JP4672595B2 - Electric vehicle power supply - Google Patents
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Description
本発明は、架線から電力を受け取り電気車に照明や空調装置などの電源を供給する電気車用電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device for an electric vehicle that receives electric power from an overhead line and supplies power to the electric vehicle such as lighting and an air conditioner.
一般に、電気車用電源装置は架線から電力を受け取り、電気車に対して照明や空調装置などの電源を供給する。このような電気車用電源装置においては、電圧検出器にて架線電圧の有無を検出し、電圧が印加されている場合に動作を開始するようにしている。また、冗長系を有するために1編成に2台以上の電源装置を搭載したり、もしくは1台の電源装置内に2つ以上のインバータを備えることがある。 In general, a power supply device for an electric vehicle receives electric power from an overhead wire and supplies power to the electric vehicle such as lighting and an air conditioner. In such an electric vehicle power supply device, the presence or absence of an overhead wire voltage is detected by a voltage detector, and the operation is started when a voltage is applied. Further, in order to have a redundant system, two or more power supply devices may be mounted in one organization, or two or more inverters may be provided in one power supply device.
ここで、1台もしくは複数台のインバータを待機させ、故障が発生した際に待機していたインバータに切り換えて、安定性を確保するとともに小型化及び軽量化をはかったものがある(例えば、特許文献1参照)。
しかし、従来の冗長化された電気車用電源装置においては、一方のインバータの故障の際に他方のインバータに切り換えることになるが、架線電圧が未検知の場合にはパンタグラフが下がっていると判断するので、電圧検出器の故障等による電圧未検知であったとしても、電圧検出器の故障とは判断せず双方のインバータが待機状態となることがある。このような状態になると、インバータが正常であっても電気車に照明や空調などの電源を供給することができなくなる。 However, in the conventional redundant electric vehicle power supply device, when one inverter fails, it is switched to the other inverter, but if the overhead line voltage is not detected, the pantograph is judged to be lowered. Therefore, even if the voltage has not been detected due to a failure of the voltage detector or the like, both inverters may enter a standby state without being determined as a failure of the voltage detector. In such a state, it becomes impossible to supply power such as lighting and air conditioning to the electric vehicle even if the inverter is normal.
本発明の目的は、架線電圧の検知情報を受信することができなくなった場合でも、インバータが正常である限りは電気車に電源を供給できる電気車用電源装置を得ることである。 An object of the present invention is to provide an electric vehicle power supply device that can supply power to an electric vehicle as long as the inverter is normal even when it cannot receive the detection information of the overhead line voltage.
本発明の電気車用電源装置は、列車の1編成の車両に複数台の電源装置を有し、少なくとも1台を稼動し残りを待機させて運用する電気車用電源装置において、各々の電源装置は、パンタグラフを介して得られる直流の架線電圧を交流に変換するインバータ装置と、前記架線電圧の有無を検出する架線電圧検出器と、前記インバータ装置の出力電圧の有無を検出する出力電圧検出器と、前記架線電圧検出器および前記出力電圧検出器の検出信号に基づいて前記インバータ装置の稼動または待機を判断し前記インバータ装置を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする。 An electric vehicle power supply device according to the present invention includes a plurality of power supply devices in a train of trains, and operates at least one of the trains while waiting for the rest. Are an inverter device that converts a DC overhead wire voltage obtained through a pantograph into an alternating current, an overhead wire voltage detector that detects the presence or absence of the overhead wire voltage, and an output voltage detector that detects the presence or absence of an output voltage of the inverter device And a control device for determining whether the inverter device is operating or waiting based on detection signals of the overhead wire voltage detector and the output voltage detector and controlling the inverter device.
本発明によれば、架線電圧の検知情報を受信することができなくなった場合でも、インバータが正常である限りは電気車に電源を供給できる。 According to the present invention, even when the overhead line voltage detection information cannot be received, the electric vehicle can be supplied with power as long as the inverter is normal.
(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1の実施の形態に係わる電気車用電源装置の構成図である。2台の電源装置11a、11bが1編成内に搭載されている場合について説明する。2台の電源装置11a、11bは列車の1編成の車両に取り付けられる。各々の電源装置11a、11bは架線12からパンタグラフ13を介して直流電力を受け取り、交流電力に変換して負荷線18を介して1編成の列車の負荷に電力を供給する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram of a power supply device for an electric vehicle according to the first embodiment of the present invention. A case where two
各々の電源装置11a、11bは、架線12からパンタグラフ13を介して得られる直流の架線電圧を交流に変換するインバータ装置14a、14bと、架線電圧の有無を検出する架線電圧検出器15a、15bと、インバータ装置14a、14bの出力電圧の有無を検出する出力電圧検出器16a、16bと、架線電圧検出器15a、15bの架線電圧検知信号va1および出力電圧検出器16a、16bの出力電圧検知信号va2に基づいてインバータ装置14a、14bの稼動または待機を判断しインバータ装置14a、14bを制御する制御装置17a、17bとから構成されている。
Each of the
制御装置17aはインバータ装置14aにインバータ稼動指令saを出力してインバータ装置14aを制御し、制御装置17bはインバータ装置14bにインバータ稼動指令sbを出力してインバータ装置14bを制御する。いま、インバータ装置14a、14bのどちらを動作させるかの判断は、制御装置17aが行うものとする。いま、電源装置11aが主系で電源装置11bが従系であるとする。この場合、主系の制御装置17aは、自己が稼働中でないときは従系の電源装置11bの制御装置17bに動作指令sを伝える。
The
図2は主系の電源装置11aが初期稼動装置でありその稼動中に主系の架線電圧検出器15aが故障した場合の動作を示すタイムチャートである。まず、時点t1以前でのパンタグラフ13が下がっており架線電圧の入力がない状態では、主系の電源装置11aおよび従系の電源装置11bともに待機中となる。なお、主系の電源装置11aは稼働中ではないので、制御装置17aから従系の電源装置11bの制御装置17bに動作指令sを出力している。
FIG. 2 is a time chart showing the operation when the
そして、時点t1でパンタグラフ13が上がり架線電圧が入力されると、架線電圧検出器15aの架線電圧検知信号va1、架線電圧検出器15bの架線電圧検知信号vb1が有の状態となる。制御装置17aは、自己が初期可動装置であるので、インバータ装置14aにインバータ稼動指令saを出力してインバータ装置14aを稼動する。インバータ装置14aが稼動するので、インバータ装置14aの出力電圧が有の状態となり、出力電圧検出器16aの出力電圧検知信号va2が有の状態となる。
When the
また、主系の制御装置17aは、従系の電源装置11bの制御装置17bへの動作指令sを無とする。これにより、従系の電源装置11bは待機状態を維持する。従系の電源装置11bは待機状態であるが、架線電圧検出器15bでは架線電圧検知信号vb1を検知しており、出力電圧検出器16bでは出力電圧検知信号vb2を検知している。
Further, the
この状態で、時点2にて主系の架線電圧検出器15aが故障したとする。そうすると、架線電圧検出器15aからの架線電圧検知信号va1が無の状態となるので、制御装置17aはインバータ装置14aへのインバータ稼動指令saの出力を停止するとともに、従系の電源装置11bの制御装置17bへの動作指令sを有とする。これにより、従系の制御装置17bはインバータ装置14bにインバータ稼動指令sbを出力してインバータ装置14bを稼動する。従って、稼働中の主系の電源装置11aの架線電圧検出器15aが故障しても従系の電源装置11bに切り換えを行うことができる。
In this state, it is assumed that the main line
次に、図3は第1の実施の形態での従系の電源装置11bが初期稼動装置でありその稼動中に従系の架線電圧検出器15bが故障した場合の動作を示すタイムチャートである。まず、パンタグラフ13が下がっており架線電圧の入力がない状態では、主系の電源装置11aおよび従系の電源装置11bともに待機中となる。なお、主系の電源装置11aは稼働中ではないので、制御装置17aから従系の電源装置11bの制御装置17bに動作指令sを出力している。
Next, FIG. 3 is a time chart showing the operation when the secondary
そして、時点t1でパンタグラフ13が上がり架線電圧が入力されると、架線電圧検出器15aの架線電圧検知信号va1、架線電圧検出器15bの架線電圧検知信号vb1が有の状態となる。制御装置17aは自己が初期稼動装置ではないので、従系の電源装置11bの制御装置17bへの動作指令sの有を継続して出力する。
When the
これにより、従系の電源装置11bの制御装置17bはインバータ装置14bにインバータ稼動指令sbを出力してインバータ装置14bを稼動する。インバータ装置14bが稼動するので、インバータ装置14bの出力電圧が有の状態となり、出力電圧検出器16bの出力電圧検知信号vb2が有の状態となる。また、主系の出力電圧検出器16aにおいてもインバータ装置14bの出力電圧が有であるので、出力電圧検知信号va2を検知している。
Thereby, the
この状態で、時点2にて従系の架線電圧検出器15bが故障したとする。そうすると、架線電圧検出器15bからの架線電圧検知信号vb1が無の状態となるので、制御装置17bはインバータ装置14bへのインバータ稼動指令sbの出力を停止する。これにより、インバータ装置14bの出力電圧が無くなるので、出力電圧検知信号va2、vb2が無となる。
In this state, it is assumed that the secondary overhead
主系の制御装置17aは、出力電圧検知信号va2が無となってから所定時間Tだけ継続して動作指令sを従系の制御装置17bに出力する。所定時間Tを経過した時点t3においても従系のインバータ装置14bが稼動しない場合であって、架線電圧検出器15aが架線電圧検知信号va1を検知している場合には、架線電圧検出器15bの故障もしくは制御装置17bの架線電圧印加情報取得不可に陥っていると判断し、主系の制御装置17aはインバータ装置14aにインバータ稼動指令saを出力する。これにより、インバータ装置14aが稼動しインバータ装置14aの出力電圧が有の状態となるので、出力電圧検知信号va2、vb2が有となる。従って、稼働中の従系の電源装置11bの架線電圧検出器15bが故障しても主系の電源装置11aに切り換えを行うことができる。従って、稼働中の従系の電源装置11bの架線電圧検出器15bが故障しても主系の電源装置11aに切り換えを行うことができる。
The
以上の説明では2台の電源装置11a、11bを設けた場合について説明したが、複数台の電源装置11を設け、1台を主系として運用する場合にも同様に適用できる。
In the above description, the case where two
第1の実施の形態によれば、架線電圧検出器15aの故障または制御装置17aの架線電圧印加情報が取得不可となった場合であっても、制御装置17bへ動作権限を委ねることが可能となる。また、架線電圧検出器15bの故障または制御装置17bの架線電圧印加情報が取得不可となった場合であっても、制御装置17aに動作権限を委ねることが可能となる。このため、一方の架線電圧情報が取得不可となった場合でも電源供給を行うことができる。
According to the first embodiment, it is possible to entrust the operation authority to the
(第2の実施の形態)
図4は、本発明の第2の実施の形態に係わる電気車用電源装置の構成図である。この第2の実施の形態は、図1に示す第1の実施の形態に対し、主系の電源装置11aと従系の電源装置11bとの間で自己の架線検知情報を相手側に送信するようにしたものである。図1と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a configuration diagram of an electric vehicle power supply device according to the second embodiment of the present invention. This second embodiment transmits its own overhead wire detection information to the other party between the main
図4において、主系の電源装置11aの制御装置17aは架線電圧検出器15aからの架線電圧検知信号va1に基づき架線検知情報Uaを従系の電源装置11bの制御装置17bに送信する。同様に、従系の電源装置11bの制御装置17bは架線電圧検出器15bからの架線電圧検知信号vb1に基づき架線検知情報Ubを主系の電源装置11aの制御装置17aに送信する。
In FIG. 4, the
図5は第2の実施の形態での主系の電源装置11aが初期稼動装置でありその稼動中に主系の架線電圧検出器15aが故障した場合の動作を示すタイムチャートである。まず、時点t1以前でのパンタグラフ13が下がっており架線電圧の入力がない状態では、主系の電源装置11aおよび従系の電源装置11bともに待機中となる。なお、主系の電源装置11aは稼働中ではないので、制御装置17aから従系の電源装置11bの制御装置17bに動作指令sを出力している。
FIG. 5 is a time chart showing the operation when the
そして、時点t1でパンタグラフ13が上がり架線電圧が入力されると、架線電圧検出器15aの架線電圧検知信号va1、架線電圧検出器15bの架線電圧検知信号vb1が有の状態となる。制御装置17aは、自己が初期可動装置であるので、インバータ装置14aにインバータ稼動指令saを出力してインバータ装置14aを稼動する。インバータ装置14aが稼動するので、インバータ装置14aの出力電圧が有の状態となり、出力電圧検出器16aの出力電圧検知信号va2が有の状態となる。
When the
また、主系の制御装置17aは、架線電圧検出器15aの架線電圧検知信号va1が有であるので、従系の電源装置11bの制御装置17bに架線検知情報Uaの有を送信する。それとともに、従系の電源装置11bの制御装置17bへの動作指令sを無とする。これにより、従系の電源装置11bは待機状態を維持するとともに主系の制御装置17aは架線電圧有を検知している旨を認識する。また、従系の電源装置11bは待機状態であるが、架線電圧検出器15bでは架線電圧検知信号vb1を検知しており、出力電圧検出器16bでは出力電圧検知信号vb2を検知している。
Further, the
この状態で、時点2にて主系の架線電圧検出器15aが故障したとする。そうすると、架線電圧検出器15aからの架線電圧検知信号va1が無の状態となるので、制御装置17aはインバータ装置14aへのインバータ稼動指令saの出力を停止するとともに、従系の電源装置11bの制御装置17bへの動作指令sを有とする。また、従系の電源装置11bの制御装置17bに架線検知情報Uaの無を送信する。
In this state, it is assumed that the main line
従系の制御装置17bは、主系の制御装置17aから動作指令sを入力すると、架線電圧検出器15bの架線電圧検知信号vb1の有を確認し、インバータ装置14bにインバータ稼動指令sbを出力してインバータ装置14bを稼動する。従って、稼働中の主系の電源装置11aの架線電圧検出器15aが故障しても従系の電源装置11bに切り換えを行うことができる。
When the operation command s is input from the
次に、図6は第2の実施の形態での従系の電源装置11bが初期稼動装置でありその稼動中に従系の架線電圧検出器15bが故障した場合の動作を示すタイムチャートである。まず、時点1以前ではパンタグラフ13が下がっており架線電圧の入力がない状態であるので、主系の電源装置11aおよび従系の電源装置11bともに待機中となる。なお、主系の電源装置11aは稼働中ではないので、制御装置17aから従系の電源装置11bの制御装置17bに動作指令sを出力している。
Next, FIG. 6 is a time chart showing the operation when the secondary
そして、時点t1でパンタグラフ13が上がり架線電圧が入力されると、架線電圧検出器15aの架線電圧検知信号va1、架線電圧検出器15bの架線電圧検知信号vb1が有の状態となる。また、架線電圧検出器15aの架線電圧検知信号va1が有の状態であるので架線検知情報Uaが有となる。制御装置17aは自己が初期稼動装置ではないので、従系の電源装置11bの制御装置17bへの動作指令sの有を継続して出力するとともに、架線検知情報Uaが有の情報を出力する。
When the
従系の電源装置11bの制御装置17bはインバータ装置14bにインバータ稼動指令sbを出力してインバータ装置14bを稼動する。インバータ装置14bが稼動するので、インバータ装置14bの出力電圧が有の状態となり、出力電圧検出器16bの出力電圧検知信号vb2が有の状態となる。また、架線電圧検出器15bの架線電圧検知信号vb1が有の状態であるので架線検知情報Ubが有となる。なお、主系の出力電圧検出器16aにおいてはインバータ装置14bの出力電圧が有であるので、出力電圧検知信号va2を検知している。
The
この状態で、時点2にて従系の架線電圧検出器15bが故障したとする。そうすると、架線電圧検出器15bからの架線電圧検知信号vb1が無の状態となるので、制御装置17bはインバータ装置14bへのインバータ稼動指令sbの出力を停止する。これにより、インバータ装置14bの出力電圧が無くなるので、出力電圧検知信号va2、vb2が無となる。また、架線電圧検出器15bからの架線電圧検知信号vb1が無の状態となるので架線検知情報Ubも無となる。
In this state, it is assumed that the secondary overhead
主系の制御装置17aは、従系の架線検知情報Ubが無となったことを入力すると、主系の架線検知情報Uaの有無を判断し、主系の架線検知情報Uaが有とのときは、従系の架線電圧検出器15bの故障もしくは制御装置17bの架線電圧印加情報取得不可に陥っていると判断し、自己のインバータ装置14aにインバータ動作指令saを出力するとともに、従系の制御装置17bへの動作指令sを無とする。
When the
これにより、インバータ装置14aが稼動しインバータ装置14aの出力電圧が有の状態となるので、出力電圧検知信号va2、vb2が有となる。従って、稼働中の従系の電源装置11bの架線電圧検出器15bが故障しても主系の電源装置11aに切り換えを行うことができる。従って、稼働中の主系の電源装置11aの架線電圧検出器15aが故障しても従系の電源装置11bに切り換えを行うことができる。
As a result, the
以上の説明では2台の電源装置11a、11bを設けた場合について説明したが、複数台の電源装置11を設け、1台を主系として運用する場合にも同様に適用できる。
In the above description, the case where two
第2の実施の形態によれば、主系の電源装置11aが稼働中に、主系の架線電圧検出器15aの故障または主系の制御装置17aの架線電圧印加情報が取得不可となった場合であっても、制御装置17bへ動作権限を委ねることが可能となる。また、架線電圧検出器15bの故障または制御装置17bの架線電圧印加情報が取得不可となった場合であっても、制御装置17aに動作権限を委ねることが可能となる。この場合、第1の実施の形態のように所定時間の経過を待つことなく、制御装置17aに動作権限を委ねることができる。
According to the second embodiment, when the main
(第3の実施の形態)
図7は、本発明の第3の実施の形態に係わる電気車用電源装置の構成図である。この第3の実施の形態は、図1に示した第1の実施の形態に対し、複数台の電源装置に代えて、1台の電気車用車両用電源装置10に複数台のインバータ装置を有し、1台のインバータ装置を稼動し他のインバータ装置を待機させて運用する電気車用車両用電源装置10としたものである。図7では1台の車両用車両用電源装置10に2台のインバータ装置14a、14bを有した場合を示している。図1と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a configuration diagram of an electric vehicle power supply device according to the third embodiment of the present invention. This third embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that a plurality of inverter devices are provided in one electric vehicle
図7において、1台の車両用車両用電源装置10は2台のインバータ装置14a、14bを備え、例えば、インバータ装置14aを主系としインバータ装置14bを従系として運用する。パンタグラフ13は高速度遮断器19および入力接触器20a、20bを介してインバータ装置14a、14bに接続され、インバータ装置14a、14bは出力接触器21a、21bを介して負荷線18に接続されている。
In FIG. 7, one vehicular
また、架線電圧検出器15a、15bはパンタグラフ13を介して得られる架線電圧を検出し、架線電圧検知信号va1、vb1として制御装置17a、17bに入力する。一方、インバータ装置14a、14bの出力電圧は出力電圧検出器16a、16bにより架線電圧検知信号va2、vb2として制御装置17a、17bに入力される。
The overhead
制御装置17aはインバータ装置14aにインバータ稼動指令saを出力してインバータ装置14aを制御し、制御装置17bはインバータ装置14bにインバータ稼動指令sbを出力してインバータ装置14bを制御するとともに、高速度遮断器19、入力接触器20a、20b、出力接触器21a、21bに開閉指令を出力する。制御装置17a、17bからの高速度遮断器19への開閉指令ya、ybは、車両用車両用電源装置10をパンタグラフ13に接続したり切り離したりするための指令であり、制御装置17a、17bからの入力接触器20a、20bおよび出力接触器21a、21bへの開閉指令xa1、xa2、xb1、xb2は、インバータ装置14a、14bの切り換えのための指令である。
The
すなわち、主系の制御装置17aはインバータ装置14aの動作制御および高速度遮断器19、入力接触器20a、出力接触器21aの開閉制御を行い、従系の制御装置17bはインバータ装置14bの動作制御および高速度遮断器19、入力接触器20b、出力接触器21bの開閉制御を行う。インバータ装置14a、14bのどちらを動作させるかの判断は主系の制御装置17aが判断し、従系のインバータ装置14bには主系の制御装置17aから動作指令sを伝える。
That is, the
図8は第3の実施の形態での主系のインバータ装置14aが初期稼動装置でありその稼動中に主系の架線電圧検出器15aが故障した場合の動作を示すタイムチャートである。いま、高速度遮断器19は閉じており車両用電源装置10はパンタグラフ13に接続されている状態であるが、入力接触器20a、20bおよび出力接触器21a、21bは開いておりインバータ装置14a、14bは切り離された状態であるとする。
FIG. 8 is a time chart showing an operation when the
まず、時点t1以前でのパンタグラフ13が下がっており架線電圧の入力がない状態では、主系のインバータ装置14aおよび従系の制御装置17bともに待機中となる。なお、主系のインバータ装置14aは稼働中ではないので、制御装置17aから従系の制御装置17bに動作指令sを出力している。
First, when the
そして、時点t1でパンタグラフ13が上がり架線電圧が入力されると、架線電圧検出器15aの架線電圧検知信号va1、架線電圧検出器15bの架線電圧検知信号vb1が有の状態となる。制御装置17aは、自己が初期稼動装置であるので、入力接触器20aおよび出力接触器21aに閉の開閉指令xa1、xa2を出力し、インバータ装置14aをパンタグラフ13および負荷線18に接続する。それとともに、インバータ装置14aにインバータ稼動指令saを出力してインバータ装置14aを稼動する。インバータ装置14aが稼動するので、インバータ装置14aの出力電圧が有の状態となり、出力電圧検出器16aの出力電圧検知信号va2が有の状態となる。
When the
また、主系の制御装置17aは、従系の制御装置17bのインバータ装置14bへの動作指令sを無とする。これにより、従系の制御装置17bのインバータ装置14bは待機状態を維持するとともに主系の制御装置17aは架線電圧有を検知している旨を認識する。また、従系の制御装置17bは待機状態であるが、架線電圧検出器15bでは架線電圧検知信号vb1を検知しており、出力電圧検出器16bでは出力電圧検知信号vb2を検知している。
Further, the
この状態で、時点2にて主系の架線電圧検出器15aが故障したとすると、架線電圧検出器15aからの架線電圧検知信号va1が無の状態となるので、制御装置17aはインバータ装置14aへのインバータ稼動指令saの出力を停止するとともに、従系の制御装置17bへの動作指令sを有とする。また、入力接触器20aおよび出力接触器21aに開の開閉指令xa1、xa2を出力し、インバータ装置14aをパンタグラフ13および負荷線18から切り離す。
In this state, if the main
従系の制御装置17bは、主系の制御装置17aから動作指令sを入力すると、架線電圧検出器15bの架線電圧検知信号vb1の有を確認し、入力接触器20bおよび出力接触器21bに閉の開閉指令xb1、xb2を出力し、インバータ装置14bにインバータ稼動指令sbを出力してインバータ装置14bを稼動する。従って、稼働中の主系のインバータ装置14aの架線電圧検出器15aが故障しても従系の制御装置17bに切り換えを行うことができる。
When the
次に、図9は第3の実施の形態での従系の制御装置17bが初期稼動装置でありその稼動中に従系の架線電圧検出器15bが故障した場合の動作を示すタイムチャートである。いま、高速度遮断器19は閉じており車両用電源装置10はパンタグラフ13に接続されている状態であるが、入力接触器20a、20bおよび出力接触器21a、21bは開いておりインバータ装置14a、14bは切り離された状態であるとする。
Next, FIG. 9 is a time chart showing the operation when the
まず、パンタグラフ13が下がっており架線電圧の入力がない状態では、主系のインバータ装置14aおよび従系の制御装置17bともに待機中となる。なお、主系のインバータ装置14aは稼働中ではないので、制御装置17aから従系の制御装置17bに動作指令sを出力している。
First, in a state where the
そして、時点t1でパンタグラフ13が上がり架線電圧が入力されると、架線電圧検出器15aの架線電圧検知信号va1、架線電圧検出器15bの架線電圧検知信号vb1が有の状態となる。制御装置17aは自己が初期稼動装置ではないので、従系の制御装置17bへの動作指令sの有を継続して出力する。
When the
従系の制御装置17bは、主系の制御装置17aから動作指令sを出力を確認して、入力接触器20bおよび出力接触器21bに閉の開閉指令xb1、xb2を出力し、さらに、インバータ装置14bにインバータ稼動指令sbを出力してインバータ装置14bを稼動する。インバータ装置14bが稼動するので、インバータ装置14bの出力電圧が有の状態となり、出力電圧検出器16bの出力電圧検知信号vb2が有の状態となる。また、主系の出力電圧検出器16aにおいてもインバータ装置14bの出力電圧が有であるので、出力電圧検知信号va2を検知している。
The
この状態で、時点2にて従系の架線電圧検出器15bが故障したとする。そうすると、架線電圧検出器15bからの架線電圧検知信号vb1が無の状態となるので、制御装置17bは入力接触器20bおよび出力接触器21bに開の開閉指令xb1、xb2を出力し、インバータ装置14bへのインバータ稼動指令sbの出力を停止する。これにより、インバータ装置14bの出力電圧が無くなるので、出力電圧検知信号va2、vb2が無となる。
In this state, it is assumed that the secondary overhead
主系の制御装置17aは、出力電圧検知信号va2が無となってから所定時間Tだけ継続して動作指令sを従系の制御装置17bに出力する。所定時間Tを経過した時点t3においても従系のインバータ装置14bが稼動しない場合であって、架線電圧検出器15aが架線電圧検知信号va1を検知している場合には、架線電圧検出器15bの故障もしくは制御装置17bの架線電圧印加情報取得不可に陥っていると判断し、主系の制御装置17aは入力接触器20aおよび出力接触器21aに閉の開閉指令xa1、xa2を出力し、インバータ装置14aにインバータ稼動指令saを出力する。
The
これにより、インバータ装置14aが稼動しインバータ装置14aの出力電圧が有の状態となるので、出力電圧検知信号va2、vb2が有となる。従って、稼働中の従系の架線電圧検出器15bが故障しても主系のインバータ装置14aに切り換えを行うことができる。
As a result, the
以上の説明では1台の車両用電源装置10に2台のインバータ装置14a、14bを設けた場合について説明したが、複数台のインバータ装置14を設け、1台を主系として運用する場合にも同様に適用できる。
In the above description, the case where two
第3の実施の形態によれば、1台の電気車用車両用電源装置10に複数台のインバータ装置を有し、1台のインバータ装置を稼動し他のインバータ装置を待機させて運用する場合に、架線電圧検出器15aの故障または制御装置17aの架線電圧印加情報が取得不可となっても制御装置17bへ動作権限を委ねることが可能とまる。また、架線電圧検出器15bの故障または制御装置17bの架線電圧印加情報が取得不可となっても、制御装置17aに動作権限を委ねることが可能となる。従って、電気車用電源装置10から電源供給を行うことができる。
According to the third embodiment, when one electric vehicle vehicular
(第4の実施の形態)
図10は、本発明の第4の実施の形態に係わる電気車用電源装置の構成図である。この第4の実施の形態は、図7に示す第3の実施の形態に対し、主系の制御装置17aと従系の制御装置17bとの間で自己の架線検知情報を相手側に送信するようにしたものである。図7と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
(Fourth embodiment)
FIG. 10 is a configuration diagram of an electric vehicle power supply device according to the fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, in contrast to the third embodiment shown in FIG. 7, own overhead wire detection information is transmitted to the other party between the
図10において、主系の制御装置17aは架線電圧検出器15aからの架線電圧検知信号va1に基づき架線検知情報Uaを従系の制御装置17bに送信する。同様に、従系の制御装置17bは架線電圧検出器15bからの架線電圧検知信号vb1に基づき架線検知情報Ubを主系の制御装置17aに送信する。
In FIG. 10, the
図11は第4の実施の形態での主系のインバータ装置14aが初期稼動装置でありその稼動中に主系の架線電圧検出器15aが故障した場合の動作を示すタイムチャートである。いま、高速度遮断器19は閉じており車両用電源装置10はパンタグラフ13に接続されている状態であるが、入力接触器20a、20bおよび出力接触器21a、21bは開いておりインバータ装置14a、14bは切り離された状態であるとする。
FIG. 11 is a time chart showing an operation in the case where the
まず、時点t1以前でのパンタグラフ13が下がっており架線電圧の入力がない状態では、主系のインバータ装置14aおよび従系の制御装置17bともに待機中となる。なお、主系のインバータ装置14aは稼働中ではないので、制御装置17aから従系の制御装置17bに動作指令sを出力している。
First, when the
そして、時点t1でパンタグラフ13が上がり架線電圧が入力されると、架線電圧検出器15aの架線電圧検知信号va1、架線電圧検出器15bの架線電圧検知信号vb1が有の状態となる。制御装置17aは、自己が初期稼動装置であるので、入力接触器20aおよび出力接触器21aに閉の開閉指令xa1、xa2を出力し、インバータ装置14aをパンタグラフ13および負荷線18に接続する。それとともに、インバータ装置14aにインバータ稼動指令saを出力してインバータ装置14aを稼動する。インバータ装置14aが稼動するので、インバータ装置14aの出力電圧が有の状態となり、出力電圧検出器16aの出力電圧検知信号va2が有の状態となる。
When the
また、主系の制御装置17aは、架線電圧検出器15aの架線電圧検知信号va1が有であるので、従系の電源装置11bの制御装置17bに架線検知情報Uaの有を送信する。それとともに、従系の制御装置17bのインバータ装置14bへの動作指令sを無とする。これにより、従系の制御装置17bのインバータ装置14bは待機状態を維持するとともに主系の制御装置17aは架線電圧有を検知している旨を認識する。また、従系の制御装置17bは待機状態であるが、架線電圧検出器15bでは架線電圧検知信号vb1を検知しており、出力電圧検出器16bでは出力電圧検知信号vb2を検知している。
Further, the
この状態で、時点t2にて主系の架線電圧検出器15aが故障したとすると、架線電圧検出器15aからの架線電圧検知信号va1が無の状態となるので、制御装置17aはインバータ装置14aへのインバータ稼動指令saの出力を停止するとともに、従系の制御装置17bへの動作指令sを有とする。また、従系の電源装置11bの制御装置17bに架線検知情報Uaの無を送信する。さらに、入力接触器20aおよび出力接触器21aに開の開閉指令xa1、xa2を出力し、インバータ装置14aをパンタグラフ13および負荷線18から切り離す。
In this state, if the main
従系の制御装置17bは、主系の制御装置17aから動作指令sを入力すると、架線電圧検出器15bの架線電圧検知信号vb1の有を確認し、入力接触器20bおよび出力接触器21bに閉の開閉指令xb1、xb2を出力し、インバータ装置14bにインバータ稼動指令sbを出力してインバータ装置14bを稼動する。従って、稼働中の主系のインバータ装置14aの架線電圧検出器15aが故障しても従系の制御装置17bに切り換えを行うことができる。
When the
次に、図12は第4の実施の形態での従系の制御装置17bが初期稼動装置でありその稼動中に従系の架線電圧検出器15bが故障した場合の動作を示すタイムチャートである。いま、高速度遮断器19は閉じており車両用電源装置10はパンタグラフ13に接続されている状態であるが、入力接触器20a、20bおよび出力接触器21a、21bは開いておりインバータ装置14a、14bは切り離された状態であるとする。
Next, FIG. 12 is a time chart showing the operation when the
まず、パンタグラフ13が下がっており架線電圧の入力がない状態では、主系のインバータ装置14aおよび従系の制御装置17bともに待機中となる。なお、主系のインバータ装置14aは稼働中ではないので、制御装置17aから従系の制御装置17bに動作指令sを出力している。
First, in a state where the
そして、時点t1でパンタグラフ13が上がり架線電圧が入力されると、架線電圧検出器15aの架線電圧検知信号va1、架線電圧検出器15bの架線電圧検知信号vb1が有の状態となる。また、架線電圧検出器15aの架線電圧検知信号va1が有の状態であるので架線検知情報Uaが有となる。制御装置17aは自己が初期稼動装置ではないので、従系の制御装置17bへの動作指令sの有を継続して出力する。
When the
従系の制御装置17bは、主系の制御装置17aから動作指令sを出力を確認して、入力接触器20bおよび出力接触器21bに閉の開閉指令xb1、xb2を出力し、さらに、インバータ装置14bにインバータ稼動指令sbを出力してインバータ装置14bを稼動する。インバータ装置14bが稼動するので、インバータ装置14bの出力電圧が有の状態となり、出力電圧検出器16bの出力電圧検知信号vb2が有の状態となる。また、架線電圧検出器15bの架線電圧検知信号vb1が有の状態であるので架線検知情報Ubが有となる。なお、主系の出力電圧検出器16aにおいてもインバータ装置14bの出力電圧が有であるので、出力電圧検知信号va2を検知している。
The
この状態で、時点t2にて従系の架線電圧検出器15bが故障したとする。そうすると、架線電圧検出器15bからの架線電圧検知信号vb1が無の状態となるので、制御装置17bは入力接触器20bおよび出力接触器21bに開の開閉指令xb1、xb2を出力し、インバータ装置14bへのインバータ稼動指令sbの出力を停止する。これにより、インバータ装置14bの出力電圧が無くなるので、出力電圧検知信号va2、vb2が無となる。また、架線電圧検出器15bからの架線電圧検知信号vb1が無の状態となるので架線検知情報Ubも無となる。
In this state, it is assumed that the secondary overhead
主系の制御装置17aは、従系の架線検知情報Ubが無となったことを入力すると、主系の架線検知情報Uaの有無を判断し、主系の架線検知情報Uaが有とのときは、従系の架線電圧検出器15bの故障もしくは制御装置17bの架線電圧印加情報取得不可に陥っていると判断し、主系の制御装置17aは入力接触器20aおよび出力接触器21aに閉の開閉指令xa1、xa2を出力し、自己のインバータ装置14aにインバータ動作指令saを出力するとともに、従系の制御装置17bへの動作指令sを無とする。
When the
これにより、インバータ装置14aが稼動しインバータ装置14aの出力電圧が有の状態となるので、出力電圧検知信号va2、vb2が有となる。従って、稼働中の従系の架線電圧検出器15bが故障しても主系のインバータ装置14aに切り換えを行うことができる。
As a result, the
以上の説明では1台の車両用電源装置10に2台のインバータ装置14a、14bを設けた場合について説明したが、複数台のインバータ装置14を設け、1台を主系として運用する場合にも同様に適用できる。
In the above description, the case where two
第4の実施の形態によれば、1台の電気車用車両用電源装置10に複数台のインバータ装置を有し、1台のインバータ装置を稼動し他のインバータ装置を待機させて運用する場合に、主系のインバータ装置14aが稼働中に主系の架線電圧検出器15aの故障または主系の制御装置17aの架線電圧印加情報が取得不可となった場合であっても、制御装置17bへ動作権限を委ねることが可能となる。また、従系の架線電圧検出器15bの故障または制御装置17bの架線電圧印加情報が取得不可となった場合であっても、制御装置17aに動作権限を委ねることが可能となる。この場合、第3の実施の形態のように所定時間の経過を待つことなく、制御装置17aに動作権限を委ねることができる。
According to the fourth embodiment, when one electric vehicle vehicular
(第5の実施の形態)
図13は、本発明の第5の実施の形態に係わる電気車用電源装置の構成図である。この第5の実施の形態は、図10に示す第4の実施の形態に対し、主系のインバータ装置14aと従系のインバータ装置14bとの入力回路22および出力回路23を共通化したものである。
(Fifth embodiment)
FIG. 13: is a block diagram of the electric vehicle power supply device concerning the 5th Embodiment of this invention. In the fifth embodiment, the
図13において、インバータ装置14aはインバータ24aと入力回路22および出力回路23とからなり、インバータ装置14bはインバータ24bと入力回路22および出力回路23とからなる。すなわち、主系のインバータ装置14aと従系のインバータ装置14bとの入力回路22および出力回路23を共通化している。図10と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
In FIG. 13, the
主系のインバータ24aは、高速度遮断器19、入力回路22、入力接触器20aを介してパンタグラフ13と接続され、従系のインバータ24bは、高速度遮断器19、入力回路22、入力接触器20bを介してパンタグラフ13と接続される。また、主系のインバータ24aは、出力接触器21a、出力回路23を介して負荷線18に接続され、従系のインバータ24bは、出力接触器21b、出力回路23を介して負荷線18に接続される。また、架線電圧検出器15a、15bは架線電圧を検出し制御装置17a、17bにそれぞれ入力し、出力電圧検出器16a、16bは出力電圧を検出し制御装置17a、17bに入力する。制御装置17a、17bはインバータ24a、24bの動作制御と、高速度遮断器19、入力接触器20a、20b、出力接触器21a、21bの開閉制御を行う。また、インバータ24a、24bのどちらを動作させるかの判断は、制御装置17aが判断し、インバータ24bの動作指令sを制御装置17bへ伝える。また、制御装置17a、17bの間で架線検知情報Ua、Ubを送受信する。
The
このように構成された第5の実施の形態の車両用電源装置10の動作は、第4の実施の形態の図11および図12に示した動作と同様である。すなわち、主系のインバータ24aが初期稼動装置でありその稼動中に主系の架線電圧検出器15aが故障した場合には、図11に示す動作となり、従系のインバータ24bが初期稼動装置でありその稼動中に従系の架線電圧検出器15bが故障した場合には、図12に示す動作となる。
The operation of the vehicle
第5実施の形態によれば、主系のインバータ装置14aと従系のインバータ装置14bとの入力回路22および出力回路23を共通化した場合でも、第4の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
According to the fifth embodiment, even when the
10…車両用電源装置、11…電源装置、12…架線、13…パンタグラフ、14…インバータ装置、15…架線電圧検出器、16…出力電圧検出器、17…制御装置、18…負荷線、19…高速度遮断器、20…入力接触器、21…出力接触器、22…入力回路、23…出力回路、24…インバータ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
When the control device receives the delegation of operation authority from another inverter device when its own inverter device is in a standby state, when it can determine the presence or absence of the overhead wire voltage of its own inverter device and recognize the overhead wire voltage, 9. The electric vehicle power supply device according to claim 8, wherein the inverter device of the own vehicle is put into an operating state.
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