JPS5818842B2 - 電気車の制動制御方式 - Google Patents
電気車の制動制御方式Info
- Publication number
- JPS5818842B2 JPS5818842B2 JP50013452A JP1345275A JPS5818842B2 JP S5818842 B2 JPS5818842 B2 JP S5818842B2 JP 50013452 A JP50013452 A JP 50013452A JP 1345275 A JP1345275 A JP 1345275A JP S5818842 B2 JPS5818842 B2 JP S5818842B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- braking
- current
- armature
- electric vehicle
- motor
- Prior art date
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電気車の制動制御方式に関し、特に界磁巻線
を電機子に直列接続した直巻直流電動機を用いた電気車
に係る。
を電機子に直列接続した直巻直流電動機を用いた電気車
に係る。
電気車を制動する場合、一般には直流電動機の直巻界磁
巻線又は電機子のいずれか一方の極性を制動転換器を用
いて切換え、電動機を発電機とし界磁巻線にたとえばチ
ョッパを並列接続し、チョッパにより界磁巻線を流れる
界磁電流を調整する方法と、発電機回路の制動抵抗をた
とえば接触器を用いて順次短絡し、制動抵抗値を調整し
、電機子を流れる電機子電流を一定値に保って制御する
方法とがある。
巻線又は電機子のいずれか一方の極性を制動転換器を用
いて切換え、電動機を発電機とし界磁巻線にたとえばチ
ョッパを並列接続し、チョッパにより界磁巻線を流れる
界磁電流を調整する方法と、発電機回路の制動抵抗をた
とえば接触器を用いて順次短絡し、制動抵抗値を調整し
、電機子を流れる電機子電流を一定値に保って制御する
方法とがある。
前者の制動方法を用いた主回路構成を第1図に示し、後
者の制動方法を用いた主回路構成を第4図に示す。
者の制動方法を用いた主回路構成を第4図に示す。
まず第1図において、直流電動機は電機子1とこれに直
列接続された界磁巻線2よりなり、この直流電動機は電
機子電流を平滑する平滑リアクトル3を介して制動抵抗
4で閉回路が形成されている。
列接続された界磁巻線2よりなり、この直流電動機は電
機子電流を平滑する平滑リアクトル3を介して制動抵抗
4で閉回路が形成されている。
チョッパ5をオンすると、電機子電流Iaは電機子1→
平滑りアクドル3→制動抵抗4→チョッパ5→電機子1
の閉回路で流れ、チョッパ5をオフすると電機子1→平
滑りアクドル3→制動抵抗4→界磁巻線2→電機子1の
閉回路で流れる。
平滑りアクドル3→制動抵抗4→チョッパ5→電機子1
の閉回路で流れ、チョッパ5をオフすると電機子1→平
滑りアクドル3→制動抵抗4→界磁巻線2→電機子1の
閉回路で流れる。
なお、ダイオード6はチョッパ5がオン状態にあるとき
、界磁巻線2に蓄えられたエネルギーを消費するための
ダイオードで、一般にはフリーホイールダイオードと称
されている。
、界磁巻線2に蓄えられたエネルギーを消費するための
ダイオードで、一般にはフリーホイールダイオードと称
されている。
いま、直流電動機を発電機として制動する時、電動機の
速度に対し一定の制動力で制動する定トルク制御を考え
ると、電機子電流Iaに対応する界磁電流Ifは第2図
によって決められる。
速度に対し一定の制動力で制動する定トルク制御を考え
ると、電機子電流Iaに対応する界磁電流Ifは第2図
によって決められる。
すなわちチョッパ5のオン、オフによって界磁電流を調
整できる範囲は、制動カ一定の特性曲線のA−B間の1
f2からIflの間(すなわち電機子電流Ia2から■
a1に対応した界磁電流Ifの値)である。
整できる範囲は、制動カ一定の特性曲線のA−B間の1
f2からIflの間(すなわち電機子電流Ia2から■
a1に対応した界磁電流Ifの値)である。
したがって直流電動機を制動するときは曲線A−Bに沿
って電機子電流Iaが■a2からIalまで減少するに
つれて定トルク制御からできるように界磁電流Ifを■
f2から1f1に向って増加するためにチョッパ5の通
流率を制御しなければならない。
って電機子電流Iaが■a2からIalまで減少するに
つれて定トルク制御からできるように界磁電流Ifを■
f2から1f1に向って増加するためにチョッパ5の通
流率を制御しなければならない。
なお、チョッパの通流率は、一般に
の関係で示される。
したがって電機子電流IaがIa2からIalまで′
減少するようにチョッパ5により界磁電流1fを調整し
たとき、電機子電流Iaと電動機速度との関係は第3図
に示すようになる。
減少するようにチョッパ5により界磁電流1fを調整し
たとき、電機子電流Iaと電動機速度との関係は第3図
に示すようになる。
この第3図から理解できるようにチョッパ5により電機
子電流Iaを制御できる範囲は上述のようにIa2から
Ialまでの間と制限されるので制動し得る速度範囲も
自ずと制限される。
子電流Iaを制御できる範囲は上述のようにIa2から
Ialまでの間と制限されるので制動し得る速度範囲も
自ずと制限される。
このため、従来は、他の制動装置、たとえば空気制動装
置と組合せて制動装置を構成しなければならない問題が
あった。
置と組合せて制動装置を構成しなければならない問題が
あった。
また制動抵抗の抵抗値を変え、電機子電流を一定値に保
って制動を行なう後者の方法の主回路構成を第4図に示
す。
って制動を行なう後者の方法の主回路構成を第4図に示
す。
第1図と同一部分は同一符号を付している。
直流電動機と閉回路を構成する制動抵抗4には制動抵抗
短絡用接触器9−1〜9−4を設け、さらに制動抵抗の
一部の抵抗4aには並列にチョッパ5を接続し、そのチ
ョッパ5の通流率を調整することにより電機子電流Ia
を連続的に変えるようにしている。
短絡用接触器9−1〜9−4を設け、さらに制動抵抗の
一部の抵抗4aには並列にチョッパ5を接続し、そのチ
ョッパ5の通流率を調整することにより電機子電流Ia
を連続的に変えるようにしている。
制動する時は、まず接触器9−1を閉じ、制動抵抗4の
一部を短絡する。
一部を短絡する。
このときの電機子電流Iaと電動機速度との関係は第5
図の特性9−1に示すようになる。
図の特性9−1に示すようになる。
そこで、チョッパ5をオン。オフしてその通流率を調整
し、制動抵抗4aの抵抗値を連続的に変え、電機子電流
IaをA点からB点まである電流値■aoに保ちながら
減少させる。
し、制動抵抗4aの抵抗値を連続的に変え、電機子電流
IaをA点からB点まである電流値■aoに保ちながら
減少させる。
そしてB点に達したならば、接触器9−2を閉じる(も
ちろん接触器9−1は閉じている)。
ちろん接触器9−1は閉じている)。
この接触器9−2を閉じると電機子電流Iaと速度との
関係は第5図の特性9−2に示すようになる。
関係は第5図の特性9−2に示すようになる。
そこでチョッパ5の通流率を接触器9−1を閉じたとき
の最初の状態にもどし、同様にして通流率を調整し、B
点からC点まで電流をIagに保ち速度を小さくする。
の最初の状態にもどし、同様にして通流率を調整し、B
点からC点まで電流をIagに保ち速度を小さくする。
以後同様にして順次接触器9−3.9−4により制動抵
抗4を短絡して速度を減少させる。
抗4を短絡して速度を減少させる。
この場合、第1図のように界磁電流を調整する方法に比
べ、制動速度範囲が広くなる利点はあるが、電気車が滑
走した時、制動がオフ時のように強制的に小さくしたい
場合には、第4図の界磁巻線2を接触器8によって短絡
するため、制動力は第6図に示すように急激に零に減少
する。
べ、制動速度範囲が広くなる利点はあるが、電気車が滑
走した時、制動がオフ時のように強制的に小さくしたい
場合には、第4図の界磁巻線2を接触器8によって短絡
するため、制動力は第6図に示すように急激に零に減少
する。
このため、滑走時の場合は、再粘着したら、すぐに制動
力を出す必要がある再粘着制御には時間がかかり、再精
着後制動力が働くと再び滑走するというバンチング現象
を生ずる問題があり、また制動力オフ時の場合は、急激
に制動力が零となるので、ショックが大きくなるという
問題がある。
力を出す必要がある再粘着制御には時間がかかり、再精
着後制動力が働くと再び滑走するというバンチング現象
を生ずる問題があり、また制動力オフ時の場合は、急激
に制動力が零となるので、ショックが大きくなるという
問題がある。
したがって本発明は、かかる従来の制動方法による問題
を解決するために為されたものであり、その目的とする
ところは、制動速度範囲が広くとれ、さらに電気車の滑
走、制動力オフ時等にも安定した制動が行なえるように
した電気車の制動制御方式を得るにある。
を解決するために為されたものであり、その目的とする
ところは、制動速度範囲が広くとれ、さらに電気車の滑
走、制動力オフ時等にも安定した制動が行なえるように
した電気車の制動制御方式を得るにある。
本発明は、界磁電流と制動抵抗の両者を調整することに
より制動速度範囲を広くし、また安定な制動を行なえる
ようにしたものである。
より制動速度範囲を広くし、また安定な制動を行なえる
ようにしたものである。
以下本発明の一実帷例につき図面を参照して説明する。
第7図は本発明に係る制動方式の主回路構成を示す図で
ある。
ある。
図において、電機子10に直列接続された直巻界磁巻線
11よりなる直流電動機は、電機子電流Iaを平滑する
平滑リアクトル12を介して制動抵抗13により閉回路
が構成されている。
11よりなる直流電動機は、電機子電流Iaを平滑する
平滑リアクトル12を介して制動抵抗13により閉回路
が構成されている。
制動抵抗13にはその抵抗値を調整するために制動抵抗
短絡用接触器14−1〜14−4が並列接続されている
。
短絡用接触器14−1〜14−4が並列接続されている
。
また界磁巻線11には界磁電流Ifを調整するためにチ
ョッパ16が並列接続されている。
ョッパ16が並列接続されている。
なお、界磁巻線11に並列接続されたダイオード15は
第1図に示すダイオード6と同じ機能を果すもので、チ
ョッパ16がオンしているときに界磁巻線11に蓄えら
れたエネルギーを消費するためのフリーホイールダイオ
ードである。
第1図に示すダイオード6と同じ機能を果すもので、チ
ョッパ16がオンしているときに界磁巻線11に蓄えら
れたエネルギーを消費するためのフリーホイールダイオ
ードである。
かかる構成の動作を第8図を参照して説明する。
この場合、チョッパ16によって界磁電流Ifを調整す
ることにより電機子電流Iaを制御し得る範囲は第1図
の場合と同様に■a2からIalまでと仮定する。
ることにより電機子電流Iaを制御し得る範囲は第1図
の場合と同様に■a2からIalまでと仮定する。
いま、制動を開始するときは、接触器14−1を閉じ、
制動抵抗13の一部を短絡する。
制動抵抗13の一部を短絡する。
この接触器14−1を閉じたときの制動抵抗値で、界磁
電流Ifを調整する場合の電機子電流と速度との特性は
第8図の特性14−1のようになる。
電流Ifを調整する場合の電機子電流と速度との特性は
第8図の特性14−1のようになる。
そこで、チョッパ16の通流率を調整して電機子電流I
aをIa2(A点)からIal(B点)まで制御する。
aをIa2(A点)からIal(B点)まで制御する。
そして電機子電流IaがIalに達したならば次に接触
器14−2を閉じる(もちろん接触器14−1は閉じて
いる)。
器14−2を閉じる(もちろん接触器14−1は閉じて
いる)。
接触器14−2を閉じると電機子電流と速度との特性は
第8図の特性14−2のようになる。
第8図の特性14−2のようになる。
そこで、チョッパ16の通流率を特性14−1のA点に
示す最初の状態に戻し、再び通流率を変え界磁電流If
を調整して電機子電流Iaを■a2(C点)からIal
(D点)まで制御する。
示す最初の状態に戻し、再び通流率を変え界磁電流If
を調整して電機子電流Iaを■a2(C点)からIal
(D点)まで制御する。
以上の動作を各接触器14−3 、14−4についても
同様に繰返すことにより、電機子電流Iaは第8図に示
すようにIa2とIalとの間をA→f3)C−)D−
+E→F→G→■]と順次制御され、これに応じて速度
も順次低下する。
同様に繰返すことにより、電機子電流Iaは第8図に示
すようにIa2とIalとの間をA→f3)C−)D−
+E→F→G→■]と順次制御され、これに応じて速度
も順次低下する。
以上のようにすることにより、制動速度範囲は第4図に
示すように抵抗値を調整して制御する場合と同様に広く
なる。
示すように抵抗値を調整して制御する場合と同様に広く
なる。
次に制動中に電気車が滑走した場合の動作につき第9図
を参照して説明する。
を参照して説明する。
第9図において、時間t1に電気車が滑走したとすると
、このときはチョッパ16のみにより通流率を調整し、
制動力を一定値ΔBだけ弱め、再粘着したら再ひもとの
制動状態に戻す。
、このときはチョッパ16のみにより通流率を調整し、
制動力を一定値ΔBだけ弱め、再粘着したら再ひもとの
制動状態に戻す。
従来の如く制動力を急激に零にせず、一定量だけ制動力
を弱めるようにすることにより、再粘紬1]御の時間も
短時間で済み、再粘着後再び滑走するというハンチング
現象を生ずることもない。
を弱めるようにすることにより、再粘紬1]御の時間も
短時間で済み、再粘着後再び滑走するというハンチング
現象を生ずることもない。
また、制動力をオフする時は、チョッパ16により通流
率を徐々に調整し、界磁電流を徐々に調整することによ
り、急激に制動力を零にすることがないのでショックも
生じない。
率を徐々に調整し、界磁電流を徐々に調整することによ
り、急激に制動力を零にすることがないのでショックも
生じない。
かかる動作を実現するための制御回路の一例を第10図
に示す。
に示す。
制動指令回路100は第11図aに示すような制動指令
を出力する。
を出力する。
たとえば電気車を2001an/ hour程度の速度
から制動する場合は、徐々に制動力を強め、80km/
hour程度の速度から一定の制動力となるような制動
指令を出力する。
から制動する場合は、徐々に制動力を強め、80km/
hour程度の速度から一定の制動力となるような制動
指令を出力する。
この制動指令回路100の制動指令をゲート106を介
して受け、制動抵抗制御回路103は第11図すに示す
ように第7図の接触器14−1〜14−4に制動抵抗短
絡指令を与える。
して受け、制動抵抗制御回路103は第11図すに示す
ように第7図の接触器14−1〜14−4に制動抵抗短
絡指令を与える。
この制動抵抗制御回路103における各接触器の選択は
、第8図から理解できるように電機子電流Iaによって
制御される。
、第8図から理解できるように電機子電流Iaによって
制御される。
また制動指令回路100の制動指令はゲート105を介
して通流率制御回路101に与えられる。
して通流率制御回路101に与えられる。
通流率制御回路101は第11図Cに示すように各接触
器の選択毎に、電機子電流Iaを■a2からIalまで
減少させるために、界磁電流Ifを強めるようチョッパ
16の通流率を最大から最小まで調整するように通流率
指令を出力する。
器の選択毎に、電機子電流Iaを■a2からIalまで
減少させるために、界磁電流Ifを強めるようチョッパ
16の通流率を最大から最小まで調整するように通流率
指令を出力する。
すなわち定トルク制御するために電機子電流の減少に応
じて界磁電流を増加させ、第2図に示す定トル久特性曲
線ABに沿うように通流率を制御する。
じて界磁電流を増加させ、第2図に示す定トル久特性曲
線ABに沿うように通流率を制御する。
比較回路102はその通流率指令を受け、実際の電機子
電流と界磁電流とにより通流率が適正なるものになるよ
うに適宜変更修正してゲート108を介してチョッパ1
6に与える。
電流と界磁電流とにより通流率が適正なるものになるよ
うに適宜変更修正してゲート108を介してチョッパ1
6に与える。
いま第9図に示すように滑走が発生する正常制動状態に
おいては、ゲート105およびゲート106は制動指令
回路100の制動指令を通流率制御回路101、制動抵
抗制御回路103に与えるので、第8図に示すようにし
て制動動作が行なわれる。
おいては、ゲート105およびゲート106は制動指令
回路100の制動指令を通流率制御回路101、制動抵
抗制御回路103に与えるので、第8図に示すようにし
て制動動作が行なわれる。
ここで、滑走が発生すると、滑走検知信号がゲ−ト10
5〜107に与えられる。
5〜107に与えられる。
この滑走検知信号によりゲート10γのみが開かれ、ゲ
ート105および106は閉じられる。
ート105および106は閉じられる。
すなわち、制動指令回路100から通流率制御回路10
1および制動抵抗制御回路103に与えられる制動指令
はしゃ断され、ゲート107および108を介して通流
率制御信号がチョッパに与えられる。
1および制動抵抗制御回路103に与えられる制動指令
はしゃ断され、ゲート107および108を介して通流
率制御信号がチョッパに与えられる。
この通流率制御信号は第9図に示すように制動力を一定
値ΔBだけ弱めるように界磁電流Ifを制御する信号で
ある。
値ΔBだけ弱めるように界磁電流Ifを制御する信号で
ある。
このようにして再粘着した後は、再びケート105およ
び106を介して制動指令が通流率制御回路101およ
び制動抵抗制御回路103に与えられ、再ひもとの制動
状態に復帰する。
び106を介して制動指令が通流率制御回路101およ
び制動抵抗制御回路103に与えられ、再ひもとの制動
状態に復帰する。
もちろん制動力をオフする時は、滑走検知信号を制動力
オフ信号に切換えて行なえばよい。
オフ信号に切換えて行なえばよい。
なお、第10図において設定回路104は電機子電流I
aが所定値、すなわち制動を開始してから電機子電流I
aの所定値まで立上るまでは制動指令を通流率制動回路
10′lに与えないようにしたものである。
aが所定値、すなわち制動を開始してから電機子電流I
aの所定値まで立上るまでは制動指令を通流率制動回路
10′lに与えないようにしたものである。
この設定回路104を設けた理由は、制動開始とともに
電機子電流Iaが十分に立上るまでに界磁電流Ifを調
整すると制動時間が長くなるのを防ぐために設けたもの
で、必ずしも必要なものではない。
電機子電流Iaが十分に立上るまでに界磁電流Ifを調
整すると制動時間が長くなるのを防ぐために設けたもの
で、必ずしも必要なものではない。
第1図は従来の制動回路を示す図、第2図および第3図
はその動作を説明するための図、第4図は別の従来の制
動回路を示す図、第5図および第6図はその動作を説明
するための図、第7図は本発明の一実施例を示す図、第
8図および第9図はその動作を説明するための図、第1
0図は第1図の制御回路の一例を示す図、第11図はそ
の動作を説明するための図である。 符号の説明、1,10・・・・・・電機子、2,11・
・・・・・界磁巻線、3,12・・・・・・平滑リアク
トル、4゜13・・・・・・制動抵抗、5,16・・・
・・・チョッパ、6゜15・・・・・・ダイオード、8
・・・・・・接触器、9,14゜・・・・・・接触器、
100・・・・・・制動指令回路、101・・・・・・
通流率制御回路、102・・・・・・比較回路、103
・・・・・・制動抵抗制御回路、104・・・・・・設
定回路、105〜108・・・・・・ゲ゛−ト。
はその動作を説明するための図、第4図は別の従来の制
動回路を示す図、第5図および第6図はその動作を説明
するための図、第7図は本発明の一実施例を示す図、第
8図および第9図はその動作を説明するための図、第1
0図は第1図の制御回路の一例を示す図、第11図はそ
の動作を説明するための図である。 符号の説明、1,10・・・・・・電機子、2,11・
・・・・・界磁巻線、3,12・・・・・・平滑リアク
トル、4゜13・・・・・・制動抵抗、5,16・・・
・・・チョッパ、6゜15・・・・・・ダイオード、8
・・・・・・接触器、9,14゜・・・・・・接触器、
100・・・・・・制動指令回路、101・・・・・・
通流率制御回路、102・・・・・・比較回路、103
・・・・・・制動抵抗制御回路、104・・・・・・設
定回路、105〜108・・・・・・ゲ゛−ト。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 電機子と界磁巻線を直列接続した直流電動機と、こ
の直流電動機と制動抵抗とで閉回路を構成して電動機の
制動を行なうようにした電気車において、前記制動抵抗
を制動指令に従って順次短絡して抵抗値を変更する短絡
手段と、前記界磁巻線を流れる界磁電流を調整する調整
手段とを備え、前記短絡手段により前記制動抵抗を順次
短絡するとともに前記調整手段により界磁電流を連続的
に調整することによって定トルク制御を行なうようにし
たことを特徴とする電気車の制動制御方式。 2 上記電気車が滑走したときには、上記調整手段のみ
により制動力を所定値まで低下せしめ、滑走回復後は上
記制動指令に従って上記短絡手段と調整手段とにより制
動力を制御するようにしたことを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の電気車の制動制御方式。 3 上記電気車の制動開始時、上記電動機の電機子電流
が所定値に達するまで上記調整手段を動作させないこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電気車の制動
制御方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP50013452A JPS5818842B2 (ja) | 1975-02-03 | 1975-02-03 | 電気車の制動制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP50013452A JPS5818842B2 (ja) | 1975-02-03 | 1975-02-03 | 電気車の制動制御方式 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5189119A JPS5189119A (ja) | 1976-08-04 |
JPS5818842B2 true JPS5818842B2 (ja) | 1983-04-15 |
Family
ID=11833522
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP50013452A Expired JPS5818842B2 (ja) | 1975-02-03 | 1975-02-03 | 電気車の制動制御方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5818842B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0123870Y2 (ja) * | 1982-12-27 | 1989-07-20 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5427918A (en) * | 1977-08-04 | 1979-03-02 | Mitsubishi Electric Corp | Rower generation control systen for electric car |
US4370603A (en) * | 1980-10-23 | 1983-01-25 | Westinghouse Electric Corp. | Shunt field control apparatus and method |
-
1975
- 1975-02-03 JP JP50013452A patent/JPS5818842B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0123870Y2 (ja) * | 1982-12-27 | 1989-07-20 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5189119A (ja) | 1976-08-04 |
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