JP2001008308A - 車両用制御装置 - Google Patents
車両用制御装置Info
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- JP2001008308A JP2001008308A JP11176293A JP17629399A JP2001008308A JP 2001008308 A JP2001008308 A JP 2001008308A JP 11176293 A JP11176293 A JP 11176293A JP 17629399 A JP17629399 A JP 17629399A JP 2001008308 A JP2001008308 A JP 2001008308A
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】車両用制御装置の複数インバータ装置に対して
共通の回生電力吸収用チョッパ装置を用いることでシス
テムの小型化を図り、かつその動作の安定化を図る。 【解決手段】車両駆動用主電動機を制御するインバータ
装置を直流電源に複数並列接続し、各インバータ装置に
共通の抵抗器と自己消弧形素子の直列体からなる回生電
力吸収用チョッパ装置を各インバータ装置の直流側間で
互いに電流の逆流を阻止する素子を介して接続し、前記
チョッパ装置と並列にコンデンサを接続する。
共通の回生電力吸収用チョッパ装置を用いることでシス
テムの小型化を図り、かつその動作の安定化を図る。 【解決手段】車両駆動用主電動機を制御するインバータ
装置を直流電源に複数並列接続し、各インバータ装置に
共通の抵抗器と自己消弧形素子の直列体からなる回生電
力吸収用チョッパ装置を各インバータ装置の直流側間で
互いに電流の逆流を阻止する素子を介して接続し、前記
チョッパ装置と並列にコンデンサを接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両用制御装置に係
わり、特に、回生電力吸収用チョッパ装置を備えた車両
用制御装置に関する。
わり、特に、回生電力吸収用チョッパ装置を備えた車両
用制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の鉄道車両用制御装置では、小型軽
量化の観点から、例えば、文献「鉄道車両と技術」１９
９８．Oct. Ｖol．４−１０ Ｎo.３９「札幌市交通局８
０００系の概要」に、車両駆動用主電動機（以下、モー
タと称す）を制御するインバータ装置を複数用いても共
通使用できる機器を１つにまとめる方式が記載されてい
る。それは、直流端子間にフィルタコンデンサが接続さ
れた複数のインバータ装置が直流電源に並列接続され、
各インバータ装置のフィルタコンデンサの過電圧を抑制
する構成として、各インバータ装置に共通の抵抗器とサ
イリスタ素子の直列体からなる過電圧抑制装置が前記各
インバータ装置の直流側間で互いに電流の逆流を阻止す
る素子（ダイオード）を介して接続されてなる。
量化の観点から、例えば、文献「鉄道車両と技術」１９
９８．Oct. Ｖol．４−１０ Ｎo.３９「札幌市交通局８
０００系の概要」に、車両駆動用主電動機（以下、モー
タと称す）を制御するインバータ装置を複数用いても共
通使用できる機器を１つにまとめる方式が記載されてい
る。それは、直流端子間にフィルタコンデンサが接続さ
れた複数のインバータ装置が直流電源に並列接続され、
各インバータ装置のフィルタコンデンサの過電圧を抑制
する構成として、各インバータ装置に共通の抵抗器とサ
イリスタ素子の直列体からなる過電圧抑制装置が前記各
インバータ装置の直流側間で互いに電流の逆流を阻止す
る素子（ダイオード）を介して接続されてなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記方式のも
のではインバータからの回生により一旦過電圧を検知す
ると、直流電源からフィルタコンデンサへの回路を開放
し、過電圧抑制装置のサイリスタ素子を導通状態にして
フィルタコンデンサの全電荷を放出させる。このため次
の再力行ではフィルタコンデンサを初期から再充電せね
ばならず、電気車の運転として即応性に課題があった。
のではインバータからの回生により一旦過電圧を検知す
ると、直流電源からフィルタコンデンサへの回路を開放
し、過電圧抑制装置のサイリスタ素子を導通状態にして
フィルタコンデンサの全電荷を放出させる。このため次
の再力行ではフィルタコンデンサを初期から再充電せね
ばならず、電気車の運転として即応性に課題があった。
【０００４】一方、これを補う方式が、例えば特開平8
−126101 号公報に記載されている。これは上記過電圧
抑制装置におけるサイリスタ素子に代えてＩＧＢＴ素子
のような自己消弧形素子を用いてチョッパ制御するもの
である。これにより過電圧分だけに応じて素子の通流率
を変えることができるのでフィルタコンデンサの全放電
ということはなくなる。なお、本願ではこの抵抗器と自
己消弧形素子との直列体を回生電力吸収用チョッパ装置
と称すことにする。
−126101 号公報に記載されている。これは上記過電圧
抑制装置におけるサイリスタ素子に代えてＩＧＢＴ素子
のような自己消弧形素子を用いてチョッパ制御するもの
である。これにより過電圧分だけに応じて素子の通流率
を変えることができるのでフィルタコンデンサの全放電
ということはなくなる。なお、本願ではこの抵抗器と自
己消弧形素子との直列体を回生電力吸収用チョッパ装置
と称すことにする。
【０００５】しかし、実用上このチョッパ装置を上記文
献で構成された共通の過電圧抑制装置に単に置換しただ
けでは、チョッパ装置の素子のオン・オフ動作によりダ
イオードのカソード側の電圧が不安定になるという課題
が生じた。
献で構成された共通の過電圧抑制装置に単に置換しただ
けでは、チョッパ装置の素子のオン・オフ動作によりダ
イオードのカソード側の電圧が不安定になるという課題
が生じた。
【０００６】そこで本発明の目的は、車両用制御装置の
複数インバータ装置に対して共通の回生電力吸収用チョ
ッパ装置を用いることでシステムの小型化を図り、かつ
その動作の安定化を図ることにある。
複数インバータ装置に対して共通の回生電力吸収用チョ
ッパ装置を用いることでシステムの小型化を図り、かつ
その動作の安定化を図ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明の車両用制御装置は、車両駆動用主電動機を
制御するインバータ装置の直流端子にフィルタコンデン
サが並列接続されるとともに該インバータ装置が直流電
源に複数並列接続され、前記各インバータ装置に共通の
抵抗器と自己消弧形素子の直列体からなる回生電力吸収
用チョッパ装置が前記各インバータ装置の直流側間で互
いに電流の逆流を阻止する素子を介して接続され、前記
チョッパ装置と並列にコンデンサが接続されてなる。
にこの発明の車両用制御装置は、車両駆動用主電動機を
制御するインバータ装置の直流端子にフィルタコンデン
サが並列接続されるとともに該インバータ装置が直流電
源に複数並列接続され、前記各インバータ装置に共通の
抵抗器と自己消弧形素子の直列体からなる回生電力吸収
用チョッパ装置が前記各インバータ装置の直流側間で互
いに電流の逆流を阻止する素子を介して接続され、前記
チョッパ装置と並列にコンデンサが接続されてなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の車両用制御装置の
実施例を図面を用いて説明する。
実施例を図面を用いて説明する。
【０００９】図１は本発明の第１実施例を示す構成図で
ある。図示しない直流電源に接続された架線１に接触し
たパンタグラフ２、それに一端が接続された遮断器３、
その他端には、開閉器４，１５、フィルタリアクトル
５，１６を介して車両駆動用モータ７，１８を制御する
インバータ装置６，１７がそれぞれ並列接続される。各
インバータ装置６，１７の直流端子にはフィルタコンデ
ンサ８，１９がそれぞれ並列接続される。
ある。図示しない直流電源に接続された架線１に接触し
たパンタグラフ２、それに一端が接続された遮断器３、
その他端には、開閉器４，１５、フィルタリアクトル
５，１６を介して車両駆動用モータ７，１８を制御する
インバータ装置６，１７がそれぞれ並列接続される。各
インバータ装置６，１７の直流端子にはフィルタコンデ
ンサ８，１９がそれぞれ並列接続される。
【００１０】各フィルタコンデンサ８，１９の正極側に
他インバータからの直流電流の逆流を阻止する逆流阻止
用のダイオード９，２０のアノード端子がそれぞれ接続
され、それらダイオードのカソード端子が回生電力吸収
用チョッパ装置を構成する抵抗器１２とIGBT14の直列体
の一端に接続され、その直列体の他端は直流電源の負側
に接続される。さらに、回生電力吸収用チョッパ装置に
はバラストコンデンサ１０が並列接続される。
他インバータからの直流電流の逆流を阻止する逆流阻止
用のダイオード９，２０のアノード端子がそれぞれ接続
され、それらダイオードのカソード端子が回生電力吸収
用チョッパ装置を構成する抵抗器１２とIGBT14の直列体
