JPS63114502A - 電気車制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は直流電源より電力の供給を受け、駆動用三相誘
導電動機を制御する電気車用制御装置に係り、特に、サ
イリスタ等の半導体素子を用いて構成される可変電圧、
可変周波数インバータ装置に関する。

〔従来の技術〕

例えば、雑誌「電気車の科学Ｊ　１９８６年６月号、１
７頁〜１９頁に示されたような直流電源より電力の供給
を受け、駆動用三相誘導電動機を制御するサイリスタ等
の半導体素子を用いた電気車用インバータ制御装置では
、半導体素子の保護用として、相短絡検出器が設置され
る。相短終検出器は、電流検出方式と電圧検出方式の三
方式が実用化されている。

第４図は電流検出方式、第５図は電圧検出方式を示す。

第４図について説明する。

直流電源１よりフィルタリアクトル２．フィルタコンデ
ンサ３を介して供給される直流電圧は、三相穴アームで
構成される半導体素子５Ａ〜５Ｆのオン・オフ制御によ
り、三相誘導電動機６に三相交流電圧として供給される
。アノードリアクトル４Ａ〜４Ｃは、半導体素子のオン
時に発生する突入電流抑制用として設けられる。

半導体素子は、誤点弧、又は、過電圧によるブレークダ
ウンが起り得る。半導体素子が誤点弧、又は、ブレーク
ダウン時には、相短絡となり、素子に過大電流が流れ、
素子自体を破損させてしまう。素子自体を破損に至らし
めない様にするため、相短絡を検知する相短絡検出器を
設け、検出器出力により図示はないが、主回路遮断器に
より、主回路を開放する保護方式がとられる。７Ａ〜７
Ｃは相短絡を電流で検出するための電流検出器である。

７Ａ〜７Ｃは、正常動作時は動作せず、相短絡が発生し
た時に動作する様な電流値にセットされることはもちろ
んである。

第５図は、相短絡検出を電圧値で検出する場合を示ｔ、
８Ａ、８Ｂ、８Ｃが電圧検出器である。相短絡時は、８
Ａ、８Ｂ、８Ｇに印加される電圧が約０（零）■になる
事により検出される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来技術では、相短絡検出器が三相各々に設けられてお
り、装置全体が大きくなる欠点があった。

本発明の目的は１期短絡検出器を一台のみとする事によ
り、装置の小形化を実現しようとするものである。

（問題点を解決するための手段〕 相短絡検出器が電流形の場合、電流検出器を三相トータ
ル電流が流れる個所に設置する。

相短絡検出器が電圧形の場合、アノードリアクトルを三
相トータル電流が流れる個所に配置し。

アノードリアクトルのマイナス側と、回路のアース側と
の間に電圧検出器を設置する。

電圧検出方式の他の方式として、アノードリアクトルに
発生する電圧を検出するよう、アノードリアクトルに並
列に電圧検出器を設置することもある。

〔作用〕

三相各々の回路別々に王台設けられた、相短絡検出器を
装置全体として、−台とする事により、装置の小形化、
軽量化を図ることが出来る。

〔実施例〕

第１図は相短絡検出器が電流形である場合を示す。第４
図に比べ、電流検出器７が三相トータル電流の流れる個
所に一台のみ設置しである所のみ異なる。

電流検出器を三相トータル電流が流れる個所に一台のみ
設置して、相短絡検出が出来ることを、第２図を用いて
説明する。第２図は三相各相に流れる電流波形と、三相
トータル電流が流れる個所の電流波形を示す。制御装置
が正常に動作している場合を第２図（ａ）に示す。各相
に流れる電流□ は、１２０度間隔で、同一の電流Ｉｚが流れる。

ここで、三相トータル電流が流れる個所の電流の大きさ
は、各相に流れる電流値工１と等しく、時間的に−サイ
クル中に、三パルス（三相分）分が流れていることが判
る。

相短絡を起した場合を第２図（ｂ）に示す。第２図（ｂ
）は、Ｕ相が相短絡を起した場合を示しである。Ｕ相の
電流は回路の電圧と回路中の抵抗とインダクタンスで決
まる値によって増大する。

三相トータル電流についても、Ｕ相に流れる相短絡電流
とまったく同一の電流が流れる事が判る。

相短絡検出器のセット値は、正常動作時に流れる電流で
ある第２図（ａ）に示す工１に対して１．５ないし２倍
の余裕をもった値に決められる。

以上の説明で明らかなように、三相各相に流れる電流と
三相トータル電流が流れる個所の電流を詳細に分析する
事により、装置が正常に動作している時は、電流値は同
一で、電流が流れている時間のみが異なる。又、相短絡
を起した時には、電−流及び電流の立上り時間共、まっ
たく同一である１、ｔ・・ ２、ｌ・ ・、事が判る。この事から三相各相にｉ２置した相短絡
１：１１− 検出用電流検出器を、三相トータル電流が流れる個所に
一台のみ設置しても、相短絡検知動作にまったく問題は
ない。

第３図は、相短終検出器が、電圧形である場合を示す。

第５図に比べ、アノードリアクトル４が、三相トータル
電流が流れる様に一台としである。

又、電圧検出器８も一台のみとしている。

アノードリアクトル４を一台とすることにより三相各相
の半導体のプラス側は、共通電位となる。

従って、三相のうち、どの相に於いて相短絡が発生して
も、アノードリアクトル４のマイナス側（半導体のプラ
ス側）の電位は、約０（零）■になる事が判ろう。従っ
て、このような構成では、相短絡検出用電圧検出器は、
−台のみを設置することで、保護動作が確実に行なえる
。

又、図示はないが、アノードリアクトルを第３図のよう
に構成し、アノードリアクトルと並列に電圧検出装置を
設ければ、電圧検出器−台で、相短絡検知ができる。

）〔発明の効果〕 本発明によれば、三相各々の回路に王台設けられた相短
終検出器を一台のみとする事により装置を小形、軽量化
することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の回路図、第２図は、各部
の電流波形図、第３図は、本発明の他の実施例の回路図
、第４図、第５図は、従来の方式の回路図である。 第　１　図 １２１、直友亀力東　　仝・・・アノードリアクトルし
２・・・　スルタリアクト１し　５・・・半鵬イ本導了
３・・・スルタコンテ゛ンザ　乙・・・二朝を緊ダＩ窒
千九合（７・・パ妃皮木し？Ａ會１ 鷺　２　■ （α） ￥１３　図 Ｚ４　　図 第　５　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、直流電源より電力の供給を受け駆動用三相誘導電動
   機を制御する半導体素子を用いて構成した電気車インバ
   ータ制御装置に於いて 相短絡検出用として設けられる電流検出器を三相トータ
   ル電流が流れる個所に一つだけ設置することを特徴とす
   る電気車制御装置。 ２、半導体素子に直列に挿入されるアノードリアクトル
   を、三相トータル電流が流れる様に配置し相短絡検出用
   として設けられる電圧検出器を、前記アノードリアクト
   ルのマイナス側と電源のマイナス側の間に一つだけ設置
   することを特徴とする電気車制御装置。 ３、特許請求の範囲第２項において、前記電圧検出器を
   前記アノードリアクトルに並列に設置したことを特徴と
   する電気車制御装置。