JP3124143B2 - インバータ装置 - Google Patents
インバータ装置Info
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- JP3124143B2 JP3124143B2 JP05007111A JP711193A JP3124143B2 JP 3124143 B2 JP3124143 B2 JP 3124143B2 JP 05007111 A JP05007111 A JP 05007111A JP 711193 A JP711193 A JP 711193A JP 3124143 B2 JP3124143 B2 JP 3124143B2
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- Japan
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- inverter circuit
- circuit
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
- B60L3/003—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to inverters
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、インバータ回路の異
常時の保護動作に特徴を持つインバータ装置に関する。
常時の保護動作に特徴を持つインバータ装置に関する。
【０００２】
【０００３】
【従来の技術】 従来 、直流電源を可変電圧可変周波数
（ＶＶＶＦ）の交流電力に変換するインバータ装置によ
って複数台の誘導電動機を駆動する電気車制御装置の場
合、図５に示す回路構成をとっていた。すなわち、直流
架線より集電するパンタグラフ１からの電力を回路投入
・開放および事故時の保護用のスイッチ２を介してイン
バータ装置３に入力し、このインバータ装置３の交流出
力に対して複数台の誘導電動機４１〜４４を並列に接続
し、誘導電動機４１〜４４を駆動制御するようにしてい
た。インバータ装置３の入力側にはフィルタリアクトル
５とフィルタコンデンサ６が設けられており、インバー
タ装置３の出力側には出力電流を監視するために変流器
７が設けられていた。そして、この変流器７の出力が保
護検知回路８に与えられ、インバータ装置３の出力電流
が過電流となったときにインバータゲート制御信号を停
止し、その後、保護用スイッチ２を遮断動作させるよう
にしていた。
（ＶＶＶＦ）の交流電力に変換するインバータ装置によ
って複数台の誘導電動機を駆動する電気車制御装置の場
合、図５に示す回路構成をとっていた。すなわち、直流
架線より集電するパンタグラフ１からの電力を回路投入
・開放および事故時の保護用のスイッチ２を介してイン
バータ装置３に入力し、このインバータ装置３の交流出
力に対して複数台の誘導電動機４１〜４４を並列に接続
し、誘導電動機４１〜４４を駆動制御するようにしてい
た。インバータ装置３の入力側にはフィルタリアクトル
５とフィルタコンデンサ６が設けられており、インバー
タ装置３の出力側には出力電流を監視するために変流器
７が設けられていた。そして、この変流器７の出力が保
護検知回路８に与えられ、インバータ装置３の出力電流
が過電流となったときにインバータゲート制御信号を停
止し、その後、保護用スイッチ２を遮断動作させるよう
にしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来のＶＶＶＦインバータ装置を用いた電気車制御装置
では、インバータ装置３の出力に過電流事故が発生した
場合、電気車としては誘導電動機４１〜４４の駆動力が
急に０になるために乗客に与える機械的なショックが大
きい問題点があり、また回路の復帰のためには運転手が
リセット操作を行なって保護用スイッチ２を閉塞させる
必要があって運転手にかける負担が大きい問題点があっ
た。
従来のＶＶＶＦインバータ装置を用いた電気車制御装置
では、インバータ装置３の出力に過電流事故が発生した
場合、電気車としては誘導電動機４１〜４４の駆動力が
急に０になるために乗客に与える機械的なショックが大
きい問題点があり、また回路の復帰のためには運転手が
リセット操作を行なって保護用スイッチ２を閉塞させる
必要があって運転手にかける負担が大きい問題点があっ
た。
【０００５】
【０００６】
【０００７】この発明は、ＶＶＶＦインバータ装置にお
いて、電動機ごとにインバータ回路を用意し、異常が発
生したインバータ回路に接続されている電動機のみを停
止させ、健全なインバータ回路に接続されている電動機
は継続して駆動することにより、電気車へ適用した場合
の乗り心地の悪化を防止することができるインバータ装
置を提供することを目的とする。
いて、電動機ごとにインバータ回路を用意し、異常が発
生したインバータ回路に接続されている電動機のみを停
止させ、健全なインバータ回路に接続されている電動機
は継続して駆動することにより、電気車へ適用した場合
の乗り心地の悪化を防止することができるインバータ装
置を提供することを目的とする。
【０００８】またこの発明は、ＶＶＶＦインバータ装置
において、継続的に異常を再発させるインバータ回路に
