JPS6223558B2 - - Google Patents

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JPS6223558B2
JPS6223558B2 JP54165754A JP16575479A JPS6223558B2 JP S6223558 B2 JPS6223558 B2 JP S6223558B2 JP 54165754 A JP54165754 A JP 54165754A JP 16575479 A JP16575479 A JP 16575479A JP S6223558 B2 JPS6223558 B2 JP S6223558B2
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JP
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thyristor
traction
diode
braking
motor
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JP54165754A
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Uuberu Andore
Myure Aren
Sofue Jatsuku
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Alstom SA
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Alsthom Atlantique SA
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Publication date
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Publication of JPS6223558B2 publication Critical patent/JPS6223558B2/ja
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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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
    • H02P3/08—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing a dc motor
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    • H02P3/08—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing a dc motor
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    • 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
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • 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
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  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電磁接触器を使用せずに電車モータ
の構成から発電制動の構成へ、あるいはその逆へ
の事実上の瞬時切替えが可能な直巻励磁直流モー
タへ電流を供給する電子回路に関する。
周知のように、牽引と制動との間の転換は電機
子の端子における極性を反転するか、または電機
子の電流を反転することによつて行なうことがで
き、電流反転の場合は、モータの端子極性の方向
を同一とし主端子における磁束を反転させるので
ある。したがつて、この転換を行なうには、イン
ダクタによつて発生される磁束に関して電機子電
流を反転させることが必要である。
電車モータはスタータ加減抵抗器を介してまた
は点弧および励起が制御されているチヨツパを含
む電子回路を介して電流が供給される。今まで
は、モータ電流を断つ時だけ接触器（またはモー
タの電流路に直接挿入されるサイリスタ）を介し
て行なわれる転換が生ずるので牽引から制動（ま
たは制動から牽引）へ転換する前にモータ電流を
断つことを確かめる必要がある。従来のシステム
では、この転換は３〜４秒の遅延の後に行なわれ
ている。
本発明の目的は、直巻励磁型モータに電気を供
給する全電子回路を設計することであり、この回
路において牽引から制動または制動から牽引への
転換のための命令は実際上は瞬間的に（その遅延
は約１ミリ秒）行なうことである。
本発明によれば、電源の正極端子と負極端子と
の間に第１分岐回路と第２分岐回路とを包含し、
前記第１分岐回路は牽引サイリスタと、第１のフ
リーホイールダイオードおよび分流サイリスタを
互いに逆方向に並列に接続したものが両端子に並
列に接続されたモータの界磁巻線と、主チヨツパ
と、牽引ダイオードと、前記モータの電機子とを
この順序で包含し、かつ前記牽引ダイオードおよ
び前記電機子と並列に制動サイリスタを包含し、
前記牽引および分流サイリスタ、前記チヨツパお
よび牽引ダイオードのアノードを前記正極端子の
側に置いたこと、および前記第２分岐回路は回生
ダイオードと第２のフリーホイールダイオードと
をこの順で包含し、前記回生ダイオードおよび前
記フリーホイールダイオードのカソードを前記正
極端子にの側に置き、前記回生ダイオードのアノ
ードを第１に前記牽引ダイオードのカソードに、
第２にアノードが前記回生ダイオードのアノード
に接続されている制動ダイオードを介して前記牽
引サイリスタのカソードに接続したことを特徴と
する、直巻励磁型直流モータの電源回路が提供さ
れる。
以下添付図面に例示した本発明の好適な実施例
について詳述する。
第１図は、直巻励磁型直流モータ１の電源回路
を示しており、このモータ１は界磁巻線３とこれ
に直列のモータの電機子４とを包含している。モ
ータ１は電車モータとして使用される時は駆動モ
ードで動作し、制動のために使用される時は発電
機として動作する。いずれの場合も、電流は巻線
３を介して同一方向に流れる。対照的に、電流は
電車モータとして使用の場合には一方の方向に、
そして制動に使用する場合には逆方向に電機子４
を介して流れなければならない。
正極端子５および負極端子６は電源線に接続さ
れて、電車モータとして駆動されるモータに電源
供給のために使用される電位が供給され、逆に回
生制動の場合に発電機として駆動されるモータ１
からエネルギが戻される。
第１の分岐回路８および第２の分岐回路９は端
子５および６の間で並列に接続される。第１の分
岐回路８は直列接続の牽引サイリスタ１２を包含
し、そのアノードは端子５に、カソードはＥで示
した地点に接続される。この点Ｅはそれ自身界磁
巻線３の一方の端である点Ｈに接続される。巻線
自身は互いに逆方向に接続されたフリーホイール
ダイオードDSとサイリスタTHSとによつて並列
に接続され、サイリスタTHSは牽引サイリスタ
１２と同じ方向に接続されている。さらに主チヨ
ツパ１３が直列に接続され、その主チヨツパ１３
は牽引サイリスタ１２と同じ方向に配置される。
次いで牽引ダイオード１４が牽引サイリスタ１２
と同じ方向に配置され共通点Ｆにて主チヨツパ１
３に接続される。最後に、モータ１の電機子４が
直列に接続される。点Ａは牽引ダイオード１４お
よび電機子４に共通な点である。点Ｂは負極端子
６に接続された電機子４の端子である。アノード
をＦに接続した制動サイリスタ１５を含む接続は
FBと並列に接続される。
分流サイリスタTHSは巻線３を短絡し、モー
タ１の励磁を減らしてその速度を上昇させようと
するものである。この分流サイリスタTHSは主
チヨツパ１３がOFFの時OFFにされる。
分流サイリスタTHSは主チヨツパが完全に非
導通の場合に使用される。主チヨツパ１３が100
％導通の場合には、この分流サイリスタTHSは
第２チヨツパの代りをしなければならない。
第２の分岐回路９は共にカソードを正極端子５
の端の方向に向けた回生ダイオード１６とフリー
ホイールダイオード１７とを包含する。
２つの点ＣおよびＤはフリーホイールダイオー
ド１７のカソードと回生ダイオード１６のアノー
ドとの間の接続に配置され、点Ｃは第１の分岐回
路８の点Ａに、点Ｄは制動ダイオード１８のアノ
ードにそれぞれ接続され、制動ダイオード１８の
カソードは第１の分岐回路８の点Ｅに接続され
る。
この時点まで述べたシステムは、モータを牽引
用としておよび回生制動用として使用できるもの
である。動的制動用としては、動的制動サイリス
タ２０と直列に制動抵抗１９を点Ｄと端子６との
間に加えることができる。
動作は以下のとおりである。
モータを牽引用として使用するか制動用として
使用するか、いずれの場合においても、モータの
界磁巻線３を流れる電流は常に同一方向に流れ、
その供給はサイリスタTHSおよびフリーホイー
ルダイオードDSによつて制御されている。
牽引の場合、牽引サイリスタ１２はそのトリガ
電極に点弧パルスを受け、一方制動サイリスタ１
５は何も受けない。主チヨツパ１３は電流をパス
またはストツプさせる連続命令を受ける。分流サ
イリスタTHSは点弧パルスを受けたり受けなか
つたりする。モータが牽引用に使用される時、主
チヨツパ１３はONになり、電流は端子５から来
て、牽引サイリスタ１２、直巻巻線３、チヨツパ
１３、牽引ダイオード１４およびモータの電機子
４を介して通り端子６に至る。
明らかなように、電機子４においては、電流は
ＡからＢの方向に流れる。話を戻して、モータ１
が牽引用として使用されている時に、主チヨツパ
１３がOFFにされると、牽引サイリスタ１２は
OFFにされ、分流サイリスタTHSも同様にOFF
にされる（ONになつていた場合）。電機子４また
は巻線３のいずれかにおいても突然の電流中断は
なく、各電流は減少する傾向となり、回路はそれ
ぞれフリーホイールダイオード１７およびフリー
ホイールダイオードDSを介してそれら自身に戻
