JP6687423B2 - 集電電流監視装置 - Google Patents
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Description
(前記式(1)においてMpは前記一部の変圧器に接続する主変換装置の個数であり、Mallは前記複数の変圧器のいずれかに接続する主変換装置の個数の総和である。)
本開示の集電電流監視装置は、必ずしも電流値IYを直接測定しなくても、電流値IX、IYを取得することができる。電流値IX、IYを用いれば、電気離線を検出することができる。
<第1実施形態>
1.集電電流監視装置1の構成
集電電流監視装置1の構成を図1〜図3に基づき説明する。集電電流監視装置1は鉄道車両に搭載される装置である。集電電流監視装置1は、図1に示すように、CPU3とメモリ5とを有する周知のマイクロコンピュータを中心に構成される。メモリ5としては、例えば、RAM、ROM、フラッシュメモリ等の半導体メモリ等が挙げられる。集電電流監視装置1の各種機能は、CPU3がメモリ5に格納されたプログラムを実行することにより実現される。
集電電流監視装置1が所定時間ごとに繰り返し実行する処理を図4〜図7に基づき説明する。図4のステップ1では、鉄道車両情報取得ユニット25がATC33から位置Pと速度Vとを取得する。
また、二乗平均平方根RMS1が閾値B2以上であり、且つ二乗平均平方根RMS2が閾値A2以下であるとき、異常条件が充足される。
ステップ4では、前記ステップ3で取得した電流値I1a、I1bが、予め設定された正常範囲内であるか否かを電流値判断ユニット15が判断する。正常範囲とは、電流センサ41、43が正常に機能しているときに、電流値I1a、I1bが取りえる値の範囲である。電流値I1a、I1bが正常範囲内である場合はステップ5に進み、電流値I1a、I1bが正常範囲内にない場合はステップ15に進む。
ステップ7では、集電電流取得ユニット11が、前記ステップ3で取得した電流値I2aと電流値I2bとを合計することで、電流値I2を算出する。
ステップ10では、異常発生信号出力ユニット23が異常発生信号を出力する。
ステップ12では、総集電電流算出ユニット9が、前記ステップ11で取得した電流値Ipαから、下記式(2)を用いて、電流値Iallを算出する。
前記式(2)においてMpは主変圧器53に接続する主変換装置の個数であって、具体的には3個である。Mallは、主変圧器53、55、57、59のいずれかに接続する主変換装置の個数の総和であって、具体的には14個である。
ステップ14では、集電電流算出ユニット13が、前記ステップ12で算出した電流値Iallから、前記ステップ13で算出した電流値I1を差し引くことで、電流値I2を算出する。
ステップ17では、総集電電流算出ユニット9が、前記ステップ16で取得した電流値Ipδから、下記式(3)を用いて、電流値Iallを算出する。
前記式(3)においてMpは主変圧器59に接続する主変換装置の個数であって、具体的には3個である。Mallは、主変圧器53、55、57、59のいずれかに接続する主変換装置の個数の総和であって、具体的には14個である。
ステップ19では、集電電流算出ユニット13が、前記ステップ17で算出した電流値Iallから、前記ステップ18で算出した電流値I2を差し引くことで、電流値I1を算出する。
(1A)集電電流監視装置1は、電流センサ45、47が故障し、電流値I2a、I2bを直接測定できない場合でも、前記ステップ11〜14の処理により、電流値I1、I2を算出することができる。また、集電電流監視装置1は、電流センサ41、43が故障し、電流値I1a、I1bを直接測定できない場合でも、前記ステップ16〜19の処理により、電流値I1、I2を算出することができる。集電電流監視装置1は、電流値I1、I2を用いて電気離線を検出することができる。
<第2実施形態>
1.第1実施形態との相違点
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
集電電流監視装置1が実行する処理は、基本的には第1実施形態と同様である。ただし、式(2)、式(3)におけるMallの値は、主変圧器53、55、59のいずれかに接続する主変換装置の個数の総和であって、具体的には10個である。
以上詳述した第2実施形態によれば、前述した第1実施形態と同様の効果が得られる。
<第3実施形態>
1.第1実施形態との相違点
第3実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
集電電流監視装置1が実行する処理は、基本的には第1実施形態と同様である。ただし、前記ステップ3では、集電電流取得ユニット11が、電流センサ41、43、45を用いて、電流値I1a、I1b、I2を取得する。また、前記ステップ5では、電流センサ45で検出した電流値I2が予め設定された正常範囲内であるか否かを電流値判断ユニット15が判断する。また、前記ステップ4で否定判断した場合は、処理を終了する。
3.集電電流監視装置1が奏する効果
以上詳述した第3実施形態によれば、前述した第1実施形態と同様の効果が得られる。
<第4実施形態>
1.第1実施形態との相違点
第4実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
集電電流監視装置1は、以下の方法で、電流値I1、電流値I2、及び電流値I3を算出することができる。
また、電流値Iallは、以下の方法で算出してもよい。まず、電流センサ43、83を用いて、電流値Ipβを取得する。なお、電流センサ43で検出する電流値I1bと、電流センサ83で検出する電流値I3aとの和は、電流値Ipβに等しい。次に、以下の式(4)を用いて、電流値Iallを算出する。
前記式(4)においてMpは主変圧器55に接続する主変換装置の個数であって、具体的には4個である。Mallは、主変圧器53、55、57、59のいずれかに接続する主変換装置の個数の総和であって、具体的には14個である。
前記式(5)においてMpは主変圧器57に接続する主変換装置の個数であって、具体的には4個である。Mallは、主変圧器53、55、57、59のいずれかに接続する主変換装置の個数の総和であって、具体的には14個である。
(4A)集電電流監視装置1は、電流センサ41、43、45、47、83、85のうちの一部が故障し、電流値I1、I2、I3のうちの一つを直接測定できない場合でも、電流値I1、電流値I2、及び電流値I3をそれぞれ算出することができる。集電電流監視装置1は、電流値I1、I2、I3を用いて電気離線を検出することができる。
<その他の実施形態>
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得る。
(2)前記ステップ11において、電流値Ipαの代わりに、電流値Ipβを取得してもよい。電流値Ipβは、例えば、分岐経路65に設けた電流センサを用いて取得することができる。前記ステップ11において電流値Ipβを取得した場合、前記ステップ12において、電流値Ipβから、下記式(6)を用いて、電流値Iallを算出することができる。
前記式(6)においてMpは主変圧器55に接続する主変換装置の個数であって、具体的には4個である。Mallは、主変圧器53、55、57、59のいずれかに接続する主変換装置の個数の総和であって、具体的には14個である。
前記式(7)においてMpは主変圧器57に接続する主変換装置の個数であって、具体的には4個である。Mallは、主変圧器53、55、57、59のいずれかに接続する主変換装置の個数の総和であって、具体的には14個である。
(8)異常条件は、他の条件であってもよい。例えば、異常条件は、以下の(式8)で表されるRが、閾値TXより大きいか、閾値TYより小さいという条件であってもよい。
ここで、閾値TXは1より大きい値であり、閾値TYは0より大きく1より小さい値である。
Claims (6)
- 並列に配置された複数の変圧器、並びに前記複数の変圧器に集電電流を供給する複数の集電装置を備え、前記複数の変圧器のいずれかに接続する各主変換装置の電流が同じである鉄道車両に用いられる集電電流監視装置であって、
前記複数の変圧器のうち、一部の変圧器に流れる電流の電流値Ipを取得する変圧器電流取得ユニットと、
前記変圧器電流取得ユニットが取得した前記電流値Ipから、下記式(1)を用いて、前記複数の集電装置が供給する集電電流の電流値Iallを算出する総集電電流算出ユニットと、
前記複数の集電装置のうち、1個の集電装置以外の集電装置が供給する集電電流の電流値IXを取得する集電電流取得ユニットと、
前記総集電電流算出ユニットが算出した電流値Iallから、前記集電電流取得ユニットが取得した前記電流値IXを差し引くことで、前記1個の集電装置が供給する集電電流の電流値IYを算出する集電電流算出ユニットと、
を備える集電電流監視装置。
式(1) Iall=Ip×(Mall/Mp)
(前記式(1)においてMpは前記一部の変圧器に接続する主変換装置の個数であり、Mallは前記複数の変圧器のいずれかに接続する主変換装置の個数の総和である。) - 請求項1に記載の集電電流監視装置であって、
前記鉄道車両は、集電装置X及び集電装置Yから成る2つの集電装置を備え、
前記電流値Ixは、前記集電装置Xが供給する集電電流の電流値であり、前記電流値IYは、前記集電装置Yが供給する集電電流の電流値である集電電流監視装置。 - 請求項2に記載の集電電流監視装置であって、
前記電流値IXのウインドウ幅Wにおける二乗平均平方根RMSXを算出する第1のRMS算出ユニットと、
前記電流値IYの前記ウインドウ幅Wにおける二乗平均平方根RMSYを算出する第2のRMS算出ユニットと、
前記二乗平均平方根RMSX及び前記二乗平均平方根RMSYの組み合わせが、予め設定された異常条件を充足するか否かを判断する異常判断ユニットと、
前記異常条件を充足すると前記異常判断ユニットが判断した場合、異常発生信号を出力する異常発生信号出力ユニットと、
をさらに備える集電電流監視装置。 - 請求項3に記載の集電電流監視装置であって、
前記鉄道車両の位置及び速度のうち少なくとも一方を含む鉄道車両情報を取得する鉄道車両情報取得ユニットと、
前記鉄道車両情報取得ユニットが取得した前記鉄道車両情報に応じて、前記ウインドウ幅W及び前記異常条件のうち少なくとも一方を含む設定事項を設定する設定ユニットと、
をさらに備える集電電流監視装置。 - 請求項4に記載の集電電流監視装置であって、
前記鉄道車両情報と、前記設定事項との対応関係を規定するテーブルを備え、
前記設定ユニットは、前記テーブルを用いて、前記鉄道車両情報取得ユニットが取得した前記鉄道車両情報に対応する前記設定事項を設定する集電電流監視装置。 - 請求項3〜5のいずれか1項に記載の集電電流監視装置であって、
前記異常条件は、前記二乗平均平方根RMSX及び前記二乗平均平方根RMSYのうち一方が閾値A以下であり、且つ他方が前記閾値Aより大きい閾値B以上であるという条件である集電電流監視装置。
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