CN101032962B - 电车控制装置 - Google Patents

Abstract

一种电车控制装置，包括：安装在车辆上的送风机(5，6，7)；安装在车辆上的刹车用压缩机(10，11)；向上述送风机提供电力的第1辅助电源装置(2)；向上述刹车用压缩机提供电力的第2辅助电源装置(3)；在多个送风机和辅助单元装置之间分别设置的接触器(19，20)，在上述第1辅助电源装置(2)或者上述第2辅助电源装置(3)中的一方有异常，从正常的辅助电源装置向上述送风机和上述刹车用压缩机双方提供电力的情况下，在起动上述刹车用压缩机(10)时，暂时打开接触器(19)，在结束了刹车用压缩机(10)的起动后，顺序关闭接触器(19)。

Description

电车控制装置

技术领域

本发明涉及电车控制装置。

在电车上设置有用于驱动电车自身的电机所需要的主电源装置和与该主电源装置分开设置的用于提供车内电器设备所需要电力的辅助电源装置。

因而，本发明涉及控制该辅助电源装置的电车控制装置。

背景技术

如日本专利公开公报、即特开平6-178402号公报公开的那样，在以往的电车中设置有：向车内电器设备等送风的鼓风机(送风机)；向该鼓风机提供电力的第1辅助电源装置；对车辆实施刹车的刹车装置；驱动该刹车装置所需要的刹车用压缩机；向该刹车用压缩机提供电力的第2辅助电源装置。

但是，在例如第1辅助电源装置和第2辅助电源装置之一发生故障，必须用一台辅助电源装置向鼓风机和刹车用压缩机等全部设备提供电力的情况下，如果要起动刹车用压缩机，则所需要的电流量有可能超过额定电流的150％(一般的容许基准)(在图1的T1～T2之间超过)。因此，由于起动系统整体所需要的功率/电流超过了辅助电源装置的额定功率/电流，所以不能起动系统。

为了解决该问题，在第1辅助电源装置和第2辅助电源装置具有能够用一台来起动系统整体的额定功率的情况下，因为装置的体积过大，所以是不太现实的。

发明内容

因而，本发明的目的在于提供一种能够起动并运行起动功率为辅助电源装置的额定功率以上的系统的电车控制装置。

上述目的能够通过以下那样构成的本发明实现。即，

具有安装在车辆上的送风机、安装在车辆上的刹车用压缩机、向送风机和刹车用压缩机提供电力的辅助电源装置，且在起动上述刹车用压缩机的情况下，通过抑制向送风机的电力供给而实现上述目的。

进而，上述目的能够通过以下那样的构成实现本发明。即，

具有安装在车辆上的送风机、安装在车辆上的刹车用压缩机、向上述送风机提供电力的第1辅助电源装置、向上述刹车用压缩机提供电力的第2辅助电源装置，在第1辅助电源装置或者第2辅助电源装置中的某一方有异常，使有异常的辅助电源装置的动作停止，从正常的辅助电源装置向上述送风机和上述刹车用压缩机双方提供电力的情况下，在起动上述刹车用压缩机时，通过暂时抑制向上述送风机的电力供给来实现上述目的。

进而，上述目的能够通过以下那样的构成实现本发明。即，

具有变换功率且输出交流功率的辅助电源装置、与辅助电源装置的输出侧连接的多个旋转电机，在起动上述多个旋转电机中的间歇运行的旋转电机时，通过暂时地抑制向其他旋转电机的电力供给来实现上述目的。

进而，上述目的能够通过以下那样的构成实现本发明。即，

在电车用电源输出上连接有了多个电动送风机、压缩机等旋转电机的电源装置中，在起动多个旋转电机中的间歇运行的旋转电机时，通过暂时降低电源装置的输出频率，在规定时间后开始起动上述旋转电机来实现上述目的。

