JP2012217253A - Electric vehicle control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、電気車制御装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an electric vehicle control apparatus.
車両内に搭載されている電気車制御装置は、高電圧配線を介して車両外のパンタグラフと接続される。パンタグラフは変電所と接続され、変電所からの直流電力はパンタグラフ、高電圧配線を通して電気車制御装置に供給される。電気車制御装置は供給された直流電力を車両走行可能な交流電力に変換する。車両の走行中、上記の高電圧配線が何らかの原因によって、電気車制御装置の筐体に接触すると、その接触部分を介して短絡が起こり、地絡事故が発生することになる。車両の走行中に、地絡や短絡時に発生する事故電流により変電所を停止させる恐れがあるため、事故電流発生時は車両に搭載された遮断器で故障回路を開放している。しかし、車両に搭載された遮断器では遮断時間によっては変電所をトリップさせることがある。事故電流を高速に遮断するため、遮断器に半導体を適用し、遮断速度の向上を図った電気車制御装置の提案がなされている。 The electric vehicle control device mounted in the vehicle is connected to a pantograph outside the vehicle via a high voltage wiring. The pantograph is connected to the substation, and DC power from the substation is supplied to the electric vehicle control device through the pantograph and the high voltage wiring. The electric vehicle control device converts the supplied direct current power into alternating current power that allows the vehicle to travel. When the high-voltage wiring contacts the casing of the electric vehicle control device for some reason while the vehicle is running, a short circuit occurs through the contact portion, and a ground fault occurs. While the vehicle is running, there is a risk that the substation may be stopped by an accident current that occurs when a ground fault or short circuit occurs. Therefore, when the accident current occurs, the fault circuit is opened with a circuit breaker mounted on the vehicle. However, the circuit breaker installed in the vehicle may trip the substation depending on the interruption time. In order to cut off the accident current at high speed, an electric vehicle control device has been proposed in which a semiconductor is applied to the circuit breaker to improve the breaking speed.
しかしながら遮断器に半導体を適用した電気車制御装置は、車両の走行中に半導体が故障し、事故電流が発生すると、故障回路が開放せず事故電流が変電所へ大きく影響する恐れがあった。 However, in an electric vehicle control device using a semiconductor as a circuit breaker, if the semiconductor breaks down while the vehicle is running and an accident current occurs, the fault circuit does not open and the accident current may greatly affect the substation.
本発明が解決しようとする課題は、電流遮断に用いる半導体遮断器の健全性を確認することができる電気車制御装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an electric vehicle control device capable of confirming the soundness of a semiconductor circuit breaker used for current interruption.
実施形態の半導体遮断器を有する電気車制御装置は、電源と、半導体遮断器と、前記半導体遮断器と並列に接続される抵抗と、前記半導体遮断器に並列に接続される半導体遮断器用電圧検出器と、前記半導体遮断器と直列に接続される電流検出器と、前記半導体遮断器と直列に接続される充電用コンデンサと、前記充電用コンデンサと並列に接続される電圧検出器を備え、前記充電用コンデンサと並列に電力変換回路または負荷が接続され、前記電流検出器の測定値から前記半導体遮断器が故障しているかどうかを判定する制御部を有している。 An electric vehicle control device having a semiconductor circuit breaker according to an embodiment includes a power source, a semiconductor circuit breaker, a resistor connected in parallel to the semiconductor circuit breaker, and a voltage detection for a semiconductor circuit breaker connected in parallel to the semiconductor circuit breaker. A current detector connected in series with the semiconductor breaker, a charging capacitor connected in series with the semiconductor breaker, and a voltage detector connected in parallel with the charging capacitor, A power conversion circuit or a load is connected in parallel with the charging capacitor, and has a control unit that determines whether or not the semiconductor circuit breaker has failed from the measured value of the current detector.
以下、実施形態の制御装置を図面を参照して説明する。 Hereinafter, a control device according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
第1の実施形態について図を参照し、詳細に説明する。図1は、第1の実施形態の半導体遮断器を有する電気車制御装置の全体構成を示す図である。
(First embodiment)
The first embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of an electric vehicle control device having the semiconductor circuit breaker according to the first embodiment.
