JP2008306780A - 鉄道車両駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転を停止の際に放電回路のスイッチング素子を導通したとき、直流回路開閉器や電動機回路開閉器の接触子により放電回路に流れる電流を遮断することを防止することである。
【解決手段】制御部１０３は、運転を停止する際に放電回路１２のスイッチング素子１４を導通させる場合に、直流回路開閉器４の接触子と電動機回路開閉器２５の接触子とが開放したことを条件として、スイッチング素子１４に導通指令信号ｄを出力する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、交流電動機を駆動源とした鉄道車両の駆動を制御するための鉄道車両駆動制御装置に関するものである。

一般に、鉄道車両駆動制御装置は、直流架線から集電器を通じて直流電源を取込み、フィルタ回路に通して電力変換回路に直流電力を供給し、この電力変換回路で直流−交流変換し、所定の電圧及び位相の交流電力を交流電動機に供給して鉄道車両を駆動制御するようにしている。

図７は、従来の鉄道車両駆動制御装置の構成図である。１は直流電源である架線、２は集電器、３は直流回路遮断器、４は直流回路開閉器、５は充電用開閉器、６は充電回路抵抗器、７は平滑リアクトル、８は車輪、９は帰線であるレール、１０は平滑コンデンサ、１１は直流電圧検出手段、１２は放電回路、１３は放電回路の抵抗器、１４は放電回路のスイッチング素子、２１は車両を駆動する交流電動機、２２はインバータ回路である電力変換回路、２３Ｕ〜２３Ｚはインバータ回路のスイッチング素子、２４Ｕ、２４Ｖ、２４Ｗは電動機回路に流れる電流を検出するための電流検出手段、２５は電力変換回路と永久磁石電動機との間の回路の電動機回路開閉器、１０１は制御回路電源、１０２は制御回路電源グラウンド、１０３は制御部、１０４は直流回路開閉器駆動操作コイル、１０５は充電用開閉器駆動操作コイル、１０６ａ〜１０６ｃは継電器、１２５は電動機回路開閉器駆動操作コイルである。

電力変換回路２２の電源である直流電圧は電源である架線１から供給される。電力変換回路２２は、スイッチング素子２３Ｕ〜２３Ｚを内蔵しており、この６個のスイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ動作させることによって、直流電圧を所定の電圧及び所定の周波数の３相交流電圧に変換し、線間電圧Ｖｕｖ、Ｖｖｗ、Ｖｗｕ、Ｕ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ、Ｗ相電流Ｉｗの３相交流電力を電動機回路開閉器２５を介して交流電動機２１に供給する。

直流回路遮断器３は、機能的には開閉器の一種であり、直流電源である架線１と鉄道車両駆動制御装置との間の回路の接続や切り離しを行うとともに、鉄道車両駆動制御装置の回路に異常が発生した場合に架線１側から流れる異常電流を遮断する能力を有している。

充電用開閉器５及び充電回路抵抗器６は、電力変換回路２２を起動する前に電力変換回路２２の直流回路側に設けた平滑コンデンサ１０を充電するためのものである。平滑コンデンサ１０及び平滑リアクトル７は、電力変換回路２２に供給される直流電圧を平滑して電圧を安定させる作用を持つ。

電動機回路開閉器２５は、電力変換回路２２と交流電動機２１との間の３相交流回路に設けられており、電力変換回路２２と交流電動機２１との間の３相交流回路を投入・開放するためのものである。

制御部１０３は、直流電圧検出手段１１で検出した直流電圧Ｅ１、電動機回路に流れる電流を検出するための電流検出手段２４Ｕ、２４Ｖ、２４Ｗで検出したＵ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ、Ｗ相電流Ｉｗを入力する。一方、充電用開閉器５の投入・開放を行う充電用開閉器投入指令信号ａ、直流回路開閉器４の投入・開放を行う直流回路開閉器投入指令信号ｂ、電動機回路開閉器２５の投入・開放を行う電動機回路開閉器投入指令信号ｃを出力する。また、電力変換回路２２のスイッチング素子２３Ｕ〜２３Ｚへのゲート信号Ｇｕ〜Ｇｚ、放電回路１２のスイッチング素子１４への導通指令信号ｄを出力する。