通过本发明能够提供能够起动运行需要辅助电源装置的额定功率以上的起动功率的系统的电车控制装置。

附图说明

通过参照下列附图，能够很容易地获得本发明的更完全的说明及其有益效果。

图1是以往的电车控制装置的额定电力和所需功率量的比较图。

图2是基于本发明的第1实施例的电车控制装置的构成图。

图3是基于本发明的第1实施例的电车控制装置的动作图。

图4是基于本发明的第2实施例的电车控制装置的构成图。

图5是基于本发明的第2实施例的电车控制装置的动作图。

图6是基于本发明的第3实施例的电车控制装置的构成图。

图7是基于本发明的第3实施例的电车控制装置的动作图。

具体实施方式

参照附图，其中相同的标记表示全部附图中相同或相应的部分，更具体地，将参照图2和图3来说明本发明的一个实施例。

(第1实施例)

参照附图详细说明基于本发明的第1实施例的电车控制装置。图2是基于本发明的第1实施例的电车控制装置的构成图。图3是基于本发明的第1实施例的电车控制装置的动作图。

在基于本发明的第1实施例的电车控制装置中，和架线接触并从架线取得电力的集电弓架1与第1辅助电源装置2(SIV)、与该第1辅助电源装置2并联设置的第2辅助电源装置3连接。在第1辅助电源装置2的输出侧连接有第1接触器19。接触器19与鼓风机5(旋转电机的一种)、与鼓风机5并联设置的鼓风机6(旋转电机的一种)、与鼓风机5及鼓风机6并联设置的鼓风机7(旋转电机的一种)相连接。在第2辅助电源3的输出侧连接有第2接触器20。接触器20与以下部分连接：向用于功率变换装置((VVVF逆变器(VariableVoltage Variable Frequency Inverter)和辅助电源装置等)的冷却器送风的鼓风机8；与鼓风机8并联设置的、向用于功率变换装置(VVVF逆变器和辅助电源装置等)的冷却器送风的鼓风机9；与鼓风机9并联设置的、为了驱动刹车而进行空气压缩的压缩机10(旋转电机的一种)；与压缩机10并联设置的、为了驱动刹车而进行空气压缩的压缩机11；与压缩机11并联设置的、用于使车辆内的油循环的油泵12(旋转电机的一种)；与油泵12并联设置的空调装置13。另外，辅助电源装置3的额定功率(额定电流)小于同时起动系统整体(鼓风机5，鼓风机6，鼓风机7，鼓风机8，鼓风机9，压缩机10，压缩机11，油泵12，空调装置13)时所需要的功率(电流)。同样，辅助电源装置4的额定功率也小于同时起动系统整体时所需要的功率(电流)。

以下，说明辅助电源装置2和辅助电源装置3都正常时的动作。在如此构成的电车控制装置中，架线功率经由集电弓架1由未图示的变压器变压，并提供给辅助电源装置2和辅助电源装置3。辅助电源装置2变换为定压定频(CVCF＝Constant Voltage ConstantFrequency)的交流功率，经平常关闭的接触器19提供给鼓风机5、鼓风机6、鼓风机7。辅助电源装置3把经由变压器提供的功率变换为定压定频的交流功率，经由平常关闭的接触器20提供给鼓风机8、鼓风机9、压缩机10、压缩机11、油泵12、空调13。另外，设置在辅助电源装置2的交流输出侧和辅助电源装置3的交流输出侧之间的开关4在辅助电源装置2和辅助电源装置3都正常的情况下打开。

在这样构成的电车控制装置中，在例如辅助电源装置2中发生异常并使辅助电源装置2停止的情况下，打开接触器19，关闭开关4。当关闭了开关4的情况下，由辅助电源装置3变换的交流功率还提供给鼓风机5、鼓风机6、鼓风机7。即，变成了用1台辅助电源装置3向在辅助电源装置2和辅助电源装置3都正常的状态下以2台辅助电源装置提供功率的系统全体(鼓风机5，鼓风机6，鼓风机7，鼓风机8，鼓风机9，压缩机10，压缩机11，油泵12，空调装置13)提供功率。

参照附图3说明在这样构成的电车控制装置中，在从辅助电源装置3向系统全体提供电力的状态下，起动刹车用压缩机10和刹车用压缩机11的动作。在起动压缩机10和压缩机11的情况下，在辅助电源装置3中设置压缩机10或者压缩机11的起动指令标志(时间T3)。辅助电源装置3在设置压缩机10或者压缩机11的起动指令标志时，辅助电源装置3输出频率降低指令，在5秒钟内把本机的输出频率从50Hz降低到45Hz(从T3开始持续降低5秒钟)。该45Hz在驱动鼓风机5等的设备所允许的容许变动频率内。

压缩机10或者压缩机11在输出了辅助电源装置3的输出频率下降指令后(从T3开始)，等待300ms后在时刻T4起动。另外，在降低辅助电源装置的输出频率的情况下，需要在辅助电源装置的容许变动频率内，通常在额定频率的±10％范围内。

辅助电源装置3在输出频率降低指令并使本机的输出频率降低后，鼓风机电流如图3所示那样暂时从动力运行侧向再生方向流动。

这样构成的电车控制装置因为在经过了认为鼓风机电流充分降低的300ms后起动压缩机10、11，所以即使压缩机10、11中流入大的起动电流，因为鼓风机电流降低，所以作为系统全体所需的电流量能够保持在辅助电源装置3的容量以内。此外，因为压缩机10、压缩机11在起动后所需要的电流下降，所以即使在结束暂时性降低鼓风机电流的时刻(T5)，作为系统整体所需要的电流量也能够保持在辅助电源装置3的容量以内。

以上，说明了辅助电源装置2发生故障而不能动作时的动作，但在辅助电源装置3发生了故障，只让辅助电源装置2动作的情况下也一样，在关闭接触器2，接通开关4，起动压缩机10和/或压缩机11的情况下，在降低辅助电源2的输出频率，输出频率降低指令后，在规定时间后起动鼓风机10、鼓风机11。

这样构成的电车控制装置即使在额定功率(电流)低于同时起动系统整体时所需要的功率量(电流量)的辅助电源装置中，也能够使起动电流大的设备(在本实施方式中是压缩机)起动。此外，本实施方式的电车控制装置因为可以是比以往的电车控制装置还低的额定功率(电流)，所以还能够使装置自身小型化。

而且，虽然在本实施例中采用开关和接触器作为断开电流的单元(电流断开单元)，但只要是能够断开电源的单元即可，并没有特别限定。

(第2实施例)

参照附图详细说明基于本发明的第2实施例的电车控制装置。图4是基于本发明的第2实施例的电车控制装置的构成图。图5是基于本发明的第2实施例的电车控制装置的动作图。而且对于和图2以及图3所述的部分相同的构成的部分，标注相同的符号并省略说明。

基于本发明的第2实施例的电车控制装置把用于检测鼓风机电流的电流检测器21配备在比开关4更靠近鼓风机一侧。

辅助电源装置2以及辅助电源装置3双方都正常时的动作因为和基于本发明的第1实施例的电车控制装置相同，所以说明辅助电源装置2或者辅助电源装置3中的某一方有异常，使有异常的辅助电源装置停止，用剩下的正常辅助电源装置起动系统全体时的动作。

当在辅助电源装置3中有异常，从而停止辅助电源装置3的动作，而只用辅助电源装置2向系统全体提供电力的情况下，打开接触器20，切断与和辅助电源装置3电气连接的鼓风机8、鼓风机9、压缩机10、压缩机11、油泵12、空调装置13的电连接。其后，关闭开关4，把鼓风机8、鼓风机9、压缩机10、压缩机11、油泵12、空调装置13和辅助电源装置2电连接。

在这样构成的电车控制装置中，在对起动电流高、间歇起动的刹车用压缩机10以及刹车用压缩机11进行起动的情况下，在辅助电源装置2中设置压缩机的起动指令判断标志，输出辅助电源装置2的输出频率降低指令，在规定时间内把辅助电源装置的输出频率从50Hz降低到45Hz。在此期间，用电流检测器(部)21检测出的鼓风机电流在下降了规定值的时刻(图3中的T6时刻)，起动压缩机10或者压缩机11。

由于这样构成的电车控制装置在鼓风机电流下降了规定值以上的时刻，起动压缩机10和压缩机11，所以能够在辅助电源装置的额定功率(电流)的范围内，可靠地起动压缩机10和压缩机11(即使在辅助电源装置2异常的情况下也进行同样的动作)。

此外，本实施例的电车控制装置也可以用额定功率(电流)低于同时起动系统全体时所需要的功率量(电流量)的辅助电源装置来起动起动电流大的设备(在本实施例的情况下是压缩机)。此外，由于本实施例的电车控制装置的额定功率(电流)可以比以往的电车控制装置的还低，所以也可以小型化装置自身。

(变形例子)

另外，作为本实施例的电车控制装置的变形例子，可以考虑在降低辅助电源装置的输出频率后，在用电流检测器检测到的鼓风机电流变成再生方向的时刻起动压缩机的结构，和在压缩机上设置电流检测器并检测压缩机中所流过的电流，从而突然降低频率的结构。即使在该变形例子中，也能够得到和第2实施例同样的效果。

(第3实施例)

参照附图详细说明基于本发明的第3实施例的电车控制装置。图6是基于本发明的第3实施例的电车控制装置的构成图。图7是基于本发明的第3实施例的电车控制装置的动作图。而且对于和图2至图5所述的部分相同的构成的部分，标注相同的符号并省略说明。

基于本发明的第3实施例的电车控制装置的特征在于具备：设置在鼓风机5的交流功率输入侧的开关14；设置在鼓风机6的交流功率输入侧的开关15；设置在鼓风机7的交流功率输入侧的开关16；设置在冷却器用鼓风机18的交流功率输入侧的开关17；设置在冷却器用鼓风机9的交流功率输入侧的开关18。

因为在这样构成的电车控制装置中，辅助电源装置2以及辅助电源装置3双方都正常时的动作和基于本发明的第1实施例的电车控制装置相同，所以说明辅助电源装置2或者辅助电源3中的某一方有异常，从而使有异常的辅助电源装置停止，用剩下的正常辅助电源装置起动系统全体时的动作。

在辅助电源装置3中有异常，从而停止辅助电源装置3的动作，只用辅助电源装置2向系统全体提供电力的情况下，打开接触器20，切断与和辅助电源装置3电气连接的鼓风机8、鼓风机9、压缩机10、压缩机11、油泵12、空调装置13的电连接。其后，关闭开关4，把鼓风机8、鼓风机9、压缩机10、压缩机11、油泵12、空调装置13和辅助电源装置2电气连接。

在这样构成的电车控制装置中，在对起动电流高且间歇起动的刹车用压缩机10以及刹车用压缩机11进行起动的情况下，根据压缩机的起动指令判断，同时打开设置在鼓风机5、鼓风机6、鼓风机7、鼓风机8、鼓风机9各自的交流功率输入侧的开关14、开关15、开关16、开关17、开关18(图7中T3时刻)。在打开开关后，在规定时间后(T7时刻)起动压缩机10以及压缩机11。在压缩机起动后，顺序关闭设置在各鼓风机上的开关，以防止冲击电流突入。

因为这样构成的电车控制装置在经过了认为鼓风机电流充分降低的规定时间后起动压缩机10、11，所以即使压缩机10、11中流入大的起动电流，因为电气切断了鼓风机，使鼓风机电流下降，所以作为系统整体所需要的电流量能够保持在辅助电源装置3容量以内。此外，因为压缩机10、压缩机11在起动后所需要的电流下降，所以即使在结束暂时性降低鼓风机电流的时刻，作为系统全体所需要的电流量也能够保持在辅助电源装置3的容量以内。

此外，本实施例的电车控制装置利用额定功率(电流)低于同时起动系统全体时所需要的功率量(电流量)的辅助电源装置，也能够使起动电流大的设备(在本实施方式中是压缩机)起动。此外，因为本实施方式的电车控制装置的额定功率(电流)可以比以往的电车控制装置的还低，所以还能够小型化装置自身。

(变形例子)

另外，作为本实施例的电车控制装置的变形例子，也可以考虑设置用于检测电流的电流检测器并以规定的电流值起动压缩机的这种构成。

(第4实施例)

基于本发明的第4实施例的电车控制装置的系统构成和基于本发明的第1实施例的电车控制系统相同。本实施例的电率控制装置和第1实施例的电车控制系统的不同之处是，在辅助电源装置2或者辅助电源装置3中的一方有异常，从而使有异常的辅助电源装置停止，用剩下的正常辅助电源装置起动系统全体的情况下，在起动间歇运行的鼓风机5、鼓风机6、鼓风机7、鼓风机8、鼓风机9中的某一个时，使正常的辅助电源装置的输出频率在规定时间内下降，暂时抑制向其他的旋转机器(鼓风机)的电力供给。

由于这样构成的电车控制装置在经过了认为鼓风机电流充分降低的规定时间后起动预定起动的鼓风机，所以即使大的起动电流流过，作为系统整体所需要的电流量也能够保持在辅助电源装置的容量以内。此外，因为整个系统中所需要的电流在起动了预定起动的鼓风机后下降，所以作为系统全体所需要的电流量也能够保持在辅助电源装置3的容量以内。

此外，本实施例的电车控制装置利用额定功率(电流)低于同时起动系统全体时所需要的功率量(电流量)的辅助电源装置，也能够使起动电流大的设备(在本实施方式中是压缩机)起动。此外，由于本实施方式的电车控制装置的额定功率(电流)可以是比以往的电车控制装置的还低，所以还能够小型化装置自身。

而且，在本实施例的电车控制装置中设置成这样的构成，在对起动电流大的设备进行起动时，在起动的时刻降低辅助电源装置的输出频率以降低对已起动的其他设备的供给电力，在规定时间后对预定起动的设备进行起动，但也可以构成为使用电流检测器(部)等，在降低到规定的电流值的阶段对起动预定的设备进行起动，也可以构成为在各设备(鼓风机5～9，压缩机10、11，油泵12，空调装置)的交流电流输入侧设置开关(也可以是接触器)，暂时性断开对其他设备的电流。

此外，在基于本发明的第1至第4实施例的电车控制装置中，虽然采用了设置为从2台辅助电源装置提供电力的构成，但在从1台、3台、4台辅助电源装置提供电力的系统构成的电车控制装置中适用本发明也能够得到同样的效果，因此并不限于2台。

显然，基于上述说明可以对本发明进行不同的附加修改和变形，因此可以理解在后附的保护范围内，本发明的实施并不仅限于上述内容。

Claims (2)

1.一种电车控制装置，包括：

安装在车辆上的送风机；

安装在车辆上的刹车用压缩机；

向上述送风机和上述刹车用压缩机提供电力的辅助电源装置，

其中，在起动上述刹车用压缩机的情况下，抑制对上述送风机的电力供给，

通过降低从上述辅助电源输出的频率来抑制对上述送风机的电力供给，

在用以检测提供给上述送风机的电流的电流检测部检测到提供给上述送风机的电流变成再生方向的情况下，起动上述刹车用压缩机。

2.一种电车控制装置，包括：

安装在车辆上的送风机；

安装在车辆上的刹车用压缩机；

向上述送风机提供电力的第1辅助电源装置；

向上述刹车用压缩机提供电力的第2辅助电源装置，

其中，在上述第1辅助电源装置和上述第2辅助电源装置中的一方有异常，使有异常的辅助电源装置停止动作，从正常的辅助电源装置向上述送风机和上述刹车用压缩机双方提供电力的情况下，在起动上述刹车用压缩机时，暂时抑制对上述送风机的电力供给，

通过降低从上述辅助电源输出的频率来抑制对上述送风机的电力供给，

在规定的时间内降低从上述辅助电源输出的频率，

在用以检测提供给上述送风机的电流的电流检测部检测到提供给上述送风机的电流变成再生方向的情况下，起动上述刹车用压缩机。

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