JPS5932304A - 交流電気車の発電制動運転回路 - Google Patents
交流電気車の発電制動運転回路Info
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- JPS5932304A JPS5932304A JP14243482A JP14243482A JPS5932304A JP S5932304 A JPS5932304 A JP S5932304A JP 14243482 A JP14243482 A JP 14243482A JP 14243482 A JP14243482 A JP 14243482A JP S5932304 A JPS5932304 A JP S5932304A
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- Japan
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- armature
- motor
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- Pending
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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
- B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
- B60L7/02—Dynamic electric resistor braking
- B60L7/04—Dynamic electric resistor braking for vehicles propelled by dc motors
-
- 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
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/26—Rail vehicles
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
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】
本発明は、交流電気車の発電制動運転回路に関する。
通常、交流電気車には直流直巻電動機が使用され、２両
を１単位として一括制御するように接続回路が構成され
ている。
を１単位として一括制御するように接続回路が構成され
ている。
まず、かかる接続回路の従来例を第１図、第２図につい
て説明し、よって本発明の目的を明らかにする。
て説明し、よって本発明の目的を明らかにする。
第１図はカ行運転時の回路構成を示し、２つの車両のう
ち第１の車両には駆動電動機群として４台の電動機の電
機子を直列接続して電機子群３とし界磁巻線も直列接続
して界磁巻線群４とし、これら電機子群３と界磁巻線群
４とを直列接続している。
ち第１の車両には駆動電動機群として４台の電動機の電
機子を直列接続して電機子群３とし界磁巻線も直列接続
して界磁巻線群４とし、これら電機子群３と界磁巻線群
４とを直列接続している。
また、第２の車両でも同様に電機子群５と界磁巻線群６
とを直列接続している。
とを直列接続している。
これら２つの電動機群の直列回路は、それぞれ平滑りア
クトルア及び８を介してサイリスタ使用の主変換器２の
出力側に相互に並列接続され、主変換器２は主変圧器１
の電源側の高調波電流低減用として多分割された２次巻
線に縦続接続した各単位変換器毎に接続される。
クトルア及び８を介してサイリスタ使用の主変換器２の
出力側に相互に並列接続され、主変換器２は主変圧器１
の電源側の高調波電流低減用として多分割された２次巻
線に縦続接続した各単位変換器毎に接続される。
このようにして車両のカ行運転速度の調整は、一部又は
全部の単位変換器のサイリスタを位相制御することによ
りなされる主変換器２の出力電圧の調整により行う。
全部の単位変換器のサイリスタを位相制御することによ
りなされる主変換器２の出力電圧の調整により行う。
次に、第２図は直巻電動機による制動運転時の回路構成
を示す。
を示す。
制動時には回路の切換により電動機群毎に発電制動抵抗
器を接続し、所要の制動力が得られるようにこの抵抗器
の抵抗値を調整するもので、図中９．１３は主抵抗器を
示し速度に応じてカムスイッチなどの短絡スイッチ１１
．１５により順次短絡されるようになっている。
器を接続し、所要の制動力が得られるようにこの抵抗器
の抵抗値を調整するもので、図中９．１３は主抵抗器を
示し速度に応じてカムスイッチなどの短絡スイッチ１１
．１５により順次短絡されるようになっている。
しかし、かかる短絡スイッチ１１．１５による抵抗値の
調整のみでは主抵抗器９．１３の抵抗値が段階を区切っ
て変化してしまうので、チョッパ１２と抵抗１０、チョ
ッパ１６と抵抗１４との組合せによ零抵抗チョッパによ
り合成抵抗が連続的に変化するようにしている。さらに
、該抵抗チョッパ保護のために、平滑リアクトル７．８
を電動機に直列接続している。
調整のみでは主抵抗器９．１３の抵抗値が段階を区切っ
て変化してしまうので、チョッパ１２と抵抗１０、チョ
ッパ１６と抵抗１４との組合せによ零抵抗チョッパによ
り合成抵抗が連続的に変化するようにしている。さらに
、該抵抗チョッパ保護のために、平滑リアクトル７．８
を電動機に直列接続している。
このような従来方式では、カ行運転時は直巻電動機２群
を１つの主変換器に並列接続しているため、車輪径、電
動機特性差により電動機群間の電流アンバランスが大き
くなり、大きな電流が流れる方の電動機群は過度の温度
上昇、整流の悪化、粘着性能の低下を引き起こすことに
なる。
を１つの主変換器に並列接続しているため、車輪径、電
動機特性差により電動機群間の電流アンバランスが大き
くなり、大きな電流が流れる方の電動機群は過度の温度
上昇、整流の悪化、粘着性能の低下を引き起こすことに
なる。
一方、制動運転時には、直巻電動機による発電制動であ
るので、カムスイッチなどの短絡スイッチのみによる発
電制動抵抗器の抵抗値調整のみではスイッチ動作時の抵
抗値変動に伴う電動機電流変動が大きいため、抵抗チョ
ッパを併用して抵抗値が連続的に変化するようにしてい
るが、該チョッパなどを含めて制動運転専用の機器数が
増し、機器重量増となり、カ行運転時の消費電力が多く
なってしまう。
るので、カムスイッチなどの短絡スイッチのみによる発
電制動抵抗器の抵抗値調整のみではスイッチ動作時の抵
抗値変動に伴う電動機電流変動が大きいため、抵抗チョ
ッパを併用して抵抗値が連続的に変化するようにしてい
るが、該チョッパなどを含めて制動運転専用の機器数が
増し、機器重量増となり、カ行運転時の消費電力が多く
なってしまう。
本発明は、他励方式を採用して、半導体変換器にて界磁
電流を制御できるようにするならば、上述の電流アンバ
ランスの問題を解決することができるばかりでなく、無
段階の界磁弱め制御も可能となって車両性能の向上を図
ることができ、さらには制動運転専用のチョッパの省略
によシ車両搭載機器全体の小形軽量化が期待できるとい
う認識のもとに出発するものであって、本発明の目的と
するところはチョッパの省略により車両搭載機器の小形
、軽量化を図ると同時にチョッパ省略により新たに生じ
る不都合を解消することにある。
電流を制御できるようにするならば、上述の電流アンバ
ランスの問題を解決することができるばかりでなく、無
段階の界磁弱め制御も可能となって車両性能の向上を図
ることができ、さらには制動運転専用のチョッパの省略
によシ車両搭載機器全体の小形軽量化が期待できるとい
う認識のもとに出発するものであって、本発明の目的と
するところはチョッパの省略により車両搭載機器の小形
、軽量化を図ると同時にチョッパ省略により新たに生じ
る不都合を解消することにある。
この目的は、本発明によれば、複数個の駆動電動機で車
両を駆動し制動時には電動機と抵抗器で発電制動を行う
交流電気車において、２群に分割した第１の電動機群の
電機子群と第２の電動機群の電機子群を個別の又は共通
の制動抵抗器に接続し、第１群の電動機群の界磁巻線群
と第２群の電動機群の界磁巻線群とを点弧位相角制御で
制動運転時に各電機子群の電流が規定値内になるように
各界磁巻線群の電流を制御する界磁用半導体変換器に並
列接続することにより達成される。
両を駆動し制動時には電動機と抵抗器で発電制動を行う
交流電気車において、２群に分割した第１の電動機群の
電機子群と第２の電動機群の電機子群を個別の又は共通
の制動抵抗器に接続し、第１群の電動機群の界磁巻線群
と第２群の電動機群の界磁巻線群とを点弧位相角制御で
制動運転時に各電機子群の電流が規定値内になるように
各界磁巻線群の電流を制御する界磁用半導体変換器に並
列接続することにより達成される。
以下、図面について本発明の実施例を詳細に説明する。
・
第３図、第４図は本発明の実施例を示す回路図で、第５
図はその動作を示す波形図である。
図はその動作を示す波形図である。
第３図に示すように、電動機に２群に分割した他励電動
機を使用し、第１の車両の駆動電動機の電機子は直列接
続して１組の電機子群３を構成し、電機子群３に対応す
る界磁巻線も直列接続して第２の界磁巻線群４を構成す
る。同様に第２の車両の駆動電動機についても１組の電
機子群５と界磁巻線群６を構成する。電機子群３．５は
各々発電制動抵抗器１７．１９に接続する。従来と同様
抵抗器１７．１９は短絡スイッチ１８．２０により所要
の抵抗値に調整される。界磁巻線群４．６は共通の界磁
電流調整用半導体変換器２１に並列接続し、界磁用半導
体変換器２１は主変圧器１の界磁用巻線２２に接続する
。
機を使用し、第１の車両の駆動電動機の電機子は直列接
続して１組の電機子群３を構成し、電機子群３に対応す
る界磁巻線も直列接続して第２の界磁巻線群４を構成す
る。同様に第２の車両の駆動電動機についても１組の電
機子群５と界磁巻線群６を構成する。電機子群３．５は
各々発電制動抵抗器１７．１９に接続する。従来と同様
抵抗器１７．１９は短絡スイッチ１８．２０により所要
の抵抗値に調整される。界磁巻線群４．６は共通の界磁
電流調整用半導体変換器２１に並列接続し、界磁用半導
体変換器２１は主変圧器１の界磁用巻線２２に接続する
。
界磁用半導体変換器２１の例を第４図について更に詳細
に説明すると、同図で２１１．２１２．２１３．２１４
はサイリスタ、２１５．２１６はダイオードで、このダ
イオード２１５．２１６は界磁巻線群４．６用界磁変換
器として共用する。
に説明すると、同図で２１１．２１２．２１３．２１４
はサイリスタ、２１５．２１６はダイオードで、このダ
イオード２１５．２１６は界磁巻線群４．６用界磁変換
器として共用する。
次に第５図で第４図の動作を説明する。
電源電圧が正の期間の点弧位相角α１ でサイリスタ２
１１にゲート信号Ｐ２１］を位相角α２でサイリスタ２
１２にゲート信号Ｐ２１２を与える。
１１にゲート信号Ｐ２１］を位相角α２でサイリスタ２
１２にゲート信号Ｐ２１２を与える。
次に、電源電圧が負となる期間の点弧位相角α１でサイ
リスタ２１３にゲート信号Ｐ２１３、α２でサイリスク
２１４にゲート信号Ｐ２１４を与える。
リスタ２１３にゲート信号Ｐ２１３、α２でサイリスク
２１４にゲート信号Ｐ２１４を与える。
界磁巻線群４．６に印加される電圧波形は同図に示すｖ
４、■６の波形となり、その平均値はＶ、、Ｖ６となる
。
４、■６の波形となり、その平均値はＶ、、Ｖ６となる
。
各界磁巻線群の電流工。、工。は次のようになる。
ここで、Ｒ４、Ｒ６は界磁巻線群４．６の抵抗である。
このように、位相角α１、α２を制御することにより界
磁電流を調整出来ることになる。この場合に、短絡スイ
ッチ動作直後における電機子電流の急上昇を避けるた、
め、短絡スイッチ動作直前にあらかじめ界磁電流蚕下げ
てから短絡スイッチを投入するようにするとよい。
磁電流を調整出来ることになる。この場合に、短絡スイ
ッチ動作直後における電機子電流の急上昇を避けるた、
め、短絡スイッチ動作直前にあらかじめ界磁電流蚕下げ
てから短絡スイッチを投入するようにするとよい。
第６図は、本発明の他の実施例を示す図で、第３図と異
なるところは２つの電機子群３．５に対して発電制動抵
抗器２３と短絡スイッチ２４とを共用して１組とした点
にある。
なるところは２つの電機子群３．５に対して発電制動抵
抗器２３と短絡スイッチ２４とを共用して１組とした点
にある。
電機子群を並列接続する場合、電機子群の電流差は規定
値内でなければならない。このためには電機子群に車輪
径や電動機特性に差があっても、各電機子電圧が規定値
内で々ければならないが、第６図のごとき構成をとるこ
とにより各界磁巻線の電流を各々制御して各電機子電流
の差を規定値内に出来る。
値内でなければならない。このためには電機子群に車輪
径や電動機特性に差があっても、各電機子電圧が規定値
内で々ければならないが、第６図のごとき構成をとるこ
とにより各界磁巻線の電流を各々制御して各電機子電流
の差を規定値内に出来る。
第７図はその動作を示し、各電機子群は車輪径、電動機
特性の差によって合成された界磁電流〜電機子電圧の特
性は同図Ａ、Ｂのように異なる。ここでＡは電機子群３
、Ｂは電機子群５の場合を示している。
特性の差によって合成された界磁電流〜電機子電圧の特
性は同図Ａ、Ｂのように異なる。ここでＡは電機子群３
、Ｂは電機子群５の場合を示している。
各電機子群の電流を揃えるには電機子群の合成端子電圧
を揃えればよい。必要な端子電圧をＶＭとすると、電機
子群３の界磁巻線群には１：ＦＡ 、電機子群５の界磁
巻線群には工ＦＨの電流を流せば、両電機子群の合成端
子電圧は一致し、電機子電流、も同一となる。
を揃えればよい。必要な端子電圧をＶＭとすると、電機
子群３の界磁巻線群には１：ＦＡ 、電機子群５の界磁
巻線群には工ＦＨの電流を流せば、両電機子群の合成端
子電圧は一致し、電機子電流、も同一となる。
この界磁電流の制御は各電機子群の電流を検出し、指令
値と比較して界磁変換器のサイリスクの点弧位相角α１
、α２を制御することにより容易に得ることが出来る。
値と比較して界磁変換器のサイリスクの点弧位相角α１
、α２を制御することにより容易に得ることが出来る。
なお、前記実施例としては他励式電動機を車両毎の単位
で分割した場合について述べたが、２台以上の電動機で
駆動する電気車であれば一車両内の電動機を２群に分割
するようにしてもよい。一方、同一電機子群および同一
界磁巻線群は全て直列接続した場合を示したが、直列接
