JP2672885B2 - 交流電気車の停電検知装置 - Google Patents
交流電気車の停電検知装置Info
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- JP2672885B2 JP2672885B2 JP2232499A JP23249990A JP2672885B2 JP 2672885 B2 JP2672885 B2 JP 2672885B2 JP 2232499 A JP2232499 A JP 2232499A JP 23249990 A JP23249990 A JP 23249990A JP 2672885 B2 JP2672885 B2 JP 2672885B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、交流電気車の停電検知装置に関するもの
である。
である。
［従来の技術］ 第２図は例えば電気学会誌110巻２号（平成２年２
月）,105〜112頁に掲載された論文『新幹線スーパーひ
かりのACドライブシステム』に開示された従来の停電検
知装置を備えた交流電気車を示すブロック図であり、図
において、（１）は交流架線、（２）はこの交流架線
（１）と接触しているパンタグラフ、（３）はこのパン
ダグラフ（２）と電気的に接続された主変圧器、（４）
はこの主変圧器（３）の２次巻線に各々接続されたコン
バータ例えばパルス幅変調制御コンバータ（以下、PWM
コンバータと称す。）、（５）はこれらPWMコンバータ
（４）と並列に接続された平滑コンデンサ、（６）はこ
の平滑コンデンサ（５）と並列に接続されたインバータ
例えば可変電圧可変周波数インバータ（以下、VVVFイン
バータと称す。）、（７）はこのVVVFインバータ（６）
に接続された電動機例えば誘導電動機、（８）は補機な
どの制御電源として使用される主変圧器（３）の３次巻
線、（９）はこの３次巻線（８）に接続された所定の周
波数成分を検出する手段例えばバンドパスフィルタ回
路、（10）は停電検知セット値設定回路、（11）はこれ
らバンドパスフィルタ回路（９），停電検知セット値設
定回路（10）にそれぞれ接続された比較器、（12）はこ
の比較器（11）から出力された停電検知信号であって、
PWMコンバータ（４）およびVVVFインバータ（６）に供
給される。
月）,105〜112頁に掲載された論文『新幹線スーパーひ
かりのACドライブシステム』に開示された従来の停電検
知装置を備えた交流電気車を示すブロック図であり、図
において、（１）は交流架線、（２）はこの交流架線
（１）と接触しているパンタグラフ、（３）はこのパン
ダグラフ（２）と電気的に接続された主変圧器、（４）
はこの主変圧器（３）の２次巻線に各々接続されたコン
バータ例えばパルス幅変調制御コンバータ（以下、PWM
コンバータと称す。）、（５）はこれらPWMコンバータ
（４）と並列に接続された平滑コンデンサ、（６）はこ
の平滑コンデンサ（５）と並列に接続されたインバータ
例えば可変電圧可変周波数インバータ（以下、VVVFイン
バータと称す。）、（７）はこのVVVFインバータ（６）
に接続された電動機例えば誘導電動機、（８）は補機な
どの制御電源として使用される主変圧器（３）の３次巻
線、（９）はこの３次巻線（８）に接続された所定の周
波数成分を検出する手段例えばバンドパスフィルタ回
路、（10）は停電検知セット値設定回路、（11）はこれ
らバンドパスフィルタ回路（９），停電検知セット値設
定回路（10）にそれぞれ接続された比較器、（12）はこ
の比較器（11）から出力された停電検知信号であって、
PWMコンバータ（４）およびVVVFインバータ（６）に供
給される。
従来の停電検知装置を備えた電気車は上述したように
構成されており、交流架線（１）からパンタグラフ
（２）を介して主変圧器（３）に交流電圧が印加される
と、この交流電圧は降圧されてPWMコンバータ（４）に
入力される。PWMコンバータ（４）はパルス幅変調制御
を行うことによって力率をほぼ１に保ちながら直流出力
電圧を一定に制御する。PWMコンバータ（４）の直流出
力側に接続された平滑コンデンサ（５）を電圧源として
VVVFインバータ（６）は、可変電圧可変周波数の交流電
圧を出力し、もって誘導電動機（７）を駆動制御する。
構成されており、交流架線（１）からパンタグラフ
（２）を介して主変圧器（３）に交流電圧が印加される
と、この交流電圧は降圧されてPWMコンバータ（４）に
入力される。PWMコンバータ（４）はパルス幅変調制御
を行うことによって力率をほぼ１に保ちながら直流出力
電圧を一定に制御する。PWMコンバータ（４）の直流出
力側に接続された平滑コンデンサ（５）を電圧源として
VVVFインバータ（６）は、可変電圧可変周波数の交流電
圧を出力し、もって誘導電動機（７）を駆動制御する。
電気車の力行時（加速制御時）には上述した通り電力
変換を行うことにより誘導電動機（７）を加速させる
が、ブレーキ時には誘導電動機（７）を発電機として作
用させ、VVVFインバータ（６）はコンバータ動作を、そ
してPWMコンバータ（４）はインバータ動作を行い、交
流電力回生ブレーキを作用させる。
変換を行うことにより誘導電動機（７）を加速させる
が、ブレーキ時には誘導電動機（７）を発電機として作
用させ、VVVFインバータ（６）はコンバータ動作を、そ
してPWMコンバータ（４）はインバータ動作を行い、交
流電力回生ブレーキを作用させる。
しかし、地上設備などの事故で変電所の遮断器がオフ
となった時、電気車が交流電力回生ブレーキを作用させ
ており、他に力行している負荷車両があると、電力的に
バランスしてしまう可能性がある。このため停電時には
車両側も直ちに回生ブレーキ動作を停止する必要があ
る。そのため、バンドパスフィルタ回路（９）、停電検
知セット値設定回路（10）および比較器（11）から成る
停電検知装置が設けられており、通常は変電所に吸収さ
れている高周波成分が変電所開放時には増加することを
検知する高周波電圧検知方式が採用されている。主変圧
器（３）の３次巻線（８）は、停電検知以外にも、PWM
コンバータ（４）のゲート点弧制御や力率制御などに利
用されている。バンドパスフィルタ回路（９）は、PWM
コンバータ（４）のスイッチング周波数に起因する特定
の高周波成分を検出している。例えばPWM制御が７パル
ス制御、電源周波数が60Hz、主変圧器（３）の２次巻線
に接続されたPWMコンバータ（４）の相数が４相の場合
は、バンドパスフィルタ回路（９）の周波数としては7P
×60Hz×４相＝1680Hzに設定されている例がある。この
バンドパスフィルタ回路（９）の出力レベルが停電検知
セット値設定回路（10）で設定された停電検知セット値
を越えると比較器（11）は動作して停電検知信号（12）
を出力し、PWMコンバータ（４）とVVVFインバータ
（６）の動作を停電させる。
となった時、電気車が交流電力回生ブレーキを作用させ
ており、他に力行している負荷車両があると、電力的に
バランスしてしまう可能性がある。このため停電時には
車両側も直ちに回生ブレーキ動作を停止する必要があ
る。そのため、バンドパスフィルタ回路（９）、停電検
知セット値設定回路（10）および比較器（11）から成る
停電検知装置が設けられており、通常は変電所に吸収さ
れている高周波成分が変電所開放時には増加することを
検知する高周波電圧検知方式が採用されている。主変圧
器（３）の３次巻線（８）は、停電検知以外にも、PWM
コンバータ（４）のゲート点弧制御や力率制御などに利
用されている。バンドパスフィルタ回路（９）は、PWM
コンバータ（４）のスイッチング周波数に起因する特定
の高周波成分を検出している。例えばPWM制御が７パル
ス制御、電源周波数が60Hz、主変圧器（３）の２次巻線
に接続されたPWMコンバータ（４）の相数が４相の場合
は、バンドパスフィルタ回路（９）の周波数としては7P
×60Hz×４相＝1680Hzに設定されている例がある。この
バンドパスフィルタ回路（９）の出力レベルが停電検知
セット値設定回路（10）で設定された停電検知セット値
を越えると比較器（11）は動作して停電検知信号（12）
を出力し、PWMコンバータ（４）とVVVFインバータ
（６）の動作を停電させる。
［発明が解決しようとする課題］ 交流電気車の従来の停電検知装置では、停電と判定す
る検知セット値は固定であった。しかしながら変電所か
ら車両までの距離などの饋電条件が変わると通常制御時
の高周波の発生レベルが変化するので、この停電検知セ
ット値は通常時に誤検知しない様に各種条件を考慮して
設定されることが必要で、また通常制御時の高周波発生
レベルが低い条件で停電が発生した場合には停電検知セ
ット値に至るまで高周波が増加するのに時間を要し、停
電検知動作が遅れるという問題点があった。
る検知セット値は固定であった。しかしながら変電所か
ら車両までの距離などの饋電条件が変わると通常制御時
の高周波の発生レベルが変化するので、この停電検知セ
ット値は通常時に誤検知しない様に各種条件を考慮して
設定されることが必要で、また通常制御時の高周波発生
レベルが低い条件で停電が発生した場合には停電検知セ
ット値に至るまで高周波が増加するのに時間を要し、停
電検知動作が遅れるという問題点があった。
この発明は、このような問題点を解決するためになさ
れたもので、いかなる饋電条件においても、即ち通常制
御時の高周波の発生レベルがいかなるレベルであって
も、停電時には速やかに動作を停止させる交流電気車の
停電検知装置を得ることを目的としている。
れたもので、いかなる饋電条件においても、即ち通常制
御時の高周波の発生レベルがいかなるレベルであって
も、停電時には速やかに動作を停止させる交流電気車の
停電検知装置を得ることを目的としている。
［課題を解決するための手段］ この発明に係る交流電気車の停電検知装置は、主変圧
器の３次巻線に接続さてその電圧の所定の周波数成分を
検出する手段と、前記周波数成分が増加する変化率を検
知する変化率検知回路と、この変化率検知回路の出力が
所定の高周波変化率停電検知セット値を越えると停電と
判定し、コンバータおよびインバータの動作をすみやか
に停止させる手段とを設けたものである。
器の３次巻線に接続さてその電圧の所定の周波数成分を
検出する手段と、前記周波数成分が増加する変化率を検
知する変化率検知回路と、この変化率検知回路の出力が
所定の高周波変化率停電検知セット値を越えると停電と
判定し、コンバータおよびインバータの動作をすみやか
に停止させる手段とを設けたものである。
［作 用］ この発明においては、所定の高周波成分の増加する変
化率が所定の高調波変化率停電検知セット値を越えるこ
とにより停電を検知する。
化率が所定の高調波変化率停電検知セット値を越えるこ
とにより停電を検知する。
［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図はこの発明の一実施例を備えた交流電気車を示すブ
ロック図であり、（１）〜（９），（11），（12）は第
２図に示したものと同一である。（13）はバンドパスフ
ィルタ回路（９）と比較器（11）の一方の入力端子との
間に接続され、バンドパスフィルタ回路（９）の出力レ
ベルの増加時にその変化率を検知する変化率検知回路、
例えば微分回路などで構成されるものであり、（10A）
は比較器（11）の他方の入力端子に接続され、高調波変
化率による停電検知セット値を設定する回路である。
１図はこの発明の一実施例を備えた交流電気車を示すブ
ロック図であり、（１）〜（９），（11），（12）は第
２図に示したものと同一である。（13）はバンドパスフ
ィルタ回路（９）と比較器（11）の一方の入力端子との
間に接続され、バンドパスフィルタ回路（９）の出力レ
ベルの増加時にその変化率を検知する変化率検知回路、
例えば微分回路などで構成されるものであり、（10A）
は比較器（11）の他方の入力端子に接続され、高調波変
化率による停電検知セット値を設定する回路である。
この発明の停電検知装置は、バンドパスフィルタ回路
（９）、変化率検知回路（13）、停電検知セット値設定
回路（10A）および比較器（11）から成る。
（９）、変化率検知回路（13）、停電検知セット値設定
回路（10A）および比較器（11）から成る。
上述したように構成された停電検知装置において、バ
ンドパスフィルタ回路（９）の出力はPWMコンバータ
（４）の通常制御時の饋電回路の状態例えば変電所のイ
ンピーダンスまたは変電所と交流電気車との距離などに
よって絶えずレベルが変化してる。この出力レベルは停
電時に急激に増加する変化率を検知する変化率検知回路
（13）によって検知され、その出力が停電検知セット値
設定回路（10A）で設定された高調波変化率停電検知セ
ット値を越えると比較器（11）は動作して停電検知信号
（12）を出力し、PWMコンバータ（４）およびVVVFイン
バータ（６）の動作を停止させ、これにより回生時には
他の力行車両または停電事故地点への電力供給を速やか
に絶つことになる。
ンドパスフィルタ回路（９）の出力はPWMコンバータ
（４）の通常制御時の饋電回路の状態例えば変電所のイ
ンピーダンスまたは変電所と交流電気車との距離などに
よって絶えずレベルが変化してる。この出力レベルは停
電時に急激に増加する変化率を検知する変化率検知回路
（13）によって検知され、その出力が停電検知セット値
設定回路（10A）で設定された高調波変化率停電検知セ
ット値を越えると比較器（11）は動作して停電検知信号
（12）を出力し、PWMコンバータ（４）およびVVVFイン
バータ（６）の動作を停止させ、これにより回生時には
他の力行車両または停電事故地点への電力供給を速やか
に絶つことになる。
［発明の効果］ 以上、詳しく説明したように、この発明は、主変圧器
の３次巻線に接続さてその電圧の所定の周波数成分を検
出する手段と、前記周波数成分が増加する変化率を検知
する変化率検知回路と、この変化率検知回路の出力が所
定の高調波変化率停電検知セット値を越えると停電と判
定し、コンバータおよびインバータの動作をすみやかに
停止させる手段とを設けたので、饋電条件が異なり、高
調波の通常的の発生レベルが異なるあらゆる場合におい
て速やかに停電を検知でき、安全でかつ精度の高いもの
が得られるという効果を奏する。
の３次巻線に接続さてその電圧の所定の周波数成分を検
出する手段と、前記周波数成分が増加する変化率を検知
する変化率検知回路と、この変化率検知回路の出力が所
定の高調波変化率停電検知セット値を越えると停電と判
定し、コンバータおよびインバータの動作をすみやかに
停止させる手段とを設けたので、饋電条件が異なり、高
調波の通常的の発生レベルが異なるあらゆる場合におい
て速やかに停電を検知でき、安全でかつ精度の高いもの
が得られるという効果を奏する。
第１図はこの発明の一実施例を備えた交流電気車のブロ
ック図、第２図は従来の停電検知装置を備えた交流電気
車のブロック図である。 図において、（１）交流架線、（３）は主変圧器、
（４）はPWMコンバータ、（５）は平滑コンデンサ、
（６）はVVVFインバータ、（７）は誘導電動機、（８）
は３次巻線、（９）はバンドパスフィルタ回路、（10
A）は停電検知セット値設定回路、（11）は比較器、（1
3）は変化率検知回路である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
ック図、第２図は従来の停電検知装置を備えた交流電気
車のブロック図である。 図において、（１）交流架線、（３）は主変圧器、
（４）はPWMコンバータ、（５）は平滑コンデンサ、
（６）はVVVFインバータ、（７）は誘導電動機、（８）
は３次巻線、（９）はバンドパスフィルタ回路、（10
A）は停電検知セット値設定回路、（11）は比較器、（1
3）は変化率検知回路である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】交流架線に１次巻線が接続された主変圧器
と、この主変圧器の２次巻線に接続されて直流出力電圧
を一定に制御する少なくとも１個のコンバータと、この
コンバータの直流出力側に接続された平滑コンデンサ
と、この平滑コンデンサを電圧源とするインバータと、
このインバータの交流出力側に接続された電動機とを備
えた交流電気車において、前記主変圧器の３次巻線に接
続されてその電圧の所定の周波数成分を検出する手段
と、前記周波数成分が増加する変化率を検知する変化率
検知回路と、この変化率検知回路の出力が所定の高調波
変化率停電検知セットの値を越えると停電と判定し、前
記コンバータおよび前記インバータの動作をすみやかに
停止させる手段とを設けたことを特徴とする交流電気車
の停電検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2232499A JP2672885B2 (ja) | 1990-09-04 | 1990-09-04 | 交流電気車の停電検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2232499A JP2672885B2 (ja) | 1990-09-04 | 1990-09-04 | 交流電気車の停電検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04117103A JPH04117103A (ja) | 1992-04-17 |
| JP2672885B2 true JP2672885B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=16940287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2232499A Expired - Lifetime JP2672885B2 (ja) | 1990-09-04 | 1990-09-04 | 交流電気車の停電検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2672885B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07139313A (ja) * | 1993-11-12 | 1995-05-30 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ４サイクルエンジン |
| WO2009025049A1 (ja) * | 2007-08-22 | 2009-02-26 | Mitsubishi Electric Corporation | 交流電気車の制御装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01259702A (ja) * | 1988-04-11 | 1989-10-17 | Toshiba Corp | 交流電気車制御装置 |
| JPH0241605A (ja) * | 1988-07-28 | 1990-02-09 | Toshiba Corp | 交流電気車の制御装置 |
-
1990
- 1990-09-04 JP JP2232499A patent/JP2672885B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04117103A (ja) | 1992-04-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040316 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040324 |
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