の一端に接続され、その直列体の他端は直流電源の負側
に接続される。さらに、回生電力吸収用チョッパ装置に
はバラストコンデンサ１０が並列接続される。
【００１１】同図における回生電力吸収用チョッパ装置
を構成する抵抗器１２及びIGBT14にはそれぞれ並列にフ
リーホイールダイオード１１，１３が接続される。な
お、この回生電力吸収用チョッパ装置ではＩＧＢＴを用
いているがＧＴＯやトランジスタのような自己消弧形素
子であればよい。
を構成する抵抗器１２及びIGBT14にはそれぞれ並列にフ
リーホイールダイオード１１，１３が接続される。な
お、この回生電力吸収用チョッパ装置ではＩＧＢＴを用
いているがＧＴＯやトランジスタのような自己消弧形素
子であればよい。
【００１２】上記回生電力吸収用チョッパ装置は次の制
御回路により動作される。フィルタコンデンサ８，１９
の電圧が検出され、その検出電圧が高位優先回路２２に
入力され、出力される高位電圧と基準電圧が比較器２３
により比較される。例えば直流電源側で回生負荷がなく
なりフィルタコンデンサ電圧が基準電圧より高くなった
時に比較器２３より移相器２４に信号を送りチョッパ制
御パルスを発生し、駆動増幅器２５によりチョッパ装置
のIBGT14 を動作させる。IGBT14 の点弧により抵抗器１
２に電流が流れ、エネルギーを消費させ、フィルタコン
デンサ電圧の上昇を抑制する。IGBT14へのパルス幅は、
フィルタコンデンサ電圧と基準電圧の差により適宜調整
する。回生負荷が再度生じ、架線電圧が低下するとこれ
に伴ってフィルタコンデンサ電圧が低下するため、基準
電圧を下回った時点でチョッパはオフとなり回生ブレー
キに移行する。２つのインバータ装置は、検出器の精度
や車輪径差等により発生電圧に差異が存在するが、逆流
阻止用のダイオード９，２０により、高位側に従った動
作を行い低位側には影響を与えない。
御回路により動作される。フィルタコンデンサ８，１９
の電圧が検出され、その検出電圧が高位優先回路２２に
入力され、出力される高位電圧と基準電圧が比較器２３
により比較される。例えば直流電源側で回生負荷がなく
なりフィルタコンデンサ電圧が基準電圧より高くなった
時に比較器２３より移相器２４に信号を送りチョッパ制
御パルスを発生し、駆動増幅器２５によりチョッパ装置
のIBGT14 を動作させる。IGBT14 の点弧により抵抗器１
２に電流が流れ、エネルギーを消費させ、フィルタコン
デンサ電圧の上昇を抑制する。IGBT14へのパルス幅は、
フィルタコンデンサ電圧と基準電圧の差により適宜調整
する。回生負荷が再度生じ、架線電圧が低下するとこれ
に伴ってフィルタコンデンサ電圧が低下するため、基準
電圧を下回った時点でチョッパはオフとなり回生ブレー
キに移行する。２つのインバータ装置は、検出器の精度
や車輪径差等により発生電圧に差異が存在するが、逆流
阻止用のダイオード９，２０により、高位側に従った動
作を行い低位側には影響を与えない。
【００１３】ここで、バラストコンデンサ１０について
は、回生電力吸収用チョッパ装置を安定に動作させるた
めに設置される。IGBT14がオン時は、フィルタコンデン
サ８，１９が高位電圧のため、バラストコンデンサ１０
がなくともフィルタコンデンサ８，１９が作用するため
問題はない。しかし、IGBT14がオフ時には、回生電力吸
収用チョッパ装置がサージ電圧を発生し高位電圧となる
が、逆流阻止用のダイオード９，２０のためにフィルタ
コンデンサ８，１９では同ダイオード９，２０のカソー
ド側電圧を安定にすることができない。そのために逆流
阻止用のダイオード９，２０のカソード端に、すなわち
チョッパ装置に両端にバラストコンデンサ１０を接続す
ることで、IGBT14のスイッチング時の電圧を安定化さ
せ、回生電力吸収用チョッパ装置を安定に動作させる。
は、回生電力吸収用チョッパ装置を安定に動作させるた
めに設置される。IGBT14がオン時は、フィルタコンデン
サ８，１９が高位電圧のため、バラストコンデンサ１０
がなくともフィルタコンデンサ８，１９が作用するため
問題はない。しかし、IGBT14がオフ時には、回生電力吸
収用チョッパ装置がサージ電圧を発生し高位電圧となる
が、逆流阻止用のダイオード９，２０のためにフィルタ
コンデンサ８，１９では同ダイオード９，２０のカソー
ド側電圧を安定にすることができない。そのために逆流
阻止用のダイオード９，２０のカソード端に、すなわち
チョッパ装置に両端にバラストコンデンサ１０を接続す
ることで、IGBT14のスイッチング時の電圧を安定化さ
せ、回生電力吸収用チョッパ装置を安定に動作させる。
【００１４】尚、本チョッパ装置の導通状態を全導通と
することで従来の過電圧抑制装置と同等の機能も果たす
ことができる。
することで従来の過電圧抑制装置と同等の機能も果たす
ことができる。
【００１５】本実施例によれば、車両用制御装置の複数
インバータ装置に対して共通の回生電力吸収用チョッパ
装置を用いても上記バラストコンデンサを設けることに
よりその動作の安定化を図ることができるという効果を
得る。
インバータ装置に対して共通の回生電力吸収用チョッパ
装置を用いても上記バラストコンデンサを設けることに
よりその動作の安定化を図ることができるという効果を
得る。
【００１６】図２は第２の実施例を示す構成図である。
図１の実施例とは主回路の構成は同じくし、回生電力吸
収用チョッパ装置の制御が次の点で異なる。電圧検出器
２６により架線電圧が検出され、その検出電圧が基準電
圧を超えたかどうかが比較器２３で比較され、その結果
に基づき移相器２４，駆動増幅器２５を介して回生電力
吸収用チョッパ装置のIGBT14をオン・オフ制御して抵抗
器１２にて過電圧分のコンデンサ蓄積エネルギーを消費
させる。このオン時のパルス幅は、架線電圧と基準電圧
の差により適宜調節されることになる。
図１の実施例とは主回路の構成は同じくし、回生電力吸
収用チョッパ装置の制御が次の点で異なる。電圧検出器
２６により架線電圧が検出され、その検出電圧が基準電
圧を超えたかどうかが比較器２３で比較され、その結果
に基づき移相器２４，駆動増幅器２５を介して回生電力
吸収用チョッパ装置のIGBT14をオン・オフ制御して抵抗
器１２にて過電圧分のコンデンサ蓄積エネルギーを消費
させる。このオン時のパルス幅は、架線電圧と基準電圧
の差により適宜調節されることになる。
【００１７】本例ではフィルタコンデンサ電圧を直接監
視していないが、フィルタリアクトルの電圧差を考慮し
て基準電圧を設定することで問題ない範囲に制御するこ
とが可能である。本例は第１の実施例に比べ、平易な制
御の構成とできる利点がある。バラストコンデンサ１０
としての機能は第１の実施例と同じである。
視していないが、フィルタリアクトルの電圧差を考慮し
て基準電圧を設定することで問題ない範囲に制御するこ
とが可能である。本例は第１の実施例に比べ、平易な制
御の構成とできる利点がある。バラストコンデンサ１０
としての機能は第１の実施例と同じである。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、バラストコンデンサを
回生電力吸収用チョッパ装置に設けることにより、車両
用制御装置の複数インバータ装置に対して共通の回生電
力吸収用チョッパ装置を用いることができるのでシステ
ムの小型化が図れ、かつその動作の安定化を図ることが
できるという効果が得られる。
回生電力吸収用チョッパ装置に設けることにより、車両
用制御装置の複数インバータ装置に対して共通の回生電
力吸収用チョッパ装置を用いることができるのでシステ
ムの小型化が図れ、かつその動作の安定化を図ることが
できるという効果が得られる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す構成図。
【図２】本発明の第２の実施例を示す構成図。
１…架線、２…パンタグラフ、３…遮断器、４，１５…
開閉器、５，１６…フィルタリアクトル、６，１７…イ
ンバータ装置、７，１８…モータ、８，１９…フィルタ
コンデンサ、９，２０…ダイオード、１０…バラストコ
ンデンサ、１２…抵抗器、１４…ＩＧＢＴ。
開閉器、５，１６…フィルタリアクトル、６，１７…イ
ンバータ装置、７，１８…モータ、８，１９…フィルタ
コンデンサ、９，２０…ダイオード、１０…バラストコ
ンデンサ、１２…抵抗器、１４…ＩＧＢＴ。
Claims (3)
- 【請求項１】車両駆動用主電動機を制御するインバータ
装置の直流端子にフィルタコンデンサが並列接続される
とともに該インバータ装置が直流電源に複数並列接続さ
れ、前記各インバータ装置に共通の抵抗器と自己消弧形
素子の直列体からなる回生電力吸収用チョッパ装置が前
記各インバータ装置の直流側間で互いに電流の逆流を阻
止する素子を介して接続され、前記チョッパ装置と並列
にコンデンサが接続されてなる車両用制御装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記各インバータ装置
のフィルタコンデンサの電圧を検出する手段と、該それ
ぞれ検出したうちの高位にある電圧検出値が基準電圧値
より超えると前記チョッパ装置の自己消弧形素子をオン
にする手段を備えた車両用制御装置。 - 【請求項３】請求項１において、前記直流電源の電圧を
検出する手段と、該検出した電圧検出値が基準電圧値よ
り超えると前記チョッパ装置の自己消弧形素子をオンに
する手段を備えた車両用制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17629399A JP3811879B2 (ja) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | 車両用制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17629399A JP3811879B2 (ja) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | 車両用制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001008308A true JP2001008308A (ja) | 2001-01-12 |
| JP3811879B2 JP3811879B2 (ja) | 2006-08-23 |
Family
ID=16011063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17629399A Expired - Fee Related JP3811879B2 (ja) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | 車両用制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3811879B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008068841A1 (ja) * | 2006-12-05 | 2008-06-12 | Mitsubishi Electric Corporation | 電気車の制御装置 |
| JP2008141849A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Toshiba Corp | 電気車制御装置 |
| JP2010093892A (ja) * | 2008-10-06 | 2010-04-22 | Mitsubishi Electric Corp | 電気車制御装置 |
-
1999
- 1999-06-23 JP JP17629399A patent/JP3811879B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008141849A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Toshiba Corp | 電気車制御装置 |
| JP4746525B2 (ja) * | 2006-11-30 | 2011-08-10 | 株式会社東芝 | 電気車制御装置 |
| WO2008068841A1 (ja) * | 2006-12-05 | 2008-06-12 | Mitsubishi Electric Corporation | 電気車の制御装置 |
| US8154240B2 (en) | 2006-12-05 | 2012-04-10 | Mitsubishi Electric Corporation | Control apparatus for electric railcar |
| JP2010093892A (ja) * | 2008-10-06 | 2010-04-22 | Mitsubishi Electric Corp | 電気車制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3811879B2 (ja) | 2006-08-23 |
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| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
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|
| A977 | Report on retrieval |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
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