JP2576469B2 - 直流饋電システムの制御方法 - Google Patents
直流饋電システムの制御方法Info
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- JP2576469B2 JP2576469B2 JP61151114A JP15111486A JP2576469B2 JP 2576469 B2 JP2576469 B2 JP 2576469B2 JP 61151114 A JP61151114 A JP 61151114A JP 15111486 A JP15111486 A JP 15111486A JP 2576469 B2 JP2576469 B2 JP 2576469B2
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Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、電気車に対する直流電力の供給および回生
をゲートターンオフサイリスタ遮断器を介して行なうよ
うにした直流饋電システムの制御方法に関する。
をゲートターンオフサイリスタ遮断器を介して行なうよ
うにした直流饋電システムの制御方法に関する。
B.発明の概要 本発明は、電気車の力行運転時は力行用ゲートターン
オフサイリスタ遮断器を介して直流電力の供給を行な
い、電気車の回生運転時は力行用ゲートターンオフサイ
リスタ遮断器に逆並列接続された回生用ゲートターンオ
フサイリスタ遮断器を介して電力の回生を行なう直流饋
電システムの制御方法において、 力行運転から回生運転への切換え時に、前記力行用ゲ
ートターンオフサイリスタ遮断器の逆電圧耐量が大きい
ときは順変換器の運転停止後に力行用ゲートターンオフ
サイリスタ遮断器を遮断し、力行用ゲートターンオフサ
イリスタ遮断器の逆電圧耐量が小さいときは順変換器の
運転停止後に回生用ゲートターンオフサイリスタ遮断器
を投入することにより、 回生運転モードで力行用ゲートターンオフサイリスタ
遮断器に逆電圧が印加されないようにし、逆電圧印加に
よる素子破壊を防止するための複雑な保護装置を不要に
するとともに、饋電システムの信頼性を高めたものであ
る。
オフサイリスタ遮断器を介して直流電力の供給を行な
い、電気車の回生運転時は力行用ゲートターンオフサイ
リスタ遮断器に逆並列接続された回生用ゲートターンオ
フサイリスタ遮断器を介して電力の回生を行なう直流饋
電システムの制御方法において、 力行運転から回生運転への切換え時に、前記力行用ゲ
ートターンオフサイリスタ遮断器の逆電圧耐量が大きい
ときは順変換器の運転停止後に力行用ゲートターンオフ
サイリスタ遮断器を遮断し、力行用ゲートターンオフサ
イリスタ遮断器の逆電圧耐量が小さいときは順変換器の
運転停止後に回生用ゲートターンオフサイリスタ遮断器
を投入することにより、 回生運転モードで力行用ゲートターンオフサイリスタ
遮断器に逆電圧が印加されないようにし、逆電圧印加に
よる素子破壊を防止するための複雑な保護装置を不要に
するとともに、饋電システムの信頼性を高めたものであ
る。
C.従来の技術 一般に直流式電気鉄道の饋電システムは例えば第２図
のように構成されている。第２図において１は図示しな
い商用周波電源から導かれる交流電力を直流交換する順
変換器である。順変換器１の出力電力は直流母線２下に
並列に連なる力行用遮断器3a〜3dを介してデツドセクシ
ヨン4a,4bで区分された各電車線5a〜5dに供給さえる。
電車線5a〜5d下に存在する電気車（図示省略）が発する
回生エネルギーは回生用ダイオード6a〜6dおよび回生用
遮断器７を介して逆変換器８に導かれる。逆変換器８は
前記回生エネルギーを交流電力に変換して商用周波電源
へ回生する。
のように構成されている。第２図において１は図示しな
い商用周波電源から導かれる交流電力を直流交換する順
変換器である。順変換器１の出力電力は直流母線２下に
並列に連なる力行用遮断器3a〜3dを介してデツドセクシ
ヨン4a,4bで区分された各電車線5a〜5dに供給さえる。
電車線5a〜5d下に存在する電気車（図示省略）が発する
回生エネルギーは回生用ダイオード6a〜6dおよび回生用
遮断器７を介して逆変換器８に導かれる。逆変換器８は
前記回生エネルギーを交流電力に変換して商用周波電源
へ回生する。
前記力行用遮断器3a〜3dおよび回生用遮断器７は、近
年小形であり且つ高速度でオン，オフ制御可能なゲート
ターンオフサイリスタ（以下、GTOと称する）遮断器が
採用されつつある。このGTOはオン状態で逆電圧が印加
されると、カソードからアノード側へ逆方向の漏れ電流
が流れ、逆電流と逆電圧の積になる電力損失がGTOに発
生してGTOが熱破壊する恐れがある。すなわち、GTOは順
および逆電圧耐量を有するが、そのうち逆電圧耐量は、
GTOに順ゲート信号（オン信号）を加えていると、漏れ
電流が増加し、その損失によって熱的破壊を生ずる可能
性がある。この損失の大きさは、GTOの逆電圧の大きさ
及び素子そのものの特性に依存する。
年小形であり且つ高速度でオン，オフ制御可能なゲート
ターンオフサイリスタ（以下、GTOと称する）遮断器が
採用されつつある。このGTOはオン状態で逆電圧が印加
されると、カソードからアノード側へ逆方向の漏れ電流
が流れ、逆電流と逆電圧の積になる電力損失がGTOに発
生してGTOが熱破壊する恐れがある。すなわち、GTOは順
および逆電圧耐量を有するが、そのうち逆電圧耐量は、
GTOに順ゲート信号（オン信号）を加えていると、漏れ
電流が増加し、その損失によって熱的破壊を生ずる可能
性がある。この損失の大きさは、GTOの逆電圧の大きさ
及び素子そのものの特性に依存する。
逆電圧をVr、漏れ電流をIrとすると、損失はVr×Irと
なる。
なる。
このため長時間逆電圧を印加する場合には、ゲートに
オン信号を加えることは避ける必要がある。そこで第２
図に示すような饋電装置においては、各GTO遮断器（3a
〜3d,7）に逆電圧が印加されたときにGTOのオンゲート
電流を強制遮断させるような保護手段が用いられてい
た。
オン信号を加えることは避ける必要がある。そこで第２
図に示すような饋電装置においては、各GTO遮断器（3a
〜3d,7）に逆電圧が印加されたときにGTOのオンゲート
電流を強制遮断させるような保護手段が用いられてい
た。
D.発明が解決しようとする問題点 しかしながら前記保護手段は、逆電圧検出回路とオン
ゲート電流を強制遮断させる回路とが各GTO遮断器毎に
必要となり、饋電装置全体が大形化する欠点がある。ま
た、前記のように逆電圧検出時にオンゲート電流を遮断
する方法を用いると、逆電圧がなくなつたときにオンゲ
ート信号を出すか否かの判断がむずかしく、ゲート制御
回路の構成が非常に複雑となつて信頼性が低下する。
ゲート電流を強制遮断させる回路とが各GTO遮断器毎に
必要となり、饋電装置全体が大形化する欠点がある。ま
た、前記のように逆電圧検出時にオンゲート電流を遮断
する方法を用いると、逆電圧がなくなつたときにオンゲ
ート信号を出すか否かの判断がむずかしく、ゲート制御
回路の構成が非常に複雑となつて信頼性が低下する。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、複雑な制
御装置を用いなくても逆電圧印加によるGTO遮断器の破
壊を防止することができ直流饋電システムの制御方法を
提供することを目的としている。
御装置を用いなくても逆電圧印加によるGTO遮断器の破
壊を防止することができ直流饋電システムの制御方法を
提供することを目的としている。
E.問題点を解決するための手段および作用 本発明は、直流饋電線下に存在する電気車の力行運転
時は、交流電力を直流電力に変換する順変換器から力行
用ゲートターンオフサイリスタ遮断器を介して力行電力
を供給し、前記電気車の回生運転時は前記力行用ゲート
ターンオフサイリスタ遮断器に逆並列に接続された回生
用ゲートターンオフサイリスタ遮断器および逆変換器を
介して電力を回生する直流饋電システムの制御方法にお
いて、 力行運転から回生運転への切換え時に、前記力行用ゲー
トターンオフサイリスタ遮断器の逆電圧耐量が大きいと
きは順変換器の運転停止後に力行用ゲートターンオフサ
イリスタ遮断器を遮断し、力行用ゲートターンオフサイ
リスタ遮断器の逆電圧耐量が小さいときは順変換器の運
転停止後に回生用ゲートターンオフサイリスタ遮断器を
投入することを特徴としている。
時は、交流電力を直流電力に変換する順変換器から力行
用ゲートターンオフサイリスタ遮断器を介して力行電力
を供給し、前記電気車の回生運転時は前記力行用ゲート
ターンオフサイリスタ遮断器に逆並列に接続された回生
用ゲートターンオフサイリスタ遮断器および逆変換器を
介して電力を回生する直流饋電システムの制御方法にお
いて、 力行運転から回生運転への切換え時に、前記力行用ゲー
トターンオフサイリスタ遮断器の逆電圧耐量が大きいと
きは順変換器の運転停止後に力行用ゲートターンオフサ
イリスタ遮断器を遮断し、力行用ゲートターンオフサイ
リスタ遮断器の逆電圧耐量が小さいときは順変換器の運
転停止後に回生用ゲートターンオフサイリスタ遮断器を
投入することを特徴としている。
F.実施例 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例を説明す
る。第１図は直流饋電システム（例えば第２図の回路）
の概略構成を示す回路図である。第１図に示す直流饋電
システムの通常の運転モードにおける制御順序は次のと
おりである。
る。第１図は直流饋電システム（例えば第２図の回路）
の概略構成を示す回路図である。第１図に示す直流饋電
システムの通常の運転モードにおける制御順序は次のと
おりである。
（１） システム始動時（通常） 順変換器1,逆変換器８運転→力行用GTO遮断器３始動
→回生用GTO遮断器７始動 （２） システム停止時（通常） 力行用GTO遮断器３停止→回生用GTO遮断器７停止→順
変換器１停止→逆変換器８停止 （３） 順変換器１停止時 逆変換器８運転→力行用GTO遮断器３始動→回生用GTO
遮断器７始動 （４） 逆変換器８停止時 順変換器１運転→力行用GTO遮断器３始動→回生用GTO
遮断器７始動 前記モード（１）およびモード（４）の場合は順変換
器１を運転させた後に力行用GTO遮断器３をオン制御す
るので、該遮断器３には逆電圧は印加されない。また、
前記モード（２）の場合は最初に力行用GTO遮断器３を
オン制御するので、該遮断器３に逆電圧は印加されな
い。ここで問題となるのは力行運転から回生運転に切換
わる前記モード（３）の場合である。すなわち、電車線
５の電圧が上昇して順変換器１の運転が停止した後に逆
変換器８および力行用GTO遮断器３がオン状態である
と、電気車９で発生する回生エネルギーによつて力行用
GTO遮断器３に逆電圧が印加される（このとき回生用GTO
遮断器７は投入されていないものとする）。また第１図
において、電車線電圧の上昇により順変換器１が停止す
るとともに逆変換器８が運転しており、且つ回生用GTO
遮断器７がオンされていないときは、隣接する他の変電
所（図示省略）からの電圧が力行用GTO遮断器３に逆電
圧として印加される。ただし回生用GTO遮断器７がオン
しているか又は順変換器１が運転している場合は低い差
電圧しかかからない。しかし電車線５の電圧が例えば18
00（Ｖ）まで上昇しても順変換器１の運転停止時の直流
母線２の電圧が1500（Ｖ）前後であるため、力行用GTO
遮断器３に印加される逆電圧は差し引き300（Ｖ）位で
済む。このため300（Ｖ）程度の耐圧を有するGTO遮断器
を使用すれば逆電圧印加による素子破壊は避けられる。
また従来の運転モードでは、電車線５の電圧上昇により
順変換器１が運転停止しても、力行用GTO遮断器３はオ
フ制御されることはなく、順変換器１および逆変換器８
に対して力行用GTO遮断器３および回生用GTO遮断器７は
別個にそれぞれ単独で操作していた。そこで本発明の制
御方法としては、GTO遮断器３に逆電圧耐量の大きい
（例えば300V程度）GTOを用いた場合、力行運転から回
生運転への切換え時に順変換器１が運転停止したことを
条件にGTO遮断器３へオフ制御信号を供給し遮断せしめ
る。すなわち順変換器１と力行用GTO遮断器３を一体運
用するものである。このように制御することにより、力
行用GTO遮断器３の逆電圧耐量が大きいため、たとえば
逆電圧が印加されても素子破壊は避けられ、しかも従来
のようにGTOの逆電圧を検出することによって力行用GTO
遮断器３をオフ制御する方法に比べて、GTOの逆電圧検
出回路や複雑な制御回路が不要になり、装置が簡素化さ
れる。また前記のように制御した場合回生用GTO遮断器
７は、力行用GTO遮断器３がオフした後、所定時間経過
後に自動的にオフ指令にて遮断するものである。尚、回
生用GTO遮断器７は電車線電圧が回生設定電圧に達した
ら投入されるが、投入後直流母線２で地絡事故が発生し
たときには該GTO遮断器７で事故電流の遮断を行なうも
のである。
→回生用GTO遮断器７始動 （２） システム停止時（通常） 力行用GTO遮断器３停止→回生用GTO遮断器７停止→順
変換器１停止→逆変換器８停止 （３） 順変換器１停止時 逆変換器８運転→力行用GTO遮断器３始動→回生用GTO
遮断器７始動 （４） 逆変換器８停止時 順変換器１運転→力行用GTO遮断器３始動→回生用GTO
遮断器７始動 前記モード（１）およびモード（４）の場合は順変換
器１を運転させた後に力行用GTO遮断器３をオン制御す
るので、該遮断器３には逆電圧は印加されない。また、
前記モード（２）の場合は最初に力行用GTO遮断器３を
オン制御するので、該遮断器３に逆電圧は印加されな
い。ここで問題となるのは力行運転から回生運転に切換
わる前記モード（３）の場合である。すなわち、電車線
５の電圧が上昇して順変換器１の運転が停止した後に逆
変換器８および力行用GTO遮断器３がオン状態である
と、電気車９で発生する回生エネルギーによつて力行用
GTO遮断器３に逆電圧が印加される（このとき回生用GTO
遮断器７は投入されていないものとする）。また第１図
において、電車線電圧の上昇により順変換器１が停止す
るとともに逆変換器８が運転しており、且つ回生用GTO
遮断器７がオンされていないときは、隣接する他の変電
所（図示省略）からの電圧が力行用GTO遮断器３に逆電
圧として印加される。ただし回生用GTO遮断器７がオン
しているか又は順変換器１が運転している場合は低い差
電圧しかかからない。しかし電車線５の電圧が例えば18
00（Ｖ）まで上昇しても順変換器１の運転停止時の直流
母線２の電圧が1500（Ｖ）前後であるため、力行用GTO
遮断器３に印加される逆電圧は差し引き300（Ｖ）位で
済む。このため300（Ｖ）程度の耐圧を有するGTO遮断器
を使用すれば逆電圧印加による素子破壊は避けられる。
また従来の運転モードでは、電車線５の電圧上昇により
順変換器１が運転停止しても、力行用GTO遮断器３はオ
フ制御されることはなく、順変換器１および逆変換器８
に対して力行用GTO遮断器３および回生用GTO遮断器７は
別個にそれぞれ単独で操作していた。そこで本発明の制
御方法としては、GTO遮断器３に逆電圧耐量の大きい
（例えば300V程度）GTOを用いた場合、力行運転から回
生運転への切換え時に順変換器１が運転停止したことを
条件にGTO遮断器３へオフ制御信号を供給し遮断せしめ
る。すなわち順変換器１と力行用GTO遮断器３を一体運
用するものである。このように制御することにより、力
行用GTO遮断器３の逆電圧耐量が大きいため、たとえば
逆電圧が印加されても素子破壊は避けられ、しかも従来
のようにGTOの逆電圧を検出することによって力行用GTO
遮断器３をオフ制御する方法に比べて、GTOの逆電圧検
出回路や複雑な制御回路が不要になり、装置が簡素化さ
れる。また前記のように制御した場合回生用GTO遮断器
７は、力行用GTO遮断器３がオフした後、所定時間経過
後に自動的にオフ指令にて遮断するものである。尚、回
生用GTO遮断器７は電車線電圧が回生設定電圧に達した
ら投入されるが、投入後直流母線２で地絡事故が発生し
たときには該GTO遮断器７で事故電流の遮断を行なうも
のである。
また、力行用GTO遮断器３に逆電圧耐量の小さいGTOを
用いた場合、本発明では力行運転から回生運転への切換
え時に次のような制御を行なう。すなわち順変換器１が
運転停止したことを条件に先ず回生用GTO遮断器７を投
入し、その後力行用GTO遮断器３を投入せしめる。この
ように制御すれば力行用GTO遮断器３のカソード・アノ
ード間は、回生用ダイオード６および回生用GTO遮断器
７によつて短絡状態となりほぼ同電位となるので、力行
用GTO遮断器３に逆電圧は印加されない。このように力
行用GTO遮断器３の逆電圧耐量が小さい場合は、順変換
器１の運転停止を条件に先ず回生用GTO遮断器７を投入
することにより、力行用GTO遮断器３に逆電圧が印加さ
れるのを防止できるので、従来のようにGTOの逆電圧を
検出することによって力行用GTO遮断器３をオフ制御す
る方法に比べてGTOの逆電圧検出回路や複雑な制御回路
が不要になり、装置が簡素化される。
用いた場合、本発明では力行運転から回生運転への切換
え時に次のような制御を行なう。すなわち順変換器１が
運転停止したことを条件に先ず回生用GTO遮断器７を投
入し、その後力行用GTO遮断器３を投入せしめる。この
ように制御すれば力行用GTO遮断器３のカソード・アノ
ード間は、回生用ダイオード６および回生用GTO遮断器
７によつて短絡状態となりほぼ同電位となるので、力行
用GTO遮断器３に逆電圧は印加されない。このように力
行用GTO遮断器３の逆電圧耐量が小さい場合は、順変換
器１の運転停止を条件に先ず回生用GTO遮断器７を投入
することにより、力行用GTO遮断器３に逆電圧が印加さ
れるのを防止できるので、従来のようにGTOの逆電圧を
検出することによって力行用GTO遮断器３をオフ制御す
る方法に比べてGTOの逆電圧検出回路や複雑な制御回路
が不要になり、装置が簡素化される。
G.発明の効果 以上のように本発明の制御方法によつて直流饋電シス
テムを制御すれば、力行用GTO遮断器には許容範囲内の
逆電圧が印加されるか又は逆電圧が印加されない。この
ため逆電圧印加によつてGTO遮断器が破壊されるのを防
ぐための装置、例えば逆電圧検出回路や逆電圧検出時に
オンゲート電流を遮断する回路等を設ける必要が無くな
る。これによつて饋電装置の簡素化が図れるとともに、
ゲート制御回路を簡素化することができるため信頼性が
向上する。
テムを制御すれば、力行用GTO遮断器には許容範囲内の
逆電圧が印加されるか又は逆電圧が印加されない。この
ため逆電圧印加によつてGTO遮断器が破壊されるのを防
ぐための装置、例えば逆電圧検出回路や逆電圧検出時に
オンゲート電流を遮断する回路等を設ける必要が無くな
る。これによつて饋電装置の簡素化が図れるとともに、
ゲート制御回路を簡素化することができるため信頼性が
向上する。
第１図は本発明の制御方法を説明するための回路図、第
２図は従来の直流饋電システムの一例を示す回路図であ
る。 １……順変換器、２……直流母線、３……力行用GTO遮
断器、５……電車線、６……回生用ダイオード、７……
回生用GTO遮断器、８……逆変換器、９……電気車。
２図は従来の直流饋電システムの一例を示す回路図であ
る。 １……順変換器、２……直流母線、３……力行用GTO遮
断器、５……電車線、６……回生用ダイオード、７……
回生用GTO遮断器、８……逆変換器、９……電気車。
Claims (1)
- 【請求項１】直流饋電線下に存在する電気車の力行運転
時は、交流電力を直流電力に変換する順変換器から力行
用ゲートターンオフサイリスタ遮断器を介して力行電力
を供給し、前記電気車の回生運転時は前記力行用ゲート
ターンオフサイリスタ遮断器に逆並列に接続された回生
用ゲートターンオフサイリスタ遮断器および逆変換器を
介して電力を回生する直流饋電システムの制御方法にお
いて、 力行運転から回生運転への切換え時に、前記力行用ゲー
トターンオフサイリスタ遮断器の逆電圧耐量が大きいと
きは順変換器の運転停止後に力行用ゲートターンオフサ
イリスタ遮断器を遮断し、力行用ゲートターンオフサイ
リスタ遮断器の逆電圧耐量が小さいときは順変換器の運
転停止後に回生用ゲートターンオフサイリスタ遮断器を
投入することを特徴とする直流饋電システムの制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61151114A JP2576469B2 (ja) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | 直流饋電システムの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61151114A JP2576469B2 (ja) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | 直流饋電システムの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS638032A JPS638032A (ja) | 1988-01-13 |
| JP2576469B2 true JP2576469B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=15511662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61151114A Expired - Lifetime JP2576469B2 (ja) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | 直流饋電システムの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2576469B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59172632U (ja) * | 1982-10-25 | 1984-11-17 | 株式会社明電舎 | 直流式電気鉄道用変電所の電力損失低減装置 |
-
1986
- 1986-06-27 JP JP61151114A patent/JP2576469B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS638032A (ja) | 1988-01-13 |
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