JP4005758B2

JP4005758B2 - 電気車制御装置

Info

Publication number: JP4005758B2
Application number: JP2000120574A
Authority: JP
Inventors: 秀樹加藤; 達弥佐藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-04-21
Filing date: 2000-04-21
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2020-04-21
Also published as: JP2001309505A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＶＶＶＦインバータ装置によりモータを駆動し電気車の駆動制御する電気車制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電気車を駆動制御する電気車制御装置は、主回路システムにＶＶＶＦインバータ装置が用いられ、電気車のモータに可変電圧可変周波数の電源を与えて電気車の速度制御を行っている。
【０００３】
図２は、従来の電気車制御装置における主回路システムの構成図である。電気車には、直流架線区間にて架線１から集電器２を介して電源が供給される。集電器２に供給された電源は、高速度遮断器３、充電用抵抗器４および電磁接触器５を通してフィルタリアクトル６で高調波成分が除去され、ＶＶＶＦインバータ装置７に入力される。
【０００４】
ＶＶＶＦインバータ装置７は、直流電力を三相交流電力に変換し、３相出力線を介して電気車を駆動するモータ９に供給する。つまり、可変電圧可変周波数の電源をモータに与えモータの速度制御を行う。また、ＶＶＶＦインバータ装置７は主回路アース線１０を介して接地ブラシ１１に接続されている。
【０００５】
ここで、モータ９の入力端子には、ＶＶＶＦインバータ装置７内の半導体素子１２のスイッチングによる矩形波の電圧が印加される。このため、モータ９のモータ巻線とモータフレームとの間の浮遊容量により高周波の循環電流が流れる。この高周波循環電流は、これがモータフレームアース１３を介してレール１４に流出し、信号機のループコイル１５や地上子１６に誘導ノイズとして影響することになる。
【０００６】
そこで、図３に示すように、モータフレームアース線１７を設け主回路アース線１０とＶＶＶＦインバータ装置７内で接続し、高周波循環電流がレール１４に流出して誘導障害が発生するのを防ぐようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、モータ９のモータフレーム間をＶＶＶＦインバータ装置７を介して短絡する回路が形成されるので、ＶＶＶＦインバータ装置７に引込んだモータフレームアース線１７を介して直流分の電流が流れる。このため、モータフレームアース線１７を必要以上に太くする等の処置が必要であった。
【０００８】
本発明の目的は、高周波電流分のみをＶＶＶＦインバータ装置に帰還させ、レールに高調波電流が流出するのを防止できる電気車制御装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係わる電気車制御装置は、架線から得られた直流電力を三相交流電力に変換し、出力側に接続されたモータの駆動電源を供給するＶＶＶＦインバータ装置が接続されてなる電気車制御装置において、前記モータのモータフレームアース線と前記ＶＶＶＦインバータ装置の主回路アース線とでレールに流れる高周波ノイズを低減する短絡回路を形成し、前記ＶＶＶＦインバータ装置内の前記モータフレームアース線と前記主回路アース線との間に前記短絡回路に流れる直流分をカットするコンデンサを接続したことを特徴とする。
【００１０】
請求項１の発明に係わる電気車制御装置においては、ＶＶＶＦインバータ装置内のモータフレームアース線とＶＶＶＦインバータ装置の主回路アース線とで形成される短絡回路でレールに流れる高周波ノイズを低減し、その短絡回路に流れる直流分をコンデンサでカットする。
【００１３】
請求項２の発明に係わる電気車制御装置は、請求項１の発明において、前記コンデンサは、誘導障害時に間題となる周波数において減衰量が大きくなるような定数であることを特徴とする。
【００１４】
請求項２の発明に係わる電気車制御装置においては、請求項１の発明の作用に加え、誘導障害時に間題となる周波数をコンデンサにより減衰させる。
【００１５】
