JP2008301595A - Reliable auxiliary power supply device - Google Patents

Reliable auxiliary power supply device Download PDF

Info

Publication number
JP2008301595A
JP2008301595A JP2007143335A JP2007143335A JP2008301595A JP 2008301595 A JP2008301595 A JP 2008301595A JP 2007143335 A JP2007143335 A JP 2007143335A JP 2007143335 A JP2007143335 A JP 2007143335A JP 2008301595 A JP2008301595 A JP 2008301595A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power supply
auxiliary power
supply device
failure
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007143335A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4431158B2 (en
Inventor
Tadashi Hata
正 畑
Masaya Sato
真哉 佐藤
Naoki Shiraki
直樹 白木
Haruki Yoshikawa
春樹 吉川
Hideo Hoshino
栄雄 星野
Yoshiki Aoyanagi
嘉木 青柳
Kentaro Nakama
健太郎 中間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
East Japan Railway Co
Original Assignee
Fuji Electric Systems Co Ltd
East Japan Railway Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Systems Co Ltd, East Japan Railway Co filed Critical Fuji Electric Systems Co Ltd
Priority to JP2007143335A priority Critical patent/JP4431158B2/en
Publication of JP2008301595A publication Critical patent/JP2008301595A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4431158B2 publication Critical patent/JP4431158B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems

Landscapes

  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an auxiliary power supply device that does not require periodical maintenance or inspection and is reliable with respect to operation after a failure occurrence as well. <P>SOLUTION: The auxiliary power supply devices 11, 12 respectively include input-side contactors 31, 32 and output-side contactors 41, 42 and installed in parallel with a load 3. A controller 4 includes two power supply control units 5, 6 and an operation command unit 7 and a control power supply 8 common to them. The power supply control units 5, 6 are respectively constructed of: control command generation units 51, 61 that control the operation of the auxiliary power supply devices 11, 12 and on/off of the contactors 31, 32 and 41, 42; failure information recording units 52, 62 that store failure history when a failure occurs; and operation information recording units 53, 63 that record operation history indicating whether the respective auxiliary power supplies are in operation or on standby. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、高信頼性補助電源装置に関し、とくに同一の負荷に対して待機冗長機能を有する複数台の補助電源装置から電源供給を行うように構成された高信頼性補助電源装置に関する。   The present invention relates to a highly reliable auxiliary power supply device, and more particularly to a highly reliable auxiliary power supply device configured to supply power from a plurality of auxiliary power supply devices having a standby redundancy function for the same load.

一般に鉄道車両には、主電動機を駆動するための電源が架線により給電されている。近年、鉄道車両の主電動機として、直流を交流に変換して電圧と周波数を変化させて制御するVVVFインバータ制御方式の誘導電動機が用いられるようになった。そして、架線からの電源としては、新幹線電車などに代表される高電圧の単相交流電源と、在来線電車のような直流電圧電源とがある。以下では、交流電源電車を交流車両といい、直流電源電車を直流車両という。   Generally, a railway vehicle is supplied with power for driving a main motor by an overhead wire. In recent years, a VVVF inverter control type induction motor that converts DC to AC and changes voltage and frequency is used as a main motor of a railway vehicle. The power source from the overhead line includes a high-voltage single-phase AC power source represented by a Shinkansen train and a DC voltage power source such as a conventional train. Hereinafter, the AC power train is referred to as an AC vehicle, and the DC power train is referred to as a DC vehicle.

交流車両の電車駆動システムでは、高圧の交流電源電圧が変圧器により降圧され、AC/DCコンバータで直流電圧に変換されてVVVFインバータの直流電圧入力とされる。これに対して直流車両においては、直流電源電圧がそのままVVVFインバータの直流電圧入力となる。また、電気車両にはAC/DCコンバータやVVVFインバータを制御するための制御装置や、車載のバッテリーに充電するための充電装置、空調装置などに低圧の電源を供給するための補助電源装置が備えられている。   In an AC vehicle train drive system, a high-voltage AC power supply voltage is stepped down by a transformer, converted into a DC voltage by an AC / DC converter, and used as a DC voltage input of a VVVF inverter. On the other hand, in a DC vehicle, the DC power supply voltage is directly used as the DC voltage input of the VVVF inverter. In addition, the electric vehicle includes a control device for controlling the AC / DC converter and the VVVF inverter, a charging device for charging the vehicle-mounted battery, and an auxiliary power supply device for supplying low-voltage power to an air conditioner. It has been.

上述した電車駆動システムの補助電源装置は、AC/DCコンバータやVVVFインバータ、車両制御機器などへの電源供給を司るものであることから、高い信頼性が要求される。たとえば、ある補助電源装置が故障したとすると、補助電源装置から制御電源が供給されているAC/DCコンバータやVVVFインバータは動作しなくなる。そのため、これらにより駆動されていた車両が自力で走行できなくなり、あるいはAC100V電源が給電されていた車両シーケンス回路が動作不能になって、電車停止事故となる。   Since the above-described auxiliary power supply device for a train drive system controls power supply to an AC / DC converter, a VVVF inverter, a vehicle control device, etc., high reliability is required. For example, if a certain auxiliary power supply device fails, an AC / DC converter or a VVVF inverter to which control power is supplied from the auxiliary power supply device does not operate. Therefore, the vehicle driven by these cannot run on its own, or the vehicle sequence circuit to which AC 100 V power is supplied becomes inoperable, resulting in a train stop accident.