続した場合にも同様に本発明を適用することができる。
で分割した場合について述べたが、２台以上の電動機で
駆動する電気車であれば一車両内の電動機を２群に分割
するようにしてもよい。一方、同一電機子群および同一
界磁巻線群は全て直列接続した場合を示したが、直列接
続した場合にも同様に本発明を適用することができる。
以上述べたように本発明の交流電気車の発電制動運転回
路は、界磁用半導体変換器を１台で共用でき、また抵抗
チョッパ等の制動運転専用の機器数を減らし装置全体を
小形、軽量かつ低価格とすることができるものである。
路は、界磁用半導体変換器を１台で共用でき、また抵抗
チョッパ等の制動運転専用の機器数を減らし装置全体を
小形、軽量かつ低価格とすることができるものである。
さらに、電動機の発生トルクの制御が界磁電流の調整に
より容易に行えるので特に制動時に滑走が発生した場合
、再粘着を図るため最適なトルク制御が可能となり、カ
行運転時にも他励電動機として使用すれば、無段階の弱
界磁運転が可能となり車両性能の向上、電動機の小形、
軽′量化を図ることが可能となる。
より容易に行えるので特に制動時に滑走が発生した場合
、再粘着を図るため最適なトルク制御が可能となり、カ
行運転時にも他励電動機として使用すれば、無段階の弱
界磁運転が可能となり車両性能の向上、電動機の小形、
軽′量化を図ることが可能となる。
第１図は従来のカ行運転時の回路図、第２図は同じ〈従
来の発電制動運転時の回路図、第３図は本発明の実施例
を示す回路図、第４図は同上界磁用半導体変換器部分の
回路図、第５図は第３図、第４図の回路での動作波形図
、第６図は本発明の他の実施例を示す回路図、第７図は
第６図回路の動作説明図である。 １・・・主変圧器 ２・・・主変換器３．５・・
・電機子群 ４．６・・・界磁巻線群７．８・・・平
滑リアクトル ９．１３．１７．１９．２３・・・発電制動用主抵抗器
１０．１４・・・抵抗器１１．１５．
１８．２０．２４・・・短絡スイッチ１２．１６・・・
チョッパ ２１・・・界磁用半導体変換器 ２２・・・界磁用巻線 ２１１〜２１４・・・サイリスタ ２１５．２１６・・・ダイオード
来の発電制動運転時の回路図、第３図は本発明の実施例
を示す回路図、第４図は同上界磁用半導体変換器部分の
回路図、第５図は第３図、第４図の回路での動作波形図
、第６図は本発明の他の実施例を示す回路図、第７図は
第６図回路の動作説明図である。 １・・・主変圧器 ２・・・主変換器３．５・・
・電機子群 ４．６・・・界磁巻線群７．８・・・平
滑リアクトル ９．１３．１７．１９．２３・・・発電制動用主抵抗器
１０．１４・・・抵抗器１１．１５．
１８．２０．２４・・・短絡スイッチ１２．１６・・・
チョッパ ２１・・・界磁用半導体変換器 ２２・・・界磁用巻線 ２１１〜２１４・・・サイリスタ ２１５．２１６・・・ダイオード
Claims (1)
- 複数個の駆動電動機で車両を駆動し制動時には電動機と
抵抗器で発電制動を行う交流電気車において２群に分割
した第１の電動機群の電機子群と第２の電動機群の電機
子群を個別の又は共通の制動抵抗器に接続し、第１群の
電動機群の界磁巻線群と第２群の電動機群の界磁巻線群
とを点弧位相角制御で制動運転時に各電機子群の電流が
規定値内になるように各界磁巻線群の電流を制御する界
磁用半導体変換器に並列接続したことを特徴とする交流
電気車の発電制動運転回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14243482A JPS5932304A (ja) | 1982-08-17 | 1982-08-17 | 交流電気車の発電制動運転回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14243482A JPS5932304A (ja) | 1982-08-17 | 1982-08-17 | 交流電気車の発電制動運転回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5932304A true JPS5932304A (ja) | 1984-02-21 |
Family
ID=15315216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14243482A Pending JPS5932304A (ja) | 1982-08-17 | 1982-08-17 | 交流電気車の発電制動運転回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5932304A (ja) |
-
1982
- 1982-08-17 JP JP14243482A patent/JPS5932304A/ja active Pending
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