JPH09308254A - 補助電源装置 - Google Patents
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- JPH09308254A JPH09308254A JP8114036A JP11403696A JPH09308254A JP H09308254 A JPH09308254 A JP H09308254A JP 8114036 A JP8114036 A JP 8114036A JP 11403696 A JP11403696 A JP 11403696A JP H09308254 A JPH09308254 A JP H09308254A
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 インバータを分割して構成することによっ
て、故障が発生した場合でも、その被害を最小限に止め
ることを目的とする。 【解決手段】 電流検出器ＤＣＣＴは、インバータＩＮ
Ｖ１，ＩＮＶ２に入力される入力電流値Ｉd1，Ｉd2を各
々検出し、これら入力電流値Ｉd1，Ｉd2の差分値Δidを
検出する。入力電流値Ｉd1＜Ｉd2の時には、補償回路Ｂ
ＡＣＵは、インバータＩＮＶ１に対して差分値Δidに比
例する補償信号ΔＶidを演算し、制御回路１は、交流電
力Ｖout が所定値Ｖ* になるように制御する制御信号ｅ
2 と補償信号ΔＶidとを加算した信号に基づいて、イン
バータＩＮＶ１を制御する。制御回路２は、交流電力Ｖ
out が所定値Ｖ* になるように制御する制御信号ｅ2 に
基づいて、インバータＩＮＶ２を制御する。
て、故障が発生した場合でも、その被害を最小限に止め
ることを目的とする。 【解決手段】 電流検出器ＤＣＣＴは、インバータＩＮ
Ｖ１，ＩＮＶ２に入力される入力電流値Ｉd1，Ｉd2を各
々検出し、これら入力電流値Ｉd1，Ｉd2の差分値Δidを
検出する。入力電流値Ｉd1＜Ｉd2の時には、補償回路Ｂ
ＡＣＵは、インバータＩＮＶ１に対して差分値Δidに比
例する補償信号ΔＶidを演算し、制御回路１は、交流電
力Ｖout が所定値Ｖ* になるように制御する制御信号ｅ
2 と補償信号ΔＶidとを加算した信号に基づいて、イン
バータＩＮＶ１を制御する。制御回路２は、交流電力Ｖ
out が所定値Ｖ* になるように制御する制御信号ｅ2 に
基づいて、インバータＩＮＶ２を制御する。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は直流電力を交流電力
に変換する補助電源装置に関する。
に変換する補助電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、３相の定電圧定周波数の交流電
力を出力する補助電源装置の構成を示す図である。図５
において、Ｋt は架線、Ｐt はパンタグラフ、ＨＢは高
速遮断器、ＦＣは直流平滑フィルタコンデンサ、ＩＮＶ
は直流電力を３相の定電圧定周波数の交流電力に変換す
るＰＷＭインバータ、Ｍtrは変換器側と負荷側を絶縁す
るための３相の変圧器、ＦＬはリアクトルＬ（Ｌu ，Ｌ
v ，Ｌw ）とコンデンサＣ（Ｃu ，Ｃv ，Ｃw ）で構成
されたフィルタ回路、Ｔr は出力電圧を検出する変圧
器、Ｑ1 〜Ｑ6 はスイッチング素子である。
力を出力する補助電源装置の構成を示す図である。図５
において、Ｋt は架線、Ｐt はパンタグラフ、ＨＢは高
速遮断器、ＦＣは直流平滑フィルタコンデンサ、ＩＮＶ
は直流電力を３相の定電圧定周波数の交流電力に変換す
るＰＷＭインバータ、Ｍtrは変換器側と負荷側を絶縁す
るための３相の変圧器、ＦＬはリアクトルＬ（Ｌu ，Ｌ
v ，Ｌw ）とコンデンサＣ（Ｃu ，Ｃv ，Ｃw ）で構成
されたフィルタ回路、Ｔr は出力電圧を検出する変圧
器、Ｑ1 〜Ｑ6 はスイッチング素子である。
【０００３】又、インバータＩＮＶを制御する制御回路
は、変圧器Ｔr で検出された交流電圧を直流電圧信号Ｖ
out に変換する変換回路Ｋrec 、この直流電圧信号Ｖou
t と負荷電圧指令値Ｖ* との偏差ｅ1 を演算する比較器
ｓ1 、この偏差ｅ1 を制御信号ｅ2 に変換する制御補償
回路Ｇ(s) 、この制御信号ｅ2 に基づいて３相の正弦波
信号ｅu ，ｅv ，ｅw を発生する正弦波発生回路Ｇs 、
直流電圧信号Ｖout を出力電圧補償信号ｅ0 に変換する
出力電圧補償回路ＧＨ、正弦波信号ｅu ，ｅv，ｅw と
出力電圧補償信号ｅ0 とを加算する加算器Ａu ，Ａv ，
Ａw 、この加算器Ａu ，Ａv ，Ａw の出力信号ｅu1，ｅ
v1，ｅw1を入力するＰＷＭ制御回路ＰＷＭ−Ｕ，ＰＷＭ
−Ｖ，ＰＷＭ−Ｗ、このＰＷＭ制御回路ＰＷＭ−Ｕ，Ｐ
ＷＭ−Ｖ，ＰＷＭ−Ｗのキャリア周波数ｆc を与える発
信回路ＯＳＣから構成される。
は、変圧器Ｔr で検出された交流電圧を直流電圧信号Ｖ
out に変換する変換回路Ｋrec 、この直流電圧信号Ｖou
t と負荷電圧指令値Ｖ* との偏差ｅ1 を演算する比較器
ｓ1 、この偏差ｅ1 を制御信号ｅ2 に変換する制御補償
回路Ｇ(s) 、この制御信号ｅ2 に基づいて３相の正弦波
信号ｅu ，ｅv ，ｅw を発生する正弦波発生回路Ｇs 、
直流電圧信号Ｖout を出力電圧補償信号ｅ0 に変換する
出力電圧補償回路ＧＨ、正弦波信号ｅu ，ｅv，ｅw と
出力電圧補償信号ｅ0 とを加算する加算器Ａu ，Ａv ，
Ａw 、この加算器Ａu ，Ａv ，Ａw の出力信号ｅu1，ｅ
v1，ｅw1を入力するＰＷＭ制御回路ＰＷＭ−Ｕ，ＰＷＭ
−Ｖ，ＰＷＭ−Ｗ、このＰＷＭ制御回路ＰＷＭ−Ｕ，Ｐ
ＷＭ−Ｖ，ＰＷＭ−Ｗのキャリア周波数ｆc を与える発
信回路ＯＳＣから構成される。
【０００４】比較器Ｓ1 は、負荷電圧指令値Ｖ* と直流
電圧信号Ｖout との偏差ｅ1 を演算し、その偏差ｅ1 は
制御補償回路Ｇ(s) で制御信号ｅ2 に変換されて正弘波
発生回路Ｇs に与えられる。正弘波発生回路Ｇs は制御
信号ｅ2 に比例した振幅値を持つ３相の正弦波信号ｅu
，ｅv ，ｅw を出力する。各相の正弦波信号ｅu ，ｅv
，ｅw は加算器Ａu ，Ａv ，Ａw によって出力電圧補
償回路ＧＨから出力される出力電圧補償信号ｅ0 と加算
される。
電圧信号Ｖout との偏差ｅ1 を演算し、その偏差ｅ1 は
制御補償回路Ｇ(s) で制御信号ｅ2 に変換されて正弘波
発生回路Ｇs に与えられる。正弘波発生回路Ｇs は制御
信号ｅ2 に比例した振幅値を持つ３相の正弦波信号ｅu
，ｅv ，ｅw を出力する。各相の正弦波信号ｅu ，ｅv
，ｅw は加算器Ａu ，Ａv ，Ａw によって出力電圧補
償回路ＧＨから出力される出力電圧補償信号ｅ0 と加算
される。
【０００５】ここで補償回路ＧＨは急峻な負荷変動によ
って発生する電圧変動を抑制する働きをしている。加算
器Ａu ，Ａv ，Ａw の出力信号ｅu1，ｅv1，ｅw1は各相
毎のＰＷＭ制御回路ＰＷＭ−Ｕ，ＰＷＭ−Ｖ，ＰＷＭ−
Ｗに入力され、発信回路ＯＳＣから出力されるキャリア
周波数ｆc と比較される。そしてＰＷＭ制御回路ＰＷＭ
−Ｕ，ＰＷＭ−Ｖ，ＰＷＭ−ＷがＰＷＭインバータＩＮ
Ｖのスイッチング素子Ｑ1 〜Ｑ6 にゲート信号ｑ1 〜ｑ
6 を与えることにより、ＰＷＭインバータＩＮＶは負荷
電圧指令値Ｖ* に比例した出力電圧Ｖu ，Ｖv ，Ｖw を
出力する。
って発生する電圧変動を抑制する働きをしている。加算
器Ａu ，Ａv ，Ａw の出力信号ｅu1，ｅv1，ｅw1は各相
毎のＰＷＭ制御回路ＰＷＭ−Ｕ，ＰＷＭ−Ｖ，ＰＷＭ−
Ｗに入力され、発信回路ＯＳＣから出力されるキャリア
周波数ｆc と比較される。そしてＰＷＭ制御回路ＰＷＭ
−Ｕ，ＰＷＭ−Ｖ，ＰＷＭ−ＷがＰＷＭインバータＩＮ
Ｖのスイッチング素子Ｑ1 〜Ｑ6 にゲート信号ｑ1 〜ｑ
6 を与えることにより、ＰＷＭインバータＩＮＶは負荷
電圧指令値Ｖ* に比例した出力電圧Ｖu ，Ｖv ，Ｖw を
出力する。
【０００６】そして出力電圧Ｖu ，Ｖv ，Ｖw はフィル
タ回路ＦＬを介して３相出力変圧器Ｍtrに入力され、３
相出力変圧器ＭＴr から負荷に対して定電圧定周波数の
電圧Ｖu0，Ｖv0，Ｖw0を供給している。
タ回路ＦＬを介して３相出力変圧器Ｍtrに入力され、３
相出力変圧器ＭＴr から負荷に対して定電圧定周波数の
電圧Ｖu0，Ｖv0，Ｖw0を供給している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来の補助電源装置においては、ＰＷＭインバータを構
成するスイッチング素子は並列接続して使われるため
に、万一、スイッチング素子の短絡破壊故障が発生する
と、周囲の電気部品にもその影響が波及し、故障が拡大
すると共に、部品交換や保守に長い時間が必要となると
いう問題があった。
従来の補助電源装置においては、ＰＷＭインバータを構
成するスイッチング素子は並列接続して使われるため
に、万一、スイッチング素子の短絡破壊故障が発生する
と、周囲の電気部品にもその影響が波及し、故障が拡大
すると共に、部品交換や保守に長い時間が必要となると
いう問題があった。
【０００８】又補助電源装置の出力は、電気車の駆動電
動機に電力を供給する主回路を制御する制御回路の電源
としても使われているので、補助電源装置が故障する
と、電気車走行に支障をきたすという問題があった。
動機に電力を供給する主回路を制御する制御回路の電源
としても使われているので、補助電源装置が故障する
と、電気車走行に支障をきたすという問題があった。
【０００９】そこで本発明は上述した問題点を解決する
ためになされたもので、補助電源装置のインバータを分
割して構成することによって故障が発生した場合でも、
その被害を最小限に止め、走行を可能にする補助電源装
置を提供することを目的とする。
ためになされたもので、補助電源装置のインバータを分
割して構成することによって故障が発生した場合でも、
その被害を最小限に止め、走行を可能にする補助電源装
置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、請求項１に記載の発明は、入力側が各々並列に
接続され、直流電力を交流電力に変換して、この交流電
力を共通の負荷に供給する複数台のインバータと、これ
ら複数台のインバータに入力される入力電流値を各々検
出し、これら入力電流値の差分値を検出する電流検出器
と、入力電流値が他のインバータの入力電流値よりも小
さいインバータに対して、差分値に比例する補償信号を
演算する補償回路と、補償信号と、交流電力があらかじ
め定められた所定値になるように制御する制御信号とを
加算した信号に基づいて、複数台のインバータを各々制
御する制御回路とを有してなる。
ために、請求項１に記載の発明は、入力側が各々並列に
接続され、直流電力を交流電力に変換して、この交流電
力を共通の負荷に供給する複数台のインバータと、これ
ら複数台のインバータに入力される入力電流値を各々検
出し、これら入力電流値の差分値を検出する電流検出器
と、入力電流値が他のインバータの入力電流値よりも小
さいインバータに対して、差分値に比例する補償信号を
演算する補償回路と、補償信号と、交流電力があらかじ
め定められた所定値になるように制御する制御信号とを
加算した信号に基づいて、複数台のインバータを各々制
御する制御回路とを有してなる。
【００１１】請求項２に記載の発明は、入力側が各々並
列に接続され、直流電力を交流電力に変換して、この交
流電力を共通の負荷に供給する複数台のインバータと、
これら複数台のインバータから出力される出力電流値を
各々検出し、これら出力電流値の差分値を検出する電流
検出器と、出力電流値が他のインバータの出力電流値よ
りも小さいインバータに対して、差分値に比例する補償
信号を演算する補償回路と、補償信号と、交流電力があ
らかじめ定められた所定値になるように制御する制御信
号とを加算した信号に基づいて、複数台のインバータを
各々制御する制御回路とを有してなる。
列に接続され、直流電力を交流電力に変換して、この交
流電力を共通の負荷に供給する複数台のインバータと、
これら複数台のインバータから出力される出力電流値を
各々検出し、これら出力電流値の差分値を検出する電流
検出器と、出力電流値が他のインバータの出力電流値よ
りも小さいインバータに対して、差分値に比例する補償
信号を演算する補償回路と、補償信号と、交流電力があ
らかじめ定められた所定値になるように制御する制御信
号とを加算した信号に基づいて、複数台のインバータを
各々制御する制御回路とを有してなる。
【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の発明において、複数台のインバータの
出力と負荷との間を接続する変圧器を有してなる。請求
項４に記載の発明は、請求項１乃至は請求項３のいずれ
かに記載の発明において、複数台のインバータの内、故
障したインバータの入出力側を切り離す手段を有してな
る。
請求項２に記載の発明において、複数台のインバータの
出力と負荷との間を接続する変圧器を有してなる。請求
項４に記載の発明は、請求項１乃至は請求項３のいずれ
かに記載の発明において、複数台のインバータの内、故
障したインバータの入出力側を切り離す手段を有してな
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態
を示す補助電源装置の構成図である。なお従来と同一の
構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省
略する。
して詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態
を示す補助電源装置の構成図である。なお従来と同一の
構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省
略する。
【００１４】インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２はそれぞれ
並列に接続され、図示しないスイッチング素子６個で構
成され、直流電力を３相の定電圧定周波数の交流電力に
変換する。インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２の交流出力側
にはそれぞれ図示しないリアクトルとコンデンサで構成
されたフィルタ回路ＦＬ１，ＦＬ２が接続されている。
そしてフィルタ回路ＦＬ１，ＦＬ２の出力は３相出力変
換器ＭＴr で合成され負荷側とを絶縁する。電流検出器
ＤＣＣＴはインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２の入力電流Ｉ
d1，Ｉd2の差電流Δidを検出する。具体的には電流検出
器ＤＣＣＴは、インバータＩＮＶ１の入力電流Ｉd1とイ
ンバータＩＮＶ２の入力電流Ｉd2とが逆方向に入力され
るように配置される。電流検出器ＤＣＣＴで検出された
差電流Δidはバランス制御回路ＢＡＣＵに入力される。
このバランス制御回路ＢＡＣＵは増幅器Ｋ1 、アナログ
スイッチ回路（以下、スイッチ回路という。）Ａ＿ＳＷ
及び選択回路Ｓ＿ＳＷから構成される。増幅器Ｋ1 は差
電流Δidを入力して差電流Δidに比例した制御信号ΔＶ
idに変換して出力する。スイッチ回路Ａ＿ＳＷと選択回
路Ｓ＿ＳＷは制御信号ΔＶidを入力する。選択回路Ｓ＿
ＳＷは制御信号ΔＶidが正の場合はスイッチ回路Ａ＿Ｓ
Ｗの端子２側を選択し、制御信号ΔＶidが負の場合はス
イッチ回路Ａ＿ＳＷの端子１側を選択する。又制御信号
ΔＶidが０の場合は特に出力として問題は生じないの
で、スイッチ回路Ａ＿ＳＷの現在の状態を保持するか、
又はどちらの端子を選択してもよい。
並列に接続され、図示しないスイッチング素子６個で構
成され、直流電力を３相の定電圧定周波数の交流電力に
変換する。インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２の交流出力側
にはそれぞれ図示しないリアクトルとコンデンサで構成
されたフィルタ回路ＦＬ１，ＦＬ２が接続されている。
そしてフィルタ回路ＦＬ１，ＦＬ２の出力は３相出力変
換器ＭＴr で合成され負荷側とを絶縁する。電流検出器
ＤＣＣＴはインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２の入力電流Ｉ
d1，Ｉd2の差電流Δidを検出する。具体的には電流検出
器ＤＣＣＴは、インバータＩＮＶ１の入力電流Ｉd1とイ
ンバータＩＮＶ２の入力電流Ｉd2とが逆方向に入力され
るように配置される。電流検出器ＤＣＣＴで検出された
差電流Δidはバランス制御回路ＢＡＣＵに入力される。
このバランス制御回路ＢＡＣＵは増幅器Ｋ1 、アナログ
スイッチ回路（以下、スイッチ回路という。）Ａ＿ＳＷ
及び選択回路Ｓ＿ＳＷから構成される。増幅器Ｋ1 は差
電流Δidを入力して差電流Δidに比例した制御信号ΔＶ
idに変換して出力する。スイッチ回路Ａ＿ＳＷと選択回
路Ｓ＿ＳＷは制御信号ΔＶidを入力する。選択回路Ｓ＿
ＳＷは制御信号ΔＶidが正の場合はスイッチ回路Ａ＿Ｓ
Ｗの端子２側を選択し、制御信号ΔＶidが負の場合はス
イッチ回路Ａ＿ＳＷの端子１側を選択する。又制御信号
ΔＶidが０の場合は特に出力として問題は生じないの
で、スイッチ回路Ａ＿ＳＷの現在の状態を保持するか、
又はどちらの端子を選択してもよい。
【００１５】又インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２をそれぞ
れ制御する制御回路１，２が備えられている。この制御
回路１，２はそれぞれ同じ構成であり、従来と異なる点
は制御補償回路Ｇ(s) の出力である制御信号ｅ2 にスイ
ッチ回路Ａ＿ＳＷの出力である制御信号ΔＶidを加算す
る加算器Ａ1 ，Ａ2 を設けたことにある。
れ制御する制御回路１，２が備えられている。この制御
回路１，２はそれぞれ同じ構成であり、従来と異なる点
は制御補償回路Ｇ(s) の出力である制御信号ｅ2 にスイ
ッチ回路Ａ＿ＳＷの出力である制御信号ΔＶidを加算す
る加算器Ａ1 ，Ａ2 を設けたことにある。
【００１６】この様に構成された補助電源装置の制御動
作について説明する。 （１）負荷分担が等しい場合 インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２が等しく負荷を分担して
いる場合（負荷側への出力が等しい場合）、インバータ
ＩＮＶ１，ＩＮＶ２への入力電流Ｉd1，Ｉd2は等しくな
る為、電流検出器ＤＣＣＴは差電流Δidとして０を出力
する。従って、バランス制御回路ＢＡＣＵはΔＶidとし
て０を出力する。
作について説明する。 （１）負荷分担が等しい場合 インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２が等しく負荷を分担して
いる場合（負荷側への出力が等しい場合）、インバータ
ＩＮＶ１，ＩＮＶ２への入力電流Ｉd1，Ｉd2は等しくな
る為、電流検出器ＤＣＣＴは差電流Δidとして０を出力
する。従って、バランス制御回路ＢＡＣＵはΔＶidとし
て０を出力する。
【００１７】その結果、加算器Ａ1 ，Ａ2 の出力は制御
補償回路Ｇ（s) の出力である制御信号ｅ2 をそのまま
出力する為、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２は等しい電
圧を出力する。その結果、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ
２とで負荷が等しく分担することができる。
補償回路Ｇ（s) の出力である制御信号ｅ2 をそのまま
出力する為、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２は等しい電
圧を出力する。その結果、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ
２とで負荷が等しく分担することができる。
【００１８】（２）負荷分担がＩＮＶ１＞ＩＮＶ２の場
合 インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２を構成するスイッチング
素子の損失、フィルタの損失、又は制御性能等の相違
で、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２に流れ込む入力電流
がＩd1＞Ｉd2の場合、電流検出器ＤＣＣＴは差電流Δid
＞０（以下、＋Δidという。）を出力する。差電流＋Δ
idはバランス制御回路ＢＡＣＵの増幅回路Ｋ1 で制御信
号ΔＶidに変換され、スイッチ回路Ａ＿ＳＷと選択回路
Ｓ＿ＳＷに入力される。選択回路Ｓ＿ＳＷは制御信号Δ
Ｖid（＞０）が入力されたので、スイッチ回路Ａ＿ＳＷ
を端子２側に切り換える。その結果、制御信号ΔＶidは
スイッチ回路Ａ＿ＳＷを介して加算器Ａ2 に入力され、
制御信号ｅ2 と加算される。そして加算器から制御信号
（ｅ2 ＋ΔＶid）が出力されるので、正弦波発生回路Ｇ
s2は正弦波発生回路Ｇs1よりもΔＶid値だけ大きい振幅
値の正弦波信号ｅu12，ｅv12 ，ｅw12 を出力する。
合 インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２を構成するスイッチング
素子の損失、フィルタの損失、又は制御性能等の相違
で、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２に流れ込む入力電流
がＩd1＞Ｉd2の場合、電流検出器ＤＣＣＴは差電流Δid
＞０（以下、＋Δidという。）を出力する。差電流＋Δ
idはバランス制御回路ＢＡＣＵの増幅回路Ｋ1 で制御信
号ΔＶidに変換され、スイッチ回路Ａ＿ＳＷと選択回路
Ｓ＿ＳＷに入力される。選択回路Ｓ＿ＳＷは制御信号Δ
Ｖid（＞０）が入力されたので、スイッチ回路Ａ＿ＳＷ
を端子２側に切り換える。その結果、制御信号ΔＶidは
スイッチ回路Ａ＿ＳＷを介して加算器Ａ2 に入力され、
制御信号ｅ2 と加算される。そして加算器から制御信号
（ｅ2 ＋ΔＶid）が出力されるので、正弦波発生回路Ｇ
s2は正弦波発生回路Ｇs1よりもΔＶid値だけ大きい振幅
値の正弦波信号ｅu12，ｅv12 ，ｅw12 を出力する。
【００１９】その結果、インバータＩＮＶ２の出力電圧
Ｖu2，ＶV2，Ｖw2は大きくなるように制御され、インバ
ータＩＮＶ１，ＩＮＶ２の負荷分担のバランスを制御す
ることができる。
Ｖu2，ＶV2，Ｖw2は大きくなるように制御され、インバ
ータＩＮＶ１，ＩＮＶ２の負荷分担のバランスを制御す
ることができる。
【００２０】（３）負荷分担がＩＮＶ１＜ＩＮＶ２の場
合 この場合は上記（２）の制御と逆に働いて、インバータ
ＩＮＶ１，ＩＮＶ２の入力電流がＩd1＜Ｉd2の場合、電
流検出器ＤＣＣＴは差電流Δid＜０（以下、−Δidとい
う。）を出力する。
合 この場合は上記（２）の制御と逆に働いて、インバータ
ＩＮＶ１，ＩＮＶ２の入力電流がＩd1＜Ｉd2の場合、電
流検出器ＤＣＣＴは差電流Δid＜０（以下、−Δidとい
う。）を出力する。
【００２１】バランス制御回路ＢＡＣＵでは、スイッチ
回路Ａ＿ＳＷの端子１側が選択されるため、加算器Ａ1
に制御信号ΔＶid（＜０）が入力される。加算器Ａ1
は、制御信号ｅ2 と制御信号ΔＶid（＜０）との差、す
なわち（ｅ2 −ΔＶid）を出力する。（実際にはΔＶid
が負の値なので、ｅ2 とΔＶidの絶対値の加算値とな
る。）その結果、インバータＩＮＶ１の出力電圧Ｖu1，
Ｖv1，Ｖw1は大きくなるように制御され、インバータＩ
ＮＶ１，ＩＮＶ２の負荷分担が等しくなるようにするこ
とができる。
回路Ａ＿ＳＷの端子１側が選択されるため、加算器Ａ1
に制御信号ΔＶid（＜０）が入力される。加算器Ａ1
は、制御信号ｅ2 と制御信号ΔＶid（＜０）との差、す
なわち（ｅ2 −ΔＶid）を出力する。（実際にはΔＶid
が負の値なので、ｅ2 とΔＶidの絶対値の加算値とな
る。）その結果、インバータＩＮＶ１の出力電圧Ｖu1，
Ｖv1，Ｖw1は大きくなるように制御され、インバータＩ
ＮＶ１，ＩＮＶ２の負荷分担が等しくなるようにするこ
とができる。
【００２２】図２は本発明の第２の実施の形態を示す補
助電源装置の構成図である。本実施の形態では、それぞ
れ並列接続されたインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２におい
て、その出力端に接続されたフィルタ回路ＦＬ１，ＦＬ
２の後段に交流電流検出器ＣＴＵ，ＣＴＶ，ＣＴＷを設
けている。この場合、交流電流検出器ＣＴＵ，ＣＴＶ，
ＣＴＷはインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２の各相毎に流れ
る出力電流の瞬時値を比較し、これら出力電流値の差電
流Δiu，Δiv，Δiwを検出する。
助電源装置の構成図である。本実施の形態では、それぞ
れ並列接続されたインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２におい
て、その出力端に接続されたフィルタ回路ＦＬ１，ＦＬ
２の後段に交流電流検出器ＣＴＵ，ＣＴＶ，ＣＴＷを設
けている。この場合、交流電流検出器ＣＴＵ，ＣＴＶ，
ＣＴＷはインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２の各相毎に流れ
る出力電流の瞬時値を比較し、これら出力電流値の差電
流Δiu，Δiv，Δiwを検出する。
【００２３】各相毎に検出された差電流Δiu，Δiv，Δ
iwは各相毎のバランス制御回路ＢＡＵ，ＢＡＶ，ＢＡＷ
に入力される。そしてバランス制御回路ＢＡＵ，ＢＡ
Ｖ，ＢＡＷの出力は、制御回路３の加算器Ｂu1，Ｂv1，
Ｂw1，Ｂu2，Ｂv2，Ｂw2で、制御補償回路Ｇ(s) から出
力された本来の制御信号ｅ2 に加算される。
iwは各相毎のバランス制御回路ＢＡＵ，ＢＡＶ，ＢＡＷ
に入力される。そしてバランス制御回路ＢＡＵ，ＢＡ
Ｖ，ＢＡＷの出力は、制御回路３の加算器Ｂu1，Ｂv1，
Ｂw1，Ｂu2，Ｂv2，Ｂw2で、制御補償回路Ｇ(s) から出
力された本来の制御信号ｅ2 に加算される。
【００２４】バランス制御回路ＢＡＵは、増幅器Ｋ1
と、アナログスイッチ回路（以下、スイッチ回路とい
う。）Ａ＿ＳＷＵ及び選択回路Ｓ＿ＳＷＵから構成され
ている。交流電流検出器ＣＴＵで検出された差電流Δiu
は増幅回路Ｋ1 と選択回路Ｓ＿ＳＷＵに入力される。選
択回路Ｓ＿ＳＷＵは、差電流Δiuが正の場合はスイッチ
回路Ａ＿ＳＷＵの端子２側を選択し、差電流Δiuが負の
場合はスイッチ回路Ａ＿ＳＷＵの端子１側を選択する。
そしてスイッチ回路Ａ＿ＳＷＵは端子１又は２より増幅
器Ｋ1 を介して得られた制御信号ΔＶiuを出力する。
と、アナログスイッチ回路（以下、スイッチ回路とい
う。）Ａ＿ＳＷＵ及び選択回路Ｓ＿ＳＷＵから構成され
ている。交流電流検出器ＣＴＵで検出された差電流Δiu
は増幅回路Ｋ1 と選択回路Ｓ＿ＳＷＵに入力される。選
択回路Ｓ＿ＳＷＵは、差電流Δiuが正の場合はスイッチ
回路Ａ＿ＳＷＵの端子２側を選択し、差電流Δiuが負の
場合はスイッチ回路Ａ＿ＳＷＵの端子１側を選択する。
そしてスイッチ回路Ａ＿ＳＷＵは端子１又は２より増幅
器Ｋ1 を介して得られた制御信号ΔＶiuを出力する。
【００２５】この結果、制御信号ΔＶiuを本来の制御信
号ｅ2 に加算することによって、インバータＩＮＶ１，
ＩＮＶ２のＵ相が負担する負荷を制御できる。同様にバ
ランス回路ＢＡＶ，ＢＡＷも動作する。
号ｅ2 に加算することによって、インバータＩＮＶ１，
ＩＮＶ２のＵ相が負担する負荷を制御できる。同様にバ
ランス回路ＢＡＶ，ＢＡＷも動作する。
【００２６】この様に構成された補助電源装置の制御動
作についてＵ相の制御動作を例に説明する。 （１）Ｕ相各インバータ出力電流がＩu1＝Ｉu2の場合 各インバータ出力電流がＩu1＝Ｉu2の場合は、交流電流
検出器ＣＴＵで検出される差電流Δiuは０となる。従っ
て、バランス制御回路ＢＡＵから出力される制御信号Δ
Ｖiuは０となり、制御回路３，４の加算器ＢＵ1 ，ＢＵ
2 はそのまま制御信号ｅ2 を出力することになる。その
結果、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２の出力電流Ｉu1，
Ｉu2は等しく制御される。
作についてＵ相の制御動作を例に説明する。 （１）Ｕ相各インバータ出力電流がＩu1＝Ｉu2の場合 各インバータ出力電流がＩu1＝Ｉu2の場合は、交流電流
検出器ＣＴＵで検出される差電流Δiuは０となる。従っ
て、バランス制御回路ＢＡＵから出力される制御信号Δ
Ｖiuは０となり、制御回路３，４の加算器ＢＵ1 ，ＢＵ
2 はそのまま制御信号ｅ2 を出力することになる。その
結果、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２の出力電流Ｉu1，
Ｉu2は等しく制御される。
【００２７】（２）Ｕ相の各インバータ出力電流がＩu1
＞Ｉu2の場合 Ｕ相の各インバータ出力電流がＩu1＞Ｉu2の場合は、交
流電流検出器ＣＴＵで検出される差電流Δiuは正の電流
値となる。この差電流Δiuはバランス制御回路ＢＡＵに
入力され、選択回路Ｓ＿ＳＷＵではスイッチ回路Ａ＿Ｓ
ＷＵの端子２側を選択する。このため、増幅器Ｋ1 に入
力された差電流Δiu（＞０）は制御信号ΔＶiu（＞０）
に変換された後、スイッチ回路Ａ＿ＳＷＵを介して加算
器ＢＵ2に入力される。加算器ＢＵ2 は（ｅ2 ＋ΔＶi
u）を出力するため、インバータＩＮＶ２のＵ相出力は
ΔＶiuに比例した分だけ大きい出力電圧を出力し、イン
バータＩＮＶ２の出力電流Ｉu2はインバータＩＮＶ１の
出力電流Ｉu1とバランスするように制御することができ
る。
＞Ｉu2の場合 Ｕ相の各インバータ出力電流がＩu1＞Ｉu2の場合は、交
流電流検出器ＣＴＵで検出される差電流Δiuは正の電流
値となる。この差電流Δiuはバランス制御回路ＢＡＵに
入力され、選択回路Ｓ＿ＳＷＵではスイッチ回路Ａ＿Ｓ
ＷＵの端子２側を選択する。このため、増幅器Ｋ1 に入
力された差電流Δiu（＞０）は制御信号ΔＶiu（＞０）
に変換された後、スイッチ回路Ａ＿ＳＷＵを介して加算
器ＢＵ2に入力される。加算器ＢＵ2 は（ｅ2 ＋ΔＶi
u）を出力するため、インバータＩＮＶ２のＵ相出力は
ΔＶiuに比例した分だけ大きい出力電圧を出力し、イン
バータＩＮＶ２の出力電流Ｉu2はインバータＩＮＶ１の
出力電流Ｉu1とバランスするように制御することができ
る。
【００２８】（３）Ｕ相の各インバータ出力電流がＩu1
＜Ｉu2の場合 Ｕ相の各インバータ出力電流がＩu1＜Ｉu2の場合は、交
流電流検出器ＣＴＵで検出される差電流Δiuは負の電流
値となる。この差電流Δiuはバランス制御回路ＢＡＵに
入力される。選択回路Ｓ＿ＳＷＵでスイッチ回路Ａ＿Ｓ
ＷＵの端子１側を選択する。このため、増幅器Ｋ1 に入
力された差電流Δiu（＜０）は制御信号ΔＶiu（＜０）
に変換された後、スイッチ回路Ａ＿ＳＷＵを介して加算
器ＢＵ1に入力される。加算器ＢＵ1 は（ｅ2 −ΔＶi
u）を出力するため、インバータＩＮＶ１のＵ相出力は
ΔＶiuに比例した分だけ大きい出力電圧を出力し、イン
バータＩＮＶ１の出力電流Ｉu1はインバータＩＮＶ２の
出力電流Ｉu2にバランスするように制御することができ
る。（実際にはΔＶiuが負の値なので、ｅ2 とΔＶiuの
絶対値の加算値となる。）なお、Ｖ相、Ｗ相も同様に制
御することで、各相のインバータ出力電流がバランス制
御される。
＜Ｉu2の場合 Ｕ相の各インバータ出力電流がＩu1＜Ｉu2の場合は、交
流電流検出器ＣＴＵで検出される差電流Δiuは負の電流
値となる。この差電流Δiuはバランス制御回路ＢＡＵに
入力される。選択回路Ｓ＿ＳＷＵでスイッチ回路Ａ＿Ｓ
ＷＵの端子１側を選択する。このため、増幅器Ｋ1 に入
力された差電流Δiu（＜０）は制御信号ΔＶiu（＜０）
に変換された後、スイッチ回路Ａ＿ＳＷＵを介して加算
器ＢＵ1に入力される。加算器ＢＵ1 は（ｅ2 −ΔＶi
u）を出力するため、インバータＩＮＶ１のＵ相出力は
ΔＶiuに比例した分だけ大きい出力電圧を出力し、イン
バータＩＮＶ１の出力電流Ｉu1はインバータＩＮＶ２の
出力電流Ｉu2にバランスするように制御することができ
る。（実際にはΔＶiuが負の値なので、ｅ2 とΔＶiuの
絶対値の加算値となる。）なお、Ｖ相、Ｗ相も同様に制
御することで、各相のインバータ出力電流がバランス制
御される。
【００２９】図３、図４は本発明の第３、第４の実施の
形態を示す補助電源装置の構成図である。本実施の形態
ではインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２において、各インバ
ータＩＮＶ１，ＩＮＶ２の入出力側にスイッチＳＷ１〜
ＳＷ４を設置し、どちらかのインバータに故障が発生し
た場合、故障したインバータを切り離し、正常なインバ
ータから走行運転に最小限必要な電力を供給できるよう
にしている。また、並列運転されるインバータＩＮＶ
１，ＩＮＶ２が負荷を平均に分担させることができるよ
うに、図１に示した第１の実施の形態又は図２に示した
第２の実施の形態の構成をも備えている。
形態を示す補助電源装置の構成図である。本実施の形態
ではインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２において、各インバ
ータＩＮＶ１，ＩＮＶ２の入出力側にスイッチＳＷ１〜
ＳＷ４を設置し、どちらかのインバータに故障が発生し
た場合、故障したインバータを切り離し、正常なインバ
ータから走行運転に最小限必要な電力を供給できるよう
にしている。また、並列運転されるインバータＩＮＶ
１，ＩＮＶ２が負荷を平均に分担させることができるよ
うに、図１に示した第１の実施の形態又は図２に示した
第２の実施の形態の構成をも備えている。
【００３０】バランス制御については第１の実施の形態
又は第２の実施の形態と同様なので、ここでは故障した
インバータの切り離し制御についてのみ説明する。 （１）インバータＩＮＶ１が故障した場合 インバータＩＮＶ１が故障した場合、スイッチＳＷ１，
ＳＷ２とゲート信号ｇ11〜ｇ16を遮断するスイッチＳＷ
５を開放する。するとインバータＩＮＶ１がシステムか
ら切り離され、インバータＩＮＶ２のみが運転される。
その結果、補助電源装置の容量Ｐは半分になるが走行運
転に必要な最小限の容量を確保することができる。
又は第２の実施の形態と同様なので、ここでは故障した
インバータの切り離し制御についてのみ説明する。 （１）インバータＩＮＶ１が故障した場合 インバータＩＮＶ１が故障した場合、スイッチＳＷ１，
ＳＷ２とゲート信号ｇ11〜ｇ16を遮断するスイッチＳＷ
５を開放する。するとインバータＩＮＶ１がシステムか
ら切り離され、インバータＩＮＶ２のみが運転される。
その結果、補助電源装置の容量Ｐは半分になるが走行運
転に必要な最小限の容量を確保することができる。
【００３１】（２）インバータＩＮＶ２が故障した場合 インバータＩＮＶ２が故障した場合、スイッチＳＷ３，
ＳＷ４とゲート信号ｇ21〜ｇ26を遮断するスイッチＳＷ
６を開放する。するとインバータＩＮＶ２がシステムか
ら切り離され、インバータＩＮＶ１のみが運転される。
その結果、電力変換器ＩＮＶ１から電力を供給すること
で走行運転を可能にすることができる。
ＳＷ４とゲート信号ｇ21〜ｇ26を遮断するスイッチＳＷ
６を開放する。するとインバータＩＮＶ２がシステムか
ら切り離され、インバータＩＮＶ１のみが運転される。
その結果、電力変換器ＩＮＶ１から電力を供給すること
で走行運転を可能にすることができる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、イ
ンバータを分割して構成することによって、故障が発生
した場合でも、その被害を最小限に止めることができ
る。又分割されたインバータのバランス制御を行うこと
ができるので、インバータの出力側の並列接続が可能に
なり、出力変圧器の１次巻線を２個から１個に減らすこ
とが可能になり、補助電源装置の小形化・軽量化をはか
ることができる。又故障したインバータを切り離すこと
で、正常なインバータから走行に必要な電力を供給する
ことができる。
ンバータを分割して構成することによって、故障が発生
した場合でも、その被害を最小限に止めることができ
る。又分割されたインバータのバランス制御を行うこと
ができるので、インバータの出力側の並列接続が可能に
なり、出力変圧器の１次巻線を２個から１個に減らすこ
とが可能になり、補助電源装置の小形化・軽量化をはか
ることができる。又故障したインバータを切り離すこと
で、正常なインバータから走行に必要な電力を供給する
ことができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す補助電源装置
の構成図である。
の構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す補助電源装置
の構成図である。
の構成図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示す補助電源装置
の構成図である。
の構成図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態を示す補助電源装置
の構成図である。
の構成図である。
【図５】従来の補助電源装置の構成図である。
Ｋt ：直流架線 Ｐt ：パンタグラフ ＨＢ：高速遮断器 ＦＣ：フィルタコンデンサ ＩＮＶ１，ＩＮＶ２：インバータ ＦＬ１，ＦＬ２：フィルタ回路 Ｍtr：変圧器 Ｔr ：変圧器 Ｋrec ：変換回路 ＢＡCU，ＢＡu ，ＢＡv ，ＢＡw ：バランス制御回路 Ｓ1 ：比較器 ＡＵ1 ，ＡＶ1 ，ＡＷ1 ：加算器 ＢＵ1 ，ＢＶ1 ，ＢＷ1 ：加算器 ＢＵ2 ，ＢＶ2 ，ＢＷ2 ：加算器 Ｇ(s) ：制御補償回路 ＧＳ：正弦波発生回路 ＧＨ：補償回路 ＰＷＭ1 ，ＰＷＭ2 ：ＰＷＭ制御回路 ＣＴＵ，ＣＴＶ，ＣＴＷ：交流電流検出器 ＤＣＣＴ：電流検出器 ＯＳＣ：発信回路
Claims (4)
- 【請求項１】 入力側が各々並列に接続され、直流電力
を交流電力に変換して、この交流電力を共通の負荷に供
給する複数台のインバータと、 これら複数台のインバータに入力される入力電流値を各
々検出し、これら入力電流値の差分値を検出する電流検
出器と、 前記入力電流値が他の前記インバータの入力電流値より
も小さいインバータに対して、前記差分値に比例する補
償信号を演算する補償回路と、 前記補償信号と、前記交流電力があらかじめ定められた
所定値になるように制御する制御信号とを加算した信号
に基づいて、前記複数台のインバータを各々制御する制
御回路とを有する補助電源装置。 - 【請求項２】 入力側が各々並列に接続され、直流電力
を交流電力に変換して、この交流電力を共通の負荷に供
給する複数台のインバータと、 これら複数台のインバータから出力される出力電流値を
各々検出し、これら出力電流値の差分値を検出する電流
検出器と、 前記出力電流値が他の前記インバータの出力電流値より
も小さいインバータに対して、前記差分値に比例する補
償信号を演算する補償回路と、 前記補償信号と、前記交流電力があらかじめ定められた
所定値になるように制御する制御信号とを加算した信号
に基づいて、前記複数台のインバータを各々制御する制
御回路とを有する補助電源装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の補助電
源装置において、前記複数台のインバータの出力と前記
負荷との間を接続する変圧器を有する補助電源装置。 - 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
の補助電源装置において、 前記複数台のインバータの内、故障したインバータの入
出力側を切り離す手段を有する補助電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8114036A JPH09308254A (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 補助電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8114036A JPH09308254A (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 補助電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09308254A true JPH09308254A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=14627433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8114036A Pending JPH09308254A (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 補助電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09308254A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005073014A1 (ja) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 車両用補助電源装置 |
| KR100719193B1 (ko) * | 2005-06-30 | 2007-05-16 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 차량용 보조 전원 장치 |
| JP2007336750A (ja) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Toshiba Corp | 鉄道車両用補助電源装置 |
| JP2011125099A (ja) * | 2009-12-09 | 2011-06-23 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | インバータの並列運転制御装置 |
| CN102771042A (zh) * | 2010-01-28 | 2012-11-07 | 伊斯帕诺-絮扎公司 | 控制多相电机的方法和装置 |
| JP2013226044A (ja) * | 2006-09-06 | 2013-10-31 | Nothern Power Systems Utility Scale Inc | 多相電力コンバータおよび多相電力変換方法 |
| CN109510498A (zh) * | 2017-09-14 | 2019-03-22 | 株式会社日立制作所 | 电力变换装置以及电力变换装置的调整方法 |
| CN109941105A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-06-28 | 中车资阳机车有限公司 | 一种小冲击直投供电系统 |
| WO2020045008A1 (ja) * | 2018-08-28 | 2020-03-05 | 三菱電機株式会社 | 電力変換システム |
| CN117200543A (zh) * | 2022-05-30 | 2023-12-08 | 宁波奥克斯电气股份有限公司 | 并联输出负载电流均衡检测与调节电路、方法及空调器 |
-
1996
- 1996-05-09 JP JP8114036A patent/JPH09308254A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005073014A1 (ja) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 車両用補助電源装置 |
| CN1329221C (zh) * | 2004-01-29 | 2007-08-01 | 三菱电机株式会社 | 车辆用辅助电源装置 |
| US7728456B2 (en) | 2004-01-29 | 2010-06-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Vehicle auxiliary electric-power-supplying system |
| KR100719193B1 (ko) * | 2005-06-30 | 2007-05-16 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 차량용 보조 전원 장치 |
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| JP2013226044A (ja) * | 2006-09-06 | 2013-10-31 | Nothern Power Systems Utility Scale Inc | 多相電力コンバータおよび多相電力変換方法 |
| JP2011125099A (ja) * | 2009-12-09 | 2011-06-23 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | インバータの並列運転制御装置 |
| CN102771042A (zh) * | 2010-01-28 | 2012-11-07 | 伊斯帕诺-絮扎公司 | 控制多相电机的方法和装置 |
| JP2013518549A (ja) * | 2010-01-28 | 2013-05-20 | イスパノ・シユイザ | 多相電気機械を制御する方法およびデバイス |
| CN109510498A (zh) * | 2017-09-14 | 2019-03-22 | 株式会社日立制作所 | 电力变换装置以及电力变换装置的调整方法 |
| CN109510498B (zh) * | 2017-09-14 | 2021-02-02 | 株式会社日立制作所 | 电力变换装置以及电力变换装置的调整方法 |
| WO2020045008A1 (ja) * | 2018-08-28 | 2020-03-05 | 三菱電機株式会社 | 電力変換システム |
| JPWO2020045008A1 (ja) * | 2018-08-28 | 2021-02-25 | 三菱電機株式会社 | 電力変換システム |
| CN112567624A (zh) * | 2018-08-28 | 2021-03-26 | 三菱电机株式会社 | 电力变换系统 |
| CN109941105A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-06-28 | 中车资阳机车有限公司 | 一种小冲击直投供电系统 |
| CN109941105B (zh) * | 2019-04-28 | 2023-08-25 | 中车资阳机车有限公司 | 一种小冲击直投供电系统 |
| CN117200543A (zh) * | 2022-05-30 | 2023-12-08 | 宁波奥克斯电气股份有限公司 | 并联输出负载电流均衡检测与调节电路、方法及空调器 |
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