JPS6212304A - 電気車の制御装置 - 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】 本発明は、複数の直流電動機を用いた電気車の制御に係
り、特に、界磁の強さを電機子電流に比例して制御し、
かつ速度制御に直並列切換制御を含む電気車の制御装置
に関する。

〔発明の背景〕

走行駆動用として複数台の直流電動機を備え、直流き電
を行なう電気車などにおいては、例えば特開昭５４−１
０２７１４号公報に示されるように、従来から、いわゆ
る直並列制御方式が広く用いられており、このような従
来例について第２図ないし第４図によって説明する。

まず、第２図は主回路で、図に於いて、１は架線から電
流を集電するためのパンタグラフ、２は界磁用断流器、
３は界磁電流制御装置、４Ａ、４Ｂは主電動機界磁、５
は主回路用断流器、６Ａ、６Ｂはカム軸式などの主回路
電流制御装置、７Ａ、７Ｂは主電動機電機子、８Ａ、８
Ｂ、８Ｃは主回路の直列−並列切替用スイッチ、９は界
磁電流検出装置、１０Ａ、　ＩＯＢは電機子電流検出装
置である。

第３図は制御回路を示したもので、図に於いて、１１は
運転モードを指令する゛指令器、１２は荷重によリトル
クを加減するための応荷重装置を示す。その他、第２図
と同一の機器は同一の符号で示している。

一第４図は第２図、第３図において主電動機が制御され
る状態を示すカ行ノツチ曲線で、以下、これにより動作
について説明する。

すなわち、電気車を起動する場合は運転台１１より起動
指令を出すことにより、界磁用断流器２゜主回路用断流
器５及び主回路直並列切替用スイッチ８Ａが投入し、Ｓ
１ノツチの状態で電気車は起動する。

このときの電機子回路は、主電動機電機子７Ａ。

７Ｂは直列であり、かつ全起動抵抗が挿入された状態と
なっている。

以後、主回路電流制御装置６Ａ、６Ｂは主電動機の電機
子７Ａ、７Ｂに直列接続された起動抵抗器を順次短絡し
て行き電機子印加電圧を制御する。ここで、起動抵抗器
の短絡は電気車の起動加速力を一定にすべく主回路電流
値が一定になる様に限流値進段が行なわれる。

この主回路電流値（限流値）は応荷重装置１２の働きに
より、荷重の多少により第４図■、■のように変動する
。なお、第４図■は空車の状態、■は満車の状態を示す
。

一方、このとき、界磁電流は界磁電流制御装置３の働き
により電機子電流に比例した電流が流れる様に制御され
る。この界磁電流を電機子電流に比例した値に制御する
理由は主電動機の特性を直巻電動機特性とする為で、一
般にこのような制御は比例制御と呼ばれている。直列接
続の状態で起動抵抗が全部短絡されると、直列最終段Ｓ
ＩＯノツチの状態になる。

更に速度を上昇するためには、直列→並列切替用スイッ
チ８Ｂ、８Ｃを閉路し、８Ａを開路する。

これにより主電動機電機子７Ａ、７Ｂは架線に対して並
列に接続され、並列Ｐ１ノツチの状態になる。

以上は分巻電動機（又は複巻電動機）を用いた電気車の
制御装置のごく一般的な制御方法である。

ここで、直列から並列に切替わるときの状態について考
えて見る。起動電流（限流値）は応荷重装置ｔ　１２の
働きにより、荷重の多少により変化することは前述の通
りである。

さて、第４図に於いて、■は空車時の加速の状態を示す
が、直列制御段から並列制御段への渡り時に於いて電機
子電流（■１）の増加が著しい。

又、第４図の■は満車時の加速の状態を示すがこの場合
には直列から並列への渡り時に電機子電流の落ち込みが
いちじるしい。

又、第３図のＯは高速での再力行を行ったときの状態を
示すが、このときは直列から並列への渡り時の電機子電
流の変化は空車時よりもさらに大きくなっている。

即ち、従来の制御方式に於ては、定員乗車時には問題は
ないが、空車時および満車時、さらに高速での再力行時
には荷重の多少にかかわらず、それぞれ直列から並列へ
の渡り時に電機子電流の変化が著しく、乗心地上好まし
くない運転状態となってしまうという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除き、主電
動機の直並列渡り時での電機子電流の変化が充分に抑え
られ、良好な乗り心地を与えることができる電気車の制
御装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するため、本発明は、主電動機の電機子
電流に対応して行なわれる界磁の比例制御のための比例
定数を、電気車の空車、満車、再力行運転など種々の運
転条件に応じて変化させるようにした点を特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明による電気車の制御装置について、図示の
実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例における制御回路を示したも
ので、図において、３０は界磁電流制御装置であり、そ
の他は第２図の従来例と同じである。

なお、主回路も第３図の従来例と同じである。

界磁電流制御装置３０は第２図の従来例の場合と同じく
、電機子電流検出装置１０Ａ、　ＩＯＨによって検出し
た主電動機の電機子電流■１と、界磁電流検出装置９で
検出した主電動機の界磁電流！、とを取込み、電機子電
流１．に対して所定の比例関係をもって界磁電流Ｔｒが
供給されるように動作するが、さらに、この実施例では
、界磁電流制御装置３０は、主回路電流制御装置６Ａ、
６Ｂから主電動機が直列制御段にあることと、再力行に
入ったことの指令を取込むと共に、応荷重装置１２から
電気車が空車のときと満車のときとを表わす指令を取込
み、これらの指令に基づき、主電動機が直列制御状態に
あることで条件として、電気車が満車のときには上記し
た電機子電流！、と界磁電流！。

との比例定数を基準値よりも大きくし、電気車の空車の
とき及び再力行のときには、反対に比例定数を基準値よ
りも小さくし、それぞれ界磁電流！。

の制御動作を行なうように構成しである。すなわち、こ
の界磁電流制御装置３０の特性は、第１図の右上方に示
すように変化することになる。

次に、この実施例の動作について説明する。

まず、第５図は電気車が満車状態にあるときを示したも
ので、このときには、上記したように界磁電流制御装置
３０の比例定数が大きな値にセットされるから、主電動
機が直列制御段にあるときには電機子電流１．に対して
界磁電流■、が大きくされ、強め界磁制御となっている
。

この結果、第５図■に示すように、満車限流値付近での
特性Ｓ１０とＰｌとが近すき、直列から並列への渡りに
際しての電機子電流！、の落ち込みを充分に小さく抑え
、はとんど変化しない状態で渡りを行なうことができる
。

次に、第６図は電気車が空車状態、或いは高速から再力
行に移った場合の特性で、このときには、上記したよう
に、比例定数が小さくセットされるため、弱め界磁制御
となり、第６図のに示す空車限流値付近及びそれ以下の
領域で特性Ｓ１０とＰＩとが近ずき、このときも直列か
ら並列への渡りに際しての大幅な変化は抑えられ、電機
子電流■。

の著しい増加を伴なうことなく渡りを行なうことができ
る。

さらに、高速時で再力行に入った場合の特性は第６図Ｏ
のようになり、このときも渡りによる電機子電流１．の
変化は充分に抑えられている。

従って、この実施例によれば、界磁電流制御装置３０の
、満車時及び空車時と再力行時での比例定数の大きさを
、それぞれ適当な値に定めることにより、電気車の運転
条件にかかわらず常に良好な乗り心地を与えることがで
きる。

なお、以上の実施例では、主電動機として分巻電動機を
用いた例について示したが、複巻電動機に通用してもよ
いことはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、零発−明によれば、直列から並列
への渡りに際しての電機子電流の変化を大幅に抑えるこ
とができるから、従来技術の欠点を除き、電気車の乗り
心地を充分に改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電気車の制御装置の一実施例を示
すブロック図、第２図は電気車の主回路構成の一例を示
す接続図、第３図は制御装置の従来例を示すブロック図
、第４図、第５図、それに第６図はそれぞれ動作説明用
の特性曲線図である。 ４＾、４Ｂ・・・主電動機の界磁、６Ａ、６Ｂ・・・主
回路電流制御装置、７Ａ、７Ｂ・・・主電動機の電機子
、９・・・界磁電流検出装置、ＩＯＡ、　ＩＯＢ・・・
電機子電流検出装置、１２・・・応荷重装置、３０・・
・界磁電流制御装置。 ！ｚ′寸

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電機子電流に比例して界磁の強さを制御する方式の
   複数の走行用直流電動機を備え、これら複数の直流電動
   機の直列と並列の切換えにより速度制御の少くとも一部
   を行なうようにした電気車の制御装置において、上記電
   機子電流に比例して界磁の強さを制御するための制御手
   段に、その制御のための比例定数を変化させる手段を設
   け、電気車の運転条件に応じてそれぞれ異なる所定の比
   例定数に基づく界磁制御が行なわれるように構成したこ
   とを特徴とする電気車の制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記電気車の運転
   条件が、空車運転と満車運転、それに再力行運転の少く
   ともいずれかであることを特徴とする電気車の制御装置
   。