JPS5915246B2

JPS5915246B2 - 電力制御による走行体制御方式

Info

Publication number: JPS5915246B2
Application number: JP51108900A
Authority: JP
Inventors: 一三松井; 隆高末; 正見岩崎
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1976-09-13
Filing date: 1976-09-13
Publication date: 1984-04-09
Also published as: JPS5336809A

Description

【発明の詳細な説明】・この発明は電力制御による走行体の匍脚方式に関し、
特に車両の自動運転を特別な制御回路を用いずに、車両
に電力を供給するキ電回路の電力制御のみをもって走行
体の制御を実現する方式に関する。

車両の自動運転は、従来よシ電カキ電回路とは別個に設
けられた運転制御用の信号回路を介して運転指令制御設
備から運行指令信号を与え、これによシ車両の自動運転
を行なうものが一般的に実用化されている。

このため従来の自動運転方式では自動運転制御回路、通
信設備、および運転指令制御設備等が車両の電力設備系
統とは別個に必要とされ、設備費用が莫大となると共に
、その維持、管理のため多くの労力と時間を必要とし、
仮に車両故障等で自動運転が不可能となった場合には、
その復旧に多くの時間を要し、完全な自動運転を継続維
持することは非常にコストがかかるものであった。

また中速車両として都市交通に採用されている環状線等
においては、その設備費用および信頼性を保つための労
力等が莫犬ゆえをもって、従来の自動運転方式の導入に
よる完全実用化は依然として困難な現状にある。

本発明は上述の状況に鑑みて鋭意創案されたものであり
、車両に駆動電力を供給するキ電回路における電力制御
のみをもって電車等の走行体の自動運転を行なう電力制
御による走行体の制御方式を提供することを目的とする
。

すなわち、軌道に沿って定電圧キ電電力を印加する正キ
電線、所定の閉そく区間毎に区分装置を、例えばエアセ
クションを有し常時車両負荷に対し定電圧キ電状態にお
かれる第１のトロリ線、定電圧キ電のオン、オフによる
キ電制御を受ける第２のトロリ線、およびトロリ線又は
レールよりなる負キ電線のそれぞれを設け、第１及び第
２のトロリ線のそれぞれには各閉そく区間毎に正キ電線
よりの分岐線を接続し、第１のトロリ線に接続した各分
岐線には閉そく区間に存在する車両負荷へのキ電電流に
感応して作動される電流継電器を挿入し、第２のトロリ
線に接続した各分岐線には前記電流継電器の作動のみに
よってオフされる常時オンの開閉器を挿入し、一方、車
両側には、各正キ電用トロリ線および負キ電線より集電
できる３組の集電装置を配置し、車両がある閉そく区間
に存在するとき、常に定電圧キ電状態におかれる第１の
トロリ線からの集電により、前記キ電回路の分岐線に挿
入された電流継電器を作動させて、進行方向後方区間の
定電圧キ電のオンオフによるキ電制御を受ける方２のト
ロリ線を無電圧にして、進行方向後方区間に閉そくをか
けることを特徴とするものである。

一方、本発明の制御方式により走行される車両は各正キ
電用の第１及び第２のトロリ線、負キ電線からの電力供
給を受ける３組の集電装置を有し、駆動源としては直流
モータ、サイリスタモータ、ドラッグリニアモータ等の
適宜のものが採用できる。

また本発明の制御方式は直流定電キ電による電力制御で
あるが、同じ基本的技術思想をもって交流定電圧キ電に
よる電力制御への置換が可能である。

以下図面に基づいて本発明の望ましい実施例を詳細に説
明する。

第１図は本発明の電力制御による走行体制御方式の一実
施例を示す回路結線図である。

まずキ電回路の回路構成にって説明すると、軌道に沿っ
て正キ電線ＰＦが設けられ、この正キ電線ＰＦには３相
交流電力の供給を受けて定電圧キ電を行なう直流定電圧
変電所ＳＳからの引出線が接続される。

また軌道に沿って第１のトロリ線ＰＦＩおよび第２のト
ロリ線ＰＦ２が設けられ、第１及び第２トロリ線ＰＦＩ
、ＰＦ２の各々には所定の閉そく間隔をもって適宜の
区分装置、例えばエアセクションＡｔｔ９Ａ２１
ｔＡ３ｔｓＡ＋ｔｏｏｏ及びＡ１２ｔＡ２２
ｔＡ３２、Ａ４２、・・・が設けられ、トロリ線Ｐ
Ｆ１。

ＰＦ２について複数の閉そく区間を形成する閉そく部ト
ロリ線ＰＦ１１、ＰＦ２０．ＰＦ３１、ＰＦ４１
。

及びＰＦ１□、ＰＦ２□、ＰＦ３２ｔＰＦ４□
、に分割している。

ここで、第１のトロリ線ＰＦ１は車両負荷、例えば車両
モータの界磁側に常時定電圧キ電を行なうトロリ線であ
り、また第２のトロリ線ＰＦ２は定電圧キ電のオン、オ
フによるキ電制御を受けて車両負荷、例えば車両モータ
の電機子側に定電圧キ電を行なうものである。

このキ電制御を行なうため、正キ電線ＰＦと第１及び第
２トロリ線ＰＦ１、ＰＦ２の各閉そく区間との間は、
別々の分岐線４ｔｔ４２、・・・をもって接続され
る。

例えばトロリ線ＰＦ１、ＰＦ２のエアセクションへ。

Ａｌ２の近傍についてみると、分岐線Ａ１は、車両の
進行方向を上り側、進行逆方向を下り側とすれば、上り
側のトロリ線ＰＦＩに接続され、分岐線４２は下り側の
トロリ線ＰＦ２、すなわち閉そく区間を形成する、トロ
リ線ＰＦ、□に接続されている。

この正キ電線ＰＦと正キ電用の第１のトロリ線ＰＦ１と
を結ぶ分岐線４１ｔ４１ｔ・・・の各々には電流継
電器Ｉｌｌｔ■２２ｔＩ３３ｔＩ４４ｔ・・・
が挿入され、電流継電器１１１ｔ■２□ｔＩ３３９Ｉ４
４ｔ・・・の各々は、各エアセクションＡ１１．Ａ２
１．Ａ３１゜Ａ４１．・・・からみて上り側の区間に存
在する車両の負荷、例えば界磁コイルに対するキ電電流
に感応して作動される。

また正キ電線ＰＦと正キ電用の第２のトロ’ＪＩＰＦ２
とを結ぶ分岐線４２ｔ４２。

・・・の各々には開閉器Ｓｌ１、ｓ２２ｔｓ３３
ｔＳ４４＊・・・が挿入され、コノ開閉器Ｓ１１．
Ｓ２２．Ｓ３３．Ｓ４４・・・は常時オンのｂ液間閉器
で、電流継電器１１、。

Ｉ２２ｔＩ３３ｔＩ４４ｔ・・・の作動によりオ
フとされ、各エアセクションへ２５Ａ２２ｔＡ３２
ｔＡ４２ｔ・・・からみて下り側の閉そく区間となる
正キ電用の第２のトロリ線の閉そく部ＰＦ１□、ＰＦ
２２ｔＰＦ３□。

ＰＦ４２．・・・へのキ電電圧として車両に閉そく条件
を与えるものである。

これら分岐線石０，４□。・・・に挿入された電流継電
器と開閉器でなる■１□と５１１ｔＩ２２と５２２ｊＩ
３３とＳ３３９■４４とＳ４４のそれぞれを区分
制御所ＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３，ＳＣ４，・・・とする
。

次に車両側として、直流モータ車両を１例にとってその
回路構成を説明する。

第１図に示す車両縞、鴎は、その直流モータの界磁側が
第１のトロリ線ＰＦ１からの集電による定電圧キ電を常
時受けており、一方電機子側がキ電制御される第２のト
ロリ線ＰＦ２からの集電により、定電圧キ電の際は、起
動、加速、定常走行条件を、定電圧キ電がオフとされる
際には発電制動による減速、停止条件を形成するもので
ある。

このように走行される直流モータ車両の例を車両Ｍ１
についてみると、車両Ｍ１には第１のトロリ線の閉
そく部ＰＦｉｔからの集電を行なう集電装置Ｐ１、第２
のトロリ線の閉そく部ＰＦ１□からの集電を行なう集電
装置Ｐ２、負キ電線ＮＦからの集電装置Ｐ３とからな
る３組の集電装置Ｐ１．Ｐ２．Ｐ３が設けられる。

第１のトロリ部ＰＦＩの閉そく部ＰＦｔＩ？ＰＦ２
□。

ＰＦ３０．ＰＦ４１．・・・の各々は、電流継電器■１
１゜■２□ｙＩ３３ｔＩ４４、・・・を介して直流
定電圧変電所ＳＳに直結されていることから、いずれの
閉そく区間に車両Ｍ１が存在しても、集電装置Ｐ１は
直流モータの界磁ｔ１集電装置Ｐ、に直列接続となる界
磁受電回路に定電圧キ電を行なうことができる。

この集電装置Ｐ、により界磁ｔへの定電圧キ電により流
通するキ電電流は、区分制御所ＳＣ２の電流継電器Ｉ２
２を作動させ、このため開閉器Ｓ２２がオフに切換えら
れ、車両Ｍ１が存在する後方区間の電機子側止キ電用ト
ロリ線ＰＦ２２への定電圧キ電を遮断し、後方区間を閉
そく条件する。

また第２のトロリ線の閉そく部ＰＦ１□からの集電を行
なう集電装置Ｐ２には、直流モータの電機子ｍを含んで
集電装置Ｐ３に至る電機子受電回路が設けられる。

この電機子受電回路は、電機子ｍの速度起動力ｅを検知
して作動する電位継電器ｖ１でオン、オフされる開閉器
Ｓ３が挿入され、電位継電器ｖ１は電機子ｍの速度起動
力ｅが規定値以上になると作動して、常時オフ所謂ａ接
開閉器Ｓ３をオンとする。

また界磁受電回路と電機子受電回路との間には限流抵抗
Ｒ１を介して開閉器Ｓ１が挿入され、さらに開閉器Ｓ１
と並列に負キ電線ＮＦ側に至る集電装置Ｐ３に開閉
器Ｓ２が限流抵抗Ｒ２と直列接続されて挿入される。

開閉器Ｓ１゜Ｓ２は電機子ｍのキ電電圧を検知して作動
される電位継電器Ｖ。

によりオン、オフされるもので、電位継電器Ｖ。

は第２のトロリ線の閉そく部ＰＦ１２に定電圧キ電が行
なわれるとき、これを検知して作動され開閉器Ｓ１をオ
ン、開閉器Ｓ２をオフとし、キ電電圧が零となる第２の
トロリ線の閉そく部ＰＦ、２の閉そく時に電位継電器Ｖ
。

の作動は解除され、開閉器Ｓ１をオフ、開閉器Ｓ２をオ
ンの状態に戻している。

この電機子受電回路へのキ電が行なわれていないときの
電機子ｍの回路接続をみると、開閉器Ｓ２がオンである
から、電機子ｍ１限流抵抗爬、Ｒ２，よりなる閉回路が
形成され、電機子ｍの速度起動力ｅは負荷となる限流抵
抗Ｒ，，Ｒ２に印加され、発電制動がかけられることに
なる。

電機子受電回路に挿入されたダイオードＤは、開閉器Ｓ
１のオンにより電機子ｍが界磁側からキ電を受ける際
のキ電電流の回り込みを阻止するためのものである。

もちろん、車両Ｍ１の後方区間に存在する車両Ｍ２も
同じ回路構成をとる。

このように構成された第１図に示される本発明の動作を
次に説明する。

今、車両Ｍ１が区分制御所５Ｃ１−８０２間から出発す
るものとし、区分制御所ＳＣ１の前方区間には他の車両
が存在していないものと仮定する。

この条件下では区分制御所ＳＣ１の電流継電器Ｉｔ１
にはキ電電流が流れていないから、電流継電器１１１
は作動されず、開閉器Ｓｌｌはオンで第２のトロリ線閉
そく部ＰＦ１２は直流定電圧変電所より定電圧キ電を受
けている。

車両Ｍ１の起動は、第１図に示されるキ電回路とは別に
設けられた適宜の手段、例えば分岐線４□に別に常時オ
フの開閉器（図示せず）を挿入して、これを遠方操作に
よりオンとするか、或は車両Ｍ１の電機子受電回路に別
に常時オフの開閉器（図示せず）を挿入して、これをオ
ンする等の手段により行なうものである。

こうして第１のトロリ線の閉そく部ＰＦ１□、および第
２のトロリ線の閉そく部ＰＦ１２に各々定電圧キ電が行
なわれると、まず電位継電器Ｖ。

が閉そく部トロリ線ＰＦ、□の電機子測定電圧キ電を検
知して作動され、第１図に示されているように開閉器Ｓ
、をオン、開閉器Ｓ２をオフにする。

このため電機子ｍは開閉器Ｓ１、限流抵抗Ｒ１を介して
界磁側から受電し、車両Ｍ１は起動される。

次いで、車両速度が上昇し、電機子ｍの速度起動ｅが規
定値、例えばキ電電圧による定速運行時の速度起動力の
略半分以上となる規定値に達すると電位継電器Ｖ１が作
動して開閉器Ｓ３をオンとし、電機子ｍは集電装置Ｐ２
の集電による正規の閉そく部トロリ線ＰＦ１□からの定
電圧キ電を受ける。

従って、減流抵抗Ｒ０および電位継電器Ｖ。の速度起動
力ｅによる作動電圧を適宜に設計すれば、ある閉そく区
間に停車している車両の起動から定速運行速度に至るま
でを、電力制御のみをもって円滑に行なうことができる
。

次に、第１図において区分制御所５Ｃ１−８ＣＺ間に車
両Ｍ１が走行又は停止により存在するとき、後続する車
両Ｍ２が１つ後方の区分制御所５０２−８Ｃ３間に進入
して来た場合の後続車両Ｍ２の動作を説明する。

車両Ｍ２が進入するときの区分制御所５Ｃ２−８Ｃ３間
の閉そく部のトロリ線ＰＦ２．＄ＰＦ７□に対するキ電
状態は、区分制御所Ｓ０２の電流継電器Ｉ２２が車両Ｍ
、の界磁受電回路へのキ電電流に感応して作動され、開
閉器Ｓ２□をオフとしているから、第２のトロリ線閉そ
く部ＰＦ２２の定電圧キ電は零である。

一方、第１図に示す区分制御所５０３−８Ｃ４を走行中
の車両Ｍ２は、閉そく部のトロリ線ＰＦ３１．ＰＦ３□
に定電圧キ電が行なわれているから、界磁ｔおよび電機
子ｍは集電装置Ｐ０．Ｐ２の集電により、それぞれ定電
圧キ電を受けている。

この後続車両Ｍ２が区分制御所５０２−８Ｃ３間に進入
すると、第２のトロリ線の閉そく部ＰＦ２□のキ電電圧
が零であるから、電位継電器Ｖ。

の作動が解除され、このため開閉器Ｓ、がオフ、開閉器
Ｓ２がオンとそれぞれ元に戻される。

従って、電機子ｍの両端は、限流抵抗Ｒ１、開閉器Ｓ２
、限流抵抗Ｒ２に直列接続される閉回路を形成すること
になり、電機子ｍの速度起動力ｅは限流抵抗Ｒ１、Ｒ２
の負荷で消費されるという発電制御回路に切換えられる
。

このため車両Ｍ２は区分制御所５Ｃ２−８Ｃ３間に進入
すると、直ちに発電制動がかけられて減速し、車両Ｍ２
の速度低下により電機子ｍの速度起動力ｅが規定値以下
になると電位継電器Ｖ１の作動が解除され、開閉器Ｓ３
がオフと元に戻り、さらに発電制動が継続されると、車
両Ｍ２は区分制御所５Ｃ２−８Ｃ３間で停止に至る。

この場合、車上に車両の速度を検出して機械ブレーキを
かける回路を塔載して、停止を確実にすることもできる
。

後続車両Ｍ２が区分制御所５Ｃ２−８Ｃ３間に進入して
減速中又は停止後に、先行車両Ｍ１が区分制御所５Ｃ１
−８Ｃ２間を抜けて前方区間に進むと、制御区分所ＳＣ
２の電流継電器■２□の作動が解除され、開閉器Ｓ２２
はオンと元に戻る。

開閉器Ｓ２２の復帰により、第２のトロリ線閉そく部Ｐ
Ｆ２２に定電圧キ電が行なわれる。

このため車両Ｍ２の電位継電器Ｖ。

が、閉そく部のトロリ線ＰＦ２２の定電圧キ電を検知し
て再び作動され、開閉器Ｓ１をオンＬ／、また開閉器
Ｓ２をオフさせることで発電制動から駆動状態に回路接
続を切換え、車両Ｍ２が停止後であれば起動から加速へ
、また減速中であれば加速へ至るものである。

このように本発明の制御方式は、車両の走行状態に応じ
てキ電回路の定電圧状態が自動的に形成されるキ電制御
が行なわれ、連続して走行する車両の制御を電力制御の
みをもって実現することができる。

第２図は本発明の電力制御による走行体制御方式におけ
る他の実施例を示したもので、第１図の実施例では車両
駆動源に直流モータを使用したが、この実施例では車両
の駆動源として同一出願人により提案されている特願昭
５１−７３８８２号の「ドラッグリニアモータによる輸
送装置」と題した発明、および昭和５１年７月１６日提
出の特許願における「ドラッグリニアモータ」と題した
発明において開示されたドラッグリニアモータを一例に
とって説明するものである。

ここで、ドラッグリニアモータとは、車両側の直流モー
タで回動される円盤形磁石を、地上側に布設されたリア
クションプレートと非接触でその磁路を鎖交させ、リア
クションプレートに鎖交する移動磁界で生ずるドラッグ
力を車両の推進力としたものである。

このように車両の駆動源としてドラッグリニアモータを
用いる場合の１例としては、第２図の如く車両Ｍ１、
Ｍ２において、円盤形磁石の励磁コイルＬ。

が、直流モータの界磁ｔと並列接続されて集電装置Ｐ１
からの集電を受け、負キ電線ＮＦがリアクションプレー
トを兼ねることになる。

他の回路構成は、第１図に示す実施例と同じであること
から同一符号を付して、その説明を省略する。

また、その動作も、ドラッグリニアモータの駆動力が直
流モータによる円盤形磁石の回動で決まるから、第１図
の場合と同様である。

なお、第２図において励磁コイルＬ。

を界磁ｔに並列接続したが、インピーダンス整合が問題
になるときには、励磁コイルし。

専用のキ電回路、集電装置を設けて励磁電力を供給し得
ることはもちろんである。

このように車両の駆動源にドラッグリニアモータを採用
すると、駆動装置そのものの簡略化、小型軽量化が達成
され、これが本発明の制御方式と相まって非常に簡易化
された電力制御による走行体制御方式をもつ簡易電気鉄
道システムを実現できる。

第３図は本発明の電力制御による走行体制御方式の他の
実施例を示す回路結線図であり、この実施例では、各区
分制御所ＳＣ１、ＳＣ２，ＳＣ３゜ＳＣ４，・・・毎に
直流定電圧変電所ＳＳ１、ＳＳ２，５ｓｓ３．ｓｓ、
、・・・を設は一般の変圧配電網から受電できるように
したことを特徴とするもので、他の回路構成は第１図と
同じであるから、同一符号を付してその説明を省略する
。

このように直流定電圧変電所を各区分制御所毎に設ける
ことは、各区分制御所間の閉そく区間が長い場合、車両
負荷が大きくなる場合等に好適である。

また、いずれかの区分制御所又は直流定電圧変電所が故
障を生じた場合、故障個所のエアセクションを短絡する
ことで、自動運転が続行できるという高い冗長性を備え
るものである。

第４図はドラッグリニアモータを車両の駆動源とする場
合についての第３図に示したものと同じ本発明の実施例
を示すものであり、同じく各区分制御所毎に直流定電圧
変電所を設けた場合の利点を有する。

以上説明した如く、本発明の電力制御による走行体制御
方式は適宜の車両負荷に対して定電圧キ電を行なう２本
の正キ電用トロリ線に区分装置、例えばエアセクション
を設けて閉そく区間を形成し、一方のトロＩＪ線の各閉
そく部トロリ線には常時定電圧キ電を行なうと共に、他
方のトロリ線の各閉そく部トロリ線を車両の走行状態に
応じてキ電制御することで、特別に別系統の制御回路、
例えば各エアセクションを通過する車両を検知する手段
或は所望の運行パターンを与える別系統の運転指令制御
装置等を全く必要とせずに、車両の自動運転をキ電電圧
のオン、オフのみをもって実現できたものであり、この
ため地上側はもちろんのこと車両側においても、その設
備装置の簡易化が大巾に達成でき、従来の自動運転方式
に比べその設備費用の大巾な低減が図れるものである。

また設備装置の構成が簡易ゆえをもって、故障の発生率
を充分低く抑えることができ、仮に故障等が発生したと
しても、重要なキ電設置機器を並列切換方式としておく
ことにより極く単時間で復旧できる高い冗長性を有える
もので、継続した車両の自動運転を確実に持続し得るも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電力制御による走行体制御方式の実施
例を示す回路結線図、第２図は車両の駆動源としてドラ
ッグリニアモータを使用した本発明の実施例を示す回路
結線図、第３，４図は本発明の他の実施例を示す回路結
線図である。ＳＳ、５Ｓ１ＳＳ２・・・直流定電圧変電所、５Ｃ１−
。ＳＣ４・・・区分制御所、ＰＦ・・・正キ電線、ＰＦｌ
・・・第１のトロリ線、ＰＦ、１．ＰＦ２１．ＰＦ３１
．ＰＦ４１・・・第１のトロリの線閉そく部、ＰＦ２・
・・第２のトロリ線、ＰＦ１□、ＰＦ２２．ＰＦ３２．
ＰＦ４□・・第２のトロリ線閉そく部、ＮＦ・・・負キ
電扱、４１、Ａ２・・・分岐線、’１ｉｔＩ２□ｔＩ
３３、Ｉ４４・・・電流継電器、８１１ｓｓ２２
ｓｓ３３ｓｓ４４ｔＳｌ、ｓ２ｓｓ３・・’開
閉器％Ａｔ１ｔＡ２１ｔＡ３１ツＡ
４１ｔＡｔ２ｔＡ２２ｔＡ３□ｔ
Ａ４２１０．エアセクション１．Ｍ１９Ｍ２・・・車
両、ｖｌ、Ｖｏ・・・電位継電器、ｍ・・・電機子、ｔ
・・・界磁、Ｒ１、融・・・限流抵抗、Ｄ・・・ダイオ
ード、Ｌｏ・・・励磁コイル、ＰｌｔＰ２１Ｐ
Ｂ・・・集電装置。

Claims

【特許請求の範囲】１軌道に沿って定電圧キ電電力を印加する正キ電線、
所定の閉そく区間毎に区分装置を有し常時車両負荷に対
し定電圧キ状態におかれる第１のトロリ線、定電圧キ電
のオン、オフによるキ電制御を受ける第２のトロリ線、
およびトロリ線又はレールよシなる負キ電線のそれぞれ
を設け、第１及び第２のトロリ線のそれぞれには各閉そ
く区間毎に正キ電線よりの分岐線を接続し、第１のトロ
リ線に接続した各分岐線には閉そく区間に存在する車両
負荷へのキ電電流に感応して作動される電流継電器を挿
入し、第２のトロリ線に接続した各分岐線には前記電流継電器
の作動のみによってオフされる常時オンの開閉器を挿入
し、一方車両側には、各正キ電用トロリ線および負キ電
線より集電できる３組の集電装置を配置し、車両がある
閉そく区間に存在するとき、常に定電圧キ電状態におか
れる第１のトＤ１７線からの集電によシ、前記キ電回
路の分岐線に挿入された電流継電器を作動させて、進行
方向後方区間の定電圧キ電のオンオフによるキ電制御を
受ける第２のトロリ線を無電圧にして進行方向後方区間
に閉そくをかけることを特徴とする電力制御による走行
体制御方式。