JPS6011521B2 - 電気車の抑速制動方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はチョッパを用いて函動機を制御する直流電気
車の抑速制動方式に関するものである。

従来、抑遠制動はカム式等の発電制動付抵抗制御車で実
施されているが、これは次の理由による。すなわち、発
電制動回路の負荷抵抗値を一定にすると第１図３Ａ．３
Ｂ，３Ｃに示すような特性曲線となり、勾配特性曲線４
Ａにおける抑速平衡遮点５Ａ，５Ｂ，５Ｃより速度が高
くなると鷲敷機電流が増えて制動トルクが増え、自動的
に速度が低下することになって結局、勾配条件によって
定まる平衡速度に収束することになるためである。もち
ろん、この抵抗値は勾配条件と必要な平衡速度から決定
され、３Ａ〜３Ｃのように複数のノッチ数が設けられる
のが通常である。一方、近来チョッパによる直流電気車
の制御が実用化され、特に回生制動が容易にまた広範囲
に適用できるため、節電形車両として活躍している。

しかしながら、この回生付チョツパ制御車では主に次の
２つの理由により抑途制動が困簸とされていた。第１の
理由は、回生負荷は絶えず変動するものであって、制動
トルクが確保できない可能性があるためである。

すなわち、回生制動トルクが不十分ならば空気制動が必
要となるが、長時間空気制動を作用させることは制動シ
ューの温度上昇を伴ない、シュ−の破壊に至れば停車で
きないことになり極めて危険である。第２の理由は、前
述の抵抗制御車と異なり、回生付チョツパ制御車では、
全範囲が連続制御であり、通流率を制御要素とした電流
制御が主体となった速度要素は無関係となっているため
自己速度平衡特性を有していないためである。

この２つの問題点のうち、第１に対しては、最近、エネ
ルギー消費節減の亀馬点から、回生ィンバータ付の変電
伝所を設鷹して回生車のエネルギーを亀力系統へ帰還吸
収することが検討されており、回生負荷不足というこの
問題は解決できる見通しがついたといえる。

しかし、第２の問題点について、回生付チョッパ制御車
で抑途制動を行なうためには、指令速度と実速度とを比
較演算して制動トルクを制御する速度演算部が必要とな
り特に実速度を検出するために速度発電機や信号変換器
のような機器が追加となる。

この発明は、この匁点を除去するもので、すなわち、非
常に簡単な回路で、追加機器もなく、聡美な回生付チョ
ッパ車の抑速制動制御を可館にするものである。

以下この発明の一実施例を詳細に説明する。

第２図において、１‘ま回生制動範囲の上限を示す曲線
であり、曲線１より下の領域２が連続制御領域とする。
この領域２の中で、第１図の３Ａに相当する速度対蟹流
パターン３を作れば、ある勾配条件の曲線４との交点で
ある速度平衡点５で抑選制動が可能であることは抵抗制
御車と同様である。このパターン３を作るためには、速
度信号が必要であるがこの発明では、回生制御系に使用
している電動機電圧を使用するようにしているので追加
機器はない。第３図はこのパターン発生回路の概略を示
しており、チョツパ制御回路に使用されているリニア１
．Ｃ演算増中器Ｋ，．Ｋ２等を数個追加するだけでよく
。

チョッパ装置としては外形・重量・価格的にはまった〈
増えないと考えてよい。さらに具体的に説明すると、先
ず柳速／ッチＮの作動で抑選指令が来ると速度平衡点５
に相当する電動機電圧値ＥＮｏと電動機電流値ＩＭｏを
発生させ、実際に検出された電動機電圧ＥＭとＥＭｏと
の差に応じて電動機電流指令値ＩＰ，を補正するように
する。

すなわち第４図に示すような次式の関係を持たせたＩＰ
，を発生させる。ＩＰ，＝Ｉ肌十Ｋ，（ＥＭ−ＥＭ。）
……〔１〕このＩＰ・にしたがった電流制御を行なえば
、もし速度平衡点より速度が高いと、ＥＭがＥｗｏより
大きいためＩＰ，も大きくなり、制動トルクが増して減
速し最終的に平衡点に収束する。速度と電動機電圧ＥＭ
は１：１の対応ではなく、第２図の曲線１が示すように
電動機図流の関数になる。

（ＥＭ＝ＥＭｏ一定の曲線は第２図８のようになる）し
かし、式〔１〕のＫ，を簿当に選定すれば、第１図の３
Ａとほぼ同等な第２図の曲線３の特性を得ることができ
る。それだけでなくＫ，を可能な範囲で大きくすれば、
第２図の曲線３′のように機軸とほぼ平行な特性となっ
て、種々の勾配条件即ち、第２図の曲線４，６，７と交
わる平衡速度５，９，１０がほぼ同じとなり、鰹想的な
抑遠制動に近くなる。したがって従釆のように同一平衡
速度に対しても、勾配条件によって桝速ノッチを変える
必要がなくなることにもなる。以上述べたこの発明によ
ると抑遠制動方式によれば、４・さな部品を数個追加す
るだけで、チョッパ制御で困難とされていた抑選制動を
、抵抗制御車と同等以上の特性を持つたものとして実現
できるものである。

さらに技近は自動可変界磁方式など各種のチョッパ方式
が提案されているが抑速制動に必要な領域が連続制御領
域に含まれていれば、方式如何にかかわらずこの発明が
適用できることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のカム式発電制動付抵抗制御車における抑
速制動特性図「第２図はこの発明の一実施例を示す抑途
制動特性図、第３図はこの発明の要部である電流指令値
発生回路の一実施例を示す概略図、第４図はこの発明に
おける抑速制動電流指令値の特性図である。 なお、図中同一符号は同一部分を示す。図中、２は連続
制御領域、３，３′は速度対電流パターン曲線、４，６
，７は勾配特性曲線、５，９，１０は抑遠平衡点、ＥＮ
は電動機電圧、ＥＭｏは速度平衡点に相当する蟹動機電
圧値、ＩＭｏは電動機電流、ＩＰ，は電動機電流指令値
、Ｋ，，Ｋ２は演算増中器である。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ チヨツパを用いて電動機を制御する直流電気車にお
   いて、抑速指令に基づく速度平衡点に相当する電動機電
   圧値と電動機電流値を発生させ、実際に検出された電動
   機電圧値と上記電動機電圧値との偏差に応じ上記電動機
   電流値を補正して得られた電動機電流指令値に基づいて
   上記電動機電流の制御を行なうことを特徴とする電気車
   の抑速制動方式。