JPH0799881B2 - 電気車制御装置 - Google Patents
電気車制御装置Info
- Publication number
- JPH0799881B2 JPH0799881B2 JP1282933A JP28293389A JPH0799881B2 JP H0799881 B2 JPH0799881 B2 JP H0799881B2 JP 1282933 A JP1282933 A JP 1282933A JP 28293389 A JP28293389 A JP 28293389A JP H0799881 B2 JPH0799881 B2 JP H0799881B2
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- Japan
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- rectifier
- load
- electric vehicle
- peak value
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、電力変換器制御部の小形化及びコストダウ
ンを実現した電気車制御装置に関するものである。
ンを実現した電気車制御装置に関するものである。
［従来の技術］ 第３図は、例えば「第24回鉄道におけるサイバネティッ
クス利用国内シンポジウム論文集」の第352頁〜第356頁
に記載された、従来の電気車制御装置を示すブロック図
である。
クス利用国内シンポジウム論文集」の第352頁〜第356頁
に記載された、従来の電気車制御装置を示すブロック図
である。
図において、（１）は商用の交流電源、（２）は交流電
源（１）に接続された絶縁用の変圧器である。（３）は
変圧器（２）を介して交流電源（１）に接続された順変
換器即ち整流器であり、直列接続された制御整流器（3
1）及び非制御整流器（32）とから構成されている。
（４）はリアクトル、（５）はフィルタコンデンサであ
り、これらは整流器（３）に接続された逆Ｌ形フィルタ
を構成している。即ち、リアクトル（４）は、制御整流
器（31）の直流出力端子とフィルタコンデンサ（５）の
一端との間に挿入されている。
源（１）に接続された絶縁用の変圧器である。（３）は
変圧器（２）を介して交流電源（１）に接続された順変
換器即ち整流器であり、直列接続された制御整流器（3
1）及び非制御整流器（32）とから構成されている。
（４）はリアクトル、（５）はフィルタコンデンサであ
り、これらは整流器（３）に接続された逆Ｌ形フィルタ
を構成している。即ち、リアクトル（４）は、制御整流
器（31）の直流出力端子とフィルタコンデンサ（５）の
一端との間に挿入されている。
（６）はフィルタコンデンサ（５）の両端間に接続され
た電力変換器であり、ここでは逆変換器即ちインバータ
から構成されている。（７）はインバータ（６）の負荷
となる電気車駆動用の誘導電動機、（８）は負荷（７）
の状態に応じてインバータ（６）の通流率を制御するイ
ンバータ制御回路である。
た電力変換器であり、ここでは逆変換器即ちインバータ
から構成されている。（７）はインバータ（６）の負荷
となる電気車駆動用の誘導電動機、（８）は負荷（７）
の状態に応じてインバータ（６）の通流率を制御するイ
ンバータ制御回路である。
次に、第４図の整流器出力電圧の波形図を参照しなが
ら、第３図に示した従来の電気車制御装置の動作につい
て説明する。
ら、第３図に示した従来の電気車制御装置の動作につい
て説明する。
交流電源（１）からの交流電圧は、変圧器（２）にを介
して絶縁され、整流器（３）に供給される。整流器
（３）により全波整流された出力電圧Eoは、第４図
（ｃ）のように、制御整流器（31）及び非制御整流器
（32）の各出力電圧（ａ）及び（ｂ）を重畳した波形と
なる。
して絶縁され、整流器（３）に供給される。整流器
（３）により全波整流された出力電圧Eoは、第４図
（ｃ）のように、制御整流器（31）及び非制御整流器
（32）の各出力電圧（ａ）及び（ｂ）を重畳した波形と
なる。
整流器出力電圧Eoは、フィルタコンデンサ（５）により
平滑化され、直流電圧となってインバータ（６）に供給
される。又、インバータ制御回路（８）は、駆動指令Ｄ
によってインバータ（６）内のサイリスタ素子の通流率
を制御する。これにより、インバータ（６）は、直流電
圧を駆動指令Ｄに応じた三相交流電圧に変換し、この三
相交流電圧により誘導電動機（７）を駆動する。
平滑化され、直流電圧となってインバータ（６）に供給
される。又、インバータ制御回路（８）は、駆動指令Ｄ
によってインバータ（６）内のサイリスタ素子の通流率
を制御する。これにより、インバータ（６）は、直流電
圧を駆動指令Ｄに応じた三相交流電圧に変換し、この三
相交流電圧により誘導電動機（７）を駆動する。
電気車が走行中であって誘導電動機（７）が回転し、負
荷が大きい状態にある場合は、インバータ（６）が駆動
しているため、第４図（ｃ）のような整流器出力電圧Eo
が発生しても、フィルタコンデンサ（５）に大きい出力
波高値Ｐがそのまま印加されることはない。
荷が大きい状態にある場合は、インバータ（６）が駆動
しているため、第４図（ｃ）のような整流器出力電圧Eo
が発生しても、フィルタコンデンサ（５）に大きい出力
波高値Ｐがそのまま印加されることはない。
しかし、誘導電動機（７）が停止して無負荷状態となっ
た場合は、整流器（３）の出力波高値Ｐがそのままフィ
ルタコンデンサ（５）に印加されてしまう。従って、出
力波高値Ｐの充電状態となった場合を想定して、制御整
流器（31）の耐圧と共にフィルタコンデンサ（５）の耐
圧を高くするか、又は、無負荷時のみ抵抗器を挿入し
て、フィルタコンデンサ（５）に印加される電圧を抑制
するなどの手法が適用されている。
た場合は、整流器（３）の出力波高値Ｐがそのままフィ
ルタコンデンサ（５）に印加されてしまう。従って、出
力波高値Ｐの充電状態となった場合を想定して、制御整
流器（31）の耐圧と共にフィルタコンデンサ（５）の耐
圧を高くするか、又は、無負荷時のみ抵抗器を挿入し
て、フィルタコンデンサ（５）に印加される電圧を抑制
するなどの手法が適用されている。
「発明が解決しようとする課題」 従来の電気車制御装置は以上のように、無負荷時等にお
ける整流器（３）からの出力波高値Ｐによる充電に備え
て、フィルタコンデンサ（５）の耐圧を高くしたり、必
要に応じて抵抗器を挿入しているので、装置全体が大形
となり、小形化及びコストダウンが計れないという問題
点があった。
ける整流器（３）からの出力波高値Ｐによる充電に備え
て、フィルタコンデンサ（５）の耐圧を高くしたり、必
要に応じて抵抗器を挿入しているので、装置全体が大形
となり、小形化及びコストダウンが計れないという問題
点があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、整流器の出力波高値によるフィルタコンデン
サの充電を抑制し、小形化及びコストダウンを実現した
電気車制御装置を得ることを目的とする。
たもので、整流器の出力波高値によるフィルタコンデン
サの充電を抑制し、小形化及びコストダウンを実現した
電気車制御装置を得ることを目的とする。
［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、電力変換器の負荷の
大きさに応じて制御整流器の通流率を制御する整流器制
御回路を設け、整流器制御回路は、電力変換器の負荷が
無負荷に近い所定値よりも少ない場合には、制御整流器
の通流率の位相を制御して、順変換器の出力波高値を非
制御整流器の出力波高値以下に制限するようにしたもの
である。
大きさに応じて制御整流器の通流率を制御する整流器制
御回路を設け、整流器制御回路は、電力変換器の負荷が
無負荷に近い所定値よりも少ない場合には、制御整流器
の通流率の位相を制御して、順変換器の出力波高値を非
制御整流器の出力波高値以下に制限するようにしたもの
である。
［作用］ この発明においては、負荷電流が少ない場合に制御整流
器の通流率の位相を180゜側に制御して、整流器出力電
圧を非制御整流器の出力波高値以下に抑制する。
器の通流率の位相を180゜側に制御して、整流器出力電
圧を非制御整流器の出力波高値以下に抑制する。
［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例による電気車制御装置を示すブ
ロック図であり、（１）〜（８）は前述と同様のもので
ある。
図はこの発明の一実施例による電気車制御装置を示すブ
ロック図であり、（１）〜（８）は前述と同様のもので
ある。
（10）はインバータ（６）の負荷の大きさに応じて制御
整流器（31）の通流率を制御する整流器制御回路であ
り、インバータ制御回路（８）からの駆動指令Ｄが非駆
動、即ち無負荷を示すときに、制御整流器（31）の通流
率の位相を180゜側に制御し、整流器（３）の出力電圧E
oを非制御整流器（32）の出力波高値Poに以下に制限す
るようになっている。
整流器（31）の通流率を制御する整流器制御回路であ
り、インバータ制御回路（８）からの駆動指令Ｄが非駆
動、即ち無負荷を示すときに、制御整流器（31）の通流
率の位相を180゜側に制御し、整流器（３）の出力電圧E
oを非制御整流器（32）の出力波高値Poに以下に制限す
るようになっている。
次に、第２図の整流器出力電圧の波形図を参照しなが
ら、第１図に示したこの発明の一実施例による電気車制
御装置の動作について説明する。
ら、第１図に示したこの発明の一実施例による電気車制
御装置の動作について説明する。
誘導電動機（７）が駆動している場合、整流器出力電圧
Eoは第４図（ｃ）のように高い出力波高値Ｐの波形とな
るが、前述のように、フィルタコンデンサ（５）の耐圧
が低くても何ら支障はない。
Eoは第４図（ｃ）のように高い出力波高値Ｐの波形とな
るが、前述のように、フィルタコンデンサ（５）の耐圧
が低くても何ら支障はない。
一方、誘導電動機（７）が停止した場合、整流器制御回
路（10）は、駆動指令Ｄに基づいて無負荷状態（すなわ
ち、インバータ（６）の負荷が無負荷に近い所定値より
も少ない状態）を検知し、制御整流器（31）の通流率の
位相αを 90゜＜α＜180゜ の範囲内で増大させる。これにより、制御整流器（31）
の出力電圧が第２図のように絞り込まれ、整流器出力電
圧Voの出力波高値は、非制御整流器（32）の出力波高値
Po以下に抑制される。
路（10）は、駆動指令Ｄに基づいて無負荷状態（すなわ
ち、インバータ（６）の負荷が無負荷に近い所定値より
も少ない状態）を検知し、制御整流器（31）の通流率の
位相αを 90゜＜α＜180゜ の範囲内で増大させる。これにより、制御整流器（31）
の出力電圧が第２図のように絞り込まれ、整流器出力電
圧Voの出力波高値は、非制御整流器（32）の出力波高値
Po以下に抑制される。
通常、制御整流器（31）及び非制御整流器（32）からな
る整流器（３）を用いた電気車制御装置の場合、誘導障
害を防止するために高調波を低減させる必要がある。こ
の観点から、整流器出力電圧Voの波形歪みを小さくする
必要があり、このためには、非制御整流器（32）のみの
出力電圧を大きくすることが望ましい。
る整流器（３）を用いた電気車制御装置の場合、誘導障
害を防止するために高調波を低減させる必要がある。こ
の観点から、整流器出力電圧Voの波形歪みを小さくする
必要があり、このためには、非制御整流器（32）のみの
出力電圧を大きくすることが望ましい。
従って、フィルタコンデンサ（５）の出力波高値による
充電を緩和するためには、上記のように、位相αを増大
させて制御整流器（31）の出力電圧を絞り込み、制御整
流器（31）及び非制御整流器（32）の各出力電圧を重畳
したときのピーク電圧が、非制御整流器（32）のみの出
力波高値Poと一致するように設定すればよい。ここで、 Po＝２1/2E2 であり、重畳されたピーク電圧は、 ２1/2（E1＋E2）sinα で表わされるので、 ２1/2（E1＋E2）sinα≦２1/2E2 から、位相αは、 sinα≦E2/（E1＋E2） を満たすように設定されればよい。
充電を緩和するためには、上記のように、位相αを増大
させて制御整流器（31）の出力電圧を絞り込み、制御整
流器（31）及び非制御整流器（32）の各出力電圧を重畳
したときのピーク電圧が、非制御整流器（32）のみの出
力波高値Poと一致するように設定すればよい。ここで、 Po＝２1/2E2 であり、重畳されたピーク電圧は、 ２1/2（E1＋E2）sinα で表わされるので、 ２1/2（E1＋E2）sinα≦２1/2E2 から、位相αは、 sinα≦E2/（E1＋E2） を満たすように設定されればよい。
この発明による整流器制御回路（10）は、実際には、イ
ンバータ制御回路（８）と共にソフトウェアで実現され
るので、特に装置全体のハードウェア構成が増大するこ
とはない。
ンバータ制御回路（８）と共にソフトウェアで実現され
るので、特に装置全体のハードウェア構成が増大するこ
とはない。
尚、上記実施例では、電圧入力形の電力変換器が直流か
ら交流への逆変換器即ちインバータ（６）である場合を
示したが、フィルタコンデンサ（５）からの出力電圧を
使用する他の装置、例えばDCチョッパ装置であってもよ
く、同等の効果を奏することは言うまでもない。
ら交流への逆変換器即ちインバータ（６）である場合を
示したが、フィルタコンデンサ（５）からの出力電圧を
使用する他の装置、例えばDCチョッパ装置であってもよ
く、同等の効果を奏することは言うまでもない。
［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、電力変換器の負荷の大
きさに応じて制御整流器の通流率を制御する整流器制御
回路を設け、電力変換器の負荷が無負荷に近い所定値よ
りも少ない場合には、制御整流器の通流率の位相を制御
して、順変換器の出力波高値を非制御整流器の出力波高
値以下に制限するようにしたので、無負荷時においても
フィルタコンデンサが波高値充電されず、小形で安価な
電気車制御装置が得られる効果がある。
きさに応じて制御整流器の通流率を制御する整流器制御
回路を設け、電力変換器の負荷が無負荷に近い所定値よ
りも少ない場合には、制御整流器の通流率の位相を制御
