JPS6036713B2 - チヨツパ保護方法 - Google Patents
チヨツパ保護方法Info
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- JPS6036713B2 JPS6036713B2 JP3885980A JP3885980A JPS6036713B2 JP S6036713 B2 JPS6036713 B2 JP S6036713B2 JP 3885980 A JP3885980 A JP 3885980A JP 3885980 A JP3885980 A JP 3885980A JP S6036713 B2 JPS6036713 B2 JP S6036713B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- chopper
- filter capacitor
- short
- switch
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
- H02M3/02—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
- H02M3/04—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
- H02M3/10—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/125—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M3/135—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Motor And Converter Starters (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はチョッパ保護方法に関する。
一般に、チョッパを使用した装置例えば電気車において
は電力費の節減、保守費用の低減、高性能などの理由で
地下鉄電車などを中心に普及しつつあり、例えば第１図
に示す如き電気車チョッパ装置が使用されている。第１
図は代表的は電気車チョッパ装置の力行主回路図であり
、１は集電装置、２は第１の単位スイッチ、３は高速度
減流器、４は減流抵抗器、５は第２の単位スイッチ、６
はフィルタコンデンサ用の充電抵抗器、７はフィルタリ
アクトル、８はフィルタコンデンサ、９Ａ，９Ｂは主電
動機電巻線、１０Ａ，１０Ｂは主電動機界滋巻線、１１
Ａ，１１８は主平滑リアクトル、１２Ａ，１２Ｂはフリ
ーホイリングダイオード、１３Ａ，１３Ｂはチョッパ、
１４Ａ，１４Ｂは主電動機電流検器、１７Ａ，１７Ｂは
、主平滑リアクトル電流（以下相電流と呼ぶ）検出器で
ある。
は電力費の節減、保守費用の低減、高性能などの理由で
地下鉄電車などを中心に普及しつつあり、例えば第１図
に示す如き電気車チョッパ装置が使用されている。第１
図は代表的は電気車チョッパ装置の力行主回路図であり
、１は集電装置、２は第１の単位スイッチ、３は高速度
減流器、４は減流抵抗器、５は第２の単位スイッチ、６
はフィルタコンデンサ用の充電抵抗器、７はフィルタリ
アクトル、８はフィルタコンデンサ、９Ａ，９Ｂは主電
動機電巻線、１０Ａ，１０Ｂは主電動機界滋巻線、１１
Ａ，１１８は主平滑リアクトル、１２Ａ，１２Ｂはフリ
ーホイリングダイオード、１３Ａ，１３Ｂはチョッパ、
１４Ａ，１４Ｂは主電動機電流検器、１７Ａ，１７Ｂは
、主平滑リアクトル電流（以下相電流と呼ぶ）検出器で
ある。
第２．図は、かかる電気車において、回生ブレーキ時の
主回路図である。
主回路図である。
すなわち、第１図において主電動機の電機子巻線９Ａ，
９Ｂの電源側端を切り離して接地することにより、電機
子巻線９Ａ，９Ｂ、界磁巻線１０Ａ，１０Ｂ、主平滑リ
アクトル１１Ａ，１１Ｂの直列回路をチョッパ１３Ａ，
１３Ｂに並列に接続し直したと同様の接続構成となる。
回生ブレーキ時に他の力行車など回生負荷がない場合に
は、回生電流の行き先がなくなり、フィルタコンデンサ
８の電圧値が上昇し、やがて過電圧限界をこえると主回
路は開放されて、回生ブレーキがかからなくなる。この
場合にはェアフレーキにより制動力を確保しなければな
らないことになる。この問題の対策として、従来第３図
に示すようにチョツパ１３Ａ，１３８と並列に側民各抵
抗１５Ａ，１５Ｂ、サィリスタ１６Ａ，１６Ｂを接続し
、回生負荷消滅時の回生電流をサィリス夕１６Ａ，１６
Ｂを点弧させることにより側畠各する方法が採用されて
いる。
９Ｂの電源側端を切り離して接地することにより、電機
子巻線９Ａ，９Ｂ、界磁巻線１０Ａ，１０Ｂ、主平滑リ
アクトル１１Ａ，１１Ｂの直列回路をチョッパ１３Ａ，
１３Ｂに並列に接続し直したと同様の接続構成となる。
回生ブレーキ時に他の力行車など回生負荷がない場合に
は、回生電流の行き先がなくなり、フィルタコンデンサ
８の電圧値が上昇し、やがて過電圧限界をこえると主回
路は開放されて、回生ブレーキがかからなくなる。この
場合にはェアフレーキにより制動力を確保しなければな
らないことになる。この問題の対策として、従来第３図
に示すようにチョツパ１３Ａ，１３８と並列に側民各抵
抗１５Ａ，１５Ｂ、サィリスタ１６Ａ，１６Ｂを接続し
、回生負荷消滅時の回生電流をサィリス夕１６Ａ，１６
Ｂを点弧させることにより側畠各する方法が採用されて
いる。
かくすればチョッパ１３Ａ，１３Ｂのオフ時に電流はサ
ィリスタ１６Ａ，１６Ｂ、及び側路抵抗１５Ａ，１５Ｂ
を通して減衰するので、定電流制御が可能となり、安定
な電気ブレーキ作用を続行させることができる。このよ
うに、チョツパ１３Ａ，１３Ｂと並列に側路抵抗１５Ａ
，１５Ｂを接続し、回生負荷消滅時にも安定な電気ブレ
ーキ作用を可能とする方式は、長距離の勾配区間にて抑
速制御を行なう場合には、ェアプレーキの連続使用によ
るブレーキシュー、車輪の摩耗及び過熱による事故を防
ぐうえべ有効な方式である。
ィリスタ１６Ａ，１６Ｂ、及び側路抵抗１５Ａ，１５Ｂ
を通して減衰するので、定電流制御が可能となり、安定
な電気ブレーキ作用を続行させることができる。このよ
うに、チョツパ１３Ａ，１３Ｂと並列に側路抵抗１５Ａ
，１５Ｂを接続し、回生負荷消滅時にも安定な電気ブレ
ーキ作用を可能とする方式は、長距離の勾配区間にて抑
速制御を行なう場合には、ェアプレーキの連続使用によ
るブレーキシュー、車輪の摩耗及び過熱による事故を防
ぐうえべ有効な方式である。
一方、第１図、第２図に示されるような従来のチョッパ
装置には、過電圧検知、過電流検知、低電圧検知など種
々の保護機能が設けられているが第３図のように新たに
側路抵抗器１５Ａ，１５Ｂ及びサィリスタ１６Ａ，１６
Ｂの直列回路を設けた場合、これらの故障時の検知、保
護をも考慮しておかねばならない。
装置には、過電圧検知、過電流検知、低電圧検知など種
々の保護機能が設けられているが第３図のように新たに
側路抵抗器１５Ａ，１５Ｂ及びサィリスタ１６Ａ，１６
Ｂの直列回路を設けた場合、これらの故障時の検知、保
護をも考慮しておかねばならない。
まず、サィリスタ１６Ａ，１６Ｂについて考えてみると
、これがオーブン故障した場合には、第３図において回
生負荷消滅時にサィリスタ１６Ａ，１６８にゲ−ト信号
を与えても抵抗器１５Ａ，１５Ｂに電流が流れなくなる
ため、フィルタコンデンサ８の電圧が上昇し続け、つい
には過電圧が検知され、主回路は開放されたェアプレー
キが作用する。
、これがオーブン故障した場合には、第３図において回
生負荷消滅時にサィリスタ１６Ａ，１６８にゲ−ト信号
を与えても抵抗器１５Ａ，１５Ｂに電流が流れなくなる
ため、フィルタコンデンサ８の電圧が上昇し続け、つい
には過電圧が検知され、主回路は開放されたェアプレー
キが作用する。
従ってサイリスタ１６Ａ，１６Ｂがオープン故障しても
特に問題はなく、過電圧検知が回生負荷消滅のたびに動
作するため、その故障を検知することができる。ところ
が、サィリスタ１６Ａ，１６Ｂが短絡故障した場合には
、直接の現象としては、認識できず、力行中、制御中い
づれの場合も主回路が構成されると新たに設けた抵抗器
１５Ａ，１５Ｂに電流が流れ続けることになる。
特に問題はなく、過電圧検知が回生負荷消滅のたびに動
作するため、その故障を検知することができる。ところ
が、サィリスタ１６Ａ，１６Ｂが短絡故障した場合には
、直接の現象としては、認識できず、力行中、制御中い
づれの場合も主回路が構成されると新たに設けた抵抗器
１５Ａ，１５Ｂに電流が流れ続けることになる。
しかし抵抗器１５Ａ，１５Ｂの容量は、一般に全制動期
間に亘つて制動エネルギーを吸収するのに充分な容量を
持たしてあるが、力行運転時に短絡故障が発生した場．
合は容量を越えた電流が流れ、抵抗器１５Ａ，１５Ｂの
焼損ひいては車両の火災事故を招く危険性がある。従っ
て力行運転時にはサィリスタの短絡故障は必ず検知しな
ければならない。この検出方法として、抵抗器１５Ａ，
１５８とサィリスタ１６Ａ，１６８との直列回路は電流
検出器を設け、力行中、あるいは回生制動時回生負荷が
あり、サィリスタ１６Ａ，１６Ｂのゲートに信号が与え
られていないとき、すなわち抵抗器１５Ａ，１５Ｂに電
流が流れるべきでないときに電流が流れたときサイリス
タ１６Ａ，１６Ｂの短絡故障を検知する方法が考えられ
る。しかしこの方法は新たに電流検出器を設ける必要が
あり、この分全体構成が複雑、大型になるのを避けるこ
とができない。本発明は以上の点を考慮してなされたも
ので、新たに電流検出器を設けることなく従来装置のま
まで力行運転開始時のサィリスタの短絡故障を検知して
側路抵抗器を保護できるようにしたチョッパ保護方法を
提供することを目的とする。以下、図示した実施例に基
いて本発明を説明する。
間に亘つて制動エネルギーを吸収するのに充分な容量を
持たしてあるが、力行運転時に短絡故障が発生した場．
合は容量を越えた電流が流れ、抵抗器１５Ａ，１５Ｂの
焼損ひいては車両の火災事故を招く危険性がある。従っ
て力行運転時にはサィリスタの短絡故障は必ず検知しな
ければならない。この検出方法として、抵抗器１５Ａ，
１５８とサィリスタ１６Ａ，１６８との直列回路は電流
検出器を設け、力行中、あるいは回生制動時回生負荷が
あり、サィリスタ１６Ａ，１６Ｂのゲートに信号が与え
られていないとき、すなわち抵抗器１５Ａ，１５Ｂに電
流が流れるべきでないときに電流が流れたときサイリス
タ１６Ａ，１６Ｂの短絡故障を検知する方法が考えられ
る。しかしこの方法は新たに電流検出器を設ける必要が
あり、この分全体構成が複雑、大型になるのを避けるこ
とができない。本発明は以上の点を考慮してなされたも
ので、新たに電流検出器を設けることなく従来装置のま
まで力行運転開始時のサィリスタの短絡故障を検知して
側路抵抗器を保護できるようにしたチョッパ保護方法を
提供することを目的とする。以下、図示した実施例に基
いて本発明を説明する。
第４図は本発明が適用される回路図を示すもので、図に
おいて、力行運転開始する場合サイリスタ１６Ａ，１６
Ｂ及び側路抵抗器１５Ａ，１５Ｂの直列回路はチョッパ
１３Ａ，１３Ｂと並列に接続されている。この第４図の
接続状態において、力行スイッチ指令が与えられると、
第５図Ａに示す如く時点りこおいて単位スイッチ２にィ
ンタロック信号ｓ．が与えられて投入され、フィルタコ
ンデンサ８の両端電圧ｓ２が第５図Ｃに示す如く充電さ
れていく。このフィルタコンデンサ８の充電が時点りこ
おいて完了すると、第５図Ｂに示す如く、．スイッチ５
に対してインターロック信号ｓ３が与えられてオン動作
し、これによりチョッパ１３Ａ，１３Ｂがオン、オフ動
作を開始する。時点らからチョツパ１３Ａ，１３Ｂは、
オン、オフ動作を開始するが、力行時は主電動機への突
入電流を防止するため、ある−定時点ｔ３までチョッパ
１３Ａ，１３Ｂの移相を最小に絞って位相を開かない状
態にするか、時点ｔ３までの時間内はチョッパ周波数を
定格周波数より低くしている。このような対策により、
主電機にかかる電圧が小さくなり突入電流を防止出来る
。
おいて、力行運転開始する場合サイリスタ１６Ａ，１６
Ｂ及び側路抵抗器１５Ａ，１５Ｂの直列回路はチョッパ
１３Ａ，１３Ｂと並列に接続されている。この第４図の
接続状態において、力行スイッチ指令が与えられると、
第５図Ａに示す如く時点りこおいて単位スイッチ２にィ
ンタロック信号ｓ．が与えられて投入され、フィルタコ
ンデンサ８の両端電圧ｓ２が第５図Ｃに示す如く充電さ
れていく。このフィルタコンデンサ８の充電が時点りこ
おいて完了すると、第５図Ｂに示す如く、．スイッチ５
に対してインターロック信号ｓ３が与えられてオン動作
し、これによりチョッパ１３Ａ，１３Ｂがオン、オフ動
作を開始する。時点らからチョツパ１３Ａ，１３Ｂは、
オン、オフ動作を開始するが、力行時は主電動機への突
入電流を防止するため、ある−定時点ｔ３までチョッパ
１３Ａ，１３Ｂの移相を最小に絞って位相を開かない状
態にするか、時点ｔ３までの時間内はチョッパ周波数を
定格周波数より低くしている。このような対策により、
主電機にかかる電圧が小さくなり突入電流を防止出来る
。
しかし、サィリスタ１６Ａ，１６Ｂが短絡故障を起こし
ていると、チョッパ１３Ａ，１３Ｂのオンオフ動作に関
係なく、主平滑リクトル１１Ａ，１１Ｂおよび側路抵抗
器１５Ａ，１５Ｂを通して電流が流れる。
ていると、チョッパ１３Ａ，１３Ｂのオンオフ動作に関
係なく、主平滑リクトル１１Ａ，１１Ｂおよび側路抵抗
器１５Ａ，１５Ｂを通して電流が流れる。
この電流は側路抵抗器１５Ａ，１５８のインピーダンス
および回路のインピーダンスにより決定され、ｔ２〜【
３間に通常に流れる電流より非常に大きい電流となる。
および回路のインピーダンスにより決定され、ｔ２〜【
３間に通常に流れる電流より非常に大きい電流となる。
この電流を通常時は相電流アンバランス補正用に検出し
ている相電流検出器１７Ａ，１７Ｂで検出し、ｔ２〜ｔ
３時間にある一定以上の電流が流れた場合、サィリスタ
１６Ａ，１６Ｂが短絡故障として検知する。第６図に相
電流検出器１７Ａ，１７Ｂからの出力の状態を示す。
ている相電流検出器１７Ａ，１７Ｂで検出し、ｔ２〜ｔ
３時間にある一定以上の電流が流れた場合、サィリスタ
１６Ａ，１６Ｂが短絡故障として検知する。第６図に相
電流検出器１７Ａ，１７Ｂからの出力の状態を示す。
実線は正常な場合の相電流の上昇を示すが、前記したよ
うにサィリスタ１６Ａあるいは１６Ｂが短絡故障をおこ
すと、点線に示すような上昇を示し、これをＬ〜ｔ３間
に検知して、回路開放の指令を出力すれば上託した不具
合を未然に防止出来る。
うにサィリスタ１６Ａあるいは１６Ｂが短絡故障をおこ
すと、点線に示すような上昇を示し、これをＬ〜ｔ３間
に検知して、回路開放の指令を出力すれば上託した不具
合を未然に防止出来る。
このように本発明によれば、チョッパと並列にサィリス
タ及び側路抵抗器の直列回路を接続することにより回生
電流を側足各させるようにしたチョッパ方式において、
力行運転開始時に、このサィリスタの短絡故障を確実に
検知し得るようにしたことにより、抵抗の焼損、車両の
火災事故の発生を未然に防止し得、このようにするにつ
き特に従来装置に何ら機器を追加することなく容易に実
現出来る。
タ及び側路抵抗器の直列回路を接続することにより回生
電流を側足各させるようにしたチョッパ方式において、
力行運転開始時に、このサィリスタの短絡故障を確実に
検知し得るようにしたことにより、抵抗の焼損、車両の
火災事故の発生を未然に防止し得、このようにするにつ
き特に従来装置に何ら機器を追加することなく容易に実
現出来る。
第１図〜第４図は本発明を適用し得る電気車チョッパ装
置の接続図、第５図、第６図は本発明によるチョッパ保
護方法の一例を説明するための信号波形図である。 １・・・・・・集電装暦、８・・・・・・フィルタコン
デンサ、１１Ａ，１１Ｂ・・・・・・主平滑リアクトル
、１３Ａ，１３Ｂ・・・・・・チョツパ、１５Ａ，１５
Ｂ・・・・・・側路抵抗器、１６Ａ，１６Ｂ・…・・サ
ィリスタ、１７Ａ，１７Ｂ・・・・・・相電流検出器。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図
置の接続図、第５図、第６図は本発明によるチョッパ保
護方法の一例を説明するための信号波形図である。 １・・・・・・集電装暦、８・・・・・・フィルタコン
デンサ、１１Ａ，１１Ｂ・・・・・・主平滑リアクトル
、１３Ａ，１３Ｂ・・・・・・チョツパ、１５Ａ，１５
Ｂ・・・・・・側路抵抗器、１６Ａ，１６Ｂ・…・・サ
ィリスタ、１７Ａ，１７Ｂ・・・・・・相電流検出器。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図
Claims (1)
- １ 電源の投入・しや断を行なう開閉器と直列にフイル
タコンデンサと平滑リアクトルを介して被制御電動機と
チヨツパを接続すると共に、上記チヨツパに制御整流素
子及び回生負荷消滅時に電気ブレーキ制御電流を減衰さ
せる側路抵抗器よりなる直列回路を並列に接続し、かつ
前記被制御電動機電流のチヨツパ制御に用いる電流検出
器を備えたものにおいて、力行運転開始時に上記フイル
タコンデンサの充電電圧が予定値に達してから所定時間
内に上記電流検出器に流れる電流が基準値以上に達した
とき、前記制御整流素子の短絡故障としてこれを検出し
、前記開閉器をしや断して上記側路抵抗器を過電流から
保護することを特徴とするチヨツパ保護方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3885980A JPS6036713B2 (ja) | 1980-03-28 | 1980-03-28 | チヨツパ保護方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3885980A JPS6036713B2 (ja) | 1980-03-28 | 1980-03-28 | チヨツパ保護方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56136174A JPS56136174A (en) | 1981-10-24 |
| JPS6036713B2 true JPS6036713B2 (ja) | 1985-08-22 |
Family
ID=12536919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3885980A Expired JPS6036713B2 (ja) | 1980-03-28 | 1980-03-28 | チヨツパ保護方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6036713B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63112803U (ja) * | 1987-01-13 | 1988-07-20 |
-
1980
- 1980-03-28 JP JP3885980A patent/JPS6036713B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63112803U (ja) * | 1987-01-13 | 1988-07-20 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56136174A (en) | 1981-10-24 |
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