JPH0141529B2 - - Google Patents
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- JPH0141529B2 JPH0141529B2 JP13313682A JP13313682A JPH0141529B2 JP H0141529 B2 JPH0141529 B2 JP H0141529B2 JP 13313682 A JP13313682 A JP 13313682A JP 13313682 A JP13313682 A JP 13313682A JP H0141529 B2 JPH0141529 B2 JP H0141529B2
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- JP
- Japan
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- circuit
- thyristor
- inverter
- current
- regenerative inverter
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- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 16
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 13
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 9
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
- B60M3/00—Feeding power to supply lines in contact with collector on vehicles; Arrangements for consuming regenerative power
- B60M3/06—Arrangements for consuming regenerative power
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、直流式電鉄用変電所の給電装置、特
に回生用インバータとサイリスタ遮断器を組合せ
た電力回生回路に関するものである。
に回生用インバータとサイリスタ遮断器を組合せ
た電力回生回路に関するものである。
電力回生車両よりの回生電力を交流電源側へ回
生するには、例えば第１図に示すようにサイリス
タ遮断器１の電源側をき電線に接続し、負荷側を
直流リアクトル２を介して回生用インバータ３に
接続して、電力回生回路を構成することになる。
サイリスタ遮断器１は、主サイリスタTHmと、
強制消弧するための補助回路（これは、転流回路
と称され、転流コンデンサC1、転流リアクトル
L1及び補助サイリスタTHa1の直列回路からな
る）とで構成され、その電源側にアレスタAL、
負荷側にフライホイールダイオードDfがそれぞ
れ接続されている。このフライホイールダイオー
ドDfは、遮断時のエネルギーを消費する回路を
形成するためのものであつて、このダイオード
Dfがないと、遮断時に遮断器の主サイリスタ
THm、転流コンデンサC1、補助サイリスタ
THa1に極めて高い電圧が印加されるようにな
り、各々にアレスタを並列に接続するか、個々の
部品を高耐圧のものとする必要があるので、付設
するのが普通である。
生するには、例えば第１図に示すようにサイリス
タ遮断器１の電源側をき電線に接続し、負荷側を
直流リアクトル２を介して回生用インバータ３に
接続して、電力回生回路を構成することになる。
サイリスタ遮断器１は、主サイリスタTHmと、
強制消弧するための補助回路（これは、転流回路
と称され、転流コンデンサC1、転流リアクトル
L1及び補助サイリスタTHa1の直列回路からな
る）とで構成され、その電源側にアレスタAL、
負荷側にフライホイールダイオードDfがそれぞ
れ接続されている。このフライホイールダイオー
ドDfは、遮断時のエネルギーを消費する回路を
形成するためのものであつて、このダイオード
Dfがないと、遮断時に遮断器の主サイリスタ
THm、転流コンデンサC1、補助サイリスタ
THa1に極めて高い電圧が印加されるようにな
り、各々にアレスタを並列に接続するか、個々の
部品を高耐圧のものとする必要があるので、付設
するのが普通である。
また、前記直流リアクトル２は、第２図に示す
ように循環電流領域でのインダクタンス値がイン
バータの定格電流領域でのインダクタンス値の数
倍以上となる特性のものを用いている。
ように循環電流領域でのインダクタンス値がイン
バータの定格電流領域でのインダクタンス値の数
倍以上となる特性のものを用いている。
ところで、このように回生用インバータ３とサ
イリスタ遮断器１を組合せた場合、次のような問
題点がある。
イリスタ遮断器１を組合せた場合、次のような問
題点がある。
即ち、回生用インバータ３が交流電源側の停電
により転流失敗となつたとき、サイリスタ遮断器
１は転流失敗の検出に伴つて遮断操作が行われる
が遮断後、循環電流抑制用直流リアクトル２の蓄
積エネルギーでインバータ３、フライホイールダ
イオードDf、リアクトル２の経路（第１図の点
線矢印a1）を環流電流が流れ、この環流電流は回
路のインダクタンス、抵抗分の時定数に応じたあ
る時間流れ続ける。この時間は、電流が減少した
ところでインダクタンスが大きくなるため、相当
に長くなる（５〜20秒）。特に事故電流から10〜
20A程度に減少する時は短いがインバータのサイ
リスタがオフする保持電流以下になるまでの時間
が長い。
により転流失敗となつたとき、サイリスタ遮断器
１は転流失敗の検出に伴つて遮断操作が行われる
が遮断後、循環電流抑制用直流リアクトル２の蓄
積エネルギーでインバータ３、フライホイールダ
イオードDf、リアクトル２の経路（第１図の点
線矢印a1）を環流電流が流れ、この環流電流は回
路のインダクタンス、抵抗分の時定数に応じたあ
る時間流れ続ける。この時間は、電流が減少した
ところでインダクタンスが大きくなるため、相当
に長くなる（５〜20秒）。特に事故電流から10〜
20A程度に減少する時は短いがインバータのサイ
リスタがオフする保持電流以下になるまでの時間
が長い。
従つて、この電流がインバータ３のサイリスタ
の保持電流以下になつてサイリスタがオフするま
ではインバータ３の再運転ができないことになり
（もし、サイリスタがオフしないうちにインバー
タ、遮断器を再投入すると、転流失敗が継続し大
電流が流れる）、インバータと直流高速度遮断器
の組合せに比較してダウンタイムが長くなる。
の保持電流以下になつてサイリスタがオフするま
ではインバータ３の再運転ができないことになり
（もし、サイリスタがオフしないうちにインバー
タ、遮断器を再投入すると、転流失敗が継続し大
電流が流れる）、インバータと直流高速度遮断器
の組合せに比較してダウンタイムが長くなる。
本発明は上記の問題点を解消し、再投入に要す
る時間が短く、車両の運用の円滑化が図れる直流
式電鉄用変電所の給電装置を提供することを目的
とする。
る時間が短く、車両の運用の円滑化が図れる直流
式電鉄用変電所の給電装置を提供することを目的
とする。
以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に
説明する。
説明する。
第３図は本発明の一実施例を示すもので、従来
（第１図）と同一構成部分には同じ符号を付して
いる。第３図において、１はサイリスタ遮断器、
２は直流リアクトル、３は回生用インバータ、４
は前記インバータ３の直流側端子間に接続した転
流回路で、転流コンデンサC2、転流リアクトル
L2及び補助サイリスタTHa2を直列接続するとと
もに、補助サイリスタTHa2にストツパダイオー
ドD1を逆並列接続した構成としている。５は前
記遮断器１とインバータ３の間の電路に挿設され
てインバータ事故電流を検出する電流検出器、６
は前記電流検出器５の検出信号等に基づいて前記
転流回路４の補助サイリスタTHa2の点弧信号を
発生したり、インバータ３のサイリスタの消弧に
関与する制御装置である。
（第１図）と同一構成部分には同じ符号を付して
いる。第３図において、１はサイリスタ遮断器、
２は直流リアクトル、３は回生用インバータ、４
は前記インバータ３の直流側端子間に接続した転
流回路で、転流コンデンサC2、転流リアクトル
