JPS59209007A - 電気車界磁制御装置 - Google Patents

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、界磁チョッパ車等において、界磁制御によ
り電機子電流を一定値に制御する電気車界磁制御装置に
関するものである。

第１図は、この発明が適用されつる界磁チョッパ車の簡
略主回路図である。この図で示されている界磁チョッパ
車は、界磁コイルを直巻コイルと分巻コイルとに分割し
、分巻コイルに流れる電流をチョッパで制御することに
より、所定のトルク特性および速度特性が得られるよう
にした複巻電動機が採用されているものである。図にお
いて、ｌは架線から直流電圧が供給される集電子、コ。

３は集電子ｌと接地との間に配されているｍ、／。

第りの主電動機、Ｖ、ｊは第１２第ユの主電動機λ、３
とそれぞれ直列に配されている第１．第λの主抵抗器で
あって、接触器によって順次短絡可能にされているもの
、６，７はそれぞれ第１．第２の主電動機ユ、３の直巻
コイル、ｇ、？はそれぞれ第１．第λの主電動機λ、３
の分巻コイル、１０は界磁チョッパ装置であって、集電
子ｌおよび接地の間で、分巻コイルｇ、９と直列にされ
、これらの分巻コイルと、？電流れる電流を制御するた
めのもの、ｓ、ｐ−ｏはいずれも単位スイッチであって
、単位スイッチＳは第１．第一の主電動機コ、３を直列
に接続するためのものであり、単位スイッチＰ、Ｇは臆
ｌ、第一の主電動機が互いに並列にされるためのもので
ある。

ｆ１図に示された主回路において、まず起動時および低
速域にある時には、単位スイッチＳは閉止され、また７
単位スイッチＰ、（）は開放されて、饋ｉ、ｆｆ、ユの
主電動機コ、３は直列に接続されている。界磁チョッパ
車の速度が上昇するにつれて電機子電流が減少し、この
電流が所定の値以下になったことが検知された時、第７
．第一の主抵抗器り、夕の接触器が作動して部分的に短
絡をさせこれにより電機子電流が一定になるようにされ
る。

そして、界磁チョッパ亜の速度が更に上昇するにつれて
、’！’；　’　＋第一の主抵抗器ｇ、ｔの短絡部は更
に増大し、これらが直列にされている状態で全面的に短
絡される。次いで、単位スイッチＰ、Ｇが閉止され、単
位スイッチＳが開放されて、第１゜第一の主電動機コ１
．？が並列にされ、短絡されていた第１．第一の抵抗器
グ、左は開放される。そして、第１．第一の主抵抗器グ
、５が並列にされた状態で短絡動作がなされ、前記第ｉ
　、ｇＪの主抵抗器ｖ、Ｓが全面的に短絡されると、界
磁チョッパ車は主電動機の所定の特性領域内で速度が上
昇することとなる。

この種の界磁チョッパ車において、主抵抗器が並列にさ
れた段階で全面的な短絡が終了すると。

界磁磁束を弱め、電機子電流が一定となるよつに界磁電
流を調整しながら、予め設定された弱界磁率になるよう
にされるものが多くみられる。このように電機子電流を
一定にする機能を果すものとして、定電流リミッタ回路
が知られている。

第２図は、従来からのこの種の界磁制御装置を示すブロ
ック図である。この図において、２／は第１界礎電流パ
ターン発生回路であって、入力された電機子電流（実電
機子電流）ｒａｘ比例する界♂電流パターンを発生させ
るもの５．２２は第２界磁電流パターン発生回路であっ
て、（点線図示の如（）電機子電流Ｉａに対して第１界
磁電流パターン発生回路、２／のそれより小さい比例率
をもって弱界磁電流パターンを発生させるもの、あるい
は、電機子電流Ｉａとは無関係に一定の弱界磁電流パタ
ーンを発生させるもの１．２３は電機子電流パターン生
成回路であって、界磁チョッパ車の台車に設けら、れて
いる応荷重装置からの荷重信号ＶＬＫ基づいて限流値が
決定される電機子電流パター７を生成させるためのもの
　ユダは定電流リミッタ回路であって、電機子電流工ａ
と電気子電流パターン生成回路２３からのパターン化さ
れた電機子電流パターンＩａｐとを受入れて、Ｉａがｒ
ａｐを越えたときに、その差に比例した正極性の出力信
号ＡＣＲＬＭを発生させるもの、２りは論理演算器であ
って、主回路および界磁における所定の条件Ｊ　／　＋
　Ｊ　Ｊ　　・・・Ｊｎ等についての論理演算を施すも
の１．ＩＡは電気的あるいは機械的スイッチであって、
論理演算器２りが所定の論理状態にあるときＫのみ所定
の動作がなされるものである。また１、７７は演算増巾
回路であって、第１界礎電流パターン発生回路２１また
は第２界磁電流パターン発生回路、２．２からの正極性
の界磁電流パターン１ＦＦ　＋定電流リミッタ回路コグ
からの正極性の出力信号ＡＣＲＬＭおよび負極性の界磁
電流ＩＦ　の３つの入力について所定の演算を施すもの
であり、その出力は図示されない位相器に入力されて、
チョッパの通流率が決定されるものである。

ところで、この従来からの界磁制御装置にあっては、車
速の上昇とともに主回路が並列接続されている最終段の
状態に達して主回路の主抵抗器が全て短絡されると、高
位のノツチ指令の存在を条件としてスイッチ、２乙が作
動し、界磁電流パターンＩＦＦは第コ界礎電流パターン
発生回路コニからの弱界磁電流パターンに切換えらねる
。このために主回路の界磁巻線の磁束が減少して主電動
機の内部起電力が減少するために、架線から電流が流入
し電機子電流Ｉａは増大するけれども、それが電機子電
流パターン生成回路７２３で生成された電機子電流パタ
ーンＩａｐを越えると、定電流リミッタ回路ｕＦから正
極性の信号ＡＣＲＬＭが出力され、界磁が強められて誘
起電圧が増大し、を機子電流Ｉａが減少するように作用
される。界碇チョッパ車がカ行しているときには、上記
のようにして電機子電流を一定に制御する動作がなされ
るものであるが、この界磁チョッパ車が惰行上−ド処あ
るときに不都合が生じることとなる。すなわち、界磁チ
ョッパ車が惰行モードにあるときに、運転台の主幹制御
器の［切」位置と高位ノツチ位置との間でノツチをオン
、オフさせると、マスコン（主幹制御器のハンドル）が
低位ノツチ位置を通過する間は論理波ｎ器２左における
所定の論理条件が成立せず、スイッチ−！６が開いて定
電流リミット回路ｕ＜Ｚからの出力信号ＡＣＲＬＭはな
（、このため界磁が急激に弱まり、出力信号ＡＣＲＬＭ
の主回路的な遅れがあるため電機子電流が急増するとい
う問題点がある。

この発明は上記問題点に鑑みてなされたものでｉ〕って
、その実施例が第３図にブロック図で示されている。第
３図において、第２図と同一の機能ブロック、信号等に
ついては同一符号が用いられている。この第３図に示さ
れているこの発明の実施例と第２図に示されている従来
例との間での構成上の相違点は、（１）定電流リミッタ
回路、２４’の出力はスイッチコロに接続されておらず
、演算増巾回路コアに直結されていること、および（，
２）後述される電機子電流パターン制御手段である立上
り・立下り波形生成回路２ｇが、電機子電流パターン生
成回路λ３の出力側と定電流リミッタ回路２弘の負極性
入力部との間に介挿されていることである。立上り・立
下り波形生成回路２ｇは、カ行指令ｐｓが印加されると
、電機子電流パターンＩａｐを零から所定の立上り方で
立上らせ、カ行指令ｐｓが断たれると、所定の電機子電
流パターンＩａｐの値から所定の立下り方で立下らせる
ようにして、所定の出力Ｉａｐ’が得られるようにする
ものである。

