JPS6133324B2 - - Google Patents
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- JPS6133324B2 JPS6133324B2 JP55021976A JP2197680A JPS6133324B2 JP S6133324 B2 JPS6133324 B2 JP S6133324B2 JP 55021976 A JP55021976 A JP 55021976A JP 2197680 A JP2197680 A JP 2197680A JP S6133324 B2 JPS6133324 B2 JP S6133324B2
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- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電気車の制御装置に関するもので、電
気車の定速運転の具体的な方法を提供するもので
ある。
気車の定速運転の具体的な方法を提供するもので
ある。
従来電気車の定速運転は古典的な方法を除き行
なわれていなかつたが、最近のパワーエレクトロ
ニクスの発展により、電気車の速度を連続制御す
ることが可能となり、より高度な定速運転制御が
可能となつてきた。
なわれていなかつたが、最近のパワーエレクトロ
ニクスの発展により、電気車の速度を連続制御す
ることが可能となり、より高度な定速運転制御が
可能となつてきた。
従来の電気車の運転方式はノツチ指令方式が一
般的であつて、架線電圧の変動、軌動の勾配条
件、電気車の荷重の大、小によつて、電気車の速
度は大巾に変動し、これらの外部条件によつて、
運転士は電気車の主幹制御器のノツチを変更し
て、電気車の速度を希望速度になるように、頻繁
に、ブレーキ弁操作を含めて、運転操作すること
を要し、運転士に要求される熟練度と負荷は大な
るものがあつた。また従来運転士の注意力と熟練
した運転技術によつて、力行・ブレーキなどの運
転操作を、運転士によつて判断のみによりゆだね
ていたので、運転士の誤認、誤操作も完全には防
止できず、電気車の安全運転上、問題なしとしな
かつた。
般的であつて、架線電圧の変動、軌動の勾配条
件、電気車の荷重の大、小によつて、電気車の速
度は大巾に変動し、これらの外部条件によつて、
運転士は電気車の主幹制御器のノツチを変更し
て、電気車の速度を希望速度になるように、頻繁
に、ブレーキ弁操作を含めて、運転操作すること
を要し、運転士に要求される熟練度と負荷は大な
るものがあつた。また従来運転士の注意力と熟練
した運転技術によつて、力行・ブレーキなどの運
転操作を、運転士によつて判断のみによりゆだね
ていたので、運転士の誤認、誤操作も完全には防
止できず、電気車の安全運転上、問題なしとしな
かつた。
本発明の目的は、電気車運転の安全を期すた
め、運転士に高度の熟練した技術を要求された
が、定速運転装置により運転操作を単純化し、運
転士の熟練度と負担を軽減することおよび、従来
の運転士の誤認、誤操作をさけ、安全度を向上さ
せることにある。さらに正確な運転時分の保持と
運転速度の向上をはかること、及び経済的な運転
を実施し、電力消費を節減することにある。
め、運転士に高度の熟練した技術を要求された
が、定速運転装置により運転操作を単純化し、運
転士の熟練度と負担を軽減することおよび、従来
の運転士の誤認、誤操作をさけ、安全度を向上さ
せることにある。さらに正確な運転時分の保持と
運転速度の向上をはかること、及び経済的な運転
を実施し、電力消費を節減することにある。
以下本発明による定定速運転方式を図に示す一
実施例に基いて詳細に説明する。第１図は力行時
の電気車主回路を示す。第１図において、Panは
パンタグラフ、FLは主平滑リアクトル、OFは主
フイルタコンデンサ、CH１１〜CH２２は電機子
チヨツパ装置、DF１１―DF２２はフリーホイー
リングダイオードMSL１１―MSL２２は主平滑
リアクトル、M1，M2は主電動機の電機子、F1，
F2は主電動機の界磁、FCH1，FCH2は界磁分路