L2及び補助サイリスタTHa2を直列接続するとと
もに、補助サイリスタTHa2にストツパダイオー
ドD1を逆並列接続した構成としている。５は前
記遮断器１とインバータ３の間の電路に挿設され
てインバータ事故電流を検出する電流検出器、６
は前記電流検出器５の検出信号等に基づいて前記
転流回路４の補助サイリスタTHa2の点弧信号を
発生したり、インバータ３のサイリスタの消弧に
関与する制御装置である。
第４図は前記制御装置６の回路構成を示すブロ
ツク図であつて、１１は前記電流検出器５による
インバータ事故電流検出信号を増幅する増幅器、
１２はこの増幅器１１の出力を受けて、インバー
タ事故電流が所定電流（10〜20A）まで減少した
か否かを判定するコンパレータ、１３はこのコン
パレータ１２の出力を記憶するメモリ回路、１４
は前記転流回路４のコンデンサC2の両端間電圧
を入力とする絶縁増幅器、１５はこの絶縁増幅器
１４の出力を受けて、コンデンサ端子間電圧の極
性が反転したか否かを判別するコンパレータ、１
６はこのコンパレータ１５の出力を記憶するメモ
リ回路、１７は前記サイリスタ遮断器１の動作検
知信号を記憶するメモリ回路、１８はこのメモリ
回路１７と前記メモリ回路１３の内容の論理積を
とるアンド回路、１９はこのアンド回路１８の出
力を受けて転流回路４の補助サイリスタTHa2の
点弧信号を発生するゲート信号発振回路、２０は
前記メモリ回路１６の内容とアンド回路１８の出
力との論理積をとるアンド回路、２１はこのアン
ド回路２０の出力で駆動されて設定時間後に各メ
モリ回路１３，１６，１７に与えるリセツト信号
を発生するとともに、単安定マルチバイブレータ
等の信号発生器２２に与える駆動信号を発生する
タイマである。信号発生器２２の出力は装置動作
外部信号として用いる。
ツク図であつて、１１は前記電流検出器５による
インバータ事故電流検出信号を増幅する増幅器、
１２はこの増幅器１１の出力を受けて、インバー
タ事故電流が所定電流（10〜20A）まで減少した
か否かを判定するコンパレータ、１３はこのコン
パレータ１２の出力を記憶するメモリ回路、１４
は前記転流回路４のコンデンサC2の両端間電圧
を入力とする絶縁増幅器、１５はこの絶縁増幅器
１４の出力を受けて、コンデンサ端子間電圧の極
性が反転したか否かを判別するコンパレータ、１
６はこのコンパレータ１５の出力を記憶するメモ
リ回路、１７は前記サイリスタ遮断器１の動作検
知信号を記憶するメモリ回路、１８はこのメモリ
回路１７と前記メモリ回路１３の内容の論理積を
とるアンド回路、１９はこのアンド回路１８の出
力を受けて転流回路４の補助サイリスタTHa2の
点弧信号を発生するゲート信号発振回路、２０は
前記メモリ回路１６の内容とアンド回路１８の出
力との論理積をとるアンド回路、２１はこのアン
ド回路２０の出力で駆動されて設定時間後に各メ
モリ回路１３，１６，１７に与えるリセツト信号
を発生するとともに、単安定マルチバイブレータ
等の信号発生器２２に与える駆動信号を発生する
タイマである。信号発生器２２の出力は装置動作
外部信号として用いる。
次に、動作について述べる。通常運転中は第３
図に示す極性に転流回路４のコンデンサC2が充
電されている。この状態で交流電源側で瞬時停電
等の事故（インバータ３が転流失敗し）サイリス
タ遮断器１が動作すると、この動作がメモリ回路
１７に記憶される。また、遮断器１の動作後、イ
ンバータ事故電流が10〜20A程度に減少すると、
コンパレータ１２でその旨判定され、メモリ回路
１３に記憶される。そして、両メモリ回路１３，
１７の内容の論理積がアンド回路１８でとられ、
その出力によりゲート信号発振回路１９が動作し
てゲート信号が転流回路４の補助サイリスタ
THa2に供給される。この結果、補助サイリスタ
THa2がオンして第５図ａに示すようにコンデン
サC2の放電によるパルス電流が流れる。この電
流によりコンデンサC2は第５図ｂに示すように
逆極性に充電される。この極性反転はコンパレー
タ１５によつて検知され、メモリ回路１６に記憶
される。このとき、アンド回路１８のアンド条件
が成立しており、従つてアンド回路２０の出力レ
ベルが高レベルとなつて、タイマ２１が駆動され
る。設定時間後、リセツト信号がメモリ回路１
３，１６，１７に付与されるとともに、信号発生
