JPS6082002A - 電気車の速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は電気車の速度制御装置に係り、特に、架線電圧
の急変に対して速やかに応答し駆動源に用いている直流
電動機の整流悪化を抑制することができる電気車速度制
御装置に関する。

〔発明の背景〕

従来技術とその問題点を第１図〜第３図によシ説明する
。第１図は本発明の適用が効果釣力主回路構成の一例を
示す図である。第１図において、１は交流架線、２はパ
ンタグラフ、３は主変圧器、３１はその１次巻線、３２
は２次巻線、３３は界磁電源用巻線、４は直流電動機７
０邂機子７１に電力を供給する主整流装置、４１．４２
はサイリスク、４３．４４はダイオード、５は界磁巻線
７２の電流を制御する界磁制御装置、５１．５２はサイ
リスク、５３．５４はダイオード、６は電流平滑用のり
アクドルである。

第１図の主回路構成を持つ電気車速度制御装置における
電流制御系は、従来、第２図又は第３図に示すシステム
が採用されることが多い。第２図はアナログ制御による
定電流制御系（閉回路制御系）が構成されておシ、８は
電機子電流指令値、９はこの電流指令値と帰還回路１３
内の直流変流器で検出される電機子電流■、に対応する
帰還電流とを比較増幅する比較増幅回路、１０はこの比
較結果信号に応じて主整流装置１１に位相制御信号を出
力する位相回路、１２は主回路インピーダンスの逆数、
１４は帰還回路１３からの電機子電流■、に対応する電
流値を界磁電流指令値として所定の界磁゛電流を得る界
磁電流制御系である。第２図の電機子電流の定電流制御
系は、位相制御車両にあっては広く採用され実績のある
制御方式であるが、しかし、次のような問題点があった
。即ち、第１図のような他動電動機の主回路構成に適用
した場合、架線電圧の急昇時に電機子電流の増加を抑制
するには、閉回路制御系の応答７ｉｌ−０，０５秒以下
と速くすることが必要とされるが、現実的には第２図方
式では０．１秒以下の応答速さとすることはむずかしく
、過渡電流に伴う直流電動機の過渡整流が、例えば直流
電動機を直巻励磁で使用した場合に比較して、悪くなる
という問題点があった。

第３図は電流制御系にディジタル方式を用いる従来例の
ブロック図である。第３図において、２０は電機子電流
の限流値指令Ｉｐ、２１は限流値指令Ｉｐと帰還回路２
６で検出される電機子電流１．に対応する帰還電流値Ｉ
　’ａ　とを比較しＩζ＜　Ｉ　ｐの時は進段指令を出
しＩ’−＞Ｉｐの時は降段指令を出す比較回路、２２は
可逆カウンタ、２３はステップ・位相角変換回路（位相
回路を含む）、２４は主整流装置、２５は主回路インピ
ーダンスの逆数、２７は帰還回路２６からの帰還信号を
界磁電流指令値として所定の界磁電流を得る界磁゛電流
制御系である。第３図の制御系は抵抗カム軸制御の電気
車で多用されている限流値進段制御のサイリスタ車両へ
の応用形であシ、第２図の制御方式に比較して、閉回路
制御系に付きものの電流振動現象の心配が少ないという
利点がある。

しかし、この第３図方式によるときは、架線電圧の急昇
に対する電機子電流の増加を抑制する機能はなく、直流
電動機の整流悪化が避けられないという問題点がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ディジタル方式の電流制御系を採用す
る場合の上記した従来技術での問題点を解決し、ディジ
タル制御の機能を効果的に発揮させることによυ、良好
な電流制御を行ない得る電気車速度制御装置を提供する
ことにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、上記目的を達成するために、限流値指
令と帰還電流値との大小に応じて主整流装置側に位相角
ステップ指令を出力しているカウンタの出力側に、カウ
ンタからの信号をステップｌ信号としこれを変換してス
テップ２信号として主整流装置側に出力し、かつ、ステ
ップ１信号からステップ２信号への変換を架線電圧の大
きさに対応したものとするデータ内容を格納するリード
オンメモリを内蔵するステップ変換回路を設ける構成と
するにある。

即ち、本発明は、ディジタル方式において、リードオン
リメモリを使用すれば架線電圧に対応した位相角指令を
ほとんど時間遅れなしに（正確には架線電圧センサの検
出遅れだけで）出すことができることに着目し、ディジ
タル制御系の中に架線電圧信号を取り込むことによシ、
架線電圧センサに自動的に位相角を絞るようにしたもの
である。

〔発明の実施例〕

第４図及び第５図によシ本発明の一実施例を説明する。

第４図は実施例の制御ブロック図を示し、Ｅｐは架線電
圧、２８はステップ変換回路であり、その他の符号は第
３図の場合と同じ内容の部品を示す。ステップ変換回路
２８は、カウンタ２２の出力をステップ１とし、このス
テップ１を架線電圧Ｅｐの大きさに対応して変換してス
テップ２として出力する。これによシ、架線電圧の急昇
時には、自動的にステップ２が小さくなシ位相角が絞ら
れることに々る。このステップ変換回路２８の内容を第
５図に示す。第５図はステップ１０入力に対して架線電
圧Ｅｐが何ｋＶのとき、どれだけのステップ２信号を出
力するかを、リードオンリメモリにデータとして格納さ
せておく内容をグラフ化したもので、実際には全てディ
ジタル的に処理されることになる。第５図において、Ａ
点で制御していた時に架線電圧Ｅｐが急昇したとすると
、Ａ点からＢ点に動作点が移り、ステップ２信号は小さ
くなる。ステップ２信号は位相角と完全に１対１に対し
ておシ、ステップ２が小さいと位相角は犬きく（つまり
主整流装置の直流出力電圧は小さく）なシ、ステップ２
が大きいと位相角は小さく（直流出力電圧は大きく）な
る。

この実施例によれば、架線電圧の急昇に対して架線電圧
センサの検出遅れだけの時間遅れで位相角、従って電機
子電流Ｉ　ｍ　、を制御することが可能なので、直流電
動機の整流悪化を抑制することができる効果がある。

なお、実施例では交流電気車を対象として説明したが、
本発明はこれに限定されず、直流電気車でも、例えば電
機子チョッパと分巻電動機を使用する場合とか、複巻電
動機の分巻巻線を他励で使用する場合にも、又交流電気
車であっても全サイリスク方式のブリッジで構成される
回生ブレーキ付きの電気車にも本発明の適用は可能であ
り、さらに、架線電圧の取り込み方を僅かに変更するこ
とで架線電圧の急変時のみ本発明の位相角制御機能金働
かせる構成とすることも可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、架線電圧の急変に対して速やかに位相
角を制御することができ、直流電動機の整流悪化を抑制
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の対象となる電気車制御の主回路構成を
示す図、第２図及び第３図は従来技術を示す制御ブロッ
ク図、第４図は本発明の一実施例を示す制御ブロック図
、第５図は第４図中のステップ変換回路の動作説明用の
入力対出力の関係図である。 ４・・・主整流装置、５．２７・・・界磁制御装置、７
・・・直流電動機、１３．２６・・・帰還回路、２０・
・・限流値指令、２１・・・比較回路、２２・・・可逆
カウンタ、２３・・・ステップ・位相角変換回路、２４
・・・主整流装置、２５・・・主回路インピーダンスの
逆数、２８・・・ステップ変換回路。 代理人　弁理士　高橋明夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １４電気車駆動源となる直流電動機と、その他励界磁巻
   線を制御する界磁制御部と、架線電圧を変圧整流して電
   動機に直流可変電圧を供給する変換制御部と、電機子電
   流の帰還信号を指令値に一致させるよう変換制御部内の
   主整流装置をディジタル式に位相角制御する帰還制御系
   とを備えた電気車の速度制御装置において、帰還信号と
   指令値との大小に応じて主整流装置側に位相角ステップ
   指令を出力しているカウンタの出力側に、カウンタから
   の信号をステップ１信号としこれを変換してステップ２
   信号として主整流装置側に出力し、かつ、ステップ１信
   号からステップ２信号への変換を架線電圧の大きさに対
   応したものとするデータ内容を格納するリードオンリメ
   モリを内蔵するステップ変換回路を設けたことを特徴と
   する電気車の速度制御装置。