こうした理由から、従来から補助電源装置に対しては高い信頼度が要求されており、編成車両を構成する給電システムの信頼度を上げるために、複数台の補助電源装置による給電システムが構成されていた。また、複数台の補助電源装置からなる給電システムの信頼性を保証する方式としては、適用される電車駆動システムに対応して、延長給電方式、並列給電方式、および待機給電方式などが採用されている。   For these reasons, a high reliability is conventionally required for the auxiliary power supply device, and a power supply system using a plurality of auxiliary power supply devices is configured to increase the reliability of the power supply system that forms the trained vehicle. It was. In addition, as a method for guaranteeing the reliability of a power supply system composed of a plurality of auxiliary power supply devices, an extended power supply method, a parallel power supply method, a standby power supply method, etc. are adopted in accordance with the applied train drive system. Yes.

延長給電方式とは、複数台の補助電源装置のいずれかひとつが故障したとき、故障電源を切り離すとともに延長給電用接触器を投入して、故障電源が受け持つ負荷に対して健全な電源装置に切り換えて給電する方式である。この延長給電方式は信頼性保証の方式としては、“並列冗長方式”に対応する。また、並列給電方式とは、常時運転時には複数台の補助電源装置が並列接続され、それぞれ決められた受け持ち負荷に対して給電し、いずれかひとつが故障したとき、故障電源を切り離し、故障電源が受け持つ負荷に対して残りの健全な電源装置に切り換えて給電する方式である。この並列給電方式もまた、信頼性保証の方式としては“並列冗長方式”に相当するものである。   The extended power supply method is to switch to a healthy power supply for the load that the faulty power supply is responsible for by disconnecting the faulty power supply and inserting an extension power supply contactor when any one of the multiple auxiliary power supplies fails. Power supply. This extended power supply system corresponds to the “parallel redundancy system” as a system for guaranteeing reliability. In parallel power supply, multiple auxiliary power supplies are connected in parallel during normal operation, supplying power to each determined load, and when one of them fails, the failure power supply is disconnected, This is a method of supplying power by switching to the remaining healthy power supply device for the load that is handled. This parallel power supply method is also equivalent to a “parallel redundancy method” as a reliability guarantee method.

これに対して待機給電方式とは、常時運転する補助電源装置(運転中装置)とは別の電源装置(待機中装置)を備え、運転中装置が故障したときに、故障電源を切り離すとともに待機中装置に置き換えて、故障電源が受け持つ負荷に対して給電する方式である。この待機給電方式は、信頼性保証の方式としては“待機冗長システム”に相当するものであって、以下、この待機冗長システムである待機給電方式の適用上の特徴と、その問題点について説明する。   On the other hand, the standby power supply system is equipped with a power supply device (standby device) that is different from the auxiliary power supply device (operating device) that operates constantly, and when the device in operation fails, the failed power supply is disconnected and the standby power supply system In this method, power is supplied to the load handled by the failed power supply instead of the middle device. This standby power supply method corresponds to a “standby redundant system” as a reliability guarantee method, and the features and problems of application of the standby power supply method as this standby redundant system will be described below. .

図5は、直流機電システムにおける従来の待機給電方式の車両用補助電源装置を示すブロック図である。ここでは、架線10からそれぞれパンタグラフ1を介して2台の補助電源装置11,12に給電されている。2台の補助電源装置11,12は、それぞれ入力側のコンタクタ(接触器)31,32と出力側のコンタクタ41,42を備え、1つの負荷3に対して並列に設置されている。これらの補助電源装置11,12は、同時に運転しないようにインターロックがとられていて、どちらかから負荷3に給電される。   FIG. 5 is a block diagram showing a conventional auxiliary power supply device for a vehicle with a standby power feeding method in a DC electromechanical system. Here, power is supplied to the two auxiliary power supply apparatuses 11 and 12 from the overhead line 10 via the pantograph 1. The two auxiliary power supply apparatuses 11 and 12 include contactors (contactors) 31 and 32 on the input side and contactors 41 and 42 on the output side, and are installed in parallel with respect to one load 3. These auxiliary power supply devices 11 and 12 are interlocked so as not to operate simultaneously, and power is supplied to the load 3 from either of them.

なお、交流機電システムの場合には、パンタグラフ1の後段に主変圧器が接続され、その主変圧器の3次巻線にコンタクタを介して補助電源装置が接続されることになるが、基本的な構成は、上述した直流機電システムの場合と同じである。   In the case of an AC machine system, a main transformer is connected to the rear stage of the pantograph 1 and an auxiliary power supply device is connected to the tertiary winding of the main transformer via a contactor. Such a configuration is the same as that of the DC mechanical system described above.

たとえば、運転中装置である補助電源装置11が故障で停止した場合、この補助電源装置11を入出力側のコンタクタ31,41をオフにして切り離し、運転していない待機中装置、すなわち補助電源装置12の入出力側のコンタクタ32,42をオンに切り換えて、負荷3への給電を継続させることができる。ただし、常に負荷3に給電している補助電源装置11は運転時には加圧状態にあるが、待機中装置は電源側(すなわち、入力側)のコンタクタ32により電源電圧が不加圧の状態にある。そのため、長時間運転する間に電気的使用条件に関連する信頼性項目、すなわち初期不良期間、使用部品のストレス、メンテナンス必要部品(電解コンデンサ、ファンなど)の寿命などに起因して、2台の補助電源装置11,12の信頼度に差が出てくるから、待機中の装置について信頼度を保証するために、補助電源装置11,12の定期的な点検や通電試験などの対策が必要になる。   For example, when the auxiliary power supply 11 that is an operating device stops due to a failure, the auxiliary power supply 11 is disconnected by turning off the contactors 31 and 41 on the input / output side, and is not operating, ie, an auxiliary power supply device. The contactors 32 and 42 on the 12 input / output sides can be switched on to continue the power supply to the load 3. However, although the auxiliary power supply 11 that constantly supplies power to the load 3 is in a pressurized state during operation, the standby device is in a state where the power supply voltage is not pressurized by the contactor 32 on the power supply side (that is, the input side). . Therefore, the reliability items related to the electrical usage conditions during long-time operation, that is, the initial failure period, the stress of the parts used, the life of the parts that require maintenance (electrolytic capacitors, fans, etc.), etc. Since there is a difference in the reliability of the auxiliary power supply devices 11 and 12, measures such as periodic inspections and energization tests of the auxiliary power supply devices 11 and 12 are necessary to guarantee the reliability of the standby devices. Become.

後述する特許文献1には、2群のインバータ構成に関して、部品点数の少ない構成で、冗長性の高い定電圧定周波インバータが実現できる電気車制御装置が示されている。この電気車制御装置では、運転中装置が故障した場合には直ちに運転中装置を切り離して待機中の補助電源装置に切り換え、同一の負荷への給電を継続することができる。ただし、故障発生で一旦切り換えられた電気車制御装置がオフしてシステム停止後、たとえば翌日に起動する場合には、この故障した補助電源装置を起動させないようにする必要がある。
特開2005−33885号公報
Patent Document 1 to be described later shows an electric vehicle control device that can realize a constant voltage and constant frequency inverter with high redundancy in a configuration with a small number of parts with respect to the configuration of two groups of inverters. In this electric vehicle control device, when the operating device fails, the operating device can be immediately disconnected and switched to the standby auxiliary power supply device, and power supply to the same load can be continued. However, when the electric vehicle control device that has been switched once due to the occurrence of a failure is turned off and the system is stopped, for example, the next day it is activated, it is necessary not to activate the failed auxiliary power supply device.
JP 2005-33885 A

このように、待機冗長方式の補助電源装置では、待機している方の補助電源装置が通常運転時には不加圧状態にあるので、こうした待機装置の信頼度を保証するために、定期的な点検、通電などの対策を講じなければならなかった。また、故障などで切り換えられた補助電源装置は、次回のシステム起動時には選択しないようにする必要があって、誤って故障している装置を起動すると、再度同様の故障を発生し、装置損傷など状況を悪化させる可能性が高いという課題があった。   As described above, in the standby redundant type auxiliary power supply, the standby auxiliary power supply is in a non-pressurized state during normal operation. , Had to take measures such as energization. In addition, the auxiliary power supply that has been switched due to a failure must not be selected at the next system startup, and if a device that has failed is started by mistake, a similar failure will occur again, resulting in device damage, etc. There was a problem that the possibility of worsening the situation was high.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、定期的な保守・点検が必要なく、故障発生後の運転についても信頼度が高い補助電源装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an auxiliary power supply device that does not require regular maintenance and inspection and that has high reliability in operation after occurrence of a failure.

本発明では、上記問題を解決するために、同一の負荷に対して待機冗長機能を有する複数台の補助電源装置から電源供給を行うように構成された高信頼性補助電源装置において、前記各補助電源装置の運転履歴を記憶する第1の記憶手段と、前記各補助電源装置における故障発生時に故障履歴を記憶する第2の記憶手段と、前記第1、第2の記憶手段に記憶された情報に基づいて運転指令を生成し、前記補助電源装置のいずれか1台に与えて制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする高信頼性補助電源装置が提供される。   In the present invention, in order to solve the above problem, in the highly reliable auxiliary power supply device configured to supply power from a plurality of auxiliary power supply devices having a standby redundancy function to the same load, First storage means for storing an operation history of the power supply apparatus, second storage means for storing a failure history when a failure occurs in each auxiliary power supply apparatus, and information stored in the first and second storage means And a control unit that generates an operation command on the basis of the control command and supplies the operation command to any one of the auxiliary power supply devices to control the auxiliary power supply device.

本発明の高信頼性補助電源装置によれば、通常時運転において、運転中の補助電源装置と待機中の補助電源装置を、あらかじめ決められたルールに基づいて交互に入れ換えて使用することになるから、一定の間隔で複数台の装置の運転状況を順次に確認することができる。また、長期的な観点からすれば、各装置に加わる電圧の時間差が生じなくなるから、各装置を構成する部品に対する信頼度が等しくなるので、複数台の補助電源装置の信頼度も等しくなる。さらに、いずれかの補助電源装置が故障して、その制御手段を駆動するための制御電源がオフした後でも、その故障情報を保持できるように構成されているから、次回の起動時には故障した補助電源装置を起動させないようにできる。   According to the highly reliable auxiliary power supply device of the present invention, during normal operation, the auxiliary power device in operation and the auxiliary power device in standby are alternately used based on a predetermined rule. Therefore, it is possible to sequentially check the operation status of a plurality of devices at regular intervals. Further, from a long-term viewpoint, the time difference between the voltages applied to each device does not occur, and the reliability of the components constituting each device becomes equal, so the reliability of a plurality of auxiliary power supply devices also becomes equal. Furthermore, even if one of the auxiliary power supply units fails and the control power supply for driving the control means is turned off, the failure information is retained so that the failed auxiliary unit can be activated at the next startup. The power supply can be prevented from starting.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1は、直流機電システムにおける2台の補助電源装置によって構成された待機給電方式の車両用補助電源装置の構成を示すブロック図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a standby power supply type vehicle auxiliary power supply device constituted by two auxiliary power supply devices in a DC electromechanical system.

架線10からは、それぞれパンタグラフ1を介して2台の補助電源装置11,12に給電されている。これらの補助電源装置11,12は、それぞれ入力側のコンタクタ31,32と出力側のコンタクタ41,42を備え、1つの負荷3に対して並列に設置されている。補助電源装置11,12は、それぞれの電源制御部5,6によって、補助電源装置11,12自体の起動や停止、および各コンタクタ31,32と41,42のオンオフが制御される。   Electric power is supplied from the overhead line 10 to the two auxiliary power supply devices 11 and 12 through the pantograph 1. These auxiliary power supply apparatuses 11 and 12 include contactors 31 and 32 on the input side and contactors 41 and 42 on the output side, respectively, and are installed in parallel with respect to one load 3. The auxiliary power supply devices 11 and 12 are controlled by the respective power supply control units 5 and 6 to start and stop the auxiliary power supply devices 11 and 12 and turn on and off the contactors 31, 32, 41, and 42.

制御装置4は、2つの電源制御部5,6と、それぞれに共通する運転指令部7および制御電源8を備えている。また、それぞれの電源制御部5,6は、補助電源装置11,12の運転制御およびコンタクタ31,32と41,42の入り切りを制御する制御指令発生部51,61と、故障発生時に故障履歴を記憶する故障情報記録部52,62(第2の記憶手段)と、それぞれの補助電源装置11,12が運転していたか、待機していたかの運転履歴を記録する運転情報記録部53,63(第1の記憶手段)とから構成される。   The control device 4 includes two power supply control units 5 and 6, and an operation command unit 7 and a control power supply 8 that are common to each. Each power control unit 5, 6 has control command generation units 51, 61 that control the operation of the auxiliary power supply devices 11, 12 and control on / off of the contactors 31, 32, 41, 42. The failure information recording units 52 and 62 (second storage means) to be stored and the operation information recording units 53 and 63 (the first storage unit) that record the operation history of whether each auxiliary power supply device 11 and 12 was operating or on standby. 1 storage means).

通常の制御装置は、これ以外の機能も有しているが、ここでは本発明に関係する部分だけを記載し、それらについて説明する。この運転指令部7は、各電源制御部5,6が記憶している故障履歴と運転履歴から、補助電源装置11,12のいずれかを次回運転すべきものとして判定し、それぞれに運転指令、あるいは停止指令を出力している。システム運転時には、制御電源8には運転中の補助電源装置11,12から電源供給され、ここから両方の電源制御部5,6に対して常に給電されている。また、故障情報記録部52,62および運転情報記録部53,63では、電源制御部5,6への電源がオフされたときでも、そこに記憶された故障履歴、および運転履歴を保持するように構成されている。   A normal control device also has other functions, but here, only parts related to the present invention are described and described. The operation command unit 7 determines that one of the auxiliary power supply apparatuses 11 and 12 should be operated next time from the failure history and the operation history stored in each of the power control units 5 and 6, A stop command is output. During system operation, power is supplied to the control power supply 8 from the auxiliary power supplies 11 and 12 that are in operation, and power is always supplied to both power control units 5 and 6 from here. Further, the failure information recording units 52 and 62 and the operation information recording units 53 and 63 retain the failure history and the operation history stored therein even when the power to the power control units 5 and 6 is turned off. It is configured.

以上のように構成された車両用補助電源装置では、つぎに説明するような運転ルールに基づいて運転指令が生成され、補助電源装置11,12のいずれかを起動して負荷3への給電を行うようにしている。   In the vehicular auxiliary power supply device configured as described above, an operation command is generated based on the operation rule described below, and one of the auxiliary power supply devices 11 and 12 is activated to supply power to the load 3. Like to do.

図2は、車両用補助電源装置の運転方法を示す説明図である。ここで、故障履歴、前回運転履歴に関する情報は、2台の補助電源装置11,12のいずれを運転するかの判断をするための条件となっていて、これらの情報に基づいて運転指令部7から補助電源装置11,12に運転指令、あるいは停止指令のいずれかが出力されることになる。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing a driving method of the auxiliary power supply device for a vehicle. Here, the information regarding the failure history and the previous operation history is a condition for determining which of the two auxiliary power supply devices 11 and 12 is to be operated, and the operation command unit 7 is based on these information. Thus, either an operation command or a stop command is output to the auxiliary power supply devices 11 and 12.