チヨツパ装置である。第１図の構成で、電機子チ
ヨツパ装置CH１１〜CH２２の通流率制御を行な
えば、主電動機M1，２の端子電圧を連続的に制
御できるので、電気車の速度は自由に連続的に制
御できる。さらに第１図において、界磁分路チヨ
ツパ装置FCH1，２の通流率制御を行なうことに
よつて、主電動機の界磁F1，２の電流を連続的
に制御できる。
実施例に基いて詳細に説明する。第１図は力行時
の電気車主回路を示す。第１図において、Panは
パンタグラフ、FLは主平滑リアクトル、OFは主
フイルタコンデンサ、CH１１〜CH２２は電機子
チヨツパ装置、DF１１―DF２２はフリーホイー
リングダイオードMSL１１―MSL２２は主平滑
リアクトル、M1，M2は主電動機の電機子、F1，
F2は主電動機の界磁、FCH1，FCH2は界磁分路
チヨツパ装置である。第１図の構成で、電機子チ
ヨツパ装置CH１１〜CH２２の通流率制御を行な
えば、主電動機M1，２の端子電圧を連続的に制
御できるので、電気車の速度は自由に連続的に制
御できる。さらに第１図において、界磁分路チヨ
ツパ装置FCH1，２の通流率制御を行なうことに
よつて、主電動機の界磁F1，２の電流を連続的
に制御できる。
第３図は力行時の定度運転制御系の一実施例を
示す。第３図において、速度指令器SADより電
気車の運転すべき任意の速度VPを指令する。一
方速度発電機TGにより電気車の実際の走行速度
を検出してＦ―DC周波数／電圧変換器を介し
て、実際の速度Viを検出し、前記指令速度VPと
比較器CVにより比較し、その誤差信号△Ｖを電
流パターン演算回路CPLに与え、速度差△Ｖと力
行加速電流IPの関係で図の如きパターンを発生さ
せる。この電流パターンIPは加速電流指令器AC
の指令によつて、力行加速電流IPの大きさを調整
できる。また軸重移補償器WCの調整によつて、
この電流パターンIPを補正することができる。上
記電流パターン演算回路CPLによつて与えられた
電流パターンIPは電機子チヨツパ定電流制御系
ACHACRに与えられ、実際の主電動機機子電流
IAと比較演算を行ない、移相器PS1によつて電機
子チヨツパ装置CH１１〜CH２２のゲート回路
に、制御すべき通流率に相当するゲートパルスが
与えられる。電気車の高速域では主電動機の界磁
電流を弱めるため、上記電流パターン演算回路
CPLの電流パターンが界磁分路チヨツパ定電流制
御系FCHACRに与えられ、実際の界磁電流IFと
比較演算され、移相PS２によつて、界磁分路チ
ヨツパ装置FCH1，２の通流率が、指令された界
磁率IF／IAになるように自動制御される。第３
図において、ALMは加速度リミツタで、電気車
の加速度が過度にならないように制御するリミツ
タである。またIF／IALMは最弱界磁率リミツタ
であり、主電動機の界磁電流が過度に弱まらない
ようにするためのリミツタ装置である。また第３
図において、RMCは運転モード指令器であつ
て、指令速度VPと実際の走行速度Viとの速度差
△Ｖによつて、△Ｖ≧０のとき力行指令を出し、
−V1＞△Ｖのときブレーキ指令を発生し、−V1＜
△Ｖ＜０のとき惰行指令を発生する。V1の値は
電気車運転の定速運転の精度によつて、予め設定
しておけばよい。加速度αは第５図に示すよう
に、電気車の走行速度が実際の速度に近づくに従
つて小さくする制御を行なう。これは電流パター
ン演算回路CPLにより自動的に制御される。上記
制御によれば、電気車の力行時の定速運転は極め
て精度よく行なわれる。
示す。第３図において、速度指令器SADより電
気車の運転すべき任意の速度VPを指令する。一
方速度発電機TGにより電気車の実際の走行速度
を検出してＦ―DC周波数／電圧変換器を介し
て、実際の速度Viを検出し、前記指令速度VPと
比較器CVにより比較し、その誤差信号△Ｖを電
流パターン演算回路CPLに与え、速度差△Ｖと力
行加速電流IPの関係で図の如きパターンを発生さ
せる。この電流パターンIPは加速電流指令器AC
の指令によつて、力行加速電流IPの大きさを調整
できる。また軸重移補償器WCの調整によつて、
この電流パターンIPを補正することができる。上
記電流パターン演算回路CPLによつて与えられた
電流パターンIPは電機子チヨツパ定電流制御系
ACHACRに与えられ、実際の主電動機機子電流
IAと比較演算を行ない、移相器PS1によつて電機
子チヨツパ装置CH１１〜CH２２のゲート回路
に、制御すべき通流率に相当するゲートパルスが
与えられる。電気車の高速域では主電動機の界磁
電流を弱めるため、上記電流パターン演算回路
CPLの電流パターンが界磁分路チヨツパ定電流制
御系FCHACRに与えられ、実際の界磁電流IFと
比較演算され、移相PS２によつて、界磁分路チ
ヨツパ装置FCH1，２の通流率が、指令された界
磁率IF／IAになるように自動制御される。第３
図において、ALMは加速度リミツタで、電気車
の加速度が過度にならないように制御するリミツ
タである。またIF／IALMは最弱界磁率リミツタ
であり、主電動機の界磁電流が過度に弱まらない
ようにするためのリミツタ装置である。また第３
図において、RMCは運転モード指令器であつ
て、指令速度VPと実際の走行速度Viとの速度差
△Ｖによつて、△Ｖ≧０のとき力行指令を出し、
−V1＞△Ｖのときブレーキ指令を発生し、−V1＜
△Ｖ＜０のとき惰行指令を発生する。V1の値は
電気車運転の定速運転の精度によつて、予め設定
しておけばよい。加速度αは第５図に示すよう
に、電気車の走行速度が実際の速度に近づくに従
つて小さくする制御を行なう。これは電流パター
ン演算回路CPLにより自動的に制御される。上記
制御によれば、電気車の力行時の定速運転は極め
て精度よく行なわれる。
今、電気車の走行速度Viが、指令速度VPより
大きい場合、△Ｖ＝VP−Vi≦−V1（第５図参
照）、電気車に発電ブレーキをかける指令が、前
記運転モード指令器RMCより与えられ、第２図
に示す発電ブレーキ回路が自動的に構成される。
第２図において、主電動機の電機子M1，M2は発
電ブレーキ抵抗器BReに接続されて、閉回路を構
成し、主電動機の界磁F1，F2は、それぞれ、電
機子チヨツパ装置CH１１〜CH２２によつて、架
線から他励磁され、界磁電流は界磁分路チヨツパ
装置FCH1，FCH2によつて連続制御されるの
で、発電ブレーキ回路が構成され、発電ブレーキ
がかかる。
大きい場合、△Ｖ＝VP−Vi≦−V1（第５図参
照）、電気車に発電ブレーキをかける指令が、前
記運転モード指令器RMCより与えられ、第２図
に示す発電ブレーキ回路が自動的に構成される。
第２図において、主電動機の電機子M1，M2は発
電ブレーキ抵抗器BReに接続されて、閉回路を構
成し、主電動機の界磁F1，F2は、それぞれ、電
機子チヨツパ装置CH１１〜CH２２によつて、架
線から他励磁され、界磁電流は界磁分路チヨツパ
装置FCH1，FCH2によつて連続制御されるの
で、発電ブレーキ回路が構成され、発電ブレーキ
がかかる。
第４図は発電ブレーキ時の定速運転制御系を示
す。第４図において、速度差△Ｖは電気ブレーキ
力パターン回路BPCに与えられ、速度差△Ｖに応
じてブレーキ力BEのパターンを発生し、電機子
チヨツパ電流パターン回路ACHCPCに与えら
れ、移相器PS1を介して、電機子チヨツパ装置
CH１１〜CH２２の通流率制御を行なつて、架線
より主電動機の界磁F1，F2に供給する電流を一
定に制御する。一方実際の電機子電流IAと、実
際の界磁電流IFを検出し、電気ブレーキ力演算
回路BEDでもつて、ブレーキ力BE＝Ｋ・IA・IF
（Ｋは定数）の演算を行なつて、前記電気ブレー
キ力パターン回路BPCより与えられたブレーキ力
指令と比較演算を界磁分路チヨツパブレーキ力補
償回路FCHTCCでもつて行ない、実際の電気ブ
レーキ力が指令値になるように、移相器PS2を介
して、界磁分路チヨツパ装置FCH，FCH2の通流
率が自動制御される。第４図において、PBCは空
気ブレーキ制御回路であつて、速度差△Ｖおよび
電気車の減速度検出器DECによつて検出された
減速度とによつて、電気ブレーキ力が不足の場
合、空気ブレーキをかけるために設けてある。上
記制御によつて、電気車の定速運転に必要なブレ
ーキ力が速度差△Ｖによつて、自動制御される。
す。第４図において、速度差△Ｖは電気ブレーキ
力パターン回路BPCに与えられ、速度差△Ｖに応
じてブレーキ力BEのパターンを発生し、電機子
チヨツパ電流パターン回路ACHCPCに与えら
れ、移相器PS1を介して、電機子チヨツパ装置
CH１１〜CH２２の通流率制御を行なつて、架線
より主電動機の界磁F1，F2に供給する電流を一
定に制御する。一方実際の電機子電流IAと、実
際の界磁電流IFを検出し、電気ブレーキ力演算
回路BEDでもつて、ブレーキ力BE＝Ｋ・IA・IF
（Ｋは定数）の演算を行なつて、前記電気ブレー
キ力パターン回路BPCより与えられたブレーキ力
指令と比較演算を界磁分路チヨツパブレーキ力補
償回路FCHTCCでもつて行ない、実際の電気ブ
レーキ力が指令値になるように、移相器PS2を介
して、界磁分路チヨツパ装置FCH，FCH2の通流
率が自動制御される。第４図において、PBCは空
気ブレーキ制御回路であつて、速度差△Ｖおよび
電気車の減速度検出器DECによつて検出された
減速度とによつて、電気ブレーキ力が不足の場
合、空気ブレーキをかけるために設けてある。上
記制御によつて、電気車の定速運転に必要なブレ
ーキ力が速度差△Ｖによつて、自動制御される。
第５図において、指令速度VPと電気車の走行
速度Viをの速度差△Ｖが、０＞Ｖ＞−Viの場合
第３図の定速運転制御系より惰行指令が出され、
電気車の電機子チヨツパ装置CH１１〜CH２２お
よび界磁分路チヨツパ装置FCH1，FCH2の通流
率は零となり、電気車は惰行運転となる。
速度Viをの速度差△Ｖが、０＞Ｖ＞−Viの場合
第３図の定速運転制御系より惰行指令が出され、
電気車の電機子チヨツパ装置CH１１〜CH２２お
よび界磁分路チヨツパ装置FCH1，FCH2の通流
率は零となり、電気車は惰行運転となる。
第５図に示す如く、発電ブレーキゾーンにおい
ても、速度差△Ｖ＝V3より速度差が小さくなる
と、減速度を次第に小さくする制御を電気ブレー
キ力演算回路BPCで行なう。
ても、速度差△Ｖ＝V3より速度差が小さくなる
と、減速度を次第に小さくする制御を電気ブレー
キ力演算回路BPCで行なう。
本発明による一実施例の如く、電機子チヨツパ
装置CH１１〜CH２２および界磁分路チヨツパ装
置FCH1，FCH2の通流率制御によつて、電気車
の定速運転を自由に行ないうることがわかる。
装置CH１１〜CH２２および界磁分路チヨツパ装
置FCH1，FCH2の通流率制御によつて、電気車
の定速運転を自由に行ないうることがわかる。
本発明になる定速運転制御系によれば、次のよ
うな特長を発揮し、従来の運転方式の欠点の除去
できる。
うな特長を発揮し、従来の運転方式の欠点の除去
できる。
(1) 従来運転士の注意力と熟練した運転技術によ
つていた力行ブレーキなどの運転操作を、定速
運転化することにより、運転士の誤認・誤操作
をさけ、安全度を向上させる。
つていた力行ブレーキなどの運転操作を、定速
運転化することにより、運転士の誤認・誤操作
をさけ、安全度を向上させる。
(2) 電気車運転の安全を期するため、運転士に高
度の熟練した技術を要求されたが、定速運転化
によつて、運転操作を単純化し、運転士の熟練
度と負担を軽減する。
度の熟練した技術を要求されたが、定速運転化
によつて、運転操作を単純化し、運転士の熟練
度と負担を軽減する。
(3) 正確な運転時分の保持と運転速度の向上をは
かりうることおよび経済的な運転を実施し、電
力消費を節減できる。
かりうることおよび経済的な運転を実施し、電
力消費を節減できる。
(4) 電機子チヨツパ装置および界磁分路チヨツパ
装置により、力行，惰行，発電ブレーキ制御が
速度ゾーンによつて、連続的に行なわれ、経的
な定速運転方式を提供する。
装置により、力行，惰行，発電ブレーキ制御が
速度ゾーンによつて、連続的に行なわれ、経的
な定速運転方式を提供する。
(5) 電気車の走行速度が指令速度に近づくに従つ
て、加速度、あるいは減速度を次第に小さく制
御するので、気車速度がオーバシユートするこ
とがなく、指令速度に到達できる。
て、加速度、あるいは減速度を次第に小さく制
御するので、気車速度がオーバシユートするこ
とがなく、指令速度に到達できる。
本発明はチヨツパ制御電気車の実施例について
述べたが、交流サイリスタ・レオナード装置を設
けた交流電気車にも適用できる。また三相インバ
ータによる三相誘導電動機の可変電圧／可変周波
数制御の電気車にも適用できることは明らかであ
る。
述べたが、交流サイリスタ・レオナード装置を設
けた交流電気車にも適用できる。また三相インバ
ータによる三相誘導電動機の可変電圧／可変周波
数制御の電気車にも適用できることは明らかであ
る。
第１図および第２図は本発明が適用される電気
車の力行時主回路図および発電ブレーキ時主回路
図である。第３図および第４図は本発明の一実施
例を示す力行時の定速運転制御系ブロツク図およ
び発電ブレーキモードの定速運転制御系ブロツク
図である。第５図は速度と加速度の関係を示す特
性図である。図中、Pan：パンタグラフ、FL：
主フイルタ・リアクトル、CF：主フイルタ・コ
ンデンサ、CH１１〜２２：電機子チヨツパ装
置、DF１１〜２２：フリーホイーリング・ダイ
オード、MSL１１〜２２：主平滑リアクトル、
M1，２：主電動機の電機子、F1，２：主電動機
の界磁、FCH1，２：界磁分路チヨツパ装置、
BRe1，２：発電ブレーキ抵抗器、TG：速度発電
機、Ｆ―DC：周波数／直流変換器、SAD：速度
指令器、AC：加速電流指令器、WC：軸重移動
補償器、IA：電機子電流、IF：界磁電流、
CPL：電流パターン演算回路、ALM：加速度リ
ミツタ、ACH，ACR：電機子チヨツパ定電流制
御系、FCHACR：界磁チヨツパ定電流制御系、
PS1，２：移相器、RMC：運転モード指令器、
CV：速度比較器、BCP：電気ブレーキ力パター
ン回路、ACHCPC：電機子チヨツパ電流パター
ン回路、BCD：電気ブレーキ力演算回路、
FCHTCC：界磁チヨツパブレーキ力補償回路、
PBC：空気ブレーキ制御回路、DEC：減速度検
出回路。なお、図中同一符号は同一もしくは相当
部分を示す。
車の力行時主回路図および発電ブレーキ時主回路
図である。第３図および第４図は本発明の一実施
例を示す力行時の定速運転制御系ブロツク図およ
び発電ブレーキモードの定速運転制御系ブロツク
図である。第５図は速度と加速度の関係を示す特
性図である。図中、Pan：パンタグラフ、FL：
主フイルタ・リアクトル、CF：主フイルタ・コ
ンデンサ、CH１１〜２２：電機子チヨツパ装
置、DF１１〜２２：フリーホイーリング・ダイ
オード、MSL１１〜２２：主平滑リアクトル、
M1，２：主電動機の電機子、F1，２：主電動機
の界磁、FCH1，２：界磁分路チヨツパ装置、
BRe1，２：発電ブレーキ抵抗器、TG：速度発電
機、Ｆ―DC：周波数／直流変換器、SAD：速度
指令器、AC：加速電流指令器、WC：軸重移動
補償器、IA：電機子電流、IF：界磁電流、
CPL：電流パターン演算回路、ALM：加速度リ
ミツタ、ACH，ACR：電機子チヨツパ定電流制
御系、FCHACR：界磁チヨツパ定電流制御系、
PS1，２：移相器、RMC：運転モード指令器、
CV：速度比較器、BCP：電気ブレーキ力パター
ン回路、ACHCPC：電機子チヨツパ電流パター
ン回路、BCD：電気ブレーキ力演算回路、
FCHTCC：界磁チヨツパブレーキ力補償回路、
PBC：空気ブレーキ制御回路、DEC：減速度検
出回路。なお、図中同一符号は同一もしくは相当
部分を示す。
Claims (1)
- １ 電機子チヨツパ装置および界磁分路チヨツパ
装置でもつて、主電動機の電機子電圧および界磁
電流を制御する電気車において、速度指令器と速
度検出器の速度差および加速電流指令器からの指
令信号を入力とする電流パターン演算回路と、こ
の電流パターン演算回路の出力に基づき夫々前記
電機子チヨツパ装置および界磁分路チヨツパ装置
の通流率制御を行なう電機子チヨツパ定電流制御
系および界磁分路チヨツパ定電流制御系と、前記
速度差に応じて力行指令、惰行指令およびブレー
キ指令を出力する運転モード指令器と、前記主電
動機の電機子に接続可能な発電ブレーキ抵抗と、
前記速度指令器及び前記速度検出器に接続され前
