JPS637103A - 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電
気車の制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来のこの種の電気車制御装置としてチョッパ制御ハン
ドブック（電気学会発行、昭和５５年１月第２刷）第５
４〜５７頁に開示されたものを挙げることができる。第
２図はかかる従来の電気車制御装置における主回路の接
続関係を併記した要部ブロック図であるが、この第２図
において、１はパンタグラフ（集電器）、２は単位スイ
ッチ、３はフィルタリアクトル、４はフィルタコンデン
サ、５はバイパス用単位スイッチ、６は発電ブレーキ用
抵抗、７−１は１相側フリーホイルダイオード、７−２
は２相側フリーホイルダイオード、８は過電圧チョッパ
、９は回生負荷、１ｏはフィルタコンデンサ電圧検知部
、１１は架線電流検知部、Ｍは電動機である。

また、１２は設定架線電圧パターン発生回路、１３はフ
ィルタコンデンサ電圧フィードバック回路、１４は演算
回路、１５は通流率制御回路、１６は架線電流検出回路
、１７は架線電圧リミッタ回路である。

次に動作について説明する。ブレーキ動作時は、主電動
機電流が破線のように回生負荷９に回生ブレーキ電流と
して流れ１回生負荷がない場合は、発電ブレーキ電流と
して、−点鎖線のように発電ブレーキ用抵抗６および過
電圧チョッパ８を流れる。

過電圧チョッパ８の通流率制御動作は次のとおりである
。すなわち基本的には、設定架線電圧パターン発生回路
１２からのパターン電圧と、回生負荷９に起因する電圧
すなわちフィルタコンデンサ電圧フォードバック回路１
３からのフィルタコンデンサ電圧Ｅｃとの差を基に演算
回路１４で演算された結果に基づき、通流率制御回路１
５からの制御信号によって通流率制御を行ない、過電圧
チョッパ８の通流位相角を絞るか又は開くよう制御する
。

もし架線よりカ行側電流が、第２図に実線で示すように
、単位スイッチ２．フィルタリアクトル３、発電ブレー
キ用抵抗６．過電圧チョッパ８゜架線電流検知部１１を
流れると、架線電流検出回路１６により、架線電圧リミ
ッタ回路１７が動作し、架線電流Ｉｓに応じたリミッタ
値Ｉ　Ｓ　ＬＭＴが演算回路１４にマイナス信号として
入力される。

したがって、通流率信号は小さくなり、過電圧チョッパ
８は絞り込み制御として作用する。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、従来のこのような過電圧チョッパ制御機能を有
する電気車制御装置は以上のように構成されているので
、少しのカ行側架線電流Ｉｓの変化や増加に対して、架
線電流リミッタ機能により、演算回路１４が瞬時に動作
し、過電圧チョッパ８が絞り込まれ、フィルタコンデン
サ電圧Ｅｃが急変することがある。また、架線電圧リミ
ッタ回路１７の不要動作によりフィルタコンデンサ電圧
Ｅｃが振られることもある。

そしてこのようなフィルタコンデンサ電圧Ｅｃの急変に
より、付設の過電圧検知機能が動作し、主回路が開放す
る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、カ行側架線電流が発電ブレーキ回路側へ流れ
込んできた場合でも、主回路開放がむやみに行なわれる
のを防止できる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、発電ブレーキ回
路の動作時に主回路の集電器およびスイッチを通じて上
記発電ブレーキ回路側へ力行特電流が流入してきたとき
に架線電流を検出する架線電流検出回路と、同架線電流
検出回路によって検出された上記架線電流が所要値をこ
えている時間が所定値以上継続した場合に上記スイッチ
へ開制御信号を出力するスイッチ制御回路とを設けたも
のである。

［作　　　用］ この発明における電気車制御装置は、架線電流検出回路
によって１発電ブレーキ回路の動作時に集電器およびス
イッチを通じて発電ブレーキ回路側へ力行特電流が流入
してきたときに、このときの架線電流が検出され、その
後は、上記架線電流が所要値をこえている時間が所定値
以上継続した場合に、スイッチ制御回路から主回路の上
記スイッチへ開制御信号が出力される。すなわち力行時
電流が発電ブレーキ回路側へ流入してきても、主回路開
放の機会が少なくなるように作用する。

［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
図は本発明の電気車制御装置における主回路の接続関係
を併記した要部ブロック図である。

この第１図において、１はパンタグラフ（集電器）、２
は単位スイッチ、３はフィルタリアクトル、４はフィル
タコンデンサ、５はバイパス用単位スイッチ、６は発電
ブレーキ用抵抗、７−１は？ １相側フリーホイルダイオード、７−２は２相側フリー
ホイルダイオード、８は過電圧チョッパ、９は回生負荷
、１０はフィルタコンデンサ電圧検知部、１１は架１１
Ａｆ４流検知部１Ｍは電動機である。

また、１２は設定架Ｓ電圧パターン発生回路、１３はフ
ィルタコンデンサ電圧フィードバック回路、１４は演算
回路、１５は通流率制御回路、１６は架線過電流検知回
路であるが、これらの構成要素は第２図で示した従来装
置のものとほぼ同じものである。

第１図に示す本装置においては、第２図に示す従来装置
における架ＩＩＡ電圧リミッタ回路１７がなくなってい
る。その代わりに、架線過電流検知回路１８２時素回路
１９および主回路オフ回路２０が追加され、カ行側架線
電流Ｉｓがある一定値Ｉｓ。

をこえた過電流状態でこの状態が所要時間を秒継続され
ると、主回路オフ回路２０からスイッチ開制御信号が出
力されて、単位スイッチ２が開き、主回路を開放するよ
うにしたものであるにこで、架線過電流検知回路１８は
オペアンプ（演算増幅器）を用いた比較回路にて構成さ
れ。

架線電流Ｉｓがある一部値Ｉｓ、をこえたときにその旨
の信号を出力するもので、時素回路１９はカウンタ回路
にて構成され、架線過電流検知回路１８で過電流状態で
ある旨の信号が出力されるとトリガされ計数値がある値
（所要時間ｔに相当する値）になるとその旨の信号を出
力するものである。

なお１時素回路１９を構成するカウンタ回路は、計数値
が所要時間を相当数に至るまでに架線過電流検知回路１
８からの過電流状態である旨の信号がなくなったり、計
数値が所要時間し相当数となってその旨の信号を出力し
たりしたときはその後リセットされる。

さらに、主回路オフ回路２０は１時素回路１９からの出
力により主回路開放用スイッチ２を駆動し主回路を開放
するものである。

したがって、架線過電流検知回路１８２時素回路１９．
主回路オフ回路２０で、架線電流Ｉｓが所要値（例えば
２００Ａ）をこえている時間が所定値（例えば２秒）以
上継続した場合にスイッチ２へ開制御信号を出力するス
イッチ制御回路２１が構成される。

次に動作について説明する。ブレーキ動作時は、主電動
機電流が破線のように回生負荷９に回生ブレーキ電流と
して流れ、回生負荷がない場合は、発電ブレーキ電流と
して、−点鎖線のように発電ブレーキ用抵抗６および過
電圧チョッパ８を流れる。

過電圧チョッパ８の通流率制御動作は次のとおりである
。すなわち基本的には、設定架線電圧パターン発生回路
１２からのパターン電圧と、回生負荷９に起因する電圧
すなわちフィルタコンデンサ電圧フィードバック回路１
３からのフィルタコンデンサ電圧Ｅｃとの差を基に演算
回路１４で演算された結果に基づき１通流率制御回路１
５からの制御信号によって通流率制御を行ない、過電圧
チョッパ８の通流位相角を絞るか又は開くよう制御する
。かかる動作は前述した従来の装置とほぼ同様である。

今、架線よりカ行側電流が発電ブレーキ用抵抗６側に流
れ込んできた場合を考えると、この場合でも、架線過電
流検知回路１８がある一定値（例えば２００　Ａ）以上
の架ｍ電流Ｉｓを検知し、且つ、この状態が時素回路１
９の時限（例えば２秒）以上継続しなければ、単位スイ
ッチ２がオフ即ち主回路がオフとならないようになって
いる。すなわち少しのフィルタコンデンサ電圧Ｅｃの変
動に対して過電圧保護機能は作動せず、単位スイッチ２
ひいては主回路がオフとならないのである。

なお、従来装置のように架線電圧リミッタ回路１７を用
いる場合は、リミッタ機能が働きすぎるか、又は、演算
回路１４とフィルタコンデンサ４との回路定数により、
架線電圧リミッタ回路１７が不要動作するおそれがあり
、このためフィルタコンデンサ電圧Ｅｃが変動するおそ
れがあったが。

本装置ではこのようなおそれはない。

また、架線電流Ｉｓの検出に際しては、方向性（極性）
を考慮して主回路シャントが使用される。

なお、上記実施例では、従来の架線電圧リミッタ回路１
７を取りはずして、架線過電流検知回路１８や時素回路
１９等を追加したが、架線電圧リミッタ回路１７のゲイ
ンを小さくして、リミッタ機能をなくせば、架線電圧リ
ミッタ回路１７を取りはずさなくてもよい。

また、上記実施例では、過電流とする設定値が２００Ａ
、時素回路１９の時限を２秒と指定したが、上記数値は
例示であり、その他の数値であっても同様の効果を奏す
ることはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、発電ブレーキ回路の
動作時に集電器およびスイッチを通じて発電ブレーキ回
路側へ力行特電流が流入してきたときに架線電流を検出
する架線電流検出回路と。

この架線電流検出回路によって検出された上記架線電流
が所要値をこえている時間が所定値以上継続した場合に
上記スイッチへ開制御信号を出力するスイッチ制御回路
とが設けられているので、フィルタコンデンサ電圧の急
変等により過電圧検知機能がむやみに動作することがな
く、シたがって主回路開放もむやみに行なわれず、これ
により過電圧チョッパ制御を高い精度で行なえる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例としての電気車制御装置にお
ける主回路の接続関係を併記した要部ブロック図であり
、第２図は従来の電気車制御装置における主回路の接続
関係を併記した要部ブロック図である。 図において、１−集電器、２−単位スイッチ。 ６−発電ブレーキ用抵抗、８−過電圧チョッパ、９・−
回生負荷、１０−フィルタコンデンサ電圧検知部、１１
−架線電流検知部、１３−回生負荷電圧検出回路として
のフィルタコンデンサ電圧フィードバック回路、１４−
演算回路、１５−通流率制御回路、１６−架線電流検出
回路、１８−架線過電流検知回路、１９−時素回路、２
０・−主回路オフ回路、２１−スイッチ制御回路、Ｍ−
電動機。 なお、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、集
   電器、スイッチおよび電動機をもつた主回路と、同主回
   路における上記のスイッチと電動機との間の部分に設け
   られた発電ブレーキ用抵抗およびチョッパ部をもつた発
   電ブレーキ回路とが設けられるとともに、回生負荷電圧
   を検出する回生負荷電圧検出回路と、同回生負荷電圧検
   出回路によつて検出された値に基づいて上記チョッパ部
   の通流率を制御する通流率制御回路とが設けられ、且つ
   、上記発電ブレーキ回路の動作時に上記の集電器および
   スイッチを通じて上記発電ブレーキ回路側へ力行時電流
   が流入してきたときに架線電流を検出する架線電流検出
   回路と、同架線電流検出回路によつて検出された上記架
   線電流が所要値をこえている時間が所定値以上継続した
   場合に上記スイツチへ開制御信号を出力するスイッチ制
   御回路とが設けられたことを特徴とする電気車制御装置
   。