JPS6020703A - 電気車制御装置 - Google Patents

電気車制御装置

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JPS6020703A
JPS6020703A JP58126171A JP12617183A JPS6020703A JP S6020703 A JPS6020703 A JP S6020703A JP 58126171 A JP58126171 A JP 58126171A JP 12617183 A JP12617183 A JP 12617183A JP S6020703 A JPS6020703 A JP S6020703A
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voltage
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inverter
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source inverter
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JP58126171A
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JPH0347042B2 (ja
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Katsuji Iida
克二 飯田
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Toyo Denki Seizo KK
Toyo Electric Manufacturing Ltd
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Toyo Denki Seizo KK
Toyo Electric Manufacturing Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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  • Dc-Dc Converters (AREA)

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】 本発明は直流式電気鉄道における電気車駆動用直流電動
機として複巻電動機または分巻電動機を使用する場合、
低圧の交流電源を入力とするサイリスタブリッジξζよ
って前記直流電動機の分巻界磁を他励制御する電気車制
御装置に関するものであ−る0 以下従来の方式及び本発明の詳細を図を用いて説明する
第1図は従来より直流式電気鉄道の電気車に使用されて
いるブースタ方式インバータによる定電圧三相交流電源
装置の一例を示す回路接続図であるO j@1図において、1は集電装置、2は断流器、3はフ
ィルタリアクトル、4はフィルタコンデンサ、′5は他
励式電流形インバータ、6は他励式電流形インバータの
平滑リアクトル、7は単相電圧形インバータ、8,9は
電圧形インバータ7の電源となる同一容量のコンデンサ
、10はブースタ変圧器、11はブースタ変圧器10の
一次巻線、12はブースタ変圧器10の二次巻線、13
は三相電圧形インバータ、14はインバータ13の出力
電圧を正弦波にするための交流フィルタ、15は出力変
圧器である0他励式電流形インバータ5と単相電圧形イ
ンバ−タ7は直列に接続せられブースタ方式インノクー
タのブースタ部を構成し、単相電圧形インバ−タフの直
流出力は三相電圧形インノく一夕13に入力さ、れる〇 三相電圧形インバータ13の三相交流出力は交流フィル
タ14、出力変圧器15を介し電気車の冷暖房装置など
の補助回路用低圧定電圧三相交流電源として供せられる
0 5a 、 5b 、 5c 、 5dは他励式電流形イ
ンツイータ゛(以下電流形インバータと称す)5を構成
するブリッジ凹陥に接続されたサイリスタで、X′はサ
イリスタ5a 、 5bアームの接続端子、Y′はサイ
リスタ5c。
5dアームの接続端子を示し、U′は単相電圧形インバ
ータフを構成するゲートターンオフサイリスタフaと7
bの接続端子(ゲートターンオフサイリスタフa及び7
blこそれぞれ並列に接続された帰還ダイオード7C及
び7dの接続点でもある)、Y′は直列接続されたコン
デンサ8及び9の接続端子、U61 Vo e W。
は三相電圧形インバータ13の三相出力端子、UllV
hWtは交流フィルタ14の三相出力端子、U2 # 
V2yW2は出力変圧器15の三相出力端子である。以
下三相交流Uo−vo−Wo、U1・vl−Wl、U2
・■2・W2 として説明する。
接続端子U′及びU′はブースタ変圧器10の一次巻線
11に、接続端子X′及びY′はブースタ変圧器10の
二次巻線12に接続される。
V(Isはフィルタコンデンサ4の両端の直流電圧、V
dzは単相電圧形インバータ7の直流出力電圧、vbは
電流形インバーゑ5の直流整流電圧を示す〇単相電圧形
インバータフはあらかじめ定められた周波数で動作する
と、端子U’−V’間には波高値がvd2/2で方形波
の電圧C!が発生し、電流形インバータ5の交流入力端
子X’−Y’間にはブースタ変圧器10によって変圧さ
れた方形波電圧e2が発生する0 端子X’−Y’間の交流出力電圧e2と電流形インバー
タ5のサイリスタ5a 、 5b 、 5c 、 5d
の点弧作用によりP点及びN点の間に正または負の直流
整流電圧vbが発生する。
電流形インバータ5はコンデンサ8及び91こ加わる電
圧Vdzを一定に保つように制御されるO仮りにコンデ
ンサ8及び9化加えられるべき合計電圧Vdzを135
0Vとした場合、直流電圧Vd1が900vに低下した
とき、電流形インバータ5は順変換領域で動作し電圧V
bをP点に対しN点が+450Vになるよう制御し、直
流電圧Vdtが1800Vに上昇した場合は電流形イン
バータ5は逆変換領域で動作し電圧Vbf−P点化対し
N点が一450vになるよう動作する。
すなわち電流形インバータ5はコンデンサ8及び9の合
計電圧Vds+を一定に保つように作用し、前記ブース
タ変圧器の一次巻線11及び二次巻線12の両端に発生
する矩形波交流電圧el及びe2も一定に保たれる。
三相電圧形インバータ13は一定値に保たれている直□
流電圧Vdzを三相交流UO・■0・WOに変換し、三
相交流出力UO−Vo−Woは交流フィルタ14の作用
により正弦波に近い波形の三相交流U1・vl −w、
 1c変換され、電気車補助回路用低圧定電圧三相交流
電源として使用される0 第2図は従来より使用されている直流電気車駆動用直流
複巻電動機制御回路の一例を示す要部接続図で、1は集
電装置%21は断流器、22は直流複巻電動機(以下電
動機と称す)、22aは電動機22の電機子、22bは
電動@22の直巻界磁、22cは電動機22の分巻界磁
、23は電動機22の電機子回路の抵抗制御器、24は
分巻界磁22cを他励制御するサイリスタブリッジであ
る。
第2図においては説明を簡単にするため1台の電動機2
2を代表とし、また説明に直接関係のない機器の図示を
省略した。
第2図に示すサイリスタブリッジ24の入力電源は第1
図における三相交流電源U2・v2・W2から供給され
る。
サイリスタブリッジ24を構成する6組のサイリスタア
ームの位相制御による可変電圧の直流出力(端子A−B
間に発生する)によって分巻界磁22cが制御される動
作についてはすで1ζよく知られているので省略する。
第2図に示す電動機22の分巻界磁22′cを制御する
サイリスタブリッジ249三相交流電源を第1図に示す
三相交流電源U2・■2・W2より供給する場合、サイ
リスタブリッジ24は三相交流を制御するためサイリス
タ数も多く、またインバータ容量も大きくなり、三相電
圧形インバータ13.交流フィルタ14、出力変圧器1
5も容量、形状が大きくなる。
またサイリスタブリッジ24が動作する場合、サイリス
タブリッジの転流作用のため三相交流電源U2・v2・
W2の三相交流波形が歪み、三相交流電源U2・v2・
W2に接続される他の三相交流負荷の動作に悪影響を与
えるという不具合を生ずる。
そこで本出願人は前記不具合を解消するため特36 [−i1′=t、58−89136号の発明を出願して
おり、これを第3図に示す。
第3図はブースタ方式インバータによる三相交流電源装
置と電動機の分巻界磁制御用サイリスタブリッジを組合
せた電気車制御装置の一例を示す回路接続図である。
第3図において30はブースタ変圧器、31はブースタ
変圧器30の三次巻線、32は電動機22の分巻界磁2
2cを制御する単相のサイリスタブリッジでその他の符
号は第1図及び第2図と同様である〇ブースタ変圧器3
0の一次巻線11に前記説明のごとく単相電圧形インバ
ータiから発生した電圧もが入力されると、三次巻線3
1には電圧0重と同相で変圧された矩形波交流電圧e3
が発生する@交流電圧e3をサイリスタブリッジ32に
交流電源として入力し、サイリスタブリッジ32を構成
するサイリスタをすでに周知の方法で位相制御し、可変
電圧の直流出力(端子C−D間に発生する)によりて電
動機22の分巻界磁22cを他励制御する。
一方電流形インパータ5.単相電圧形インバータ71三
相電圧形インバータ13.交流フィルタ14゜出力変圧
器15は第1図の場合と同様に動作する09J3図にお
いては電動機22の分巻界磁22cを制御するサイリス
タブリッジ32は、出力変圧器15の出力側とは切離さ
れており、コンデンサ8及び9の容量が大きいことにも
よりサイリスタブリッジ32の転流作用による三相交流
電源U2・v2・W2の負荷に対する悪影響はほとんど
なくなる。
また三相電圧形インバータ13.交流フィルタ141出
力変圧器15は、それぞれサイリスタブリッジ32のた
めの出力を必要としないため、第1図の場合より容量を
減らし小形にすることができる〇さらにサイリスタブリ
ッジ32は、交流入力電圧c3を分巻界磁22cの制御
に適応する電圧に選び、単相ブリッジきして所要サイリ
スタ数を減らすことによって小容量小形とすることがで
きる。
しかし第3図1こおいては、ブースタ変圧器3oの巻線
11と31に分巻界磁に必要とする電力に応じた電流が
流れるため、ブースタ変圧器30の容量が大きくなりブ
ースタ方式インバータの長所を減するものとなる。
また分巻界磁制御用のサイリスタブリッジ32の転流時
の重なり角の影響が巻線12にも現われ、電流形インバ
ータ5の動作に悪影響を与えるおそれがある。
本発明はこのような不具合を解消するためになされたも
のである。
第4図は本発明にかかるブースタ方式インバータによる
三相交流電源装置と電動機の分巻界磁制御用サイリスタ
ブリッジを組合わせた電気車制御装置の一実施例を示す
回路接続図である0第4図において33はブースタ変圧
器でその他の符号は第3図と同様である0 第4図においては分巻界磁制御用交流電源として、電流
形インバータ7の矩形波交流電圧e1を直接入力するが
、分巻界磁制御の方法は第3図の場合と同様である。
ブースタ方式インバータにおいては電圧形インバータ7
の直流電圧Vd2を自由に選ぶことができるので、矩形
波交流電圧e1も任意に選べることになる。
したがって分巻界磁制御用交流電圧を分巻界磁制御回路
ζζ適合した値とすることが可能となる0以上説明した
ように本発明にかかるブースタ方式インバータと、単相
電圧形インバータ出力を入力する電動機の分巻界磁制御
用のサイリスタブリッジを使用することにより、ブース
タ変圧器の容量向上を避けることができ、分巻界磁制御
用サイリスタブリッジ32の転流作用による巻線12へ
の影りλ 響も生ずることもなくなる。
直流電圧Vdzを分巻界磁制御回路以外の条件に合わせ
た最適値を選んだ場合には分巻界磁制御用交流回路化単
相変圧器を挿入し、分巻界磁制御用電源電圧を最適値に
選ぶことができることはいうまでもない。
この場合、単相変圧器とブースタ変圧器の容量を合計し
たものは、第3図の場合のブースタ変圧器30の容量と
同一になる。
以上説明したように電流形インバータと単相電圧形イン
バータとブースタ変圧器より成るDC−DCコンバータ
の直流出力を入力とする定電圧三相交流電源装置を提供
するとともに、前記DC−DCC一式−タの電圧形イン
バータの交流出力を入力とする電気車電動機の分巻界磁
制御用の低圧小形サイリスクブリッジを構成することに
より、補助回路用交流電源装置と電動機の制御装置の総
合的な機器容積の合理化と性能向上を図ることができる
ので実用上の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は直流式電気鉄道の電気車に使用されているブー
スタ方式インバータによる三相交流電源装置の一例を示
す回路接続図、第2図は直流電気車駆動用直流複巻電動
機制御回路の一例を示す要部接続図、第3図はブースタ
方式インバータによる三相交流電源装置と直流複巻電動
機の分巻界磁制御用サイリスタブリッジを組合わせた電
気車制御装置の一例を示す回路接続図、第4図は本発明
にかかるブースタ方式インバータによる三相交流電源装
置と直流複巻電動機の分巻界磁制御用サイリスタブリッ
ジを組合せた電気車制御装置の一実施例を示す回路接続
図である。 1 ・・集電装置、2.21・・・・・・断流器、3・
・・・フィルタリアクトル、4・・・・・・フィルタコ
ンデンサ、5・・・・他励式電流形インバータ、6・・
・・・平滑りアクドル、7・・・・・単相電圧形インバ
ータ、8,9・・・・コンデンサ、10,30.33・
・・・・ブースタ変圧器、11・・・・ −次巻線、1
2−・・・・・二次巻線、13・・山・三相電圧形イン
バータ、14・・・・・交流フィルタ、15・・・・・
出力変圧器、22・・・・・直流複巻電動機、22a・
・・・・・電機子、22b・・・・直巻界磁、22c・
・・・・分巻界磁、23・・・・・抵抗制御器、24 
、32・・・・・・サイリスタブリッジ、31・・・・
三次巻線。 特許出願人 東洋電機製造株式会社 代表者 土 井 厚

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 平滑リアクトルと複数個の制御整流素子を備えて成る他
    励式電流形インバータ、複数個の制御整流素子と帰還用
    整流器及び直流端子間に接続される平滑コンデンサを備
    えた電圧形インバータ、前記他励式電流形インバータと
    電圧形インバータの直流端子間を直列4こ接続し、前記
    電流形インバータ及び前記電圧形インバータのそれぞれ
    の交流端子を変圧器の2組の巻線に接続したDC−DC
    コンバータにおいて、前記電圧形インバータの交流端子
    より得られる交流出力を制御整流素子により直流に変換
    し電気車駆動用電動機の界磁に加圧し制御する仁とを4
    I徴とする電気車゛制御装置口
JP58126171A 1983-07-13 1983-07-13 電気車制御装置 Granted JPS6020703A (ja)

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JP58126171A JPS6020703A (ja) 1983-07-13 1983-07-13 電気車制御装置

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JP58126171A JPS6020703A (ja) 1983-07-13 1983-07-13 電気車制御装置

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JPS6020703A true JPS6020703A (ja) 1985-02-02
JPH0347042B2 JPH0347042B2 (ja) 1991-07-18

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JP58126171A Granted JPS6020703A (ja) 1983-07-13 1983-07-13 電気車制御装置

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JP (1) JPS6020703A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5644288A (en) * 1994-06-20 1997-07-01 Nippondenso Co., Ltd. Vehicle speed detecting apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5644288A (en) * 1994-06-20 1997-07-01 Nippondenso Co., Ltd. Vehicle speed detecting apparatus

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JPH0347042B2 (ja) 1991-07-18

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