JPS58154306A - チヨツパ制御電気車 - Google Patents

チヨツパ制御電気車

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JPS58154306A
JPS58154306A JP57035126A JP3512682A JPS58154306A JP S58154306 A JPS58154306 A JP S58154306A JP 57035126 A JP57035126 A JP 57035126A JP 3512682 A JP3512682 A JP 3512682A JP S58154306 A JPS58154306 A JP S58154306A
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JP
Japan
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current
field
chopper
control
rate
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Pending
Application number
JP57035126A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshitaka Fujiwara
藤原 喜隆
Toshiyuki Ooyama
大山 俊行
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd, Fuji Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP57035126A priority Critical patent/JPS58154306A/ja
Publication of JPS58154306A publication Critical patent/JPS58154306A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/02Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit
    • B60L15/08Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit using pulses
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (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】 この発明は、電気車等において*a直令亀動機をチョッ
パによp制御して駆動するようにしたチョッパ制御車−
界磁制御方式に関するものであや1%に#界磁制御のた
めの分路に含まれるlllココイル小形化もしくは省略
化に関するものである。
従来、駆動電動機に*RWi*電動機を使用する抵抗制
御車管圧はチョッパ制御車においては。
界磁電流を界磁と韮夕IJK*続された分路に分流させ
ることによって弱界磁制御を行っている。
この場合、前記分路には、抵抗器と直列に誘導コ1イル
が接続される。このように、分路KIM!コイルを徽絖
するm山は、例えは界磁に誘尋コ碕ルを含まない#g抵
抗のみからなる分j8が袈絖されて弱界磁状態になって
いる場合、電源電圧の急昇やその他の塩山で電機子直流
が急激に増加することがあると、界磁電流は昇磁スイル
のインダクタンスが大きい丸め余シ増加せす、電機子電
流の増加分は殆んど分路l111f:通って流れるため
、電動機が過渡的に極端な弱界磁にな9゜電動機の!E
61M化を招く惧れかめるからである。
すなわち、II導ココイル5分路側にも適当なインダク
タンスを持たせて、界磁電流が電機子電流の増加に追従
して増加できるようにし、電動機が過渡的に41に端な
弱界磁にならないように作用する。また、このように分
路にエココイルをII続することによシ、弱界磁の時に
も主回路のインダクタンスが余り小さくならないため。
純抵抗のみからなる分路を接続して弱界磁制御を行う場
合よシも、電源電圧変動時勢における電機子電流の変化
自体が小さくなる。
□ ところで、抵抗制御車では、電機子電流の制御は主回路
に直列に接続された主抵抗器t−機機械的点点開閉する
ことにより行われている。この場合、抵抗器や機械的接
点の数には制限がめ夛、このため抵抗短絡時に電流が急
増することは避けられない。また、m械的接点の動作違
1では電艶亀圧変動時にこれが迅速に動作して電機子電
流の急賞を抑えるよりなatttaを行うことFiまず
期待てきない。従って、抵抗制御車では。
11尋コイルの設電は必散である。
一方、チョッパ制動車においては、前記抵抗制御車の場
合とFi拳情が異なる。そこでs*’図に従来のチョッ
パ制御車の力行時における主回路構成を示す。路/Eに
おいて、参照符号Pは架線Tよシ給亀を行うパンタグラ
フ、FLはフィルタリアクトル、FCはフィルタコンデ
ンサ、ムは直流電動機の電機子、F/は界磁11−。
M8Lは主平滑リアクトル、CMはチョッパ。
FWDはフリーホイールダイオードであ)、前記界磁@
kF/と並列:1.に分路抵抗器Reと級触酪にとII
導ココイルICの直列回路が接続されている。このよう
に、チ曹ツバ制御車においては。
主回路VcフライタリアクトルPL、主平滑リアクトル
M8Lの大暑なインダクタンスが入るため、電源電圧急
昇時等の電機子電流変化が抑えられる。1*、テ1ツバ
cnの電機子電流111J御の速IILが充分早いため
、電源電圧の急昇勢によって電機子電流が増加しようと
しても、これを制御的に抑えることか可能である。この
ため。
−界磁用の分路の鋳導コイルICについては。
抵抗制御車の場合よりもインダクタンスを小さくして小
形化を図つ九9.もしくは省略することも考えられる。
このようにVtt導コイルICの小形化あるい紘省略は
、車輌の軽量化%Il@スペースの有効利用の面から強
く望まれている。
しかしながら、従来のチ1ツバ制御車の制御方式では5
次のようにチョッパCMが電流制御できない場合がある
S2図は、チョッパ制御車の一般的な制御システムを示
す制御回路図である。すなわち、この制御回路は、電機
子ムの直流を検出してこの検出電流を電611111令
値と比軟し、得られた偏差電流値を電RH節器10に供
給し、この電流調節@10の出力信号を過流率指令と共
に低位優先回路/コに供給し、さらにこの低位饋先−路
/Jの出力信号を移相!#/≠を介してチョッパCHに
供給してチロツバCMを制御するよう構成したものであ
る。この鳩合、電動機を起動*。
通流率が設定され九値に達するまでれ、電&胸節*io
の制御ループによって定電R制御(この制御範囲を除t
IjL値加速領域という)を行い。
その彼は過流率を一定に保ったまま電動機の直4I特性
に従って加速させる(この制御範囲を特性加速領域とい
う)。この時の電機予電jl’l ”Ml界磁電流ニジ
、通流率αの特性を示せに、第3図に示す通9である。
第3−において、領域Aが限流値加速領域を示し、領域
Bが特性加速領域を示す。第3図から明らかなように1
%性加速領域では電機子電流IM、界磁電流!?ともに
小さくなっておシ、電Rf14節器10の制御ループは
飽和している。従って、この特性加速領域で電源電圧の
急昇勢が生起したときには、チョッパCMによる電流制
御機能が期待できず、電機子電#lIMの急増が住じる
。また、特性加速領域では、電動機の回転数が^いので
、このような電機子電流IMの意外によって過渡的な界
磁率の低下が生じると、電動機の!l[h鈎−となる。
従って、従来のチョッパ制御車においては、前述しえよ
うな挽象を生じるため、界Wi巻@F/の分路における
lI尋;イルICの小形化もしくは省略は間勉があシ、
例えば地下鉄等のように比較的最高速度の低い電気車の
揚台のみ実施が可能であった。
そζで、本発明省略は、前述した従来のチョッパ制御車
における問題点を克服すべく種々検討を重ねた結果、電
機子電流と共に界磁電流を検出し、前記電機子電流に電
動機に詐容される最弱界磁率を掛算して得られた値と、
前記界磁電流とを比較し、界磁電流がj、」1さい場合
すなわち界磁率が許容値を下まわる場合にチョツノくの
過流率を絞るよう構成することにより、11電機子電流
増加が抑制されて界磁率を常に許容11以上に保持する
ことができ、前記問題点を解消し得ることを突き止めた
従って、本発明の目的は、チョッパ制御電気単における
過渡的な界磁率低下を防止し、fK界磁率が許容値を下
まわらないように電機子電流を制御することによ〕、界
磁111−の分路に設ける11尋コイルの小形化ないし
は省略を可能とすることができるチョッパ制御電気車を
提供するにある。
前記の目的を達成する丸め2本発明においては、電動機
の電機子電流を検出し電流調節器からなる制御系を介し
てチ1ツバの通流重上Ml!して界磁巻線の弱界磁制御
を行うよう構成したチョッパ制御電気単において、界磁
4I線の電流を検出すると共にこの界磁電流と前記電機
子電流とから算出される界磁率が許容値以下の場合にチ
・ツバの通流率を絞:i込むよう動作する―節器を設妙
ることを%黴とする。
前記0チlツバ制御電気単において、sit節器は、電
機子電流に最弱界磁率を掛算し、得られた算出値と昇磁
電流とを比較し、界磁電流が小さい場合のみ負の田力偏
号をチョッパの通流率制御信号に加えるよう構成すれば
好適である。
筐九、界磁waitと並りUK優絖される分路抵抗器と
接触器とImmココイルからなる直列(9)路は。
誘導コイルを小形化ないしは%略することが可能である
次に1本発明に係るチョッパ制御電気車の実施例につき
絵付図面を参照しなから以)詳細に説明する。
纂参図は1本発明に係るチョッパ制御電気車の−l!施
例を示す制御回路図である。なお、第参図に示す主回路
構成は、チョッパ制御車のカ行時における奄のであって
、第1図および第2図に示す回路と同一である。従って
、第1図および第2図に示す回路構成と同一のm成賛単
については同一の参照符号を付してその評細な説明社省
略する。
すなわち1本実施例においては、第2図に示すように、
自動亀*vs**ioによる制御ループを備えた回路に
おいて、電機子電流と共に界磁電流を検出し、この検出
され九電機子電流に電動機に軒谷される最弱界磁率WF
minを掛算した値と、11Il記界磁電流とを比較し
、界磁電流が小さい場合に負の出力を発生する調節器/
4を設けたことを特徴とする。この11節器/49’(
よシ発生する出力は、前記自動電alllIIIltl
lOによる制御ループに対し低位優先回路lコから出力
される過渡率個号に加算される。
従って、このように構成され丸駒m(ロ)路においては
、通常の状態であれは界磁率が許容値以上である九め調
節器/jの出力は零となシ、11wtr器itFimm
xvt調整@ioom御ループに対し何ら作用しない。
しかし、架線電圧の意外等で電機子電流が増加して界磁
率が許容値を下まわろうとすると、調節器/jd直ちに
負の出力を出し、電流調節器10の制御ループに対し通
流率を絞る働きをする。この結果、電機子電流の増加は
抑制され、界磁率は許容値以上に保九れる。
前述し丸ように、前記−節4S/ぶを設けることによシ
、峙性加違慣域で電流調節@ioが飽和している場合で
も、電機子電流を絞9込む制御が可能となる丸め1例え
ば架線電圧の意外時に界磁率が過杖的に許ll値以下に
なる現象は防止されるので、114コイルICの小形化
もしくは省略が何ら問題なく可能となる。
前述した実施例、は、/相/1チョッパ回路から々るチ
ョッパ制御電気車の制御回路について説明し九が1本発
明は、多相多重チョッパ1路にも適用することができる
。例えは、路!図に示す關路樽威は、λ相コ重チョッパ
囲路における本発明の実施例を示すものである。すなわ
ち。
第!胸に示す回路において、各チョッパ回路に対し、自
動電#1IIJl!IF10の制御ループと調節器16
とは共通の回路構成とし、電機子電流は高位優先回路/
lを介し、て・多相のうちの最大値を検出し、また界磁
電流は低位優先回路−〇を介して各相のうちの最小値を
検出するよう構成する。このように構成することにより
、一方のチョッパ回路の界磁率が許容値以下に下がろう
とする場合には、前記と同様にして調節器/乙の作用に
よりチョッパの通流率が絞られ、電機子電流の増加が抑
えられるため、界磁率社許賽値以上に保持されるととK
なる。
前述した実施例から明らかなように1本発明によれは、
チョッパ制御電気車の電fIL調節器を含む制御系に、
界磁率が許容値以下となつ九場合に通流率を絞シ込んで
電機子電流の増加を抑制して界磁率を許容値以上に保持
する111節器を設けることによって、架−電圧の意外
時等における電機子電流の急増を防止すると共に界磁率
の過渡的な低下が防止されるため、誘導コイルの小形化
ないしは省略が可能となる。
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更を
岸し得るととは勿論である。
【図面の簡単な説明】
藤1図は従来のチョッパ制御車の力行時における主回路
lll1tを示す結線図、第一図は帛1図に示すチlツ
バ制御隼の主回路構成のllillIll回路64% 
IKJmは籐λ紬に示す回路の制@)特性曲線図% j
14’5Aは本発明に係るチョッパ1111kL気阜の
主回路構成とその制御系の−実り例を示す11I図、總
j図は本発明に係るチ1ツバ謝り御電気阜の別の実施例
を示す主1路栴成とその*tta糸の(ロ)路間である
。 T・・・ilk       P・・・パンタグラフム
・・・電動機の電機子 F/・・・界磁巻線ルダイオー
ド K・・・接触@       IC・・・n4コイルi
o・・・電R1N4節器   /コ・・・低位優先回路
lダ・・・移相器     16・・・p4節器/l・
・・高位優先回路  λO・・・低位優先(ロ)路特許
出願人 冨士電機製造株式会社 −7#−

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電動機の電機子電流を検出し電tILl111/
    b器からなる制御系を介してチSツバの通流率を調整し
    て界磁巻線の弱界磁制御!を行うよう栴成し九テ薗ツバ
    ー御電気車において、界磁巻線の電流を検出すると共に
    この界磁電流と前記電機子電流とから算出される界磁率
    が許容値以下の場合にチョッパの通流率を絞シ込むよう
    動作する調節−器を設けることを特徴とするチョッパ制
    御電気車。
  2. (2)  特許請求の範8#I1項記載のチョッパIi
    I制御電気阜において、調節器社、電機子電流に最弱界
    磁率を壷算し、得られた算出値と界磁電源とを比較し、
    界磁電流が小さい場合のみ負O出力信号をチョッパの通
    流率制御信号に加えることからなるチョッパ制御電気車
  3. (3)  411許請求の範11JI/項または第2項
    記載のチョッパ制御電気車において、界磁IIk−と1
    列にIiI絖される分路抵抗器ど績触益とlI4コイル
    とからなる直列回路は、@尋コイルを小形化ないしは1
    略することからなるチョッパ制御電気車。
JP57035126A 1982-03-08 1982-03-08 チヨツパ制御電気車 Pending JPS58154306A (ja)

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JP57035126A JPS58154306A (ja) 1982-03-08 1982-03-08 チヨツパ制御電気車

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61167367A (ja) * 1985-01-17 1986-07-29 Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd 電磁アクチユエイタ−

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61167367A (ja) * 1985-01-17 1986-07-29 Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd 電磁アクチユエイタ−

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