JP2000175458A - Auxiliary power source unit for rolling stock - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば架線から
集電した高圧の直流電力を所定値の交流電力に変換し、
車両の負荷に供給する車両用補助電源装置に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention converts, for example, high-voltage DC power collected from an overhead line to AC power of a predetermined value,
The present invention relates to a vehicle auxiliary power supply for supplying a load to a vehicle.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図６は例えば平成８年電気学会全国大会
論文集１２４８に示された従来の車両用補助電源装置を
示す回路図である。図において、１は図示しない所定の
変電所より直流電源電圧を車両に供給する架線、２は車
両の屋根に取り付けられ架線１より電源電圧を集電する
集電装置（パンタグラフ）、３は後述する補助電源装
置、４は集電された電源電圧を補助電源装置３への入力
を遮断する入力遮断器、５は入力遮断器４を通して入力
された直流電圧よりリップルを除去するフィルタリアク
トル、６は入力された直流電圧のリップルや後述する電
力変換装置のリップルを除去するフィルタコンデンサで
ある。2. Description of the Related Art FIG. 6 is a circuit diagram showing a conventional vehicular auxiliary power supply device disclosed in, for example, the Transactions of the Institute of Electrical Engineers of Japan 1996, 1248. In the drawing, reference numeral 1 denotes an overhead wire that supplies a DC power supply voltage to a vehicle from a predetermined substation (not shown), reference numeral 2 denotes a current collector (pantograph) that is attached to a roof of the vehicle and collects power supply voltage from the overhead wire 1, and reference numeral 3 denotes a later-described device. The auxiliary power supply device 4 is an input circuit breaker for interrupting the input of the collected power supply voltage to the auxiliary power supply device 3, the filter reactor 5 for removing a ripple from the DC voltage input through the input circuit breaker 4, and the input device 6. It is a filter capacitor for removing the ripple of the applied DC voltage and the ripple of the power converter described later.
【０００３】このフィルタコンデンサ６は、車両の走行
中に集電装置２が架線１から数十ｍＳＥＣの間、離れる
ことがあるが、この時の瞬時停電時にも電気エネルギー
を蓄え負荷側に電力を供給する役割も担う。The current collector 2 may be separated from the overhead line 1 by several tens of mSEC during traveling of the vehicle, but the filter capacitor 6 stores electric energy even in the event of a momentary power failure, and supplies power to the load side. It also plays the role of supply.
【０００４】７はフィルタリアクトル５に直列接続され
た充電抵抗であり、この充電抵抗７は起動時のフィルタ
コンデンサ６への突入電流を防止するために用いる。８
は充電抵抗７に並列接続されたバイパススイッチであ
り、このバイパススイッチ８はフィルタコンデンサ６の
電圧が確立した時点で入力抵抗６を短絡してバイパスす
る。[0004] Reference numeral 7 denotes a charging resistor connected in series to the filter reactor 5. The charging resistor 7 is used to prevent an inrush current to the filter capacitor 6 at the time of starting. 8
Is a bypass switch connected in parallel to the charging resistor 7, and this bypass switch 8 short-circuits and bypasses the input resistor 6 when the voltage of the filter capacitor 6 is established.
【０００５】９、１０はそれぞれフィルタコンデンサ６
のプラス側とグランド間に直列接続された放電抵抗と放
電コンタクタであり、放電抵抗９は装置の停止時にフィ
ルタコンデンサ６の残留電荷を放電するために用いら
れ、放電コンタクタ１０は放電回路の入り切りを行い、
装置の稼働時には開放状態である。Reference numerals 9 and 10 designate filter capacitors 6 respectively.
A discharge resistor and a discharge contactor are connected in series between the plus side of the power supply and the ground. The discharge resistor 9 is used to discharge the residual charge of the filter capacitor 6 when the apparatus is stopped, and the discharge contactor 10 turns on and off the discharge circuit. Do
It is open when the device is operating.
【０００６】１１は架線１の直流電力を負荷１６に見合
う低圧の交流電力に変換するスイッチング素子で構成さ
れたインバータ等の電力変換装置、１２は電力変換装置
１１の交流出力を所定レベルの交流電圧に変圧し、ま
た、補助電源装置３の出力回路と架線１とを絶縁する出
力トランス、１３は架線１からの集電電圧を検出する入
力電圧検出器、１４は補助電源装置３における出力トラ
ンス１２の出力電圧を検出する出力電圧検出器、１５は
入力電圧検出器１３の検出信号より、集電電圧を検知し
て補助電源装置３の起動を行い、また、出力電圧検出器
１４のフィードバック信号により、補助電源装置３の出
力電圧を一定に制御するよう、電力変換装置１１のスイ
ッチング素子にゲート信号を出力する制御ユニットであ
る。１６は車両に搭載されたヒーター、蛍光灯等の補助
電源装置４の負荷である。Reference numeral 11 denotes a power conversion device such as an inverter formed of a switching element for converting DC power of the overhead line 1 into low-voltage AC power suitable for the load 16, and 12 denotes an AC output of the power conversion device 11 at a predetermined level of AC voltage. , And an output transformer for isolating the output circuit of the auxiliary power supply 3 from the overhead line 1, an input voltage detector 13 for detecting a collection voltage from the overhead line 1, and an output transformer 12 for the auxiliary power supply 3. The output voltage detector 15 detects the collection voltage from the detection signal of the input voltage detector 13 and starts the auxiliary power supply device 3 based on the detection signal of the input voltage detector 13. And a control unit that outputs a gate signal to the switching element of the power converter 11 so as to control the output voltage of the auxiliary power supply 3 to be constant. Reference numeral 16 denotes a load of the auxiliary power supply device 4 such as a heater and a fluorescent lamp mounted on the vehicle.
【０００７】尚、制御ユニット１５は入力電圧検出器１
３が集電電圧検出時に放電コンタクタ１０を開放すると
共に入力遮断器４を投入し、また集電電圧無検出時（パ
ンタグラフ２を降ろした時）に放電コンタクタ１０を閉
成すると共に入力遮断器４を開放する。制御ユニット１
５はフィルタコンデンサ６の充電電圧を検出し、所定の
電圧となった時点でバイパススイッチ８を投入し、また
集電電圧無検出時にバイパススイッチ８を開放する。The control unit 15 is provided with the input voltage detector 1
When the collector voltage is detected, the discharge contactor 10 is opened and the input circuit breaker 4 is turned on. When the collector voltage is not detected (when the pantograph 2 is lowered), the discharge contactor 10 is closed and the input circuit breaker 4 is closed. To release. Control unit 1
Reference numeral 5 detects the charging voltage of the filter capacitor 6, turns on the bypass switch 8 when the voltage reaches a predetermined voltage, and opens the bypass switch 8 when no collecting voltage is detected.
【０００８】次に従来装置の動作について説明する。架
線１に電圧が印加されると、入力電圧検出器１３がパン
タグラフ２を通して集電電圧を検出し、制御ユニット１
５に電圧信号を送る。制御ユニット１５は入力電圧信号
により、ＳＩＶ起動指令として、放電コンタクタ１０を
投入（放電コンタクタ１０はコンタクタ投入で、主接点
が開放するｂ接点）し、また入力遮断器４を投入する。Next, the operation of the conventional apparatus will be described. When a voltage is applied to the overhead wire 1, the input voltage detector 13 detects a collection voltage through the pantograph 2, and the control unit 1
Send a voltage signal to 5. Based on the input voltage signal, the control unit 15 turns on the discharge contactor 10 as the SIV start command (the discharge contactor 10 is turned on when the contactor is turned on, and the main contact is opened), and the input circuit breaker 4 is turned on.
【０００９】パンタグラフ２で集電された架線１の高圧
電力はフィルタリアクトル５および充電抵抗７を経由
し、フィルタコンデンサ６を充電する。フィルタコンデ
ンサ６が所定の電圧となった時点で、制御ユニット１５
は充電抵抗７に流れる電流をバイパスさせるバイパスス
イッチ８を投入する。The high-voltage power of the overhead wire 1 collected by the pantograph 2 passes through the filter reactor 5 and the charging resistor 7, and charges the filter capacitor 6. When the filter capacitor 6 reaches a predetermined voltage, the control unit 15
Turns on the bypass switch 8 for bypassing the current flowing through the charging resistor 7.
【００１０】制御ユニット１５はバイパススイッチ８を
投入すると電力変換装置１１のゲート信号を出力し、架
線１より供給された直流電力を電力変換装置１１で交流
電力に変換した後に、交流電力を出力変圧器１２により
変圧することで負荷１６に低電圧電力が供給される。When the bypass switch 8 is turned on, the control unit 15 outputs a gate signal of the power converter 11, converts the DC power supplied from the overhead line 1 into AC power by the power converter 11, and then converts the AC power into an output voltage. The low voltage power is supplied to the load 16 by the transformer 12 changing the voltage.
【００１１】なお、電力変換装置１１の出力電圧が一定
となるように、出力電圧検出器１４の検出信号を制御ユ
ニット１５にフィードバック入力する。制御ユニット１
５はフィードバックされた検出信号に基づいてゲート信
号を電力変換装置１１に送って出力制御を行うことで、
電力変換装置１１の出力の定電圧制御を行っている。The detection signal of the output voltage detector 14 is fed back to the control unit 15 so that the output voltage of the power converter 11 becomes constant. Control unit 1
5 transmits a gate signal to the power converter 11 based on the feedback detection signal to perform output control,
The constant voltage control of the output of the power converter 11 is performed.
【００１２】また、補助電源装置３の入力が無加圧とな
ると、補助電源装置３は停止モードとなり、制御ユニッ
ト１５より電力変換装置１１へのゲート信号を停止さ
せ、入力遮断器４を開放する。この時、フィルタコンデ
ンサ６に電荷が残留しているので、装置の点検等で補助
電源装置４の内部を点検することも考慮して放電コンタ
クタ１０を開放（この時、主接点は閉じることにな
る。）し、放電抵抗９によりフィルタコンデンサ６の残
留電荷を放出する。この時、次の装置起動に備えてバイ
パススイッチ８を開放する。When the input of the auxiliary power supply 3 is non-pressurized, the auxiliary power supply 3 enters a stop mode, in which the control unit 15 stops the gate signal to the power converter 11, and opens the input circuit breaker 4. . At this time, since the electric charge remains in the filter capacitor 6, the discharge contactor 10 is opened in consideration of checking the inside of the auxiliary power supply device 4 by checking the device (the main contact is closed at this time). ), And the residual charge in the filter capacitor 6 is released by the discharge resistor 9. At this time, the bypass switch 8 is opened in preparation for the next device start.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】従来の車両用補助電源
装置は以上のように構成されているので、フィルタコン
デンサの残留電荷を放出するため、大電流容量の放電抵
抗と放電コンタクタを設置することが必要である。ま
た、放電抵抗の焼損やケーブルの損傷等により回路に断
線等が生じた場合、フィルタコンデンサを放電すること
ができないといった問題点があった。Since the conventional auxiliary power supply for a vehicle is constructed as described above, a discharge resistor having a large current capacity and a discharge contactor must be provided in order to discharge the residual charge of the filter capacitor. is necessary. In addition, when the circuit is disconnected due to burnout of the discharge resistor or damage to the cable, the filter capacitor cannot be discharged.
【００１４】この発明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あり、放電抵抗と放電コンタクタ
の電気的容量を小さくして小型化すると共に、放電抵抗
の損傷や放電回路の配線の断線時であっても安全に装置
を停止し、フィルタコンデンサの残留電荷を放出できる
車両用補助電源装置を得ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has been made to reduce the size of the discharge resistor and the electrical capacity of the discharge contactor by reducing the size of the discharge resistor and the wiring of the discharge circuit. It is an object of the present invention to provide a vehicular auxiliary power supply that can safely stop the device even when the wire is disconnected and discharge the residual charge of the filter capacitor.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る車
両用補助電源装置は、架線に供給された電力を所定レベ
ルの交流電力に変換して負荷に供給する電力変換装置
と、上記架線に供給された電力のリップルと上記電力変
換装置の入力部に生ずるリップルを吸収するフィルタリ
アクトルおよびフィルタコンデンサから成るフィルタ回
路と、上記供給電力遮断に伴う装置の動作停止時に上記
電力変換装置を一定時間動作させ、上記フィルタコンデ
ンサの電荷を上記電力変換装置を通して負荷側に放出さ
せる電荷放出手段とを備えたものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided an auxiliary power supply device for a vehicle, which converts an electric power supplied to an overhead line to an AC power of a predetermined level and supplies the AC power to a load; A filter circuit comprising a filter reactor and a filter capacitor for absorbing a ripple of the power supplied to the power converter and a ripple generated at an input portion of the power converter, and the power converter for a predetermined time when the operation of the device is stopped due to the cutoff of the supplied power. Charge discharging means for operating and discharging the charge of the filter capacitor to the load side through the power converter.
【００１６】請求項２の発明に係る車両用補助電源装置
の電荷放出手段は、フィルタコンデンサに一端が接続さ
れた放電抵抗の他端を接地させて放電回路を形成するも
のである。According to a second aspect of the present invention, the charge discharging means of the vehicle auxiliary power supply device forms a discharge circuit by grounding the other end of a discharge resistor having one end connected to a filter capacitor.
【００１７】請求項３の発明に係る車両用補助電源装置
は、コンデンサ放電開始を指示する放電開始指示手段を
設置し、放電が必要な場合に上記放電開始指示手段から
の放電開始指示信号を電荷放出手段に入力するものであ
る。According to a third aspect of the present invention, there is provided an auxiliary power supply device for a vehicle, wherein a discharge start instruction means for instructing the start of capacitor discharge is provided, and when discharge is required, a discharge start instruction signal from the discharge start instruction means is charged. This is input to the release means.
【００１８】請求項４の発明に係る車両用補助電源装置
の放電開始指示手段は、放電が必要な場合に放電開始指
示信号を電荷放出手段に入力すると共に、フィルタコン
デンサに一端が接続された放電抵抗の他端を接地させて
放電回路を形成するものである。According to a fourth aspect of the present invention, the discharge start instructing means of the vehicular auxiliary power supply device inputs a discharge start instructing signal to the charge discharging means when discharge is required, and discharges one end of which is connected to the filter capacitor. The other end of the resistor is grounded to form a discharge circuit.
【００１９】請求項５の発明に係る車両用補助電源装置
の電荷放出手段は、フィルタコンデンサの残留電荷検出
手段を備え、放電開始指示信号入力後に上記残留電荷が
所定値以下に至るまで電力変換装置を継続動作させるも
のである。According to a fifth aspect of the present invention, the charge discharging means of the vehicle auxiliary power supply device includes a residual charge detecting means for the filter capacitor, and the power conversion device until the residual charge reaches a predetermined value or less after the input of the discharge start instruction signal. Is operated continuously.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を図について説明する。尚、図中、図６と
同一符号は同一または相当部分を示す。図１において、
９ａは小容量の放電抵抗、１０ａは小容量のコンタク
タ。１５ａは本実施の形態に係る制御ユニットであり、
この制御ユニット１５ａは従来装置における機能に加え
て入力電圧の無加圧検出時に、電力変換装置１１へゲー
ト信号を所定時間継続出力しながら放電コンタクタ１０
ａを投入する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawing, the same reference numerals as those in FIG. 6 indicate the same or corresponding parts. In FIG.
9a is a small capacity discharge resistor and 10a is a small capacity contactor. 15a is a control unit according to the present embodiment,
The control unit 15a outputs a gate signal to the power conversion device 11 for a predetermined period of time when the input voltage is not pressurized, in addition to the function of the conventional device, and outputs the discharge contactor 10a.
Input a.
【００２１】次に本実施の形態の動作について説明す
る。入力電圧が無加圧となり装置を停止させる場合、制
御ユニット１５ａより入力遮断器４を開放するが、電力
変換装置１１へのゲート信号は停止せずある時間運転を
継続させる。また、同時に放電コンタクタ１０ａを投入
する。Next, the operation of this embodiment will be described. When the input voltage is not pressurized and the device is stopped, the input circuit breaker 4 is opened by the control unit 15a, but the operation is continued for a certain time without stopping the gate signal to the power converter 11. At the same time, the discharge contactor 10a is turned on.
【００２２】ここで、電力変換装置１１は運転を継続す
るため、フィルタコンデンサ６の残留電荷は電力変換装
置１１を経由して、負荷１６で消費される。この結果、
フィルタコンデンサ６は急速に電荷を放出することがで
き、その分、放電抵抗９と放電コンタクタ１０ａの電流
容量を小さくすることが可能である。例えば、架線定格
電圧：Ｖ１（１５００Ｖとする）、動作最低入力電圧：
Ｖ２（９００Ｖとする）、停電補償時間：Ｔ（６０ｍＳ
ＥＣ）、装置出力：Ｑ（１５０ｋＷ）のインバータ装置
で考えた場合、フィルタコンデンサ６の容量Ｃは以下の
容量が必要である。Here, since the power converter 11 continues to operate, the residual charge of the filter capacitor 6 is consumed by the load 16 via the power converter 11. As a result,
The filter capacitor 6 can rapidly discharge charges, and accordingly, the current capacity of the discharge resistor 9 and the discharge contactor 10a can be reduced. For example, overhead wire rated voltage: V 1 (1500 V), minimum operating input voltage:
V 2 (900 V), power failure compensation time: T (60 mS
EC), when considering an inverter device with a device output of Q (150 kW), the capacitance C of the filter capacitor 6 requires the following capacitance.
【００２３】１／２（Ｃ・Ｖ１ ２−Ｃ・Ｖ２ ２）＝Ｑ・Ｔ Ｃ＝１２，５００μＦ[0023] 1/2 (C · V 1 2 -C · V 2 2) = Q · T C = 12,500μF
【００２４】この時、時定数τ＝１秒で放電するとすれ
ば、時定数の関係から放電抵抗の抵抗値は以下の値にな
る。 τ＝Ｃ・Ｒ Ｒ＝τ／Ｃ＝１／０．０１２５＝８０から抵抗値＝８０
ΩAt this time, if the discharge is performed with the time constant τ = 1 second, the resistance value of the discharge resistor becomes the following value from the relation of the time constant. τ = C · R R = τ / C = 1 / 0.0125 = 80 to resistance = 80
Ω
【００２５】また、これら値に基づく放電開始時の電力
容量は以下の値になる。The power capacity at the start of discharge based on these values is as follows.
【００２６】Ｖ１ ２／Ｒ ＝１５００２／８０ ＝２８１２５Ｗ＝２８．２ｋＷ[0026] V 1 2 / R = 1500 2 /80 = 28125W = 28.2kW
【００２７】また、放電抵抗９の短時間過負荷定格を連
続定格の１０倍としても連続定格３ｋＷ程度の抵抗が必
要となる。また、放電コンタクタ１０の初期電流は１５
００Ｖ／８０Ω＝１８．７５Ａであるから、この値の初
期電流を通電、開閉できるコンタクタとなる。Further, even if the short-time overload rating of the discharge resistor 9 is set to 10 times the continuous rating, a resistor having a continuous rating of about 3 kW is required. The initial current of the discharge contactor 10 is 15
Since 00V / 80Ω = 18.75 A, the contactor can supply and open and close the initial current of this value.
【００２８】一方、本実施の形態のように、フィルタコ
ンデンサ６の放電を負荷回路１６で行う場合、負荷回路
１６の１５００Ｖラインでの抵抗換算値はＲ＝Ｖ２／Ｑ
より、Ｑ＝１５０ｋＷ、Ｖ＝１５００Ｖ考えると以下の
値になる。On the other hand, when the discharge of the filter capacitor 6 is performed by the load circuit 16 as in the present embodiment, the resistance conversion value on the 1500 V line of the load circuit 16 is R = V 2 / Q.
Therefore, when Q = 150 kW and V = 1500 V are considered, the following values are obtained.
【００２９】Ｒ＝１５００２／１５０，０００ Ｒ＝１５ΩR = 1500 2 / 150,000 R = 15Ω
【００３０】従って放電時定数τはτ＝１２，５００μ
*１５＝０．１８５秒となり、例えば、ゲート信号を５
秒間継続するとすれば、ほぼ完全にフィルタコンデンサ
６の放電が完了することになる。その分、放電抵抗９、
放電コンタクタ１０は放電電流に対する負荷分担が少な
くなり小型化が可能となる。Therefore, the discharge time constant τ is τ = 12,500 μm
* 15 = 0.185 seconds. For example, if the gate signal is 5
If it continues for a second, the discharge of the filter capacitor 6 is almost completely completed. The discharge resistance 9,
The discharge contactor 10 can reduce the load sharing with respect to the discharge current and can be downsized.
【００３１】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は、制御ユニット１５ａが入力電圧無加圧を検知するこ
とにより、フィルタコンデンサ６の残留電荷放電のため
に電力変換装置１１へゲート信号を出力し、負荷側で残
留電荷を放電する場合について述べた。Embodiment 2 In the first embodiment, when the control unit 15a detects that the input voltage is not pressurized, the control unit 15a outputs a gate signal to the power conversion device 11 to discharge the residual charge of the filter capacitor 6, and the load side detects the residual charge. Has been described.
【００３２】しかし、本実施の形態では通常の入力電圧
無加圧を検出に伴う装置停止時にフィルタコンデンサ６
の放電を実施せず、装置点検等で内部を確認する必要が
ある場合にのみ、危険防止のためフィルタコンデンサ６
の放電は実施する。However, in this embodiment, the filter capacitor 6 is turned off when the apparatus is stopped due to the detection of the normal application of no input voltage.
Only when it is necessary to check the inside of the device by inspection or the like without discharging the filter capacitor 6
Is carried out.
【００３３】そのため、本実施の形態では図２に示すよ
うに、制御ユニット１５ｂに別途スイッチ１７を設け
る。制御ユニット１５ｂは入力電圧検出器１３を通して
入力電圧の無加圧を検出し、通常の運転停止を判断して
もスイッチ１７が操作されていない限り放電コンタクタ
１０ａを投入制御することなく、また電力制御装置１１
へゲート信号を出力することがないため、フィルタコン
デンサ６は放電しない。Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 2, a separate switch 17 is provided in the control unit 15b. The control unit 15b detects no pressurization of the input voltage through the input voltage detector 13, and does not control the turning on of the discharge contactor 10a unless the switch 17 is operated even if the normal operation is determined to be stopped. Device 11
Since no gate signal is output, the filter capacitor 6 does not discharge.
【００３４】この結果、再起動時におけるフィルタコン
デンサ６への充電時間短縮が可能であり、また、コンデ
ンサ充放電によるエネルギーの損失を抑えることが可能
となる。As a result, the time required for charging the filter capacitor 6 at the time of restart can be reduced, and the loss of energy due to charging and discharging of the capacitor can be suppressed.
【００３５】実施の形態３．なお、上記実施の形態１で
は、制御ユニット１５ａが入力電圧無加圧を検知するこ
とにより、フィルタコンデンサ６の残留電荷放電のため
に電力変換装置１１にゲート信号を所定時間継続して出
力し、電力変換装置１１を通して負荷６側でフィルタコ
ンデンサ６の残留電荷を消費する場合について述べた。Embodiment 3 FIG. In the first embodiment, when the control unit 15a detects that the input voltage is not pressurized, the control unit 15a continuously outputs a gate signal to the power converter 11 for a predetermined time for discharging the residual charge of the filter capacitor 6, and The case where the residual charge of the filter capacitor 6 is consumed on the load 6 side through the power converter 11 has been described.
【００３６】しかし、本実施の形態では図３に示すよう
に、フィルタコンデンサ６の残留電荷を検出するコンデ
ンサ電圧検出器１８を設け、この検出結果を制御ユニッ
ト１５ｃに入力する。制御ユニット１５ｃはフィルタコ
ンデンサ６の残留電荷が既定値以下となるまで、ゲート
信号を電力変換装置１１へ継続して出力することとした
ので、軽負荷で放電に時間がかかる場合でも確実にメン
テナンスの安全性を確保できるフィルタコンデンサ６の
残留電荷の規定値以下を判定することが可能となり、ま
た放電に要する放電時定数を判断するための放電抵抗、
放電コンタクタを省略することが可能となる。However, in this embodiment, as shown in FIG. 3, a capacitor voltage detector 18 for detecting the residual charge of the filter capacitor 6 is provided, and the detection result is input to the control unit 15c. The control unit 15c continuously outputs the gate signal to the power conversion device 11 until the residual charge of the filter capacitor 6 becomes equal to or less than a predetermined value. It is possible to determine the remaining value of the filter capacitor 6 that is less than the specified value, which can ensure the safety. Also, a discharge resistor for determining the discharge time constant required for the discharge,
It is possible to omit the discharge contactor.
【００３７】実施の形態４．なお、上記実施の形態１で
は、制御ユニット１５ａが入力電圧無加圧を検知するこ
とにより、フィルタコンデンサ６の残留電荷放電のため
に電力変換装置１１へゲート信号を出力し、負荷側で残
留電荷を消費する場合について述べた。Embodiment 4 FIG. In the first embodiment, when the control unit 15a detects that the input voltage is not pressurized, the control unit 15a outputs a gate signal to the power conversion device 11 to discharge the residual charge of the filter capacitor 6, and the load side detects the residual charge. I mentioned the case of consuming.
【００３８】しかし、本実施の形態では通常は入力電圧
無加圧を検出に伴う装置停止時はフィルタコンデンサ６
の放電は実施せず、装置点検等で内部を確認する必要が
ある場合にのみ、危険防止のためフィルタコンデンサ６
における残留電荷の放電は実施する。However, in this embodiment, the filter capacitor 6 is normally used when the apparatus is stopped due to the detection of no input voltage pressurization.
Of the filter capacitor 6 to prevent danger only when it is necessary to check the inside of the
The discharge of the residual charge in is performed.
【００３９】そのため、本実施の形態では図４に示すよ
うに、制御ユニット１５ｄに別途スイッチ１７を設け
る。そして、スイッチ１７を操作することで、制御ユニ
ット１５ｄはフィルタコンデンサ６の残留電荷が既定値
以下となるまで、放電用のゲート信号を電力変換装置１
１へ継続して出力することとしたので、軽負荷で放電に
時間がかかる場合でも確実にメンテナンスの安全性を確
保できるフィルタコンデンサ６の残留電荷の規定値以下
を判定することが可能となり、また放電に要する放電時
定数を判断するための放電抵抗、放電コンタクタを省略
することが可能となる。Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 4, a switch 17 is separately provided in the control unit 15d. Then, by operating the switch 17, the control unit 15d outputs the discharge gate signal to the power conversion device 1 until the residual charge of the filter capacitor 6 becomes a predetermined value or less.
1, it is possible to judge the residual charge of the filter capacitor 6 below the specified value, which can ensure the maintenance safety even when the discharge takes a long time under a light load. It is possible to omit a discharge resistor and a discharge contactor for determining a discharge time constant required for discharge.
【００４０】実施の形態５．なお、上記実施の形態４で
は、制御ユニット１５ｄに別途スイッチ１７を設け、通
常は装置停止時は実施の形態３，４と同様にフィルタコ
ンデンサ６の放電は実施せず、装置点検等で内部を確認
する必要がある場合にのみ、危険防止のため、スイッチ
１７を操作して放電用のゲート信号を制御ユニット１５
ｄから出力するようにした場合について述べた。Embodiment 5 In the fourth embodiment, a separate switch 17 is provided in the control unit 15d. Normally, when the apparatus is stopped, the filter capacitor 6 is not discharged as in the third and fourth embodiments. Only when it is necessary to check, to prevent danger, operate the switch 17 to output the discharge gate signal to the control unit 15.
The case of outputting from d has been described.
【００４１】本実施の形態では、図５に示すように、放
電抵抗９ｂと直列に放電コンタクタ１０に替えて放電ス
イッチ１９を設け、放電スイッチ１９の補助接点１９ａ
をスイッチ１７に替えて制御装置１５ｅに接続する。In this embodiment, as shown in FIG. 5, a discharge switch 19 is provided in place of the discharge contactor 10 in series with the discharge resistor 9b, and an auxiliary contact 19a of the discharge switch 19 is provided.
Is replaced by the switch 17 and connected to the control device 15e.
【００４２】装置点検時には放電スイッチ１９をＯＮ操
作して放電抵抗９ｂを含むフィルタコンデンサ６の放電
回路を形成すると共に、補助接点１９ａをＯＮ操作す
る。この結果、制御ユニット１５ｄはフィルタコンデン
サ６の残留電荷が既定値以下となるまで、放電用のゲー
ト信号を電力変換装置１１へ継続して出力する。この結
果、軽負荷でフィルタコンデンサ６における残留電荷の
放電に時間がかかる場合でも確実にメンテナンスの安全
性を確保できるフィルタコンデンサ６の残留電荷の規定
値以下を判定することが可能となる。At the time of inspection of the apparatus, the discharge switch 19 is turned on to form a discharge circuit of the filter capacitor 6 including the discharge resistor 9b, and the auxiliary contact 19a is turned on. As a result, the control unit 15d continuously outputs the discharging gate signal to the power converter 11 until the residual charge of the filter capacitor 6 becomes equal to or less than the predetermined value. As a result, even when it takes a long time to discharge the residual charges in the filter capacitor 6 under a light load, it is possible to reliably determine the residual charge of the filter capacitor 6 that is equal to or less than the specified value, which can ensure the safety of maintenance.
【００４３】このように、制御ユニット１５ｅは電力変
換装置１１へゲート信号を出力することにより、フィル
タコンデンサ６の電荷を放電するようにしたので、万
一、電力変換装置１１に異常が生じた場合でも、確実に
フィルタコンデサ６の残留電荷を放電し、安全にメンテ
ナンス作業することが可能である。As described above, since the control unit 15e discharges the charge of the filter capacitor 6 by outputting the gate signal to the power conversion device 11, if an abnormality occurs in the power conversion device 11, However, it is possible to reliably discharge the residual charge of the filter capacitor 6 and perform a maintenance operation safely.
【００４４】なお、放電抵抗９ｂは電力変換装置１１が
異常であった場合のバックアップであり、万一、電力変
換装置１１に不具合のあった場合は放電時間が長くなる
が、非常に頻度は少ないと考えられる為、高抵抗を用い
ることにより従来装置より安価でかつ、省スペース化を
図ることができ、また、装置の安全性を高めることが可
能となる。The discharge resistor 9b is a backup when the power converter 11 is abnormal. If the power converter 11 is defective, the discharge time becomes longer, but the frequency is very low. Therefore, by using a high resistance, it is possible to reduce the cost and space in comparison with the conventional device, and it is possible to enhance the safety of the device.
【００４５】[0045]
【発明の効果】請求項１の発明によれば、架線に供給さ
れた電力を所定レベルの交流電力に変換して負荷に供給
する電力変換装置と、上記架線に供給された電力のリッ
プルと上記電力変換装置の入力部に生ずるリップルを吸
収するフィルタリアクトルおよびフィルタコンデンサか
ら成るフィルタ回路と、上記供給電力遮断に伴う装置の
動作停止時に上記電力変換装置を一定時間動作させ、上
記フィルタコンデンサの電荷を上記電力変換装置を通し
て負荷側に放出させる電荷放出手段とを備えたので、放
電抵抗を含む放電回路に故障が発生してもフィルタコン
デンサの残留電荷を確実に放電できるという効果があ
る。According to the first aspect of the present invention, there is provided a power conversion device for converting power supplied to an overhead line to AC power of a predetermined level and supplying the AC power to a load, and a ripple of the power supplied to the overhead line. A filter circuit composed of a filter reactor and a filter capacitor for absorbing a ripple generated at an input portion of the power conversion device, and operating the power conversion device for a certain period of time when the operation of the device is stopped due to the cutoff of the supply power, to charge the filter capacitor. Since there is provided the charge discharging means for discharging to the load side through the power converter, even if a failure occurs in the discharge circuit including the discharge resistor, there is an effect that the residual charge of the filter capacitor can be reliably discharged.
【００４６】請求項２の発明によれば、電荷放出手段は
フィルタコンデンサに一端が接続された放電抵抗の他端
を接地させて放電回路を形成することで、放電抵抗を小
型化できると共に、フィルタコンデンサの残留電荷を急
速に放電できるという効果がある。According to the second aspect of the present invention, the charge discharging means can form a discharge circuit by grounding the other end of the discharge resistor, one end of which is connected to the filter capacitor. There is an effect that the residual charge of the capacitor can be rapidly discharged.
【００４７】請求項３の発明によれば、コンデンサ放電
開始を指示する放電開始指示手段を設置し、放電が必要
な場合に上記放電開始指示手段からの放電開始指示信号
を電荷放出手段に入力することで、装置の通常運転停止
より装置の再起動に際してはフィルタコンデンサの充電
時間を短縮できるという効果がある。According to the third aspect of the present invention, discharge start instructing means for instructing the start of capacitor discharge is provided, and when discharge is required, a discharge start instructing signal from the discharge start instructing means is input to the charge discharging means. Thus, there is an effect that the charging time of the filter capacitor can be shortened when the apparatus is restarted after the normal operation of the apparatus is stopped.
【００４８】請求項４の発明によれば、放電開始指示手
段は放電が必要な場合に放電開始指示信号を電荷放出手
段に入力すると共に、フィルタコンデンサに一端が接続
された放電抵抗の他端を接地させて放電回路を形成する
ことで、装置の通常運転停止より装置の再起動に際して
はフィルタコンデンサの充電時間を短縮できると共に、
電力変換装置の故障時でもフィルタコンデンサの残留電
荷を確実に放電できるという効果がある。According to the fourth aspect of the present invention, the discharge start instructing means inputs a discharge start instructing signal to the charge discharging means when discharge is required, and connects the other end of the discharge resistor connected to one end to the filter capacitor. By forming the discharge circuit by grounding, the charging time of the filter capacitor can be reduced when the device is restarted from the normal operation stop of the device,
There is an effect that the residual charge of the filter capacitor can be reliably discharged even when the power conversion device fails.
【００４９】請求項５の発明によれば、電荷放出手段は
フィルタコンデンサの残留電荷検出手段を備え、放電開
始指示信号入力後に上記残留電荷が所定値以下に至るま
で電力変換装置を継続動作させることで、放電用の負荷
に関わりなく残留電荷の所定値以下への放電を確定する
ことができるという効果がある。According to the fifth aspect of the present invention, the charge discharging means includes a residual charge detecting means for the filter capacitor, and continuously operates the power converter until the residual charge reaches a predetermined value or less after the input of the discharge start instruction signal. Thus, there is an effect that the discharge to the residual charge of a predetermined value or less can be determined irrespective of the discharge load.
【図１】 この発明の実施の形態１に係る車両用補助電
源装置を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a vehicle auxiliary power supply device according to Embodiment 1 of the present invention.
【図２】 この発明の実施の形態２に係る車両用補助電
源装置を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a vehicle auxiliary power supply device according to Embodiment 2 of the present invention.
【図３】 この発明の実施の形態３に係る車両用補助電
源装置を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a vehicle auxiliary power supply device according to Embodiment 3 of the present invention.
【図４】 この発明の実施の形態４に係る車両用補助電
源装置を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a vehicle auxiliary power supply device according to Embodiment 4 of the present invention.
【図５】 この発明の実施の形態５に係る車両用補助電
源装置を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a vehicle auxiliary power supply according to Embodiment 5 of the present invention.
【図６】 従来の車両用補助電源装置を示す回路図であ
る。FIG. 6 is a circuit diagram showing a conventional vehicle auxiliary power supply device.
１ 架線、２ 集電装置、３ 車両用補助電源装置、５
フィルタリアクトル、６ フィルタコンデンサ、９
放電抵抗、１０ 放電コンタクタ、１１ 電力変換装
置、１５ａ〜１５ｅ 制御ユニット、１６ 負荷、１７
スイッチ、１８ フィルタコンデンサ電圧検出器、１
９ 放電スイッチ、１９ａ 補助スイッチ。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Overhead wire, 2 Current collector, 3 Vehicle auxiliary power supply, 5
Filter reactor, 6 Filter capacitor, 9
Discharge resistance, 10 discharge contactor, 11 power converter, 15a to 15e control unit, 16 load, 17
Switch, 18 filter capacitor voltage detector, 1
9 Discharge switch, 19a auxiliary switch.
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H007 AA08 AA17 CA01 CB02 CB04 CB05 CC23 CC32 DA06 DB01 DC05 5H115 PA08 PC02 PG01 PI03 PV09 PV23 QE12 TO13 TR13 TR15 TU04 TZ10 TZ16 5H740 AA08 BA11 BB05 BB09 MM01 MM12 NN06 NN17 Continued on the front page F term (reference) 5H007 AA08 AA17 CA01 CB02 CB04 CB05 CC23 CC32 DA06 DB01 DC05 5H115 PA08 PC02 PG01 PI03 PV09 PV23 QE12 TO13 TR13 TR15 TU04 TZ10 TZ16 5H740 AA08 BA11 BB05 BB09 MM01 MM12 NN06
Claims (5)
流電力に変換して負荷に供給する電力変換装置と、上記
架線に供給された電力のリップルと上記電力変換装置の
入力部に生ずるリップルを吸収するフィルタリアクトル
およびフィルタコンデンサから成るフィルタ回路と、上
記供給電力遮断に伴う装置の動作停止時に上記電力変換
装置を一定時間動作させ、上記フィルタコンデンサの電
荷を上記電力変換装置を通して負荷側に放出させる電荷
放出手段とを備えたことを特徴とする車両用補助電源装
置。1. A power converter for converting power supplied to an overhead line to AC power of a predetermined level and supplying the AC power to a load, a ripple of the power supplied to the overhead line, and a ripple generated at an input portion of the power converter. A filter circuit composed of a filter reactor and a filter capacitor for absorbing the electric power, and operating the power conversion device for a certain period of time when the operation of the device is stopped due to the interruption of the supply power, and discharges the charge of the filter capacitor to the load side through the power conversion device An auxiliary power supply device for a vehicle, comprising: a charge discharging means for causing the vehicle to emit electric power.
一端が接続された放電抵抗の他端を接地させて放電回路
を形成することを特徴とする請求項１に記載の車両用補
助電源装置。2. The auxiliary power supply for a vehicle according to claim 1, wherein the charge discharging means forms a discharge circuit by grounding the other end of the discharge resistor having one end connected to the filter capacitor.
指示手段を設置し、放電が必要な場合に上記放電開始指
示手段からの放電開始指示信号を電荷放出手段に入力す
ることを特徴とする請求項１に記載の車両用補助電源装
置。3. A discharge start instruction means for instructing the start of discharge of a capacitor is provided, and a discharge start instruction signal from the discharge start instruction means is input to the charge discharge means when discharge is required. 2. The vehicle auxiliary power supply device according to 1.
に放電開始指示信号を電荷放出手段に入力すると共に、
フィルタコンデンサに一端が接続された放電抵抗の他端
を接地させて放電回路を形成することを特徴とする請求
項３に記載の車両用補助電源装置。4. The discharge start instructing means inputs a discharge start instructing signal to the charge discharging means when discharge is required,
The vehicle auxiliary power supply according to claim 3, wherein a discharge circuit is formed by grounding the other end of the discharge resistor having one end connected to the filter capacitor.
残留電荷検出手段を備え、放電開始指示信号入力後に上
記残留電荷が所定値以下に至るまで電力変換装置を継続
動作させることを特徴とする請求項３または４に記載の
車両用補助電源装置。5. The charge discharging means includes a residual charge detecting means for a filter capacitor, and continuously operates the power conversion device until the residual charge reaches a predetermined value or less after input of a discharge start instruction signal. 5. The vehicle auxiliary power supply device according to 3 or 4.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP10347101A JP2000175458A (en) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | Auxiliary power source unit for rolling stock |
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|---|---|---|---|
| JP10347101A JP2000175458A (en) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | Auxiliary power source unit for rolling stock |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000175458A true JP2000175458A (en) | 2000-06-23 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2000175458A (en) |
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