JP2671415B2 - 交流電気車の制御装置 - Google Patents
交流電気車の制御装置Info
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- JP2671415B2 JP2671415B2 JP63195484A JP19548488A JP2671415B2 JP 2671415 B2 JP2671415 B2 JP 2671415B2 JP 63195484 A JP63195484 A JP 63195484A JP 19548488 A JP19548488 A JP 19548488A JP 2671415 B2 JP2671415 B2 JP 2671415B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、セクションを有する架線から交流電力を
受電して走行する交流電気車の制御装置に関する。
受電して走行する交流電気車の制御装置に関する。
第２図は交流電気車の制御装置の従来例を示したブロ
ック図であって、符号１は架線、符号２は集電器、、符
号３は変圧器、符号４は単相交流電力を直流電力に変換
するコンバータ、符号５は直流電圧を平滑するフイルタ
コンデンサ、符号６は直流電力を三相交流電力に変換す
るインバータ、符号７は３相誘導電動機、符号41はコン
バータ制御回路、符号61はインバータ制御回路、符号８
は運転指令回路、符号９はセクション検知回路、符号10
は制御停止回路、符号12は論理積素子をそれぞれ示して
いる。
ック図であって、符号１は架線、符号２は集電器、、符
号３は変圧器、符号４は単相交流電力を直流電力に変換
するコンバータ、符号５は直流電圧を平滑するフイルタ
コンデンサ、符号６は直流電力を三相交流電力に変換す
るインバータ、符号７は３相誘導電動機、符号41はコン
バータ制御回路、符号61はインバータ制御回路、符号８
は運転指令回路、符号９はセクション検知回路、符号10
は制御停止回路、符号12は論理積素子をそれぞれ示して
いる。
この第２図において、当該交流電気車の運転者が主幹
制御器を操作して運転ノッチに入れることにより、運転
指令回路８からはコンバータ制御回路41およびインバー
タ制御回路61に対して運転指令信号を出力する。コンバ
ータ制御回路41は前記運転指令信号によりフイルタコン
デンサ５の電圧が所定の値になるようにコンバータ４を
制御する。インバータ制御回路61は前記運転指令により
インバータ６を制御して３相誘電電動機７を駆動する。
セクション検知回路９は車両がセクションに進入したこ
とを検知して制御停止回路10に信号を出力し、この制御
停止回路10は前記セクション検知信号により、運転指令
信号が出力されているか否かには関係なく、論理積素子
12を経てコンバータ制御回路41およびインバータ制御回
路61に制御停止信号を出力する。
制御器を操作して運転ノッチに入れることにより、運転
指令回路８からはコンバータ制御回路41およびインバー
タ制御回路61に対して運転指令信号を出力する。コンバ
ータ制御回路41は前記運転指令信号によりフイルタコン
デンサ５の電圧が所定の値になるようにコンバータ４を
制御する。インバータ制御回路61は前記運転指令により
インバータ６を制御して３相誘電電動機７を駆動する。
セクション検知回路９は車両がセクションに進入したこ
とを検知して制御停止回路10に信号を出力し、この制御
停止回路10は前記セクション検知信号により、運転指令
信号が出力されているか否かには関係なく、論理積素子
12を経てコンバータ制御回路41およびインバータ制御回
路61に制御停止信号を出力する。
変圧器３の２次電圧をVs、変圧器３の２次側の等価漏
れインダクタンスをLs、変圧器３の２次電流をIs、コン
バータ４の入力電圧をVc、直流電圧をVd、直流電流をId
とすると、これらの間には下記の（１）式と（２）式の
関係が成り立つ。ｓ ＝ｊω・Ls・ｓ＋ｃ ……（１） Vs・Is＝Vd・Id ……（２） 第３図は変圧器２次側の電流と電圧の関係をあらわし
たベクトル図であって（１）式の関係をあらわしてい
る。なお、この第３図（イ）は力行運転時の、（ロ）は
回生制動時のベクトル図である。すなわち、コンバータ
制御回路41は、変圧器２次電圧Vsと２次電流Isの力率を
力行時には１に、回生時には−１に保ちつつ、直流電圧
Vdが所定の値になるように、コンバータ入力電圧Vcの大
きさおよび変圧器２次電圧Vsに対する位相角θを制御し
ている。
れインダクタンスをLs、変圧器３の２次電流をIs、コン
バータ４の入力電圧をVc、直流電圧をVd、直流電流をId
とすると、これらの間には下記の（１）式と（２）式の
関係が成り立つ。ｓ ＝ｊω・Ls・ｓ＋ｃ ……（１） Vs・Is＝Vd・Id ……（２） 第３図は変圧器２次側の電流と電圧の関係をあらわし
たベクトル図であって（１）式の関係をあらわしてい
る。なお、この第３図（イ）は力行運転時の、（ロ）は
回生制動時のベクトル図である。すなわち、コンバータ
制御回路41は、変圧器２次電圧Vsと２次電流Isの力率を
力行時には１に、回生時には−１に保ちつつ、直流電圧
Vdが所定の値になるように、コンバータ入力電圧Vcの大
きさおよび変圧器２次電圧Vsに対する位相角θを制御し
ている。
ところが、交流電気車がセクションを通過後再給電を
受けた時には、給電電圧位相により変圧器３が偏磁する
ことはよく知られており、特に電圧位相が零で給電され
た時には最大の偏磁状態を発生する。この場合変圧器３
の磁束密度が正のサイクルと負のサイクルで不平衡にな
り、一方のサイクルでは最大磁束密度が飽和の磁束密度
に達しているにも拘らず、もう一方のサイクルでは低い
磁束密度にあり、この状態から一定の時定数をもって正
負の最大磁束密度が平衡するに至る。前記偏磁状態にお
いて、磁束密度が飽和磁束密度に達した場合、またはそ
れに近いレベルにある場合には、前記変圧器３の２次側
の等価漏れインダクタンスLsが通常の場合に比べて急減
し、したがって変圧器３の２次電流Is、すなわちコンバ
ータ４の入力電流が急増して、このコンバータ４の過電
流保護レベルに達する。コンバータ４は、サイリスタあ
るいはゲートターンオフサイリスタ等の半導体スイッチ
ング素子をブリッジ構成した回路であり、前記過電流保
護回路レベルは前記半導体スイッチング素子の最大可制
御電流により決定されている。
受けた時には、給電電圧位相により変圧器３が偏磁する
ことはよく知られており、特に電圧位相が零で給電され
た時には最大の偏磁状態を発生する。この場合変圧器３
の磁束密度が正のサイクルと負のサイクルで不平衡にな
り、一方のサイクルでは最大磁束密度が飽和の磁束密度
に達しているにも拘らず、もう一方のサイクルでは低い
磁束密度にあり、この状態から一定の時定数をもって正
負の最大磁束密度が平衡するに至る。前記偏磁状態にお
いて、磁束密度が飽和磁束密度に達した場合、またはそ
れに近いレベルにある場合には、前記変圧器３の２次側
の等価漏れインダクタンスLsが通常の場合に比べて急減
し、したがって変圧器３の２次電流Is、すなわちコンバ
ータ４の入力電流が急増して、このコンバータ４の過電
流保護レベルに達する。コンバータ４は、サイリスタあ
るいはゲートターンオフサイリスタ等の半導体スイッチ
ング素子をブリッジ構成した回路であり、前記過電流保
護回路レベルは前記半導体スイッチング素子の最大可制
御電流により決定されている。
したがって、第２図に示す従来例回路では、交流電気
車がセクションを通過した直後にこのセクション通過時
の制御停止信号が解除され、かつ運転指令信号が存在し
ていると、コンバータ４およびインバータ６の制御が開
始されるが、このときに変圧器３が再給電により偏磁し
ていると、コンバータ４の入力電流が過電流になってし
まうという問題点があった。このため、従来では運転車
の操作により、セクション進入前に力行運転または回生
ブレーキのノッチをオフして、コンバータ４およびイン
バータ６の動作を停止し、惰行走行でセクションを通過
した後再びノッチを投入して運転を再開していた。
車がセクションを通過した直後にこのセクション通過時
の制御停止信号が解除され、かつ運転指令信号が存在し
ていると、コンバータ４およびインバータ６の制御が開
始されるが、このときに変圧器３が再給電により偏磁し
ていると、コンバータ４の入力電流が過電流になってし
まうという問題点があった。このため、従来では運転車
の操作により、セクション進入前に力行運転または回生
ブレーキのノッチをオフして、コンバータ４およびイン
バータ６の動作を停止し、惰行走行でセクションを通過
した後再びノッチを投入して運転を再開していた。
従来装置においては上述の操作を必要とするため、セ
クション通過時の運転操作を誤まってノッチオフがなさ
れなかった場合には、変圧器３の偏磁のためにセクショ
ン通過直後に過電流を生じ、場合によってはコンバータ
４内の半導体素子を破損するおそれがあった。
クション通過時の運転操作を誤まってノッチオフがなさ
れなかった場合には、変圧器３の偏磁のためにセクショ
ン通過直後に過電流を生じ、場合によってはコンバータ
４内の半導体素子を破損するおそれがあった。
そこでこの発明の目的は、交流電気車が架線のセクシ
ョンを通過するときに、変圧器の偏磁に起因してコンバ
ータを過電流破壊させるおそれを回避できるようにする
ことにある。
ョンを通過するときに、変圧器の偏磁に起因してコンバ
ータを過電流破壊させるおそれを回避できるようにする
ことにある。
上記の目的を達成するために、この発明の制御回路
は、架線から集電器を介して車内に取込んだ交流電力
を、変圧器と、この変圧器２次側に接続したコンバータ
とインバータとにより所望の電圧と周波数の交流電力に
変換して駆動用電動機に供給する構成の交流電気車にお
いて、前記交流電気車が架線を区分しているセクション
を通過するのを検出するセクション検知手段と、このセ
クション通過時点から、セクション通過時に発生した変
圧器の偏磁が解消するまでの時間に設定された一定時間
の間信号を出力する限時手段と、これらセクション検知
手段または限時手段が動作中は前記コンバータとインバ
ータを停止させる制御停止手段とを備えるものとする。
は、架線から集電器を介して車内に取込んだ交流電力
を、変圧器と、この変圧器２次側に接続したコンバータ
とインバータとにより所望の電圧と周波数の交流電力に
変換して駆動用電動機に供給する構成の交流電気車にお
いて、前記交流電気車が架線を区分しているセクション
を通過するのを検出するセクション検知手段と、このセ
クション通過時点から、セクション通過時に発生した変
圧器の偏磁が解消するまでの時間に設定された一定時間
の間信号を出力する限時手段と、これらセクション検知
手段または限時手段が動作中は前記コンバータとインバ
ータを停止させる制御停止手段とを備えるものとする。
この発明は、交流電気車の変圧器のセクション通過直
後に発生する偏磁状態は、時間の経過とともに解消する
ものであることから、当該電気車がセクション通過時に
運転指令信号が出力されていても、セクション通過後、
セクション通過時に発生した変圧器の偏磁が解消するま
での時間に設定された一定時間の間はこの運転指令信号
がコンバータやインバータに与えられないような限時手
段を設けて、これらコンバータとインバータを停止させ
ておくことにより、変圧器の偏磁が原因となるコンバー
タの過電流を阻止するものである。
後に発生する偏磁状態は、時間の経過とともに解消する
ものであることから、当該電気車がセクション通過時に
運転指令信号が出力されていても、セクション通過後、
セクション通過時に発生した変圧器の偏磁が解消するま
での時間に設定された一定時間の間はこの運転指令信号
がコンバータやインバータに与えられないような限時手
段を設けて、これらコンバータとインバータを停止させ
ておくことにより、変圧器の偏磁が原因となるコンバー
タの過電流を阻止するものである。
第１図は本発明の実施例をあらわしたブロック図であ
るが、この第１図に図示の架線１、集電器２、変圧器
３、コンバータ４、フイルタコンデンサ５、インバータ
６、３相誘導電動機７、運転指令回路８、セクション検
知回路９、制御停止回路10、理論積素子12、コンバータ
制御回路41ならびにインバータ制御回路61の名称・用途
・機能は第２図の従来例において説明済であるから、こ
れらの説明は省略する。
るが、この第１図に図示の架線１、集電器２、変圧器
３、コンバータ４、フイルタコンデンサ５、インバータ
６、３相誘導電動機７、運転指令回路８、セクション検
知回路９、制御停止回路10、理論積素子12、コンバータ
制御回路41ならびにインバータ制御回路61の名称・用途
・機能は第２図の従来例において説明済であるから、こ
れらの説明は省略する。
本発明においては、セクション検知回路９の信号を受
けて、制御停止回路10に一定期間制御停止を指令する信
号を出力するタイマ回路11を設けている。すなわち、電
圧リレーで構成しているセクション検知回路９は、交流
電気車がセクション内にある期間は無電圧を検出して、
これをセクション検知信号として出力する。
けて、制御停止回路10に一定期間制御停止を指令する信
号を出力するタイマ回路11を設けている。すなわち、電
圧リレーで構成しているセクション検知回路９は、交流
電気車がセクション内にある期間は無電圧を検出して、
これをセクション検知信号として出力する。
タイマ回路11はセクション検知回路９の出力信号を入
力とし、このセクション検知信号がなくなった時点か
ら、セクション通過時に発生した変圧器の偏磁が解消す
るまでの時間に設定された一定時間の間信号を出力す
る。制御停止回路10はセクション検知回路９およびタイ
マ回路11の出力信号を入力とし、いずれかの信号が出力
されている間、制御停止信号を出力する。運転指令回路
８は運転者操作による主幹制御器の出力信号を判定し
て、運転指令信号を出力する。
力とし、このセクション検知信号がなくなった時点か
ら、セクション通過時に発生した変圧器の偏磁が解消す
るまでの時間に設定された一定時間の間信号を出力す
る。制御停止回路10はセクション検知回路９およびタイ
マ回路11の出力信号を入力とし、いずれかの信号が出力
されている間、制御停止信号を出力する。運転指令回路
８は運転者操作による主幹制御器の出力信号を判定し
て、運転指令信号を出力する。
論理積素子12はこの運転指令信号と制御停止信号とを
入力しているので、当該交流電気車がセクション内にあ
るとき、あるいはセクションを通過してもタイマ回路11
で定める時間を経過するまでは、運転指令信号が出力さ
れていても、コンバータ制御回路41とインバータ制御回
路61にはこの運転指令信号は与えられず、タイマ回路11
が定める時間を経過したのちにコンバータ４とインバー
タ６はその運転を再開することとなるが、そのとき変圧
器３の偏磁は既に解消しているので、コンバータ４が過
電流になるおそれは無い。
入力しているので、当該交流電気車がセクション内にあ
るとき、あるいはセクションを通過してもタイマ回路11
で定める時間を経過するまでは、運転指令信号が出力さ
れていても、コンバータ制御回路41とインバータ制御回
路61にはこの運転指令信号は与えられず、タイマ回路11
が定める時間を経過したのちにコンバータ４とインバー
タ６はその運転を再開することとなるが、そのとき変圧
器３の偏磁は既に解消しているので、コンバータ４が過
電流になるおそれは無い。
この発明によれば、交流電気車が架線のセクションを
通過することにより、この交流電気車に搭載している変
圧器が一旦無電圧になったのちに電圧を印加されること
になるのであるが、この再印加時の電圧位相によって
は、この変圧器が大きく偏磁されることになり、この偏
磁が原因で、当該変圧器２次側に接続しているコンバー
タを過電流破壊させるおそれがあるが、この変圧器の偏
磁が解消されるまでコンバータを停止状態にしておく制
御回路を設けることにより、運転者が誤まって運転指令
信号を出力したままでセクションを通過しても、コンバ
ータの破損を確実に回避できる効果が得られる。
通過することにより、この交流電気車に搭載している変
圧器が一旦無電圧になったのちに電圧を印加されること
になるのであるが、この再印加時の電圧位相によって
は、この変圧器が大きく偏磁されることになり、この偏
磁が原因で、当該変圧器２次側に接続しているコンバー
タを過電流破壊させるおそれがあるが、この変圧器の偏
磁が解消されるまでコンバータを停止状態にしておく制
御回路を設けることにより、運転者が誤まって運転指令
信号を出力したままでセクションを通過しても、コンバ
ータの破損を確実に回避できる効果が得られる。
第１図は本発明の実施例をあらわしたブロック図、第２
図は交流電気車の制御回路の従来例を示したブロック
図、第３図は変圧器２次側の電流と電圧の関係をあらわ
したベクトル図である。 １……架線、２……集電器、３……変圧器、４……コン
バータ、５……フイルタコンデンサ、６……インバー
タ、７……３相誘導電動機、８……運転指令回路、９…
…セクション検知回路、10……制御停止回路、11……タ
イマ回路、12……論理積素子、41……コンバータ制御回
路、61……インバータ制御回路。
図は交流電気車の制御回路の従来例を示したブロック
図、第３図は変圧器２次側の電流と電圧の関係をあらわ
したベクトル図である。 １……架線、２……集電器、３……変圧器、４……コン
バータ、５……フイルタコンデンサ、６……インバー
タ、７……３相誘導電動機、８……運転指令回路、９…
…セクション検知回路、10……制御停止回路、11……タ
イマ回路、12……論理積素子、41……コンバータ制御回
路、61……インバータ制御回路。
Claims (1)
- 【請求項１】架線から集電器を介して車内に取込んだ交
流電力を、変圧器と、この変圧器２次側に接続したコン
バータ及びインバータとにより所望の電圧と周波数の交
流電力に変換して駆動用電動機に供給する交流電気車に
おいて、交流電気車が架線を区分しているセクションを
通過するのを検出するセクション検知手段と、このセク
ション通過時点から、セクション通過時に発生した前記
変圧器の偏磁が解消するまでの時間に設定された一定時
間の間信号を出力する限時手段と、セクション検知手段
又は限時手段の動作中には前記コンバータ及びインバー
タを停止させる制御停止手段とを備えていることを特徴
とする交流電気車の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63195484A JP2671415B2 (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 交流電気車の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63195484A JP2671415B2 (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 交流電気車の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0246105A JPH0246105A (ja) | 1990-02-15 |
| JP2671415B2 true JP2671415B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=16341854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63195484A Expired - Lifetime JP2671415B2 (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 交流電気車の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2671415B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4955493B2 (ja) * | 2006-09-22 | 2012-06-20 | 東海旅客鉄道株式会社 | 車両走行制御システム |
| KR101369359B1 (ko) * | 2006-09-22 | 2014-03-04 | 도오까이 료가구 데쓰도오 가부시끼가이샤 | 차량주행 제어시스템 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5127211A (en) * | 1974-08-14 | 1976-03-06 | Hitachi Ltd | Denkishano boshinhogokairo |
| JPS52135110A (en) * | 1976-05-04 | 1977-11-11 | Hitachi Ltd | Electric car protection system |
| JPS6281902A (ja) * | 1985-10-07 | 1987-04-15 | Toshiba Corp | 電気車の走行制御装置 |
-
1988
- 1988-08-05 JP JP63195484A patent/JP2671415B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0246105A (ja) | 1990-02-15 |
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Legal Events
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