JPS5925502A - 電気車の給電装置およびその給電方法 - 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】 （α）技術分野の説柄 本発明は！、電気車給電装置およびその給電方法（＝関
し、特に磁気浮上車の推進１！源の供給技術（１関する
。

（ｂ）　　発明の技術的背景 第１図に従来開発されて来た常電導硝気浮上車の浮上案
内構造の基本断面を示【また。１は浮上用電磁石で、第
２図の斜視図に示した通り鉄心７およびコイル８によっ
て構成されている。２はこの浮上用電磁石１に対向する
浮上用軌条で、３は案内用電磁石、４けこれに対向する
案内用軌条である。

上記により浮上し推進案内する常電導出気浮上車の走行
時に生ずる走行抵抗は、車体の外部形状により定まる空
気抵抗を除くと、大部分は前記浮上用電磁石が作る磁束
により浮上用軌条２に発生する渦電流損失による。しか
し２出３図１′″−示した如く、浮上用電磁石５を第４
図の斜視図に示した電磁石の鉄心９およびコイル１０に
、ｔり構成し、この浮」二用１．磁石５（一対向する浮
上用軌条を鉄板またシー１珪Ｓ鋤板にて積層した構造に
するととζ二より、渦電流損失ｒ１５分の１以下ｆ：激
減し、全走行抵抗が在来の１０　ｏ’ｙｍ７え走行の′
電気車に較べて数分のＩＣ二卯減することが可能になる
。

上ｉ［°５のユ１６り走行抵抗の減少した鹿′癲、４磁
気浮上中でｒ［、第５図に示し、た代表的な走行回線の
通り、−ｍ＜　＋区間を走行するための力？］及び回生
ブレーキに要する時間（ｊ、全体の時間の極く一部の時
間でしかない衿数の電気車を一つの給′ｍ装置より給電
する場合、複数の電気車への給電１を時分割により行な
うことが５Ｊ能である。従って、従来各車輛に塔１・ｖ
］７ていグこ市、側車４ｆＥ進訃動機の制御装置を省き
、この制御卸装ｆバの機能を地上に設けた給電装置ｆ二
集中し、て持たぜ、この給■、装置を複数の電気車が共
有する形で時分割により使用することができる。

（ｃ）　　発明の目的および概要 本発明は上記の点に鑑みなされたもので、地上に設（ハ
）た電源装置よりき電線および電車線を介して複数の電
気車に給電するに肖り、前記電車線を複数の区間に分割
してそれぞれを絶縁シ１、地上（二設けた電源装置；二
は、謂、気車推進用の電動機に制御した出力を給電する
機能を集中して持たせ、前記複数の電気車からの給電指
令により電気車のある区間の電車線に時分割により給電
して、各電気車が前記電源装置を共有する形で前記電動
機の１１１０御に使用し７、安全で省設備、省電力な電
気車の給電装置およびその給電方法を提供する。

（ω　発明の実施例 以下本発明の一実施例１二ついて図面を参照しながら説
明する。尚説明に当り電気車の数は３編成の場合とし、
た。

第６図に本発明の給電系統図を示した。

第６図でＩＡおよびＩＢは上り線１−ある電気車、ＩＣ
は下り線にある電気車で、　　２Ａ乃至２Ｅは複数の区
分に分割してそれぞれ絶縁（７た上り線で使用する’ｉ
ｌｌ；車線、　　２Ｆ乃至２ＪＵ同じく下り線でイ）１
−用するｉｉ（、−申、ｈ共である。

３八及び３ＢｉＪ上り線及び下り線のき霜゛、線、４Ａ
乃至４Ｂ＆；Ｉ前記きＮ、線３Ａと電車線２Ａ乃至２Ｅ
をそれぞれ後述（ｔｉ号によ・り接続の開閉を行斤う開
閉器、４Ｆ乃至４Ｊ（１′、を同じくき軍、線３Ｂと電
車線２Ｆ乃至２Ｊの開閉器である。

５Ａ）’Ｊ全５Ｄは電源装置庭が故障した場合ｆ二延長
き鐵するための開閉器である。

６Ａ及び６Ｂは後述する′電源装置７と前記き電線：３
Δ及び３Ｂの接続の開閉を行なうしやｔ＋ｆＴ器、　８
Ａは１１１、源装置ｗ７から開閉器４Ａに対して開閉イ
ぎ号を送るための信号線で、他の開閉器４「λ乃至４１
丁に対し７ても上記同様′ｌ−５，Ｊ填装置ｉ’４７か
らの信号線を設けである。

（図示省略。、） 第７図１”　１ｉ−ｆ号系続図を示［、た。

第７図で、１はｊｒｉＪ記第６図（１示した璽１気車Ｉ
Ａ乃至ＩＣに相当する１ｂ気車、２０Ａｉｄそれぞれの
電気車１に１１５・りつＨた誘導無線の送イ＾月４アン
テナで、後コホする各電気車に設けた給電、指令送信装
置からの各電気車固有な信号を有する給電指令を、電気
車が走行する区間全域に渡って設けた誘導無線の受信用
アンテナ２２Ａおよび伝送線２２Ｂを介して、電源装置
の附近に設けた給電指令受信装置２４附近送する。

２０Ｂに１それぞれの電気車１１−取りつけた送信用ア
ンテナで、後述する信号送信機からの各電気車固有な信
号を、第６図に示した電車１ｆｌＩ２ｈ乃至２Ｊ毎にそ
れぞれ独立シフ、各電車線とほぼ同じ長さの受信用アン
テナ２３Ａ・２３Ｂ・２３ｃ等を介して、前記給電指令
受信装置２４附近に、複数区分の電車線毎に対応して設
けた電気車検出装置２５に伝送する。

第８図に各雷１気車ｆ：それぞれ設けた給電指令送信装
置および信号送信器の構成をブロック図で示した。

第８図で９人は給電指令送信装置、９Ｂ６個号送信器、
　１０け雷１気車の運転指令を出方する主幹制御器であ
る。

給電指令送信装ｆ！、９Ａで、ＩＩは主幹制御器１（）
からのカ行指令および回生ブレーキ指令をそれぞれ特Ｗ
周波数の送信信号に変換する運転信号変換器、１２は同
じく主幹制御器１ｏからの速度指令を各速度指令段に応
じた周波数の送信信号に変換する速度指令変換器、１３
は１丁、電車の走行速度信号（図示せず。）を例へはパ
ルス間隔信号として送信信号に変換１−る速度指令変換
器で、そｉｌそれの送信信号ＱまｆＩ１１搬送周波数発
信回路１４Ａ・１４ｎ・１４ｃの搬送周波数ｆｌ−ｆ２
・ｊＢ″′Ｃ副変調器１５Ａ　−１５Ｂ　−１５ｃ！に
より＝　ｇ＋ｒ＜　Ｌ、％更に名電気車がそｔしそれ固
有な周波数を発生する王確送周波数発信Ｍ路１７Ａの搬
送周波数で主変調回路１６　を二より変調１．で、送信
器１８により帯域ろ波、電力増ｍ等を行っ／と後、前ｎ
ｉシ送信アンテナ２ＯＡ　を二出カする。

４−号送信器９Ｂは各電気車がそＪＬぞｉｔ国固有周波
砂を発振′１−る発振器１７Ｂの出力を送Ｃｓ器１９＋
二より４１；域ろ波、軍、力増幅等を行なった後、前記
送信アンテナ２０Ｂに出力する。

第９図に前記給電指令受信＠置２４の構成をブロック図
で示した。

各電気車からの給電指令は、谷電気車の給電指令送信装
置９Ａ　に対応（７て設Ｈた給電指令弁別回路２６Ａ・
２６Ｂ・２６ｃにより弁別して受信する。

２７は各電気車の給電１指令送信装儀：９Ａからの固有
の信号、即ち固有な周波数の主搬送周波数を弁別するた
めの帯域ろ波回路、２８は給電１指令送信装置９Ａの主
変調回路１（ｊにより変調Ｌ７たＯｔ号を復調する復調
回路、２９Ａ・２９Ｂ・２９ｃはそれぞれ給１指令送信
装置９Ａの副変調器１５Ａ・１５Ｂ・１５Ｃ；−より変
調した信号をそり、それ弁別するための帯域ろ波回路、
３０Ａは運転信号変換器１１かものカ行指令を復調して
ろ波するカ行指令弁別回路、３０Ｂは同じく回生ブレー
キ指令を１１調１．てろ波する回生ブレーキ指令弁別回
路、３０Ｃは速度指令変換器１２からの速度指令を復調
して弁別する速度指令弁別回路、３０Ｄは速度情報変換
器１３からの走行速度信号を復調して弁別する走行速度
信号弁別回路、３１Ａ乃至３１Ｄけ前記そ１Ｌぞれの指
令及び信号を増幅り、で出力する増幅回路である。

以上各電気車からの給電指令ｄ地上の電源装置の附近１
で搬送通信の手段を利用することにより伝送することが
できる。

第１０図に３編成のＭＬ電気車の給電を時分割により制
御する場合の給電すべき電気車を選択する時分力ＩＩ　
ｉｌ制御選択回路を示した。

第用図で、３１．・３１．・３１ｚは第６図に示した各
’ｔ４ｉ、ｋＡ車ＩＡ・ＩＢ−１０からのカ行指令で、
前記第９図１−示（２，た給電指令弁別回路２６Ａ・２
６Ｂ・２６ｃのそれぞれの、出力である。

３２・ｊ３３・３１は各電気車ＩＡ・ＩＢ・ＩＣからの
カ行指令の内、時分割制御するために最初にカ行指令を
Ｌ５た電気車を選択するためのカ行指令選択継電器で、
各々自己の常閉接点（各符号の末尾にａまたは番を付し
た接点）により、他のカ行指令選択１１ｆｔ’亀器Ｉ−
文・：［５釦錠回路を構成し２である。

３１Ａ・３１ｊ−３１１は各電気車ＩＡ　・ＩＢ　・ｌ
ｃからの回生ブレーキ指令で、給電指令送信装置２６Ａ
２６Ｂ・２６Ｃのそｔｌぞ）］の出力である。

３！”ｌ　・１６　・３’７　（ｒ、Ｆ各市電車ＩＡＩ
Ｂ・１ｃからの回生ブレーキ指令の内、時分割制御する
ため１ユ最初に回生ブレーキ指令をした電気車を選択す
るための回生ブレーキ指令選択継電器で、前記同様各々
自己の常閉接点により、他の回生ブレーキ指令選択継電
器に対し鎖錠回路を構成しである。

第１１図１二回生ブレーキ指令をカ行指令に対して優先
させるための回生ブレーキ指令優先制御回路を示した。

第１１図で、３２ｃｍ　３３ｃ・３４Ｄは前記第１０図
に示したカ行指令選択継電器３２・３３・３４のそれぞ
れ常開接点、３５Ｇ・３６ｅ　・３７Ｇおよび３５ｄ−
３６ｄ・３７ｄは回生ブレーキ指令選択継電器：（５・
３６・３７のそれぞれ常開接点、３８は抵抗器、３９は
ダイオード、４０ａ・４０４・４０◇Ｕそれぞれトラン
ジスタ、４１．・４１４・４１ｃけそれぞれ論理ゲート
の反転回路を２個直列に接続したゲート回路、・汐・４
３・４４は優先制御継電器である。

優先制御継電器４２・４３・４４は、カ行指令および回
生ブレーキ指令がなく力行指令選択継電器３２・３３・
３４および回生ブレーキ指令選択継電器が動作していな
い状態では、ゲート回路４１−・４１４・４１゜の出力
はそれぞれ零出力で、電源＋−１から抵抗器り動作しな
い。

↑ｂ、気市ＩＡからのカ行指令により第用図に示した力
行指令選択継ηも器；３２が動作すると、その常開接点
３２Ｇが閉路（，７、ゲート回路４１６の入力が甲５沖
＋−２により抵抗器：う８を介して加圧され、ゲート回
路４１ａ仁ｒ電圧を出力し、優先制御継電器・１２は電
源＋、１より抵抗器３８をブＦし−て加圧されで動作す
る。

上記状態において、′串、気車１ｃがらの回生ブレーキ
指令により第０１図に示した回生ブレーキ指令選択ｍ：
　’Ｆｌｊ　ｓ私＋７か動ｆ′トすると、その常開接点
３７ｄが閉路し、トランジスタ４０ｃ＆、ｌ：電源十−
２から抵抗器３８を介し７たｉ＆！Ｉ、圧をベース（二
受けて動作ｌ１１、ダイオード、４０を介［７てＡ点の
電位は零笥Ｇ＞となり、優先側や用継君１．器・＋２１
薯ぐ放する〇 一方回生ブレーキ指令選択継電器３７の常開接点３７Ｃ
が閉路１．−ゲート回路４１Ｇの入力が電源＋−２（１
より抵１Ｊｖ器；３８を介Ｌ７て加圧さね、ゲート回路
４１ｚｆｑｔ′帛圧を出力し、優先制御継電器４４は電
源＋、１より抵抗器３８を介し７て加圧され動作する。

即ち、回生ブレーキ指令により動作し、た優先制御継電
器４４は、カ行指令により動作した優先制御継電器４２
に対して優先動作する。

第１２図１二第７図に示した霜、気車検出装置２５の構
成をブロック図で示した。

第１２図で、４５Ａ・４５Ｂ・４５０け、第８図（１示
した各電気車の信号送信器９Ｂから第７図（−示し前記
したアンテナ等を介して受けた信号を、各電気車固有な
信号とし、て弁別するための帯域ろ波回路で、対称とな
る電車線の区間内にある電気車固有の周波数のみが通過
して、それぞれ整流増幅回路４６Ａ・４６Ｂ　−４６ｏ
に入力し、それぞれ信号４６．　・４６Ｊ・４６゜を出
力する。

第１３図に第６図に示した開閉器４Ａ乃至４Ｊの開閉制
御を行なう開閉器制御回路を示した○この開閉器制御回
路は複数区分の電車線毎、即ち前記第１２図に示した電
気車検出装置毎にそえＬそれ対応し７て設けである。

第１３図で、　４６ａ　−４６４・４６ｃは前記第１２
図に示した電気車検出装置の出力、４２ａ・４３ａ・４
４−はＫｌｌ記第１１図に示した優先制御継筒１１ｈ”
　・Ｉ２・４３・４４の常開接点、４７Ａ・４７Ｂ・４
７０け論理ゲートのアント冒「１１路、４８はダイオー
ド、４９は開閉器制御継電器である。

納」ヤゲートのアンド回路４７Ａ・４７Ｂ・４７Ｃｔｄ
％初＠ｙＳ分の電車線の内、電気車のある電車線からの
前ｈ１１相気車検出装置を介した電気車固有の信号４６
ａ・４６番・４７Ｇと、６；１配力行指令またけ回生ブ
レーキ指令により動作し、た優先制御継電器ｌＩ２・４
３・４４の１．：１号を受け、これ等信号が同時に発生
し、た場合に１′卜目υ１して出力し、ダイオード４８
を介して開閉器利出伸ＩＩ　＃ｉｉ：　％）著〜を４１
１１作させる。

この開閉器制仰絆市、器ｌ−１′第１図に示した電沖装
（０内に設けてあり、開閉器４Ａ乃至４Ｊの内該当する
開閉指：の開閉動作を行うと１０１時に、しゃ断器、６
ｈチたけ６Ｂの投入・しゃ断の制御を行う。

第１４１７１に州、１１づ装置の構成を示した。

第１４図で、’、＋Ｑは電源変圧器、５１は電源変圧器
５（］の出力を受け、各電気車ＩＡＩＢ・１ｃに搭載し
た電気車推進用の誘導筒１動機に電圧および周波数を制
御した出力を給電する電力変換装置で、可変軍。

圧・可変周波数インバータまたは可変電圧・可変周波数
のザイクロコンバータで構成し、前記誘導電動機をすべ
り周波数制御あるいはベクトル制御等を行なう。

５２はカ行指令継電器で、第１０図Ｃ示したカ行指令選
択継電器３２・３３・３４の常開接点３２ｄ・３３ｄ・
３４ｄにより動作する。５３は回生ブレーキ指令継電器
で、同じく回生ブレーキ指令選択絹霜、器３５・３６・
３７の常開接点３５４・３６４・３７４により動作し、
常閉接点５３４によりカ行指令（二優先させる。これ等
カ行指令継電器５２および回生ブレーキ指令継電器５３
の常開接点５２．および５３．により、それぞれ電力変
換装置５１に対してカ行運転指令または回生ブレーキ運
転指令を与える。

更に電力変換装置５１　Ｃ二は、前記誘導電動機をすべ
り周波数制御あるいはベクトル制御等を行うための速度
指令および走行速度信号を、前記第１Ｉ図に示した優先
制御継電器４２・４３・４４の常開接点、４２４・４３
４・４４４・４２ｅ・４３ｃ・４４６等を介して、１ｉ
ｉｌ記第９同第９（また給電指令弁別回路２６Ａ・２６
Ｂ・２６〔〕を入力する。

以上鰭、明Ｌ７た実施例では、各亀び、車からの給電指
令の伝送および電気車を検出する信号の伝送を、十カ数
の周波数の絹合せによる場合について説明し。

グ、−が、パルス周波ｉＱ変調、パルス巾変調等の方式
１′ニーよっても本発明を達成することがでＡ、また第
１１）図に示１．た時分割制御選択回路、第１１図１ユ
示した回生ブレーキ指令優先制御回路等は継電器の組ｆ
；せにまり構成したが、半導体回路の論理素子により構
成することもできる。

け）発明σ〕効果 以上び明（また通りＡ発明（ユよｊＬば、従来各車輛に
４ｆ　ｒＶ、　していた電気車推進用の市、動機を制御
する皆１１？・３１夕・置を省き、この制御装置の棒６
）・、を地上に設け／ｒ給當装置に年中して持たせ、枚
数の電気車が共有の形でｂ１１記１［り動機の制御に使
用することがでｎるので、各ル、柚は軽量化１．て走行
性能が向上し、合せて省１６．力となるほか、設備の大
巾な削減ができる。すＮ：８ｊ気浮土車にあってＩｊ、
津輛の軽量化に伴ない、浮上仕φ備および浮上電力の縮
減をすることができる。

