KR870000654B1 - 교류전기차의 제어장치 및 제어방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

교류전기차의 제어장치 및 제어방법

제1도는 종래의 구성을 나타낸 주회로접속도.

제2도는 본원 발명의 제어장치에 관한 일실시예를 나타낸 주회로접속도.

제3도는 제2도의 동작을 나타낸 설명도.

제4도는 제2도의 제어블록도.

제5도 및 제6도는 전동기전류와 속도의 관계를 나타낸 설명도.

제7도는 본원 발명의 제어방법에 관한 일실시예를 나타낸 제어블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 1차권선 3-6 : 2차권선

11-14 : 정류장치 25, 26 : 제1 및 제2전동기

34, 34a, 34b : 한류치패턴 발생회로

본원 발명은 교류전원을 정류(整流)해서 직류전동기를 구동하는 교류전기차의 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다. 직류전기차는 물론, 교류전기차에 있어서도 구동용전동기로서는 일반적으로 직류직권(直卷) 전동기가 사용된다. 그러나 다

(1) 직류전동기에 비해서 속도특성이 평탄하기 때문에 차륜과 레일간의 재점착(再粘着) 성능이 뛰어나다.

(2) 계자권선회로는 전기자회로와 독립하고 있으므로 자유로이 제어할 수 있다. 따라서, 계자전류의 연속제어가 용이하다.

(3) 발전브레이크나 회생브레이크회로를 적용할 경우, 역행(力行)과 브레이크로 전환할 때에 주회로의 전환이 매우 간단해진다.

한편, 분권전동기를 사용할 경우의 결점의 하나는 전기차와 같이 1대의 전원장치, 예를들면 정류장치등에 대해서 복수의 전동기를 병렬로 접속했을 경우, 전동기의 특성차나 차륜직경의 차에 의한 회전수의 차에 의해서 전동기의 전기자에 흐르는 전류가 불평형되는 것이다. 이와같은 일이 일어나면, 각각의 전동기의 토오크가 불평형되는 것은 당연한 일이지만, 큰 전류가 흐르는 전동기는 온도상승이 높아져서 열적(熱的)으로 곤란해진다. 또 극단적인 경우에는 전동기의 상호간에 커다란 횡류(橫流)가 흐른다. 이것의 해결방법으로서는 일반적으로 전동기의 계자전류를 전동기마다 독립 제어하는 방법과, 전기자전류를 제어할 수 있는 정류장치를 전동기마다 설치해서 독립제어하는 방법, 또한 이들을 병용하는 방법이 적용되고 있다.

제1도는 종래방식의 일실시예를 나타낸 것이며, 전동기를 2대 제어하는 경우를 나타내고 있다. 실제의 전기차에 있어서는 4대 이상의 제어가 일반적이다. 제1도에 있어서, (1)은 전차선에서 교류전원을 집전(集電)하기 위한 팬토그래프(pantograph), (2)는 변압기의 1차측권선, (3)-(8)은 전동기의 전기자회

도면에 나타낸 바와같이 제1전동기(25)와 제2전동기(26)는 전기자회로는 물론, 계자회로도 전기적으로 완전히 독립해 있으며 따로따로 제어할 수 있다. 제1전동기(25)의 회로측으로 그 동작을 설명한다. 팬토그래프(1)를 통해서 변압기의 1차측권선(2)에 인가된 고정압은 변압기에서 소정의 전압으로 강압되어서 2차측권선(3)-(5)에 얻어진다. 2차측권선(3)-(5)에는 각기 정류장치(제1도에 있어서는 다이리스터와 다이오우드로 구성되는 혼합브리지로 나타낸다). (11)-(13)가 접속되어 있고, 교류전류를 전파정류한다. 그것을 평활리액터(19)로 평활전류로 한 다음, 제1전동기(25)의 전기자(21)에 가해진다. 일반적으로는 별도로 설치된 한류치설정기에 의해서 주어진 전류기준치(한류치라고 함)에 전기자전류가 합치하도록 정류기의 위상제어가 행해진다. 그리고, 속도나 전압등으로 주어지는 제어신호에 따라서 정류장치(11)-(13)가 순차 점호 제어된다. 한편 계자전류는 전기자전류에 따라서 계자용정류장치(17)에 의해서 동시에 제어된다. 이와같이해서, 제1전동기(25)의 회전수 즉 전기차의 속도는 기동에서 고속도까지 폭넓게 제어할

본원 발명은 상술한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 소형·경량이며 염가의 교류전기차의 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것이다.

제2도에 본원 발명의 일실시예를 나타낸다. 종래 방식과 크게 다른 점은 종속 접속된 복수단의 정류장치(11-14)중, 제2및 제3의 정류장치(11)(14)를 양전동기(25)(26)에 대응해서 병렬접속 하지만, 그 이외는 공통으로 하는 점이다. 그리고 각 전동기(25)(26)의 한쪽의 단자는 공통으로 접속해서, 상기 공통의 제1의 정류장치(13)의 직류측단자에 접속한다. 각 전동기(25)(26)의 다른 한쪽의 단자는 제2및 제3의 정류장치(11)(14)의 직류측단자의 한쪽에 접속하며, 제2및 제3의 정류장치(11)(14)의 직류측단자의 다른쪽은 상기 공통의 제1의 정류장치(12)의 직류측단자에 접속한다. 계자제어회로는 종래방식과 동일해도 좋다.

제2도에 의하여 동작을 설명한다. 먼저 제1전동기(25)의 전기자전류를 별도로 부여된 한류치에 따르도록 제2의 정류장치(11)의 다이리스터의 위상제어에 의해서 변압기의 2차측권선(3)에 얻어지는 교류전압을 제어한다. 동시에, 제2전동기(26)의 전기자전류는 제3의 정류장치(14)의 다이리스터의 위상제어에 의_{1 2}

제4도는 상기한 바와같은 제어를 할 경우의 제어블록도의 일실시예이다. 도면에 있어서, (29)는 제어신호를 부여하는 주제어기, (30)는 정류기선택회로, (31)은 정류기 브리지전환회로, (32)는 공통측정류기의 게이트회로(도면은 1단만 표시해 놓았음), (33)은 동기전원회로, (34)는 하류치패턴 발생회로, (35)(36)은 정동기(25)(26)의 전기자전류와 한류치를 비교하는 비교기 (37)(38)은 비교기의 출력에 따라서 정류기의 다이리스터의 위상각을 결정하는 위상기, (39)는 제2의 정류장치(11)의 게이트회로, (40)은 제3의 정류장치(14)의 게이트회로, (41)(42)는 정류장치(11)(14)의 다이리스터의 위상각을 검지하기 위한 통류율(通流率)검지기를 나타낸다. 다른 부호는 제2도와 동일하다. 또 계자전류를 제어하기 위한 제어블록도는 도시하지 않았다.

제4도에 있어서, 주제어기(29)에서 제어신호가 정류기선택회로(30)에 주어지면, 여기서 제어신호에 대응해서 정류장치(11)-(14)의 어느 것이 점호되는지가 결정된다. 특히 공통부의 제1의 정류장치(12)(13)의 점호순서가 결정된다. 선택회로(30)의 출력은 비교기(35)(36) 및 브리지전환회로(31)에 주어진다.

제1전동기(25)측으로 설명한다. 비교기(35)에 정류기선택회로(30)의 출력이 입력되어 있는 조건에서, 한류치패턴발생기(34)의 출력과 전동기의 전류검출기(27)의 출력이 비교되어서 그 편차에 따른 출력이 위상기(37)에 주어진다. 위상기(37)로 다이리스터의 위상각을 결정하고, 게이트회로(34)를 통해서 제2의 정류장치(11)가 점호된다. 이와같은 루우프로 제1의 전동기(25)의 전기자전류가 한류치에 합치하도록 정전류제어가 행해진다. 위상기(37)의 출력은 통류율검지기(41)에도 입력하

로 변화하며, 제2전동기(26)의 전류는

점로 변화하게 된다. 그러나 전환시의 전류의 변화량(

및

)은 극히 근소하므로 실용상에서는 문제가 되지 않는다.

이상과 같이 본원 발명을 적용함으로써 정류기나 변압기가 소형·경량으로 되는데다 염가로 제공할 수 있게 되며, 그 효과는 매우 크다. 상기 설명은 전동기가 2대, 변압기의 2차측이 3분할되어 있을 경우에 대해서 설명했지만, 전동기의 대수가 더욱 많고, 분할수도 다르며, 또한 등분할이 아니고 부등분할되어 있을 경우에도 적용할 수 있다. 또한 전동기마다 접속되는 정류장치는 공통측 정류장치의 상부(전원의 플러스측)에 접속했을 경우도 똑같은 효과가 얻어지는 것은 명백하다. 정류장치도 다이리스터와 다이오우드로 구성되는 혼합브리지에서 설명했지만 회생브레이크가 적용 가능한 순 다이리스터브리지에도 역시 적용할 수 있다.

상기 설명은 모든 전동기의 한류치가 동일한 경우를 설명했지만, 병렬로 접속된 정류장치를 개별적으로 제어할 수 있으므로, 각 전동기를 서로 다른 한류치로

상기 설명은 정전류제어기능만을 갖는 경우이지만, 정전압제어기능을 부가할 경우에 대해서도 매우 유효하다.

상기 설명은 분권 전동기에 적용할 경우에 대해서 설명했지만 직권 전동기에 적용할 경우에도 상기와 같은 효과가 얻어진다.

Claims (3)

1. 각 전기자(電機子)의 한쪽의 단자간이 접속되어 타여계자(他勵界磁) 제어되는 제1 및 제2의 직류 전동기와 도통 제어가능한 브리지회로로 이루어지며 제1의 교류전원과 접속되어 직류측의 한쪽의 단자가 상기 각 전기자의 한쪽의 단자와 접속된 제1의 정류장치와 도통제어가능한 브리지회로로 이루어지며 제2 및 제3의 교류전원과 각기 접속되어 직류측의 한쪽의 각 단자가 상기 각 전기자의 다른쪽의 단자와 각기 접속되어 직류측의 다른쪽의 단자가 상기 제1의 정류장치의 직류측의 다른쪽 단자와 접속된 제2 및 제3의 정류장치를 구비한 전기차의 제어장치.
2. (정정) 제1항에 있어서, 제1의 정류장치는 종속(縱續) 접속된 복수개로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 교전기차의 제어장치.
3. 도통제어가능한 브리지회로로 이루어지며 제1의 교류전원과 접속된 제1의 정류장치의 직류측의 한쪽 단자를 제1 및 제2의 전동기의 한쪽의 단자와 접속하고, 도통제어가능한 브리지회로로 이루어지며 제2 및 제3의 교류전원과 각기 접속된 제2 및 제3의 정류장치의 직류측의 한쪽의 각 단자를 상기 전동기의 다른쪽 각 단자와 각기 접속하고 직류측의 다른쪽 단자를 상기 제1의 정류장치의 직류측의 다른쪽 단자와 접속하여, 상기 각 전동기의 구동력을 제어하는 교류전기차의 제어방법에 있어서, 상기 각 전동기의 전류를 각기 독립해서 제어하는 것을 특징으로 하는

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