JPS635365Y2 - - Google Patents
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- JPS635365Y2 JPS635365Y2 JP12107082U JP12107082U JPS635365Y2 JP S635365 Y2 JPS635365 Y2 JP S635365Y2 JP 12107082 U JP12107082 U JP 12107082U JP 12107082 U JP12107082 U JP 12107082U JP S635365 Y2 JPS635365 Y2 JP S635365Y2
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- motor
- voltage
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- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 5
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
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- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、回生ブレーキによつてブレーキ制御
を行うのに好適な電気車の抑速制動制御装置の改
良に関する。
を行うのに好適な電気車の抑速制動制御装置の改
良に関する。
従来、電気車に於ける回生ブレーキを使つた抑
速ブレーキは、主電動機を他励発電機とし、他励
界磁の電流を励磁機によつて制御することによつ
て電車線に直接つながれた電機子から回生電圧，
電流を架線に返還していた。一方、最近の電気車
では消費電力を少なくするために主回路チヨツパ
が使用されている。従つて、かかる主回路チヨツ
パをも抑速ブレーキに活用することが考慮されて
きている。主回路チヨツパを抑速ブレーキに適用
するにあたつて問題となるのは定速運転機能をい
かにするかという点である。チヨツパによる回生
ブレーキ抑速制御を行う一例として、車軸に速度
発電機を取付けこの出力によつて車速を検出する
事例が考えられる。しかし、この構成では、高価
で保守の面倒な速度発電機を設けなければならな
い欠点を持つている。
速ブレーキは、主電動機を他励発電機とし、他励
界磁の電流を励磁機によつて制御することによつ
て電車線に直接つながれた電機子から回生電圧，
電流を架線に返還していた。一方、最近の電気車
では消費電力を少なくするために主回路チヨツパ
が使用されている。従つて、かかる主回路チヨツ
パをも抑速ブレーキに活用することが考慮されて
きている。主回路チヨツパを抑速ブレーキに適用
するにあたつて問題となるのは定速運転機能をい
かにするかという点である。チヨツパによる回生
ブレーキ抑速制御を行う一例として、車軸に速度
発電機を取付けこの出力によつて車速を検出する
事例が考えられる。しかし、この構成では、高価
で保守の面倒な速度発電機を設けなければならな
い欠点を持つている。
本考案は以上の事実の上に立つてなされたもの
であつて、主たる目的は、簡単な回路を追加する
ことによつて回生ブレーキによる高性能の抑速ブ
レーキを提供しようとするものである。
であつて、主たる目的は、簡単な回路を追加する
ことによつて回生ブレーキによる高性能の抑速ブ
レーキを提供しようとするものである。
本考案は、チヨツパを用いた直巻電動機の回生
制動回路において、主電動機の電圧と電流を、電
圧の増大に対し電流が２次関数的に増大する非線
形特性をもつように制御することを特徴とする。
制動回路において、主電動機の電圧と電流を、電
圧の増大に対し電流が２次関数的に増大する非線
形特性をもつように制御することを特徴とする。
このように構成することにより、後述する原理
によつて電気車は、速度がある目標速度を越える
と、その超過分に比例して急激にブレーキ力が増
大する優れた抑速性能を発揮することができる。
によつて電気車は、速度がある目標速度を越える
と、その超過分に比例して急激にブレーキ力が増
大する優れた抑速性能を発揮することができる。
以下、本考案の望ましい一実施例を図面によつ
て説明する。
て説明する。
第１図は直巻電動機をチヨツパで制御し、回生
ブレーキによる抑速ブレーキを行う主回路結線の
一実施例を示す。この回路は電車線１，パンタグ
ラフ２，回路しや断器３，フイルタ用リアクトル
４，フイルタ用コンデンサ５，逆流阻止ダイオー
ド６，チヨツパ装置７，主平滑リアクトル８，主
電動機界磁巻線９，主電動機電機子１０より成
る。
ブレーキによる抑速ブレーキを行う主回路結線の
一実施例を示す。この回路は電車線１，パンタグ
ラフ２，回路しや断器３，フイルタ用リアクトル
４，フイルタ用コンデンサ５，逆流阻止ダイオー
ド６，チヨツパ装置７，主平滑リアクトル８，主
電動機界磁巻線９，主電動機電機子１０より成
る。
今、チヨツパ装置７をオンさせた場合、主電動
機電機子１０，界磁巻線９は、主平滑リアクトル
８及びチヨツパ装置７を通して短絡されるので、
主電動機電流は増加する。チヨツパ装置７をオフ
させた場合、主平滑リアクトル８などのインダク
タンスに蓄えられたエネルギーは、逆流阻止ダイ
オード６とフイルタ用リアクトル４とコンデンサ
５を通して電車線１へ放出される。即ち、チヨツ
パ装置７をオン−オフさせることにより、車両の
速度のエネルギーは電車線１へ放出され、回生ブ
レーキが行われることになる。
機電機子１０，界磁巻線９は、主平滑リアクトル
８及びチヨツパ装置７を通して短絡されるので、
主電動機電流は増加する。チヨツパ装置７をオフ
させた場合、主平滑リアクトル８などのインダク
タンスに蓄えられたエネルギーは、逆流阻止ダイ
オード６とフイルタ用リアクトル４とコンデンサ
５を通して電車線１へ放出される。即ち、チヨツ
パ装置７をオン−オフさせることにより、車両の
速度のエネルギーは電車線１へ放出され、回生ブ
レーキが行われることになる。
第２図は、本考案による抑速ブレーキ特性を説
明する図である。曲線ａは本考案によつて実現さ
れる速度−ブレーキ力特性の一例である。曲線
b1，b2，b3，b4は列車が勾配にさしかかつた時
の、速度と列車の加速力の関係を示した曲線であ
る。この曲線は、勾配による加速力をＡ，走行抵
抗をＲとすると、Ａ−Ｒを示している。例えば、 曲線b1は 勾配20‰空車の場合 曲線b2は 勾配20‰満車の場合 曲線b3は 勾配33‰空車の場合 曲線b4は 勾配33‰満車の場合 である。曲線ａのブレーキ力が与えられると、 勾配20‰空車の時は、点C1（速度S1，ブレーキ
力F1） 勾配20‰満車の時は、点C2（速度S2，ブレーキ
力F2） 勾配33‰空車の時は、点C3（速度S3，ブレーキ
力F3） 勾配33‰満車の時は、点C4（速度S4，ブレーキ
力F4） でバランスすることを示している。
明する図である。曲線ａは本考案によつて実現さ
れる速度−ブレーキ力特性の一例である。曲線
b1，b2，b3，b4は列車が勾配にさしかかつた時
の、速度と列車の加速力の関係を示した曲線であ
る。この曲線は、勾配による加速力をＡ，走行抵
抗をＲとすると、Ａ−Ｒを示している。例えば、 曲線b1は 勾配20‰空車の場合 曲線b2は 勾配20‰満車の場合 曲線b3は 勾配33‰空車の場合 曲線b4は 勾配33‰満車の場合 である。曲線ａのブレーキ力が与えられると、 勾配20‰空車の時は、点C1（速度S1，ブレーキ
力F1） 勾配20‰満車の時は、点C2（速度S2，ブレーキ
力F2） 勾配33‰空車の時は、点C3（速度S3，ブレーキ
力F3） 勾配33‰満車の時は、点C4（速度S4，ブレーキ
力F4） でバランスすることを示している。
即ち、下り勾配の大きさ、荷重の如何（空車〜
満車）にかかわらず、ほぼ一定の速度を保つこと
になる。
満車）にかかわらず、ほぼ一定の速度を保つこと
になる。
第３図は第２図のａ曲線を第１図の主電動機の
電圧−電流特性に換算したものである。いま第２
図のａ曲線をＶ＝C1＋C2・BEの如く設定した場
合を考えてみる。ここでＶは速度、BEはブレー
キ力、C1，C2は定数である。一方主電動機の特
性はＶ＝ｅ／Kφ，BE＝KφIaで表わされる。こ
こでｅは電機子電圧、φは電磁磁束、Iaは電機子
電流、Ｋは定数である。これを先に示した特性式
に代入すれば、 ｅ／Kφ＝C1＋C2・KφIaすなわち ｅ／C1・Kφ＋C2（Kφ）2・Iaが得られる。直巻
電動機であるからφはIaの関数で表わされるので
上式は又 ｅ＝C1・Ｆ（Ia）＋C2｛Ｆ（Ia）｝2×Ia で表わされる。これによつて第３図の如き非線形
の電圧−電流特性が得られる。第４図は主電動機
の電圧−電流が第３図の特性になるように制御
し、第２図の抑速特性を得るための制御回路図を
示す。この制御回路は、主電動機１１，主電動機
１１の電圧，電流を制御するチヨツパ装置１２，
運転士からの抑速ブレーキ指令で抑速ブレーキを
行う時にのみ起動信号が印加される信号線１３，
この起動信号が与えられた条件下でのみ主電動機
電圧Ｅを入力として主電動機の電流指令値iPを出
力する関数発生器１４，主電動機１１の電流指令
値iPと主電動機電流ｉとを比較してその偏差に応
じた通流率指令をチヨツパ装置１２に与える比較
器１５より成る。図における主電動機１１とチヨ
ツパ装置１２は第１図における界磁巻線９と電機
子１０から構成される主電動機およびチヨツパ装
置７と同じ働きをするものである。
電圧−電流特性に換算したものである。いま第２
図のａ曲線をＶ＝C1＋C2・BEの如く設定した場
合を考えてみる。ここでＶは速度、BEはブレー
キ力、C1，C2は定数である。一方主電動機の特
性はＶ＝ｅ／Kφ，BE＝KφIaで表わされる。こ
こでｅは電機子電圧、φは電磁磁束、Iaは電機子
電流、Ｋは定数である。これを先に示した特性式
に代入すれば、 ｅ／Kφ＝C1＋C2・KφIaすなわち ｅ／C1・Kφ＋C2（Kφ）2・Iaが得られる。直巻
電動機であるからφはIaの関数で表わされるので
上式は又 ｅ＝C1・Ｆ（Ia）＋C2｛Ｆ（Ia）｝2×Ia で表わされる。これによつて第３図の如き非線形
の電圧−電流特性が得られる。第４図は主電動機
の電圧−電流が第３図の特性になるように制御
し、第２図の抑速特性を得るための制御回路図を
示す。この制御回路は、主電動機１１，主電動機
１１の電圧，電流を制御するチヨツパ装置１２，
運転士からの抑速ブレーキ指令で抑速ブレーキを
行う時にのみ起動信号が印加される信号線１３，
この起動信号が与えられた条件下でのみ主電動機
電圧Ｅを入力として主電動機の電流指令値iPを出
力する関数発生器１４，主電動機１１の電流指令
値iPと主電動機電流ｉとを比較してその偏差に応
じた通流率指令をチヨツパ装置１２に与える比較
器１５より成る。図における主電動機１１とチヨ
ツパ装置１２は第１図における界磁巻線９と電機
子１０から構成される主電動機およびチヨツパ装
置７と同じ働きをするものである。
チヨツパ装置１２は比較器１５の偏差が正の
時、主電動機電流をふやすべく通流率が変化す
る。更に、比較器１５の偏差が負の時、主電動機
電流をへらすべく通流率が変化する構成となつて
いる。その結果、主電動機１１はチヨツパ装置に
よつて制御され、制御された結果としての主電動
機電圧ｅ，主電動機電流ｉが発生する。以上の制
御により、列車には回生ブレーキによる高性能の
抑速ブレーキが作用する。
時、主電動機電流をふやすべく通流率が変化す
る。更に、比較器１５の偏差が負の時、主電動機
電流をへらすべく通流率が変化する構成となつて
いる。その結果、主電動機１１はチヨツパ装置に
よつて制御され、制御された結果としての主電動
機電圧ｅ，主電動機電流ｉが発生する。以上の制
御により、列車には回生ブレーキによる高性能の
抑速ブレーキが作用する。
以上の実施例では、主電動機の電圧を検出して
電流を制御した事例である。主電動機の電流を検
出して電圧を制御しても同様な効果を得る。第５
図に実施例を示す。第４図と異なつている点は、
関数発生器１６，比較器１７，チヨツパ装置１８
である。関数発生器１６は、主電動機に与えるべ
き電流→電圧特性を関数として扱つているが、電
圧増大時に電流が２次関数的に増大する特性に変
りはない。この関数発生器１６は第４図の実施例
と同じく信号線１３に印加される起動信号が印加
された時のみ、主電動機から得られる電流ｉを入
力として電流→電圧特性で与えられる電圧指令値
ePを発生する動作を行う。比較器１７では、電圧
指令値ePと主電動機電圧ｅとを比較し、その偏差
を出力する。チヨツパ装置１８は、比較器１７か
ら得られる偏差電圧を入力として偏差が正の時、
主電動機電圧をふやすべく通流率が変化し、偏差
が負の時主電動機電圧をへらすべく通流率が変化
する構成となつている。このように制御される結
果、主電動機１１は、チヨツパによつて制御され
た結果として、関数発生器１４が１６で与えられ
た第３図の関数関係で主電動機電流ｉ，主電動機
電圧ｅが発生する。これにより列車には回生ブレ
ーキによる高性能の抑速ブレーキが作用する。
電流を制御した事例である。主電動機の電流を検
出して電圧を制御しても同様な効果を得る。第５
図に実施例を示す。第４図と異なつている点は、
関数発生器１６，比較器１７，チヨツパ装置１８
である。関数発生器１６は、主電動機に与えるべ
き電流→電圧特性を関数として扱つているが、電
圧増大時に電流が２次関数的に増大する特性に変
りはない。この関数発生器１６は第４図の実施例
と同じく信号線１３に印加される起動信号が印加
された時のみ、主電動機から得られる電流ｉを入
力として電流→電圧特性で与えられる電圧指令値
ePを発生する動作を行う。比較器１７では、電圧
指令値ePと主電動機電圧ｅとを比較し、その偏差
を出力する。チヨツパ装置１８は、比較器１７か
ら得られる偏差電圧を入力として偏差が正の時、
主電動機電圧をふやすべく通流率が変化し、偏差
が負の時主電動機電圧をへらすべく通流率が変化
する構成となつている。このように制御される結
果、主電動機１１は、チヨツパによつて制御され
た結果として、関数発生器１４が１６で与えられ
た第３図の関数関係で主電動機電流ｉ，主電動機
電圧ｅが発生する。これにより列車には回生ブレ
ーキによる高性能の抑速ブレーキが作用する。
本発明によれば直巻電動機をチヨツパ装置によ
り簡単に制御でき、回生ブレーキによつて高性能
の抑速ブレーキを達成することができる。
り簡単に制御でき、回生ブレーキによつて高性能
の抑速ブレーキを達成することができる。
第１図は本考案の一実施例による直巻電動機に
よるチヨツパを用いた回生ブレーキによる抑速ブ
レーキを行う主回路結線図、第２図は本考案によ
る抑速ブレーキの速度−ブレーキ力特性図、第３
図は本考案の一実施例による関数発生器の電圧−
電流特性図、第４図は第１図に用いる制御回路の
一実施例図、第５図は同じく他の実施例図を示
す。 １１……主電動機、１２，１８……チヨツパ装
置、１４，１６……関数発生器、１５，１７……
比較器。
よるチヨツパを用いた回生ブレーキによる抑速ブ
レーキを行う主回路結線図、第２図は本考案によ
る抑速ブレーキの速度−ブレーキ力特性図、第３
図は本考案の一実施例による関数発生器の電圧−
電流特性図、第４図は第１図に用いる制御回路の
一実施例図、第５図は同じく他の実施例図を示
す。 １１……主電動機、１２，１８……チヨツパ装
置、１４，１６……関数発生器、１５，１７……
比較器。
Claims (1)
- 直流直巻電動機の電機子と界磁巻線およびリア
クトルの直列体と、この直列体に並列接続された
チヨツパと、この並列回路を直流電源へ接続する
ダイオードとを備え、上記チヨツパの制御により
電気車主電動機の発生電力を電源へ回生するよう
に構成された主回路と、上記電動機の電圧と電流
のうち一方の信号を入力し他方に対する指令信号
を出力する関数発生手段と、この指令信号と上記
電動機の他方の信号との偏差に応じて上記チヨツ
パを制御する手段とを備え、上記関数発生手段
を、電動機電圧の増大に対して電動機電流が２次
関数的に増大する関数を発生するように設定して
成る電気車の抑速制動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12107082U JPS5859301U (ja) | 1982-08-11 | 1982-08-11 | 電気車の抑速制動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12107082U JPS5859301U (ja) | 1982-08-11 | 1982-08-11 | 電気車の抑速制動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5859301U JPS5859301U (ja) | 1983-04-21 |
| JPS635365Y2 true JPS635365Y2 (ja) | 1988-02-15 |
Family
ID=29915019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12107082U Granted JPS5859301U (ja) | 1982-08-11 | 1982-08-11 | 電気車の抑速制動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5859301U (ja) |
-
1982
- 1982-08-11 JP JP12107082U patent/JPS5859301U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5859301U (ja) | 1983-04-21 |
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