また回生ブレーキ指令をカ行指令に対し７て優先させる
ことにより、電気車運転の安全を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の技術的背景を説明するため
の図、第６図乃至第１４図は本発明の一実施例を示した
図で、第６１ン１はｌｔ＠電系統図、第７図は信号系統
図、第８図は電気車Ｃ−設けた給電指令送信装置および
信号送信器の構成を示し７たブロック図、第９図は給電
指令受信装置の構成を示したブロック図、第用図は時分
割制御選択回路を示（７た図１．第１１図は回生ブレー
キ指令優先制御回路を示した図、第１２図は電気車検重
装トーの構成を示したブロック図、第１３図は開閉器制
御回路を示した図、第１４図は電源装置の構成を示した
図である。 ＩＡ・ＩＢ・ＩＣ・・・電気車　　２Ａ乃至２Ｊ・・・
電車線３Ａ・３Ｂ・・・き電線　　　４Δ乃至４Ｊ・・
・開閉器７・・・電源装置２０Ａ・２０Ｂ・・・送信用
アンテナ２２Ａ・２３Ａ乃至２３Ｄ・・・受信用アンテ
ナ２５・・・電、気車検出装置 ２４・・・給電指令受信装置 ９Ａ・・・給電指令送信装置９Ｂ・・信号送信器２６Ａ
・２６Ｂ・２６Ｃｉ・・・給電指令弁別回路３２・３３
・３４・・・力行指令選択継電、器３５・３６・３７・
・・回生ブレーキ指令選択継電器４２・４３・４４・・
・優先制御継電器４７Ａ・４７Ｂ・４７ａ・・・論理ゲ
ートのアンド回路５０・・・変圧器　　　　　５１・・
・電力変換装置（７３１７）代理人　弁理士　則　近　
慧　佑　（ほか１名）第１図　　　第３図 第５図 距　高１　→ 第７図 ／ 第８図 ／ 第１ｉ！図 第１３図 第１４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）地上に設けた電源装置よりき電線および電車線を
   介して複数の雷、気単に給電する電気車の給電装置にお
   いて、前記電車線を複数の区間１ユ分割して絶縁した区
   分電車線と、この区分電車線の各区間毎に設は電気車が
   あるとき作動して前記複数の電気車にそれぞれ固有な信
   号を出力する電気車検出装置と、そｔＬぞれの電気車か
   ら固有な信号を有する給電指令を伝送する給電指令伝送
   装置と、前記電気車検出装置の出力した信号と給電指令
   伝送装置の給電、指令を受は前記き電線と区分電車線と
   をそれぞれ接続する開閉器と、前記給電指令伝送装置の
   給電指令を受けき１１線に出力を制御して給電する電源
   装置２より構成したことを％徴とする電気車の給電装置
   。 （２）給電指令は各電気車固有な信号とカ行指令または
   回生ブレーキ指令と速度指令と電気車速度イト（号とし
   、出力を制御して給１既する１に、υを装置は可変％、
   圧町変周波数電力変換装貿とし、たことを特徴とする特
   ［ｔ’ｌ’　ＮＩ！？求の範囲第１項記載の電気車の給
   電装置。 （８）　　地上ｆ二股けた電源装置よりき電線および電
   車線を介して複数の電気車に給電する電気車の給電方法
   において、前記ｘ、ｔａ−車糾を複数の区間に１分。 割して絶紅し、この電車線の各区間毎に設は電気車があ
   るとき作動し前記複数のＭｔ電気車それぞれＩＭイｊな
   １に号を出力する電気車検出装置と、複数の１ｈ、気車
   １ｍ固有々１８号とカ行指令または回生ブレーキ指令と
   速度指令と電気庫辿度佃号よりなる給電指令を伝送する
   給電指令伝送装置と、前記電気車検出装置の出力した信
   号と給電指令伝送装置の給電指令を受は前記き電線と複
   数の区間に分割して絶縁した電車線とをそれぞれ接続す
   る開閉器と、前記給７１１．指令を受けき電線ζ二出力
   を制御して給電する′Ｆ＠、　ｔＭｊ装佃゛とを設け、
   前記複数の電気車からの給′由、指令に対し５、前記開
   閉器の投入と電源装置からき電線への出力は時分割し、
   て制御することな特徴とする電気車の給電方法。 （４）時分割してする制御は回生ブレーキ指令をカ行指
   令に対（７て優先して行なうことを特徴とする特許請求
   の範囲第３項記載の電気車の給電方法。