JPH03243101A - 電気車制御装置 - Google Patents
電気車制御装置Info
- Publication number
- JPH03243101A JPH03243101A JP2040357A JP4035790A JPH03243101A JP H03243101 A JPH03243101 A JP H03243101A JP 2040357 A JP2040357 A JP 2040357A JP 4035790 A JP4035790 A JP 4035790A JP H03243101 A JPH03243101 A JP H03243101A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thyristor
- overvoltage
- inverter
- current
- filter capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、回生ブレーキ時における過電圧制御性能を向
上させた電気車制御装置の改良に関するものである。
上させた電気車制御装置の改良に関するものである。
直流電気車の主電動機として誘導電動機を使用してイン
バータで駆動するいわゆるインバータ制御車では、従来
のチョッパ電車などと同様回生ブレーキをかけることが
一般的である。しかし、回生ブレーキ負荷は一般的に他
のカ行車両や補機などであり、夜間などでは車両密度が
少なくなるため、回生ブレーキ中に他の力行車がノツチ
オフすると、回生負荷急減で回生車からの送り出し電圧
が急上昇することがある。この際の過電圧を素早く検知
して電圧を下げることはインバータやその他の機器の過
電圧事故を防ぐために必要なことである・このため以下
に説明するサイリスタ式の過電圧抑制装置が採用されて
いる。
バータで駆動するいわゆるインバータ制御車では、従来
のチョッパ電車などと同様回生ブレーキをかけることが
一般的である。しかし、回生ブレーキ負荷は一般的に他
のカ行車両や補機などであり、夜間などでは車両密度が
少なくなるため、回生ブレーキ中に他の力行車がノツチ
オフすると、回生負荷急減で回生車からの送り出し電圧
が急上昇することがある。この際の過電圧を素早く検知
して電圧を下げることはインバータやその他の機器の過
電圧事故を防ぐために必要なことである・このため以下
に説明するサイリスタ式の過電圧抑制装置が採用されて
いる。
第３図は従来のインバータ制御車の主回路簡略接続図で
あるつ図中１は集電器、２は断流器、３はフィルタコン
デンサの光電電流制限用抵抗器、４は抵抗器３を短絡す
る接触器、５はフィルタリアクトル、６はフィルタコン
デンサ、７は誘導電動機、８はインバータでＳ！〜Ｓ６
はインバータ制御素子で例えばＧＴＯサイリスタ、Ｄ、
−Ｄ、はフライホイールダイオード、９は電流制限用抵
抗器、１０は過電圧抑制サイリスタ（以後サイリスタと
呼ぶ）Ｐはインバータ高圧側入力端子、Ｕ、Ｖ、Ｗはイ
ンバータ出力端子、Ｇは帰線、１１が過電圧抑制装置で
抵抗器９とサイリスタ１０より構成されている。
あるつ図中１は集電器、２は断流器、３はフィルタコン
デンサの光電電流制限用抵抗器、４は抵抗器３を短絡す
る接触器、５はフィルタリアクトル、６はフィルタコン
デンサ、７は誘導電動機、８はインバータでＳ！〜Ｓ６
はインバータ制御素子で例えばＧＴＯサイリスタ、Ｄ、
−Ｄ、はフライホイールダイオード、９は電流制限用抵
抗器、１０は過電圧抑制サイリスタ（以後サイリスタと
呼ぶ）Ｐはインバータ高圧側入力端子、Ｕ、Ｖ、Ｗはイ
ンバータ出力端子、Ｇは帰線、１１が過電圧抑制装置で
抵抗器９とサイリスタ１０より構成されている。
各機器の制御回路や電圧横比回路は図示を省略しである
。
。
図において、電気車力行時には電流は集電器１電圧をｖ
ｃとする。一般には、電圧ＶＣが充分に高くなる時間待
って接触器４を閉じる。インバータ８は電圧形インバー
タと呼ばれるもので、動作の詳細は公知であるので省略
する。
ｃとする。一般には、電圧ＶＣが充分に高くなる時間待
って接触器４を閉じる。インバータ８は電圧形インバー
タと呼ばれるもので、動作の詳細は公知であるので省略
する。
回生時にはインバータ高圧側入力端子Ｐより集電器１へ
向って電流が流出するが、回生負荷が急減すると電圧ｖ
ｃは意外しフィルタコンデンサ６を過充電する。゛この
電圧ｖｃを検知して過電圧抑制装置１１のサイリスタ１
０を点弧し、電流制限抵抗器９を通して放電し、電圧ｖ
ｃを引き下げると共に、サイリスタ１０が点弧したこと
を抵抗器９に流れる電流を検出したり、あるいはサイリ
スタ１０を点弧したことを制御回路で検知して断流器２
．接触器４を開路し、同時にインバータ８を停止し回生
をやめる。インバータ８を停止し断流器２を開くことに
よりサイリスタ１０へ流れる電流は減少しついにサイリ
スタ１０は消弧する。
向って電流が流出するが、回生負荷が急減すると電圧ｖ
ｃは意外しフィルタコンデンサ６を過充電する。゛この
電圧ｖｃを検知して過電圧抑制装置１１のサイリスタ１
０を点弧し、電流制限抵抗器９を通して放電し、電圧ｖ
ｃを引き下げると共に、サイリスタ１０が点弧したこと
を抵抗器９に流れる電流を検出したり、あるいはサイリ
スタ１０を点弧したことを制御回路で検知して断流器２
．接触器４を開路し、同時にインバータ８を停止し回生
をやめる。インバータ８を停止し断流器２を開くことに
よりサイリスタ１０へ流れる電流は減少しついにサイリ
スタ１０は消弧する。
このような構成の電気車制御装置では、誘導電動機７に
残留磁束が存在するため、電動機は残留電圧を発生する
。
残留磁束が存在するため、電動機は残留電圧を発生する
。
前記残留電圧はたとえ微少であっても、インバータ８の
ダイオードＤ１〜Ｄ６で全波整流され、インバータ高圧
側入力端子Ｐと帰線０間ｌこ印加されるため、過電圧抑
制装置１１の電流制限抵抗器で制限された電流がサイリ
スタの保持電流以下に落ちないで持続することがある。
ダイオードＤ１〜Ｄ６で全波整流され、インバータ高圧
側入力端子Ｐと帰線０間ｌこ印加されるため、過電圧抑
制装置１１の電流制限抵抗器で制限された電流がサイリ
スタの保持電流以下に落ちないで持続することがある。
誘導電動機７の回転数が下れば、即ち電気車の速度が下
れば残留電圧が下り、これによって流れる電流がサイリ
スタ１ｏの保持電流以下となってサイリスタ１０は消弧
できる。
れば残留電圧が下り、これによって流れる電流がサイリ
スタ１ｏの保持電流以下となってサイリスタ１０は消弧
できる。
しかし、回生負荷の急減は通常発生することであり、事
故ではないので、−旦過電圧抑制のためにサイリスタ１
０が点弧すると、断流器２を開き、その後回カ行又は再
ブレーキをしたいときに再度断流器２を投入しても、サ
イリスタ１０が点弧したままであると接触器４が閉路後
再び抵抗器９に大きな電流が流れ電気車の運転を継続で
きない。
故ではないので、−旦過電圧抑制のためにサイリスタ１
０が点弧すると、断流器２を開き、その後回カ行又は再
ブレーキをしたいときに再度断流器２を投入しても、サ
イリスタ１０が点弧したままであると接触器４が閉路後
再び抵抗器９に大きな電流が流れ電気車の運転を継続で
きない。
なお−例を示せば、電車＠１圧１５００Ｖ、充電電流制
限抵抗器３は３０Ω、抵抗器９は３Ωであり、フィルタ
コンデンサ６の初期充電電流は５０Ａ、接触器４閉路で
の抵抗器９へ流れる電流は５００Ａとなる。
限抵抗器３は３０Ω、抵抗器９は３Ωであり、フィルタ
コンデンサ６の初期充電電流は５０Ａ、接触器４閉路で
の抵抗器９へ流れる電流は５００Ａとなる。
誘導電動機７の残留電圧は、回転数によって変わるが一
般には数ボルト以下である。しかし、サイリスタ１０の
保持電流は０．１〜ＩＡ以下であり、抵抗器９の値が数
オームの値であるため、数ボルトの残留電圧であっても
、サイリスタ１ｏが自然消弧しないことがある。その間
はインバータ８は停止状態であるので、カ行又は回生ブ
レーキを早期に運転再開しようとしたときに、まだサイ
リスタ１０が点弧したままでは不具合である。運転密度
の高い線区では無用の減速を強いることは好ましくない
。このため、断流器２が開いた後、すばやくサイリスタ
１０を消弧できる方法が望ましい。
般には数ボルト以下である。しかし、サイリスタ１０の
保持電流は０．１〜ＩＡ以下であり、抵抗器９の値が数
オームの値であるため、数ボルトの残留電圧であっても
、サイリスタ１ｏが自然消弧しないことがある。その間
はインバータ８は停止状態であるので、カ行又は回生ブ
レーキを早期に運転再開しようとしたときに、まだサイ
リスタ１０が点弧したままでは不具合である。運転密度
の高い線区では無用の減速を強いることは好ましくない
。このため、断流器２が開いた後、すばやくサイリスタ
１０を消弧できる方法が望ましい。
本発明はこの目的のためになされたものである。
本発明は、前記目的を達成するために、過電圧抑制装置
１１のサイリスタｌＯが点弧し、断流器２が開いてから
所定時間後にインバータ８の制御素子８１−８６に、誘
導電動機７の端子間を短絡すべくゲート点弧信号を印加
してサイリスタ１０の電流を零となし、サイリスタ１０
を一旦消弧せしめることにより、再カ行、再回生ブレー
キが可能な格別な装置を提供するものである。
１１のサイリスタｌＯが点弧し、断流器２が開いてから
所定時間後にインバータ８の制御素子８１−８６に、誘
導電動機７の端子間を短絡すべくゲート点弧信号を印加
してサイリスタ１０の電流を零となし、サイリスタ１０
を一旦消弧せしめることにより、再カ行、再回生ブレー
キが可能な格別な装置を提供するものである。
フィルタコンデンサ６の漏子隠圧ｖｃが過電圧になると
、サイリスタ１０が点弧し、これによりフィルタコンデ
ンサ６に蓄えられていた電荷は抵抗器９とサイリスタ１
０を通って放電する。このとき・サイリスタ１０に流れ
る電流はフィルタコンデンサ６の蓄積電荷の減少に伴っ
て減少し、その後は誘導電動機７の残留電圧の減少に伴
って減少する。
、サイリスタ１０が点弧し、これによりフィルタコンデ
ンサ６に蓄えられていた電荷は抵抗器９とサイリスタ１
０を通って放電する。このとき・サイリスタ１０に流れ
る電流はフィルタコンデンサ６の蓄積電荷の減少に伴っ
て減少し、その後は誘導電動機７の残留電圧の減少に伴
って減少する。
このとき、インバータ８の制御素子Ｓｒ−８ｇに誘導電
動機７の端子間を短絡するようなゲート点弧信号を印加
することにより、サイリスタ１０に流れていた電流は、
インバータ８の制御素子側に転流し、サイリスタ１０を
流れていた電流がサイリスタ１０の保持電流以下となる
のでサイリスタ１０は消弧する。
動機７の端子間を短絡するようなゲート点弧信号を印加
することにより、サイリスタ１０に流れていた電流は、
インバータ８の制御素子側に転流し、サイリスタ１０を
流れていた電流がサイリスタ１０の保持電流以下となる
のでサイリスタ１０は消弧する。
第１図は、本発明による実施例を示す主回路簡略接続図
でサイリスタが点弧した時の電流経路を示したもので、
第３図と同一符号のものは同一装置を示し、Ｉｆはフィ
ルタコンデンサ６の放電後、誘導電動機７の残留磁気に
より持続する環流を示し、Ｉ２ （破線）は制御素子Ｓ
４の点弧による短絡電流を示す。
でサイリスタが点弧した時の電流経路を示したもので、
第３図と同一符号のものは同一装置を示し、Ｉｆはフィ
ルタコンデンサ６の放電後、誘導電動機７の残留磁気に
より持続する環流を示し、Ｉ２ （破線）は制御素子Ｓ
４の点弧による短絡電流を示す。
第２図は、サイリスタ１０が点弧してから消弧し、次の
インバータ運転が可能となるまでの経過を示したタイム
チャートで、Ｆｌは過電圧抑制装置動作信号、Ｆ２は断
