JP5353068B2 - Regenerative power absorber - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect open failure and short-circuit failure of a switching element constituting a chopper circuit. <P>SOLUTION: A plurality of regenerative electric power absorbing parts, each constituted by a chopper circuit and a regenerative resistance 8, are connected to a line 3 in parallel, to heat-generatively absorb the regenerative electric power regenerated in the line 3 by the regenerative resistance 8. A reactor L2 for current smoothing is provided to the output side of each chopper circuit, and a current detector 16 for detecting a chopper current is provided in each chopper circuit. An instruction value of the chopper current per chopper circuit is calculated according to a deviation of a set value of an input voltage from the line 3 and the input voltage, and a duty ratio of each chopper circuit is calculated according to a deviation of the instruction value of the chopper current and the detection value, to generate a gate signal of a switching element SW of each chopper circuit so that the gate signal has the duty ratio. Further, a short-circuit failure or open failure of the switching element SW is detected when the deviation of the instruction value of the chopper current and the detection value is large. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

この発明は直流式電気鉄道等の回生電力吸収装置に関するものである。   The present invention relates to a regenerative power absorbing device such as a DC electric railway.

直流式電気鉄道等の直流電気車が回生制動運転をすると、架線へ回生電力が放出され、架線の電圧が上昇する。架線の電圧が上昇すると、回生制動のききが悪くなり、さらには直流電気車及び架線の過電圧故障を起こす恐れがある。このような不都合を解消するために、回生電力を吸収する回生電力吸収装置が設けられている。図3は従来の直流式電気鉄道の回生制動システムの構成図を示し、1は交流電源であり、その出力電圧Vsは変圧器と整流器からなる変電所2に供給され、変電所2は変圧と整流を行う。この変電所2から出力される直流電力は架線3及び架線インピーダンス4を介して直流電気車5へ供給される。又、架線3には回生電力吸収装置6が接続される。   When a DC electric vehicle such as a DC electric railway performs a regenerative braking operation, regenerative power is released to the overhead line, and the voltage of the overhead line rises. When the voltage of the overhead line rises, the regenerative braking becomes worse, and there is a risk of overvoltage failure of the DC electric vehicle and the overhead line. In order to eliminate such inconvenience, a regenerative power absorbing device that absorbs regenerative power is provided. FIG. 3 shows a configuration diagram of a conventional regenerative braking system for a DC electric railway, in which 1 is an AC power supply, and its output voltage Vs is supplied to a substation 2 composed of a transformer and a rectifier. Rectify. The DC power output from the substation 2 is supplied to the DC electric vehicle 5 through the overhead line 3 and the overhead line impedance 4. A regenerative power absorbing device 6 is connected to the overhead line 3.

直流電気車5が力行運転中には電力が変電所2から直流電気車5へ供給され、直流電気車5が回生制動中には回生電力が直流電気車5から回生電力吸収装置6へ吸収され、架線3の電圧の上昇は抑制される。回生電力吸収装置6はチョッパ回路7と回生抵抗8の直列回路からなり、この直列回路が装置容量に応じて複数並列に接続される。回生電力は回生抵抗8により熱として吸収される。チョッパ回路7はその入力電圧Vdc1が設定電圧以上になったときに動作し、直流電気車5が回生電力を発生している期間、チョッパ回路7の入力電圧Vdc1が設定値となるように動作する。Vdc2は直流電気車5の電圧である。   Electric power is supplied from the substation 2 to the DC electric vehicle 5 while the DC electric vehicle 5 is in power operation, and regenerative power is absorbed from the DC electric vehicle 5 to the regenerative power absorbing device 6 while the DC electric vehicle 5 is in regenerative braking. The rise in the voltage of the overhead wire 3 is suppressed. The regenerative power absorbing device 6 includes a series circuit of a chopper circuit 7 and a regenerative resistor 8, and a plurality of the series circuits are connected in parallel according to the device capacity. The regenerative power is absorbed as heat by the regenerative resistor 8. The chopper circuit 7 operates when the input voltage Vdc1 becomes equal to or higher than the set voltage, and operates so that the input voltage Vdc1 of the chopper circuit 7 becomes a set value while the DC electric vehicle 5 is generating regenerative power. . Vdc2 is the voltage of the DC electric vehicle 5.

図4は従来の回生電力吸収装置6の詳細な回路構成を示し、架線3(直流電源母線)に接続され、入力電圧Vdc1が加えられる直流入力端子T1,T2間には回生電流を検出する電流検出器9及びリアクトルL1を介して複数のチョッパユニット10の一端が並列に接続され、各チョッパユニット10の他端には共通の回生抵抗8が接続される。各チョッパユニット10は直流入力端子T1,T2側の接続端に並列に接続されたコンデンサCとスイッチング素子SWと環流ダイオードDとから構成され、スイッチング素子SWとダイオードDと共通のリアクトルL1とによりチョッパ回路が形成される。又、リアクトルL1とコンデンサCの直列回路によりLCフィルタが構成され、チョッパ動作により架線電圧に高調波が発生するのを防止する。チョッパユニット10の並列設置数は回生電流に応じて決定する。   FIG. 4 shows a detailed circuit configuration of a conventional regenerative power absorbing device 6, which is connected to the overhead line 3 (DC power supply bus) and detects a regenerative current between DC input terminals T 1 and T 2 to which an input voltage Vdc 1 is applied. One end of a plurality of chopper units 10 is connected in parallel via the detector 9 and the reactor L1, and a common regenerative resistor 8 is connected to the other end of each chopper unit 10. Each chopper unit 10 includes a capacitor C, a switching element SW, and a free-wheeling diode D connected in parallel to the connection ends on the DC input terminals T1, T2, and the chopper is constituted by the switching element SW, the diode D, and a common reactor L1. A circuit is formed. Further, an LC filter is constituted by a series circuit of the reactor L1 and the capacitor C, and harmonics are prevented from being generated in the overhead wire voltage by the chopper operation. The number of parallel installations of the chopper units 10 is determined according to the regenerative current.

図5は前記した従来の回生電力吸収装置6の制御ブロック図を示し、直流電圧(入力電圧)設定値Vdcrefと直流電圧(入力電圧)Vdc1とがチョッパデューティ比演算部11の比較部12に入力され、両者の偏差が求められる。この偏差は比例積分演算部13に入力され、比例積分演算され、チョッパデューティ比(=スイッチング素子SWのオン時間/スイッチング周期)が演算される。チョッパデューティ比演算部11の出力であるチョッパデューティ比はチョッパゲート信号生成部14に入力され、チョッパゲート信号生成部14はこのチョッパデューティ比になるようにゲート信号を生成し、このチョッパゲート信号をチョッパユニット10のスイッチング素子SWのゲートに入力し、そのデューティ比(通流率)を制御する。即ち、各チョッパユニット10のスイッチング素子SWのオン時間を変化させると、回生抵抗8に流れる平均電流が変化する。従って、このデューティ比を制御することにより、回生電力吸収装置6の回生電力吸収量が変化し、入力電圧Vdc1が設定値Vdcrefと一致するように制御される。   FIG. 5 is a control block diagram of the above-described conventional regenerative power absorbing device 6, and a DC voltage (input voltage) set value Vdcref and a DC voltage (input voltage) Vdc 1 are input to the comparison unit 12 of the chopper duty ratio calculation unit 11. The deviation between the two is obtained. This deviation is input to the proportional-plus-integral calculation unit 13, where the proportional-integral calculation is performed, and the chopper duty ratio (= ON time of the switching element SW / switching cycle) is calculated. The chopper duty ratio, which is the output of the chopper duty ratio calculation unit 11, is input to the chopper gate signal generation unit 14, and the chopper gate signal generation unit 14 generates a gate signal so as to have this chopper duty ratio. The signal is input to the gate of the switching element SW of the chopper unit 10 and its duty ratio (conduction ratio) is controlled. That is, when the ON time of the switching element SW of each chopper unit 10 is changed, the average current flowing through the regenerative resistor 8 changes. Therefore, by controlling the duty ratio, the regenerative power absorption amount of the regenerative power absorption device 6 is changed, and the input voltage Vdc1 is controlled to coincide with the set value Vdcref.

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、特許文献1〜3がある。
特開昭63−49559号公報 特開昭63−103745号公報 特開2004−168214号公報
In addition, there exists patent documents 1-3 as prior art document information relevant to invention of this application.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-49559 JP-A 63-103745 JP 2004-168214 A

ところで、前記した従来の回生電力吸収装置においては、回生抵抗8は、入力電圧設定値Vdcrefの下限でデューティ比を最大にした時に、最大回生電流を消費できる値に選定する。例えば、回生電流の最大値が1000A、入力電圧設定値の下限電圧が750V、上限電圧が900V、デューティ比の最大値が0.95の場合には、回生抵抗8≦750/1000×0.95=0.71より、回生抵抗8は0.7Ω程度の値に選定する。この場合に、スイッチング素子SWの故障または誤配線等により、スイッチング素子SWが短絡状態となった場合、スイッチング素子SWと回生抵抗8を介して入力電圧Vdc1と回生抵抗8で決まる電流がチョッパユニット10に流れる。入力電圧Vdc1が下限電圧750Vで回生抵抗8が0.7Ωの場合には回生電流は750/0.7=1071A程度流れ、入力電圧Vdc1が上限電圧900Vの場合には回生電流は900/0.7=1286A程度流れる。これらの値は、下限電圧では回生電流最大値の107%となり、上限電圧では回生電流最大値の129%となる。一方、過電流検出レベルはこれより高く設定されているために、スイッチング素子SWが短絡故障しても回生電流値から故障を検出することができない。   By the way, in the above-described conventional regenerative power absorbing device, the regenerative resistor 8 is selected to a value that can consume the maximum regenerative current when the duty ratio is maximized at the lower limit of the input voltage setting value Vdcref. For example, when the maximum value of the regenerative current is 1000 A, the lower limit voltage of the input voltage setting value is 750 V, the upper limit voltage is 900 V, and the maximum value of the duty ratio is 0.95, the regenerative resistance 8 ≦ 750/1000 × 0.95 = 0.71, the regenerative resistor 8 is selected to a value of about 0.7Ω. In this case, when the switching element SW is short-circuited due to a failure or miswiring of the switching element SW, a current determined by the input voltage Vdc1 and the regenerative resistor 8 via the switching element SW and the regenerative resistor 8 is chopper unit 10. Flowing into. When the input voltage Vdc1 is the lower limit voltage 750V and the regenerative resistor 8 is 0.7Ω, the regenerative current flows about 750 / 0.7 = 1071A, and when the input voltage Vdc1 is the upper limit voltage 900V, the regenerative current is 900/0. About 7 = 1286A flows. These values are 107% of the maximum regenerative current value at the lower limit voltage and 129% of the maximum regenerative current value at the upper limit voltage. On the other hand, since the overcurrent detection level is set higher than this, even if the switching element SW is short-circuited, the failure cannot be detected from the regenerative current value.

又、スイッチング素子SWの故障または誤配線等により、スイッチング素子SWが開放状態となった場合、回生電流が流れなくなり、回生電力を吸収することができなくなる。複数のチョッパユニット10を並列に接続して使用する場合には、1つのチョッパユニット10のスイッチング素子SWが開放状態となっても、回生電流値が他のチョッパユニット10によって吸収できる電流値であれば、回生電力吸収装置6は動作を継続するが、吸収できない電流値の場合には、直流電気車5の回生ブレーキを使用できなくなり、架線3が過電圧になる前に直流電気車5が回生電流を制限するために、スイッチング素子SWの開放故障を検出することができない。   In addition, when the switching element SW is opened due to a failure of the switching element SW or incorrect wiring, the regenerative current does not flow and the regenerative power cannot be absorbed. When using a plurality of chopper units 10 connected in parallel, even if the switching element SW of one chopper unit 10 is in an open state, the regenerative current value can be a current value that can be absorbed by another chopper unit 10. For example, the regenerative power absorbing device 6 continues to operate, but in the case of a current value that cannot be absorbed, the regenerative brake of the DC electric vehicle 5 cannot be used, and the DC electric vehicle 5 is regenerated before the overhead wire 3 becomes overvoltage. Therefore, it is impossible to detect an open failure of the switching element SW.

この発明は上記のような課題を解決するために成されたものであり、チョッパ回路を構成するスイッチング素子の開放、短絡故障を容易に検出することができる回生電力吸収装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a regenerative power absorbing device that can easily detect an open / short circuit failure of a switching element constituting a chopper circuit. To do.

この発明の請求項1に係る回生電力吸収装置は、直流電源母線に並列に接続され、モータからの回生電力が直流電源母線に回生される際に回生電力をチョッパ回路を介して回生抵抗の発熱で吸収する複数の回生電力吸収部と、前記チョッパ回路の出力側に設けられた電流平滑用のリアクトルと、前記各チョッパ回路に設けられ、チョッパ電流を検出する電流検出器と、直流電源母線からの入力電圧の設定値と入力電圧との偏差に応じてチョッパ回路の一台当りのチョッパ電流の指令値を演算するチョッパ電流指令値演算部と、チョッパ電流指令値と各チョッパ電流検出値との偏差に応じて各チョッパ回路のデューティ比を演算するチョッパデューティ比演算部と、このデューティ比となるように各チョッパ回路のスイッチング素子のゲート信号を生成するチョッパゲート信号生成部とを備え、チョッパ電流の指令値と検出値との偏差がしきい値以上でスイッチング素子の故障を検出するものである。   The regenerative power absorbing device according to claim 1 of the present invention is connected in parallel to the DC power supply bus, and when the regenerative power from the motor is regenerated to the DC power supply bus, the regenerative power is generated by the regenerative resistor via the chopper circuit. A plurality of regenerative power absorbers that absorb the current, a current smoothing reactor provided on the output side of the chopper circuit, a current detector provided in each chopper circuit for detecting a chopper current, and a DC power supply bus A chopper current command value calculation unit that calculates a command value of chopper current per chopper circuit according to the deviation between the input voltage setting value and the input voltage, and the chopper current command value and each chopper current detection value A chopper duty ratio calculation unit that calculates the duty ratio of each chopper circuit according to the deviation, and the gate signal of the switching element of each chopper circuit so that this duty ratio is obtained. And a chopper gate signal generator for generating a deviation between the command value and the detected value of the chopper current is for detecting a failure of the switching element at or above the threshold.

請求項2に係る回生電力吸収装置は、チョッパ回路の電流検出値−電流指令値がしきい値より大きい状態が一定期間継続したことにより、チョッパ回路のスイッチング素子の短絡故障を検出するものである。   The regenerative power absorbing device according to claim 2 detects a short-circuit failure of the switching element of the chopper circuit when a state in which the current detection value of the chopper circuit−the current command value is larger than the threshold value continues for a certain period. .

請求項3に係る回生電力吸収装置は、チョッパ回路の電流指令値−電流検出値がしきい値より大きい状態が一定期間継続したことにより、チョッパ回路のスイッチング素子の開放故障を検出するものである。   The regenerative power absorbing device according to claim 3 detects an open failure of the switching element of the chopper circuit when a state in which the current command value of the chopper circuit-current detection value is larger than the threshold value continues for a certain period. .

以上のようにこの発明によれば、直流入力電圧とその設定値との偏差から一台当りのチョッパ回路のチョッパ電流の指令値を演算し、この指令値と各チョッパ電流の検出値との偏差からチョッパデューティ比を求め、このデューティ比となるように各チョッパ回路のスイッチング素子のゲート信号を生成しており、各スイッチング素子が正常であれば、チョッパ電流の指令値と各検出値が一致する。しかし、何れかのチョッパ回路においてスイッチング素子に故障が発生すると、チョッパ電流の指令値と検出値との間に大きな差が生じ、その偏差がしきい値以上になる。即ち、何れかのチョッパ回路のスイッチング素子に短絡故障が発生すると、そのチョッパ回路においては通常より大きなチョッパ電流が流れるので、チョッパ電流の検出値−指令値がしきい値より大きな状態が一定期間継続することになり、スイッチング素子の短絡故障を検出することができる。又、何れかのチョッパ回路のスイッチング素子に開放故障が発生すると、そのチョッパ回路にはチョッパ電流が流れないので、チョッパ電流の指令値−検出値がしきい値より大きな状態が一定期間継続することになり、スイッチング素子の開放故障を検出することができる。   As described above, according to the present invention, the command value of the chopper current of each chopper circuit is calculated from the deviation between the DC input voltage and the set value, and the deviation between the command value and the detected value of each chopper current is calculated. The chopper duty ratio is obtained from this, and the gate signal of the switching element of each chopper circuit is generated so as to become this duty ratio. If each switching element is normal, the command value of the chopper current and each detected value match. . However, when a failure occurs in the switching element in any of the chopper circuits, a large difference occurs between the command value of the chopper current and the detected value, and the deviation becomes greater than or equal to the threshold value. That is, when a short circuit failure occurs in the switching element of any chopper circuit, a chopper current larger than usual flows in the chopper circuit, and thus the state where the detected value of the chopper current−the command value is larger than the threshold value continues for a certain period. Therefore, it is possible to detect a short circuit failure of the switching element. Also, if an open circuit failure occurs in the switching element of any chopper circuit, the chopper current does not flow in that chopper circuit, so that the state where the command value-detected value of the chopper current is larger than the threshold value continues for a certain period of time. Thus, an open circuit failure of the switching element can be detected.