ついては駆動系統から完全に切り離すことにより、健全
な残りのインバータ回路を用いて誘導電動機を継続して
安定して駆動制御できるインバータ装置を提供すること
を目的とする。
において、継続的に異常を再発させるインバータ回路に
ついては駆動系統から完全に切り離すことにより、健全
な残りのインバータ回路を用いて誘導電動機を継続して
安定して駆動制御できるインバータ装置を提供すること
を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、直流電源に対して複数のインバータ回路を並列に接
続し、前記インバータ回路各々の出力側に複数の電動機
各々を接続し、前記インバータ回路各々の出力電流の異
常を監視し、異常を検知したインバータ回路に対するゲ
ート制御信号の入力を停止する異常検知手段を設けて成
るインバータ装置において、前記インバータ回路各々の
入力側に個別に入力を遮断する入力遮断手段を挿入接続
し、任意の１つのインバータ回路に対する異常検知手段
が所定時間内に一定回数以上の異常検知動作を行なった
時に対応するインバータ回路の入力遮断手段を遮断動作
させる保護手段を設けたものである。
は、直流電源に対して複数のインバータ回路を並列に接
続し、前記インバータ回路各々の出力側に複数の電動機
各々を接続し、前記インバータ回路各々の出力電流の異
常を監視し、異常を検知したインバータ回路に対するゲ
ート制御信号の入力を停止する異常検知手段を設けて成
るインバータ装置において、前記インバータ回路各々の
入力側に個別に入力を遮断する入力遮断手段を挿入接続
し、任意の１つのインバータ回路に対する異常検知手段
が所定時間内に一定回数以上の異常検知動作を行なった
時に対応するインバータ回路の入力遮断手段を遮断動作
させる保護手段を設けたものである。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【作用】 請求項１に記載の発明のインバータ装置では、
直流電源に対して複数のインバータ回路を並列に接続
し、インバータ回路各々の出力側に複数の電動機各々を
接続し、異常検知手段によってインバータ回路各々の出
力電流の異常を監視し、異常を検知したインバータ回路
に対するゲート制御信号の入力を停止することにより異
常となったインバータ回路の動作のみを停止させ、健全
な残りのインバータ回路によって直流・交流変換動作を
継続し、各インバータ回路の出力側に接続される電動機
を継続して駆動させることにより、電動機によって駆動
される電気車がすべてのインバータ回路の停止によって
急激に停止するという事態の発生を防止し、乗り心地の
悪化を極力防止する。
直流電源に対して複数のインバータ回路を並列に接続
し、インバータ回路各々の出力側に複数の電動機各々を
接続し、異常検知手段によってインバータ回路各々の出
力電流の異常を監視し、異常を検知したインバータ回路
に対するゲート制御信号の入力を停止することにより異
常となったインバータ回路の動作のみを停止させ、健全
な残りのインバータ回路によって直流・交流変換動作を
継続し、各インバータ回路の出力側に接続される電動機
を継続して駆動させることにより、電動機によって駆動
される電気車がすべてのインバータ回路の停止によって
急激に停止するという事態の発生を防止し、乗り心地の
悪化を極力防止する。
【００１４】請求項１に記載の発明のインバータ装置で
はさらに、インバータ回路各々の入力側に個別に入力を
遮断する入力遮断手段を挿入接続し、保護手段によって
任意の１つのインバータ回路に対する異常検知手段が所
定時間内に一定回数以上の異常検知動作を行なった時に
対応するインバータ回路の入力遮断手段を遮断動作させ
ることにより、いずれか任意のインバータ回路が故障し
てもそのインバータ回路のみを駆動系統から完全に分離
して健全な残りのインバータ回路で電動機各々を継続し
て駆動するようにし、いずれかのインバータ回路が故障
しても安定した駆動力で電気車を引き続き駆動する。
はさらに、インバータ回路各々の入力側に個別に入力を
遮断する入力遮断手段を挿入接続し、保護手段によって
任意の１つのインバータ回路に対する異常検知手段が所
定時間内に一定回数以上の異常検知動作を行なった時に
対応するインバータ回路の入力遮断手段を遮断動作させ
ることにより、いずれか任意のインバータ回路が故障し
てもそのインバータ回路のみを駆動系統から完全に分離
して健全な残りのインバータ回路で電動機各々を継続し
て駆動するようにし、いずれかのインバータ回路が故障
しても安定した駆動力で電気車を引き続き駆動する。
【００１５】
【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説
する。
する。
【００１６】図１は本発明の一実施例の回路図を示して
いる。この実施例は、インバータ回路を３段直列に備え
たインバータ装置の回路を示しているが、直流電源Ｅに
対して、直列に３段に電圧形のインバータ回路ＩＮＶ１
〜ＩＮＶ３が接続されており、インバータ回路ＩＮＶ１
〜ＩＮＶ３各々に対してフィルタコンデンサＦＣ１〜Ｆ
Ｃ３各々が個別に並列に接続されている。またインバー
タ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶ３各々の入力側には個別に保護
