JPS614404A - チヨツパ制御電気車の制動方式 - 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】 〔発明の属する技術分野〕 この発明はチョッパ制御によりカ行運転をする電気車を
発電制動により制動運転するときの制動方式に関する。

〔従来技術とその問題点〕

第２図はチョッパ制御電気車の従来例を示す主回路接続
図である。このチョッパ制御電気車をカ行運転するとき
、架線からの直流電力はパンタグラフ１により取込まれ
、遮断器２とフィルタリアクトル３と入力接触器４と該
入力接触器４に並列接続されている限流抵抗５を介して
当該電気車を駆動する直巻電動機に与えられる。との８
２図においては第１直巻電動機界磁巻線１１Ｆと第１直
巻電動機電機子１１Ａとの直列接続回路で第１直巻電動
機を形成し、また第２直巻電動機電機子１２Ａと第２直
巻電動機界磁巻線１２Ｆ’との直列接続回路で第２直巻
電動機が形成されている。架線からの直流電力はこの第
１と第２直巻電動機の並列接続回路からカ行接触器１３
とチョップ部７を経て、車輪９からレールに放流される
のであるが、上述の第１と第２直巻電動機はそれぞれ複
数の直巻電動機を直列接続した第１直巻電動機群あるい
は第２直巻電動機群であってもよい。

？　　　　　　カ行運転時には遮断器２と入力接触器４
とカ行接触器１３とを閉にし、チョップ部７をオン・オ
フさせてその通流率を制御することにょシ当該電気車の
走行速度を制御できる。このカ行運転時には制動回路接
触器１４　、１５　、１６と短絡接触器１７はいずれも
開状態とし、さらに予励接触器２５Ａ、２５Ｂおよび２
８Ａ、２８Ｂも開にして予励回路２ｏを切離しておく。

なお６はフィルタコンデンサであシ、８はフリーホイー
ルダイオードである。

発電制動運転をするときはます入力接触器４と遮断器２
を開にして架線からの電力供給を遮断したのち、制動回
路接触器１４と１５と１６を投入して発電制動回路を形
成−し、予励接触器２５Ａ、　２５Ｂと２８Ａ。

２８Ｂを閉路する。予励接触器２５Ａ、２５Ｂ、２８Ａ
、２８Ｂの動作によりミ気車内に別途設けられている予
励電源２１からの電力は変圧器２２と整流器２３，２６
ならびに直列抵抗２４　、２７で適当な電圧の直流電力
に変換されて第１直巻電動機の界磁巻線１１Ｆと第２直
巻電動機の界磁巻線１２Ｆに流れ、そのため第１直巻電
動機電機子１１Ａと第２直巻電動機電機子１２Ａに、、
ｉｓｔヵ、８あゎゎ、０□ゎあ□１□２゜。　　ｊ電動
機はそれぞれ発電機となるのであるが、第１直巻電動機
電機子１１Ａの誘起起電力にょシ制動抵抗１８と１９な
らびに第２直巻電動機界磁巻線１２Ｆに電流が流れ、第
２直巻電動機電機子１２Ａの誘起起電力は第１直巻電動
機界磁巻線ｎＦと制動抵抗１８゜１９に電−流を流す。

すなわち第１と第２直巻電動機はともに発電機になるの
であるがそれぞれが相手方の発電機出力電流により励磁
されるので、この相互励磁による励磁電流が予励回路２
０から供給される電流よシも大となれば、との予励回路
２０はその役割シを果たしたことになるので予励接触器
偽２５Ｂと２８Ａ、２８Ｂを開路する。

上述のようにして第１直巻電動機と第２直巻電動機はと
もに発電機とな漫、その出力電流は相手方の界磁巻線に
電流を流しつつ制動抵抗１８と１９にも流れて発電制動
運転をするのであるが、この発電制動電流は制動抵抗１
８に並列接続されている短絡接触器１７をオンまたはオ
フすることと、制動抵抗１９に並列接続されているチョ
ップ部７０通流率を変化させることで制御できるので、
これにより制動力を強めたシ弱めたシすることができる
。

上述したような第２図に示す従来例では、発電制動運転
を開始するために予励電源２１．変圧器２２）整流器２
３と２６、直列抵抗２４と２７、予励接触器２５Ａ。

２５Ｂと２８Ａ、　２８Ｂで構成される予励回路２０が
供給する電力により界磁巻線１１Ｆと１２Ｆを励磁して
いもすなわち発電制動電流を立上げるにはとの予励回路
２０が必要であり、電気車のように取付はスペースや重
量が制限されているような場合に、との予励回路２０が
占有するスペースと重量は無視でき彦いし、さらにこの
予励回路２０の存在は回路を複雑にし、コストを上昇さ
せる欠点を有する。

〔発明の目的〕

この発明は、チョッパ制御で運行する電気車が発電制動
運転するときの主回路構成を簡素化しコストを低減でき
るチョッパ制御電気車の制動方式を提供することを目的
とする。

〔発明の要点〕

この発明は、チョッパ制御電気車のチョッパ装置に付随
して該チョッパ装置の入力側に設けられているフィルタ
コンデンサに蓄えられている電荷を利用することに着目
したものであって、発電制動運転を開始するときは、２
組の並列接続されている直巻電動機回路のうちの第１の
直巻電動機回路の界磁巻線と制動抵抗の直列回路に前記
フィルタコンデンサの電荷を放電させてこの直巻電動機
回路の電機子に電圧を誘起させ、この誘起電圧により第
２の直巻電動機回路の界磁巻線と制動抵抗の直列回路に
電流を流すことで第２直巻電動機回路の電機子に電圧を
誘起させる。この誘起電圧はフィルタコンデンサの代り
に前述の第１直巻電動機回路の界磁巻線と制動抵抗の直
列回路に電流を流す。上述のようにフィルタコンデンサ
の放電電流により相互に相手方の界磁巻線に電流を流す
ことで発電制動電流を立上がらせ、発電制動電流が立上
がればチョッパ装置を利用してこの発電制動電流を制御
しようとするものである。　　　　゛〔発明の実施例〕 −第１図は本発明の実施例を示す主回路接続図である。

この第１図において架線から供給される直流電力はパン
タグラフ１で取シ込まれ、遮断器２）フィルタリアクト
ル３、入力接触器４とこれに並列接続されている限流抵
抗５の直列回路を経て直巻電動機群に与えられ、との直
巻電動機群の速度をフィルタコンデンサ６とフリーホイ
ールダイオード８とチョップ部７とで形成されるチョッ
パ装置で制御したのち車輪９からレールへ放流する。

電気車に装備される直巻電動機の台数が複数の場合たと
えば８台の直巻電動機を備える場合は、４台の界磁巻線
の直列接続回路と４台の電機子の直列接続回路とを直列
接続して第１の直巻電動機回路を形成し、さらに４台の
同様に接続された直巻電動機により第２の直巻電動機回
路を形成し、この第１と第２の直巻電動機回路を並列接
続すれば、合計８台の直巻電動機を１組のチョッパ装置
で制御する電気車が構成されるのであるが、第１図に示
す実施例では回路が複雑にならないように２台の並列接
続されている直巻電動機の場合を図示しておシ、第１直
巻電動機回路は電機′＋１１人と　　　　　１界磁巻線
１１Ｆで形成され、第２直巻電動機回路は電機子１２人
と界磁巻線１２Ｆとで形成されてい、る。

これら２台の直巻電動機とチョップ部７との間にはカ行
接触器１３が設けられている。また制動回路接触器１４
，１５．１６と制動抵抗１８．１９と短絡接触器１７と
で制動回路が形成されている。

上述のように構成されている第１図の主回路接続図にも
とづいて以下に本発明の内容を詳述する。

電気車がカ行運転しているとき、制動回路接触器１４，
１５．１６と短絡接触器１７は開放されて制動回路は直
巻電動機群から切離されているが、遮断器２と入力接触
器４とカ行接触器１３は閉路されており、架線から直巻
電動機群に供給される直流電力はチョップ部７の通流率
を変化させることで制御され、当該電気車は所望速度で
走行する。

次に電気車が発電制動運転するときは、まず遮断器２と
入力接触器４を開路するとともにカ行接触器１３も開路
して直巻電動機群を電源すなわち架線から切離す。次い
で制動回路接触器１４を閉路すると、フィルタコンデン
サ６に蓄えられている電荷はフィルタコンデンサ６→第
１直巻電動機界磁巻線１１Ｆ→制動抵抗１８→制動回路
接触器１４→制動抵抗１９→フィルタコンデンサ６の経
路で放電し、第１直巻電動機界磁巻線１１Ｆにはカ行運
転時と同じ方向に励磁電流が流れる。このとき第１直巻
電動機電機子１１Ａは走行中の電気車により回転させら
れるため発電機となって電圧を誘起する。この時点で制
動回路接触器１６を閉路すると、この誘起電圧により第
１直巻電動機電機子１１Ａ→制動抵抗１８→制動回路接
触器１４→制動抵抗１９→制動回路接触器１６→第２直
巻電動機界磁巻線１２Ｆ→電機子１１Ａの経路に電流が
流れる。

上述の電流は第２直巻電動機界磁巻線１２Ｆにカ行運転
時の励磁電流と同じ方向に流れて回転している当該電動
機電機子１２Ａに電圧を誘起させ、第２直巻電動機電機
子１２Ａ→第１直巻電動機界磁巻線１１Ｆ→制動抵抗１
８→制動回路接触器１４→制動抵抗１９→制動回路接触
器１６→電機子１２Ａの経路で電流を流す。

すなわち第２直巻電動機は発電機となって前述のフィル
タコンデンサ６の代）に第１直巻電動機界磁巻線１１Ｆ
に励磁電流を流して第１直巻電動機を発電機にする。こ
の発電機出力電流により発電機運転している第２直巻電
動機はさらに励磁されるという段階を繰返すことにより
これら発電機出力電流は立上シ、この発電機出力電流を
制動抵抗１８と１９で消費させることにより当該電気車
に制動効果を与えるのである。

上述の発電制動運転によりミ伝単の走行速度が低下する
に従って制動効果も減少するので、制動効果を維持する
ために制動抵抗１８と１９の抵抗値を減少させる。すな
わち制動回路接触器１５を閉路して制動抵抗１９にチョ
ップ部７を並列に接続し、このチョップ部７０通流率を
制御することにより制動抵抗１９の見掛は上の抵抗値を
変化させる。さらに短絡接触器１７により制動抵抗１８
を短絡することと上述のチョップ部７の通流率制御とを
組合わせることにより制動抵抗の抵抗値は両割動抵抗１
８と１９の合計値からほぼ零まで連続的に変化させるこ
とができるので、電気車の走行速度に見合った発電制動
による制動力を得ることができる。

〔発明の効果〕 この発明によればチョッパ制御電気車において２組の直
列接続されている直巻電動機群のうちの第１電動機群の
界磁巻線を介してフィルタコンデンサの電荷を放電させ
ることにより当該第１電動機群の電機子に電圧を誘起さ
せ、この誘起電圧により第２電動機群の界磁巻線に電流
を流し、この界磁電流により当該第２電動機群の電機子
に電圧を誘起させる。この誘起電圧は前述のフィルタコ
ンデンサに代って第１電動機群の界磁巻線に電流を流す
ので、このような繰返しによりミ伝単を駆動するための
直巻電動機は発電機となって制動抵抗に制動電流を供給
するととになる。すなわちチョッパ装置に付随してこの
チョッパ装置入力側に設けられているフィルタコンデン
サの電荷を発電制動電流を立上げるのに利用しているの
で、この発電制動電流を立上げるために従来用意されて
いた予励回路が不要になるので回路が簡素化されコスト
が低下する。さらに予励回路に費やしていた重量と空間
も不要になるので、取付はスペースと　　′重量に制限
がある電気車にとって大きな利点となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す主回路接続図であシ、第
２図はチョッパ制御電気車の従来例を示す主回路接続図
である。 １・・・パンタグラフ、２・・・遮断器、３・・・フィ
ルタリアクトル、４・・・入力接触器、５・・・限流抵
抗、６・・・フィルタコンデンサ、７・・・チョップ部
、８・・・フリーホイールダイオード、ＩＩＡ・・・第
１直巻電動機電機子、ＩＩＦ・・・第１直巻電動機界磁
巻線、１２Ａ・・・第２直巻電動機電機子、１２Ｆ・・
・第２直巻電動機界磁巻線、１３・・・力行接触器、１
４，１５．１６・・・制動回路接触器、１７・・・短絡
接触器、１８．１９・・・制動抵抗、２ｏ・・・予励回
路、２１・・・予励電源、２２・・・変圧器、２３．２
６・・・整流器、２４　、２７・・・直列抵抗、２５Ａ
、　２５Ｂ、　２８Ａ、　２８Ｂ・・・予励接触器。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）少なくとも１個の直巻電動機を備える第１の直巻電
   動機回路と、おなじく少なくとも１個の直巻電動機を備
   える第２の直巻電動機回路とを並列に接続し、該第１と
   第２直巻電動機回路に供給する直流電力をチョッパによ
   り制御する力行運転と、前記第１と第２直巻電動機群回
   路の各電動機を発電機運転させるときの発生電力を制動
   抵抗に消費させる制動運転とにより走行するチョッパ制
   御電気車において、制動運転開始指令により前記チョッ
   パ入力側に設けられているフィルタコンデンサの電荷の
   放電により前記第１直巻電動機回路の界磁巻線と前記制
   動抵抗とに直列に通電して該第１直巻電動機回路の電機
   子に起電力を誘起させる第１段階と、該第１段階での誘
   起起電力により前記第２直巻電動機回路の界磁巻線と前
   記制動抵抗とに直列に通電して該第２直巻電動機回路の
   電機子に起電力を誘起させる第２段階と、該第２段階で
   の誘起起電力により前記フィルタコンデンサに代って前
   記第１直巻電動機回路の界磁巻線と前記制動抵抗とに直
   列に通電して該第１直巻電動機群の電機子に起電力を誘
   起させる第３段階と、前記第２段階と第３段階の繰返し
   で前記制動抵抗に流れる電流を該制動抵抗の抵抗値変化
   で制御する第４段階とでなることを特徴とするチョッパ
   制御電気車の制動方式。 ２）特許請求の範囲第１項記載の制動方式において、前
   記制動抵抗の抵抗値変化は当該制動抵抗に前記チョッパ
   を並列に接続し、該チョッパの通流率を変化させること
   を特徴とするチョッパ制御電気車の制動方式。