JPS62217803A - 電気車制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は電力変換器を有する交流電気車に係り、特に架
線の停電検知を行なう電気車制御Ｉｌ装置に関するもの
である。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

交流電気車においては、架線よりパンタグラフを介して
交流電力を得て電力変換を行ない誘導電動機が駆動され
る。すなわち、パンタグラフより得られた交流電力は変
圧器を介してＰＷＭコンバータ装置に供給される。ＰＷ
Ｍコンバータ装置の出力はコンデンサを介してインバー
タ装置に入力される。インバータ装置による出力は誘導
電動機に与えられる。以上のような交流電気車では、特
くなるため、架線の停電を検出して回生動作を停止させ
る必要がある。そのためＰＷＭコンバータ装置の出力側
に設けたコンデンサの直流電圧や変圧器の交流電圧が上
昇し過電圧となって機器の破損を招く。従って、すみや
かに架線停電を検出し、インバータ装置およびコンバー
タ装置を停止させることが必要である。

一般に、ＰＷＭコンバータ装置は交流電源に同期させて
動作させており、このために同期電源フィルターを使用
して同期信号を１ｑているが架線停電時にフィルターの
残留振動があり、ＰＷＭコンバータ装置はこの振動に同
期して動作を続ける。

さらに、ＰＷＭコンバータ装置が動作するとコンバータ
自体で交流入力側に交流電圧を発生させるため、同期電
源フィルターの残留振動が無くなってもＰＷＭコンバー
タ装置の動作は継続する。従って、交流電圧が無くなっ
たことを検出して架線停電を検出することは困難である
。

（発明の目的〕 本発明は、ＰＷＭコンバータを交流−直流電力変換器と
して有する交流電気車の回生制動時の架線停電をすみや
かに検知し、過電圧による機器の破損を防ぐことの出来
る電気車制御装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

架線から交流電力を得て直流電力に変換する交流−直流
電力変換器の交流入力側に交流電流を検出する第１の電
流検出器及び交流電圧を検出する電圧検出器を設け、か
つ交流−直流電力変換器による直流電力を入力して交流
電力に変換して交流電動機を駆動する直流−交流電力変
換器の交流出力側に交流電流を検出する第２の電流検出
器を設ける。架線停電検出器は上記三つの検出器からの
検出値を入力して所定の論理演算を行ないその演算結果
によって架線停電を検出した際に架線停電検出信号を制
御器に出力する。制御器は架線停電検出信号によって上
記二つの電力変換器を停止させる。

〔発明の実施例〕

図面は本発明に基づく電気車制御装置の回路図である。

ＰＷＭコンバータ装置Ｃ０ＮＶ内のＴ１〜Ｔ４はＧＴＯ
ＳＤｉ〜Ｄ４はダイオードである。

インバータ装置ＩＮＶ内のＴ１１〜Ｔ１６はＧＴＯ１Ｄ
１１〜Ｄ１６はダイオードである。ＰＷＭコンバータ装
＠Ｃ０ＮＶの交流入力側に接続された交流器ＣＴ１の出
力は整流回路１に接続される。その整流回路流器ＣＴ１
１の出力は整流回路３に接続される。その整流回路３の
出力は電流検出回路４に接続される。また、変圧器ＴＲ
の２次側巻線間に接続された電圧検出器ＶＤ１の出力は
、整流回路５に接続される。その整流回路５の出力は電
圧検出回路６に接続される。ざらに、電流検出回路２の
出力の反転器７を介して得られる反転出力と、電流検出
回路４の出力とをＡＮＤ回路８により論理積をとる。こ
のＡＮＤ回路８の出力信号と電圧検出回路６の出力の反
転器９を介して得られる反転出力とＯＲ回路１０により
論理和をとり、架線停電信号を出力するＯＲ回路１０の
出力信号は架線停電信号としてコンバータ制御回路ＣＣ
及びインバータ制御回路ＩＣに入力される。

コンバータ制御回路ＣＣはＰＷＭコンバータ装置Ｃ０Ｎ
ＶのＧＴＯＴ１〜Ｔ４にゲート信号を与える。またイン
バータ制御回路ＩＣはインバータ装置ＩＮＶのＧＴＯＴ
１１〜Ｔ１Ｂにゲート信号を与える。

電気車がカ行運転を覆る場合について説明する。

ＰＷＭコンバータ装置装置ＣＤＮ上びインバータ装置Ｉ
ＮＶが停止している状態では電流が流れていないから電
流検出回路２および電流検出回路４の出力は“Ｌルーベ
ルとなりＡＮＤ回路８の出力信号は“Ｌルーベルとなる
。ＯＲ回路１０の出力である架線停電信号は電圧検出回
路６の出力信号のみによって決まる。つまり主変圧器Ｔ
Ｒに電圧が印加されて始めて架線停電信号が゛Ｌルベル
となり、ＰＷＭコンバータ装置Ｃ０ＮＶおよびインバー
タ装置ＩＮＶの運転が可能となる。カ行動作中は電流検
出回路２および４の出力信号は“ＨルーベルとなりＡＮ
Ｄ回路８の出力信号は“Ｌルーベルを維持する。また電
圧検出回路６の出力信号は″ＨルベルとなるのでＯＲ回
路１０の出力信号はｉ　Ｌ　＋　レベルを維持する。架
線停電信号が“Ｌルーベルでおるためにこはコンバータ
制御回路ＣＣ及びインバータ制御回路ＩＣは速度指令（
図示せず。）に基づいてＰＷＭコンバータ装置Ｃ０ＮＶ
及びインバータ装置ＮＶに所定のゲート信号を与える。

カ行運転中に架線停電が生じた場合にはカ行動作中であ
るためコンデンサＣＯの電荷は直ちに放電し、電圧検出
器ＶＤ１の電圧も直ちに下がる。

したがって電圧検出回路６の出力信号が“Ｌルーベルと
なりＯＲ回路１０の出力信号でおる架線停電信号は“Ｈ
ルーベルとなる。４８　ｆレベルである架線停電信号を
入力したコンバータ制御回路ＣＣ及びインバータ制御回
路ＩＣはＰＷＭコンバータ装置Ｃ０ＮＶ及びインバータ
装置ＩＮＶを停止させる。

次に回生動作中の架線停電検知について説明する。回生
動作中はカ行動作中と同様に電流検出回路２および４の
出力は“Ｈルーベル、ＡＮＤ回路８の出力信号は“Ｌル
ーベル、電圧検出回路６の出力は“Ｈ゛レベルＯＲ回路
１０の出力信号である架線停電信号は“Ｌルーベルを維
持する。ここで架線停電が生じた場合には回生動作中で
あるため、主変圧器ＴＲの電圧がＰＷＭコンバータ装置
Ｃ０ＮＶの動作が継続されるので完全に無くならず電圧
検出回路６による停電検知は不可能となる。しかしなが
ら、回生動作が継続されているために変流器ＣＴ１１の
電流は流れており、電流検出回路４の出力信号は“Ｈル
ーベルを維持しているが変流器ＣＴ１のＰＷＭコンバー
タ装置Ｃ０ＮＶの出力電流は電力の行き先が無いために
流れておらず電流検出回路２の出力信号は“Ｌルーベル
になる。従って、ＡＮＤ回路８の出力信号は“Ｈルーベ
ルとなり、架線停電信号も“Ｈルーベルとなる。゛ト１
ルベルである架線停電信号を入力したコンバータ制御回
路ＣＣ及びインバータ制御回路ＩＣはＰＷＨコンバータ
装置Ｃ０ＮＶ及びインバータ装置ＩＮＶを停止させる。

ＰＷＭコンバータ装置およびインバータ装置を停止させ
ることによってコンデンサＣＤの電圧および変圧器下Ｒ
の電圧が過電圧となることを防ぐことが出来る。

（発明の効果） 交流−直流電力変換器の交流入力側の電圧及び電流と直
流−交流電力変換器の交流出力側の電流とを比較するこ
とにより架線停電を検出して交流−直流電力変換器及び
直流−交流電力変換器の回生動作を停止させることによ
って交流−直流電力変換器の交流入力側に設けられてい
る変圧器及び交流−直流電力変換器の直流出力側に設け
られているコンデンサに過電圧が加わるのを防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に基づく一実施例の電気車制御装置の回路
図である。 ＰＡＮ・・・パンタグラフ　　　ＴＲ・・・変圧器ＶＤ
１・・・電圧検出器　　　ＣＴ１・・・変流器Ｃ０ＮＶ
・・・ＰＷＭコンバータ装置 装置−１〜Ｔ４ｌｌ〜Ｔ１６・・・ゲートターンオフサ
イリスタ Ｄ１〜Ｄ４．ＤＩｌ〜Ｄ１６・・・ダイオードＣＯ・・
・コンデンサ　　ＩＮＶ・・・インバータ装置ＣＴ１１
・・・変流器　　　　１Ｍ・・・誘導電動機ＣＣ・・・
コンバータ制御回路 ＩＣ・・・インバータ制御回路 Ａ・・・ＡＮＤ回路　　　　Ｂ・・・ＯＲ回路代理人　
弁理士　則　近　憲　佑 同　　三俣弘文

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 架線から得られる交流を直流に変換する交流−直流電力
   変換器と、 この交流−直流電力変換器から得られる直流を交流に変
   換して交流電動機を駆動する直流−交流電力変換器と、 前記交流−直流電力変換器の交流入力側に設けられ電流
   値を検出する第１の電流検出器と、前記直流−交流電力
   変換器の交流出力側に設けられ電流値を検出する第２の
   電流検出器と、前記交流−直流電力変換器の交流入力側
   に設けられ電圧値を検出する電圧検出器と、 前記第１の電流検出器による電流検出値、前記第２の電
   流検出器による電流検出値及び電圧検出器による電圧検
   出値を入力して所定の論理演算を行ないその演算結果よ
   り架線の停電を検出して架線停電信号を出力する架線停
   電検出器と、 この架線停電検出器の架線停電信号を入力した際に前記
   交流−直流電力変換器及び前記直流−交流電力変換器を
   停止させる制御器とを有する電気車制御装置。