以下、第３図に示されているこの発明の実施例の動作に
ついて説明する。界磁チョッパ車がカ行モードにあると
きの高速域での電機子電流一定電流制御は、第２図に示
されている従来例の装置の場合と同様に行われる。ここ
から更にノツチオフして、惰行モードの条件（図示され
ないンが成立すると、立上り・立下り波形生成回路λｇ
において電機子電流パターンが所定の立下り波形をもっ
て減少するので、定電流リミッタ回路２’ｌは減少する
電機子電流パターンに電機子電流Ｉａが追ずいするよう
に、界磁を強めるべく動作される。かくして、カ行モー
ドから惰行モードへの切換えが円滑妃なされることとな
る。また、惰行モードにおいて高位ノツチ位置までノツ
チなオンオンさせても定電流リミッタのパターンが清ら
か圧変化するのみで、正極性の出力ＡＣＲＬＭ自身が不
連続に変化することはないために、電機子電流の急増あ
るいはオーバシュートを生じることはない。更に、この
実施例においては、制動モード中に何らかの原因でカ行
側に電機子電流が生じても、カ行指令ｐｓが印加されて
いないために、立上りφ立下り波形生成回路２ｇからの
電機子電流パターンエａｐ／は零であることから、カ行
側に流れる電流が零であるよ５圧定電流リミッタ回路２
グからの出力ＡＣＲＬＭが界磁を強めるべ（作用する。

このために、不正なカ行トルクの発生が制御され、「制
動指令が出されているにもが又わらず減速しない」とい
うような界磁チョッパ車を運行する上での非常事態の発
生をさけることができる。

第９図は、第３図のこの発明の実施例において用いられ
ている立上り・立下り波形生成回路、２ｇの１例を示す
ものである。図において、ＳＰＳはカ行指令が印加され
るとオンになるスイッチ、Ｄはダイオード、Ｒ／−Ｒ３
は抵抗、Ｃはコンデンサ、ｔｌＯは演算増巾器である。

この回路において、カ行指令が印加されたときの出力波
形の立上りおよびカ行指令が除去されたときの出力波形
の立下りは、それぞれ、Ｒ３とＣ，Ｒ／　〜Ｒ３とＣＫ
よって時定数が決定される。

また、第Ｓ図は、第９図に示されている回路の入力出力
波形を示すものである。この図において、Ｓ／は荷重が
決定されれば一定値となる限流値のパターンＩａｐ、５
コはカ行指令圧よって立上りおよび立下り波形整形され
た電機子電流パターンエａ１１／、Ｓ３はこの発明の制
御装置によって制御されろ電機子電流波形である。

以上説明してきたように、この発明によれば、従来の電
機子電流一定電流制御装置における問題点は解消され、
更に、カ行モードから横行モードへの切換えが円滑にな
され、また、惰行モード時および制動モード時における
不正なカ行電流に対する保護機能が果される等の効果が
期待されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、界磁チョッパ車の簡略主回路図、第２図は、
従来の界磁制御装置のブロック図、第３図は、この発明
による界磁制御装置の一実施例のブロック図、第９図は
、第３図における立上り・立下り波形生成回路の１例の
回路図、第Ｓ図は、第り図の回路の入力出力波形図であ
る。 ／・・集電子、２．３・・第７．第２の主電動機、グ、
！・・第１．第一の主抵抗器、６，７・・第１．第一の
主電動機の直巻コイル、ｇ、り・・第１．第一の主電動
機の分巻コイル、１０・・界磁チョッパ装置、／／、／
、２．／３・・単位スイッチ１．２／、２２・・第１．
第一界磁電流パターン発生回路、２３・・電機子電流パ
ターン生成回路１．２４Ｚ・・定電流リミッタ回路、λ
左・・論理演算器１．２６・・スイッチ、コア・・演算
増巾回路、２ｇ・・立上り・立下り波形生成回路、ＶＬ
・・荷重信号、ｐＳ・・カ行指令、Ｉａ　・・電気子電
流、ＩＦ　・・界磁電流、■鼾・・・電機子電流パター
ン、ＩＦＦ・・界磁電流パターン。 尚、図中、同一符号は、同−又は相当部分を示す・ 代理人　大　岩　増　雄 幣１図 幣２図 丁、イノ、補　正　書　「自発」 ＋１’ｕ’ｌ’ｌ’ｌ’Ｌ〈’ｌ’：’ＩＩ！９１　°
Ｂ　ｆ’ｌの表、」’；　　　　ｆ＝ｌ″貯（す’ｔ１
３ｇ−ｇ’ｌＪ／／号？　発明の名称 電気用界磁制御装置 ；う　ｒ山１１をする者 ・Ｉｆｌ’ｌとの関係　　１：’Ｉ−ｉ？’Ｂ’ｌ’［
（ｊ大作　所　　　　　東京都千代田区九の内二丁目２
番３号’？’１Ｋｅｌ、　　（６０］）：、菱屯機株式
会社代表者片山仁八部 １代理人 イ１．所″　　　　東京都千代１１１区九の内二丁目２
番３号（２）明細（の図面の簡単な説明の欄 〜　−７ ＼、Ｊ゛ト　・　　Ｉ。 一＼〜４・、・□ ・、殆　−、＝−、，１゜ ・へｌン・）−一 勿一 又・””’：　””Ｌ　−１７−（’−Ｕｋ　補正の内
容 （１）　　明細１：第３頁第一行の［Ｓ、Ｐ、ＧＪの記
載を「ｓ、ｐおよびＧ」と補正する。 （２）　　明細書第３頁第ｙ−ＨＳ行、第９行および第
７９行の「軍使スイッチＰ、（）　Ｊの記載を［〕゛Ｌ
位スイッチｐ、ｏＪと補正する。 （３）　　明細書第Ｓ頁第ｉｏ、−ｉｉ行の「電気子電
流パターン生成回路、２３」の記載を［電機子電流パタ
ーン生成回路２３」と補正する。 （４）　　明細書第６頁第ユ行および第１／−’／２行
の「界磁電流パターンＩＦＰＪの記載を［界磁電流パタ
ーンＩＦＰＪと補正する。 （５）　　明、Ｉ！ｌＴＩ書第７頁第１／−’／２行の
［定電流り／ ミツト回路２弘」の記載を１定電流リミッタ回路コグ」
と補正する。 （６）　　明細書箱ｇ頁／ｇ？／９行の［電機子電流一
定電流制御」の記載を［電機子電流一定′ｆｆ；、流制
御」と補正する。 （７）　　明細書第１１頁第３行の「電機子電流一定電
流制御装置」の記載を［電機子′１“に流一定電流制御
装置」と補正てる。 （８）　　明細書第１／頁第グ行の「横行モード」の記
載を「惰行モード」と補正する。 （９）　　明＃［ｉｌ害第１／頁第２０行の「ｔｔ、／
２゜１３」の１己・１：＆、を［Ｒ、Ｐ　、　Ｃ）ｊと
？１９正する。 （１［Ｉ　　明Ｎｉ＋書第１２頁第ｇ行のｒ　Ｉｙｐ　
Ｊの記載をｒ工ＦｐＪと補正てる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　直流電動機の他励界磁磁束を制御し、所定し
   たがって電機子電流パターンの立上りおよび立下り波形
   を制御するための電機子電流パターン制御手段と、実電
   機子電流と前記電機子電流パターン制御手段からの出力
   とを受は入れる定電流リミンク回路が設けられ、前記実
   電機子電流が前′記電機子電流パターン制御手段からの
   出力を越したとき延のみ、両者の差に応じて界磁磁束を
   強めることを特徴とする電気車界磁制御装置。 （コ）　　前記定電流リミッタ回路は、カ行、惰行およ
   び制動の全運転モードにおいて、その出力が不連続的な
   変化を生じないことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の電気車界磁制御装置。