JPH11234802A - Controller for electric rolling stock - Google Patents
Controller for electric rolling stockInfo
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- JPH11234802A JPH11234802A JP3252198A JP3252198A JPH11234802A JP H11234802 A JPH11234802 A JP H11234802A JP 3252198 A JP3252198 A JP 3252198A JP 3252198 A JP3252198 A JP 3252198A JP H11234802 A JPH11234802 A JP H11234802A
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- switch
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電気車の駆動に使用
する電気車制御装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric vehicle control device used for driving an electric vehicle.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１７は、例えば、特公平５−２６４０
２号公報に示された従来の電気車制御装置であるインバ
ータ装置の主回路を示す図であり、図において、１は変
電所等の電源から架線などに供給された電力を集電する
集電装置、２は第１のスイッチ、３は第２のスイッチ、
４は後述するフィルタコンデンサ６の充電抵抗器、５は
フィルタコンデンサ６と逆Ｌ字形フィルタ回路を構成す
るフィルタリアクトル、７はサイリスタ等の制御整流素
子で構成されるインバータの電力制御手段、９はこの電
力制御手段７により制御される電気車駆動用の誘導電動
機（主電動機）である。１７はフィルタコンデンサ６の
電圧を検出するＤＣＰＴ等の電圧検出手段、１８は各ス
イッチ２、３の開閉を制御するスイッチ制御手段であ
る。2. Description of the Related Art FIG.
FIG. 2 is a diagram showing a main circuit of an inverter device which is a conventional electric vehicle control device disclosed in Japanese Patent Publication No. 2; Device 2, a first switch, 3 a second switch,
Reference numeral 4 denotes a charging resistor for a filter capacitor 6 to be described later, reference numeral 5 denotes a filter reactor constituting an inverted L-shaped filter circuit with the filter capacitor 6, reference numeral 7 denotes an inverter power control means constituted by a control rectifier such as a thyristor, and reference numeral 9 denotes a power control means. It is an induction motor (main motor) for driving an electric vehicle controlled by the power control means 7. Reference numeral 17 denotes voltage detection means such as DCPT for detecting the voltage of the filter capacitor 6, and reference numeral 18 denotes switch control means for controlling the opening and closing of the switches 2 and 3.
【０００３】次に動作を説明する。図示しない運転台か
ら、運転手等による運転指令が電力制御手段７に入力さ
れると、図１８（ａ）のインタロック信号に示すよう
に、時点ｔ１においてスイッチ制御手段１８の指令によ
り、第１のスイッチ２が投入され、集電装置１→第１の
スイッチ２→充電抵抗器４→フィルタリアクトル５を通
じて、フィルタコンデンサ６が、図１８（ｂ）のように
充電され、その両端の電圧を電圧検出手段１７が検出す
る。Next, the operation will be described. When an operation command from a driver or the like is input to the electric power control means 7 from a driver's cab (not shown), as shown by an interlock signal in FIG. Is turned on, and the filter capacitor 6 is charged as shown in FIG. 18 (b) through the current collector 1 → the first switch 2 → the charging resistor 4 → the filter reactor 5, and the voltage between both ends is changed to the voltage The detecting means 17 detects.
【０００４】ここで、充電抵抗器４は、この充電時に、
フィルタリアクトル５とフィルタコンデンサ６のＬＣ共
振によってフィルタコンデンサ６の電圧が振動しないよ
うな抵抗値Ｒにあらかじめ選定されている。第１のスイ
ッチ２が投入された時点では、電力制御手段７は動作し
ていないので、電力制御手段７と誘導電動機９には電流
は流れていない。Here, the charging resistor 4 is used for
The resistance value R is selected in advance so that the voltage of the filter capacitor 6 does not oscillate due to the LC resonance of the filter reactor 5 and the filter capacitor 6. At the time when the first switch 2 is turned on, the power control means 7 is not operating, so that no current flows through the power control means 7 and the induction motor 9.
【０００５】フィルタコンデンサ６の充電の完了時間
は、フィルタリアクトル５のインダクタンスＬとフィル
タコンデンサ６の容量Ｃと充電抵抗器４の抵抗値Ｒによ
って決まっており、所定時間ｔ２において、フィルタコ
ンデンサ６の両端電圧が架線電圧の変動範囲の最低値よ
り低い値に設定された比較値Ｖｓ以上である場合には、
電力制御手段７の短絡故障なしとしてスイッチ制御手段
１８の指令により、第２のスイッチ３が投入され、充電
抵抗器４が短絡される。そして、図１８（ｃ）に示す第
２のスイッチ３のインタロック信号によって電力制御手
段７の動作を開始し、直流電圧を３相交流に変換し、３
相誘導電動機９を制御して電気車を駆動する。[0005] The completion time of charging of the filter capacitor 6 is determined by the inductance L of the filter reactor 5, the capacitance C of the filter capacitor 6, and the resistance value R of the charging resistor 4, and at a predetermined time t2, both ends of the filter capacitor 6 If the voltage is equal to or higher than the comparison value Vs set to a value lower than the lowest value of the variation range of the overhead line voltage,
The second switch 3 is turned on and the charging resistor 4 is short-circuited by a command from the switch control means 18 assuming that there is no short-circuit failure of the power control means 7. Then, the operation of the power control means 7 is started by the interlock signal of the second switch 3 shown in FIG.
The electric vehicle is driven by controlling the phase induction motor 9.
【０００６】また、図１８（ｄ）に示すように、電力制
御手段７の故障等によって、フィルタコンデンサ６以降
の回路が短絡されている場合には、電源電圧は充電抵抗
器４で分担され、フィルタコンデンサ６の電圧が上昇し
ないので、所定時間ｔ２において、図１８（ｃ）に示す
フィルタコンデンサ電圧が比較値Ｖｓ未満であることに
より、電力制御手段７等の故障と判定して、スイッチ制
御手段１８の指令により、第２のスイッチ３を投入しな
いようにするとともに、第１のスイッチ２を開放して主
回路を電源（変電所等）から切り離す。Further, as shown in FIG. 18D, when the circuit after the filter capacitor 6 is short-circuited due to a failure of the power control means 7 or the like, the power supply voltage is shared by the charging resistor 4, and Since the voltage of the filter capacitor 6 does not increase, at a predetermined time t2, if the filter capacitor voltage shown in FIG. 18C is less than the comparison value Vs, it is determined that the power control unit 7 or the like has failed, and the switch control unit In response to the instruction 18, the second switch 3 is not turned on, and the first switch 2 is opened to disconnect the main circuit from the power supply (such as a substation).
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】従来の電気車制御装置
については、以上のように構成されているので、電力制
御手段７等のフィルタコンデンサ６以降の回路が短絡故
障を起こしている場合には、第１のスイッチ２が閉成し
てから、フィルタリアクトル５、フィルタコンデンサ
６、充電抵抗器４から算出される充電時間より決まる所
定時間（ｔ２−ｔ１）の間、充電抵抗器４には、電源電
圧を充電抵抗器４の抵抗値Ｒで除した電流が連続して流
れることになり、正常時の充電電流である逓減する電流
による損失よりもはるかに大きな損失を発生させること
になるので、充電抵抗器の大型化を招くという問題点が
あった。Since the conventional electric vehicle control device is configured as described above, if the circuit after the filter capacitor 6 such as the power control means 7 has a short-circuit fault, After the first switch 2 is closed, for a predetermined time (t2−t1) determined by the charging time calculated from the filter reactor 5, the filter capacitor 6, and the charging resistor 4, the charging resistor 4 includes: Since the current obtained by dividing the power supply voltage by the resistance value R of the charging resistor 4 flows continuously, a loss that is much larger than a loss due to a gradually decreasing current that is a normal charging current is generated. There is a problem that the charging resistor becomes large.
【０００８】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、充電抵抗器４の大型化を招
くことなく、フィルタコンデンサ６以降の回路の短絡故
障時にも、架線停電を起こすことなく、短絡故障を検知
できるようにした電気車制御装置を提供することを目的
とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and does not increase the size of the charging resistor 4 and can prevent an overhead line power failure even when a short circuit fault occurs in the circuit after the filter capacitor 6. It is an object of the present invention to provide an electric vehicle control device capable of detecting a short-circuit failure without causing the short-circuit failure.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】この発明に係る電気車制
御装置は、直流電源に接続される集電装置と、この集電
装置に直列に接続された第１および第２のスイッチと、
この第２のスイッチに並列に接続された充電抵抗器と、
第２のスイッチにフィルタリアクトルおよびフィルタコ
ンデンサを介して接続された電力制御手段と、この電力
制御手段により制御される電気車駆動用の主電動機と、
第１および第２のスイッチの開閉を制御するスイッチ制
御手段とを備えたものであって、直流電源の電圧を検出
する電圧検出器と、直流電源からフィルタコンデンサお
よび電力制御手段への入力電流を検出する電流検出器
と、この電流検出器の出力と上記電圧検出器の出力に対
応して定められる異常判定基準値とを比較する比較器と
を備え、比較器は、第１のスイッチが閉成されたとき、
電流検出器の出力値が所定時間以内に異常判定基準値を
下回るか、または第１のスイッチが閉成されたとき、電
流検出器の出力値が異常判定基準値を所定時間（所定時
間は零を含む）以上上回るかを判断し、電流検出器の出
力値が異常判定基準値を所定時間以上上回った場合は故
障出力信号をスイッチ制御手段に出し、スイッチ制御手
段は、故障出力信号を受けないときは第２のスイッチを
閉成し、故障出力信号を受けたときは第２のスイッチを
閉成せず、閉成している第１のスイッチを開放するもの
である。An electric vehicle control device according to the present invention comprises: a current collector connected to a DC power supply; first and second switches connected in series to the current collector;
A charging resistor connected in parallel to the second switch;
Power control means connected to the second switch via a filter reactor and a filter capacitor; a main motor for driving an electric vehicle controlled by the power control means;
Switch control means for controlling the opening and closing of the first and second switches, comprising: a voltage detector for detecting the voltage of the DC power supply; and an input current from the DC power supply to the filter capacitor and the power control means. A current detector for detecting the current, and a comparator for comparing an output of the current detector with an abnormality determination reference value determined in accordance with an output of the voltage detector, wherein the first switch is closed. When done,
When the output value of the current detector falls below the abnormality determination reference value within a predetermined time or when the first switch is closed, the output value of the current detector exceeds the abnormality determination reference value for a predetermined time (the predetermined time is zero). And if the output value of the current detector exceeds the abnormality determination reference value by a predetermined time or more, a failure output signal is sent to the switch control means, and the switch control means does not receive the failure output signal. In this case, the second switch is closed, and when a failure output signal is received, the second switch is not closed, and the closed first switch is opened.
【００１０】また、上記構成において、比較器は、電流
検出器の出力値が異常判定基準値を、充電抵抗器の抵抗
値、フィルタコンデンサの容量、フィルタリアクトルの
インダクタンスから算出される時定数の一定比率以上の
時間の間上回ったときに故障出力信号を出すものであ
る。Further, in the above configuration, the comparator is configured such that the output value of the current detector determines the abnormality determination reference value, and the time constant calculated from the resistance value of the charging resistor, the capacitance of the filter capacitor, and the inductance of the filter reactor is constant. A fault output signal is issued when the value exceeds the ratio.
【００１１】また、異常判定基準値を、直流電源電圧値
に相当する電圧検出器の出力値を充電抵抗器の抵抗値で
除した値より一定比率減じた値としたものである。Further, the abnormality determination reference value is a value obtained by subtracting a fixed ratio from a value obtained by dividing the output value of the voltage detector corresponding to the DC power supply voltage value by the resistance value of the charging resistor.
【００１２】また、異常判定基準値を、直流電源電圧の
最低値に相当する電圧検出器の出力値を充電抵抗器の抵
抗値で除した値としたものである。Further, the abnormality determination reference value is a value obtained by dividing the output value of the voltage detector corresponding to the minimum value of the DC power supply voltage by the resistance value of the charging resistor.
【００１３】また、異常判定基準値を、充電抵抗器の抵
抗値、フィルタコンデンサの容量、フィルタリアクトル
のインダクタンスから算出される時定数に従ったフィル
タコンデンサの充電波形を一定比率上回わる値としたも
のである。Further, the abnormality determination reference value is set to a value which exceeds a charge waveform of the filter capacitor according to a time constant calculated from the resistance value of the charging resistor, the capacitance of the filter capacitor, and the inductance of the filter reactor by a predetermined ratio. Things.
【００１４】また、この発明に係る電気車制御装置は、
直流電源に接続される集電装置と、この集電装置に直列
に接続された第１および第２のスイッチと、この第２の
スイッチに並列に接続された充電抵抗器と、第２のスイ
ッチにフィルタリアクトルおよびフィルタコンデンサを
介して接続された電力制御手段と、この電力制御手段に
より制御される電気車駆動用の主電動機と、第１および
第２のスイッチの開閉を制御するスイッチ制御手段とを
備えたものであって、直流電源の電圧を検出する電圧検
出器と、直流電源からフィルタコンデンサおよび電力制
御手段への入力電流を検出する電流検出器と、この電流
検出器の出力値を２乗積分する積分器と、この積分器の
出力と充電抵抗器の容量に従って算出された異常判定基
準値とを比較する比較器とを備え、比較器は、第１のス
イッチが閉成されたとき、電流検出器の出力値の積分値
が所定時間以内に異常判定基準値を下回るか、または第
１のスイッチが閉成されたとき、異常判定基準値を所定
時間（所定時間は零を含む）以上上回るかを判断し、電
流検出器の出力値の積分値が異常判定基準値を所定時間
以上上回った場合には故障出力信号を上記スイッチ制御
手段に出し、スイッチ制御手段は、故障出力信号を受け
ないときは第２のスイッチを閉成し、故障出力信号を受
けたときは第２のスイッチを閉成せず、閉成している第
１のスイッチを開放するものである。Further, the electric vehicle control device according to the present invention includes:
A current collector connected to a DC power supply, first and second switches connected in series to the current collector, a charging resistor connected in parallel to the second switch, and a second switch Power control means connected via a filter reactor and a filter capacitor, a main motor for driving an electric vehicle controlled by the power control means, and a switch control means for controlling opening and closing of first and second switches. A voltage detector for detecting the voltage of the DC power supply, a current detector for detecting an input current from the DC power supply to the filter capacitor and the power control means, and an output value of the current detector of 2 An integrator for multiplying and integrating, and a comparator for comparing an output of the integrator with an abnormality determination reference value calculated according to a capacity of the charging resistor, wherein the comparator has a first switch closed. When the integrated value of the output value of the current detector falls below the abnormality determination reference value within a predetermined time or when the first switch is closed, the abnormality determination reference value is reduced to a predetermined time (the predetermined time includes zero). If the integral value of the output value of the current detector exceeds the abnormality determination reference value by a predetermined time or more, a failure output signal is sent to the switch control means, and the switch control means outputs the failure output signal. When no fault signal is received, the second switch is closed. When a fault output signal is received, the second switch is not closed, and the closed first switch is opened.
【００１５】また、上記構成において、異常判定基準値
を、充電抵抗器の短時間定格値としたものである。ま
た、フィルタコンデンサに並列接続されると共に、互い
に直列接続された放電抵抗器と制御整流素子を備え、異
常判定基準値を、直流電源電圧値に相当する電圧検出器
の出力値を充電抵抗器の抵抗値と放電抵抗器の抵抗値の
和で除した値より一定比率減じた値としたものである。Further, in the above configuration, the abnormality determination reference value is a short-time rated value of the charging resistor. In addition, a discharge resistor and a control rectifier element are connected in parallel to the filter capacitor and connected in series with each other, and the abnormality determination reference value is set to the output value of the voltage detector corresponding to the DC power supply voltage value. It is a value obtained by subtracting a fixed ratio from the value obtained by dividing the sum of the resistance value and the resistance value of the discharge resistor.
【００１６】また、フィルタコンデンサに並列接続され
ると共に、互いに直列接続された放電抵抗器と制御整流
素子を備え、異常判定基準値を、直流電源電圧の最低値
に相当する電圧検出器の出力値を充電抵抗器の抵抗値と
放電抵抗器の抵抗値の和で除した値としたものである。
また、電流検出器として、電力制御手段の積算電力量算
出用電流検出器を使用したものである。A discharge resistor and a control rectifier connected in parallel with the filter capacitor and connected in series with each other, and the abnormality determination reference value is set to the output value of the voltage detector corresponding to the minimum value of the DC power supply voltage. Is divided by the sum of the resistance value of the charging resistor and the resistance value of the discharging resistor.
Further, as the current detector, a current detector for calculating an integrated power amount of the power control means is used.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１に係る電気車制御装置を示す回路図であ
る。図において、１は変電所等の電源から架線などに供
給された電力を集電する集電装置、２は第１のスイッ
チ、３は第２のスイッチ、４は後述するフィルタコンデ
ンサ６の充電抵抗器、５はフィルタコンデンサ６と逆Ｌ
字形フィルタ回路を構成するフィルタリアクトル、６は
フィルタコンデンサ、７はサイリスタ等の制御整流素子
で構成されるインバータの電力制御手段、９はこの電力
制御手段７により制御される電気車駆動用の誘導電動機
（主電動機）、１８は第１および第２のスイッチ２、３
の開閉を制御するスイッチ制御手段である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 is a circuit diagram showing an electric vehicle control device according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a current collector for collecting power supplied from a power source such as a substation to an overhead line or the like, 2 denotes a first switch, 3 denotes a second switch, and 4 denotes a charging resistance of a filter capacitor 6 described later. , 5 is the filter capacitor 6 and reverse L
A filter reactor constituting a letter-shaped filter circuit, 6 is a filter capacitor, 7 is a power control means of an inverter composed of a control rectifier such as a thyristor, 9 is an induction motor for driving an electric vehicle controlled by the power control means 7 (Main motor), 18 is the first and second switches 2, 3
Switch control means for controlling the opening and closing of the switch.
【００１８】２１は集電装置１の電圧、すなわち直流電
源の電圧を検出する電圧検出器、２２は直流電源からフ
ィルタコンデンサ６および電力制御手段７への入力電流
を検出する電流検出器、２３は電圧検出器２１の出力電
圧Ｅｓから算出した所定の電流値（以下異常判定基準値
と呼ぶ）Ｉｓｐと電流検出器２２の出力電流値Ｉｓを比
較して、所定時間ｔ０後にスイッチ制御手段１８に信号
を出力する比較器である。Reference numeral 21 denotes a voltage detector for detecting the voltage of the current collector 1, that is, the voltage of the DC power supply; 22, a current detector for detecting the input current from the DC power supply to the filter capacitor 6 and the power control means 7; A predetermined current value (hereinafter referred to as an abnormality determination reference value) Isp calculated from the output voltage Es of the voltage detector 21 is compared with the output current value Is of the current detector 22 and a signal is sent to the switch control means 18 after a predetermined time t0. Is a comparator that outputs.
【００１９】次に動作を説明する。電力制御手段７等の
フィルタコンデンサ６以降の回路が短絡故障を起こして
いない正常なときの動作は、上記従来例と同一であるの
で、ここでは説明を省略する。Next, the operation will be described. The normal operation in which the circuits after the filter capacitor 6 such as the power control means 7 do not cause a short-circuit fault is the same as that of the above-described conventional example, and the description thereof is omitted here.
【００２０】この正常な時の電流検出器２２の出力値Ｉ
ｓ、すなわち充電電流波形を図２に示す。電圧検出器２
１の出力をＥｓとした場合、この充電電流Ｉｓ＝Ｉｃｈ
L は、ＲＬＣ回路として算出した場合（図２（ア））、 ＩｃｈL＝Ｅｓ／｛〔（Ｒ／２）2 −Ｌ／Ｃ〕1/2 ・ｅ
ｘｐ（−Ｒ／２Ｌ）｝ｔ×ｓｉｎｈ｛〔（Ｒ／２）2 −
１／ＬＣ〕1/2 ｝ｔ となり、簡略化のため、ＲＣ回路と考えると（図２
（イ））、 Ｉｃｈ＝Ｅｓ／Ｒ・ｅｘｐ（−１／ＲＣ）ｔ ・・・・（１） となる。計算式の簡略化のため、今後はＲＣ回路の充電
電流算出式（１）を使用して説明する。The output value I of the current detector 22 in this normal state
s, that is, the charging current waveform is shown in FIG. Voltage detector 2
1 is Es, the charging current Is = Ich
When L is calculated as an RLC circuit (FIG. 2A), Ich L = Es / ｛[(R / 2) 2 -L / C] 1/2 · e
xp (−R / 2L) {t × sinh} [(R / 2) 2 −
1 / LC] 1/2 ｝ t. For simplicity, consider an RC circuit (FIG. 2).
(A)), Ich = Es / R ・ exp (−1 / RC) t (1) For the sake of simplicity, the following description will be made using the charging current calculation formula (1) for the RC circuit.
【００２１】第１のスイッチ２が投入されたときに、電
力制御手段７の故障等によってフィルタコンデンサ６以
降の回路が短絡されている場合には、直流電源からの入
力電流Ｉｓは、直流電源電圧Ｅｓを充電抵抗器４で制限
した電流が流れ続ける。この電流Ｉｓ＝Ｉｓｓは、 Ｉｓｓ＝Ｅｓ／Ｒ ・・・・（２） となる。この式（２）と式（１）を比較すると、 Ｉｃｈ＝Ｉｓｓ （ｔ＝０） Ｉｃｈ＜Ｉｓｓ （ｔ＞０） となり、ｔ＝０以外ではＩｓｓの方が大きくなる。When the first switch 2 is turned on and the circuit after the filter capacitor 6 is short-circuited due to a failure of the power control means 7 or the like, the input current Is from the DC power supply becomes the DC power supply voltage. The current whose Es is limited by the charging resistor 4 continues to flow. This current Is = Iss becomes: Iss = Es / R (2) Comparing Expression (2) with Expression (1), Ich = Iss (t = 0) Ich <Iss (t> 0), and other than t = 0, Iss is larger.
【００２２】この両者の関係を図で示したものが図３で
ある。式（１）（２）および図３から明かなように、時
間の経過に従い、ＩｃｈとＩｓｓの差が広がって行くの
で、この関係を利用し、正常時すなわちＩｃｈと、異常
時すなわちＩｓｓとの判別が可能となる。FIG. 3 shows the relationship between the two. As is clear from the equations (1) and (2) and FIG. 3, the difference between Ich and Iss is widened as time elapses. It is possible to determine.
【００２３】比較器２３は、異常判定基準値Ｉｓｐとし
て、電圧検出器２１の出力値Ｅｓを充電抵抗器４の抵抗
値Ｒで除した数値（Ｅｓ／Ｒ）の例えば−１０％の値、 Ｉｓｐ＝（Ｅｓ／Ｒ）×０．９ ・・・・（３） を用い、電流検出器２３の出力値Ｉｓと比較する。The comparator 23 sets, for example, a value of −10% of a numerical value (Es / R) obtained by dividing the output value Es of the voltage detector 21 by the resistance value R of the charging resistor 4 as the abnormality determination reference value Isp. = (Es / R) × 0.9 (3) is compared with the output value Is of the current detector 23.
【００２４】短絡等の故障発生時においては、Ｉｓ＝Ｉ
ｓｓであり、上記Ｅｓ／Ｒはここで はＩｓｓと等しいので、Ｉｓｐを式（３）のように設定すれば、常時、 Ｉｓｐ＜Ｉｓ ・・・・（４） が成立する。When a fault such as a short circuit occurs, Is = I
Since Es / R is equal to Iss in this case, if Isp is set as in equation (3), the following equation always holds: Isp <Is.
【００２５】また、回路が正常であった場合には、Ｉｓ
＝Ｉｃｈなので、 Ｉｓｐ＜Ｉｓ （ｔ＜０．１０５３×ＲＣ） ・・・・（５） Ｉｓｐ≧Ｉｓ （ｔ≧０．１０５３×ＲＣ） ・・・・（６） となる。これは、下記のように算出される。 Ｅｓ／Ｒ×０．９＝Ｅｓ／Ｒ・ｅｘｐ（−１／ＲＣ）ｔ ｅｘｐ（−１／ＲＣ）ｔ＝０．９ （１／ＲＣ）ｔ＝０．１０５３ ｔ＝０．１０５３×ＲＣ ・・・・（７） つまり、０．１０５３＝−ｌｎ０．９である。If the circuit is normal, Is
Since Ich = Ich, Isp <Is (t <0.1053 × RC) (5) Isp ≧ Is (t ≧ 0.1053 × RC) (6) This is calculated as follows. Es / R × 0.9 = Es / R · exp (−1 / RC) t exp (−1 / RC) t = 0.9 (1 / RC) t = 0.1053 t = 0.1053 × RC (7) That is, 0.1053 = -ln0.9.
【００２６】比較器２３での比較時間ｔ０を、フィルタ
リアクトル５（計算式上は省略）、フィルタコンデンサ
６、充電抵抗器４からなる充電回路の時定数ＲＣに対し
て、 ｔ０＝ＲＣ／３＝０．３３３×ＲＣ ・・・・（８） と設定すると、故障時には、式（４）より、ｔ＝ｔ０時
に電流検出器２２の出力値Ｉｓは、異常判定基準値Ｉｓ
ｐを所定時間ｔ０以上上回ることになり、故障検知の出
力信号をスイッチ制御手段１８に出力する。これを図４
に示す。The comparison time t0 in the comparator 23 is calculated as follows: The time constant RC of the charging circuit including the filter reactor 5 (omitted from the calculation formula), the filter capacitor 6, and the charging resistor 4 is given by: t0 = RC / 3 = When set as 0.333 × RC (8), the output value Is of the current detector 22 at the time of t = t0 is equal to the abnormality determination reference value Is at the time of t = t0 when a failure occurs.
p is exceeded by a predetermined time t0 or more, and an output signal of failure detection is output to the switch control means 18. This is shown in FIG.
Shown in
【００２７】スイッチ制御手段１８は、上記出力信号に
より、第２のスイッチ３を投入しないようにするととも
に第１のスイッチ２を開放して、主回路を電源（変電所
等）から切り離す。The switch control means 18 disconnects the main circuit from the power supply (such as a substation) by preventing the second switch 3 from being turned on and opening the first switch 2 based on the output signal.
【００２８】従来例における所定時間（ｔ２−ｔ１）
は、フィルタコンデンサに充電された電圧を確認しなけ
れば得られないため充分長い時間をとる必要があったの
に対して、上記所定時間ｔ０はこれより充分短くするこ
とが可能であり、そのため、充電抵抗器４に電流Ｉｓｓ
が流れる時間を短くし、ひいては、充電抵抗器４の容量
を小さくすることが可能である。Predetermined time (t2-t1) in conventional example
Is required to take a sufficiently long time because it cannot be obtained unless the voltage charged in the filter capacitor is confirmed. On the other hand, the above-mentioned predetermined time t0 can be made sufficiently shorter than this. The current Iss is applied to the charging resistor 4.
Can be shortened, and the capacity of the charging resistor 4 can be reduced.
【００２９】一方、正常時には、式（５）（６）より、
電流検出器２２の出力値Ｉｓは、式（３）による異常判
定基準値Ｉｓｐを、式（８）による所定時間ｔ０以上上
回ることはない。これを図５に示す。On the other hand, under normal conditions, from equations (5) and (6),
The output value Is of the current detector 22 does not exceed the abnormality determination reference value Isp according to the equation (3) for a predetermined time t0 according to the equation (8). This is shown in FIG.
【００３０】実施の形態２．図６はこの発明の実施の形
態２を説明する図であり、図１と同様の部分には同一の
符号を付して説明を省略する。直流電源は、変電所の特
性や、その給電区間にある他の電気車の負荷としての状
態等により電圧変動を発生する。その範囲は、通常ＤＣ
１５００Ｖ定格の直流電源の場合は、９００〜１８００
Ｖになる。比較器２３は、異常判定基準値Ｉｓｐとし
て、直流電源最低値（すなわち上記電圧変動範囲の場合
には９００Ｖ）に相当する電圧検出器２１の出力値Ｅｍ
ｉｎ（＝９００）を充電抵抗器４の抵抗値Ｒで除した数
値、 Ｉｓｐ＝Ｅｍｉｎ／Ｒ ・・・・（９） を用い、電流検出器２２の出力値Ｉｓと比較する。Embodiment 2 FIG. FIG. 6 is a view for explaining Embodiment 2 of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The DC power supply generates voltage fluctuations depending on the characteristics of the substation, the state as a load of another electric vehicle in the power supply section, and the like. The range is usually DC
900 to 1800 for a 1500 V rated DC power supply
V. The comparator 23 outputs, as the abnormality determination reference value Isp, the output value Em of the voltage detector 21 corresponding to the minimum value of the DC power supply (that is, 900 V in the case of the above voltage fluctuation range).
Using a numerical value obtained by dividing in (= 900) by the resistance value R of the charging resistor 4, Isp = Emin / R (9), a comparison is made with the output value Is of the current detector 22.
