JPS6091805A - 鉄道車両制御装置 - Google Patents
鉄道車両制御装置Info
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- JPS6091805A JPS6091805A JP58197284A JP19728483A JPS6091805A JP S6091805 A JPS6091805 A JP S6091805A JP 58197284 A JP58197284 A JP 58197284A JP 19728483 A JP19728483 A JP 19728483A JP S6091805 A JPS6091805 A JP S6091805A
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- adhesion coefficient
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- wheel
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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
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/10—Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip
-
- 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
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/26—Rail vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
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。
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、鉄道車両の車輪の空転あるいは滑走をなくす
のに好適な鉄道車両制御装置に関する。
のに好適な鉄道車両制御装置に関する。
鉄道車両は、その駆動力又は制動力をレールと車輪との
間の摩擦によｐ得ておシ、レールと車輪との間の摩擦係
数（粘着係数μ）によシ定まる粘着限界を越えると、車
輪の空転又は滑走を生ずることが周知である。この空転
又は滑走は、本質的に全く同じ現象でめｐｌこれらを防
止する対策として同様な手段が講じられている。そこで
、以下電気車のカ行時、即ち空転の動作を例にとシ説明
し、制動時に特に異なる点をその都度説明する。
間の摩擦によｐ得ておシ、レールと車輪との間の摩擦係
数（粘着係数μ）によシ定まる粘着限界を越えると、車
輪の空転又は滑走を生ずることが周知である。この空転
又は滑走は、本質的に全く同じ現象でめｐｌこれらを防
止する対策として同様な手段が講じられている。そこで
、以下電気車のカ行時、即ち空転の動作を例にとシ説明
し、制動時に特に異なる点をその都度説明する。
第１図は、レールと車輪間における作用力の関係を示し
たものである。第１図において１０は車輪、１２はレー
ルを示し、ＴＩＢは車輪駆動トルク、ｒは車輪半径、Ｗ
は軸重（１軸当シ車輪、・レール間垂直荷重）、Ｆは車
輪周駆動力、ｆは車輪・レール間粘着引張力、ｖＭは車
輪周速度である。車輪周駆動力ＦはＴ、／ｒによって与
えられ〜Ｆを増加するに従い粘着係数μと軸重Ｗとの積
によシ妖わされる粘着引張力ｆが、Ｆにほぼ等しい値を
もって増加する。しかし粘着引張力ｆが限界粘着引張力
ｆ ｗａｘを越えると車輪が空転し、この結果粘着引張
力ｆは車輪周駆動力Ｆと無関係なすべり粘着力となる。
たものである。第１図において１０は車輪、１２はレー
ルを示し、ＴＩＢは車輪駆動トルク、ｒは車輪半径、Ｗ
は軸重（１軸当シ車輪、・レール間垂直荷重）、Ｆは車
輪周駆動力、ｆは車輪・レール間粘着引張力、ｖＭは車
輪周速度である。車輪周駆動力ＦはＴ、／ｒによって与
えられ〜Ｆを増加するに従い粘着係数μと軸重Ｗとの積
によシ妖わされる粘着引張力ｆが、Ｆにほぼ等しい値を
もって増加する。しかし粘着引張力ｆが限界粘着引張力
ｆ ｗａｘを越えると車輪が空転し、この結果粘着引張
力ｆは車輪周駆動力Ｆと無関係なすべり粘着力となる。
そして空転速度が増加するに従い粘着引張力ｆは減少す
る。なお、粘着係数μは、θを車軸に換算した駆動軸系
の全慣性モーメントとするとレールと車輪間との作用力
の関係から、次式によりめることができる。
る。なお、粘着係数μは、θを車軸に換算した駆動軸系
の全慣性モーメントとするとレールと車輪間との作用力
の関係から、次式によりめることができる。
ナラ
Ｔ１−θ・□
−ｒ
粘着係数μは、種々の条件にょシ変化する。第２図は１
車輪周速ｆＶｆと車両速度Ｖとの差（相対速度）、即ち
すベシ速度Ｖ、と粘着係数μとの関係を示したものであ
る。第２図において実線はレール１０が乾燥した状態、
一点鎖線はレール１０が湿潤した状態におけるすべｐ速
度Ｖ、と粘着係数μとの関係を示している。いずれの場
合においてもすべり速度Ｖ、が増加するとともに粘着係
数μが増加して粘着引張力ｆが増加していくＡ領域と、
さらにすベシ速度Ｖ、が増加すると粘着引張力ｆが減少
していくＢ領域とに分けられる。
車輪周速ｆＶｆと車両速度Ｖとの差（相対速度）、即ち
すベシ速度Ｖ、と粘着係数μとの関係を示したものであ
る。第２図において実線はレール１０が乾燥した状態、
一点鎖線はレール１０が湿潤した状態におけるすべｐ速
度Ｖ、と粘着係数μとの関係を示している。いずれの場
合においてもすべり速度Ｖ、が増加するとともに粘着係
数μが増加して粘着引張力ｆが増加していくＡ領域と、
さらにすベシ速度Ｖ、が増加すると粘着引張力ｆが減少
していくＢ領域とに分けられる。
このＢ領域のすベシは、前述したように空転（制動時に
は滑走）と称される。したがって、車輪ｌＯとレール１
２との間の粘着引張力ｆを最大限に利用するためには、
粘着係数μが最大（μｍ８）となるようなすベシ速度を
もって鉄道車両を運転する必要がある。この第２図に示
した関係は、車輪１０及びレール１２の表面状態（乾燥
、湿潤）や車両速度等によって異なシ、例えば車両速度
と最大粘着係数μ１．１ とは第３図に示すような関係
になる。
は滑走）と称される。したがって、車輪ｌＯとレール１
２との間の粘着引張力ｆを最大限に利用するためには、
粘着係数μが最大（μｍ８）となるようなすベシ速度を
もって鉄道車両を運転する必要がある。この第２図に示
した関係は、車輪１０及びレール１２の表面状態（乾燥
、湿潤）や車両速度等によって異なシ、例えば車両速度
と最大粘着係数μ１．１ とは第３図に示すような関係
になる。
ところで、従来の電気車前において行なわれているいわ
ゆる空転抑制制御は、空転ｆ：電動機によシ駆動される
車軸と駆動されない車軸との速度差、あるいは複数の電
動機間の電圧差とによシ検出し、これら速度差や電圧差
等の検出信号が所定の値を越えたときに電動機の駆動ト
ルクを減少させ、車輪１０とレール１２との再粘着を図
っている。このため、必ずしも第２図に示した最大粘着
係数μゆ、Ｘが得られるすベシ速度Ｖ、をもって電気車
の運転を行なうことができず、粘着引張力最大値の有効
利用がなされていない欠点がある。
ゆる空転抑制制御は、空転ｆ：電動機によシ駆動される
車軸と駆動されない車軸との速度差、あるいは複数の電
動機間の電圧差とによシ検出し、これら速度差や電圧差
等の検出信号が所定の値を越えたときに電動機の駆動ト
ルクを減少させ、車輪１０とレール１２との再粘着を図
っている。このため、必ずしも第２図に示した最大粘着
係数μゆ、Ｘが得られるすベシ速度Ｖ、をもって電気車
の運転を行なうことができず、粘着引張力最大値の有効
利用がなされていない欠点がある。
一方、最近、最大粘着係数μゆ、！における運転を行な
うため、第２図に示したＢ領域において生ずる車軸の自
励振動を検出し、その振幅が所定値以下となるように電
動機の駆動トルクを制御することが行なわれている（Ａ
ＳＩｉ：Ａ ＪＯＵ几ＮＡＩ。
うため、第２図に示したＢ領域において生ずる車軸の自
励振動を検出し、その振幅が所定値以下となるように電
動機の駆動トルクを制御することが行なわれている（Ａ
ＳＩｉ：Ａ ＪＯＵ几ＮＡＩ。
１９７５ ＶＯＬＵＭＥ ４８ ＮＵＭＢＥＲ６Ｐ１４
７〜１４９）。しかし、この場合においても自励振動の
発生状況がμｍＶ、ｍ性。よって異なハ必ずしも最大粘
着係数μ６．８を得ることができない欠点がある。しか
も、この方式の最大の欠点は、電なるため、自励振動振
幅と最大粘着係数μ６．８との関係を事前に予測するこ
とができず、制御装置の設計製作が難しいことにある。
７〜１４９）。しかし、この場合においても自励振動の
発生状況がμｍＶ、ｍ性。よって異なハ必ずしも最大粘
着係数μ６．８を得ることができない欠点がある。しか
も、この方式の最大の欠点は、電なるため、自励振動振
幅と最大粘着係数μ６．８との関係を事前に予測するこ
とができず、制御装置の設計製作が難しいことにある。
本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされ
たもので、車輪の壁転又は滑走時に最大の粘着引張力を
得ることができる鉄道車両制御装置を提供することを目
的とする。
たもので、車輪の壁転又は滑走時に最大の粘着引張力を
得ることができる鉄道車両制御装置を提供することを目
的とする。
本発明は、車輪のすベシ速度の変化に対し、粘着係数が
極大値を有することを利用してなされたもので１車輪周
速度と車両速度との相対速度（すベシ速度）をめるとと
もに、車両の駆動力と車輪周速度とからレールと車輪と
の間の粘着係数をめ、この粘着係数のすベシ速度に対す
る変化率を演算し、この変化率が零になるように駆動力
を制御し、粘着係数の最大値が得られるように構成した
ものである。
極大値を有することを利用してなされたもので１車輪周
速度と車両速度との相対速度（すベシ速度）をめるとと
もに、車両の駆動力と車輪周速度とからレールと車輪と
の間の粘着係数をめ、この粘着係数のすベシ速度に対す
る変化率を演算し、この変化率が零になるように駆動力
を制御し、粘着係数の最大値が得られるように構成した
ものである。
本発明に係る鉄道車両制御装置の好ましい実施例を、添
付図面に従って詳説する。
付図面に従って詳説する。
第４図は、本発明における最大粘着係数を演算するため
の動作図を示したものである。第４図囚は、第２図に示
した粘着係数μとすへシ速度Ｖ。
の動作図を示したものである。第４図囚は、第２図に示
した粘着係数μとすへシ速度Ｖ。
との関係を示したもので、第４図（Ａ）からずベシ速度
Ｖ、に対する粘着係数μの変化率（ｄμ／ａＶＳ）をめ
たものが第４図（Ｈ）である。ｄμ／ｄ ｖ ａは、最
大粘着係数μｍ８を与えるすベク速度において零となる
。したがって、ｄμ／ ｄ ｖ ＠が正の範囲ではその
大きさに応じて駆動トルクを増加させ、またｄμ／ ｄ
Ｖ＠が負の範囲ではその大きさに応じて駆動トルクを
減少させることによシ、常に最大粘着係数μｍ、えが得
られるすベシ速度に安定して制御することができる。粘
着係数μは、前記したように、 ９Ｍ Ｔ、−〇・− ｌｒ によ請求めることができる。この式においてθは車軸に
換算した駆動軸系の全慣性モーメントであり、Ｗは軸重
、ｒは車輪半径であシ、これらは定数である。したがっ
て為車輪駆動トルクＴゆを電動機′電流ＩＭから演算し
、車輪周速度ＶＭの検出によシその加速度ＶＭを演算す
ることによシ＼粘着係献μをめることができる。上式に
よ請求めた粘着係数μとすベシ速度Ｖ、とから、粘着係
数μの変化率ｄμ／ｄｖ、を零とすることにより最大粘
着係数μ工、！を得ることができる。
Ｖ、に対する粘着係数μの変化率（ｄμ／ａＶＳ）をめ
たものが第４図（Ｈ）である。ｄμ／ｄ ｖ ａは、最
大粘着係数μｍ８を与えるすベク速度において零となる
。したがって、ｄμ／ ｄ ｖ ＠が正の範囲ではその
大きさに応じて駆動トルクを増加させ、またｄμ／ ｄ
Ｖ＠が負の範囲ではその大きさに応じて駆動トルクを
減少させることによシ、常に最大粘着係数μｍ、えが得
られるすベシ速度に安定して制御することができる。粘
着係数μは、前記したように、 ９Ｍ Ｔ、−〇・− ｌｒ によ請求めることができる。この式においてθは車軸に
換算した駆動軸系の全慣性モーメントであり、Ｗは軸重
、ｒは車輪半径であシ、これらは定数である。したがっ
て為車輪駆動トルクＴゆを電動機′電流ＩＭから演算し
、車輪周速度ＶＭの検出によシその加速度ＶＭを演算す
ることによシ＼粘着係献μをめることができる。上式に
よ請求めた粘着係数μとすベシ速度Ｖ、とから、粘着係
数μの変化率ｄμ／ｄｖ、を零とすることにより最大粘
着係数μ工、！を得ることができる。
几５図は、本発明の実施例に係る最大粘着係数演算装置
のブロック図である。最大粘着係数演算装置μＭｅは、
端子２１を介して入力されｆｃ電動機電流ＩＭに基づい
て車輪駆動トルクＴ１を演算し、この演算結果と端子２
５を介して入力された車輪周速度ｖＭとから粘着係数μ
を算出する。次に、車輪周速度ＶＭと端子２４を介して
入力された車両速度Ｖとからすベシ速度Ｖ、をめ、先に
めた粘着係数μと゛すベシ速度Ｖ、とから粘着係数μの
すベシ速度Ｖ、に対する変化率ｄμ／ ｄ Ｖ ＠を算
出し、端子２２から出力する。ｄμ／ ｄ Ｖｍの値は
、すべり速胚ｖｓが生じて始めて演算することが可能と
なる。このため、すべり速度ｖ１が零ではｄμ／ ｄ
Ｖｍの値が無限大となるため、実際のすベシ速度が生じ
るまで仮想のすベシ速度ΔＶ。
のブロック図である。最大粘着係数演算装置μＭｅは、
端子２１を介して入力されｆｃ電動機電流ＩＭに基づい
て車輪駆動トルクＴ１を演算し、この演算結果と端子２
５を介して入力された車輪周速度ｖＭとから粘着係数μ
を算出する。次に、車輪周速度ＶＭと端子２４を介して
入力された車両速度Ｖとからすベシ速度Ｖ、をめ、先に
めた粘着係数μと゛すベシ速度Ｖ、とから粘着係数μの
すベシ速度Ｖ、に対する変化率ｄμ／ ｄ Ｖ ＠を算
出し、端子２２から出力する。ｄμ／ ｄ Ｖｍの値は
、すべり速胚ｖｓが生じて始めて演算することが可能と
なる。このため、すべり速度ｖ１が零ではｄμ／ ｄ
Ｖｍの値が無限大となるため、実際のすベシ速度が生じ
るまで仮想のすベシ速度ΔＶ。
（第４図に一点鎖線をもって示した）上端子゛２３から
与え、ｄμ／ｄｖ、を演算してその結果を最大粘着係数
演算装置μＭＣの出力として端子２２から出力する。こ
の仮想すベシ速度ΔＶ、は、常時入力され、すベシ速度
Ｖ、よシ大きいときにのみｄμ／ｄｖ、の演算に使用さ
れる。
与え、ｄμ／ｄｖ、を演算してその結果を最大粘着係数
演算装置μＭＣの出力として端子２２から出力する。こ
の仮想すベシ速度ΔＶ、は、常時入力され、すベシ速度
Ｖ、よシ大きいときにのみｄμ／ｄｖ、の演算に使用さ
れる。
第６図は、本発明に係る鉄道車両制御装置の実施例をチ
ョッパ制御電気車に適用した例を示したものである。な
おチョッパ制御電気車については、第６図において車輪
周速度ＶＭは、速度発電機ＴＧにより電圧として検出さ
れ、最大粘着係数演算装置μＭＣに入力される。また電
動機電機子Ａを流れる電流は、電流検出器ＤＣＣＴによ
り検出され最大粘着係数演算装置μＭＣに入力される。
ョッパ制御電気車に適用した例を示したものである。な
おチョッパ制御電気車については、第６図において車輪
周速度ＶＭは、速度発電機ＴＧにより電圧として検出さ
れ、最大粘着係数演算装置μＭＣに入力される。また電
動機電機子Ａを流れる電流は、電流検出器ＤＣＣＴによ
り検出され最大粘着係数演算装置μＭＣに入力される。
最大粘着係数演算装置μＭＣの出力、即ちｄμ／ｃｔｖ
、の値は、積分器に人出され、積分演算されて電流指令
Ｉｍｐｓとなって電流指令Ｉｖｙｌに加算され、比較器
に入力される。比較器は、電動機電機子Ａに流すことが
できる最大の電流値を電流リミッタ指令から受け、ＩＭ
ＩＩＩとＩｇｐｘとの和と、電流ＩＪ ミッタ指令の値
とを比較し、いずれか小さい方を゛ｔｃｔ指令ＩＭνと
して出力する。チョツノ（ＣＨは、電流指令ＩＭＦと実
際の電動機電流ＩＭとの変りを制御する。即ち、ｄμ／
ｄ Ｗｅの値が正のときには通流率を太きくし、ｄμ
／ ｄ ｖ ｓの値か負ノドきは通流率を小さくし、ｄ
μ／ｄｖａの値が零になＩ Ｉ−Ａ ＩＦ（１＋ｌｌ智
士ス 第７図は、上記実施例の各電流指令と車輪周速既の変化
を示したものである。電流指令■つ、ｌは、第３図の一
点鎖線で示した如く粘湘係数が最も低い場合に相当する
粘着引張力ｆ１即ち駆動トルクを与える電流指令を當時
鳥える。電流指令ＩＭＰ２は時間とともに直線的に増加
し、車輪駆動トルクＴヨを増大させる。そして、空転が
生ずるとｄμ／ｄｓが減少し、それにつれて電流指令Ｉ
Ｍ１２の増加率が減少し、駆動トルクを制限する。空転
が大きくなってｄμ／ ｄ ｖ 、が負の領域になると
１Ｍ？ｉｊ指令ＩＭＰ ２は減少に転じ駆動トルクの減
少を大きくする。′電動機の駆動電流を指示する電流指
令ＩＭＦは、電流指令ＩＭＰ ｓと電流指令ＩＭＰ２と
の和で裳化し、この結果前述したように最大粘着係数μ
、、！を与えるｄμ／ ｄ ｖ ＠″−ｆＯの所におい
て電流指令ＩＭＦがバランスし、車輪周速度ＶＭが最大
粘着係数μ６．２を与えるすベシ速度をもって加速され
ることになる。なお、第７図の車輪周速度ｖＭに示した
一点鎖線は、駆動トルクの制御を行なわない場合の車輪
周速度を示し、空転のため車輪周速度が大幅に上昇する
。
、の値は、積分器に人出され、積分演算されて電流指令
Ｉｍｐｓとなって電流指令Ｉｖｙｌに加算され、比較器
に入力される。比較器は、電動機電機子Ａに流すことが
できる最大の電流値を電流リミッタ指令から受け、ＩＭ
ＩＩＩとＩｇｐｘとの和と、電流ＩＪ ミッタ指令の値
とを比較し、いずれか小さい方を゛ｔｃｔ指令ＩＭνと
して出力する。チョツノ（ＣＨは、電流指令ＩＭＦと実
際の電動機電流ＩＭとの変りを制御する。即ち、ｄμ／
ｄ Ｗｅの値が正のときには通流率を太きくし、ｄμ
／ ｄ ｖ ｓの値か負ノドきは通流率を小さくし、ｄ
μ／ｄｖａの値が零になＩ Ｉ−Ａ ＩＦ（１＋ｌｌ智
士ス 第７図は、上記実施例の各電流指令と車輪周速既の変化
を示したものである。電流指令■つ、ｌは、第３図の一
点鎖線で示した如く粘湘係数が最も低い場合に相当する
粘着引張力ｆ１即ち駆動トルクを与える電流指令を當時
鳥える。電流指令ＩＭＰ２は時間とともに直線的に増加
し、車輪駆動トルクＴヨを増大させる。そして、空転が
生ずるとｄμ／ｄｓが減少し、それにつれて電流指令Ｉ
Ｍ１２の増加率が減少し、駆動トルクを制限する。空転
が大きくなってｄμ／ ｄ ｖ 、が負の領域になると
１Ｍ？ｉｊ指令ＩＭＰ ２は減少に転じ駆動トルクの減
少を大きくする。′電動機の駆動電流を指示する電流指
令ＩＭＦは、電流指令ＩＭＰ ｓと電流指令ＩＭＰ２と
の和で裳化し、この結果前述したように最大粘着係数μ
、、！を与えるｄμ／ ｄ ｖ ＠″−ｆＯの所におい
て電流指令ＩＭＦがバランスし、車輪周速度ＶＭが最大
粘着係数μ６．２を与えるすベシ速度をもって加速され
ることになる。なお、第７図の車輪周速度ｖＭに示した
一点鎖線は、駆動トルクの制御を行なわない場合の車輪
周速度を示し、空転のため車輪周速度が大幅に上昇する
。
第８図および第９図は、本発明に係る鉄道車両制御装置
の他の実施例を示したものである。第８図に示した実施
例は、１組のチョッパ制御器【ｄＣＨに対して、２組の
電動機を直列接続して用いる場合である。通常時におけ
る各電動機のトルク制御は、前記実施例と同様にチョッ
パＣＨにより電動機電機子電流ＩＭを制御することによ
シ行なわれる。この場合、チョッパＣＨは、個々の電動
機トルクを任意に制御することができない。したがって
、空転が生じた場合には、最大粘着係数μｍ８を利用す
る制御をすることができない。そこで、第８図に示しｆ
ｃ実施例においては、各電動機の界磁Ｆ ＋ 、 Ｆ
２と並列に界磁制御器Ｆ Ｃ１ｒＦＣｘを設け、これに
よシ各電動機のトルクを任意に制御できるようにしであ
る。界磁制御器ＦＣｒとＦ Ｃ２とは、その内部構成が
同一であって、直流電源ＥＦと半導体スイッチＳ！〜Ｓ
４及び界磁分路抵抗Ｒｙとから構成され、半導体スイッ
チ８２ 、Ｓｓのオンによシ強め界磁制御、半導体スイ
ッチＳＩ＋８４のオンによシ弱め界磁制御を行なうもの
である。このため、第８図では各電動機の界磁電流ＩＦ
２． Ｉｙｔを検出する電流検出器ＤＣＣＴが設けであ
る。
の他の実施例を示したものである。第８図に示した実施
例は、１組のチョッパ制御器【ｄＣＨに対して、２組の
電動機を直列接続して用いる場合である。通常時におけ
る各電動機のトルク制御は、前記実施例と同様にチョッ
パＣＨにより電動機電機子電流ＩＭを制御することによ
シ行なわれる。この場合、チョッパＣＨは、個々の電動
機トルクを任意に制御することができない。したがって
、空転が生じた場合には、最大粘着係数μｍ８を利用す
る制御をすることができない。そこで、第８図に示しｆ
ｃ実施例においては、各電動機の界磁Ｆ ＋ 、 Ｆ
２と並列に界磁制御器Ｆ Ｃ１ｒＦＣｘを設け、これに
よシ各電動機のトルクを任意に制御できるようにしであ
る。界磁制御器ＦＣｒとＦ Ｃ２とは、その内部構成が
同一であって、直流電源ＥＦと半導体スイッチＳ！〜Ｓ
４及び界磁分路抵抗Ｒｙとから構成され、半導体スイッ
チ８２ 、Ｓｓのオンによシ強め界磁制御、半導体スイ
ッチＳＩ＋８４のオンによシ弱め界磁制御を行なうもの
である。このため、第８図では各電動機の界磁電流ＩＦ
２． Ｉｙｔを検出する電流検出器ＤＣＣＴが設けであ
る。
最大粘着係数演算装置μＭＣは各電動機毎に設けである
。最大粘着係数演算装置μＭＣ＋を例にとりその作用を
説明すると、最大粘着係数演算装置μＭＣｌは、電機子
電流ＩＭと界磁電流Ｉｙ１から電動機のトルク演算を行
なうとともに、電動機電機子Ａ１により駆動する車輪の
車輪周速度ＶＭＩが入力される。さらに、最大粘着係数
演算装置μＭＣｌには、車両速度Ｖと仮想すベシ速度Δ
■。
。最大粘着係数演算装置μＭＣ＋を例にとりその作用を
説明すると、最大粘着係数演算装置μＭＣｌは、電機子
電流ＩＭと界磁電流Ｉｙ１から電動機のトルク演算を行
なうとともに、電動機電機子Ａ１により駆動する車輪の
車輪周速度ＶＭＩが入力される。さらに、最大粘着係数
演算装置μＭＣｌには、車両速度Ｖと仮想すベシ速度Δ
■。
が入力されて、第５図に示した各種演算が行なわれる。
最大粘着係数演算装置μＭＣＩの出力は、界磁移相器Ａ
Ｐ Ｓ Ｆに力えられ、最大粘着係数演算装置μＭＣ
Ｉの出力（ｄμ／ｄＶ、）が正の範囲では半導体スイッ
チＳｚ 、Ｓｓが、また負の範囲では半導体スイッチ８
１ ＋ ８４が夫々オンされる。
Ｐ Ｓ Ｆに力えられ、最大粘着係数演算装置μＭＣ
Ｉの出力（ｄμ／ｄＶ、）が正の範囲では半導体スイッ
チＳｚ 、Ｓｓが、また負の範囲では半導体スイッチ８
１ ＋ ８４が夫々オンされる。
したがって、空転が生ずると最大粘着係数μ１．８を与
えるすべり速度までは電動機界磁の強め制御によシミ動
機トルクを増加し、また最大粘着係数μ１１．を与える
すベシ速度以上では電動機界磁の弱め制御により電動機
トルクを減少させる。この結果、前述したように、最大
粘着係数μｍａｘを与えるすベシ速度において電動機ト
ルクがバランスし、車輪周速度ＶＭＩは最大粘着係数μ
ｍ８を与えるすベシ速度にて加速されることになる。
えるすべり速度までは電動機界磁の強め制御によシミ動
機トルクを増加し、また最大粘着係数μ１１．を与える
すベシ速度以上では電動機界磁の弱め制御により電動機
トルクを減少させる。この結果、前述したように、最大
粘着係数μｍａｘを与えるすベシ速度において電動機ト
ルクがバランスし、車輪周速度ＶＭＩは最大粘着係数μ
ｍ８を与えるすベシ速度にて加速されることになる。
第９図は、１組のチョッパ制御装置ＣＨに対して、２組
の電動機を並列接続して用いる場合を示す。本実施例に
おいては、最大粘着係数演算装置。
の電動機を並列接続して用いる場合を示す。本実施例に
おいては、最大粘着係数演算装置。
μＭＣが電機子電流と界磁電流とからトルクを演算し、
また最大粘着係数演算装置μＭＣの出力によシ界磁制御
器ＦＣの位相を制御して電動機トルクを可変制御するも
のである。なお、制御装置１組に対する電動機の数は、
３以上の任意の数にし得ることは勿論である。
また最大粘着係数演算装置μＭＣの出力によシ界磁制御
器ＦＣの位相を制御して電動機トルクを可変制御するも
のである。なお、制御装置１組に対する電動機の数は、
３以上の任意の数にし得ることは勿論である。
以上の実施においては、カ行時の空転を例にとシ説明し
たが、制動時の滑走についても適用できることは勿論で
ある。この場合には、すべｐ速度（ｙ、＝ＶＭ ｖ）の
演算部をｖ ） ｖ Ｈであることを考慮し、ｖ、＝ｖ
−ｖＨの演算に変えるのみでよい。また、制御装置は、
チョッパ制御に限定されず、位相制御やインバータ制御
でもよい。
たが、制動時の滑走についても適用できることは勿論で
ある。この場合には、すべｐ速度（ｙ、＝ＶＭ ｖ）の
演算部をｖ ） ｖ Ｈであることを考慮し、ｖ、＝ｖ
−ｖＨの演算に変えるのみでよい。また、制御装置は、
チョッパ制御に限定されず、位相制御やインバータ制御
でもよい。
以上説明したように本発明によれば、鉄道車両の車輪の
空転又は滑走時に、レールと車輪との間の粘着引張力を
最大にすることができる。
空転又は滑走時に、レールと車輪との間の粘着引張力を
最大にすることができる。
第１図はレールと車輪との間の作用力の関係を示す図、
第２図はすベシ速度と粘着係数との関係を示す図、第３
図は車両速度と最大粘着係数との化率との関係を示す図
、第５図は本発明に係る実施例の最大粘着係数演算装置
の説明図、第６図は本発明に係る鉄道車両制御装置の実
施例をチョッパ制御電気車に適用した例の説明図、第７
図は第６図に示した例の電流指令と車輪周速度との関係
を示す図、第８図および第９図は本発明に係る他の実施
例の説明図である。 動機電機子、ＣＨ・・・チョッパ、ＴＧ・・・速度発電
機、Ｔ１・・・車輪駆動トルク、■・・・車両速度、ｖ
Ｍ・・・車輪周速度、ｖ、・・・すべり速度、μ・・・
粘着係数、μＭｅ・・・最大粘着係数演算装置。 代理人 弁理士 鵜沼辰之 第 ｌ 口 第２目 → す公りｉ層内 第 ４ 町 第１頁の続き ０発 明 者 河 西 省 司 日立市幸町３丁目所内
第２図はすベシ速度と粘着係数との関係を示す図、第３
図は車両速度と最大粘着係数との化率との関係を示す図
、第５図は本発明に係る実施例の最大粘着係数演算装置
の説明図、第６図は本発明に係る鉄道車両制御装置の実
施例をチョッパ制御電気車に適用した例の説明図、第７
図は第６図に示した例の電流指令と車輪周速度との関係
を示す図、第８図および第９図は本発明に係る他の実施
例の説明図である。 動機電機子、ＣＨ・・・チョッパ、ＴＧ・・・速度発電
機、Ｔ１・・・車輪駆動トルク、■・・・車両速度、ｖ
Ｍ・・・車輪周速度、ｖ、・・・すべり速度、μ・・・
粘着係数、μＭｅ・・・最大粘着係数演算装置。 代理人 弁理士 鵜沼辰之 第 ｌ 口 第２目 → す公りｉ層内 第 ４ 町 第１頁の続き ０発 明 者 河 西 省 司 日立市幸町３丁目所内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、鉄道車両の速度を検出する車両速度検出手段と、前
記車両の車輪周速度を検出する周速度検出手段と、この
周速度検出手段と前記車両速度検出手段との検出信号に
よシ前記車輪周速度と前記車両速度との相対速度をめる
相対速度算出手段と、前記車両の駆動力を検出する駆動
力検出手段と、この駆動力検出手段と前記周速度検出手
段との検出イ＝号によシ前記車両の走行中におけるレー
ルと車輪との間の粘着係数をめる粘着係数算出手段と、
この粘着係数算出手段と前記相対速度算出手段との出力
、言号によシ前記相対速度に対する前記粘着係数の変化
率をめる変化率演算手段と、この変化率演算手段の演算
結果と前記車両速度検出手段の液出信号とから前記駆動
力を与える駆動源を制御し、前記車両の速度に応じて前
記粘着係数をその速度における最大値にする制御手段と
を備えたことを特徴とする鉄道車両制御装置。 ２、前記駆動源の制御は＼前記制御手段が演算した前記
相対速度に対する前記粘着係数の変化率の積分値により
行なわれることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の鉄道車両制御装置。 ３、前記駆動源は複数の電動機によシ構成され、前記駆
動源の制御は各電動機の界磁電流の制御であることを特
徴とする特許請求の範囲弗１項記載の鉄道車両制御装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58197284A JPS6091805A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | 鉄道車両制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58197284A JPS6091805A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | 鉄道車両制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6091805A true JPS6091805A (ja) | 1985-05-23 |
Family
ID=16371900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58197284A Pending JPS6091805A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | 鉄道車両制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6091805A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6331403A (ja) * | 1986-07-18 | 1988-02-10 | Railway Technical Res Inst | インバ−タ制御電気車の空転時再粘着制御方法 |
| JPS6331402A (ja) * | 1986-07-18 | 1988-02-10 | Railway Technical Res Inst | インバ−タ制御電気車の滑走時再粘着制御方法 |
| JP2009292380A (ja) * | 2008-06-06 | 2009-12-17 | Railway Technical Res Inst | レールと車輪間の粘着係数測定値の評価方法 |
-
1983
- 1983-10-21 JP JP58197284A patent/JPS6091805A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6331403A (ja) * | 1986-07-18 | 1988-02-10 | Railway Technical Res Inst | インバ−タ制御電気車の空転時再粘着制御方法 |
| JPS6331402A (ja) * | 1986-07-18 | 1988-02-10 | Railway Technical Res Inst | インバ−タ制御電気車の滑走時再粘着制御方法 |
| JP2009292380A (ja) * | 2008-06-06 | 2009-12-17 | Railway Technical Res Inst | レールと車輪間の粘着係数測定値の評価方法 |
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