JPS6216002A - インバ−タ電気車の制御装置 - Google Patents
インバ−タ電気車の制御装置Info
- Publication number
- JPS6216002A JPS6216002A JP15226385A JP15226385A JPS6216002A JP S6216002 A JPS6216002 A JP S6216002A JP 15226385 A JP15226385 A JP 15226385A JP 15226385 A JP15226385 A JP 15226385A JP S6216002 A JPS6216002 A JP S6216002A
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- JP
- Japan
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- voltage
- switch means
- inverter electric
- circuit
- inverter
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はインバータ電気車の制御装置に係り、特に、フ
ィルタコンデンサを初期充電するのに好適なインバータ
電気車の制御装置に関する。
ィルタコンデンサを初期充電するのに好適なインバータ
電気車の制御装置に関する。
インバータ電気車では、架線電源側の高調波電流抑制等
のために、電源側にリアクトルＬ、とコンデンサＣ２よ
り構成されるフィルタ回路が設けられる。インバータ電
気車のカ行や回生制動の始動時には、必ず、フィルタコ
ンデンサＣ２に電源電圧を充電するための初期充電が必
要である。この初期充電は、一般に、スイッチ手段の投
入により行われるが、フィルタ回路り、とＣ２によりり
、〜Ｃ２振動が生じるので、このり、〜Ｃ２振動現象を
防止するために、他のスイッチ手段が並列接続されたダ
ンピング抵抗をリアクトルＬ、に直列接続する方法が特
開昭５７−８５５０７号公報に明示されているが、この
方法では通電容量の大きなスイッチ手段が必要で高価な
ものとなる。
のために、電源側にリアクトルＬ、とコンデンサＣ２よ
り構成されるフィルタ回路が設けられる。インバータ電
気車のカ行や回生制動の始動時には、必ず、フィルタコ
ンデンサＣ２に電源電圧を充電するための初期充電が必
要である。この初期充電は、一般に、スイッチ手段の投
入により行われるが、フィルタ回路り、とＣ２によりり
、〜Ｃ２振動が生じるので、このり、〜Ｃ２振動現象を
防止するために、他のスイッチ手段が並列接続されたダ
ンピング抵抗をリアクトルＬ、に直列接続する方法が特
開昭５７−８５５０７号公報に明示されているが、この
方法では通電容量の大きなスイッチ手段が必要で高価な
ものとなる。
また、インバータ電気車で、架線が停電した場合の発電
制動時に誘導電動機の界磁電流を供給するために、フィ
ルタコンデンサＣ２に電圧を充電する補充電装置を備え
たものが、特開昭５９−２８８０２号公報に開示されて
いる。ところが、この補充電装置を架線停電時のみに使
用するのは、そのコストと使用頻度から考えて、コスト
パフオマンスが必ずしも良くない問題点がある。
制動時に誘導電動機の界磁電流を供給するために、フィ
ルタコンデンサＣ２に電圧を充電する補充電装置を備え
たものが、特開昭５９−２８８０２号公報に開示されて
いる。ところが、この補充電装置を架線停電時のみに使
用するのは、そのコストと使用頻度から考えて、コスト
パフオマンスが必ずしも良くない問題点がある。
本発明の目的は、インバータ電気車におけるフィルタコ
ンデンサの初期充電に好適な制御装置を提供することに
ある。
ンデンサの初期充電に好適な制御装置を提供することに
ある。
本発明の特徴は、インバータ電気車のカ行時や回生制動
時におけるフィルタコンデンサの初期充電を、補充電装
置を用いて行うことにある。
時におけるフィルタコンデンサの初期充電を、補充電装
置を用いて行うことにある。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図において、Ｐｔは架線電圧を取込むためのパンタグラ
フ、Ｌｌは架線電圧ｖ６を負荷（インバータ＋誘導電動
機）に印加するためのスイッチ手段、Ｈ−Ｂはインバー
タ転流失敗時の過電流保護を行う高速度遮断器、Ｒ１は
Ｈ−Ｂの減流抵抗、Ｌ、とＣ２はフィルタ用リアクトル
とコンデンサである。
図において、Ｐｔは架線電圧を取込むためのパンタグラ
フ、Ｌｌは架線電圧ｖ６を負荷（インバータ＋誘導電動
機）に印加するためのスイッチ手段、Ｈ−Ｂはインバー
タ転流失敗時の過電流保護を行う高速度遮断器、Ｒ１は
Ｈ−Ｂの減流抵抗、Ｌ、とＣ２はフィルタ用リアクトル
とコンデンサである。
また、ＩＮＶはゲートターンオフサイリスタＧＴ○、と
ダイオードＤ、の逆並列接続体をアーム構成とする三相
パルス幅制御インバータで、その出力に可変電圧、可変
周波数の三相交流を発生し、誘導電動機ＩＭの速度制御
を行うものである。
ダイオードＤ、の逆並列接続体をアーム構成とする三相
パルス幅制御インバータで、その出力に可変電圧、可変
周波数の三相交流を発生し、誘導電動機ＩＭの速度制御
を行うものである。
このような回路構成で、従来は、第２図に示すようにス
イッチ手段Ｌ１投入時のり、〜Ｃ７振動を抑制するため
のダンピング抵抗Ｒ，と、その短絡用スイッチ手段Ｌ２
が設けられていた。ダンピング抵抗ＲＩ、はノ」１容量
でよいが、その短絡用スイッチ手段Ｌ２ はスイッチ手
段Ｌ１と同様に通電容量が必要で、装置が大型で高価な
ものになっていた。
イッチ手段Ｌ１投入時のり、〜Ｃ７振動を抑制するため
のダンピング抵抗Ｒ，と、その短絡用スイッチ手段Ｌ２
が設けられていた。ダンピング抵抗ＲＩ、はノ」１容量
でよいが、その短絡用スイッチ手段Ｌ２ はスイッチ手
段Ｌ１と同様に通電容量が必要で、装置が大型で高価な
ものになっていた。
本発明は、第１図に破線で示す補充電装置Ａｕｘ。
Ｃｈｇによりフィルタ用コンデンサＣ２に電圧（はぼ架
線電圧Ｖ、相当の電圧）を充電し、この電圧充電後にス
イッチ手段Ｌ工の投入を行なうことにより、スイッチ手
段Ｌ１の投入に伴うり、〜Ｃ２振動を抑制するものであ
る。第１図に破線で示される補充電装置Ａｕｘ、Ｃｈｇ
は、バッテリ電圧Ｅ１、リアクトルＬ。、チョッパＣＨ
とサイリスタＴｈ。
線電圧Ｖ、相当の電圧）を充電し、この電圧充電後にス
イッチ手段Ｌ工の投入を行なうことにより、スイッチ手
段Ｌ１の投入に伴うり、〜Ｃ２振動を抑制するものであ
る。第１図に破線で示される補充電装置Ａｕｘ、Ｃｈｇ
は、バッテリ電圧Ｅ１、リアクトルＬ。、チョッパＣＨ
とサイリスタＴｈ。
より構成される。チョッパＣＨのオンによりバッテリ電
圧Ｅ、からりアクドルＬ（、に電流を流し。
圧Ｅ、からりアクドルＬ（、に電流を流し。
チョッパＣＨのオフによりリアクトルＬ０の電流をサイ
リスタＴｈ０を介してフィルタ用コンデンサＣ７に流し
、フィルタ用コンデンサＣ７に電圧を充電する（なお、
サイリスタＴｈ０は、チョッパＣＨの動作中はフリーホ
イール素子として動作するように、常に、ゲート信号を
与えておいてもよく、また、サイリスタＴｈ、はフリー
ホイールダイオードと直接点スイッチの組合せに置換え
てもよい。このように、フリーホイール素子にスイッチ
機能をもたせるのは、インバータが相短絡した場合に、
バッテリ電圧からの放電を防止するためである）、この
繰返しにより、フィルタ用コンデンサＣ２に所要の電圧
（はぼ架線電圧ｖ８相当の電圧）を充電することができ
、この電圧充電後にスイッチ手段りよを投入すれば、架
線電圧ｖ６申フィルタ用のコンデンサ電圧Ｖｃ＋Ｆどな
っているので、スイッチ手段Ｌ□投入によるり、〜Ｃ７
振動を生じることがない。なお、補充電装置Ａｕｘ、Ｃ
ｈｇは第１図の回路方式に限定されることなく、また、
補充電装置Ａｕｘ、Ｃｈｇの直流電源もバッテリ電圧で
なく、第３図に示す制御回路用交流電圧ｖＡ０を絶縁ト
ランスＴｒを介してダイオードブリッジＤ１〜Ｄ４によ
り全波整流し、コンデンサＣ，により平滑したものとし
てもよい、さらに、補充電装置Ａｕｘ、Ｃｈｇは発電制
動を併用するインバータ電気車では、架線停電時に使用
するものを兼用すればよく、新設する必要がない経済的
効果を生じる。
リスタＴｈ０を介してフィルタ用コンデンサＣ７に流し
、フィルタ用コンデンサＣ７に電圧を充電する（なお、
サイリスタＴｈ０は、チョッパＣＨの動作中はフリーホ
イール素子として動作するように、常に、ゲート信号を
与えておいてもよく、また、サイリスタＴｈ、はフリー
ホイールダイオードと直接点スイッチの組合せに置換え
てもよい。このように、フリーホイール素子にスイッチ
機能をもたせるのは、インバータが相短絡した場合に、
バッテリ電圧からの放電を防止するためである）、この
繰返しにより、フィルタ用コンデンサＣ２に所要の電圧
（はぼ架線電圧ｖ８相当の電圧）を充電することができ
、この電圧充電後にスイッチ手段りよを投入すれば、架
線電圧ｖ６申フィルタ用のコンデンサ電圧Ｖｃ＋Ｆどな
っているので、スイッチ手段Ｌ□投入によるり、〜Ｃ７
振動を生じることがない。なお、補充電装置Ａｕｘ、Ｃ
ｈｇは第１図の回路方式に限定されることなく、また、
補充電装置Ａｕｘ、Ｃｈｇの直流電源もバッテリ電圧で
なく、第３図に示す制御回路用交流電圧ｖＡ０を絶縁ト
ランスＴｒを介してダイオードブリッジＤ１〜Ｄ４によ
り全波整流し、コンデンサＣ，により平滑したものとし
てもよい、さらに、補充電装置Ａｕｘ、Ｃｈｇは発電制
動を併用するインバータ電気車では、架線停電時に使用
するものを兼用すればよく、新設する必要がない経済的
効果を生じる。
第４図は、第１図の具体的な制御例を示すブロック図で
ある。先ず、カ行指令と制動指令（回生制動及び発電制
動）との論理和（ＯＲ，）出力は、チョッパＣＨとサイ
リスタＴｈ、のゲートスタート信号及びフィルタコンデ
ンサ電圧Ｖ ｅ ｒの電圧パターン（Ｖ、ア）２を発生
するためのスイッチＳＷに与えられる。電圧検出器によ
り検出された架線電圧ｖ１は架線電圧パターンｖ、ｘと
の論理積（ＡＮＤｌ）出力は、論理和（ＯＲ□）出力と
の論理積（ＡＮＤ、）がとられ、その論理積（Ａ−ＮＤ
、）出力は遅延回路Ｔ、Ｌに与えられる。
ある。先ず、カ行指令と制動指令（回生制動及び発電制
動）との論理和（ＯＲ，）出力は、チョッパＣＨとサイ
リスタＴｈ、のゲートスタート信号及びフィルタコンデ
ンサ電圧Ｖ ｅ ｒの電圧パターン（Ｖ、ア）２を発生
するためのスイッチＳＷに与えられる。電圧検出器によ
り検出された架線電圧ｖ１は架線電圧パターンｖ、ｘと
の論理積（ＡＮＤｌ）出力は、論理和（ＯＲ□）出力と
の論理積（ＡＮＤ、）がとられ、その論理積（Ａ−ＮＤ
、）出力は遅延回路Ｔ、Ｌに与えられる。
一方、電圧検出器で検出された架線電圧ｖａと架線電圧
パターンＶ、″は、ダイオードＤ工、Ｄ２より構成され
る高位優先回路に与えられ、その出力は電圧パターン（
ＶＣ，）、発生用スイッチＳＷに与えられる。スイッチ
ＳＷの出力は抵抗ＲとコンデンサＣで構成される一次遅
れ回路に与えられ、コンデンサＣの端子電圧（Ｖ、、）
Ｐがフィルタコンデンサ電圧■。２の電圧パターンとな
る。ここで、カ行時及び回生制動時には架線電圧がある
ので、高位優先回路により、はぼ架線電圧ｖ６に等しい
電圧パターン（ＶｏＦ）Ｐを発生する。また、架線停電
時の発電制動では架線電圧パターンＶ ＣＦ ”が優先
され、架線電圧パターンｖＭｘにほぼ等しい電圧パター
ン（ＶｏＰ）Ｆを発生する。いずれの電圧パターン（Ｖ
、、）Ｐでも、実際のフィルタコンデンサ電圧の検出値
Ｖ Ｑ Ｆと比較され、その偏差εに応じて適当な安定
化要素Ｇを介して移相器ＡＰＳを駆動し、チョッパＣＨ
及びサイリスタＴｈ０を制御する。
パターンＶ、″は、ダイオードＤ工、Ｄ２より構成され
る高位優先回路に与えられ、その出力は電圧パターン（
ＶＣ，）、発生用スイッチＳＷに与えられる。スイッチ
ＳＷの出力は抵抗ＲとコンデンサＣで構成される一次遅
れ回路に与えられ、コンデンサＣの端子電圧（Ｖ、、）
Ｐがフィルタコンデンサ電圧■。２の電圧パターンとな
る。ここで、カ行時及び回生制動時には架線電圧がある
ので、高位優先回路により、はぼ架線電圧ｖ６に等しい
電圧パターン（ＶｏＦ）Ｐを発生する。また、架線停電
時の発電制動では架線電圧パターンＶ ＣＦ ”が優先
され、架線電圧パターンｖＭｘにほぼ等しい電圧パター
ン（ＶｏＰ）Ｆを発生する。いずれの電圧パターン（Ｖ
、、）Ｐでも、実際のフィルタコンデンサ電圧の検出値
Ｖ Ｑ Ｆと比較され、その偏差εに応じて適当な安定
化要素Ｇを介して移相器ＡＰＳを駆動し、チョッパＣＨ
及びサイリスタＴｈ０を制御する。
この結果、第１図の回路で説明したように、フィルタコ
ンデンサＣ２の電圧は次第に上昇し、そのときの電圧パ
ターン（ｖ、ｌ、、）Ｐで定まる電圧に充電されて、電
圧パターン（ＶａｙＬとフィルタコンデンサ電圧Ｖｅｒ
の偏差εはほとんど零になる。この偏差εがほとんど零
になった所でリレー回路ＲＹが出力を生じ、リレー回路
ＲＹの出力は遅延回路Ｔ、Ｌの出力と共に論理積（ＡＮ
Ｄ、）がとられ、メモリ回路ＭＥを介して、第１図の回
路のスイッチ手段Ｌ１を投入する。このスイッチ手段Ｌ
１の投入を確認した状態で、チョッパＣＨとサイリスタ
Ｔｈ０のゲートストップが行なわれる。
ンデンサＣ２の電圧は次第に上昇し、そのときの電圧パ
ターン（ｖ、ｌ、、）Ｐで定まる電圧に充電されて、電
圧パターン（ＶａｙＬとフィルタコンデンサ電圧Ｖｅｒ
の偏差εはほとんど零になる。この偏差εがほとんど零
になった所でリレー回路ＲＹが出力を生じ、リレー回路
ＲＹの出力は遅延回路Ｔ、Ｌの出力と共に論理積（ＡＮ
Ｄ、）がとられ、メモリ回路ＭＥを介して、第１図の回
路のスイッチ手段Ｌ１を投入する。このスイッチ手段Ｌ
１の投入を確認した状態で、チョッパＣＨとサイリスタ
Ｔｈ０のゲートストップが行なわれる。
なお、遅延回路ＲＹは、電圧パターン（Ｖ、＋、）、の
立上がり初期にも、フィルタコンデンサ電圧ＶａＦどの
偏差Ｅが零になることがあるため、このときにスイッチ
手段Ｌ工の投入が行なわれるのを防止するためのもので
ある。カ行指令、あるいは、制動指令がなくなると論理
和（ＯＲよ）出力が零となり、メモリＭＥをリセットし
てスイッチ手段Ｌ１を開放し、電圧パターン発生用スイ
ッチＳＷも開放して電圧パターン（Ｖａｔ）ｐをリセッ
トする。
立上がり初期にも、フィルタコンデンサ電圧ＶａＦどの
偏差Ｅが零になることがあるため、このときにスイッチ
手段Ｌ工の投入が行なわれるのを防止するためのもので
ある。カ行指令、あるいは、制動指令がなくなると論理
和（ＯＲよ）出力が零となり、メモリＭＥをリセットし
てスイッチ手段Ｌ１を開放し、電圧パターン発生用スイ
ッチＳＷも開放して電圧パターン（Ｖａｔ）ｐをリセッ
トする。
以上の動作波形は、第５図（イ）〜（す）に示される。
なお、架線停電時の発電制動では、架線電圧Ｖ。
が零なので論理積（ＡＮＤ、、ＡＮＤ、、ＡＮＤ、）出
力がいずれも零となり、スイッチ手段Ｌ□の投入は行わ
れず、フィルタコンデンサＣ，への電圧充電のみが行な
われる。
力がいずれも零となり、スイッチ手段Ｌ□の投入は行わ
れず、フィルタコンデンサＣ，への電圧充電のみが行な
われる。
本発明の実施例によれば、補充電装置によりフィルタコ
ンデンサＣ２にあらかじめ電圧（架線電圧相当の電圧）
を充電しておくので、通電容量の大きなスイッチ手段を
省略してスイッチ手段Ｌ１投入時におけるり、−Ｃ，振
動を防止することができる。
ンデンサＣ２にあらかじめ電圧（架線電圧相当の電圧）
を充電しておくので、通電容量の大きなスイッチ手段を
省略してスイッチ手段Ｌ１投入時におけるり、−Ｃ，振
動を防止することができる。
第６図、第７図は、本発明の他の実施例を示す。
補充電装置のりアクドルＬ０をフィルタリアクトルＬ、
と兼用したものである。第６図は第１図回路、第７図は
第３図回路での適用例を示す。なお、第６図と第７図の
回路における具体的な制御ブロック図は、第４図のもの
がそのまま適用できる。
と兼用したものである。第６図は第１図回路、第７図は
第３図回路での適用例を示す。なお、第６図と第７図の
回路における具体的な制御ブロック図は、第４図のもの
がそのまま適用できる。
第６図、第７図の実施例では、補充電装置のりアクドル
Ｌ０を新設する必要がなく、補充電装置を安くできる。
Ｌ０を新設する必要がなく、補充電装置を安くできる。
また、制動時に発電制動を併用するインバータ電気車で
は、本発明を採用することにより、架線停電時に使用す
る補充電装置をカ行や回生制御時に兼用することができ
、補充電装置を新設する必要がない経済的効果がある。
は、本発明を採用することにより、架線停電時に使用す
る補充電装置をカ行や回生制御時に兼用することができ
、補充電装置を新設する必要がない経済的効果がある。
さらに、補充電装置のりアクドルをフィルタ用リアクト
ルと兼用することにより、補充電装置を安価なものにす
ることができる。
ルと兼用することにより、補充電装置を安価なものにす
ることができる。
本発明によれば、インバータ電気車におけるフィルタコ
ンデンサの初期充電を補充電装置で行なうことにより、
通電容量の大きなスイッチ手段を省略することができる
。
ンデンサの初期充電を補充電装置で行なうことにより、
通電容量の大きなスイッチ手段を省略することができる
。
第１図は本発明の一実施例のインバータ電気車主回路図
、第２図は従来の主回路図、第３図は補充電装置の電源
部分の一例を示す回路図、第４図は第１図回路の制御ブ
ロック図、第５図は第４図の動作説明図、第６図、第７
図は本発明の他の実施例の回路図である。 Ｐｔ・・・パンタグラフ、Ｅ、・・・補充電装置の電圧
。 Ｌ、、Ｌ２・・・スイッチ手段、Ｌｏ・・・補充電圧の
りアクドル、Ｈ−Ｂ・・・高速度遮断器、ＣＨ・・・補
充電装置のチョッパ、Ｃ７・・・フィルタリアクトル、
Ｔｈｃ・・・補充電装置のサイリスタ、Ｃ，・・・フィ
ルタコンデンサ、Ｒ，ダンピング抵抗、ＩＮＶ・・・イ
ンバータ、ＩＭ・・・誘導電動機、Ａｕｘ、Ｃｈｇ・・
・補充電装置。
、第２図は従来の主回路図、第３図は補充電装置の電源
部分の一例を示す回路図、第４図は第１図回路の制御ブ
ロック図、第５図は第４図の動作説明図、第６図、第７
図は本発明の他の実施例の回路図である。 Ｐｔ・・・パンタグラフ、Ｅ、・・・補充電装置の電圧
。 Ｌ、、Ｌ２・・・スイッチ手段、Ｌｏ・・・補充電圧の
りアクドル、Ｈ−Ｂ・・・高速度遮断器、ＣＨ・・・補
充電装置のチョッパ、Ｃ７・・・フィルタリアクトル、
Ｔｈｃ・・・補充電装置のサイリスタ、Ｃ，・・・フィ
ルタコンデンサ、Ｒ，ダンピング抵抗、ＩＮＶ・・・イ
ンバータ、ＩＭ・・・誘導電動機、Ａｕｘ、Ｃｈｇ・・
・補充電装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、電源と、スイッチ手段と、リアクトルコンデンサよ
り成るフィルタ回路と、このフィルタ回路に接続される
インバータと誘導電動機とを備えたインバータ電気車に
おいて、 前記インバータ電気車の力行及び制動の開始時における
前記コンデンサへの充電を補充電装置により行ない、こ
の充電の終了後に前記スイッチ手段の投入を行なうこと
を特徴とするインバータ電気車の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15226385A JPS6216002A (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | インバ−タ電気車の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15226385A JPS6216002A (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | インバ−タ電気車の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6216002A true JPS6216002A (ja) | 1987-01-24 |
Family
ID=15536663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15226385A Pending JPS6216002A (ja) | 1985-07-12 | 1985-07-12 | インバ−タ電気車の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6216002A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63302702A (ja) * | 1987-06-02 | 1988-12-09 | Hitachi Ltd | 交流電気車の電源装置 |
-
1985
- 1985-07-12 JP JP15226385A patent/JPS6216002A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63302702A (ja) * | 1987-06-02 | 1988-12-09 | Hitachi Ltd | 交流電気車の電源装置 |
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