JPH08275570A - Power controller - Google Patents
Power controllerInfo
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- JPH08275570A JPH08275570A JP7330434A JP33043495A JPH08275570A JP H08275570 A JPH08275570 A JP H08275570A JP 7330434 A JP7330434 A JP 7330434A JP 33043495 A JP33043495 A JP 33043495A JP H08275570 A JPH08275570 A JP H08275570A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、鉄道車両などを
駆動するための電動機の制御に用いられる電力制御装置
に関し、特に、回生制動時における過電圧吸収の放電回
路に係わるものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power control device used for controlling an electric motor for driving a railway vehicle or the like, and more particularly to a discharge circuit for overvoltage absorption during regenerative braking.
【0002】[0002]
【従来の技術】図4は、例えば特開昭62−25087
8号公報に示された従来の三相誘導電動機制御用の電力
制御装置を示す回路図である。図4において、1は鉄道
線路の架線などから供給される直流電源、2はこの直流
電源1を切り放す遮断器、3は回生制動などをするとき
の発電エネルギーを吸収させるフィルタコンデンサで、
フィルタリアクトル4と共に逆L形フィルタ回路を構成
する。5は三相のインバータ回路を構成する電力変換回
路で、ゲートターンオフサイリスタなどの制御整流素子
5U,5V,5W,5X,5Y,5Zとそれぞれ逆並列
接続されたダイオード6U,6V,6W,6X,6Y,
6Zとにより構成される。5PU,5PV,5PWは
U,V,W相の正極側素子群、5NU,5NV,5NW
はU,V,W相の負極側素子群である。7はインバータ
回路5の負荷端に接続された鉄道車両などを駆動する三
相誘導電動機である電動機、8はインバータ回路5の電
源端と、フィルタコンデンサ3とに並列接続された回生
制動などをするときの過電圧抑制または発電エネルギー
の放電のための放電回路であり、放電用の抵抗9と、サ
イリスタ10と、ダイオード11との直列回路により構
成される。2. Description of the Related Art FIG. 4 shows, for example, JP-A-62-25087.
8 is a circuit diagram showing a conventional power control device for controlling a three-phase induction motor shown in Japanese Patent Publication No. In FIG. 4, 1 is a DC power source supplied from an overhead line of a railroad track, 2 is a circuit breaker that disconnects the DC power source 1, 3 is a filter capacitor that absorbs energy generated during regenerative braking,
An inverse L-shaped filter circuit is configured with the filter reactor 4. Reference numeral 5 is a power conversion circuit that constitutes a three-phase inverter circuit, and includes diodes 6U, 6V, 6W, 6X, which are connected in antiparallel with control rectifying elements 5U, 5V, 5W, 5X, 5Y, 5Z such as gate turn-off thyristors. 6Y,
6Z and. 5PU, 5PV, 5PW are U, V, W phase positive electrode side element groups, 5NU, 5NV, 5NW
Is a negative side element group of U, V and W phases. Reference numeral 7 is an electric motor which is a three-phase induction motor connected to the load end of the inverter circuit 5 and drives a railway vehicle, and 8 is regenerative braking connected in parallel to the power supply end of the inverter circuit 5 and the filter capacitor 3. This is a discharge circuit for suppressing overvoltage at that time or discharging generated energy, and is constituted by a series circuit of a discharging resistor 9, a thyristor 10 and a diode 11.
【0003】次に動作について説明する。鉄道車両を運
転するために電動機を駆動する、いわゆる力行の場合に
は、直流電源1の電圧をインバータ回路5の図示しない
ゲート制御回路にて、各制御整流素子5U,5V,5
W,5X,5Y,5Zを順次スイッチング制御すること
によって三相の可変電圧、可変周波数を発生させ三相誘
導電動機7の回転数を制御する。また、鉄道車両の速度
を減速するために電動機で制動する、いわゆる回生制動
の場合には、三相誘導電動機7を発電機として三相交流
を発生させ、インバータ回路5の各ダイオード6U,6
V,6W,6X,6Y,6Zにて直流に変換し、その発
電エネルギーを直流電源1とフィルタコンデンサ3とに
吸収させることによって鉄道車両の速度を減速する。こ
のとき、電源側に負荷となる鉄道車両などがなく直流電
源1の内部インピーダンスが高い場合には、三相誘導電
動機7で発電されたエネルギーが吸収しきれないことに
なる。この状態では、回生制動が充分に行われないだけ
でなく、直流電源1またはフィルタコンデンサ3などの
直流電圧が異常に上昇し、機器の故障さらには閃絡事故
または地絡事故などの重大事故に進展することがある。Next, the operation will be described. In the case of so-called power running in which an electric motor is driven to drive a railway vehicle, the voltage of the DC power supply 1 is controlled by a gate control circuit (not shown) of the inverter circuit 5 to control each rectifying element 5U, 5V, 5
By sequentially switching controlling W, 5X, 5Y, and 5Z, three-phase variable voltage and variable frequency are generated to control the rotation speed of the three-phase induction motor 7. Further, in the case of so-called regenerative braking, in which braking is performed by an electric motor to reduce the speed of the railway vehicle, three-phase AC is generated by using the three-phase induction motor 7 as a generator, and each diode 6U, 6 of the inverter circuit 5 is generated.
V, 6W, 6X, 6Y, 6Z is converted into direct current, and the generated energy is absorbed by the direct current power supply 1 and the filter capacitor 3 to reduce the speed of the railway vehicle. At this time, if there is no load such as a railway vehicle on the power supply side and the internal impedance of the DC power supply 1 is high, the energy generated by the three-phase induction motor 7 cannot be absorbed. In this state, not only regenerative braking will not be performed sufficiently, but also the DC voltage of the DC power supply 1 or the filter capacitor 3 will rise abnormally, which may cause equipment failure or serious accident such as flashover accident or ground fault accident. It may progress.
【0004】このようなときは、フィルタコンデンサ3
の過電圧を検出し、インバータ回路5の図示しないゲー
ト制御回路を停止させると共に、遮断器2を遮断させる
ことにより直流電源1からインバータ回路5を切り放
す。そして、インバータ回路5が直流電源1から切り放
されてから、サイリスタ10の図示しないゲート制御回
路にてこのサイリスタ10を点弧させ、放電用の抵抗9
にてフィルタコンデンサ3の電圧を放電して電圧を低下
させると共に、三相誘導電動機7の発電エネルギーを放
電用の抵抗9にて吸収させる。In such a case, the filter capacitor 3
Is detected, the gate control circuit (not shown) of the inverter circuit 5 is stopped, and the breaker 2 is cut off to disconnect the inverter circuit 5 from the DC power supply 1. Then, after the inverter circuit 5 is disconnected from the DC power supply 1, the thyristor 10 is ignited by a gate control circuit (not shown) of the thyristor 10 to discharge the resistor 9 for discharging.
At the same time, the voltage of the filter capacitor 3 is discharged to reduce the voltage, and the energy generated by the three-phase induction motor 7 is absorbed by the discharging resistor 9.
【0005】しかし、フィルタコンデンサ3の電圧が放
電回路8で放電されて電圧が低下しても、三相誘導電動
機7の残留誘起電圧Vによって続流電流Iが流れ続ける
ので、サイリスタ10が数秒から数十秒間は消弧できな
い状態が続く。このとき、インバータ回路5を起動する
ために遮断器2を再投入すると、放電回路8に直流電源
1から大電流が流れ込み、図示しない過電流保護回路に
より遮断器2がすぐに遮断動作を行うので、サイリスタ
10が消弧できないときは遮断器2が投入できず、イン
バータ回路5の再起動ができなかった。そのため放電回
路8において、サイリスタ10と直列にダイオード11
を接続し、サイリスタ10とダイオード11との順方向
降伏電圧を三相誘導電動機7の残留誘起電圧V以上に設
定する。すなわち、フィルタコンデンサ3の電圧を放電
回路8にて放電させ、その電圧がサイリスタ10とダイ
オード11との順方向降伏電圧より低くなり、続流電流
Iが流れなくなってサイリスタ10が消弧してから遮断
器2を再投入するので、インバータ回路5を短時間に再
起動できるようにしている。However, even if the voltage of the filter capacitor 3 is discharged by the discharge circuit 8 and the voltage is lowered, the follow-up current I continues to flow due to the residual induced voltage V of the three-phase induction motor 7, so that the thyristor 10 starts to operate for several seconds. The state that the arc cannot be extinguished continues for several tens of seconds. At this time, when the circuit breaker 2 is turned on again to start the inverter circuit 5, a large current flows from the DC power source 1 into the discharge circuit 8, and the circuit breaker 2 immediately performs the breaking operation by the overcurrent protection circuit (not shown). When the thyristor 10 cannot be extinguished, the circuit breaker 2 cannot be closed and the inverter circuit 5 cannot be restarted. Therefore, in the discharge circuit 8, the diode 11 is connected in series with the thyristor 10.
And the forward breakdown voltage of the thyristor 10 and the diode 11 is set to be equal to or higher than the residual induced voltage V of the three-phase induction motor 7. That is, after the voltage of the filter capacitor 3 is discharged by the discharge circuit 8 and the voltage becomes lower than the forward breakdown voltage of the thyristor 10 and the diode 11, the follow current I does not flow and the thyristor 10 extinguishes. Since the circuit breaker 2 is turned on again, the inverter circuit 5 can be restarted in a short time.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来の電力制御装置は
以上のように構成されているので、自己消弧機能のない
サイリスタ10を速やかに消弧させて電力変換回路を短
時間に再起動するためには、サイリスタ10とダイオー
ド11との順方向降伏電圧を三相誘導電動機7の残留誘
起電圧Vより高く設定する必要があり、そのためダイオ
ード11を複数個直列に接続しなければならなかった。
しかしながら、ダイオード11の順方向降伏電圧は一般
には1ボルト以下であるから所期の動作を実現させるた
めには、ダイオード11を4個乃至5個直列に接続する
必要があった。ところが、放電回路8には時として数百
アンペアオーダの大電流が流れることがあり、当然ダイ
オード11としてもそれを許容する大容量のものを用意
せねばならず、その個数を増すことはコストの増大また
小形化の妨げとなっていた。さらに、ダイオード11の
順方向降伏電圧は個々のばらつきが大きく、これに伴っ
てサイリスタ10の消弧時間が異なるので電力変換回路
5の再起動時間は、ダイオード11の最小降伏電圧によ
る規制を受けてサイリスタ10の消弧時間の最大値を超
える時間に設定する必要があり、その時間を短縮できな
いという問題点があった。Since the conventional power control device is constructed as described above, the thyristor 10 having no self-extinguishing function is quickly extinguished to restart the power conversion circuit in a short time. To this end, it is necessary to set the forward breakdown voltage of the thyristor 10 and the diode 11 higher than the residual induced voltage V of the three-phase induction motor 7, and therefore a plurality of diodes 11 must be connected in series.
However, since the forward breakdown voltage of the diode 11 is generally 1 volt or less, it is necessary to connect four to five diodes 11 in series in order to realize the desired operation. However, a large current of several hundred amperes sometimes flows in the discharge circuit 8, and of course, it is necessary to prepare a diode 11 having a large capacity to allow it, and increasing the number thereof increases cost. It was an obstacle to increase and miniaturization. Further, the forward breakdown voltage of the diode 11 has a large variation, and the arc-extinguishing time of the thyristor 10 differs accordingly. Therefore, the restart time of the power conversion circuit 5 is restricted by the minimum breakdown voltage of the diode 11. There is a problem that it is necessary to set a time exceeding the maximum value of the arc extinguishing time of the thyristor 10, and the time cannot be shortened.
【0007】この発明による電力制御装置は上記のよう
な問題点を解消するためになされたもので、放電回路の
サイリスタを速やかにかつ確実に消弧できるようにし、
またサイリスタの消弧を検出して電力変換回路の再起動
時間を短縮すると共に、低コストでかつ小形化が実現で
きる電力制御装置を提供するものである。The power control device according to the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and enables the thyristor of the discharge circuit to be quickly and surely extinguished.
Another object of the present invention is to provide a power control device that can detect the extinction of a thyristor, shorten the restart time of the power conversion circuit, and realize a low cost and downsizing.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明に係る電力制御
装置においては、直流電源に接続され、電動機に供給す
る電力の変換を行うと共に、電動機からの回生電力を上
記直流電源に戻す電力変換回路と、この電力変換回路に
並列接続されたフィルタコンデンサと、このフィルタコ
ンデンサに並列接続された、フィルタコンデンサの電圧
が第一の所定値以上のときに点弧されるサイリスタ、抵
抗およびトランジスタの直列回路からなる放電回路と、
サイリスタが点弧されたときに上記トランジスタをオン
とし、上フィルタコンデンサの電圧が上記第一の所定値
より低い第二の所定値以下のとき上記トランジスタをオ
フとする電圧応動回路とを備えることにより、電圧応動
回路で、サイリスタを確実に消弧するものである。In a power control device according to the present invention, a power conversion circuit connected to a DC power supply for converting power supplied to an electric motor and returning regenerative power from the electric motor to the DC power supply. A series circuit of a thyristor, a resistor and a transistor connected in parallel to the power conversion circuit and a thyristor connected in parallel to the filter capacitor and fired when the voltage of the filter capacitor is equal to or higher than a first predetermined value. A discharge circuit consisting of
A voltage responsive circuit that turns on the transistor when the thyristor is ignited and turns off the transistor when the voltage of the upper filter capacitor is equal to or lower than a second predetermined value that is lower than the first predetermined value. , A voltage responsive circuit that reliably extinguishes the thyristor.
【0009】また、直流電源に遮断器を介して接続さ
れ、電動機に供給する電力の変換を行うと共に、電動機
からの回生電力を直流電源に戻す電力変換回路と、この
電力変換回路に並列接続されたフィルタコンデンサと、
サイリスタ、抵抗およびトランジスタの直列回路からな
り、フィルタコンデンサに並列接続された放電回路と、
フィルタコンデンサの電圧が第一の所定値以上のとき遮
断器を遮断すると共に、トランジスタに係わる電圧(又
は電流)が第三の所定値を越えたとき遮断器の投入を禁
止し、トランジスタに係わる電圧(又は電流)が上記第
三の所定値以下のとき遮断器の投入を許可する遮断器制
御回路と、フィルタコンデンサの電圧が上記第一の所定
値以上のときにサイリスタを点弧させるゲート制御回路
と、サイリスタが点弧されたときトランジスタをオンと
し、フィルタコンデンサの電圧が上記第一の所定値より
低い第二の所定値以下のとき上記トランジスタをオフと
する電圧応動回路とを備えることにより、電圧応動回路
で、サイリスタを確実に消弧し、この消弧をトランジス
タに係わる電圧(又は電流)が上記第三の所定値以下に
なったことで検出し、遮断器の投入を許可するものであ
る。Further, a power converter circuit connected to the DC power source through a circuit breaker to convert electric power supplied to the electric motor and for returning regenerative power from the electric motor to the DC power source, and a power converter circuit connected in parallel to the power converter circuit. Filter capacitor,
A discharge circuit consisting of a series circuit of a thyristor, a resistor and a transistor, connected in parallel with a filter capacitor,
When the voltage of the filter capacitor is equal to or higher than the first predetermined value, the circuit breaker is shut off, and when the voltage (or current) related to the transistor exceeds the third predetermined value, the circuit breaker is closed and the voltage related to the transistor is disabled. A circuit breaker control circuit that permits closing of the circuit breaker when (or current) is less than or equal to the third predetermined value, and a gate control circuit that fires the thyristor when the voltage of the filter capacitor is greater than or equal to the first predetermined value. And a voltage responsive circuit that turns on the transistor when the thyristor is ignited and turns off the transistor when the voltage of the filter capacitor is less than or equal to a second predetermined value that is lower than the first predetermined value. The voltage-responsive circuit surely extinguishes the thyristor, and this extinction is detected when the voltage (or current) related to the transistor falls below the third predetermined value. It is intended to allow the insertion of the circuit breaker.
【0010】また、放電回路のトランジスタをオンオフ
制御する電圧応動回路を、放電回路のトランジスタのコ
レクタ−ベース間に接続したゼナーダイオードにより構
成したものである。Further, the voltage response circuit for controlling the on / off of the transistor of the discharge circuit is constituted by a Zener diode connected between the collector and the base of the transistor of the discharge circuit.
【0011】また、放電回路のトランジスタをオンオフ
制御する電圧応動回路を、放電回路のトランジスタのコ
レクタ−ベース間に接続した第1の抵抗とベース−エミ
ッタ間に接続した第2の抵抗とにより構成したものであ
る。Further, the voltage response circuit for controlling the on / off of the transistor of the discharge circuit is constituted by the first resistor connected between the collector and the base of the transistor of the discharge circuit and the second resistor connected between the base and the emitter. It is a thing.
【0012】また、電力変換回路をインバータ回路によ
り構成したものである。Further, the power conversion circuit is composed of an inverter circuit.
【0013】さらにまた、電力変換回路をチョッパ回路
により構成したものである。Furthermore, the power conversion circuit is composed of a chopper circuit.
【0014】[0014]
実施の形態1.図1はこの発明に係る電力制御装置の実
施の形態1を示す回路図である。図1において、1は鉄
道線路の架線などから供給される直流電源、2はこの直
流電源1を切り放す遮断器、3は回生制動などをすると
きの発電エネルギーを吸収させるフィルタコンデンサ、
4はこのフィルタコンデンサ3と共に逆L形フィルタ回
路を構成して、直流電圧の安定化と直流電流リップルを
平滑化するフィルタリアクトルである。Embodiment 1. 1 is a circuit diagram showing Embodiment 1 of a power control device according to the present invention. In FIG. 1, 1 is a DC power source supplied from an overhead line of a railroad track, 2 is a circuit breaker that disconnects the DC power source 1, 3 is a filter capacitor that absorbs power generation energy when performing regenerative braking,
Reference numeral 4 is a filter reactor which forms an inverse L-shaped filter circuit together with the filter capacitor 3 and stabilizes the DC voltage and smoothes the DC current ripple.
【0015】5はU,V,W相の正極側素子群5PU,
5PV,5PWと、U,V,W相の負極側素子群5N
U,5NV,5NWとを各相毎に直列接続し、その直列
接続されたU,V,W相の両端の全てがフィルタコンデ
ンサ3に並列接続された三相のインバータ回路を構成す
る電力変換回路、5U,5V,5WはU,V,W相の正
極側に設けられたゲートターンオフサイリスタなどの制
御整流素子、5X,5Y,5ZはU,V,W相の負極側
に設けられたゲートターンオフサイリスタなどの制御整
流素子、6U,6V,6W,6X,6Y,6Zはこれら
各相の制御整流素子とそれぞれ逆並列接続されたダイオ
ードであり、この逆並列接続された各相の制御整流素子
とダイオードとはそれぞれ上記正極側素子群5PU,5
PV,5PWおよび負極側素子群5NU,5NV,5N
Wを構成している。Reference numeral 5 denotes a positive side element group 5PU of U, V and W phases,
5PV, 5PW and U, V, W phase negative electrode side element group 5N
U, 5NV, 5NW are connected in series for each phase, and a power conversion circuit forming a three-phase inverter circuit in which both ends of the U, V, W phases connected in series are all connected in parallel to the filter capacitor 3. 5U, 5V, 5W are control rectifiers such as gate turn-off thyristors provided on the positive side of U, V, W phases, and 5X, 5Y, 5Z are gate turn-offs provided on the negative side of U, V, W phases. Control rectifying elements such as thyristors, 6U, 6V, 6W, 6X, 6Y, 6Z are diodes respectively connected in antiparallel with the control rectifying elements of these respective phases, and with the control rectifying elements of each antiparallel connected phase. The diodes are the positive electrode side element groups 5PU and 5 respectively.
PV, 5PW and negative electrode side element group 5NU, 5NV, 5N
Makes up W.
【0016】7はインバータ回路5の出力端子、すなわ
ちU,V,W相の正極側素子群5PU,5PV,5PW
と、U,V,W相の負極側素子群5NU,5NV,5N
Wとの中間接続点に各相毎に接続された鉄道車両などを
駆動する三相誘導電動機、8はインバータ回路5の電源
端と、フィルタコンデンサ3とに並列接続された回生制
動などをするときの過電圧抑制または発電エネルギーの
放電のための放電回路であり、放電用の抵抗9、サイリ
スタ10および従来装置のダイオード11に代わるトラ
ンジスタ12を直列接続して構成される。Reference numeral 7 is an output terminal of the inverter circuit 5, that is, a group of positive side elements 5PU, 5PV, 5PW of U, V and W phases.
And U, V, W phase negative electrode side element groups 5NU, 5NV, 5N
A three-phase induction motor for driving a railway vehicle or the like, which is connected for each phase at an intermediate connection point with W, and 8 is a power source end of the inverter circuit 5 and a filter capacitor 3 connected in parallel for regenerative braking Is a discharge circuit for suppressing overvoltage or discharging generated energy, and is configured by connecting a discharge resistor 9, a thyristor 10 and a transistor 12 in place of the diode 11 of the conventional device in series.
【0017】13はトランジスタ12をオンオフ制御す
る電圧応動回路となるゼナーダイオードであり、トラン
ジスタ12のコレクタ−ベース間電圧を決定する。14
はトランジスタ12の誤動作を防ぐためベース−エミッ
タ間のインピーダンスを下げる抵抗、15はトランジス
タ12がオフしたときにこのトランジスタのコレクタ−
エミッタ間の電圧を0ボルト近傍に安定化させる抵抗で
ある。16はフィルタコンデンサ3の所定の過電圧を検
出する電圧検出回路、18は電圧検出回路16がフィル
タコンデンサ3の所定の過電圧を検出したとき、遮断器
2遮断してインバータ回路5を直流電源1から切り放す
と共に、トランジスタ12のコレクタ−エミッタ間電圧
が所定値を越えたとき遮断器2の投入を禁止し、上記ト
ランジスタ12のコレクタ−エミッタ間電圧が上記所定
値以下のときを上記遮断器2の投入を許可する遮断器制
御回路である。17は上記電圧検出回路16でフィルタ
コンデンサ3の所定の過電圧が検出されたとき、遮断器
2の遮断後、つまり一定遅延時間後に放電回路8のサイ
リスタ10を点弧させるゲート制御回路である。Iはフ
ィルタコンデンサ3の過電圧を検知して放電回路8のサ
イリスタ10が点弧されたときに、三相誘導電動機7の
残留誘起電圧Vによって、例えばダイオード6U、放電
回路8およびダイオード6Yを流れる続流電流である。Reference numeral 13 is a zener diode which serves as a voltage response circuit for controlling the on / off of the transistor 12, and determines the collector-base voltage of the transistor 12. 14
Is a resistor that lowers the impedance between the base and the emitter to prevent malfunction of the transistor 12, and 15 is a collector of the transistor 12 when the transistor 12 is turned off.
It is a resistor that stabilizes the voltage between the emitters near 0 volt. Reference numeral 16 is a voltage detection circuit for detecting a predetermined overvoltage of the filter capacitor 3, and reference numeral 18 is a circuit breaker to shut off the inverter circuit 5 from the DC power supply 1 when the voltage detection circuit 16 detects a predetermined overvoltage of the filter capacitor 3. When the collector-emitter voltage of the transistor 12 exceeds a predetermined value, the circuit breaker 2 is prohibited from being turned on, and when the collector-emitter voltage of the transistor 12 is below the predetermined value, the circuit breaker 2 is turned on. It is a circuit breaker control circuit that permits. Reference numeral 17 denotes a gate control circuit for igniting the thyristor 10 of the discharge circuit 8 after the circuit breaker 2 is cut off, that is, after a predetermined delay time, when the voltage detection circuit 16 detects a predetermined overvoltage of the filter capacitor 3. When the overvoltage of the filter capacitor 3 is detected and the thyristor 10 of the discharge circuit 8 is ignited, I is, for example, the diode 6U, the discharge circuit 8 and the diode 6Y which continue to flow due to the residual induced voltage V of the three-phase induction motor 7. It is a flowing current.
【0018】次に電力変換回路全体の動作について説明
する。鉄道車両を運転するために電動機を駆動する、い
わゆる力行の場合には、遮断器2を投入すると直流電源
1の電圧がフィルタリアクトル4を通じてフィルタコン
デンサ3に充電され、電力変換回路であるインバータ回
路5の直流電圧源となる。この直流電圧をインバータ回
路5の図示しないゲート制御回路にて、各制御整流素子
5U,5V,5W,5X,5Y,5Zを順次スイッチン
グ制御することによって三相の可変電圧、可変周波数の
交流電圧に変換して三相誘導電動機7の回転数を制御し
て鉄道車両を力行制御する。Next, the operation of the entire power conversion circuit will be described. In the case of so-called power running in which an electric motor is driven to drive a railway vehicle, when the circuit breaker 2 is turned on, the voltage of the DC power supply 1 is charged in the filter capacitor 3 through the filter reactor 4 and the inverter circuit 5 which is a power conversion circuit. It becomes the DC voltage source of. A gate control circuit (not shown) of the inverter circuit 5 sequentially switches and controls each of the control rectifying elements 5U, 5V, 5W, 5X, 5Y, and 5Z to convert this DC voltage into a three-phase variable voltage and an AC voltage with a variable frequency. The speed of the railway vehicle is converted to control the rotational speed of the three-phase induction motor 7 to control the running of the railway vehicle.
【0019】また、鉄道車両の速度を減速するために電
動機で制動する、いわゆる回生制動の場合には、三相誘
導電動機7を発電機として三相交流を発生させ、インバ
ータ回路5の各ダイオード6U,6V,6W,6X,6
Y,6Zにて直流に変換し、その発電エネルギーを直流
電源1とフィルタコンデンサ3とに吸収させることによ
って鉄道車両の速度を減速する。このとき、電源側に負
荷となる鉄道車両などがなく直流電源1の内部インピー
ダンスが高い場合には、三相誘導電動機7で発電された
エネルギーが吸収しきれないことになる。このため、直
流電源1またはフィルタコンデンサ3などの直流電圧が
異常に上昇しだす。Further, in the case of so-called regenerative braking, in which braking is performed by an electric motor in order to reduce the speed of the railway vehicle, three-phase AC is generated by using the three-phase induction motor 7 as a generator, and each diode 6U of the inverter circuit 5 is generated. , 6V, 6W, 6X, 6
The speed of the railway vehicle is decelerated by converting it to DC in Y and 6Z and causing the generated power energy to be absorbed by the DC power supply 1 and the filter capacitor 3. At this time, if there is no load such as a railway vehicle on the power supply side and the internal impedance of the DC power supply 1 is high, the energy generated by the three-phase induction motor 7 cannot be absorbed. For this reason, the DC voltage of the DC power supply 1, the filter capacitor 3, etc. starts to rise abnormally.
【0020】すると、フィルタコンデンサ3の所定値以
上の過電圧を電圧検知回路16で検出し、電圧検出回路
16の出力でインバータ回路5の図示しないゲート制御
回路を停止させると共に、遮断器制御回路18にて遮断
器2を遮断させることにより直流電源1からインバータ
回路5を切り放す。そして、遮断器2の所定の遮断時間
が経過してインバータ回路5が直流電源1から切り放さ
れてから、すなわち、所定の遅延時間後にゲート制御回
路17にてこのサイリスタ10を点弧させる。すると、
トランジスタ12のコレクターベース間にゼナー電圧以
上の電圧がかかり、ゼナーダイオード13を経由してト
ランジスタ12のベース電流が流れるので、トランジス
タ12は導通し、抵抗9−サイリスタ10−トランジス
タ8の放電回路8に電流が流れ、放電用の抵抗9にてフ
ィルタコンデンサ3の電圧を放電させて電圧を低下させ
ると共に、三相誘導電動機7の発電エネルギーを放電用
の抵抗9にて吸収させる。Then, the voltage detection circuit 16 detects an overvoltage of a predetermined value or more of the filter capacitor 3, the output of the voltage detection circuit 16 stops the gate control circuit (not shown) of the inverter circuit 5, and the circuit breaker control circuit 18 The inverter circuit 5 is disconnected from the DC power source 1 by breaking the circuit breaker 2 by means of the circuit breaker 2. Then, after the inverter circuit 5 is disconnected from the DC power supply 1 after a predetermined interruption time of the circuit breaker 2, that is, after a predetermined delay time, the gate control circuit 17 causes the thyristor 10 to fire. Then
Since a voltage higher than the Zener voltage is applied between the collector and the base of the transistor 12 and the base current of the transistor 12 flows through the Zener diode 13, the transistor 12 becomes conductive and the resistor 9-thyristor 10-discharge circuit 8 of the transistor 8 is provided. A current flows through the discharge resistor 9 to discharge the voltage of the filter capacitor 3 to reduce the voltage, and the discharge resistor 9 absorbs the energy generated by the three-phase induction motor 7.
【0021】フィルタコンデンサ3の電圧が放電回路8
にて放電されて電圧が低下していくが、三相誘導電動機
7の残留誘起電圧Vによって、例えばダイオード6U、
放電回路8およびダイオード6Yを経て、続流電流Iが
流れ続けると共に、三相誘導電動機7の残留誘起電圧V
がダイオード6U,6V,6W,6X,6Y,6Zによ
って直流電圧に変換されてフィルタコンデンサ3を充電
する。ゆえに、サイリスタ10には続流電流Iが流れ続
けるので、サイリスタ10だけでは消弧できない。The voltage of the filter capacitor 3 is the discharge circuit 8
Is discharged and the voltage drops, but due to the residual induced voltage V of the three-phase induction motor 7, for example, the diode 6U,
The follow current I continues to flow through the discharge circuit 8 and the diode 6Y and the residual induced voltage V of the three-phase induction motor 7
Is converted into a DC voltage by the diodes 6U, 6V, 6W, 6X, 6Y, 6Z and charges the filter capacitor 3. Therefore, since the follow current I continues to flow in the thyristor 10, the thyristor 10 alone cannot extinguish the arc.
【0022】ここで、トランジスタ12およびこれをオ
ンオフ制御する電圧応動回路であるゼナーダイオード1
3の動作について説明する。トランジスタ12のコレク
タ−ベース間電圧がゼナーダイオード13のゼナー電圧
を超えると、トランジスタ12のベースにはゼナーダイ
オード13を介してベース電流が流れ、トランジスタ1
2はオンとなる。また、トランジスタ12のコレクタ−
ベース間電圧がゼナーダイオード13のゼナー電圧以下
になるとベース電流が流れなくなり、トランジスタ12
はオフとなる。また、一般にトランジスタ12のベース
ーエミッタ間の電圧はダイオード11の順方向降伏電圧
と同様に1ボルト以下の一定電圧となるので、トランジ
スタ12のコレクタ−エミッタ間電圧はゼナーダイオー
ド13のゼナー電圧と、トランジスタ12のベースーエ
ミッタ間の電圧とを合算した電圧に制御される。Here, the transistor 12 and the Zener diode 1 which is a voltage responsive circuit for controlling the ON / OFF of the transistor 12 are provided.
The operation of No. 3 will be described. When the collector-base voltage of the transistor 12 exceeds the Zener voltage of the Zener diode 13, a base current flows to the base of the transistor 12 via the Zener diode 13, and the transistor 1
2 turns on. Also, the collector of the transistor 12
When the voltage between the bases becomes equal to or lower than the zener voltage of the zener diode 13, the base current stops flowing and the transistor 12
Turns off. Further, in general, the voltage between the base and the emitter of the transistor 12 is a constant voltage of 1 volt or less like the forward breakdown voltage of the diode 11, so the collector-emitter voltage of the transistor 12 is equal to the zener voltage of the zener diode 13. , And the voltage between the base and emitter of the transistor 12 is controlled to be the sum of these voltages.
【0023】従って、トランジスタ12の所定の上記コ
レクタ−エミッタ間電圧を、三相誘導電動機7の残留誘
起電圧V以上に設定しておけば、フィルタコンデンサ3
の電圧がトランジスタ12のコレクタ−エミッタ間電圧
より低くなったときに、続流電流Iが流れなくなるので
サイリスタ10が消弧する。そのため、サイリスタ10
が続流電流Iにより消弧するのが遅れることによる、イ
ンバータ回路5の再起動時間が長くなることを防止でき
る。Therefore, if the predetermined collector-emitter voltage of the transistor 12 is set to the residual induced voltage V of the three-phase induction motor 7 or more, the filter capacitor 3
When the voltage of 2 becomes lower than the collector-emitter voltage of the transistor 12, the follow current I stops flowing and the thyristor 10 extinguishes. Therefore, the thyristor 10
It is possible to prevent the restart time of the inverter circuit 5 from being lengthened due to the delay in extinguishing the arc due to the follow current I.
【0024】たとえば、三相誘導電動機7の残留誘起電
圧Vが3ボルトの場合について、従来の技術と本実施の
形態との比較を行う。従来の技術では、ダイオード11
の順方向降伏電圧を例えば0.7ボルトとすると、三相
誘導電動機7の残留誘起電圧V以上にするためには、一
般には数百アンペアの大電流が流せるダイオード11を
5個以上直列に接続する必要がある。また、ダイオード
11の順方向降伏電圧のばらつきが0.6ボルト乃至
0.9ボルトの場合、5個直列したときのダイオード1
1全体の順方向降伏電圧は3ボルトから4.5ボルトま
でばらつきが生じる。従って、インバータ回路5の再起
動時間は、ダイオード11の最小降伏電圧による規制を
受けてサイリスタ10の消弧時間の最大値を超える時間
に設定する必要があり、その時間を短縮できない。For example, in the case where the residual induced voltage V of the three-phase induction motor 7 is 3 volts, the conventional technique and the present embodiment will be compared. In the conventional technology, the diode 11
If the forward breakdown voltage is 0.7 V, for example, in order to make the residual induction voltage V of the three-phase induction motor 7 or more, generally, five or more diodes 11 capable of flowing a large current of several hundred amperes are connected in series. There is a need to. Further, when the variation in the forward breakdown voltage of the diode 11 is 0.6 V to 0.9 V, the five diodes 1 connected in series are
1. The forward breakdown voltage of the whole 1 varies from 3 V to 4.5 V. Therefore, the restart time of the inverter circuit 5 needs to be set to a time exceeding the maximum value of the arc extinguishing time of the thyristor 10 under the restriction of the minimum breakdown voltage of the diode 11, and the time cannot be shortened.
【0025】一方、トランジスタ12のオンオフ制御を
する電圧応動回路を、ゼナーダイオード13で構成した
とすると、ダイオード11の直列接続による順方向降伏
電圧を用いたのと比べてゼナーダイオード13のゼナー
電圧にはばらつきが少ないため、サイリスタ10が消弧
するまでの時間にばらつきが少なくなり、インバータ回
路5の再起動時間を短縮できる。また、ゼナーダイオー
ド13にはトランジスタ12のベース電流が流れるだけ
なので、ゼナーダイオード13を制御基板上で設置でき
低コストでかつ小形化できる。On the other hand, if the voltage response circuit for controlling the on / off of the transistor 12 is constituted by the Zener diode 13, the Zener of the Zener diode 13 is compared with the case where the forward breakdown voltage by the series connection of the diodes 11 is used. Since there is little variation in the voltage, there is less variation in the time until the thyristor 10 is extinguished, and the restart time of the inverter circuit 5 can be shortened. Further, since only the base current of the transistor 12 flows through the Zener diode 13, the Zener diode 13 can be installed on the control board, and the cost and the size can be reduced.
【0026】また、遮断器制御回路18は、トランジス
タ12がオフして続流電流Iが流れなくなりサイリスタ
10が消弧したとき、トランジスタ12のコレクタ−エ
ミッタ間電圧が0ボルト近傍になるので、この電圧を検
出して遮断器2の投入を許可する。つまり、サイリスタ
10の消弧をトランジスタ12のコレクタ−エミッタ間
電圧で検出し、サイリスタ10が消弧したらすぐに遮断
器2を投入を許可してインバータ回路5を起動できるよ
うにするので、インバータ回路5の再起動時間をさらに
短縮できる。Further, in the circuit breaker control circuit 18, when the transistor 12 is turned off and the follow current I does not flow and the thyristor 10 is extinguished, the collector-emitter voltage of the transistor 12 becomes close to 0 volt. The voltage is detected and the circuit breaker 2 is permitted to be closed. That is, the extinction of the thyristor 10 is detected by the collector-emitter voltage of the transistor 12, and the circuit breaker 2 is permitted to be closed immediately after the extinction of the thyristor 10 so that the inverter circuit 5 can be started. The restart time of 5 can be further shortened.
【0027】実施の形態1では、三相誘導電動機7の残
留誘起電圧Vが3ボルトの場合について述べているが、
残留誘起電圧Vが変化すればゼナー電圧の違うゼナーダ
イオード13に交換すればよい。In the first embodiment, the case where the residual induced voltage V of the three-phase induction motor 7 is 3 V has been described.
If the residual induced voltage V changes, it may be replaced with a Zener diode 13 having a different Zener voltage.
【0028】実施の形態2.図2はこの発明に係る電力
制御装置の実施の形態2を示す回路図である。19はト
ランジスタ12のコレクタ−ベース間に接続された第1
の抵抗、20はトランジスタ12のベース−エミッタ間
に接続された第2の抵抗であり、上記第1および第2の
抵抗によりトランジスタ12をオンオフ制御する電圧応
動回路13を構成する。Embodiment 2. Second Embodiment FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of a power control device according to the present invention. Reference numeral 19 denotes a first transistor connected between the collector and the base of the transistor 12.
Is a second resistor connected between the base and the emitter of the transistor 12, and constitutes a voltage response circuit 13 for controlling the on / off of the transistor 12 by the first and second resistors.
【0029】トランジスタ12の動作は、電圧応動回路
13の第1の抵抗19と第2の抵抗20とにより分圧さ
れる電圧値で制御されるトランジスタ12のベース電流
によって、トランジスタ12がオンオフ制御されること
で実施の形態1と同様の動作を行う。このとき、上記し
たようにトランジスタ12のベースーエミッタ間の電圧
は1ボルト以下の一定電圧となる。トランジスタ12の
コレクタ−ベース間電圧とベース−エミッタ間電圧との
比率は、第1の抵抗19と第2の抵抗20との比率に等
しくなるようにトランジスタ12がオンオフ制御される
ので、トランジスタ12のコレクタ−ベース間電圧はベ
ース−エミッタ間電圧に第1の抵抗19と第2の抵抗2
0との比率を乗じた電圧に制御される。ゆえに、トラン
ジスタ12のコレクタ−ベース間電圧とベースーエミッ
タ間の電圧との合算である、トランジスタ12のコレク
タ−エミッタ間電圧は一定電圧に制御される。The operation of the transistor 12 is controlled by the base current of the transistor 12, which is controlled by the voltage value divided by the first resistor 19 and the second resistor 20 of the voltage response circuit 13, so that the transistor 12 is on / off controlled. By doing so, the same operation as in the first embodiment is performed. At this time, as described above, the base-emitter voltage of the transistor 12 becomes a constant voltage of 1 volt or less. Since the ratio of the collector-base voltage of the transistor 12 to the base-emitter voltage of the transistor 12 is controlled to be equal to the ratio of the first resistor 19 and the second resistor 20, the transistor 12 is on / off controlled. The collector-base voltage is the same as the base-emitter voltage in the first resistor 19 and the second resistor 2.
The voltage is controlled by multiplying the ratio with 0. Therefore, the collector-emitter voltage of the transistor 12, which is the sum of the collector-base voltage of the transistor 12 and the base-emitter voltage, is controlled to a constant voltage.
【0030】従って、実施の形態1と同様に、トランジ
スタ12のコレクタ−エミッタ間電圧を、三相誘導電動
機7の残留誘起電圧V以上に設定しておけば、フィルタ
コンデンサ3の電圧がトランジスタ12の所定の上記コ
レクタ−エミッタ間電圧より低くなったときに、続流電
流Iが流れなくなるのでサイリスタ10が消弧する。そ
のため、サイリスタ10が続流電流Iにより消弧するの
が遅れることによる、インバータ回路5の再起動時間が
長くなることを防止できる。Therefore, as in the first embodiment, if the collector-emitter voltage of the transistor 12 is set to be equal to or higher than the residual induced voltage V of the three-phase induction motor 7, the voltage of the filter capacitor 3 becomes that of the transistor 12. When the voltage becomes lower than the predetermined collector-emitter voltage, the follow current I stops flowing, and the thyristor 10 extinguishes. Therefore, it is possible to prevent the restart time of the inverter circuit 5 from being lengthened due to the delay in extinguishing the thyristor 10 by the follow current I.
【0031】以上のように、トランジスタ12のオンオ
フ制御をする電圧応動回路を、第1の抵抗19と第2の
抵抗20との分圧回路で構成し、トランジスタ12のベ
ース−エミッタ間電圧に第1の抵抗19と第2の抵抗2
0との比率をかけた電圧により制御すると、ダイオード
11の直列接続による順方向降伏電圧を用いたのと比べ
てトランジスタ12のベース−エミッタ間電圧にはばら
つきが少ないため、サイリスタ10が消弧するまでの時
間にばらつきが少なくなり、インバータ回路5の再起動
時間を短縮できる。また、第1の抵抗19と第2の抵抗
20とはトランジスタ12のベース電流等の小電流が流
れるだけなので、第1の抵抗19と第2の抵抗20とを
制御基板上で設置でき低コストでかつ小形化できる。As described above, the voltage responsive circuit for controlling the on / off of the transistor 12 is constituted by the voltage dividing circuit of the first resistor 19 and the second resistor 20, and the voltage between the base and the emitter of the transistor 12 is set to the first. 1 resistance 19 and 2 resistance 2
When controlled by a voltage multiplied by the ratio of 0, the thyristor 10 extinguishes because there is less variation in the base-emitter voltage of the transistor 12 compared to the case where a forward breakdown voltage due to series connection of the diode 11 is used. There is less variation in the time until, and the restart time of the inverter circuit 5 can be shortened. Since only a small current such as the base current of the transistor 12 flows between the first resistor 19 and the second resistor 20, the first resistor 19 and the second resistor 20 can be installed on the control board at low cost. It can be miniaturized.
【0032】また、遮断器制御回路18は、トランジス
タ12がオフして続流電流Iが流れなくなりサイリスタ
10が消弧したとき、トランジスタ12のコレクタ−エ
ミッタ間電圧が0ボルト近傍になるので、この電圧を検
出して遮断器2の投入を許可する。つまり、サイリスタ
10の消弧をトランジスタ12のコレクタ−エミッタ間
電圧で検出し、サイリスタ10が消弧したらすぐに遮断
器2を投入を許可してインバータ回路5を起動できるよ
うにするので、インバータ回路5の再起動時間をさらに
短縮できる。Further, when the transistor 12 is turned off and the follow current I does not flow and the thyristor 10 is extinguished, the circuit breaker control circuit 18 makes the collector-emitter voltage of the transistor 12 close to 0 volt. The voltage is detected and the circuit breaker 2 is permitted to be closed. That is, the arc extinction of the thyristor 10 is detected by the collector-emitter voltage of the transistor 12, and the circuit breaker 2 is permitted to be closed immediately after the arc extinction of the thyristor 10 so that the inverter circuit 5 can be started. The restart time of 5 can be further shortened.
【0033】実施の形態1および2では、電力変換回路
であるインバータ回路5は2レベルインバータ回路とし
て説明したが、3レベルインバータ回路でもよい。In Embodiments 1 and 2, the inverter circuit 5 which is a power conversion circuit has been described as a 2-level inverter circuit, but it may be a 3-level inverter circuit.
【0034】実施の形態3.図3はこの発明に係る電力
制御装置の実施の形態3である、電力変換回路を直流電
動機制御用のチョッパ回路に適用したときの回路図であ
る。21は制御整流素子21Aとダイオード22Aとを
逆並列接続した正極側素子群21PA、制御整流素子2
1Bとダイオード22Bとを逆並列接続した正極側素子
群21PB、制御整流素子21Cとダイオード22Cと
を逆並列接続した負極側素子群21NCおよび制御整流
素子21Dとダイオード22Dとを逆並列接続した負極
側素子群21NDの4個の素子群でブリッジ回路を構成
するチョッパ回路を構成する電力変換回路である。この
ブリッジ回路の正極側素子群21PA,21PBの接続
点と負極側素子群21NC,21NDの接続点とが上記
フィルタコンデンサ3に並列接続され、このブリッジ回
路の他端である正極側素子群21PAおよび負極側素子
群21NCの直列回路の中間点と正極側素子群21PB
および負極側素子群21NDの直列回路の中間点とが鉄
道車両を駆動する直流電動機の界磁巻線23に接続され
ている。なお制御整流素子21A,21B,21C,2
1Dは直流電動機の界磁巻線23に流れる界磁電流を制
御するためゲートターンオフサイリスタなどが用いられ
ている。Embodiment 3. 3 is a circuit diagram of a power control device according to a third embodiment of the present invention when a power conversion circuit is applied to a chopper circuit for controlling a DC motor. Reference numeral 21 denotes a positive electrode side element group 21PA in which a controlled rectifying element 21A and a diode 22A are connected in antiparallel, and a controlled rectifying element 2
1B and diode 22B are connected in antiparallel to the positive electrode side element group 21PB, control rectifying element 21C and diode 22C are connected in antiparallel to the negative side element group 21NC, and control rectification element 21D and diode 22D are connected in antiparallel to the negative electrode side. It is a power conversion circuit that constitutes a chopper circuit that constitutes a bridge circuit by four element groups of the element group 21ND. The connection point of the positive side element groups 21PA and 21PB and the connection point of the negative side element groups 21NC and 21ND of this bridge circuit are connected in parallel to the filter capacitor 3, and the positive side element group 21PA which is the other end of this bridge circuit and Intermediate point of series circuit of negative electrode side element group 21NC and positive electrode side element group 21PB
And the intermediate point of the series circuit of the negative electrode side element group 21ND is connected to the field winding 23 of the DC motor that drives the railway vehicle. The control rectifying elements 21A, 21B, 21C, 2
1D uses a gate turn-off thyristor or the like to control the field current flowing in the field winding 23 of the DC motor.
【0035】24は直流電動機の電機子巻線25に流れ
る電機子電流を制御するゲートターンオフサイリスタな
どの電機子チョッパ用の制御整流素子、26は直流電動
機の電機子巻線25に並列接続された直流電動機の電機
子巻線25に流れる電機子電流を環流するフライホイー
ルダイオードであり、電機子巻線25および電機子チョ
ッパ用の制御整流素子24の直列回路が、フィルタコン
デンサ3およびチョッパ回路5に並列接続される。Iは
フィルタコンデンサ3の過電圧を検知して放電回路8の
サイリスタ10が点弧されたときに、直流電動機の界磁
巻線23の残留誘起電圧Vによって、ダイオード22
A、放電回路8およびダイオード22Dを流れる続流電
流である。Reference numeral 24 is a control rectifying element for an armature chopper such as a gate turn-off thyristor for controlling the armature current flowing in the armature winding 25 of the DC motor, and 26 is connected in parallel to the armature winding 25 of the DC motor. A flywheel diode that circulates an armature current flowing in the armature winding 25 of the DC motor, and a series circuit of the armature winding 25 and the control rectifying element 24 for the armature chopper is provided in the filter capacitor 3 and the chopper circuit 5. Connected in parallel. I detects the overvoltage of the filter capacitor 3 and when the thyristor 10 of the discharge circuit 8 is ignited, the residual induced voltage V of the field winding 23 of the DC motor causes the diode 22
A, a follow-up current flowing through the discharge circuit 8 and the diode 22D.
【0036】従って、実施の形態1と同様に、回生制動
などをしたときにおいて、直流電源1またはフィルタコ
ンデンサ3などの直流電圧が異常に上昇した場合には、
遮断器2を遮断し、サイリスタ10を点弧させ放電用の
抵抗9にて放電させた後も、直流電動機の界磁巻線23
の残留誘起電圧Vによって放電回路8に続流電流Iが流
れ続ける。しかし、トランジスタ12の所定のコレクタ
−エミッタ間電圧を直流電動機の界磁巻線23の残留誘
起電圧V以上に設定しておけば、フィルタコンデンサ3
の電圧がトランジスタ12のコレクタ−エミッタ間電圧
より低くなったときに、トランジスタ12がオフし、続
流電流Iが流れなくなるのでサイリスタ10が消弧す
る。そのため、サイリスタ10が続流電流Iにより消弧
するのが遅れることによる、チョッパ回路5の再起動時
間が長くなることを防止できる。Therefore, as in the first embodiment, when the DC voltage of the DC power supply 1 or the filter capacitor 3 rises abnormally during regenerative braking,
Even after the breaker 2 is cut off and the thyristor 10 is ignited and discharged by the discharge resistor 9, the field winding 23 of the DC motor
The follow-up current I continues to flow in the discharge circuit 8 due to the residual induced voltage V. However, if the predetermined collector-emitter voltage of the transistor 12 is set to be equal to or higher than the residual induced voltage V of the field winding 23 of the DC motor, the filter capacitor 3
When the voltage of 2 becomes lower than the collector-emitter voltage of the transistor 12, the transistor 12 is turned off and the follow current I stops flowing, so that the thyristor 10 extinguishes. Therefore, it is possible to prevent the restart time of the chopper circuit 5 from being lengthened due to the delay in extinguishing the thyristor 10 by the follow current I.
【0037】以上のように、トランジスタ12のオンオ
フ制御をする電圧応動回路を、実施の形態1と同様にゼ
ナーダイオード13で構成したとすると、ダイオード1
1の直列接続による順方向降伏電圧を用いたのと比べて
ゼナーダイオード13のゼナー電圧にはばらつきが少な
いため、サイリスタ10が消弧するまでの時間にばらつ
きが少なくなり、チョッパ回路11の再起動時間を短縮
できる。また、ゼナーダイオード13にはトランジスタ
12のベース電流が流れるだけなので、ゼナーダイオー
ド13を制御基板上で設置でき低コストでかつ小形化で
きる。As described above, assuming that the voltage response circuit for controlling the on / off of the transistor 12 is composed of the Zener diode 13 as in the first embodiment, the diode 1
Since the zener voltage of the zener diode 13 has less variation compared to the case where the forward breakdown voltage due to the series connection of 1 is used, there is less variation in the time until the thyristor 10 extinguishes, and the re-creation of the chopper circuit 11 is reduced. Start-up time can be shortened. Further, since only the base current of the transistor 12 flows through the Zener diode 13, the Zener diode 13 can be installed on the control board, and the cost and the size can be reduced.
【0038】また、遮断器制御回路18は、トランジス
タ12がオフして続流電流Iが流れなくなりサイリスタ
10が消弧したとき、トランジスタ12のコレクタ−エ
ミッタ間電圧が0ボルト近傍になるので、この電圧を検
出して遮断器2の投入を許可する。つまり、サイリスタ
10の消弧をトランジスタ12のコレクタ−エミッタ間
電圧で検出し、サイリスタ10が消弧したらすぐに遮断
器2を投入を許可してチョッパ回路5を起動できるよう
にするので、チョッパ回路5の再起動時間をさらに短縮
できる。Further, in the circuit breaker control circuit 18, when the transistor 12 is turned off and the follow current I does not flow and the thyristor 10 is extinguished, the collector-emitter voltage of the transistor 12 becomes close to 0 volt. The voltage is detected and the circuit breaker 2 is permitted to be closed. That is, the extinction of the thyristor 10 is detected by the collector-emitter voltage of the transistor 12, and the circuit breaker 2 is permitted to be closed immediately after the thyristor 10 is extinguished so that the chopper circuit 5 can be activated. The restart time of 5 can be further shortened.
【0039】実施の形態1から3では、サイリスタ10
が消弧して続流電流Iが流れなくなったことを、トラン
ジスタ12がオフしてトランジスタ12のコレクタ−エ
ミッタ間電圧が0ボルト近傍となったことで検出すると
説明したが、トランジスタ12のコレクタ−ベース間電
圧が0ボルト近傍となったことで検出しても、トランジ
スタ12のベース電流が0アンペア近傍となったことで
検出してもどちらでもよい。In the first to third embodiments, the thyristor 10 is used.
It has been described that the current is extinguished and the follow current I stops flowing by detecting that the transistor 12 is turned off and the collector-emitter voltage of the transistor 12 becomes close to 0 volt. It does not matter whether the detection is performed when the voltage between the bases is near 0 volt or when the base current of the transistor 12 is near 0 amperes.
【0040】また、実施の形態1から3では、インバー
タ回路の制御整流素子5U,5V,5W,5X,5Y,
5Zまたはチョッパ回路の制御整流素子21A,21
B,21C,21Dと、電機子チョッパ用の制御整流素
子24とをゲートターンオフサイリスタを用いて説明し
たが、トランジスタ、電界効果トランジスタまたはIG
BT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)などの自己
消弧形の各種半導体素子を用いてもよい。Further, in the first to third embodiments, the control rectifying elements 5U, 5V, 5W, 5X, 5Y of the inverter circuit,
Controlled rectifying elements 21A, 21 of 5Z or chopper circuit
B, 21C and 21D and the control rectifying element 24 for the armature chopper have been described by using the gate turn-off thyristor, but they are transistors, field effect transistors or IGs.
Various self-arc-extinguishing type semiconductor elements such as BT (insulated gate bipolar transistor) may be used.
【0041】また、実施の形態1から3では、インバー
タ回路の制御整流素子5U,5V,5W,5X,5Y,
5Zにそれぞれ逆並列接続されたダイオード6U,6
V,6W,6X,6Y,6Zまたはチョッパ回路の制御
整流素子21A,21B,21C,21Dにそれぞれ逆
並列接続されたダイオード22A,22B,22C,2
2Dは、別の素子として説明したが、同一素子上に逆並
列接続された制御整流素子とダイオードとを組み合せた
自己消弧形の各種半導体素子を用いてもよい。Further, in the first to third embodiments, the controlled rectifying elements 5U, 5V, 5W, 5X, 5Y of the inverter circuit,
Diodes 6U and 6 respectively connected in anti-parallel to 5Z
Diodes 22A, 22B, 22C, 2 respectively connected in anti-parallel to V, 6W, 6X, 6Y, 6Z or controlled rectifiers 21A, 21B, 21C, 21D of a chopper circuit.
Although 2D has been described as another element, various self-arc-extinguishing semiconductor elements in which a controlled rectifying element and a diode connected in anti-parallel on the same element are combined may be used.
【0042】また、実施の形態1から3では、放電回路
8の構成を直流電源のマイナス側からトランジスタ1
2、サイリスタ10、放電用の抵抗9の順番で説明した
が、その順番はいずれでもよい。In the first to third embodiments, the structure of the discharge circuit 8 is changed from the negative side of the DC power source to the transistor 1
2, the thyristor 10 and the discharging resistor 9 are described in this order, but the order may be any.
【0043】さらにまた、実施の形態1から3では、ト
ランジスタ12はNPNトランジスタで説明したが、P
NPトランジスタのほか、電界効果トランジスタまたは
IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)などの
各種半導体素子を用いてもよい。Furthermore, in the first to third embodiments, the transistor 12 has been described as an NPN transistor.
In addition to the NP transistor, various semiconductor elements such as a field effect transistor or an IGBT (insulated gate bipolar transistor) may be used.
【0044】[0044]
【発明の効果】以上のようにこの発明に係る電力制御装
置によれば、直流電源に接続され、電動機に供給する電
力の変換を行うと共に、電動機からの回生電力を直流電
源に戻す電力変換回路と、この電力変換回路に並列接続
されたフィルタコンデンサと、このフィルタコンデンサ
に並列接続された、フィルタコンデンサの電圧が第一の
所定値以上のときに点弧されるサイリスタ、抵抗および
トランジスタの直列回路からなる放電回路と、サイリス
タが点弧されたときにトランジスタをオンとし、フィル
タコンデンサの電圧が上記第一の所定値より低い第二の
所定値以下のときトランジスタをオフとする電圧応動回
路とを備えたので、サイリスタを速やかにかつ確実に消
弧でき、電力変換回路の再起動時間を短縮できる。As described above, according to the power control device of the present invention, the power conversion circuit is connected to the DC power supply to convert the electric power supplied to the electric motor and to return the regenerative electric power from the electric motor to the DC power supply. A series circuit of a thyristor, a resistor and a transistor connected in parallel to the power conversion circuit and a thyristor connected in parallel to the filter capacitor and fired when the voltage of the filter capacitor is equal to or higher than a first predetermined value. And a voltage responsive circuit that turns on the transistor when the thyristor is ignited and turns off the transistor when the voltage of the filter capacitor is below a second predetermined value lower than the first predetermined value. Since it is provided, the thyristor can be extinguished quickly and reliably, and the restart time of the power conversion circuit can be shortened.
【0045】また、直流電源に遮断器を介して接続さ
れ、電動機に供給する電力の変換を行うと共に、電動機
からの回生電力を直流電源に戻す電力変換回路と、この
電力変換回路に並列接続されたフィルタコンデンサと、
サイリスタ、抵抗およびトランジスタの直列回路からな
り、フィルタコンデンサに並列接続された放電回路と、
フィルタコンデンサの電圧が第一の所定値以上のとき遮
断器を遮断すると共に、トランジスタに係わる電圧(又
は電流)が第三の所定値を越えたとき遮断器の投入を禁
止し、トランジスタに係わる電圧(又は電流)が上記第
三の所定値以下のとき遮断器の投入を許可する遮断器制
御回路と、フィルタコンデンサの電圧が上記第一の所定
値以上のときにサイリスタを点弧させるゲート制御回路
と、サイリスタが点弧されたときトランジスタをオンと
し、フィルタコンデンサの電圧が上記第一の所定値より
低い第二の所定値以下のときトランジスタをオフとする
電圧応動回路とを備えたので、サイリスタを速やかにか
つ確実に消弧でき、電力変換回路の再起動時間を短縮で
きる。Further, a power converter circuit connected to the DC power source through a circuit breaker to convert electric power supplied to the electric motor and returning the regenerative power from the electric motor to the DC power source is connected in parallel to the power converter circuit. Filter capacitor,
A discharge circuit consisting of a series circuit of a thyristor, a resistor and a transistor, connected in parallel with a filter capacitor,
When the voltage of the filter capacitor is equal to or higher than the first predetermined value, the circuit breaker is shut off, and when the voltage (or current) related to the transistor exceeds the third predetermined value, the circuit breaker is closed and the voltage related to the transistor is disabled. A circuit breaker control circuit that permits closing of the circuit breaker when (or current) is less than or equal to the third predetermined value, and a gate control circuit that fires the thyristor when the voltage of the filter capacitor is greater than or equal to the first predetermined value. And a voltage responsive circuit that turns on the transistor when the thyristor is ignited and turns off the transistor when the voltage of the filter capacitor is lower than the second predetermined value lower than the first predetermined value. Can be quickly and reliably extinguished, and the restart time of the power conversion circuit can be shortened.
