JP2721943B2 - 電気車制御装置 - Google Patents

電気車制御装置

Info

Publication number
JP2721943B2
JP2721943B2 JP3360066A JP36006691A JP2721943B2 JP 2721943 B2 JP2721943 B2 JP 2721943B2 JP 3360066 A JP3360066 A JP 3360066A JP 36006691 A JP36006691 A JP 36006691A JP 2721943 B2 JP2721943 B2 JP 2721943B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
contactor
circuit
command
inverter
signal
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP3360066A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH05184004A (ja
Inventor
真也 小泉
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.)
Toyo Denki Seizo KK
Original Assignee
Toyo Denki Seizo KK
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 Toyo Denki Seizo KK filed Critical Toyo Denki Seizo KK
Priority to JP3360066A priority Critical patent/JP2721943B2/ja
Publication of JPH05184004A publication Critical patent/JPH05184004A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2721943B2 publication Critical patent/JP2721943B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

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
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インバータの半導体素
子故障時の保護に係り、電気車駆動用の誘導電動機を制
御するPWM形インバータ回路を備えた電気車制御装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、電気車制御装置の構成は図3に
示される。図3はその構成図であり、図3においては。
1は集電装置、2は第1の接触器、2aは第1の接触器2
の投入用電磁コイル、2bは第1の接触器2の連動補助接
点、3は第2の接触器、3aは第2の接触器3の投入用電
磁コイル、3bは第2の接触器3の連動補助接点、4は充
電電流制限抵抗器、5はフィルタ回路を構成するフィル
タリアクトル、6は同様のフィルタコンデンサ、7はイ
ンバータ回路の制御に用いる電圧検出器、8はインバー
タ回路、9は誘導電動機、10は制御指令器、11はシーケ
ンス演算部、12は論理回路部、13a 〜13c はゲート指令
増巾器、14はタイマ回路、17は増巾部、19a は第1の接
触器投入用補助継電器の電極コイル、19b は第1の接触
器投入用補助継電器の接点、21は駆動回路の各電磁コイ
ルの電源、LBは第1の接触器投入指令、Pはインバー
タの高圧側の入力端子、Gはインバータの接地側の端子
である。インバータ回路8は半導体スイッチング素子8a
〜8fおよびこれに並列接続するフリーホイールダイオー
ド81a 〜81f にて構成されている。図3において、制御
指令器10により力行またはブレーキ指令が与えられる
と、シーケンス演算部11から第1の接触器投入指令LB
が出力され、増幅部17を通して電磁コイル19a が励磁さ
れ、その接点19b により電源21から投入用電磁コイル2a
に電圧が印加されて第1の接触器2が閉る。これによ
り、架線からの電流は集電装置1、第1の接触器2、充
電電流制限抵抗器4、フィルタリアクトル5を通してフ
ィルタコンデンサ6を充電する。次にその連動する補助
接点2bが閉じ、タイマ回路14に入力信号が与えられる。
このタイマ回路14は一定時間( 通常インバータ回路が充
分動作可能となる電圧までフィルタコンデンサ6が充電
される時間)後に信号を出力し、電磁コイル3aを励磁
し、第2の接触器3を閉じて充電電流制限抵抗器4を短
絡する。一方前記シーケンス演算部11は、第2の接触器
3が閉じることによりその連動する補助接点3bを通して
第2の接触器投入完了信号CCS受け、論理回路部12に
半導体スイッチング素子のゲート開始信号GSSを与え
る。論理回路部12は、ゲート開始信号GSSと制御指令
器10から与えられるパルスモードを指令する制御指令器
10からのゲート指令信号によって、3相のゲート指令増
巾器13a 〜13c を通してインバータ回路8の半導体スイ
ッチング素子8a〜8f(図3ではGTOサイリスタ(以下
単にGTOという)を使用した場合を示す)にゲート信
号を印加する。これにより、インバータ回路8はPWM
制御を開始し、誘導電動機9を駆動する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の電気車制御装置では、インバータ回路の半導
体素子のいずれかが短絡故障していると、架線およびイ
ンバータの入力回路に多大な電流が流れる欠点があっ
た。すなわち、図3において、1例としてGTO8dが短
絡故障している場合、インバータのゲート開始指令信号
GSSによってGTO8aにオンゲート信号が印加され、
このGTO8aが点弧した時に本インバータ回路はアーム
短絡モードになり、多大な電流がインバータ回路8に流
れることとなる。本発明は上述した点に鑑みて創案され
たもので、その目的とするところは、インバータ回路の
半導体素子が短絡していても、多大な電流が流れないよ
うにする電気車制御装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】つまり、その目的を達成
するための手段は、直流電源に第1の接触器と充電電流
制限抵抗器を並列接続した第2の接触器とを直列接続
し、更にこの出力をフィルタ回路を介して力行またはブ
レーキ指令を与える制御指令器からの信号によって駆動
するインバータ回路、並びに前記第1の接触器および第
2の接触器を前記制御指令器の指令によって駆動する駆
動回路を備えることにより、誘導電動機を駆動する電気
車制御装置において、前記第1の接触器の投入指令後に
入力するタイマ回路と、前記フィルタ回路に設けた電圧
検出器の電圧をあらかじめ設定した値と比較する比較器
と、前記タイマ回路とこの比較器との出力を入力とする
AND回路を設け、前記第1の接触器の投入指令と同時
に前記インバータ回路を構成する半導体スイッチング素
子にゲート信号を印加してから、一定時間後に前記フィ
ルタ回路のフィルタコンデンサの電圧があらかじめ定め
られた値以上の条件で前記第2の接触器を投入するよう
構成したものである。また、前記ゲート信号としては、
インバータ回路を構成する各半導体スイッチング素子の
前記ゲート信号を、前記直流電源側の各半導体スイッチ
ング素子を構成する上アームと、これに相対する各半導
体スイッチング素子の下アームとに交互に与えるように
したものである。
【0005】
【作用】図1の構成において、GTOが正常な場合、第
1の接触器を投入すると架線からの電流は集電装置、第
1の接触器、充電電流制限抵抗器、フィルタリアクトル
をとうしてフィルタコンデンサを充電する。この時、イ
ンバータのGTOにゲート信号を与えると、フィルタコ
ンデンサ電圧がインバータのスイッチング損失と充電電
流制限抵抗器の抵抗値の比によって決る電圧となるよう
にフィルタコンデンサ容量と充電電流制限抵抗器の抵抗
値で決る時定数で充電される。次に、第1の接触器投入
から一定時間後であることと、検出されたフィルタコン
デンサの電圧があらかじめ定められた値以上であること
を確認したうえで、第2の接触器を投入することによ
り、充電電流制限抵抗器を短絡し、インバータの準備が
完了し、電動機に電力を供給できる状態になる。しか
し、GTOのいずれかが短絡故障を起こしている場合、
例えば図3に示すGTO8dが短絡故障を起こしていてG
TO8aにオンゲート信号が与えられると、GTO8a,8d
は導通状態となり、フィルタコンデンサ6に充電された
電荷は、フィルタコンデンサ6−P−GTO8a−GTO
8d−G−フィルタコンデンサ6の短絡回路で急放電され
るので、フィルタコンデンサ電圧が十分に高くなるまで
充電されない。また、インバータ回路の他のGTOやフ
リーホイルダイオードが短絡故障の場合も同様である。
このような状態において、第1の接触器投入後一定時間
経過しても、検出されたフィルタコンデンサ電圧があら
かじめ定められた値に達しない。従って、第2の接触器
の投入条件が成立せず、充電電流制限抵抗器は短絡され
ない。よって、インバータの高圧側入力端子Pの電位が
接地側端子Gと同電位となっても、架線およびインバー
タの入力回路には架線電圧と充電電流制限抵抗器の抵抗
値によって決まる電流しか流れず、大電流がながれるこ
とがない。一例を示すと、架線電圧が1500V 充電電流制
限抵抗器の抵抗値が30Ωとした場合、たとえインバータ
の半導体素子が導通故障をしている場合でも、本方式に
よる起動を行なえば、インバータの入力電流は最大50A
である。以下、本発明の一実施例を、図面に基づいて詳
述する。
【0006】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示す構成図、図2
は本発明の請求項2に示す一実施例の波形図であり、図
中、図3と同符号のものは同じ構成部品を有す。図1に
おいて、15は比較器、32はタイマ回路、16は比較器15お
よびタイマ回路32の出力を入力とするAND回路、18は
増巾部、30a は第1の接触器の投入用補助継電器の電磁
コイル、30b は第1の接触器の投入用補助継電器の接
点、31a は第2の接触器3aの電磁コイル、31b はその接
点である。図1において、制御指令器10より、力行また
はブレーキ指令が与えられると、シーケンス演算部11に
おいて、第1の接触器投入指令LBが出力され、増幅部
17を通して電磁コイル30a が励磁され、その接点30b に
より電源21から投入用電磁コイル2aが励磁される。これ
と同時に、シーケンス演算部11から半導体スイッチング
素子のゲート開始信号GSSを出力する。電磁コイル2a
が励磁されると、第1の接触器2が閉じ、架線からの電
流は、集電装置1、第1の接触器2、充電電流制限抵抗
4、フィルタリアクトル5を通してフィルタコンデンサ
6を充電する。
【0007】一方、シーケンス演算部11から出力された
半導体スイッチング素子のゲート開始信号GSS、およ
び制御指令器10から与えられるパルスモードを指令する
制御指令器10からのゲート制御指令信号によって、論理
回路部12は3相のゲート指令増幅器13a 〜13c を通して
インバータ回路8の半導体スイッチング素子8a〜8f(図
3と同様にGTOサイリスタを使用した例で以降単にG
TOと称す)にゲート信号を印加することにより、GT
O8a〜8fの各素子はスイッチング動作を開始する。次
に、GTOのゲート信号の一例としての動作を説明す
る。図2の波形に示すよううに、上アームのGTO8a,
8b,8cと下アームのGTO8d,8e,8f を交互にオン、
オフするパルスモードゲート制御指令信号においては、
インバータの出力電圧は発生せず、従ってインバータの
負荷回路に不要な電流を流さない効果がある。また、ス
イッチング周波数 FS は、比較的高くした方が片側アー
ムのGTOが短絡故障している場合、インバータの高圧
側入力端子Pの電圧リップルを少なくする効果がある。
【0008】また、シーケンス演算部11から出力された
第1の接触器投入指令LBは、タイマ回路32に入力さ
れ、このタイマ回路32は一定時間後信号Aを出力する。
この時電圧検出器7で検出されたフィルタコンデンサ電
圧は、比較器15に入力され、この比較器15はあらかじめ
定められた(設定値)と入力信号(タィルタコンデンサ
電圧)とを比較し、入力信号が設定値より大きい場合信
号Bを出力する。信号Aと信号Bとが出力されれば、A
ND回路16は信号Cを出力し、増幅部18を通して第2の
接触器投入用補助継電器の電磁コイル31a が励磁され
る。その後、第2の接触器投入用補助継電器の接点31b
により、主回路接触器電磁弁用の電源21からコイル3aに
電圧が印加され、第2の接触器3が閉じる。信号Cは論
理回路部12にも入力され、これにより三相のゲート指令
増幅器13a 〜13c を通して、インバータのGTO8a〜8f
はPWM制御を開始する。インバータの半導体が正常な
場合はこの様にしてインバータの起動を完了する。
【0009】ところで、インバータの半導体素子のいず
れかが導通故障をしていると、作用の項で述べた様に、
インバータの高圧側入力端子Pの電位が、接地側端子G
の電位とほぼ同じとなるため、フィルタコンデンサ6の
電圧検出器7の出力値は、比較器15の設定値より小さく
なり、信号Aが出力された後も信号Bは出力されない。
従って、信号Cも出力されず、第2の接触器投入用補助
継電器の電磁コイル31a が励磁されないで、第2の接触
器3が開いたままとなり、充電電流制限抵抗器4は短絡
されない。ゆえに、架線又はインバータの入力回路に多
大な電流が流れることがない。また、信号Aが出力され
ても、信号Bが出力されない場合は、インバータの故障
と判断して、第1の接触器2を開く制御を行うことや、
運転士に故障情報を知らせることが可能である。なお、
本実施例ではインバータ回路のゲート信号を、上アーム
と下アームを交互にオンオフさせたものであるが、例え
ば素子8a,8bおよび8fと、素子8d,8eおよび8cとを交互
にオンオフさせるなど、これに限定したものではない。
【0010】
【発明の効果】以上説明したごとく本発明によれば、主
回路機器に何ら新しい部品を追加することなく、インバ
ータの起動制御方式を変更するのみで、インバータの半
導体素子の導通故障時に架線およびインバータの入力回
路に多大な電流が流れるのを防止することができる。
【0011】
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】図2は図1の一実施例を示すゲート波形図であ
る。
【図3】図3は従来の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
1 集電装置 2 第1の接触器 3 第2の接触器 4 充電電流制限抵抗器 5 フィルタリアクトル 6 フィルタコンデンサ 7 電圧検出器 8 インバータ回路 8a 半導体スイッチング素子 8b 半導体スイッチング素子 8c 半導体スイッチング素子 8d 半導体スイッチング素子 8e 半導体スイッチング素子 8f 半導体スイッチング素子 9 誘導電動機 10 制御指令器 11 シーケンス演算部 12 論理回路部 13a ゲート指令増幅器 13b ゲート指令増幅器 13c ゲート指令増幅器 14 タイマ回路 15 比較器 16 AND回路 32 タイマ回路

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源に第1の接触器と充電電流制限
    抵抗器を並列接続した第2の接触器とを直列接続し、更
    にこの出力をフィルタ回路を介して力行またはブレーキ
    指令を与える制御指令器からの信号によって駆動するイ
    ンバータ回路、並びに前記第1の接触器および第2の接
    触器を前記制御指令器の指令によって駆動する駆動回路
    を備えることにより、誘導電動機を駆動する電気車制御
    装置において、前記第1の接触器の投入指令後に出力す
    るタイマ回路と、前記フィルタ回路に設けた電圧検出器
    の電圧をあらかじめ設定した値と比較する比較器と、前
    記タイマ回路とこの比較器との出力を入力とするAND
    回路を設け、前記第1の接触器の投入指令と同時に前記
    インバータ回路を構成する上アームの各半導体スイッチ
    ング素子と、これに相対する下アームの各半導体スイッ
    チング素子とに交互にゲート信号を印加してから、一定
    時間後に前記フィルタ回路のフィルタコンデンサの電圧
    があらかじめ定められた値以上の条件で前記第2の接触
    器を投入するようにしたことを特徴とする電気車制御装
    置。
JP3360066A 1991-12-26 1991-12-26 電気車制御装置 Expired - Fee Related JP2721943B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3360066A JP2721943B2 (ja) 1991-12-26 1991-12-26 電気車制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3360066A JP2721943B2 (ja) 1991-12-26 1991-12-26 電気車制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05184004A JPH05184004A (ja) 1993-07-23
JP2721943B2 true JP2721943B2 (ja) 1998-03-04

Family

ID=18467736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3360066A Expired - Fee Related JP2721943B2 (ja) 1991-12-26 1991-12-26 電気車制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2721943B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5472933B2 (ja) * 2011-02-15 2014-04-16 株式会社東芝 車両用電源装置及び車両用電源装置の故障部位推定方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63114501A (ja) * 1986-10-29 1988-05-19 Fuji Electric Co Ltd 直流電気車用電力変換装置の保護装置
JPS6439227A (en) * 1987-08-03 1989-02-09 Hitachi Ltd Short-circuit protective-device for inverter
JPH03243102A (ja) * 1990-02-21 1991-10-30 Toshiba Corp 電気車制御装置の保護回路

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05184004A (ja) 1993-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0570934A2 (en) Method and apparatus for controlling a battery car
US5436540A (en) Protection circuit for a gate turn-off device in an electrical braking system for an electric traction motor vehicle
JP2005506025A (ja) パワーエレクトロニクス及び駆動システム用dcリンクコンデンサのソフトスタート
CN113015663B (zh) 再生制动系统、及使用该系统的电力驱动作业车辆
WO2008138864A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum betreiben einer steuereinheit zur ansteuerung einer elektrischen maschine
US5499186A (en) Three-phase power converter with fail soft characteristics
JP2721943B2 (ja) 電気車制御装置
US4017777A (en) Load voltage clamping circuit for voltage turn-off chopper
JPH077807A (ja) 電動車制御装置
JPH06315201A (ja) 電気自動車の駆動装置
US3845379A (en) Chopper circuit for d.c. motor
JPH09163756A (ja) コンデンサ放電回路
JPH10136674A (ja) 電動機制御機器のパワー回路
JPH06261404A (ja) 電気自動車用インバータ装置
JP3382110B2 (ja) 電気自動車用制御装置
JP3344011B2 (ja) 直流電動機の駆動制御装置
JPH11113102A (ja) 交直両用電気車制御装置
JPH04275002A (ja) 電気自動車用充電装置
JP5508870B2 (ja) モータ制御装置
US20230268867A1 (en) Method for operating an inverter device of an electric drive device, control unit, electric drive device and motor vehicle
JP5390810B2 (ja) モータ駆動回路
JP2922716B2 (ja) インバータ装置の直流制動方法
JP2007228660A (ja) チョッパ装置
JP2842502B2 (ja) 電気車
JP5268503B2 (ja) モータ駆動回路

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081128

Year of fee payment: 11

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081128

Year of fee payment: 11

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091128

Year of fee payment: 12

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101128

Year of fee payment: 13

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101128

Year of fee payment: 13

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111128

Year of fee payment: 14

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees