KR100758979B1 - 직류 전철용 회생 인버터 장치 및 그 제어방법 - Google Patents
직류 전철용 회생 인버터 장치 및 그 제어방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100758979B1 KR100758979B1 KR1020030050845A KR20030050845A KR100758979B1 KR 100758979 B1 KR100758979 B1 KR 100758979B1 KR 1020030050845 A KR1020030050845 A KR 1020030050845A KR 20030050845 A KR20030050845 A KR 20030050845A KR 100758979 B1 KR100758979 B1 KR 100758979B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- voltage
- power
- sensing
- band filter
- low band
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
본 발명은 직류 전철용 회생 인버터 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
이같은 본 발명은, 고성능의 마이크로 프로세서 및 그의 응용기술로서 직류전철 회생 제동 차량의 회생 현상 검출을 통해 직류 급전선 전압의 상승시 잉여 직류전력을 교류 급전계통으로 회생시키므로서, 급전계통 및 차량과 인명을 보호함은 물론, 잉여 직류전력의 활용도를 높이고, 더불어 직류전철 급전계통에 적용시 나타나는 고조파 주입 및 불필요한 무효전력 발생과 같은 악영향을 최소화할 수 있도록 하는 직류 전철용 회생 인버터 장치 및 그 제어방법을 제공한다.
회생 인버터, 직류 급전선, 직류 전철, 전력변환수단
Description
도 1은 본 발명의 일실시예로 직류 전철용 회생 인버터 장치의 블럭도.
도 2는 본 발명의 일실시예로 직류 전철용 회생 인버터의 제어방법을 보인 흐름도.
도 3은 본 발명의 일실시예로 회생 인버터 장치의 작동 상태도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10; 전동차 20; 정류장치
30; 회생인버터 31; 제 1 전압감지수단
32; 제어수단 33; 게이트 구동유닛
34; 전력변환수단 35; 저대역필터
36; 제 2 전압감지수단 37; 제 1 전류감지수단
38; 제 3 전압감지수단 40; 인버터 변압기
50; 직류 급전선
본 발명은 직류 전철용 회생 인버터 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 3상 교류전원으로 부터 정류기를 통해 직류전력을 공급하는 직류전철 급전계통에서 회생 제동 차량의 회생 제동이나 하강 경사로 주행으로 부터 직류 급전선 전압의 상승이 발생할 때 잉여 직류전력을 교류 급전계통으로 회생시키면서 급전선의 직류전압 상승을 방지함은 물론, 그 잉여 직류전력의 활용도를 높일수 있도록 하는 직류 전철용 회생 인버터 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
종래에는 회생 인버터의 스위칭 소자로서 싸이리스터가 사용되었으며, 이에따라 종래에는 교류 급전계통으로의 적지 않은 고조파 주입과 불필요한 무효전력 발생이 야기되었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명은, 고성능의 마이크로 프로세서 및 그의 응용기술로서 직류전철 회생 제동 차량의 회생 현상 검출을 통해 직류 급전선 전압의 상승시 잉여 직류전력을 교류 급전계통으로 회생시키므로서, 급전계통 및 차량과 인명을 보호함은 물론, 잉여 직류전력의 활용도를 높이고, 더불어 직류전철 급전계통에 적용시 나타나는 고조파 주입 및 불필요한 무효전력 발생과 같은 악영향을 최소화할 수 있도록 하는 직류 전철용 회생 인버터 장치 및 그 제어방법을 제공하려는 것이다.
상기 목적달성을 위한 본 발명 직류전철용 회생 인버터 장치는,
급전선의 직류전압을 감지하는 제 1 전압감지수단; 상기의 직류전압을 3상 교류전압으로 변환하는 전력변환수단; 상기 전력변환수단의 출력전압을 필터링하는 저대역필터; 상기 저대역필터의 출력전압을 감지하는 제 2 전압 감지수단; 상기 저대역 필터의 출력전류를 감지하는 제 1 전류 감지수단; 교류전원의 교류전압을 감지하는 제 3 전압 감지수단; 상기 제 1 전압 감지수단으로 부터 급전선 직류전압의 과전압 상태를 판단하여 상기 각 수단들의 동작을 자동으로 제어함은 물론 상기의 직류전압을 교류전원으로 회생시키도록 상기 전력변환수단을 동작시키는 제어수단; 으로 구성함을 특징으로 한다.