流器２の接点動作状況、Ｆ３はサイリスタ１０の放電電
流波形、Ｆ４は制御素子８１〜Ｓ・の制御信号、Ｆ５は
インバータ運転許可信号で４ ’ｒ、 Ｉ Ｔ２６Ｔｓ
、 Ｔａは夫々過電圧抑制動作開始時刻、断流器４の
接点開放時刻、制御素子の短絡動作開始時刻。
インバータ運転が可能となるまでの経過を示したタイム
チャートで、Ｆｌは過電圧抑制装置動作信号、Ｆ２は断
流器２の接点動作状況、Ｆ３はサイリスタ１０の放電電
流波形、Ｆ４は制御素子８１〜Ｓ・の制御信号、Ｆ５は
インバータ運転許可信号で４ ’ｒ、 Ｉ Ｔ２６Ｔｓ
、 Ｔａは夫々過電圧抑制動作開始時刻、断流器４の
接点開放時刻、制御素子の短絡動作開始時刻。
インバータ運転許可信号発生時刻を示す。
今、時刻Ｔ、でフィルタコンデンサ６の端子電圧ｖｃが
過電圧に達すると、サイリスタｌＯを点弧してフィルタ
コンデンサ６の電荷を電流制限抵抗器９を介して放電す
ることによって過電圧を抑制する。
過電圧に達すると、サイリスタｌＯを点弧してフィルタ
コンデンサ６の電荷を電流制限抵抗器９を介して放電す
ることによって過電圧を抑制する。
過電圧が検出された時には、保護回路の働きによってイ
ンバータ８は直ちに動作が停止し、断流器２、接触器４
が時刻Ｔ２に開放される。この間、サイリスタ１０には
フィルタコンデンサ６の端子電圧ｖｃと電流制限抵抗器
９の抵抗値で決まる電流１．が流れ、その後はフィルタ
コンデンサ６の蓄積電荷る。
ンバータ８は直ちに動作が停止し、断流器２、接触器４
が時刻Ｔ２に開放される。この間、サイリスタ１０には
フィルタコンデンサ６の端子電圧ｖｃと電流制限抵抗器
９の抵抗値で決まる電流１．が流れ、その後はフィルタ
コンデンサ６の蓄積電荷る。
そこで第２図の時刻Ｔ３において、インバータ８の制御
素子Ｓ ｌ−Ｓ ｍに誘導電動機７の端子間を短絡する
ようなゲート点弧信号を印加すると、前記循環電流りは
、図１の破線で示す１．に転流し、サイリスタ１０は消
弧する。これは、電流工ｌの径路におけるフライホイー
ルダイオードＤ菫とサイリスタ１０（７）７すり−ドド
ロップ値の和が、制御素子Ｓ４のフォワードドロップ値
よりも大きいためである。
素子Ｓ ｌ−Ｓ ｍに誘導電動機７の端子間を短絡する
ようなゲート点弧信号を印加すると、前記循環電流りは
、図１の破線で示す１．に転流し、サイリスタ１０は消
弧する。これは、電流工ｌの径路におけるフライホイー
ルダイオードＤ菫とサイリスタ１０（７）７すり−ドド
ロップ値の和が、制御素子Ｓ４のフォワードドロップ値
よりも大きいためである。
サイリスタ１０の消弧を確実にするために、第２図の時
刻Ｔ４まで制御素子８１〜Ｓ６へのゲート点弧信号の印
加を持続し、その後インバータ８の運転許可信号を出力
することくより、サイリスタ１０が点弧した後の次の主
回路投入を可能としている。
刻Ｔ４まで制御素子８１〜Ｓ６へのゲート点弧信号の印
加を持続し、その後インバータ８の運転許可信号を出力
することくより、サイリスタ１０が点弧した後の次の主
回路投入を可能としている。
上記の如く、本発明によれば何ら装置を追加することな
く過電圧抑制サイリスタ点弧後、所定の時間内にそのサ
イリスタを消弧することができ、その後の再カ行、再回
生ブレーキ動作が可能となる。これにより、インバータ
制御車の回生ブレーキ機能を充分発揮せしめると共に、
車両の定時運行に絶大な効果を及ぼすものである。
く過電圧抑制サイリスタ点弧後、所定の時間内にそのサ
イリスタを消弧することができ、その後の再カ行、再回
生ブレーキ動作が可能となる。これにより、インバータ
制御車の回生ブレーキ機能を充分発揮せしめると共に、
車両の定時運行に絶大な効果を及ぼすものである。
第１図は本発明の実施例を示す主回路簡略接続図に過電
圧抑制サイリスタが点弧した時の電流径路の一例を示し
た図、第２図は、過電圧抑制のためのサイリスタが点弧
してから該サイリスタが消弧し、次のインバータ運転が
可能となるまでの経過を示したタイムチャート図、第３
図は主回路簡略接続図である。 ｌ・・・・・・集電器、２・・・・・・断流器、３・・
・・・・充電電流制限抵抗器、４・・・・・・接触器、
５・・・・・・フィルタリアクトル、６・・・・・・フ
ィルタコンデンサ、７・・・・・・誘導電動機、８・・
・・・・インバータ、９・・・・・・電流制限抵抗器、
１０・・・・・・過電圧抑制サイリスタ（サイリスタ）
、１１・・・・・・過電圧抑制装置・
圧抑制サイリスタが点弧した時の電流径路の一例を示し
た図、第２図は、過電圧抑制のためのサイリスタが点弧
してから該サイリスタが消弧し、次のインバータ運転が
可能となるまでの経過を示したタイムチャート図、第３
図は主回路簡略接続図である。 ｌ・・・・・・集電器、２・・・・・・断流器、３・・
・・・・充電電流制限抵抗器、４・・・・・・接触器、
５・・・・・・フィルタリアクトル、６・・・・・・フ
ィルタコンデンサ、７・・・・・・誘導電動機、８・・
・・・・インバータ、９・・・・・・電流制限抵抗器、
１０・・・・・・過電圧抑制サイリスタ（サイリスタ）
、１１・・・・・・過電圧抑制装置・
Claims (1)
- １ 架線に断流器を介して接続されたリアクトルとコン
デンサよりなるフィルタ回路と、該フィルタ回路のコン
デンサと並列に抵抗と過電圧制御サイリスタよりなる過
電圧抑制回路と、誘導電動機を駆動するインバータ回路
を備えてなる電気車制御装置において、前記過電圧制御
サイリスタの点弧時に断流器開放から所定時間後インバ
ータの制御素子に誘導電動機の端子間を短絡するようゲ
ートに点弧信号を印加することを特徴とする電気車制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2040357A JPH03243101A (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | 電気車制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2040357A JPH03243101A (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | 電気車制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03243101A true JPH03243101A (ja) | 1991-10-30 |
Family
ID=12578392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2040357A Pending JPH03243101A (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | 電気車制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03243101A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06133406A (ja) * | 1992-10-19 | 1994-05-13 | Mitsubishi Electric Corp | チョッパ装置 |
-
1990
- 1990-02-21 JP JP2040357A patent/JPH03243101A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06133406A (ja) * | 1992-10-19 | 1994-05-13 | Mitsubishi Electric Corp | チョッパ装置 |
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