JP2839046B2 - 車両駆動装置 - Google Patents
車両駆動装置Info
- Publication number
- JP2839046B2 JP2839046B2 JP3262676A JP26267691A JP2839046B2 JP 2839046 B2 JP2839046 B2 JP 2839046B2 JP 3262676 A JP3262676 A JP 3262676A JP 26267691 A JP26267691 A JP 26267691A JP 2839046 B2 JP2839046 B2 JP 2839046B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- disconnection
- inverter
- vehicle drive
- chopper
- 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 - Lifetime
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のインバータを直
列に多段接続して構成された車両駆動装置に関し、詳し
くは離線による瞬時停電時の制御手段に特徴を有する車
両駆動装置に関する。
列に多段接続して構成された車両駆動装置に関し、詳し
くは離線による瞬時停電時の制御手段に特徴を有する車
両駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、インバータを多段直列接続した
従来の車両駆動装置であり、例えば本出願人による特願
平２−４６０８０号に示されているものである。なお、
簡略化のため、図では２段直列構成の車両駆動装置とし
てある。図３において、まず、１は電車線、２はパンタ
グラフ、３はフィルタリアクトル、４は車輪、５はレー
ルであり、フィルタリアクトル３及び車輪４間には入力
コンデンサ６１，６２（フィルタコンデンサ）が接続さ
れている。これらのコンデンサ６１，６２の各両端には
三相電圧形ＰＷＭインバータのごときインバータ７１，
７２がそれぞれ接続され、これらのインバータ７１，７
２によりモータ１０１，１０２を個別に駆動するように
構成されている。また、各インバータ７１，７２には、
抵抗器８１及びチョッパ９１、並びに抵抗器８２及びチ
ョッパ９２からなる直列回路がそれぞれ接続されてい
る。
従来の車両駆動装置であり、例えば本出願人による特願
平２−４６０８０号に示されているものである。なお、
簡略化のため、図では２段直列構成の車両駆動装置とし
てある。図３において、まず、１は電車線、２はパンタ
グラフ、３はフィルタリアクトル、４は車輪、５はレー
ルであり、フィルタリアクトル３及び車輪４間には入力
コンデンサ６１，６２（フィルタコンデンサ）が接続さ
れている。これらのコンデンサ６１，６２の各両端には
三相電圧形ＰＷＭインバータのごときインバータ７１，
７２がそれぞれ接続され、これらのインバータ７１，７
２によりモータ１０１，１０２を個別に駆動するように
構成されている。また、各インバータ７１，７２には、
抵抗器８１及びチョッパ９１、並びに抵抗器８２及びチ
ョッパ９２からなる直列回路がそれぞれ接続されてい
る。
【０００３】上記車両駆動装置では、車輪の空転、滑走
等により一方のモータの負荷が減少すると、対応するイ
ンバータの電流が減少する。この電流の減少に応じてチ
ョッパを動作させることにより、減少分の電流がチョッ
パの直列抵抗に分流し、インバータの入力電圧をほぼ一
定に維持する。これにより、コンデンサ６１，６２の電
圧にアンバランスが生じるのを防ぎ、各インバータ７
１，７２に過電圧が加わるのを防止している。
等により一方のモータの負荷が減少すると、対応するイ
ンバータの電流が減少する。この電流の減少に応じてチ
ョッパを動作させることにより、減少分の電流がチョッ
パの直列抵抗に分流し、インバータの入力電圧をほぼ一
定に維持する。これにより、コンデンサ６１，６２の電
圧にアンバランスが生じるのを防ぎ、各インバータ７
１，７２に過電圧が加わるのを防止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の車両駆動装
置において、電車が回生ブレーキにより減速運転中にパ
ンタグラフ２の離線等により停電が発生すると、モータ
により発電されたエネルギーが電源に回生されなくなる
ため、コンデンサ６１，６２に回生電流が流れ込み、コ
ンデンサ電圧は図４のに示すように急上昇する。この
ようにコンデンサ電圧が上昇して過電圧状態になるとコ
ンデンサ及びインバータを構成する半導体素子が過電圧
破壊するため、通常では、車両駆動装置の入力電圧（コ
ンデンサ電圧）が過電圧検知レベルを越えた図４のに
示す時点で過電圧状態を検知し、に示すごとくインバ
ータの運転を停止する保護を行なう。そして、電源復電
後はの時点で装置を再起動することにより、もとの運
転状態に戻る。
置において、電車が回生ブレーキにより減速運転中にパ
ンタグラフ２の離線等により停電が発生すると、モータ
により発電されたエネルギーが電源に回生されなくなる
ため、コンデンサ６１，６２に回生電流が流れ込み、コ
ンデンサ電圧は図４のに示すように急上昇する。この
ようにコンデンサ電圧が上昇して過電圧状態になるとコ
ンデンサ及びインバータを構成する半導体素子が過電圧
破壊するため、通常では、車両駆動装置の入力電圧（コ
ンデンサ電圧）が過電圧検知レベルを越えた図４のに
示す時点で過電圧状態を検知し、に示すごとくインバ
ータの運転を停止する保護を行なう。そして、電源復電
後はの時点で装置を再起動することにより、もとの運
転状態に戻る。
【０００５】すなわち従来では、離線による停電時間が
非常に短い瞬時停電の場合でもインバータの再起動動作
を行なうため、少なくとも２〜３秒以上はインバータが
停止することになる。従って、この期間は電気ブレーキ
が掛からなくなり、ブレーキ性能が悪くなるという問題
があった。本発明は上記問題点を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、回生運転中の離線
発生時において、インバータの運転を停止することなく
入力電圧の上昇を防ぎ、しかも必要な電気ブレーキ力を
確保できるようにした車両駆動装置を提供することにあ
る。
非常に短い瞬時停電の場合でもインバータの再起動動作
を行なうため、少なくとも２〜３秒以上はインバータが
停止することになる。従って、この期間は電気ブレーキ
が掛からなくなり、ブレーキ性能が悪くなるという問題
があった。本発明は上記問題点を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、回生運転中の離線
発生時において、インバータの運転を停止することなく
入力電圧の上昇を防ぎ、しかも必要な電気ブレーキ力を
確保できるようにした車両駆動装置を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、車両駆動用の電動機が接続され、かつ多
段に直列接続された複数のインバータと、各インバータ
に対して並列に接続された抵抗及びチョッパからなる直
列回路と、各インバータに対して並列に接続された入力
コンデンサとを備えた車両駆動装置において、入力コン
デンサの直列回路の電圧を検出する電圧検出器と、この
電圧検出器による検出電圧が平常時の電圧より高い離線
検知レベルを越えた際に回生運転中の離線発生を検知
し、この離線発生時から、前記検出電圧が離線検知レベ
ルより低い復帰レベルになるまでの期間、前記各チョッ
パを同時にオン状態とするコンパレータとを備え、前記
各チョッパがオン状態である期間は各インバータの運転
を継続させるものである。
に、本発明は、車両駆動用の電動機が接続され、かつ多
段に直列接続された複数のインバータと、各インバータ
に対して並列に接続された抵抗及びチョッパからなる直
列回路と、各インバータに対して並列に接続された入力
コンデンサとを備えた車両駆動装置において、入力コン
デンサの直列回路の電圧を検出する電圧検出器と、この
電圧検出器による検出電圧が平常時の電圧より高い離線
検知レベルを越えた際に回生運転中の離線発生を検知
し、この離線発生時から、前記検出電圧が離線検知レベ
ルより低い復帰レベルになるまでの期間、前記各チョッ
パを同時にオン状態とするコンパレータとを備え、前記
各チョッパがオン状態である期間は各インバータの運転
を継続させるものである。
【０００７】
【作用】本発明によれば、入力コンデンサの直列回路の
電圧が通常印加される最大電圧以上の離線検知レベルに
達したことを、電圧検出器を介してコンパレータにより
検出し、これによって回生運転時の離線発生を検知す
る。これに伴い、コンパレータは入力コンデンサの電圧
バランス用に設けられた２台のチョッパを同時にオンす
る。これにより、インバータを介した回生エネルギーは
上記チョッパの直列抵抗にて消費されるため、コンデン
サ電圧の増大が抑制されると共に、発電制動と同様の原
理により必要な電気ブレーキ力を維持することができ
る。また、離線の回復、すなわち復電状態は入力コンデ
ンサの直列回路の電圧が離線検知レベルよりも低い復帰
レベルに達したことで検出され、その際にコンパレータ
により各チョッパをオフさせることにより通常の運転状
態に復帰する。
電圧が通常印加される最大電圧以上の離線検知レベルに
達したことを、電圧検出器を介してコンパレータにより
検出し、これによって回生運転時の離線発生を検知す
る。これに伴い、コンパレータは入力コンデンサの電圧
バランス用に設けられた２台のチョッパを同時にオンす
る。これにより、インバータを介した回生エネルギーは
上記チョッパの直列抵抗にて消費されるため、コンデン
サ電圧の増大が抑制されると共に、発電制動と同様の原
理により必要な電気ブレーキ力を維持することができ
る。また、離線の回復、すなわち復電状態は入力コンデ
ンサの直列回路の電圧が離線検知レベルよりも低い復帰
レベルに達したことで検出され、その際にコンパレータ
により各チョッパをオフさせることにより通常の運転状
態に復帰する。
【０００８】
【実施例】以下、図に沿って本発明の一実施例を説明す
る。図１はこの実施例の構成を示すもので、図３と同一
の構成要素には同一の符号を付して詳述を省略し、以
下、異なる部分を中心に説明する。すなわち、この実施
例は、２台の入力コンデンサ６１，６２の直列回路の電
圧を検出する電圧検出器２０１と、この電圧検出器２０
１による電圧検出値に応じて動作するコンパレータ２０
２とを図３の構成に付加したものである。ここで、コン
パレータ２０２は、電圧検出器２０１による電圧検出
値、すなわち車両駆動装置の入力電圧としてのコンデン
サ６１，６２の直列回路の両端電圧値が，第１の電圧設
定値（以下、離線検知レベルという）を越えた場合に回
生運転中の離線発生を検知してチョッパ９１，９２に対
するオン信号を出力し、前記電圧検出値が離線検知レベ
ルよりも低い第２の電圧設定値（以下、復帰レベルとい
う）にまで低下した場合に復電を検知してチョッパ９
１，９２に対するオフ信号を出力するものである。な
お、上記離線検知レベルはコンデンサ６１，６２の直列
回路に通常印加される最大電圧以上の値に設定されてい
る。
る。図１はこの実施例の構成を示すもので、図３と同一
の構成要素には同一の符号を付して詳述を省略し、以
下、異なる部分を中心に説明する。すなわち、この実施
例は、２台の入力コンデンサ６１，６２の直列回路の電
圧を検出する電圧検出器２０１と、この電圧検出器２０
１による電圧検出値に応じて動作するコンパレータ２０
２とを図３の構成に付加したものである。ここで、コン
パレータ２０２は、電圧検出器２０１による電圧検出
値、すなわち車両駆動装置の入力電圧としてのコンデン
サ６１，６２の直列回路の両端電圧値が，第１の電圧設
定値（以下、離線検知レベルという）を越えた場合に回
生運転中の離線発生を検知してチョッパ９１，９２に対
するオン信号を出力し、前記電圧検出値が離線検知レベ
ルよりも低い第２の電圧設定値（以下、復帰レベルとい
う）にまで低下した場合に復電を検知してチョッパ９
１，９２に対するオフ信号を出力するものである。な
お、上記離線検知レベルはコンデンサ６１，６２の直列
回路に通常印加される最大電圧以上の値に設定されてい
る。
【０００９】この実施例の動作を、図２を参照しつつ説
明する。いま、図２の時点ａにおいてパンタグラフ２に
より離線が起きるとブレーキ時の回生エネルギーが電源
側に戻らないため、車両駆動装置の入力電圧は図２の
に示すように増大する。この入力電圧は電圧検出器２０
１により常時検出されており、この電圧が時点ｂにおい
て前記離線検知レベルＶ1を越えるとコンパレータ２０
２が動作し、チョッパ９１，９２にオン指令を出力す
る。これによりチョッパ９１，９２が同時にオンし、イ
ンバータ７１，７２からの回生エネルギーはチョッパ９
１，９２を介して抵抗８１，８２により消費される。従
って、入力電圧（コンデンサ電圧）の増大は停止する。
この間、インバータ７１，７２は運転を継続しており、
インバータ７１，７２からは離線前と同じ回生エネルギ
ーが戻ってくると共に、このエネルギーは発電制動と同
様の原理により抵抗８１，８２にて消費されるため、離
線前と同じブレーキ力を得ることができる。そして、図
２の時点ｃで復電すると、回生エネルギーはパンタグラ
フ２を介して電源側へ戻るため、入力電圧（コンデンサ
電圧）は以後減少することになる。更に、図２の時点ｄ
において、入力電圧が前記復帰レベルＶ2以下になると
コンパレータ２０２の出力がオフし、チョッパ９１，９
２が同時にオフして通常の運転モードに戻る。
明する。いま、図２の時点ａにおいてパンタグラフ２に
より離線が起きるとブレーキ時の回生エネルギーが電源
側に戻らないため、車両駆動装置の入力電圧は図２の
に示すように増大する。この入力電圧は電圧検出器２０
１により常時検出されており、この電圧が時点ｂにおい
て前記離線検知レベルＶ1を越えるとコンパレータ２０
２が動作し、チョッパ９１，９２にオン指令を出力す
る。これによりチョッパ９１，９２が同時にオンし、イ
ンバータ７１，７２からの回生エネルギーはチョッパ９
１，９２を介して抵抗８１，８２により消費される。従
って、入力電圧（コンデンサ電圧）の増大は停止する。
この間、インバータ７１，７２は運転を継続しており、
インバータ７１，７２からは離線前と同じ回生エネルギ
ーが戻ってくると共に、このエネルギーは発電制動と同
様の原理により抵抗８１，８２にて消費されるため、離
線前と同じブレーキ力を得ることができる。そして、図
２の時点ｃで復電すると、回生エネルギーはパンタグラ
フ２を介して電源側へ戻るため、入力電圧（コンデンサ
電圧）は以後減少することになる。更に、図２の時点ｄ
において、入力電圧が前記復帰レベルＶ2以下になると
コンパレータ２０２の出力がオフし、チョッパ９１，９
２が同時にオフして通常の運転モードに戻る。
【００１０】なお、上記実施例ではインバータが２段直
列に接続された車両駆動装置について説明したが、本発
明は直列接続の段数に関わりなく適用可能である。ま
た、インバータの相数は三相のみならず単相であっても
よい。
列に接続された車両駆動装置について説明したが、本発
明は直列接続の段数に関わりなく適用可能である。ま
た、インバータの相数は三相のみならず単相であっても
よい。
【００１１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、回生運転
中に離線による瞬時停電が発生した場合、入力電圧が所
定の離線検知レベルと復帰レベルとの間にある期間だけ
チョッパを動作させるものである。これにより、離線時
における回生エネルギーを抵抗にて消費させることがで
きるため、従来のようにコンデンサやインバータの過電
圧保護のためにインバータを所定期間停止する必要がな
い。従って、離線による瞬時停電時にも通常と同様の十
分な電気ブレーキ力を得ることができる。また、本発明
は従来の構成に電圧検出器及びコンパレータを付加する
だけで実現可能であり、極めて経済的かつ実用的である
等の効果を有する。
中に離線による瞬時停電が発生した場合、入力電圧が所
定の離線検知レベルと復帰レベルとの間にある期間だけ
チョッパを動作させるものである。これにより、離線時
における回生エネルギーを抵抗にて消費させることがで
きるため、従来のようにコンデンサやインバータの過電
圧保護のためにインバータを所定期間停止する必要がな
い。従って、離線による瞬時停電時にも通常と同様の十
分な電気ブレーキ力を得ることができる。また、本発明
は従来の構成に電圧検出器及びコンパレータを付加する
だけで実現可能であり、極めて経済的かつ実用的である
等の効果を有する。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】図１における離線時の動作説明図である。
【図３】従来の技術を示す構成図である。
【図４】従来の技術における離線時の動作説明図であ
る。
る。
１ 電車線 ２ パンタグラフ ３ フィルタリアクトル ４ 車輪 ５ レール ６１ 入力コンデンサ ６２ 入力コンデンサ ７１ インバータ ７２ インバータ ８１ 抵抗 ８２ 抵抗 ９１ チョッパ ９２ チョッパ １０１ モータ １０２ モータ ２０１ 電圧検出器 ２０２ コンパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桑原 馨 東京都千代田区丸の内一丁目６番５号 東日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 吉川 春樹 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 岩堀 道雄 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 義則 直人 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 田村 浩明 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−231993（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−19901（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B60L 9/18
Claims (1)
- 【請求項１】 車両駆動用の電動機が接続され、かつ多
段に直列接続された複数のインバータと、各インバータ
に対して並列に接続された抵抗及びチョッパからなる直
列回路と、各インバータに対して並列に接続された入力
コンデンサとを備えた車両駆動装置において、 入力コンデンサの直列回路の電圧を検出する電圧検出器
と、 この電圧検出器による検出電圧が平常時の電圧より高い
離線検知レベルを越えた際に回生運転中の離線発生を検
知し、この離線発生時から、前記検出電圧が離線検知レ
ベルより低い復帰レベルになるまでの期間、前記各チョ
ッパを同時にオン状態とするコンパレータとを備え、前記各チョッパがオン状態である期間は各インバータの
運転を継続させる ことを特徴とする車両駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3262676A JP2839046B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 車両駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3262676A JP2839046B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 車両駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0583804A JPH0583804A (ja) | 1993-04-02 |
| JP2839046B2 true JP2839046B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=17379047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3262676A Expired - Lifetime JP2839046B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 車両駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2839046B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100767522B1 (ko) * | 2006-08-08 | 2007-10-17 | 현대자동차주식회사 | 자동차 브레이크 쵸퍼 시스템 |
| KR100857654B1 (ko) * | 2006-12-12 | 2008-09-08 | 현대자동차주식회사 | 연료전지 수퍼캡 하이브리드 전기 차량의 수퍼캡 방전제어방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0750961B2 (ja) * | 1987-07-11 | 1995-05-31 | 株式会社日立製作所 | 電気車インバ−タの過電圧保護装置 |
| JPH02231993A (ja) * | 1989-03-03 | 1990-09-13 | Mitsubishi Electric Corp | 可変速駆動装置 |
-
1991
- 1991-09-13 JP JP3262676A patent/JP2839046B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0583804A (ja) | 1993-04-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980929 |