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JPH0688508B2 - Control method and apparatus for regenerative inverter for electric railway - Google Patents

Control method and apparatus for regenerative inverter for electric railway

Info

Publication number
JPH0688508B2
JPH0688508B2 JP3943985A JP3943985A JPH0688508B2 JP H0688508 B2 JPH0688508 B2 JP H0688508B2 JP 3943985 A JP3943985 A JP 3943985A JP 3943985 A JP3943985 A JP 3943985A JP H0688508 B2 JPH0688508 B2 JP H0688508B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inverter
converter
regenerative
voltage
current
Prior art date
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Application number
JP3943985A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS61200039A (en
Inventor
洋司 原
忠士 渋谷
Original Assignee
株式会社明電舍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社明電舍 filed Critical 株式会社明電舍
Priority to JP3943985A priority Critical patent/JPH0688508B2/en
Publication of JPS61200039A publication Critical patent/JPS61200039A/en
Publication of JPH0688508B2 publication Critical patent/JPH0688508B2/en
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は直流饋電方式の電気鉄道の電車線に直流電力を
供給するコンバータと、回生制御可能な電気車が発する
回生電力を交流電源側に回生するインバータとを備えた
回生変電所システムに係り、特に電鉄用回生インバータ
の制御方法とその装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention relates to a converter for supplying DC power to a trolley line of a DC feed electric railway and a regenerative power generated by an electric vehicle capable of regenerative control on an AC power supply side. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a regenerative substation system including a regenerative inverter, and more particularly to a control method and apparatus for a regenerative inverter for electric railways.

B.発明の概要 本発明は電鉄用回生インバータの制御方法とその装置に
おいて、 コンバータ電流、インバータ電流および電車線電圧を各
々検出するとともにそれら検出電気量と予め設定した所
定の電気量とを各々つき合わせ、且つ前記各々のつき合
わせによって得られる偏差出力に基づいて電車線電圧の
自動電圧調整系の補正を行なうように構成することによ
り、 電気車が力行運転中であつてもコンバータ入力電圧の変
動に関係なくインバータを確実に動作状態にすることが
できるとともに、インバータに流れる循環電流を常に最
低のレベルに抑制できるようにしたものである。
B. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a control method and apparatus for a regenerative inverter for electric railways, which detects a converter current, an inverter current, and an electric line voltage, and provides the detected electric quantity and a preset predetermined electric quantity. In addition, the converter input voltage fluctuations are configured even when the electric vehicle is in the power running mode by configuring the automatic voltage adjustment system of the electric line voltage based on the deviation output obtained by the above-mentioned matching. In this way, the inverter can be surely brought into the operating state regardless of the above, and the circulating current flowing in the inverter can be always suppressed to the minimum level.

C.従来の技術 一般に回生変電所システムは例えば第3図に示すように
構成されている。第3図において、交流電源1の出力電
力は変圧器2aを介して、ダイオードをブリツジ接続して
構成されたコンバータ3に入力される。このコンボータ
3は入力された交流電力を直流変換し、その直流電力を
直流高速度遮断器4aおよび電車線5を介して電気車6に
供給する。電気車6の回生運転時に発生する回生電力
は、直流高速度遮断器4bおよび直流リアクトル7を介し
て、サイリスタをブリツジ接続して構成されたインバー
タ8を入力される。このインバータ8は入力された直流
電力を交流変換し、その交流電力を変圧器2bを介して交
流電源1に回生する。
C. Conventional Technology Generally, a regenerative substation system is configured as shown in FIG. 3, for example. In FIG. 3, the output power of the AC power supply 1 is input through a transformer 2a to a converter 3 configured by connecting diodes in a bridge. The combo unit 3 converts the input AC power into DC power, and supplies the DC power to the electric vehicle 6 via the DC high-speed circuit breaker 4a and the train line 5. Regenerative electric power generated during the regenerative operation of the electric vehicle 6 is input via a DC high-speed circuit breaker 4b and a DC reactor 7 to an inverter 8 configured by connecting a thyristor in a bridge. The inverter 8 converts the input DC power into AC, and regenerates the AC power to the AC power supply 1 via the transformer 2b.

上記のように構成された装置において、コンバータ3お
よびインバータ8の運転制御は電車線5の電圧Edの変化
に応じて第4図の電圧−電流特性図に示すように行なわ
れる。すなわち、電気車6の力行運転時はコンバータ3
のみが運転状態にあり、そのときの電車線5の電圧Edは
直流電流をIdとすると第4図の領域Iに示す如く変化す
る。また、電気車6が回生制動を行なうと電車線5の電
圧Edが上昇し、該電圧Edが回生設定電圧を超えた時点で
インバータ制御回路(図示省略)によつてインバータ8
の運転が開始される。そしてインバータ8はインバータ
制御回路によつて第4図の回生運転領域IIに示す如く電
車線5の電圧Edを回生時の電車線電圧Vd0に保つように
定電圧制御がなされる。
In the device configured as described above, the operation control of converter 3 and inverter 8 is performed as shown in the voltage-current characteristic diagram of FIG. 4 in accordance with the change in voltage Ed of train line 5. That is, when the electric vehicle 6 is in the powering operation, the converter 3
When only DC current is Id, the voltage Ed of the electric train line 5 at that time changes as shown in the region I of FIG. Further, when the electric vehicle 6 performs regenerative braking, the voltage Ed of the train line 5 rises, and when the voltage Ed exceeds the regenerative set voltage, an inverter control circuit (not shown) allows the inverter 8 to operate.
The operation of is started. Then, the inverter 8 is subjected to constant voltage control by the inverter control circuit so that the voltage Ed of the electric line 5 is kept at the electric line voltage Vd 0 at the time of regeneration as shown in the regenerative operation region II of FIG.

D.発明が解決しようとする問題点 上記のように構成された回生変電所システムにおいて、
インバータの無負荷直流電圧を前記力行時の最大電車線
電圧Vd(コンバータの無負荷直流電圧)より低く設定す
ると、コンバータ入力電圧の変動によつてコンバータ3
とインバータ8の間に過大な循環電流が流れてしまう。
この為第4図に示すように回生設定電圧Vd0を力行時の
最大電車線電圧Vdより高く設定する必要があつた。しか
し、このように設定した場合電気車6が回生制動を行な
つても電車線電圧が力行時の最大電車線電圧Vdから回生
設定電圧に到達するまでの期間、インバータ8は非動作
状態のまま待機する。この為電気車6の発する回生電力
を回生することができず、これによつて回生電力を有効
に利用することができなくなる。特に回生制動時の回生
電流の立上りが速い場合、前記のようにインバータ8の
動作が遅れると、電車線5の電圧Edが異常に上昇してし
まうこの為電気車6は回生ブレーキを用いることができ
なくなり、電気車側の遮断器をトリツプした後にエアブ
レーキ等を用いて停止させなければならなくなる。
D. Problems to be solved by the invention In the regenerative substation system configured as described above,
If the no-load DC voltage of the inverter is set lower than the maximum train line voltage Vd (no-load DC voltage of the converter) during the power running, the converter 3 is affected by fluctuations in the converter input voltage.
An excessive circulating current will flow between the inverter and the inverter 8.
Therefore, as shown in FIG. 4, it is necessary to set the regenerative set voltage Vd 0 higher than the maximum train line voltage Vd during power running. However, in such a setting, even if the electric car 6 performs regenerative braking, the inverter 8 remains in the non-operating state until the train line voltage reaches the regenerative set voltage from the maximum train line voltage Vd during power running. stand by. Therefore, the regenerative electric power generated by the electric vehicle 6 cannot be regenerated, and thus the regenerative electric power cannot be effectively used. In particular, if the rise of the regenerative current during regenerative braking is fast and the operation of the inverter 8 is delayed as described above, the voltage Ed of the train line 5 rises abnormally. Therefore, the electric vehicle 6 may use regenerative braking. It becomes impossible to stop the circuit breaker on the electric vehicle side by using an air brake or the like after tripping.

