JP2839867B2 - 電気車制御装置 - Google Patents
電気車制御装置Info
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- JP2839867B2 JP2839867B2 JP8053524A JP5352496A JP2839867B2 JP 2839867 B2 JP2839867 B2 JP 2839867B2 JP 8053524 A JP8053524 A JP 8053524A JP 5352496 A JP5352496 A JP 5352496A JP 2839867 B2 JP2839867 B2 JP 2839867B2
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- Japan
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- electric vehicle
- constant
- power converter
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、直流電力をそれ
ぞれ交流電力に変換して電気車駆動電動機に供給する複
数台の主電力変換器と、直流電力を交流電力に変換して
電気車補助回路に供給する補助電力変換器とを有する電
気車制御装置に関する。
ぞれ交流電力に変換して電気車駆動電動機に供給する複
数台の主電力変換器と、直流電力を交流電力に変換して
電気車補助回路に供給する補助電力変換器とを有する電
気車制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、出力が１０００ＫＷ以上の電気機
関車等の大出力電気車でも、電気車駆動電動機を制御す
る主電力変換器として可変電圧可変周波数（以下、ＶＶ
ＶＦという。）インバータが実用化されてきた。この場
合、ＶＶＶＦインバータの制御回路、抵抗器等を冷却す
るための電動送風機を駆動するための回路等の電気車補
助回路への電力源としては、従来の電動発電機に代えて
定電圧定周波数（以下、ＣＶＣＦという。）インバータ
が使用されるようになった。
関車等の大出力電気車でも、電気車駆動電動機を制御す
る主電力変換器として可変電圧可変周波数（以下、ＶＶ
ＶＦという。）インバータが実用化されてきた。この場
合、ＶＶＶＦインバータの制御回路、抵抗器等を冷却す
るための電動送風機を駆動するための回路等の電気車補
助回路への電力源としては、従来の電動発電機に代えて
定電圧定周波数（以下、ＣＶＣＦという。）インバータ
が使用されるようになった。
【０００３】これは、ＧＴＯサイリスタ等の大容量自己
消弧形半導体素子が実用化されて、接点や回路部品を持
たずに保守が容易なインバータが車載用として実用的な
大きさで実現できるようになったことによる。
消弧形半導体素子が実用化されて、接点や回路部品を持
たずに保守が容易なインバータが車載用として実用的な
大きさで実現できるようになったことによる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら補助電力
変換器が故障すると電気車補助回路には交流電力が供給
されず、冷却用の電動送風機や制御回路の全てが動作せ
ずにシステムダウンに至るという問題点があった。
変換器が故障すると電気車補助回路には交流電力が供給
されず、冷却用の電動送風機や制御回路の全てが動作せ
ずにシステムダウンに至るという問題点があった。
【０００５】この発明は上記の問題点を解決するために
なされたもので、補助電力変換器の故障に対して、シス
テムダウンを回避することのできる電気車制御装置を得
ることを目的とする。
なされたもので、補助電力変換器の故障に対して、シス
テムダウンを回避することのできる電気車制御装置を得
ることを目的とする。
【０００６】
【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、直流電力を可変電圧
可変周波数の交流電力に変換して複数台の電気車駆動電
動機に可変電圧可変周波数の交流電力をそれぞれ供給す
る複数台の主電力変換器と、直流電力を定電圧定周波数
の交流電力に変換して電気車補助回路に定電圧定周波数
の交流電力を供給する補助電力変換器と、主電力変換器
が直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換する
ための駆動信号を生成する可変電圧可変周波数制御部
と、主電力変換器が直流電力を定電圧定周波数の交流電
力に変換するための駆動信号を生成する定電圧定周波数
制御部と、可変電圧可変周波数制御部からの駆動信号
と、定電圧定周波数制御部からの駆動信号のどちらか一
方を選択する切り替え手段と、通常時は、切り替え手段
が選択した、可変電圧可変周波数制御部からの駆動信号
を入力して、主電力変換器に対して出力し、補助電力変
換器の異常時には、切り替え手段が選択した、定電圧定
周波数制御部からの駆動信号を入力して主電力変換器に
対して出力することにより、直流電力を定電圧定周波数
の交流電力に変換して電気車補助回路に定電圧定周波数
の交流電力を供給するように主電力変換器を制御する共
通部とを有してなる。
ために、請求項１に記載の発明は、直流電力を可変電圧
可変周波数の交流電力に変換して複数台の電気車駆動電
動機に可変電圧可変周波数の交流電力をそれぞれ供給す
る複数台の主電力変換器と、直流電力を定電圧定周波数
の交流電力に変換して電気車補助回路に定電圧定周波数
の交流電力を供給する補助電力変換器と、主電力変換器
が直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換する
ための駆動信号を生成する可変電圧可変周波数制御部
と、主電力変換器が直流電力を定電圧定周波数の交流電
力に変換するための駆動信号を生成する定電圧定周波数
制御部と、可変電圧可変周波数制御部からの駆動信号
と、定電圧定周波数制御部からの駆動信号のどちらか一
方を選択する切り替え手段と、通常時は、切り替え手段
が選択した、可変電圧可変周波数制御部からの駆動信号
を入力して、主電力変換器に対して出力し、補助電力変
換器の異常時には、切り替え手段が選択した、定電圧定
周波数制御部からの駆動信号を入力して主電力変換器に
対して出力することにより、直流電力を定電圧定周波数
の交流電力に変換して電気車補助回路に定電圧定周波数
の交流電力を供給するように主電力変換器を制御する共
通部とを有してなる。
【０００７】また請求項２に記載の発明は、請求項１に
記載の発明において、切り替え手段と連動して、主電力
変換器の交流側を電気車駆動電動機と切り離し、補助電
力変換器の交流側を電気車補助回路と切り離して、主電
力変換器の交流側を電気車補助回路と接続し、主電力変
換器の出力を電気車補助回路に供給する供給手段を有し
てなる。
記載の発明において、切り替え手段と連動して、主電力
変換器の交流側を電気車駆動電動機と切り離し、補助電
力変換器の交流側を電気車補助回路と切り離して、主電
力変換器の交流側を電気車補助回路と接続し、主電力変
換器の出力を電気車補助回路に供給する供給手段を有し
てなる。
【０００８】従って請求項１又は請求項２に記載される
発明においては、１台しか搭載されていない補助電力変
換器が故障したとき、主電力変換器を電気車補助回路に
切換接続すると共に、この主電力変換器が電気車補助回
路に供給する交流電力を出力するように共通部で動作す
るので、補助電力変換器が故障してもシステムダウンを
回避することができる。
発明においては、１台しか搭載されていない補助電力変
換器が故障したとき、主電力変換器を電気車補助回路に
切換接続すると共に、この主電力変換器が電気車補助回
路に供給する交流電力を出力するように共通部で動作す
るので、補助電力変換器が故障してもシステムダウンを
回避することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の一実施例の構成
を示す電気車制御装置の構成図である。同図において、
パンタグラフ１には、それぞれしゃ断器２およびフィル
タリアクトル３を介して、複数台の主電力変換器として
ＶＶＶＦインバータ５ａ〜５ｄの正入力端が接続され、
その負入力端は車輪を通じて接地されている。また、
正、負入力端間にはそれぞれフィルタコンデンサ４が接
続され、さらに、出力端には電気車駆動電動機（以下、
主電動機という。）６ａ〜６ｄが接続されている。な
お、これらのＶＶＶＦインバータ５ａ〜５ｄのうちのＶ
ＶＶＦインバータ５ｄは、ＣＶＣＦインバータとしても
駆動することができる制御部７により制御される。
を示す電気車制御装置の構成図である。同図において、
パンタグラフ１には、それぞれしゃ断器２およびフィル
タリアクトル３を介して、複数台の主電力変換器として
ＶＶＶＦインバータ５ａ〜５ｄの正入力端が接続され、
その負入力端は車輪を通じて接地されている。また、
正、負入力端間にはそれぞれフィルタコンデンサ４が接
続され、さらに、出力端には電気車駆動電動機（以下、
主電動機という。）６ａ〜６ｄが接続されている。な
お、これらのＶＶＶＦインバータ５ａ〜５ｄのうちのＶ
ＶＶＦインバータ５ｄは、ＣＶＣＦインバータとしても
駆動することができる制御部７により制御される。
【００１０】又、ＶＶＶＦインバータ５ｄの出力を主電
動機６ｄから後述する三相補助回路（以下、電気車補助
回路という。）に切換えて供給する切換装置８を備えて
いる。ここで、制御部７はＶＶＶＦインバータ５ｄを構
成する図示しないスイッチング素子を駆動するための共
通部７ａと、切換装置８に連動して共通部７ａに切換接
続可能なＶＶＶＦ制御部７ｂおよびＣＶＣＦ制御部７ｃ
とで構成されている。
動機６ｄから後述する三相補助回路（以下、電気車補助
回路という。）に切換えて供給する切換装置８を備えて
いる。ここで、制御部７はＶＶＶＦインバータ５ｄを構
成する図示しないスイッチング素子を駆動するための共
通部７ａと、切換装置８に連動して共通部７ａに切換接
続可能なＶＶＶＦ制御部７ｂおよびＣＶＣＦ制御部７ｃ
とで構成されている。
【００１１】また、入力側がこれらのＶＶＶＦインバー
タ５ａ〜５ｄと同様に構成されたＣＶＣＦインバータ９
を備えている。このＣＶＣＦインバータ９の出力端は、
切換装置８の常閉接点および波形フィルタ１０を介し
て、変圧器１１の一次側が接続されている。この変圧器
１１の二次側には冷却用電動送風機や、ＶＶＶＦインバ
ータ５ａ〜５ｄの制御回路及びこれに供給するための直
流電圧を得る整流装置等の電気車補助回路が接続されて
いる。
タ５ａ〜５ｄと同様に構成されたＣＶＣＦインバータ９
を備えている。このＣＶＣＦインバータ９の出力端は、
切換装置８の常閉接点および波形フィルタ１０を介し
て、変圧器１１の一次側が接続されている。この変圧器
１１の二次側には冷却用電動送風機や、ＶＶＶＦインバ
ータ５ａ〜５ｄの制御回路及びこれに供給するための直
流電圧を得る整流装置等の電気車補助回路が接続されて
いる。
【００１２】上記のように構成された本実施例の動作を
以下に説明する。
以下に説明する。
【００１３】先ず、ＶＶＶＦインバータ５ａ〜５ｄはそ
れぞれパンタグラフ１で集電された電力を速度指令に対
応したＶＶＶＦ交流電力に変換して主電動機６ａ〜６ｄ
に供給する。この場合、ＣＶＣＦインバータ９はパンタ
グラフ１で集電された直流電力をＣＶＣＦ交流電力に変
換して電気車補助回路に供給している。また、切換装置
８は図示した状態に保持される。
れぞれパンタグラフ１で集電された電力を速度指令に対
応したＶＶＶＦ交流電力に変換して主電動機６ａ〜６ｄ
に供給する。この場合、ＣＶＣＦインバータ９はパンタ
グラフ１で集電された直流電力をＣＶＣＦ交流電力に変
換して電気車補助回路に供給している。また、切換装置
８は図示した状態に保持される。
【００１４】ここで、フィルタリアクトル３およびフィ
ルタコンデンサ４は、架線電圧のリップル分を低減させ
るほか、各ＶＶＶＦインバータ５ａ〜５ｄ及びＣＶＣＦ
インバータ９から発生する高周波電流をも低減させる。
また、波形フィルタ１０はＣＶＣＦインバータ９が出力
する交流電力波形を正弦波に整形して変圧器１１に供給
する。
ルタコンデンサ４は、架線電圧のリップル分を低減させ
るほか、各ＶＶＶＦインバータ５ａ〜５ｄ及びＣＶＣＦ
インバータ９から発生する高周波電流をも低減させる。
また、波形フィルタ１０はＣＶＣＦインバータ９が出力
する交流電力波形を正弦波に整形して変圧器１１に供給
する。
【００１５】次に、ＣＶＣＦインバータ９が故障した場
合を考える。ＣＶＣＦインバータ９自体またはそれを制
御する制御回路の故障により、ＣＶＣＦインバータ９の
出力が零になったとすれば、変圧器１１の二次側電圧も
零となる。このように、二次側電圧が零になったとき、
切換装置８がこれを検知して、その接点を図示したｘ側
とは反対側つまりｙ側に切換え接続する。すなわち、Ｃ
ＶＣＦインバータ９の代わりに、予め定めた１台のＶＶ
ＶＦインバータ回路５ｄを波形フィルタ１０に接続する
と共に、ＶＶＶＦ制御部７ｂの代わりにＣＶＣＦ制御部
７ｃを共通部７ａに切換え接続する。このように共通部
７ａをＶＶＶＦ制御部７ｂとＣＶＣＦ制御部７ｃとで共
通に備えることで、制御装置を単純化できる。
合を考える。ＣＶＣＦインバータ９自体またはそれを制
御する制御回路の故障により、ＣＶＣＦインバータ９の
出力が零になったとすれば、変圧器１１の二次側電圧も
零となる。このように、二次側電圧が零になったとき、
切換装置８がこれを検知して、その接点を図示したｘ側
とは反対側つまりｙ側に切換え接続する。すなわち、Ｃ
ＶＣＦインバータ９の代わりに、予め定めた１台のＶＶ
ＶＦインバータ回路５ｄを波形フィルタ１０に接続する
と共に、ＶＶＶＦ制御部７ｂの代わりにＣＶＣＦ制御部
７ｃを共通部７ａに切換え接続する。このように共通部
７ａをＶＶＶＦ制御部７ｂとＣＶＣＦ制御部７ｃとで共
通に備えることで、制御装置を単純化できる。
【００１６】これによって、１台のＶＶＶＦインバータ
５ｄがＣＶＣＦインバータとして動作し、その出力が波
形フィルタ１０を介して変圧器１１に供給される。
５ｄがＣＶＣＦインバータとして動作し、その出力が波
形フィルタ１０を介して変圧器１１に供給される。
【００１７】しかして、複数台の主電動機６ａ〜６ｄの
全てを駆動することはできなくなるけれども、電気車駆
動回路に対する電源が確立されたことにより、電気車と
してのシステムダウンを回避することができる。
全てを駆動することはできなくなるけれども、電気車駆
動回路に対する電源が確立されたことにより、電気車と
してのシステムダウンを回避することができる。
【００１８】なお、上記実施例では架線から直流を入力
するシステムを対象としたが、本発明はこれに限定され
るものではなく、架線から交流を入力するシステムにも
適用可能である。
するシステムを対象としたが、本発明はこれに限定され
るものではなく、架線から交流を入力するシステムにも
適用可能である。
【００１９】図２はこの場合の構成を示した電気車制御
装置の構成図であり、図中、図１と同一の符号を付した
ものはそれぞれ同一の要素を示す。この場合、パンタグ
ラフ１から交流が取り込まれることに対応して主変圧器
１２を設けた点、しゃ断器２の後段にそれぞれ整流回路
１３を設けた点が図１と異なるだけである。
装置の構成図であり、図中、図１と同一の符号を付した
ものはそれぞれ同一の要素を示す。この場合、パンタグ
ラフ１から交流が取り込まれることに対応して主変圧器
１２を設けた点、しゃ断器２の後段にそれぞれ整流回路
１３を設けた点が図１と異なるだけである。
【００２０】かくして、この実施例においても、ＣＶＣ
Ｆインバータ９の故障時に、１台のＶＶＶＦインバータ
５ｄによって電気車補助回路に対する電源が確立される
こととなり、電気車としてのシステムダウンを回避する
ことができる。
Ｆインバータ９の故障時に、１台のＶＶＶＦインバータ
５ｄによって電気車補助回路に対する電源が確立される
こととなり、電気車としてのシステムダウンを回避する
ことができる。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、こ
の発明によれば、補助電力変換器が故障したとき、複数
台搭載された主電力変換器を電気車補助回路に切換接続
すると共に、この主電力変換器が電気車補助回路に供給
する交流電力を出力するように動作するので、補助電力
変換器が故障してもシステムダウンを回避することがで
きる。
の発明によれば、補助電力変換器が故障したとき、複数
台搭載された主電力変換器を電気車補助回路に切換接続
すると共に、この主電力変換器が電気車補助回路に供給
する交流電力を出力するように動作するので、補助電力
変換器が故障してもシステムダウンを回避することがで
きる。
【図１】この発明の一実施例を示す電気車制御装置の構
成図である。
成図である。
【図２】図２は他の実施例を示す電気車制御装置の構成
図である。
図である。
１ パンタグラフ ２ しゃ断器 ３ フィルタリアクトル ４ フィルタコンデンサ ５ａ〜５ｄ ＶＶＶＦインバータ ６ａ〜６ｄ 主電動機 ７ 制御部 ７ａ 共通部 ７ｂ ＶＶＶＦ制御部 ７ｃ ＣＶＣＦ制御部 ８ 切換装置 ９ ＣＶＣＦインバータ １０ 波形フィルタ １１ 変圧器 １２ 主変圧器 １３ 整流回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B60L 1/00 - 3/12 B60L 11/00 - 11/18 H02M 7/42 - 7/98
Claims (2)
- 【請求項１】直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力
に変換して複数台の電気車駆動電動機に前記可変電圧可
変周波数の交流電力をそれぞれ供給する複数台の主電力
変換器と、 直流電力を定電圧定周波数の交流電力に変換して電気車
補助回路に前記定電圧定周波数の交流電力を供給する補
助電力変換器と、 前記主電力変換器が直流電力を可変電圧可変周波数の交
流電力に変換するための駆動信号を生成する可変電圧可
変周波数制御部と、 前記主電力変換器が直流電力を定電圧定周波数の交流電
力に変換するための駆動信号を生成する定電圧定周波数
制御部と、 前記可変電圧可変周波数制御部からの駆動信号と、前記
定電圧定周波数制御部からの駆動信号とのどちらか一方
を選択する切り替え手段と、 通常時は、前記切り替え手段が選択した前記可変電圧可
変周波数制御部からの駆動信号を入力して前記主電力変
換器に対して出力し、前記補助電力変換器の異常時に
は、前記切り替え手段が選択した前記定電圧定周波数制
御部からの駆動信号を入力して前記主電力変換器に対し
て出力することにより、前記直流電力を定電圧定周波数
の交流電力に変換して前記電気車補助回路に前記定電圧
定周波数の交流電力を供給するように前記主電力変換器
を制御する共通部とを有する電気車制御装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の電気車制御装置におい
て、 前記切り替え手段と連動して、前記主電力変換器の交流
側を前記電気車駆動電動機と切り離し、前記補助電力変
換器の交流側を前記電気車補助回路と切り離して、前記
主電力変換器の交流側を前記電気車補助回路と接続し、
前記主電力変換器の出力を前記電気車補助回路に供給す
る供給手段を有する電気車制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8053524A JP2839867B2 (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 電気車制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8053524A JP2839867B2 (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 電気車制御装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1234901A Division JP2878725B2 (ja) | 1989-09-11 | 1989-09-11 | 電気車制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08242501A JPH08242501A (ja) | 1996-09-17 |
| JP2839867B2 true JP2839867B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=12945213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8053524A Expired - Lifetime JP2839867B2 (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 電気車制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2839867B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS564292A (en) * | 1979-06-26 | 1981-01-17 | Toshiba Corp | Composite piezoelectric material |
| JPS6335198A (ja) * | 1986-07-29 | 1988-02-15 | Mitsubishi Electric Corp | 冷房用電源装置 |
-
1996
- 1996-03-11 JP JP8053524A patent/JP2839867B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08242501A (ja) | 1996-09-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081016 Year of fee payment: 10 |
|
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|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |