JP2892982B2 - 電気車制御装置 - Google Patents
電気車制御装置Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Inverter Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、直流電力をそれ
ぞれ交流電力に変換して電気車駆動電動機に供給する複
数台の主電力変換器と、直流電力を交流電力に変換して
電気車補助回路に供給する補助電力変換器とを有する電
気車制御装置に関する。
ぞれ交流電力に変換して電気車駆動電動機に供給する複
数台の主電力変換器と、直流電力を交流電力に変換して
電気車補助回路に供給する補助電力変換器とを有する電
気車制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、出力が１０００ＫＷ以上の電気機
関車等の大出力電気車でも、電気車駆動電動機を制御す
る主電力変換器として可変電圧可変周波数（以下、ＶＶ
ＶＦという。）インバータが実用化されてきた。この場
合、ＶＶＶＦインバータの制御回路、抵抗器等を冷却す
るための電動送風機を駆動するための回路等の電気車補
助回路への電力源としては、従来の電動発電機に代えて
定電圧定周波数（以下ＣＶＣＦという。）インバータが
使用されるようになった。
関車等の大出力電気車でも、電気車駆動電動機を制御す
る主電力変換器として可変電圧可変周波数（以下、ＶＶ
ＶＦという。）インバータが実用化されてきた。この場
合、ＶＶＶＦインバータの制御回路、抵抗器等を冷却す
るための電動送風機を駆動するための回路等の電気車補
助回路への電力源としては、従来の電動発電機に代えて
定電圧定周波数（以下ＣＶＣＦという。）インバータが
使用されるようになった。
【０００３】これは、ＧＴＯサイリスタ等の大容量自己
消弧形半導体素子が実用化されて、接点や回路部品を持
たずに保守が容易なインバータが車載用として実用的な
大きさで実現できるようになったことによる。
消弧形半導体素子が実用化されて、接点や回路部品を持
たずに保守が容易なインバータが車載用として実用的な
大きさで実現できるようになったことによる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した電気機関車等
の大出力電気車においては、複数台の主電力変換器と、
１台の補助電力変換器とを備えた構成になっている。
の大出力電気車においては、複数台の主電力変換器と、
１台の補助電力変換器とを備えた構成になっている。
【０００５】この場合、主電力変換器は複数台搭載され
ているので、仮に、１台が故障しても出力が低下するだ
けでシステムダウンに至ることはないが、補助電力変換
器は１台しか搭載されていないため、補助電力変換器が
故障すると電気車補助回路には交流電力が供給されず、
冷却用の電動送風機や制御回路の全てが動作せずにシス
テムダウンに至るという問題点があった。
ているので、仮に、１台が故障しても出力が低下するだ
けでシステムダウンに至ることはないが、補助電力変換
器は１台しか搭載されていないため、補助電力変換器が
故障すると電気車補助回路には交流電力が供給されず、
冷却用の電動送風機や制御回路の全てが動作せずにシス
テムダウンに至るという問題点があった。
【０００６】この発明は上記の問題点を解決するために
なされたもので、１台しか搭載されていない補助電力変
換器の故障に対して、システムダウンを回避することの
できる電気車制御装置を得ることを目的とする。
なされたもので、１台しか搭載されていない補助電力変
換器の故障に対して、システムダウンを回避することの
できる電気車制御装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１記載の発明では、直流電力を可変電圧可変周波数
の交流電力に変換して複数台の電気車駆動電動機に電力
をそれぞれ供給する複数台の主電力変換器と、直流電力
を定電圧定周波数の交流電力に変換して電気車補助回路
に電力を供給する補助電力変換器と、この補助電力変換
器の異常時に、前記複数台の主電力変換器のうちのあら
かじめ定められた特定の１台に接続された電気車駆動電
動機を切り離し、この特定の１台の主電力変換器を定電
圧定周波数制御させて前記電気車補助回路に交流電力を
供給するように切り替え制御する制御手段と、を有する
電気車制御装置、をそなえる。
求項１記載の発明では、直流電力を可変電圧可変周波数
の交流電力に変換して複数台の電気車駆動電動機に電力
をそれぞれ供給する複数台の主電力変換器と、直流電力
を定電圧定周波数の交流電力に変換して電気車補助回路
に電力を供給する補助電力変換器と、この補助電力変換
器の異常時に、前記複数台の主電力変換器のうちのあら
かじめ定められた特定の１台に接続された電気車駆動電
動機を切り離し、この特定の１台の主電力変換器を定電
圧定周波数制御させて前記電気車補助回路に交流電力を
供給するように切り替え制御する制御手段と、を有する
電気車制御装置、をそなえる。
【０００８】また、請求項２記載の発明では、直流電力
を可変電圧可変周波数の交流電力に変換して複数台の電
気車駆動電動機に前記可変電圧可変周波数の交流電力を
それぞれ供給する複数台の主電力変換器と、直流電力を
定電圧定周波数の交流電力に変換して電気車補助回路に
前記定電圧定周波数の交流電力を供給する補助電力変換
器と、この補助電力変換器あるいは前記補助電力変換器
を制御する定電圧定周波数制御部の異常時に、前記直流
電力を定電圧定周波数の交流電力に変換して前記電気車
補助回路に前記定電圧定周波数の交流電力を供給するよ
うに、前記複数台の主電力変換器のうちのあらかじめ定
められた特定の１台を制御する制御手段と、をそなえ
る。
を可変電圧可変周波数の交流電力に変換して複数台の電
気車駆動電動機に前記可変電圧可変周波数の交流電力を
それぞれ供給する複数台の主電力変換器と、直流電力を
定電圧定周波数の交流電力に変換して電気車補助回路に
前記定電圧定周波数の交流電力を供給する補助電力変換
器と、この補助電力変換器あるいは前記補助電力変換器
を制御する定電圧定周波数制御部の異常時に、前記直流
電力を定電圧定周波数の交流電力に変換して前記電気車
補助回路に前記定電圧定周波数の交流電力を供給するよ
うに、前記複数台の主電力変換器のうちのあらかじめ定
められた特定の１台を制御する制御手段と、をそなえ
る。
【０００９】さらに、請求項３記載の発明では、請求項
１または２の何れかに記載の電気車制御装置における前
記制御手段は、前記特定の１台の主電力変換器の交流側
を前記電気車駆動電動機と切り離し、前記補助電力変換
器の交流側を前記電気車補助回路と切り離して、前記特
定の１台の主電力変換器の交流側を前記電気車補助回路
と接続し、前記特定の１台の主電力変換器の出力を前記
電気車補助回路に供給するようにしている。
１または２の何れかに記載の電気車制御装置における前
記制御手段は、前記特定の１台の主電力変換器の交流側
を前記電気車駆動電動機と切り離し、前記補助電力変換
器の交流側を前記電気車補助回路と切り離して、前記特
定の１台の主電力変換器の交流側を前記電気車補助回路
と接続し、前記特定の１台の主電力変換器の出力を前記
電気車補助回路に供給するようにしている。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の一実施例の構成
を示す電気車制御装置の構成図である。同図において、
パンタグラフ１には、それぞれしゃ断器２およびフィル
タリアクトル３を介して、複数台の主電力変換器として
ＶＶＶＦインバータ５ａ〜５ｄの正入力端が接続され、
その負入力端は車輪を通じて接地されている。また、
正、負入力端間にはそれぞれフィルタコンデンサ４が接
続され、さらに、出力端には電気車駆動電動機（以下、
主電動機という。）６ａ〜６ｄが接続されている。な
お、これらのＶＶＶＦインバータ５ａ〜５ｄのうちのあ
らかじめ定められた特定のＶＶＶＦインバータ５ｄは、
ＣＶＣＦインバータとしても駆動することができる制御
部７により制御される。なお、他のＶＶＶＦインバータ
５ａ〜５ｃについては既存の装置で制御され、特に制御
部７を備えていない。
を示す電気車制御装置の構成図である。同図において、
パンタグラフ１には、それぞれしゃ断器２およびフィル
タリアクトル３を介して、複数台の主電力変換器として
ＶＶＶＦインバータ５ａ〜５ｄの正入力端が接続され、
その負入力端は車輪を通じて接地されている。また、
正、負入力端間にはそれぞれフィルタコンデンサ４が接
続され、さらに、出力端には電気車駆動電動機（以下、
主電動機という。）６ａ〜６ｄが接続されている。な
お、これらのＶＶＶＦインバータ５ａ〜５ｄのうちのあ
らかじめ定められた特定のＶＶＶＦインバータ５ｄは、
ＣＶＣＦインバータとしても駆動することができる制御
部７により制御される。なお、他のＶＶＶＦインバータ
５ａ〜５ｃについては既存の装置で制御され、特に制御
部７を備えていない。
【００１３】又、ＶＶＶＦインバータ５ｄの出力を主電
動機６ｄから後述する三相補助回路（以下、電気車補助
