JP2000188803A - 電気車制御装置 - Google Patents

電気車制御装置

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JP2000188803A
JP2000188803A JP10364349A JP36434998A JP2000188803A JP 2000188803 A JP2000188803 A JP 2000188803A JP 10364349 A JP10364349 A JP 10364349A JP 36434998 A JP36434998 A JP 36434998A JP 2000188803 A JP2000188803 A JP 2000188803A
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JP
Japan
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control device
inverter circuits
inverter
invd
inva
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JP10364349A
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Yoshihiro Nakamura
村 善 博 中
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄道用保安制御装置の信号伝送路に対する直
達ノイズのレベルを低減し、誘導障害の発生を防止する
こと。 【解決手段】 1つのリアクトル4及び1つのコンデン
サ5により1つのLCフィルタが形成されており、この
1つのLCフィルタが4つのインバータ回路INVA〜
INVDに対して共用されている。リアクトル4とイン
バータ回路INVA〜INVDとの間には高調波が存在す
るが、この高調波が流れる回路の数は実質的に1つであ
る。従来は、この高調波が流れる回路の数は4つであっ
たことから、直達ノイズのレベルを大幅に低減すること
ができ、鉄道用保安制御装置の誤作動を防止することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両駆動軸に個別
に連結された複数の誘導電動機に対してインバータ回路
から交流電力を出力する電気車制御装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】図2は従来の電気車制御装置の概略構成
図である。この図において、架線1からの直流電力はパ
ンタグラフ2により集電されるようになっている。集電
された直流電力は、遮断器3A〜3Dと、LCフィルタを
形成するリアクトル4A〜4D及びコンデンサ5A〜5Dを
介してインバータ回路INVA〜INVDに入力されるよ
うになっており、コンデンサ5A〜5Dの両端電圧すなわ
ちインバータ回路INVA〜INVDの直流入力電圧は電
圧検出器6A〜6Dにより検出されるようになっている。
そして、インバータ回路INVA〜INVDは、入力した
直流電力を可変電圧可変周波数制御した交流電力に変換
し、これを車両駆動軸に個別に連結された誘導電動機I
MA〜IMDに出力するようになっている。また、コンデ
ンサ5A〜5Dの一端側とアースとの間には逆電圧防止用
のダイオード7A〜7D及び過電圧抑制用のサイリスタ
(OVCRF)8が接続されている。
【0003】インバータ回路INVA〜INVDに対する
制御はインバータ制御装置9A〜9Dが行うようになって
いる。これらインバータ制御装置9A〜9Dは、それぞれ
PWM制御回路10、マイコン11、保護回路12、及
び自動電圧調整器(AVR)13を有している。また、
これらインバータ制御装置9A〜9Dには、電圧検出器6
A〜6Dから直流入力電圧検出信号が入力されると共に、
誘導電動機IMA〜IMDに取り付けられた回転数検出器
(図示せず)から各誘導電動機の回転数検出信号が入力
されるようになっている。そして、これらインバータ制
御装置9A〜9Dに対する制御は運転台操作器14により
運転士が行うようになっている。
【0004】次に、上記のように構成される従来装置の
動作につき説明する。パンタグラフ2により架線1から
集電された直流電力は、遮断器3A〜3D、リアクトル4
A〜4D、及びコンデンサ5A〜5Dを介してインバータ回
路INVA〜INVDに入力される。このとき、インバー
タ回路INVA〜INVDに入力される直流電圧がコンデ
ンサ5A〜5Dにより平滑化され、また、インバータ回路
INVA〜INVDにおけるスイッチング動作で発生する
高調波の電源側への悪影響がリアクトル4A〜4Dにより
防止される。
【0005】そして、インバータ制御装置9A〜9Dは、
運転台操作器14からの制御指令信号と、電圧検出器6
A〜6Dからの直流入力電圧検出信号と、誘導電動機IM
A〜IMDに取り付けられた回転数検出器からの回転数検
出信号とに基づき、インバータ回路INVA〜INVDの
交流出力につき可変電圧可変周波数制御を行う。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来装置の構成
においては、リアクトル4A〜4Dにより、インバータ回
路INVA〜INVDで発生する高調波の電源側(架線1
側)への悪影響が防止されている。しかし、リアクトル
4A〜4Dとインバータ回路INVA〜INVDとの間に存
在する高調波は、直達ノイズとなってレール側に伝播さ
れることになる。そして、一般に、レールは踏切制御装
置や信号機等の鉄道用保安制御装置のための信号伝送路
として用いられているが、図2の構成ではリアクトル4
A〜4Dとインバータ回路INVA〜INVDとの間に高調
波を流す回路が複数回路存在することになるため、直達
ノイズのレベルがかなり高いものとなって誘導障害が発
生し、この鉄道用保安制御装置が誤作動してしまう虞が
あった。
【0007】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、鉄道用保安制御装置の信号伝送路に対する直達ノ
イズのレベルを低減し、誘導障害の発生を防止すること
が可能な電気車制御装置を提供することを目的としてい
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項1記載の発明は、架線からの直流
電力を、リアクトル及びコンデンサにより形成されるL
Cフィルタを介して入力し、車両駆動軸に個別に連結さ
れた複数の誘導電動機に対して、可変電圧可変周波数制
御された交流電力を個別に出力する複数のインバータ回
路を備えた電気車制御装置において、前記LCフィルタ
を、前記複数のインバータ回路に対応するインダクタン
ス及びキャパシタンスを有する1組のリアクトル及びコ
ンデンサにより形成される1つのLCフィルタとし、こ
の1つのLCフィルタを前記複数のインバータ回路に対
して共用するようにした、ことを特徴とする。
【0009】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記複数のインバータ回路に対して可変電
圧可変周波数制御を個別に行う1台のインバータ制御装
置を備えた、ことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態に係る
電気車制御装置の概略構成図であり、図2と同様の構成
要素には、同一又は類似の符号を付している。図1にお
いて、架線1からの直流電力はパンタグラフ2により集
電されるようになっており、集電された直流電力は、遮
断器3と、LCフィルタを形成するリアクトル4及びコ
ンデンサ5を介してインバータ回路INVA〜INVDに
入力されるようになっている。
【0011】図2の構成では、4つの遮断器3A〜3D、
4つのリアクトル4A〜4D、4つのコンデンサ5A〜5
D、及び4つの電圧検出器6A〜6Dが設けられていた
が、この図1の構成は、1つの遮断器3、1つのリアク
トル4、1つのコンデンサ5、及び1つの電圧検出器6
が設けられたものとなっている。
【0012】リアクトル4は、4つのインバータ回路I
NVA〜INVDに対応したインダクタンス、すなわち図
2におけるリアクトル4A〜4Dの合計インダクタンスに
ほぼ等しいインダクタンスを有しており、また、コンデ
ンサ5は、4つのインバータ回路INVA〜INVDに対
応したキャパシタンス、すなわち図2におけるコンデン
サ5A〜5Dの合計キャパシタンスにほぼ等しいキャパシ
タンスを有している。そして、コンデンサ5の両端はイ
ンバータ回路INVA〜INVDの各入力端子に接続され
ており、また、コンデンサ5の両端間には電圧検出器6
が接続されている。したがって、LCフィルタを構成す
るリアクトル4及びコンデンサ5、並びに電圧検出器6
はインバータ回路INVA〜INVDに対して共用される
ようになっている。また、図2の構成では、逆電圧防止
用の4つのダイオード7A〜7Dが設けられていたが、こ
の、図1の構成では、インバータ回路INVA〜INVD
の各入力端子が共通接続され、これらダイオード7A〜
7Dは不要となるため省略されている。
【0013】インバータ回路INVA〜INVDに対する
制御も、図2の構成では4つのインバータ制御装置9A
〜9Dが行っていたが、この図1の構成では1つのイン
バータ制御装置9が4つのインバータ回路INVA〜I
NVDの制御を個別に行うようになっている。このイン
バータ制御装置9は、4つのインバータプロセッサ10
A〜10D、1つのマイコン11、1つの保護回路12、
及び1つの自動電圧調整器(AVR)13を有してい
る。また、インバータ制御装置9には、電圧検出器6か
ら直流入力電圧検出信号が入力されると共に、誘導電動
機IMA〜IMDに取り付けられた回転数検出器(図示せ
ず)から各誘導電動機の回転数検出信号が入力されるよ
うになっている。そして、このインバータ制御装置9に
対する制御は運転台操作器14により運転士が行うよう
になっている。
【0014】次に、上記のように構成される図1の動作
につき説明する。パンタグラフ2により架線1から集電
された直流電力は、遮断器3、リアクトル4、及びコン
デンサ5を介してインバータ回路INVA〜INVDに入
力される。このとき、インバータ回路INVA〜INVD
に入力される直流電圧がコンデンサ5により平滑化さ
れ、また、インバータ回路INVA〜INVDにおけるス
イッチング動作で発生する高調波の電源側への悪影響が
リアクトル4により防止される。
【0015】そして、インバータ制御装置9は、運転台
操作器14からの制御指令信号と、電圧検出器6からの
直流入力電圧検出信号と、誘導電動機IMA〜IMDに取
り付けられた回転数検出器からの回転数検出信号とに基
づき、インバータ回路INVA〜INVDの交流出力につ
き可変電圧可変周波数制御を行う。
【0016】この図1の構成においても、リアクトル4
とインバータ回路INVA〜INVDとの間には高調波が
存在し、この高調波は直達ノイズとなってレール側に伝
播されることになる。この点では図2の従来装置と同様
である。しかし、図2の構成では4つのリアクトル4A
〜4D及び4つのコンデンサ5A〜5Dにより4つのLC
フィルタを形成していたのに対し、図1の構成では1つ
のリアクトル4及び1つのコンデンサ5により1つのL
Cフィルタを形成し、これを4つのインバータ回路IN
VA〜INVDに対して共用した構成となっている。つま
り、図2の構成では直達ノイズの原因となる高調波が流
れる回路の数が4つであったのに対し、図1の構成では
このような回路の数は実質的に1つとなる。したがっ
て、図1の構成において発生する直達ノイズのレベル
は、図2の構成の場合に比べて大幅に低減し、誘導障害
の発生により鉄道用保安制御装置が誤作動する虞は殆ど
なくなる。
【0017】さらに、図1に示した実施形態では次のよ
うな副次的効果も生じている。すなわち、従来は4つ用
いられていたLCフィルタを1つのみとし、これを各イ
ンバータ回路INVA〜INVDに対して共用する構成と
しているので、装置全体が小型化されたものとなってい
る。また、LCフィルタを共用する構成としたことによ
り、遮断器3A〜3D、電圧検出器6A〜6Dなどの他の構
成機器についても共用することが可能となり、従来用い
られていたダイオード7A〜7Dに至っては省略すること
が可能となっている。したがって、装置全体は一層小型
化され、また使用機器の数が低減されるため、構成が簡
素化されると共にコストダウンが図られた構成となって
いる。そして、図1の構成では、従来の4台のインバー
タ制御装置9A〜9Dに代わって1台のインバータ制御装
置9のみを用いているので、上記の装置全体の小型化、
構成の簡素化、及びコストダウン等が一層徹底して図ら
れたものとなっている。
【0018】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、複数の
インバータ回路に対応するインダクタンス及びキャパシ
タンスを有する1組のリアクトル及びコンデンサにより
1つのLCフィルタを形成し、この1つのLCフィルタ
を複数のインバータ回路に対して共用する構成としたの
で、鉄道用保安制御装置の信号伝送路に対する直達ノイ
ズのレベルを低減し、誘導障害の発生を防止することが
できる。さらに、装置全体の小型化、構成の簡素化、及
びコストダウン等の副次的効果についても大いに期待す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の概略構成図。
【図2】従来装置の概略構成図。
【符号の説明】 1 架線1 2 パンタグラフ2 3,3A〜3D 遮断器 4,4A〜4D リアクトル 5,5A〜5D コンデンサ INVA〜INVD インバータ回路 IMA〜IMD 誘導電動機 6,6A〜6D 電圧検出器 7A〜7D ダイオード 8 サイリスタ 9,9A〜9D インバータ制御装置 10 PWM制御回路 10A〜10D インバータプロセッサ 11 マイコン 12 保護回路 13 自動電圧調整器(AVR) 14 運転台操作器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】架線からの直流電力を、リアクトル及びコ
    ンデンサにより形成されるLCフィルタを介して入力
    し、車両駆動軸に個別に連結された複数の誘導電動機に
    対して、可変電圧可変周波数制御された交流電力を個別
    に出力する複数のインバータ回路を備えた電気車制御装
    置において、 前記LCフィルタを、前記複数のインバータ回路に対応
    するインダクタンス及びキャパシタンスを有する1組の
    リアクトル及びコンデンサにより形成される1つのLC
    フィルタとし、この1つのLCフィルタを前記複数のイ
    ンバータ回路に対して共用するようにした、 ことを特徴とする電気車制御装置。
  2. 【請求項2】前記複数のインバータ回路に対して可変電
    圧可変周波数制御を個別に行う1台のインバータ制御装
    置を備えた、ことを特徴とする請求項1記載の電気車制
    御装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008017609A (ja) * 2006-07-05 2008-01-24 Toshiba Corp 電気車制御装置
JP2008141849A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Toshiba Corp 電気車制御装置
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