JPS6032406B2 - バ−ニア制御方式の電気車制御装置 - Google Patents

バ−ニア制御方式の電気車制御装置

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JPS6032406B2
JPS6032406B2 JP10591379A JP10591379A JPS6032406B2 JP S6032406 B2 JPS6032406 B2 JP S6032406B2 JP 10591379 A JP10591379 A JP 10591379A JP 10591379 A JP10591379 A JP 10591379A JP S6032406 B2 JPS6032406 B2 JP S6032406B2
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rectifier
output
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彰 木村
義雄 筒井
寛 佐藤
久勝 木脇
龍郎 堀江
厚重 小林
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Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気軍制御装置に係り、特にバーニア制御方式
の電気軍制御装置に関する。
サィリスタ方式の交流電気車においては、力率向上や架
線電流に含まれる高調波成分の低減のため変圧器の2次
巻線を複数個に分割し、その各々に整流装置を設け、直
流側を直列に接続して電動機に給電するようにしている
このような多くの整流装置を制御するための装置をでき
るだけ簡単、かつ安価とする方法に、比較的高価な移相
器を1個だけ用いて電動機電流を制御するバーニア制御
方式がある。
すなわち、複数段の整流装置のうち1段のみを位相制御
するようにし、他の1段ないし複数段の整流装置には単
にスイッチ機能を持たせるものである。
第1図はこのようなバーニア制御方式の電気車の主回路
構成および制御装置の構成を示す図であり、図は簡単化
のためスイッチ機能を持つ整流装置は1段のみで示して
ある。
パンタグラフPAは変圧器Tの1次側に接続され、2次
側には整流装置Re,,Re2の交流側が接続され、そ
の直流側は直列に接続され電動機MOに接続されている
。また、電流指令Pは磁気移相器MPS、電動機MOに
直列に挿入された直流変流器DCCT出力と比較され、
パルストランスFT2を介して整流装置Re2のサィリ
スタのゲートに加えられている。また、磁気移相器MP
S出力は最大通流率検知回路MAXに加えられ、最大通
流率検知回路MAX出力はフリツプフロツプFFに加え
られ、フリツプフロツプFF出力はパルストランスPT
Iを介して整流装置Re,のサィリスタのゲートに加え
られている。このような電気車制御装置にいて、フリッ
プフロツプFFリセット状態ではパルストランスPTI
は出力を発生せず整流装置Re,は遮断状態、セット状
態ではパルストランスPTIが出力を発生し、整流装置
Re,は導適状態にある。
ところで、起動時にはフリツプフロツプFFはリセット
状態にあり、磁気移相器MPSは電動機MOの電流が電
流指令Pに応じた値となるよう整流装置Re2の、サィ
リスタの位相制御を行なう。
つぎに、電気車が加速されると電動機MOの逆起電力が
大きくなって磁気移相器MPS出力が大きくなり、最大
に達すると最大通流率検知回路MAXがこれを検知して
フリップフロッブFFをセットする。この結果、パルス
トランスPTIを介してサィリスタにゲート信号が加わ
って整流装置Re,は導適状態となる。
磁気移相器MmSは整流装置Re,,,Re2の電圧の
和がフリップフロップFFのセット以前と等しくなるよ
う出力を発生するので、整流装置Re2の電圧は整流装
置Re,が導適状態になると自動的に一旦最小となり、
電気車がさらに加速されるにつれて再び大きくなってゆ
く。ところで、フリツプフロツプFFがセットされたと
き直ちに整流装置Re,の直流側に変圧器Tの二次巻線
の全整流電圧が発生するようにすると、整流装置Re2
の電圧と共に加算されて電動機MOに加わることになる
。すなわち、磁気移相器MPS、整流装置Re2、直流
変流器DCCT等で構成された電流制御系に大きな外乱
が加わることになる。
このとき、磁気移相器M円S出力は自動的に絞り込まれ
るのであるが、そには通常いくらかの時間遅れを伴なう
ので、整流装置Re2の電圧が十分小さくなるまでの期
間、過渡的に過大な電流が電動機MOに流れる。この過
電流は整流装置Re,,Re2に悪影響を与えこれを損
傷したり、電動機MOのフラッシオ−バの原因となった
り、過大なトルクを発生させて車輪の空転を誘発したり
、さらに減速歯車や車軸などの駆動装置に悪影響を与え
る恐れもある。
本発明の目的は切換時における電動機電流の過渡的な変
動を防止したバーニア制御方式の鰭気車制御装置を提供
するにある。本発明は切襖時に位相制御れるもの以外の
整流装置出力を漸次発生させるようにしたものである。
第2図は本発明の1実施例を示す図であり、パンタグラ
フPAは変圧器Tの1次側に接続され、2次側には整流
装置Re,,Re2の交流側が接続され、直流側は直列
に接続されて電動機MOに接続されている。
また、電流指令Pは磁気移相器M円Sで電動機MOに直
列に、挿入された直流変流器DCCT出力と比較され、
パルストランスPT2を介して整流装置Re2のサィリ
スタのゲートに加えられる。一方、滋気移相器MPS出
力は最大通流率検知回路MAXに加えられ、最大通流率
検知回路MAX出力はフリツプフロツプFFに加えられ
、フリツプフロップFF出力は抵抗器RIを介してコン
デンサCIに加えられ、コンデソサCIの電圧は第2の
移相器PSに加えられ、移相器笛出力はパルストランス
PTIを介して整流装置Re,のサィリスタの、ゲート
に加えられている。
このような電気車制御装置において、磁気移相器MPS
、整流装置Re2、直流変流器DCCT、パルストラン
スPT2で電流制御系が構成され、電動機MOの電流が
電流指令Pに応じた値となるように制御が行われるのは
第1図の、従来例の場合同様である。
また、フリツプフロツプFFのリセット期間中にはは移
相器PSの入力は零であり、整流装置Re,は遮断状態
にある。
一方、セット期間中には抵抗器RIを介して移相器PS
に入力電圧が加わり、移相器門出力はパルストランスP
TIを介してサィリスタのゲートに加わり、整流装置R
e,は導適状態となる。
このような構成において、起動時にはフIJップフロッ
プFFはリセット状態にあり、電動機MOの電流が電流
指令Pに応じた値となるよう整流装置Re2の、位相制
御が行なわれる。電気車が加速されると電動機MOの逆
起動力が次第に大きくなって磁気移相器M鴎出力も大き
くなり、最大に達したのを最大通流率検知回路MAXが
検検知するとフリツプフロツプFFがセットされる。フ
リップフロップFF出力は抵抗器RIを介してコンデン
サCIに加わり、移相器PSの入力鰭圧が一定時定数で
増加する。そこで、移相器PS出力もこれに応じて徐々
に増加し、パルストランスPTIを介して整流装置Re
,のサイリスタのゲートに加えられる。
この結果、整流装置Re,の直流側電圧は次第に大きく
なり、コンデンサCIの電圧が最大に達すると最大とな
る。磁気移相器MPSは整流装置Re,,Re2の電圧
の和がフリップフロップFFのセット以前と等しくなる
よう出力を発生するので整流装置Re2の電圧は整流装
置Re,の出力が増加するのに応じて一旦減少し、電気
車が加速されると再たび増加する。ところで、整流装置
Re,の電圧変化は電流制御系にとっては外乱であるが
、この変化速度を電流制御系の応答速度に比べ十分小さ
く選ぶことにより、過渡的に電動機MOの電流が変動す
るのを防止することができる。
この結果、切換え時に過電流が発生し整流装置Re,,
Re2や駆動装置に悪影響を与えたり、電動機MOにフ
ラシオーバを誘起したり、車輪の空転を誘発したり、乗
心地を損なうなどの恐れがなく、従来例の問題点を改善
することができる。
なお、新たに、設けた第2移相器PSは磁気移相器MP
Sのように電流制御機能が必要ないので、比較、増幅、
制御系の安定化などの高度の機能が必要なく簡単な構造
のもので十分である。ところで、第2図の実施例におい
て、上り勾配に差掛かるなどして負荷が大きくなり、電
気車が減速すると電動機MOの逆起力も小さくなる。し
かしながら、フリツプフロツプFFがセット状態にある
と電動機MOに加わる電圧は整流装置Re,の電圧より
小さくなることはなく、電流制御が不可能となって電動
機MOに過大な電流が流れる。この結果、駆動力が不必
要に大きくなって秦心地を損なったり、空転を誘発した
り、さらに電動機MOや整流装置Re,,Re2を損な
うなどの重大な事故の要因となる恐れがある。第3図は
このような第2図の実施例の問題点を改善するための本
発明の他の実施例を示す図である。
すなわち、磁気移相器MPSの出力が最小となったのを
検知する最小遠流率検知回路NINを新たに設け、その
出力をフリツプフロツプFFに加えるようにした点が第
2図と異なり他は第2図と同様である。
このような電気車制御装置では、フリツプフロツプFF
のセット状態において電気車が減速し、磁気移相器M俺
出力が最小となったのを最小通流率検知回路MINで検
知するとフリップフロップFFをリセットする。
そこで、コンデンサCIの電圧は抵抗RIを介して一定
時定数で放電し、移相器PSの入力電圧が次第に小さく
なって整流装置Re,の電圧は零となる。この場合、滋
気移相器M円Sは電動機MOの電流を電流指令Pに応じ
た値となるように制御しているので、整流装置Re,の
電圧が減少するに応じて整流装置Re2の、出力を増加
させるが、整流装置Re,の電圧減少速度を電流制御系
の応答速度に比べて十分小さく選べば過渡的に電動機M
Oの電流が変動するの防止できる。
これは第2図の実施例の場合と同様である。このように
して、速度に応じて電動機MOの印加電圧を小さくする
ことができ、電流制御が不可能となることはなく、第2
図の実施例の問題点を改善することができる。
ところで、第3図の実施例において整流装置Re,の電
圧の変化速度は抵抗R1、コンデンサCIの大きさで定
まり、これは前述のように磁気移相器MPS、整流装置
Re2、直流変流器DCCT等で構成された電流制御系
の応答時間に比べ十分小さく選んである。
そこで、電流指令Pを急変した場合、例えばフリップフ
ロップFFがセットされ整流装置Re,が電圧を発生し
ている状態において、電流指令Pを急減させると磁気移
相器MPSは直ちに絞り込まれ、整流装置Re2の電圧
は急激に減少するが、整流装置Re.の電圧の変化速度
は電流制御系の応答速度に比べて〈、電流指令Pに応じ
た迅速な電動機MOの電流変化が得られない。
また、フリップフロップFFのリセット状態におし・、
電流指令Pを急増させると磁気移送器MPS出力は直ち
に増大して整流装置Re2の電圧は急激に増加するが、
整流装置Re,の電圧はフリツプフ‐0ップFFがセッ
トされた後、移送器凶の入力電圧に応じて徐々に増加す
る。
そのように、第3図の実施例では電流指令Pを変えた場
合における整流装置Re,の電圧の変化が遅く、電気車
の迅速な加速あるいは減速がが不可能となり運転性能が
損なわれる恐れがある。
第4図はこのような問題点を改善するための本発明の他
の実施例を示す図である。すなわち、微分回路Dを新た
に設けてこれに電流指令P加え、その出力出圧とフリツ
プフロツプFF出力との和を抵抗器RIに加えるように
した点が第3図と異なり、他は第3図と同様である。
なお、微分回路DはフリップフロップFFのセット期間
中に電流指令Pが加わったときは出力を発生するが、リ
セット期間中には出力を発生しないようにするものであ
る。このような構成において、電流指令Pを急増させる
と磁気移相器MmS出力は直ちに増大し、フリツプフロ
ップFFがセットされると微分回路Dは電流指令Pの変
化に比例した出力を発生し、フリップフロップFF出力
との和が抵抗RIに加えられる。
そこで、電流指令Pの変化が急辿袋なほどコンデンサC
Iは大電圧で充電されることとなり、整流装置Re,の
電圧は急速に増加する。一方、電流指令Pを減少させる
と微分回路Dは負の出力を発生し、コンデンサCは急速
に放電する。このように、電流指令Pの変化に応じて整
流装置Re,の電圧が迅速に変化し、第3図の実施例の
問題点を改善することができる。
また、電流指令Pを変えることなく電気車が加速されて
磁気移相器MPS出力が最大に達した場合には微分回路
Dの出力は零であり、移相器PSの入力電圧は一定時定
数で増加するので整流装置Re,の電圧は徐々に増大し
、過渡的に電動機MOの電流が変動する恐れはない。
本発明によれば切換時における電動機電流の過渡的な変
動を防止したバーニア制御方式の電気軍制御装置を提供
することができ、その工業上の効果は大なるものがある
【図面の簡単な説明】
第1図は従来技術を示す図、第2図は本発明の1実施例
を示す図、第3図は本発明の他の実施例を示す図、第4
図は本発明の他の実施例を示す図である。 T・・・変圧器、Re,,Re2・・・整流装置、MP
S・・・磁気移送器、MAX・・・最大通流率検知回路
、FF・・・フリップフロップ、R1・・・抵抗器、C
I・・・コンデンサ、塔・・・移相器、D・・・微分回
路。 第1図 第2図 第3図 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数個の2次巻線を持つ変圧器、該変圧器の2次巻
    線に接続され位相制御により出力電圧を自由に調整でき
    るバーニア段の整流装置、上記変圧器の他の2次巻線に
    接続され出力電圧を零と最大値との間にオンオフ制御さ
    れるスイツチ段の整流装置、上記バーニア段の整流装置
    を位相制御する移相器、該移相器出力が最大となつたの
    を検知する検知手段、該検知手段の出力でセツトされ上
    記スイツチ段の整流装置の出力電圧を最大に切換える記
    憶要素を備えたバーニア制御方式の電気制御装置におい
    て、上記記憶要素がセツトされた場合上記スイツチ段の
    整流装置の出力電圧を所定の時定数をもつて最大値まで
    漸増させる手段を備えたことを特徴とするバーニア制御
    方式の電気車制御装置。 2 複数個の2次巻線を持つ変圧器、該変圧器の2次巻
    線に接続され位相制御により出力電圧を自由に調整でき
    るバーニア段の整流装置、上記変圧器の他の2次巻線に
    接続され出力電圧を零と最大値との間にオンオフ制御さ
    れるスイツチ段の整流装置、上記バーニア段の整流装置
    を位相制御する移相器、該移相器出力が最大となつたの
    を検知する第1の検知手段、上記移相器出力が最小とな
    つたのを検知する第2の検知手段、上記第1の検知手段
    出力でセツトされ上記第2の検知手段出力でリセツトさ
    れセツト状態となつたとき上記スイツチ段の整流装置の
    出力電圧を最大に切換えるとともにリセツト状態となつ
    たとき上記スイツチ段の整流装置の出力電圧を零に切換
    える記憶要素を備えやバーニア制御方式の電気車制御装
    置において、上記記憶要素のセツトあるいはリセツトに
    応じて、上記スイツチ段の整流装置の出力電圧を所定の
    時定数をもつて最大値まであるいは零まで漸増減させる
    手段を備えてことを特徴とするバーニア制御方式の電気
    車制御装置。 3 特許請求の範囲第1項記載の電気車制御装置におい
    て、上記移相器の入力信号を微分する微分回路を備え、
    該微分回路出力で上記整流装置のうち位相制御されるも
    の以外の整流装置を導通状態とする速度を制御する手段
    を備えたことを特徴とするバーニア制御方式の電気車制
    御装置。 4 特許請求の範囲第2項記載の電気車制御装置におい
    て、上記移相器の入力信号を微分する微分回路を備え、
    該微分回路出力で上記整流装置のうち位相制御されるも
    の以外の整流装置を導通状態及び非導通状態とする速度
    を制御する手段を備えたことを特徴とするバーニア制御
    方式の電気車制御装置。
JP10591379A 1979-08-22 1979-08-22 バ−ニア制御方式の電気車制御装置 Expired JPS6032406B2 (ja)

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JPS6289308U (ja) * 1985-11-25 1987-06-08
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