
【発明の効果】本発明によれば、地上側電源容量が小さ
なセクションをその容量に比較して大きな出力の電気機
関車が走行する場合、あるいは、地上側電源容量が小さ
なセクションに自電気機関車の外に他の電気機関車が進
入する場合などに、起こりがちな電源電圧の異常低下、
給電電流の急増等を未然に防止するように機関車自身が
自動的に制御するので、運転士の負担を軽減するととも
に誤操作による電源トリップなどの発生を防止するする
ことができ、また、電気機関車として必要なけん引力を
確保する制御を行なうことができる。
なセクションをその容量に比較して大きな出力の電気機
関車が走行する場合、あるいは、地上側電源容量が小さ
なセクションに自電気機関車の外に他の電気機関車が進
入する場合などに、起こりがちな電源電圧の異常低下、
給電電流の急増等を未然に防止するように機関車自身が
自動的に制御するので、運転士の負担を軽減するととも
に誤操作による電源トリップなどの発生を防止するする
ことができ、また、電気機関車として必要なけん引力を
確保する制御を行なうことができる。
【図１】本発明の実施例を示す。
【図２】本発明の作用を説明するための特性曲線を示
す。
す。
１ 架線 ２ バンタグラフ ３ 計測器 ４ 主回路制御装置 ５ 検出器 ６ 主幹制御器 ７ 輪軸 ８ 電気機関車
Claims (3)
- 【請求項１】 速度とけん引力を制御して出力を調整す
る電気機関車において、入力電力の電圧および電流を測
定する計測器と、この測定値とあらかじめセットした電
圧値および電流の増加割合の許容値を比較する検出器を
設け、電源電圧がセット電圧より低下したことまたは給
電電流の増加割合が許容値を超えたことを検出して、電
気機関車の出力を下げることを特徴とする電気機関車の
制御装置。 - 【請求項２】 請求項１において、電気機関車の出力を
下げたとき、これを報知することを特徴とする電気機関
車の制御装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２において、検出
器は複数個の異なるセット値を有し、検出する電源電圧
をそれぞれのセット値と比較し、電気機関車の出力をこ
の比較したセット値に対応して下げることを特徴とする
電気機関車の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4081382A JPH05252601A (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 電気機関車の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4081382A JPH05252601A (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 電気機関車の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05252601A true JPH05252601A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=13744751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4081382A Pending JPH05252601A (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 電気機関車の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05252601A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014033551A (ja) * | 2012-08-03 | 2014-02-20 | Toshiba Corp | 電気車制御装置、運転支援装置及び電気車 |
| JP2014033506A (ja) * | 2012-08-01 | 2014-02-20 | Toshiba Corp | 電気車制御装置及び電気車 |
| CN104386072A (zh) * | 2014-10-21 | 2015-03-04 | 毛雪刚 | 一种电力机车供电系统 |
-
1992
- 1992-03-04 JP JP4081382A patent/JPH05252601A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014033506A (ja) * | 2012-08-01 | 2014-02-20 | Toshiba Corp | 電気車制御装置及び電気車 |
| JP2014033551A (ja) * | 2012-08-03 | 2014-02-20 | Toshiba Corp | 電気車制御装置、運転支援装置及び電気車 |
| CN104386072A (zh) * | 2014-10-21 | 2015-03-04 | 毛雪刚 | 一种电力机车供电系统 |
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