して、順変換器の出力波高値を非制御整流器の出力波高
値以下に制限するようにしたので、無負荷時においても
フィルタコンデンサが波高値充電されず、小形で安価な
電気車制御装置が得られる効果がある。
第１図はこの発明による電気車制御装置の一実施例を示
すブロック図、第２図はこの発明による電気車制御装置
の動作を説明するための波形図、第３図は従来の電気車
制御装置を示すブロック図、第４図は従来の電気車制御
装置の電力変換器制御方法を制御するための波形図であ
る。 （１）……交流電源、（２）……変圧器 （３）……整流器（順変換器） （31）……制御整流器、（32）……非制御整流器 （４）……リアクトル、（５）……フィリタコンデンサ （６）……インバータ（電力変換器） （７）……誘導電動機（負荷） （10）……整流器制御回路、α……位相 Po……出力波高値 尚、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
すブロック図、第２図はこの発明による電気車制御装置
の動作を説明するための波形図、第３図は従来の電気車
制御装置を示すブロック図、第４図は従来の電気車制御
装置の電力変換器制御方法を制御するための波形図であ
る。 （１）……交流電源、（２）……変圧器 （３）……整流器（順変換器） （31）……制御整流器、（32）……非制御整流器 （４）……リアクトル、（５）……フィリタコンデンサ （６）……インバータ（電力変換器） （７）……誘導電動機（負荷） （10）……整流器制御回路、α……位相 Po……出力波高値 尚、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】直列接続された制御整流器及び非制御整流
器からなる順変換器と、 この順変換器と交流電源との間に挿入された変圧器と、 前記順変換器の直流出力側に接続されたフィルタコンデ
ンサと、 前記制御整流器の直流出力端子と前記フィルタコンデン
サの一端との間に挿入されたリアクトルと、 前記フィルタコンデンサの両端間に接続された電力変換
器と、 この電力変換器の負荷の大きさに応じて前記制御整流器
の通流率を制御する整流器制御回路とを備え、 前記整流器制御回路は、 前記電力変換器の負荷が無負荷に近い所定値よりも少な
い場合には、前記制御整流器の通流率の位相を180゜側
に制御して、前記順変換器の出力波高値を前記非制御整
流器の出力波高値以下に制限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 |
|---|---|---|---|
| JP1282933A JPH0799881B2 (ja) | 1989-11-01 | 1989-11-01 | 電気車制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1282933A JPH0799881B2 (ja) | 1989-11-01 | 1989-11-01 | 電気車制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03145907A JPH03145907A (ja) | 1991-06-21 |
| JPH0799881B2 true JPH0799881B2 (ja) | 1995-10-25 |
Family
ID=17658996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1282933A Expired - Lifetime JPH0799881B2 (ja) | 1989-11-01 | 1989-11-01 | 電気車制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0799881B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56123706A (en) * | 1980-02-29 | 1981-09-29 | Mitsubishi Electric Corp | Control system of ac electric vehicle |
-
1989
- 1989-11-01 JP JP1282933A patent/JPH0799881B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03145907A (ja) | 1991-06-21 |
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Legal Events
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