請求項３の発明に係わる電気車制御装置は、請求項１または２の発明において、前記ＶＶＶＦインバータ装置の耐圧試験時に前記コンデンサに電圧が印加されることを防止するための耐圧コネクタを接続したことを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明に係わる電気車制御装置においては、請求項１または２の発明の作用に加え、ＶＶＶＦインバータ装置の耐圧試験時には、耐圧コネクタを開きコンデンサに電圧が印加されることを防止する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係わる電気車制御装置の主回路システムの構成図である。図３に示した従来例に対し、モータフレームアース線１７と主回路アース線１０とで形成される短絡回路に、直流分をカットするコンデンサ１８およびＶＶＶＦインバータ装置７の耐圧試験時にコンデンサ１８に電圧が印加されることを防止するための耐圧コネクタ１９が接続されている。その他の構成は、図３に示した従来例と同一であるので、同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００１８】
図１に示すように、ＶＶＶＦインバータ装置７内にモータフレームアース線１７を引き込み主回路アース線１０に接続して短絡回路を形成する。そして、その短絡回路には交流分のみ主回路アース線１０に流すためのコンデンサ１８が設けられる。また、ＶＶＶＦインバータ装置７の耐圧試験時に主回路アース線１０側とモータフレームアース線１７側とを切り離すための耐圧コネクタ１９が設けられている。
【００１９】
コンデンサ１８は、回路の漏れリアクタンスを考慮し、誘導障害時に間題となる周波数において最も減衰量が大きくなるような定数をもって構成される。また、ＶＶＶＦインバータ装置７の耐圧試験時には耐圧コネクタ１９が開放されることから、コンデンサ１８の定格電圧は、耐圧試験電圧以下に選定される。
【００２０】
すなわち、モータフレームアース線１７と主回路アース線１０との間に設けられたコンデンサ１８により、ＶＶＶＦインバータ装置７のスイッチング動作によってモータ９に蓄積された浮遊容量は、ＶＶＶＦインバータ装置７のコンデンサ１８に流れ、高調波成分は主回路アース線１０に戻されるので、レール１４に流れるノイズが低減される。
【００２１】
また、ＶＶＶＦインバータ装置７の耐圧試験時には、コンデンサ１８に試験電圧が印加されてしまうことを防止するために耐圧コネクタ１９を開放する。つまり、通常時は耐圧コネクタ１９は短絡されノイズを低減し、耐圧試験時は耐圧コネクタを開放して耐圧試験電圧を印加してもコンデンサ１８に電圧が印加されないようにする。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ＶＶＶＦインバータ装置内にモータフレームアース線を引き込み、モータフレームと主回路アース線の間にコンデンサ１８を設けたので、レールに流れ込む高周波ノイズを減少させることができ、信号機に対する誘導ノイズの影響を低減させることができる。
【００２３】
また、コンデンサが直列に挿入されていることから、直流分がカットできる。そして、耐圧コネクタを介すことで、ＶＶＶＦインバータ装置の耐圧試験時にＶＶＶＦインバータ装置内に設置したコンデンサに耐圧試験電圧が印加されることを防げるので、コンデンサの定格電圧は耐圧試験電圧以下に選定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる電気車制御装置の主回路システムの構成図。
【図２】従来の電気車制御装置における主回路システムの構成図。
【図３】従来の電気車制御装置における主回路システムの他の一例の構成図。
【符号の説明】
１…架線、２…集電器、３…高速度遮断器、４…充電用抵抗器、５…電磁接触器、６…フィルタリアクトル、７…ＶＶＶＦインバータ装置、８…３相出力線、９…モータ、１０…主回路アース線、１１…接地ブラシ、１２…半導体素子、１３…モータフレームアース、１４…レール、１５…ループコイル、１６…地上子、１７…モータフレームアース線、１８…コンデンサ、１９…耐圧コネクタ

Claims

架線から得られた直流電力を三相交流電力に変換し、出力側に接続されたモータの駆動電源を供給するＶＶＶＦインバータ装置が接続されてなる電気車制御装置において、前記モータのモータフレームアース線と前記ＶＶＶＦインバータ装置の主回路アース線とでレールに流れる高周波ノイズを低減する短絡回路を形成し、前記ＶＶＶＦインバータ装置内の前記モータフレームアース線と前記主回路アース線との間に前記短絡回路に流れる直流分をカットするコンデンサを接続したことを特徴とする電気車制御装置。
前記コンデンサは、誘導障害時に間題となる周波数において減衰量が大きくなるような定数であることを特徴とする請求項１に記載の電気車制御装置。
前記ＶＶＶＦインバータ装置の耐圧試験時に前記コンデンサに電圧が印加されることを防止するための耐圧コネクタを接続したことを特徴とする請求項１または２に記載の電気車制御装置。