JP2000166003A - Controller for electric car - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、走行制動時に電動
機を発電機とすることにより、制動動力を得る電気車制
御装置の改良に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in an electric vehicle control device which obtains braking power by using a motor as a generator at the time of traveling braking.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図２は、従来の電動機の制御装置の例で
ある電気車制御装置の主回路構成を示し、例えば「第３
４回鉄道におけるサイバネティックス利用シンポジウム
論文集」の論文番号５０９番に示されたブロック図であ
る。この電気車制御装置は、直流架線１からパンタグラ
フ２を介して、直流電力が与えられる断流器３と、断流
器３に一方の端子が接続された充電スイッチ５と、充電
スイッチ５の他方の端子に、一方の端子が接続されたリ
アクトル６と、リアクトル６の他方の端子に、一方の端
子が接続され、他方の端子が接地端子に接続されたコン
デンサ１０と、コンデンサ１０に並列に接続され、電動
機１２に電力を供給する電力変換装置１１とを備えてい
る。電力変換装置１１は、例えばＶＶＶＦインバータ等
の電圧形電力変換装置である。2. Description of the Related Art FIG. 2 shows a main circuit configuration of an electric vehicle control device which is an example of a conventional motor control device.
"No. 509 of Cybernetics Use Symposium on Fourth Railway". The electric vehicle control device includes a disconnector 3 to which DC power is supplied from a DC overhead line 1 via a pantograph 2, a charge switch 5 having one terminal connected to the disconnector 3, and the other of the charge switches 5. , One terminal is connected to the other terminal of the reactor 6, one terminal is connected to the other terminal, and the other terminal is connected to the ground terminal, and the capacitor 10 is connected in parallel to the capacitor 10. And a power converter 11 for supplying power to the electric motor 12. The power converter 11 is a voltage-type power converter such as a VVVF inverter.
【０００３】この電気車制御装置は、また、充電スイッ
チ５に並列に接続された抵抗４と、リアクトル６の他方
の端子に、一方の端子が接続された抵抗７と、抵抗７の
他方の端子に、一方の端子が接続され、他方の端子が接
地端子に接続されたチョッパ装置８と、チョッパ装置８
の一方の端子に、アノードが接続され、カソードが抵抗
７の一方の端子に接続されたフライホイールダイオード
９とを備えている。[0003] This electric vehicle control device also includes a resistor 4 connected in parallel to a charging switch 5, a resistor 7 having one terminal connected to the other terminal of the reactor 6, and another terminal of the resistor 7. A chopper device 8 having one terminal connected to the other terminal and the other terminal connected to the ground terminal;
And a flywheel diode 9 whose cathode is connected to one terminal of the resistor 7.
【０００４】このような構成の電気車制御装置では、直
流架線１よりパンタグラフ２を介して直流電力が供給さ
れる。起動時には、断流器３が投入され、先ず、過大な
突入電流を抑制する為に、充電用の抵抗４とフィルタ回
路のリアクトル６とを通じて、フィルタ回路のコンデン
サ１０が充電される。コンデンサ１０は、電力変換装置
１１の入力電圧を平滑化し、また、リアクトル６と逆Ｌ
形フィルタ回路を構成し、電力変換装置１１の入力電流
の高調波を抑制する。コンデンサ１０の充電が完了する
と、充電スイッチ５が投入され、抵抗４が短絡される。
これにより、電気車制御装置は、抵抗４を負荷とするこ
となく、電力変換装置１１が制御する電圧／電流によ
り、電動機１２を駆動させ、電気車の駆動動力を得るこ
とが出来る。In the electric vehicle control device having such a configuration, DC power is supplied from the DC overhead line 1 via the pantograph 2. At the time of startup, the disconnector 3 is turned on. First, in order to suppress an excessive inrush current, the capacitor 10 of the filter circuit is charged through the charging resistor 4 and the reactor 6 of the filter circuit. Capacitor 10 smoothes the input voltage of power conversion device 11,
A harmonic filter of an input current of the power converter 11 is formed by forming a filter circuit. When the charging of the capacitor 10 is completed, the charging switch 5 is turned on, and the resistor 4 is short-circuited.
Thus, the electric vehicle control device can drive the electric motor 12 by the voltage / current controlled by the power conversion device 11 without using the resistor 4 as a load, and can obtain the driving power of the electric vehicle.
【０００５】電動機１２は、電気車の加速時（力行時）
には、電動機として作動するが、電気車の制動時には、
加速時と同様に、断流器３が投入され、抵抗４とリアク
トル６とを通じてコンデンサ１０が充電された後、充電
スイッチ５が投入され、電力変換装置１１により発電機
として作動するように制御される。この発電機として発
生させた電力は、直流架線１を通じて他の電気車に供給
され、この制動動作は回生ブレーキと呼ばれる。但し、
他の電気車が走行していない場合、又は他の電気車が電
力を消費しないような場合には、安定した回生ブレーキ
動作を継続することができなくなる。[0005] The electric motor 12 is used for accelerating the electric vehicle (during power running).
Operates as an electric motor, but when braking an electric car,
As in the case of acceleration, after the current interrupter 3 is turned on and the capacitor 10 is charged through the resistor 4 and the reactor 6, the charging switch 5 is turned on and the power converter 11 is controlled to operate as a generator. You. The electric power generated as the generator is supplied to another electric vehicle through the DC overhead line 1, and this braking operation is called a regenerative brake. However,
When another electric vehicle is not running or when the other electric vehicle does not consume power, it becomes impossible to continue a stable regenerative braking operation.
【０００６】そこで、このような場合の為に、抵抗７、
チョッパ装置８及びフライホイールダイオード９からな
る発電ブレーキチョッパ装置が設けられている。発電ブ
レーキチョッパ装置は、チョッパ装置８のチョッピング
動作通流率を加減することにより、抵抗７の抵抗値を可
変制御し、発電機１２（電動機）が発電した電力を、抵
抗７で消費するようになっている。この制動動作は発電
ブレーキと呼ばれる。Therefore, for such a case, the resistor 7,
A power generation brake chopper device including a chopper device 8 and a flywheel diode 9 is provided. The power generation brake chopper device variably controls the resistance value of the resistor 7 by adjusting the chopping operation flow rate of the chopper device 8 so that the power generated by the generator 12 (motor) is consumed by the resistor 7. Has become. This braking operation is called a power generation brake.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
電気車制御装置では、大容量の抵抗が複数必要であり、
信頼性が低下すること及び大型化することが問題であっ
た。このような問題を解決する技術の例として、フィル
タコンデンサを充電した後、転換器を力行側とし、チョ
ッパにより力行制御動作を行い、制動時には、電源から
回路を開放し、転換器を制動側としてフィルタコンデン
サを放電し、チョッパにより発電制動の制御動作を行
い、制動用の抵抗と充電用の抵抗とを兼用する電気車制
御装置が、特開昭５５−１５５５０４号公報に開示され
ている。また、制動用の抵抗と充電用の抵抗とを兼用す
る電気車の制御装置が、特開平８−１９１０１号公報に
開示されている。The conventional electric vehicle control device as described above requires a plurality of large-capacity resistors.
The problem is that the reliability is reduced and the size is increased. As an example of a technique to solve such a problem, after charging the filter capacitor, the converter is set to the power running side, the power running control operation is performed by the chopper, the circuit is opened from the power supply during braking, and the converter is set to the braking side. Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-155504 discloses an electric vehicle control device in which a filter capacitor is discharged, and a control operation of dynamic braking is performed by a chopper, and a braking resistor and a charging resistor are used. Further, a control device for an electric vehicle that serves both as a braking resistor and a charging resistor is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-19101.
【０００８】本発明は、上述したような事情に鑑みてな
されたものであり、フィルタコンデンサを充電する為の
抵抗と、制動用の抵抗とを兼用することにより、信頼性
が高く、小型軽量の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 view of the above-mentioned circumstances, and has high reliability, small size and light weight by using both a resistor for charging a filter capacitor and a braking resistor. It is an object to provide an electric vehicle control device.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】第１発明に係る電気車制
御装置は、直流電源からフィルタ回路を通じて給電され
た電力を、電動機を駆動する為に変換する電力変換装置
と、該電力変換装置に並列接続された、前記フィルタ回
路のコンデンサと、該コンデンサに並列に接続され、制
動時に発電ブレーキによる発生電力の負荷を調整する為
の抵抗及びチョッパ装置を含む回路とを備え、前記コン
デンサの充電時に充電電流を前記抵抗を通じて流すべく
なしてあることを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided an electric vehicle control apparatus for converting electric power supplied from a DC power supply through a filter circuit to drive an electric motor; A capacitor that is connected in parallel to the filter circuit, and a circuit that is connected in parallel with the capacitor and that includes a resistor and a chopper device for adjusting the load of power generated by the power generation brake during braking, and A charging current is caused to flow through the resistor.
【００１０】第２発明に係る電気車制御装置は、直流電
源からフィルタ回路を通じて給電された電力を、電動機
を駆動する為に変換する電力変換装置と、該電力変換装
置に並列接続された、前記フィルタ回路のコンデンサ
と、該コンデンサに並列に接続され、制動時に発電ブレ
ーキによる発生電力の負荷を調整する抵抗及びチョッパ
装置の直列回路と、該チョッパ装置の、前記抵抗に並列
に接続されたフライホイールダイオードと、該フライホ
イールダイオードのカソードと前記抵抗の一端とを接続
し、前記コンデンサの充電時に充電電流を前記抵抗及び
前記フライホイールダイオードを通じて流すべくオフす
るスイッチ回路とを備えることを特徴とする。An electric vehicle control device according to a second aspect of the present invention is a power conversion device for converting power supplied from a DC power supply through a filter circuit to drive an electric motor, and the power conversion device connected in parallel to the power conversion device. A capacitor of the filter circuit, a series circuit of a resistor and a chopper device connected in parallel to the capacitor and adjusting a load of electric power generated by the power generation brake during braking, and a flywheel of the chopper device connected in parallel to the resistor And a switch circuit that connects a diode, a cathode of the flywheel diode, and one end of the resistor, and turns off a charge current through the resistor and the flywheel diode when the capacitor is charged.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
それを示す図面に基づいて説明する。図１は、本発明に
係る電気車制御装置の実施の形態の構成を示すブロック
図である。この電気車制御装置は、直流架線１からパン
タグラフ２を介して、直流電力が与えられる断流器３
と、断流器３に一方の端子が接続されたリアクトル６
と、リアクトル６の他方の端子に、一方の端子が接続さ
れた充電スイッチ５と、充電スイッチ５の他方の端子
に、一方の端子が接続され、他方の端子が接地端子に接
続されたコンデンサ１０と、コンデンサ１０に並列に接
続され、電動機１２に電力を供給する電力変換装置１１
とを備えている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below.
The description will be made based on the drawings showing the above. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an electric vehicle control device according to the present invention. The electric vehicle control device includes a disconnector 3 to which DC power is supplied from a DC overhead line 1 via a pantograph 2.
And a reactor 6 having one terminal connected to the disconnector 3
, A charging switch 5 having one terminal connected to the other terminal of the reactor 6, and a capacitor 10 having one terminal connected to the other terminal of the charging switch 5 and the other terminal connected to the ground terminal. And a power converter 11 connected in parallel with the capacitor 10 and supplying power to the electric motor 12.
And
【００１２】この電気車制御装置は、また、リアクトル
６の他方の端子に、一方の端子が接続された抵抗１３
と、抵抗１３の他方の端子に、一方の端子が接続され、
他方の端子が接地端子に接続されたチョッパ装置８と、
チョッパ装置８の一方の端子に、アノードが接続され、
カソードが充電スイッチ５の他方の端子に接続されたフ
ライホイールダイオード９とを備えている。The electric vehicle control device also includes a resistor 13 having one terminal connected to the other terminal of the reactor 6.
And one terminal is connected to the other terminal of the resistor 13,
A chopper device 8 having the other terminal connected to the ground terminal;
An anode is connected to one terminal of the chopper device 8,
A flywheel diode 9 having a cathode connected to the other terminal of the charging switch 5;
【００１３】以下に、このような構成の電気車制御装置
の動作を説明する。この電気車制御装置では、直流架線
１よりパンタグラフ２を介して直流電力が供給される。
起動時には、断流器３が投入され、先ず、過大な突入電
流を抑制する為に、フィルタ回路のリアクトル６と抵抗
１３とフライホイールダイオード９とを通じて、フィル
タ回路のコンデンサ１０が充電される。コンデンサ１０
は、電力変換装置１１の入力電圧を平滑化し、また、リ
アクトル６と逆Ｌ形フィルタ回路を構成し、電力変換装
置１１の入力電流の高調波を抑制する。コンデンサ１０
の充電が完了すると、充電スイッチ５が投入され、抵抗
１３及びフライホイールダイオード９の直列回路は短絡
される。これにより、電気車制御装置は、抵抗１３を負
荷とすることなく、電力変換装置１１が制御する電圧／
電流により、電動機１２を駆動させ、電気車の駆動動力
を得ることが出来る。The operation of the electric vehicle control device having such a configuration will be described below. In this electric vehicle control device, DC power is supplied from a DC overhead line 1 via a pantograph 2.
At the time of startup, the disconnector 3 is turned on. First, the capacitor 10 of the filter circuit is charged through the reactor 6 of the filter circuit, the resistor 13 and the flywheel diode 9 in order to suppress an excessive rush current. Capacitor 10
Smoothes the input voltage of the power converter 11 and forms an inverse L-shaped filter circuit with the reactor 6 to suppress harmonics of the input current of the power converter 11. Capacitor 10
Is completed, the charging switch 5 is turned on, and the series circuit of the resistor 13 and the flywheel diode 9 is short-circuited. Thus, the electric vehicle control device can control the voltage / voltage controlled by the power conversion device 11 without using the resistor 13 as a load.
The electric motor 12 can be driven by the electric current to obtain the driving power of the electric vehicle.
【００１４】電動機１２は、電気車の加速時（力行時）
には、電動機として作動するが、電気車の制動時には、
加速時と同様に、断流器３が投入され、リアクトル６と
抵抗１３とフライホイールダイオード９とを通じてコン
デンサ１０が充電された後、充電スイッチ５が投入さ
れ、抵抗１３及びフライホイールダイオード９の直列回
路は短絡される。これにより、電動機１２は、電力変換
装置１１により発電機として作動するように制御され
る。この発電機として発生させた電力は、抵抗１３を流
れることなく、直流架線１を通じて他の電気車に供給さ
れ、この制動動作は回生ブレーキと呼ばれる。The electric motor 12 is used when the electric vehicle is accelerating (power running).
Operates as an electric motor, but when braking an electric car,
As in the case of acceleration, the disconnector 3 is turned on, and the capacitor 10 is charged through the reactor 6, the resistor 13, and the flywheel diode 9, and then the charging switch 5 is turned on, and the resistor 13 and the flywheel diode 9 are connected in series. The circuit is shorted. Thereby, the electric motor 12 is controlled by the power converter 11 to operate as a generator. The electric power generated as this generator is supplied to another electric vehicle through the DC overhead line 1 without flowing through the resistor 13, and this braking operation is called regenerative braking.
【００１５】但し、他の電気車が走行していない場合、
又は他の電気車が電力を消費しないような場合には、抵
抗１３、チョッパ装置８及びフライホイールダイオード
９からなる発電ブレーキチョッパ装置により、チョッパ
装置８のチョッピング動作通流率を加減することによ
り、抵抗１３の抵抗値を可変制御し、発電機１２（電動
機）が発電した電力を、抵抗１３で消費する。この制動
動作は発電ブレーキと呼ばれる。However, if no other electric vehicle is running,
Alternatively, in a case where another electric vehicle does not consume power, the power generation brake chopper device including the resistor 13, the chopper device 8, and the flywheel diode 9 adjusts the duty ratio of the chopping operation of the chopper device 8, The resistance of the resistor 13 is variably controlled, and the power generated by the generator 12 (motor) is consumed by the resistor 13. This braking operation is called a power generation brake.
【００１６】[0016]
【発明の効果】第１発明に係る電気車制御装置によれ
ば、電力変換装置が、直流電源からフィルタ回路を通じ
て給電された電力を、電動機を駆動する為に変換する。
フィルタ回路のコンデンサは電力変換装置に並列接続さ
れ、抵抗及びチョッパ装置を含む回路は、そのコンデン
サに並列に接続され、制動時に発電ブレーキによる発生
電力の負荷を調整する。コンデンサの充電時は、充電電
流を前記抵抗を通じて流す。これにより、信頼性が高
く、小型軽量の電気車制御装置を実現することが出来
る。According to the electric vehicle controller of the first invention, the power converter converts the power supplied from the DC power supply through the filter circuit to drive the motor.
The capacitor of the filter circuit is connected in parallel to the power converter, and the circuit including the resistor and the chopper device is connected in parallel to the capacitor, and adjusts the load of power generated by the power generation brake during braking. When charging the capacitor, a charging current is passed through the resistor. As a result, a highly reliable, compact and lightweight electric vehicle control device can be realized.
【００１７】第２発明に係る電気車制御装置によれば、
電力変換装置が、直流電源からフィルタ回路を通じて給
電された電力を、電動機を駆動する為に変換する。フィ
ルタ回路のコンデンサは電力変換装置に並列接続され、
抵抗及びチョッパ装置の直列回路は、そのコンデンサに
並列に接続され、制動時に発電ブレーキによる発生電力
の負荷を調整する。スイッチ回路は、その抵抗に並列に
接続されたフライホイールダイオードのカソードとその
抵抗の一端とを接続し、コンデンサの充電時に充電電流
をその抵抗及びフライホイールダイオードを通じて流す
ようにオフする。これにより、信頼性が高く、小型軽量
の電気車制御装置を実現することが出来る。According to the electric vehicle control device of the second invention,
A power converter converts the power supplied from the DC power supply through the filter circuit to drive the electric motor. The capacitor of the filter circuit is connected in parallel to the power converter,
The series circuit of the resistor and the chopper device is connected in parallel to the capacitor, and adjusts the load of the electric power generated by the power generation brake during braking. The switch circuit connects the cathode of the flywheel diode connected in parallel to the resistor and one end of the resistor, and turns off the charge current through the resistor and the flywheel diode when the capacitor is charged. As a result, a highly reliable, compact and lightweight electric vehicle control device can be realized.
【図１】 本発明に係る電気車制御装置の実施の形態の
構成を示したブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an electric vehicle control device according to the present invention.
【図２】 従来の電気車制御装置の構成例を示したブロ
ック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a conventional electric vehicle control device.
１ 直流架線（直流電源）、２ パンタグラフ（直流電
源）、３ 断流器、５ 充電スイッチ、６ リアクトル
（フィルタ回路）、８ チョッパ装置、９ フライホイ
ールダイオード、１０ コンデンサ（フィルタ回路）、
１１ 電力変換装置、１２ 電動機、１３ 抵抗。1 DC overhead wire (DC power supply), 2 pantograph (DC power supply), 3 current breaker, 5 charge switch, 6 reactor (filter circuit), 8 chopper device, 9 flywheel diode, 10 capacitor (filter circuit),
11 power converter, 12 motor, 13 resistor.
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H115 PA00 PC02 PG01 PI03 PI11 PI29 PO02 PO06 PO17 PU08 PV03 PV09 PV22 PV29 QI03 QI04 SE04 5H530 AA02 AA05 BB24 CC08 CE15 CE16 CF06 DD03 DD05 EE01 EE05 5H576 AA01 BB03 BB06 CC01 DD02 DD04 DD05 EE09 FF04 HA01 HB02 JJ26 MM03 Continued on the front page F term (reference) 5H115 PA00 PC02 PG01 PI03 PI11 PI29 PO02 PO06 PO17 PU08 PV03 PV09 PV22 PV29 QI03 QI04 SE04 5H530 AA02 AA05 BB24 CC08 CE15 CE16 CF06 DD03 DD05 EE01 EE05 5H576 AA01 BB03 BB06 DD01 DD02 DD01 DD02 HB02 JJ26 MM03
Claims (2)
された電力を、電動機を駆動する為に変換する電力変換
装置と、該電力変換装置に並列接続された、前記フィル
タ回路のコンデンサと、該コンデンサに並列に接続さ
れ、制動時に発電ブレーキによる発生電力の負荷を調整
する為の抵抗及びチョッパ装置を含む回路とを備え、前
記コンデンサの充電時に充電電流を前記抵抗を通じて流
すべくなしてあることを特徴とする電気車制御装置。1. A power converter for converting power supplied from a DC power supply through a filter circuit to drive a motor, a capacitor of the filter circuit connected in parallel to the power converter, and A circuit including a resistor and a chopper device for adjusting a load of electric power generated by the power generation brake at the time of braking, and a charging current flowing through the resistor when the capacitor is charged. Electric car control device.
された電力を、電動機を駆動する為に変換する電力変換
装置と、該電力変換装置に並列接続された、前記フィル
タ回路のコンデンサと、該コンデンサに並列に接続さ
れ、制動時に発電ブレーキによる発生電力の負荷を調整
する抵抗及びチョッパ装置の直列回路と、該チョッパ装
置の、前記抵抗に並列に接続されたフライホイールダイ
オードと、該フライホイールダイオードのカソードと前
記抵抗の一端とを接続し、前記コンデンサの充電時に充
電電流を前記抵抗及び前記フライホイールダイオードを
通じて流すべくオフするスイッチ回路とを備えることを
特徴とする電気車制御装置。2. A power converter for converting electric power supplied from a DC power supply through a filter circuit to drive an electric motor, a capacitor of the filter circuit connected in parallel to the power converter, A series circuit of a resistor and a chopper device that are connected in parallel and adjust the load of electric power generated by the power generation brake during braking, a flywheel diode of the chopper device connected in parallel to the resistor, and a cathode of the flywheel diode And an end of the resistor, and a switch circuit for turning off the charge current through the resistor and the flywheel diode when the capacitor is charged.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10334719A JP2000166003A (en) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | Controller for electric car |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10334719A JP2000166003A (en) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | Controller for electric car |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000166003A true JP2000166003A (en) | 2000-06-16 |
Family
ID=18280460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10334719A Pending JP2000166003A (en) | 1998-11-25 | 1998-11-25 | Controller for electric car |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000166003A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1998
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