JPS59159602A - 交流電車用サイリスタ点弧角制御装置 - Google Patents
交流電車用サイリスタ点弧角制御装置Info
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- JPS59159602A JPS59159602A JP58033792A JP3379283A JPS59159602A JP S59159602 A JPS59159602 A JP S59159602A JP 58033792 A JP58033792 A JP 58033792A JP 3379283 A JP3379283 A JP 3379283A JP S59159602 A JPS59159602 A JP S59159602A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION 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
- B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
- B60L9/02—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using dc motors
- B60L9/08—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using dc motors fed from ac supply lines
- B60L9/12—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using dc motors fed from ac supply lines with static converters
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION 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
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、カ行／回生時共に他励電動機として運転す
る交流電車用サイリスタ点弧角制御装置に関する１ 〔従来技術とその問題点〕 第１図は従来の交流電気車用電力変換装置を含めた主回
路を示し、電気車のパンタグラフ１と車輪２によって、
架線３とレール４との間の電圧が変圧器５の一次巻線６
に導びかれる。この変圧器５の二次巻線７〜９には主電
動機１０の電機子１１と界磁巻線１２、平滑リアクトル
１３および主整流器１４および果磁整流器１５とが接続
されている。この電気車の主電動機１０はカ行時（スイ
ッチ１６〜１９をＰ側に入れる）には界磁巻線１２を電
機子１１と直列にして直巻電動機として用い、回生時（
スイッチ１６〜１９をＢ側に入れる）には界磁巻線１２
を切離し、他励電動機として用いていた。
る交流電車用サイリスタ点弧角制御装置に関する１ 〔従来技術とその問題点〕 第１図は従来の交流電気車用電力変換装置を含めた主回
路を示し、電気車のパンタグラフ１と車輪２によって、
架線３とレール４との間の電圧が変圧器５の一次巻線６
に導びかれる。この変圧器５の二次巻線７〜９には主電
動機１０の電機子１１と界磁巻線１２、平滑リアクトル
１３および主整流器１４および果磁整流器１５とが接続
されている。この電気車の主電動機１０はカ行時（スイ
ッチ１６〜１９をＰ側に入れる）には界磁巻線１２を電
機子１１と直列にして直巻電動機として用い、回生時（
スイッチ１６〜１９をＢ側に入れる）には界磁巻線１２
を切離し、他励電動機として用いていた。
また第２図に示すように力行／回生共に他励電動機とし
て用いることも可能であるが、カ行時に他励電動機とし
て運転する場合はき電電圧（−次電圧）の意外によシミ
動機１０がフラッシュオーバ（整流ブラシ間短絡）する
危険性が非常に高く、これ故に主回路単純化、車両重量
低減の利点があるにもかかわらずカ行時他励方式はとら
れていなかった。
て用いることも可能であるが、カ行時に他励電動機とし
て運転する場合はき電電圧（−次電圧）の意外によシミ