遮断用に有接点形の接触器Ｃｔｔ１〜Ｃｔｔ３が挿入接
続されている。
いる。この実施例は、インバータ回路を３段直列に備え
たインバータ装置の回路を示しているが、直流電源Ｅに
対して、直列に３段に電圧形のインバータ回路ＩＮＶ１
〜ＩＮＶ３が接続されており、インバータ回路ＩＮＶ１
〜ＩＮＶ３各々に対してフィルタコンデンサＦＣ１〜Ｆ
Ｃ３各々が個別に並列に接続されている。またインバー
タ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶ３各々の入力側には個別に保護
遮断用に有接点形の接触器Ｃｔｔ１〜Ｃｔｔ３が挿入接
続されている。
【００１７】さらに直流電源Ｅから各インバータ回路Ｉ
ＮＶ１〜ＩＮＶ３へ供給される入力電流を検出するため
の直流電流検出器ＣＴが設けられ、インバータ回路ＩＮ
Ｖ１〜ＩＮＶ３それぞれの三相出力電流それぞれを検出
するための交流電流検出器ＣＴＵ１〜ＣＴＵ３；ＣＴＶ
１〜ＣＴＶ３；ＣＴＷ１〜ＣＴＷ３が設けられている。
ＮＶ１〜ＩＮＶ３へ供給される入力電流を検出するため
の直流電流検出器ＣＴが設けられ、インバータ回路ＩＮ
Ｖ１〜ＩＮＶ３それぞれの三相出力電流それぞれを検出
するための交流電流検出器ＣＴＵ１〜ＣＴＵ３；ＣＴＶ
１〜ＣＴＶ３；ＣＴＷ１〜ＣＴＷ３が設けられている。
【００１８】そして、これらの検出器ＣＴ，ＣＴＵ１〜
ＣＴＵ３；ＣＴＶ１〜ＣＴＶ３；ＣＴＷ１〜ＣＴＷ３の
出力を入力し、過電流異常の有無を監視し過電流検知時
にその信号を出力する異常検知部ＤＴと、各インバータ
回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶ３のゲート制御を共通のゲート制
御信号によって行なうと共に、異常検知のあったインバ
ータ回路に対する接触器Ｃｔｔ１〜Ｃｔｔ３を個別にカ
ットオフ動作させることができるゲート制御部ＧＣを備
えている。
ＣＴＵ３；ＣＴＶ１〜ＣＴＶ３；ＣＴＷ１〜ＣＴＷ３の
出力を入力し、過電流異常の有無を監視し過電流検知時
にその信号を出力する異常検知部ＤＴと、各インバータ
回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶ３のゲート制御を共通のゲート制
御信号によって行なうと共に、異常検知のあったインバ
ータ回路に対する接触器Ｃｔｔ１〜Ｃｔｔ３を個別にカ
ットオフ動作させることができるゲート制御部ＧＣを備
えている。
【００１９】なお、インバータ回路ＩＮＶ１はスイッチ
ング素子ＳＷＵ１〜ＳＷＺ１、インバータ回路ＩＮＶ２
はスイッチング素子ＳＷＵ２〜ＳＷＺ２、インバータ回
路ＩＮＶ３はスイッチング素子ＳＷＵ３〜ＳＷＺ３によ
って構成されているが、これらのスイッチング素子には
ゲートターンオフサイリスタ（ＧＴＯ）のような半導体
素子が用いられるのであるが、ここでは説明の簡略化の
ために単にスイッチ記号で示している。また、インバー
タ回路には通常、入力リアクトル、交流フィルタなどの
付加回路が設けられるのであるが、この発明とは直接関
係しないために省略してある。
ング素子ＳＷＵ１〜ＳＷＺ１、インバータ回路ＩＮＶ２
はスイッチング素子ＳＷＵ２〜ＳＷＺ２、インバータ回
路ＩＮＶ３はスイッチング素子ＳＷＵ３〜ＳＷＺ３によ
って構成されているが、これらのスイッチング素子には
ゲートターンオフサイリスタ（ＧＴＯ）のような半導体
素子が用いられるのであるが、ここでは説明の簡略化の
ために単にスイッチ記号で示している。また、インバー
タ回路には通常、入力リアクトル、交流フィルタなどの
付加回路が設けられるのであるが、この発明とは直接関
係しないために省略してある。
【００２０】次に、上記構成のインバータ装置の動作に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００２１】通常時には、直流電源Ｅからの直流電力が
フィルタコンデンサＦＣ１〜ＦＣ３によって分圧されて
各インバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶ３に等電圧で入力さ
れ、ゲート制御部ＧＣのゲート制御信号によって各スイ
ッチング素子をオン／オフ制御することにより三相の交
流電力に変換されてトランスＴの一次側に出力され、ト
ランスＴで変圧され、その二次側電力が所定の負荷に供
給されることになる。
フィルタコンデンサＦＣ１〜ＦＣ３によって分圧されて
各インバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶ３に等電圧で入力さ
れ、ゲート制御部ＧＣのゲート制御信号によって各スイ
ッチング素子をオン／オフ制御することにより三相の交
流電力に変換されてトランスＴの一次側に出力され、ト
ランスＴで変圧され、その二次側電力が所定の負荷に供
給されることになる。
【００２２】ここでいま、インバータ回路ＩＮＶ１のス
イッチング素子部分が破壊され、過電流が出力されると
いう異常が発生したとすると、異常検知部ＤＴはインバ
ータ回路ＩＮＶ１の出力線に設けられている交流電流検
出器ＣＴＵ１，ＣＴＶ１，ＣＴＷ１の電流検出出力から
過電流の発生を検知し、ゲート制御部ＧＣにインバータ
回路ＩＮＶ１の異常発生を知らせる。
イッチング素子部分が破壊され、過電流が出力されると
いう異常が発生したとすると、異常検知部ＤＴはインバ
ータ回路ＩＮＶ１の出力線に設けられている交流電流検
出器ＣＴＵ１，ＣＴＶ１，ＣＴＷ１の電流検出出力から
過電流の発生を検知し、ゲート制御部ＧＣにインバータ
回路ＩＮＶ１の異常発生を知らせる。
【００２３】ゲート制御部ＧＣはこの異常発生信号を受
けて、ゲート制御信号の出力を一次的に停止することに
よってすべてのインバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の動
作を停止させ、その後、異常が発生しているインバータ
回路ＩＮＶ１の接触器Ｃｔｔ１に対してオフ信号を出力
し、インバータ回路ＩＮＶ１を回路的に切り離す。そし
てその後、ゲート制御信号の出力を再開する。
けて、ゲート制御信号の出力を一次的に停止することに
よってすべてのインバータ回路ＩＮＶ１〜ＩＮＶ３の動
作を停止させ、その後、異常が発生しているインバータ
回路ＩＮＶ１の接触器Ｃｔｔ１に対してオフ信号を出力
し、インバータ回路ＩＮＶ１を回路的に切り離す。そし
てその後、ゲート制御信号の出力を再開する。
【００２４】この保護動作によって、インバータ回路Ｉ
ＮＶ１は回路的に切り離されているために直流電源Ｅか
ら直流入力が与えられず、したがってその動作は停止し
たままになるが、残りの健全なインバータ回路ＩＮＶ
２，ＩＮＶ３にはフィルタコンデンサＦＣ１〜ＦＣ３に
よって分圧された以前と同じ直流電力が印加されている
のでゲート制御信号の再入力によって変換動作が再開さ
れ、２つのインバータ回路ＩＮＶ２，ＩＮＶ３からの交
流出力がトランスＴの一次側に出力されることになる。
ＮＶ１は回路的に切り離されているために直流電源Ｅか
ら直流入力が与えられず、したがってその動作は停止し
たままになるが、残りの健全なインバータ回路ＩＮＶ
２，ＩＮＶ３にはフィルタコンデンサＦＣ１〜ＦＣ３に
よって分圧された以前と同じ直流電力が印加されている
のでゲート制御信号の再入力によって変換動作が再開さ
れ、２つのインバータ回路ＩＮＶ２，ＩＮＶ３からの交
流出力がトランスＴの一次側に出力されることになる。
【００２５】このときの状態は図２に示すようになり、
本来の出力容量に対して２／３の容量に減少することに
なるが、インバータ動作は継続されることになる。なお
この場合、出力容量が減少するためにトランスＴの二次
側に接続される負荷も容量内まで軽減する必要がある。
本来の出力容量に対して２／３の容量に減少することに
なるが、インバータ動作は継続されることになる。なお
この場合、出力容量が減少するためにトランスＴの二次
側に接続される負荷も容量内まで軽減する必要がある。
【００２６】このインバータ回路ＩＮＶ１の停止状態で
さらにインバータ回路ＩＮＶ２にも異常が発生したこと
が検知されれば、インバータ回路ＩＮＶ２に対しても接
触器Ｃｔｔ２がカットオフ動作して直流電力の供給が停
止され、健全な残りの１台のインバータ回路ＩＮＶ３だ
けが継続して動作することになる。そしてこのときの容
量は正規の１／３となることはいうまでもないが、その
容量に見合う負荷に対して電力を供給し続けることがで
きるようになる。
さらにインバータ回路ＩＮＶ２にも異常が発生したこと
が検知されれば、インバータ回路ＩＮＶ２に対しても接
触器Ｃｔｔ２がカットオフ動作して直流電力の供給が停
止され、健全な残りの１台のインバータ回路ＩＮＶ３だ
けが継続して動作することになる。そしてこのときの容
量は正規の１／３となることはいうまでもないが、その
容量に見合う負荷に対して電力を供給し続けることがで
きるようになる。
【００２７】このようにして、この実施例のインバータ
装置では異常が発生したインバータ回路だけを回路的に
切り離し、残りの健全なインバータ回路によって継続し
て直流・交流変換動作を継続して行ない、交流電力を取
り出すことができる。
装置では異常が発生したインバータ回路だけを回路的に
切り離し、残りの健全なインバータ回路によって継続し
て直流・交流変換動作を継続して行ない、交流電力を取
り出すことができる。
【００２８】なお、上記の実施例において、接触器Ｃｔ
ｔ１〜Ｃｔｔ３として無接点接触器を用いることによっ
て電流遮断能力を高めれば、インバータ回路を瞬時に切
り離し、一時的なシステムダウンの発生をも回避するこ
とができるようになる。
ｔ１〜Ｃｔｔ３として無接点接触器を用いることによっ
て電流遮断能力を高めれば、インバータ回路を瞬時に切
り離し、一時的なシステムダウンの発生をも回避するこ
とができるようになる。
【００２９】また、上記の実施例とは逆に、トランスＴ
の二次出力側に接続される負荷容量が可変である場合に
は、その負荷容量の変化に応じてまかない得る電力を取
り出せるだけの台数のインバータ回路のみを動作させる
べく接触器を投入し、残りのインバータ回路の接触器は
カットオフさせておくという制御方式をゲート制御部Ｇ
Ｃに採用すれば、効率の良い電力供給が可能となる。
の二次出力側に接続される負荷容量が可変である場合に
は、その負荷容量の変化に応じてまかない得る電力を取
り出せるだけの台数のインバータ回路のみを動作させる
べく接触器を投入し、残りのインバータ回路の接触器は
カットオフさせておくという制御方式をゲート制御部Ｇ
Ｃに採用すれば、効率の良い電力供給が可能となる。
【００３０】図３は本発明のインバータ装置の他の実施
例の回路構成を示している。この実施例のインバータ装
置は、直流架線より集電するパンタグラフ１に対して保
護用スイッチ２を介して、複数台、ここでは４台のＶＶ
ＶＦインバータ回路３１〜３４（ＩＮＶ１〜ＩＮＶ４）
が並列に接続されている。そしてインバータ回路３１〜
３４各々の出力側に個別に誘導電動機４１〜４４が接続
され、駆動されるようになっている。
例の回路構成を示している。この実施例のインバータ装
置は、直流架線より集電するパンタグラフ１に対して保
護用スイッチ２を介して、複数台、ここでは４台のＶＶ
ＶＦインバータ回路３１〜３４（ＩＮＶ１〜ＩＮＶ４）
が並列に接続されている。そしてインバータ回路３１〜
３４各々の出力側に個別に誘導電動機４１〜４４が接続
され、駆動されるようになっている。
【００３１】インバータ回路３１〜３４各々の入力側に
カットアウト用スイッチ１４１〜１４４各々とリアクト
ル５１〜５４各々が直列に挿入接続されており、またイ
ンバータ回路３１〜３４各々に並列にフィルタコンデン
サ６１〜６４各々が接続されている。
カットアウト用スイッチ１４１〜１４４各々とリアクト
ル５１〜５４各々が直列に挿入接続されており、またイ
ンバータ回路３１〜３４各々に並列にフィルタコンデン
サ６１〜６４各々が接続されている。
【００３２】インバータ回路３１〜３４各々の出力側に
は、その出力電流を検出するための変流器７１〜７４各
々が設けられており、これらの変流器７１〜７４各々の
出力が保護検知部８１〜８４に入力されるようになって
いる。
は、その出力電流を検出するための変流器７１〜７４各
々が設けられており、これらの変流器７１〜７４各々の
出力が保護検知部８１〜８４に入力されるようになって
いる。
【００３３】保護検知部８１〜８４各々は、変流器７１
〜７４各々からの電流検出値が所定値以上であるときに
インバータ回路３１〜３４のうち自系統に属するものに
入力されるゲート信号を停止することによってそのイン
バータ回路の動作を停止させ、一定時間内に所定回数以
上、インバータ停止動作を行なった時にカットアウト用
スイッチ１４１〜１４４のうち自系統に属するものをカ
ットアウト動作させる働きをなすものである。
〜７４各々からの電流検出値が所定値以上であるときに
インバータ回路３１〜３４のうち自系統に属するものに
入力されるゲート信号を停止することによってそのイン
バータ回路の動作を停止させ、一定時間内に所定回数以
上、インバータ停止動作を行なった時にカットアウト用
スイッチ１４１〜１４４のうち自系統に属するものをカ
ットアウト動作させる働きをなすものである。
【００３４】これらの保護検知部８１〜８４は共通の回
路構成を有するのであるが、図４に代表例として保護検
知部８１の回路構成が示してある。この保護検知部８１
は、変流器７１からの電流検出値を比較値と比較する比
較器２０１と、ＲＳフリップフロップ２０２，２０３
と、タイマ２０４と、ＡＮＤゲート２０５と、ＪＫフリ
ップフロップ２０６と、リレードライバ２０７と、この
リレードライバ２０７によって駆動されるリレー２０８
と、このリレー２０８によって制御される、カットアウ
トスイッチ５１用の電磁コイル２０９から構成されてい
る。
路構成を有するのであるが、図４に代表例として保護検
知部８１の回路構成が示してある。この保護検知部８１
は、変流器７１からの電流検出値を比較値と比較する比
較器２０１と、ＲＳフリップフロップ２０２，２０３
と、タイマ２０４と、ＡＮＤゲート２０５と、ＪＫフリ
ップフロップ２０６と、リレードライバ２０７と、この
リレードライバ２０７によって駆動されるリレー２０８
と、このリレー２０８によって制御される、カットアウ
トスイッチ５１用の電磁コイル２０９から構成されてい
る。
【００３５】次に、上記構成のインバータ装置の動作に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００３６】通常は、直流架線からパンタグラフ１によ
って集電された直流電力を各インバータ回路３１〜３４
に供給することによって各インバータ回路３１〜３４が
ＶＶＶＦ直流交流変換動作を行ない、所定の交流電力を
各々が受け持つ誘導電動機４１〜４４に出力して駆動す
る。そして、各インバータ回路３１〜３４の出力側に設
置されている変流器７１〜７４各々が出力電流を検出
し、保護検知部８１〜８４各々に入力する。
って集電された直流電力を各インバータ回路３１〜３４
に供給することによって各インバータ回路３１〜３４が
ＶＶＶＦ直流交流変換動作を行ない、所定の交流電力を
各々が受け持つ誘導電動機４１〜４４に出力して駆動す
る。そして、各インバータ回路３１〜３４の出力側に設
置されている変流器７１〜７４各々が出力電流を検出
し、保護検知部８１〜８４各々に入力する。
【００３７】そこでいま、いずれかのインバータ回路に
異常が発生した場合の保護動作について説明する。説明
の便宜上、インバータ回路３１に異常が発生し、その出
力に過電流が流れるようになった場合について説明する
と、過電流が流れるようになると、図４に示す回路にお
いて比較器２０１の出力が“Ｈ”となり、ＲＳフリップ
フロップ２０２がセットされてその出力も“Ｈ”とな
り、ホールドされる。
異常が発生した場合の保護動作について説明する。説明
の便宜上、インバータ回路３１に異常が発生し、その出
力に過電流が流れるようになった場合について説明する
と、過電流が流れるようになると、図４に示す回路にお
いて比較器２０１の出力が“Ｈ”となり、ＲＳフリップ
フロップ２０２がセットされてその出力も“Ｈ”とな
り、ホールドされる。
【００３８】このＲＳフリップフロップ２０２の“Ｈ”
出力はインバータゲートストップ信号となり、自分が受
け持つインバータ回路３１のゲート信号の入力を停止
し、インバータ回路３１の動作を停止させ、その出力に
電流が流れなくなる。
出力はインバータゲートストップ信号となり、自分が受
け持つインバータ回路３１のゲート信号の入力を停止
し、インバータ回路３１の動作を停止させ、その出力に
電流が流れなくなる。
【００３９】これと同時に、ＲＳフリップフロップ２０
３もセットされてその出力が“Ｈ”となり、タイマ２０
４がカウントを開始する。このタイマ２０４のセット値
をここでは一例として３００ｓｅｃに設定してあるもの
とすると、３００ｓｅｃ後にＲＳフリップフロップ２０
３はリセットされることになる。
３もセットされてその出力が“Ｈ”となり、タイマ２０
４がカウントを開始する。このタイマ２０４のセット値
をここでは一例として３００ｓｅｃに設定してあるもの
とすると、３００ｓｅｃ後にＲＳフリップフロップ２０
３はリセットされることになる。
【００４０】インバータ回路３１がゲートストップした
時、リアクトル５１のエネルギはフィルタコンデンサ６
１を充電するが、この充電エネルギは従来のすべてのイ
ンバータ回路に共通するフィルタコンデンサの場合の充
電エネルギの１／４になるため過大電圧とはならず、保
護用スイッチ２を開放する必要はない。したがって、健
全な残りのインバータ回路３２〜３４は瞬間的にも停止
させる必要がなく、異常の発生したインバータ回路３１
を停止させるだけで残りのインバータ回路３２〜３４は
継続して運転を行なうことができる。
時、リアクトル５１のエネルギはフィルタコンデンサ６
１を充電するが、この充電エネルギは従来のすべてのイ
ンバータ回路に共通するフィルタコンデンサの場合の充
電エネルギの１／４になるため過大電圧とはならず、保
護用スイッチ２を開放する必要はない。したがって、健
全な残りのインバータ回路３２〜３４は瞬間的にも停止
させる必要がなく、異常の発生したインバータ回路３１
を停止させるだけで残りのインバータ回路３２〜３４は
継続して運転を行なうことができる。
【００４１】インバータ回路３１の運転指令をオフすれ
ばＲＳフリップフロップ２０２はリセットされ、その出
力は“Ｌ”となり、インバータ回路３１のゲートストッ
プが解除されその運転再開が可能となる。
ばＲＳフリップフロップ２０２はリセットされ、その出
力は“Ｌ”となり、インバータ回路３１のゲートストッ
プが解除されその運転再開が可能となる。
【００４２】そこでインバータ回路３１の運転が再開さ
れた場合、変流器７１が過電流を検出しなくなれば再び
ゲートストップ動作することはないが、インバータ回路
３１の異常状態が解消されておらなければ再び過電流を
検出することになる。そこで、タイマ２０４にセットさ
れている３００ｓｅｃ以内に再びインバータ回路３１の
過電流が検出されれば比較器２０１の出力が“Ｈ”とな
り、ＲＳフリップフロップ２０２がセットされてその出
力も“Ｈ”となり、これによってインバータ回路３１が
再びゲートストップされる。
れた場合、変流器７１が過電流を検出しなくなれば再び
ゲートストップ動作することはないが、インバータ回路
３１の異常状態が解消されておらなければ再び過電流を
検出することになる。そこで、タイマ２０４にセットさ
れている３００ｓｅｃ以内に再びインバータ回路３１の
過電流が検出されれば比較器２０１の出力が“Ｈ”とな
り、ＲＳフリップフロップ２０２がセットされてその出
力も“Ｈ”となり、これによってインバータ回路３１が
再びゲートストップされる。
【００４３】そして、ＲＳフリップフロップ２０３はす
でに“Ｈ”出力となっているので、ＲＳフリップフロッ
プ２０２の出力が“Ｌ”から“Ｈ”に立ち上がる瞬間に
ＡＮＤゲート２０５の出力が“Ｌ”から“Ｈ”に変わ
り、ＪＫフリップフロップ２０６の出力が“Ｌ”から
“Ｈ”に変化する。
でに“Ｈ”出力となっているので、ＲＳフリップフロッ
プ２０２の出力が“Ｌ”から“Ｈ”に立ち上がる瞬間に
ＡＮＤゲート２０５の出力が“Ｌ”から“Ｈ”に変わ
り、ＪＫフリップフロップ２０６の出力が“Ｌ”から
“Ｈ”に変化する。
【００４４】そこで、リレードライバ２０７を介してリ
レー２０８が駆動され、それまで励磁していた電磁コイ
ル２０９がカットされることになり、この電磁コイル２
０９によって駆動されるカットアウトスイッチ１４１が
オフとなり、インバータ回路３１に対する入力回路だけ
が開放され、このインバータ回路３１と誘導電動機４１
の系統が完全に他から切り離されることになる。
レー２０８が駆動され、それまで励磁していた電磁コイ
ル２０９がカットされることになり、この電磁コイル２
０９によって駆動されるカットアウトスイッチ１４１が
オフとなり、インバータ回路３１に対する入力回路だけ
が開放され、このインバータ回路３１と誘導電動機４１
の系統が完全に他から切り離されることになる。
【００４５】この結果、健全な残りのインバータ３２〜
３４各々によって駆動される誘導電動機４２〜４４の動
力だけで電気車が駆動されることになるが、その場合、
動力が元の３／４になって少し力が弱くはなるだけであ
るため乗客に与えるショックはほとんど発生しないこと
になる。
３４各々によって駆動される誘導電動機４２〜４４の動
力だけで電気車が駆動されることになるが、その場合、
動力が元の３／４になって少し力が弱くはなるだけであ
るため乗客に与えるショックはほとんど発生しないこと
になる。
【００４６】
【００４７】
【００４８】
【発明の効果】 請求項１の 発明によれば、直流電源に対
して複数のインバータ回路を並列に接続し、インバータ
回路各々の出力側に複数の電動機各々を接続し、異常検
知手段によってインバータ回路各々の出力電流の異常を
監視し、異常の検知したインバータ回路に対するゲート
制御信号の入力を停止するようにしているので、異常と
なったインバータ回路の動作のみを停止させ、健全な残
りのインバータ回路によって直流・交流変換動作を継続
し、各インバータ回路の出力側に接続される電動機を継
続して駆動させることができ、このインバータ装置を電
気車制御装置に利用する場合、従来のようにいずれか１
つのインバータ回路に異常が発生することによって電気
車全体が急激に停止するということがなく、乗り心地の
悪化を極力防止することができるようになる。
して複数のインバータ回路を並列に接続し、インバータ
回路各々の出力側に複数の電動機各々を接続し、異常検
知手段によってインバータ回路各々の出力電流の異常を
監視し、異常の検知したインバータ回路に対するゲート
制御信号の入力を停止するようにしているので、異常と
なったインバータ回路の動作のみを停止させ、健全な残
りのインバータ回路によって直流・交流変換動作を継続
し、各インバータ回路の出力側に接続される電動機を継
続して駆動させることができ、このインバータ装置を電
気車制御装置に利用する場合、従来のようにいずれか１
つのインバータ回路に異常が発生することによって電気
車全体が急激に停止するということがなく、乗り心地の
悪化を極力防止することができるようになる。
【００４９】さらに請求項１の発明によれば、インバー
タ回路各々の入力側に個別に入力を遮断する入力遮断手
段を挿入接続し、保護手段によって任意の１つのインバ
ータ回路に対する異常検知手段が所定時間内に一定回数
以上の異常検知動作を行なった時に対応するインバータ
回路の入力遮断手段に遮断動作させるようにしているの
で、いずれか任意のインバータ回路が故障してもそのイ
ンバータ回路のみを駆動系統から完全に分離して健全な
残りのインバータ回路で電動機各々を継続して駆動する
ことができ、いずれかのインバータ回路が故障しても安
定した駆動力で電気車を引き続き駆動できるようにな
る。
タ回路各々の入力側に個別に入力を遮断する入力遮断手
段を挿入接続し、保護手段によって任意の１つのインバ
ータ回路に対する異常検知手段が所定時間内に一定回数
以上の異常検知動作を行なった時に対応するインバータ
回路の入力遮断手段に遮断動作させるようにしているの
で、いずれか任意のインバータ回路が故障してもそのイ
ンバータ回路のみを駆動系統から完全に分離して健全な
残りのインバータ回路で電動機各々を継続して駆動する
ことができ、いずれかのインバータ回路が故障しても安
定した駆動力で電気車を引き続き駆動できるようにな
る。
【図１】本発明の一実施例の回路ブロック図。
【図２】上記実施例の動作を示すブロック図。
【図３】本発明の他の実施例の回路ブロック図。
【図４】上記実施例における保護検知部の回路ブロック
図。
図。
【図５】従来例の回路ブロック図。
Ｅ 直流電源 ＣＴ 直流電流検出器 ＦＣ１〜ＦＣ３ フィルタコンデンサ Ｃｔｔ１〜Ｃｔｔ３ 接触器 ＩＮＶ１〜ＩＮＶ３ インバータ回路 ＣＴＵ１ 〜ＣＴＵ３ 交流電流検出器 ＣＴＶ１〜ＣＴＶ３ 交流電流検出器 ＣＴＷ１〜ＣＴＷ３ 交流電流検出器 ＤＴ 異常検知部 ＧＣ ゲート制御部 １ パンタグラフ ２ 保護用スイッチ ３１〜３４ インバータ回路 ４１〜４４ 誘導電動機 ５１〜５４ リアクトル ６１〜６４ フィルタコンデンサ ７１〜７４ 変流器 ８１〜８４ 保護検知部 １４１〜１４４ カットアウトスイッチ ２０１ 比較器 ２０２ ＲＳフリップフロップ ２０３ ＲＳフリップフロップ ２０４ タイマ ２０５ ＡＮＤゲート ２０６ ＪＫフリップフロップ ２０７ リレードライバ ２０８ リレー ２０９ 電磁コイル
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 7/48 B60L 9/18
Claims (1)
- 【請求項１】 直流電源に対して複数のインバータ回路
を並列に接続し、前記インバータ回路各々の出力側に複
数の電動機各々を接続し、前記インバータ回路各々の出
力電流の異常を監視し、異常を検知したインバータ回路
に対するゲート制御信号の入力を停止する異常検知手段
を設けて成るインバータ装置において、 前記インバータ回路各々の入力側に個別に入力を遮断す
る入力遮断手段を挿入接続し、任意の１つのインバータ
回路に対する異常検知手段が所定時間内に一定回数以上
の異常検知動作を行なった時に対応するインバータ回路
の入力遮断手段を遮断動作させる保護手段を設けて成る
インバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05007111A JP3124143B2 (ja) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05007111A JP3124143B2 (ja) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | インバータ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06217553A JPH06217553A (ja) | 1994-08-05 |
| JP3124143B2 true JP3124143B2 (ja) | 2001-01-15 |
Family
ID=11656983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05007111A Expired - Fee Related JP3124143B2 (ja) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | インバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3124143B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008017609A (ja) * | 2006-07-05 | 2008-01-24 | Toshiba Corp | 電気車制御装置 |
| US8774275B2 (en) | 2007-11-07 | 2014-07-08 | British Telecommunications Public Limited Company | Video coding |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10114075B4 (de) * | 2001-03-22 | 2005-08-18 | Semikron Elektronik Gmbh | Stromrichterschaltungsanordnung für Generatoren mit dynamisch veränderlicher Leistungsabgabe |
| JP2004166447A (ja) * | 2002-11-15 | 2004-06-10 | Toshiba Corp | 電気車用電力変換装置 |
| US9166415B2 (en) | 2005-11-24 | 2015-10-20 | Komatsu Ltd. | AC link bidirectional DC-DC converter, hybrid power supply system using the same and hybrid vehicle |
| JP2007336750A (ja) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Toshiba Corp | 鉄道車両用補助電源装置 |
| US8289743B2 (en) | 2007-02-16 | 2012-10-16 | Komatsu Ltd. | Systems and methods for direct-current voltage control |
| JP4594958B2 (ja) * | 2007-05-14 | 2010-12-08 | 株式会社東芝 | 電気車制御装置 |
| JP5332031B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2013-11-06 | 株式会社小松製作所 | トランス結合型昇圧器のスイッチング制御方法 |
| JP2012075317A (ja) * | 2011-12-05 | 2012-04-12 | Toshiba Corp | 電気車制御装置 |
| JP6137045B2 (ja) * | 2014-05-08 | 2017-05-31 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の駆動電動機制御装置 |
| JP2018191487A (ja) * | 2017-05-11 | 2018-11-29 | 株式会社東芝 | 車両用制御装置 |
-
1993
- 1993-01-20 JP JP05007111A patent/JP3124143B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008017609A (ja) * | 2006-07-05 | 2008-01-24 | Toshiba Corp | 電気車制御装置 |
| US8774275B2 (en) | 2007-11-07 | 2014-07-08 | British Telecommunications Public Limited Company | Video coding |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06217553A (ja) | 1994-08-05 |
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