たとえば、故障履歴情報が補助電源装置11,12ともに「正常」であると記録されていれば、補助電源装置11,12のうち、前回運転履歴として記録された情報が「前回停止」となっている側を選択して、「運転指令」が出力される。その結果、補助電源装置11,12は交互に入れ換えて使用されるため、それらの運転状況を順次に確認できる。ただし、この車両用補助電源装置が初回運転の場合、あるいは何らかの異常事態が生じた場合には、前回運転履歴がいずれも「前回停止」となっていることから、その場合にはあらかじめ定めてある補助電源装置11を運転するようにしている。   For example, if the failure history information is recorded as “normal” for both the auxiliary power supplies 11 and 12, the information recorded as the previous operation history of the auxiliary power supplies 11 and 12 becomes “previous stop”. “Operation command” is output. As a result, since the auxiliary power supply devices 11 and 12 are used alternately, their operation status can be sequentially confirmed. However, if this vehicle auxiliary power supply device is in the initial operation or if any abnormal situation occurs, the previous operation history is “previous stop”, so in that case it is predetermined The auxiliary power supply device 11 is operated.

また、電源制御部5,6の何らかの異常で、補助電源装置11,12の前回運転履歴がともに「前回運転」となっている場合もある。そのような前回運転履歴の情報が記録されているときには、あらかじめ定めてある補助電源装置11を運転する。すなわち、前回運転履歴の情報が互いに矛盾するような場合、いずれの補助電源装置11,12も停止した状態のままとなってしまうことを防ぐため、あらかじめ補助電源装置11を運転するものと定めたのである。   In addition, the previous operation history of the auxiliary power supply apparatuses 11 and 12 may be “previous operation” due to some abnormality in the power supply control units 5 and 6. When such information on the previous operation history is recorded, the auxiliary power supply device 11 that is determined in advance is operated. That is, it is determined that the auxiliary power supply device 11 is operated in advance in order to prevent the auxiliary power supply devices 11 and 12 from remaining stopped when the previous driving history information contradicts each other. It is.

このような場合に、あらかじめ補助電源装置12を運転するものと設定しておいてもかまわない。補助電源装置11,12がともに故障していなければ、たとえ運転履歴情報が誤っていたとしても、問題は発生しないからである。あるいは、いずれもが「前回停止」のとき補助電源装置11を運転することとし、いずれもが「前回運転」のとき補助電源装置12を運転するようにしてもよい。   In such a case, the auxiliary power supply device 12 may be set in advance to operate. This is because there is no problem even if the operation history information is incorrect unless both the auxiliary power supply devices 11 and 12 are out of order. Alternatively, the auxiliary power supply device 11 may be operated when both are “previous stop”, and the auxiliary power supply device 12 may be operated when both are “previous operation”.

なお、補助電源装置11,12の故障履歴情報がいずれか一方でも「故障」となっている場合、前回運転履歴の情報とは無関係に必ず正常な補助電源装置を選択して、「運転指令」が出力される。また、2台ともに故障しているような場合は、どちらの補助電源装置11,12にも「運転指令」が出されず、「停止指令」を出すことになる。   When the failure history information of either one of the auxiliary power supply devices 11 and 12 is “failure”, a normal auxiliary power supply device is always selected regardless of the previous operation history information, and the “operation command” is selected. Is output. In addition, when both units are out of order, no “operation command” is issued to either of the auxiliary power supply devices 11 and 12 and a “stop command” is issued.

このような運転ルールを運転指令部7に設定しておくことにより、2台の補助電源装置11,12がともに正常である場合には、運転と停止のサイクルごとに、補助電源装置11,12が交互に切り換えて使用されることになる。また、いずれか一方の補助電源装置に故障が発生しているときは、故障情報が保持されているから、必ず故障していない装置を起動できる。   By setting such an operation rule in the operation command unit 7, when the two auxiliary power supply devices 11 and 12 are both normal, the auxiliary power supply devices 11 and 12 are provided for each cycle of operation and stop. Are used alternately. Further, when a failure occurs in any one of the auxiliary power supply devices, failure information is retained, so that a device that has not failed can always be started.

以上に説明した車両用補助電源装置は、2台の補助電源装置だけで構成されているものであったが、3台以上の補助電源装置を用いた場合であっても、同様に構成することができ、同様の作用効果を奏するものである。   The vehicle auxiliary power supply device described above is composed of only two auxiliary power supply devices. However, even if three or more auxiliary power supply devices are used, the vehicle auxiliary power supply device should be configured similarly. It is possible to achieve the same effect.

つぎに、前回運転履歴および故障履歴に関する情報の記憶方法などについて説明する。
一般に、補助電源装置11,12の情報は制御装置4で記憶されており、通常、制御電源8がオフされると、制御装置4に記憶されていた情報はクリアされてしまう。ここでは、制御電源8がオフした後も、故障情報記録部52,62と運転情報記録部53,63に記録された情報が保持されるように構成されている。
Next, a method for storing information related to the previous operation history and the failure history will be described.
In general, the information of the auxiliary power supply devices 11 and 12 is stored in the control device 4. Normally, when the control power supply 8 is turned off, the information stored in the control device 4 is cleared. Here, the information recorded in the failure information recording units 52 and 62 and the operation information recording units 53 and 63 is retained even after the control power supply 8 is turned off.

(1)故障情報記録部52,62における故障履歴の記憶について
図3は、補助電源装置における故障情報記憶回路の一例を示すブロック図である。故障情報記憶回路9は、制御電源8から電源供給される故障検知回路91および機械式ラッチリレー92と、メンテナンス要員などが外部から操作するリセットボタン93から構成されている。機械式ラッチリレー92を用いたのは、故障が発生した場合に「故障」情報を機械的にラッチし、制御電源8がオフしても情報が保持されるようにするためである。
(1) Storage of Failure History in Failure Information Recording Units 52 and 62 FIG. 3 is a block diagram showing an example of a failure information storage circuit in the auxiliary power supply device. The failure information storage circuit 9 includes a failure detection circuit 91 and a mechanical latch relay 92 that are supplied with power from the control power supply 8, and a reset button 93 that is operated from the outside by maintenance personnel. The reason for using the mechanical latch relay 92 is to mechanically latch the “failure” information when a failure occurs so that the information is retained even when the control power supply 8 is turned off.

故障検知回路91からの故障検知情報により、機械式ラッチリレー92が動作して、ここで故障履歴が記憶される。この機械式ラッチリレー92の状態は、制御電源8をオフしても保持される。次回に制御電源8を立ち上げて、補助電源装置11,12を起動する場合、この故障情報は機械的に保持されており、運転指令部7に対して故障履歴が入力できる。ここでは、故障時にはメンテナンス要員が調査して故障部位を除去したのち、リセットボタン93を押すことによって「故障」情報がクリアされ、「正常」情報に置き換えるように構成している。   Based on the failure detection information from the failure detection circuit 91, the mechanical latch relay 92 operates, and the failure history is stored here. The state of the mechanical latch relay 92 is maintained even when the control power supply 8 is turned off. When the control power supply 8 is started up next time and the auxiliary power supplies 11 and 12 are started, the failure information is mechanically held, and a failure history can be input to the operation command unit 7. Here, in the case of a failure, the maintenance staff investigates and removes the failed part, and then presses the reset button 93 to clear the “failure” information and replace it with “normal” information.

このように、補助電源装置11,12の故障履歴は、制御電源8がオフされたとしてもその故障状態が除去されるまでは確実に保持されているから、必ず故障していない装置を起動できる。また、故障部位が除去された場合には、リセットボタン93を押すことで機械式ラッチリレー92の「故障」情報がクリアされる。したがって、その後は運転指令部7に設定された運転ルールによって、2台の補助電源装置11,12を交互に運転することが可能となる。   As described above, since the failure history of the auxiliary power supply devices 11 and 12 is reliably maintained until the failure state is removed even if the control power supply 8 is turned off, it is possible to always start a device that has not failed. . When the failed part is removed, the “failure” information of the mechanical latch relay 92 is cleared by pressing the reset button 93. Therefore, thereafter, the two auxiliary power supply devices 11 and 12 can be operated alternately according to the operation rule set in the operation command unit 7.

(2)運転情報記録部53,63における前回運転履歴の記憶について
ここでは、運転情報記録部53,63は制御装置4内の制御電源8とは別に、バッテリバックアップされたRAM(Random Access Memory)によって構成され、これらのRAMに補助電源装置11,12の前回運転履歴が記録されているものとする。
(2) Storage of previous operation history in operation information recording units 53 and 63 Here, the operation information recording units 53 and 63 are battery-backed RAM (Random Access Memory) separately from the control power supply 8 in the control device 4. It is assumed that the previous operation history of the auxiliary power supply devices 11 and 12 is recorded in these RAMs.

図4は、補助電源装置の運転履歴の記憶手順を示すフローチャートである。
最初(ステップS1)に、補助電源装置11では前回運転履歴が「前回運転」、補助電源装置12では「前回停止」となっているとする。このとき、制御電源8がオン状態になると、運転指令部7から補助電源装置11には停止指令が、補助電源装置12には運転指令が出される(ステップS2)。これにより、前回待機していた補助電源装置12が起動され、前回運転されていた補助電源装置11が待機(停止状態)することになる(ステップS3)。
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for storing the operation history of the auxiliary power supply apparatus.
First (step S1), it is assumed that the previous operation history is “previous operation” in the auxiliary power supply 11 and “previous stop” in the auxiliary power supply 12. At this time, when the control power supply 8 is turned on, the operation command unit 7 issues a stop command to the auxiliary power supply device 11 and an operation command to the auxiliary power supply device 12 (step S2). As a result, the auxiliary power supply device 12 that has been on standby last time is started, and the auxiliary power supply device 11 that was previously operated is on standby (stopped) (step S3).

その後、補助電源装置11の運転情報記録部53に記憶されていた「前回運転履歴」の情報は、補助電源装置12が実際に起動したとき、「前回運転」から「前回停止」に書き換えられる(ステップS4)。なお、この運転情報記録部53に相当するRAMでは、補助電源装置11が運転指令部7からの「停止指令」を受けたこと、あるいは補助電源装置12に「運転指令」が出力されたことをもって、「前回運転履歴」の情報を切り換えてもかまわない。   Thereafter, the “previous operation history” information stored in the operation information recording unit 53 of the auxiliary power supply device 11 is rewritten from “previous operation” to “previous stop” when the auxiliary power supply device 12 is actually activated ( Step S4). In the RAM corresponding to the operation information recording unit 53, when the auxiliary power supply device 11 receives the “stop command” from the operation command unit 7, or when the “operation command” is output to the auxiliary power supply device 12. The information of “Previous operation history” may be switched.

つぎに、上位装置から停止指令が送られてくると、制御電源8のオフ指令を補助電源装置12に出力する(ステップS5)。補助電源装置12の運転を停止するとき(ステップS6)、その運転情報記録部63に記憶されていた「前回運転履歴」の情報は、制御電源8がオフするタイミングで、「前回停止」から「前回運転」に書き換えられる(ステップS7)。   Next, when a stop command is sent from the host device, an off command for the control power supply 8 is output to the auxiliary power supply device 12 (step S5). When the operation of the auxiliary power supply device 12 is stopped (step S6), the “previous operation history” information stored in the operation information recording unit 63 is changed from “previous stop” to “ It is rewritten as “previous operation” (step S7).

こうして停止された車両用補助電源装置では、たとえば翌日に制御電源8をオンにしたとき、上位装置から運転再開指令が送られてくると(ステップS8)、それぞれ補助電源装置11側のRAMからは前回運転履歴が「前回停止」の情報を、補助電源装置12側のRAMからは「前回運転」の情報を運転指令部7に読み出す(ステップS9)。すると、運転指令部7では、補助電源装置11には運転指令が、補助電源装置12には停止指令が出される(ステップS10)。これにより、前回待機していた補助電源装置11が起動され、前回運転されていた補助電源装置12が待機(停止状態)することになる(ステップS11)。   In the vehicle auxiliary power supply apparatus thus stopped, for example, when the control power supply 8 is turned on the next day, when an operation restart command is sent from the host apparatus (step S8), the auxiliary power supply apparatus 11 side RAM respectively Information on the previous operation history is read as “previous stop” and information on “previous operation” is read out from the RAM on the auxiliary power supply 12 side to the operation command section 7 (step S9). Then, the operation command unit 7 issues an operation command to the auxiliary power supply device 11 and a stop command to the auxiliary power supply device 12 (step S10). As a result, the auxiliary power supply device 11 that has been on standby last time is started, and the auxiliary power supply device 12 that was previously operated is on standby (stopped) (step S11).

このようにして、上述した車両用補助電源装置では、制御電源8が入り切りされるごとに補助電源装置11,12を交互に切り換えて運転することができる。なお、ここでは制御電源8の入り切りによって運転を切り換える手順について説明したが、別の制御条件に応じて運転を切り換えるようにしてもよい。   In this way, the above-described vehicle auxiliary power supply can be operated by alternately switching the auxiliary power supplies 11 and 12 every time the control power supply 8 is turned on and off. Although the procedure for switching the operation by turning on / off the control power supply 8 has been described here, the operation may be switched according to another control condition.

以上では、直流機電システムに適用される補助電源装置について説明したが、交流機電システムに適用される補助電源装置の場合でも、まったく同様に適用することができる。   Although the auxiliary power supply device applied to the DC electromechanical system has been described above, the auxiliary power supply device applied to the AC electromechanical system can be applied in exactly the same manner.

直流機電システムにおける2台の補助電源装置によって構成された待機給電方式の車両用補助電源装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the auxiliary power supply apparatus for vehicles of the standby electric power feeding system comprised by the two auxiliary power supply apparatuses in a direct current electromechanical system. 車両用補助電源装置の運転方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operating method of the auxiliary power supply device for vehicles. 補助電源装置における故障情報記憶回路の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the failure information storage circuit in an auxiliary power supply device. 補助電源装置の運転履歴の記憶手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the memory | storage procedure of the driving | running history of an auxiliary power supply device. 直流機電システムにおける従来の待機給電方式の車両用補助電源装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the auxiliary power unit for vehicles of the conventional standby electric power feeding system in a direct current electromechanical system.

符号の説明Explanation of symbols

1 パンタグラフ
3 負荷
4 制御装置
5,6 電源制御部
7 運転指令部
8 制御電源
9 故障情報記憶回路
10 架線
11,12 補助電源装置
31,32 入力側のコンタクタ
41,42 出力側のコンタクタ
51,61 制御指令発生部
52,62 故障情報記録部
53,63 運転情報記録部
91 故障検知回路
92 機械式ラッチリレー
93 リセットボタン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pantograph 3 Load 4 Control apparatus 5,6 Power supply control part 7 Operation command part 8 Control power supply 9 Failure information storage circuit 10 Overhead line 11,12 Auxiliary power supply 31,32 Input side contactor 41,42 Output side contactor 51,61 Control command generation unit 52, 62 Fault information recording unit 53, 63 Operation information recording unit 91 Fault detection circuit 92 Mechanical latch relay 93 Reset button

Claims (5)

同一の負荷に対して待機冗長機能を有する複数台の補助電源装置から電源供給を行うように構成された高信頼性補助電源装置において、
前記各補助電源装置の運転履歴を記憶する第1の記憶手段と、
前記各補助電源装置における故障発生時に故障履歴を記憶する第2の記憶手段と、
前記第1、第2の記憶手段に記憶された情報に基づいて運転指令を生成し、前記補助電源装置のいずれか1台に与えて制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする高信頼性補助電源装置。
In a highly reliable auxiliary power supply device configured to supply power from a plurality of auxiliary power supply devices having a standby redundancy function for the same load,
First storage means for storing an operation history of each auxiliary power supply device;
Second storage means for storing a failure history when a failure occurs in each of the auxiliary power supply devices;
Control means for generating an operation command based on the information stored in the first and second storage means, and giving and controlling it to any one of the auxiliary power supply devices;
A highly reliable auxiliary power supply device characterized by comprising:
前記第1の記憶手段は、前記運転指令に応じて前記補助電源装置の運転情報、あるいは停止情報を前記運転履歴として書き換え可能に記憶するとともに、前記制御手段を駆動するための制御電源がオフされた後でもこれを保持するものであることを特徴とする請求項1記載の高信頼性補助電源装置。   The first storage means stores the operation information or stop information of the auxiliary power supply device as the operation history in a rewritable manner according to the operation command, and the control power source for driving the control means is turned off. The high-reliability auxiliary power supply device according to claim 1, wherein the high-reliability auxiliary power supply device retains it even after the operation. 前記制御手段は、前記運転履歴として停止情報が記憶されている前記補助電源装置に対しては運転指令を、前記運転履歴として運転情報が記憶されている前記補助電源装置に対しては停止指令を与えて、それぞれを制御するものであって、
さらに、2台以上の前記補助電源装置について停止情報が記憶され、あるいはすべての前記補助電源装置について運転情報が記憶されているときには、あらかじめ定めた1台に対して前記運転指令を与えるようにしたことを特徴とする請求項2記載の高信頼性補助電源装置。
The control means issues an operation command to the auxiliary power supply device in which stop information is stored as the operation history, and issues a stop command to the auxiliary power supply device in which operation information is stored as the operation history. Giving and controlling each,
Further, when the stop information is stored for two or more auxiliary power supply devices, or when the operation information is stored for all the auxiliary power supply devices, the operation command is given to a predetermined unit. The high-reliability auxiliary power supply device according to claim 2.
前記第1の記憶手段では、前記補助電源装置のいずれかに前記運転指令が与えられたとき、他の前記補助電源装置の前記運転履歴を前記停止情報に書き換えるようにしたことを特徴とする請求項2記載の高信頼性補助電源装置。   The first storage unit is configured to rewrite the operation history of another auxiliary power supply device to the stop information when the operation command is given to any of the auxiliary power supply devices. Item 3. A highly reliable auxiliary power supply device according to Item 2. 前記第2の記憶手段は、前記補助電源装置のそれぞれの故障履歴を記憶するとともに、前記制御手段を駆動するための制御電源がオフされた後でもこれを保持するものであって、
さらに、前記故障履歴に応じて故障していない前記補助電源装置のいずれか1台に前記運転指令を与えるようにしたことを特徴とする請求項1記載の高信頼性補助電源装置。
The second storage means stores the failure history of each of the auxiliary power supply devices, and holds it even after a control power source for driving the control means is turned off,
The high-reliability auxiliary power supply device according to claim 1, wherein the operation command is given to any one of the auxiliary power supply devices that have not failed according to the failure history.
JP2007143335A 2007-05-30 2007-05-30 High reliability auxiliary power supply Expired - Fee Related JP4431158B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007143335A JP4431158B2 (en) 2007-05-30 2007-05-30 High reliability auxiliary power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007143335A JP4431158B2 (en) 2007-05-30 2007-05-30 High reliability auxiliary power supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008301595A true JP2008301595A (en) 2008-12-11
JP4431158B2 JP4431158B2 (en) 2010-03-10

Family

ID=40174575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007143335A Expired - Fee Related JP4431158B2 (en) 2007-05-30 2007-05-30 High reliability auxiliary power supply

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4431158B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014207831A (en) * 2013-04-16 2014-10-30 株式会社東芝 Electric locomotive controller
KR101594859B1 (en) * 2015-09-18 2016-02-17 유경제어 주식회사 Automatic Block System using relay logic
WO2020155629A1 (en) * 2019-01-31 2020-08-06 中车株洲电力机车有限公司 Power supply protection system for garage

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014207831A (en) * 2013-04-16 2014-10-30 株式会社東芝 Electric locomotive controller
KR101594859B1 (en) * 2015-09-18 2016-02-17 유경제어 주식회사 Automatic Block System using relay logic
WO2020155629A1 (en) * 2019-01-31 2020-08-06 中车株洲电力机车有限公司 Power supply protection system for garage

Also Published As

Publication number Publication date
JP4431158B2 (en) 2010-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3851584B2 (en) Parallel operation method of uninterruptible power supply
JP5875214B2 (en) Power conversion system
JP2008228517A (en) Uninterruptible power supply device
JP2019009982A (en) Safe vehicular energy supply device
JPWO2012073351A1 (en) Electric vehicle control device
CN108292574A (en) Switching device for controlling switching device and method
JP4431158B2 (en) High reliability auxiliary power supply
CN112242811A (en) Fault tolerant electric drive
CN104057838A (en) Electromobile driving system and bus capacity discharge method thereof
JP7432033B2 (en) crane
JP2007336750A (en) Auxiliary power supply for railroad vehicle
KR20200125879A (en) System and method for controlling low voltage dc-dc converter for vehicle
WO2015098004A1 (en) Emergency power system for nuclear power plant and emergency independent power source
JP5089975B2 (en) Semiconductor power converter
JP2004237416A (en) Emergency stop circuit
JP2009033943A (en) Direct high voltage inverter apparatus
KR101050202B1 (en) Emergency lighting control circuit and its control method
JP2001069689A (en) Bypass circuit for uninterruptible power supply
JP4023810B2 (en) Standby power supply
JP4837272B2 (en) Elevator control device
JP2007244035A (en) Electric car controlling device
WO2023005078A1 (en) Auxiliary power supply management system and method, and railway vehicle
JP4113180B2 (en) Railway vehicle power supply apparatus and power supply activation method
JP2013206090A (en) Power supply controller, information system and power supply control method using the same
JP6401686B2 (en) Inverter device for motor drive

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090421

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090512

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090709

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091215

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091218

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121225

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4431158

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121225

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121225

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121225

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131225

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees