JPS6057313B2 - 直流電動機の制動制御装置 - Google Patents
直流電動機の制動制御装置Info
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- JPS6057313B2 JPS6057313B2 JP4533278A JP4533278A JPS6057313B2 JP S6057313 B2 JPS6057313 B2 JP S6057313B2 JP 4533278 A JP4533278 A JP 4533278A JP 4533278 A JP4533278 A JP 4533278A JP S6057313 B2 JPS6057313 B2 JP S6057313B2
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- JP
- Japan
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- current
- braking
- resistor
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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
- B60L7/003—Dynamic electric braking by short circuiting the motor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はサイリスタ・チョッパを用いた直流電動機の
制動制御装置に係り、高速域て直流電動機に直列に抵抗
を挿入する方式の制動制御装置の改良に関するものであ
る。
制動制御装置に係り、高速域て直流電動機に直列に抵抗
を挿入する方式の制動制御装置の改良に関するものであ
る。
サイリスタ、チョッパによる直流電動機の制御技術は
最近電気鉄道の分野で広く実用されており、通常制動に
は回生制動が用いられている。
最近電気鉄道の分野で広く実用されており、通常制動に
は回生制動が用いられている。
高速より十分な制動力の得られる回生制動制御装置の必
要性から、高速域て直流電動機と直列に抵抗を挿入する
方式の制動制御装置が実用化されつつある。 また、整
流器式変電所を採用している直流電気鉄道においては、
回生車の回生電力を吸収してくれる力行中の電気車が回
生車と同一饋電区間に存在しない場合には、回生制動を
行なうことができない。
要性から、高速域て直流電動機と直列に抵抗を挿入する
方式の制動制御装置が実用化されつつある。 また、整
流器式変電所を採用している直流電気鉄道においては、
回生車の回生電力を吸収してくれる力行中の電気車が回
生車と同一饋電区間に存在しない場合には、回生制動を
行なうことができない。
回生制動が失効するごとに機械制動にたよると制動シ
ューの摩耗が大となり、保守に手数を要する。
ューの摩耗が大となり、保守に手数を要する。
この対策として、回生制動失効時には、発電制動に切り
かえる方法が用いられている。 第１図は上記の如き高
速域で直流電動機に直列抵抗を挿入し、かつ回生制動と
発電制動を切換使用する従来の実施例の代表的なものを
示す回路図である。
かえる方法が用いられている。 第１図は上記の如き高
速域で直流電動機に直列抵抗を挿入し、かつ回生制動と
発電制動を切換使用する従来の実施例の代表的なものを
示す回路図である。
ＰＧはパンタグラフ、５、、５２はしや新製、Ｌｉ、Ｌ
２はリアクトル、Ｃはコンデンサ、Ｄはダイオード、Ｒ
、、Ｒ２は抵抗器、Ｔはサイリスタ、ＣＨはチョッパ、
Ｍはは電動機電機子、Ｆは界磁、ＯＶＤは過電圧検出器
である。 回生電力吸収負荷が十分存在しているときは
、チョッパＣＨのオン・オフ勘所によつて付勢された電
機子Ｍの発生電力は、パンタグラガ℃を通して直流電源
へ返還される。
２はリアクトル、Ｃはコンデンサ、Ｄはダイオード、Ｒ
、、Ｒ２は抵抗器、Ｔはサイリスタ、ＣＨはチョッパ、
Ｍはは電動機電機子、Ｆは界磁、ＯＶＤは過電圧検出器
である。 回生電力吸収負荷が十分存在しているときは
、チョッパＣＨのオン・オフ勘所によつて付勢された電
機子Ｍの発生電力は、パンタグラガ℃を通して直流電源
へ返還される。
回生制動時の速度が電動機の定格速度による大なる範囲
では、抵抗Ｒ２が電動機回路に直列に挿入され、過電流
が流れないようになつている。また、回生制動中に回生
電力を吸収する負荷がなくなつた場合には、パンタグラ
フＰＧを通じて直流電源回生電流は流れ得ず、電機子Ｍ
の発生する電力はコンデンサＣの電圧を上昇させる。コ
ンデンサＣの電圧がある限度値を越えた場合にはそのこ
とを過電圧検出器０ＶＤが検出し、サイリスタＴを点孤
して抵抗Ｒ１を回生電力吸収負荷として接続する。上記
の如く電動機の高速域では抵抗Ｒ２が電動機と直列に挿
入されるが、電動機の速度が低下して、コンデンサＣの
両端の電位差（以下コンデンサ電圧と呼びその値をＥｃ
とする。
では、抵抗Ｒ２が電動機回路に直列に挿入され、過電流
が流れないようになつている。また、回生制動中に回生
電力を吸収する負荷がなくなつた場合には、パンタグラ
フＰＧを通じて直流電源回生電流は流れ得ず、電機子Ｍ
の発生する電力はコンデンサＣの電圧を上昇させる。コ
ンデンサＣの電圧がある限度値を越えた場合にはそのこ
とを過電圧検出器０ＶＤが検出し、サイリスタＴを点孤
して抵抗Ｒ１を回生電力吸収負荷として接続する。上記
の如く電動機の高速域では抵抗Ｒ２が電動機と直列に挿
入されるが、電動機の速度が低下して、コンデンサＣの
両端の電位差（以下コンデンサ電圧と呼びその値をＥｃ
とする。
）Ｅｃと電機子Ｍの発生電圧（その値をＥＭとする。）
一定値Ｋ以上になつたとき、すなわち、なる場合には抵
拍只。
一定値Ｋ以上になつたとき、すなわち、なる場合には抵
拍只。
をしや断器Ｓ２によつて短絡して直流電源へ回生する電
力を確保している。しかし、高速域であつても、電流指
令値が低い場合、すなわち弱い制動力が要求された場合
には直流電動機の電流値が小さく、したがつて電機子Ｍ
の発生電圧ＥＭが小さいために（１）式は満足され、抵
抗Ｒ２は短絡される。抵抗Ｒ２が短絡された後、なお高
速域で電流指令値が高くなつた場合、すなわち強い制動
力が要求された場合には、すでに抵抗Ｒ２が短絡されて
いるため、電機子Ｍの発生電圧を押える必要があり、そ
のためチョッパの通流率を絞つて電流を押えなければな
らない。すなわち強い制動力が要求されたにもかかわら
ず、回生制動による十分な制動力が得られない。次に低
１１／ＬＲ２が短絡された後に発電制動に切替つた場合
、抵拍只，の抵抗値で決まる電動機電流が流れるため、
特に高速で電流指令値が低い場合、すなわち弱い制動力
を要求された場合には、電流指令値より大巾に電動機電
流の値が大きくなり、過大制動となつてしまう。
力を確保している。しかし、高速域であつても、電流指
令値が低い場合、すなわち弱い制動力が要求された場合
には直流電動機の電流値が小さく、したがつて電機子Ｍ
の発生電圧ＥＭが小さいために（１）式は満足され、抵
抗Ｒ２は短絡される。抵抗Ｒ２が短絡された後、なお高
速域で電流指令値が高くなつた場合、すなわち強い制動
力が要求された場合には、すでに抵抗Ｒ２が短絡されて
いるため、電機子Ｍの発生電圧を押える必要があり、そ
のためチョッパの通流率を絞つて電流を押えなければな
らない。すなわち強い制動力が要求されたにもかかわら
ず、回生制動による十分な制動力が得られない。次に低
１１／ＬＲ２が短絡された後に発電制動に切替つた場合
、抵拍只，の抵抗値で決まる電動機電流が流れるため、
特に高速で電流指令値が低い場合、すなわち弱い制動力
を要求された場合には、電流指令値より大巾に電動機電
流の値が大きくなり、過大制動となつてしまう。
（発電制動の場合、チョッパの通流率を制御することに
より電流を増すことはできても、抵抗Ｒ１で決まる電流
以下にすることはできないので制御不能となる。）上述
の如く、従来の制動制御装置においては、回生制動・発
電制動共に、電流指令値が小さいために抵抗Ｒ２が短絡
されるので、制動動作が不安定であるという欠点を有し
ていた。本発明の目的は上記の欠点をなくし、制動時に
常に必要に応じた安定した制動力を確保する装置を提供
するにある。
より電流を増すことはできても、抵抗Ｒ１で決まる電流
以下にすることはできないので制御不能となる。）上述
の如く、従来の制動制御装置においては、回生制動・発
電制動共に、電流指令値が小さいために抵抗Ｒ２が短絡
されるので、制動動作が不安定であるという欠点を有し
ていた。本発明の目的は上記の欠点をなくし、制動時に
常に必要に応じた安定した制動力を確保する装置を提供
するにある。
本発明の特徴は、電動機電流または電動機電流指令値が
一定値以上であるという条件下においてのみ、電動機と
直列に接続された抵抗の短絡を行なうようにすることに
より、高速域で制動力を安定化するようにした点にある
。
一定値以上であるという条件下においてのみ、電動機と
直列に接続された抵抗の短絡を行なうようにすることに
より、高速域で制動力を安定化するようにした点にある
。
第２図は本発明の一実施例を示す図であり、Ｌ９は電流
指令値、ＣＯｎｓ・は一定値、ＩＰＤは電流指令値比較
検出器で電流指令値が一定値以上であることを検出して
出力を出す。
指令値、ＣＯｎｓ・は一定値、ＩＰＤは電流指令値比較
検出器で電流指令値が一定値以上であることを検出して
出力を出す。
ＡＮＤはＡＮＤゲートであり、その一方の入力端子には
（１）式の条件が満足されているときは信号がインプッ
トされている。その他の記号は第１図のものと同様であ
る。ｎ）ＤはｈとＣＯｎｓ・を比較し、ｈが一定値以上
であることを検出してＡＮＤゲートの他方の入力端子に
インプットされるので、前記入力端子に信号が入つてい
れば、しや断器Ｃ２が閉路し、抵抗Ｒ２が短絡される様
になつている。ＡＮＤゲートのどちらか一方の条件が欠
けると抵抗Ｒ２は短絡されずに電動機に直列に接続され
る。すなわち、Ｅｃ上Ｍ≧Ｋの電圧条件で抵抗を短絡す
る手段は、電動機電流あるいはその指令値が所定値以下
のとき、その動作を阻止される。
（１）式の条件が満足されているときは信号がインプッ
トされている。その他の記号は第１図のものと同様であ
る。ｎ）ＤはｈとＣＯｎｓ・を比較し、ｈが一定値以上
であることを検出してＡＮＤゲートの他方の入力端子に
インプットされるので、前記入力端子に信号が入つてい
れば、しや断器Ｃ２が閉路し、抵抗Ｒ２が短絡される様
になつている。ＡＮＤゲートのどちらか一方の条件が欠
けると抵抗Ｒ２は短絡されずに電動機に直列に接続され
る。すなわち、Ｅｃ上Ｍ≧Ｋの電圧条件で抵抗を短絡す
る手段は、電動機電流あるいはその指令値が所定値以下
のとき、その動作を阻止される。
この結果として、高速域で回生制動中に抵抗Ｒ２が短絡
されて必要以上に電流を絞ることがなく、安定した制動
力が得られ、また発電制動時電流が過大となり必要以上
の制動力が出て制御不能となることもなくなる。次に本
発明を電流特性図により従来例と比較説明する。
されて必要以上に電流を絞ることがなく、安定した制動
力が得られ、また発電制動時電流が過大となり必要以上
の制動力が出て制御不能となることもなくなる。次に本
発明を電流特性図により従来例と比較説明する。
第３図は抵拮只，挿入の場合と短絡の場合の回生制動に
おける速度一電流特性を示す。ＡおよびＢはそれぞれ抵
拍只，挿入の場合および抵抗Ｒ２短絡の場合の定電圧制
御特性である。ここで速度Ｖ１において電流１１が要求
され、速度Ｖ２では減速度を増すため電流１２が要求さ
れたと仮定する。前記のように従来装置では速度Ｖ２に
至るまでに、電流値が小さいため抵拍只。はすでに短絡
されているため、速度Ｖ２で電流指令値が１２と高くな
つても、直流電動機の発生電圧を押えるためＢ特性で示
される電流値に押える必要がある。このため電流の変化
は１→２→３→４→６→７となり、■３までの電流は指
令値に対して小さい。そこで斜線で示された不足分は他
の制動力に頼らざるを得ない。第４図は第３図で示され
た特性による回生制動中の電流指令値ｈ１直流電動機電
圧ＥＭｌおよび電流１Ｍの時間的変化を示す図である。
おける速度一電流特性を示す。ＡおよびＢはそれぞれ抵
拍只，挿入の場合および抵抗Ｒ２短絡の場合の定電圧制
御特性である。ここで速度Ｖ１において電流１１が要求
され、速度Ｖ２では減速度を増すため電流１２が要求さ
れたと仮定する。前記のように従来装置では速度Ｖ２に
至るまでに、電流値が小さいため抵拍只。はすでに短絡
されているため、速度Ｖ２で電流指令値が１２と高くな
つても、直流電動機の発生電圧を押えるためＢ特性で示
される電流値に押える必要がある。このため電流の変化
は１→２→３→４→６→７となり、■３までの電流は指
令値に対して小さい。そこで斜線で示された不足分は他
の制動力に頼らざるを得ない。第４図は第３図で示され
た特性による回生制動中の電流指令値ｈ１直流電動機電
圧ＥＭｌおよび電流１Ｍの時間的変化を示す図である。
ここで電流変化１Ａ→２Ａ→３Ａ→４Ａ→６Ａ→７Ａは
第３図の１→２→３→４→６→７の変化に相当するもの
である。また直流電動機電圧は１Ｂ→２Ｂ→３Ｂ→４Ｂ
→６Ｂ→７Ｂの如く変化する。本発明による場合には、
第３図で見ると従来例による１→２→３→４→６→７の
如くはならず、速度Ｖ２においても電流指令値１２に相
当する電流を流すことが可能であり、チョッパによる定
電流制御がなされ、１→２→３→４→５→６→７の如く
なり、第４図では電動機電流は１Ａ→２Ａ→３Ａ→４Ａ
→５Ａ→６Ａ→７Ａ１電圧は１Ｂ→２Ｂ→３Ｂ→４Ｂ→
５Ｂ→６Ｂ→７Ｂの如く実線のように変化する。第５図
は発電制動における速度一電流特性を示す。
第３図の１→２→３→４→６→７の変化に相当するもの
である。また直流電動機電圧は１Ｂ→２Ｂ→３Ｂ→４Ｂ
→６Ｂ→７Ｂの如く変化する。本発明による場合には、
第３図で見ると従来例による１→２→３→４→６→７の
如くはならず、速度Ｖ２においても電流指令値１２に相
当する電流を流すことが可能であり、チョッパによる定
電流制御がなされ、１→２→３→４→５→６→７の如く
なり、第４図では電動機電流は１Ａ→２Ａ→３Ａ→４Ａ
→５Ａ→６Ａ→７Ａ１電圧は１Ｂ→２Ｂ→３Ｂ→４Ｂ→
５Ｂ→６Ｂ→７Ｂの如く実線のように変化する。第５図
は発電制動における速度一電流特性を示す。
図でＣはしや断器Ｓ２が閉じて抵抗Ｒ２が短絡されてい
る場合で、抵抗Ｒ１による発電制動の速度一電流特性を
示し、Ｄはしや断器Ｓ２開の場合で、抵抗Ｒ１＋Ｒ２に
よる発電制動の速度一電流特性を示す。抵拍只。挿入と
短絡いずれの場合もチョッパの通流率を制御することに
より電動機電流をＣおよびＤの特性による値以上に増す
ことはできるが、ＣおよびＤの特性以下にすることはで
きない。速度Ｖ４から■，の間発電制御が行なわれると
仮定すると、抵抗らが短絡されている状態で電流は、発
電制動に功替るとＣ特性による値まで急上昇するので、
１→２→３→４の如く変化する。第６図は発電制動期間
の存在する制動時の直流電動機電流の時間的変化を示す
図である。
る場合で、抵抗Ｒ１による発電制動の速度一電流特性を
示し、Ｄはしや断器Ｓ２開の場合で、抵抗Ｒ１＋Ｒ２に
よる発電制動の速度一電流特性を示す。抵拍只。挿入と
短絡いずれの場合もチョッパの通流率を制御することに
より電動機電流をＣおよびＤの特性による値以上に増す
ことはできるが、ＣおよびＤの特性以下にすることはで
きない。速度Ｖ４から■，の間発電制御が行なわれると
仮定すると、抵抗らが短絡されている状態で電流は、発
電制動に功替るとＣ特性による値まで急上昇するので、
１→２→３→４の如く変化する。第６図は発電制動期間
の存在する制動時の直流電動機電流の時間的変化を示す
図である。
Ｔ１及びＴ３は回生制動、Ｔ２は発電制動の期間を示す
。発電制動中の電流変化１Ａ→２Ａ→３Ａ→４Ａは第５
図に示す変化１→２→３→４に相当するものである。本
発明による場合には、第５図で見ると１→２→３→４の
如くはならず、チョッパによる定電流制御が継続される
ので、１→４の如くなり、第６図では１Ａ→４Ａの如く
実線のように変化する。
。発電制動中の電流変化１Ａ→２Ａ→３Ａ→４Ａは第５
図に示す変化１→２→３→４に相当するものである。本
発明による場合には、第５図で見ると１→２→３→４の
如くはならず、チョッパによる定電流制御が継続される
ので、１→４の如くなり、第６図では１Ａ→４Ａの如く
実線のように変化する。
第７図は本発明の他の実施例であり、第２図と異なる点
は、電流指令値が一定値以上であることを検出するＩＰ
Ｄに代つて、電動機電流そのものが一定値以上であるこ
とを検出するための検出器ＩＭＤを持ち、このＩＭＤの
出力条件を抵抗Ｒ２を短絡するためのＭ巾ゲートの一人
力とする方法を採つていることである。なお、電動機電
流、電動機電流指令値の検出方法は、電流指令値を選択
するための制御信号による等、第２図および第７図の方
法以外ても実現可能である。
は、電流指令値が一定値以上であることを検出するＩＰ
Ｄに代つて、電動機電流そのものが一定値以上であるこ
とを検出するための検出器ＩＭＤを持ち、このＩＭＤの
出力条件を抵抗Ｒ２を短絡するためのＭ巾ゲートの一人
力とする方法を採つていることである。なお、電動機電
流、電動機電流指令値の検出方法は、電流指令値を選択
するための制御信号による等、第２図および第７図の方
法以外ても実現可能である。
第８図は本発明のさらに他の実施例であり、第２図と異
なる点は、抵抗器Ｒ１とサイリスタＴがコンデンサＣと
並列に入つており、かつ過電圧を検出したとき、サイリ
スタＴを点孤し過電圧を抑制するとともに、しや断器Ｓ
ｌ，Ｓ３を開路して主回路を開放しそれ以後電気制動を
行なわないものに本発明を適用するものであり、回生制
動における効果は第２図の場合と同様である。
なる点は、抵抗器Ｒ１とサイリスタＴがコンデンサＣと
並列に入つており、かつ過電圧を検出したとき、サイリ
スタＴを点孤し過電圧を抑制するとともに、しや断器Ｓ
ｌ，Ｓ３を開路して主回路を開放しそれ以後電気制動を
行なわないものに本発明を適用するものであり、回生制
動における効果は第２図の場合と同様である。
本発明によれば、直流電動機の制御を円滑に行なうこと
のできる制動制御装置を提供できる。
のできる制動制御装置を提供できる。
第１図は従来装置の回路図、第２図は本発明の一実施例
を示す回路図、第３図は回生制動速度一電流特性による
従来例と本発明との比較図、第４図は回生制動時の電動
機電圧および電流変化による従来例と本発明との比較図
、第５図は発電制動速度一電流特性による従来例と本発
明との比較図、第６図は発電制動を含む電動機電流変化
によＬる従来例と本発明との比較図、第７図及び第８図
は本発明の他の実施例を示す回路図である。
を示す回路図、第３図は回生制動速度一電流特性による
従来例と本発明との比較図、第４図は回生制動時の電動
機電圧および電流変化による従来例と本発明との比較図
、第５図は発電制動速度一電流特性による従来例と本発
明との比較図、第６図は発電制動を含む電動機電流変化
によＬる従来例と本発明との比較図、第７図及び第８図
は本発明の他の実施例を示す回路図である。
Claims (1)
- １ 発電機として動作する直流電動機と、この直流電動
機に並列接続されそのオン・オフ制御により直流電動機
を付勢するチョッパと、前記直流電動機とチョッパの並
列回路と直流電源間に接続され直流電動機の発生エネル
ギを直流電源に回生するダイオードと、前記直流電動機
に直列接続された抵抗と、前記直流電動機の発生電圧が
所定値以下になつたとき前記抵抗を短絡する手段を備え
、前記直流電動機の電流を電流指令値に追従するように
制御するものにおいて、前記直流電動機の電流または電
流指令値が所定値以下のとき前記抵抗短絡手段の動作を
阻止する手段を設けたことを特徴とする直流電動機の制
動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4533278A JPS6057313B2 (ja) | 1978-04-19 | 1978-04-19 | 直流電動機の制動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4533278A JPS6057313B2 (ja) | 1978-04-19 | 1978-04-19 | 直流電動機の制動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54137618A JPS54137618A (en) | 1979-10-25 |
| JPS6057313B2 true JPS6057313B2 (ja) | 1985-12-14 |
Family
ID=12716349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4533278A Expired JPS6057313B2 (ja) | 1978-04-19 | 1978-04-19 | 直流電動機の制動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6057313B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62168809U (ja) * | 1986-04-14 | 1987-10-26 | ||
| JPH0240893Y2 (ja) * | 1984-12-24 | 1990-10-31 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61214703A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-24 | Hitachi Ltd | 電気車用制動制御装置 |
| JPH0445364Y2 (ja) * | 1986-03-25 | 1992-10-26 |
-
1978
- 1978-04-19 JP JP4533278A patent/JPS6057313B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0240893Y2 (ja) * | 1984-12-24 | 1990-10-31 | ||
| JPS62168809U (ja) * | 1986-04-14 | 1987-10-26 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54137618A (en) | 1979-10-25 |
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