JPS6335103A

JPS6335103A - 電気列車の制御装置

Info

Publication number: JPS6335103A
Application number: JP17856386A
Authority: JP
Inventors: Junichi Watanabe; 淳一渡辺
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-07-29
Filing date: 1986-07-29
Publication date: 1988-02-15

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、複数ユニット連結運転される電気列車の制御
装置に関する。

（従来の技術）従来の電気列車は１編成内に複数ユニットの電動車が連
結されており、個々のユニット毎に制御装置を有し独立
して過減速時の電流制御を行なっている。

回生ブレーキを働かすときにも個々独立に電流制御を行
なうが、回生負荷が少ないとぎゃ、回生負荷が遠く、架
線電圧降下が大きくなったときには、パンク点電圧が上
昇するため、第４図〔架線電圧に対応する回生電流特性
図〕に示すように、電圧が上昇するにつれて電流をしぼ
り込む制御を行なっている。

（発明が解決しようとする問題点）しかして、回生率をできるだけ高くするために、絞り込
み開始電圧は許容最高電圧にできるだけ近ずけるように
設定されている。

従って個々の車両の電圧検出器の精度が制御される回生
電流の大きさに大きな影響を与える。

このために検出電圧ｆａｆｆｊ内のバラツキによって、
検出値の高い車両が常に大きな電流を負担し、その結果
、架線電圧を上昇させるために検出値の低い側の車両は
、ますます電流をしぼり込むことになり、回生電流のア
ンバランスが大ぎくなる欠点がある。

ここにおいて本発明は、このような従来例の難点を補い
かつ克服し、バランスのよい回生ブレーキ制御を行なう
電気列車の制御装置を提供することを、その目的とする
。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明は、複数ユニット連結される電気列車の制ｉ１１装置におい
て、各車両電流を総括監視制御する運転台の制御装置と、各車両の電機子電流を検出する電流検出器と、各車両の
界磁巻線へ流す界磁゛電流を調整りる調整装置と、各車両へブレーキ力指令値を与えるブレーキ力指令装置
と、各車両の電流検出器からその車両の調整装置ならびに運
転台の制御装置を接続する手段と、運転台の制ｍ＋装置
から各車両の調整装置へ回生ブレーキ電流調整値を与え
る接続手段とを備え、運転台の制御装置にて各車両の電
機子電流のアンバランスを補正する調整値を導出し、各
車両の調整装置はそれぞれの調整値に対応して回生電流
を制御する電気列車の制御装置である。

（作　用）各車両の電芸子電流の検出値ｉ１．ｉ２．ｉ３゜・・・
・・・ｉｎについて、Ｉ　−（ｉ　→−ｉ　　＋１３−＋１．）／ｎ−ｔｌｌ
　　　　　　１　　　２ｒ　　−に　　＋；　　＋ｉ３・＋ｉ、）／ｎ−１２Ｉ
　　−（ｉ　　＋ｉ　　＋ｉ３−＋ｉｏ）／ｎ−１３Ｉ
　　＝（ｉ　　＋ｉ　　−１−ｉ３・・・＋ｉ　ｎ　）
　／　ｎ　　ｉ　ｎｎ　　　　　　　１２の演算を行ない、各車両への回生ブレーキ電流調整ｆｉｈｌ、Ｉ２゜■３
．・・・Ｉｏが各車両の電機子電流の調整装置へ与えら
れるので、各車両はブレーキ電流の平均値に修正される。

（実施例）本発明の一実施例における全体構成を表わすブロック図
を第１図に示す。

これは車両の主電動様として他励式電動機（発電礪）を
用いた電気列車の場合である。

１は電動別電機子で正側が架線へ通ずる回路へ負側がレ
ールへ通ずる回路へ接続されでいる。２は電動機他励界
１ｉｆ！巻線でここに流れる電流によって、電橢子電圧
および電流を制御する。３はその調整装置であり、他励
界磁電流の大きざを調整装るものである。４は電流検出
器で回生電流をこれによって検出して、調整装置が他励
界磁電流の制御を行なうものである。

ここで、調整装置３の回路病ブロック図−（・表わした
第２図で説明する。

すべての図面において、同一符号は同一部材を示す。

１１は架線電圧が上昇したときに回生電流をしぼり込む
ための第４図に表わすような関数発生器であり、１２の
電圧検出器で検出された電圧に応じてその第４図に示す
関数値を発生する。

１３の入力は運転台からのブレーキ力指令値に相当する
信号であり、運転士の操作により、各ユニッ１−に与え
られるブレーキ力指令値である。

１４はリミッタ装置であり、１３のブレーキ力指令値が
関数発生器１１の値の方が小さいときには、関数発生器
１１の値以上の出力が出ないようにしている。

１５は加減算器で第１図の制御１１装置５から与えられ
る値をプラスでは加算、マイナスでは減算して出力する
ものである。

１６は減ｎ器で、加減算器１５の出力すなわちここでは
回生ブレーキ電流指令値と電流検出器の出力の差を演算
し、出力するものである。

１７は増幅器で減創Ｉ６の出力（つまり回生ブレーキ電
流の指令値との誤差）を増幅してその値に比例する他励
界磁電流を出力するものである。

以上が調整装置３の説明で、再び第１図の全体構成に戻
る。

５は運転台の制御装置であり、各車両（ユニット）の回
生ブレーキ電流を列車の引通し線を介して入力し、演算
し、その値に応じて各車両に対し、回生ブレーキ電流を
加減するための値を出力する。

これが前述の第２図の加減算器１５へ与えられる。

６はブレーキ力指令装置であり、運転士がハンドルを回
してハンドル回転角度に比例するブレーキ力指令値を発
生し、引通し線を介して各車両に与えられる。

次に、本発明の動作を述べる。

列車が回生ブレーキ状態になると、第１図の回路が構成
される。

ここで各枢着の電機子１は架線とレール聞に接続されて
いるので。Ｔｉ橢丁子電圧ζ架線電圧なる。

他励界！１電流を増加すると電機子電圧が増加し、回生
ブレーキ電流が増加する側に働き、他励界磁電流を減少
すれば、回生ブレーキ電流が減少する側に働く。

運転士がブレーキツノ指令装置６を扱って、各車両にブ
レーキ力指令値１３が与えられると、例えば架線電圧が
１６５０Ｖ以下であれば、関数発生器１１は最高ブレー
キ力電流を出力しているので、リミッタ装置１４はブレ
ーキノコ指令値１３そのものが回生ブレーキ電流指令値
となって、減算器１６へ与えられる。

減算器１６は実際の回生ブレーキ電流との誤差を出力し
、もし指令値より実際値の方が小さいと誤差がプラスと
なり、増幅器１７は他動界ｍ電流を増加させて、回生ブ
レーキ電流が増加する。その結果、減算器１６の誤差出
力が零に近ずくように動くので、実回生ブレーキ電流が
指令値通りになるように制御されている。

回生ブレーキ電流を吸収する負荷が充分あるときにはこ
の状態であるが、負荷が少ないと電流が流れないために
、他励界！ｉ雷電流増加さＵて、電機子電圧が上昇する
。

また、負荷が遠いどきには架線電圧降下が大きいため、
その分だけ変電所電圧より高くならないと回生電流が流
れない。従ってこのような場合はパンク点（パンダグラ
フがｇＡ線と接触づる点）電圧が上界することになる。

機器の絶縁上例えば１８００Ｖ以上になることは許され
ないので、架線電圧が１６５０Ｖ以上になると回生ブレ
ーキ電流をしぼって、電圧上昇を防がねばならない。電
圧上界値は回生ブレーキ電流によって彩管するので、第
４図のような特性で電流をしぼり込むと安定点が得られ
る。

いま、架線電圧が１６５０Ｖを超えると関数発生器１１
の出力は電圧が上界すればするほど、電流をしぼる側の
出力に変化するため、リミッタ装置１４の出力は関数発
生器１１の出力値までしばり込まれる。従って減算器１
６に与えられるブレーキ電流指令値は関数発生器１１の
出力に置き変わる。

各車両とも同様に働くので、理想的には各車両間じ回生
ブレーキ電流になるはずであるが、電圧検出器１２の精
度のバラツキがあるので、実際には各車両の電流は同じ
にならない。

このバラツキが関数発生器１１の出力のバラツキとなり
、各車両の電流は第３図のように制御されることになる
。すなわら、第３図はこのときの架Ｉ１ｍ！圧■ｉにお
ける各車両の回生（ブレーキ）電流ｆ１．ｆ２．！３を
表わす。

各車両の回生ブレーキ電流は、運転台の制御器５に入力
される。

いま、この検出電流ｉ、ｉ２．＋３に対応し運転台の制
ｍ装＠５から調整装置３へ与える回生ブレーキ電流調整
値１．１．Ｉ３は次の演算により導出され、それぞれの
車両に出力される。

１　　＝（ｉ　　＋ｉ２＋ｉ３）／３−＋１１２　＝　
（ｉ　１　＋　Ｉ　２　＋　！　３　＞　／　３　　！
　２１　　＝　（ｉ　１＋　ｉ　２　＋　ｉ　３）　／
　３　　ｉ　３ずなわち、１．１．Ｉ３はおのおの各車
の加減算器１５へ与えられて、ブレーキ電流指令値に加
減算される。

例えば、ｉ　　＝　３００　Ａ　、　　ｉ　２　＝　２
００Δ。

ｉ　３＝　１００　Ａの場合、１　−−１００Ａ、ｌ２＝ＯＡ。

１３−＋１０ＯＡとなる。

この習性が行われると、結果として各車のブレーキ電流
は全車のブレーキ電流の平均値に修正されることにより
、バラツキが補正される。

本発明の他の実施例として、次の手段が考えられる。

つまり、ここでは他動界磁電動機の電気列車の例で説明
したが、直流直巻電ｌＩＩ機のチョッパ制御式や、交流
誘導電動機のＶＶＶＦインバータ制御式においても、全
く同じ考え方が導入できる。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、従来の回生ブレーキ時の電流
アンバランスが避けられ、回生ゾレーギ力が増大し、回
生効率の向上による電力消費鎖が削減さ°れ、捕捉空気
ブレーキの寿命が延長し、ざらに電気機器の寿命も延長
し、かつブレーキ距離が短縮する等の格段の効果が得ら
れる。

なお、カ行時に使用しても電流アンバランスの補正効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路構成を表わ１ブロック
図、第２図はその一部詳細図、第３図および第４図は架
線電圧・回生電流特性図である。１・・・電動！［様子、２・・・電動機他動界磁巻線、
３・・・調整装置、４・・・電流検出器、５・・・運転
台の制御装置、６・・・ブレーキ力指令装置、１１・・
・関数発生器、１２・・・電圧検出器、１３・・・ブレ
ーキ力指令値、１４・・・リミッタ装置、１５・・・加
減算器、１６・・・減韓器、１７・・・増幅器。出願人代理人　　佐　　藤　　−雄第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】１、複数ユニット連結される電気列車の制御装置におい
て、各車両電流を総括監視制御する運転台の制御装置と、各車両の電機子電流を検出する電流検出器と、各車両の
界磁巻線へ流す界磁電流を調整する調整装置と、各車両へブレーキ力指令値を与えるブレーキ力指令装置
と、各車両の電流検出器からその車両の調整装置ならびに運
転台の制御装置を接続する手段と、運転台の制御装置か
ら各車両の調整装置へ回生ブレーキ電流調整値を与える
接続手段とを備え、運転台の制御装置にて各車両の電機
子電流のアンバランスを補正する調整値を導出し、各車両の調整装置はそれぞれの調整値に対応して回生電
流を制御することを特徴とする電気列車の制御装置。