動機１０がフラッシュオーバ（整流ブラシ間短絡）する
危険性が非常に高く、これ故に主回路単純化、車両重量
低減の利点があるにもかかわらずカ行時他励方式はとら
れていなかった。
この−次電圧意外によるフラッシュオーバは次の様にし
て発生する。すなわち、第３図に示す様に一次電圧ｅ１
の意外は二次′電圧である主整流器出力電圧ｅＤと界磁
整流器出力電圧ｅ１の意外となる。この時回路時定数の
小さいｔ様子回路を流れる電機子電流Ｉａは急増するが
、回路時定数の大きい界磁回路を流れる界磁電流Ｉｆは
徐々にしか増えない。このためある時点（例えば工ａ＝
工ａｐ。
て発生する。すなわち、第３図に示す様に一次電圧ｅ１
の意外は二次′電圧である主整流器出力電圧ｅＤと界磁
整流器出力電圧ｅ１の意外となる。この時回路時定数の
小さいｔ様子回路を流れる電機子電流Ｉａは急増するが
、回路時定数の大きい界磁回路を流れる界磁電流Ｉｆは
徐々にしか増えない。このためある時点（例えば工ａ＝
工ａｐ。
Ｉｆ＝ＩｆｐＯ時）でのＩｆとＩａＯ比、すなわち弱界
磁率Ｉ ｔ ／ Ｉａが異常に小さくなってしまう。こ
の弱界磁率が小さくなれば整流不良となりブラシから火
花が発生する様になって、ついにはフラッシュオーバを
引き起こす事になる。
磁率Ｉ ｔ ／ Ｉａが異常に小さくなってしまう。こ
の弱界磁率が小さくなれば整流不良となりブラシから火
花が発生する様になって、ついにはフラッシュオーバを
引き起こす事になる。
以上の様にフラッシュオーバは弱界磁率が小さくなるた
めに生じるのであるから、電圧意外時のＩｆとＩａＯ比
を小さくならない様にすればフラッシュオーバはさけら
れる。第３図（ａ）に示す様に電機子電流Ｉａと界磁電
流Ｉｆとではその回路時定数の、違いにより Ｉａは急
激に立上りピーク電流工ａｐに達する。その後界磁電流
Ｉｆが徐々に大きくなり、したがってモータ逆起電力が
大きくなって電機子電流Ｉａは減゛少してい〈。弱界磁
率を小さくならない様にするにはとのＩａｐを小さくす
るか無くせば良い。
めに生じるのであるから、電圧意外時のＩｆとＩａＯ比
を小さくならない様にすればフラッシュオーバはさけら
れる。第３図（ａ）に示す様に電機子電流Ｉａと界磁電
流Ｉｆとではその回路時定数の、違いにより Ｉａは急
激に立上りピーク電流工ａｐに達する。その後界磁電流
Ｉｆが徐々に大きくなり、したがってモータ逆起電力が
大きくなって電機子電流Ｉａは減゛少してい〈。弱界磁
率を小さくならない様にするにはとのＩａｐを小さくす
るか無くせば良い。
故に第３図（ｂ）の様に一次電圧ｅ１の意外ｍがあって
も主整流器出力電圧ｅＩ１１の変化をゆるやかにしてや
れば工、にピーク′ｄＬ流は現われず、弱界磁率も小さ
くならない。
も主整流器出力電圧ｅＩ１１の変化をゆるやかにしてや
れば工、にピーク′ｄＬ流は現われず、弱界磁率も小さ
くならない。
この発明の目的は力行／回生共に他励１１動機であるダ
流１琥気車に適用し、−次電圧意外時にも安全に４気車
を制御する交流蹴車用サイリスタ点弧角制御装置を提供
する事にある。
流１琥気車に適用し、−次電圧意外時にも安全に４気車
を制御する交流蹴車用サイリスタ点弧角制御装置を提供
する事にある。
この発明は、き電電源を交流とし主電動機を直流電動機
とする交流、 を区気車で交流電力を直流成力にもしく
は直流４力を交流ベカに変換する制御整流素子を用いた
「４力変換装置の点弧角制御装置において、マスクコン
トローラからの運転指令信号（力行／回生指令、ノツチ
指令）と前記電動機の１ｄ機子Ｉ＋Ｌ流と界磁電流とを
入力し前記電力変換装置で出力されるべき直流電圧を決
定する出力電圧決定１回路と、−次電圧を監視し一次１
は圧の意外時に意外検知信号を出力する電圧意外検知回
路と、前記出力％圧決定回路からの主整流器出力電圧信
号と前記意外検知信号とを入力し補正した主整流器出力
′准圧を出力する電圧意外補正回路と、記紀補正回路か
らの補正電圧を入力し前記゛電力変換・装置の主整流器
部会制御整流素子の点弧角を決定し点弧パルスを出力す
る主整流器点弧角決定回路と、前記出力電圧決定回路か
らの界磁整流器出力電圧信号を入力し前記電力変換装置
の界磁整流器部各制御整流素子の点弧角を決定し点弧パ
ルスを出力する界磁整流器点弧角決定回路とを具備した
交流電車用サイリスタ点弧角制御装置である。
とする交流、 を区気車で交流電力を直流成力にもしく
は直流４力を交流ベカに変換する制御整流素子を用いた
「４力変換装置の点弧角制御装置において、マスクコン
トローラからの運転指令信号（力行／回生指令、ノツチ
指令）と前記電動機の１ｄ機子Ｉ＋Ｌ流と界磁電流とを
入力し前記電力変換装置で出力されるべき直流電圧を決
定する出力電圧決定１回路と、−次電圧を監視し一次１
は圧の意外時に意外検知信号を出力する電圧意外検知回
路と、前記出力％圧決定回路からの主整流器出力電圧信
号と前記意外検知信号とを入力し補正した主整流器出力
′准圧を出力する電圧意外補正回路と、記紀補正回路か
らの補正電圧を入力し前記゛電力変換・装置の主整流器
部会制御整流素子の点弧角を決定し点弧パルスを出力す
る主整流器点弧角決定回路と、前記出力電圧決定回路か
らの界磁整流器出力電圧信号を入力し前記電力変換装置
の界磁整流器部各制御整流素子の点弧角を決定し点弧パ
ルスを出力する界磁整流器点弧角決定回路とを具備した
交流電車用サイリスタ点弧角制御装置である。
本発明によれば交流電車の直流電動機をカ行時に他励運
転しても一次電圧（き電゛成圧）の意外時にフラッシュ
オーバする危険性は無くなるため力行／回生共に安全に
他励運転する事が出来る。
転しても一次電圧（き電゛成圧）の意外時にフラッシュ
オーバする危険性は無くなるため力行／回生共に安全に
他励運転する事が出来る。
したがって交流電車の主回路が単純になり、コストダウ
ンや車両重量低減が可能となる。
ンや車両重量低減が可能となる。
以下本発明の一実施例について詳細に説明する。
なお、従来技術で説明した構成部分と同一構成部分につ
いては同一符号を附して説明する。
いては同一符号を附して説明する。
＠電電源となる架線３とレール４には交流重圧で変圧器
５に印加されている。この変圧器５の゛−次巻線６に社
伯号出力用の計器用変成器（ＰＴ） １６が接続され、
−次電圧ｅ１が出力されるようになっている。直流心動
機１０の電機子１１に流れるα様子電流■８は直流変成
器（ＤＣＣ）１７で、また界磁巻線１２に流れる界磁１
１！を流Ｉｆは直流変成器（ＤＣＣ）１８で出力される
ようにな９ている。これらの信号ｅ＋、ＩＢ、Ｉｆはマ
スターコントロール１９からの運転指令信号（力行／回
生指令、ノツチ指令）と共に点弧角制御装置２０に入力
し、主整流器１４および界磁整流器１５のサイリスタの
ゲート信号を得る。これらのゲート信号は各々ゲートア
ンプ２１．２２を介してサイリスタ１４．１５のゲート
に入力され、電動機１０を制御するように構成されてい
る。
５に印加されている。この変圧器５の゛−次巻線６に社
伯号出力用の計器用変成器（ＰＴ） １６が接続され、
−次電圧ｅ１が出力されるようになっている。直流心動
機１０の電機子１１に流れるα様子電流■８は直流変成
器（ＤＣＣ）１７で、また界磁巻線１２に流れる界磁１
１！を流Ｉｆは直流変成器（ＤＣＣ）１８で出力される
ようにな９ている。これらの信号ｅ＋、ＩＢ、Ｉｆはマ
スターコントロール１９からの運転指令信号（力行／回
生指令、ノツチ指令）と共に点弧角制御装置２０に入力
し、主整流器１４および界磁整流器１５のサイリスタの
ゲート信号を得る。これらのゲート信号は各々ゲートア
ンプ２１．２２を介してサイリスタ１４．１５のゲート
に入力され、電動機１０を制御するように構成されてい
る。
点弧角制御装置２０は、第５図に示すように構成されて
いる。出力電圧決定回路２３はマスタコントローラ１９
からの運転指令（力行／回生、ノツチ指令等）と電機子
電流Ｉａの界磁電流工ｆによ秒、電力変換装置の主整流
器側で出力するべき直流電圧Ｅｄと界磁整流器側で出力
するべき直流電８ｆを決定するものである。界磁整流器
点弧角決定回路２４は界磁側で出力するべき電圧Ｅｆに
より界磁整流器１５の各サイリスタの点弧角を決定し、
実際の界磁側整流電圧ｅｆをＥｆに相当する電圧にする
ものである。主整流器点弧角決定回路２５も同様に電圧
Ｅ１＋により主整流器１４の各サイリスタの点弧角を決
定するものである。電圧意外検知回ｖ１！ｒ２６は一次
電圧を監視し、その意外時に意外検知信号ＴＥを発生す
るものである。電圧意外補正回路２７は一次電圧の意外
時に実際の主整流器電圧ｅｄが急変しない様に前段から
の信号Ｅｄを補正し、補正電圧Ｄ を主整流器点弧角決
定回路２５に出力するものである。
いる。出力電圧決定回路２３はマスタコントローラ１９
からの運転指令（力行／回生、ノツチ指令等）と電機子
電流Ｉａの界磁電流工ｆによ秒、電力変換装置の主整流
器側で出力するべき直流電圧Ｅｄと界磁整流器側で出力
するべき直流電８ｆを決定するものである。界磁整流器
点弧角決定回路２４は界磁側で出力するべき電圧Ｅｆに
より界磁整流器１５の各サイリスタの点弧角を決定し、
実際の界磁側整流電圧ｅｆをＥｆに相当する電圧にする
ものである。主整流器点弧角決定回路２５も同様に電圧
Ｅ１＋により主整流器１４の各サイリスタの点弧角を決
定するものである。電圧意外検知回ｖ１！ｒ２６は一次
電圧を監視し、その意外時に意外検知信号ＴＥを発生す
るものである。電圧意外補正回路２７は一次電圧の意外
時に実際の主整流器電圧ｅｄが急変しない様に前段から
の信号Ｅｄを補正し、補正電圧Ｄ を主整流器点弧角決
定回路２５に出力するものである。
この電′圧意外補正回路２７は具体的には＃６図の様に
構成されている。通常時（電圧意外が熱い時）スイッチ
Ｓ１はオフ（ＯＦＦ） 、スイッチＳｚハＮ側になる様
にしておけば抵抗Ｒ１の電圧ＥＴ？′！、ｏｖであるか
らＥＤ＝Ｅｄとなｈ１出出力電圧補正路２３からの主整
流器出力電圧Ｅｄはそのまま主整流器点弧角決定回路２
５の入力信号となっている。電圧豹、昇時はＴＩにより
スイッチＳｔがオン（ＯＮ）となる様にしておく。そう
すれば電圧Ｅ１・は第７図に示す様なものとなる。した
がって同図にある様に補正電圧ＥＤは一次′１に圧の意
外ｍがあると逆に急降する事になυ主整流器１４の出力
電圧を下げようとする。しかし実際の主整流器電圧ＣＤ
は元電圧（２次巻線電圧）が意外しているためにあまり
変動せずもしＦＤの急降電圧（＝Δｅ）と出力電圧補正
をしなかった場合のｅＤの意外電圧（図中の破線部）が
同一であればＣ＋＞の急変は無くなる。その後ＥＴはコ
ンデンサＣと抵抗Ｒ１で決まる時定数で徐々に小さくな
シしたがって電圧ＣＩ）は徐々に大きくなる。
構成されている。通常時（電圧意外が熱い時）スイッチ
Ｓ１はオフ（ＯＦＦ） 、スイッチＳｚハＮ側になる様
にしておけば抵抗Ｒ１の電圧ＥＴ？′！、ｏｖであるか
らＥＤ＝Ｅｄとなｈ１出出力電圧補正路２３からの主整
流器出力電圧Ｅｄはそのまま主整流器点弧角決定回路２
５の入力信号となっている。電圧豹、昇時はＴＩにより
スイッチＳｔがオン（ＯＮ）となる様にしておく。そう
すれば電圧Ｅ１・は第７図に示す様なものとなる。した
がって同図にある様に補正電圧ＥＤは一次′１に圧の意
外ｍがあると逆に急降する事になυ主整流器１４の出力
電圧を下げようとする。しかし実際の主整流器電圧ＣＤ
は元電圧（２次巻線電圧）が意外しているためにあまり
変動せずもしＦＤの急降電圧（＝Δｅ）と出力電圧補正
をしなかった場合のｅＤの意外電圧（図中の破線部）が
同一であればＣ＋＞の急変は無くなる。その後ＥＴはコ
ンデンサＣと抵抗Ｒ１で決まる時定数で徐々に小さくな
シしたがって電圧ＣＩ）は徐々に大きくなる。
ある程度ＥＴの電圧が小さく Ｃ＝ＯＶ）なったらスイ
ッチＳ２をＤに切換えてコンデンサＣの電圧を放電させ
次の意外にそなえる様にしておく。
ッチＳ２をＤに切換えてコンデンサＣの電圧を放電させ
次の意外にそなえる様にしておく。
以上の様に電圧意外補正回路２７を第６因の様なものに
しておけば一次電圧の意外時にも主整流器１４の電圧は
徐々に変化する事になり、電機子電流■、の急変がなく
なる。したがって７ラツシコオーバの急険性はなくなり
力行時にも他励浦動機として用いる事が出来る。
しておけば一次電圧の意外時にも主整流器１４の電圧は
徐々に変化する事になり、電機子電流■、の急変がなく
なる。したがって７ラツシコオーバの急険性はなくなり
力行時にも他励浦動機として用いる事が出来る。
第１図は従来の交流電車主回路を示す回路図、第２図は
カ行／回生共に他励運転方式の主回路を示す回路図、第
３図は一次電圧意外時の各電圧、各直流の変化を示す曲
線図、第４図は本発明の交流′嶋車用サイリスタ点弧角
制御装置の実施例を示す回路図、第５図はその要部を示
すブロック図、第６図は電圧意外補正回路の具体的回路
図、第７図は本発明の効果を示すタイミング図である。 １０・・・直流電動機、１１・・・電機子、１２・・・
界磁巻線、 １４・・・主整流器、１５・・・界磁整
流器、２０・・・点弧角制御装置、２３・・・出力電圧
決定回路、２４・・・界磁整流器点弧角決定回路、２５
・・・主整流器点弧角決定回路、２６・・・電圧意外検
知回路、２７・・・電圧意外補正回路。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 Ｃｌ’ｔか１名） 第１図 ９ 第３図 刀１
カ行／回生共に他励運転方式の主回路を示す回路図、第
３図は一次電圧意外時の各電圧、各直流の変化を示す曲
線図、第４図は本発明の交流′嶋車用サイリスタ点弧角
制御装置の実施例を示す回路図、第５図はその要部を示
すブロック図、第６図は電圧意外補正回路の具体的回路
図、第７図は本発明の効果を示すタイミング図である。 １０・・・直流電動機、１１・・・電機子、１２・・・
界磁巻線、 １４・・・主整流器、１５・・・界磁整
流器、２０・・・点弧角制御装置、２３・・・出力電圧
決定回路、２４・・・界磁整流器点弧角決定回路、２５
・・・主整流器点弧角決定回路、２６・・・電圧意外検
知回路、２７・・・電圧意外補正回路。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 Ｃｌ’ｔか１名） 第１図 ９ 第３図 刀１
Claims (1)
- きｔ”ｉｔ源を交流とし主心動機を直流電動機とする交
流′電気車で交流電力を直流゛成力にもしくは直流４カ
を交流電力に変換する制御整流素子を用いた電力変換装
置の点弧角制御装置において、マスクコントローラから
のカ行／回生指令およびノツチ指令からなる運転指令信
号と前記電動機の電機子電流と界磁電流とを入力し前記
電力変換装置で出力されるべき直流電圧を決定する出力
Ｑｉ圧決定回路と、−次電圧を監視し一次電圧の急昇時
に急昇検知信号を出力する電圧急昇検知回路と、前記出
力電圧決定回路からの主整流器出力電圧信号と前記急昇
検知信号とを入力し補正した主整流器出力１に圧を出力
する電圧急昇袖正回路と、前記補正回路からの補正電圧
を入力し前記電力変換装置の主整流器部各制御整流素子
の点弧角を決定し点弧パルスを出力する主整流器点弧角
決定回路と、前記出力電圧決定回路からの界磁整流器出
力電圧信号を入力し前記電力変換装置の界磁整流器部各
制御整流素子の点弧角を決定し点弧パルスを出力する界
磁整流器点弧角決定回路とを具備したことを特徴とする
交流電車用サイリスタ点弧角制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58033792A JPS59159602A (ja) | 1983-03-03 | 1983-03-03 | 交流電車用サイリスタ点弧角制御装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58033792A JPS59159602A (ja) | 1983-03-03 | 1983-03-03 | 交流電車用サイリスタ点弧角制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59159602A true JPS59159602A (ja) | 1984-09-10 |
Family
ID=12396317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58033792A Pending JPS59159602A (ja) | 1983-03-03 | 1983-03-03 | 交流電車用サイリスタ点弧角制御装置 |
Country Status (3)
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| JP (1) | JPS59159602A (ja) |
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| Publication number | Publication date |
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