JP2003189631A - Power failure detector of power conversion circuit - Google Patents
Power failure detector of power conversion circuitInfo
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- JP2003189631A JP2003189631A JP2001376958A JP2001376958A JP2003189631A JP 2003189631 A JP2003189631 A JP 2003189631A JP 2001376958 A JP2001376958 A JP 2001376958A JP 2001376958 A JP2001376958 A JP 2001376958A JP 2003189631 A JP2003189631 A JP 2003189631A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、直流を交流また
は直流に変換する電力変換装置、特に、直流電気車に搭
載して好適な電力変換器回路の停電検知装置に関する。
【0002】
【従来の技術】直流電気車に搭載される電力変換装置に
おいては、セクション通過時における電力変換装置の過
電圧,過電流防止のために電源の停電を検知してその動
作を停止することが必要である。従来のこの種の停電検
知方法として、例えば下記,のような方法が知られ
ている。
電源電圧値が所定値の範囲を逸脱したことにより検知
する。
入力コンデンサの電圧値が所定値の範囲を逸脱したこ
とにより検知する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような方法では、電力変換装置の負荷が軽い状態では、
電源の停電を速やかに検知するのが困難になる場合があ
ると言う問題がある。したがって、この発明の課題は、
電力変換装置の負荷が軽い状態でも、電源の停電を速や
かに検知できるようにすることにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、請求項1の発明では、直流電源にリアクトルお
よびコンデンサからなるフィルタを介して接続されモー
タ負荷に給電する電力変換器と、その出力電流を検出す
る電流検出器と、その電流検出値を指令値に一致させる
ように調節演算する電流調節器とを設け、この電流調節
器出力を補正量として加えてモータ電圧指令値を求めて
前記電力変換器の制御を行なう電力変換器回路に対し、
前記リアクトルに流れる電流と前記コンデンサの両端の
電圧とから前記電力変換器の入力電力を演算する入力電
力演算器と、前記電流検出器からの出力と前記モータ電
圧指令値とから前記電力変換器の出力電力を演算する出
力電力演算器と、演算された入力電力が零で、かつ、演
算された出力電力が正の所定値以上かまたは負の所定値
以下であるとき停電発生と検知する検知回路とを設けた
ことを特徴とする。
【0005】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の第1の実施の形
態を示す構成図である。同図において、1は図示の架線
とレール間に給電される直流電源、2はパンタグラフ、
3はレール、4はフィルタリアクトル、5はフィルタコ
ンデンサ、6は直流を3相交流に変換するVVVF(可
変電圧可変周波数)インバータ、7は誘導電動機(I
M)、8は入力電流を検出する電流検出器、9はフィル
タコンデンサ5の両端の電圧を検出する電圧検出器、1
0,11,12は誘導電動機7の3相電流を検出する電
流検出器、13はVVVFインバータ6を制御する制御
装置である。
【0006】上記制御装置13はここでは、電流検出器
10〜12の検出信号からトルク電流を演算するトルク
電流演算回路14、トルク電流指令器15、モータ電圧
指令器16、トルク電流演算回路14の出力とトルク電
流指令器15からの指令値との偏差を演算する減算器1
7、減算器17の出力を調節演算してモータ電圧の補正
量を演算する電流調節器18、モータ電圧指令器16の
出力に電流調節器18の出力を加算してモータ電圧指令
を演算するモータ電圧指令演算器19、モータ電圧指令
をフィルタコンデンサ電圧で除して変調率を演算する除
算器20、VVVFインバータ6を制御するための基準
となる正弦波を発生する正弦波発生器(sin)21、
変調率と正弦波の積をとって変調信号を演算する変調波
演算器22、変調信号に基づいてVVVFインバータ6
に対するゲート駆動信号を生成するPWM演算器23か
ら構成される。
【0007】また、符号24は、電流検出器8で検出し
た入力電力と電圧検出器9で検出したコンデンサ電圧と
の積を演算してVVVFインバータ6の入力電力を生成
する入力電力演算器25、トルク電流演算回路14で演
算したトルク電流とモータ電圧指令演算器19で演算し
たモータ電圧指令値との積を演算してVVVFインバー
タ6の出力電力を生成する出力電力演算器26、および
入力電力演算器25で演算した入力電力が零で、かつ出
力電力演算器26で演算した出力電力が正の所定値以上
であるとき、または負の所定値以下のときに、PWM演
算器23の出力を停止するための信号(停電検知信号)
を出力する論理回路27からなる停電検知回路を示す。
【0008】上記停電検知回路24では、VVVFイン
バータ6が力行動作をしているときに直流電源1が停電
すると、入力電力演算器25の出力は零になるが、出力
電力演算器26の出力は正の演算値を出力するので、論
理回路27からは停電検知信号が出力される。また、V
VVFインバータ6が回生ブレーキ動作をしているとき
に直流電源1が停電すると、入力電力演算器25の出力
は零になるが、出力電力演算器26の出力は負の演算値
を出力するので、論理回路27からは上記と同様に停電
検知信号が出力される。
【0009】つまり、従来の停電検知回路では、力行電
力が小さいとき(軽負荷時)に停電が発生した場合に
は、フィルタコンデンサ5の電圧は徐々に低下するた
め、停電が発生してから検知するまでに時間が掛る場合
があった。特に、停電がセクション通過により発生した
場合には、セクションを通過するまでに停電が検知でき
ず、電源の再給電により過大な入力電流が流れたり、こ
の電流でフィルタコンデンサ5が充電されて、VVVF
インバータ6の入力に過大な電圧が印加されることがあ
った。
【0010】これに対し、この発明では、VVVFイン
バータ6の入力電力が零になり、かつ出力に力行電力ま
たは回生電力が発生していることで停電を判断するた
め、出力電力の大小に関わらず速やかに停電検知をして
VVVFインバータ6を停止させることができる。ここ
では、力行電力または回生電力があることで停電検知を
しているが、これに代えてVVVFインバータ6に対す
る力行指令または回生ブレーキ指令があることをもっ
て、停電を検知するようにしても良い。
【0011】
【発明の効果】この発明によれば、停電検知のための回
路構成を複雑にすることなく、電力変換装置が本来有す
る検出器を用いて速やかな停電検知が可能となる利点が
もたらされる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power converter for converting a direct current into an alternating current or direct current, and more particularly, to a power failure of a power converter circuit which is preferably mounted on a DC electric vehicle. It relates to a detection device. 2. Description of the Related Art In a power converter mounted on a DC electric vehicle, a power failure of a power supply is detected and its operation is stopped to prevent overvoltage and overcurrent of the power converter when passing through a section. is necessary. As a conventional power failure detection method of this type, for example, the following method is known. It is detected when the power supply voltage value deviates from a predetermined value range. It is detected when the voltage value of the input capacitor deviates from a predetermined value range. However, in the above-described method, when the load of the power converter is light,
There is a problem that it is sometimes difficult to quickly detect a power failure of the power supply. Therefore, the object of the present invention is to
An object of the present invention is to make it possible to quickly detect a power failure of a power supply even when the load of the power converter is light. [0004] In order to solve such a problem, according to the first aspect of the present invention, a power converter is connected to a DC power supply via a filter comprising a reactor and a capacitor and supplies power to a motor load. And a current detector for detecting the output current, and a current controller for adjusting and calculating the current detection value so as to match the command value, and adding the output of the current controller as a correction amount to obtain a motor voltage command value. For a power converter circuit that controls the power converter in order to obtain
An input power calculator for calculating the input power of the power converter from the current flowing through the reactor and the voltage across the capacitor, and the power converter based on the output from the current detector and the motor voltage command value. An output power calculator for calculating output power, and a detection circuit for detecting occurrence of a power failure when the calculated input power is zero and the calculated output power is equal to or more than a positive predetermined value or equal to or less than a negative predetermined value. Are provided. FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a DC power supply that is supplied between the overhead wire and the rail shown in the figure, 2 is a pantograph,
3 is a rail, 4 is a filter reactor, 5 is a filter capacitor, 6 is a VVVF (variable voltage variable frequency) inverter for converting DC to three-phase AC, and 7 is an induction motor (I
M) and 8 are current detectors for detecting an input current, 9 is a voltage detector for detecting a voltage across the filter capacitor 5, and 1
Reference numerals 0, 11 and 12 denote current detectors for detecting three-phase currents of the induction motor 7, and reference numeral 13 denotes a control device for controlling the VVVF inverter 6. The control device 13 includes a torque current calculation circuit 14 for calculating a torque current from detection signals of the current detectors 10 to 12, a torque current command device 15, a motor voltage command device 16, and a torque current calculation circuit 14. Subtractor 1 for calculating the deviation between the output and the command value from torque current command device 15
7. A current regulator 18 for adjusting the output of the subtracter 17 to calculate the correction amount of the motor voltage, and a motor for calculating the motor voltage command by adding the output of the current regulator 18 to the output of the motor voltage commander 16. A voltage command calculator 19, a divider 20 for calculating a modulation rate by dividing a motor voltage command by a filter capacitor voltage, and a sine wave generator (sin) 21 for generating a sine wave serving as a reference for controlling the VVVF inverter 6. ,
A modulation wave calculator 22 for calculating a modulation signal by calculating a product of a modulation rate and a sine wave, and a VVVF inverter 6 based on the modulation signal
And a PWM arithmetic unit 23 that generates a gate drive signal for. Reference numeral 24 denotes an input power calculator 25 for calculating the product of the input power detected by the current detector 8 and the capacitor voltage detected by the voltage detector 9 to generate the input power of the VVVF inverter 6. An output power calculator 26 for calculating the product of the torque current calculated by the torque current calculator 14 and the motor voltage command value calculated by the motor voltage command calculator 19 to generate the output power of the VVVF inverter 6; When the input power calculated by the calculator 25 is zero and the output power calculated by the output power calculator 26 is equal to or more than a predetermined positive value or equal to or less than a predetermined negative value, the output of the PWM calculator 23 is stopped. Signal (power failure detection signal)
Is shown in FIG. In the power failure detection circuit 24, when the DC power supply 1 is powered down while the VVVF inverter 6 is performing a power running operation, the output of the input power calculator 25 becomes zero, but the output of the output power calculator 26 becomes Since a positive operation value is output, the logic circuit 27 outputs a power failure detection signal. Also, V
If the DC power supply 1 loses power while the VVF inverter 6 is performing a regenerative braking operation, the output of the input power calculator 25 becomes zero, but the output of the output power calculator 26 outputs a negative calculation value. The power failure detection signal is output from the logic circuit 27 in the same manner as described above. That is, in the conventional power failure detection circuit, when a power failure occurs when the power running power is small (at a light load), the voltage of the filter capacitor 5 gradually decreases. In some cases, it took time to do so. In particular, when a power failure occurs due to passage of a section, the power failure cannot be detected before the passage of the section, and an excessive input current flows due to re-supply of power, or the filter capacitor 5 is charged with this current, and the VVVF
An excessive voltage was sometimes applied to the input of the inverter 6. On the other hand, according to the present invention, a power failure is determined based on the fact that the input power of the VVVF inverter 6 becomes zero and the powering power or the regenerative power is generated at the output. The VVVF inverter 6 can be stopped immediately by detecting a power failure. Here, the power failure is detected by the presence of the power running power or the regenerative power. Alternatively, the power failure may be detected by the presence of the power running command or the regenerative brake command to the VVVF inverter 6. According to the present invention, it is possible to quickly detect a power failure by using a detector originally included in the power conversion device without complicating a circuit configuration for detecting a power failure. It is.
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態を示す構成図である。
【符号の説明】
1…直流電源、2…パンタグラフ、3…レール、4…フ
ィルタリアクトル、5…フィルタコンデンサ、6…VV
VF(可変電圧可変周波数)インバータ、7…誘導電動
機(IM)、8,10,11,12…電流検出器、9…
電圧検出器、13…VVVFインバータ制御装置、14
…トルク電流演算回路、15…トルク電流指令器、16
…モータ電流指令器、17…減算器、18…電流調節
器、19…モータ電圧指令演算器、20…除算器、21
…正弦波発生器(sin)、22…変調波演算器、23
…PWM演算器、24…停電検知装置、25…入力電力
演算器、26…出力電力演算器、27…論理回路。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention. [Description of Signs] 1 ... DC power supply 2 ... Pantograph 3 ... Rail 4 ... Filter reactor 5 ... Filter capacitor 6 ... VV
VF (variable voltage variable frequency) inverter, 7 ... induction motor (IM), 8, 10, 11, 12 ... current detector, 9 ...
Voltage detector, 13 ... VVVF inverter control device, 14
... Torque current calculation circuit, 15 ... Torque current commander, 16
... Motor current commander, 17 ... Subtractor, 18 ... Current regulator, 19 ... Motor voltage command calculator, 20 ... Divider, 21
... Sine wave generator (sin), 22 ... Modulation wave calculator, 23
... PWM operation unit, 24 ... power failure detection device, 25 ... input power operation unit, 26 ... output power operation unit, 27 ... logic circuit.
Claims (1)
からなるフィルタを介して接続されモータ負荷に給電す
る電力変換器と、その出力電流を検出する電流検出器
と、その電流検出値を指令値に一致させるように調節演
算する電流調節器とを設け、この電流調節器出力を補正
量として加えてモータ電圧指令値を求めて前記電力変換
器の制御を行なう電力変換器回路に対し、 前記リアクトルに流れる電流と前記コンデンサの両端の
電圧とから前記電力変換器の入力電力を演算する入力電
力演算器と、前記電流検出器からの出力と前記モータ電
圧指令値とから前記電力変換器の出力電力を演算する出
力電力演算器と、演算された入力電力が零で、かつ、演
算された出力電力が正の所定値以上かまたは負の所定値
以下であるとき停電発生と検知する検知回路とを設けた
ことを特徴とする電力変換器回路の停電検知装置。Claims: 1. A power converter connected to a DC power supply via a filter including a reactor and a capacitor to supply power to a motor load, a current detector for detecting an output current of the power converter, and a current detection value for the current converter And a current regulator that performs an adjustment operation so as to match the command value.The power converter circuit that controls the power converter by obtaining a motor voltage command value by adding the output of the current controller as a correction amount. An input power calculator for calculating the input power of the power converter from the current flowing through the reactor and the voltage across the capacitor; and the power converter based on the output from the current detector and the motor voltage command value. An output power calculator for calculating the output power of the input power, wherein the calculated input power is zero, and the calculated output power is equal to or more than a positive predetermined value or equal to or less than a negative predetermined value. Power failure detecting apparatus of a power conversion circuit which is characterized by providing a detection circuit for detecting a power failure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001376958A JP2003189631A (en) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | Power failure detector of power conversion circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001376958A JP2003189631A (en) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | Power failure detector of power conversion circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=27590767
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2003189631A (en) |
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- 2001-12-11 JP JP2001376958A patent/JP2003189631A/en active Pending
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