JPH05184006A - 電気車制御装置 - Google Patents
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- JPH05184006A JPH05184006A JP94592A JP94592A JPH05184006A JP H05184006 A JPH05184006 A JP H05184006A JP 94592 A JP94592 A JP 94592A JP 94592 A JP94592 A JP 94592A JP H05184006 A JPH05184006 A JP H05184006A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 直流結合回路としてのコンデンサに残留電圧
がある場合でも、力行及び回生制動起動時の起動時間を
短縮して迅速かつスムーズに起動させる電気車制御装置
を得ることを目的とする。 【構成】 第１のフィルタ４によって平滑された直流架
線２からの電圧を降圧チョッパ６により降圧し、降圧電
圧を第２のフルタ８で平滑してインバータ９を介して誘
導電動機１０に供給する。制動時には、誘導電動機１０
の発電エネルギーをインバータ９を介して昇圧チョッパ
７で昇圧し、昇圧電圧を直流架線２に戻す。電圧検出器
１２により直流架線２の電圧を検出し、電圧検出器１３
により第２のフイルタ８のコンデンサ８ｂの電圧を検出
する。これら検出電圧に基づいて制御装置11Aにより降
圧チョッパ６及び昇圧チョッパ７の起動時通流率を制御
する。
がある場合でも、力行及び回生制動起動時の起動時間を
短縮して迅速かつスムーズに起動させる電気車制御装置
を得ることを目的とする。 【構成】 第１のフィルタ４によって平滑された直流架
線２からの電圧を降圧チョッパ６により降圧し、降圧電
圧を第２のフルタ８で平滑してインバータ９を介して誘
導電動機１０に供給する。制動時には、誘導電動機１０
の発電エネルギーをインバータ９を介して昇圧チョッパ
７で昇圧し、昇圧電圧を直流架線２に戻す。電圧検出器
１２により直流架線２の電圧を検出し、電圧検出器１３
により第２のフイルタ８のコンデンサ８ｂの電圧を検出
する。これら検出電圧に基づいて制御装置11Aにより降
圧チョッパ６及び昇圧チョッパ７の起動時通流率を制御
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電気車を速度制御す
る電気車制御装置に関し、特に力行起動時及び回生制動
起動時の速度制御を行う電気車制御装置に関するもので
ある。
る電気車制御装置に関し、特に力行起動時及び回生制動
起動時の速度制御を行う電気車制御装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図３は、例えば「電気車の科学」（電気車
研究会発行、１９９０年２月号、Vol.４３No.２、Ｐ１
５〜１９）に示された従来の電気車制御装置を示す回路
図である。同図において、１は直流架線２を介して図示
しない直流電源に接続されて直流電力を給電するパンタ
グラフ、３はパンタグラフ１を介して直流電源と以下に
説明する回路を接続又は開放するスイッチである。
研究会発行、１９９０年２月号、Vol.４３No.２、Ｐ１
５〜１９）に示された従来の電気車制御装置を示す回路
図である。同図において、１は直流架線２を介して図示
しない直流電源に接続されて直流電力を給電するパンタ
グラフ、３はパンタグラフ１を介して直流電源と以下に
説明する回路を接続又は開放するスイッチである。
【０００３】また、４はスイッチ３に接続され、リアク
トル４ａとコンデンサ４ｂでなり、入力された直流電圧
を平滑する逆Ｌ字形フィルタ、５はこのフィルタ４に接
続されて力行時にフィルタ４の出力電圧を降圧する降圧
チョッパ６と回生制動時に昇圧した電圧をフィルタ４に
出力する昇圧チョッパ７とでなる双方向性のチョッパ回
路である。８はこのチョッパ回路５に接続され、リアク
トル８ａとコンデンサ８ｂでなり、チョッパ出力を平滑
する直流結合回路、９はこの直流結合回路８に接続され
て直流結合回路８の直流出力を３相交流に変換するパル
ス幅変調インバータであり、フィルタ４、チョッパ回路
５、直列結合回路８及びインバータ９は接地されてい
る。
トル４ａとコンデンサ４ｂでなり、入力された直流電圧
を平滑する逆Ｌ字形フィルタ、５はこのフィルタ４に接
続されて力行時にフィルタ４の出力電圧を降圧する降圧
チョッパ６と回生制動時に昇圧した電圧をフィルタ４に
出力する昇圧チョッパ７とでなる双方向性のチョッパ回
路である。８はこのチョッパ回路５に接続され、リアク
トル８ａとコンデンサ８ｂでなり、チョッパ出力を平滑
する直流結合回路、９はこの直流結合回路８に接続され
て直流結合回路８の直流出力を３相交流に変換するパル
ス幅変調インバータであり、フィルタ４、チョッパ回路
５、直列結合回路８及びインバータ９は接地されてい
る。
【０００４】また、１０はインバータ９に接続されて力
行時に電気エネルギーを運動エネルギーに変換して電気
車を駆動すると共に制動時には運動エネルギーを電気エ
ネルギーに逆変換してインバータ９に出力する誘導電動
機、１１はスイッチ３を開閉制御すると共に外部から入
力される力行指令Ｐ又は制動起動指令Ｂに基づいて降圧
チョッパ６、昇圧チョッパ７及びインバータ９をスイッ
チング制御する制御装置である。
行時に電気エネルギーを運動エネルギーに変換して電気
車を駆動すると共に制動時には運動エネルギーを電気エ
ネルギーに逆変換してインバータ９に出力する誘導電動
機、１１はスイッチ３を開閉制御すると共に外部から入
力される力行指令Ｐ又は制動起動指令Ｂに基づいて降圧
チョッパ６、昇圧チョッパ７及びインバータ９をスイッ
チング制御する制御装置である。
【０００５】なお、ここでは１組のフィルタ４、チョッ
パ回路５、直流結合回路８、インバータ９及び誘導電動
機１０の接続回路を示しているが、複数組が並列接続さ
れる場合もある。
パ回路５、直流結合回路８、インバータ９及び誘導電動
機１０の接続回路を示しているが、複数組が並列接続さ
れる場合もある。
【０００６】また、上記チョッパ回路５の降圧チョッパ
６は、アノードがリアクトル４ａを介してスイッチ３に
接続された制御整流素子例えばＧＴＯサイリスタ６ａ
と、このサイリスタ６ａと直列に接続され、アノードが
接地されたダイオード６ｂとでなり、力行時に制御装置
１１により通流率制御され、フィルタ４の出力電圧を所
定電圧に下げて直流結合回路８に出力する。
６は、アノードがリアクトル４ａを介してスイッチ３に
接続された制御整流素子例えばＧＴＯサイリスタ６ａ
と、このサイリスタ６ａと直列に接続され、アノードが
接地されたダイオード６ｂとでなり、力行時に制御装置
１１により通流率制御され、フィルタ４の出力電圧を所
定電圧に下げて直流結合回路８に出力する。
【０００７】また、上記チョッパ回路５の昇圧チョッパ
７は、カソードがリアクトル４ａを介してスイッチ３に
接続され、アノードが上記サイリスタ６ａ及びダイオー
ド６ｂの接続点に接続されたダイオード７ａと、アノー
ドが上記接続点に接続され、カソードが接地されたＧＴ
Ｏサイリスタ７ｂとでなり、回生制動時に制御装置１１
により通流率制御され、直流結合回路８の出力電圧を所
定電圧に上げてフィルタ４に出力する。
７は、カソードがリアクトル４ａを介してスイッチ３に
接続され、アノードが上記サイリスタ６ａ及びダイオー
ド６ｂの接続点に接続されたダイオード７ａと、アノー
ドが上記接続点に接続され、カソードが接地されたＧＴ
Ｏサイリスタ７ｂとでなり、回生制動時に制御装置１１
により通流率制御され、直流結合回路８の出力電圧を所
定電圧に上げてフィルタ４に出力する。
【０００８】さらに、上記インバータ回路９は、低圧の
制御整流素子例えばトランジスタ９ａ及び９ｂの直列接
続体と、トランジスタ９ｃ及び９ｄの直列接続体と、ト
ランジスタ９ｅ及び９ｆの直列接続体との３相ブリッジ
接続でなり、トランジスタ９ａ、９ｃ及び９ｅのコレク
タがリアクトル８を介してチョッパ回路５の接続点に接
続され、トランジスタ９ｂ、９ｄ及び９ｆのエミッタが
接地されて、力行時に直列結合回路８からの直流出力を
可変電圧可変周波数の交流電圧に変換して誘導電動機１
０に出力することにより、電気車を速度制御する。
制御整流素子例えばトランジスタ９ａ及び９ｂの直列接
続体と、トランジスタ９ｃ及び９ｄの直列接続体と、ト
ランジスタ９ｅ及び９ｆの直列接続体との３相ブリッジ
接続でなり、トランジスタ９ａ、９ｃ及び９ｅのコレク
タがリアクトル８を介してチョッパ回路５の接続点に接
続され、トランジスタ９ｂ、９ｄ及び９ｆのエミッタが
接地されて、力行時に直列結合回路８からの直流出力を
可変電圧可変周波数の交流電圧に変換して誘導電動機１
０に出力することにより、電気車を速度制御する。
【０００９】次に、上述した従来例の動作を説明する。
まず、力行時の動作を説明する。図示しない運転台より
力行指令Ｐが制御装置１１に入力されると、制御装置１
１はスイッチ３を閉路して、直流架線２から誘導電動機
１０にエネルギーを供給する。
まず、力行時の動作を説明する。図示しない運転台より
力行指令Ｐが制御装置１１に入力されると、制御装置１
１はスイッチ３を閉路して、直流架線２から誘導電動機
１０にエネルギーを供給する。
【００１０】力行時には、直流架線２の電圧例えばＤＣ
１５００Ｖがパンタグラフ１、スイッチ３及びフィルタ
４を介してチョッパ回路５に給電される。チョッパ回路
５では、降圧チョッパ６が動作し、降圧チョッパ６は、
制御装置１１により通流率制御されてフィルタ４の出力
電圧を例えば平均値６００Ｖ程度に降圧する。
１５００Ｖがパンタグラフ１、スイッチ３及びフィルタ
４を介してチョッパ回路５に給電される。チョッパ回路
５では、降圧チョッパ６が動作し、降圧チョッパ６は、
制御装置１１により通流率制御されてフィルタ４の出力
電圧を例えば平均値６００Ｖ程度に降圧する。
【００１１】降圧チョッパ６の通流率は、サイリスタ６
ａの導通時間比率を決定するもので、コンデンサ４ｂの
電圧をＥＳ、降圧チョッパ６の出力電圧の目標値をＥFC
とすると、降圧チョッパ６の通流率αは、α＝ＥFC／Ｅ
Ｓに制御される。
ａの導通時間比率を決定するもので、コンデンサ４ｂの
電圧をＥＳ、降圧チョッパ６の出力電圧の目標値をＥFC
とすると、降圧チョッパ６の通流率αは、α＝ＥFC／Ｅ
Ｓに制御される。
【００１２】制御装置１１は、上述した通流率αを演算
して通流率αをスイッチング状態制御信号ＧON1Pに変換
し、スイッチング状態制御信号ＧON1Pにより降圧チョッ
パ６のサイリスタ６ａにスイッチングを指令する。そし
て、降圧チョッパ６の出力は、直流結合回路８に入力さ
れて直流平滑され、インバータ９の入力となる。
して通流率αをスイッチング状態制御信号ＧON1Pに変換
し、スイッチング状態制御信号ＧON1Pにより降圧チョッ
パ６のサイリスタ６ａにスイッチングを指令する。そし
て、降圧チョッパ６の出力は、直流結合回路８に入力さ
れて直流平滑され、インバータ９の入力となる。
【００１３】インバータ回路９は、制御装置１１により
スイッチング制御され、直流結合回路８の直流出力を可
変電圧可変周波数の交流電圧に変換して誘導電動機１０
に供給する。これにより、誘導電動機１０が可変速制御
される。
スイッチング制御され、直流結合回路８の直流出力を可
変電圧可変周波数の交流電圧に変換して誘導電動機１０
に供給する。これにより、誘導電動機１０が可変速制御
される。
【００１４】次に、回生制動時の動作を説明する。運転
台より制動起動指令Ｂが入力されると、制御装置１１は
スイッチ３を閉路して誘導電動機１０を発電機とし動作
させ、運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、その
電気エネルギーはインバータ９を介して直流結合回路８
に入力される。直流結合回路８は、コンデンサ８ｂの充
電による出力電圧をチョッパ回路５に出力する。
台より制動起動指令Ｂが入力されると、制御装置１１は
スイッチ３を閉路して誘導電動機１０を発電機とし動作
させ、運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、その
電気エネルギーはインバータ９を介して直流結合回路８
に入力される。直流結合回路８は、コンデンサ８ｂの充
電による出力電圧をチョッパ回路５に出力する。
【００１５】チョッパ回路５では、昇圧チョッパ７が動
作し、昇圧チョッパ７は、制御装置１１により通流率制
御されて、直流結合回路８の出力電圧を例えばＤＣ１５
００Ｖに昇圧する。ここで、昇圧チョッパ７の通流率β
は、β＝１−（ＥFC／ＥＳ）に制御される。
作し、昇圧チョッパ７は、制御装置１１により通流率制
御されて、直流結合回路８の出力電圧を例えばＤＣ１５
００Ｖに昇圧する。ここで、昇圧チョッパ７の通流率β
は、β＝１−（ＥFC／ＥＳ）に制御される。
【００１６】制御装置１１は、上述した通流率βを演算
し通流率βをスイッチング状態制御信号ＧON2Bに変換
し、スイッチング状態制御信号ＧON2Bにより昇圧チョッ
パ７のサイリスタ７ｂにスイッチングを指令する。そし
て、チョッパ回路５の出力は、フィルタ４、スイッチ
３、パンタグラフ１及び直流架線２を介して直流電源に
回生される。
し通流率βをスイッチング状態制御信号ＧON2Bに変換
し、スイッチング状態制御信号ＧON2Bにより昇圧チョッ
パ７のサイリスタ７ｂにスイッチングを指令する。そし
て、チョッパ回路５の出力は、フィルタ４、スイッチ
３、パンタグラフ１及び直流架線２を介して直流電源に
回生される。
【００１７】このように、直流架線２の電圧に対して降
圧チョッパ６及び昇圧チョッパ７を用いることにより、
コンデンサ８ｂの電圧を低く押えている。
圧チョッパ６及び昇圧チョッパ７を用いることにより、
コンデンサ８ｂの電圧を低く押えている。
【００１８】ここで、制御装置１１による降圧チョッパ
６及び昇圧チョッパ７のそれぞれ力行起動時及び回生制
動起動時の動作を図４について説明する。時刻ｔ１の力
行（又は回生制動）起動時には、通流率を図４(ａ)に示
すように所定の指数関数などに従って目標値まで立ち上
げてソフトスタートする。降圧チョッパ６又は昇圧チョ
ッパ７が制御され、その出力が図４(ｃ)のように、通流
率に従って目標値まで立ち上がり、目標値６００Ｖにさ
れる。コンデンサ８ｂに残留電圧がない場合には、コン
デンサ８ｂの充電はほぼ時刻ｔ１に開始される。
６及び昇圧チョッパ７のそれぞれ力行起動時及び回生制
動起動時の動作を図４について説明する。時刻ｔ１の力
行（又は回生制動）起動時には、通流率を図４(ａ)に示