(構成)
まず、本実施形態の構成について説明する。図1は、直流電源100、充電抵抗器101、半導体遮断器102、半導体遮断器用電圧検出器103、電流検出器104、充電用コンデンサ105、電圧検出器106、電力変換回路(または負荷)107、主接地108、制御部1000、電流値演算部1001、ゲート指令出力制御部1002、電圧値演算部1003、電流値比較部1004、半導体遮断器故障判定部1005で構成される。
(Constitution)
First, the configuration of the present embodiment will be described. FIG. 1 shows a
電源100と半導体遮断器102は直列接続される。半導体遮断器102と充電抵抗器101は並列に接続され、半導体遮断器102と半導体遮断器用電圧検出器103は並列接続される。半導体遮断器102と電力変換回路(または負荷)107のプラス側は、電流検出器104を介して接続される。半導体遮断器102側で電力変換回路(または負荷)107と充電用コンデンサ105は並列に接続される。電力変換回路(または負荷)107のマイナス側で、電源100と充電用コンデンサ105の間に主接地108が接続される。また、半導体遮断器102、半導体遮断器用電圧検出器103、電流検出器104、電圧検出器106は制御部1000と接続される。
The
制御部1000の電流値演算部1001は、電流値比較部1004と接続され、電流値比較部1004と電圧値演算部1003と接続されるゲート指令出力制御部1002が半導体遮断器故障判定部1005と接続される。電流値演算部1001は電流検出器104から電流値を演算し、半導体遮断器故障判定部1005は、電圧値演算部1003からの電圧値より半導体遮断器102のゲート指令出力を制御するゲート指令出力制御部1002のゲート指令出力状態および電流値比較部1004の比較結果から、半導体遮断器102の故障を判定する。
The current
(作用)
本実施形態の作用について図1を参照して説明する。半導体遮断器102がオフ(不導通)しているとき、電源100からの電力は、充電抵抗器101を介して、充電用コンデンサ105に供給される。充電用コンデンサ105の充電が完了すると、半導体遮断器102がオン(導通)し、充電抵抗器101が短絡されるため、電源100からの電力は半導体遮断器102を通り、電力変換回路(または負荷)107に供給される。例えば車両では、電源100からの直流電力は、半導体遮断器102、電流検出器104、充電用コンデンサ105を介して電力変換回路へ供給され、電力変換回路では車両を走行させるための3相交流電力に変換し、電動機へと出力する。
(Function)
The operation of this embodiment will be described with reference to FIG. When the
しかしながら、半導体遮断器102が故障した場合は、故障の検出をする必要があるため、半導体遮断器102が故障しているかどうかを知る手段が必要となる。
However, when the
そのため以下に、電流遮断に用いる半導体遮断器の健全性を確認する手段について、図1、図2、図3を参照して説明する。 Therefore, hereinafter, means for confirming the soundness of the semiconductor circuit breaker used for current interruption will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 3.
図2に示すように、電流検出器104の検出値より、電流値演算部1001にて電流値(Ic)を算出する(S1)。このとき、例えばゲート指令出力制御部1002にて充電用コンデンサ105の充電が電圧値演算部1003の演算値から十分であると判定したら、半導体遮断器102をオン状態にするゲート指令を出力する。このゲート指令の状態で、半導体遮断器へゲート指令出力しているかどうかをゲート指令出力制御部1002にて判定する(S2)。半導体遮断器102のゲート指令が出力されていない場合、電源100から充電抵抗101を介して、充電用コンデンサ105に電流が流れる。前記電流を所定値αとし、電流値比較部1004にて電流値(Ic)と比較する(S3)。電流値(Ic)が所定値αより大きい場合、半導体遮断器102が短絡故障し大電流が流れたと判断できるため、半導体遮断器故障判定部1005にて半導体遮断器102の短絡故障と判定する(S4)。
As shown in FIG. 2, a current value (Ic) is calculated by the current
このとき、電流値(Ic)が所定値αと同等の場合は、半導体遮断器故障判定部1005にて半導体遮断器102が健全であると判定する(S5)。
At this time, if the current value (Ic) is equal to the predetermined value α, the semiconductor circuit breaker
半導体遮断器102のゲート指令が出力されている場合は、半導体遮断器用電圧検出器103の検出値より半導体遮断器102のコレクタ−エミッタ間電圧を検出する。前記電圧検出値より、電圧値演算部1003にて電圧値を算出し、予め図3に示す半導体遮断器102が有する電圧―電流特性を保持している電流値比較部1004は、電圧値演算部1003に算出した電圧値を図3の特性図に用いることでコレクタ電流値を導出する。その後、導出したコレクタ電流値と電流値(Ic)を電流値比較部1004にて比較する(S6)。電流値(Ic)が導出したコレクタ電流値と同等と電流値比較部1004で判定された場合、半導体遮断器故障判定部1005にて半導体遮断器102が健全であると判定する(S7)。
When the gate command of the
このとき、電流値(Ic)が導出したコレクタ電流値と同等でないと電流値比較部1004で判定された場合で、かつ、電流検出器104の検出値から電流値演算部1001にて演算した電流値(Ic)と所定値αが同等であると(S8)、電源100から充電抵抗101を介して、充電用コンデンサ105に電流が流れていることになり、半導体遮断器故障判定部1005にて半導体遮断器102がオープン故障と判定する(S9)。
At this time, when the current
また、電流値(Ic)が所定値αと同等でない場合は、半導体遮断器102が短絡故障し大電流が流れたと判断できるため、半導体遮断器故障判定部1005にて半導体遮断器102の短絡故障と判定する(S10)。
Further, when the current value (Ic) is not equal to the predetermined value α, it can be determined that the
(効果)
以上述べた少なくともひとつの実施形態の半導体遮断器によれば、電流遮断に用いる半導体遮断器の健全性を確認することができる機能を実現することが可能である。
(effect)
According to the semiconductor circuit breaker of at least one embodiment described above, it is possible to realize a function capable of confirming the soundness of the semiconductor circuit breaker used for current interruption.
(第2の実施形態)
第2の実施形態について図を参照し、詳細に説明する。図4は、第2の実施形態の半導体遮断器を有する電気車制御装置の全体構成を示す図である。図5は、第2の実施形態の半導体遮断器を有する電気車制御装置の制御部の動作を示すフローチャートである。尚、図1乃至5と同一の構成をとるものについては、同符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
The second embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 4 is a diagram illustrating an overall configuration of an electric vehicle control device having the semiconductor circuit breaker according to the second embodiment. FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the control unit of the electric vehicle control apparatus having the semiconductor circuit breaker according to the second embodiment. In addition, about the thing which has the same structure as FIG. 1 thru | or 5, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
本実施形態は、第1の実施形態とは半導体遮断器にチョッパ動作をさせるところ、および半導体遮断器の健全性を確認する方法が異なっている。以下、その点について詳細に説明する。 This embodiment is different from the first embodiment in that the semiconductor circuit breaker is chopper-operated and the method for confirming the soundness of the semiconductor circuit breaker. Hereinafter, this point will be described in detail.
(構成)
図3は、直流電源100、半導体遮断器102、充電用コンデンサ105、電圧検出器106、電力変換回路(または負荷)107、主接地108、第2制御部2000、ゲート指令制御部2001、電圧値演算部2002、電圧状態判定部2003、半導体遮断器故障判定部2004で構成される。電源100と半導体遮断器102は直列接続される。半導体遮断器102と電力変換回路(または負荷)107のプラス側が接続される。半導体遮断器102側で電力変換回路(または負荷)107と充電用コンデンサ105は並列に接続される。また充電用コンデンサ105と並列に電圧検出器106が接続される。電力変換回路(または負荷)107のマイナス側で、電源100と充電用コンデンサ105の間に主接地108が接続される。また、半導体遮断器102と電圧検出器106は制御部1000と接続される。
(Constitution)
3 shows a
また本実施形態は半導体遮断器102でチョッパ動作の制御を行うゲート指令制御部2001、電圧検出器106と接続される電圧値演算部2002、前記電圧値演算部2002からの電圧演算値より電圧の状態を確認する電圧状態判定部2003、電圧状態判定部2003から半導体遮断器102の故障を判定する半導体遮断器故障判定部2004で構成される第2制御部2000を有している。
Further, in the present embodiment, a gate
(作用)
本実施形態の作用について図3を参照して説明する。電源100からの直流電力は、半導体遮断器102のチョッパ動作により、充電用コンデンサ105に供給される。充電用コンデンサ105の充電が完了すると、半導体遮断器102がチョッパ動作を止め、オン状態となる。また半導体遮断器102をオフすることで、回路を遮断することも可能である。
(Function)
The operation of this embodiment will be described with reference to FIG. DC power from the
図4に示すように、電圧値演算部2002から充電用コンデンサ105に電力供給が必要な場合、ゲート指令制御部2001にてゲート指令出力を制御することで、半導体遮断器102がチョッパ動作を開始し、充電用コンデンサ105に電力が供給され、充電用コンデンサ105の充電が開始される(S200)。これにより、充電用コンデンサ105の電圧(Vc)を電圧検出器106出力より電圧値演算部2002にて算出し、電圧値(Vc)が上昇しているかどうかを電圧状態判定部2003で判定する(S201)。充電用コンデンサ105の電圧(Vc)が上昇していないと電圧状態判定部2003にて判定された場合は、半導体遮断器故障判定部2004にて半導体遮断器102の故障とする(S202)。
As shown in FIG. 4, when it is necessary to supply power from the voltage
このとき、充電用コンデンサ105の電圧(Vc)が上昇していると電圧状態判定部2003にて判定された場合は、充電用コンデンサ105の電圧(Vc)が既定時間内に既定の電圧値まで充電されているかどうかを電圧状態判定部2003にて判定する(S203)。充電用コンデンサ105の電圧(Vc)が既定時間内に既定の電圧値まで充電されていると電圧状態判定部2003にて判定された場合は、半導体遮断器故障判定部2004にて半導体遮断器健全と判定する(S204)。また充電用コンデンサ105の電圧(Vc)が既定時間内に既定の電圧値まで充電されていないと電圧状態判定部2003にて判定された場合は、半導体遮断器故障判定部2004にて半導体遮断器故障と判定する(S205)。
At this time, when the voltage
(効果)
以上述べた少なくともひとつの実施形態の半導体遮断器によれば、電流遮断に用いる半導体遮断器の健全性を確認することができる機能を実現することが可能である。
(effect)
According to the semiconductor circuit breaker of at least one embodiment described above, it is possible to realize a function capable of confirming the soundness of the semiconductor circuit breaker used for current interruption.
100 電源
101 充電抵抗器
102 半導体遮断器
103 半導体遮断器用電圧検出器
104 電流検出器
105 充電用コンデンサ
106 電圧検出器
107 電力変換回路(または負荷)
108 主設置
1000 第1制御部
1001 電流値演算部
1002 ゲート指令出力制御部
1003 電圧値演算部
1004 電流値比較部
1005 半導体遮断器故障判定部
2000 第2制御部
2001 ゲート指令制御部
2002 電圧値演算部
2003 電圧状態判定部
2004 半導体遮断器故障判定部
DESCRIPTION OF
108
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019187454A1 (en) * | 2018-03-27 | 2019-10-03 | 株式会社日立製作所 | Electric vehicle drive system, semiconductor current reducer, and failure detection method therefor |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6321438U (en) * | 1986-07-24 | 1988-02-12 | ||
JPH09140051A (en) * | 1995-11-14 | 1997-05-27 | Mitsubishi Electric Corp | Power supply equipment |
JPH11355905A (en) * | 1998-06-04 | 1999-12-24 | Hitachi Ltd | Interruption system for power converter |
JP2001245401A (en) * | 2000-02-28 | 2001-09-07 | Toshiba Corp | Power converting device for electric car |
JP2005051951A (en) * | 2003-07-30 | 2005-02-24 | Favess Co Ltd | Failure determination device of dc boosting circuit |
-
2011
- 2011-03-31 JP JP2011080238A patent/JP2012217253A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6321438U (en) * | 1986-07-24 | 1988-02-12 | ||
JPH09140051A (en) * | 1995-11-14 | 1997-05-27 | Mitsubishi Electric Corp | Power supply equipment |
JPH11355905A (en) * | 1998-06-04 | 1999-12-24 | Hitachi Ltd | Interruption system for power converter |
JP2001245401A (en) * | 2000-02-28 | 2001-09-07 | Toshiba Corp | Power converting device for electric car |
JP2005051951A (en) * | 2003-07-30 | 2005-02-24 | Favess Co Ltd | Failure determination device of dc boosting circuit |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019187454A1 (en) * | 2018-03-27 | 2019-10-03 | 株式会社日立製作所 | Electric vehicle drive system, semiconductor current reducer, and failure detection method therefor |
JPWO2019187454A1 (en) * | 2018-03-27 | 2021-04-08 | 株式会社日立製作所 | Drive system for electric vehicles, semiconductor current reducer, and its failure detection method |
JP7016949B2 (en) | 2018-03-27 | 2022-02-07 | 株式会社日立製作所 | Drive systems for electric vehicles, semiconductor current reducers, and their failure detection methods |
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