JPS63277402A - 電気車制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、回生ブレーキおよび発電ブレーキ併用型の
電気車の制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 第３図は例えば特開昭６１−１７０２０２号公報および
チョップ制御ハンドブック（電気学会発行昭和５５年１
月第２刷）第５４〜５７頁に示された従来の電気車制御
装置を示すもので、同従来装置の電気ブレーキ主回路の
接続関係を併記したブロック図である０図において、１
は発電ブレーキ用発電ブレーキチョッパ（過電圧チョッ
パともいう）、２は発電ブレーキ用抵抗、３はフィルタ
コンデンサ、４はフィルタコンデンサ３の電圧を検出す
るための電圧検出器、５は単位スイッチ、６は回生負荷
、７は主電動機であり、主電動機７を有し架線につなが
る主電動機回路には、発電ブレーキ用抵抗２を介して発
電ブレーキチョッパ１が接続されるとともにフィルタコ
ンデンサ３が付設されている。

また、８は所要の架線電圧パターン信号Ｅｃ０を発生す
る設定架線電圧パターン発生回路、９は電圧検出器４に
より検出されたフィルタコンデンサ３の電圧Ｅｃをとり
込むためのフィルタコンデンサ電圧フィードバック回路
、１０ａは架線電圧パターン信号ＥＣ，と電圧Ｅｃとの
偏差に基づいて通流率制御指令値を演算する演算回路、
１０ｂは演算回路１０ａから通流率制御指令値を受けて
同指令値となるように発電ブレーキチョッパ１へ制御信
号を出力する通流率制御回路、１１はフィルコンデンサ
３の電圧Ｅｃの上昇に伴う最小通流率を検知する最小通
流率検知回路、１２は最小通流率検知回路１１により０
．５ｓｅｃ以上最小通流率が継続して検知された場合に
オン信号を出力するタイマ回路、１３はタイマ回路１２
からオン信号を受けると発電ブレーキチョッパ１へオフ
指令を出力する発電ブレーキチョッパオフ指令発生回路
である。

さらに、１４は発電ブレーキチョッパ１の通流率を制御
する通流率制御手段であり、この通流率制御手段１４は
、設定架線電圧パターン発生回路８、フィルタコンデン
サ電圧フィードバック回路９、演算回路１０ａ９通流率
制御回路１０ｂ、最小通流率検知回路１１．タイマ回路
１２および発電ブレーキチョッパオフ指令発生回路１３
から構成されている。

次に動作について説明する。回生ブレーキ時には、主電
動機７のブレーキ電流が矢印■で示すように流れ、他力
折本等の回生負荷６がある場合には、この回生負荷６に
回生ブレーキ電流が矢印■で示すように流れる一方１回
生負荷６がない場合には１発電ブレーキチョッパ１が動
作して発電ブレーキ用抵抗２に発電ブレーキ電流が矢印
■で示すように流れる。

そして、発電ブレーキチョッパ１の通流率制御動作は次
の通りである。即ち、基本的には、設定架線電圧パター
ン発生回路８からの架線電圧パターン信号Ｅｃ、と１回
生負荷６に起因する電圧つまりフィルタコンデンサ電圧
Ｅｃとの偏差に基づいて、演算回路１０ａにおいて通流
率制御指令値が演算され、この指令値となるように通流
率制御回路１０ｂから発電ブレーキチョッパ１へ制御信
号が出力されて発電ブレーキチョッパ１の通流率位相角
を絞るかあるいは開くように制御し、通流率制御が行な
われる。

回生負荷電力の急減または主電動機７からの回生ブレー
キ電流の急減によるフィルタコンデンサ３の電圧Ｅｃの
上昇により、最小通流率検知回路１１において、最小通
流率γｗｉｎが検知され、この最小通流率γｓｉｎが０
．５ｓｅｃ以上継続したことがタイマ回路１２により確
認されると５発電ブレーキチョッパ１をオフすべく、発
電ブレーキチョッパオフ指令発生回路１３から発電ブレ
ーキチョッパ１へオフ指令が出力され１発電ブレーキ電
流の流れが停止する。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の電気車制御装置は以上のように構成されているの
で、回生負荷６の急減、即ちフィルタコンデンサ３の電
圧Ｅｃの上昇に伴う最小通流率γｗｉｎがＯゆ５　ｓｅ
ｃ以上継続した場合に、発電ブレーキチョッパ１が一旦
オフされ、その後は、回生負荷６の急増減によりフィル
タコンデンサ３の電圧Ｅｃが変動した場合、上記のプロ
セスで発電ブレーキチョッパ１を、一旦オフ後、再度、
オンとして動作させなければならないが、従来装置では
。

発電ブレーキチョッパ１をオンとする前に、フィルタコ
ンデンサ３の電圧Ｅｃが上昇すると、図示しないチョッ
パ過電圧保護検知器が動作して、回路が開放されてしま
うなどの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので１回生負荷の急増減の繰返しによるフィルタコ
ンデンサ電圧の変動に対しチョッパ過電圧状態に至らな
いようにして、過電圧による主回路開放や回生失効とい
った状態にならないようにした電気車制御装置を得るこ
とを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る電気車制御装置は１発電ブレーキチョッ
パの通流率を制御する通流率制御手段を、主電動機回路
に付設されたフィルタコンデンサの電圧を検出してこの
検出信号と所要の架線電圧パターン信号との偏差に基づ
き上記発電ブレーキチョッパの通流率を制御する第１の
通流率制御部と、上記主電動機回路を流れる実回生電流
信号と所要のブレーキパターン信号との偏差に基づき上
記発電ブレーキチョッパの通流率を制御する第２の通流
率制御部と、一定の通流率以上に制御するための第３の
通流率制御部とから構成したものである。

［作　　　用］ この発明における電気車制御装置では、第１の通流率制
御部により、フィルタコンデンサ電圧と所要の架線電圧
パターン信号との偏差に基づ〈従来と同様の通流率制御
が行なわれるほか、第２の通流率制御部により、フィル
タコンデンサ電圧の繰返しの変動に対して応答性のよい
実回生電流信号を検出しこの実回生電流信号と所要のブ
レーキパターン信号との偏差に基づく通流率＊Ｉ御が行
なわれるとともに、第３の通流率制御部により常に一定
値以上の通流率が出力されることで、フィルタコンデン
サ電圧が変動してもチョッパ過電圧状態に至ることがな
くなる。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、第３図に示す従来装置と同一符号は同様の
部分を示すものであり、その説明は省略する０本実施例
において、１０は演算回路１０ａおよび通流率制御回路
１０ｂからなり第１゜第２および第３の通流率制御部と
しての機能を有する通流率制御部、１５は主電動機回路
を流れる回生ブレーキ電流（実回生電流信号）Ｉｒを検
・出するための電流検出器で、例えば、回生側電流の片
極のみを検知するＤＣＰＴを、単位スイッチ５と直列に
接続して構成される。また、１６はブレーキ指令入力器
、１７は応待重入力器、１８はこれらのブレーキ指令入
力器１６および応待重入力器１７からの入力値に応じて
所要のブレーキパターン信号Ｉｐｂ（ブレーキ指令力×
応荷重）を発生するブレーキパターン発生回路、１９は
電流検出器１５により検出された回生ブレーキ電流Ｉｒ
をとり込むための回生電流フィードバック回路、２０は
演算回路１０ａへの入力信号として最小通流率７層ｉｎ
でない固定通流率γＢを発生しこの一定値以上の通流率
制御指令値（第２図に示すようなバイアス傾向）が演算
回路１０ａから出力されるようにするための固定通流率
発生バイアス回路、２１は本実施例の装置における通流
率制御手段であり。

この通流率制御手段２１は、設定架ＩＩＡ電圧パターン
発生回路８．フィルタコンデンサ電圧フィードバック回
路９２通流率制御部１０．ブレーキ指令入力器１６．応
待重入力器１７．ブレーキパターン発生回路１８９回生
電流フィードバック回路１９および固定通流率発生バイ
アス回路２０から構成されている。

次に１本実施例の装置の動作について説明する。

ブレーキ動作時のブレーキ電流（矢印■）２回生ブレー
キ電流（矢印■）２発電ブレーキ電流（矢印■）の流れ
は従来装置と全く同様である。つまり、回生負荷６があ
る場合には、回生ブレーキ電流が流れる一方、回生負荷
６がない場合には、発電ブレーキ電流が流れる。

そして、通常、発電ブレーキチョッパ１の通流率制御動
作は、従来装置の場合と同様であり、設定架線電圧パタ
ーン発生回路８からの架線電圧バタン信号Ｅｃａと１回
生負荷６に起因する電圧つまりフィルタコンデンサ電圧
Ｅｃとの偏差に基づいて通流率制御部１０における演算
回路１０ａで通流率制御指令値が演算され、この指令値
となるように通流率制御回路１０ｂから発電ブレーキチ
ョッパ１へ制御信号が出力される。

これと同時に、本実施例の装置では、実際の回生ブレー
キ電流Ｉｒが検出され、この回生ブレーキ電流Ｉｒとブ
レーキパターン発生回路１８からのブレーキパターン信
号Ｉｐｂとの偏差が演算回路１０ａに入力されるととも
に、固定通流率発生バイアス回路２０からのバイアス指
令信号も演算回路１０ａに常に入力されている。

従って、本実施例の装置では、回生負荷６の急激な変動
に際しては、応答性のよい実際の回生ブレーキ電流Ｉｒ
をフィードバック信号として演算回路１０ａに入力して
これに基づき通流率制御指令値を演算し、且つ、このと
き、固定通流率発生バイアス回路２０により、演算回路
１０ａから出力される通流率制御指令値が、最小通流率
γｗｉｎでない固定通流率７８以上の通流率となるよう
に調整される。

これにより、回生負荷６の急増域の繰返しによるフィル
タコンデンサ電圧Ｅｃの変動に対して、チョッパ過電圧
となりチョッパ過電圧保護機能が動作するといった状態
に至ることがなくなるので、過電圧によるブレーキ主回
路開放や電気ブレーキ失効という状態を招くことがなく
なる。

なお、上記実施例では１回生ブレーキ電流Ｉｒの検出器
１５を回生側しか動作しない片極性のＤＣＰＴを用いる
ようにしているが、両極性検知のＤＣＰＴによりカ行側
・回生側電流を検知し、回生電流フィードバック回路１
９において、ＯＰアンプ等により回生ブレーキ電流Ｉｒ
のみを演算回路１０ａに入力するように構成してもよく
、上記実施例と同様の効果を奏する。

また、上記実施例では、固定通流率発生バイアス回路２
０により一定のアナログ値を演算回路１０ａに入力して
固定通流率以上の通流率制御指令値を出力するようにし
ているが、通流率制御回路１０ｂにおいて、ディジタル
的に一定値以上の通流率を出力するようにして、この通
流率制御回路１０ｂ自体に第３の通流率制御部としての
機能をもたせてもよく、この場合も、上記実施例と同様
の効果を奏する。

［発明の効果コ 以上のように、この発明によれば、第２の通流率制御部
により実回生電流信号をフィードバック信号として発電
ブレーキチョッパの通流率を制御するとともに、第３の
通流率制御部により一定値以上の通流率を出力するよう
に構成したので、回生負荷の急激な変動に対しても、発
電ブレーキチョッパの応答性が向上するとともに、回生
負荷変動つまりフィルタコンデンサ電圧変動によるチョ
ッパ過電圧に至ることがなくなり、過電圧によるブレー
キ主回路開放や電気ブレーキ失効という状態を招くこと
のない制御装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による電気車制御袋装置を
示すブロック図、第２図は上記実施例における固定通流
率発生バイアス回路のバイアス傾向を示すグラフ、第３
図は従来の電気車制御装置を示すブロック図である。 図において、１−発電ブレーキチョッパ、２−発電ブレ
ーキ用抵抗、３−・−フィルタコンデンサ、７・−主電
動機、１０−第１．第２および第３の通流率制御部とし
ての機能を有する通流率制御部。 ２１−通流率制御手段。 なお１図中、同一の符号は同一、又は相当部分を示して
いる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回生ブレーキおよび発電ブレーキ併用型の電気車におい
   て、架線につながる主電動機回路に発電ブレーキ用抵抗
   を介して発電ブレーキチョッパをそなえるとともに、同
   発電ブレーキチョッパの通流率を制御する通流率制御手
   段をそなえ、同通流率制御手段が、上記主電動機回路に
   付設されたフィルタコンデンサの電圧を検出してこの検
   出信号と所要の架線電圧パターン信号との偏差に基づき
   上記発電ブレーキチョッパの通流率を制御する第１の通
   流率制御部と、上記主電動機回路を流れる実回生電流信
   号と所要のブレーキパターン信号との偏差に基づき上記
   発電ブレーキチョッパの通流率を制御する第２の通流率
   制御部と、一定の通流率以上に制御するための第３の通
   流率制御部とを有していることを特徴とする電気車制御
   装置。