【００３１】短絡等の故障発生時においては、Ｉｓ＝Ｉ
ｓｓとなり、上記Ｅｍｉｎ／Ｒは、 Ｅｍｉｎ＜Ｅｓ ・・・・（１０） が必ず成立しているので、式（１０）より、 Ｉｓｐ＝Ｅｍｉｎ／Ｒ＜Ｅｓ／Ｒ＝Ｉｓｓ となり、異常判定基準値Ｉｓｐを上記のように設定すれ
ば、常時、 Ｉｓｐ＜Ｉｓ ・・・・（１１） が成立する。When a failure such as a short circuit occurs, Is = I
Since Emin / R always satisfies Emin <Es (10), from equation (10), Isp = Emin / R <Es / R = Iss, and the abnormality determination reference value If Isp is set as described above, the following relationship always holds: Isp <Is (11)
【００３２】また、回路が正常であった場合には、Ｉｓ
＝Ｉｃｈなので、 Ｉｓｐ＜Ｉｓ （ｔ＜−ｌｎ（Ｅｍｉｎ／Ｅｓ）×ＲＣ） ・・（１２） Ｉｓｐ≧Ｉｓ （ｔ≧−ｌｎ（Ｅｍｉｎ／Ｅｓ）×ＲＣ） ・・（１３） となる。これは、下記のように算出される。 Ｅｍｉｎ／Ｒ＝Ｅｓ／Ｒ・ｅｘｐ（−１／ＲＣ）ｔ ｅｘｐ（−１／ＲＣ）ｔ＝Ｅｍｉｎ／Ｅｓ＜１．０ （１／ＲＣ）ｔ＝−ｌｎ（Ｅｍｉｎ／Ｅｓ） ｔ＝−ｌｎ（Ｅｍｉｎ／Ｅｓ）×ＲＣ ・・・・（１４） （式（１４）において、Ｅｍｉｎ＝９００、Ｅｓ＝１５
００とすると、ｔ＝−ｌｎ（９００／１５００）×ＲＣ
＝０．５１×ＲＣとなる）If the circuit is normal, Is
Since Ich = Ich, Isp <Is (t <−ln (Emin / Es) × RC) (12) Isp ≧ Is (t ≧ −ln (Emin / Es) × RC) (13) This is calculated as follows. Emin / R = Es / R ・ exp (−1 / RC) t exp (−1 / RC) t = Emin / Es <1.0 (1 / RC) t = −ln (Emin / Es) t = −ln (Emin / Es) × RC (14) (In the equation (14), Emin = 900, Es = 15
Assuming 00, t = −ln (900/1500) × RC
= 0.51 x RC)
【００３３】充電回路の時定数ＲＣに対する比較器２３
での比較時間ｔ０を、上記（１２）（１３）式でＥｓ＝
９００〜１８００としたときに成立する値として、例え
ば、 ｔ０＝０．７５×ＲＣ ・・・・（１５） と設定すると、（式（１４）において、Ｅｓ＝１８００
とすると、ｔ＝−ｌｎ（９００／１８００）×ＲＣ＝
０．６９３×ＲＣとなる）故障時には、式（１１）よ
り、ｔ＝ｔ０時に、電流検出器２２の出力値Ｉｓは、式
（９）による異常判定基準値Ｉｓｐを、式（１５）によ
る所定時間ｔ０以上上回ることになり、故障検出の出力
信号をスイッチ制御手段１８に出力する。Comparator 23 for time constant RC of the charging circuit
The comparison time t0 at Es = Es =
As a value that is satisfied when 900 to 1800 is set, for example, t0 = 0.75 × RC (15), (Es = 1800 in Expression (14))
Then, t = −ln (900/1800) × RC =
(0.693 × RC) In the event of a failure, according to equation (11), at t = t0, the output value Is of the current detector 22 determines the abnormality determination reference value Isp according to equation (9) by a predetermined value according to equation (15). As a result, the output signal of failure detection is output to the switch control means 18.
【００３４】スイッチ制御手段１８は、上記故障出力信
号により、第２のスイッチ３を投入しないようにすると
ともに第１のスイッチ２を開放して、主回路を電源（変
電所等）から切り離す。The switch control means 18 disconnects the main circuit from the power supply (such as a substation) by preventing the second switch 3 from being turned on and opening the first switch 2 according to the failure output signal.
【００３５】従来例における所定時間（ｔ２−ｔ１）
は、フィルタコンデンサに充電された電圧を確認しなけ
ればならないため、充分長い時間をとる必要があったの
に対して、上記所定時間ｔ０はそれより充分短くするこ
とが可能であり、そのため、充電抵抗器４に電流Ｉｓｓ
が流れる時間を短くし、ひいては、充電抵抗器４の容量
を小さくすることが可能である。Predetermined time (t2-t1) in conventional example
Requires a sufficiently long time to check the voltage charged in the filter capacitor. On the other hand, the predetermined time t0 can be made sufficiently shorter than that. The current Iss is applied to the resistor 4.
Can be shortened, and the capacity of the charging resistor 4 can be reduced.
【００３６】一方、正常時には、式（１２）（１３）よ
り、電流検出器２２の出力値Ｉｓは、式（９）による異
常判定基準値Ｉｓｐを、式（１５）による所定時間ｔ０
以上上回ることはない。On the other hand, in the normal state, according to the equations (12) and (13), the output value Is of the current detector 22 is determined by the abnormality determination reference value Isp according to the equation (9) and the predetermined time t0 according to the equation (15)
No more.
【００３７】実施の形態３．図７はこの発明の実施の形
態３を説明する図であり、図１と同様の部分には同一の
符号を付して説明を省略する。比較器２３は、異常判定
基準値Ｉｓｐとして式（１）から算出されるＩｃｈの＋
１０％の数値、 Ｉｓｐ＝Ｉｃｈ×１．１＝１．１×Ｅｓ／Ｒ・ｅｘｐ（−１／ＲＣ）ｔ ・・・・（１６） を用い、電流検出器２２の出力値Ｉｓと比較する。Embodiment 3 FIG. 7 is a diagram for explaining the third embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description is omitted. The comparator 23 calculates the value of + of Ich calculated from Expression (1) as the abnormality determination reference value Isp.
Using the numerical value of 10%, Isp = Ich × 1.1 = 1.1 × Es / R · exp (−1 / RC) t (16), and comparing with the output value Is of the current detector 22 .
【００３８】短絡等の故障発生時においては、Ｉｓ＝Ｉ
ｓｓなので、 Ｉｓｐ＜Ｉｓ （ｔ＜０．０９５×ＲＣ） ・・・・（１７） Ｉｓｐ≧Ｉｓ （ｔ≧０．０９５×ＲＣ） ・・・・（１８） となる。これは下記のように算出される。Ｉｓｓ＝Ｉｓ
ｐ Ｅｓ／Ｒ＝１．１×Ｅｓ／Ｒ・ｅｘｐ（−１／ＲＣ）ｔ ｅｘｐ（−１／ＲＣ）ｔ＝１／１．１＝０．９０９ ｔ＝０．０９５×ＲＣ ・・・・（１９）When a failure such as a short circuit occurs, Is = I
Because ss, Isp <Is (t <0.095 × RC) (17) Isp ≧ Is (t ≧ 0.095 × RC) (18) This is calculated as follows. Iss = Is
p Es / R = 1.1 × Es / R · exp (−1 / RC) t exp (−1 / RC) t = 1 / 1.1 = 0.099 t = 0.095 × RC (19)
【００３９】また、回路が正常であった場合には、Ｉｓ
＝Ｉｃｈなので、常時、 Ｉｓｐ＞Ｉｓ ・・・・（２０） であり、故障信号出力の条件を満たすことはない。When the circuit is normal, Is
Since I = Ich, Isp> Is (20) is always satisfied, and the condition of failure signal output is not satisfied.
【００４０】比較器２３での比較時間ｔ０を、ｔ０＝０
と設定すると、比較器２３は、故障時には、電流検出器
２２の出力値Ｉｓが、式（１６）による異常判定基準値
Ｉｓｐを上回った時点で、故障検出の出力信号をスイッ
チ制御手段１８に出力する。これを図８に示す。The comparison time t0 in the comparator 23 is defined as t0 = 0.
In the event of a failure, the comparator 23 outputs a failure detection output signal to the switch control means 18 when the output value Is of the current detector 22 exceeds the abnormality determination reference value Isp according to equation (16) in the event of a failure. I do. This is shown in FIG.
【００４１】スイッチ制御手段１８は、上記故障出力信
号により、第２のスイッチ３を投入しないようにすると
ともに第１のスイッチ２を開放して、主回路を電源（変
電所等）から切り離す。The switch control means 18 disconnects the main circuit from the power source (such as a substation) by preventing the second switch 3 from being turned on and opening the first switch 2 in response to the failure output signal.
【００４２】従来例における所定時間（ｔ２−ｔ１）
は、フィルタコンデンサに充電された電圧を確認しなけ
ればならないため、充分な時間をとる必要があったのに
対して、上記所定時間ｔ０はそれより充分短くすること
が可能であり、そのため、充電抵抗器４に電流Ｉｓｓが
流れる時間を短くし、ひいては、充電抵抗器４の容量を
小さくすることが可能である。Predetermined time (t2-t1) in conventional example
Requires a sufficient time to check the voltage charged in the filter capacitor. On the other hand, the predetermined time t0 can be made sufficiently shorter than that. The time during which the current Iss flows through the resistor 4 can be shortened, and the capacity of the charging resistor 4 can be reduced.
【００４３】実施の形態４．図９は実施の形態４を説明
する図である。図１と同様の部分には同一の符号を付し
て説明を省略する。２４はフィルタコンデンサ６の過電
圧発生時等にフィルタコンデンサ６の強制放電回路を形
成するサイリスタ等から成る放電用制御整流素子、２５
は上記放電用制御整流素子２４と直列に接続され放電回
路を形成する放電抵抗器である。Embodiment 4 FIG. FIG. 9 is a diagram for explaining the fourth embodiment. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Reference numeral 24 denotes a discharge control rectifying element comprising a thyristor or the like for forming a forced discharge circuit of the filter capacitor 6 when an overvoltage occurs in the filter capacitor 6, and the like.
Is a discharge resistor connected in series with the discharge control rectifier 24 to form a discharge circuit.
【００４４】電力制御手段７は、ゲートターンオフサイ
リスタ（ＧＴＯ）やＩＧＢＴ等の制御整流素子から構成
されており、それぞれ最大電圧定格が規定されている。
通常は、その最大電圧定格をはるかに下回る回路電圧で
使用されているが、何らかの異常が発生し、フィルタコ
ンデンサ６の電圧が上昇した場合には、制御整流素子に
印加される電圧も上昇し、最大電圧定格に近づいてしま
う。この場合、電力制御手段７は、自己の制御整流素子
を保護するため、フィルタコンデンサ電圧の過電圧を検
出し、保護動作を行なう。The power control means 7 is composed of a control rectifier such as a gate turn-off thyristor (GTO) or an IGBT, and each has a maximum voltage rating.
Normally, it is used at a circuit voltage much lower than its maximum voltage rating. However, when some abnormality occurs and the voltage of the filter capacitor 6 increases, the voltage applied to the control rectifier also increases, It approaches the maximum voltage rating. In this case, the power control unit 7 detects an overvoltage of the filter capacitor voltage and performs a protection operation in order to protect its control rectifier.
【００４５】この保護動作は、スイッチ２、３をすばや
く開放して、主回路を開放する。しかしながら、フィル
タコンデンサ６には電荷が充電されたままであり、電圧
は印加されたままである。このため、過電圧印加状態を
解消するため、フィルタコンデンサ６の放電回路を形成
し、フィルタコンデンサ電圧を放電するのである。この
放電回路が、上記放電用制御整流素子２４と放電抵抗器
２５から成るものである。上記保護動作の詳細について
は、この発明とは直接関係ないので、ここでは省略す
る。In this protection operation, the switches 2 and 3 are quickly opened to open the main circuit. However, the charge remains on the filter capacitor 6 and the voltage remains applied. Therefore, in order to eliminate the overvoltage application state, a discharge circuit for the filter capacitor 6 is formed to discharge the filter capacitor voltage. This discharge circuit comprises the discharge control rectifier 24 and the discharge resistor 25. The details of the above protection operation are not directly related to the present invention, and thus are omitted here.
【００４６】第１のスイッチ２が投入されたとき、電力
制御手段７が正常であった場合でも、放電用制御整流素
子２４が短絡故障等を起こしていることが想定される。
この場合には、直流電源からの入力電流Ｉｓは、直流電
源電圧Ｅｓを充電抵抗器４の抵抗値Ｒと放電抵抗器２５
の抵抗値ＯＶＲで制限した電流が流れ続ける。この電流
Ｉｓ＝Ｉｓｏは、 Ｉｓｏ＝Ｅｓ／（Ｒ＋ＯＶＲ） ・・・・（２１） となる。この式（２１）と、式（１）を比較すると、図
１０のようになり、時間の経過に従い、ＩｃｈとＩｓｏ
の大小関係が逆転し、差が広がっていくので、この関係
を利用し、正常時すなわちＩｃｈと、異常時すなわちＩ
ｓｏとの判別が可能となる。When the first switch 2 is turned on, even if the power control means 7 is normal, it is assumed that the discharge control rectifier 24 has a short-circuit failure or the like.
In this case, the input current Is from the DC power supply is obtained by dividing the DC power supply voltage Es by the resistance value R of the charging resistor 4 and the discharging resistor 25.
The current limited by the resistance value OVR continues to flow. This current Is = Iso is as follows: Iso = Es / (R + OVR) (21) Comparing this equation (21) with the equation (1) results in FIG. 10, and as time passes, Ich and Iso become
Since the magnitude relation of is reversed and the difference spreads, this relation is used to make a normal case, ie, Ich, and an abnormal state, ie, Ich.
so can be determined.
【００４７】比較器２３は、異常判定基準値Ｉｓｐとし
て、電圧検出器２１の出力値Ｅｓを充電抵抗器４の抵抗
値Ｒと放電抵抗器２５の抵抗値ＯＶＲの和で除した数
値、 Ｅｓ／（Ｒ＋ＯＶＲ） ・・・・（２２） の、例えば−１０％の値、 Ｉｓｐ＝Ｅｓ／（Ｒ＋ＯＶＲ）×０．９ ・・・・（２３） を用い、電流検出器２８の出力値Ｉｓと比較する。The comparator 23 calculates a value obtained by dividing the output value Es of the voltage detector 21 by the sum of the resistance value R of the charging resistor 4 and the resistance value OVR of the discharging resistor 25 as the abnormality determination reference value Isp, Es / (R + OVR) ······································································································································································································································· I do.
【００４８】放電用制御整流素子２４の短絡等の故障発
生時においては、Ｉｓ＝Ｉｓｏなので、式（２２）によ
るＥｓ／（Ｒ＋ＯＶＲ）は、ここではＩｓｏと等しいの
で、Ｉｓｐを式（２３）のように設定すれば、常時、 Ｉｓｐ＜Ｉｓ ・・・・（２４） が成立する。When a fault such as a short circuit occurs in the discharge control rectifier element 24, Is = Iso, and Es / (R + OVR) according to equation (22) is equal to Iso here. With this setting, the following relationship is always satisfied: Isp <Is (24)
【００４９】また、回路が正常であった場合には、Ｉｓ
＝Ｉｃｈなので、 Ｉｓｐ＜Ｉｓ （ｔ＜−ＲＣ×ｌｎ（０．９×Ｒ／（Ｒ＋ＯＶＲ）） ・・・・（２５） Ｉｓｐ≧Ｉｓ （ｔ≧−ＲＣ×ｌｎ（０．９×Ｒ／（Ｒ＋ＯＶＲ）） ・・・・（２６） となる。これは、下記のように算出される。 Ｅｓ／（Ｒ＋ＯＶＲ）×０．９＝Ｅｓ／Ｒ・ｅｘｐ（−１／ＲＣ）ｔ ｅｘｐ（−１／ＲＣ）ｔ＝０．９×Ｒ／（Ｒ＋ＯＶＲ） （−１／ＲＣ）ｔ＝ｌｎ（０．９×Ｒ／（Ｒ＋ＯＶＲ）） ｔ＝−ＲＣ×ｌｎ（０. ９×Ｒ／（Ｒ＋ＯＶＲ）） ・・・・（２７） ここで式（２７）において、例えばＯＶＲ＝Ｒとする
と、 ｌｎ（０．９×Ｒ／（Ｒ＋ＯＶＲ）） ＝ｌｎ（０．９×０．５）＝−０．７９９ ｔ＝０．７９９×ＲＣ となる。When the circuit is normal, Is
Since Isp = Ich, Isp <Is (t <−RC × ln (0.9 × R / (R + OVR)) (25) Isp ≧ Is (t ≧ −RC × In (0.9 × R / ( (R + OVR)) (26) This is calculated as follows: Es / (R + OVR) × 0.9 = Es / R · exp (−1 / RC) t exp (−1) /RC)t=0.9×R/(R+OVR) (−1 / RC) t = ln (0.9 × R / (R + OVR)) t = −RC × ln (0.9 × R / (R + OVR) (27) Here, in the formula (27), if, for example, OVR = R, ln (0.9 × R / (R + OVR)) = ln (0.9 × 0.5) = − 0. 799 t = 0.799 × RC.
【００５０】比較器２３での比較時間ｔ０を、フィルタ
リアクトル５（計算式上は省略）、フィルタコンデンサ
６、充電抵抗器４からなる充電回路の時定数ＲＣに対し
て、 ｔ０＝ＲＣ ・・・・（２８） と設定すると、故障時には式（２４）より、ｔ＝ｔ０時
に、電流検出器２２の出力値Ｉｓは、式（２３）による
異常判定基準値Ｉｓｐを、式（２８）による所定時間ｔ
０以上上回ることになり、故障検出の出力信号をスイッ
チ制御手段１８に出力する。これを図１１に示す。The comparison time t0 in the comparator 23 is defined as t0 = RC with respect to the time constant RC of the charging circuit including the filter reactor 5 (omitted from the calculation formula), the filter capacitor 6, and the charging resistor 4. When (28) is set, at the time of t = t0, the output value Is of the current detector 22 at the time of failure is calculated from the abnormality determination reference value Isp according to the equation (23) and the predetermined time according to the equation (28). t
It exceeds 0 or more, and outputs an output signal of failure detection to the switch control means 18. This is shown in FIG.
【００５１】スイッチ制御手段１８は、上記故障出力信
号により、第２のスイッチ３を投入しないようにすると
ともに第１のスイッチ２を開放して、主回路を電源（変
電所等）から切り離す。The switch control means 18 prevents the second switch 3 from being turned on and opens the first switch 2 to disconnect the main circuit from the power supply (such as a substation) by the failure output signal.
【００５２】以上の様に、放電用制御整流素子２４の故
障時にも、電力制御手段７の故障時と同様に保護するこ
とが可能となる。As described above, even when the control rectifying element for discharge 24 fails, the protection can be performed in the same manner as when the power control means 7 fails.
【００５３】一方、正常時には、式（２５）（２６）よ
り、電流検出器２２の出力値Ｉｓは異常判定基準値Ｉｓ
ｐを所定時間ｔ０以上上回ることはない。これを、図１
２に示す。On the other hand, in the normal state, the output value Is of the current detector 22 is determined by the equations (25) and (26) to be the abnormality determination reference value Is.
It does not exceed p for more than a predetermined time t0. This is shown in FIG.
It is shown in FIG.
【００５４】実施の形態５．図１３は、この発明の実施
の形態５を説明する図であり、図９と同様の部分には同
一の符号を付して説明を省略する。比較器２３は、異常
判定基準値Ｉｓｐとして、直流電源最低値（上記変動範
囲の場合は９００Ｖ）に相当する電圧検出器２１の出力
値Ｅｍｉｎ（＝９００）を充電抵抗器４の抵抗値Ｒと放
電抵抗器２５の抵抗値ＯＶＲの和で除した数値、 Ｉｓｐ＝Ｅｍｉｎ／（Ｒ＋ＯＶＲ） ・・・・（２９） を用い、電流検出器２３の出力値Ｉｓと比較する。Embodiment 5 FIG. FIG. 13 is a view for explaining Embodiment 5 of the present invention. The same parts as those in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The comparator 23 uses the output value Emin (= 900) of the voltage detector 21 corresponding to the minimum value of the DC power supply (900 V in the above-mentioned variation range) as the resistance value R of the charging resistor 4 as the abnormality determination reference value Isp. Using a numerical value obtained by dividing by the sum of the resistance value OVR of the discharge resistor 25, Isp = Emin / (R + OVR) (29), a comparison is made with the output value Is of the current detector 23.
【００５５】放電用制御整流素子２４の短絡等の故障発
生時においては、Ｉｓ＝Ｉｓｏとなり、式（２９）にお
いて、Ｅｍｉｎ＜Ｅｓが必ず成立しているので、Ｉｓｐ
＝Ｅｍｉｎ／（Ｒ＋ＯＶＲ）＜Ｅｓ／（Ｒ＋ＯＶＲ）＝
Ｉｓｏとなり、Ｉｓｐを式（２９）のように設定すれ
ば、常時、 Ｉｓｐ＜Ｉｓ ・・・・（３０） が成立する。When a failure such as a short circuit of the discharge control rectifier 24 occurs, Is = Iso, and since Emin <Es is always satisfied in the equation (29), Isp
= Emin / (R + OVR) <Es / (R + OVR) =
Iso, and if Isp is set as in equation (29), the following equation always holds: Isp <Is (30).
【００５６】また、回路が正常であった場合には、Ｉｓ
＝Ｉｃｈなので、 Ｉｓｐ＜Ｉｓ （ｔ＜−ｌｎ（Ｅｍｉｎ／Ｅｓ）×ＲＣ） ・・（３１） Ｉｓｐ≧Ｉｓ （ｔ≧−ｌｎ（Ｅｍｉｎ／Ｅｓ）×ＲＣ） ・・（３２） となる。これは、下記のように算出される。 Ｅｍｉｎ／（Ｒ＋ＯＶＲ）＝Ｅｓ／Ｒ・ｅｘｐ（−１／ＲＣ）ｔ ｅｘｐ（−１／ＲＣ）ｔ＝Ｅｍｉｎ×Ｒ／（Ｅｓ×（Ｒ＋ＯＶＲ）） （１／ＲＣ）ｔ＝−ｌｎ（Ｅｍｉｎ×Ｒ／（Ｅｓ×（Ｒ＋ＯＶＲ）） ｔ＝−ｌｎ（Ｅｍｉｎ×Ｒ／（Ｅｓ×（Ｒ＋ＯＶＲ））×ＲＣ ・・・・（３３） ここで式（３３）において、Ｅｍｉｎ＝９００、Ｅｓ＝
１５００、ＯＶＲ＝Ｒとすると、 ｔ＝−ｌｎ（９００×Ｒ／（１５００×２Ｒ））×ＲＣ
＝１．２０４×ＲＣ となる。If the circuit is normal, Is
Since Ich = Ich, Isp <Is (t <−ln (Emin / Es) × RC) (31) Isp ≧ Is (t ≧ −ln (Emin / Es) × RC) (32) This is calculated as follows. Emin / (R + OVR) = Es / R ・ exp (−1 / RC) t exp (−1 / RC) t = Emin × R / (Es × (R + OVR)) (1 / RC) t = −ln (Emin × R / (Es × (R + OVR)) t = −ln (Emin × R / (Es × (R + OVR)) × RC (33) Here, in the equation (33), Emin = 900, Es =
Assuming that 1500 and OVR = R, t = −ln (900 × R / (1500 × 2R)) × RC
= 1.204 × RC
【００５７】充電回路の時定数ＲＣに対する比較器２８
での比較時間ｔ０を、上記（３１）（３２）式で、Ｅｓ
＝９００〜１８００とした時に成立する値として、例え
ば、 ｔ０＝１．５×ＲＣ ・・・・（３４） と設定すると、（式（３３）において、Ｅｓ＝１８００
とすると、ｔ＝−ｌｎ（９００／３６００）×ＲＣ＝
１．３６８×Ｒとなる）故障時には、式（３０）より、
ｔ＝ｔ０時に、電流検出器２２の出力値Ｉｓは、式（２
９）による異常判定基準値Ｉｓｐを、式（３４）による
所定時間ｔ０以上上回ることになり、故障検出の出力信
号をスイッチ制御手段１８に出力を出す。The comparator 28 for the time constant RC of the charging circuit
The comparison time t0 at Es is expressed by Es in the above equations (31) and (32).
= 900 to 1800, for example, when t0 = 1.5 × RC (34) is set, (Es = 1800 in Expression (33))
Then, t = −ln (900/3600) × RC =
(1.368 × R) At the time of failure, from equation (30),
When t = t0, the output value Is of the current detector 22 is calculated by the equation (2)
The value exceeds the abnormality determination reference value Isp according to 9) by a predetermined time t0 or more according to the equation (34), and outputs an output signal of failure detection to the switch control means 18.
【００５８】スイッチ制御手段１８は、上記故障出力信
号により、第２のスイッチ３を投入しないようにすると
ともに第１のスイッチ２を開放して、主回路を電源（変
電所等）から切り離す。The switch control means 18 prevents the second switch 3 from being turned on and opens the first switch 2 to disconnect the main circuit from the power supply (such as a substation) in response to the failure output signal.
【００５９】一方、正常時には、式（３１）（３２）よ
り、電流検出器２２の出力値Ｉｓは、式（２９）による
異常判定基準値Ｉｓｐを、式（３４）による所定瞬間ｔ
０以上上回ることはない。On the other hand, in the normal state, from the equations (31) and (32), the output value Is of the current detector 22 is calculated by comparing the abnormality determination reference value Isp according to the equation (29) with the predetermined instant t according to the equation (34).
No more than zero.
【００６０】実施の形態６．図１４はこの発明の実施の
形態６に係る電気車制御装置を示す図である。図におい
て、図１と同様の部分には同一の符号を付して説明を省
略する。２６は電流検出器２２の出力値に対し、第１の
スイッチが投入された時点からの時間積分値を出力する
積分器であり、２７は上記積分器２６の出力値Ｓｉｓ
が、充電抵抗器４の容量に従って算出された数値（以下
故障判定基準値と呼ぶ）Ｓｒを上回ったときに故障と判
断してスイッチ制御手段１８に信号を出力する比較器で
ある。Embodiment 6 FIG. FIG. 14 shows an electric vehicle control device according to Embodiment 6 of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. Reference numeral 26 denotes an integrator for outputting a time integrated value from the time when the first switch is turned on to the output value of the current detector 22, and 27 denotes an output value Sis of the integrator 26.
Is a comparator that determines that a failure has occurred and outputs a signal to the switch control means 18 when a numerical value (hereinafter referred to as a failure determination reference value) Sr calculated according to the capacity of the charging resistor 4 is exceeded.
【００６１】次に動作について説明する。充電抵抗器４
は、通常は式（１）による充電電流Ｉｃｈを通電してい
る。このときの充電抵抗器４での発生損失は、 ∫（Ｉｃｈ2 Ｒ）ｄｔ＝Ｒ×∫Ｉｃｈ2 ｄｔ ・・・・（３５） と表される。このため、充電抵抗器４の容量としては、
式（３５）と式（１）より、 Ｒ×∫（Ｅｓ／Ｒ・ｅｘｐ（−１／ＲＣ）ｔ）2 ｄｔ ＝Ｅｓ2 ／Ｒ×∫（ｅｘｐ（−１／ＲＣ）２ｔ）ｄｔ ＝Ｅｓ2 ／Ｒ×（ＲＣ／２） ＝Ｅｓ2 ×Ｃ／２ ・・・・（３６） の繰り返しにより算出する。Next, the operation will be described. Charge resistor 4
Normally supplies the charging current Ich according to the equation (1). The loss generated in the charging resistor 4 at this time is expressed as follows: ∫ (Ich 2 R) dt = R × ∫Ich 2 dt (35) Therefore, the capacity of the charging resistor 4 is
From equations (35) and (1), R × ∫ (Es / RＲexp (−1 / RC) t) 2 dt = Es 2 / R × ∫ (exp (−1 / RC) 2t) dt = Es 2 / R × (RC / 2) = Es 2 × C / 2 (36)
【００６２】一般に、電気車制御装置の動作としては、
充電動作の頻度は数分から数１０分間隔が普通であり、
それから考えると、抵抗器の熱時定数から考えて、上記
式（３６）はほぼ単発と考えてもよいことになる。すな
わち、充電抵抗器４の容量Ｗとしては、 Ｗ＝Ｅｓ2 ×Ｃ／２＋α（余裕分） ・・・・（３７） として設定できる。Generally, the operation of the electric vehicle control device is as follows.
The frequency of the charging operation is usually from several minutes to several tens of minutes,
Then, considering the thermal time constant of the resistor, the above equation (36) may be considered to be almost single shot. That is, the capacity W of the charging resistor 4 can be set as follows: W = Es 2 × C / 2 + α (a margin) (37)
【００６３】第１のスイッチ２が投入されたときに、電
力制御手段７の故障等によって、フィルタコンデンサ６
以降の回路が短絡されている場合には、直流電源からの
入力電流Ｉｓは、直流電源電圧Ｅｓを充電抵抗器４で制
限した電流が流れ続ける。この電流Ｉｓ＝Ｉｓｓは式
（２）となる。この時の積分器２６の出力値Ｓｉｓは、
電流はＩｓｓ一定であるため、第１のスイッチ２の投入
からの経過時間ｔに対して、 Ｓｉｓ＝Ｉｓｓ2 ×ｔ ・・・・（３８） と表される。When the first switch 2 is turned on, the filter capacitor 6
When the subsequent circuit is short-circuited, the input current Is from the DC power supply continues to flow as the DC power supply voltage Es is limited by the charging resistor 4. This current Is = Iss is given by equation (2). The output value Sis of the integrator 26 at this time is
Since the current is constant at Iss, the current is expressed as Sis = Iss 2 × t (38) with respect to the elapsed time t since the first switch 2 was turned on.
【００６４】通常、抵抗器は定格容量に対し通電時間が
短時間の場合には、定格容量を超えた電流を通電するこ
とが可能である。詳細な数値は抵抗器の種類によっても
異なるが、短時間通電限定、繰り返し回数無しか小、と
いう条件がついている。Normally, a resistor can supply a current exceeding the rated capacity when the energizing time is shorter than the rated capacity. Although the detailed numerical values vary depending on the type of the resistor, the condition is that short-time energization is limited, and the number of repetitions is zero or small.
【００６５】比較器２７は、故障判定基準値Ｓｒとし
て、充電抵抗器４の１秒間短時間容量、 Ｗｒ＝Ｗ（定格容量）×Ｋ ・・・・（３９） から算出した数値、 Ｓｒ＝Ｗｒ／Ｒ ・・・・（４０） を用い、積分器２６の出力値Ｓｉｓと比較する。The comparator 27 calculates the failure judgment reference value Sr as a numerical value calculated from the short-time capacity of the charging resistor 4 for one second, Wr = W (rated capacity) × K (39), Sr = Wr / R (40) is compared with the output value Sis of the integrator 26.
【００６６】短絡等の故障発生時においては、Ｉｓ＝Ｉ
ｓｓなので、式（３７）、（３８）、（３９）より、 Ｋ×（Ｅｓ2 ×Ｃ／２＋α）／Ｒ＝Ｉｓｓ2 ×ｔ Ｋ×（Ｅｓ2 ×Ｃ／２＋α）／Ｒ＝（Ｅｓ／Ｒ）2 ×ｔ （Ｅｓ2 ×Ｃ／２＋α）／Ｒ＝（Ｅｓ／Ｒ）2 ×ｔ／Ｋ Ｃ／２＋α’＝Ｋ／Ｒ×ｔ ｔ＝２／Ｋ×ＲＣ＋α” ・・・・（４１） より、式（４１）において、α≒０とすれば、 ｔ≒２／Ｋ×ＲＣ ・・・・（４２） となる。When a failure such as a short circuit occurs, Is = I
Therefore, from equations (37), (38) and (39), K × (Es 2 × C / 2 + α) / R = Iss 2 × t K × (Es 2 × C / 2 + α) / R = (Es / R) 2 × t (Es 2 × C / 2 + α) / R = (Es / R) 2 × t / K C / 2 + α ′ = K / R × t t = 2 / K × RC + α ”(41) From equation (41), if α ≒ 0, then t ≒ 2 / K × RC (42).
【００６７】通常Ｋ＝２〜１０程度なので、ここで例え
ば式（４２）においてＫ＝５とすると、 ｔ≒０．４×ＲＣ ・・・・（４３） となる。Normally, K = approximately 2 to 10. Here, if K = 5 in the equation (42), t ≒ 0.4 × RC (43)
【００６８】よって、比較器２７は、短絡等の故障時に
は、式（４３）による、ｔ≒０. ４×ＲＣの時点で故障
検出の出力信号をスイッチ制御手段１８に出力する。こ
れを、図１５に示す。Therefore, when a fault such as a short circuit occurs, the comparator 27 outputs a fault detection output signal to the switch control means 18 at the time of t ≒ 0.4 × RC according to the equation (43). This is shown in FIG.
【００６９】スイッチ制御手段１８は、上記故障出力信
号により、第２のスイッチ３を投入しないようにすると
ともに第１のスイッチ２を開放して、主回路を電源（変
電所等）から切り離す。The switch control means 18 prevents the second switch 3 from being turned on and opens the first switch 2 to disconnect the main circuit from the power supply (such as a substation) in response to the failure output signal.
【００７０】実施の形態７．通常の電気車においては、
主にそのランニングコスト算出のため、電気車制御装置
の消費電力および回生ブレーキ時の回生電力を算出する
ための積算電力量算出器を搭載している。積算電力量
は、 直流電源電圧（またはその相当値）×入力電流（±） で算出されるので、積算電力算出器は、この入力電流検
出用の電流検出器を有ししている。Embodiment 7 FIG. In a normal electric car,
In order to mainly calculate the running cost, an integrated power amount calculator for calculating the power consumption of the electric vehicle control device and the regenerative power at the time of regenerative braking is mounted. The integrated power amount is calculated by the following formula: DC power supply voltage (or its equivalent value) × input current (±). Therefore, the integrated power calculator has a current detector for detecting the input current.
【００７１】図１６は、実施の形態７の詳細を示した図
である。２８は積算電力量算出用の電流検出器である。
積算電力量算出用の電圧検出器としては、直流電圧検出
器２１、もしくは、相当量として、従来例の電圧検出器
１７を用いる。FIG. 16 is a diagram showing details of the seventh embodiment. Reference numeral 28 denotes a current detector for calculating an integrated electric energy.
As the voltage detector for calculating the integrated electric energy, the DC voltage detector 21 or, as a considerable amount, the conventional voltage detector 17 is used.
【００７２】実施の形態７の動作は、電流検出器２８を
用い、実施の形態１乃至実施の形態６と同様の動作を行
なう。The operation of the seventh embodiment uses the current detector 28 and performs the same operation as the first to sixth embodiments.
【００７３】この実施の形態では、電流検出器を特別に
付加することなく、目的の性能が得られるので、低コス
ト化、小型化が図れる。In this embodiment, the desired performance can be obtained without specially adding a current detector, so that the cost can be reduced and the size can be reduced.
【００７４】また、上記各実施の形態においては、主電
動機として誘導電動機を用いた場合について説明した
が、同期電動機でも、直流電動機でも同等の効果を奏す
ることは明らかである。Further, in each of the above embodiments, the case where the induction motor is used as the main motor has been described. However, it is clear that the same effect can be obtained by using either a synchronous motor or a DC motor.
【００７５】また、上記各実施の形態においては、主電
動機駆動用電力制御装置として、ＶＶＶＦインバータ装
置を用いた場合について説明したが、コンバータや整流
装置と組み合わせた、いわゆるコンバータ／インバータ
装置等を使用しても、また、直流電動機駆動用としてチ
ヨッパ装置を使用しても同等の効果を奏することは明ら
かである。In each of the above embodiments, the case where the VVVF inverter device is used as the power control device for driving the main motor has been described. However, a so-called converter / inverter device combined with a converter and a rectifier device is used. However, it is clear that the same effect can be obtained by using a chopper device for driving a DC motor.
【００７６】また、上記各実施の形態においては、主電
動機の数量を１個としたが、これを複数個としてもよ
い。Further, in each of the above embodiments, the number of the main motor is one, but it may be plural.
【００７７】また、上記各実施の形態においては、電流
検出器の位置をフィルタリアクトルの後段としたが、同
一の電流を検出できるところであればどの位置に挿入し
てもよい。In each of the above embodiments, the current detector is located after the filter reactor, but may be inserted at any position as long as the same current can be detected.
【００７８】また、上記実施の形態４および実施の形態
５においては、放電用制御整流素子をサイリスタとした
が、オン状態を制御できる他の制御整流素子でもよい。In the fourth and fifth embodiments, the discharge control rectifier is a thyristor. However, another control rectifier capable of controlling the ON state may be used.
【００７９】[0079]
【発明の効果】以上のように、この発明に係る電気車制
御装置は、直流電源の電圧を検出する電圧検出器と、直
流電源から入力される電流を検出する電流検出器と、上
記電流検出器の出力と、上記電圧検出器の出力に対する
充電電流値から算出する異常判定基準値とを比較する比
較器を備え、第１のスイッチを閉成後の電流検出器の出
力値が、上記異常判定基準値を所定時間以上上回ったと
きに、上記比較器は故障出力信号を出力し、スイッチ制
御手段は、その信号により、第２のスイッチを閉成せず
に、第１のスイッチを開放するようにしたので、従来例
に比べて短時間に故障検出ができ、そのため、充電抵抗
器に電流が流れる時間を短くし、充電抵抗器の容量を小
さくし、機器の小型化を実現することが可能である。As described above, the electric vehicle control device according to the present invention comprises a voltage detector for detecting a voltage of a DC power supply, a current detector for detecting a current input from the DC power supply, And a comparator for comparing an output of the voltage detector with an abnormality determination reference value calculated from a charging current value with respect to the output of the voltage detector, wherein the output value of the current detector after closing the first switch is the abnormal value. When the value exceeds the determination reference value for a predetermined time or more, the comparator outputs a failure output signal, and the switch control means uses the signal to open the first switch without closing the second switch. As a result, the failure can be detected in a shorter time than in the conventional example, so that the time required for the current to flow through the charging resistor can be shortened, the capacity of the charging resistor can be reduced, and the equipment can be downsized. It is.
【００８０】また、電流検出器の出力を２乗積分する積
分器の出力と、充電抵抗器の容量に従って算出する異常
判定基準値とを比較する比較器を備え、第１のスイッチ
を閉成後の積分器の出力が、上記異常判定基準値を上回
ったときに、上記比較器は故障出力信号を出力し、スイ
ッチ制御手段は、その信号により、第２のスイッチを閉
成せずに、第１のスイッチを開放するようにしたので、
従来例に比べて短時間に故障検出ができ、そのため、充
電抵抗器に電流が流れる時間を短くし、充電抵抗器の容
量を小さくし、機器の小型化を実現することが可能であ
る。Further, there is provided a comparator for comparing the output of the integrator for integrating the output of the current detector to the square and the abnormality judgment reference value calculated according to the capacity of the charging resistor. When the output of the integrator exceeds the abnormality determination reference value, the comparator outputs a failure output signal, and the switch control means uses the signal to close the first switch without closing the second switch. I opened the switch of
Failure detection can be performed in a shorter time than in the conventional example, so that it is possible to shorten the time during which a current flows through the charging resistor, reduce the capacity of the charging resistor, and reduce the size of the device.
【図１】 この発明の実施の形態１に係る電気車制御装
置を示す結線図である。FIG. 1 is a connection diagram showing an electric vehicle control device according to Embodiment 1 of the present invention.
【図２】 実施の形態１における正常時の電流検出器の
出力値（充電電流値）を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an output value (charging current value) of a current detector in a normal state according to the first embodiment.
【図３】 実施の形態１における正常時と異常時の電流
検出器の出力値（充電電流値）の比較を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a comparison between an output value (a charging current value) of a current detector in a normal state and an abnormal state in the first embodiment.
【図４】 実施の形態１における異常時の動作を説明す
るタイミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart for explaining an abnormal operation according to the first embodiment;
【図５】 実施の形態１における正常時の動作を説明す
るタイミングチャートである。FIG. 5 is a timing chart illustrating normal operation according to the first embodiment;
【図６】 この発明の実施の形態２に係る電気車制御装
置を示す結線図である。FIG. 6 is a connection diagram showing an electric vehicle control device according to Embodiment 2 of the present invention.
【図７】 この発明の実施の形態３に係る電気車制御装
置を示す結線図である。FIG. 7 is a connection diagram illustrating an electric vehicle control device according to Embodiment 3 of the present invention.
【図８】 実施の形態３における異常時の動作を説明す
るタイミングチャートである。FIG. 8 is a timing chart illustrating an operation at the time of an abnormality in the third embodiment.
【図９】 この発明の実施の形態４に係る電気車制御装
置を示す結線図である。FIG. 9 is a connection diagram showing an electric vehicle control device according to Embodiment 4 of the present invention.
【図１０】 実施の形態４における正常時と異常時の電
流検出器の出力値（充電電流値）の比較を示す図であ
る。FIG. 10 is a diagram showing a comparison between an output value (a charging current value) of a current detector in a normal state and an abnormal state in the fourth embodiment.
【図１１】 実施の形態４における異常時の動作を説明
するタイミングチャートである。FIG. 11 is a timing chart illustrating an operation at the time of an abnormality in the fourth embodiment.
【図１２】 実施の形態４における正常時の動作を説明
するタイミングチャートである。FIG. 12 is a timing chart illustrating normal operation according to the fourth embodiment.
【図１３】 この発明の実施の形態５に係る電気車制御
装置を示す結線図である。FIG. 13 is a connection diagram showing an electric vehicle control device according to Embodiment 5 of the present invention.
【図１４】 この発明の実施の形態６に係る電気車制御
装置を示す結線図である。FIG. 14 is a connection diagram showing an electric vehicle control device according to Embodiment 6 of the present invention.
【図１５】 実施の形態６における異常時の動作を説明
するタイミングチャートである。FIG. 15 is a timing chart illustrating an operation at the time of abnormality in the sixth embodiment.
【図１６】 この発明の実施の形態７に係る電気車制御
装置を示す結線図である。FIG. 16 is a connection diagram showing an electric vehicle control device according to Embodiment 7 of the present invention.
【図１７】 従来の電気車制御装置を示す結線図であ
る。FIG. 17 is a connection diagram illustrating a conventional electric vehicle control device.
【図１８】 従来の電気車制御装置の動作を説明するタ
イミングチャートである。FIG. 18 is a timing chart illustrating the operation of a conventional electric vehicle control device.
１ 集電装置、２ 第１のスイッチ、３ 第２のスイッ
チ、４ 充電抵抗器、５ フィルタリアクトル、６ フ
ィルタコンデンサ、７ 電力制御手段、９ 誘導電動機
（主電動機）、１８ スイッチ制御手段、２１ 直流電
源電圧検出器、２２ 電流検出器、２３ 比較器、２４
放電用制御整流素子、２５ 放電抵抗器、２６ 積分
器、２７ 比較器、２８ 積算電力算出用電流検出器。REFERENCE SIGNS LIST 1 current collector, 2 first switch, 3 second switch, 4 charging resistor, 5 filter reactor, 6 filter capacitor, 7 power control means, 9 induction motor (main motor), 18 switch control means, 21 DC Power supply voltage detector, 22 Current detector, 23 Comparator, 24
Control rectifier for discharge, 25 discharge resistor, 26 integrator, 27 comparator, 28 current detector for calculating integrated power.
Claims (10)
集電装置に直列に接続された第１および第２のスイッチ
と、この第２のスイッチに並列に接続された充電抵抗器
と、上記第２のスイッチにフィルタリアクトルおよびフ
ィルタコンデンサを介して接続された電力制御手段と、
この電力制御手段により制御される電気車駆動用の主電
動機と、上記第１および第２のスイッチの開閉を制御す
るスイッチ制御手段とを備えた電気車制御装置であっ
て、直流電源の電圧を検出する電圧検出器と、直流電源
から上記フィルタコンデンサおよび電力制御手段への入
力電流を検出する電流検出器と、この電流検出器の出力
と上記電圧検出器の出力に対応して定められる異常判定
基準値とを比較する比較器とを備え、上記比較器は、上
記第１のスイッチが閉成されたとき、上記電流検出器の
出力値が所定時間以内に上記異常判定基準値を下回る
か、または上記第１のスイッチが閉成されたとき、上記
電流検出器の出力値が上記異常判定基準値を所定時間
（所定時間は零を含む）以上上回るかを判断し、上記電
流検出器の出力値が上記異常判定基準値を所定時間以上
上回った場合は故障出力信号を上記スイッチ制御手段に
出し、上記スイッチ制御手段は、故障出力信号を受けな
いときは、フィルタコンデンサ電圧が充電された場合に
は、上記第２のスイッチを閉成し、故障出力信号を受け
たときは上記第２のスイッチを閉成せず、閉成している
上記第１のスイッチを開放することを特徴とする電気車
制御装置。1. A current collector connected to a DC power supply, first and second switches connected in series to the current collector, and a charging resistor connected in parallel to the second switch. Power control means connected to the second switch via a filter reactor and a filter capacitor;
An electric vehicle control device comprising: an electric vehicle driving main motor controlled by the electric power control means; and switch control means for controlling opening and closing of the first and second switches. A voltage detector for detecting, a current detector for detecting an input current from the DC power supply to the filter capacitor and the power control means, and an abnormality determination determined corresponding to an output of the current detector and an output of the voltage detector A comparator for comparing with a reference value, wherein the comparator is configured such that when the first switch is closed, an output value of the current detector falls below the abnormality determination reference value within a predetermined time, Alternatively, when the first switch is closed, it is determined whether the output value of the current detector exceeds the abnormality determination reference value by a predetermined time (the predetermined time includes zero) or more. Value is above When the value exceeds the normal determination reference value for a predetermined time or more, a failure output signal is sent to the switch control means.When the switch control means does not receive the failure output signal, when the filter capacitor voltage is charged, An electric vehicle control device, wherein the second switch is closed, and when a failure output signal is received, the second switch is not closed, and the closed first switch is opened.
定基準値を、充電抵抗器の抵抗値、フィルタコンデンサ
の容量、フィルタリアクトルのインダクタンスから算出
される時定数の一定比率以上の時間の間上回ったときに
故障出力信号を出すことを特徴とする請求項１記載の電
気車制御装置。2. The comparator according to claim 1, wherein the output value of the current detector is an abnormality determination reference value, and a time period when a time constant calculated from the resistance value of the charging resistor, the capacitance of the filter capacitor, and the inductance of the filter reactor is equal to or more than a certain ratio. 2. The electric vehicle control device according to claim 1, wherein a failure output signal is output when the value exceeds the value.
当する電圧検出器の出力値を充電抵抗器の抵抗値で除し
た値より一定比率減じた値としたことを特徴とする請求
項１または請求項２記載の電気車制御装置。3. The abnormality determination reference value is a value obtained by subtracting a fixed ratio from a value obtained by dividing an output value of a voltage detector corresponding to a DC power supply voltage value by a resistance value of a charging resistor. The electric vehicle control device according to claim 1 or 2.
値に相当する電圧検出器の出力値を充電抵抗器の抵抗値
で除した値としたことを特徴とする請求項１または請求
項２記載の電気車制御装置。4. The abnormality determination reference value according to claim 1, wherein the output value of the voltage detector corresponding to the lowest value of the DC power supply voltage is divided by the resistance value of the charging resistor. 3. The electric vehicle control device according to 2.
値、フィルタコンデンサの容量、フィルタリアクトルの
インダクタンスから算出される時定数に従ったフィルタ
コンデンサの充電波形を一定比率上回わる値としたこと
を特徴とする請求項１記載の電気車制御装置。5. The abnormality determination reference value is a value exceeding a predetermined ratio of a charge waveform of a filter capacitor according to a time constant calculated from a resistance value of a charging resistor, a capacitance of a filter capacitor, and an inductance of a filter reactor. The electric vehicle control device according to claim 1, wherein:
集電装置に直列に接続された第１および第２のスイッチ
と、この第２のスイッチに並列に接続された充電抵抗器
と、上記第２のスイッチにフィルタリアクトルおよびフ
ィルタコンデンサを介して接続された電力制御手段と、
この電力制御手段により制御される電気車駆動用の主電
動機と、上記第１および第２のスイッチの開閉を制御す
るスイッチ制御手段とを備えた電気車制御装置であっ
て、直流電源の電圧を検出する電圧検出器と、直流電源
から上記フィルタコンデンサおよび電力制御手段への入
力電流を検出する電流検出器と、この電流検出器の出力
値を２乗積分する積分器と、この積分器の出力と上記充
電抵抗器の容量に従って算出された異常判定基準値とを
比較する比較器とを備え、上記比較器は、第１のスイッ
チが閉成されたとき、上記電流検出器の出力値の積分値
が所定時間以内に上記異常判定基準値を下回るか、また
は第１のスイッチが閉成されたとき、上記異常判定基準
値を所定時間（所定時間は零を含む）以上上回るかを判
断し、上記電流検出器の出力値の積分値が上記異常判定
基準値を所定時間以上上回った場合には故障出力信号を
上記スイッチ制御手段に出し、上記スイッチ制御手段
は、故障出力信号を受けないときは、フィルタコンデン
サ電圧が充電された場合には、上記第２のスイッチを閉
成し、故障出力信号を受けたときは上記第２のスイッチ
を閉成せず、閉成している上記第１のスイッチを開放す
ることを特徴とする電気車制御装置。6. A current collector connected to a DC power supply, first and second switches connected in series to the current collector, and a charging resistor connected in parallel to the second switch. Power control means connected to the second switch via a filter reactor and a filter capacitor;
An electric vehicle control device comprising: an electric vehicle driving main motor controlled by the electric power control means; and switch control means for controlling opening and closing of the first and second switches. A voltage detector for detecting, a current detector for detecting an input current from the DC power supply to the filter capacitor and the power control means, an integrator for square-integrating an output value of the current detector, and an output of the integrator And a comparator for comparing an abnormality determination reference value calculated according to the capacity of the charging resistor, wherein the comparator is configured to integrate an output value of the current detector when the first switch is closed. It is determined whether the value falls below the abnormality determination reference value within a predetermined time or when the first switch is closed, exceeds the abnormality determination reference value for a predetermined time (the predetermined time includes zero) or more, Current detection above When the integrated value of the output values of the above-mentioned values exceeds the abnormality determination reference value by a predetermined time or more, a failure output signal is sent to the switch control means. When the switch control means does not receive the failure output signal, the filter capacitor voltage When the battery is charged, the second switch is closed. When a failure output signal is received, the second switch is not closed, and the closed first switch is opened. An electric vehicle control device characterized by the above-mentioned.
定格値としたことを特徴とする請求項６記載の電気車制
御装置。7. The electric vehicle control device according to claim 6, wherein the abnormality determination reference value is a short-time rated value of the charging resistor.
共に、互いに直列接続された放電抵抗器と制御整流素子
を備え、異常判定基準値を、直流電源電圧値に相当する
電圧検出器の出力値を充電抵抗器の抵抗値と放電抵抗器
の抵抗値の和で除した値より一定比率減じた値としたこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項記
載の電気車制御装置。8. A discharge resistor and a control rectifier connected in parallel with a filter capacitor and connected in series with each other, and charges an abnormality determination reference value with an output value of a voltage detector corresponding to a DC power supply voltage value. 8. The electric vehicle control device according to claim 1, wherein a value obtained by subtracting a fixed ratio from a value obtained by dividing a resistance value of the resistor and a resistance value of the discharge resistor is used.
共に、互いに直列接続された放電抵抗器と制御整流素子
を備え、異常判定基準値を、直流電源電圧の最低値に相
当する電圧検出器の出力値を充電抵抗器の抵抗値と放電
抵抗器の抵抗値の和で除した値としたことを特徴とする
請求項１乃至請求項７のいずれか一項記載の電気車制御
装置。9. A voltage detector having a discharge resistor and a control rectifier element connected in parallel with a filter capacitor and connected in series with each other, wherein an abnormality determination reference value is an output value of a voltage detector corresponding to a minimum value of a DC power supply voltage. The electric vehicle control device according to any one of claims 1 to 7, wherein a value obtained by dividing by a sum of a resistance value of the charging resistor and a resistance value of the discharging resistor.
算電力量算出用電流検出器を使用したことを特徴とする
請求項１乃至請求項９のいずれか一項記載の電気車制御
装置。10. The electric vehicle control device according to claim 1, wherein a current detector for calculating an integrated power amount of the power control means is used as the current detector.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3252198A JP3672431B2 (en) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | Electric vehicle control device |
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Cited By (7)
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