JP2006014395A - 電気車の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電気車3の制御装置において、直流電力を蓄積するための蓄電器18と、インバータ9の平滑コンデンサ6側端の直流電力の一部を蓄電器18に充電し、蓄電器に蓄積された直流電力をインバータの平滑コンデンサ側端に放電する充放電回路14と、車両3の通常運転時に充放電回路14を充電制御し、車両の異常運転時に充放電回路を放電制御して蓄電器に蓄積された直流電力をインバータを介して交流電動機12に供給させる充放電制御部21とを備えている。
【選択図】 図1
Description
このように構成された電気車の制御装置においては、例えば変電所の停電、架線故障、受電装置故障、レール破断等に起因して、受電装置から電力が受電できなかった状態においては、この電気車は蓄電器に蓄積された電力で自力走行する。
このように、電気車が蓄電器に蓄積された電力で自力走行期間中は、受電装置を架線から切り離すことにより、蓄電器に蓄積された電力が受電装置を介して架線へ流れることが未然に防止される。
このように構成することにより、蓄電器に蓄積された直流電力の蓄積エネルギー量に応じて自力走行期間中における速度が定まる。
図1は本発明の第1実施形態に係わる電気車の制御装置の概略構成図である。図23に示す従来の電気車の制御装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。
図3は本発明の第2実施形態に係わる電気車の制御装置の概略構成図である。図1に示す第1実施形態の電気車の制御装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。
図4は本発明の第3実施形態に係わる電気車の制御装置の概略構成図である。図1に示す第1実施形態の電気車の制御装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。
図6は本発明の第4実施形態に係わる電気車の制御装置の概略構成図である。図4に示す第3実施形態の電気車の制御装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。
図8は本発明の第5実施形態に係わる電気車の制御装置の概略構成図である。図1に示す第1実施形態の電気車の制御装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。
図9は本発明の第6実施形態に係わる電気車の制御装置の概略構成図である。図3に示す第2実施形態の電気車の制御装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。
図10は本発明の第7実施形態に係わる電気車の制御装置の概略構成図である。図1に示す第1実施形態の電気車の制御装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。
図11は本発明の第8実施形態に係わる電気車の制御装置の概略構成図である。図10に示す第7実施形態の電気車の制御装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。
図12は本発明の第9実施形態に係わる電気車の制御装置の概略構成図である。図11に示す第8実施形態の電気車の制御装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。
図14は本発明の第10実施形態に係わる電気車の制御装置の概略構成図である。図11に示す第8実施形態の電気車の制御装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。
図15は本発明の第11実施形態に係わる電気車の制御装置の概略構成図である。図11に示す第8実施形態の電気車の制御装置と同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。
図16は本発明の第12実施形態に係わる電気車の制御装置の動作を示す図である。この実施形態において、停電等に起因して、電気車3が線路上で停止すると、通常乗客や乗務員は電気車3内で電気車3が動くまで待っている。また、ドアを開けて乗客や乗務員が移動するにしても、線路上の安全確認やダイヤの復旧に時間が必要となるなど大きな混乱を生ずる。そこで、蓄電器18の蓄積エネルギーを用いて、電気車3を自立走行することで停車場36まで動かす。これにより、乗客や乗務員を安全に電気車3外へ降ろすことが可能となる。
図17は本発明の第13実施形態に係わる電気車の制御装置の動作を示す図である。この実施形態において、停電等に起因して、電気車3が踏切り37上で停止すると、踏切り37が閉じたままとなり自動車や歩行者等の通行が遮断される。そこで蓄電器18の蓄積エネルギーを用いて、電気車3を自力走行することで踏切り37の外まで電気車を動かす。これにより、自動車や歩行者は安全に踏切りを通行することができるようになる。
図18は本発明の第14実施形態に係わる電気車の制御装置の動作を示す図である。この実施形態において、停電等に起因して、電気車3がトンネル38内で停止すると、通常乗客や乗務員は電気車3内で電気車3が動くまで待っている。電気がストップして照明やエアコンが停止すると、電気車3内は不安な環境となる。またトンネル38内は暗くて危険なため、簡単には電気車3外へ乗客や乗務員を移動することができない。そこで蓄電器8の蓄積エネルギーを用いて、電気車3を自力走行することでトンネル38の外まで動かす。これにより、乗客や乗務員を安全に電気車3の外へ降ろすことが可能となる。
図19は本発明の第15実施形態に係わる電気車の制御装置の動作を示す図である。この実施形態において、停電等に起因して、電気車3が橋梁39上で停止すると、通常乗客や乗務員は電気車3内で電気車3が動くまで待っている。橋梁39上は地面から高く、足場が不安定で危険なため、簡単には電気車3外へ乗客や乗務員を移動することができない。そこで蓄電器18の蓄積エネルギーを用いて、電気車3を自力走行することで橋梁39の外まで動かす。これにより、乗客や乗務員を安全に電気車3の外へ降ろすことが可能となる。
図20は本発明の第16実施形態に係わる電気車の制御装置の動作を示す図である。この実施形態において、停電等に起因して、図11に示すように、充放電制御部21dは、受電不可検出器33の受電不可状態の検出に応じて、充放電回路14を放電制御して蓄電器18に蓄積されている直流電力をインバータ9を介して交流電動機12に供給させる。
図21は本発明の第17実施形態に係わる電気車の制御装置の動作を示す図である。架線2を支柱39で吊ると、吊った場所の架線2の位置はレール8から見て高くなる。架線位置がパンタグラフ4よりも高くなると架線2とパンタグラフ4は離れて離線が発生する。離線がおこるとパンタグラフ4は架線2から受電できなくなる。
図22は本発明の第18実施形態に係わる電気車の制御装置の動作を示す図である。雨や雪が降り架線2に付着したのちに凍結すると、架線2は氷40で覆われてしまう(雨氷現象)。この状態で電気車3が走行すると、架線2とパンタグラフ4の間に氷40が入り、パンタグラフ4は氷40を介して架線2から受電することになる。
Claims (11)
- 架線から直流電力を受電する受電装置と、この受電装置で受電した直流電力の高調波を吸収するフィルタリアクトルと、前記受電した直流電力の電圧リプルを平滑化する平滑コンデンサと、この平滑コンデンサで平滑化された直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、このインバータで変換された交流電力で駆動される交流電動機と、車両運転指令に応じて前記インバータを制御するインバータ制御部とを有する電気車の制御装置において、
直流電力を蓄積するための蓄電器と、
前記インバータの平滑コンデンサ側端の直流電力の一部を前記蓄電器に充電し、前記蓄電器に蓄積された直流電力を前記インバータの平滑コンデンサ側端に放電する充放電回路と、
車両の通常運転時に前記充放電回路を充電制御し、車両の異常運転時に前記充放電回路を放電制御して前記蓄電器に蓄積された電力を前記インバータを介して前記交流電動機に供給させる充放電制御部と
を備えたことを特徴とする電気車の制御装置。 - 架線から交流電力を受電する受電装置と、この受電装置で受電した交流電力の電圧を変換する変圧器と、この変圧器で電圧変換された交流電力を直流電力に変換するコンバータと、このコンバータで変換された直流電力の電圧リプルを平滑化する平滑コンデンサと、この平滑コンデンサで平滑化された直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力に変換するインバータと、このインバータで変換された交流電力で駆動される交流電動機と、車両運転指令に応じて前記インバータを制御するインバータ制御部とを有する電気車の制御装置において、
直流電力を蓄積するための蓄電器と、
前記インバータの平滑コンデンサ側端の直流電力の一部を前記蓄電器に充電し、前記蓄電器に蓄積された直流電力を前記インバータの平滑コンデンサ側端に放電する充放電回路と、
車両の通常運転時に前記充放電回路を充電制御し、車両の異常運転時に前記充放電回路を放電制御して前記蓄電器に蓄積された電力を前記インバータを介して前記交流電動機に供給させる充放電制御部と
を備えたことを特徴とする電気車の制御装置。 - 前記平滑コンデンサの端子電圧を検出する電圧検出器を設け、
前記充放電制御部は、前記インバータの平滑コンデンサ側電圧が予め設定された電圧指令値となるように前記充放電回路を充放電制御する
ことを特徴とする請求項1又は2記載の電気車の制御装置。 - 前記蓄電器に対する充放電電流を検出する電流検出器を設け、
前記充放電制御部は、前記インバータの平滑コンデンサ側電圧が予め設定された電圧指令値となるように、前記充放電回路を介して前記蓄電器に対する充放電電流を制御する
ことを特徴とする請求項3記載の電気車の制御装置。 - 前記充放電制御部は、架線に接続され変電所から該当架線に供給される電力の一部を蓄積する電力蓄積装置から、架線及び前記受電装置を介して受電した電力を、前記充放電回路を介して前記蓄電器に充電させることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載の電気車の制御装置。
- 前記受電装置の受電不可状態を検出する受電不可検出器を設け、
前記充放電制御部は、受電不可検出器の受電不可状態の検出に応じて、前記充放電回路を放電制御して前記蓄電器に蓄積された電力を前記インバータを介して前記交流電動機に供給させる
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の電気車の制御装置。 - 前記受電不可検出器は、前記受電装置の受電不可状態を検出すると、前記受電装置を前記架線から切り離すことを特徴とする請求項6記載の電気車の制御装置。
- 前記蓄電器に蓄積された直流電力の蓄積エネルギー量を検出する蓄積エネルギー量検出手段を設け、
前記インバータ制御部は、前記蓄電器から電力受給時において、前記交流電動機の回転速度が前記検出された蓄積エネルギー量に対応した速度になるように、前記インバータを制御する
ことを特徴とする請求項6又は7記載の電気車の制御装置。 - 前記充放電制御部は、前記受電装置の受電不可状態において、車両の回生運転時に前記充放電回路を充電制御するとともに車両の力行運転時に前記充放電回路を放電制御することを特徴とする請求項6から8のいずれか1項記載の電気車の制御装置。
- 前記蓄電器は二次電池であることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項記載の電気車の制御装置。
- 前記蓄電器は電気二重層キャパシタであることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項記載の電気車の制御装置。
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