그리고, 상기 인버터 장치에 의해 구현되는 인버터 제어방법으로는,
급전선 직류전압의 실제값과 계산된 설정값과의 차이에 비례제어기에 의해 미리 정해진 비례 게인을 곱하는 단계;
상기 비례제어기의 출력을 교류전원 교류전압의 실효값에 배 한 값으로 나누어 저대역 필터 출력전류의 직교성분 설정값을 계산한 후 상기 저대역 필터 출력전류의 동상성분 설정값을 영으로 설정하는 단계;
상기 저대역 필터 출력전류의 설정값과 실측값과의 차이로 부터 비례적분제어기와 비간섭항을 통하여 전력변환수단 출력전압의 설정값을 생성하는 단계; 및,
상기 생성된 전력변환수단 출력전압의 설정값을 공간벡터 펄스폭변조 파형생성부를 통해 IGBT게이트 펄스 신호로 변환한 후 게이트 구동유닛을 통해 생성된 신호에 따라 상기 전력변환수단의 출력전압을 생성하는 단계; 로 진행함을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 회생 인버터 장치의 블럭도이고, 도 3은 본 발명에 따른 작동상태로서, 도면부호 10은 전동차, 도면부호 20은 정류장치, 도면부호 30은 회생인버터, 도면부호 40은 인버터 변압기, 도면부호 50은 직류 급전선을 도시하고 있다.
그리고, 상기 회생인버터(30)에는 직류 급전선(50)의 직류전압을 감지하는 제 1 전압감지수단(31)과, 상기의 직류전압을 3상 교류전압으로 변환하는 전력변환수단(34)과, 상기 전력변환수단(34)의 출력전압을 필터링하는 저대역필터(35)와, 상기 저대역필터(35)의 출력전압을 감지하는 제 2 전압 감지수단(36)과, 저대역 필터(35)의 출력전류를 감지하는 제 1 전류 감지수단(37)과, 상기 인버터 변압기(40)로 부터 출력되는 교류전원의 교류전압을 감지하는 제 3 전압 감지수단(38) 및, 제 1 전압 감지수단(31)으로 부터 직류 급전선(50)의 직류전압 과전압 상태를 판단하여 상기 각 수단들의 동작을 자동으로 제어함은 물론 상기의 직류전압을 교류전원으로 회생하도록 게이트구동유닛(33)을 구동시켜 전력변환수단(34)을 동작제어하도록 전력제어부(32a)와 순시전류 제어부(32b) 및 공간벡터 펄스폭변조 파형생성부(32c)를 가지는 제어수단(32)을 포함하고 있다.
이하, 미설명된 도면부호 L1∼L3는 코일이고, C1∼C4는 콘덴서를 도시하고 있다.
이와같이 구성된 본 발명의 일실시예에 대한 작용을 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 전동차(10)가 회생 제동 상태 또는 하강 경사로 주행일 경우, 직류 급 전선(50)의 전압이 설정값보다 큰 상태를 유지하게 되는 바, 회생 인버터(30)에 포함된 제 1 전압감지수단(31)은 직류 급전선(50)의 직류전압을 감지하게 된다.
이때, 상기 제 1 전압감지수단(31)으로 부터 감지된 직류 급전선(50)의 직류전압값은 제어수단(32)으로 출력되고, 상기 제어수단(32)에서는 직류전압값이 설정값 이상일 경우 도 2의 제어 흐름도를 통해 직교성분과 동상성분으로 이축 변환된 전력변환수단(34)의 출력전압 설정값(Viq*)(Vid*)을 생성하게 되는 것이다.
즉, 도 2에 도시된 바와같이, 상기 제어수단(32)은 직류 급전선(50)의 직류전압 설정값(Vdc*)과 계산된 실측값(Vdc)과의 차이에 비례제어기(P)에 의해 미리 정해진 비례 게인(p)을 곱한다.
이후, 상기 제어수단(32)에서는 비례제어기(P)의 출력을 교류전원 교류전압의 실효값(Vc)에 배 한 값()으로 나누어 저대역 필터(35)의 출력전류 직교성분 설정값(isq*)을 계산한 후, 상기 저대역 필터(35)의 출력전류 동상성분 설정값(isd*)을 영으로 설정하여 둔다.
그러면, 상기 제어수단(32)은 저대역 필터(35)의 출력전류 설정값(isq*)(isd*)과 실측값(isq)(isd)과의 차이로 부터 비례적분제어기(PI)와 비간섭항(WL)은 물론, 저대역 필터(35)의 출력전압 실측값(Vsq)(Vsd)과의 차이를 통해 상기 전력변환수단(34)의 출력전압 설정값(Viq*)(Vid*)을 생성하게 되는 것이다.
이때, 상기 설정값은 상기 제어수단(32)에 포함된 공간벡터 펄스폭변조 파형생성부(32c)를 통해 IGBT게이트 펄스 신호로 변환되고, 상기 변환된 신호는 게이트 구동유닛(33)을 구동시키는 바,
상기 게이트 구동유닛(33)의 구동에 따른 출력단(g1)(g2)(g3)(g4)(g5)(g6)의 구동신호로 부터 전력변환수단(34)이 동작하면서 출력전압을 생성할 수 있게 되는 것이다.
따라서, 상기와 같이 생성된 출력전압은 저대역 필터(35)를 통해 필터링되고, 상기와 같이 필터링된 전압과 교류전원의 교류전압 차이가 곧 인버터 변압기(40)에 의해 회생에너지로서 무효전력의 발생없이 교류전원으로 회생될 수 있는 것이다.
여기서, 상기 저대역필터(35)의 출력전압과 출력전류는 제 2 전압 감지수단(36)과 제 1 전류 감지수단(37)에 의해 감지되는 한편, 상기 인버터 변압기(40)를 통해 출력되는 교류전원의 교류전압은 제 3 전압 감지수단(38)에 의해 감지되도록 하였다.
이와같이 본 발명은 회생 인버터(30)에 포함된 제어수단(32)이 제 1 전압 감지수단(31)으로 부터 직류 급전선((50)의 직류전압의 과전압 상태를 판단한 후 전력변환수단(34)을 제어하여 직류전압을 교류전원으로 회생시키는 특징을 갖는다.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 고성능의 마이크로 프로세서 및 그의 응용기술로서 직류전철 회생 제동 차량의 회생 현상 검출을 통해 직류 급전선 전압의 상승시 잉여 직류전력을 교류 급전계통으로 회생시키므로서, 급전계통 및 차량과 인명을 보호함은 물론, 잉여 직류전력의 활용도를 높이고, 더불어 직류전철 급전계통에 적용시 나타나는 고조파 주입 및 불필요한 무효전력 발생과 같은 악영향을 최소화하는 효과를 제공한다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
Claims (2)
- 급전선의 직류전압을 감지하는 제 1 전압감지수단; 상기의 직류전압을 3상 교류전압으로 변환하는 전력변환수단;상기 전력변환수단의 출력전압을 필터링하는 저대역필터;상기 저대역필터의 출력전압을 감지하는 제 2 전압 감지수단;상기 저대역 필터의 출력전류를 감지하는 제 1 전류 감지수단;교류전원의 교류전압을 감지하는 제 3 전압 감지수단;상기 제 1 전압 감지수단으로 부터 급전선 직류전압의 과전압 상태를 판단하여 상기 각 수단들의 동작을 자동으로 제어함은 물론 상기의 직류전압을 교류전원으로 회생시키도록 전력변환수단을 동작시키는 제어수단; 으로 구성함을 특징으로 하는 직류 전철용 회생 인버터 장치.
- 급전선 직류전압의 실제값과 계산된 설정값과의 차이에 비례제어기에 의해 미리 정해진 비례 게인을 곱하는 단계;상기 비례제어기의 출력을 교류전원 교류전압의 실효값에 배 한 값으로 나누어 저대역 필터 출력전류의 직교성분 설정값을 계산한 후, 상기 저대역 필터 출력전류의 동상성분 설정값을 영으로 설정하는 단계;상기 저대역 필터 출력전류의 설정값과 실측값과의 차이로 부터 비례적분제어기와 비간섭항을 통하여 전력변환수단 출력전압의 설정값을 생성하는 단계; 및,상기 생성된 전력변환수단 출력전압의 설정값을 공간벡터 펄스폭변조 파형생성부를 통해 IGBT게이트 펄스 신호로 변환한 후 게이트 구동유닛을 통해 생성된 신호에 따라 상기 전력변환수단의 출력전압을 생성하는 단계; 로 진행함을 특징으로 하는 직류 전철용 회생 인버터 제어방법.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020030050845A KR100758979B1 (ko) | 2003-07-24 | 2003-07-24 | 직류 전철용 회생 인버터 장치 및 그 제어방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020030050845A KR100758979B1 (ko) | 2003-07-24 | 2003-07-24 | 직류 전철용 회생 인버터 장치 및 그 제어방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20050011818A KR20050011818A (ko) | 2005-01-31 |
KR100758979B1 true KR100758979B1 (ko) | 2007-09-14 |
Family
ID=37223754
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020030050845A KR100758979B1 (ko) | 2003-07-24 | 2003-07-24 | 직류 전철용 회생 인버터 장치 및 그 제어방법 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100758979B1 (ko) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100794901B1 (ko) | 2003-12-24 | 2008-01-14 | 한국철도기술연구원 | 직류전철용 가변 회생저항기 및 그 제어방법 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100713840B1 (ko) * | 2005-12-20 | 2007-05-07 | 한국철도기술연구원 | 전동차의 회생전력 저장시스템 |
ES2334628B1 (es) | 2008-09-11 | 2011-01-07 | Ingeteam Technology, S.A | Dispositivo y procedimiento de control para recuperacion de energia cinetica en sistemas ferroviarios. |
RU2469458C1 (ru) * | 2011-07-21 | 2012-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) | Способ управления зависимым инвертором однофазного переменного тока |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR970061609A (ko) * | 1996-02-01 | 1997-09-12 | 기타오카 다카시 | 전기차 제어장치 |
JP2000156902A (ja) | 1998-11-19 | 2000-06-06 | Nissin Electric Co Ltd | 電鉄車両の制御方法及び装置 |
KR20000046001A (ko) * | 1998-12-31 | 2000-07-25 | 추호석 | 철도차량의 회생 인버터장치 |
-
2003
- 2003-07-24 KR KR1020030050845A patent/KR100758979B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR970061609A (ko) * | 1996-02-01 | 1997-09-12 | 기타오카 다카시 | 전기차 제어장치 |
JP2000156902A (ja) | 1998-11-19 | 2000-06-06 | Nissin Electric Co Ltd | 電鉄車両の制御方法及び装置 |
KR20000046001A (ko) * | 1998-12-31 | 2000-07-25 | 추호석 | 철도차량의 회생 인버터장치 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100794901B1 (ko) | 2003-12-24 | 2008-01-14 | 한국철도기술연구원 | 직류전철용 가변 회생저항기 및 그 제어방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20050011818A (ko) | 2005-01-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8542502B2 (en) | Electrical power conversion apparatus | |
CN1538611B (zh) | 驱动电动机的逆变器控制器和使用逆变器控制器的空调器 | |
US8138712B2 (en) | Motor drive system and its control method | |
US7906922B2 (en) | Electric motor drive employing hybrid, hysteretic/pulse-width-modulated dynamic braking | |
JP3890924B2 (ja) | 電気車の駆動システム | |
JP5121200B2 (ja) | 永久磁石電動機の制御装置 | |
JP4827679B2 (ja) | 鉄道車両のバッテリ用充放電装置 | |
KR100758979B1 (ko) | 직류 전철용 회생 인버터 장치 및 그 제어방법 | |
JP2003048672A (ja) | エレベータの制御装置 | |
JP3186281B2 (ja) | 交流電気車の制御装置 | |
JP3413448B2 (ja) | ブレーキチョッパの制御装置 | |
JP2014129001A (ja) | 電鉄用回生電力吸収装置 | |
JP2003189631A (ja) | 電力変換器回路の停電検知装置 | |
JP2672911B2 (ja) | 交流電気車の停電検知方式 | |
KR100629428B1 (ko) | 에너지 회생을 위한 전동차의 직류전원 공급 시스템 | |
JP4977739B2 (ja) | 電気車の電力変換装置 | |
KR100862288B1 (ko) | 전철변전소 회생인버터의 순환전류감시장치 및 제어방법 | |
JP3772649B2 (ja) | 誘導機の速度制御装置 | |
JP3205755B2 (ja) | バッテリ電源における電動機の電力回生方法 | |
JPH0646501A (ja) | 電気車用電力変換装置 | |
JPS58195479A (ja) | 電圧形インバ−タにおける回生制動方式 | |
JPH11235068A (ja) | サーボ駆動装置 | |
JPH0197102A (ja) | 電気車制御装置 | |
JP2023042118A (ja) | 電力変換器の制御装置および制御方法 | |
JP2766584B2 (ja) | 交流電気車の制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |