JPH0124002B2 - - Google Patents

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JPH0124002B2
JPH0124002B2 JP56116159A JP11615981A JPH0124002B2 JP H0124002 B2 JPH0124002 B2 JP H0124002B2 JP 56116159 A JP56116159 A JP 56116159A JP 11615981 A JP11615981 A JP 11615981A JP H0124002 B2 JPH0124002 B2 JP H0124002B2
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JP
Japan
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chopper
voltage
filter capacitor
current
circuit
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JP56116159A
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JPS5819101A (ja
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Akira Kato
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co 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
    • B60L7/00Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/12Dynamic electric regenerative braking for vehicles propelled by DC motors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical 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、電気車の回生制動装置における保護
装置に関する。
第1図に、一般的なチヨツパによる電気車の回
生制動装置およびその保護装置の回路図を示す。
まず、回生制動について説明する。定常運転状態
においては、主電動機の電機子1の誘起電圧を架
線電圧より低い値に保ちながら、適当な周期にて
チヨツパ装置(以下、単にチヨツパという。)2
をオン・オフ制御することによりモータ電流IM
所定の値に保持する。チヨツパ2がオフ状態とな
つている期間に主電動機回路(電機子1、界磁巻
線3、主平滑リアクトル4等)に存在するインダ
クタンス(主として界磁巻線3および主平滑リア
クトル4のインダクタンス分)の端子に発生する
電圧と電機子1の誘起電圧との和の電圧値が架線
電圧よりも高くなると、フライホイールダイオー
ド5、フイルタリアクトル6を介して回生電流IR
が架線7に流出する。この回生電流IRは架線7に
しや断器8を介して接続された負荷9に吸収され
る。
このような状態において、いま、しや断器8が
何らかの原因により開いたとする。すると、負荷
9に流れる電流は急激にしや断される。しかし、
チヨツパ2の制御系はこの変化に追従することが
できずにそれまでの制御状態のままを維持するた
め、回生電流IRは継続的に流れる。その結果、回
生電流IRはフイルタコンデンサ10に流入するこ
ととなり、したがつてフイルタコンデンサ10の
端子電圧は急激に上昇することとなる。
かかる不具合に対し、従来では次に示す方法に
より過電圧の保護を図つていた。すなわち、フイ
ルタコンデンサ10の端子に過電圧が発生する
と、この過電圧は過電圧検出装置11により検出
される。その検出信号はゲート制御回路15およ
びチヨツパゲート制御回路16にそれぞれ与えら
れる。検出信号を受けたゲート制御回路15はサ
イリスタ13のゲートに点弧信号を出力する。こ
の点弧信号によりサイリスタ13が点弧すると、
電流リレー12、サイリスタ13および抵抗14
による放電回路が形成される。この放電回路によ
りフイルタコンデンサ10の両端が短絡状態とな
るためフイルタコンデンサ10にチヤージされた
電荷が放出され、したがつてフイルタコンデンサ
10の端子電圧が低下する。
一方、過電圧検出信号を受けたチヨツパ制御回
路16はチヨツパ2のオンパルスを阻止してチヨ
ツパ2をオフ状態に制御する。すると、モータ電
流IMは減少し、フイルタコンデンサ10に流入す
る充電電流も減少するので最後にはゼロとなる。
このようにして、フイルタコンデンサ10の電圧
上昇は抑制される。
また、放電回路が形成された際放電電流IDが流
れるが、この電流IDにより電流リレー12が付勢
される。電流リレー12の付勢に連動して主電動
機回路はしや断される。すなわち、電流リレー1
2の付勢により単位スイツチ17、高速しや断器
18がしや断され、次いで単位スイツチ19がし
や断される(第2図時刻t5、第5図時刻t6)。
以上のように、従来の保護装置は過電圧を抑制
するという点に限つてみれば、抑制効果が大きく
優れたものといえる。しかしながら、変電所を含
めた送電系統の範囲でみた場合、保護動作に関連
して変電所の電流変動検知動作(以下、△I検出
という。)を誤るおそれがあるという点に問題が
ある。
すなわち、まず、誤動作の生じる原因について
述べる。第2図は上述の保護装置(第1図)の動
作を電流、電圧波形で示した図である。第2図に
おいて、aは架線電流Il,bはフイルタコンデン
サ10の端子電圧Vc,cはモータ電流IMを示し
ている。
いま、時刻t1にて負荷9のしや断が起つたとす
る。するとフイルタコンデンサ電圧Vcが上昇し、
時刻t2にて過電圧検出装置21が動作する(第2
図b)。次に、前述したようにサイリスタ13の
点弧によるフイルタコンデンサ10の放電とチヨ
ツパ2のオフが行われ、その結果、モータ電流IM
が時刻t3において減衰する(第2図c)。サイリ
スタ13が点弧すると、架線7側から逆に電流IB
が流れ込み、これに伴つて架線電流Ilが急激に上
昇する(第2図a)。つまり、通常では架線7側
に流出していた回生電流IRが逆に架線電流Ilに加
えられるため、非常に短時間の間に架線電流Il
変化が生じることとなる(第2図a、時刻t1〜t4
間の変化)。この架線電流Ilの急激な変化は、結
局、架線7に接続された変電所における△I検出
の誤動作を生ぜしめる原因となる。現実に、この
ような原因によつて変電所の△I検出の誤動作を
誘発した事例はいくつか見られる。その具体例を
第3図に示す。
第3図において、回生車20が回生動作を行な
つており、このとき実線で示す回生電流IR20は力
行車21に流れ込む。回生中は変電所22の吸い
出し電圧より高い電圧を保持しているため、変電
所22から力行車21への電流の流れ込みはな
い。いま、何らかの原因により負荷しや断が発生
したとする。すると、先に述べたように回生制動
装置(第1図)では保護動作を行う。この保護動
作に起因して第2図aに示すように架線電流の急
増が発生し、変電所22から破線で示す架線電流
Il21が回生車20に流れ込む。このときの架線電
流の変化量が大きいため、変電所22では△I検
出を誤動作させる事故が発生することとなる。
したがつて、本発明は電気車のチヨツパ回生制
動装置の回生制動中において、回生負荷が急激に
減少またはしや断した場合に保護装置の動作に伴
なつて生ずる変電所の電流変動検出の誤動作を防
止しうる保護装置を提供することを目的とする。
以下、本発明を図示する実施例に基づいて詳述
する。
〈構成〉 第4図に本発明による保護装置の一実施例を示
す。なお、第4図において第1図と異なる部分は
各図において破線で囲んだ部分に相当する。した
がつて、同一の部分には同一の符号を付し、その
説明は省略する。
第4図において、放電電圧検出回路23はフイ
ルタコンデンサ10の端子電圧を検出する。得ら
れた検出信号Vcdは比較演算器24に入力され
る。比較演算器24の他方の入力端には予め設定
された設定値Vrcfが与えられており、検出信号
Vcdが設定値Vrefを越えたとき(Vcd>Vref)、
比較演算器24は偏差信号Vdefをチヨツパゲー
ト制御回路25に送る。チヨツパ制御回路25は
偏差信号Vdefを受けてチヨツパ2のオンパルス
を阻止してチヨツパ2をオフ状態にする。
一方、サイリスタ13の点弧による放電回路の
形成ならびにチヨツパ2のオフにより、フイルタ
コンデンサ10の端子電圧が減衰し、検出信号
Vcdの値が設定値Vrefより低下(Vcd<Vref)
した場合、偏差信号Vdefは0又はそれ以下にな
り、チヨツパゲート制御回路25はオンパルス阻
止を停止する。その結果、チヨツパ2は再び動作
を開始し、回生制動を開始する。この回生制動は
サイリスタ13と抵抗14を負荷として行なわれ
る。
〈作用〉 上記構成の装置は次のように動作する。即ち、
フイルタコンデンサ10が過電圧となるとサイリ
スタ13がオンとなり、その状態を維持する。且
つ、上記の如く、Vcd>Vrefとなるとそれまで動
作していたチヨツパ2が非作動状態となり、Vcd
<Vrefとなるとチヨツパ2は再び動作状態とな
る。
以下に動作をより詳細に説明する。
負荷しや断に対する保護動作によつてフイルタ
コンデンサ10の端子電圧が低下し、架線側から
電流が流入するという点が従来保護装置の欠点で
あつたのであるが、本発明による上述の構成によ
れば架線側からの電流の流入は阻止され且つフイ
ルタコンデンサ10の過電圧状態も阻止される。
すなわち、サイリスタ13のオンによりフイルタ
コンデンサ10の端子電圧が減衰して設定値Vref
以下になると、チヨツパ2は抵抗14を負荷とし
て動作を開始する。即ち、抵抗14は負荷9に代
わる負荷として働く。このため、電機子1側から
モータ電流IMが抵抗14に流れ、いわゆる発電制
動の状態となる。したがつて、フイルタコンデン
サ10の端子電圧は発電制動によるモータ電流IM
による抵抗14での電圧降下分だけ持ち上げられ
る。即ち、抵抗14の両端の電圧が上昇する。こ
のため、架線側からの流入は阻止されることとな
る。また、このとき、上記したように、抵抗14
が負荷9に代わる負荷として働くことから、チヨ
ツパ2のオン状態によつても過電圧状態になるこ
とはない。
上記作用を第5図を用いてさらに説明する。い
ま、時刻t1にて負荷9のしや断が起つたとする。
すると、フイルタコンデンサ10の端子電圧Vc
が上昇し、時刻t2にて過電圧検出装置11が動作
する(第5図b)。次に、フイルタコンデンサ1
0の放電とチヨツパ2のオフによりモータ電流IM
が減衰し、時刻t3にてゼロとなる。次に、フイル
タコンデンサ10の端子電圧Vcも時刻t4から減
衰してくるので比較演算器24からの偏差信号
Idefがゼロとなり、時刻t4でチヨツパ2が再動作
を開始する。すると、モータ電流IMが上昇してく
る(第5図c)。このモータ電流IMの上昇に伴つ
て抵抗14の端子電圧が上昇する。このため、架
線側へ流入する電流IRは負荷しや断時刻t3におい
てゼロとなるが(第5図a)、架線側から電流IB
が流入してくることはない。架線側から電流が流
入してくるのは、時刻t5の点、すなわち単位スイ
ツチ26により電動機回路がしや断されたときか
らである(第5図a)。
このように、架線電流Ilの変化量(第5図a)
は時刻t1におけるIlnの値、t5におけるIlnの値とい
うように、第2図の変化量に比べると短時間に変
化する量は半分以下に抑制することができる。し
たがつて、変電所における△I検出の誤動作の発
生を低減することができる。
〈効果〉 以上の通り、本発明によれば回生制動装置の保
護装置本来の機能を維持しつつ、その保護動作に
伴つて生じる変電所の電流変動検出誤動作を抑制
することができる。即ち、本発明によれば、負荷
しや断によりコンデンサの端子電圧が上昇する
が、ある値に達した際には、チヨツパ装置を停止
させると共に、スイツチ素子を導通させてコンデ
ンサの両端を抵抗を介して短絡してコンデンサ電
圧を低下させるようにしたので、負荷しや断に伴
つてコンデンサの端子電圧が著しく上昇するのを
防止することができ、且つ上記のようにしてコン
デンサの端子電圧が下げられた場合において、あ
る値まで低下したときには、チヨツパ装置を前記
抵抗を負荷として動作させるようにしたので、そ
の抵抗の両端の電圧が上昇し、架線側から電流が
流入するのを、回生負荷が回復したか否かに拘ら
ず、確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来一般の回生制動装置の構成および
保護装置の構成を示す回路図、第2図a〜cはそ
の動作を説明するための波形図、第3図は従来の
△I検出誤動作の誘発例を示す回路図、第4図は
本発明による保護装置の構成を示すブロツク図、
第5図a〜cはその動作を説明するための波形図
である。 1…電機子、2…チヨツパ、3…界磁巻線、1
0…フイルタコンデンサ、11…過電圧検出装
置、13…サイリスタ、15…ゲート制御回路、
23…放電電圧検出回路、24…比較演算器、2
5…チヨツパゲート制御回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 架線側端と接地端との間に、フイルタコンデ
    ンサを有するフイルタ回路と、主電動機の電機子
    および界磁巻線を含む主電動機回路と、主電動機
    からの回生電流を制御するチヨツパ装置と、互い
    に直列に接続されたスイツチ素子と負荷として機
    能する抵抗とを有する放電回路と、をそれぞれ並
    列に接続し、過電圧検出装置が前記フイルタコン
    デンサの端子電圧が所定値よりも大きいことを検
    出した際にスイツチ素子制御回路から前記スイツ
    チ素子の導通状態を維持させる信号を出力するよ
    うにした電気車の回生制動装置における保護装置
    において、 前記放電回路による放電に伴なつて低下する前
    記フイルタコンデンサの端子電圧を検出する放電
    電圧検出回路と、この放電電圧検出回路の検出信
    号が前記フイルタコンデンサの端子電圧が所定電
    圧よりも大きいことを示す場合には前記チヨツパ
    装置のオン・オフ制御を停止させてそのチヨツパ
    装置をオフ状態とすると共に前記端子電圧が前記
    所定電圧よりも小さいことを示す場合にはそのチ
    ヨツパ装置に前記抵抗14を負荷してオン・オフ
    制御を行わせてその抵抗14の両端の電圧を上昇
    させるチヨツパゲート制御回路と、を備えたこと
    を特徴とする電気車の回生制動装置における保護
    装置。
JP11615981A 1981-07-24 1981-07-24 電気車の回生制動装置における保護装置 Granted JPS5819101A (ja)

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JPH0124002B2 true JPH0124002B2 (ja) 1989-05-09

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0611597U (ja) * 1992-06-02 1994-02-15 横綱工業株式会社 トイレコーナーボックス

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