JPS624923B2 - - Google Patents

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JPS624923B2
JPS624923B2 JP53078772A JP7877278A JPS624923B2 JP S624923 B2 JPS624923 B2 JP S624923B2 JP 53078772 A JP53078772 A JP 53078772A JP 7877278 A JP7877278 A JP 7877278A JP S624923 B2 JPS624923 B2 JP S624923B2
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JP
Japan
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circuit
generator
winding
excitation
signal
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JP53078772A
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Inventor
Jeemuzu Kuuen Junia Furederitsuku
Andoryuu Rokaichisu Josefu
Utsudowaado Makukeruhenii Suchuaato
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.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
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Publication of JPS624923B2 publication Critical patent/JPS624923B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は同期発電機（交流回転発電機）の励磁
及び調整装置、特に自励式可変速度同期発電機
（以後単に発電機とも呼ぶ）の静止制御システム
に関するものである。
交流（AC）発電機即ち同期発電機は磁気回路
を形成する相対的に回転可能な磁気鉄心部材を有
する電気機械である。通常界磁巻線は一つの鉄心
部材上に設けられており、同期発電機の発生する
交流電流を生じる主即ち電機子巻線はもう一つの
鉄心部材上に形成されている。同期発電機内に磁
極を確立するため界磁巻線に直流（DC）が供給
される。正規動作範囲において同期発電機の発生
する交流電流の大きさは電機子および界磁巻線間
に相対回転速度と界磁巻線電流の大きさに直接関
係する。同期発電機が作動すると主巻線からの交
流電流の一部は整流されて界磁巻線の励磁に使用
することが出来る。このような技術を採用した同
期発電機はよく知られており自励機と呼ばれる。
本発明は例えば土木もしくは鉱山用の道路外用
車輛の様な牽引車輛の電気推進システムにおいて
特に有用である。このような車輛は関節連結フレ
ームと四輪駆動を有することができる。ジーゼル
エンジンその他の適切な原動機に連結された同期
発電機から給電される一対の可変速度可逆直流電
動機を有する電気システムにより前後車軸を駆動
することができる。速度制御ペダルを適切に操作
することにより運転者は電気駆動システムを制御
して車輛速度を決めることができる。速度制御ペ
ダルはスロツトル制御として作動して発電機を駆
動するジーゼルエンジンの速度を変え、交流発電
機の出力電力を変える。
典型的な牽引車輛用交流発電機は1600ボルト
RMS（実効値）において750アンペアRMSの交流
電流を供給し、界磁巻線に300アンペアの直流励
磁電流を必要とする。このような用途においては
主巻線からの交流電流を一部抽出して、界磁巻線
に供給する直流励磁電圧を比較的低くすることが
できる。しかしながら牽引電動機に用いる場合の
様に同期発電機を実質的な短絡負荷状態で起動す
ると、短絡状態のために主巻線電圧は同期発電機
が自励モードで動作するのに充分な大きさとなる
ことができない。自励を行うためのより実際的な
方法は電機子上に補助即ち３次巻線を設け、適切
に整流した後界磁巻線を励磁するのに適する交流
電流を発生することである。このような方式はカ
ナダ国特許第812936号に示されている。この特許
において同期発電機は実質的に一定の相対回転速
度で動作するようになされており、交流出力は界
磁巻線の直流励磁の制御により調整される。同期
発電機の初期起動中界磁巻線はバツテリによつて
励磁され、無負荷状態の下で充分な励磁を行つて
バツテリをあまり放電することなく補助巻線に電
流を発生する様にする。
発電機が或る回転速度範囲にわたつて運転され
発電機の発生する交流電流が鉄心部材間の相対回
転速度の関係であるシステムにおいて、低速度で
は補助巻線の発生するエネルギーは所望レベルの
界磁電流を供給するのに不充分であることが判
る。従つてこのような低速度ではバツテリが界磁
巻線励磁の少くとも一部分を供給する必要があ
る。かなりの割合の時間にわたつて発電機が低速
で運転されると、バツテリは弱まり適切な界磁励
磁を供給することが不可能となる。
このようなバツテリの放電を避けるために、回
転励磁機のようなバツテリ充電回路を設けて、発
電機の低速度時にバツテリ充電回路から電力を供
給することができるが、バツテリ充電回路を設け
ただけでは、界磁電流（その平均値）を発電機の
負荷に応じて調整することは困難である。また、
このように界磁電流が調整されず、界磁電流の大
きさが、利用できるバツテリ電圧のみによつて決
定される場合、界磁巻線が過励磁されて、発電機
の出力電力が所望のレベルより大きくなることが
ある。更にバツテリ回路が連続的に界磁励磁を行
う必要のある場合、バツテリ回路の物理的能力と
寸法は経済的な点で実用的なものでなくなり装置
スペースが制約されている牽引車輛の用途では特
にそうである。このため、バツテリその他装置の
供給する励磁レベルを調整して同期発電機界磁巻
線の過励磁を防止し、バツテリ回路からの励磁エ
ネルギーと補助巻線からの励磁を調合してバツテ
リ供給励磁電流の使用を最小限にする様にしなけ
ればならない。
従つて本発明の目的は同期発電機界磁巻線の自
励を増強する改良された装置を提供することであ
る。
本発明の別の目的は自励同期発電機回路内の２
次励磁源を制御して２次励磁源の電力流出を最小
にする装置を提供することである。
本発明に従つて２次励磁を自励と調合して２次
励磁源電力（例えばバツテリー電力）を最小にす
る様にする自励同期発電機制御システムが提供さ
れる。同期発電機は同期発電機の界磁巻線励磁電
流を発生する電機子に装置した補助即ち３次巻線
を有するタイプのものが好ましい。２次励磁源は
補助巻線に接続されており、補助巻線から得られ
る励磁電流が所望の大きさ以下のとき界磁巻線の
励磁を行う。本発明システムは補助巻線および界
磁巻線に接続され、補助巻線から界磁巻線へ供給
される励磁電流の平均の大きさを制御する位相制
御整流器の様な第１制御装置を有する。２次励磁
源およびチヨツパの様な第２制御装置も補助巻線
に接続されている。調整回路は発電機の選定パラ
メータに応答して第１及び第２制御装置を制御御
する信号を出す。調整回路は第１フイードフオワ
ードループを使用して第１制御装置に制御信号を
供給し、第２フイードフオワードループを使用し
て第２制御装置に制御信号を供給する。第１ルー
プの増幅率は第２ループよりも大きく選定され、
その結果励磁電流は主に補助巻線により供給され
電流不足分のみが２次励磁源（例えばバツテリ
ー）から供給される。
第１図には本発明に従つた電気牽引車輛用電力
制御システムの簡単化された回路図が示されてい
る。例えばジーゼル機関等の内燃機関である原動
機１０は連結シヤフト１４を介して交流発電機即
ち内期発電機１２を駆動するようになつている。
シヤフト１４の回転速度即ち毎分回転数
（RPM）は原動機１０を制御するようになつてい
るアクセルペダル１６の相対的な変位により決め
られる。同期発電機１２は磁気回路を形成する相
対的に回転可能な第１及び第２磁気鉄心部材を有
する。一方の鉄心部材上に巻回された界磁巻線１
８は磁気回路に磁束を供給する。他方の鉄心部材
上に巻回された主巻線（図示せず）は交流出力電
力を供給する。例示の実施例において同期発電機
１２は線Ａ，Ｂ，Ｃ上に３相出力を供給する３相
機である。説明の都合上線Ａ，Ｂ，Ｃ上の出力電
力はブリツジ整流器回路２２で直流電力に変換さ
れた後直流電動機２０へ供給されるものとして示
されている。電動機２０は車軸アセンブリ（図示
せず）を駆動して牽引車輛を推進するように接続
することができる。
同期発電機１２からの線Ａ，Ｂ，Ｃ上の電力の
大きさは第１及び第２の磁気鉄心部材の相対回転
速度並びに界磁巻線１８に加えられる励磁のレベ
ルによつて定まる。よく知られているように同期
発電機１２からの出力電力は原動機１０に反映さ
れる機械的負荷の大きさの決定因子である。原動
機１０の任意のRPMに対して原動機１０を停止
したり減速したりすることなく荷重できる最大負
荷値がある。従つて界磁巻線１８に加えられる励
磁レベルは同期発電機１２のRPMの関数として
制御するのが好ましい。この機能を達成するため
に速度センサ２４が同期発電機１２に作動的に接
続されて同期発電機１２のRPMを表わす出力信
号２５を供給する。この出力信号２５は既知のタ
イプの関数発生器２６へ供給される。関数発生器
２６は例えば米国マサチユーセツツ州デツトハム
のフイルブリツクス／ネクサス研究所
（Philbrick／Nexus Research）より1969年８月
に発行されたフイルブリツクス／ネクサス・アプ
リケーシヨン・マニユアル・フオー・オペレーシ
ヨナル・アンプリフアイア第２版第３回印刷の第
11・23節に示されたタイプのものとすることがで
きる。ブロツク２６内のグラフに示すように関数
発生器２６は速度検出器２４からのRPM信号２
５の所定関数として出力信号２７即ち負荷基準信
号を発生する。好ましい実施例において関数発生
器２６の発生する出力信号２７は例えば700RPM
の最小動作即ちアイドルRPMにおいて実質的に
０であり、例えば1900RPMの最大RPM値に対応
する最大値MAX（信号２７の）まで直線線分状
に増加する。関数発生器２６の発生する信号は加
算接続点２８の１つの入力端子に加えられる。
負荷特性即ちこの場合電動機２０で表わされる
負荷特性に従つて、同期発電機１２はその出力電
力、出力電圧もしくは出力電流の関数として制御
することができる。例えば電動機２０の速度が非
常に低速もしくはゼロの場合、同期発電機１２の
発生する電流は比較的大きく出力電圧はゼロに近
い。この状態において電流は制御即ち制限パラメ
ータでなければならない。同期発電機１２を電
圧、電流もしくは電力の関数として制御するた
め、選定回路３０が設けられ、これは同期発電機
１２の出力電圧を監視するために線３２，３４に
接続された第１組の入力端子を持つ。第２組の入
力端子が、同期発電機１２の出力電流を監視する
ため線３８，４０に接続される。出力電流信号は
電動機２０と整流器回路２２間の電動機電流通路
内に直列に接続された電流分路３６によつて発生
するのが好ましいが、他の既知の手段を使用する
こともできる。
選定回路３０は、線３２，３４に接続されてい
る入力端子を持ち、同期発電機１２が発生する電
圧を表わす出力信号を発生する第１差動増幅器３
０Ａを有するものとして示されている。第２差動
増幅器３０Ｂは線３８，４０に接続されている入
力端子を持ち、同期発電機１２の発生する電流を
表わす出力信号を発生する。電圧を表わす信号お
よび電流を表わす信号はアナログ掛算器３０Ｃに
供給され、そこで２つの信号は乗算されて同期発
電機１２の発生する電力を表わす信号を発生す
る。次にこの電力信号はアナログ・オア回路３０
Ｄの１つの入力端子に加えられる。更にオア回路
３０Ｄの別の２つの入力端子が夫々増幅器３０
Ａ，３０Ｂからの電圧信号および電流信号を受け
取るように接続されている。こうしてオア回路３
０Ｄは電力、電圧もしくは電流入力信号の内の最
も大きい信号の大きさを表わす信号をその出力に
供給する。そこでオア回路３０Ｄの出す信号は選
定回路３０により作られる実測信号となり、関数
発生器２６からの基準信号と比較される。回路３
０は機能的な形でのみ示されているが、必要なバ
イアス抵抗および利得即ち倍率調整を有するこの
ような選定回路の構成は当業者にはよく知られて
いる。例えばこのような回路は米国特許第
3970858号に示されている。
選定回路３０からの信号は同期発電機１２から
原動機１０へ反映される機械的負荷を表わす。こ
の信号は線４２を介して加算接続点２８の第２入
力端子へ加えられ、そこで関数発生器２６からの
信号と代数的に加算される。こうして加算接続点
２８は同期発電機１２の出す実際の出力電力と関
数発電器２６からの負荷基準信号で表わされる電
力レベルとの差を表わす誤差出力信号４４を供給
する。
加算接続点２８から出される誤差信号４４は
（線４４を介して）サイリスタ又はSCR位相制御
回路４６の入力端子へ供給される。位相制御回路
４６は同期発電機界磁巻線１８と直列回路に接続
された位相制御整流器回路４８にゲート信号を供
給するように接続されている。位相制御整流器回
路４８への電力は同期発電機１２の一方の磁性部
材上に巻回された補助即ち３次巻線５０により供
給される。好ましくは補助巻線５０は前記カナダ
国特許第812936号に記載されている様な態様で同
期発電機の３相出力を供給する主巻線と共に巻回
される。位相制御整流器回路４８は線５０を介し
て界磁巻線に接続された出力端子と、ダイオード
５２および電流分路５４を介して界磁巻線１８に
接続された第２出力端子を有する。補助巻線５０
の出す出力電流が界磁巻線１８の要求する励磁を
供給できる場合、位相制御整流器回路４８内のサ
イリスタ４８ａ，４８ｂの制御により補助巻線５
０からの電流は界磁巻線１８の励磁として制御可
能に供給される。図からわかる様に、巻線１８，
５０間の電流通路は整流器回路４８、界磁巻線１
８、電流分路５４およびダイオード５２を通つて
いる。
同期発電機が非常に低速で運転されている時
は、補助巻線５０の発生する出力電流は界磁巻線
１８に所望量の励磁を供給するのに不充分なこと
がある。このような場合米国ニユーヨーク州、シ
ラキユースのゼネラル・エレクトリツク・カンパ
ニイ社半導体製品部により1972年に発行された
SCRマニユアル第５版に記載されたような既知
のチヨツパー回路５８を介したバツテリ回路５６
により励磁を追加供給することができる。第１図
の実施例においてバツテリ回路５６とチヨツパ回
路５８はダイオード５２に対して並列に直列接続
されている。補助巻線５０から得られる励磁電流
が所望励磁レベルを満すのに不充分である場合、
チヨツパ回路５８が時間比制御されて付加励磁電
流を供給することができる。チヨツパ回路５８の
制御はチヨツパ制御回路５９により線４４上の誤
差信号および電流分路５４からの電流帰還信号に
応答して行われる。一般にチヨツパ回路５８は線
４４上の非常に大きな誤差信号に対して導通にゲ
ート駆動される。しかしながら所定レベル以上に
界磁巻線１８の電流がなつている場合には、巻線
５０から得られる電力が界磁巻線１８の要求に答
えるのに充分であるので、電流分路５４により発
生される信号を利用してチヨツパ回路５８を完全
にオフとすることができる。第２図で位相制御回
路４６とチヨツパ制御回路５９の動作をより詳細
に説明する。第１図のバツテリ回路はバツテリの
み、もしくはより一般的にバツテリと付属充電器
とを有することができる。典型的な充電器は直流
発電機や同期発電機／整流器ユニツト等の回転機
と電圧調整機とを有する。一般に充電器は原動機
１０から直接駆動されるように接続された低電流
ユニツトである。長時間にわたつて比較的大電流
を供給し得るバツテリ回路を設けることは経済的
に実用性がないので、位相制御回路４６およびチ
ヨツパ制御回路５９はバツテリ回路の電流流出を
最小とするようになされている。
第２図に位相制御回路４６とチヨツパ制御回路
５９の好ましい実施例を示す。電流分路５４によ
り発生される電流信号は界磁巻線１８の電流を表
わし、差動増幅器６１の入力端子へ接続される。
次に増幅器６１からの信号は増幅器即ち関数発生
器６０に加えられる。増幅器６０は、例えば40ア
ンペアの所定レベルＩMINよりも小さい分路５４
の電流に対して増幅器６０からの出力信号６０ａ
のレベルが実質的にゼロ電位にとどまるようにバ
イアスされている。分路５４の電流が所定レベル
に達すると増幅器６０の出力端子の信号６０ａの
レベルは非常に急速に立上つて最大即ち飽和レベ
ルに達し、その後このレベルに維持される。増幅
器６０からの信号６０ａは加算接続点６２の第１
入力端子に加えられる。加算接続点６２の第２入
力端子は線４４上の誤差信号を増幅したもの（信
号６６）を受信するように接続されている。この
増幅された誤差信号は、線４４に接続された１入
力端子と線６６を介して加算接続点６２の第２入
力端子に接続された出力端子とを有する増幅器６
４から供給される。増幅器６０が実質的にゼロ電
位の出力信号６０ａを出している期間中、加算接
続点６２からの（線６８上の）出力信号６８は増
幅器６４からの出力信号６６に実質的に等しい。
しかしながら増幅器６０からの信号６０ａが増大
すると線６８上の信号は非常に急速に負値へ駆動
される。増幅器６１からの出力信号は線８８を介
してスイツチング増幅器９０の入力端子へ加えら
れ、スイツチング増幅器９０は例えば線８８上の
信号が所定値を越す時状態を変えるいわゆるシユ
ミツトトリガ回路とすることができる。増幅器９
０の出力信号は発振器９２を制御するように加え
られる。発振器９２は既知タイプの固定周波自走
発振器である。増幅器９０からの信号はそれが高
レベルとなる時発振器をターンオフするために使
用される、即ち分路５４の電流が所定値に達して
増幅器９０が状態を変えるとき発振器９２はター
ンオフされる。
発振器９２はクロツク信号を発生し、それは増
幅器９４および線６５を介して加えられてチヨツ
パ回路５８内の主通電サイリスタ（図示せず）を
導通させる。従つて発振器９２からの各クロツク
パルス信号毎にチヨツパ回路５８内の主サイリス
タがトリガされる。発振器９２からのクロツク信
号は傾斜関数発生器９６にも加えられ、発振器９
２からのクロツクパルスに同期して傾斜関数発生
器９６をリセツトする。
傾斜関数発生器９６からの傾斜関数信号は比較
器９８の第１入力端子に加えられ、比較器９８の
第２入力端子は線６８に接続されている。発生器
９６からの傾斜関数信号が線６８上の誤差信号の
大きさよりも大きい大きさになると、比較器９８
は状態を変えて正の出力信号を出す。この信号は
ワンシヨツトマルチバイブレータ１００をトリガ
するように加えられ、このマルチバイブレータが
所定パルス幅のパルスを発生する。このパルスは
増幅器１０２で増幅され線６３を介してチヨツパ
回路５８へ加えられ主通電サイリスタを転流す
る。
線４４上の誤差信号は増幅器６４よりも高利得
を有する第２増幅器７０の入力端子にも加えられ
る。従つて増幅器７０の出力（線７２上）に発生
される出力信号７２は同じ時間における線６６上
の信号よりも大きい信号となる。増幅器７０の利
得が大きいため回路４６は補助巻線５０から供給
される電流を最大にしバツテリ回路５６から供給
される電流を最小にする。
交流電流が同期発電機１２により補助巻線５０
上に発生される。この交流電流の周波数は原動機
１０の回転数（RPM）に比例するため、整流器
回路４８を適切に制御するには巻線５０からの交
流電圧と同期した制御信号を供給する必要があ
る。制御機能の同期は、補助巻線５０に並列に接
続された１次巻線とゼロ交差検出器７６の入力端
子に接続された２次巻線とを有する電圧感知変圧