回路という。）に切換えて供給する切換装置８を備えて
いる。この切換装置８についても特定のＶＶＶＦインバ
ータ５ｄの出力側のみに設けるだけでよい。ここで、制
御部７はＶＶＶＦインバータ５ｄを構成する図示しない
スイッチング素子を駆動するための共通部７ａと、切換
装置８に連動して共通部７ａに切換接続可能なＶＶＶＦ
制御部７ｂおよびＣＶＣＦ制御部７ｃとで構成されてい
る。
動機６ｄから後述する三相補助回路（以下、電気車補助
回路という。）に切換えて供給する切換装置８を備えて
いる。この切換装置８についても特定のＶＶＶＦインバ
ータ５ｄの出力側のみに設けるだけでよい。ここで、制
御部７はＶＶＶＦインバータ５ｄを構成する図示しない
スイッチング素子を駆動するための共通部７ａと、切換
装置８に連動して共通部７ａに切換接続可能なＶＶＶＦ
制御部７ｂおよびＣＶＣＦ制御部７ｃとで構成されてい
る。
【００１４】また、入力側がこれらのＶＶＶＦインバー
タ５ａ〜５ｄと同様に構成されたＣＶＣＦインバータ９
を備えている。このＣＶＣＦインバータ９の出力端は、
切換装置８の常閉接点および波形フィルタ１０を介し
て、変圧器１１の一次側が接続されている。この変圧器
１１の二次側には冷却用電動送風機や、ＶＶＶＦインバ
ータ５ａ〜５ｄの制御回路及びこれに供給するための直
流電圧を得る整流装置等の電気車補助回路が接続されて
いる。
タ５ａ〜５ｄと同様に構成されたＣＶＣＦインバータ９
を備えている。このＣＶＣＦインバータ９の出力端は、
切換装置８の常閉接点および波形フィルタ１０を介し
て、変圧器１１の一次側が接続されている。この変圧器
１１の二次側には冷却用電動送風機や、ＶＶＶＦインバ
ータ５ａ〜５ｄの制御回路及びこれに供給するための直
流電圧を得る整流装置等の電気車補助回路が接続されて
いる。
【００１５】上記のように構成された本実施例の動作を
以下に説明する。
以下に説明する。
【００１６】先ず、ＶＶＶＦインバータ５ａ〜５ｄはそ
れぞれパンタグラフ１で集電された電力を速度指令に対
応したＶＶＶＦ交流電力に変換して主電動機６ａ〜６ｄ
に供給する。この場合、ＣＶＣＦインバータ９はパンタ
グラフ１で集電された直流電力をＣＶＣＦ交流電力に変
換して電気車補助回路に供給している。また、切換装置
８は図示した状態に保持される。
れぞれパンタグラフ１で集電された電力を速度指令に対
応したＶＶＶＦ交流電力に変換して主電動機６ａ〜６ｄ
に供給する。この場合、ＣＶＣＦインバータ９はパンタ
グラフ１で集電された直流電力をＣＶＣＦ交流電力に変
換して電気車補助回路に供給している。また、切換装置
８は図示した状態に保持される。
【００１７】ここで、フィルタリアクトル３およびフィ
ルタコンデンサ４は、架線電圧のリップル分を低減させ
るほか、各ＶＶＶＦインバータ５ａ〜５ｄ及びＣＶＣＦ
インバータ９から発生する高周波電流をも低減させる。
また、波形フィルタ１０はＣＶＣＦインバータ９が出力
する交流電力波形を正弦波に整形して変圧器１１に供給
する。
ルタコンデンサ４は、架線電圧のリップル分を低減させ
るほか、各ＶＶＶＦインバータ５ａ〜５ｄ及びＣＶＣＦ
インバータ９から発生する高周波電流をも低減させる。
また、波形フィルタ１０はＣＶＣＦインバータ９が出力
する交流電力波形を正弦波に整形して変圧器１１に供給
する。
【００１８】次に、ＣＶＣＦインバータ９が故障した場
合を考える。ＣＶＣＦインバータ９自体またはそれを制
御する制御回路の故障により、ＣＶＣＦインバータ９の
出力が零になったとすれば、変圧器１１の二次側電圧も
零となる。このように、二次側電圧が零になったとき、
切換装置８がこれを検知して、その接点を図示したｘ側
とは反対側つまりｙ側に切換え接続する。すなわち、Ｃ
ＶＣＦインバータ９の代わりに、予め定めた特定の１台
のＶＶＶＦインバータ回路５ｄを波形フィルタ１０に接
続すると共に、ＶＶＶＦ制御部７ｂの代わりにＣＶＣＦ
制御部７ｃを共通部７ａに切換え接続する。
合を考える。ＣＶＣＦインバータ９自体またはそれを制
御する制御回路の故障により、ＣＶＣＦインバータ９の
出力が零になったとすれば、変圧器１１の二次側電圧も
零となる。このように、二次側電圧が零になったとき、
切換装置８がこれを検知して、その接点を図示したｘ側
とは反対側つまりｙ側に切換え接続する。すなわち、Ｃ
ＶＣＦインバータ９の代わりに、予め定めた特定の１台
のＶＶＶＦインバータ回路５ｄを波形フィルタ１０に接
続すると共に、ＶＶＶＦ制御部７ｂの代わりにＣＶＣＦ
制御部７ｃを共通部７ａに切換え接続する。
【００１９】これによって、１台のＶＶＶＦインバータ
５ｄがＣＶＣＦインバータとして動作し、その出力が波
形フィルタ１０を介して変圧器１１に供給される。
５ｄがＣＶＣＦインバータとして動作し、その出力が波
形フィルタ１０を介して変圧器１１に供給される。
【００２０】しかして、複数台の主電動機６ａ〜６ｄの
全てを駆動することはできなくなるけれども、電気車補
助回路に対する電源が確立されたことにより、電気車と
してのシステムダウンを回避することができる。
全てを駆動することはできなくなるけれども、電気車補
助回路に対する電源が確立されたことにより、電気車と
してのシステムダウンを回避することができる。
【００２１】なお、上記実施例では架線から直流を入力
するシステムを対象としたが、本発明はこれに限定され
るものではなく、架線から交流を入力するシステムにも
適用可能である。
するシステムを対象としたが、本発明はこれに限定され
るものではなく、架線から交流を入力するシステムにも
適用可能である。
【００２２】図２はこの場合の構成を示した電気車制御
装置の構成図であり、図中、図１と同一の符号を付した
ものはそれぞれ同一の要素を示す。この場合、パンタグ
ラフ１から交流が取り込まれることに対応して主変圧器
１２を設けた点、しゃ断器２の後段にそれぞれ整流回路
１３を設けた点が図１と異なるだけである。
装置の構成図であり、図中、図１と同一の符号を付した
ものはそれぞれ同一の要素を示す。この場合、パンタグ
ラフ１から交流が取り込まれることに対応して主変圧器
１２を設けた点、しゃ断器２の後段にそれぞれ整流回路
１３を設けた点が図１と異なるだけである。
【００２３】かくして、この実施例においても、ＣＶＣ
Ｆインバータ９の故障時に、あらかじめ定められた特定
の１台のＶＶＶＦインバータ５ｄによって電気車補助回
路に対する電源が確立されることとなり、電気車として
のシステムダウンを回避することができる。
Ｆインバータ９の故障時に、あらかじめ定められた特定
の１台のＶＶＶＦインバータ５ｄによって電気車補助回
路に対する電源が確立されることとなり、電気車として
のシステムダウンを回避することができる。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、こ
の発明によれば、１台しか搭載されていない補助電力変
換器が故障したとき、複数台搭載された主電力変換器の
うちあらかじめ定められた特定の１台を電気車補助回路
に切換接続すると共に、この主電力変換器が電気車補助
回路に供給する交流電力を出力するように動作するの
で、補助電力変換器が故障してもシステムダウンを回避
することができる。
の発明によれば、１台しか搭載されていない補助電力変
換器が故障したとき、複数台搭載された主電力変換器の
うちあらかじめ定められた特定の１台を電気車補助回路
に切換接続すると共に、この主電力変換器が電気車補助
回路に供給する交流電力を出力するように動作するの
で、補助電力変換器が故障してもシステムダウンを回避
することができる。
【図１】この発明の一実施例を示す電気車制御装置の構
成図である。
成図である。
【図２】他の実施例を示す電気車制御装置の構成図であ
る。
る。
１ パンタグラフ ２ しゃ断器 ３ フィルタリアクトル ４ フィルタコンデンサ ５ａ〜５ｄ ＶＶＶＦインバータ ６ａ〜６ｄ 主電動機 ７ 制御部 ８ 切換装置 ９ ＣＶＣＦインバータ １０ 波形フィルタ １１ 変圧器 １２ 主変圧器 １３ 整流回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B60L 1/00 - 3/12 B60L 9/00 - 9/32 H02M 7/42 - 7/98
Claims (3)
- 【請求項１】直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力
に変換して複数台の電気車駆動電動機に電力をそれぞれ
供給する複数台の主電力変換器と、 直流電力を定電圧定周波数の交流電力に変換して電気車
補助回路に電力を供給する補助電力変換器と、 この補助電力変換器の異常時に、前記複数台の主電力変
換器のうちのあらかじめ定められた特定の１台に接続さ
れた電気車駆動電動機を切り離し、この特定の１台の主
電力変換器を定電圧定周波数制御させて前記電気車補助
回路に交流電力を供給するように切り替え制御する制御
手段と、 を有する電気車制御装置。 - 【請求項２】直流電力を可変電圧可変周波数の交流電力
に変換して複数台の電気車駆動電動機に前記可変電圧可
変周波数の交流電力をそれぞれ供給する複数台の主電力
変換器と、 直流電力を定電圧定周波数の交流電力に変換して電気車
補助回路に前記定電圧定周波数の交流電力を供給する補
助電力変換器と、 この補助電力変換器あるいは前記補助電力変換器を制御
する定電圧定周波数制御部の異常時に、前記直流電力を
定電圧定周波数の交流電力に変換して前記電気車補助回
路に前記定電圧定周波数の交流電力を供給するように、
前記複数台の主電力変換器のうちのあらかじめ定められ
た特定の１台を制御する制御手段と、を有する電気車制
御装置。 - 【請求項３】請求項１または２の何れかに記載の電気車
制御装置において、 前記制御手段は、前記特定の１台の主電力変換器の交流
側を前記電気車駆動電動機と切り離し、前記補助電力変
換器の交流側を前記電気車補助回路と切り離して、前記
特定の１台の主電力変換器の交流側を前記電気車補助回
路と接続し、前記特定の１台の主電力変換器の出力を前
記電気車補助回路に供給することを特徴とする電気車制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8053525A JP2892982B2 (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 電気車制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8053525A JP2892982B2 (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 電気車制御装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1234901A Division JP2878725B2 (ja) | 1989-09-11 | 1989-09-11 | 電気車制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08242502A JPH08242502A (ja) | 1996-09-17 |
| JP2892982B2 true JP2892982B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=12945239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8053525A Expired - Fee Related JP2892982B2 (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 電気車制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2892982B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4322435B2 (ja) * | 2001-03-13 | 2009-09-02 | 東芝トランスポートエンジニアリング株式会社 | 電力変換装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS564292A (en) * | 1979-06-26 | 1981-01-17 | Toshiba Corp | Composite piezoelectric material |
| JPS6335198A (ja) * | 1986-07-29 | 1988-02-15 | Mitsubishi Electric Corp | 冷房用電源装置 |
-
1996
- 1996-03-11 JP JP8053525A patent/JP2892982B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08242502A (ja) | 1996-09-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080226 Year of fee payment: 9 |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090226 Year of fee payment: 10 |
|
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|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |