JPS60141103A - 電気車の駆動電動機の接続方法 - 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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、電気車のインバータで駆動される駆動電動機
の接続方法に関する。

〔従来技術とその問題点〕

インバータで駆動される車両の一般的主回路基本構成は
、直流電気車では、第１図に示すように直流き電線から
パンタグラフを介し゛ζ取込む電流を入力フィルタ１を
通してインバータ２へ送り込み、このインバータ２の出
力側に駆動電動機としての誘導電動機３を接続している
。

また、第２図でＡば車両のカ行運転時の誘導電動機３の
回転数〜トルク特性を示し、回転数０１の車両速度では
トルクＴＡＩを発生して車両を駆動しているが、同一車
両速度でも車輪の摩耗によって車輪径が減少して回転ｎ
２まで高くなるとトルクば負の−Ｔａ２となり、カ行運
転にもかかわらず制動トルクを発生することを示してい
る。駆動電動機として従来の直流直巻電動機を用いた場
合の回転数〜トルク特性は同図Ｂに示すものであるが、
この場合、回転数がｎｌからｎ２に変動してもトルクは
Ｔｓ、から′ｒＩに変動するのみで、誘導電動機のよう
に負のトルクになることはなく、またトルクの変化量も
少ない。このようなＡ、Ｂ両方の相違は、誘導電動機が
直流分巻電動機のような分巻特性のものであることによ
る。

ところで、電気車の駆動車両の一般構成は第３図に示す
ように、駆動車両２両を単位として構成し、一方の車両
をＭ車、他の車両をＭ′車と称すると、Ｍ車は各々の駆
動車輪に対応したＭｌｌ〜Ｍ１４の計４台の電動機で駆
動され、Ｍ°車では同様に電動機Ｍ２１〜Ｍ２４で駆動
されるようになっている。

この場合Ｍ’ｌｌとＭ１２は同一台車内に取付けられ、
同様？ｊＭ１３とＭ１４、Ｍ２１とＭ２２、Ｍ　２３ト
Ｍ　２４もそれぞれ同一台車内に取付けられる。そして
通雷の車両の場合同一台車内の車輪の車輪径、および同
−車両内の車輪径は規定された寸法内に入るように管理
されている。すなわち、Ｍ車では、Ｍｌｌ〜Ｍ１４で駆
動される車輪径は規定寸法内に管理され、Ｍ　’　！１
１では、Ｍ２１〜Ｍ２４で駆動される車輪径も規定寸法
内に管理されている。しかし、Ｍ車とＭ’車とでは個々
に車輪径が管理されているので、一方の車両が最も小さ
い車輪径群（最も摩耗した車輪）と他力の車両は最も大
きい車輪径群（新車両相当）になることもある。このよ
うな場合Ｍ車とＭ°車の車輪の回転数すなわち電動機回
転数の差が大きくなり、両車両の誘導電動機を１台のイ
ンバータ２で運転すると前記第２図で八に示した不都合
な現象が生ずる。

このため、従来は第４図に２２．２１で示すようにイン
バータを２台設け、一方のインパーク２１にＭ車の全電
動ｆｉＭ　１１〜Ｍ１４を並列に接続し、他方のインバ
ータ２２にＭ１車の全電動機Ｍ２］〜Ｍ２４を並列接続
して駆動している。

しかし、このようにインバータの台数が多くなるのでは
、価格が高騰し、また重量や取イ」けスペースが増大し
てしまうという欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、１台のイ
ンバータ器で可能な限り数多くの電動機を駆動させ、し
かも車輪径格差による運転ロスも極力少なくして価格、
重量及び取付はスペースの低減を図ることができる電気
車の駆動電動機の接続方法を提供することにある。

〔発明の要点〕

この目的は本発明によれは、同−車両内の誘導電動機を
別個に直列接続することにより複数の群に分割し、各電
動機群の異なる車両間のものを直列接続し、さらに電動
機群の直列接続された回路はこれを１台の電力変換器に
並列接続されることにより達成される。

〔発明の実施例〕

以］〜、図面について本発明の実施例を詳細に説明する
。

第５図は本発明方法の第１実施例を示す回路図で、Ｍ車
とＭ′車は第３図、第４図に示したようにそれぞれ別個
の車両であり、１は入力フィルタ、２はインバータであ
る。

本実施例ではＭ車内の一方の台車内の電動機ＭｌｌとＭ
１２とを直列接続し、Ｍ′車の一方の台車内の電動機Ｍ
２３とＭ２４とを直列接続し、これらの直列接続された
電動機を直列接続して１組の電動機群とし、同様にＭ車
の同一台車内のＭ１３とＭｉｌｌ、Ｍ′車の同一台車内
のＭ２１とＭ２２とを直列接続して１組の電動機群とし
た。

そして、この２組の電動機群を１台の電力変換器２に並
列接続したものである。

第６図は本発明方法の第２実施例を示す回路図で、更に
台車間でも交叉接続している。ずなわちＭｌｌ、　Ｍ２
２．　Ｍ２３およびＭ１４を直列接続して１組の電動機
群を構成し、Ｍ２１．　Ｍ１２．　Ｍｉ３およびＭ２４
を直列接続して１組の電動機群を構成する。

なお、以上は２両分の電動機群を２組に分けたが、複数
車両を複数組に分け・でもよく、また直流電気車でなく
交流電気車でも車両に搭載した整流器によって交流を直
流に変換してインバータを接続するようにすれば、同様
に適用できる。

次に、本発明による電動機群の動作について説明すると
、車輪径の最小値りに対する車輪径差は大体次の通りと
なっている。

ΔＤ　ｍａｘ −−Ｘ　１００　＝　１５　Ｃ％〕 ΔＤｍａｘ：最小径と最大径の差 ΔＤ１ −Ｘ　１００　＝　１　Ｃ％〕 ΔＤ１　：同一台車内の車輪径差の最大ΔＤ２ −ｘ　１００　＝　２　（％〕 ΔＤ２　：同−車両内の車輪径差の最大１台の電力変換
器で全電動機を並列運転する従来方式では最大１５％の
回転数差となり、第２図に示した現象が顕著に現われる
が本発明方法では回転数の異なった電動機を直列接続す
るので、電力変換器２からみた電動機群の回転数は平均
化され、第５図の実施例では、電動機群間の平均回転数
（直列接続された電動機の回転数の平均）の差は１％程
度とほぼ台車内の回転数差となり、車両間の〔発明の効
果〕 転ロスを極力少なくして性能低下を防ぎ、機器の小形、
軽量、低価格化や取付スペースの低減が図れるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は車両の一般的主回路構成を示す回路図、第２図
は車両のカ行運転時の電動機の回転数〜ト図、第５図、
第６図はそれぞれ本発明の駆動電動機の接続方法の第１
実施例、第２実施例を示す回路図である。 １・・・入力フィルタ　２．　２１．　２２・・・イン
バータ３・・・誘導電動機　Ｍ、Ｍ’・・・車両Ｍｌｌ
−Ｍ１４．　Ｍ２１〜Ｍ２４・・・電動機出願人　富士
電機製造株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＋同−車両内の誘導電動機を複数の群に分割し、各電動
   機群には、異なる車両における同様に分割された電動機
   群のワクを直列接続し、さらに電動機ＪＩＶの直列接続
   された回路はこれらを１台のインバータに並列接続する
   ことを特徴とする電気車の駆動電動機の接続方法。