制御部１０３からの充電用開閉器投入指令信号ａは継電器１０６ａに出力され、継電器１０６ａは充電用開閉器５の駆動操作コイル１０５に電源を供給する。制御部１０３からの直流回路開閉器投入指令信号ｂは継電器１０６ｂに出力され、継電器１０６ｂは直流回路開閉器４の駆動操作コイル１０４に電源を供給する。制御部１０３からの電動機回路開閉器投入指令信号ｃは継電器１０６ｃに出力され、継電器１０６ｃは電動機回路開閉器２５の駆動操作コイル１２５に電源を供給する。

ここで、鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する場合や運転中に保護機能が保護検知したために一旦鉄道車両駆動制御装置を停止した後に再度運転を開始する場合には、まず、充電用開閉器５を投入して平滑コンデンサ１０を充電する。充電用開閉器５が投入されると充電回路抵抗器６で制限された電流によって平滑コンデンサ１０が充電される。平滑コンデンサ１０の充電が完了した後に直流回路開閉器４が投入され、また電動機回路開閉器２５が投入されるとともに、充電用開閉器５が開放される。直流回路開閉器４と電動機回路開閉器２５を投入するタイミングについては、充電回路抵抗器６の抵抗値と平滑コンデンサ１０の静電容量から予め求められる充電時間を考慮して、充電用開閉器５を投入した後にその充電時間が経過したことで、直流回路開閉器４と電動機回路開閉器２５を投入するとともに充電用開閉器５を開放する。

また、別の方式として、直流電圧検出手段１１の検出値を監視して平滑コンデンサ１０の電圧が予め設定された閾値を超えたときに直流回路開閉器４と電動機回路開閉器２５を投入するとともに充電用開閉器５を開放する。直流回路開閉器４と電動機回路開閉器２５とが投入されて鉄道車両駆動制御装置の回路が構成された後、電力変換回路２２は内蔵するスイッチング素子のＯＮ・ＯＦＦ動作を開始して起動する。

図８は従来の鉄道車両駆動制御装置における制御部１０３の構成図である。電源電圧低下検知手段２０１は、制御回路電源１０１を監視しており、制御回路電源１０１の制御電源電圧Ｅ０が閾値以下となると電源電圧低下信号ｅを出力する。導通指令信号出力手段２０３は、制御電源電圧Ｅ０の電源電圧低下信号ｅまたは装置保護検知信号ｆのいずれかが成立したときに放電回路１２のスイッチング素子１４への導通指令信号ｄを出力する。

また、制御電源電圧Ｅ０の電源電圧低下信号ｅ及び装置保護検知信号ｆのいずれも成立していない状態で、電力変換回路２２のスイッチング素子２３Ｕ〜２３ＺへのＯＮ・ＯＦＦ指令信号に基づいて、電力変換回路２２のスイッチング素子２３Ｕ〜２３Ｚにゲート信号Ｇｕ〜Ｇｚを出力する。同様に、制御電源電圧Ｅ０の電源電圧低下信号ｅ及び装置保護検知信号ｆのいずれも成立していない状態で、充電用開閉器５の投入許可信号に基づき充電用開閉器投入指令信号ａ、直流回路開閉器４の投入許可信号に基づき直流回路開閉器投入指令信号ｂ、電動機回路開閉器２５の投入許可信号に基づき電動機回路開閉器投入指令信号ｃを出力する。

鉄道車両駆動制御駆動装置として、インバータ回路に故障が発生した時には、インバータ回路を直流電源からも永久磁石界磁同期電動機７からも切離し、直流電源からの直流及び電動機７から交流がインバータ回路５に流れ込まないようにしてその損傷拡大を防止するようにしたものがある（特許文献１参照）。
特開平９−２４７８０５号公報

しかし、従来の鉄道車両駆動制御装置では、次のような問題があった。鉄道車両駆動制御装置の制御回路電源１０１がＯＦＦとなって運転を停止する場合や、鉄道車両駆動制御装置の保護機能が保護を検知した場合に運転を停止する場合は、例えば図８に示すような信号の流れによって、電力変換回路２２のスイッチング素子２３Ｕ〜２３ＺのＯＮ・ＯＦＦ動作を停止するとともに放電回路１２のスイッチング素子１４を導通させて平滑コンデンサ１０の電荷を放電し、さらに直流回路開閉器４と電動機回路開閉器２５の接触子をともに開放するが、このとき、制御部１０３が直流回路開閉器投入指令信号ｂをオフしてから直流回路開閉器４の接触子が開放するまでには、継電器１０６ｂが開放して直流回路開閉器４の駆動操作コイル１０４が無加圧になってから接触子が開放するために、一般的に数十ｍｓの開放動作遅れ時間が生じる。