すように所定の指数関数などに従って目標値まで立ち上
げてソフトスタートする。降圧チョッパ６又は昇圧チョ
ッパ７が制御され、その出力が図４(ｃ)のように、通流
率に従って目標値まで立ち上がり、目標値６００Ｖにさ
れる。コンデンサ８ｂに残留電圧がない場合には、コン
デンサ８ｂの充電はほぼ時刻ｔ１に開始される。
【００１９】しかし、時刻ｔ１の起動時に、図４(ｂ)に
示すようにコンデンサ８ｂに残留電圧Ｖ０がある場合に
は、図４(ａ)のような通流率の立ち上げでは降圧チョッ
パ６の出力電圧（又は昇圧チョッパの入力電圧）はまだ
０Ｖでありコンデンサ８ｂの残留電圧Ｖ０よりも小さい
ので、コンデンサ８ｂは放電する。続いて時刻ｔ２で、
降圧チョッパ６の出力電圧とコンデンサ８ｂの電圧とが
Ｖ１で等しくなり、コンデンサ８ｂが目標値まで充電を
開始する。なお、時刻ｔ１〜ｔ２間では、例えば降圧チ
ョッパ６の起動時の通流率≦(コンデンサ８ｂの残留電
圧Ｖ０／ＥＳ)である。
示すようにコンデンサ８ｂに残留電圧Ｖ０がある場合に
は、図４(ａ)のような通流率の立ち上げでは降圧チョッ
パ６の出力電圧（又は昇圧チョッパの入力電圧）はまだ
０Ｖでありコンデンサ８ｂの残留電圧Ｖ０よりも小さい
ので、コンデンサ８ｂは放電する。続いて時刻ｔ２で、
降圧チョッパ６の出力電圧とコンデンサ８ｂの電圧とが
Ｖ１で等しくなり、コンデンサ８ｂが目標値まで充電を
開始する。なお、時刻ｔ１〜ｔ２間では、例えば降圧チ
ョッパ６の起動時の通流率≦(コンデンサ８ｂの残留電
圧Ｖ０／ＥＳ)である。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】従来の電気車制御装置
は上述したように構成されているので、力行起動時及び
回生制動起動時にコンデンサ８ｂに残留電圧がある場合
には、降圧チョッパ６の出力電圧又は昇圧チョッパ７の
入力電圧がコンデンサ８ｂの残留電圧と等しくなるまで
コンデンサ８ｂが放電するので、コンデンサ８ｂの充電
が遅れ、起動時間が長くなる。そのため、迅速かつスム
ーズに起動することができないという問題点があった。
は上述したように構成されているので、力行起動時及び
回生制動起動時にコンデンサ８ｂに残留電圧がある場合
には、降圧チョッパ６の出力電圧又は昇圧チョッパ７の
入力電圧がコンデンサ８ｂの残留電圧と等しくなるまで
コンデンサ８ｂが放電するので、コンデンサ８ｂの充電
が遅れ、起動時間が長くなる。そのため、迅速かつスム
ーズに起動することができないという問題点があった。
【００２１】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、起動時に、直流結合回路のコン
デンサに残留電圧がある場合でも、力行起動時及び回生
制動起動時の起動時間を短縮して、迅速かつスムーズに
起動することができる電気車制御装置を得ることを目的
とする。
ためになされたもので、起動時に、直流結合回路のコン
デンサに残留電圧がある場合でも、力行起動時及び回生
制動起動時の起動時間を短縮して、迅速かつスムーズに
起動することができる電気車制御装置を得ることを目的
とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電気車制
御装置は、直流架線の電圧を検出する第１の電圧検出器
と、直流結合回路の出力端電圧を検出する第２の電圧検
出器と、上記第１と第２の検出電圧に基づいてフィルタ
と上記直流結合回路間に設けられた電力変換器の起動時
通流率を制御する制御装置とを備えたものである。
御装置は、直流架線の電圧を検出する第１の電圧検出器
と、直流結合回路の出力端電圧を検出する第２の電圧検
出器と、上記第１と第２の検出電圧に基づいてフィルタ
と上記直流結合回路間に設けられた電力変換器の起動時
通流率を制御する制御装置とを備えたものである。
【００２３】
【作用】この発明においては、制御装置によって、第１
の電圧検出器で検出された直流架線の検出電圧と第２の
検出器で検出された直流結合回路の出力端電圧とに基づ
いて電力変換器の起動時通流率を制御することにより、
直流結合回路に残留電圧がある場合でも力行及び回生制
動を迅速かつスムーズに起動する。
の電圧検出器で検出された直流架線の検出電圧と第２の
検出器で検出された直流結合回路の出力端電圧とに基づ
いて電力変換器の起動時通流率を制御することにより、
直流結合回路に残留電圧がある場合でも力行及び回生制
動を迅速かつスムーズに起動する。
【００２４】
【実施例】実施例１．図１は、この発明の実施例１を示
す回路図である。同図において、１〜１０は図３に示し
たもの同様であり、１２はパンタグラフ１に接続され、
一端が接地されて、直流架線２の電圧を検出する第１の
電圧検出器、１３はコンデンサ８ｂに並列に接続されて
コンデンサ８ｂの電圧を検出する第２の電圧検出器であ
る。
す回路図である。同図において、１〜１０は図３に示し
たもの同様であり、１２はパンタグラフ１に接続され、
一端が接地されて、直流架線２の電圧を検出する第１の
電圧検出器、１３はコンデンサ８ｂに並列に接続されて
コンデンサ８ｂの電圧を検出する第２の電圧検出器であ
る。
【００２５】また、11Aは図３の制御装置１１に替えて
備えられた制御装置で、スイッチ３を開閉制御し、第２
の電力変換器としてのインバータ９をスイッチング制御
すると共に、上記電圧検出器１２及び１３の検出電圧に
基づいて第１の電力変換器としてのチョッパ回路５を構
成する降圧チョッパ６及び昇圧チョッパ７の起動時通流
率を制御する。
備えられた制御装置で、スイッチ３を開閉制御し、第２
の電力変換器としてのインバータ９をスイッチング制御
すると共に、上記電圧検出器１２及び１３の検出電圧に
基づいて第１の電力変換器としてのチョッパ回路５を構
成する降圧チョッパ６及び昇圧チョッパ７の起動時通流
率を制御する。
【００２６】次に、上述した実施例１の動作を説明す
る。図示しない運転台より、制御装置11Aに、力行時に
は力行指令Ｐが入力され、回生制動時には制動起動指令
Ｂが入力される。これにより、制御装置11Aはスイッチ
３を閉路して回路を構成する。
る。図示しない運転台より、制御装置11Aに、力行時に
は力行指令Ｐが入力され、回生制動時には制動起動指令
Ｂが入力される。これにより、制御装置11Aはスイッチ
３を閉路して回路を構成する。
【００２７】力行時には、直流電源が直流架線２、パン
タグラフ１及びフィルタ４を介してチョッパ回路５に給
電される。チョッパ回路５では、降圧チョッパ６が制御
装置11Aにより通流率制御され、フィルタ４の出力電圧
を降圧する。降圧された電圧は、直流結合回路８及びイ
ンバータ９を介して誘導電動機１０に供給される。
タグラフ１及びフィルタ４を介してチョッパ回路５に給
電される。チョッパ回路５では、降圧チョッパ６が制御
装置11Aにより通流率制御され、フィルタ４の出力電圧
を降圧する。降圧された電圧は、直流結合回路８及びイ
ンバータ９を介して誘導電動機１０に供給される。
【００２８】また、回生制動時には、誘導電動機１０で
発生した電気エネルギーが、インバータ９及び直流結合
回路８を介してチョッパ回路５に入力される。チョッパ
回路５では、昇圧チョッパ７が動作し、昇圧チョッパ７
は、制御装置11Aにより通流率制御されて、直流結合回
路８の出力電圧を昇圧する。昇圧された電圧は、フィル
タ４、スイッチ３、パンタグラフ１及び直流架線２を介
して直流電源に回生される。
発生した電気エネルギーが、インバータ９及び直流結合
回路８を介してチョッパ回路５に入力される。チョッパ
回路５では、昇圧チョッパ７が動作し、昇圧チョッパ７
は、制御装置11Aにより通流率制御されて、直流結合回
路８の出力電圧を昇圧する。昇圧された電圧は、フィル
タ４、スイッチ３、パンタグラフ１及び直流架線２を介
して直流電源に回生される。
【００２９】また、電圧検出器１は直流架線２の電圧Ｅ
SOを常時検出し、電圧検出器１３はコンデンサ８ｂの電
圧ＥFCOを常時検出する。
SOを常時検出し、電圧検出器１３はコンデンサ８ｂの電
圧ＥFCOを常時検出する。
【００３０】ここで、制御装置11Aの起動時通流率制御
を説明する。制御装置11Aは、上記電圧ＥSOと上記電圧
ＥFC0とに基づいて降圧チョッパ６の起動時通流率α０
及び昇圧チョッパ７の起動時通流率β０を、それぞれ、
α０＝ＥFC０／ＥS0、β０＝１−（ＥFCO／ＥSO）と演
算する。
を説明する。制御装置11Aは、上記電圧ＥSOと上記電圧
ＥFC0とに基づいて降圧チョッパ６の起動時通流率α０
及び昇圧チョッパ７の起動時通流率β０を、それぞれ、
α０＝ＥFC０／ＥS0、β０＝１−（ＥFCO／ＥSO）と演
算する。
【００３１】従って、起動時には、起動時通流率α０及
びβ０はコンデンサ８ｂの残留電圧に依存する値にな
る。このため、時刻ｔ１の力行（又は回生制動）起動時
に、図２(ｂ)に示すようにコンデンサ８ｂに残留電圧Ｖ
０がある場合には、図２(ａ)に示す起動時通流率α
０(又はβ０)は残留電圧Ｖ０に基づいて演算されるの
で、時刻ｔ１での降圧チョッパ６の出力電圧（又は昇圧
チョッパ７の入力電圧）は、図２(Ｃ)に示すように残留
電圧Ｖ０と等しくなる。これにより、コンデンサ８ｂの
充電がすぐに開始される。
びβ０はコンデンサ８ｂの残留電圧に依存する値にな
る。このため、時刻ｔ１の力行（又は回生制動）起動時
に、図２(ｂ)に示すようにコンデンサ８ｂに残留電圧Ｖ
０がある場合には、図２(ａ)に示す起動時通流率α
０(又はβ０)は残留電圧Ｖ０に基づいて演算されるの
で、時刻ｔ１での降圧チョッパ６の出力電圧（又は昇圧
チョッパ７の入力電圧）は、図２(Ｃ)に示すように残留
電圧Ｖ０と等しくなる。これにより、コンデンサ８ｂの
充電がすぐに開始される。
【００３２】なお、起動後の定常的な動作は従来例と同
じである。
じである。
【００３３】上述した通り、実施例１は、直流架線２の
電圧ＥS0を検出する電圧検出器１２及びコンデンサ８ｂ
の電圧ＥFC0を検出する電圧検出器１３を備え、制御装
置11Aにより、電圧ＥSO及びＥFCOに基づいてチョッパ回
路５の起動時通流率を制御することにより、力行時の降
圧チョッパ６の出力電圧又は回生制動時の昇圧チョッパ
７の入力電圧はコンデンサ８ｂの電圧と等しくなるの
で、コンデンサ８ｂに残留電圧Ｖ０がある場合でも、コ
ンデンサ８ｂの充電が遅れることがない。そのため、起
動時間が短縮されて、迅速かつスムーズに起動すること
ができる。
電圧ＥS0を検出する電圧検出器１２及びコンデンサ８ｂ
の電圧ＥFC0を検出する電圧検出器１３を備え、制御装
置11Aにより、電圧ＥSO及びＥFCOに基づいてチョッパ回
路５の起動時通流率を制御することにより、力行時の降
圧チョッパ６の出力電圧又は回生制動時の昇圧チョッパ
７の入力電圧はコンデンサ８ｂの電圧と等しくなるの
で、コンデンサ８ｂに残留電圧Ｖ０がある場合でも、コ
ンデンサ８ｂの充電が遅れることがない。そのため、起
動時間が短縮されて、迅速かつスムーズに起動すること
ができる。
【００３４】実施例２．上記実施例１では、チョッパ回
路の制御整流素子としてＧＴＯサイリスタを用いたが、
他のスイッチング素子を用いても同様の効果が得られ
る。
路の制御整流素子としてＧＴＯサイリスタを用いたが、
他のスイッチング素子を用いても同様の効果が得られ
る。
【００３５】実施例３．上記実施例１では、誘導電動機
を用いているが、直流電動機を用いても同様の効果が得
られる。
を用いているが、直流電動機を用いても同様の効果が得
られる。
【００３６】
【発明の効果】この発明は、以上説明したとおり、直流
架線の電圧を検出する第１の電圧検出器と、直流結合回
路の出力端電圧を検出する第２の電圧検出器と、上記第
１と第２の電圧検出器の検出電圧に基づいてフィルタと
直流結合回路間に設けられた電力変換器の起動時通流率
を制御する制御装置とを備えたことによって、直流結合
回路に残留電圧がある場合でも、起動時間が短縮され
て、迅速かつスムーズに起動することができるという効
果を奏する。
架線の電圧を検出する第１の電圧検出器と、直流結合回
路の出力端電圧を検出する第２の電圧検出器と、上記第
１と第２の電圧検出器の検出電圧に基づいてフィルタと
直流結合回路間に設けられた電力変換器の起動時通流率
を制御する制御装置とを備えたことによって、直流結合
回路に残留電圧がある場合でも、起動時間が短縮され
て、迅速かつスムーズに起動することができるという効
果を奏する。
【図１】この発明の実施例１を示す回路図である。
【図２】この発明の実施例１の動作を説明するための波
形図である。
形図である。
【図３】従来の電気車制御装置を示す回路図である。
【図４】従来の電気車制御装置の動作を説明するための
波形図である。
波形図である。
２ 直流架線 ５ チョッパ回路 ６ 降圧チョッパ ７ 昇圧チョッパ ８ 直流結合回路 ９ インバータ １０ 誘導電動機 １１Ａ 制御装置 １２ 電圧検出器 １３ 電圧検出器
【手続補正書】
【提出日】平成４年９月９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 電気車制御装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電気車を速度制御す
る電気車制御装置に関し、特に力行起動時及び回生制動
起動時の速度制御を行う電気車制御装置に関するもので
ある。
る電気車制御装置に関し、特に力行起動時及び回生制動
起動時の速度制御を行う電気車制御装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図３は、例えば「電気車の科学」（電気車
研究会発行、１９９０年２月号、Vol.４３No.２、Ｐ１
５〜１９）に示された従来の電気車制御装置を示す回路
図である。同図において、１は直流架線２を介して図示
しない直流電源に接続されて直流電力を給電するパンタ
グラフ、３はパンタグラフ１を介して直流電源と以下に
説明する回路を接続又は開放するスイッチである。
研究会発行、１９９０年２月号、Vol.４３No.２、Ｐ１
５〜１９）に示された従来の電気車制御装置を示す回路
図である。同図において、１は直流架線２を介して図示
しない直流電源に接続されて直流電力を給電するパンタ
グラフ、３はパンタグラフ１を介して直流電源と以下に
説明する回路を接続又は開放するスイッチである。
【０００３】また、４はスイッチ３に接続され、リアク
トル４ａとコンデンサ４ｂでなり、入力された直流電圧
を平滑する第１の逆Ｌ字形フィルタ、５はこの第１のフ
ィルタ４に接続されて第１のフィルタ４の出力電圧を降
圧するＧＴＯサイリスタなどの制御整流素子から成る降
圧チョッパ６と回生制動時に昇圧した電圧を第１のフィ
ルタ４に出力するＧＴＯサイリスタなどの制御整流素子
から成る昇圧チョッパ７とでなる双方向性のチョッパ回
路である。８はこのチョッパ回路５に接続され、チョッ
パ出力を平滑する平滑リアクトル８ａと直流電圧を安定
化させる直流結合回路としてのコンデンサ８ｂで成る第
２の逆Ｌ字形フィルタ、９はこの第２のフィルタ８のコ
ンデンサ８ｂに接続されて直流電圧を３相交流に変換す
るパルス幅変調インバータである。
トル４ａとコンデンサ４ｂでなり、入力された直流電圧
を平滑する第１の逆Ｌ字形フィルタ、５はこの第１のフ
ィルタ４に接続されて第１のフィルタ４の出力電圧を降
圧するＧＴＯサイリスタなどの制御整流素子から成る降
圧チョッパ６と回生制動時に昇圧した電圧を第１のフィ
ルタ４に出力するＧＴＯサイリスタなどの制御整流素子
から成る昇圧チョッパ７とでなる双方向性のチョッパ回
路である。８はこのチョッパ回路５に接続され、チョッ
パ出力を平滑する平滑リアクトル８ａと直流電圧を安定
化させる直流結合回路としてのコンデンサ８ｂで成る第
２の逆Ｌ字形フィルタ、９はこの第２のフィルタ８のコ
ンデンサ８ｂに接続されて直流電圧を３相交流に変換す
るパルス幅変調インバータである。
【０００４】また、１０はインバータ９に接続されて力
行時に電気エネルギーを運動エネルギーに変換して電気
車を駆動すると共に制動時には運動エネルギーを電気エ
ネルギーに逆変換してインバータ９に出力する誘導電動
機、１１はスイッチ３を開閉制御すると共に外部から入
力される力行指令Ｐ又は制動指令Ｂに基づいて降圧チョ
ッパ６、昇圧チョッパ７及びインバータ９を構成する制
御整流素子のスイッチング状態を制御する制御装置であ
る。
行時に電気エネルギーを運動エネルギーに変換して電気
車を駆動すると共に制動時には運動エネルギーを電気エ
ネルギーに逆変換してインバータ９に出力する誘導電動
機、１１はスイッチ３を開閉制御すると共に外部から入
力される力行指令Ｐ又は制動指令Ｂに基づいて降圧チョ
ッパ６、昇圧チョッパ７及びインバータ９を構成する制
御整流素子のスイッチング状態を制御する制御装置であ
る。
【０００５】なお、ここでは１組の第１のフィルタ４、
チョッパ回路５、第２のフィルタ８、インバータ９及び
誘導電動機１０の接続回路を示しているが、複数組が並
列接続される場合もある。
チョッパ回路５、第２のフィルタ８、インバータ９及び
誘導電動機１０の接続回路を示しているが、複数組が並
列接続される場合もある。
【０００６】また、上記チョッパ回路５の降圧チョッパ
６は、アノードがコンデンサ４ｂの正極側に接続された
制御整流素子例えばＧＴＯサイリスタ６ａと、このＧＴ
Ｏサイリスタ６ａと直列に接続され、アノードがコンデ
ンサ４ｂの負極側に接続されたダイオード６ｂとでな
り、制御装置１１により通流率制御され、第１のフィル
タ４の出力電圧を所定電圧に下げて第２のフィルタ８に
出力する。
６は、アノードがコンデンサ４ｂの正極側に接続された
制御整流素子例えばＧＴＯサイリスタ６ａと、このＧＴ
Ｏサイリスタ６ａと直列に接続され、アノードがコンデ
ンサ４ｂの負極側に接続されたダイオード６ｂとでな
り、制御装置１１により通流率制御され、第１のフィル
タ４の出力電圧を所定電圧に下げて第２のフィルタ８に
出力する。
【０００７】また、上記チョッパ回路５の昇圧チョッパ
７は、カソードがコンデンサ４ｂの正極側に接続され、
アノードが上記ＧＴＯサイリスタ６ａ及びダイオード６
ｂの接続点に接続されたダイオード７ａと、アノードが
上記接続点に接続され、カソードがコンデンサ４ｂの負
極側に接続されたＧＴＯサイリスタ７ｂとでなり、回生
制動時に制御装置１１により通流率制御され、コンデン
サ８ｂの電圧を直流電源電圧に上げて第１のフィルタ４
に出力する。
７は、カソードがコンデンサ４ｂの正極側に接続され、
アノードが上記ＧＴＯサイリスタ６ａ及びダイオード６
ｂの接続点に接続されたダイオード７ａと、アノードが
上記接続点に接続され、カソードがコンデンサ４ｂの負
極側に接続されたＧＴＯサイリスタ７ｂとでなり、回生
制動時に制御装置１１により通流率制御され、コンデン
サ８ｂの電圧を直流電源電圧に上げて第１のフィルタ４
に出力する。
【０００８】さらに、上記インバータ回路９は、低圧の
制御整流素子例えばトランジスタの３相ブリッジ接続で
なり、力行時にコンデンサ８ｂの電圧を可変電圧可変周
波数の交流電圧に変換して誘導電動機１０に出力するこ
とにより、電気車を速度制御する。
制御整流素子例えばトランジスタの３相ブリッジ接続で
なり、力行時にコンデンサ８ｂの電圧を可変電圧可変周
波数の交流電圧に変換して誘導電動機１０に出力するこ
とにより、電気車を速度制御する。
【０００９】次に、上述した従来例の動作を説明する。
まず、力行時の動作を説明する。図示しない運転台より
力行指令Ｐが制御装置１１に入力されると、制御装置１
１はスイッチ３を閉路して回路を構成する。
まず、力行時の動作を説明する。図示しない運転台より
力行指令Ｐが制御装置１１に入力されると、制御装置１
１はスイッチ３を閉路して回路を構成する。
【００１０】直流架線２の電圧例えばＤＣ１５００Ｖが
パンタグラフ１、スイッチ３及びフィルタ４を介してチ
ョッパ回路５に給電される。力行時には、直流架線２か
ら誘導電動機１０にエネルギーを供給するため、チョッ
パ回路５では、降圧チョッパ６が動作し、降圧チョッパ
６は、制御装置１１により通流率制御されてフィルタ４
の出力電圧を例えば平均値６００Ｖ程度に降圧する。
パンタグラフ１、スイッチ３及びフィルタ４を介してチ
ョッパ回路５に給電される。力行時には、直流架線２か
ら誘導電動機１０にエネルギーを供給するため、チョッ
パ回路５では、降圧チョッパ６が動作し、降圧チョッパ
６は、制御装置１１により通流率制御されてフィルタ４
の出力電圧を例えば平均値６００Ｖ程度に降圧する。
【００１１】降圧チョッパ６の通流率は、ＧＴＯサイリ
スタ６ａの導通時間比率を決定するもので、コンデンサ
４ｂの電圧をＥＳ、降圧チョッパ６の出力電圧の目標値
をＥFCとすると、降圧チョッパ６の通流率αは、α＝Ｅ
FC／ＥＳに制御される。
スタ６ａの導通時間比率を決定するもので、コンデンサ
４ｂの電圧をＥＳ、降圧チョッパ６の出力電圧の目標値
をＥFCとすると、降圧チョッパ６の通流率αは、α＝Ｅ
FC／ＥＳに制御される。
【００１２】制御装置１１は、上述した通流率αを演算
して通流率αをスイッチング状態制御信号ＧON1Pに変換
し、スイッチング状態制御信号ＧON1Pにより降圧チョッ
パ６のＧＴＯサイリスタ６ａにスイッチングを指令す
る。そして、降圧チョッパ６の出力は、第２のフィルタ
８に入力されて直流平滑され、インバータ９の入力とな
る。
して通流率αをスイッチング状態制御信号ＧON1Pに変換
し、スイッチング状態制御信号ＧON1Pにより降圧チョッ
パ６のＧＴＯサイリスタ６ａにスイッチングを指令す
る。そして、降圧チョッパ６の出力は、第２のフィルタ
８に入力されて直流平滑され、インバータ９の入力とな
る。
【００１３】インバータ回路９は、制御装置１１により
スイッチング制御され、コンデンサ８ｂの電圧を可変電
圧可変周波数の交流電圧に変換して誘導電動機１０に供
給する。これにより、誘導電動機１０が可変速制御され
る。
スイッチング制御され、コンデンサ８ｂの電圧を可変電
圧可変周波数の交流電圧に変換して誘導電動機１０に供
給する。これにより、誘導電動機１０が可変速制御され
る。
【００１４】次に、回生制動時の動作を説明する。運転
台より制動指令Ｂが入力されると、制御装置１１はスイ
ッチ３を閉路して力行時と同様に回路を構成する。誘導
電動機１０は発電機として動作し、運動エネルギーを電
気エネルギーに変換し、その電気エネルギーはインバー
タ９を介してコンデンサ８ｂに入力される。
台より制動指令Ｂが入力されると、制御装置１１はスイ
ッチ３を閉路して力行時と同様に回路を構成する。誘導
電動機１０は発電機として動作し、運動エネルギーを電
気エネルギーに変換し、その電気エネルギーはインバー
タ９を介してコンデンサ８ｂに入力される。
【００１５】チョッパ回路５では、回生制動の立ち上げ
時のみ降圧チョッパ６により励磁電流が供給され、その
後昇圧チョッパ７が動作し、昇圧チョッパ７は、制御装
置１１により通流率制御されて、コンデンサ８ｂの電圧
を例えばＤＣ１５００Ｖに昇圧する。ここで、昇圧チョ
ッパ７の通流率βは、β＝１−（ＥFC／ＥＳ）に制御さ
れる。
時のみ降圧チョッパ６により励磁電流が供給され、その
後昇圧チョッパ７が動作し、昇圧チョッパ７は、制御装
置１１により通流率制御されて、コンデンサ８ｂの電圧
を例えばＤＣ１５００Ｖに昇圧する。ここで、昇圧チョ
ッパ７の通流率βは、β＝１−（ＥFC／ＥＳ）に制御さ
れる。
【００１６】制御装置１１は、上述した通流率βを演算
し通流率βをスイッチング状態制御信号ＧON2Bに変換
し、スイッチング状態制御信号ＧON2Bにより昇圧チョッ
パ７のＧＴＯサイリスタ７ｂにスイッチングを指令す
る。そして、チョッパ回路５の出力は、フィルタ４、ス
イッチ３、パンタグラフ１及び直流架線２を介して直流
電源に回生される。
し通流率βをスイッチング状態制御信号ＧON2Bに変換
し、スイッチング状態制御信号ＧON2Bにより昇圧チョッ
パ７のＧＴＯサイリスタ７ｂにスイッチングを指令す
る。そして、チョッパ回路５の出力は、フィルタ４、ス
イッチ３、パンタグラフ１及び直流架線２を介して直流
電源に回生される。
【００１７】このように、直流架線２の電圧に対して降
圧チョッパ６及び昇圧チョッパ７を用いることにより、
コンデンサ８ｂの電圧を低く押えている。
圧チョッパ６及び昇圧チョッパ７を用いることにより、
コンデンサ８ｂの電圧を低く押えている。
【００１８】ここで、制御装置１１による降圧チョッパ
６及び昇圧チョッパ７のそれぞれ力行起動時及び回生制
動起動時の動作を図４について説明する。時刻ｔ１の力
行（又は回生制動）起動時には、通流率を図４(ａ)に示
すように所定の指数関数などに従って目標値まで立ち上
げてソフトスタートする。降圧チョッパ６が制御され、
その出力が図４(ｃ)のように、通流率に従って目標値ま
で立ち上がり、目標値６００Ｖにされる。コンデンサ８
ｂに残留電圧がない場合には、コンデンサ８ｂの充電は
ほぼ時刻ｔ１に開始される。
６及び昇圧チョッパ７のそれぞれ力行起動時及び回生制
動起動時の動作を図４について説明する。時刻ｔ１の力
行（又は回生制動）起動時には、通流率を図４(ａ)に示
すように所定の指数関数などに従って目標値まで立ち上
げてソフトスタートする。降圧チョッパ６が制御され、
その出力が図４(ｃ)のように、通流率に従って目標値ま
で立ち上がり、目標値６００Ｖにされる。コンデンサ８
ｂに残留電圧がない場合には、コンデンサ８ｂの充電は
ほぼ時刻ｔ１に開始される。
【００１９】しかし、時刻ｔ１の起動時に、図４(ｂ)に
示すようにコンデンサ８ｂに残留電圧Ｖ０がある場合に
は、図４(ａ)のような通流率の立ち上げでは降圧チョッ
パ６の出力電圧はまだ０Ｖでありコンデンサ８ｂの残留
電圧Ｖ０よりも小さいので、コンデンサ８ｂは放電す
る。続いて時刻ｔ２で、降圧チョッパ６の出力電圧とコ
ンデンサ８ｂの電圧とがＶ１で等しくなり、コンデンサ
８ｂが目標値まで充電を開始する。なお、時刻ｔ１〜ｔ
２間では、例えば降圧チョッパ６の起動時の通流率≦
(コンデンサ８ｂの残留電圧Ｖ０／ＥＳ)である。
示すようにコンデンサ８ｂに残留電圧Ｖ０がある場合に
は、図４(ａ)のような通流率の立ち上げでは降圧チョッ
パ６の出力電圧はまだ０Ｖでありコンデンサ８ｂの残留
電圧Ｖ０よりも小さいので、コンデンサ８ｂは放電す
る。続いて時刻ｔ２で、降圧チョッパ６の出力電圧とコ
ンデンサ８ｂの電圧とがＶ１で等しくなり、コンデンサ
８ｂが目標値まで充電を開始する。なお、時刻ｔ１〜ｔ
２間では、例えば降圧チョッパ６の起動時の通流率≦
(コンデンサ８ｂの残留電圧Ｖ０／ＥＳ)である。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】従来の電気車制御装置
は上述したように構成されているので、力行起動時及び
回生制動起動時にコンデンサ８ｂに残留電圧がある場合
には、降圧チョッパ６の出力電圧がコンデンサ８ｂの残
留電圧と等しくなるまでコンデンサ８ｂが放電するの
で、コンデンサ８ｂの充電が遅れ、起動時間が長くな
る。そのため、迅速かつスムーズに起動することができ
ないという問題点があった。
は上述したように構成されているので、力行起動時及び
回生制動起動時にコンデンサ８ｂに残留電圧がある場合
には、降圧チョッパ６の出力電圧がコンデンサ８ｂの残
留電圧と等しくなるまでコンデンサ８ｂが放電するの
で、コンデンサ８ｂの充電が遅れ、起動時間が長くな
る。そのため、迅速かつスムーズに起動することができ
ないという問題点があった。
【００２１】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、起動時に、直流結合回路として
のコンデンサに残留電圧がある場合でも、力行起動時及
び回生制動起動時の起動時間を短縮して、迅速かつスム
ーズに起動することができる電気車制御装置を得ること
を目的とする。
ためになされたもので、起動時に、直流結合回路として
のコンデンサに残留電圧がある場合でも、力行起動時及
び回生制動起動時の起動時間を短縮して、迅速かつスム
ーズに起動することができる電気車制御装置を得ること
を目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電気車制
御装置は、第１の電力変換器の降圧チョッパにより直流
架線の電圧を降圧しこの直流電圧を第２の電力変換器に
供給し、この第２の電力変換器の出力を電気車を駆動す
る負荷電動機に供給すると共に、制動時には上記負荷電
動機の発電エネルギーを直流結合回路を介して上記第１
の電力変換器の昇圧チョッパにより昇圧しその昇圧電圧
を上記直流架線に回生する電気車制御装置において、上
記直流架線の電圧を検出する第１の電圧検出器と、上記
直流結合回路の電圧を検出する第２の電圧検出器と、上
記第１と第２の電圧検出器の検出電圧に基づいて上記第
１の電力変換器の起動時通流率を制御する制御装置とを
備えたものである。
御装置は、第１の電力変換器の降圧チョッパにより直流
架線の電圧を降圧しこの直流電圧を第２の電力変換器に
供給し、この第２の電力変換器の出力を電気車を駆動す
る負荷電動機に供給すると共に、制動時には上記負荷電
動機の発電エネルギーを直流結合回路を介して上記第１
の電力変換器の昇圧チョッパにより昇圧しその昇圧電圧
を上記直流架線に回生する電気車制御装置において、上
記直流架線の電圧を検出する第１の電圧検出器と、上記
直流結合回路の電圧を検出する第２の電圧検出器と、上
記第１と第２の電圧検出器の検出電圧に基づいて上記第
１の電力変換器の起動時通流率を制御する制御装置とを
備えたものである。
【００２３】
【作用】この発明においては、制御装置によって、第１
の電圧検出器で検出された直流架線の検出電圧と第２の
検出器で検出された直流結合回路の出力端電圧とに基づ
いて第１の電力変換器の起動時通流率を制御することに
より、直流結合回路に残留電圧がある場合でも力行及び
回生制動を迅速かつスムーズに起動する。
の電圧検出器で検出された直流架線の検出電圧と第２の
検出器で検出された直流結合回路の出力端電圧とに基づ
いて第１の電力変換器の起動時通流率を制御することに
より、直流結合回路に残留電圧がある場合でも力行及び
回生制動を迅速かつスムーズに起動する。
【００２４】
【実施例】実施例１．図１は、この発明の実施例１を示
す回路図である。同図において、１〜１０は図３に示し
たもの同様であり、１２は直流架線２の電圧を検出する
第１の電圧検出器、１３は直流結合回路としてのコンデ
ンサ８ｂに並列に接続されてコンデンサ８ｂの電圧を検
出する第２の電圧検出器である。
す回路図である。同図において、１〜１０は図３に示し
たもの同様であり、１２は直流架線２の電圧を検出する
第１の電圧検出器、１３は直流結合回路としてのコンデ
ンサ８ｂに並列に接続されてコンデンサ８ｂの電圧を検
出する第２の電圧検出器である。
【００２５】また、11Aは図３の制御装置１１に替えて
備えられた制御装置で、スイッチ３を開閉制御し、第２
の電力変換器としてのインバータ９をスイッチング制御
すると共に、上記電圧検出器１２及び１３の検出電圧に
基づいて第１の電力変換器としてのチョッパ回路５を構
成する降圧チョッパ６及び昇圧チョッパ７の通流率を制
御する。
備えられた制御装置で、スイッチ３を開閉制御し、第２
の電力変換器としてのインバータ９をスイッチング制御
すると共に、上記電圧検出器１２及び１３の検出電圧に
基づいて第１の電力変換器としてのチョッパ回路５を構
成する降圧チョッパ６及び昇圧チョッパ７の通流率を制
御する。
【００２６】次に、上述した実施例１の動作を説明す
る。図示しない運転台より、制御装置11Aに、力行時に
は力行指令Ｐが入力され、回生制動時には制動指令Ｂが
入力される。これにより、制御装置11Aはスイッチ３を
閉路して回路を構成する。
る。図示しない運転台より、制御装置11Aに、力行時に
は力行指令Ｐが入力され、回生制動時には制動指令Ｂが
入力される。これにより、制御装置11Aはスイッチ３を
閉路して回路を構成する。
【００２７】力行時には、直流電源が直流架線２、パン
タグラフ１及びフィルタ４を介してチョッパ回路５に給
電される。チョッパ回路５では、降圧チョッパ６が制御
装置11Aにより通流率制御され、フィルタ４の出力電圧
を降圧する。降圧された電圧は、第２のフィルタ８及び
インバータ９を介して誘導電動機１０に供給される。
タグラフ１及びフィルタ４を介してチョッパ回路５に給
電される。チョッパ回路５では、降圧チョッパ６が制御
装置11Aにより通流率制御され、フィルタ４の出力電圧
を降圧する。降圧された電圧は、第２のフィルタ８及び
インバータ９を介して誘導電動機１０に供給される。
【００２８】また、回生制動時には、誘導電動機１０で
発生した電気エネルギーが、インバータ９及び第２のフ
ィルタ８を介してチョッパ回路５に入力される。チョッ
パ回路５では、昇圧チョッパ７が動作し、昇圧チョッパ
７は、制御装置11Aにより通流率制御されて、コンデン
サ８ｂの電圧を昇圧する。昇圧された電圧は、フィルタ
４、スイッチ３、パンタグラフ１及び直流架線２を介し
て直流電源に回生される。
発生した電気エネルギーが、インバータ９及び第２のフ
ィルタ８を介してチョッパ回路５に入力される。チョッ
パ回路５では、昇圧チョッパ７が動作し、昇圧チョッパ
７は、制御装置11Aにより通流率制御されて、コンデン
サ８ｂの電圧を昇圧する。昇圧された電圧は、フィルタ
４、スイッチ３、パンタグラフ１及び直流架線２を介し
て直流電源に回生される。
【００２９】また、電圧検出器１は直流架線２の電圧Ｅ
SOを常時検出し、電圧検出器１３はコンデンサ８ｂの電
圧ＥFCOを常時検出する。
SOを常時検出し、電圧検出器１３はコンデンサ８ｂの電
圧ＥFCOを常時検出する。
【００３０】ここで、制御装置11Aの起動時通流率制御
を説明する。制御装置11Aは、上記電圧ＥSOと上記電圧
ＥFC0とに基づいて降圧チョッパ６の起動時通流率α０
及び昇圧チョッパ７の起動時通流率β０を、それぞれ、
α０＝ＥFC０／ＥS0、β０＝１−（ＥFCO／ＥSO）と演
算する。
を説明する。制御装置11Aは、上記電圧ＥSOと上記電圧
ＥFC0とに基づいて降圧チョッパ６の起動時通流率α０
及び昇圧チョッパ７の起動時通流率β０を、それぞれ、
α０＝ＥFC０／ＥS0、β０＝１−（ＥFCO／ＥSO）と演
算する。
【００３１】従って、起動時には、起動時通流率α０及
びβ０はコンデンサ８ｂの残留電圧に依存する値にな
る。このため、時刻ｔ１の力行（又は回生制動）起動時
に、図２(ｂ)に示すようにコンデンサ８ｂに残留電圧Ｖ
０がある場合には、図２(ａ)に示す起動時通流率α
０(又はβ０)は残留電圧Ｖ０に基づいて演算されるの
で、時刻ｔ１での降圧チョッパ６の出力電圧（又は昇圧
チョッパ７の入力電圧）は、図２(Ｃ)に示すように残留
電圧Ｖ０と等しくなる。これにより、コンデンサ８ｂの
充電がすぐに開始される。
びβ０はコンデンサ８ｂの残留電圧に依存する値にな
る。このため、時刻ｔ１の力行（又は回生制動）起動時
に、図２(ｂ)に示すようにコンデンサ８ｂに残留電圧Ｖ
０がある場合には、図２(ａ)に示す起動時通流率α
０(又はβ０)は残留電圧Ｖ０に基づいて演算されるの
で、時刻ｔ１での降圧チョッパ６の出力電圧（又は昇圧
チョッパ７の入力電圧）は、図２(Ｃ)に示すように残留
電圧Ｖ０と等しくなる。これにより、コンデンサ８ｂの
充電がすぐに開始される。
【００３２】なお、起動後の定常的な動作は従来例と同
じである。
じである。
【００３３】上述した通り、実施例１は、直流架線２の
電圧ＥS0を検出する電圧検出器１２及びコンデンサ８ｂ
の電圧ＥFC0を検出する電圧検出器１３を備え、制御装
置11Aにより、電圧ＥSO及びＥFCOに基づいてチョッパ回
路５の起動時通流率を制御することにより、力行時の降
圧チョッパ６の出力電圧又は回生制動時の昇圧チョッパ
７の入力電圧はコンデンサ８ｂの電圧と等しくなるの
で、コンデンサ８ｂに残留電圧Ｖ０がある場合でも、コ
ンデンサ８ｂの充電が遅れることがない。そのため、起
動時間が短縮されて、迅速かつスムーズに起動すること
ができる。
電圧ＥS0を検出する電圧検出器１２及びコンデンサ８ｂ
の電圧ＥFC0を検出する電圧検出器１３を備え、制御装
置11Aにより、電圧ＥSO及びＥFCOに基づいてチョッパ回
路５の起動時通流率を制御することにより、力行時の降
圧チョッパ６の出力電圧又は回生制動時の昇圧チョッパ
７の入力電圧はコンデンサ８ｂの電圧と等しくなるの
で、コンデンサ８ｂに残留電圧Ｖ０がある場合でも、コ
ンデンサ８ｂの充電が遅れることがない。そのため、起
動時間が短縮されて、迅速かつスムーズに起動すること
ができる。
【００３４】実施例２．上記実施例１では、チョッパ回
路の制御整流素子としてＧＴＯサイリスタを用いたが、
他のスイッチング素子を用いても同様の効果が得られ
る。
路の制御整流素子としてＧＴＯサイリスタを用いたが、
他のスイッチング素子を用いても同様の効果が得られ
る。
【００３５】実施例３．上記実施例１では、誘導電動機
を用いているが、直流電動機を用いても同様の効果が得
られる。
を用いているが、直流電動機を用いても同様の効果が得
られる。
【００３６】
【発明の効果】この発明は、以上説明したとおり、直流
架線の電圧を検出する第１の電圧検出器と、直流結合回
路の電圧を検出する第２の電圧検出器と、上記第１と第
２の電圧検出器の検出電圧に基づいて第１の電力変換器
の起動時通流率を制御する制御装置とを備えたことによ
って、直流結合回路に残留電圧がある場合でも、起動時
間が短縮されて、迅速かつスムーズに起動することがで
きるという効果を奏する。
架線の電圧を検出する第１の電圧検出器と、直流結合回
路の電圧を検出する第２の電圧検出器と、上記第１と第
２の電圧検出器の検出電圧に基づいて第１の電力変換器
の起動時通流率を制御する制御装置とを備えたことによ
って、直流結合回路に残留電圧がある場合でも、起動時
間が短縮されて、迅速かつスムーズに起動することがで
きるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１を示す回路図である。
【図２】この発明の実施例１の動作を説明するための波
形図である。
形図である。
【図３】従来の電気車制御装置を示す回路図である。
【図４】従来の電気車制御装置の動作を説明するための
波形図である。
波形図である。
【符号の説明】 ２ 直流架線 ５ チョッパ回路 ６ 降圧チョッパ ７ 昇圧チョッパ８ｂ コンデンサ ９ インバータ １０ 誘導電動機 １１Ａ 制御装置 １２ 電圧検出器 １３ 電圧検出器
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
Claims (1)
- 【請求項１】 力行時に第１の電力変換器の降圧チョッ
パにより直流架線の電圧を降圧しこの降圧電圧を直流結
合回路を介して第２の電力変換器に供給し、この第２の
電力変換器の出力を電気車を駆動する負荷電動機に供給
すると共に、制動時には上記負荷電動機の発電エネルギ
ーを上記直流結合回路を介して上記電力変換器の昇圧チ
ョッパにより昇圧しその昇圧電圧を上記直流架線に回生
する電気車制御装置において、 上記直流架線の電圧を検出する第１の電圧検出器と、 上記直流結合回路の出力端電圧を検出する第２の電圧検
出器と、 上記第１と第２の電圧検出器の検出電圧に基づいて上記
第１の電力変換器の起動時通流率を制御する制御装置と
を備えた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 |
|---|---|---|---|
| JP4000945A JP2820564B2 (ja) | 1992-01-07 | 1992-01-07 | 電気車制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4000945A JP2820564B2 (ja) | 1992-01-07 | 1992-01-07 | 電気車制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05184006A true JPH05184006A (ja) | 1993-07-23 |
| JP2820564B2 JP2820564B2 (ja) | 1998-11-05 |
Family
ID=11487817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4000945A Expired - Lifetime JP2820564B2 (ja) | 1992-01-07 | 1992-01-07 | 電気車制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2820564B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100890951B1 (ko) * | 2007-04-16 | 2009-04-03 | 한국철도기술연구원 | 전기이중층 커패시터를 이용한 도시철도의 회생전력저장시스템 |
| JP2011120475A (ja) * | 2011-03-23 | 2011-06-16 | Mitsubishi Electric Corp | 電気車の電力変換装置 |
| JP2011120476A (ja) * | 2011-03-23 | 2011-06-16 | Mitsubishi Electric Corp | 電気車の電力変換装置 |
| JP4713690B2 (ja) * | 2009-08-17 | 2011-06-29 | 三菱電機株式会社 | 電気車の電力変換装置 |
| JP2011152040A (ja) * | 2011-03-23 | 2011-08-04 | Mitsubishi Electric Corp | 電気車の電力変換装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01264501A (ja) * | 1988-04-11 | 1989-10-20 | Toshiba Corp | 電気車の制御装置 |
| JPH01291602A (ja) * | 1988-05-18 | 1989-11-24 | Toshiba Corp | 電源装置の保護装置 |
-
1992
- 1992-01-07 JP JP4000945A patent/JP2820564B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100890951B1 (ko) * | 2007-04-16 | 2009-04-03 | 한국철도기술연구원 | 전기이중층 커패시터를 이용한 도시철도의 회생전력저장시스템 |
| JP4713690B2 (ja) * | 2009-08-17 | 2011-06-29 | 三菱電機株式会社 | 電気車の電力変換装置 |
| US9013125B2 (en) | 2009-08-17 | 2015-04-21 | Mitsubishi Electric Corporation | Electric power converter of electric rolling stock |
| JP2011120475A (ja) * | 2011-03-23 | 2011-06-16 | Mitsubishi Electric Corp | 電気車の電力変換装置 |
| JP2011120476A (ja) * | 2011-03-23 | 2011-06-16 | Mitsubishi Electric Corp | 電気車の電力変換装置 |
| JP2011152040A (ja) * | 2011-03-23 | 2011-08-04 | Mitsubishi Electric Corp | 電気車の電力変換装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2820564B2 (ja) | 1998-11-05 |
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