器７４により巻線５０内の電圧波形を追跡するこ
とにより行う。ゼロ交差検出器７６は交流波形が
ゼロ電圧基準軸を交差するたび、即ち交流電圧波
形の各半サイクルの初めに出力信号を出す。ゼロ
交差検出器７６からのパルス信号は線７８を介し
て周波数／電流変換器８０へ加えられ、パルスを
パルス周波数に比例する直流電流に変換する。周
波数／電流変換器８０からの出力信号は傾斜発生
器回路８２へ加えられる。傾斜発生器回路８２は
例えばリセツト可能な積分回路で構成することが
できる。傾斜は各ゼロ交差ごとに線８３を介して
ゼロ交差検出器７６から供給されるパルスにより
リセツトされる。傾斜関数の立上り速度が直流入
力電流に比例し、傾斜が各ゼロ交差ごとにリセツ
トされるため、交流電圧波形の各半サイクル中傾
斜は実質的に同じ大きさまで立上り、同期制御機
能を提供する。
傾斜関数発生器８２からの同期化された傾斜関
数信号は比較器回路８４の１入力端子に加えら
れ、比較器回路８４の第２入力端子は増幅された
誤差信号を受信する線７２に接続されている。線
７２上の誤差信号の大きさが傾斜関数信号の大き
さを越すと、比較器８４は状態を変えてSCR点
弧回路８６へ出力信号を出す。SCR点弧回路８
６は位相制御整流器回路へ点弧パルスを供給する
既知のタイプとすることができる。このような位
相制御点弧回路の設計は前記GE社のSCRマニユ
アルの第９章に記載されている。SCR点弧回路
８６は当業者に周知の様に整流器４８ａ，４８ｂ
を位相制御する点弧パルスを供給する。
第２図の回路の動作をより理解するために、同
期発電機１２が比較的低速で運転されて電動機２
０へ給電している状態を考える。線４２上の選定
回路３０からの信号の大きさは関数発生器２６か
らの信号の大きさよりも小さい。こうして加算接
続点２８からの線４４上の誤差信号はゼロより大
きい。同期発電機は比較的低速であるため補助巻
線５０からの交流電流は所要レベルの界磁電流励
磁を供給するには不充分である。従つてバツテリ
回路５６によつて界磁巻線１８に電流を供給する
ことが要求される。しかしながら線４４上の誤差
信号は増幅器７０で増幅されて線７２上に比較的
大きな信号を出す。線７２上のこの大きな誤差信
号により巻線５０からの電流が交番するたびにそ
の初期期間において比較器８４は状態を変化す
る。したがつて比較器８４は信号を出して点弧回
路８６が位相制御整流器回路４８を一杯の“オ
ン”状態とし界磁巻線５０から最大可能エネルギ
を取出す様にする。界磁巻線５０からのこのエネ
ルギは界磁巻線１８の所望励磁電流レベルよりも
小さいため、増幅器６４からの線６６上の誤差信
号により傾斜関数発生器９６からの傾斜信号のサ
イクルの比較的遅い時点において比較器９８は状
態を変化しチヨツパ回路５８を高導電モードに維
持する。こゝでチヨツパ回路の主サイリスタは発
振器９２からの各クロツクパルスで点弧され、比
較器９８の状態変化によりオフに転流されること
に注意されたい。
同期発電機回転数が増加すると同期発電機１２
の出力電流は、補助巻線５０から得られる励磁や
界磁巻線１８を所望レベルに励磁するのに充分と
なる大きさになる。界磁励磁がこの所望レベルに
達すると線４４上の誤差信号は比較的小さくな
る。増幅器６４の利得は、小さな誤差信号に対し
ては増幅器出力電圧も比較的小さくなるように設
定されている。こうして線６６上の信号は小さい
ためチヨツパ回路５８は導通状態にゲート駆動さ
れるやいなやほゞ直ちにオフに転流される。もち
ろんこの状態への移行は比較的スムーズであり線
４４上の誤差信号の大きさの低減速度に従う。し
かしながら増幅器７０の利得が高いため線７２上
の信号は線４４上の誤差信号を最小にするように
位相制御整流器回路４８の動作を制御するのに充
分な大きさにとどまる。
例示の帰還制御システムは非積分調整システム
であるため線４４上の誤差信号は常に有限の大き
さを持つ。従つてチヨツパ回路５８は最小の大き
さの誤差信号によつて完全に不作動にされること
はない。チヨツパ回路５８を完全に不作動にする