同様に、制御部１０３が電動機回路開閉器投入指令信号ｃをオフしてから電動機回路開閉器２５の接触子が開放するまでには、継電器１０６ｃが開放して電動機回路開閉器２５の駆動操作コイル１２５が無加圧になってから接触子が開放するために、一般的に数十ｍｓの開放動作遅れ時間が生じる。

つまり、制御部１０３が放電回路１２のスイッチング素子１４の導通指令信号ｄの出力と、直流回路開閉器投入指令信号ｂのオフと、電動機回路開閉器投入指令信号ｃのオフとを同時に出力したとしても、直流回路開閉器４と電動機回路開閉器２５の接触子が実際に開放するまでの開放遅れ時間（数十ｍｓ）の間は、図９に示したような電流が放電回路１２に流れることになる。

図９は従来の鉄道車両駆動制御装置における放電回路１２のスイッチング素子１４を導通させたときの電流の流れを示す説明図である。 図９において、電流ＩＡは平滑コンデンサ１０の電荷が放電する電流である。電流ＩＢは電源である架線１から放電回路１２へ流れる電流である。電流ＩＣは交流電動機２１から放電回路１２へ流れる電流である。

直流回路開閉器４の接触子が開放動作遅れ時間で遅れて開放するとき、図９に示した電流ＩＢ（架線１からの流れ込み電流）が流れているので、この電流ＩＢを遮断することになる。その際にアークを生じ、接触子の荒損を生じることになるとともに接触子の寿命を縮めることになる。

同様に、電動機回路開閉器２５の接触子が開放動作遅れ時間で遅れて開放するとき、図９に示した電流ＩＣが流れているので、この電流ＩＣを遮断することになる。その際にアークを生じることになり、接触子の荒損を生じることになるとともに接触子の寿命を縮めることになる。

ここで、車両を駆動する交流電動機２１の回転子に永久磁石を有している永久磁石電動機を適用した場合には、永久磁石電動機は回転子の回転にともなってその端子に永久磁石の磁束による誘起電圧を発生しているので、鉄道車両の走行中には永久磁石電動機の端子には誘起電圧が発生している。このため、交流電動機２５から放電回路１２へ図９の電流ＩＣのように電流が流れる。

また、車両を駆動する交流電動機２１に誘導電動機を適用した場合には、誘導電動機の内部の磁束が減衰するまでの期間は回転子の回転にともなってその端子に誘起電圧が発生しているので、交流電動機２５から放電回路１２へ図９の電流ＩＣのような電流が流れる。

本発明は、運転を停止の際に放電回路のスイッチング素子を導通したとき、直流回路開閉器や電動機回路開閉器の接触子により放電回路に流れる電流を遮断することを防止できる鉄道車両駆動制御装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明に係わる鉄道車両駆動制御装置は、車両を駆動する交流電動機と、直流電源の直流電圧を所定の電圧と所定の周波数の３相交流電圧に変換して前記交流電動機に交流電力を供給する電力変換回路と、前記電力変換回路の直流電源側に設けられ入力される直流電圧を平滑するための平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサと直流電源との間の回路を投入・開放するための直流回路開閉器と、前記電力変換回路と前記交流電動機との間の３相交流回路の少なくとも２相に設けられ電動機回路の投入・開放するための電動機回路開閉器と、抵抗器とスイッチング素子とが直列に接続され前記スイッチング素子が導通することにより前記平滑コンデンサの電荷を抵抗器で消費する放電回路と、前記放電回路のスイッチング素子を導通させる導通指令信号を出力する制御部とを有し、前記制御部は、前記放電回路のスイッチング素子を導通させる場合に、前記直流回路開閉器の接触子と前記電動機回路開閉器の接触子とが開放したことを条件として前記スイッチング素子に導通指令信号を出力することを特徴とする。

本発明によれば、運転を停止する際に放電回路のスイッチング素子を導通したとき、直流回路開閉器の接触子が直流電源から放電回路に流れる電流を遮断することを防止し、また電動機回路開閉器の接触子が交流電動機から放電回路に流れる電流を遮断することを防止できる。

図１は、本発明の実施の形態に係わる鉄道車両駆動制御装置の構成図である。図７に示した従来例に対し、制御部１０３には、充電用開閉器の連動補助接点１０７ａ、直流回路開閉器の連動補助接点１０７ｂ、電動機回路開閉器の連動補助接点１０７ｃの接点信号Ｓｃが入力されている。

連動補助接点１０７ａは充電用開閉器５の連動補助接点であり、充電用開閉器５の接触子の投入（オン）・開放（オフ）の状態を制御部１０３に入力する。連動補助接点１０７ａの接点信号Ｓａが「１」のとき充電用開閉器５の接触子は投入状態であり、連動補助接点１０７ａの接点信号Ｓａが「０」のとき充電用開閉器５の接触子は開放状態である。

連動補助接点１０７ｂは直流回路開閉器４の連動補助接点であり、直流回路開閉器４の接触子の投入（オン）・開放（オフ）の状態を制御部１０３に入力する。連動補助接点１０７ｂの接点信号Ｓｂが「１」のとき直流回路開閉器４の接触子は投入状態であり、連動補助接点１０７ｂの接点信号Ｓｂが「０」のとき直流回路開閉器４の接触子は開放状態である。

連動補助接点１０７ｃは電動機回路開閉器２５の連動補助接点であり、電動機回路開閉器２５の接触子の投入（オン）・開放（オフ）の状態を制御部１０３に入力する。連動補助接点１０７ｃの接点信号Ｓｃが「１」のとき電動機回路開閉器２５の接触子は投入状態であり、連動補助接点１０７ｃの接点信号Ｓｃが「０」のとき電動機回路開閉器２５の接触子は開放状態である。

制御部１０３は、鉄道車両駆動制御装置を起動する場合に、充電用開閉器投入指令信号ａ及び直流回路開閉器投入指令信号ｂを出力してこれら開閉器を投入するとともに、電動機回路開閉器投入指令信号ｃを出力して電動機回路開閉器２５を投入する。さらに、制御部１０３は、電力変換回路２２の各スイッチング素子をＯＮ・ＯＦＦ動作させるためのゲート信号Ｇｕ〜Ｇｚと、放電回路１２のスイッチング素子１４を導通（ＯＮ）させるための導通指令信号ｄを出力する。

制御部１０３は、鉄道車両駆動制御装置の制御回路電源１０１がＯＦＦとなって運転を停止する場合や、鉄道車両駆動制御装置の装置保護機能が保護を検知した場合に運転を停止する場合に、放電回路１２のスイッチング素子１４を導通させるときに、直流回路開閉器４及び電動機回路開閉器２５の接触子が開放したことを条件として、放電回路１２のスイッチング素子１４に対して導通指令信号ｄを出力する。

図２は、本発明の実施の形態に係わる鉄道車両駆動制御装置における制御部１０３の一例を示す構成図である。図８に示した従来例に対し、導通指令信号出力手段２０３に、充電用開閉器５の接触子の投入状態を示す連動補助接点１０７ａの接点信号Ｓａ、直流回路開閉器４の接触子は投入状態を示す連動補助接点１０７ｂの接点信号Ｓｂ、電動機回路開閉器２５の接触子は投入状態を示す連動補助接点１０７ｃの接点信号Ｓｃを追加して入力したものである。図８と同一要素には同一符号付し重複する説明は省略する。

電源電圧低下検知手段２０１は、制御回路電源１０１の電圧Ｅ０を入力として、制御回路電源１０１の電圧Ｅ０が予め設定された閾値を下回った場合に電源電圧低下信号ｅを出力する。

導通指令信号出力手段２０３は、鉄道車両駆動制御装置の保護機能から出力される電源電圧低下信号ｅを含む複数種類の装置保護検知信号ｆ、直流回路開閉器４、充電用開閉器５及び電動機回路開閉器２５の投入・開放状態を示す接点信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃを入力として、放電回路１２のスイッチング素子１４への導通指令信号ｄを出力する。

導通指令信号出力手段２０３は、導通指令信号ｄを出力するときに、直流回路開閉器４、充電用開閉器５及び電動機回路開閉器２５が開放状態である条件（図２の信号Ｄ）とのＡＮＤ条件で出力する。

これにより、鉄道車両駆動制御装置が運転を停止する際に放電回路１２のスイッチング素子１４を導通したとき、直流回路開閉器４の接触子が直流電源から放電回路に流れる電流を遮断することを防止し、また電動機回路開閉器２５の接触子が交流電動機から放電回路に流れる電流を遮断することを防止することが可能になる。

ここで、電力変換回路２２のスイッチング素子２３Ｕ〜２３Ｚは、電流を導通（ＯＮ）・阻止（ＯＦＦ）する機能を有した素子であれば種類は限定されない。図１では、スイッチング素子２３Ｕ〜２３Ｚは、適用例として、逆並列に接続されたダイオードを内蔵したＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）である場合を示している。ダイオードを内蔵しないＩＧＢＴを適用して、これと逆並列に別構成要素のダイオードを接続した回路構成としてもよい。電力変換回路２２のスイッチング素子のＯＮ・ＯＦＦ動作の方法については、例えばパルス幅変調方式を採用する。

また、交流電動機２１は、その回転子が歯車などを介して駆動用車輪の車軸と接続されるか、または回転子が駆動用車輪の車軸と直接接続されて鉄道車両を駆動するもので、例えば、誘導電動機や永久磁石同期電動機や、永久磁石補助形リラクタンス電動機である。

電動機回路開閉器２５は、電力変換回路２２と交流電動機２１との間の回路を投入・開放するためのものであり、図１では、電動機回路開閉器２５の接触子は一例として電力変換回路２２と交流電動機２１との間の３相交流回路の全ての相に接触子を設けた記載にしてあるが、電動機回路開閉器２５は交流電動機２１との間の３相回路を流れる電流を防止するためのものであるから、３相のうちのいずれか２相に接触子を設けてもよい。

また、図１に示した鉄道車両駆動制御装置において、平滑コンデンサ１０と電圧検出手段１１と放電回路１２の構成は、平滑リアクトル７と電力変換回路２２との間の直流回路の部分において、構成を入れ替えてもよい。また、本発明の実施の形態における鉄道車両駆動制御装置において、放電回路１２は平滑コンデンサ１０の電荷を放電することが目的の回路であるから、図３のように、直流回路開閉器４と平滑リアクトル７との間に設けてもよい。さらに、本発明の実施の形態における鉄道車両駆動制御装置において、放電回路１２は抵抗器１３とスイッチング素子１４の直列接続を図４のように図１とは順序を逆にして接続してもよい。

また、図１に示した電動機回路開閉器２５は、交流電動機２１に対応する３相回路に、第１の電動機回路開閉器と第２の電動機回路開閉器の２つを直列に設けて構成してもよい。さらに、図１に示した鉄道車両駆動制御装置の説明では、電動機回路開閉器２５の動作機構がノーマルオープン（駆動操作コイルが無加圧のとき、接触子が開放状態になる機構）の場合で説明したが、電動機回路開閉器２５の動作機構がノーマルクローズ（駆動操作コイルが無加圧のとき、接触子が投入状態になる機構）の場合も同様に適用できる。この場合は、制御部１０３から出力される電動機回路開閉器投入指令信号ｃが反転し、信号が無いとき電動機回路開閉器２５が投入状態となり、信号が有るとき電動機回路開閉器２５が開放状態となる。その他の部分の本発明の実施の形態の各構成要素の動作は前述の説明と同様である。

次に、図５は本発明の実施の形態に係わる鉄道車両駆動制御装置の制御部の他の一例の構成図である。図５に示した他の一例では、図２に示した一例に対し、重要項目保護検知手段２０２を追加して設けたものである。

そして、導通指令信号出力手段２０３は、鉄道車両駆動制御装置の重要保護項目検知信号ｈが成立したとき、充電用開閉器５の接触子、直流回路開閉器４の接触子、電動機回路開閉器２５の接触子とが開放した条件の成立の有無にかかわらず、直ちにスイッチング素子１４に導通指令信号ｄを出力するようにしたものである。

制御部１０３の導通指令信号出力手段２０３は、電源電圧低下検知手段２０１で検出された電源電圧低下信号ｅあるいは装置保護検知信号ｆがあったときは、直流回路開閉器４及び電動機回路開閉器２５の接触子が開放したことを条件として導通指令信号ｄを出力する（第１動作モード）。一方、重要保護項目検知信号ｈが成立したときは、放電回路１２のスイッチング素子１４への導通指令信号ｄを直ちに出力する（第２の動作モード）。

重要保護項目検知手段２０２から出力された重要保護項目検知信号ｈは、導通指令信号出力手段２０３に入力され、放電回路１２のスイッチング素子１４に対して導通指令信号ｄが出力される。このとき、図５中の電源電圧低下信号ｅが導通指令信号出力手段２０３に入力された場合とは異なり、充電用開閉器５と直流回路開閉器４と電動機回路開閉器２５の接触子の開閉状態にかかわらず、図中の信号Ｈによって導通指令信号ｄが直ちに出力される（第１の動作モード）。

また、重要保護項目検知信号ｈが重要保護項目検知手段２０２から出力されると、その他の装置保護検知信号ｆとＯＲ条件を経た後に、インバータ回路ゲート信号Ｇｕ〜Ｇｚと充電用開閉器投入指令信号ａと直流回路開閉器投入指令信号ｂ及び電動機回路開閉器投入指令信号ｃをそれぞれオフする。

一方、電源電圧低下検知手段２０１の電源電圧低下信号ｅまたは装置保護検知信号ｆがあったとき、充電用開閉器５と直流回路開閉器４と電動機回路開閉器２５の接触子が開放していることを条件にして、図５中の信号Ｊによって、導通指令信号ｄが出力される（第２の動作モード）。

これにより、鉄道車両駆動制御装置の重要保護項目信号ｈが検知されたときに、開閉器の接触子の開閉状態にかかわらず放電回路１２のスイッチング素子１４を導通させるので、開閉器の接触子のアーク損よりも鉄道車両駆動制御装置の回路要素の保護を優先して保護することが可能となる。

図６は本発明の実施の形態に係わる鉄道車両駆動制御装置の制御部の別の他の一例の構成図である。図６に示した別の他の一例では、図５に示した他の一例に対し、重要項目保護検知手段２０２として過電圧検知手段２０４を設けたものである。

過電圧検知手段２０４は、直流電圧検出手段１１の出力信号Ｅ１を入力として、予め設定した閾値と比較し閾値を超えた場合に過電圧信号ｈ１を出力する。過電圧検知手段２０４から出力された過電圧信号ｈ１は、導通指令信号出力手段２０３に入力され、放電回路１２のスイッチング素子１４に対して導通指令信号ｄが出力される。

このとき、図６中の電源電圧低下信号ｅが導通指令信号出力手段２０３に入力された場合とは異なり、充電用開閉器５と直流回路開閉器４と電動機回路開閉器２５の接触子の開閉状態に関わらず、図中の信号Ｈによって導通指令信号ｄが直ちに出力されることが特徴である。

また、過電圧信号ｈ１が過電圧検知手段２０４から出力されると、その他の保護検知信号とＯＲ条件を経た後に、インバータ回路ゲート信号Ｇｕ〜Ｇｚと充電用開閉器投入指令信号ａと直流回路開閉器投入指令信号ｂ及び電動機回路開閉器投入指令信号ｃをそれぞれオフする。

このように、電源電圧低下検知手段２０１の電圧低下信号ｅや装置保護検知信号ｆがあったとき、充電用開閉器５と直流回路開閉器４と電動機回路開閉器２５の接触子が開放していることを条件にして、図６中の信号Ｊが成立し、導通指令信号ｄが出力される。一方、過電圧検知手段２０４の過電圧信号ｈ１が成立すると、充電用開閉器５と直流回路開閉器４と電動機回路開閉器２５の接触子の開閉状態にかかわらず、直ちに導通指令信号ｄが出力される。

これにより、例えば過電圧保護のように、回路の構成要素の保護を優先する場合は、充電用開閉器５と直流回路開閉器４と電動機回路開閉器２５の接触子の開閉状態にかかわらず、直ちに導通指令信号ｄを出力して放電回路１２のスイッチング素子１４を導通（ＯＮ）することができる。

本発明の実施の形態によれば、放電回路１２のスイッチング素子１４を導通させる場合に、直流回路開閉器４の接触子と電動機回路開閉器２５の接触子とが開放したことを条件としてスイッチング素子１４に導通指令信号ｄを出力するので、直流回路開閉器４の接触子が直流電源から放電回路１２に流れる電流を遮断することを防止し、また電動機回路開閉器２５の接触子が交流電動機２１から放電回路１２に流れる電流を遮断することを防止できる。

また、装置の重要保護項目検知信号があったときに、開閉器の接触子の開閉状態にかかわらず放電回路のスイッチング素子を導通させ、平滑コンデンサの電荷を直ちに放電するので、開閉器のアーク損よりも鉄道車両駆動制御装置の回路要素の保護を優先することができる。

本発明の実施の形態に係わる鉄道車両駆動制御装置の一例の構成図。 本発明の実施の形態に係わる鉄道車両駆動制御装置における制御部の一例を示す構成図。 本発明の実施の形態に係わる鉄道車両駆動制御装置の他の一例の構成図。 本発明の実施の形態に係わる鉄道車両駆動制御装置の別の他の一例の構成図。 本発明の実施の形態に係わる鉄道車両駆動制御装置の制御部の他の一例の構成図。 本発明の実施の形態に係わる鉄道車両駆動制御装置の制御部の別の他の一例の構成図。 従来の鉄道車両駆動制御装置の構成図。 従来の鉄道車両駆動制御装置における制御部の構成図。 従来の鉄道車両駆動制御装置における放電回路のスイッチング素子を導通させたときの電流の流れを示す説明図。

符号の説明

１…直流電源（架線）、２…集電器、３…直流回路遮断器、４…直流回路開閉器、５…充電用開閉器、６…充電回路抵抗器、７…平滑リアクトル、８…車輪、９…レール（帰線）、１０…平滑コンデンサ、１１…直流電圧検出手段、１２…放電回路、１３…抵抗器、１４…スイッチング素子、２１…交流電動機、２２…電力変換回路、２３Ｕ〜２３Ｚ…インバータ回路スイッチング素子、２４Ｕ〜２４Ｗ…電流検出手段、２５…電動機回路開閉器、１０１…制御回路電源、１０２…制御回路電源グラウンド、１０３…制御部、１０４…直流回路開閉器駆動操作コイル、１０５…充電用開閉器駆動操作コイル、１０６ａ〜１０６ｃ…継電器、１０７ａ…充電用開閉器の連動補助接点、１０７ｂ…直流回路開閉器の連動補助接点、１０７ｃ…電動機回路開閉器の連動補助接点、１２５…電動機回路開閉器駆動操作コイル、２０１…電源電圧低下検知手段、２０２…重要項目保護検知手段、２０３…導通指令信号出力手段、２０４…過電圧検知手段

Claims (3)

1. 車両を駆動する交流電動機と、
   直流電源の直流電圧を所定の電圧と所定の周波数の３相交流電圧に変換して前記交流電動機に交流電力を供給する電力変換回路と、
   前記電力変換回路の直流電源側に設けられ入力される直流電圧を平滑するための平滑コンデンサと、
   前記平滑コンデンサと直流電源との間の回路を投入・開放するための直流回路開閉器と、
   前記電力変換回路と前記交流電動機との間の３相交流回路の少なくとも２相に設けられ電動機回路の投入・開放するための電動機回路開閉器と、
   抵抗器とスイッチング素子とが直列に接続され前記スイッチング素子が導通することにより前記平滑コンデンサの電荷を抵抗器で消費する放電回路と、
   前記放電回路のスイッチング素子を導通させる導通指令信号を出力する制御部とを有し、
   前記制御部は、前記放電回路のスイッチング素子を導通させる場合に、前記直流回路開閉器の接触子と前記電動機回路開閉器の接触子とが開放したことを条件として前記スイッチング素子に導通指令信号を出力することを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。
2. 前記制御部は、鉄道車両駆動制御装置の重要保護項目検知信号が成立したとき、前記直流回路開閉器の接触子と前記電動機回路開閉器の接触子とが開放した条件の成立の有無にかかわらず、直ちに前記スイッチング素子に導通指令信号を出力することを特徴とする請求項１記載の鉄道車両駆動制御装置。
3. 前記重要保護項目検知信号は、前記電力変換回路に入力される直流電圧の過電圧信号であることを特徴とする請求項２記載の鉄道車両駆動制御装置。

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