JPH01270781A - Damping device - Google Patents

Damping device

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JPH01270781A
JPH01270781A JP63097354A JP9735488A JPH01270781A JP H01270781 A JPH01270781 A JP H01270781A JP 63097354 A JP63097354 A JP 63097354A JP 9735488 A JP9735488 A JP 9735488A JP H01270781 A JPH01270781 A JP H01270781A
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power
power converter
switch
flywheel
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Yasuhiko Hosokawa
靖彦 細川
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Abstract

PURPOSE:To suppress fluctuation of input voltage of a power converter even after a DC power source is disconnected by zero controlling input of the power converter at the time of stop of a flywheel, then turning OFF a chopper, and then connecting a damping resistor. CONSTITUTION:When a stop button 50a is pressed, a changeover relay 43 is turned ON, and a power reference value of the input of a power controller 31 becomes '0'. A changeover relay 48 becomes OFF after a set time of a delay circuit 51, and a chopper 100 is turned OFF. Simultaneously, a switch 3 is released. Further, a switching relay 44 is turned ON, and a slip frequency f is determined according to the variation of an input voltage Vd. Then, after the release of the switch 3 is confirmed, a switch 40 is closed to connect a damping resistor 41. A chopper 100 starts operating, and a frequency command is calculated in response to the output of a ramp generator 47. Thus, the energy of the flywheel 8 is consumed by a damping resistor 41.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば、電車線の余剰電力をフライホイー
ルに蓄勢し、電力不足時蓄勢電力を放出させて不足電力
を補償するフライホイールエネルギ蓄勢装置の制動装置
に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a flywheel that stores surplus power of a contact line in a flywheel and releases the stored power when there is a power shortage to compensate for the power shortage. The present invention relates to a braking device for an energy storage device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第3図は、例えば特じ;1昭62−281736号明細
書に記載された従来のフライホイールエネルギ蓄勢装置
の制動装置の構成を示す回路図であり、図において1は
直流き電回路(以下電車線という)、2は接地線、3は
開閉器、4は直流リアクトル、5はコンデンサ、6は電
力変換器の主回路(以下、単に電力変換器という)、7
は3相誘導機、8はこの3相誘導機に軸結されたフライ
ホイールである。
FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of a braking device of a conventional flywheel energy storage device described in, for example, Japanese Patent Application No. 1, 1981-281736, and in the figure, 1 is a DC feeding circuit ( 2 is a grounding wire, 3 is a switch, 4 is a DC reactor, 5 is a capacitor, 6 is the main circuit of a power converter (hereinafter simply referred to as a power converter), 7
is a three-phase induction machine, and 8 is a flywheel connected to this three-phase induction machine.

電力変換器6は半導体スイッチング素子、この例ではゲ
ートターンオフサイリスタ(以下GTOと(・う)12
〜17を6相ブリツジ接続してなるインバータであって
、GT012〜17のそれぞれにダイオード18〜23
が逆並列接続されている。
The power converter 6 is a semiconductor switching element, in this example, a gate turn-off thyristor (hereinafter referred to as GTO) 12.
-17 are connected in a 6-phase bridge, with diodes 18-23 connected to each of GT012-17.
are connected in antiparallel.

100は4象限チヲツパであって、直流リアクトル4と
コンデンサ5からなる平滑回路と電力変換器6との間に
挿入されている。
A four-quadrant chip 100 is inserted between a smoothing circuit consisting of a DC reactor 4 and a capacitor 5 and a power converter 6.

4象限チヨッパ100は、GTOlolとこれに逆並列
接続されたダイオード111.GTO102とこれに逆
並列接続されたダイオード112゜GTOl 03とこ
れに逆並列接続されたダイオード113.GTO104
とこれに逆並列接続されたダイオード114.GTOl
olと102の接続点とGTO103と104の接続点
との間に挿入された平滑リアクトル200を有し、GT
Ololと102の直列回路はコンデンサ5の端子間に
接続されており、GTO1Q3と104の直列回路は電
力変換器6の直流側端子間に接続されている。
The four-quadrant chopper 100 includes GTOlol and a diode 111 . GTO102 and a diode 112° connected in anti-parallel to this GTO103 and a diode 113 connected in anti-parallel to this. GTO104
and a diode 114 connected in antiparallel to this. GTOl
It has a smoothing reactor 200 inserted between the connection point of ol and 102 and the connection point of GTO 103 and 104,
The series circuit of Olol and 102 is connected between the terminals of the capacitor 5, and the series circuit of GTO1Q3 and 104 is connected between the DC side terminals of the power converter 6.

121は電力変換器6の直流側端子間に挿入されたフィ
ルタコンデンサであり、このフィルタコンデンサ121
に並列に電力変換器6の直流入力電圧Vdを検出する電
圧検出器251が接続されている。
121 is a filter capacitor inserted between the DC side terminals of the power converter 6;
A voltage detector 251 that detects the DC input voltage Vd of the power converter 6 is connected in parallel to the power converter 6 .

241は電流検出器であって、電力変換器6の直流回路
を流れる直流電流”din  (電力変換器6の入力電
流)を検出する。
Reference numeral 241 denotes a current detector that detects the DC current "din (input current of the power converter 6) flowing through the DC circuit of the power converter 6.

26は乗算器であり、直流電流Id in  と直流入
力電圧Vdを乗算し、入力電力Pを演算する。
A multiplier 26 calculates the input power P by multiplying the DC current Id in and the DC input voltage Vd.

電圧制御器351は入力基準電圧vd9と電圧検出器2
51が検出する電力変換器6の直流入力電圧Vdとを比
較演算して、この直流入力電圧Vdが入力基準電圧Vd
″′どなるようにゲート制御信号を作成して、ゲート制
御器361に供給する。
The voltage controller 351 has an input reference voltage vd9 and a voltage detector 2.
51 detects the DC input voltage Vd of the power converter 6, and calculates this DC input voltage Vd as the input reference voltage Vd.
``''A gate control signal is created and supplied to the gate controller 361.

ゲート制御器361は上記ゲート制御信号の大きさに対
応したパルス幅のゲートパルスを送出する。
The gate controller 361 sends out a gate pulse with a pulse width corresponding to the magnitude of the gate control signal.

この例では、蓄勢・放勢電力基準値を電車線1S流基準
発生器321と乗算器261により作成している。電車
線電流基準発生器321は、電圧検出器25の電圧検出
値Edを電車線電圧基準値Ed’″と比較して電流基準
値1d”を作成する。
In this example, the storage/release power reference value is created by the overhead contact line 1S style reference generator 321 and the multiplier 261. The overhead line current reference generator 321 compares the voltage detection value Ed of the voltage detector 25 with the overhead line voltage reference value Ed''' to create a current reference value 1d''.

この電流基準値Td”は乗算器261で上記電圧検出値
Edと乗算される。この乗算器261の出力は蓄勢・放
勢電力基準値P*であって、電力制御器31で乗算器2
6の出力である電力変換器6の変換電力Pと比較される
This current reference value Td'' is multiplied by the voltage detection value Ed in a multiplier 261.The output of this multiplier 261 is the stored/discharged power reference value P*, and the power controller 31 multiplies the multiplier 2
6 is compared with the converted power P of the power converter 6, which is the output of the power converter 6.

この電力制御器31は透導機7の要求すべり周波数Δf
を演算する1、 32は速度検出器であって、誘導機70回転速度foを
検出する。、33は周波数制御器であって、電力制御器
31と速度検出器32の出力が導かれる。
This power controller 31 has a required slip frequency Δf of the transparent machine 7.
1 and 32 are speed detectors that detect the rotational speed fo of the induction machine 70. , 33 is a frequency controller, to which the outputs of the power controller 31 and speed detector 32 are guided.

34は発振器であって、周波数制御器33が送出する周
波数指令信号f、に対応する周波数信号をゲートパルス
発生器35に供給する。
An oscillator 34 supplies a frequency signal corresponding to the frequency command signal f sent out by the frequency controller 33 to the gate pulse generator 35.

次に動作について説明する。この装置は電車線電圧Fr
lが所定値以上の時は電車線1かも直流電流Idinを
取り込んでフライホイール8にエネルギを蓄勢し、所定
値以下に下った場合には電流を電車線に放出する。
Next, the operation will be explained. This device uses overhead line voltage Fr.
When l is above a predetermined value, the overhead contact line 1 also takes in DC current Idin to store energy in the flywheel 8, and when l falls below a predetermined value, the current is released to the overhead contact line.

電力変換器6は上記エネルギ蓄勢時には、4象限チツツ
パ100を通して取り込まれた直流入力電圧Vdを直流
電力に変換して誘導根子に供給し、誘導機7はカ行運転
される。
At the time of energy storage, the power converter 6 converts the DC input voltage Vd taken in through the four-quadrant tipper 100 into DC power and supplies it to the induction root, and the induction machine 7 is operated in full.

