JPS6126284B2 - - Google Patents

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JPS6126284B2
JPS6126284B2 JP56022177A JP2217781A JPS6126284B2 JP S6126284 B2 JPS6126284 B2 JP S6126284B2 JP 56022177 A JP56022177 A JP 56022177A JP 2217781 A JP2217781 A JP 2217781A JP S6126284 B2 JPS6126284 B2 JP S6126284B2
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JP
Japan
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power
motor
vehicle
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JP56022177A
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English (en)
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JPS57138802A (en
Inventor
Chuzo Mitomi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Denki Seizo KK
Komatsu Ltd
Original Assignee
Toyo Denki Seizo KK
Komatsu Ltd
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Publication date
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Priority to JP56022177A priority Critical patent/JPS57138802A/ja
Publication of JPS57138802A publication Critical patent/JPS57138802A/ja
Publication of JPS6126284B2 publication Critical patent/JPS6126284B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/15Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with additional electric power supply
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は電気駆動車両において牽引電動機用電
力を車両搭載の内燃機関により駆動される主発電
機および地上電源設備よりの架線給電のいずれか
らも給電走行できるよう構成したデユアルモード
走行車両の制御方式に関する。 大型建設車両や露天堀鉱山における鉱石や表土
運搬車両においては、車両保守費、運搬コストな
どの低減を目的とし従来の機械的動力伝達機関を
有する機械的走行車両から、ゴムタイヤを有した
電気駆動車両に変化しており、その車両の運搬能
力も120tから320t積程度迄大型化し今後その規模
はますます拡大する方向にある。 このような大型走行車両においては従来の機械
式車両では、動力伝達機関の構成が難かしくなる
だけでなく、制動時の吸収すべき運動エネルギー
があまりにも大きくなるため摩擦式の機械的制動
装置が巨大なものとなり、その構成すら難かしく
なるため、車両走行時はエンジンにて発電機を駆
動し変換して得た電力にて、駆動車軸内もしくは
その近傍に分散して配置した複数台の電動機を付
勢して走行せしめ車両制動時は該牽引電動機を発
電機として作用せしめることにより、車両運動エ
ネルギーをブレーキ抵抗器にて熱として発散せし
めるいわゆる発電ブレーキを採用した電気駆動車
が主流をなしている。このような車両を使用する
建設現場や鉱山においては、トロツコや貨車など
による有軌道運搬の概念からオフザロードの概念
を取り入れた大型タイヤを装着した無軌道運搬工
法が主流をなしている。 これは、従来の有軌道車運搬工法のためのレー
ルや架線敷設の必要もなく、また有軌道車である
がための運搬工法の制約もなく、鉱山におけるマ
イニングプランはその時々の計画により容易に変
更が可能となり、またそのための運搬路建設費用
も安く、かつその時間的制約も少ないなど多くの
特長を有するがためで、近年開発された鉱山では
ほとんど上記の如きオフザロードの概念を取り入
れた運搬工法が採用されている。 かかる運搬工法の採用により、鉱山における生
産の効率向上および運搬コストの低減化が可能と
なつた。 しかし近年の石油シヨツクに起因する石油コス
トの上昇は、かかる車両の燃費上昇を招き、特に
非産油国における鉱山計画においてその鉱山計画
変更を余儀なくされている面も発生している。こ