記速度差に応じて電気ブレーキ力のパターンを発
生する電気ブレーキ力パターン回路と、電機子電
流及び界磁電流が入力され実際のブレーキ力の演
算を行う電気ブレーキ力演算回路と、前記電気ブ
レーキ力パターン回路に接続され前記電機子チヨ
ツパ装置の通流率と制御するための電機子チヨツ
パ電流パターン回路と、前記電気ブレーキ力パタ
ーン回路と前記電気ブレーキ力演算回路の出力偏
差に基づき前記界磁分路チヨツパ装置の通流率を
制御するための界磁分路チヨツパブレーキ補償回
路と、前記速度差と減速度によつて空気ブレーキ
力を制御する空気ブレーキ制御回路とを備えたこ
とを特徴とする電気車の制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2197680A JPS56117505A (en) | 1980-02-22 | 1980-02-22 | Control apparatus for electric rolling stock |
| AU66888/81A AU545946B2 (en) | 1980-02-22 | 1981-02-04 | Electric car speed control |
| ZA00810771A ZA81771B (en) | 1980-02-22 | 1981-02-05 | Control apparatus for electric car |
| ES499674A ES499674A0 (es) | 1980-02-22 | 1981-02-20 | Mejoras introducidas en un aparato de control para vehiculo electrico |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2197680A JPS56117505A (en) | 1980-02-22 | 1980-02-22 | Control apparatus for electric rolling stock |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56117505A JPS56117505A (en) | 1981-09-16 |
| JPS6133324B2 true JPS6133324B2 (ja) | 1986-08-01 |
Family
ID=12070052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2197680A Granted JPS56117505A (en) | 1980-02-22 | 1980-02-22 | Control apparatus for electric rolling stock |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56117505A (ja) |
| AU (1) | AU545946B2 (ja) |
| ES (1) | ES499674A0 (ja) |
| ZA (1) | ZA81771B (ja) |
-
1980
- 1980-02-22 JP JP2197680A patent/JPS56117505A/ja active Granted
-
1981
- 1981-02-04 AU AU66888/81A patent/AU545946B2/en not_active Ceased
- 1981-02-05 ZA ZA00810771A patent/ZA81771B/xx unknown
- 1981-02-20 ES ES499674A patent/ES499674A0/es active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES8202513A1 (es) | 1982-02-01 |
| AU545946B2 (en) | 1985-08-08 |
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