また、上記のような欠点を解消する為に次のようなイン
バータ制御方法が用いられていた。すなわち第5図
(a)の電圧−電流特性図に示すように、電車線5の電
圧が所定値、例えばEd0以上のときインバータ8を制御
進み角γで運転してコンバータ3とインバータ8間に
所定の循環電流を流すとともに、電車線電圧が所定値以
上のときインバータ8を定電圧制御して電車線電圧を一
定値、例えばVd1に保つ制御方法である。このようにイ
ンバータ8を制御すれば、電気車が力行運転中であつて
もインバータを動作状態にしておくことができるので、
力行運転から回生運転への切換えを迅速且つ円滑に行な
うことができ、これによつて過大な循環電流および電車
線の異常電圧上昇を抑制することができる。しかしなが
らこのような制御方法によると、第5図(b)の如くコ
ンバータ入力電圧(商用電源電圧)が変動した場合、γ
による一定制御開始時の電圧(Ed0)をいかなる電圧
値に設定するかによつて次のような問題が生じる。すな
わち、γ一定制御開始時の電圧をEd01に設定して所定
のγ一定制御を行ない電車線電圧を第5図(b)のA
特性とした場合、例えばコンバータ入力電圧が最低レベ
ルになつたとする。この場合、第5図(b)の特性図よ
り明らかなように、コンバータ3の運転時に所定の循環
電流を流してインバータ8を動作状態にしておくことが
できなくなり、例えば回生運転に切換つたとき、インバ
ータ8の動作が遅れて電車線電圧は異常上昇してしま
う。また、前記欠点をなくすためにγ一定制御開始時
の電圧を前記Ed01より低いEd02に設定し、第5図(b)
のB特性の如く電車線電圧を制御したとする。この場合
コンバータ入力電圧が最高レベルになれば、循環電流が
増加してしまい不経済である。
In addition, the following inverter control method has been used in order to solve the above-mentioned drawbacks. That is, as shown in the voltage-current characteristic diagram of FIG. 5A, when the voltage of the electric power line 5 is a predetermined value, for example, Ed 0 or more, the inverter 8 is operated at the control advance angle γ 0 to operate the converter 3 and the inverter 8. This is a control method in which a predetermined circulating current is made to flow in the meantime, and when the train line voltage is equal to or higher than a predetermined value, the inverter 8 is controlled to a constant voltage to keep the train line voltage at a constant value, for example, Vd 1 . By controlling the inverter 8 in this manner, the inverter can be kept in operation even when the electric vehicle is in the power running mode.
The switching from the power running operation to the regenerative operation can be performed quickly and smoothly, which can suppress an excessive circulating current and an abnormal voltage rise in the electric power line. However, according to such a control method, when the converter input voltage (commercial power supply voltage) fluctuates as shown in FIG.
The following problem occurs depending on what voltage value the voltage (Ed 0 ) at the start of constant control by 0 is set to. That is, the voltage at the start of γ 0 constant control is set to Ed 01 , and predetermined γ 0 constant control is performed, and the train line voltage is set to A in FIG. 5 (b).
In the case of the characteristics, for example, it is assumed that the converter input voltage reaches the lowest level. In this case, as is clear from the characteristic diagram of FIG. 5 (b), it becomes impossible to keep the inverter 8 in operation by supplying a predetermined circulating current when the converter 3 is in operation. For example, when switching to regenerative operation. The operation of the inverter 8 is delayed and the train line voltage abnormally rises. In order to eliminate the above-mentioned drawback, the voltage at the start of constant γ 0 control is set to Ed 02, which is lower than Ed 01 , as shown in Fig. 5 (b).
It is assumed that the electric line voltage is controlled as shown by the B characteristic of. In this case, if the converter input voltage reaches the maximum level, the circulating current increases, which is uneconomical.

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、電気車が力
行運転中であつてもコンバータ入力電圧の変動に関係な
くインバータを確実に動作状態にすることができるとと
もに、インバータに流れる循環電流を常に最低のレベル
に抑制できる電鉄用回生インバータの制御方法とその装
置を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above points, and can reliably operate the inverter regardless of fluctuations in the converter input voltage even when the electric vehicle is in the powering operation, and the circulating current flowing in the inverter. It is an object of the present invention to provide a control method and an apparatus for a regenerative inverter for electric railway that can always suppress the power consumption to the minimum level.

E.問題点を解決するため手段 本発明は、 (1) 交流電源の交流出力電力を直流変換し、該直流
電力を直流式電気鉄道の電車線に供給するコンバータ
と、電気車が回生制動時に発する回生電力を前記電源側
に回生するインバータとを備えた回生変電所において、
前記電車線電圧と所定の回生設定電圧との偏差出力に基
づいて前記インバータを位相制御し、前記コンバータお
よび前記インバータに流れる電流の和と所定の循環電流
設定量との偏差出力を所定の増幅特性によつて増幅する
とともに、該増幅出力に基づいて前記回生設定電圧の補
正を行ない、前記コンバータに流れる電流が所定のコン
バータ設定電流より小さいとき前記回生設定電圧の補正
を行なわないようにしたことを特徴とするとともに、 (2) 交流電源の交流出力電力を直流変換し、該直流
電力を直流式電気鉄道の電車線に供給するコンバータ
と、電気車が回生制動時に発する回生電力を前記電源側
に回生するインバータとを備えた回生変電所において、
前記コンバータに流れる電流と前記インバータに流れる
電流と所定の循環電流設定量とをつき合わせる第1つき
合わせ部と、前記コンバータに流れる電流と所定のコン
バータ電流設定量をつき合わせる第2つき合わせ部と、
前記第1つき合わせ部の偏差出力を所定の増幅特性で増
幅する増幅部と、この増幅部の出力と前記電車線電圧と
所定の回生電圧設定量とをつき合わせる第3つき合わせ
部と、この第3つき合わせ部および前記増幅部を結ぶ電
路に介挿され、前記第2つき合わせ部の偏差出力に基づ
いてオン,オフ制御されるスイツチ部と、前記第3つき
合わせ部の偏差出力に基づいて前記インバータの位相制
御を行なう制御部とを備えたことを特徴としている。
E. Means for Solving the Problems The present invention includes (1) a converter that converts AC output power of an AC power supply into DC and supplies the DC power to a train line of a DC type electric railway, and an electric car during regenerative braking. In a regenerative substation equipped with an inverter that regenerates regenerative power to the power supply side,
Phase control of the inverter is performed based on a deviation output between the train line voltage and a predetermined regenerative setting voltage, and a deviation output between a sum of currents flowing through the converter and the inverter and a predetermined circulating current setting amount is a predetermined amplification characteristic. In addition to the amplification, the regenerative setting voltage is corrected based on the amplified output, and when the current flowing through the converter is smaller than a predetermined converter setting current, the regenerative setting voltage is not corrected. (2) A converter for converting the AC output power of the AC power supply into a DC power, and supplying the DC power to the trolley line of the DC electric railway, and the regenerative power generated by the electric car during regenerative braking to the power supply side. In a regenerative substation equipped with a regenerative inverter,
A first matching section for matching the current flowing through the converter with the current flowing through the inverter and a predetermined circulating current setting amount; and a second matching section for matching the current flowing through the converter with the predetermined converter current setting amount. ,
An amplifying section for amplifying the deviation output of the first matching section with a predetermined amplification characteristic; a third matching section for matching the output of the amplifying section with the train line voltage and a predetermined regenerative voltage setting amount; Based on the deviation output of the third butt section and the switch section which is inserted in the electric path connecting the third butt section and the amplification section and which is on / off controlled based on the deviation output of the second butt section. And a control unit that controls the phase of the inverter.

F.作用 上記のような制御方法において、電気車の力行運転時に
コンバータおよびインバータに流れる電流の和が所定の
循環電流設定量よりも大きいとする。この場合回生設定
電圧は高くなるように補正されるので、インバータに循
環電流は流れない。次に電気車の力行運転時にコンバー
タおよびインバータに流れる電流の和が所定の循環電流
設定量よりも小さくなったとする。この場合インバータ
の位相制御が開始されて、インバータに所定の循環電流
が流れる。次に電気車の回生運転時にコンバータに流れ
る電流が所定のコンバータ設定電流より小さくなったと
する。この場合回生設定電圧の補正は行なわれなくな
り、これによってインバータは電車線電圧が回生設定電
圧になるように定電圧制御を行なう。
F. Action In the control method described above, it is assumed that the sum of the currents flowing through the converter and the inverter during the power running operation of the electric vehicle is larger than the predetermined circulating current set amount. In this case, the regenerative set voltage is corrected to be high, so that no circulating current flows in the inverter. Next, it is assumed that the sum of the currents flowing through the converter and the inverter during the power running operation of the electric vehicle becomes smaller than a predetermined circulating current set amount. In this case, the phase control of the inverter is started and a predetermined circulating current flows through the inverter. Next, it is assumed that the current flowing through the converter during the regenerative operation of the electric vehicle becomes smaller than the predetermined converter set current. In this case, the correction of the regenerative set voltage is not performed, whereby the inverter performs constant voltage control so that the train line voltage becomes the regenerative set voltage.

また、上記のような制御装置において、電気車の力行運
転時にコンバータおよびインバータに流れる電流が所定
の循環電流設定量よりも大きいとする。この場合第3つ
き合わせ部には第1つき合わせ部の偏差出力を増幅部で
増幅した信号が入力されるので、回生設定電圧は高くな
るように補正される。この為インバータに循環電流は流
れない。次に電気車の力行運転時にコンバータおよびイ
ンバータに流れる電流が所定の循環電流設定量よりも小
さくなったとする。この場合、増幅部はコンバータおよ
びインバータに流れる電流の和を循環電流設定量に等し
くなるように補正信号を第3つき合わせ部に送出する。
この為制御部はインバータの位相制御を開始するので、
インバータに所定の循環電流が流れる。次に電気車の回
生運転時にコンバータに流れる電流が所定のコンバータ
設定電流より小さくなったとする。この場合第2つき合
わせ部の偏差出力に基づいてスイッチ部がオフ制御され
るので、第3つき合わせ部は電車線電圧と所定の回生設
定電圧との偏差を出力する。これによって制御部は、電
車線電圧が回生設定電圧になるように、インバータの位
相制御を行なう。
Further, in the control device as described above, it is assumed that the current flowing through the converter and the inverter during the power running operation of the electric vehicle is larger than a predetermined circulating current set amount. In this case, since the signal obtained by amplifying the deviation output of the first matching unit by the amplification unit is input to the third matching unit, the regenerative setting voltage is corrected to be high. Therefore, no circulating current flows through the inverter. Next, it is assumed that the current flowing through the converter and the inverter during the power running operation of the electric vehicle becomes smaller than a predetermined circulating current setting amount. In this case, the amplification section sends a correction signal to the third matching section so that the sum of the currents flowing through the converter and the inverter becomes equal to the circulating current setting amount.
Therefore, the control unit starts the phase control of the inverter.
A predetermined circulating current flows through the inverter. Next, it is assumed that the current flowing through the converter during the regenerative operation of the electric vehicle becomes smaller than the predetermined converter set current. In this case, since the switch unit is off-controlled based on the deviation output of the second matching unit, the third matching unit outputs the deviation between the train line voltage and the predetermined regenerative setting voltage. As a result, the control unit controls the phase of the inverter so that the train line voltage becomes the regenerative setting voltage.

G.実施例 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例を説明す
る。第1図において第3図と同一部分は同一符号を持っ
て示し、その説明は省略する。変圧器2aとコンバータ3
を結ぶ電路には変流器11が、変圧器2bとインバータ8を
結ぶ電路には変流器12が各々介挿されている。変流器12
の交流出力電流はAC/DC変換器13によって直流変換され
た後、第1つき合わせ回路14に導入される。変流器11の
交流出力電流はAC/DC変換器15によって直流変換された
後、第1つき合わせ回路14および第2つき合わせ回路16
に導入される。前記第1つき合わせ回路14は予め循環電
流設定器17で設定された循環電流設定値と前記変換器13
の出力電流と前記変換器15の出力電流とをつき合わせ
る。前記第2つき合わせ回路16は予めコンバータ電流設
定器18で設定されたコンバータに設定電流と前記変換器
15の出力電流とをつき合わせる。第1つき合わせ回路14
の偏差出力は所定の増幅特性を有する増幅器19で増幅さ
れる。この増幅器19は、例えば図示特性曲線のようにコ
ンバータ電流およびインバータ電流の和が循環電流設定
値より大きいとき正の出力信号を発する。また、増幅器
19はコンバータ電流およびインバータの電流の和が循環
電流設定値より小さいとき、前記電流の和を循環電流設
定値に等しくなるようにする補正信号を発する。増幅器
19の出力は図示極性のダイオード21とアナログスイッチ
20から成る並列回路を介して第3つき合わせ回路22に導
入される。24は電車線5の電圧を検出する為のDC/DC変
換器であり、該変換器24の出力電圧は前記第3つき合わ
せ回路合22に導入される。第3つき合わせ回路22は予め
回生電圧設定器23で設定された回生設定電圧と前記増幅
器19の出力信号と前記変換器24の出力電圧とをつき合わ
せる。第3つき合わせ回路22の偏差出力は位相器27およ
びゲート回路28から成る自動電圧調整回路25に供給され
る。この自動電圧調整回路25は第3つき合わせ回路22の
出力信号に応じて前記インバータ8の位相制御を行な
う。第2つき合わせ回路16の偏差出力はコンパレータ26
に入力され、このコンパレータ(−C.P)26の動作に基
づき前記アナログスイッチ20に開閉制御信号が供給され
る。尚、前記設定電流は、循環電流設定器17の設定電流
(Ijset)>コンパータ電流設定器18の設定電流(ICNse
t)なる関係に設定しておくものであり、例えばIjsetを
100アンペアに、ICNsetを0〜数アンペアに各々設定し
ておく。
G. Example Hereinafter, one example of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, the same parts as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Transformer 2a and converter 3
A current transformer 11 is inserted in the electric path connecting the two, and a current transformer 12 is inserted in the electric path connecting the transformer 2b and the inverter 8. Current transformer 12
The AC output current is converted into DC by the AC / DC converter 13 and then introduced into the first matching circuit 14. The AC output current of the current transformer 11 is converted to DC by the AC / DC converter 15, and then the first matching circuit 14 and the second matching circuit 16 are connected.
Will be introduced to. The first matching circuit 14 is provided with the circulating current setting value previously set by the circulating current setting device 17 and the converter 13
And the output current of the converter 15 are matched. The second matching circuit 16 is provided with a converter which is previously set by the converter current setting unit 18 and the set current and the converter.
Match with the output current of 15. First match circuit 14
The deviation output of is amplified by the amplifier 19 having a predetermined amplification characteristic. The amplifier 19 outputs a positive output signal when the sum of the converter current and the inverter current is larger than the circulating current set value, as shown in the characteristic curve in the figure. Also the amplifier
When the sum of the converter current and the current of the inverter is smaller than the circulating current set value, 19 issues a correction signal for making the sum of the currents equal to the circulating current set value. amplifier
The output of 19 is a diode 21 of the polarity shown and an analog switch
It is introduced into the third matching circuit 22 via a parallel circuit consisting of 20. Reference numeral 24 is a DC / DC converter for detecting the voltage of the train line 5, and the output voltage of the converter 24 is introduced into the third matching circuit combination 22. The third matching circuit 22 matches the regeneration setting voltage preset by the regeneration voltage setting device 23, the output signal of the amplifier 19 and the output voltage of the converter 24. The deviation output of the third matching circuit 22 is supplied to an automatic voltage adjusting circuit 25 including a phase shifter 27 and a gate circuit 28. The automatic voltage adjusting circuit 25 controls the phase of the inverter 8 according to the output signal of the third matching circuit 22. The deviation output of the second matching circuit 16 is the comparator 26.
And an open / close control signal is supplied to the analog switch 20 based on the operation of the comparator (-CP) 26. The set current is the set current of the circulating current setter 17 (Ijset)> the set current of the comparator current setter 18 (I CN se
t) is set in advance, for example Ijset
Set 100 amps and I CN set to 0 to several amps respectively.

次に上記のように構成された装置の動作を第2図の電圧
・電流特性図とともに説明する。まず電気車6の力行運
転時においては、コンバータ3による力行電力の供給が
なされており、このとき電車線5の電圧は第2図の力行
領域に示す特性に沿って変化している。この場合AC/D変
換器15の出力電流(コンバータ3に流れる電流に比例し
た電流)Aがコンバータ電流設定器18の設定電流ICNset
より大きいので、コンパレータ26(−C.P)の出力は
「L」レベルとなりアナログスイッチ20はオンされる。
またこのとき前記変換器15の出力電流Aが循環電流設定
器17の設定電流Ijsetより大きいので、増幅器19はアナ
ログスイッチ20を介して第3つき合わせ回路22に正の出
力信号Cを送出する。この為回生電圧設定器23の設定電
圧は補正されてVDCset+Cなる値に引き上げられる。こ
れによってインバータ8は循環電流を流さないように動
作する。
Next, the operation of the device configured as described above will be described with reference to the voltage / current characteristic diagram of FIG. First, during the power running operation of the electric vehicle 6, the power running power is supplied by the converter 3, and at this time, the voltage of the train line 5 changes according to the characteristics shown in the power running region of FIG. In this case, the output current (current proportional to the current flowing through the converter 3) A of the AC / D converter 15 is the set current I CN set of the converter current setter 18.
Since it is larger, the output of the comparator 26 (-CP) becomes "L" level and the analog switch 20 is turned on.
At this time, since the output current A of the converter 15 is larger than the set current Ijset of the circulating current setting device 17, the amplifier 19 sends the positive output signal C to the third matching circuit 22 via the analog switch 20. Therefore, the set voltage of the regenerative voltage setting device 23 is corrected and raised to a value of VDC set + C. As a result, the inverter 8 operates so that no circulating current flows.

次にコンバータ3に流れる電流が少なくなってAC/DC変
換器15の出力電流A<循環電流設定器17の設定電流Ijse
tなる関係になったとする。すると増幅器19はコンバー
タ3およびインバータ8に流れる電流の和が循環電流設
定量と等しくなる(Ijset=A+B)ように補正信号を
発する。この為第3つき合わせ回路22の出力に基づいて
自動電圧調整回路25はインバータ8の位相制御を行な
う。これによってインバータ8には、第2図に示す如く
循環電流が流れる。ここで循環電流が流れ始めるときの
電車線電圧Edは、コンバータ入力電圧の変動(商用電源
電圧の変動)に応じて切換わる。すなわち、第2図のよ
うにコンバータ電圧が最低入力電圧VcのときはEdc、定
格入力電圧VbのときはEdb、最高入力電圧VaのときはEda
となる。このようにコンバータ入力電圧が変動した場
合、それに応じて循環電流を流す制御の開始電圧Edが切
り換わるので、コンバータ入力電圧がいかなる大きさで
あってもインバータ8に流れる循環電流を一定に制御す
ることができる。いま例えば循環電設定値Ijsetを100
(A)、力行電流10(A)とすると、コンバータ3に流
れる電流Icは、 インバータ8に流れる電流Iiは、 となる。
Next, the current flowing through the converter 3 decreases and the output current A of the AC / DC converter 15 <the setting current Ijse of the circulating current setting device 17
Let's say you have a relationship. Then, the amplifier 19 issues a correction signal so that the sum of the currents flowing through the converter 3 and the inverter 8 becomes equal to the circulating current setting amount (Ijset = A + B). Therefore, the automatic voltage adjusting circuit 25 controls the phase of the inverter 8 based on the output of the third matching circuit 22. As a result, a circulating current flows through the inverter 8 as shown in FIG. Here, the train line voltage Ed at which the circulating current starts to flow is switched according to the converter input voltage fluctuation (commercial power supply voltage fluctuation). That is, as shown in FIG. 2, Edc is used when the converter voltage is the lowest input voltage Vc, Edb is used when the converter input voltage is the rated input voltage Vb, and Eda is used when the converter input voltage is the highest input voltage Va.
Becomes When the converter input voltage fluctuates in this way, the control start voltage Ed for flowing the circulating current is switched accordingly, so that the circulating current flowing through the inverter 8 is controlled to be constant regardless of the converter input voltage. be able to. Now, for example, set the circulating current set value Ijset to 100.
(A) and power running current 10 (A), the current Ic flowing through the converter 3 is The current Ii flowing through the inverter 8 is Becomes

次に電気車6が回生運転を行ない、コンバータ3に流れ
る電流が零になったとする。すると前記変換器15の出力
電流Aが前記設定器18の設定電流ICNsetより小さくなる
ので、コンパレータ26(−C.P)の出力は「H」レベル
となりアナログスイッチ20はオフされる。この時点でAC
/DC変換器13の出力電流(インバータ8に流れる電流に
比例した電流)Bは、B≧Ijsetなる関係となるので、
増幅器19の出力CはC≧0なる関係となる。この為アナ
ログスイッチ20がオフ制御されたことにより増幅器19の
出力Cはダイオード21で阻止される。これによって第3
つき合わせ回路22は、回生電圧設定器23の設定電圧(V
DCset)とDC/DC変換器24の出力電圧(電車線5の電圧に
比例した電圧)との偏差を出力する。そして自動電圧調
整回路25は、第2図に示すように電車線電圧が前記設定
電圧VDCsetを超えないようにインバータ8の定電流制御
を行なう。これによって電気車6の発する回生電力はス
ムーズに回生される。
Next, it is assumed that the electric vehicle 6 performs regenerative operation and the current flowing through the converter 3 becomes zero. Then, the output current A of the converter 15 becomes smaller than the set current I CN set of the setter 18, so that the output of the comparator 26 (-CP) becomes "H" level and the analog switch 20 is turned off. AC at this point
Since the output current (current proportional to the current flowing through the inverter 8) B of the / DC converter 13 has a relationship of B ≧ Ijset,
The output C of the amplifier 19 has a relationship of C ≧ 0. Therefore, the output C of the amplifier 19 is blocked by the diode 21 because the analog switch 20 is turned off. This makes the third
The matching circuit 22 uses the set voltage (V
The difference between the DC set) and the output voltage of the DC / DC converter 24 (voltage proportional to the voltage of the train line 5) is output. Then, the automatic voltage adjusting circuit 25 controls the constant current of the inverter 8 so that the electric line voltage does not exceed the set voltage V DC set as shown in FIG. As a result, the regenerative electric power generated by the electric vehicle 6 is smoothly regenerated.

以上のように電気車が力行運転中であってもインバータ
を動作状態にすることができ、またコンバータ入力電圧
の変動に応じてインバータ制御開始電圧を適正値に変化
させることができるので、コンバータ入力電圧がいかな
る大きさであっても、循環電流を常に一定に制御するこ
とができる。尚、循環電流(Ij)とコンバータ電流(I
c)とインバータ電流(Ii)の関係を第6図に示す。
As described above, even when the electric vehicle is in the power running mode, the inverter can be operated, and the inverter control start voltage can be changed to an appropriate value according to the fluctuation of the converter input voltage. Regardless of the magnitude of the voltage, the circulating current can be constantly controlled. The circulating current (Ij) and the converter current (I
Fig. 6 shows the relationship between c) and the inverter current (Ii).

H.発明の効果 以上のように本発明によれば次のような効果が得られ
る。すなわち、 (1) 電気車が力行運転中で且つ商用電源電圧に変動
があった場合でも、循環電流を一定にする定電流制御を
行なうので、過大な循環電流は流れない。また、循環電
流が小さくて済むので、省エネルギー化が図れる。
H. Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. That is, (1) Even if the electric vehicle is in the power running mode and the commercial power supply voltage fluctuates, constant current control is performed to keep the circulating current constant, so that an excessive circulating current does not flow. Further, since the circulating current is small, energy saving can be achieved.

(2) 電気車の力行運転中であってもインバータは動
作するので、電気車の回生運転時には動作遅れを生じる
こと無く円滑に回生運転に移行することができる。
(2) Since the inverter operates even during the power running operation of the electric vehicle, it is possible to smoothly shift to the regenerative operation without causing an operation delay during the regenerative operation of the electric vehicle.

(3) 上記(2)項の理由により電車線の異常電圧上
昇を抑制することができ、これによって電気車の安全が
保たれる。
(3) Due to the reason of the above item (2), it is possible to suppress the abnormal voltage rise of the electric power line, and thus the safety of the electric vehicle is maintained.

(4) 電気車は、回生運転時にスムーズに回生制動を
行なうことができるのでエアブレーキを用いる必要がな
く、円滑な運転が継続できる。
(4) Since the electric vehicle can smoothly perform regenerative braking during regenerative operation, it is not necessary to use an air brake, and smooth operation can be continued.

(5) 電気車が回生運転時に発する電力を速やかに交
流電源側に回生できるので、回生電力を有効に利用する
ことができる。
(5) Since the electric power generated by the electric vehicle during regenerative operation can be quickly regenerated to the AC power source side, the regenerated electric power can be effectively used.

(6) 回生運転から力行運転への移行もスムーズに行
なえる。
(6) The transition from regenerative operation to power running can be performed smoothly.

【図面の簡単な説明】 第1図,第2図および第6図は本発明の一実施例を示
し、第1図は回路図、第2図は電圧・電流特性図、第6
図は電流特性図、第3図は従来の回生変電所システムの
一例を示す回路図、第4図および第5図(a),(b)
はともに従来の制御パターンを説明する為の電圧・電流
特性図である。 1……交流電源、3……コンバータ、5……電車線、6
……電気車、8……インバータ、14,16,22……つき合わ
せ回路、17……循環電流設定器、18……コンバータ電流
設定器、19……増幅器、20……アナログスイッチ、23…
…回生電圧設定器、25……自動電圧調整回路、26……コ
ンパレータ。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1, 2 and 6 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a circuit diagram, FIG. 2 is a voltage / current characteristic diagram, and FIG.
Fig. 3 is a current characteristic diagram, Fig. 3 is a circuit diagram showing an example of a conventional regenerative substation system, Fig. 4 and Fig. 5 (a), (b).
3A and 3B are voltage / current characteristic diagrams for explaining a conventional control pattern. 1 ... AC power supply, 3 ... Converter, 5 ... Train line, 6
...... Electric train, 8 …… Inverter, 14,16,22 …… Collecting circuit, 17 …… Circulating current setting device, 18 …… Converter current setting device, 19 …… Amplifier, 20 …… Analog switch, 23 ・ ・ ・
… Regenerative voltage setting device, 25 …… Automatic voltage adjustment circuit, 26 …… Comparator.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】交流電源の交流出力電力を直流変換し、該
直流電力を直流式電気鉄道の電車線に供給するコンバー
タと、電気車が回生制動時に発する回生電力を前記電源
側に回生するインバータとを備えた回生変電所におい
て、前記電車線電圧と所定の回生設定電圧との偏差出力
に基づいて前記インバータを位相制御し、前記コンバー
タおよび前記インバータに流れる電流の和と所定の循環
電流設定量との偏差出力を所定の増幅特性によつて増幅
するとともに、該増幅出力に基づいて前記回生設定電圧
の補正を行ない、前記コンバータに流れる電流が所定の
コンバータ設定電流より小さいとき前記回生設定電圧の
補正を行なわないようにしたことを特徴とする電鉄用回
生インバータの制御方法。
1. A converter for converting the AC output power of an AC power supply into a DC power, and supplying the DC power to the trolley line of a DC electric railway, and an inverter for regenerating the regenerative power generated by an electric car during regenerative braking to the power supply side. In a regenerative substation equipped with, a phase control of the inverter based on the deviation output of the train line voltage and a predetermined regenerative setting voltage, the sum of the current flowing through the converter and the inverter and a predetermined circulating current set amount Amplifies the deviation output with a predetermined amplification characteristic, corrects the regenerative setting voltage based on the amplified output, and when the current flowing through the converter is smaller than a predetermined converter setting current, A control method for a regenerative inverter for electric railways, characterized in that correction is not performed.
【請求項2】交流電源の交流出力電力を直流変換し、該
直流電力を直流式電気鉄道の電車線に供給するコンバー
タと、電気車が回生制動時に発する回生電力を前記電源
側に回生するインバータとを備えた回生変電所におい
て、前記コンバータに流れる電流と前記インバータに流
れる電流と所定の循環電流設定量とをつき合わせる第1
つき合わせ部と、前記コンバータに流れる電流と所定の
コンバータ電流設定量をつき合わせる第2つき合わせ部
と、前記第1つき合わせ部の偏差出力を所定の増幅特性
で増幅する増幅部と、この増幅部の出力と前記電車線電
圧と所定の回生電圧設定量とをつき合わせる第3つき合
わせ部と、この第3つき合わせ部および前記増幅部を結
ぶ電路に介挿され、前記第2つき合わせ部の偏差出力に
基づいてオン,オフ制御されるスイツチ部と、前記第3
つき合わせ部の偏差出力に基づいて前記インバータの位
相制御を行なう制御部とを備えたことを特徴とする電鉄
用回生インバータの制御装置。
2. A converter for converting the AC output power of the AC power supply to DC and supplying the DC power to the trolley line of a DC electric railway, and an inverter for regenerating the regenerative power generated by an electric car during regenerative braking to the power supply side. A regenerative substation comprising: a first reciprocal substation for correlating a current flowing through the converter, a current flowing through the inverter, and a predetermined circulating current set amount;
A matching section, a second matching section for matching the current flowing through the converter with a predetermined converter current setting amount, an amplifying section for amplifying the deviation output of the first matching section with a predetermined amplification characteristic, and this amplifying section. A third matching section for matching the output of the section, the train line voltage, and a predetermined regenerative voltage setting amount, and a second matching section inserted in a circuit connecting the third matching section and the amplifying section. A switch unit that is on / off controlled based on the deviation output of
A control unit for a regenerative inverter for electric railway, comprising: a control unit that controls the phase of the inverter based on the deviation output of the butting unit.
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