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面とともに説明する。図1は
この発明の実施最良形態による直流式電気鉄道の回生電力吸収装置の制御ブロック図、図2は同じく回生電力吸収装置の回路構成図である。まず図2においてT1,T2は架線(直流電源母線)3に接続され、架線3からの入力電圧が入力される直流入力端子であり、直流入力端子T1,T2には回生電流検出器9及びリアクトルL1を介して複数のチョッパユニット15が並列に接続される。各チョッパユニット15はコンデンサCとスイッチング素子SWと環流ダイオードDとこれらの出力側に設けられた電流平滑用のリアクトルL2及びチョッパ電流を検出する電流検出器16とから構成され、このうち環流ダイオードDとスイッチング素子SW、及びリアクトルL1によりチョッパ回路が構成され、このチョッパ回路の出力側には個別に回生抵抗8が接続され、このチョッパ回路と回生抵抗8とにより回生電力吸収部を構成し、この回生電力吸収部は直流入力端子T1,T2に並列に複数接続される。回生抵抗8を個別に設けるとともに、電流平滑用のリアクトルL2を設けたのは、チョッパ回路を電流制御するためである。コンデンサCとリアクトルL1とにより、従来同様にLCフィルタが構成される。又、回生抵抗8は発熱により回生電力を吸収する。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a control block diagram of a regenerative power absorbing device for a DC electric railway according to the best mode of the present invention, and FIG. 2 is a circuit configuration diagram of the regenerative power absorbing device. First, in FIG. 2, T1 and T2 are DC input terminals connected to an overhead line (DC power supply bus) 3 and input voltage from the overhead line 3 is input. The DC input terminals T1 and T2 include a regenerative current detector 9 and a reactor. A plurality of chopper units 15 are connected in parallel via L1. Each chopper unit 15 includes a capacitor C, a switching element SW, a freewheeling diode D, a current smoothing reactor L2 provided on the output side thereof, and a current detector 16 for detecting a chopper current. The switching element SW and the reactor L1 constitute a chopper circuit, and a regenerative resistor 8 is individually connected to the output side of the chopper circuit. The chopper circuit and the regenerative resistor 8 constitute a regenerative power absorption unit. A plurality of regenerative power absorption units are connected in parallel to the DC input terminals T1 and T2. The reason why the regenerative resistor 8 is individually provided and the current smoothing reactor L2 is provided is to control the current of the chopper circuit. The capacitor C and the reactor L1 constitute an LC filter as in the conventional case. In addition, the regenerative resistor 8 absorbs regenerative power due to heat generation.

次に、図1の制御ブロック図においては、直流入力端子T1,T2からの直流入力電圧Vdc1とその設定値Vdcrefがチョッパ電流指令値演算部17の比較部18に入力され、その偏差が比例積分演算部19に入力されて比例積分演算され、チョッパ回路(チョッパユニット15)の一台当りに流すべきチョッパ電流指令値が演算される。このチョッパ電流指令値はチョッパデューティ比演算部20の比較部21に入力され、各チョッパ回路に個別に設けられた電流検出器16の出力である各チョッパ電流の検出値と比較され、その偏差が比例積分演算部22に入力されて、比例積分演算され、偏差に応じたチョッパ回路のオンオフのデューティ比が演算される。この各デューティ比は各チョッパゲート信号生成部23にそれぞれ入力され、各チョッパゲート信号生成部23は対応するチョッパ回路のデューティ比が演算されたデューティ比となるようにチョッパゲート信号を生成し、このチョッパゲート信号を各チョッパ回路のスイッチング素子SWのゲートに供給する。   Next, in the control block diagram of FIG. 1, the DC input voltage Vdc1 from the DC input terminals T1 and T2 and its set value Vdcref are input to the comparator 18 of the chopper current command value calculator 17, and the deviation is proportionally integrated. A proportional-integral calculation is input to the calculation unit 19 to calculate a chopper current command value to be passed per one chopper circuit (chopper unit 15). This chopper current command value is input to the comparison unit 21 of the chopper duty ratio calculation unit 20 and compared with the detected value of each chopper current which is the output of the current detector 16 provided individually in each chopper circuit, and the deviation is The signal is input to the proportional-plus-integral calculation unit 22 and subjected to proportional-integral calculation, and the on / off duty ratio of the chopper circuit corresponding to the deviation is calculated. Each duty ratio is input to each chopper gate signal generation unit 23, and each chopper gate signal generation unit 23 generates a chopper gate signal so that the duty ratio of the corresponding chopper circuit becomes the calculated duty ratio. A chopper gate signal is supplied to the gate of the switching element SW of each chopper circuit.

前記した回生電力吸収装置においては、その直流入力電圧Vdc1とその設定値Vdcrefとの偏差から一台当りのチョッパ回路のチョッパ電流の指令値を演算し、この指令値と各チョッパ電流の検出値との偏差からチョッパデューティ比を求め、このデューティ比となるように各チョッパ回路のスイッチング素子SWのゲート信号を生成しており、各スイッチング素子SWが正常であれば、チョッパ電流の指令値と各チョッパ電流の検出値が一致するとともに、回生電力が各回生抵抗8の発熱により吸収されることから、直流入力電圧Vdc1が設定値Vdcrefと一致するようになる。ここで、何れかのチョッパ回路においてスイッチング素子SWに短絡故障が発生すると、そのチョッパ回路においては通常より大きなチョッパ電流が流れ、チョッパ電流の検出値−指令値がしきい値より大きい状態が一定期間継続することにより、スイッチング素子SWの短絡故障を検出することができる。又、何れかのチョッパ回路においてスイッチング素子SWに開放故障が発生すると、チョッパ電流が流れなくなり、チョッパ電流の指令値−検出値がしきい値より大きな状態が一定期間継続することにより、スイッチング素子SWの開放故障を検出することができる。   In the above-described regenerative power absorbing device, the command value of the chopper current of each chopper circuit is calculated from the deviation between the DC input voltage Vdc1 and the set value Vdcref, and the command value and the detected value of each chopper current are calculated. The chopper duty ratio is obtained from the deviation of the signal, and the gate signal of the switching element SW of each chopper circuit is generated so as to be this duty ratio. If each switching element SW is normal, the command value of the chopper current and each chopper Since the detected current values match and the regenerative power is absorbed by the heat generated by each regenerative resistor 8, the DC input voltage Vdc1 matches the set value Vdcref. Here, when a short circuit failure occurs in the switching element SW in any of the chopper circuits, a chopper current larger than normal flows in the chopper circuit, and a state where the detected value of the chopper current−the command value is larger than the threshold value is in a certain period. By continuing, a short circuit failure of the switching element SW can be detected. Further, when an open circuit failure occurs in the switching element SW in any of the chopper circuits, the chopper current stops flowing, and the state where the command value-detected value of the chopper current is larger than the threshold value continues for a certain period. An open fault can be detected.

なお、前記した実施最良形態においては、直流式電気鉄道の回生電力吸収装置に適用する場合について説明したが、多数のモータを個々にインバータで加減速駆動する工場設備等での直流電源母線に接続して、モータからの回生電力を回生抵抗で吸収する回生電力吸収装置として適用して同等の作用効果を得ることができる。   In the above-described best embodiment, the case where the present invention is applied to a regenerative power absorbing device for a DC electric railway has been described. However, a large number of motors are individually connected to a DC power source bus in factory equipment that is accelerated and decelerated by an inverter. And it can apply as a regenerative electric power absorption apparatus which absorbs the regenerative electric power from a motor with regenerative resistance, and can obtain an equivalent effect.

この発明の実施最良形態による直流式電気鉄道の回生電力吸収装置の制御ブロック図である。1 is a control block diagram of a regenerative power absorbing device for a DC electric railway according to the best embodiment of the present invention. FIG. 実施最良形態による直流式電気鉄道の回生電力吸収装置の回路構成図である。1 is a circuit configuration diagram of a regenerative power absorbing device for a DC electric railway according to an embodiment. FIG. 従来の直流式電気鉄道の回生制動システムの構成図である。It is a block diagram of the regenerative braking system of the conventional DC type electric railway. 従来の回生電力吸収装置の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the conventional regenerative power absorber. 従来の回生電力吸収装置の制御ブロック図である。It is a control block diagram of the conventional regenerative power absorbing device.

符号の説明Explanation of symbols

1…交流電源
2…変電所
3…架線(直流電源母線)
5…直流電気車
8…回生抵抗
15…チョッパユニット
16…電流検出器
17…チョッパ電流指令値演算部
20…チョッパデューティ比演算部
23…チョッパゲート信号生成部
T1,T2…直流入力端子
1 ... AC power supply 2 ... Substation 3 ... Overhead wire (DC power supply bus)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... DC electric vehicle 8 ... Regenerative resistor 15 ... Chopper unit 16 ... Current detector 17 ... Chopper current command value calculating part 20 ... Chopper duty ratio calculating part 23 ... Chopper gate signal generation part T1, T2 ... DC input terminal

Claims (3)

直流電源母線に並列に接続され、モータからの回生電力が直流電源母線に回生される際に回生電力をチョッパ回路を介して回生抵抗の発熱で吸収する複数の回生電力吸収部と、前記チョッパ回路の出力側に設けられた電流平滑用のリアクトルと、前記各チョッパ回路に設けられ、チョッパ電流を検出する電流検出器と、直流電源母線からの入力電圧の設定値と入力電圧との偏差に応じてチョッパ回路の一台当りのチョッパ電流の指令値を演算するチョッパ電流指令値演算部と、チョッパ電流指令値と各チョッパ電流検出値との偏差に応じて各チョッパ回路のデューティ比を演算するチョッパデューティ比演算部と、このデューティ比となるように各チョッパ回路のスイッチング素子のゲート信号を生成するチョッパゲート信号生成部とを備え、チョッパ電流の指令値と検出値との偏差がしきい値以上でスイッチング素子の故障を検出することを特徴とする回生電力吸収装置。   A plurality of regenerative power absorbers connected in parallel to the DC power supply bus and absorbing regenerative power by the heat generated by the regenerative resistor via the chopper circuit when regenerative power from the motor is regenerated to the DC power supply bus, and the chopper circuit According to the deviation between the set value of the input voltage from the DC power supply bus and the input voltage, the current smoothing reactor provided on the output side of the power supply, the current detector provided in each of the chopper circuits and detecting the chopper current. A chopper current command value calculation unit for calculating a chopper current command value per chopper circuit, and a chopper for calculating the duty ratio of each chopper circuit according to the deviation between the chopper current command value and each chopper current detection value A duty ratio calculation unit, and a chopper gate signal generation unit that generates a gate signal of a switching element of each chopper circuit so as to achieve this duty ratio. Regenerative power absorption device the deviation between the command value and the detected value of the chopper current and detects a failure of the switching element at or above the threshold. チョッパ回路の電流検出値−電流指令値がしきい値より大きい状態が一定期間継続したことにより、チョッパ回路のスイッチング素子の短絡故障を検出することを特徴とする請求項1記載の回生電力吸収装置。   2. The regenerative power absorbing device according to claim 1, wherein a short circuit failure of the switching element of the chopper circuit is detected when a state where the current detection value of the chopper circuit-current command value is larger than the threshold value continues for a certain period. . チョッパ回路の電流指令値−電流検出値がしきい値より大きい状態が一定期間継続したことにより、チョッパ回路のスイッチング素子の開放故障を検出することを特徴とする請求項1記載の回生電力吸収装置。   2. The regenerative power absorbing device according to claim 1, wherein an open circuit failure of the switching element of the chopper circuit is detected when a state where the current command value of the chopper circuit-current detection value is larger than the threshold value continues for a certain period. .
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