このエネルギ蓄勢時には乗算器261の出力−と乗算器
26の出力P(電力変換器6の実際の変換電力)とから
誘導機Tの要求すべり周波数△fが電力制御器31で演
算され、加算周波数f=Δf+foにしたがって発振器
34の発振周波数が変化し、その発振周波数に応じてゲ
ートパルス発生器35から電力変換器6のGTO12〜
1Tのゲートにゲートパルスが供給されて、GT012
〜17がスイッチング制御され、誘導機7とフライホイ
ール8には電車線1から電力P“(蓄勢、放勢電力基準
値)のエネルギが蓄えられる。
During this energy storage, the required slip frequency Δf of the induction machine T is calculated by the power controller 31 from the output of the multiplier 261 - and the output P of the multiplier 26 (actual converted power of the power converter 6), and is added. The oscillation frequency of the oscillator 34 changes according to the frequency f=Δf+fo, and the GTO 12~ of the power converter 6 is output from the gate pulse generator 35 according to the oscillation frequency.
A gate pulse is supplied to the gate of 1T, and GT012
17 are subjected to switching control, and the induction machine 7 and flywheel 8 store energy of electric power P'' (storage and release power reference value) from the overhead contact line 1.

また、上記エネルギの放熱時には、電力変換器6は誘導
機7を通して放出されるフライホイール8の蓄勢エネル
ギを直流電力に変換し、4象限チぢツバ100を介して
電車線1に送出して電車線電圧降下を補償する。
Further, when dissipating the energy, the power converter 6 converts the stored energy of the flywheel 8 released through the induction machine 7 into DC power, and sends it to the overhead contact line 1 via the four-quadrant collar 100. Compensate for overhead line voltage drop.

次に、この4象限チヨツパ100の動作について説明す
る。今、フライホイール8が電車線1からエネ”ルギを
吸収する蓄勢モードにあるとする。
Next, the operation of this four-quadrant chopper 100 will be explained. Assume that the flywheel 8 is now in a storage mode in which it absorbs energy from the overhead contact line 1.

このとき、Ed>Vd”であると、4象限チラツバ10
0はGTOlolがチョッパ駆動され、ダイオード11
2がフライホイール動作を行なうカ行降圧チョッパとな
り、電力変換器6の直流入力電圧Vdが入力基準電圧v
d*どなるように降圧する。
At this time, if Ed>Vd'', the 4th quadrant Chiratsuba 10
0 is GTOlol is chopper driven and diode 11
2 is a step-down chopper that performs flywheel operation, and the DC input voltage Vd of the power converter 6 is the input reference voltage v.
d* The pressure drops dramatically.

逆に、Ed<Vd”であると、GTOl 01がオン、
GTOl 04がチョッパ駆動され、ダイオード113
が直列ダイオード動作を行な5力行昇圧チヲッパとなる
Conversely, if Ed<Vd'', GTOl 01 is on,
GTOl 04 is chopper driven and diode 113
performs series diode operation and becomes a 5-power step-up chopper.

また、フライホイール8が電車線1にエネルギを放出す
る放勢モードにある場合、Ed≧Vd  であると、4
象限チヨッパ100はGTOI 03がオン、GTO1
02がチョッパ駆動され、ダイオード111が直列ダイ
オード動作を行なう回生昇圧チョッパとなる。
Furthermore, when the flywheel 8 is in the release mode in which it releases energy to the overhead contact line 1, if Ed≧Vd, then 4
Quadrant Choppa 100 has GTOI 03 on, GTO1
02 is driven by a chopper, and the diode 111 functions as a regenerative boost chopper that performs a series diode operation.

逆に、Ed<Vd  であると、GTO1Q3がチョッ
パ駆動され、ダイオード114はフライホイール動作を
行なう回生降圧チョッパとなる。
Conversely, if Ed<Vd, the GTO1Q3 is driven as a chopper, and the diode 114 becomes a regenerative step-down chopper that performs flywheel operation.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来の7ライホイールエネルギ蓄勢装置の制動装置は以
上のように構成されているので、チョッパによる定電圧
制御を行なうためには、電車線1の電源が不可決であり
た。
Since the braking device of the conventional 7-live wheel energy storage device is constructed as described above, the power source of the overhead contact line 1 is not reliable in order to perform constant voltage control using the chopper.

もし、電車線1を切り離すと、入力電圧が所定値に保持
されず、電力変換器6の出力電圧が変化して、誘導機7
との間に大きな無効電流が流れ、電力変換器6の運転が
継続できなくなる。
If the overhead contact line 1 is disconnected, the input voltage will not be maintained at a predetermined value, the output voltage of the power converter 6 will change, and the induction motor 7
A large reactive current flows between the power converter 6 and the power converter 6, making it impossible to continue operating the power converter 6.

このため、フライホイール8を減速させる際にも電車i
!!1にエネルギを放出しなければならず、夜間などに
おいて電車線に力゛電車が無くなった場合は、放出エネ
ルギを吸収するものが無いために、フライホイールを減
速させ、停止することができないという問題点があった
Therefore, when decelerating the flywheel 8, the train i
! ! 1) Energy must be released, and if there is no power on the overhead contact line at night, etc., there is nothing to absorb the released energy, so the flywheel cannot be slowed down and stopped. There was a point.

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、直流電源にエネルギを放出することなくフラ
イホイールを減速させることにより、直流電源の状態に
関係なく、任意にフライホイールを停止させることがで
きるフライホイールエネルギ蓄勢装置の制動装置を得る
ことを目的とする。
This invention was made to solve the above problems, and by decelerating the flywheel without releasing energy to the DC power source, the flywheel can be stopped at will regardless of the state of the DC power source. It is an object of the present invention to provide a braking device for a flywheel energy storage device that can

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明に係るフライホイールエネルギ蓄勢装置の制動
装置は、チョッパを直流電源から切り離す第1の開閉器
と、チョッパの回生電力を消費する制動抵抗と、この制
動抵抗を投入するための第2の開閉器と、電力変換器の
入力電圧の変化分を検出する演算器と、この演算器出力
と電力変換器の周波数指令を加算して電力変換器のスイ
ッチング周波数を制御する周波数制御器と、回生制動時
に周波数制御器の制御および開閉器の開閉制御を行なう
停止シーケンス発生器とを設けたものである。
A braking device for a flywheel energy storage device according to the present invention includes a first switch that disconnects a chopper from a DC power source, a braking resistor that consumes regenerative power of the chopper, and a second switch for turning on this braking resistor. A switch, a computing unit that detects changes in the input voltage of the power converter, a frequency controller that adds the output of this computing unit and the frequency command of the power converter to control the switching frequency of the power converter, and a regenerative The system is equipped with a stop sequence generator that controls the frequency controller and controls the opening and closing of the switch during braking.

〔作 用〕[For production]

この発明における回生制動時に第1の開閉器を開放して
チョッパを直流電源から切り離し、第2の開閉器を閉成
して制動抵抗を投入し、その間電力変換器の入力電圧の
変化分を演算器で検出し、この演算器の出力と電力変換
器の周波数指令との加算に基づき周波数制御器により電
力変換器の入力電圧を抑制し、電力変換器と誘導機間の
無効電流の過大を抑制するとともに、チ遷ツバの動作を
再開してチョッパの回生電力を制動抵抗に消費させなが
らフライホイールを停止させ、直流電源でのエネルギ吸
収を不要にする。
During regenerative braking in this invention, the first switch is opened to disconnect the chopper from the DC power supply, the second switch is closed and the braking resistor is turned on, and during this time the change in the input voltage of the power converter is calculated. The input voltage of the power converter is controlled by the frequency controller based on the addition of the output of this calculator and the frequency command of the power converter, thereby suppressing excessive reactive current between the power converter and the induction machine. At the same time, the chopper restarts and the flywheel is stopped while the chopper's regenerated power is consumed by the braking resistor, eliminating the need for energy absorption by the DC power source.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において、1〜8.12〜23.25.26.31〜
35,100〜104,111〜114.121,20
0,241,251,261゜321.351’、36
1で示す部分は第3図と同様である。すなわち、第3図
の構成に以下に述べる部分が第1図では追加されている
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1st
In the figure, 1~8.12~23.25.26.31~
35,100~104,111~114.121,20
0,241,251,261°321.351', 36
The portion indicated by 1 is the same as that in FIG. That is, the parts described below are added to the configuration of FIG. 3 in FIG.

すなわち、41は制動抵抗で、4象限チョッパ1000
回生電力を消費させるためのものである。
That is, 41 is the braking resistance, and the 4-quadrant chopper is 1000
This is for consuming regenerative power.

40は第2の開閉器で上記制動抵抗41を4象限チヨツ
パ100の入力側に投入させるための第2の開閉器であ
る。なお、第1図では、3で示す開閉器を第1の開閉器
と称することにする。
Reference numeral 40 denotes a second switch for connecting the braking resistor 41 to the input side of the four-quadrant chopper 100. In addition, in FIG. 1, the switch indicated by 3 will be referred to as a first switch.

42は電力変換器6の入力電圧Vdと入力基準電圧vd
*との差△V:Vd−Vd”を演算する演算器、43は
蓄勢放勢電力基準P*をOに切り換える切換リレーであ
り、この切換リレー43は乗算器261の出力端と電力
制御器310入力端との間に挿入されている。
42 is the input voltage Vd of the power converter 6 and the input reference voltage vd
43 is a switching relay that switches the stored and discharged power reference P* to O, and this switching relay 43 is connected to the output terminal of the multiplier 261 and the power control unit. 310 input terminal.

また、44は周波数制御器33で加算されるすべり周波
数Δfを電力制御器31の出力から演算器42の出力に
切り換える切換リレーであり、この電力制御器31の出
力端と演算器42の出力端および周波数制御器330入
力端間に挿入されている。
Further, 44 is a switching relay that switches the slip frequency Δf added by the frequency controller 33 from the output of the power controller 31 to the output of the calculator 42, and the output terminal of the power controller 31 and the output terminal of the calculator 42 and the frequency controller 330 input terminal.

45は周波数制御器33で加算さ・れるもう一方の信号
である回転速度foをランプ発生器47の出力に切り換
える切換リレー、46はランプ発生器470入力信号で
ある回転速度f。をOに切り換える切換リレー、48は
4象限チヨツパ100のゲートパルスをON、OFFす
る切換リレーであり、これらの切換リレー接点は停止シ
ーケンス発生器50によってON、OFF制御される。
45 is a switching relay that switches the rotational speed fo, which is the other signal added by the frequency controller 33, to the output of the ramp generator 47; 46 is the rotational speed f, which is the input signal to the ramp generator 470; A switching relay 48 is a switching relay that turns on and off the gate pulse of the four-quadrant chopper 100, and these switching relay contacts are controlled to be turned on and off by a stop sequence generator 50.

停止シーケンス発生器50は停止釦50aをONにする
ことにより、切換リレー43をONにし、遅延回路51
を通して第1の開閉器3.切換リレー48を0FFL、
切換リレー44をONにするよ5になっており、また、
第1の開閉器3が閉成されると、第2の開閉器40がO
Nとなり、それにともない、切換リレー48,45.4
6がONとなるように構成されている。その他の部分の
構成は第3図の従来例と同一である。
By turning on the stop button 50a, the stop sequence generator 50 turns on the switching relay 43, and turns on the delay circuit 51.
through the first switch 3. Switching relay 48 to 0FFL,
The switching relay 44 is turned on and is set to 5, and
When the first switch 3 is closed, the second switch 40 is closed.
N, and accordingly, switching relays 48, 45.4
6 is turned ON. The configuration of other parts is the same as the conventional example shown in FIG.

次に動作について説明する。第2図は第1図の実施例の
動作の流れを示すフローチャートである。
Next, the operation will be explained. FIG. 2 is a flowchart showing the flow of operation of the embodiment shown in FIG.

まず、ステップS’TIで停止釦50aが押されると、
切換リレー43がONとなり、電力制御器31の入力で
ある電力基準値P*が0にされる。その結果、ステップ
ST2で電力変換器6の変換戦力Pが0となるような要
求すべり周波数△fが電力制御器31で演算され、その
演算結果と回転速度fo とを周波数制御器33に加え
、発振器34の発振周波数が制御される。
First, when the stop button 50a is pressed in step S'TI,
The switching relay 43 is turned on, and the power reference value P*, which is the input of the power controller 31, is set to zero. As a result, in step ST2, the power controller 31 calculates the required slip frequency Δf such that the conversion power P of the power converter 6 becomes 0, and adds the calculation result and the rotational speed fo to the frequency controller 33. The oscillation frequency of the oscillator 34 is controlled.

この発振周波数はゲートパルス発生器35を経て、電力
変換器6のGTOのチ3ツバ周波数を制御し、その結果
、誘導機7のすべりが制御される。
This oscillation frequency passes through the gate pulse generator 35 to control the tip frequency of the GTO of the power converter 6, and as a result, the slip of the induction machine 7 is controlled.

これにより、電力変換器6のわずかな損失分のみが誘導
機7を介してフライホイール8から回生され、4象限チ
ョッパ100の出力電流はOというバランス運転状態が
作られる。
As a result, only a small amount of loss in the power converter 6 is regenerated from the flywheel 8 via the induction machine 7, and a balanced operation state in which the output current of the four-quadrant chopper 100 is O is created.

同時にステップST3で遅延回路51のタイマが起動さ
れ、所定時間後このタイマがタイムアツプすると(ステ
ップ5T4)、切換リレー48がOFFとなり、ステッ
プST5で4象限チツツパ100のGTO101〜10
4はチョッパゲート0FFt、、4象限チMツバ100
は動作を停止する。
At the same time, the timer of the delay circuit 51 is activated in step ST3, and when this timer times out after a predetermined time (step 5T4), the switching relay 48 is turned off, and in step ST5, the GTOs 101 to 10 of the four-quadrant chipper 100
4 is chopper gate 0FFt,, 4 quadrant ChiM Tsuba 100
stops working.

この時点では、4象限チョッパ100の出力電流はOと
いうバランス状態にあるため、入力電圧の過渡変動は生
じない。4象限チヨッパ100のOF’Fと同時に第1
の開閉器3の開放指令が出される。この結果、ステップ
ST6で電車線1が4象限チヨッパ100から開放され
る。
At this point, the output current of the four-quadrant chopper 100 is in a balanced state of O, so no transient fluctuations in the input voltage occur. 1st at the same time as OF'F of 4 quadrant Chiyoppa 100
A command to open the switch 3 is issued. As a result, the overhead contact line 1 is released from the four-quadrant chopper 100 in step ST6.

さらに、切換リレー44がONとなり、ステップST7
ですべり周波数△fが演算器42の出力になり、電力制
御は停止し、代わりに入力電圧Vdの指令値、すなわち
入力基準電圧vdkからのずれにしたがって、すべり周
波数△fが決定される。
Furthermore, the switching relay 44 is turned on, and step ST7
Then, the slip frequency Δf becomes the output of the calculator 42, power control is stopped, and the slip frequency Δf is determined instead according to the command value of the input voltage Vd, that is, the deviation from the input reference voltage vdk.

すなわち、Vd>Vd”  となった場合には、すべり
周波数△fを正とし、誘導機7Vc正のすべりを与える
。その結果、誘導機7は力行状態となり、電力が電力変
換器6から流出し、この電力によりコンデンサ121が
放電し、電力変換器6の入力電圧Vdは低下する。
In other words, when Vd>Vd'', the slip frequency △f is made positive and a positive slip is given to the induction machine 7Vc.As a result, the induction machine 7 enters the power running state, and power flows out from the power converter 6. , This power discharges the capacitor 121, and the input voltage Vd of the power converter 6 decreases.

逆にVd(Vd”となった場合には、すべり周波数Δf
は負となるので、誘導機7は負のすべりを与えられ、回
生状態となる。その結果、電力が電力変換器6に流入し
、この電力でコンデンサ121が充電され、入力電圧V
dは上昇する。このようにして、入力電圧Vdは所定値
Vdゝからはずれないように保持される。
Conversely, when Vd (Vd''), the slip frequency Δf
Since is negative, the induction machine 7 is given a negative slip and enters a regenerative state. As a result, power flows into the power converter 6, the capacitor 121 is charged with this power, and the input voltage V
d rises. In this way, the input voltage Vd is maintained so as not to deviate from the predetermined value Vd.

次に、ステップST8で第1の開閉器3の開放が完了し
たことが確認されると、制動抵抗41を投入するために
第2の開閉器400投入指令が出される。この第2の開
閉器400投入完了で(ステップST9 )、切換リレ
ー48.45.46がONされる(ステップ5TIO)
Next, when it is confirmed in step ST8 that opening of the first switch 3 is completed, a command to close the second switch 400 is issued to close the braking resistor 41. When the second switch 400 is closed (step ST9), the switching relays 48, 45, 46 are turned on (step 5TIO)
.

この結果、ステップSTY 1で4象限チツツパ100
のチヨッパゲートONとなり、チヲッパ100が動作を
開始し、再び4象限チラツパ100により定電圧制御が
可能となる。同時にステップ5T12で周波数指令f、
を演算するもとになる信号が回転数f0からランプ発生
器47の出力に切り換わる。
As a result, step STY 1 has a 4-quadrant chitsupa of 100
The chopper gate is turned on, the chipper 100 starts operating, and constant voltage control becomes possible again by the four-quadrant chipper 100. At the same time, in step 5T12, the frequency command f,
The signal on which the calculation is performed switches from the rotational speed f0 to the output of the ramp generator 47.

ランプ発生器47の入力は、それ以前には回転数f。を
与えられているので、切換時点では、ランプ出力−f。
The input of the ramp generator 47 is previously the rotational speed f. Therefore, at the time of switching, the lamp output -f.

゛となつており、シ嘗ツクレスの切換えが行なわれる。'', and the switch is switched.

その後は、ステップSTI 2でランプ入力=0に切換
えが行なわれ、ランプ出力は所定の減速率で低下を始め
る。その結果、周波数指令f、も減少し、fs< f、
となると誘導機7はすべりが負となり回生状態になる。
Thereafter, in step STI 2, the lamp input is switched to 0, and the lamp output begins to decrease at a predetermined deceleration rate. As a result, the frequency command f also decreases, fs<f,
In this case, the slip of the induction machine 7 becomes negative and it enters a regenerative state.

そして、フライホイール8のエネルギを電力変換器6に
回生ずる。
The energy of the flywheel 8 is then regenerated to the power converter 6.

この回生電力はコンデンサ121を充電し、入力電圧V
dを高めるが、4象限チョッパ100の定電圧制御によ
り制動抵抗41へ放電される。
This regenerated power charges the capacitor 121, and the input voltage V
d is increased, but it is discharged to the braking resistor 41 by constant voltage control of the four-quadrant chopper 100.

すなわち、vd>Vd”トなルト、GTO103のゲー
トパルス幅が増加し、コンデンサ121の電荷をGTO
l 03 、リアクトル200.ダイオード111.リ
アクトル4.第2の開閉器40.制動抵抗41のルート
で放電させる。このようにして、フライホイール8のエ
ネルギは制動抵抗41で消費され、停止が行なわれる。
In other words, when vd > Vd”, the gate pulse width of GTO 103 increases and the charge of capacitor 121 is
l 03, reactor 200. Diode 111. Reactor 4. Second switch 40. Discharge is caused through the route of the braking resistor 41. In this way, the energy of the flywheel 8 is consumed by the braking resistor 41 and a stop is effected.

停止過程で切換リレー44はONの状態となっているが
、上記のようにチヲッパの定電圧制御が正常に働いてい
る限りVd=Vd”  となるので、出力Δfは通常O
である。
The switching relay 44 is in the ON state during the stopping process, but as long as the constant voltage control of the chopper is working normally as described above, Vd=Vd'', so the output Δf is normally O.
It is.

なお、上記実施例では停止シーケンス発生器50をリレ
ーまたはゲート論理回路で説明したが、第2図のフ四−
チヤードをソフトウェア化し、マイクロプロセッサで実
現しCも同様の効果を奏する。
In the above embodiment, the stop sequence generator 50 was explained as a relay or a gate logic circuit, but
By converting the chart into software and implementing it with a microprocessor, C has the same effect.

また、上記実施例は電車線1に接続される場合を説明し
たが、電車線10代わりに直流送電線あるいは工場電源
の直流母線などの直流電源であっても同様の効果を奏す
る。
Moreover, although the above-mentioned embodiment explained the case where it is connected to the overhead contact line 1, the same effect can be obtained even if a DC power source such as a DC transmission line or a DC bus of a factory power supply is used instead of the overhead contact line 10.

さらに、チョッパは4象限チヨッパに限らず動作領域を
制限することにより、3象限あるいは2象限のチヨッパ
を使用した場合にも同様の効果を奏する。
Further, the chopper is not limited to a four-quadrant chopper, but by limiting the operating area, the same effect can be achieved even when a three-quadrant chopper or a two-quadrant chopper is used.

また、上記実施例では、電力制御器で比較される信号を
電力として扱ったが、これを電流で扱っても何ら問題は
ない。すなわち、乗算器261を略し、電流Idの指令
値を直接与え、フィードバック信号とし−CXd=” 
 としても動作上全く同d 様となる。
Further, in the above embodiment, the signal compared by the power controller is treated as electric power, but there is no problem if it is treated as electric current. That is, the multiplier 261 is omitted, the command value of the current Id is directly given, and the feedback signal is -CXd=”
Even if d is used, the operation will be exactly the same as d.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明によれば、フライホイール停止
時には、まず、電力変換器入力をO制御した後、チヨッ
パを0FFu、同時に電力変換器入力電圧の変化分で誘
導機のすべりを制御し、その後制動抵抗を投入し、チ四
ツバをONして制動抵抗にエネルギを消費させてフライ
ホイールを停止するように構成したので、直流電源の切
離し後も電力変換器の入力電圧の変動を抑制できるとと
もに、この直流電源の状態に関係なく、いつでもフライ
ホイールを制動し停止することが可能となる効果がある
As described above, according to the present invention, when the flywheel is stopped, first, the power converter input is controlled to O, and then the chopper is controlled to 0FFu, and at the same time, the slip of the induction machine is controlled by the change in the power converter input voltage, After that, a braking resistor is applied, and the switch is turned on to allow the braking resistor to consume energy and stop the flywheel, so it is possible to suppress fluctuations in the input voltage of the power converter even after the DC power supply is disconnected. In addition, there is an effect that the flywheel can be braked and stopped at any time regardless of the state of the DC power source.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例によるフライホイールエネ
ルギ蓄勢装置の制動装置の構成を示す回路図、第2図は
この発明の動作の流れを示すフローチャート、第3図は
従来のフライホイールエネルギ蓄勢装置の制動装置の構
成図である。 1は電車線(直流電源)、3は第1の開閉器、6は電力
変換器、7は誘導機、8はフライホイール、33は周波
数制御器、40は第2の開閉器、41は制動抵抗、42
は演算器、50は停止シーケンス発生器、100はチヨ
ッパ。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 特許出願人    三菱電機株式会社 代理人 弁理士     1)澤 博 昭:・ や(外
2名)””′ 第1図 第2図 第3図 手続補正書(自発)
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of a braking device of a flywheel energy storage device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing the flow of operation of the present invention, and FIG. 3 is a circuit diagram showing a conventional flywheel energy storage device. It is a block diagram of the braking device of an energy storage device. 1 is an overhead contact line (DC power supply), 3 is a first switch, 6 is a power converter, 7 is an induction machine, 8 is a flywheel, 33 is a frequency controller, 40 is a second switch, 41 is a brake resistance, 42
50 is a stop sequence generator, and 100 is a chopper. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts. Patent Applicant Mitsubishi Electric Co., Ltd. Agent Patent Attorney 1) Hiroshi Sawa:・Ya (2 others)""' Figure 1 Figure 2 Figure 3 Procedural amendment (voluntary)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 直流電源に接続され昇圧チョッパ動作と降圧チヨッパ動
作とを行ない直流可変電圧を発生するチョッパと、この
チヨッパに接続され直流を可変周波数の交流に変換する
電力変換器と、この電力変換器に接続された誘導機と、
この誘導機に連結されたフライホィールと、前記電力変
換器の入力電力を制御する周波数制御器と、前記チヨッ
パを直流電源から切り離す第1の開閉器と、前記直流電
源の代わりに前記チヨッパに制動抵抗を投入する第2の
開閉器と、前記可変直流電圧の変化分を検出して電圧偏
差を算出する演算器と、前記フライホィール停止時には
前記周波数制御器により前記電力変換器の変換電力を0
とした後前記チヨッパの動作を停止し、前記電圧偏差を
前記電力変換器の出力周波数に加算した後前記第1の開
閉器を開放して前記第2の開閉器を投入すると同時に前
記チヨッパの動作を再開して前記周波数制御器に対して
前記電力変換器の出力周波数を所定の減速率で減少させ
るようにシーケンス作動を行なう停止シーケンス発生器
とを備えたフライホィールエネルギ蓄勢装置の制動装置
A chopper that is connected to a DC power supply and performs step-up chopper operation and step-down chopper operation to generate a variable DC voltage; a power converter that is connected to this chopper and converts DC into alternating current with a variable frequency; an induction machine,
a flywheel connected to the induction machine; a frequency controller that controls the input power of the power converter; a first switch that disconnects the chopper from a DC power source; and a brake for the chopper instead of the DC power source. a second switch that turns on a resistor; a calculator that detects a change in the variable DC voltage and calculates a voltage deviation; and a frequency controller that reduces the converted power of the power converter to zero when the flywheel is stopped.
After that, the operation of the chopper is stopped, and after adding the voltage deviation to the output frequency of the power converter, the first switch is opened and the second switch is closed, and at the same time, the chopper starts operating. and a stop sequence generator that performs a sequence operation to restart the frequency controller and reduce the output frequency of the power converter at a predetermined deceleration rate.
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JP2010041776A (en) * 2008-08-01 2010-02-18 Ihi Corp Flywheel emergency shutdown device

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