JPH01286777A - 交流直流変換装置の保護装置 - Google Patents
交流直流変換装置の保護装置Info
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- JPH01286777A JPH01286777A JP63116197A JP11619788A JPH01286777A JP H01286777 A JPH01286777 A JP H01286777A JP 63116197 A JP63116197 A JP 63116197A JP 11619788 A JP11619788 A JP 11619788A JP H01286777 A JPH01286777 A JP H01286777A
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- Japan
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- circuit
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- switch
- capacitor
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- Pending
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 19
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
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- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は交流電気車に使用され、特に交流直流変換器
を構成するアーム短絡発生時における交流直流変換装置
の保護装置に関する。
を構成するアーム短絡発生時における交流直流変換装置
の保護装置に関する。
この種の保護装置として第３図に示す装置が知られてい
る。図において１は架線であり、パンタグラフ２から開
閉器３を介して変圧器４に交流電力が供給されている。
る。図において１は架線であり、パンタグラフ２から開
閉器３を介して変圧器４に交流電力が供給されている。
さらにこの変圧器４の２次側から電力変換装置としての
高周波パルス巾変調方式で、並列接続の交流直流変換器
５．６（以下ＰＷＭコンバータという）に降圧された電
力が供給されＰＷＭコンバータによって交流電力が直流
電力に変換され、直流コンデンサ７にエネルギとして蓄
積され、直流負荷８において消費されている。上記のＰ
ＷＭコンバータ５．６ではＧＴＯサイリスタ８１〜Ｓ８
がブリッジ接続され、ＧＴＯサイリスタＳＬ、Ｓ２でア
ームが形成されている。
高周波パルス巾変調方式で、並列接続の交流直流変換器
５．６（以下ＰＷＭコンバータという）に降圧された電
力が供給されＰＷＭコンバータによって交流電力が直流
電力に変換され、直流コンデンサ７にエネルギとして蓄
積され、直流負荷８において消費されている。上記のＰ
ＷＭコンバータ５．６ではＧＴＯサイリスタ８１〜Ｓ８
がブリッジ接続され、ＧＴＯサイリスタＳＬ、Ｓ２でア
ームが形成されている。
さらにホイーリングダイオードＤ１〜Ｄ８がＧＴＯサイ
リスタにそれぞれ逆並列接続されている。９はアーム短
絡検出回路であり、短絡時検出信号をアーム短絡保護回
路１０に与え、開閉器３が開放されるとともにＧＴＯサ
イリスタ３１〜Ｓ８が同時に導通されている。さらにＰ
ＷＭコンバータ５゜６は制御回路１１によって運転制御
されている。
リスタにそれぞれ逆並列接続されている。９はアーム短
絡検出回路であり、短絡時検出信号をアーム短絡保護回
路１０に与え、開閉器３が開放されるとともにＧＴＯサ
イリスタ３１〜Ｓ８が同時に導通されている。さらにＰ
ＷＭコンバータ５゜６は制御回路１１によって運転制御
されている。
いま力行時ＧＴＯサイリスタＳ１〜Ｓ８に制御回路１０
から点弧信号が与えられてＰＷＭコンバータ５，６が動
作し、交流電力が直流電力に変換され直流コンデンサ９
にエネルギとして蓄積される。そして直流負荷であるＰ
ＷＭインバータ電動機８でエネルギが消費されている。
から点弧信号が与えられてＰＷＭコンバータ５，６が動
作し、交流電力が直流電力に変換され直流コンデンサ９
にエネルギとして蓄積される。そして直流負荷であるＰ
ＷＭインバータ電動機８でエネルギが消費されている。
次にＰＷインバータ電動機８で回生ブレーキをかけた場
合には、いったん直流コンデンサ９にエネルギが蓄えら
れＰＷＭコンバータ５，６によって交流電力に変換され
電源にエネルギが戻されている。
合には、いったん直流コンデンサ９にエネルギが蓄えら
れＰＷＭコンバータ５，６によって交流電力に変換され
電源にエネルギが戻されている。
ところがこのような回路においてＰＷＭコンバータ５，
６において例えばＧＴＯサイリスタＳ１とＳ２とが同時
に導通するようなアームの短絡事故が発生したとき短絡
保護回路１０が検知信号を入力し開閉器３に開放指令を
出すとともにＰＷＭコンバータ５，６のＧＴＯサイリス
タ８１〜Ｓ８に対して一定時間点弧指令を出力している
。このような動作により開閉器３は開放しＧＴＯサイリ
スタＳ１〜Ｓ８のそれぞれには第４図に示すように直流
コンデンサ７に貯えられたエネルギが各ブリッジに分担
されて短絡電流として流れる。この短絡電流は直流コン
デンサ７の容量に比例し容量が大きくなると短絡電流も
比例する。しかしこのようなＰＷＭコンバータ５，６で
は直流回路の電圧リップルを抑制するため直流コンデン
サ７は大容量になっていて、上記のような短絡時の保護
装置ではＧＴＯサイリスタの１２を許容値を満足させる
ことができずその結果素子破壊を生じるという欠点があ
った。この場合健全な素子をも破壊させるという欠点が
あった。
６において例えばＧＴＯサイリスタＳ１とＳ２とが同時
に導通するようなアームの短絡事故が発生したとき短絡
保護回路１０が検知信号を入力し開閉器３に開放指令を
出すとともにＰＷＭコンバータ５，６のＧＴＯサイリス
タ８１〜Ｓ８に対して一定時間点弧指令を出力している
。このような動作により開閉器３は開放しＧＴＯサイリ
スタＳ１〜Ｓ８のそれぞれには第４図に示すように直流
コンデンサ７に貯えられたエネルギが各ブリッジに分担
されて短絡電流として流れる。この短絡電流は直流コン
デンサ７の容量に比例し容量が大きくなると短絡電流も
比例する。しかしこのようなＰＷＭコンバータ５，６で
は直流回路の電圧リップルを抑制するため直流コンデン
サ７は大容量になっていて、上記のような短絡時の保護
装置ではＧＴＯサイリスタの１２を許容値を満足させる
ことができずその結果素子破壊を生じるという欠点があ
った。この場合健全な素子をも破壊させるという欠点が
あった。
この発明は上記の欠点を除去し、アーム短絡発生時に交
流直流変換器を直流コンデンサ７から切離して素子破壊
を防止できるようにする交流直流変換装置の保護装置を
提供することを目的とする。
流直流変換器を直流コンデンサ７から切離して素子破壊
を防止できるようにする交流直流変換装置の保護装置を
提供することを目的とする。
上記の目的を達成するためにこの発明の交流直流変換装
置の保ｉＩ装置は、電源から開閉器を通して一次巻線に
交流電力を受電する変圧器と、この変圧器の二次巻線に
交流側端子を接続し、ＧＴ○サイリスタからなる交流直
流変換器と、この交流直流変換器の直流側端子に並列接
続される平滑回路とからなる交流直流変換装置において
、ＧＴＯサイリスタとダイオードとを逆並列に接続して
なるスイッチ回路を前記交流直流変換器と前記平滑回路
との間に挿入し、かつ前記交流直流変換器を構成するＧ
ＴＯサイリスタのアームの短絡を検出するアーム短絡検
出回路と、このアーム短絡検出回路の検出信号に応じて
前記スイッチ回路に消弧指令を出力するとともに前記交
流直流変換器に点弧指令を出力するアーム短絡保護回路
とを備えてなるものとする。
置の保ｉＩ装置は、電源から開閉器を通して一次巻線に
交流電力を受電する変圧器と、この変圧器の二次巻線に
交流側端子を接続し、ＧＴ○サイリスタからなる交流直
流変換器と、この交流直流変換器の直流側端子に並列接
続される平滑回路とからなる交流直流変換装置において
、ＧＴＯサイリスタとダイオードとを逆並列に接続して
なるスイッチ回路を前記交流直流変換器と前記平滑回路
との間に挿入し、かつ前記交流直流変換器を構成するＧ
ＴＯサイリスタのアームの短絡を検出するアーム短絡検
出回路と、このアーム短絡検出回路の検出信号に応じて
前記スイッチ回路に消弧指令を出力するとともに前記交
流直流変換器に点弧指令を出力するアーム短絡保護回路
とを備えてなるものとする。
この発明によれば、アーム短絡検出回路９がアーム短絡
を検知すると、アーム短絡保護回路１゜からスイッチ回
路１２．１３に消弧指令を出力するとともに交流直流変
換器５．６に点弧指令を出力しかつ開閉器３に開放指令
を出力する。
を検知すると、アーム短絡保護回路１゜からスイッチ回
路１２．１３に消弧指令を出力するとともに交流直流変
換器５．６に点弧指令を出力しかつ開閉器３に開放指令
を出力する。
このような動作により、交流直流変換器５，６を直流コ
ンデンサ７から切り離すことができ直流コンデンサ７か
らの過大電流が流れ込まなくなる。
ンデンサ７から切り離すことができ直流コンデンサ７か
らの過大電流が流れ込まなくなる。
第１図はこの発明の実施例を示す回路図である。
図において第３図と同じ符号は同一部材を示す。
１２．１３はＰＷＭコンバータ５，６と直流コンデンサ
７との間に接続されたスイッチ回路であり、ダイオード
１４．１５と、このダイオード１４゜１５に逆並列で、
カソードが交流直流変換器側に接続されているサイリス
タ１６．１７とで構成されている。
７との間に接続されたスイッチ回路であり、ダイオード
１４．１５と、このダイオード１４゜１５に逆並列で、
カソードが交流直流変換器側に接続されているサイリス
タ１６．１７とで構成されている。
このような構成においてアーム短絡事故が生じアーム短
絡検知回路９がアーム短絡を検知すると、その出力信号
を入力してアーム短絡保護回路１０はスイッチ回路１２
．１３のサイリスタ１６．１７に消弧指令を出力すると
ともに交流直流変換器５゜６のＧＴＯサイリスタＳ１〜
Ｓ８に点弧指令を出力し、さらに開閉器３に開放指令を
出力する。このような動作による場合、短絡電流は交流
直流変換器内に備えられている図示しない小容量のコン
デンサに蓄えられたエネルギによるものであり、第２図
に示すように小さくなり、ＧＴＯサイリスタ５ｌ−３８
の容量からは許容範囲内のものとなる。また直流コンデ
ンサから流れ込む電流は回路インピーダンスにより上記
アーム短絡電流から遅れて流れ始め、しかもアーム短絡
検知レベルの電流はＧＴＯサイリスタＳ１〜Ｓ８のしゃ
断電流の許容値より充分低いレベルに設定されるためＧ
ＴＯサイリスタ１６．１７をしゃ断することにより直流
コンデンサからの過大電流の流れ込みを防止し、その結
果ＧＴＯサイリスタＳ１〜Ｓ８の破壊を防止することが
できる。
絡検知回路９がアーム短絡を検知すると、その出力信号
を入力してアーム短絡保護回路１０はスイッチ回路１２
．１３のサイリスタ１６．１７に消弧指令を出力すると
ともに交流直流変換器５゜６のＧＴＯサイリスタＳ１〜
Ｓ８に点弧指令を出力し、さらに開閉器３に開放指令を
出力する。このような動作による場合、短絡電流は交流
直流変換器内に備えられている図示しない小容量のコン
デンサに蓄えられたエネルギによるものであり、第２図
に示すように小さくなり、ＧＴＯサイリスタ５ｌ−３８
の容量からは許容範囲内のものとなる。また直流コンデ
ンサから流れ込む電流は回路インピーダンスにより上記
アーム短絡電流から遅れて流れ始め、しかもアーム短絡
検知レベルの電流はＧＴＯサイリスタＳ１〜Ｓ８のしゃ
断電流の許容値より充分低いレベルに設定されるためＧ
ＴＯサイリスタ１６．１７をしゃ断することにより直流
コンデンサからの過大電流の流れ込みを防止し、その結
果ＧＴＯサイリスタＳ１〜Ｓ８の破壊を防止することが
できる。
また上記のようにＧＴＯサイリスタ１６．１７のしゃ断
時の電流を小さくできることにより、このサイリスタ１
６．１７は交流直流変換器のＧＴＯサイリスタＳ１〜Ｓ
８と同程度のしゃ断能力を持つものにすることができ、
ＧＴＯサイリスタ１６゜１７を同じく破壊から防止する
ことができる。
時の電流を小さくできることにより、このサイリスタ１
６．１７は交流直流変換器のＧＴＯサイリスタＳ１〜Ｓ
８と同程度のしゃ断能力を持つものにすることができ、
ＧＴＯサイリスタ１６゜１７を同じく破壊から防止する
ことができる。
この発明によれば、交流直流変換器内でアーム短絡が生
じてもスイッチ回路内のサイリスタを消弧することによ
り交流直流変換器と直流コンデンサとを切り離すことが
できるので、直流コンデンサからの過大電流の流れ込み
による半導体スイッチング素子の破壊を防止することが
できる。
じてもスイッチ回路内のサイリスタを消弧することによ
り交流直流変換器と直流コンデンサとを切り離すことが
できるので、直流コンデンサからの過大電流の流れ込み
による半導体スイッチング素子の破壊を防止することが
できる。
また並列接続されている交流直流変換器に使用されてい
る健全な半導体スイッチング素子に悪影響を与えること
なく保護処理を実施することができる。
る健全な半導体スイッチング素子に悪影響を与えること
なく保護処理を実施することができる。
第１図はこの発明の実施例を示す回路図、第２図は第１
図におけるアーム短絡時の各部の電圧。 電流波形図、第３図は従来の装置を示す回路図、第４図
は第３図におけるアーム短絡時の各部の電圧、電流波形
図である。 １・・・架線、２・・・パンタグラフ、３・・・開閉器
、４・・・変圧器、５．６・・・交流直流変換器、７・
・・直流コンデンサ、８・・・負荷、９・・・短絡検出
回路、１０・・・第２図
図におけるアーム短絡時の各部の電圧。 電流波形図、第３図は従来の装置を示す回路図、第４図
は第３図におけるアーム短絡時の各部の電圧、電流波形
図である。 １・・・架線、２・・・パンタグラフ、３・・・開閉器
、４・・・変圧器、５．６・・・交流直流変換器、７・
・・直流コンデンサ、８・・・負荷、９・・・短絡検出
回路、１０・・・第２図
Claims (1)
- １）電源から開閉器を通して一次巻線に交流電力を受電
する変圧器と、この変圧器の二次巻線に交流側端子を接
続し、ＧＴＯサイリスタからなる交流直流変換器と、こ
の交流直流変換器の直流側端子に並列接続される平滑回
路とからなる交流直流変換装置において、ＧＴＯサイリ
スタとダイオードとを逆並列に接続してなるスイッチ回
路を前記交流直流変換器と前記平滑回路との間に挿入し
、かつ前記交流直流変換器を構成するＧＴＯサイリスタ
のアームの短絡を検出するアーム短絡検出回路と、この
アーム短絡検出回路の検出信号に応じて前記スイッチ回
路に消弧指令を出力するとともに前記交流直流変換器に
点弧指令を出力するアーム短絡保護回路とを備えてなる
ことを特徴とする交流直流変換装置の保護装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63116197A JPH01286777A (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 交流直流変換装置の保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63116197A JPH01286777A (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 交流直流変換装置の保護装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01286777A true JPH01286777A (ja) | 1989-11-17 |
Family
ID=14681241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63116197A Pending JPH01286777A (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 交流直流変換装置の保護装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01286777A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4033281A1 (de) * | 1990-10-19 | 1992-04-23 | Bruker Analytische Messtechnik | Hochleistungsnetzgeraet |
| US5267137A (en) * | 1990-10-19 | 1993-11-30 | Kohler, Schmid Partner | High-power power supply |
-
1988
- 1988-05-13 JP JP63116197A patent/JPH01286777A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4033281A1 (de) * | 1990-10-19 | 1992-04-23 | Bruker Analytische Messtechnik | Hochleistungsnetzgeraet |
| US5267137A (en) * | 1990-10-19 | 1993-11-30 | Kohler, Schmid Partner | High-power power supply |
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