JPH04200202A - Driving method for de electric vehicle through voltage type vvvf inverter - Google Patents

Driving method for de electric vehicle through voltage type vvvf inverter

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JPH04200202A
JPH04200202A JP32556090A JP32556090A JPH04200202A JP H04200202 A JPH04200202 A JP H04200202A JP 32556090 A JP32556090 A JP 32556090A JP 32556090 A JP32556090 A JP 32556090A JP H04200202 A JPH04200202 A JP H04200202A
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JP
Japan
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inverter
inverters
electric vehicle
switch
voltage
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Pending
Application number
JP32556090A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Numano
沼野 稔夫
Yoshihiko Sato
芳彦 佐藤
Yoshio Maekawa
義雄 前川
Shigenori Kinoshita
木下 繁則
Kenichi Okamoto
研一 岡本
Michio Iwabori
道雄 岩堀
Naoto Yoshinori
直人 義則
Haruki Yoshikawa
春樹 吉川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
East Japan Railway Co
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
East Japan Railway Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd, East Japan Railway Co filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP32556090A priority Critical patent/JPH04200202A/en
Publication of JPH04200202A publication Critical patent/JPH04200202A/en
Pending legal-status Critical Current

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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
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/003Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to inverters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

PURPOSE:To lower fault rate and to enhance reliability by disposing a switch between inverters thereby disconnecting a faulty inverter upon occurrence of fault while furthermore forming a bypass circuit for driving a DC electric vehicle through the remaining inverters connected in series. CONSTITUTION:Upon detection of a fault in an inverter 31, open switches 51, 52 relevant to the inverter 31 function. In other words, contacts thereof switch from side A to side B to disconnect the inverter 31 while at the same time a bypass circuit 61 is formed. Since input current of inverter flows through the bypass circuit 61, a sound inverter 32 can sustain operation. Upon disconnection of the faulty inverter, input voltage to the remaining sound inverters increases to cause increase of their output and thereby output of the entire inverter system is prevented from decreasing after disconnection of the faulty inverter.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電圧形VVVF (可変電圧可変周波数)イ
ンバータによる直流電気車の駆動方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for driving a DC electric vehicle using a voltage type VVVF (variable voltage variable frequency) inverter.

[従来の技術] 出願人は、先に直流入力側で直列接続された電圧形イン
バータを提案している。
[Prior Art] The applicant has previously proposed a voltage source inverter connected in series on the DC input side.

第4図はかかる提案済み方式を示す概要図である。同図
において、lはパンタグラフ、2は開閉器やりアクドル
などからなるインバータ入力回路、31〜34は電圧形
インバータユニット、41〜44は車両駆動用電動機で
ある。インバータユニット31は例えば第5図の如く電
圧形ユニットインバータ311、入力コンデンサ312
、抵抗313および半導体チョッパ314等より構成さ
れ、他のインバータユニット32〜34も同様である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing such a proposed method. In the figure, 1 is a pantograph, 2 is an inverter input circuit consisting of a switch, an axle, etc., 31 to 34 are voltage type inverter units, and 41 to 44 are electric motors for driving the vehicle. The inverter unit 31 includes, for example, a voltage type unit inverter 311 and an input capacitor 312 as shown in FIG.
, a resistor 313, a semiconductor chopper 314, etc., and the other inverter units 32 to 34 are also similar.

このように、電圧形インバータを直列接続した場合、各
インバータの負荷(電動機)にアンバランスが生じると
、各インバータの入力電圧もアンバランスとなる。例え
ば、負荷が減少したユニットインバータの入力端子は上
昇し、場合によってはインバータが故障するおそれがあ
る。そこで、ユニットインバータの負荷電流が減少した
ときは、そのユニットインバータの直流側に接続された
半導体チョッパを動作させて負荷電流の減少分を半導体
チョッパと抵抗との直列回路に分流させ、ユニットイン
バータの入力電圧を略一定に保つようにする。
In this way, when voltage source inverters are connected in series, if the load (motor) of each inverter becomes unbalanced, the input voltage of each inverter also becomes unbalanced. For example, the input terminal of a unit inverter with a reduced load may rise, possibly causing the inverter to fail. Therefore, when the load current of a unit inverter decreases, the semiconductor chopper connected to the DC side of the unit inverter is operated to divert the decreased load current to the series circuit of the semiconductor chopper and the resistor. Try to keep the input voltage approximately constant.

〔発明が解決しようとする課題] しかしながら、このようにインバータを複数台直列に接
続した場合において、1台のインバータまたはそれに接
続された電動機が故障すると、残りのインバータ全てが
健全であってもシステム全体としては故障となる。つま
り、システムの故障率が高くなり、信転性が低下すると
いう問題がある。
[Problem to be Solved by the Invention] However, when multiple inverters are connected in series in this way, if one inverter or the motor connected to it breaks down, the system will fail even if all the remaining inverters are healthy. The overall result is a failure. In other words, there is a problem that the failure rate of the system increases and reliability decreases.

(課題を解決するための手段〕 直流の電車線から集電し電気車用電動機を駆動する電圧
形ユニットインバータを複数台その各直流入力側で直列
接続するとともに前記ユニットインバータ間にそれぞれ
スイッチを設け、ユニットインバータが故障したときは
前記スイッチにより故障インバータを切り離してバイパ
ス経路を形成し、直列接続されている残りのインバータ
にて電気車を駆動する。
(Means for solving the problem) A plurality of voltage type unit inverters that collect current from a DC overhead contact line and drive an electric car motor are connected in series on each DC input side, and a switch is provided between each of the unit inverters. When a unit inverter fails, the switch disconnects the failed inverter to form a bypass path, and the remaining inverters connected in series drive the electric vehicle.

〔作用] 直流電気車を駆動する場合、通常1車両当たりの駆動電
動機数は4であり、インバータの直列数もこれに応じて
4となっている。直流電気車の電車線電圧は一般に15
00Vなので、4直列インバータの入力電圧は375V
となる。一方、車両駆動用に使用するトランジスタイン
バータはその入力端子は700V程度使用できる。本発
明はこのようなトランジスタインバータの性能から、1
台が故障したとしてこの故障インバータを切り離して3
台としても、1台溝たりのインバータ入力電圧は500
Vで充分に使用可能であることに着目してインバータ間
にスイッチを設け、これによりインバータが故障したら
故障インバータを切り離すとともに、バイパス回路を形
成して健全インバータの電流経路を維持し、直列接続さ
れている残りのインバータにて直流電気車を駆動するこ
とにより、故障率を低減し信転性の向上を図る。
[Function] When driving a DC electric vehicle, the number of driving electric motors per vehicle is usually four, and the number of inverters connected in series is four accordingly. The contact line voltage of DC electric cars is generally 15
00V, so the input voltage of the 4 series inverter is 375V.
becomes. On the other hand, the input terminal of a transistor inverter used for driving a vehicle can use about 700V. The present invention is based on the performance of such a transistor inverter.
Assuming that the inverter has failed, disconnect this failed inverter and
Even as a stand, the inverter input voltage per groove is 500
Focusing on the fact that V can be used sufficiently, a switch is installed between the inverters.If an inverter fails, it disconnects the faulty inverter, forms a bypass circuit, maintains the current path of the healthy inverter, and connects the inverter in series. By driving the DC electric vehicle with the remaining inverter, the failure rate is reduced and reliability is improved.

(実施例〕 第1図はこの発明の実施例を示すブロック図である。同
図において、51〜5′8はインバータ開放スイッチ、
61〜64はバイパス回路である。
(Embodiment) Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In the figure, 51 to 5'8 are inverter open switches;
61 to 64 are bypass circuits.

第2図は故障インバータの開放動作を説明するだめの説
明図で、インバータ31が故障でインバータ32は健全
の場合を示している。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the opening operation of a faulty inverter, and shows a case where inverter 31 is faulty and inverter 32 is healthy.

したがって、図示されない手段にてインバータ31に故
障が発生したことが検出されると、インバータ31に関
係する開放スイッチ51.52を動作させる。その接点
は第2図の如く八個からB側に切り替わり、インバータ
31が回路から切り離される一方、バイパス回路61が
作られる。インバータ入力電流は第2図に破線で示すよ
うに流れるので、健全インバータ32は動作を継続する
ことができる。
Therefore, when it is detected by means not shown that a failure has occurred in the inverter 31, the open switches 51 and 52 related to the inverter 31 are operated. The eight contacts are switched to the B side as shown in FIG. 2, and the inverter 31 is disconnected from the circuit, while a bypass circuit 61 is created. Since the inverter input current flows as shown by the broken line in FIG. 2, the healthy inverter 32 can continue operating.

第3図は開放スイッチ数を第1図よりも減らした例であ
る。なお、71〜74が開放スイッチでその数は第1図
のものに比べて約半分となっている。
FIG. 3 is an example in which the number of open switches is reduced compared to FIG. 1. Note that 71 to 74 are open switches, and the number thereof is about half that of the one in FIG.

ここで、インバータの性能について説明する。Here, the performance of the inverter will be explained.

4台直列接続した電気車システムで、1500■直流電
気車の場合、1台を故障開放すると3台となり、1台溝
たりの入力電圧は500Vでインバータの動作上回等支
障をきたさない。
In the case of an electric car system with four 1500cm DC electric cars connected in series, if one car breaks down and is released, there will be three cars, and the input voltage per car is 500V, which will not cause any problems such as inverter operation.

次に、故障インバータの開放動作について説明する。Next, the opening operation of the failed inverter will be explained.

−Cに、インバータそのもの(含むインバータに接続さ
れた電動機)の故障検知とその保護は、従来からなされ
ている。この故障検知により入力回路2内の保護用遮断
器を動作させてインバータシステムの動作を一旦停止さ
せ、その後に故障インバータを開放スイッチにより切り
離し、残り健全インバータにて運転する。このとき、開
放スイッチは故障信号により自動的に動作するようにし
ても良く、手動で動作させることもできる。
-C, failure detection and protection of the inverter itself (including the electric motor connected to the inverter) has been conventionally performed. Upon detection of this failure, a protective circuit breaker in the input circuit 2 is operated to temporarily stop the operation of the inverter system, and then the failed inverter is disconnected by an open switch, and the remaining healthy inverters are operated. At this time, the open switch may be automatically operated in response to a failure signal, or may be operated manually.

なお、電圧形インバータとしては、電圧形PWMインバ
ータまたは電圧形方形波インバータを用いることができ
る。
Note that a voltage-type PWM inverter or a voltage-type square wave inverter can be used as the voltage-type inverter.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、インバータの入力回路に開放スイッチ
を設けるようにしたので、 1)インバータが故障しても故障インバータのみを切り
離し、他の健全インバータで運転が継続できるので、イ
ンバータシステムとしてその信軌性が著しく向上する。
According to the present invention, since an open switch is provided in the input circuit of the inverter, 1) Even if an inverter fails, only the failed inverter can be disconnected and operation can be continued with other healthy inverters, so that the inverter system can be Trajectory is significantly improved.

ii)故障インバータを切り離した後の残りの健全イン
バータの入力電圧が高くなって健全インバータの出力を
増大させることができるだけでなく故障インバータ切り
離し後のインバータシステム全体の出力の減少が少ない
。特に、車両駆動の場合、車両性能の低下が少ないので
、この効果は大きい。
ii) After the faulty inverter is disconnected, the input voltage of the remaining healthy inverters becomes higher, which not only increases the output of the healthy inverter, but also reduces the decrease in the output of the entire inverter system after the faulty inverter is disconnected. This effect is particularly great in the case of vehicle drive, since there is little deterioration in vehicle performance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例を示すブロック図、第2図は故
障インバータの開放動作を説明するための説明図、第3
図は本発明の実施例を示すブロック図、第4図は提案済
み方式を示す概要図、第5図は第4図のインバータ詳細
図である。 符号説明 1・・・パンタグラフ、2・・・入力回路、31〜34
・・・インバータ、41〜44・・・車両駆動電動機、
51〜58.71〜74・・・開放スイッチ、61〜6
4・・・バイパス回路、311・・・電圧形ユニットイ
ンバータ、312・・・入力コンデンサ、313・・・
抵抗器、314・・・半導体チョンパ。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 婁■1璽−已コ 112  図
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the opening operation of a failed inverter, and FIG.
4 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a schematic diagram showing a proposed system, and FIG. 5 is a detailed diagram of the inverter shown in FIG. 4. Code explanation 1...Pantograph, 2...Input circuit, 31-34
... Inverter, 41 to 44 ... Vehicle drive electric motor,
51-58.71-74...Open switch, 61-6
4... Bypass circuit, 311... Voltage type unit inverter, 312... Input capacitor, 313...
Resistor, 314... semiconductor chopper. Agent Patent Attorney Akira Namiki

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)直流の電車線から集電し電気車用電動機を駆動する
電圧形ユニットインバータを複数台その各直流入力側で
直列接続するとともに前記ユニットインバータ間にそれ
ぞれスイッチを設け、ユニットインバータが故障したと
きは前記スイッチにより故障インバータを切り離してバ
イパス経路を形成し、直列接続されている残りのインバ
ータにて電気車を駆動することを特徴とする電圧形VV
VFインバータによる直流電気車の駆動方法。
1) When a plurality of voltage-type unit inverters that collect current from DC overhead lines and drive motors for electric cars are connected in series on each DC input side, and a switch is provided between each of the unit inverters, when a unit inverter fails. The voltage type VV is characterized in that the switch disconnects the failed inverter to form a bypass path, and the remaining inverters connected in series drive the electric vehicle.
A method of driving a DC electric car using a VF inverter.
JP32556090A 1990-11-29 1990-11-29 Driving method for de electric vehicle through voltage type vvvf inverter Pending JPH04200202A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100644747B1 (en) * 2005-02-18 2006-11-14 문원기 Floating Shift System for Electric Vehicles
KR100679723B1 (en) * 2005-03-04 2007-02-06 문원기 Pantograph Lift Control System for Electric Vehicles
CN119527040A (en) * 2025-01-08 2025-02-28 深蓝汽车科技有限公司 Power module fault diagnosis and processing method, system, vehicle and electronic equipment

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