【0046】また、電圧応動回路をトランジスタのコレ
クタ−ベース間に接続されたゼナーダイオードにより構
成したので、サイリスタを速やかにかつ確実に消弧で
き、電力変換回路の再起動時間を短縮でき、かつ低コス
トで小形化が実現できる。Further, since the voltage response circuit is constituted by the Zener diode connected between the collector and the base of the transistor, the thyristor can be extinguished quickly and reliably, the restart time of the power conversion circuit can be shortened, and Miniaturization can be realized at low cost.
【0047】また、電圧応動回路をトランジスタのコレ
クタ−ベース間に接続された第1の抵抗とベース−エミ
ッタ間に接続された第2の抵抗により構成したので、サ
イリスタを速やかにかつ確実に消弧でき、電力変換回路
の再起動時間を短縮でき、かつ低コストで小形化が実現
できる。Further, since the voltage responsive circuit is composed of the first resistor connected between the collector and the base of the transistor and the second resistor connected between the base and the emitter of the transistor, the thyristor is quickly and surely extinguished. Therefore, the restart time of the power conversion circuit can be shortened, and downsizing can be realized at low cost.
【0048】また、電力変換回路をインバータ回路で構
成し、このインバータ回路に並列接続されたフィルタコ
ンデンサの電圧が所定値以下のとき電圧応動回路により
放電回路のトランジスタをオフし、放電回路に流れる続
流電流を制限するようにしたことにより、サイリスタを
速やかにかつ確実に消弧できるので、インバータ回路の
再起動時間を短縮できる。Further, the power conversion circuit is composed of an inverter circuit, and when the voltage of the filter capacitor connected in parallel to this inverter circuit is below a predetermined value, the voltage response circuit turns off the transistor of the discharge circuit, and the current flowing to the discharge circuit continues. By limiting the flowing current, the thyristor can be extinguished quickly and reliably, and the restart time of the inverter circuit can be shortened.
【0049】さらにまた、電力変換回路をチョッパ回路
で構成し、このチョッパ回路に並列接続されたフィルタ
コンデンサの電圧が所定値以下のとき電圧応動回路によ
り放電回路のトランジスタをオフし、放電回路に流れる
続流電流を制限するようにしたことにより、サイリスタ
を速やかにかつ確実に消弧できるので、チョッパ回路の
再起動時間を短縮できる。Furthermore, the power conversion circuit is composed of a chopper circuit, and when the voltage of the filter capacitor connected in parallel to this chopper circuit is below a predetermined value, the voltage response circuit turns off the transistor of the discharge circuit and flows to the discharge circuit. By limiting the follow current, the thyristor can be quickly and surely extinguished, so that the restart time of the chopper circuit can be shortened.
【図1】 この発明の電力制御装置の実施の形態1を示
す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a power control device of the present invention.
【図2】 この発明の電力制御装置の実施の形態2を示
す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the power control device of the present invention.
【図3】 この発明の電力制御装置の実施の形態3を示
す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a third embodiment of the power control device of the present invention.
【図4】 従来の三相誘導電動機制御用の電力制御装置
を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional power control device for controlling a three-phase induction motor.
1 直流電源 2 遮断器 3 フィルタコンデンサ 5 電力変換回路であるインバータ回路 7 電動機 8 放電回路 9 抵抗 10 サイリスタ 12 トランジスタ 13 電圧応動
回路 16 電圧検出回路 17 ゲート制
御回路 18 遮断器制御回路 19 第1の抵
抗 20 第2の抵抗 21 電力変換回路であるチョッパ回路 23 電動機の界磁巻線 25 電動機の
電機子巻線DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC power supply 2 Circuit breaker 3 Filter capacitor 5 Inverter circuit which is a power conversion circuit 7 Electric motor 8 Discharge circuit 9 Resistance 10 Thyristor 12 Transistor 13 Voltage response circuit 16 Voltage detection circuit 17 Gate control circuit 18 Circuit breaker control circuit 19 First resistance 20 2nd resistance 21 Chopper circuit which is a power conversion circuit 23 Field winding of an electric motor 25 Armature winding of an electric motor
Claims (6)
電力の変換を行うと共に、上記電動機からの回生電力を
上記直流電源に戻す電力変換回路と、この電力変換回路
に並列接続されたフィルタコンデンサと、このフィルタ
コンデンサに並列接続された、上記フィルタコンデンサ
の電圧が第一の所定値以上のときに点弧されるサイリス
タ、抵抗およびトランジスタの直列回路からなる放電回
路と、上記サイリスタが点弧されたときに上記トランジ
スタをオンとし、上記フィルタコンデンサの電圧が上記
第一の所定値より低い第二の所定値以下のとき上記トラ
ンジスタをオフとする電圧応動回路とを備えたことを特
徴とする電力制御装置。1. A power conversion circuit connected to a DC power supply for converting the power supplied to an electric motor and returning regenerative power from the electric motor to the DC power supply; and a filter capacitor connected in parallel to the power conversion circuit. A thyristor, which is connected in parallel to the filter capacitor and is fired when the voltage of the filter capacitor is equal to or higher than a first predetermined value, a discharge circuit including a series circuit of a resistor and a transistor, and the thyristor is fired. And a voltage response circuit that turns on the transistor when the voltage of the filter capacitor is equal to or lower than a second predetermined value that is lower than the first predetermined value. Control device.
動機に供給する電力の変換を行うと共に、上記電動機か
らの回生電力を上記直流電源に戻す電力変換回路と、こ
の電力変換回路に並列接続されたフィルタコンデンサ
と、サイリスタ、抵抗およびトランジスタの直列回路か
らなり、上記フィルタコンデンサに並列接続された放電
回路と、上記フィルタコンデンサの電圧が第一の所定値
以上のとき上記遮断器を遮断すると共に、上記トランジ
スタに係わる電圧(又は電流)が第三の所定値を越えた
とき上記遮断器の投入を禁止し、上記トランジスタに係
わる電圧(又は電流)が上記第三の所定値以下のとき上
記遮断器の投入を許可する遮断器制御回路と、上記フィ
ルタコンデンサの電圧が上記第一の所定値以上のときに
上記サイリスタを点弧させるゲート制御回路と、上記サ
イリスタが点弧されたとき上記トランジスタをオンと
し、上記フィルタコンデンサの電圧が上記第一の所定値
より低い第二の所定値以下のとき上記トランジスタをオ
フとする電圧応動回路とを備えたことを特徴とする電力
制御装置。2. A power conversion circuit, which is connected to a DC power supply through a circuit breaker, converts electric power supplied to the electric motor, and returns regenerative power from the electric motor to the DC power supply, and a power conversion circuit connected in parallel to the power conversion circuit. A discharge circuit consisting of a connected filter capacitor, a series circuit of a thyristor, a resistor and a transistor, connected in parallel to the filter capacitor, and interrupting the circuit breaker when the voltage of the filter capacitor is equal to or higher than a first predetermined value. At the same time, when the voltage (or current) related to the transistor exceeds a third predetermined value, the circuit breaker is closed, and when the voltage (or current) related to the transistor is equal to or less than the third predetermined value, A circuit breaker control circuit that permits closing of the circuit breaker, and the thyristor is fired when the voltage of the filter capacitor is equal to or higher than the first predetermined value. And a voltage control circuit for turning on the transistor when the thyristor is ignited and turning off the transistor when the voltage of the filter capacitor is below a second predetermined value lower than the first predetermined value. A power control device comprising: a circuit.
−ベース間に接続されたゼナーダイオードにより構成し
たことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電
力制御装置。3. The power control device according to claim 1, wherein the voltage response circuit is constituted by a Zener diode connected between the collector and the base of the transistor.
−ベース間に接続された第1の抵抗とベース−エミッタ
間に接続された第2の抵抗により構成したことを特徴と
する請求項1または請求項2に記載の電力制御装置。4. The voltage-responsive circuit is constituted by a first resistor connected between the collector and the base of the transistor and a second resistor connected between the base and the emitter of the transistor. 2. The power control device according to 2.
成したことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいず
れかに記載の電力制御装置。5. The power control device according to claim 1, wherein the power conversion circuit is an inverter circuit.
したことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれ
かに記載の電力制御装置。6. The power control device according to claim 1, wherein the power conversion circuit comprises a chopper circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7330434A JPH08275570A (en) | 1995-01-31 | 1995-12-19 | Power controller |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1418895 | 1995-01-31 | ||
JP7-14188 | 1995-01-31 | ||
JP7330434A JPH08275570A (en) | 1995-01-31 | 1995-12-19 | Power controller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08275570A true JPH08275570A (en) | 1996-10-18 |
Family
ID=26350095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7330434A Pending JPH08275570A (en) | 1995-01-31 | 1995-12-19 | Power controller |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH08275570A (en) |
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-
1995
- 1995-12-19 JP JP7330434A patent/JPH08275570A/en active Pending
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