JPH07107610A - アクティブ制御付集電装置 - Google Patents
アクティブ制御付集電装置Info
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- JPH07107610A JPH07107610A JP24424593A JP24424593A JPH07107610A JP H07107610 A JPH07107610 A JP H07107610A JP 24424593 A JP24424593 A JP 24424593A JP 24424593 A JP24424593 A JP 24424593A JP H07107610 A JPH07107610 A JP H07107610A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 電車が高速走行している時に作用する外乱が
大きく生じても架線との接触力変動を抑圧して、集電性
能を上げるアクティブ制御付集電装置を提供する。 【構成】 すり板２１を架線１に接触させて集電支持す
る翼型集電部材２２の内側で対称に２個所以上の場所に
貼られた減衰部材１０と、該翼型集電部材２２を電車屋
根上の架台に対して上下方向に変位動作させる駆動機構
の可動部材を支持する支持ばね機構４１と並行に取り付
けられた減衰機構１１とを備えるアクティブ制御付集電
装置２０からなる。また、その減衰部材１０は前記翼型
集電部材２２の左右方向の５〜１０Ｈｚの振動を抑制す
るように配置されると共に、減衰機構１１は前記翼型集
電部材２２の上下方向の１０〜２０Ｈｚの振動を抑制す
るようにした構造である。
大きく生じても架線との接触力変動を抑圧して、集電性
能を上げるアクティブ制御付集電装置を提供する。 【構成】 すり板２１を架線１に接触させて集電支持す
る翼型集電部材２２の内側で対称に２個所以上の場所に
貼られた減衰部材１０と、該翼型集電部材２２を電車屋
根上の架台に対して上下方向に変位動作させる駆動機構
の可動部材を支持する支持ばね機構４１と並行に取り付
けられた減衰機構１１とを備えるアクティブ制御付集電
装置２０からなる。また、その減衰部材１０は前記翼型
集電部材２２の左右方向の５〜１０Ｈｚの振動を抑制す
るように配置されると共に、減衰機構１１は前記翼型集
電部材２２の上下方向の１０〜２０Ｈｚの振動を抑制す
るようにした構造である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アクティブ制御付集電
装置に係り、特に３００ｋｍ／ｈ以上の速度で走行した
時の集電性能を向上させるのに好適なアクティブ制御付
集電装置に関するものである。
装置に係り、特に３００ｋｍ／ｈ以上の速度で走行した
時の集電性能を向上させるのに好適なアクティブ制御付
集電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、新幹線等の高速電車の走行速度の
向上（２７０から３００ｋｍ／ｈ〜３５０ｋｍ／ｈ）に
伴い、環境騒音基準値（目標値７５ｄＢ）を厳守すべく
車外騒音値の大幅な低減が要望されている。特に、編成
した高速電車の屋根上に設置された複数個の集電装置か
ら発生する空力音が大きく、防音壁等による対策では目
標値を満足しない傾向にある。また、電車が３００ｋｍ
／ｈ以上の速度で走行すると、離線率が増えて集電性能
が悪化する傾向にある。このため、低騒音でかつ集電性
能の向上を狙った新形集電装置の提案がなされている。
その集電装置は大寸法の集電部材（舟体、支持体等）を
昇降用空気シリンダ又は昇降用油圧シリンダで架線へ一
定の接触力が得られるように押し上げて、接触集電させ
ている。このような装置として、特公平２−５０６８１
号公報、日経メカトロニクス１９９２．５．４号 第２
２頁から第４０頁及び日本機械学会（Ｎｏ．９２０−７
７）講習会教材（１９９２年）第２７頁から第３４頁に
記載されている。また、アクティブ制御付集電装置とし
て、特開昭５７−８５５０２号特開昭６３−２１４０２
号特開平３−９３４０２号実開平５−２５９０２号公報
に開示されている。
向上（２７０から３００ｋｍ／ｈ〜３５０ｋｍ／ｈ）に
伴い、環境騒音基準値（目標値７５ｄＢ）を厳守すべく
車外騒音値の大幅な低減が要望されている。特に、編成
した高速電車の屋根上に設置された複数個の集電装置か
ら発生する空力音が大きく、防音壁等による対策では目
標値を満足しない傾向にある。また、電車が３００ｋｍ
／ｈ以上の速度で走行すると、離線率が増えて集電性能
が悪化する傾向にある。このため、低騒音でかつ集電性
能の向上を狙った新形集電装置の提案がなされている。
その集電装置は大寸法の集電部材（舟体、支持体等）を
昇降用空気シリンダ又は昇降用油圧シリンダで架線へ一
定の接触力が得られるように押し上げて、接触集電させ
ている。このような装置として、特公平２−５０６８１
号公報、日経メカトロニクス１９９２．５．４号 第２
２頁から第４０頁及び日本機械学会（Ｎｏ．９２０−７
７）講習会教材（１９９２年）第２７頁から第３４頁に
記載されている。また、アクティブ制御付集電装置とし
て、特開昭５７−８５５０２号特開昭６３−２１４０２
号特開平３−９３４０２号実開平５−２５９０２号公報
に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】低騒音化を図るには、
騒音周波数の低下による翼型集電部材の大寸法化が必要
である。しかし、該翼型集電部材及びそれを支持する絶
縁用碍子および駆動機構を大きくすることで、各部に作
用する架線外力および変動揚力が増大する傾向にある。
これにより、架線との間に作用する接触力ｆも大きく変
動するので、翼型集電部材を用いた場合での離線頻度は
増大し、集電性能は従来より悪化することが予想され
る。その離線動作に関係する接触力ｆは、架線とすり板
間に作用するもので、直接計測が不可能であるが、式
（数１）で表わされるように間接的に求められる。
騒音周波数の低下による翼型集電部材の大寸法化が必要
である。しかし、該翼型集電部材及びそれを支持する絶
縁用碍子および駆動機構を大きくすることで、各部に作
用する架線外力および変動揚力が増大する傾向にある。
これにより、架線との間に作用する接触力ｆも大きく変
動するので、翼型集電部材を用いた場合での離線頻度は
増大し、集電性能は従来より悪化することが予想され
る。その離線動作に関係する接触力ｆは、架線とすり板
間に作用するもので、直接計測が不可能であるが、式
（数１）で表わされるように間接的に求められる。
【０００４】
【数１】 ｆ＝ｆx−ｍ1ｙ1´´−ｍ3ｙ3´´−ｆｑ ＝ａｙw´´+ｂｙw´ ・・・・・・・（数１） ここで、ｙw´´は架線とすり板間の加速度偏差(＝ｙ1
´´−ｚ´´)であり、ｙw´はその速度偏差である。ａ
は架線の等価質量、ｂは架線の等価減衰係数である。ｆ
xは可動部材と空圧ロッド間に設けた荷重検出器により
検出できる変動力である。ｍ1およびｙ1´´はすり板の
質量および加速度である。ｍ3およびｙ3´´は翼型集電
部材，絶縁碍子，駆動ロッド等の可動部材の質量および
加速度である。ｆqは翼型集電部材，絶縁碍子，駆動ロ
ッド等の可動部材に作用する変動揚力である。このた
め、架線と接触しているすり板や各集電部材にその架線
外力や変動揚力が大きく作用すると、架線とすり板部材
間に作用する接触力ｆが大きく変動し、離線率が増加す
る。このため、空圧又は油圧シリンダにより、アクティ
ブ制御することが必要になる。しかし、翼型集電部材，
絶縁碍子，駆動ロッド等の可動部材の寸法が大きくなる
とアンバランスが発生すると共に、左右寸法が大きい翼
型集電部材の上下方向をアクティブ制御しても、図４の
実線で示すようなＢ特性において、５〜１０Ｈｚの左右
振動（翼型集電部材の周波数ｆ１の左右振動）が発生す
る。同様に、１０〜２０Ｈｚの上下振動（翼型集電部材
の周波数ｆ２の上下振動）ピークも発生する。このた
め、接触力変動を低減するためのアクティブ制御特性が
著しく悪くなり、制御することができない等の問題点が
生じる。
´´−ｚ´´)であり、ｙw´はその速度偏差である。ａ
は架線の等価質量、ｂは架線の等価減衰係数である。ｆ
xは可動部材と空圧ロッド間に設けた荷重検出器により
検出できる変動力である。ｍ1およびｙ1´´はすり板の
質量および加速度である。ｍ3およびｙ3´´は翼型集電
部材，絶縁碍子，駆動ロッド等の可動部材の質量および
加速度である。ｆqは翼型集電部材，絶縁碍子，駆動ロ
ッド等の可動部材に作用する変動揚力である。このた
め、架線と接触しているすり板や各集電部材にその架線
外力や変動揚力が大きく作用すると、架線とすり板部材
間に作用する接触力ｆが大きく変動し、離線率が増加す
る。このため、空圧又は油圧シリンダにより、アクティ
ブ制御することが必要になる。しかし、翼型集電部材，
絶縁碍子，駆動ロッド等の可動部材の寸法が大きくなる
とアンバランスが発生すると共に、左右寸法が大きい翼
型集電部材の上下方向をアクティブ制御しても、図４の
実線で示すようなＢ特性において、５〜１０Ｈｚの左右
振動（翼型集電部材の周波数ｆ１の左右振動）が発生す
る。同様に、１０〜２０Ｈｚの上下振動（翼型集電部材
の周波数ｆ２の上下振動）ピークも発生する。このた
め、接触力変動を低減するためのアクティブ制御特性が
著しく悪くなり、制御することができない等の問題点が
生じる。
【０００５】本発明の目的は、電車が高速走行している
時に作用する大きな外乱が生じても接触力変動を抑圧し
て、集電性能を向上させるアクティブ制御付集電装置を
提供することにある。
時に作用する大きな外乱が生じても接触力変動を抑圧し
て、集電性能を向上させるアクティブ制御付集電装置を
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、翼型集電部材の内側で少なくとも中央部の
走行方向に対して左右対称に２箇所以上の場所に取り付
けた減衰部材と、駆動機構の可動部材を支持する支持ば
ね機構と並行に取り付けられた減衰機構とを備え、制振
シートからなる前記減衰部材が翼型集電部材の左右方向
の５〜１０Ｈｚの振動を抑制し、ダンパ機構からなる前
記減衰機構が翼型集電部材の上下方向の１０〜２０Ｈｚ
の振動を抑制する構造としたことを特徴とするものであ
る。
に本発明は、翼型集電部材の内側で少なくとも中央部の
走行方向に対して左右対称に２箇所以上の場所に取り付
けた減衰部材と、駆動機構の可動部材を支持する支持ば
ね機構と並行に取り付けられた減衰機構とを備え、制振
シートからなる前記減衰部材が翼型集電部材の左右方向
の５〜１０Ｈｚの振動を抑制し、ダンパ機構からなる前
記減衰機構が翼型集電部材の上下方向の１０〜２０Ｈｚ
の振動を抑制する構造としたことを特徴とするものであ
る。
【０００７】
【作用】電車が３００ｋｍ／ｈ以上の一定速度で走行す
る場合、架線と複数のアクティブ制御付集電装置の集電
部材間に作用する架線外力，揚力，抗力等の三軸方向の
力やモーメントが大きく作用し、架線と接触するすり板
間の接触力ｆの変動が大きくなる。その接触力変動を抑
圧するためにアクティブ制御〔直接接触力ｆを検出し
て、それに比例・積分・微分作用（以下、ＰＩＤ制御と
称す）を加えたフィードバック制御〕を実施すると、駆
動機構である空圧シリンダ・ロッドから接触力変動を低
減する制御力が発生される。その制御力の周波数特性が
図４に示すＡ特性のように、前記翼型集電部材の内側で
少なくとも中央部の走行方向に対して左右対称位置に減
衰部材を２個所以上取り付けることにより、前記翼型集
電部材の左右方向（５〜１０Ｈｚのｆ１周波数）のピー
クが抑制され、さらに、前記空圧ロッドに取り付けられ
た可動部材を支持する支持ばね機構と並行に設けたダン
パ機構からなる減衰機構により、上下方向（１０〜２０
Ｈｚのｆ２周波数）のピークが抑圧される。さらに、電
車がトンネル等を通過する時、前記翼型集電部材に大き
な揚力変動を受けた場合でも、制御指令器で設定される
接触力目標値ｆ＊を０付近に設定してフィードフォワー
ド制御し、制御応答を向上させることが可能となる。
る場合、架線と複数のアクティブ制御付集電装置の集電
部材間に作用する架線外力，揚力，抗力等の三軸方向の
力やモーメントが大きく作用し、架線と接触するすり板
間の接触力ｆの変動が大きくなる。その接触力変動を抑
圧するためにアクティブ制御〔直接接触力ｆを検出し
て、それに比例・積分・微分作用（以下、ＰＩＤ制御と
称す）を加えたフィードバック制御〕を実施すると、駆
動機構である空圧シリンダ・ロッドから接触力変動を低
減する制御力が発生される。その制御力の周波数特性が
図４に示すＡ特性のように、前記翼型集電部材の内側で
少なくとも中央部の走行方向に対して左右対称位置に減
衰部材を２個所以上取り付けることにより、前記翼型集
電部材の左右方向（５〜１０Ｈｚのｆ１周波数）のピー
クが抑制され、さらに、前記空圧ロッドに取り付けられ
た可動部材を支持する支持ばね機構と並行に設けたダン
パ機構からなる減衰機構により、上下方向（１０〜２０
Ｈｚのｆ２周波数）のピークが抑圧される。さらに、電
車がトンネル等を通過する時、前記翼型集電部材に大き
な揚力変動を受けた場合でも、制御指令器で設定される
接触力目標値ｆ＊を０付近に設定してフィードフォワー
ド制御し、制御応答を向上させることが可能となる。
【０００８】
【実施例】以下、本実施例を図面に沿って参照説明す
る。図１は、本発明を含むアクティブ制御付集電装置の
側面図である。アクティブ制御付集電装置２０は格納ド
ーム４内に下半分覆われて、すり板２１，翼型集電部材
２２，絶縁用支持碍子２３，導電ケーブル２４，導電用
ケーブルヘツド２５，空圧ロッド２８，空圧シリンダ２
９，案内支持機構４０等から構成され、架線１と接触し
て集電を行う。格納ドーム４は外表面が空気抵抗の少な
い流線形状に構成され車体屋根２上に設置されており、
その内部には台座３，図示省略した高圧ケーブル，高圧
コネクタ，集電装置起伏用ロッド８，集電制御装置９及
び空気サーボ弁１４が設置されている。集電制御装置９
は格納ドーム４内の電磁場の影響を受けない位置に配置
されており、雨，雪，ゴミ等が直接かからないようにし
ている。また、アクティブ制御付集電装置２０はヘッド
支持部材２６および旋回機構２７で支持され、集電装置
起伏用ロッド８により、図面上左側に倒され、格納ドー
ム４内に格納される。そのアクティブ制御付集電装置２
０は架線１に常時接触集電するのに必要なすり板２１
と、該すり板２１を支えるすり板ばね機構１６と、その
すり板ばね機構１６を支持する翼型集電部材２２と、該
翼型集電部材２２の下部に取り付けられた接続碍子部材
１７を介して設けられた絶縁用支持碍子２３と、該絶縁
用支持碍子２３に対し図面上並行（走行時では、後方
部）に設けられた導電用ケーブルヘッド２５，架線１か
らの電力をすり板２１および翼型集電部材２２等を通じ
て導電ケーブルヘツド２５へ送る導電ケーブル２４と、
絶縁用支持碍子２３を上下方向に支持する案内駆動機構
４０と、その案内駆動機構４０を上下動作させる空圧ロ
ッド２８と、該空圧ロッド２８を伸縮動作させる空圧シ
リンダ２９、それを旋回機構２７に接続して荷重支持す
る空圧シリンダ支持部材１８から構成されている。前記
案内駆動機構４０は、円筒部材からなり、空圧シリンダ
２９の固定部３５の上部に設けられた支持ばね機構４１
と、それに並列に空圧シリンダ２９の固定部３５の上部
に設けられた３本式案内軸４２等からなっている。その
時空圧シリンダ２９の下部に設けた変位検出器３０によ
り、空圧ロッド２８の位置すなわち翼型集電部材２２の
上下変位を検出する。また、空気源４３，４４等を介し
て、低圧の空気を空圧サーボ弁１４へ送り、差圧力を空
圧シリンダ２９，空圧ロッド２８に与えて力制御を行な
う構成である。接触力ｆを検出する荷重検出器３３はす
り板２１とすり板ばね機構１６との間に設けられてお
り、直接接触力ｆを検出している。また、翼型集電部材
２２の上下方向の振動（周波数１０〜２０Ｈｚ）を抑制
する減衰機構１１は支持ばね機構４１と並列に設置され
ている。さらに、翼型集電部材２２の左右方向の振動
（周波数５〜１０Ｈｚ）を抑制する減衰部材１０は翼型
集電部材２２の中央から後方（走行方向の後）に向かっ
て取り付けられている。
る。図１は、本発明を含むアクティブ制御付集電装置の
側面図である。アクティブ制御付集電装置２０は格納ド
ーム４内に下半分覆われて、すり板２１，翼型集電部材
２２，絶縁用支持碍子２３，導電ケーブル２４，導電用
ケーブルヘツド２５，空圧ロッド２８，空圧シリンダ２
９，案内支持機構４０等から構成され、架線１と接触し
て集電を行う。格納ドーム４は外表面が空気抵抗の少な
い流線形状に構成され車体屋根２上に設置されており、
その内部には台座３，図示省略した高圧ケーブル，高圧
コネクタ，集電装置起伏用ロッド８，集電制御装置９及
び空気サーボ弁１４が設置されている。集電制御装置９
は格納ドーム４内の電磁場の影響を受けない位置に配置
されており、雨，雪，ゴミ等が直接かからないようにし
ている。また、アクティブ制御付集電装置２０はヘッド
支持部材２６および旋回機構２７で支持され、集電装置
起伏用ロッド８により、図面上左側に倒され、格納ドー
ム４内に格納される。そのアクティブ制御付集電装置２
０は架線１に常時接触集電するのに必要なすり板２１
と、該すり板２１を支えるすり板ばね機構１６と、その
すり板ばね機構１６を支持する翼型集電部材２２と、該
翼型集電部材２２の下部に取り付けられた接続碍子部材
１７を介して設けられた絶縁用支持碍子２３と、該絶縁
用支持碍子２３に対し図面上並行（走行時では、後方
部）に設けられた導電用ケーブルヘッド２５，架線１か
らの電力をすり板２１および翼型集電部材２２等を通じ
て導電ケーブルヘツド２５へ送る導電ケーブル２４と、
絶縁用支持碍子２３を上下方向に支持する案内駆動機構
４０と、その案内駆動機構４０を上下動作させる空圧ロ
ッド２８と、該空圧ロッド２８を伸縮動作させる空圧シ
リンダ２９、それを旋回機構２７に接続して荷重支持す
る空圧シリンダ支持部材１８から構成されている。前記
案内駆動機構４０は、円筒部材からなり、空圧シリンダ
２９の固定部３５の上部に設けられた支持ばね機構４１
と、それに並列に空圧シリンダ２９の固定部３５の上部
に設けられた３本式案内軸４２等からなっている。その
時空圧シリンダ２９の下部に設けた変位検出器３０によ
り、空圧ロッド２８の位置すなわち翼型集電部材２２の
上下変位を検出する。また、空気源４３，４４等を介し
て、低圧の空気を空圧サーボ弁１４へ送り、差圧力を空
圧シリンダ２９，空圧ロッド２８に与えて力制御を行な
う構成である。接触力ｆを検出する荷重検出器３３はす
り板２１とすり板ばね機構１６との間に設けられてお
り、直接接触力ｆを検出している。また、翼型集電部材
２２の上下方向の振動（周波数１０〜２０Ｈｚ）を抑制
する減衰機構１１は支持ばね機構４１と並列に設置され
ている。さらに、翼型集電部材２２の左右方向の振動
（周波数５〜１０Ｈｚ）を抑制する減衰部材１０は翼型
集電部材２２の中央から後方（走行方向の後）に向かっ
て取り付けられている。
【０００９】図２は、減衰部材を取り付けた翼型集電部
材の上視図である。図２では、翼型集電部材２２の構造
強度を維持するために、中央梁１３，左右梁１２，端梁
１４等からなり、それらの上下部分を超軽量の炭素繊維
ファイバグラス材料（以下、ＣＦＲＰ材と称す）により
覆っている。また、架線１とすり板２１間に発生するア
ーク等で、そのＣＦＲＰ材が熱劣化しないように、該Ｃ
ＦＲＰ材上に薄膜の酸化シリコン材（以下、ＳｉＯ2材
と称す）で薄膜コーテイングしている。また、その減衰
部材１０は、シート状の制振材料からなり、温度変化が
大きくてもその減衰特性が大幅に劣化しない、例えば、
シリコンゲル材料から構成される。これにより、シリコ
ンゲル材料から構成される翼型集電部材２２の端部分の
左右振動のピーク振幅が小さくなる。
材の上視図である。図２では、翼型集電部材２２の構造
強度を維持するために、中央梁１３，左右梁１２，端梁
１４等からなり、それらの上下部分を超軽量の炭素繊維
ファイバグラス材料（以下、ＣＦＲＰ材と称す）により
覆っている。また、架線１とすり板２１間に発生するア
ーク等で、そのＣＦＲＰ材が熱劣化しないように、該Ｃ
ＦＲＰ材上に薄膜の酸化シリコン材（以下、ＳｉＯ2材
と称す）で薄膜コーテイングしている。また、その減衰
部材１０は、シート状の制振材料からなり、温度変化が
大きくてもその減衰特性が大幅に劣化しない、例えば、
シリコンゲル材料から構成される。これにより、シリコ
ンゲル材料から構成される翼型集電部材２２の端部分の
左右振動のピーク振幅が小さくなる。
【００１０】図３は、接触力を直接検出してフィードバ
ック制御するアクティブ制御方式のブロック線図であ
る。集電制御装置９は制御目標値ｆ＊を出力する集電指
令器３６と、比例・積分・微分作用を施す（以下、ＰＩ
Ｄフィードバック制御と称す）ことやフィードフォワー
ド制御のアルゴリズムからなる集電コントローラ３７
と、その制御指令ｅｉを増幅して制御電流ｉとして空圧
サーボ弁１４へ出力するサーボアンプ３８と、変位検出
器３０の出力信号及び荷重検出器３３の出力信号をそれ
ぞれ増幅して集電コントローラ３７へ入力する変位アン
プ５０とおよび荷重アンプ５１から構成されている。集
電機構３４はすり板２１，翼型集電部材２２，絶縁用支
持碍子２３，案内支持機構４０等から構成され、空圧シ
リンダ２９からの制御力ｕｆにより上下動作し、架線外
力ｆｚや揚力変動ｆｑが大きく作用しても、接触力ｆを
目標値まで抑制する構造となっている。
ック制御するアクティブ制御方式のブロック線図であ
る。集電制御装置９は制御目標値ｆ＊を出力する集電指
令器３６と、比例・積分・微分作用を施す（以下、ＰＩ
Ｄフィードバック制御と称す）ことやフィードフォワー
ド制御のアルゴリズムからなる集電コントローラ３７
と、その制御指令ｅｉを増幅して制御電流ｉとして空圧
サーボ弁１４へ出力するサーボアンプ３８と、変位検出
器３０の出力信号及び荷重検出器３３の出力信号をそれ
ぞれ増幅して集電コントローラ３７へ入力する変位アン
プ５０とおよび荷重アンプ５１から構成されている。集
電機構３４はすり板２１，翼型集電部材２２，絶縁用支
持碍子２３，案内支持機構４０等から構成され、空圧シ
リンダ２９からの制御力ｕｆにより上下動作し、架線外
力ｆｚや揚力変動ｆｑが大きく作用しても、接触力ｆを
目標値まで抑制する構造となっている。
【００１１】図４は制御指令器の出力信号ｆ＊に対する
接触力ｆの周波数応答特性を示す。図上、実線波形（Ｂ
特性）がパッシブ特性である。点線波形（Ａ特性）がア
クティブ制御した時の特性である。
接触力ｆの周波数応答特性を示す。図上、実線波形（Ｂ
特性）がパッシブ特性である。点線波形（Ａ特性）がア
クティブ制御した時の特性である。
【００１２】以上述べたような構成で接触力を直接検出
してアクティブ制御を実施した場合では、図３の制御系
によって制御力ｕｆを出力するので、図４に示すように
周波数応答的に翼型集電部材２２の左右方向（５−１０
Ｈｚのｆ１周波数）のピークが抑制されると共に、上下
方向（１０−２０Ｈｚのｆ２周波数）のピークが抑圧さ
れる。このため、集電コントローラ３７内の制御ゲイン
を上げて制御力ｕｆを大きくすることができる。また、
電車がトンネル等を通過する時、翼型集電部材２２に大
きな揚力変動を受けるため、制御指令器３６で設定され
る接触力目標値ｆ＊を０付近にしてフィードフォワード
制御し、制御応答を上げて接触力ｆを小さくするすなわ
ち短時間だけ離線動作させることにより、架線１への荷
重負担を軽減することが可能となる。
してアクティブ制御を実施した場合では、図３の制御系
によって制御力ｕｆを出力するので、図４に示すように
周波数応答的に翼型集電部材２２の左右方向（５−１０
Ｈｚのｆ１周波数）のピークが抑制されると共に、上下
方向（１０−２０Ｈｚのｆ２周波数）のピークが抑圧さ
れる。このため、集電コントローラ３７内の制御ゲイン
を上げて制御力ｕｆを大きくすることができる。また、
電車がトンネル等を通過する時、翼型集電部材２２に大
きな揚力変動を受けるため、制御指令器３６で設定され
る接触力目標値ｆ＊を０付近にしてフィードフォワード
制御し、制御応答を上げて接触力ｆを小さくするすなわ
ち短時間だけ離線動作させることにより、架線１への荷
重負担を軽減することが可能となる。
【００１３】これにより、電車が高速走行した時に生じ
る架線との接触力変動を抑圧するアクティブ制御を実施
した時の制御特性が向上するので、外乱が作用した時の
集電性能を向上させることができる。
る架線との接触力変動を抑圧するアクティブ制御を実施
した時の制御特性が向上するので、外乱が作用した時の
集電性能を向上させることができる。
【００１４】
【発明の効果】高速電車が高速走行している時に作用す
る大きな外乱が生じても接触力変動を抑圧して、アクテ
ィブ制御付集電装置の集電性能を向上させる効果があ
る。
る大きな外乱が生じても接触力変動を抑圧して、アクテ
ィブ制御付集電装置の集電性能を向上させる効果があ
る。
【図１】本発明のアクティブ制御付集電装置の一実施例
を示す側面図である。
を示す側面図である。
【図２】図１のアクティブ制御付集電装置の翼型集電部
材を示す平面図である。
材を示す平面図である。
【図３】図１のアクティブ制御付集電装置の制御系を示
したブロック線図である。
したブロック線図である。
【図４】本発明のアクティブ制御付集電装置の一実施例
における制御指令器の出力信号に対する接触力の周波数
応答特性を示すグラフである。
における制御指令器の出力信号に対する接触力の周波数
応答特性を示すグラフである。
１…架線、９…集電制御装置、１０…減衰部材、１１…
減衰機構、２０…アクティブ制御付集電装置、２１…す
り板、２２…翼型集電部材、２８…空圧ロッド、２９…
空圧シリンダ、３０…変位検出器、３３…荷重検出器、
３７…集電コントローラ、４１…支持ばね機構。
減衰機構、２０…アクティブ制御付集電装置、２１…す
り板、２２…翼型集電部材、２８…空圧ロッド、２９…
空圧シリンダ、３０…変位検出器、３３…荷重検出器、
３７…集電コントローラ、４１…支持ばね機構。
フロントページの続き (72)発明者 掛樋 豊 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 高井 英夫 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内
Claims (3)
- 【請求項１】すり板と、該すり板を架線に接触させて支
持する翼型集電部材と、該翼型集電部材を電車屋根上の
架台に対して上下方向に変位動作させる駆動機構と、該
駆動機構に押し上げ力の制御信号を出力する制御装置か
らなるアクティブ制御付集電装置において、前記翼型集
電部材の内側で少なくとも対称に２箇所以上の位置に取
り付けられた減衰部材と、前記駆動機構の可動部材を支
持する支持ばね機構と並行に取り付けられた減衰機構
と、を備えたことを特徴とするアクティブ制御付集電装
置。 - 【請求項２】請求項１に記載のアクティブ制御付集電装
置において、前記減衰部材は、制振シートからなり、前
記翼型集電部材の左右方向の５〜１０Ｈｚの振動を抑制
するものとしたことを特徴とするアクティブ制御付集電
装置。 - 【請求項３】請求項１に記載のアクティブ制御付集電装
置において、前記減衰機構は、ダンパ機構からなり、前
記翼型集電部材の上下方向の１０−２０Ｈｚの振動を抑
制するものとしたことを特徴とするアクティブ制御付集
電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24424593A JPH07107610A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | アクティブ制御付集電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24424593A JPH07107610A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | アクティブ制御付集電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07107610A true JPH07107610A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17115895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24424593A Pending JPH07107610A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | アクティブ制御付集電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07107610A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009240142A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Railway Technical Res Inst | 接触力制御装置及び集電装置の接触力制御装置 |
| JP2011205774A (ja) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Railway Technical Research Institute | 接触力制御方法及び接触力制御装置、並びに、集電装置における接触力制御方法及び接触力制御装置 |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP24424593A patent/JPH07107610A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009240142A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Railway Technical Res Inst | 接触力制御装置及び集電装置の接触力制御装置 |
| JP2011205774A (ja) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Railway Technical Research Institute | 接触力制御方法及び接触力制御装置、並びに、集電装置における接触力制御方法及び接触力制御装置 |
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