のことは、特に中南米やアフリカ等の大規模な水
力発電や石炭等による火力発電が可能な土地にお
いては、この発電電力を使用した鉱石運搬工法は
見逃すことのできない魅力的な工法して注目され
ている。 かかる見地から、最近このような鉱山におい
て、採石積載場や捨土場においては車両搭載の内
燃機関により発電機を駆動し得た電力(以下原動
発電機と称す)を使用したオフザロードの概念を
取入れた車両システムとし、積車登坂場などのエ
ネルギー多消費場においては、トロリー等を使用
した架線給電により車両走行させるシステムが試
みはじめられている。 本発明は上述したような点に鑑み、車両搭載の
電源設備および地上発電設備よりの架線給電のい
ずれからも給電走行できるよう構成したデユアル
モード走行車両の制御方式を提供せんとするもの
である。 以下、本発明を実施例図面にもとづいて説明す
る。 第1図は本発明の一実施例を示す構成回路図
で、1はデイゼルエンジン、2はデイゼルエンジ
ン1に直結された交流発電機、21は交流発電機
2の電機子、22は界磁巻線である。3は交流発
電機2の出力を直流に変換する整流回路で、サイ
リスタで構成した純ブリツチ回路である。4は電
機子41と界磁巻線42で構成される車両用牽引
電動機としての直流電動機を示す。 いま直流電動機4を車上電源で走行する場合、
デイゼルエンジン1により駆動され、ここで説明
する以外の車両運転指令や直流電動機4の電機子
電流などの論理演算値を、一般に閉ループ制御に
常とう的に用いられる論理演算を経て種々出力信
号を発生する制御器5の出力で、界磁巻線22を
制御し電機子21より直流電動機4を付勢する電
力を発生する交流発電機2で車両駆動電力を得、
得たる交流電力をサイリスタで構成した整流回路
3で直流に変換し、この整流回路3の出力をダイ
オード6、平滑リアクトル7を介し直流電動機4
に与える。 図示の実施例のように、例えば交流発電機2を
三相交流発電機とし、その線間電圧をEac,整流
回路3のサイリスタ制御角をα(αとはサイリス
タ純ブリツジで構成した整流回路を順変換用他励
インバータとして使用したときのサイリスタ制御
角)とすれば、車両用牽引電動機である直流電動
機4は整流出力電圧(Edc=1.35Eac・COSα)
で駆動されることになる。従つてαを90゜〜0゜
の範囲で制御すれば、直流電電動機4を零ボルト
から最高電圧の範囲で駆動できることになる。 整流回路3のサイリスタゲート信号は、本実施
例では交流発電機2の界磁巻線22を付勢する制
御器5の出力信号に比例して、交流発電機2の出
力電圧が大なる時はα→0゜、また小なる時はα
→90゜の方向に制御する。 かかる構成により車上電源で走行する場合、車
両牽引電動機である直流電動機4を任意の電圧で
駆動できるため、走行車両は種々の車両速度で滑
らかに運転できることになる。 次に地上電源より略一定電圧電源を受電し、走
行車両用牽引電動機である直流電動機4を車上電
源で駆動するとき同様に、種々の車両速度で滑ら
かに運転する制御方法について説明する。 第1図において8,9は地上電源設備より架線
で送電されている電力を車上に受電するためのパ
ンタグラフで、8が正極用のパンタグラフ、9は
負極用パンタグラフを示す。このパンタグラフ
8,9で受電した直流電力は、地上電源を受電し
走行する場合に閉じる接触器10,11を介し図
示の通り車上電源設備の整流回路3に接続され
る。これにより地上電源設備より送電されてきた
直流電力は正極用パンタグラフ8→接触器10→
平滑リアクトル7→直流電動機4→整流回路3→
接触器11→負極用パンタグラフ9の経路で直流
電動機4を付勢する。 この時の車上電源設備のデイゼルエンジン1の
回転数はアイドル回転数とし、デイゼルエンジン
1により駆動され交流電力を発生する交流発電機
2の界磁巻線22は、ここで説明する以外の車両
運転指令や直流電動機4の電機子電流などの論理
演算値および地上電源設備電圧(即ちパンタグラ
フ受電電圧)から直流電動機端子間を引いた差電
圧信号等により、一般に閉ループ制御に常とう的
に用いられる論理演算を経て種々の出力信号を発
生する制御器5の出力で制御され、これにより交
流発電機2の発生電圧は直流電動機4の端子(誘
起)電圧が小なる時(即ち車両速度が低速時)は
高電圧に、車両速度が高速時は低電圧に制御す
る。 また整流器3のサイリスタゲート信号は、車上
電源走行時と同様制御器5の出力信号で決定され
るが、地上電源受電走行時のサイリスタ制御角γ
(γとはサイリスタ純ブリツジで構成した整流回
路を逆変換用他励インバータとして使用したとき
転流重なり角と転流余裕角を考慮し決定する逆変
換動作時の制御角)は交流発電機2の出力が大な
る時はα→γリミツト、また小なる時はγ→90゜
の方向に制御する。 かかる構成により整流回路3は他励インバータ
として作用する。その他励インバータとして作用
する出力電圧Edcは、交流発電機2の出力電圧を
前述の車上電源設備走行時と同様にEacすれば Edc=1.35Eac・COSγ (但し90゜<γ<γリミツト) 即ち 0ボルト>Edc>1.35Eac・COSγ とな
る。 これにより直流電動機4には、地上電源電圧か
ら整流回路3の出力電圧の差電圧が印加するの
で、直流電動機4は前述の車上電源走行時と同様
に、走行車両は種々の車両速度で滑らかに運転で
きることになる。 なおこの場合、車上電源回路には、整流回路3
の負出力電圧に対し地上電源側から直流電動機4
の消費電力を差し引いた差電力が注入することに
なる。このため交流発電機2およびデイゼルエン
ジン1には前記差電力が作用するため、交流発電
機2には無効電力損が、デイゼルエンジン1には
エンジンブレーキが作用する。 上記の通り本方式によれば車両運転台からの車
【表】 ここで 抵抗器14の消費電力 =|1.35Eac・COSγ・IM| 但し 90゜<γ<γ IMは直流電動機電流 即ち Eac≦|1.35R14・COSγ・IM| なる関係が成立するよう抵抗器R14の定数をあら
かじめ定めておき、前述の如き交流発電機2の出
力電圧Eacと他励インバータの制御角γ即ち|
COSγ|が比例するよう制御すれば、他励イン
バータ注入電力即ち(地上電源電力)−(直流電動
機消費電力)の差電力を無効電力として抵抗器
R14で熱消費させ、エンジン回転数は定格回転内
で使用できる。 また上記の通り制御すれば、交流発電機2の出
力に抵抗器14を接続しても抵抗器で損失する電
力はすべて地上側から給電されるため、交流発電
機2は有効電力を発生せずにすむためエンジン側
からパワーを吸収することがない。従つてデイゼ
ルエンジン1からパワーを出力する必要がなく、
デユアルモード車開発志向に添つた制御方式を提
供することができる。 上述した如く本発明によれば、車上電源、地上
電源いずれでも走行できるよう構成したデユアル
モード走行車両においてあらかじめ有していた車
上電源で走行するに必要な手段を利用して、略一
定電圧電源の地上電源から走行車両牽引電動機で
ある直流電動機を任意の電圧で連続的に運転する
ことができ、チヨツパ装置等の高価なシステムを
使用することなく、システムを構成することがで
きるため、装置の小形、軽量、低コスト、信頼性
向上などが可能となり、その効果は大なるものが
ある。 なお本発明の実施例では地上電源を直流架線で
説明しているが、交流架線として車上で整流し直
流電圧にしても同様にできること、また本発明は
鉄道車両に適用できること、またその場合は負側
パワタグラフは省略できることは云うまでもな
い。 またデイゼルエンジン交流発電機の組合せ以外
に、電源―インバータ、デイゼルエンジン―直流
発電機―インバータ等の組合せにてもできること
は云うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成回路図で
ある。 1…デイゼルエンジン、2…交流発電機、3…
整流回路、4…直流電動機、5…制御器、6…ダ
イオード、7…平滑リアクトル、8,9…パンタ
グラフ、10〜13…接触器、14…抵抗器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 走行車両牽引電動機である直流電動機を駆動
    する電力手段として車両搭載の内燃機関で交流発
    電機を駆動し得たる交流電力を、制御極付電気弁
    にて構成した整流回路にて任意の直流電力に変換
    し、前記直流電動機を低速から高速まで滑らかに
    運転できるよう構成した車上電力発生手段と、地
    上電源設備より送電される略一定電圧電源を車上
    にて受電する地上電源受電手段とを併備し、該地
    上電源受電手段にて前記直流電動機を駆動する場
    合、該地上電源受電手段と前記車上電力発生手段
    とを直列接続し、該車上電力発生手段の制御極付
    電気弁で構成した整流回路を他励インバータとし
    て作用せしめることにより前記地上電源受源手段
    より得たる電力量と前記直流電動機を駆動するに
    用いる電力量との差電力を前記車上電力発生手段
    に無効電力として与え、該無効電力を前記車上電
    力発生手段である交流発電機出力端に接続する抵
    抗器にて消費せしめることにより、前記走行車両
    用牽引電動機である直流電動機を、地上より受電
    した略一定電圧電源で低速から高速まで滑らかに
    運転できるよう構成したことを特徴とするデユア
    ルモード走行車両制御方式。
JP56022177A 1981-02-19 1981-02-19 Control system for vehicle travelling in dual mode Granted JPS57138802A (en)

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JPS57138802A JPS57138802A (en) 1982-08-27
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JP6113509B2 (ja) * 2013-01-15 2017-04-12 株式会社日立製作所 電気駆動車両、発電機制御装置及び発電機制御方法
JP6257931B2 (ja) * 2013-06-19 2018-01-10 株式会社日立製作所 電気駆動車両、電気駆動車両の制御装置及び電気駆動車両の制御方法

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