JPS6027242B2 - 電気車制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気軍制御装置に係り、特に勾配線区や、地下
鉄線などの折り返し頻度の高い線区に使用される電気車
に好適な発電ブレーキ回路を有する電気車制御装置に関
する。

第１図は従来の電気車制御装置の電気回路図である。

図において、１は制御スイッチ、２は主幹制御器、３は
ブレーキ弁で、これらは前部および後部運転台にそれぞ
れ設置されている。

４は主電動機の回転方向を制御する逆転器、５は制動転
換器で、これらは各制御器にそれぞれ設置されている。

前部運転台よりのブレーキ指令は７線により与えられ（
この前部運転台での前進方向を逆転器４の前進側とする
。）、後部運転台よりのブレーキ指令は８線により与え
られる（この後部運転台での前進方向を逆転器４の後進
側とする。）。この図から判るように、運転台における
主幹制御器２からの走行方向指令と逆転器４の指示する
方向とが一致したときのみ、発電ブレーキ回路が形成さ
れるようになっている。

そのため、例えば電気車が前部運転台により操作され、
上り勾配を前進走行中に何らかの理由で停止し、うしろ
側（後進側）に走行いまじめたとき運転者が主幹制御器
２の逆転ハンドルを後進側にしてブレーキ指令を出して
も発電ブレーキ回路が形成されない（空気ブレーキは作
用する。）。しかし勾配が急で、しかも距離が長い場合
、このように後退時に空気ブレーキの作用のみで、発電
ブレーキが作用しないということは運転保安上好ましく
ない。前述のような場合に発電ブレーキ回路が形成され
ないようにしているのは、発電ブレーキ回路において短
絡ブレーキが起こるのを防止するためである。これを第
２図および第３図について説明する。第２図は、直流直
巻電動機を使用し、交叉回磁方式による発電ブレーキを
行なう場合の主回路の接続状態を示すもので、６ａ，６
ｂは主電動機電機子、７ａ，７ｂは界磁巻線、８ａ，８
ｂは界磁巻線７ａ，７ｂに流れる電流の方向を切り換え
て主電動機の回転方向を制御する逆転器、９は発電ブレ
ーキ用の抵抗器である。

また、め・，◇２は界磁の残留磁束の方向、ｅ，，ｅ２
は主電動機の誘起電圧、１，，１２は電機子６ａ，６ｂ
に流れる発電ブレーキ電流で、界磁巻線７ａ，７ｂに流
れる電流の方向と残留磁束の方向が一致し、さらに主電
動機誘起電圧、すなわち回転方向が制御安定側に一致し
ている。第３図は、第２図において主電動機の回転方向
のみを逆転した状態、すなわち、例えば前述のように上
り勾配を走行中に停止し、うしろ側に走行した場合の状
態を示す。

この状態で発電ブレーキ回路が構成されると、残留磁束
による誘起電圧がｅ，＞ｅ２であれば、電流１は図示の
ように流れ、この電流１により界磁巻線７ｂの磁束の方
向は破線矢印で示すように、残留磁束０２ に対して反
転する。この界磁巻線７ｂの磁束方向の反転により、誘
起電圧ｅ２の方向も破線矢印で示すように反転し、誘起
電圧ｅ，の方向と一致する。譲起電圧ｅ，とｅ２の方向
が一致すると、電流１が増加し、この電流１の増加によ
り誘起電圧ｅ２，ｅ２が増大し、電流１がさらに増加す
る。以下、電流増加→誘起電圧増大をくり返して主電動
機回路には短絡電流（通称短絡ブレーキといわれる。）
が流れ、主電動機ー主回路機器に損傷を与えることにな
る。このような短絡ブレーキの問題は、折り返し頻度の
高い線区に使用する場合にも生じる。すなわち、ある方
向に運転中、例えば主回路ヒューズや主抵抗器の断線等
により、力行回路構成用断流器は投入しても、力行主回
路電流が流れない状態になった時、次の折り返しで反対
の方向に走行し、発電ブレーキ指令を出すと、主電動機
の回転方向と逆転器の方向に対して残留磁束の方向が一
致せず、第３図に示す短絡ブレーキの回路が形成されて
しまう。そこで、第１図の従来方式では、運転者が逆転
ハンドルを後進側にしてブレーキ指令を出しても、発電
ブレーキ回路が形成されないようになっているわけであ
る。

本発明の目的は、短絡ブレーキ回路が構成されるのを防
止して、例えば前述の如く運転台の走行方向と逆方向に
走行したような場合にも、発電ブレーキを作用させ得る
電気車制御装置を提供するにある。

この目的を達成するため、主幹制御器の逆転ハンドルが
前進側または後進側に操作されたときには、主ハンドル
による力行指令とは無関係に、逆転器の指示する方向を
前記逆転ハンドルの操作方向と一致させ、一旦力行回路
に電流が流れたことと、前記逆転ハンドルの操作方向と
逆転器の指示方向の一致を条件に発電ブレーキ回路を形
成するようにしたことを特徴とする。

以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。

第４図は本発明の一実施例に係る電気軍制御装置の電気
回路図であり、図中、第１図と同一符号は同一物又は均
等物を示す。

この実施例は、第１図の従来例に比べ、前部運転台、後
部運転台共に前進指令線４線、後進指令線５線を主幹制
御器２の逆転ハンドル位置による常時加圧として力行指
令線Ｐ線が別に設けられ、制御器内にはＰ線加圧で動作
する力行検知継電器１０が追加されていること、発電ブ
レーキ指令線が前進側７線、後進側８線に区分けされて
いること、図示していない力行回路構成用断流器Ｌの補
助接点を介して一旦力行回路が形成されたのちは運転台
の制御スイッチ１からの指令線により運転する意志があ
る間自己保持する記億継電器１１が追加されていること
で異なっている。

図中、１２は逆流防止器、Ｌ，ａは断流器Ｌ，の連動補
助接点である。なお、前、後進指令の４，５線および発
電ブレーキ指令の７，８線は後部運転台出力部にて前部
運転台からの４，５線および７，８線と結び替えられ、
運転台から見て前進か後進かの指令になっていることは
、電気車用制御装置で一般的に行なわれている手法であ
る。

すなわち、前部運転台から見て前進時（後部運転台から
は後進時）には逆転器４の４線および７線が加圧され、
前部運転台から見て後進時（後部運転台からは前進時）
には逆転器４の５線および８線が加圧される。前部運転
台より運転する場合について説明する。

Ｚ風 前部運転
台に運転者が就き運転の意志があれば、制御スイッチ１
を投入する。制御スィツチーが投入されるとＴ線が加圧
され、編成中の制御装置全部が加圧される。Ｔ線は運転
者が前部運転台を離れるまで加圧されるのが普通であＪ
る。次に、主幹制御器２の逆転ハンドルを前進または後
進位置にする。逆転ハンドルを前進または後進位置にす
ると、主ハンドルとの機械的鎖錠が解け、主ハンドルの
操作が可能となる。主ハンドルを１〜４位置に操作する
ことにより、逆転ハンドルが前進側にあるときには４線
が加圧され、制御器内の逆転器４は前進側、制動転換器
５は力行側に転換して、図示はしていないが力行回路構
成用断流器Ｌ，が投入し、力行回路を形成して電気車は
前進側に力行、加速２する。逆転器４が正規位置に転換
して断流器Ｌが投入されると、その連動補助接点Ｌ，ａ
が○Ｎし、記億継電器１１のコイルが励磁され、記億継
電器１ １はＯＮする。

記億継電器１ １は、一３旦ＯＮすると自己のａ接点を
介してＴ線よりの加圧線で自己保持され、運転者が運転
台を離れるまでＯＮ状態を維持する。電気車を停止させ
ようとするときは、主幹制御器２の主ハンドルを切位置
に戻し、ブレーキ弁３をブレーキ位置に回す。

ブレーキ弁３がブレーキ位置に回されると（逆転ハンド
ルが前進側であれば）７線が加圧される。このとき逆転
器４が前進側にあれば逆転器４の補助接点および記億継
電器１１のａ接点を介して発電ブレーキ指令線が加圧さ
れて発電ブレーキ回路が形成され、発電ブレーキが作用
して電気車は停止する。次に何等かの理由によって電気
車が上り勾配区間の途中で停車し、摩擦ブレーキが弛む
などの現象のために、前部運転台から見て後進側に電気
車が走行を始めた場合について説明する。

電気車が後進側に走行を始めたため、運転者は逆転ハン
ドルを後進側にしてブレーキ弁３を扱う。逆転ハンドル
後進位置で５，８線が加圧される。５線加圧で逆転器４
は後進側に転換する。

逆転器４が後進側で８線が加圧され、記億継電器１ １
がＯＮであれば、発電ブレーキ指令が出され、後進の発
電ブレーキ回路が形成される。電気車が後進側に走行し
たとき、逆転器４を後進側として発電ブレーキ回路を形
成すれば、正常な交叉界磁の発電ブレーキが作用するこ
とは第３図の説明から明らかである。

また、下り勾配停車中の前進走行に対する前進ブレーキ
が正常に動作することはもちろんであるし、後部運転台
操作時は前部運転台指令に対して逆転器４の方向が前、
後進逆になるのみで、全く同様な動作をして常に発電ブ
レーキが正常に動作することがわかろう。

このように、本実施例によれば、運転者が運転の意志を
表明し、一度力行すれば以後、走行の方向に逆転器の方
向を一致させることにより、いつでも発電ブレーキを正
常に作用させることができ、運転保安度を格段に向上す
ることができる。

なお、前記実施例では、ブレーキ指令の前進ブレーキ、
後進ブレーキの区分けをブレーキ弁ハンドルの接点を介
して行なっているが、既存の電気車でブレーキ弁への接
点追加がむづかしい場合には、第５図に示すように、補
助継電器１３，１４を用いて区分けすることもできる。

また、第６図に示すように、ブレーキ指令線は７線のみ
とし、制御器内にブレーキ検知総電器１５を設けること
もできる。第７図は本発明のさらに他の実施例に係る電
気車制御装置の電気回路図であり、図中、第１図と同一
符号は同一物又は均等物を示す。

この実施例が、第′１図の従来例と異なる点は、前部運
転台、後部運転台よりのブレーキ指令の区別をなくし、
ブレーキ指令は７線のみとし、運転台よりの前進、後進
指令と逆転器の方向とが一致し、さらに主回路電流が流
れたことを検出記憶するための記億継電器１６が設けら
れていることである。

図中、１７は記億継電器制御用サィリスタ、１８は主回
路に電流が流れたことを検出する電流検出器（この電流
検出器は、他の制御のために、制御器内に設けられてい
る限流装置、露流継電器等の出力を用いればよい。）で
、その出力によりサイリスタ１７を点弧制御する。前部
運転台より制御する場合について説明する。

制御スイッチ１を投入し、主幹制御器２の逆転ハンドル
を前進側にし、さらに主幹制御器２の主ハンドルを１〜
４位置に進めることにより、４線が加圧される。

４線の加圧により、制御器内の逆転器４は前進側、制動
転換器５は力行側に転換し、図示まないが、力行回路構
成用断流器Ｌが投入され、主回路が構成されて電気車は
前進側に力行加速される。

主回路に電流が流れると、電流検出器１８の出力により
、記憶総電器制御用サィリスタ１７を点弧する。

記憶制御用サィリスタ１７の点弧導通により、記億継電
器１６は動作する。記億継電器１６は一旦動作すると、
運転台主幹制御器２の逆転ハンドルを切位置にして電源
回路をＯＦＦするまで保持される。次に電気車を停止さ
せるために、主幹制御器２の主ハンドルを切位置に戻し
、ブレーキ弁３をブレーキ位置に回すと、運転台より７
線が加圧される。

制御器内においては逆転器４が前進側にあり、記億継電
器１６が動作状態であれば、始めて制動転換器５が制動
側に転換し、発電ブレーキ回路が形成される。後部運転
台からの指令に対しても、全く同様にして、電気車の進
行方向（主電動機の回転方向）と逆転器の方向と、主電
動機の残留磁束の方向が一致したときのみ発電ブレーキ
回路が形成され、主回路に何等かの異常があったとして
も、第３図に示す短絡ブレーキの回路は形成されない。

本実施例によれば、簡単な回路（機器）の追加で、短絡
ブレーキ回路が形成される事を防止でき、常に発電ブレ
ーキを正常に作用させて運転保安度を格段に向上する事
ができる。また、第８図は第７図の変形例である。

第７図に比べ、記憶総電器１６の回路に力行時に投入す
る断流器Ｌ，の連動補助接点Ｌａが設けられている。こ
の運動補助接点Ｌａを設けることによって、力行電流に
より主電動機の残留磁束の方向を強制的に矯正し、矯正
された残留磁束の方向を記億継電器１６で記憶すること
になるので、第７図の実施例に比べさらに短絡ブレーキ
回路防止の確実度を増すことができる。その他、発電ブ
レ−キ回路の構成を一般的な交叉界磁方式で説明したが
、電機子と界磁を直列に接続した発電ブレーキ回路（こ
の場合、力行時とブレーキ時では界磁または電機子の極
性を反転させる）においても、本発明を適用することに
より、短絡ブレーキ回路が構成されるのを防止して、常
に発電ブレーキを正常に動作させ得ることは勿論である
。

以上説明したように、本発明によれば、主幹制御器の逆
転ハンドルが前進側または後進側に操作されたときには
、主ハンドルによる力行指令とは無関係に、逆転器の指
示する方向を前記逆転ハンドルの操作方向と一致させ、
一旦力行回路に電流が流れたことと、前記逆転ハンドル
の操作方向と逆転器の指示方向の一致を条件に発電ブレ
ーキ回路を形成するようにしたので、発電ブレーキ回路
において短絡ブレーキが生じるのを防いで、例えば前述
の如く運転台の走行方向と逆方向に走行したような場合
にも、発電ブレーキを作用させることができ、運転保安
度を格段に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来における電気車制御装置の電気回路図、第
２図は交叉界磁方式によって発電ブレーキを行なう場合
の主回路の接続状態を示す結線図、第３図は第２図にお
いて主電動機の回転方向のみを逆転した場合の主回路の
結線図、第４図は本発明の一実施例に係る電気車制御装
置の電気回路図、第５図ないし第８図は本発明の他の実
施例に係る電気制御装置の電気回路図である。 １・・・・・・制御スイッチ、２・・・・・・主幹制御
器、３・・・・・・ブレーキ弁、４，８ａ，８ｂ・・・
・・・逆転器、５・・・・・・制動転換器、６ａ，６ｂ
・・・・・・主電動機電機子、７ａ，７ｂ・・・・・・
主電動機界磁、１１，１６・・・・・・記億継電器、１
７・・・・・・サィリスタ、１８・・・…電流検出器、
Ｌａ・・・・・・断流器の連動補助接点。 氷１図滋２図 矛３図 矛４図 才５図 才６図 矛７図 矛８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気車を駆動する直流直巻電動機と、主ハンドルと
   逆転ハンドルを有する主幹制御器と、ブレーキ弁と、前
   記直流直巻電動機の回転方向を制御する逆転器とを備え
   、前記主幹制御器からの前進または後進指令により前記
   直流直巻電動機による力行回路を形成し、前記ブレーキ
   弁からのブレーキ指令により前記直流直巻電動機による
   発電ブレーキ回路を形成するものにおいて、前記主幹制
   御器の逆転ハンドルが前進側または後進側に操作された
   とき、前記主ハンドルによる力行指令とは無関係に、前
   記逆転器の指示する方向を前記逆転ハンドルの操作方向
   に一致させる第１の手段と、一旦力行回路に電流が流れ
   たことと前記逆転ハンドルの操作方向と逆転器の指示方
   向が一致したことを条件に前記発電ブレーキ回路を形成
   する第２の手段を設けたことを特徴とする電気車制御回
   路。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記第２の手段は
   、力行回路に電流が流れると動作し、一旦動作すると運
   転中その動作状態を維持する継電器であることを特徴と
   する電気車制御装置。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記力行回路に電
   流が流れたことを、力行回路構成用断流器の補助接点に
   より検出することを特徴とする電気車制御装置。 ４ 特許請求の範囲第１項において、前記力行回路に電
   流が流れたことを電流検出器により検出することを特徴
   とする電気車制御装置。