器２２に出力が生じる。
図に示す極性に転流回路４のコンデンサC2が充
電されている。この状態で交流電源側で瞬時停電
等の事故（インバータ３が転流失敗し）サイリス
タ遮断器１が動作すると、この動作がメモリ回路
１７に記憶される。また、遮断器１の動作後、イ
ンバータ事故電流が10〜20A程度に減少すると、
コンパレータ１２でその旨判定され、メモリ回路
１３に記憶される。そして、両メモリ回路１３，
１７の内容の論理積がアンド回路１８でとられ、
その出力によりゲート信号発振回路１９が動作し
てゲート信号が転流回路４の補助サイリスタ
THa2に供給される。この結果、補助サイリスタ
THa2がオンして第５図ａに示すようにコンデン
サC2の放電によるパルス電流が流れる。この電
流によりコンデンサC2は第５図ｂに示すように
逆極性に充電される。この極性反転はコンパレー
タ１５によつて検知され、メモリ回路１６に記憶
される。このとき、アンド回路１８のアンド条件
が成立しており、従つてアンド回路２０の出力レ
ベルが高レベルとなつて、タイマ２１が駆動され
る。設定時間後、リセツト信号がメモリ回路１
３，１６，１７に付与されるとともに、信号発生
器２２に出力が生じる。
また、第５図ｂに示す極性にコンデンサC2が
充電されると、その電荷は補助サイリスタTHa2
及びストツパダイオードD1と回生用インバータ
３との経路で流れ、補助サイリスタTHa2は逆バ
イアスされることによりオフとなり、また回生用
インバータ３のスイツチング素子であるサイリス
タも逆バイアスされてオフとなる。その後ストツ
パダイオードD1を流れる電流は第５図Ｃに示す
ようにフライホイールダイオードDfに移り、コ
ンデンサC2が最初の状態に充電される。
充電されると、その電荷は補助サイリスタTHa2
及びストツパダイオードD1と回生用インバータ
３との経路で流れ、補助サイリスタTHa2は逆バ
イアスされることによりオフとなり、また回生用
インバータ３のスイツチング素子であるサイリス
タも逆バイアスされてオフとなる。その後ストツ
パダイオードD1を流れる電流は第５図Ｃに示す
ようにフライホイールダイオードDfに移り、コ
ンデンサC2が最初の状態に充電される。
如上の動作で再投入に要する時間が従来の1/5
〜1/20程度と大幅に短縮される。従つて、インバ
ータ３に瞬停による転流失敗が生じても車両の運
用には殆ど影響を及ぼさなくなる。即ち、インバ
ータが停止すると、車両の回生制動時に架線電圧
が上昇し、ある電圧以上では車両の回生電流を自
分で減少させるように動作するため、制動が良く
効かなくなるが、そのようなことはなくなる。ま
た、遮断電流が10〜20A程度と小さいので、構造
的にも小形にすることができる。
〜1/20程度と大幅に短縮される。従つて、インバ
ータ３に瞬停による転流失敗が生じても車両の運
用には殆ど影響を及ぼさなくなる。即ち、インバ
ータが停止すると、車両の回生制動時に架線電圧
が上昇し、ある電圧以上では車両の回生電流を自
分で減少させるように動作するため、制動が良く
効かなくなるが、そのようなことはなくなる。ま
た、遮断電流が10〜20A程度と小さいので、構造
的にも小形にすることができる。
以上のように本発明によれば、回生用インバー
タとサイリスタ遮断器の組合せで、インバータが
停電による転流失敗を生じた場合の再投入時間の
大幅な短縮が可能で、車両運転の円滑化が図れる
直流式電鉄用変電所の給電装置を提供できる。
タとサイリスタ遮断器の組合せで、インバータが
停電による転流失敗を生じた場合の再投入時間の
大幅な短縮が可能で、車両運転の円滑化が図れる
直流式電鉄用変電所の給電装置を提供できる。
第１図は直流式電鉄用変電所の給電装置の一部
である電力回生回路の従来例を示す接続図、第２
図は同電力回生回路に用いる直流リアクトルの特
性図、第３図は本発明に係る直流式電鉄用変電所
の給電装置の一実施例を示す接続図、第４図は同
実施例における制御装置のブロツク図、第５図
ａ，ｂ，ｃは動作モード説明図である。 １……サイリスタ遮断器、２……直流リアクト
ル、３……回生用インバータ、４……転流回路、
５……電流検出器、６……制御装置、１１……増
幅器、１２及び１５……コンパレータ、１３，１
６及び１７……メモリ回路、１８及び２０……ア
ンド回路、１９……ゲート信号発振回路、２１…
…タイマ、THm……主サイリスタ、THa1及び
THa2……補助サイリスタ、C1及びC2……転流コ
ンデンサ、L1及びL2……転流リアクトル、Df…
…フライホイールダイオード、D1……ストツパ
ダイオード。
である電力回生回路の従来例を示す接続図、第２
図は同電力回生回路に用いる直流リアクトルの特
性図、第３図は本発明に係る直流式電鉄用変電所
の給電装置の一実施例を示す接続図、第４図は同
実施例における制御装置のブロツク図、第５図
ａ，ｂ，ｃは動作モード説明図である。 １……サイリスタ遮断器、２……直流リアクト
ル、３……回生用インバータ、４……転流回路、
５……電流検出器、６……制御装置、１１……増
幅器、１２及び１５……コンパレータ、１３，１
６及び１７……メモリ回路、１８及び２０……ア
ンド回路、１９……ゲート信号発振回路、２１…
…タイマ、THm……主サイリスタ、THa1及び
THa2……補助サイリスタ、C1及びC2……転流コ
ンデンサ、L1及びL2……転流リアクトル、Df…
…フライホイールダイオード、D1……ストツパ
ダイオード。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 負荷側にフライホイールダイオードを有する
サイリスタ遮断器を直流リアクトルを介して回生
用インバータに接続した電力回生回路を具備した
直流式電鉄用変電所の給電装置において、ストツ
パダイオード及び補助サイリスタの逆並列回路と
転流コンデンサと転流リアクトルとを直列接続し
た回路を、補助サイリスタのアノード側が前記回
生用インバータの負極側となるように当該回生用
インバータの直流側端子間に接続した転流回路
と、前記回生用インバータの事故電流を検出する
電流検出器と、前記サイリスタ遮断器が動作しか
つ前記電流検出器の検出電流が予め設定した値よ
り低くなつたときに補助サイリスタを点弧する制
御装置とを備え、 回生用インバータ及び補助サイリスタの経路で
流れた転流コンデンサの電荷がストツパダイオー
ド及び回生用インバータの経路で流れたときに、
当該回生用インバータのスイツチング素子を逆バ
イアスしてオフすることを特徴とする直流式電鉄
用変電所の給電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13313682A JPS5923737A (ja) | 1982-07-30 | 1982-07-30 | 直流式電鉄用変電所の給電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13313682A JPS5923737A (ja) | 1982-07-30 | 1982-07-30 | 直流式電鉄用変電所の給電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5923737A JPS5923737A (ja) | 1984-02-07 |
| JPH0141529B2 true JPH0141529B2 (ja) | 1989-09-06 |
Family
ID=15097603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13313682A Granted JPS5923737A (ja) | 1982-07-30 | 1982-07-30 | 直流式電鉄用変電所の給電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5923737A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6504789B2 (ja) * | 2014-11-13 | 2019-04-24 | 西日本旅客鉄道株式会社 | 電力変換装置 |
-
1982
- 1982-07-30 JP JP13313682A patent/JPS5923737A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5923737A (ja) | 1984-02-07 |
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