JPH0470850B2 - - Google Patents
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- JPH0470850B2 JPH0470850B2 JP60054535A JP5453585A JPH0470850B2 JP H0470850 B2 JPH0470850 B2 JP H0470850B2 JP 60054535 A JP60054535 A JP 60054535A JP 5453585 A JP5453585 A JP 5453585A JP H0470850 B2 JPH0470850 B2 JP H0470850B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- ground fault
- circuit
- filter capacitor
- command
- 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.)
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION 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
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/04—Cutting off the power supply under fault conditions
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電気車の制動制御装置に係り、特
に、主電動機を発電機として用い、回生制動を行
なう際の電車線地絡に対する保護装置を備えた電
気車用制動制御装置に関する。
に、主電動機を発電機として用い、回生制動を行
なう際の電車線地絡に対する保護装置を備えた電
気車用制動制御装置に関する。
回生制動付主回路チヨツパ制御装置（以下チヨ
ツパ装置と略す）の回生制動時の主回路は、第３
図に示すように構成している。図において、１は
電車線、２はパンタグラフ、３はしや断器、４は
フイルタリアクトル、５はフイルタコンデンサ、
６は回生ダイオード、７は主電動機、８は主平滑
リアクトル、９はチヨツパ、１０はゲート制御装
置、１１はフイルタコンデンサ電圧検出器、１２
は主電動機電圧検出器である。
ツパ装置と略す）の回生制動時の主回路は、第３
図に示すように構成している。図において、１は
電車線、２はパンタグラフ、３はしや断器、４は
フイルタリアクトル、５はフイルタコンデンサ、
６は回生ダイオード、７は主電動機、８は主平滑
リアクトル、９はチヨツパ、１０はゲート制御装
置、１１はフイルタコンデンサ電圧検出器、１２
は主電動機電圧検出器である。
いま、ゲート制御回路（以下ゲートと略す）１
０よりオン指令がチヨツパ９に与えられると、主
電動機７は主平滑リアクトル８を通して短絡され
る。したがつて、主電動機電流IM（この場合、制
動電流となる）が流れ、主平滑リアクトル８にエ
ネルギが貯えられる。つぎに、ゲート１０よりオ
フ指令が出されると、チヨツパ９はオフし、貯え
られたエネルギは回生ダイオード６を通して、電
車線１側に放出されるというモードにより回生が
行なわれる。
０よりオン指令がチヨツパ９に与えられると、主
電動機７は主平滑リアクトル８を通して短絡され
る。したがつて、主電動機電流IM（この場合、制
動電流となる）が流れ、主平滑リアクトル８にエ
ネルギが貯えられる。つぎに、ゲート１０よりオ
フ指令が出されると、チヨツパ９はオフし、貯え
られたエネルギは回生ダイオード６を通して、電
車線１側に放出されるというモードにより回生が
行なわれる。
第４図に回生を行なつている場合の回生電流IR
の流れを示す。ある一つの線区において、変電所
１３および１４において並列に給電されていると
する。
の流れを示す。ある一つの線区において、変電所
１３および１４において並列に給電されていると
する。
回生車１５から発生した回生電流IRは、力行し
て電力を消費している負荷車１６に流れる。も
し、変電所１３，１４、あるいは電車線１上のあ
る箇所で、地絡事故を生じたとすると、回生車１
５からの回生電流IRは事故点に向けて地絡電流Ig
となり流れ込む。また、同様なことが負荷車１６
で主電動機のフラツシユアース事故などを生じる
と、等価的な電車線地絡となり、地絡電流Igが流
れると事故が生じることになる。
て電力を消費している負荷車１６に流れる。も
し、変電所１３，１４、あるいは電車線１上のあ
る箇所で、地絡事故を生じたとすると、回生車１
５からの回生電流IRは事故点に向けて地絡電流Ig
となり流れ込む。また、同様なことが負荷車１６
で主電動機のフラツシユアース事故などを生じる
と、等価的な電車線地絡となり、地絡電流Igが流
れると事故が生じることになる。
第５図に実際の事故例を示す。電車線１におい
て、地絡事故を生じ地絡電流が生じる(A)。フイル
タコンデンサ５の電荷が放電する(C)。主電動機電
圧EMがフイルタコンデンサ５を介して地絡点に
向かつて流れる(B)。
て、地絡事故を生じ地絡電流が生じる(A)。フイル
タコンデンサ５の電荷が放電する(C)。主電動機電
圧EMがフイルタコンデンサ５を介して地絡点に
向かつて流れる(B)。
また、チヨツパ９を構成している逆導通サイリ
スタによる主サイリスタ１８、補助サイリスタ、
また転流コンデンサ２０において、フイルタコン
デンサ電圧Ecfの低下により、転流コンデンサの
放電電流が流れる(D)。これによりチヨツパ９は転
流能力（制御能力）を失い、転流失敗（短絡現
象）を生じる。これに伴い、主電動機７は、短絡
状態となり、過大電流が流れ、フラツシユオーバ
に至る。この地絡事故からフラツシユオーバまで
の時間は極めて短く、10ｍｓ程度である。
スタによる主サイリスタ１８、補助サイリスタ、
また転流コンデンサ２０において、フイルタコン
デンサ電圧Ecfの低下により、転流コンデンサの
放電電流が流れる(D)。これによりチヨツパ９は転
流能力（制御能力）を失い、転流失敗（短絡現
象）を生じる。これに伴い、主電動機７は、短絡
状態となり、過大電流が流れ、フラツシユオーバ
に至る。この地絡事故からフラツシユオーバまで
の時間は極めて短く、10ｍｓ程度である。
このため、電車線地絡を検知し、しや断器３を
動作させ、電車線１を電気的に切り離すという保
護機能をもつていても、しや断器３が動作するま
で、機械的に100ｍｓ程度を要し、本現象が発生
する10ｍｓよりも早く、保護装置が動作できな
い。
動作させ、電車線１を電気的に切り離すという保
護機能をもつていても、しや断器３が動作するま
で、機械的に100ｍｓ程度を要し、本現象が発生
する10ｍｓよりも早く、保護装置が動作できな
い。
従来、フイルタコンデンサ電圧Ecfに対し主電
動機電圧EMが近づくと、主電動機電流を絞り、
転流能力を確保する方法が知られている（特開昭
51−42919号公報）。この方法は、主電動機電流を
絞るが、チヨツパの動作そのものを止めることは
していないので、チヨツパの転流失敗に起因し
た、主電動機のフラツシユオーバ事故を回避する
ことはできない。
動機電圧EMが近づくと、主電動機電流を絞り、
転流能力を確保する方法が知られている（特開昭
51−42919号公報）。この方法は、主電動機電流を
絞るが、チヨツパの動作そのものを止めることは
していないので、チヨツパの転流失敗に起因し
た、主電動機のフラツシユオーバ事故を回避する
ことはできない。
また、本願と目的を異にする特開昭56−19303
号公報がある。これは、回生制動時、主電動機電
流の一次関数で表わされるパターン電圧よりも、
フイルタコンデンサの電圧が小さくなつた時、チ
ヨツパを停止させるという技術である。
号公報がある。これは、回生制動時、主電動機電
流の一次関数で表わされるパターン電圧よりも、
フイルタコンデンサの電圧が小さくなつた時、チ
ヨツパを停止させるという技術である。
ここで、上記技術における地絡発生時の作用を
考える。結論的には、地絡が生じた時、電動機の
フラツシユオーバは避けられない。以下にその理
由を述べる。
考える。結論的には、地絡が生じた時、電動機の
フラツシユオーバは避けられない。以下にその理
由を述べる。
いま、電車線地絡事故が生じたとすると、まず
電車線電圧が急激に低下し、それに続いて、フイ
ルタコンデンサ電圧が、ある時定数でもつて徐々
に低下する。したがつて、フイルタコンデンサ電
圧がパターン電圧より低下し、チヨツパをオフし
た時点では、すでに電動機のフラツシユオーバが
発生しているという事態となる。
電車線電圧が急激に低下し、それに続いて、フイ
ルタコンデンサ電圧が、ある時定数でもつて徐々
に低下する。したがつて、フイルタコンデンサ電
圧がパターン電圧より低下し、チヨツパをオフし
た時点では、すでに電動機のフラツシユオーバが
発生しているという事態となる。
上記従来技術は、その目的の相違のため、電動
機がフラツシユオーバに至る時間について配慮さ
れておらず、チヨツパ動作した時は、すでにフラ
ツシユオーバを起こしてしまうという問題があつ
た。
機がフラツシユオーバに至る時間について配慮さ
れておらず、チヨツパ動作した時は、すでにフラ
ツシユオーバを起こしてしまうという問題があつ
た。
本発明の目的は、回生時電車線に地絡事故が生
じた場合でも、主電動機をフラツシユオーバさせ
ない保護装置を有する電気車用制動制御装置を提
供することにある。
じた場合でも、主電動機をフラツシユオーバさせ
ない保護装置を有する電気車用制動制御装置を提
供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、回生時
電車線に地絡事故が生じた場合、電源電圧とフイ
ルタコンデンサ電圧との差が所定値以上になつた
とき、チヨツパの動作を止めるようにしたもので
ある。
電車線に地絡事故が生じた場合、電源電圧とフイ
ルタコンデンサ電圧との差が所定値以上になつた
とき、チヨツパの動作を止めるようにしたもので
ある。
〔作用〕
電源電圧は、電車線地絡と同時に電圧が下が
り、フイルタコンデンサ電圧は、ある時定数をも
つて減少する。したがつて、電車地絡時は、瞬時
に大きな電位差が生じるので、地絡を瞬時に検知
できる。
り、フイルタコンデンサ電圧は、ある時定数をも
つて減少する。したがつて、電車地絡時は、瞬時
に大きな電位差が生じるので、地絡を瞬時に検知
できる。
この瞬時の地絡検知により、チヨツパを停止さ
せれば、電動機、電車線、地絡現場と線路を介し
て比較的高インピーダンスの短絡回路は、しや断
器が動作するまで残るものの、少なくとも、チヨ
ツパを介した低インピーダンスの地絡状態を防げ
るため、電動機のフラツシユオーバを回避するこ
とができる。
せれば、電動機、電車線、地絡現場と線路を介し
て比較的高インピーダンスの短絡回路は、しや断
器が動作するまで残るものの、少なくとも、チヨ
ツパを介した低インピーダンスの地絡状態を防げ
るため、電動機のフラツシユオーバを回避するこ
とができる。
以下、本発明の実施例について、図面を参照し
て説明する。
て説明する。
第１図に、本発明の電気車用制動制御装置の一
実施例の構成を示す。
実施例の構成を示す。
本実施例は、保護装置１００を備えた電気車用
制動制御装置に適用される。
制動制御装置に適用される。
本実施例が適用される電気車は、例えば、第３
図に示すように、主電動機７と、チヨツパ（電力
変換装置）９と、フイルタコンデンサ５とを少な
くとも有し、これらにより、力行および制動制御
されるものである。なお、電気車は、後述する保
護装置１００を除いては、上述した従来のものと
同様に構成され、同様に機能する。
図に示すように、主電動機７と、チヨツパ（電力
変換装置）９と、フイルタコンデンサ５とを少な
くとも有し、これらにより、力行および制動制御
されるものである。なお、電気車は、後述する保
護装置１００を除いては、上述した従来のものと
同様に構成され、同様に機能する。
ここで、チヨツパ９は、電力変換装置として機
能するものである。電力変換装置としては、この
他、例えば、インバータ装置を用いることができ
る。
能するものである。電力変換装置としては、この
他、例えば、インバータ装置を用いることができ
る。
保護装置１００は、電車線地絡検出装置３０
と、動作停止制御装置３１とを有する。
と、動作停止制御装置３１とを有する。
電車線地絡検出装置３０は、第２図に示すよう
に、電車線電圧検出器２２と、フイルタコンデン
サ電圧検出器１１と、差電圧回路２４とを有す
る。
に、電車線電圧検出器２２と、フイルタコンデン
サ電圧検出器１１と、差電圧回路２４とを有す
る。
電車線電圧検出器２２は、パンタグラフ２を介
して、電車線１の電圧を検出する。また、フイル
タコンデンサ電圧検出器１１は、フイルタコンデ
ンサ５の端子電圧を検出する。これらの検出電圧
は、差電圧回路２４に送られる。
して、電車線１の電圧を検出する。また、フイル
タコンデンサ電圧検出器１１は、フイルタコンデ
ンサ５の端子電圧を検出する。これらの検出電圧
は、差電圧回路２４に送られる。
差電圧回路２４は、電車線電圧検出器２２で検
出された電車線電圧Elと、フイルタコンデンサ電
圧検出器１１で検出されたフイルタコンデンサ電
圧Ecfとを取り込で、これらの差電圧の絶対値｜
Ecf−El｜を求めるものである。
出された電車線電圧Elと、フイルタコンデンサ電
圧検出器１１で検出されたフイルタコンデンサ電
圧Ecfとを取り込で、これらの差電圧の絶対値｜
Ecf−El｜を求めるものである。
動作停止制御装置３１は、第１図に示すよう
に、比較回路２３と、動作停止指令回路２１とを
有する。
に、比較回路２３と、動作停止指令回路２１とを
有する。
比較回路２３は、上記差電圧と予め定めた基準
値とを取り込んで、両者を比較し、差電圧が基準
値より大きいとき、保護動作指令を出力するもの
である。
値とを取り込んで、両者を比較し、差電圧が基準
値より大きいとき、保護動作指令を出力するもの
である。
動作停止指令回路２１は、上記保護動作指令を
取り込んで、チヨツパ９の動作を停止させる指令
すなわち、チヨツパストツプ指令を出力するもの
である。
取り込んで、チヨツパ９の動作を停止させる指令
すなわち、チヨツパストツプ指令を出力するもの
である。
また、保護装置１００は、制御回路２５をさら
に備える。
に備える。
制御回路２５は、比較回路２３から出力される
動作保護指令を取り込んで、しか断器３をオフ動
作させて、電気車を電車線から電気的に切り離す
よう制御するものである。
動作保護指令を取り込んで、しか断器３をオフ動
作させて、電気車を電車線から電気的に切り離す
よう制御するものである。
次に、本実施例の動作について、さらに、説明
する。
する。
電車線電圧Elを検出器２２で検出していると、
電車線地絡が生じた時、フイルタコンデンサ電圧
Ecfは徐々に低下するが、電車線電圧Elは瞬時に
低下する。故に、差電圧｜Ecf−El｜により、電
車線の地絡を瞬時に検出できることになる。
電車線地絡が生じた時、フイルタコンデンサ電圧
Ecfは徐々に低下するが、電車線電圧Elは瞬時に
低下する。故に、差電圧｜Ecf−El｜により、電
車線の地絡を瞬時に検出できることになる。
フイルタコンデンサ電圧Ecfと電車線電圧Elの
差｜Ecf−El｜が基準値よりも高いことを、比較
回路２３で比較すると、保護動作指令が動作停止
指令回路２１および制御回路２５に送られる。こ
れを受けて、しや断器オフ指令が制御回路２５か
ら出力されるとともに、動作停止指令回路２１か
らチヨツパ９の動作を止める指令が出力される。
差｜Ecf−El｜が基準値よりも高いことを、比較
回路２３で比較すると、保護動作指令が動作停止
指令回路２１および制御回路２５に送られる。こ
れを受けて、しや断器オフ指令が制御回路２５か
ら出力されるとともに、動作停止指令回路２１か
らチヨツパ９の動作を止める指令が出力される。
このようにすることにより、第５図において、
電車線１の地絡後、これを検出して10ｍｓ以内に
チヨツパ９をオフさせることができる。このた
め、従来のように、しや断器３がオフするまでの
100ｍｓの間に、最小通流率ながらもチヨツパ９
が動作していることによる転流失敗が発生するこ
とがなくなり、主電動機７は、短絡状態となるこ
と(E)から回避することになる。
電車線１の地絡後、これを検出して10ｍｓ以内に
チヨツパ９をオフさせることができる。このた
め、従来のように、しや断器３がオフするまでの
100ｍｓの間に、最小通流率ながらもチヨツパ９
が動作していることによる転流失敗が発生するこ
とがなくなり、主電動機７は、短絡状態となるこ
と(E)から回避することになる。
この結果、主電動機７には、第５図中(B)で示す
事故電流しか流れないことになる。事故電流は、
先に示した制御容量2000KWクラスの3000Vチヨ
ツパの場合、高々1800A程度となる。これは、(B)
で示すルートの場合、主回路インピーダンスが大
きくなり、事故電流が抑制されるからである。こ
れにより、主電動機７は、フラツシユオーバに至
らずにすむことになる。
事故電流しか流れないことになる。事故電流は、
先に示した制御容量2000KWクラスの3000Vチヨ
ツパの場合、高々1800A程度となる。これは、(B)
で示すルートの場合、主回路インピーダンスが大
きくなり、事故電流が抑制されるからである。こ
れにより、主電動機７は、フラツシユオーバに至
らずにすむことになる。
本発明によれば、回生時、電車線が地絡して
も、電動機がフラツシユオーバに至る前に、素早
くチヨツパをオフすることができるので機器に損
傷を与えないよう保護が図れる。
も、電動機がフラツシユオーバに至る前に、素早
くチヨツパをオフすることができるので機器に損
傷を与えないよう保護が図れる。
第１図は本発明の一実施例の制御ブロツク図、
第２図は電車線地絡検出方式例を示す主回路接続
図、第３図は回生時のチヨツパの主回路接続図、
第４図は回生時電車線地絡が生じた場合のき電系
統図、第５図は回生時電車線地絡が生じた場合の
事故電流ルート図である。 １１……フイルタコンデンサ電圧検出器、２１
……動作停止指令経路、２２……電車線電圧検出
器、２３……比較回路、２４……差電圧回路、２
５……制御回路、３０……電車線地絡検出装置、
３１……動作停止制御装置、１００……保護装
置。
第２図は電車線地絡検出方式例を示す主回路接続
図、第３図は回生時のチヨツパの主回路接続図、
第４図は回生時電車線地絡が生じた場合のき電系
統図、第５図は回生時電車線地絡が生じた場合の
事故電流ルート図である。 １１……フイルタコンデンサ電圧検出器、２１
……動作停止指令経路、２２……電車線電圧検出
器、２３……比較回路、２４……差電圧回路、２
５……制御回路、３０……電車線地絡検出装置、
３１……動作停止制御装置、１００……保護装
置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 保護装置１００を備えた電気車用制動制御装
置であつて、 電気車は、主電動機７と、電力変換装置９と、
フイルタコンデンサ５とにより、力行および制動
制御されるものであり、 保護装置１００は、電車線地絡検出装置３０
と、動作停止制御装置３１とを有し、 電車線地絡検出装置３０は、電車線電圧検出器
２２で電車線電圧を検出し、フイルタコンデンサ
電圧検出器１１でフイルタコンデンサ電圧を検出
して、これらの差電圧を求めて出力するものであ
り、 動作停止制御装置３１は、比較回路２３と、動
作停止指令回路２１とを有し、 比較回路２３は、上記差電圧と予め定めた基準
値とを取り込んで、両者を比較し、差電圧が基準
値より大きいとき、保護動作指令を出力するもの
であり、 動作停止指令回路２１は、上記保護動作指令を
取り込んで、電力変換装置９の動作を停止させる
指令を出力するものである 電気車用制動制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、保護装置１
００は、制御回路２５をさらに備え、 制御回路２５は、動作保護指令を取り込んで、
しや断器３をオフ動作させて、電気車を電車線か
ら電気的に切り離すよう制御するものである 電気車用制動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5453585A JPS61214703A (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | 電気車用制動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5453585A JPS61214703A (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | 電気車用制動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61214703A JPS61214703A (ja) | 1986-09-24 |
| JPH0470850B2 true JPH0470850B2 (ja) | 1992-11-12 |
Family
ID=12973355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5453585A Granted JPS61214703A (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | 電気車用制動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61214703A (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53127626A (en) * | 1977-04-13 | 1978-11-08 | Hitachi Ltd | Brake controller for dc motor |
| JPS6057313B2 (ja) * | 1978-04-19 | 1985-12-14 | 株式会社日立製作所 | 直流電動機の制動制御装置 |
| JPS5653503A (en) * | 1979-09-29 | 1981-05-13 | Mitsubishi Electric Corp | Electric car control system |
-
1985
- 1985-03-20 JP JP5453585A patent/JPS61214703A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61214703A (ja) | 1986-09-24 |
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