JPS58163204A - 電気車制御装置 - Google Patents

電気車制御装置

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JPS58163204A
JPS58163204A JP4508682A JP4508682A JPS58163204A JP S58163204 A JPS58163204 A JP S58163204A JP 4508682 A JP4508682 A JP 4508682A JP 4508682 A JP4508682 A JP 4508682A JP S58163204 A JPS58163204 A JP S58163204A
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JP
Japan
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voltage
circuit
pattern
brake
brake torque
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Pending
Application number
JP4508682A
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English (en)
Inventor
Susumu Yomo
四方 進
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Classifications

    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Stopping Of Electric 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】 この発明は直流複巻電動機を界磁チョッパで回生ブレー
キ制御する電気車制御装置に関する。
第1図は界磁チョッパを使用した電気車制御装置の回生
ブレーキ時の代表的な主回路を示す。第1図におい°r
、+1>は電車線、(2)はパンタグラフ。
(3)は直流複巻電動機の電機子巻線、(4)は直流複
巻電動機の直巻界磁巻線、(6)は直流複巻電動機の分
巻界磁巻線を示しく3) 、 (4) 、 15)で直
流複巻電動機を構成する。(6)はフィル脅リアクトル
、(7)はフィルタコンデンサで、 (6)(7)でL
C形のフィルタ回路を構成している。(8)は分巻界磁
巻線+6)に流れる電流を制御する界磁チョッパ%+9
)は界磁チョッパ(8)がオフし°Cいるときに分巻界
磁電流を環流させる為のフリーホイルダイオード、四は
フィルタコンデンサ(7)を充電するときに充tt流を
抑制する為の充電抵抗器、συは電機子回路を構成する
為のスイッチ、(2)は分巻界磁回路を構成する為のス
イッチ、Q3は充電抵抗器θqを短絡する為のスイッチ
、Q4はt機子電流を検出する為の電流検出器、(至)
は分巻界it流を検出する為の電流検出器、q6は電車
線電圧を検出する為の電圧検出器、Q′7)は電動機電
圧を検出する為の電圧検出器を示す。
第2図は従来より実施されている界磁チョッパ制a装置
の回生ブレーキ制御時の制御ブロック図を示す。第2図
におい0%(至)は電動機電圧検出回路、0→は電圧検
出回路(ハ)のセット値にバイアスをもたせるバイアス
電圧作成回路、(ホ)は電圧検出回路0榎の出力で第1
図に示すスイッチ0υをオンさせる指令となる。Qpは
ブレーキ指令回路、勾はブレーキ指令面8ItI(ロ)
のブレーキ指令回路からの出方及び荷重検出回路、(図
示せず)の出力に応じ°乙必要なブレーキトルクを演算
するブレーキトルクパターン発生回路で、所定の時定数
で立上がる。曽は分巻界磁tgを動磁するための動磁t
N11ターン発生回路、(ロ)はスイッチ(ロ)がオン
したという信号(20a )でパターンを切換える/(
ターン切換回路、(2)は電流検出器q4で検出した電
機子電流値及び電流検出器(6)で検出した分巻界磁電
流値と力)らブレーキトルクを演算するプレーキトJレ
ク検出回路、瞬は切換スイッチ−からくるノ(ターン電
圧を基準値とし、ブレーキトルク検出回路(イ)からの
出力をフィードバック量として比較増巾回路なう比較増
巾演算回路、に)は比較増巾演算回路(2)の出力で第
1図の界磁チョッパ(8)の通流率に相当する。
次に動作を説明する。ブレーキが指令されるとまずスイ
ッチ(2)がオンして、充電抵抗器(10を通してフィ
ルタコンデンサ(7)が充電される。充電完r後、スイ
ッチ(至)がオンし′C充電抵抗器α1が短絡されると
ともに界磁チョッパ(8)が動作を開始する。
比較増巾演算回路(ホ)におい゛C基準値としCは、励
磁パ1−ン発生回路磐の出力である励磁/<ターンが与
えられ°Cいる。この時点にお0”CIよ、スイ・ソチ
aりはオフしており、電機子回路は構成され′Cいない
ので、ブレーキトルク検出回路(2)の出力はゼロであ
る。従つ゛C1比較増巾演算回路(ホ)の出力信号−は
比較増巾回路(支)の伝達関数で決まる特性で拡がり、
それに従って分巻界磁゛電流及び電動機電圧も増加する
。電動機電圧検出回路(至)で電動機電圧が電車線電圧
よりバイアス電圧作成回路a嗜のバイアス分だけ低い電
圧に達したことを検出すると出力信号(ホ)が出力され
、スイッチaυがオンして電機子回路が構成されるとと
もに、切換スイッチ@が切換わつ°C比較増巾演算回路
(ホ)への基準値が、それまでの励磁パターンからブレ
ーキトルクパターン発生回路(支)からのブレーキトル
クパターンに切換わる。このブレーキトルクパターンは
、ブレーキトルクゐ立tりを滑らかなものとするために
、図示されCいないが、所定の時定数で立上がるように
なつCいる。スイッチ01が投入された後は、電機子電
流が流れ始めてブレーキトルクを発生しだすので、比較
増巾演算回路(2)はブレーキトルク検出回路(至)の
出力をフィードバック量とし°C比較増巾演算を行ない
、ブレーキトルクがプレーキト。
ルクパターンと等しくなるように出力信号(財)、即ち
界磁チョッパの通流率を制御することになる。
第8図は以上の動作を説明するためのタイムチャートで
、(a)は比較増巾演算回路(ホ)への基準値、(b)
は分巻界磁電流、(c)は電動機電圧で、破線は電車線
電圧のレベルを示す。(d)は電機子電流を示す。
図において、時刻t1でブレーキが指令され・C1励磁
パンーンが与えられ、比較増巾演算回路(2)の特性で
(b)の分巻界i電流が増加し、それに伴ない(c)の
電@PR電圧も増加し時刻t2で電動機電圧が電車線電
圧よりバイアス分だけ低い値に達したことを検出してス
イッチOI)のオン指令が出力され、スイッチQl)の
動作遅れ時間後の時刻t3に主回路が構成され°r、(
d)の電機子電流が流れ始めるとともに(a)の基準値
もブレーキトルクパターンに切換わって、以後このパタ
ーンに従ってトルクが制卸される。
従来の装置は以上のように、電機子回路を構成するスイ
ッチ(11のオン指令をスイッチの動作遅れ時間を考慮
し°C1電動機電圧が電車線電圧より)〈イアス分だけ
低い電圧に達したことを検知し゛C出刀オろようにし7
′Cいる。ところが、吻f、 ノ< 4r−ンにより分
巻界磁電流をrJh磁し”C電動機電圧を立ち上げると
きのViL動機電圧の立上り連間は、高速では早く、低
速では遅い。従つ゛C1第4図に示すように高株ではス
イッチ0りがオンしたときには電動機電圧が電車線電圧
よりヒがりオぎ゛C回生側に急激に電流が流れ出し、第
5図に示すように低速ではスイッチOυがオンしたとき
には、電動機電圧が電車線電圧より低く ’r ’7行
側に突入電流が流れ、いずれも乗心地を肖するとともに
、電動機の整流状態に便彰餐を及ぼす。
この発明は上記の欠点を除去するためになされたもので
、電動機電圧、の立上りを滑らか(こ制御することによ
つ′C%電機子回路が構成されたときの電機子電流を滑
らかにflJll !aできるζ;気W制御装置を提供
する。
以下、図につい°C説明する。第6図におい°C11(
ハ)は電圧検出器a6で検出された電車線電圧値と電圧
検出器αηで検出された電動機電圧値とを比較し、電動
機電圧が電車線電圧をバイアス分越えると越えた童に比
例し°C負の出刃を出す電動機電圧リミッ・り、四はブ
レーキ指令時に出力され°C1電車線電圧から電機子電
圧を引算したパターンとなるような時定数で減衰する電
圧パターンを発生する電圧パターン発注回路、(7)は
最大界磁電流パターン発生回路、6カはスイッチ(ロ)
がオンしたという信号(20m )によつCブレーキト
ルクパターン回路翰を生かすスイッチ、神はスイッチ0
υを通して与えられるブレーキトルクパターンとブレー
キトルク検出回路(ハ)の出力とを比較し°Cブレーキ
トルク検出回路(2)がブレーキトルクパターンを越え
たときに越えた社に比例して負の出力を出すトルクリミ
ッタ、(ホ)は比較増巾演算回路で、基準値とし゛C,
電流パターン発住回路曽から最大界磁電流パターンが正
で与えられ、フィードバック量としCは電流検出器(7
)で検出される分巻界磁電流が負で与えられ、この他に
電動機電圧リミッタ(ホ)の出力が負で、ブレーキトル
クリミッタ(2)からのトルクリミッタ出力が負で与え
られCいる。
本発明の一実施例の動作を第7図により説明する。
時刻t1においてブレーキが指令されると、(a)に示
すように、最大界磁電流パターンが所定の時定数をもっ
て出力される。分巻界a[流は比較増巾演算回路員によ
り(−1−)の破線に示すようにこの最大界磁電流パタ
ーンに沿うように制御されようとする。
ところが、(b)に示すように電圧パターン発生回路彌
の出力である電動機模擬電圧パターンが出力されている
ので、電動機1M、圧IJ iツク(ホ)が動作を始め
界磁電流を絞り込むように作用する。%i動tIA電圧
は電動機電圧17 i・ツタ(至)の働きにより、電車
線電圧値から(b)の電動機模擬電圧パターンを引いた
値の曲線に沿2つC(c)に示すように滑らかに制御さ
れ時刻t2で電車線電圧と等しくなり、スイッチa9が
オンする。スイッチQl)がオンした後は(d)に示す
ようにブレーキトルクパターンが所定の時定数をもつ′
C立上がる。以後はトルクリミッタ(2)が界磁電流を
絞り込みブレーキトルクがトルクパターンに一致するよ
うに制御される。従・つ′C1C1分巻界磁電流σ)の
実線のように制御aされることになり、最大V#磁電流
パターン(破線で示すンとの麦が電動機電圧リミッタ及
びトルクリミッタの出力に相当することになるす即ち時
刻t1と時刻t、との間は電動機電圧り、tツタが分巻
界磁電流を絞り込み、時刻t、以後は、トルクQtツタ
が分巻界S電流を絞り込むことになる。(e)は電機子
電流を示す。
以上のように、この発明によ口ば、ブレーキかけ始めの
電動機電圧の励磁を電動機電圧リミ・ツタの働きにより
滑らかに制御するように構成したので、ブレーキ初速の
高・低にかかわらず電機子回路構成時の電機子電流を滑
らかに制御することができ、乗心地や電動機の整流に悪
影響を及ぼすことを防ぐ効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の電気車制御装置の主回路を示す構成図、
第2図は第1図の制御ブロック図、第8図〜第6図はf
u1図の動作を説明するタイムチャート、96図は本発
明の一実施例を示す制御ブロック図、第7図は第6図を
示すタイムチャートである・図においC1(3)は電機
子巻線、16)は分巻界磁巻線、(8)は界磁チョッパ
、輔に)は電流検出器。 OfSαηは電圧検出器、(ハ)はブレーキ指令回路、
(2)はブレーキトルクパターン発生回路、(2)はブ
レーキトルク検出器、(1)は比較増巾演算回路、(2
)は電動機電圧IJ iツタ、四は電圧パターン発生回
路、曽は電流パターン発生回路、(至)はブ2レーキト
ルクリミッタである。 なお各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人  葛 軒 伯 − 第1図 第2図 第3図 第4図      第5図 第6図 第7図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Cυブレーキ指令と同時に直流複巻電動機の分巻界磁回
    路を構成し、界磁チョッパで制御し°C所定のブレーキ
    トルクを発生させるものにおい゛C1上記電動機の電機
    子電圧が電車線電圧と等しくなったことを条件にし°C
    電機子回路を構成し、上記ブレーキ指令と同時に発生し
    上記電車線電圧から上記電機子電圧を引算したパターン
    となるような時定数で減衰する電圧パターンと上記電機
    子電圧との和が、上記電車線電圧と所定の量のバイアス
    値との和を越えた量に比例した負の第1の信号を出し、
    上記ブレーキ指令及び荷重に応じ°C発生しtζ所定の
    ブレーキトルクパターンと検出されたブレーキトルクと
    を比較し、上記ブレーキトルクがt記ブレーキトルクパ
    ターンを越えた量に比例した負の第2の信号を出し、最
    大の分巻界磁電流パターンからなる正の第8の信号を出
    し、検出された ゛分巻界磁電流からなる負の第4の信
    号を出し゛C1上記第1の信号から第4の信号までを比
    較して上記分巻界磁回路の電流を°制御するように構成
    し、上記電機子回路が構成されてから上記ブレーキトル
    クパターンを所定の時定数で立上がらせることを特徴と
    する電気車制御装置。
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