ため、スイツチング増幅器９０は、分路５４の電
流が所定の大きさに達する時、即ち増幅器６１か
らの信号が所定の大きさに達する時に状態を変化
するように設定されている。増幅器９０の状態変
化により発振器９２の動作が抑止されチヨツパ回
路５８にはもはやゲート信号が供給されない。こ
うして界磁電流励磁が所定の大きさを越すと全励
磁が補助巻線５０から供給され位相制御整流器回
路４８を介して調整される。
次に第３図に本発明の別の実施例を示し、チヨ
ツパ回路５８とバツテリ回路５６は位相制御整流
器回路４８に並列回路形式に接続されている。分
路ダイオード即ちいわゆるフリーホイーリングダ
イオード１０６も整流回路４８に並列に接続され
ており、整流器回路４８と界磁巻線１８とが並列
接続であるため、界磁巻線１８に対しても並列に
接続されている。ダイオード１０６はバツテリ回
路５６を分路して大きな誘導性電流がこの回路を
損傷するのを防ぐ。第３図のシステムの動作は本
質的に第１図のシステムの動作と同じである。し
かしながら位相制御整流器回路４８の可変周波点
弧のためチヨツパ回路５８と干渉してこれを所望
しない時間にゲート駆動することがある。チヨツ
パ回路５８と整流器回路４８間に直列に接続され
たダイオード１０８はこの干渉を低減する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に従つた自励同期発電機制御シ
ステムを有する電気車輛推進システムの簡略回路
図、第２図は第１図の同期発電機を制御するため
の本発明に従つた調整システムのブロツク図、第
３図は第１図のシステムの別の実施例である。 参照符号の説明、１０……原動機、１２……同
期発電機、１８……界磁巻線、２０……直流電動
機、２２……ブリツジ整流器回路、２４……速度
検出器、２６，６０……関数発生器、２８，６２
……加算接続点、３０……選定回路、３０Ａ，３
０Ｂ，６１……差動増幅器、３０Ｃ……アナログ
掛算器、３０Ｄ……アナログ・オア回路、４６…
…SCR位相制御回路、４８……位相制御整流器
回路、４８ａ，４８ｂ……サイリスタ、５０……
補助巻線、５２，１０６……ダイオード、５６…
…バツテリ回路、５８……チヨツパ回路、５９…
…チヨツパ制御回路、６１，６４，７０，９４，
１０２……増幅器、７４……電圧感知変圧器、７
６……ゼロ交差検出器、８０……周波数／電流変
換器、８２……傾斜発生器回路、８６……SCR
点弧回路、９０……スイツチング増幅器、９２…
…発振器、９６……傾斜関数発生器、９８，８４
……比較器、１００……ワンシヨツトマルチバイ
ブレータ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 車輌を推進させる牽引電動機２０、前記電動
    機に電気エネルギを供給する主巻線を持つ発電機
    １２、前記発電機に設けられて前記発電機の主巻
    線に対する励磁エネルギを受け取るように接続さ
    れた界磁巻線１８、及び前記発電機を可変速度で
    駆動する原動機１０を含み、前記励磁エネルギが
    前記発電機の回転中に前記発電機に設けられた補
    助巻線５０から導き出されるか、又は２次直流電
    力源５６から供給されるような牽引車輌で、前記
    発電機の電気出力Ａ，Ｂ，Ｃを調整する電気推進
    制御システムにおいて、 前記補助巻線５０から前記界磁巻線１８に供給
    される励磁のレベルを調整する調整器を含む、前
    記補助巻線及び前記界磁巻線を相互接続する第１
    の相互接続回路と、 前記２次電力源５６と前記界磁巻線１８とを相
    互接続し、前記補助巻線５０から得られる電気エ
    ネルギが所定の大きさより小さいとき追加の励磁
    エネルギを供給する第２の相互接続回路と、 前記第１及び第２の相互接続回路を制御して、
    前記界磁巻線１８に供給される励磁エネルギが前
    記補助巻線５０から供給される第１の制御された
    励磁部分と前記２次電力源５６から供給される第
    ２の制御された励磁部分とから成り、該第１の励
    磁部分のエネルギが前記補助巻線から得られる最
    大エネルギであり且つ該第２の励磁部分のエネル
    ギが所望の界磁励磁エネルギと該第１の励磁部分
    のエネルギとの差に等しい大きさを持つ様にする
    制御回路とを有し、 前記制御回路が、前記発電機１２から前記電動
    機２０に供給される電気出力の電圧及び電流レベ
    ルに従つて変化する饋還信号を発生する選定回路
    ３０、前記発電機の回転子の回転速度の所定の関
    数として変化する基準信号を発生する関数発生器
    装置２４，２６、前記饋還信号及び前記基準信号
    を受け取る様に接続されていて、前記基準信号の
    大きさと前記饋還信号の内の最も大きい信号の大
    きさとの間の差を表わす誤差信号を発生する加算
    接続回路２８、前記誤差信号を受け取る様に接続
    されていて、前記誤差信号を増幅して、前記２次
    電力源５６から供給される前記第２の励磁部分の
    大きさを制御する第１の増幅誤差信号を発生する
    第１の増幅器６４、及び前記誤差信号を受け取る
    様に接続されていて、前記誤差信号を増幅して、
    前記補助巻線５０から供給される前記第１の励磁
    部分の大きさを制御する第２の増幅誤差信号を発
    生する第２の増幅器７０を含み、前記第１の増幅
    器６４の増幅率は前記第２の増幅器７０の増幅率
    よりも小さく、 前記第１の相互接続装置が、少なくとも２つの
    サイリスタ４８Ａ，４８Ｂを含み、かつ前記補助
    巻線５０に接続された第１及び第２の入力端子並
    びに前記界磁巻線１８に結合された第１及び第２
    の出力端子を持つ位相制御整流器回路４８で構成
    されており、前記サイリスタのゲート端子が、前
    記第２の増幅誤差信号に応答して該サイリスタの
    導通位相のタイミングを制御するサイリスタ点弧
    回路８６に接続されている、電気推進制御システ
    ム。 ２ 前記第２の相互接続回路が前記２次直流電力
    源と直列回路構成に接続されたチヨツパ回路５８
    を含むと共に、前記位相制御整流器回路４８の一
    方の出力端子と前記界磁巻線１８の一方の端子と
    を相互接続するダイオード５２を含み、前記直流
    電力源及び前記チヨツパ回路の直列回路構成が前
    記ダイオードと並列回路構成に接続されている、
    特許請求の範囲第１項記載の電気推進制御システ
    ム。 ３ 前記界磁巻線の電流の大きさを表わす界磁電
    流信号を発生する電流センサ５４と、該界磁電流
    信号に応答して、前記チヨツパ回路５８により制
    御される前記第２の励磁エネルギ部分と前記位相
    制御整流器回路４８により制御される前記第１の
    励磁エネルギ部分とをスムーズに調合して、前記
    補助巻線５０から前記界磁巻線１８に供給される
    励磁エネルギが最大になると共に前記２次電力源
    ５６から前記界磁巻線１８に供給される励磁エネ
    ルギが最小になる様にする回路６１，６０，６
    ２，９０，９２，９４，９６，９８，１００，１
    ０２とを含んでいる、特許請求の範囲第２項記載
    の電気推進制御システム。
JP7877278A 1977-07-01 1978-06-30 Electric propulsive control system Granted JPS5438016A (en)

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JPS5438016A JPS5438016A (en) 1979-03-22
JPS624923B2 true JPS624923B2 (ja) 1987-02-02

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