すループを与えることとなる。
回生制動の場合、制動サイリスタ１５はそのト
リガ電極に点弧パルスを受け、牽引サイリスタ１
２は何も受けない。主チヨツパ１３は電流を通し
たり阻止する命令を受け、分流サイリスタTHS
は点弧パルスを受けたり受けなかつたりする。
回生制動の間で主チヨツパ１３がOFFの場
合、端子６から来る電流はモータの電機子４を介
してＢからＡの方向に、次いで接続ACおよびCD
を介し、端子５に達する前に回生ダイオード１６
を介して流れる。このようにして回生電流は電機
子の中を逆方向に流れ、一方巻線３の電流は、フ
リーホイールダイオードDSによつて閉じられた
ループをもつてＨからＧの同一方向にて流れる。
回生制動中に主チヨツパ１３がONになると、
モータは短絡され、電機子の電流はＢからＡへ流
れ、Ｃ、Ｄ、制動ダイオード１８，Ｅ、巻線３、
チヨツパ１３，Ｆ、そして制動サイリスタ１５を
介して通り、Ｂ点にて回路を閉じる。電流が十分
な値に達すると、チヨツパ１３はOFFになり、
電流はしたがつて制動ダイオード１８および制動
サイリスタ１５にて無効になり再び所望値で回生
ダイオード１６を流れる。一方巻線３の電流はそ
のフリーホイールダイオードDSを通るループを
流れる。
装置が線路に回生できない場合には、動的制動
サイリスタ２０が点弧される。この時、モータの
電機子から来る電流はＢ、Ａ、Ｃ、Ｄのパス、抵
抗１９、およびサイリスタ２０を流れ、その回路
はＢで終わる。
牽引から制動への切替えは、チヨツパ１３が
OFFになるとすぐ、牽引サイリスタ１２および
分流サイリスタTHS（この場合THSはあらかじ
めONであつたとする）がOFFになり、そしてわ
ずか１ミリ秒ほど遅れて電機子４の電流が反転さ
れるとすぐ主チヨツパ１３および制動サイリスタ
１５がONとなつて、導通状態とすることができ
るので、ほとんど瞬時である。牽引サイリスタ１
２は制動を起こらないようにしているので、何ら
特別な予防策を構ずる必要は（１ミリ秒待つ以
外）ない。
制動から牽引への切替えもまた急速である。制
動サイリスタ１５はチヨツパ１３によつて非導通
にされ、１ミリ秒後には牽引への切替えを始める
ことができる。牽引は制動電流がなくなるとすぐ
有効になる。
牽引サイリスタ１２と制動サイリスタ１５との
間の同期の原理は、分流サイリスタTHSがONの
場合に端子５および６の間が短絡するのを避ける
ようにした仏国特許出願第7723430号明細書中に
記載のものと同一である。
第２図のグラフ２１は牽引状態（高レベル２
２）と制動状態（低レベル２３）とを示してい
る。このグラフの中で不連続の部分２４は制動へ
の切替え命令を表わし、不連続部分２５は牽引へ
の切替え命令を表わしている。
グラフ２６の高レベル２７は牽引サイリスタ１
２を点弧する命令を表わし、低レベル２８は牽引
サイリスタ１２の点弧を禁止する命令を表わして
いる。
グラフ２９は牽引サイリスタ１２のトリガに送
られる点弧パルスを示している。グラフ３０の高
レベル３１は点弧された制動サイリスタ１５を表
わし、低レベル３２は点弧の禁止された制動サイ
リスタ１５を表わしている。
パルス３３は制動サイリスタ１５のトリガに送
られる点弧パルスを示している。
グラフ３４の高レベル３５はONにされた主チ
ヨツパ１３を表わしており、低レベル３６はON
になるのを禁止された主チヨツパ１３を表わして
いる。低レベル３６の接続時間は約１ミリ秒であ
る。これによつて牽引から制動または制動から牽
引への切替えがなされる。
参照番号３７は主チヨツパ１３のON状態を示
している。高レベル３８はチヨツパ１３がONで
あることを示し、低レベル３９はチヨツパ１３が
OFFであることを示している。
パルス４０はクロツクパルスであり、１ないし
３ミリ秒の間隔を有し、主チヨツパのONへの制
御に使用したりパルス２９および３３の同期のた
めに使用される。
参照番号４１は分流サイリスタTHSのON状態
を示している。その高レベル４２はサイリスタ
THSがONであることを意味し、低レベル４３は
サイリスタTHSがOFFであることを意味してい
る。明らかなようにサイリスタTHSは主チヨツ
パ１３と同時にOFFになる。
これは主チヨツパと同時か遅れて点弧され、ま
たは主チヨツパが点弧されている間には何ら点弧
命令は受けない。
主チヨツパ１３のON禁止状態の開始は制動へ
の切替え命令２４によつて、または牽引への切替
え命令２５によつて制御される。チヨツパ１３の
OFF状態３９の終了は、パルス４０がゲートパ
ルス３６の時に発生されても、このパルス４０に
よつて制御することはできない。
制動サイリスタ１５は２つの条件の時だけON
になる。すなわち、そのトリガが点弧命令を受け
た時と、主チヨツパ１３がONの時である。これ
は制動中だけに関するものである。
牽引サイリスタ１２もまた上の２つの条件にあ
るときだけ点弧される。これは牽引中だけに関す
るものである。
本発明による回路はまた、たとえモータの動作
状態が牽引時にフリーホイールダイオード１７お
よびDSを通り、制動時に回生ダイオード１６を
通るものであつても、モータへ供給される電流の
ためのループパスを与えるという大きな利点を有
している。したがつて、電源回路の突然の中断に
よる電圧サージの危険はない。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による電子回路のダイヤグラム
を示す図、第２図は被制御要素に送られる各種命
令およびこれら要素の状態を示すグラフである。 １……モータ、３……界磁巻線、４……電機
子、５，６……端子、１２……牽引サイリスタ、
１３……主チヨツパ、１４……牽引ダイオード、
１５……制動サイリスタ、１６……回生ダイオー
ド、１７，DS……フリーホイールダイオード、
１８……制動ダイオード、１９……制動抵抗、２
０……制動サイリスタ、THS……分流ダイオー
ド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 電源の正極端子５と負極端子６との間に第１
    分岐回路８と第２分岐回路９とを包含し、前記第
    １分岐回路は牽引サイリスタ１２と、第１のフリ
    ーホイールダイオードDSおよび分流サイリスタ
    THSを互いに逆方向に並列に接続したものが両
    端子に並列に接続されたモータの界磁巻線３と、
    主チヨツパ１３と、牽引ダイオード１４と、前記
    モータの電機子４とをこの順序で包含し、かつ前
    記牽引ダイオード１４および前記電機子４と並列
    に制動サイリスタ１５を包含し、前記牽引および
    分流サイリスタ１２，THS、前記チヨツパ１３
    および牽引ダイオード１４のアノードを前記正極
    端子５の側に置いたこと、および前記第２分岐回
    路９は回生ダイオード１６と第２のフリーホイー
    ルダイオード１７とをこの順で包含し、前記回生
    ダイオード１６および前記フリーホイールダイオ
    ード１７のカソードを前記正極端子５の側に置
    き、前記回生ダイオード１６のアノードを第１に
    前記牽引ダイオード１４のカソードに、第２にア
    ノードが前記回生ダイオード１６のアノードに接
    続されている制動ダイオード１８を介して前記牽
    引サイリスタ１２のカソードに接続したことを特
    徴とする、直巻励磁型直流モータの電源回路。 ２ 分流サイリスタTHSは第２のチヨツパの代
    りをすることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    記載の回路。 ３ 牽引構成から制動構成へおよびその逆への転
    換は非常に短かい時間で生じ、牽引サイリスタ１
    ２または制動サイリスタ１５はその時間に主チヨ
    ツパ１３の導通の瞬間的禁止によつて非導通にさ
    れることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
    の回路。 ４ 分流サイリスタTHSは主チヨツパ１３が
    OFFの時OFFであることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項記載の回路。
JP16575479A 1978-12-22 1979-12-21 Seriesswound dc motor power supply circuit Granted JPS5588592A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7836138A FR2445060A1 (fr) 1978-12-22 1978-12-22 Dispositif electronique d'alimentation de moteur a courant continu a excitation serie permettant la transition rapide traction-freinage et freinage-traction

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Publication Number Publication Date
JPS5588592A JPS5588592A (en) 1980-07-04
JPS6223558B2 true JPS6223558B2 (ja) 1987-05-23

Family

ID=9216457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16575479A Granted JPS5588592A (en) 1978-12-22 1979-12-21 Seriesswound dc motor power supply circuit

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4275341A (ja)
EP (1) EP0013383B1 (ja)
JP (1) JPS5588592A (ja)
CA (1) CA1137547A (ja)
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FR (1) FR2445060A1 (ja)

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