JPH09140051A - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
- Publication number
- JPH09140051A JPH09140051A JP7295510A JP29551095A JPH09140051A JP H09140051 A JPH09140051 A JP H09140051A JP 7295510 A JP7295510 A JP 7295510A JP 29551095 A JP29551095 A JP 29551095A JP H09140051 A JPH09140051 A JP H09140051A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filter capacitor
- power supply
- current
- charging
- chopper
- Prior art date
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- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電源装置におけるフィルタコンデンサあるい
はインバータの異常による初期充電用の充電抵抗での焼
損事故を防止する。 【解決手段】 遮断器を投入後、フィルタコンデンサの
端子電圧が所定の電圧に達すると予測される時刻よりさ
らにある時間経過した時点で、充電抵抗に流れる電流を
電流センサによって検出し、そのレベルによって回路異
常、特にフィルタコンデンサの短絡故障を判別する。
はインバータの異常による初期充電用の充電抵抗での焼
損事故を防止する。 【解決手段】 遮断器を投入後、フィルタコンデンサの
端子電圧が所定の電圧に達すると予測される時刻よりさ
らにある時間経過した時点で、充電抵抗に流れる電流を
電流センサによって検出し、そのレベルによって回路異
常、特にフィルタコンデンサの短絡故障を判別する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば高圧の直
流架線からの電力を低圧の直流電力または交流電力に変
換する車両用補助電源装置等に関するもので、さらに詳
しくはこのような電源装置の初期充電回路に関するもの
である。
流架線からの電力を低圧の直流電力または交流電力に変
換する車両用補助電源装置等に関するもので、さらに詳
しくはこのような電源装置の初期充電回路に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図３は、特開平５−６４４２３号公報に
記載された従来の電源装置の初期充電回路を主体にして
示す簡略回路図である。図において、１は直流電源、２
は遮断器、３は直流リアクトル、４はフィルタコンデン
サ、５はチョッパ、６はインバータ、７は負荷、８はス
イッチング素子、９は初期充電時のフィルタコンデンサ
４への突入電流を制限する充電抵抗、１７は充電抵抗９
の端子電圧を検出する電圧センサ、１１は電圧センサ１
７の検出信号により遮断器２を動作させる制御回路であ
る。
記載された従来の電源装置の初期充電回路を主体にして
示す簡略回路図である。図において、１は直流電源、２
は遮断器、３は直流リアクトル、４はフィルタコンデン
サ、５はチョッパ、６はインバータ、７は負荷、８はス
イッチング素子、９は初期充電時のフィルタコンデンサ
４への突入電流を制限する充電抵抗、１７は充電抵抗９
の端子電圧を検出する電圧センサ、１１は電圧センサ１
７の検出信号により遮断器２を動作させる制御回路であ
る。
【０００３】次に動作について説明する。遮断器２を投
入する時点では、スイッチング素子８を遮断状態にして
おき直流リアクトル３および充電抵抗９を介してフィル
タコンデンサ４に電源電圧を印加する。フィルタコンデ
ンサ４の端子電圧が所定の電圧に達したことを検出して
からスイッチング素子８を導通させ充電抵抗９を短絡
し、直流リアクトル３のみを介してフィルタコンデンサ
４を充電する。フィルタコンデンサ４の端子電圧がさら
に上昇して電源装置の起動条件が確立すると、チョッパ
５およびインバータ６を動作させ、負荷７に交流電力を
供給する。ところで、フィルタコンデンサ４が短絡する
かチョッパ５が地絡すると、フィルタコンデンサ４の端
子電圧は上昇することがなく、充電抵抗９には短絡電流
が流れる。このような場合、フィルタコンデンサ４、チ
ョッパ５およびインバータ６が健全なとき、遮断器２を
投入後フィルタコンデンサ４の端子電圧が所定の電圧に
達すると予測される時刻よりある時間経過した時点で、
電圧センサ１７で検出する充電抵抗９の端子電圧が所定
の電圧より高ければ、充電回路あるいはチョッパ５に異
常が発生したと判断して遮断器２を開放する。こうし
て、短絡電流によって充電抵抗９が焼損するのを防止し
ている。
入する時点では、スイッチング素子８を遮断状態にして
おき直流リアクトル３および充電抵抗９を介してフィル
タコンデンサ４に電源電圧を印加する。フィルタコンデ
ンサ４の端子電圧が所定の電圧に達したことを検出して
からスイッチング素子８を導通させ充電抵抗９を短絡
し、直流リアクトル３のみを介してフィルタコンデンサ
４を充電する。フィルタコンデンサ４の端子電圧がさら
に上昇して電源装置の起動条件が確立すると、チョッパ
５およびインバータ６を動作させ、負荷７に交流電力を
供給する。ところで、フィルタコンデンサ４が短絡する
かチョッパ５が地絡すると、フィルタコンデンサ４の端
子電圧は上昇することがなく、充電抵抗９には短絡電流
が流れる。このような場合、フィルタコンデンサ４、チ
ョッパ５およびインバータ６が健全なとき、遮断器２を
投入後フィルタコンデンサ４の端子電圧が所定の電圧に
達すると予測される時刻よりある時間経過した時点で、
電圧センサ１７で検出する充電抵抗９の端子電圧が所定
の電圧より高ければ、充電回路あるいはチョッパ５に異
常が発生したと判断して遮断器２を開放する。こうし
て、短絡電流によって充電抵抗９が焼損するのを防止し
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の電源装置では、
その初期充電回路が上記のような構成であるため、フィ
ルタコンデンサが短絡するかチョッパに地絡が生じた場
合、実質的には充電抵抗に流れる短絡電流の継続時間を
制限することによって回路保護を行っているのに等し
い。しかし、車両用補助電源装置のように、入力電圧の
変動幅が大きい用途では、フィルタコンデンサ４の充電
電流の変動も大きくなるため、設置スペースの制約から
充電抵抗９の熱容量を規制すると短絡電流とフィルタコ
ンデンサの充電電流の判別が困難になり、短絡判定を誤
る可能性がある。
その初期充電回路が上記のような構成であるため、フィ
ルタコンデンサが短絡するかチョッパに地絡が生じた場
合、実質的には充電抵抗に流れる短絡電流の継続時間を
制限することによって回路保護を行っているのに等し
い。しかし、車両用補助電源装置のように、入力電圧の
変動幅が大きい用途では、フィルタコンデンサ４の充電
電流の変動も大きくなるため、設置スペースの制約から
充電抵抗９の熱容量を規制すると短絡電流とフィルタコ
ンデンサの充電電流の判別が困難になり、短絡判定を誤
る可能性がある。
【０００５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、その目的とするところは、フ
ィルタコンデンサが短絡するかチョッパで地絡が生じた
場合、正確かつ速やかに異常が検出できる初期充電回路
を用いた電源装置を実現することにある。
めになされたものであり、その目的とするところは、フ
ィルタコンデンサが短絡するかチョッパで地絡が生じた
場合、正確かつ速やかに異常が検出できる初期充電回路
を用いた電源装置を実現することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】充電抵抗に流れる電流を
電流センサで検出し、直流電源投入後、所定の設定時間
が経過した時点でその大きさが所定の値を超えるとき、
直流電源を開放するようにしたものである。また、フィ
ルタコンデンサにヒューズ要素を接続するとともに、高
電気抵抗を有する抵抗体と、この抵抗体に流れる電流を
検出する電流センサとからなるセンサ要素をヒューズ要
素とフィルタコンデンサとの直列接続体と並列に接続
し、センサ要素の検出電流が直流電源投入後、所定の設
定時間が経過した時点で所定の大きさを超えるとき、直
流電源を開放するようにしたものである。
電流センサで検出し、直流電源投入後、所定の設定時間
が経過した時点でその大きさが所定の値を超えるとき、
直流電源を開放するようにしたものである。また、フィ
ルタコンデンサにヒューズ要素を接続するとともに、高
電気抵抗を有する抵抗体と、この抵抗体に流れる電流を
検出する電流センサとからなるセンサ要素をヒューズ要
素とフィルタコンデンサとの直列接続体と並列に接続
し、センサ要素の検出電流が直流電源投入後、所定の設
定時間が経過した時点で所定の大きさを超えるとき、直
流電源を開放するようにしたものである。
【０００７】
実施形態１．以下、この発明の第１の実施形態を図を用
いて説明する。図中、先に説明した従来の電源装置にお
ける初期充電回路を主体にして示す簡略回路図である図
３と同一あるいは相当する部分には同じ符号を付し、機
能や動作についての説明で重複する部分は省略する。図
１はこの発明による電源装置を初期充電回路を主体にし
て示す簡略回路図である。図中、１０は充電抵抗９の電
流を検出する電流センサ、１１は制御回路である。次に
動作について説明する。フィルタコンデンサ４が短絡し
たかチョッパ５が地絡した状態で、遮断器２を投入する
と、初期充電回路はＬＲ回路となるため、電流は入力リ
アクトル３と充電抵抗９によって制限され、回路に流れ
る電流は時間の経過とともに充電抵抗９のみによってき
まる電流に近づく。一方、フィルタコンデンサ４および
チョッパ５が健全な状態では、回路はＬＲＣ回路とな
り、充電抵抗９の抵抗値が大きく非振動的回路条件を満
たしているため、遮断器２を投入してある時間経過後に
最大電流に達し、その後は電流が急速に減衰する。
いて説明する。図中、先に説明した従来の電源装置にお
ける初期充電回路を主体にして示す簡略回路図である図
３と同一あるいは相当する部分には同じ符号を付し、機
能や動作についての説明で重複する部分は省略する。図
１はこの発明による電源装置を初期充電回路を主体にし
て示す簡略回路図である。図中、１０は充電抵抗９の電
流を検出する電流センサ、１１は制御回路である。次に
動作について説明する。フィルタコンデンサ４が短絡し
たかチョッパ５が地絡した状態で、遮断器２を投入する
と、初期充電回路はＬＲ回路となるため、電流は入力リ
アクトル３と充電抵抗９によって制限され、回路に流れ
る電流は時間の経過とともに充電抵抗９のみによってき
まる電流に近づく。一方、フィルタコンデンサ４および
チョッパ５が健全な状態では、回路はＬＲＣ回路とな
り、充電抵抗９の抵抗値が大きく非振動的回路条件を満
たしているため、遮断器２を投入してある時間経過後に
最大電流に達し、その後は電流が急速に減衰する。
【０００８】フィルタコンデンサ４およびチョッパ５が
健全なとき、遮断器２を投入後フィルタコンデンサ４の
端子電圧が所定の電圧に達すると予測される時刻よりさ
らにある時間経過した時点で、電流センサ１０によって
充電抵抗９に流れる電流を検出すれば、フィルタコンデ
ンサ４あるいはチョッパ５の異常を容易に判別できる。
このように、充電抵抗９に流れる電流によって、フィル
タコンデンサ４あるいはチョッパ５の異常を検出するよ
うにしたので、異常検出の信頼性が格段に向上する。特
にフィルタコンデンサ４あるいはチョッパ５の短絡等に
よる異常によって、致命的な損傷を被る可能性の高い充
電抵抗９の焼損を確実に防止することができる。
健全なとき、遮断器２を投入後フィルタコンデンサ４の
端子電圧が所定の電圧に達すると予測される時刻よりさ
らにある時間経過した時点で、電流センサ１０によって
充電抵抗９に流れる電流を検出すれば、フィルタコンデ
ンサ４あるいはチョッパ５の異常を容易に判別できる。
このように、充電抵抗９に流れる電流によって、フィル
タコンデンサ４あるいはチョッパ５の異常を検出するよ
うにしたので、異常検出の信頼性が格段に向上する。特
にフィルタコンデンサ４あるいはチョッパ５の短絡等に
よる異常によって、致命的な損傷を被る可能性の高い充
電抵抗９の焼損を確実に防止することができる。
【０００９】なお、以上の説明では遮断器２の投入後、
一定時間が経過した後に電流センサ１０の検出電流によ
って電源装置のフィルタコンデンサ４あるいはチョッパ
５の異常を判定するようにしたが、電流センサ１０の検
出値の２乗値を時間積分して、電源装置の異常を判定
し、あわせて充電抵抗９の焼損を防止するように動作さ
せてもよい。充電抵抗９の発熱量は、通電電流値の２乗
にほぼ比例する。しかも充電抵抗９での単位時間当たり
の許容発熱量は使用する抵抗器の仕様と設置環境によっ
てほとんど一意的に定まるので、電流センサ１０の検出
値の２乗値を適当な時間間隔で時間積分し、得られる時
間積分値が予め設定した許容値を超過する場合に遮断器
２を解放すれば、電源装置の異常検出における信頼性は
さらに向上し、かつ充電抵抗９の焼損を確実に防止でき
る。
一定時間が経過した後に電流センサ１０の検出電流によ
って電源装置のフィルタコンデンサ４あるいはチョッパ
５の異常を判定するようにしたが、電流センサ１０の検
出値の２乗値を時間積分して、電源装置の異常を判定
し、あわせて充電抵抗９の焼損を防止するように動作さ
せてもよい。充電抵抗９の発熱量は、通電電流値の２乗
にほぼ比例する。しかも充電抵抗９での単位時間当たり
の許容発熱量は使用する抵抗器の仕様と設置環境によっ
てほとんど一意的に定まるので、電流センサ１０の検出
値の２乗値を適当な時間間隔で時間積分し、得られる時
間積分値が予め設定した許容値を超過する場合に遮断器
２を解放すれば、電源装置の異常検出における信頼性は
さらに向上し、かつ充電抵抗９の焼損を確実に防止でき
る。
【００１０】なお、上記実施形態では、いずれもフィル
タコンデンサとインバータの間にチョッパを有する電源
装置を例にとって説明したが、チョッパを用いない電源
装置に適用しても同様の効果が得られることはいうまで
もない。
タコンデンサとインバータの間にチョッパを有する電源
装置を例にとって説明したが、チョッパを用いない電源
装置に適用しても同様の効果が得られることはいうまで
もない。
【００１１】実施形態２．第１の実施形態における電源
装置では、充電抵抗９に流れる電流によって電源装置の
異常を検出するように構成したが、図２に示すようにフ
ィルタコンデンサとして電流遮断機能を備えたヒューズ
付のフィルタコンデンサ１４を用い、フィルタコンデン
サ１４と並列に高抵抗の抵抗器１５とこの抵抗器１５を
流れる電流を検出する電流センサ１６を設け、電流セン
サ１６の検出電流によって、フィルタコンデンサ４ある
いはチョッパ５の異常を検出するようにしても、第１の
実施形態による電源装置と同様の異常検出が行うことが
できる。
装置では、充電抵抗９に流れる電流によって電源装置の
異常を検出するように構成したが、図２に示すようにフ
ィルタコンデンサとして電流遮断機能を備えたヒューズ
付のフィルタコンデンサ１４を用い、フィルタコンデン
サ１４と並列に高抵抗の抵抗器１５とこの抵抗器１５を
流れる電流を検出する電流センサ１６を設け、電流セン
サ１６の検出電流によって、フィルタコンデンサ４ある
いはチョッパ５の異常を検出するようにしても、第１の
実施形態による電源装置と同様の異常検出が行うことが
できる。
【図１】 この発明の第１の実施形態による電源装置の
簡略回路図である。
簡略回路図である。
【図２】 この発明の第２の実施形態による電源装置の
簡略回路図である。
簡略回路図である。
【図３】 従来の電源装置の簡略回路図である。
１ 直流電源 ２ 遮断器 ３
直流リアクトル ４ フィルタコンデンサ ５ チョッパ ６
インバータ ８ スイッチング素子 ９ 充電抵抗 １１
制御回路
直流リアクトル ４ フィルタコンデンサ ５ チョッパ ６
インバータ ８ スイッチング素子 ９ 充電抵抗 １１
制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｍ 3/135 Ｈ０２Ｍ 3/135 Ｃ Ｙ
Claims (2)
- 【請求項１】 直流電源とインバータ要素との間に接続
したフィルタコンデンサと、前記直流電源と前記フィル
タコンデンサとの間に接続した直流リアクトルと、該直
流リアクトルと前記フィルタコンデンサの間に接続し前
記フィルタコンデンサの端子電圧が所定の電圧に達して
いないときに非導通となるスイッチング素子と該スイッ
チング素子の非導通時における電流を所定の大きさに制
限する充電抵抗とを並列に接続した初期充電回路とを有
する電源装置において、 前記充電抵抗に流れる電流を検出する電流センサを備
え、該電流センサで検出する電流値が前記直流電源投入
後、所定の設定時間が経過した時点で所定の大きさを超
えるとき、前記直流電源を開放するようにしたことを特
徴とする電源装置。 - 【請求項２】 直流電源とインバータ要素との間に接続
したフィルタコンデンサと、前記直流電源と前記フィル
タコンデンサとの間に接続した直流リアクトルと、該直
流リアクトルと前記フィルタコンデンサの間に接続し前
記フィルタコンデンサの端子電圧が所定の電圧に達して
いないときに非導通となるスイッチング素子と該スイッ
チング素子の非導通時における電流を所定の大きさに制
限する充電抵抗とを並列に接続した初期充電回路とを有
する電源装置において、 所定の電流が流れたときこの電流を遮断可能なヒューズ
要素を前記フィルタコンデンサと直列に接続するととも
に、高電気抵抗を有する抵抗体と、該抵抗体に流れる電
流を検出する電流センサとからなるセンサ要素を前記ヒ
ューズ要素と前記フィルタコンデンサとの直列接続体と
並列に接続し、前記センサ要素の検出電流が前記直流電
源投入後、所定の設定時間が経過した時点で所定の範囲
から逸脱したとき、前記直流電源を開放するようにした
ことを特徴とする電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7295510A JPH09140051A (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7295510A JPH09140051A (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09140051A true JPH09140051A (ja) | 1997-05-27 |
Family
ID=17821556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7295510A Pending JPH09140051A (ja) | 1995-11-14 | 1995-11-14 | 電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09140051A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1299927C (zh) * | 2003-12-29 | 2007-02-14 | 泛亚汽车技术中心有限公司 | 电动汽车高压直流电绝缘监测电路 |
| JP2008043061A (ja) * | 2006-08-07 | 2008-02-21 | Omron Corp | パワーコンディショナ装置 |
| JP2010041805A (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-18 | Toshiba Corp | 電気車用電源装置 |
| JP2011010518A (ja) * | 2009-06-29 | 2011-01-13 | Mitsubishi Electric Corp | 過給機の電動機制御装置 |
| JP2012217253A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Toshiba Corp | 電気車制御装置 |
| JP5739068B2 (ja) * | 2013-02-06 | 2015-06-24 | 三菱電機株式会社 | フィルタ装置および電気車駆動制御装置 |
| JP2015146603A (ja) * | 2015-03-11 | 2015-08-13 | 三菱電機株式会社 | フィルタ装置および電気車駆動制御装置 |
| JP2016005385A (ja) * | 2014-06-18 | 2016-01-12 | 住友電気工業株式会社 | 電源装置及び電力変換装置 |
| CN106253698A (zh) * | 2015-06-12 | 2016-12-21 | 发那科株式会社 | 电动机驱动装置 |
| DE102016111395A1 (de) | 2015-06-29 | 2016-12-29 | Fanuc Corporation | Motorantriebsvorrichtung mit Mittel zum Erfassen anomaler Wärmeerzeugung in Anfangsladeschaltung |
| JP2017005973A (ja) * | 2015-06-12 | 2017-01-05 | ファナック株式会社 | 初期充電部を有するモータ駆動装置 |
-
1995
- 1995-11-14 JP JP7295510A patent/JPH09140051A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2017005973A (ja) * | 2015-06-12 | 2017-01-05 | ファナック株式会社 | 初期充電部を有するモータ駆動装置 |
| CN106253698B (zh) * | 2015-06-12 | 2018-09-14 | 发那科株式会社 | 电动机驱动装置 |
| JP2017017805A (ja) * | 2015-06-29 | 2017-01-19 | ファナック株式会社 | 初期充電回路の異常発熱を検出する手段を有するモータ駆動装置 |
| US9787084B2 (en) | 2015-06-29 | 2017-10-10 | Fanuc Corporation | Motor driving device |
| DE102016111395A1 (de) | 2015-06-29 | 2016-12-29 | Fanuc Corporation | Motorantriebsvorrichtung mit Mittel zum Erfassen anomaler Wärmeerzeugung in Anfangsladeschaltung |
| DE102016111395B4 (de) | 2015-06-29 | 2019-01-03 | Fanuc Corporation | Motorantriebsvorrichtung mit Mittel zum Erfassen anomaler Wärmeerzeugung in Anfangsladeschaltung |
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