JPS6041521B2 - 電気車の電動機制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気車の電動機制御装置に関し、特に電動機
の保護制御装置に関する。

第１図は従来の電気車用電動機の制御装置を示し、複巻
電動機の場合である。

同図ａには界磁チョッパ制御装置による主回路結線を、
ｂにはしや断器制御回路の結線を示す。電車線１からパ
ンタグラフ２を通して電機子３、直巻界磁コイル４〜池
励界磁コイル５に給電される。ここで、抵抗値調整可能
にされた主抵抗器６は、電機子３に直列接続されて電気
車の起動時の起動電流を抑制する。チョッパ７は他励界
磁コイル５のコイル電流を制御する。フライホイールダ
イオード８はチョッパ７がオフ状態にあるときに他励界
磁コイル５の電流を循環させる。さて、電動機の保護手
段としては、電機子回路の電流が予め設定された調整電
流より大きくなると自動的に接点を開く高速度しや断器
接点９と「このしや断器接点９と並列に設ける限流抵抗
器１０と、電機子回路のしや断器接点１ １と、他励界
．滋回路のしや断器接点１２とを備える。なお、１３主
回路の接地である。上記しや断器の制御回路は、制御回
路用低圧電源１４、主幹制御器１５、リセットスイッチ
１６．、高速度しや断器の操作コイル１７およびその１
連動接点１８と１９、電子回路しや断器の操作コイル２
０およびその連動接点２１、他励界磁回路．しや断器の
操作コイル２２備える。

この制御回路の動作を説明する。

まずリセットスイッチ１６を押すと、高速度しや断器操
作コィルー７が励磁され、高速度しや断器接点９が投入
される。高速度しや断器は一旦投入されると連動接点１
８を通して自己保持される。この状態で、主幹制御器１
５を力行側に投入すると、高速度しや断器の連動接点１
９を通して電機子回略しや断器の操作コイル２０が励磁
され、その接点１ １を閉じると共に連動接点２１を閉
じる。接点２１の閉路で、池励界磁回略しや断器の操作
コイル２２が励磁され、その接点１２を閉じる。以上の
動作で電動機運転が可能になる。また、主回路を開く場
合は、主幹制御器１５を切位置に戻す事により、電機子
回路しや断器操作コイル２０及び他励界磁回略しや断器
操作コイル２２が無加圧となり、その接点１１及び１２
を開く。この場合、高速度しや断器は自己保持しつづけ
、接点９を閉じたままである。次に、主回路を閉じた状
態で、電機子回路電流が高速度しや断器の調整値を越え
ると、高速度しや断器がしや断してその接点９を開き、
連動接点１９の関路で電機子回略しや断器の接点１１、
さらには池励界滋回略しや断器の接点１２を開き、主回
路のしや断をする。

このとき、高速度しや断器は一旦開くと連動接点１８の
開路で操作コイルが無加圧となり、他のしや断器も含め
て再投入はされない。再投入するにはリセットスイツチ
１６を押して操作コイル１７を励磁する。さて、他励界
磁回路は大きなィンダクタンスを有し、その回路時定数
は数百ミリ秒となる。

このため、極めて短時間の現象を考えると、他励界磁電
流の変化は小さく、界磁磁束の変化も小ない。したがっ
て、電機子３の議起電圧も一定と考えてよい。このこと
は電車線の電圧が急増又は急減したときに、電機子誘起
電圧と電車線電圧との差により電機子１に大きな電流が
流れることを意味する。電車線電圧は同じ電車線か受電
している他の電気車の力行あるいは力行オフ等によって
変動するものであり、この変動が大きいと電機子電流が
高速度しや断器の調整値を越え前記の如く主回路しや断
を起す。このように、電気車自体には異常がないのに、
他の電気車の力行等で高速度しや断器が動作し、その後
リセット扱いをしなければ再投入できないということは
、運転士に余分な負担をかけることになり好ましくない
この解決策として、高速度し鎌鯵夢議鱗潔率争議鞠撚る
こと、また電気車自体に事故が発生したときには主回路
を迅速に開きたいことから設定値を極端に高くすること
は好ましくない。

ところで、電気回路一般において、例えば特公昭３５一
３６２７号公報に開示されているように、過電流検出に
よる回路開放が予定時間内に予定回数生じるまでは自動
再閉路を行い、前記予定時間内に予定回数に達しないと
きは、開放回数カゥンタをリセツトすることが知られて
いる。

しかし、このような技術を電気車にそのまま適用するこ
とはできない。

すなわち、開放回数カウンタを予定時間満了により、リ
セットすると、リセット動作は殆んど電気車の走行中に
行われることとなり、安全上望ましくないｏ本発明の目
的は、安全で確実に、電気車自体の事故に迅速な保護動
作を行うとともに、外部要因によるしや断器動には自動
リセットを行い運転手の負担を軽減しうる電気車の電動
機制御装置を提供することである。

本発明の特徴とするところは、電気車の電動機の電機子
回路のしや断器および上記電機子回路から独立した界磁
回路のしや断器を主幹制御器で開閉制御する電動機制御
装置において、電動機の電機子と直列接続され過電流を
検出して回路開放を行い鎖錠装置を持つ電流検出器と、
この電流検出器の動作回数を計数するカゥンタと、この
カゥンタの計数値が予め設定した回数に達するまでは上
記電流検出器の鎖錠を自動的に解除する制御装置と、上
記カウンタを電気車の客室の開閉操作が行われる都度あ
るいは電気車の進行方向の切襖操作が行われる都度リセ
ットする手段を設けることである。

すなわち、直巻電動機の場合と異り、電機子回路と独立
した界磁回路を有する分巻、他励あるいは複巻電動機を
もつ電気車では、前述したように、界磁回路の時定数が
大きいので、架線電圧の上昇に対して、界磁電流の増加
が遅れ、電機子電圧が急上昇できないため、電機子電流
が過電流となり易い性質をもつ。

つまり他の形式の電気車に比べ、自己の異常でなく、外
部要因によって過電流となる機会が多い訳であり、過電
流が数回連続して生じない限り、自己に異常はないもの
と考えてよい。ところで、この電気車では、電機子およ
び界磁回路のしや断器１１および１２は、共に主幹制御
器１５により開閉制御がなされており、電気車の走行中
にはいずれも投入状態にある。

一方、予定時間の満了によって、過電流しや断回数カウ
ンタをリセットすると、そのリセツト動作は、殆んど電
気車の走行中に行われることとなる。

ｔしかし主回路が投入され、電気車が走行中に、
その制御回路内のカウンタのリセットなどの操作を行う
ことは、安全上避けるべきである。

例えば、しや断器１１および１２が投入された状態では
、上言己カゥン夕のＩＪセット動作の直前直後にも、過
電流開放が生じることが十分に考えられ、カゥンタの異
常動作の危険がつきまとう。しかも、同一給電区間内の
他の回生車両の存在によって生ずる外部要因による過電
流開放の回数を数える場合に、時間を設定しても電気車
の位置と無関係となって意味がなく、長時間のタイマー
を電気車の制御回路上に設けることも得策ではない。そ
こで、本発明では、主回路しや断器１１および１２が確
実に開放されているタイミングで上記カウンタのリセッ
トを行うもので、このために、電気車の客室の扉開閉操
作あるいは電気車の進行方向の切換操作に連動して上記
カゥンタをリセットする。

客室の扉開閉操作や進行方向の切換操作は、主幹制御器
１５が切の位置に置かれ、主回路しや断器１１および１
２が開放した状態でのみ操作できるようになされている
。

従って、前述した異常動作の煤れもなく、安全確実にカ
ウンタのリセットを行うことができるとともに、各駅あ
るし、は終端駅で路線との兼合において実行でき、かつ
長時間のタイマーを設ける必要もなくなる。

第２図は本発明の−実施例を示し、第１図と同じものは
同一符号で示す。

第２図において、２３はリセットスイッチ、２４，２５
および２６は高速度しや断器の連動接点、２７，２８お
よび２９は電機子回略しや断器の連動接点、３０乃至３
５はカウンタを形成する補助継電器であり、３０が第１
補助継電器操作コイル、３１および３２はその連動接点
ー ３３は第２補助継電器操作コイル、３４および３５
はその連動接点である。第２図において、電動機の過電
流で高速度しや断器が一度）トリップすると、第１補助
継電器操作コイル３０が励磁され、その連動接点３１に
より自己保持する。

一方、高速度しや断器操作コイル１７はその連動接点１
８が開くため、一旦消磁するがその後第２補助継電器連
動接点３５と高速度しや断器連動接点２６および電機子
回略しや断器連動接点２９を通して再び励磁され、高速
度しや断器は自動的に再投入される。しかし、その後再
び高速度しや断器がトリツプすると、接点２５，２８お
よび第１補助継電器連動接点３２を通して第２補助継電
器操作コイル３３が励磁され、第２補助継電器が動作し
てその連動薮点３４によって自己保持する。第２補助継
電器が動作すると、その連動接点３５が開いて前記の高
速度しや断器の再投入回路を開いてしまう。すなわち、
その後に高速度しや断器を再投入するには、リセットス
イッチ２３を操作する。このように、高速度しや断器の
二度のトリップで自動リセット回路を開放するため、外
部要因によるしや断器の散発的動作には運転者による鎖
錠解除が不要になるし、電気車自体の故障にはしや断器
の連続的動作により迅速な保護動作ができる。

さて、この実施例においては、各駅に停車時に、過電流
しや断回数カウンタをリセットする。

すなわち、第１補助継電器の運動接点３１を、電気車客
室の扉開閉に連動して開放する接点３６を介して電源１
４に接続している。このようにすることで、停車駅毎に
客室扉が開閉されるので、その都度第１補助継電器を釈
放され、１駅間に１回以下のトリップ動作では自動的に
鎖錠を解除することがきる。すなわち、各駅毎にカウン
タをリセットしていることになる。第３図は本発明の他
の実施例を示し、片道１回走行中の２回トリップを検出
する手段を備える。

すなわち、第２図と異なる部分は、第１補助継電器の連
動接点３１を電気車の前進または後進の切換を行なう逆
転軸接点３７を介して電源１４に鱗続する点にある。こ
のようにすることで、片道を連行中は、−逆転軸が前進
（又は後進）側に置かれており、終端駅に到着すると逆
転軸が後進（又は前進）に切換られる。この切換におい
て、第１補助継電器の操作コイル３０の電源が一瞬開か
れるので、仮りに第１補助継電器の操作コイルが動作し
てし、もその釈放を行なう。すなわち、前進、後進の切
襖操作を行なうことによってカウンタがリセットされる
。なお、第２図乃至第３図の実施例においては、第１お
よび第２補助継電器によって高速度しや断器が２回トリ
ップしたことを検出するカウンタを構成したが、この回
数は２回に限庭するものでなく、場合によっては３回以
上のカウンタ回路を用いることもできる。

以上の如く、過電流検出器の動作回数を数えるカゥンタ
を設け、過電流の回数が予め設定した回数以下のときは
過電流検出器をリセットするとともに、電気車の停車車
車時に上記カウンタをリセットするようにしたので、安
全確実にして運転者による鎖錠解除の負坦を大幅に軽減
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電気車の電動機制御装置を示す結線図、
第２図は本発明の−実施例を示す結線図、第３図は本発
明の他の実施例を示す結線図である。 ３．．．・・・電機子、４・・・・・・直巻界磁コイル
、５・・…・池励界磁コイル、７・・・…界磁チョッパ
、９・・…・高速度しや断器接点、１１・・・・・・電
機予回略しや断器接点、１２・・・・・・界磁回略しや
断器接点、１５・…・・主幹制御器、１６・・・・・・
リセットスイッチ、１７．．・・・・高速度しや断器操
作コイル、２０・・・・・・電機子回略しや断器操作コ
イル、２２・・・・・・界磁回略しや断器操作コイル、
２３……リセツトスイツチ、３０，３３・・…・桶助継
電器操作コイル、３６・・・・・・扉連動スイッチ、３
７・・・・・・主幹制御器逆転軸。 第１図第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電動機の電機子回路のしや断器および上記電機子回
   路から独立した界磁回路のしや断器を主幹制御器で開閉
   制御する電動機制御装置において、電動機の電機子と直
   列接続され過電流を検出して回路開放を行い鎖錠装置を
   持つ電流検出器と、この電流検出器の動作回数を計数す
   るカウンタと、このカウンタの計数値が予め設定した回
   数に達するまでは上記電流検出器の鎖錠を自動的に解除
   する制御装置と、上記カウンタを電気車の客室の扉開閉
   操作が行われる都度リセツトする手段とを備えたことを
   特徴とする電気車の電動機制御装置。 ２ 電動機の電機子回路のしや断器および上記電機子回
   路から独立した界磁回路のしや断器を主幹制御器で開閉
   制御する電動機制御装置において、電動機の電機子と直
   列接続され過電流を検出して回路開放を行い鎖錠装置を
   持つ電流検出器と、この電流検出器の動作回数を計数す
   るカウンタと、このカウンタの計数値が予め設定した回
   数に達するまでは上記電流検出器の鎖錠を自動的に解除
   する制御装置と、上記カウンタを電気車の進行方向の切
   換操作が行われる都度リセツトする手段とを備えたこと
   を特徴とする電気車の電動機制御装置。