JPH03285501A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JPH03285501A JPH03285501A JP2081201A JP8120190A JPH03285501A JP H03285501 A JPH03285501 A JP H03285501A JP 2081201 A JP2081201 A JP 2081201A JP 8120190 A JP8120190 A JP 8120190A JP H03285501 A JPH03285501 A JP H03285501A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- power
- circuit
- voltage
- low
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- Pending
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2552/00—Input parameters relating to infrastructure
- B60W2552/15—Road slope, i.e. the inclination of a road segment in the longitudinal direction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Protection Of Static Devices (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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、誘導電動機により駆動される電気車の制御装
置のうち、半導体電力変換装置に関するもので、特に電
力回生ブレーキ中ての電源停電検出にかかわるものであ
る。
置のうち、半導体電力変換装置に関するもので、特に電
力回生ブレーキ中ての電源停電検出にかかわるものであ
る。
（従来の技術）
電気鉄道駆動技術におけるパワエレクトロニクスの応用
の拡大に伴い、ＧＴＯサイリスタなどの電力半導体素子
を用いて誘導電動機を駆動するシステムがひんばんに用
いられるようになってきた。
の拡大に伴い、ＧＴＯサイリスタなどの電力半導体素子
を用いて誘導電動機を駆動するシステムがひんばんに用
いられるようになってきた。
かかるシステムのうち、第２図は交流電力を入力として
誘導電動機を運転するシステムで、図中、ＰＡＮは集電
器、Ｔは変圧器、Ｌはりアクドルを示している。更に、
第２図にてｃｏｖは四個のＧＴＯサイリスタと４個のダ
イオードからなる。単相ブリッジ回路を構成するコンバ
ータを表し、１Ｎ■は同様に６個のＧＴＯサイリスクと
６個のダイオードからなる三相ブリッジ回路を構成する
インバータを表わしており、これらは電力変換装置の主
要部を構成する。
誘導電動機を運転するシステムで、図中、ＰＡＮは集電
器、Ｔは変圧器、Ｌはりアクドルを示している。更に、
第２図にてｃｏｖは四個のＧＴＯサイリスタと４個のダ
イオードからなる。単相ブリッジ回路を構成するコンバ
ータを表し、１Ｎ■は同様に６個のＧＴＯサイリスクと
６個のダイオードからなる三相ブリッジ回路を構成する
インバータを表わしており、これらは電力変換装置の主
要部を構成する。
そして、この電力変換装置では、コンバータＣＯ■にて
交流電力を直流電力に順変換し、ついでコンデンサＣＯ
にて直流電圧を平滑・安定化させた後、インバータＩＮ
Ｖにて更に三相交流に逆変換して誘導電動機ＩＭをＶＶ
ＶＦ駆動する。
交流電力を直流電力に順変換し、ついでコンデンサＣＯ
にて直流電圧を平滑・安定化させた後、インバータＩＮ
Ｖにて更に三相交流に逆変換して誘導電動機ＩＭをＶＶ
ＶＦ駆動する。
ところで、かかる電力変換システムでは、例えば、電気
車にブレーキをかける場合、誘導電動機ＩＭを発電機と
して動作させ、電力を電源側に変換する電力回生ブレー
キが利用される。この電力回生ブレーキは、ＧＴＯサイ
リスタの制御角を制御することにより電源電圧に逆らっ
て誘導電動機ＩＭから電源側に電力を逆送するもので、
いわゆる他動式インバータを構成する。
車にブレーキをかける場合、誘導電動機ＩＭを発電機と
して動作させ、電力を電源側に変換する電力回生ブレー
キが利用される。この電力回生ブレーキは、ＧＴＯサイ
リスタの制御角を制御することにより電源電圧に逆らっ
て誘導電動機ＩＭから電源側に電力を逆送するもので、
いわゆる他動式インバータを構成する。
他方、−例として交流電気車の交流起電システムをみる
に、架線の位相切換の必要性から、一定区間おきに不連
続区間があり、このため短時間の停電が必ず生じる。ま
た、この不連続区間の外にも電力系統の条件により停電
が生ずることがある。
に、架線の位相切換の必要性から、一定区間おきに不連
続区間があり、このため短時間の停電が必ず生じる。ま
た、この不連続区間の外にも電力系統の条件により停電
が生ずることがある。
かかる状況おいて、−例として交流電気車につき停電を
考えるに、電気車がカ行時停電が発生した場合、電動機
の駆動が妨げられパワーが低下し停止に至るだけである
が、電力回生ブレーキ中においては、停電により電力の
逆送ができなくなってブレーキが効かなくなるという問
題がある。
考えるに、電気車がカ行時停電が発生した場合、電動機
の駆動が妨げられパワーが低下し停止に至るだけである
が、電力回生ブレーキ中においては、停電により電力の
逆送ができなくなってブレーキが効かなくなるという問
題がある。
したがって、停電の場合特に電力回生ブレーキ中には、
−刻も早く停電を検知して他の機械的ブレーキなどを働
かせる必要がある。
−刻も早く停電を検知して他の機械的ブレーキなどを働
かせる必要がある。
また、停電対策として自励式変換器を交流電源側に用い
た場合、電源の停電が生じても変換器自体交流電圧を発
生するので、この発生電圧にてループが形成されて更に
電圧を発生し続けるという現象がある。
た場合、電源の停電が生じても変換器自体交流電圧を発
生するので、この発生電圧にてループが形成されて更に
電圧を発生し続けるという現象がある。
ところが、このような現象は、意図的に電源を切って電
気車を止めようとした場合、停電しているにもかかわら
ず、架線に電圧が発生することになる。
気車を止めようとした場合、停電しているにもかかわら
ず、架線に電圧が発生することになる。
結局、電力逆送ができずブレーキが効かなくなるにして
も、また自励変換器を用いるにしても、いずれにしても
停電は一刻も早く検知する必要がある。
も、また自励変換器を用いるにしても、いずれにしても
停電は一刻も早く検知する必要がある。
迅速な停電検知に当っては、電力回生ブレーキ中に手停
電があって電源側に電力が戻らなくなると、誘導電動機
から逆送される電力は、直流回路のコンデンサＣＯを充
電してこの電圧を上昇させる。したがって、電力回生ブ
レーキ中の停電検知としては、この直流電圧の上昇を検
知するのが最も単純で有効な方法である。
電があって電源側に電力が戻らなくなると、誘導電動機
から逆送される電力は、直流回路のコンデンサＣＯを充
電してこの電圧を上昇させる。したがって、電力回生ブ
レーキ中の停電検知としては、この直流電圧の上昇を検
知するのが最も単純で有効な方法である。
（発明が解決しようとする課題）
しかし、単純で有効な直流電圧の上昇を検知する方法に
も問題がある。すなわち、電気車は走行状態によりブレ
ーキ時に回生させる電力に大きな差異が生ずる。ブレー
キ力が大きい時はコンデンサ電圧が急激に上昇し、ブレ
ーキ力が小さい時には電圧上昇が非常にゆるやかとなる
。このため、一定の検出電圧を設定しておくとき、検知
するまでの時間に差が生ずる。特に、ブレーキ力が小さ
い時には、直流電圧が一定値まで上昇するのに時間がか
かり、−刻も早く停電を検知することは側底無理である
。
も問題がある。すなわち、電気車は走行状態によりブレ
ーキ時に回生させる電力に大きな差異が生ずる。ブレー
キ力が大きい時はコンデンサ電圧が急激に上昇し、ブレ
ーキ力が小さい時には電圧上昇が非常にゆるやかとなる
。このため、一定の検出電圧を設定しておくとき、検知
するまでの時間に差が生ずる。特に、ブレーキ力が小さ
い時には、直流電圧が一定値まで上昇するのに時間がか
かり、−刻も早く停電を検知することは側底無理である
。
そこで、本発明は、電力回生ブレーキ中に停電した場合
の検知時間の遅れを無くすもので、回生ブレーキ力の強
さいかんにかかわらず確実な停電検知を行なう電力変換
装置の提供を目的とする。
の検知時間の遅れを無くすもので、回生ブレーキ力の強
さいかんにかかわらず確実な停電検知を行なう電力変換
装置の提供を目的とする。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
上述の目的を達成する本発明は、交流電力を直流電力に
順変換し、更にこの直流電力を再び交流電力に逆変換し
て交流電動機を運転する電動機駆動回路において、電流
検出手段と、この検出電流に基づく電流信号を回生ブレ
ーキ条件時のみ通すゲート回路と、上記電流信号が大き
いとき高く、小さいとき低い過電圧検出セット値を得る
バタン作成回路と、直流電圧検出手段と、この検出電圧
と上記過電圧検出セット値とを比較し上記検出電圧が上
記過電圧検出セット値を上回ったときのみ停電検出信号
を出力する比較回路とを有することを要旨とする。
順変換し、更にこの直流電力を再び交流電力に逆変換し
て交流電動機を運転する電動機駆動回路において、電流
検出手段と、この検出電流に基づく電流信号を回生ブレ
ーキ条件時のみ通すゲート回路と、上記電流信号が大き
いとき高く、小さいとき低い過電圧検出セット値を得る
バタン作成回路と、直流電圧検出手段と、この検出電圧
と上記過電圧検出セット値とを比較し上記検出電圧が上
記過電圧検出セット値を上回ったときのみ停電検出信号
を出力する比較回路とを有することを要旨とする。
（作用）
電流検出手段による電流値にて回生ブレーキの強さを検
出し、この電流値に応じてパターン作成回路にて過電圧
検出セット値を変更し、小電流では過電圧検出設定レベ
ルを低く、大電流ではこの設定レベルを高くすることに
より、小さなブレーキ力では低目の直流電圧上昇で停電
が検知され、大きなブレーキ力で高目めの直流電圧上昇
で停電が検知され、結局回生ブレーキ力の強さいかんに
かかわらず、停電検知を迅速かつ確実にできる。
出し、この電流値に応じてパターン作成回路にて過電圧
検出セット値を変更し、小電流では過電圧検出設定レベ
ルを低く、大電流ではこの設定レベルを高くすることに
より、小さなブレーキ力では低目の直流電圧上昇で停電
が検知され、大きなブレーキ力で高目めの直流電圧上昇
で停電が検知され、結局回生ブレーキ力の強さいかんに
かかわらず、停電検知を迅速かつ確実にできる。
（実施例）
ここで、第１図、第３図、第４図を参照して本発明の詳
細な説明する。なお、第２図と同一部分には同符号を示
す。すなわち、ＰＡＮは集電器、Ｔは変圧器、Ｌはりア
クドル、ＣＯＶはコンバータ、ＩＮＶはインバータ、Ｉ
Ｍは誘導電動機、ＣＯはコンデンサである。
細な説明する。なお、第２図と同一部分には同符号を示
す。すなわち、ＰＡＮは集電器、Ｔは変圧器、Ｌはりア
クドル、ＣＯＶはコンバータ、ＩＮＶはインバータ、Ｉ
Ｍは誘導電動機、ＣＯはコンデンサである。
更に、第１図においては、直流電流検出用の変流器ＣＴ
Ｉを備えると共に、コンデンサＣＯと並列に電圧検出器
ＶＤが備えられる。
Ｉを備えると共に、コンデンサＣＯと並列に電圧検出器
ＶＤが備えられる。
変流器ＣＴＩは電流変換回路ＣＴ２に接続される。この
電流変換回路ＣＴ２は変流器ＣＴ１の出力を測定系にみ
あうように変換する回路となっている。
電流変換回路ＣＴ２は変流器ＣＴ１の出力を測定系にみ
あうように変換する回路となっている。
電流変換回路ＣＴ２はアンド回路Ａに接続される。この
アンド回路Ａは、回生ブレーキ時の直流電流出力ゲート
である電流変換回路ＣＴ２の出力ゲートであり、回生ブ
レーキ条件によって開かれるゲート回路である。
アンド回路Ａは、回生ブレーキ時の直流電流出力ゲート
である電流変換回路ＣＴ２の出力ゲートであり、回生ブ
レーキ条件によって開かれるゲート回路である。
つぎに、アンド回路Ａはパターン作成回路ＰＴＳに接続
される。このパターン作成回路ＰＴＳは、アンド回路Ａ
から直流電流信号の大小によって過電圧検出セット値が
変化するパターンを第３図の如く備えるものであり、小
電流の検出によって低目の過電圧セットを行ない、大電
流の検出によって高目の過電圧セットを行なうものであ
る。
される。このパターン作成回路ＰＴＳは、アンド回路Ａ
から直流電流信号の大小によって過電圧検出セット値が
変化するパターンを第３図の如く備えるものであり、小
電流の検出によって低目の過電圧セットを行ない、大電
流の検出によって高目の過電圧セットを行なうものであ
る。
比較器ＣＰは、パターン作成回路ＰＴＳの過電圧検出セ
ット値と電圧検出器ＶＤの直流電圧とを比較する回路で
あり、停電時の回生によりコンデンサＣＯに充電された
結果上昇した直流電圧が上記セット値を上回るとき停電
検切信号を出力するものである。
ット値と電圧検出器ＶＤの直流電圧とを比較する回路で
あり、停電時の回生によりコンデンサＣＯに充電された
結果上昇した直流電圧が上記セット値を上回るとき停電
検切信号を出力するものである。
こうして、第１図の回路によれは、変流器ＣＴ１にて検
出した直流電流を電流変換回路ＣＴ２にてレベル変換し
、アンド回路Ａにて回生ブレーキ時の直流電流を通し、
ブレーキ力の大小に伴って変化するこの電流信号に応じ
てパターン作成回路にて過電圧のセットを行ない、ブレ
ーキ力が小さい場合電圧検出器ＶＤの直流電圧上昇が低
くても比較器ＣＰから停電検知信号が出力され、他方ブ
レーキ力が大きい場合電圧検出器ＶＤの直流電圧上昇が
高めて比較器ＣＰから停電検知信号が出力される。
出した直流電流を電流変換回路ＣＴ２にてレベル変換し
、アンド回路Ａにて回生ブレーキ時の直流電流を通し、
ブレーキ力の大小に伴って変化するこの電流信号に応じ
てパターン作成回路にて過電圧のセットを行ない、ブレ
ーキ力が小さい場合電圧検出器ＶＤの直流電圧上昇が低
くても比較器ＣＰから停電検知信号が出力され、他方ブ
レーキ力が大きい場合電圧検出器ＶＤの直流電圧上昇が
高めて比較器ＣＰから停電検知信号が出力される。
この結果、電流による過電圧パターンの作成にて停電時
間のばらつきを無くすことができ、停電の短時間検出が
可能になる。
間のばらつきを無くすことができ、停電の短時間検出が
可能になる。
第１図は変流器ＣＴＩにより直流電流の検出を行なう例
を示したのであるが、第４図は変流器ＣＴ３により交流
電流を検出する例を示している。
を示したのであるが、第４図は変流器ＣＴ３により交流
電流を検出する例を示している。
すなわち、第４図では電源側に回生きれる交流電流を変
流器ＣＴ３にて検出し、整流回路ＣＭにて直流として電
流変換回路ＣＴ４にてレベル変換を行なうものである。
流器ＣＴ３にて検出し、整流回路ＣＭにて直流として電
流変換回路ＣＴ４にてレベル変換を行なうものである。
そして、この電流変換回路ＣＴ４以後のアンド回路Ａ１
パターン作成回路等は第１図と同様に構成する。
パターン作成回路等は第１図と同様に構成する。
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれば電流検出手段による
電流値にて回生ブレーキの強さを検出し、この電流値に
応じてパターン作成回路にて過電圧セット値を変更し、
小電流では過電圧検出設定レベルを低く、大電流ではこ
の設定レベルを高くすることにより、小さなブレーキ力
では低目の直流電圧上昇で停電が検知され、大きなブレ
ーキ力で高目めの直流電圧上昇で停電が検知され、結局
回生ブレーキ力の強さいかんにかかわらず、電源停電を
確実かつすみやかに検知でき、停電検知遅れによる不要
な残留動作による電圧発生も防止することができる。
電流値にて回生ブレーキの強さを検出し、この電流値に
応じてパターン作成回路にて過電圧セット値を変更し、
小電流では過電圧検出設定レベルを低く、大電流ではこ
の設定レベルを高くすることにより、小さなブレーキ力
では低目の直流電圧上昇で停電が検知され、大きなブレ
ーキ力で高目めの直流電圧上昇で停電が検知され、結局
回生ブレーキ力の強さいかんにかかわらず、電源停電を
確実かつすみやかに検知でき、停電検知遅れによる不要
な残留動作による電圧発生も防止することができる。
第１図は本発明の一実施例の回路構成図、第２図は電力
変換装置の回路構成図、第３図はパターン作成回路のパ
ターンを示すグラフ、第４図は本発明の他の実施例の回
路構成図である。 ＣＯｖ・・・コンバータ ＩＮＶ・・・インバータ ＣＴＩ、ＣＴ３・・・変流器 ＣＯ・・・コンデンサ ＶＤ・・・電圧検出器 ＣＴ２．ＣＴ４・・・電流変換回路 Ａ・・・アンド回路 ＰＴＳ・・・パターン作成回路 ｃｐ・・・比較器 ＣＭ・・・整流回路
変換装置の回路構成図、第３図はパターン作成回路のパ
ターンを示すグラフ、第４図は本発明の他の実施例の回
路構成図である。 ＣＯｖ・・・コンバータ ＩＮＶ・・・インバータ ＣＴＩ、ＣＴ３・・・変流器 ＣＯ・・・コンデンサ ＶＤ・・・電圧検出器 ＣＴ２．ＣＴ４・・・電流変換回路 Ａ・・・アンド回路 ＰＴＳ・・・パターン作成回路 ｃｐ・・・比較器 ＣＭ・・・整流回路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 交流電力を直流電力に順変換し、更にこの直流電力を再
び交流電力に逆変換して交流電動機を運転する電動機駆
動回路において、 電流検出手段と、 この検出電流に基づく電流信号を回生ブレーキ条件時の
み通すゲート回路と、 上記電流信号が大きいとき高く、小さいとき低い過電圧
検出セット値を得るパターン作成回路と、直流電圧検出
手段と、 この検出電圧と上記過電圧検出セット値とを比較し上記
検出電圧が上記過電圧検出セット値を上回ったときのみ
停電検出信号を出力する比較回路と、 を有することを特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2081201A JPH03285501A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2081201A JPH03285501A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03285501A true JPH03285501A (ja) | 1991-12-16 |
Family
ID=13739864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2081201A Pending JPH03285501A (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03285501A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2096751A4 (en) * | 2006-11-02 | 2012-06-20 | Mitsubishi Electric Corp | CONTROL DEVICE FOR AN ELECTRIC MOTOR VEHICLE |
-
1990
- 1990-03-30 JP JP2081201A patent/JPH03285501A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2096751A4 (en) * | 2006-11-02 | 2012-06-20 | Mitsubishi Electric Corp | CONTROL DEVICE FOR AN ELECTRIC MOTOR VEHICLE |
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