JPS5932302A - 電気車の空転防止方法 - 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】 （ａ）技術分野の説明 本発明は電気車の空転防止方法Ｉｎ関し、特１ユ電気車
の速度制御を地上ｆ二股けた変電所より行なう場合の空
転防止技術口開する。

（１，）　　発明の技術的背景 まず本発明の対称となる地上制御方法に関して説明する
。第１図１−従来の車両の制御方法を示す。

変電所１より一定電圧の１ｕ流又は交流が、架線２に供
給される。電気車両６はこの電力を集電器又は接地車輪
３．７を通じて電気車両（二取り入れる。

電気車両には主電動機５と、この主電動機１：供給する
電圧、電流を制御すること口より車両の速度を制御する
制御装置４とがある。電気車両６の運転士の指示はこの
制御装ｆｌｉｔ−与えられ、電気車両の速度を制御して
いる。尚これ以外（−補機等各種電気機器があるが本図
では省略して記入していない０ この方式は１つの変電所区間（二複数台の電気車両を投
入出来ること、また変電所から常（−一定電圧の電力を
供給すれば良く変電所が簡単ノなる利点がある。しかし
車上にその圧電動機を制御する制御装置を搭載する必要
がある。この制御装置ｋ′！電力を制御する斥めの高度
夕機器を要する為に容積重にも１膏的にも大きなものと
なる。−例を挙げるならこの制御機器およびその関連機
器１通常の電気車（電動車）やモルレールの場合には、
その空車１掴のｌＯ〜２０チを占めている。これはこれ
だけの死荷動を常に輸送し７ていることｆ二なり走行時
電力消費量から見ても大きな損失となっている。

−４モルレールのような場合にはタイヤの一輪荷重が非
常にきびしく制限されるため、乗客が満員となった場合
この制限にひっかかるため車体床面積をわざとふさぐ為
に座席を多くしたり、各室内ｆ二機器室を設けたりして
満員時に乗客が乗れないような工夫をしてこのきびしい
荷重制限を守っている。

また機器搭載答積重Ｃ二はモルレールの場合時（二床下
（−軌道を抱く方式（跨座型）（二は軌道］二有効搭載
体積をうはわれる為にこの制御装置を積むための有効搭
載床下体積を得るために車中を広くせざるを得ない場合
が生じる。これは最近の都市交通のようＣ二１８　ｍ道
路のような狭い道路Ｃ二この車両を投入する場合の車体
巾、複線巾および消防用余地等から要求される巾などに
合致せず大きな障害となってくる。

建設コストの面から考えると最近の交通機関は道路上ｇ
″−−建設る場合が多く、その場合は高架方式となる。

この場合その上を走行する車両はこの高架方式の６０チ
近くをしめる高架構造物建設費を低減する為には軽い方
が良い。また前述した跨座式モルレールのような場合に
は車中を狭くして車長の長い車両を作ると桁上での活荷
重の荷重点の間隔を広く出来るので結果的（二は桁にか
がるモーメントが減じる事が出来るので桁スパンを長く
とれ全体として桁支柱の数を減することが出来る。

桁支柱は地盤強度に応じその基礎Ｉ：パイルを打つため
、特に１弱地盤上に路線を建設する場合１：この数を減
することは軌道の建設コストの低減に大きく寄与する。

次にこのような交通機関を維持、運用する運用コス）に
ついて考えて見ると、車上の機器は常ｆユ車両の走行振
動や風雨等の悪い環境下におかれるため地上（二ある機
器に比してそのメンテナンスに多くの費用がかかるとと
もｆ二、車両を保守する為の必要保守期間中は車両を運
休させるためその使用効率が落ちるとともＣ二車両の故
障率を考えた予備軍に更に保守期間を考えるための予備
軍が必要となってくる。

地上制御方法はこれら従来の方法の不具合を改善し、今
後要求される建設費や維持費の安い交通システムを構成
する事に有効な車両の制御方法である。第２図（二地上
制御方法の一実施例を示した。

これは第１図に示す基本的な給電基本回路に対応する回
路を提示しｋものである０地上に固定配置された架線２
３に、　２３Ｙおよび情報伝送路３０を絶縁部２７Ｘ、
　２７Ｙおよび３１を設け、ある区間毎に分断し、その
架線２３Ｘ、　２３Ｙおよび、情報伝送路３０の一区間
毎Ｃ二対応して変電所２１をそれぞれ設ける。この場合
片方の架線たとえば２ＢＹを接地電位で用いる場合には
絶縁部２７Ｙを省略することが出来る。

電気車６Ａの車上は集電器又は接地車輪３Ａ、　７Ａと
主電動機とその保睦や回路切替に必要な機器２５を搭載
し主電動機の速度制御部分は地上の変電所２１内に移す
。これ等の主回路以外補機回路を要するがこれは別に架
線等を配して集電して行なうが本図では省略して記入し
ていない。

６Ａの車両に乗る運転士の指令は主幹制御器から情報伝
送装置あ、車上アンテナ２９．情報伝送路３０を通して
変電所に伝えられる。変電所ではこの指令Ｃ二従って車
両ζ二供給する電圧、及び電流を架線ｆ二供給して制御
する。このような方法を用いると車上の速度制御部を取
り除いであるｆ二もかかわらず車上Ｃ二速度制御器が配
された場合と完全に同じ作用を行なうことが出来、車両
の重量減や重量減にともなう多くの利点を得ることが出
来る。また速度制御部は地上に置かれることになるので
車両の振動や、車上ｇ二搭載するための寸法制限や重量
制限を考える必要がなくなるのでその分極めて信頼性の
高い装置とすることが出来る。

以上が本発明の対称となる地上制御方法の概要であるが
次に本発明の技術的背景について説明する０ 電気車の車輪は例えば軌道面に油が付着していた場合と
か雨の降り始めの時軌道面上のほこりに水分を含んだ場
合等において動輪に駆動力が加わると動輪は軌道面との
犀擦力Ｃ二打勝って空転を起すことがある。従来の電気
車Ｃ１訃いてこのような空転を起した場合一般的に行わ
れている保護の方法を第３図の代表例の圧電動機主回路
簡略図で説明する。５１はしゃ断器、５２はしゃ断器ま
たは接触器、５１Ａけ５１の制御コイル、５け主電動機
、５０は空転検知装置、　５０Ａ、　５０Ｂは空転検知
装置出力接点。

５０Ｘは直列抵抗器である。

この図では主電動＋！に４ケを電気ブリッジ回路として
あり正常に主電動機が作動し、ている場合には空転検知
装置Ｃ二は電圧が加わらないが４ケの主電動機各科１−
機械的ｆ二結合された動輪のいずれかが空転し７て［７
まうとその空転し７た動輪に結合し２ている圧電動機の
端子電圧は他の空転を起していない主電動機の端子電圧
より高くなす電気ブリッジ回路のバランスがくずれて空
転検知装置５０の入力両端に電圧が加えられ空転検知装
置５０は作動しその出力接点５０Ａが開き従ってしゃ断
器の制御コイル５１Ａの励磁が断たれてしゃ断器５１は
開路し主電動機薯ユ加えられていた電力が断たれ電気車
は加速状態を中断される。また空転検知装［５０の出力
接点５０Ｂが閉じて５３の空転表示灯が点灯し運転士は
空転検知装置が作動したことを知る。このよう１″−し
て電気車の空転が続行しないよう圧電動機主回路を断っ
て空転によって生ずる電気車への損傷を未然ｆ二保鰻防
止し７ているのが一般的でありその手段はすべて電気車
車上で処理されているので電気車を再度加速する場合は
運転士の判断によって加速電流の設定値を下げる手段を
車上で講ずればよい。

（Ｑ）　　発明の目的 しかし既に説明した地上制御方法１：おいては加速電流
の設定値の制御は地上制御装置で行なわれるため新しい
空転防止方法が要求されている。本発明けこの地上制御
方法における新しい空転防止方法を提供することが目的
である。

（＋１）発明の実施例 第４図が本発明のシステム構成を説明する代表例の簡略
図で地上側と車上側を結ぶ情報伝送路並びに電力給電用
の架線とその給１！線は単線で表わしである。架線２３
ｘから集電器３Ａｔ　Ｌ’や断器５１゜しゃ断器または
接触器５２を通って主電動機５に電力が供給され電気車
は走行可能となる。この説明図では圧電動機（６）４台
の場合を示し、空転検知装置５０および同直列抵抗器５
０Ｘは従来技術と同等の方法Ｃ二よるものである。空転
検知装置出力接点５０Ａは主電動機に機械的１ユ結合さ
れた動輪のいずれかが空転すると４台の主電動機端子電
圧のバランスがくずれて空転検知装置が作動し、接点５
０Ａは開となってしゃ断器制御コイル５１Ａの励磁が断
たれしゃ断器５１け開路するよう儒なっている。この場
合空転検知装置出力接点５０Ｂは閉となり空転警報装置
５３が作動するようになっている。運転士は通常主幹制
御器２８１を操作して例えばハンドル角度に応じ設定さ
れた速度指令を情報伝送装！２８に与える。情報伝送装
置２８は速度指令を電圧指令１：置換えた指令と電流値
指令装置２８２があらかじめ発している一定電流値の指
令とを車上アンテナ２９から情報伝送路３０を介して地
上の変電所２１内の地上受信器４３１ｍ送られる。その
電圧・電流指令の制御信号は地上受信器４３から地上制
御装［４１に与えられ、４１ではあらかじめ定められた
制御論理に従って電力変換制御装置４２を制御する。４
２は４１の制御に従って例えば一定電流で、電圧を零か
らあらかじめ定められたパターン（電気車の加速性能に
もとすいてきめるが一定電流で電圧を漸増させるのが通
常のパターン。）に従って一定電流で運転士が指令した
速度に見合う一定電圧まで次第に変化させて電力を架線
２３Ｘ　ｌ二供給するようになっている。

空転検知装置が作動した場合は既Ｉ：説明したようｆ二
しゃ断器５１を開路すると同時に空転警報装置５３１を
作動せしめる。運転士はこの空転警報を認識して一旦主
幹制御器を無指令位置へ戻しくオフし）、再度空転の怖
れがある場合は電、流値変更指令装Ｍ２８２を操作して
（例えば押ボタンスイッチを押して）それまであらかじ
め定められた一定電流を指令（ていたものをあらかじめ
定められたより低い電流値を指令する電流指令を出す。

以上の操作の後運転士が主幹制御器２８１を操作して速
度指令を発すると情報伝送装置２８は速度指令即ち電圧
指令と空転を起さない場合の電流値より低い電流の電流
指令とを変電所２１へ送り、変電所からは空転前より低
い電流が供給され、電気車は空転の怖れの少い電流値ｆ
二よって再度加速されるような構成となっている。々お
空転検知装［５０および空転警報装ｆｔ５３１は一旦作
動した場合には主幹制御器をオフするまで各々の出力を
出し続は主幹制御器をオフすると各々の記憶回路がクリ
ヤされ空転発生前の状態Ｃ二次る。

第５図は情報伝送装置２８の内容を説明する代表例を示
すブロック図で、主幹制御器２８１からの速度指令と電
流値変更指令装置からの電流指令からの入力により電圧
・電流指令部２８３は速度指令１：見合った電圧指令と
電流指令に見合った加速に必要な電流指令を次段の送信
部２８４へ送る。送信部２８４は車上アンテナ２９から
情報伝送路３０へ伝送可能な形の信号Ｃ二変換して電圧
・電流指令を送出するよう１ニなっている。空転が発生
して運転士が電流値変更指令装置を操作するとより低い
加速電流指令値が指令され電圧・電流指令部２８３は次
に主幹制御器２８１が操作されると同時に電圧・電流指
令を発信する構成となっている。

従来の技術においては空転が発生すると空転検知装置が
作動ししゃ断器が開略し空転表示灯が点灯するので運転
士は一旦主幹制御器を無指令位置へ戻し電気車の置かれ
ている状態を判断して充の操作にうつるのであるが電気
車の速度制御を行う機器がすべて車上にするためすべて
の処理を車上で行うことができるシステムになっている
。

しかし地上制御方法を採用すると、速度制御を遂行する
機器は地上にあるため空転を起した場合運転士が電気車
の置かれた状態を判断し次の処置をとらんとする場合に
は車上から地上へその指令を送らねばならない。

本提案のシステムの作用は既１″−説明しであるが従来
技術との明白が相異は運転士が地上の制御装置へ指令を
発する方法が必要であることである０以上の説明（二お
いては電気車の加速時に生ずる空転Ｃ二ついてのみふれ
であるが、電気車の減速時に生ずる滑走についても全く
同じ方法で保護することができる。

また運転士が介在している場合について説明したが、く
り返し空転を弁別する自動弁別装置を付加することによ
って自動空転保護も可能である。

（θ）総合的な効果 地上制御方法（二おいても従来技術の空転保護方法と同
等の機能を遂行できる方法を提供できること、比較的簡
単な方法従って安価な方法が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の車両の制御方法を示した図、第２図は本
発明の対称の地上制御方法を説明する図、第３図は従来
の空転防止方法の代表例を説明する略図、第４図は本発
明の空転防止方法の代表例を示した図、第５図は情報伝
送装置のブロック図である。 １．２１・・・変電所　　　２．２３ｘ、　２３ｙ・・
・電車線３、７．３Ａ、　７Ａ・・・集電器　　４・・
・車上制御装置５・・・圧電動機　　　　６，６Ａ・・
・電気車２７ｘ、　２７ｙ、　３１・・・絶縁ｓ２８・
・・情報伝送装置２９・・・車上アンテナ　　３０・・
・情報伝送路５１・・・しゃ断器　　５１Ａ・・・しゃ
断器制御コイル５０・・・空転検知装置 ５０Ａ、　５０Ｂ・・・空転検知装置出力接点５０Ｘ・
・・空転検知装置直列抵抗器 ５３・・・９転表示灯　　　５３１・・・空転ＧＷ装置
５３１Ａ・・・空転警報装置出力接点 ２８１・・・主幹制御器　２８２・・・電流値変更指令
装置４１・・・地上制御装置　　４２・・・電力変換制
御装置４３・・・地上受信器　　　２８３・・・電圧電
流指令部２８４・・・送信部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 地上の変電所より電車線を介し受電して走行する空転検
   知装置を有する電気車の空転防止方法において、前記電
   気車を加速制御する電流値を変更する電流値変更指令装
   置と、前記電気車からの速度制御情報と前記電流値変更
   指令装置の出力情報とを前記地上の変電所に伝える情報
   伝送装置とを設け、地上の変電所は前記速度制御情報に
   応じて電圧・電流を制御し空転が発生した際は前記電流
   値変更指令装置の出力情報Ｃ二より空転前の加速電流値
   より低い再空転を発生しない電流を前記電気車（＝供給
   することを特徴とする電気車の空転防止方法。