JPS586364B2 - チョッパ式電気車の制動制御方式 - Google Patents

チョッパ式電気車の制動制御方式

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JPS586364B2
JPS586364B2 JP52095179A JP9517977A JPS586364B2 JP S586364 B2 JPS586364 B2 JP S586364B2 JP 52095179 A JP52095179 A JP 52095179A JP 9517977 A JP9517977 A JP 9517977A JP S586364 B2 JPS586364 B2 JP S586364B2
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chopper
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braking
control system
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神保佳司
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/06Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
    • H02P3/08Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing a dc motor

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  • Power Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はチョツパ式電気車に係り、特に回生制動と発電
制動を併用する制動制御方式に関する。
チョツパ式電気車は、通常回生制動を行なう。
この回生制動は、電気車がデッドセクションに進入した
り、同一き電線にカ行車がなくなったりすると、回生電
力を吸収する負荷がなくなったことになり、作用しなく
なる。
また回生電力を吸収する負荷がなくなると回生電力はフ
ィルタコンデンサを過充電させ危険である。
このため回生制動が不可能になったときは発電制動へ移
行する制御方式が考えられている。
第1図は、従来のチョツパ式電気車の制動制御方式の一
構成例を示す図である。
第1図においてLは電車線、PGはパンタグラフ、Sは
開閉器、LfとCfはフィルタ用のりアクトルとコンデ
ンサ、Dsはダイオード、Rは抵抗器、Thはサイリス
ク、CHはチョツパ、MSLは平滑リアクトル、Fは電
動機界磁、Mは電動機電機子、OVDは過電圧検出器、
DCCTは電動機電流検出器、ACRは電流制御系を示
すもので、これらの構成部品により、公知のチョツパ回
生制動回路が構成される。
チョツパCHは、電流制御系ACRの電流指令(VIM
)Pと電動機電流1Mの帰環電圧(VIM)との偏差に
応じて出力移相が制御される移相器APSによってその
オンオフ比つまり通流率が調整され、直巻発電機として
動作している電動機の電流IMを所要値に制御する。
同時に、電動機電流IMは、チョツパCHのオフ時にダ
イオードD8→フィルタリアクトルLf→パンタグラフ
PG→電車線Lを経て同一き電線にあるカ行軍に回生さ
れる。
すなわち、電動機には回生制動力が作用する。
ところで、回牛車の回生電力を吸収してくれる負荷(力
行車)が全くなくなった場合を考えると、回生電流はも
はや電源側に流れ得す、フィルタコンデンサCfに蓄積
されて、該フィルタコンデンサCfの電圧Vcfを急上
昇させることになり、チョツパCH等に過犬な電圧を印
加させるおそれが生ずる。
このため、第1図の従来装置ではフィルタコンデンサC
fの電圧Vcfが所定の限界値を越えたことを過電圧検
出器OVDで検出し、その検出出力によってサイリスタ
Thを点弧して抵抗Rを回生電力を吸収する負荷として
接続する方法がとられている。
すなわち、回生制動が失効した場合には発電制動に切り
換えるようになされている。
そして、回生電力を吸収する負荷が復帰した場合にはサ
イリスタThを消弧して発電制動から再び回生制動に戻
す制御が考えられている。
ここで、サイリスタThを消弧するために、第1図回路
とは別にサイリスタThに転流装置を附加してチョツパ
として動作させることが考えられるが、これではチョツ
パ制御装置の価格が高《なり、実用的ではない。
第1図に示した従来の構成例においては、サイリスタT
hの消弧をチョツパCHのオン期間に行なわせようとす
るものである。
第2図は現在実用されているサイリスクチョツパ回路の
一実施例、第4図は第2図回路における動作波形図を示
す。
第2図のチョツパ回路において、MThは主サイリスク
、AThは転流サイリスタ、DCは転流ダイオード、L
cは転流リアクトル、coは転流コンデンサで、主サイ
リスタMThのオンで電動機電流IMを流し、転流サイ
リスタAThのオンで生ずるL0−C0振動電流■oの
反転電流で主サイリスタMThの電動機電流IMを打消
すものである。
第4図イ〜ハは、この間の動作波形を示し、電動機電流
IMが打消された後の主ザイリスタMThおよび転流サ
イリスタAThには転流コンデンサ電圧が逆電圧として
印加され、チョツパCHが完全にオフ状態となる。
第4図二は、以上に述べたチョノパCHの動作に関連し
てサイリスタThに流れる電流IThの波形を示したも
ので、主サイリスタMThのオン期間では、抵抗Rとサ
イリスタThの直列回路には電圧が印加されず、サイリ
スタThに流れる電流IThは零となり、次いで主サイ
リスタMThに印加される逆電圧により、サイリスタT
hには抵抗Rを介してリカバリー電流(ITh)rが流
れて消弧されることになる。
ところで、電力吸収負荷として使用される抵抗器Rは少
なくとも数十KWの容量が必要で、抵抗器自身の内部イ
ンダクタンスが数十μHと無視できなくなり、抵抗器R
を流れる電流■Rは第4図二に点線で示すように指数関
数的に減少することが普通である。
このため、チョッパCHO主サイリスタMThがオンし
ている期間が長い場合には問題ないが、短かい場合には
サイリスタThに所要のりカバリー電流(ITh)rを
流せずに消弧不能となってしまう問題が生ずる。
主サイリスクMThのオン期間が短かい時は電力を電源
側に回生ずる割合が最も大きいときなので、この場合に
発電制動から回生制動に切り換えが不能となるので非常
に大きな損失となる。
この対策として、抵抗器Rとして無誘導形抵抗を使用す
ればよいが、容量の大きい無誘導形抵抗は非常に高価で
実用的でない。
本発明の目的は、上記欠点を解消し、発電制動から回生
制動への移行を確実に行なうことのできるチョツパ式電
気車の制動制御方式を提供するにある。
本発明の特徴は、発電制動から回生制動へ移行するとき
はチョツパの導通期間を所定値以上にすることにより、
発電制動回路のサイリスタを確実に消弧し、発電制動か
ら回生制動への移行を確実ならしめた点にある。
第3図は本発明のサイリスタ式電気車の制動制御方式の
一実施例を示す図である。
この図において、第1図と同一符号は同一物を示す。
この図において、回牛車の回生電力を吸収してくれる負
荷がなくなった場合、フィルタコンデンサCfの電圧V
hが上昇し、過電圧検出器OVDが検知し、サイリスタ
Thを点弧して抵抗Rを回生電力吸収のための負荷とし
て発電制動に切り換えられる。
このことは従来例と同じである,DCCTOは回生電流
検出器であり、回生負荷が復帰すると、回生電流■8を
検出し、移相器APSに回生電流■8の帰還電圧(VI
S)が入力される6発電制動中に(VIS)が入力され
たことにより、移相器APSは一時的に転流ザイリスタ
AThのゲートパルスを遅らせるよう制御される。
第5図に本発明を実施した場合の動作波形を示す。
第5図イ〜ハぱチョツパCHの主サイリスタMThと逆
流サイリスタAThを点弧するためのケートハルス及び
主サイリスクに流れる電流IMThを示す0 期間Aにおいて、抵抗Rと直列に挿入されたサイリスタ
Thは点弧されており、抵抗Rを回生電力吸収負荷とし
て発電制動を行なっている。
第5図二にサイリスタThに流れる電流■Thを示す。
ザイリスタThに流れる電流は主サイリスクMThがオ
ンしている期間が短いために完全に消弧せず連続してい
る。
このままの状態では回生負荷が復帰しても回生制動に切
り換わることはできない。
そこで、本発明においては、回生負荷が復帰したことを
検知して、期間Bにおいて転流サイリスタAThをオン
するゲートパルスを遅らせ主サイリスクMThのオンし
ている期間を長くすることにより、サイリスタThの消
弧を完全に行なう。
すなわち、主サイリスクのオンしている期間をチョツパ
の一周期間もしくは数周期間長くし、サイリスタThに
リカバリー電流(ITh)Hを流し、消弧する。
本実施例によれば、ザイリスタThが完全に消弧される
ので、発電制動から回生制動への移行が確実に行なえろ
第6図に本発明の他の実施例の動作波形を示す。
第6図イ〜二は第5図イ〜二と同じ波形を示すが回生負
荷が復帰したことにより、期間Bにおいて主サイリスタ
MThをオンするケートパルスを早め、主サイリスクM
Thのオンしている期間を長くしても同等の効果が得ら
れる。
また、回生負荷が復帰したことにより、チョツパCHの
オン期間の長くするかわりに、あらかじめ一定間隔(例
えばチョツパの100周期)をおいて、チョッパCHの
オン期間を長くしても、主サイリスクMThのオン期間
が短い発電制動の場合でも、一定間隔毎にサイリスタT
hが消弧するため、発電制動から回生制動への切り換え
を確実に行なうことができる。
本発明によれば、発電制動から回生制動への移行を確実
に行なうことのできるチョツパ式電気車の制動制御方式
を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のチョツパ式電気車の制動制御方式の一構
成例を示す図、第2図は第1図の一部詳細図、第3図は
本発明のチョツパ式電気車の制動制御方式の一実施例を
示す図、第4図は従来の動作波形図、第5図は本発明一
実施例の動作波形図、第6図は本発明の他の実施例の動
作波形図である。 L・・・・・一電車線、PG・・・・・・パンタグラフ
、Lf・・・・・・フィルタリアクトル、Cf一・・・
・・フィルタコンデンサ、D8・・・・・・ダイオード
、R・・・・・・抵抗、Th・・・・・−サイリスク、
CH・・・−・・チョッパ、MSL・・・・・・主平滑
りアクトル、F・・・・・一電動機界磁、M・・・・・
・電動機電機子、OVD・・−・・過電圧検出器、AP
S・・・・・・移相器、DCCT・・・・・値流変流器
、DCCTO・・・・・・直流変流器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 直流電動機と、この直流電動機に並列接続されたチ
    ョツパと、これら直流電動機とチョツパとの並列回路が
    フィルタを介して接続される電車線と、前記直流電動機
    に並列接続された抵抗とサイリスタとの直列回路を備え
    、常時は前記直流電動機の発生電力を前記電車線に回生
    じ、回生不能時は前記サイリスクを導通させて発電制動
    を行なうチョツパ式電気車の制動制御方式において、発
    電制動から回生制動へ移行するときは前記チョツパの導
    通期間を所定値以上にすることを特徴とするチョッパ式
    電気車の制動制御方式。 2 直流電動機と、この直流電動機に並列接続されたチ
    ョツパと、これら直流電動機とチョツパとの並列回路に
    アノードが接続されたダイオードと、このダイオードの
    カソードに接続されたりアクトルとコンデンサからなる
    フィルタと、このフィルタがパンタグラフを介して接続
    される電車線と、前記直流電動機と並列に接続された抵
    抗とサイリスタの直列回路と、前記コンデンサの電圧を
    検出し過電圧時に前記サイリスタを導通させる過電圧検
    出器と、前記直流電動機の電流を検出し指令値との偏差
    に応じて前記テヨツパの導通期間を制御する電流制御系
    を備え、常時は前記直流電動機の発生電力を前記電車線
    に回生じ、前記コンデンサが過電圧になった時は前記サ
    イリスクを導通させ発電制動を行なうチョツパ式電気車
    の制動制御方式において、前記パンタグラフとダイオー
    ドの間に設けた電流検出器と、発電制動時に前記電流検
    出器か電流を検出したとき前記電流制御系に所定の信号
    を与える手段を有し、発電制動時に前記パンタグラフと
    ダイオードの間に電流が流れたとき、前記チョツパの導
    通期間を所定値以上にすることを特徴とするチョツパ式
    電気車の制動制御方式。
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