JPH02273001A - 電力変換装置の停電検知装置 - Google Patents

電力変換装置の停電検知装置

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JPH02273001A
JPH02273001A JP1090568A JP9056889A JPH02273001A JP H02273001 A JPH02273001 A JP H02273001A JP 1090568 A JP1090568 A JP 1090568A JP 9056889 A JP9056889 A JP 9056889A JP H02273001 A JPH02273001 A JP H02273001A
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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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、電力変換装置の架線停電を検知する停電検
知装置に関する。
(従来の技術) 一般に電気車の電力変換装置は第4図に示す構成が採ら
れており、架線1からの電力をパンタグラフ2、遮断器
3を介して主トランス4の一次側にき電するように接続
されている。この主トランス4の二次側には交流リアク
トル5を介してコンバータ6が接続され、コンバータ6
で交流電源が直流に変換される。そして、このコンバー
タ6の出力にはフィルタコンデンサ7とVVVFインバ
ータ8とが並列に接続され、VVVFインバータ8の出
力に誘導電動機9が接続されている。
このような一般的な電力変換装置において、従来は、主
トランス4の三次巻線10により架線側交流電圧を検出
し、停電を検知する停電検知装置11が接続されていた
。そして、この従来の停電検知装置11は、単に無電圧
検出装置により構成されていた。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来の電力変換装置の停電検
知装置では、電力回生ブレーキを具備しない電気車のみ
が複数台同一さ重置間を走行する場合には、停電検知装
置としての無電圧検出装置により停電検出を行なうこと
ができるが、同一き重置間に電力回生ブレーキを使用す
る電気車が複数台走行している場合にこのような無電圧
検出装置のみで構成される停電検知装置では次のような
問題点があった。
つまり、第5図に示すように同一き重置間に電力回生ブ
レーキを具備する車両が2台走行しており、一方の車両
12が回生車であり、他方の車両13が力行車であると
きに、変電所14から供給される電力が遮断器15の開
動作により停電が発生した場合、回生車12が発生する
電力と力行車13が消費する電力とがバランスして停電
発生後の一定期間運転が継続されことがあり、停電発生
時に全電気車を緊急に停車させることができない問題点
があった。
この発明のこのような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、同一き重置間に回生車と力行車とが同時に走行し
ているような場合でも停電の発生を確実に行なうことの
できる電力変換装置の停電検知装置を提供することを目
的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) この発明の電力変換装置の停電検知装置は、交流電源電
圧に対するゼロクロスコンパレータと、このゼロクロス
コンパレータのゼロクロス信号を共にクリア入力とし、
一方は任意の周波数の発振器からの信号をクロック入力
とし、他方は前記任意の周波数発振器よりも若干具なっ
た周波数の発振器からの信号をクロック入力とする第一
および第二のカウンタと、 前記第一のカウンタの出力信号をクロック入力とし、ク
ロック入力信号がH゛から‘L’または‘L’から‘H
’に変化するタイミングを検知して一定期間だけ‘H’
または‘L’信号を出力する第一のマルチバイブレータ
と、 前記第二のカウンタの出力信号が‘H’または‘L’に
ある間に前記第一のマルチバイブレータからの出力信号
が°‘H’から“‘L’または‘L’から‘H’に変化
するタイミングを検知して停電検知信号を出力する第二
のマルチバイブレータとを備えたものである。
(作用) この発明の電力変換装置の停電検知装置では、交流電源
の電圧周波数のゼロクロス点毎に第一および第二の各カ
ウンタがクリアしてそれぞれに与えられている発振器か
らのパルス信号をカウントし始める。したがって、電源
電圧が正常であるときには、第一のマルチバイブレータ
と第二のマルチバイブレータとは共に同一位相の゛H’
、’L’信号を出力することになる。
しかしながら、電源電圧が停止すると、ゼロクロスコン
パレータからのゼロクロス信号が第一および第二の各カ
ウンタに入力されて来ず、これらのカウンタはそれぞれ
の発振器からの周波数を独自にカウントし続けることに
なる。したがって、第一のマルチバイブレータは第一〇
カウンタから与えられるクロック信号に同期してその‘
H’または‘L’信号の入力時に一定期間I Hl ま
たは11、 l 出力を第二のマルチバイブレータのク
ロック人力に与えるが、この第一のマルチバイブレータ
からのクロック入力の位相は第二のカウンタから第二の
マルチバイブレータに与えられる信号と位相がずれて来
るため、第二のカウンタからの入力がH゛ またはL′
の期間にクロック入力が‘H’から°‘L’または‘L
’からH゛に変化する事象が生じる。
そこで、このタイミングに第二のマルチバイブレータか
ら停電検知信号を出力することにより交流電源の停電を
知らせることができる。
(実施例) 以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。
第1図はこの発明の一実施例の回路ブロック図であり、
一般的な電力変換装置として示した第4図における停電
検知装置11として利用するものである。
この停電検知装置は、前記主トランス4の三次巻線10
から得られる交流電源電圧Esが入力されるゼロクロス
コンパレータ16と、このゼロクロスコンパレータ16
からの出力をクリア入力とするカウンタ17と、前記ゼ
ロクロスコンパレータ16からの出力を分周器18によ
りm分周されまた信号をクリア入力とするカウンタ19
と、これらカウンタ17,19の出力を入力とするマル
チバイブレータ20.21とを備えている。
前記カウンタ17のクロック入力には、(60+α)・
l1lzの発振器22からパルス信号が与えられ、前記
カウンタ19のクロック入力には、60・NHzの発振
器23からのパルス信号が与えられる。なお、ここでα
は任意の微小な値、Nは後述するように正弦波ROMに
より定められる値である。
前記カウンタ17の出力は正弦波ROM24に接続され
、この正弦波ROM24の出力としての後述する電流指
令値正弦波が掛算器25の一方の入力とされ、この掛算
器25の他方の入力には波高値指令Im”が与えられ、
この掛算器25により電流指令値Ig”が演算され、コ
ンバータ6の指令値とされる。
前記マルチバイブレータ21のクロック入力にはマルチ
バイブレータ20のQ出力FCが与えられ、このマルチ
バイブレータ20のQ出力が停電検出信号PFRとなる
上記の構成の電力変換装置の停電検知装置の動作につい
て、次に説明する。
第4図における三次巻線10より検出された電源電圧E
sは正から負に変化するゼロクロス点を検知するゼロク
ロスコンパレータ16に入力される。
このゼロクロスコンパレータ16の出力が°H。
となるごとにコンバータ6の交流電流指令値の電気角を
決めるカウンタ17がクリアされる。
ここで、カウンタ17には電源周波数をN倍したクロッ
クを入力し、ROM24に第3図に示すように1周期の
正弦波の横軸をN等分した値に対応する縦軸の値を収納
しておけば、電源電圧Esに位相が一致した電流指令値
正弦波が得られる。
そこで、この正弦波ROM24からの出力に波高値指令
1m”を掛算器25により掛合わせることにより、電流
指令値Is”が得られ、これがコンバータ6の電流指令
としてコンバータ制御が行われる。
そして、前記カウンタ17のクロック入力には発振器2
2から(60+α)・Nlzのクロック信号が与えられ
ているが、第5図に示すように変電所14が正常であれ
ば、電源電圧の周波数は変電所14から送出される電源
周波数により決定される。すなわち、カウンタ17のク
リア人力には電源周波数が6011zであれば60Hz
毎にゼロクロスコンパレータ16から ゛‘H’信号が
人力されてきてクリアされ、その出力が60Hz毎に修
正される。
しかしながら、変電所14で遮断器15が開放されると
、交流架線1の周波数は電流指令値正弦波の周波数であ
る(60−+−a)Ilzとなる。
これとは別に、カウンタ19には発振器23からの60
φN11zの信号がN分周されてクロック入力に与えら
れ、同時にそのクリア入力にゼロクロスコンパレータ1
6からの出力を分周器18によりm分周した信号が入力
される。したがって、カウンタ19の出力は、電源電圧
のmサイクルに1変向期がとれるように補正される。
これらカウンタ17,19それぞれの360’の電気角
に相当するステージをそれぞれPAII。
PBIIとする。すると、この信号PA11.PBll
は第2図に示すように、デユーティが1:1になる方形
波として出力される。
そこで、電源電圧が正常で、カウンタ17がゼロクロス
コンパレータ16の出力で6011z毎に補正できてい
る間は、PAII、PBIIの立ち下がりが同時になる
が、電源電圧がなくなり、カウンタ17が自らのカウン
トアツプで周波数を決定するようになるとPAILは(
60+(Z) l(z、 PBllは60Hzとなり、
それぞれが立ち下がるタイミングがずれてきて、そのず
れδ1.δ2.δ3、・・・は第2図ZDに示すように
サイクルを重ねる毎に大きくなる。
そこで今、PAILの立ち下がりから一定期間T1だけ
‘L’ となるマルチバイブレーク20の出力FGが‘
L’の場合に、PBIIが‘H’の場合をもって架線異
常信号PFRを出力するように設定すると、停電検知を
行なうことができる。
つまり、マルチバイブレータ21を、カウンタ19から
の信号PB11が‘H’の間でマルチバイブレータ20
の出力FGが立ち上がる時に期間T2だけ“‘H’倍信
号出力するように設定することにより、このマルチバイ
ブレータ21の出力PFRが‘H’ となった時を停電
検知とするのである。
この様にして、架線1からの電源電圧が正常である時に
はこの電源電圧の周波数を基準としてカウンタ17.1
9の出力方形波の位相を一致させておき、電源電圧が供
給されなくなった時には周波数の異なる発振器22.2
3からのパルス信号によりカウンタ17,19の出力を
与え、両カウンタ17,19の出力位相のずれの発生を
検知することにより架線電源の停電を検知することがで
きるのである。
[発明の効果〕 以上のようにこの発明によれば、ゼロクロスコンパレー
タにより交流電源電圧のゼロクロス点をクリア入力とし
て互いに独自の周波数の発振器からの信号をカウントす
る第一および第二のカウンタに対して交流電源が立って
いる間は同一の位相の出力をそれぞれ第一マルチバイブ
レータおよび第二マルチバイブレータに与えるようにし
、こうして第一マルチバイブレータからのクロック信号
が第二マルチバイブレータの‘H’または“‘L’入力
期間中に°‘H’から‘L’または‘L’からH゛に変
化することがないようにし、交流電源が停止して第一お
よび第二のカウンタがそれぞれ独自の周波数の発振器か
らの信号によりカウントを始めることによりそれらの出
力信号の位相をずらせるようにし、第二のカウンタから
第二のマルチバイブレータに‘H’または゛L′Loが
与えられている時に第一のマルチバイブレータからのク
ロック入力が‘H’から“L”または‘L’から H゛
 に変化する事象を生じさせるようにし、このタイミン
グを検知して電源の停電を検知するようにしているため
、従来のように1つのき重置間に回生車と力行車とが同
時に走行しているような場合でも確実に電源の停電を検
知することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の回路ブロック図、第2図
は上記実施例における各部の信号波形図、第3図は上記
における正弦波ROMの動作を説明する波形図、第4図
は一般的な電気車の電力変換装置の回路ブロック図、第
5図は1つのき重置間に回生車と力行車とが同時に走行
する状態を示す説明図である。 1・・・架線       2・・・パンタグラフ4・
・・主トランス    6・・・コンバータ訃・・VV
VFインバータ 9・・・誘導電動機   10・・・三次巻線11・・
・停電検知装置 16・・・ゼロクロスコンパレータ 17・・・カウンタ    18・・・分周器19・・
・カウンタ 20・・・マルチバイブレータ 21・・・マルチバイブレータ 22・・・発振器     23・・・発振器24・・
・正弦波ROM

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 交流電源電圧に対するゼロクロスコンパレータと、 このゼロクロスコンパレータのゼロクロス信号を共にク
    リア入力とし、一方は任意の周波数の発振器からの信号
    をクロック入力とし、他方は前記任意の周波数発振器よ
    りも若干異なった周波数の発振器からの信号をクロック
    入力とする第一および第二のカウンタと、 前記第一のカウンタの出力信号をクロック入力とし、ク
    ロック入力信号が‘H’から‘L’または‘L’から‘
    H’に変化するタイミングを検知して一定期間だけ‘H
    ’または‘L’信号を出力する第一のマルチバイブレー
    タと、 前記第二のカウンタの出力信号が‘H’または、‘L’
    にある間に前記第一のマルチバイブレータからの出力信
    号が‘H’から‘L’または‘L’から‘H’に変化す
    るタイミングを検知して停電検知信号を出力する第二の
    マルチバイブレータとを備えて成る電力変換装置の停電
    検知装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010115018A (ja) * 2008-11-06 2010-05-20 Mitsubishi Electric Corp 交流電気車の制御装置
CN110488792A (zh) * 2019-06-28 2019-11-22 石家庄市植物园管理处 一种火电生产过程的振荡识别方法和装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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