JPH0445364Y2 - - Google Patents

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JPH0445364Y2
JPH0445364Y2 JP1986043448U JP4344886U JPH0445364Y2 JP H0445364 Y2 JPH0445364 Y2 JP H0445364Y2 JP 1986043448 U JP1986043448 U JP 1986043448U JP 4344886 U JP4344886 U JP 4344886U JP H0445364 Y2 JPH0445364 Y2 JP H0445364Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は過電圧抑制装置付きの電気車用過電圧
抑制装置の改良に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an improvement of an overvoltage suppression device for an electric vehicle equipped with an overvoltage suppression device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

直流電気車の主電動機として誘導電動機を使用
し、インバータで駆動するいわゆるインバータ制
御車が、量産化の機運にある。
So-called inverter-controlled vehicles, which use an induction motor as the main motor of a DC electric vehicle and are driven by an inverter, are on the verge of mass production.

この種の電気車では、従来のチヨツパ電車など
と同様、回生制動をかけることが一般的である。
しかし、回生制動負荷は一般的に他の力行車両
や、補機、暖房などである。夜間などでは、車両
密度が少なくなり、回生制動中に力行車がノツチ
オフすると、回生負荷急減で、回生車からの送り
出し電圧が急上昇することがある。この際の過電
圧を素早く検知して、電圧を引き下げることは、
インバータや、その他の機器の過電圧事故を防ぐ
ために好ましいことである。このため、以下に説
明するサイリスタ式の過電圧抑制装置が採用され
ている。
This type of electric vehicle generally uses regenerative braking, similar to conventional Chiyotsupa trains.
However, regenerative braking loads are generally other power vehicles, auxiliary equipment, heating, etc. At night, when the density of vehicles decreases and the power running vehicle turns off during regenerative braking, the regenerative load may suddenly decrease and the voltage sent out from the regenerative vehicle may rise sharply. In this case, quickly detecting overvoltage and lowering the voltage is
This is preferable in order to prevent overvoltage accidents in the inverter and other equipment. For this reason, a thyristor-type overvoltage suppression device, which will be described below, is employed.

第2図は従来のインバータ制御車の主回路簡略
接続図である。図中1は集電器、2は断流器、3
はフイルタコンデンサの充電電流制限用の充電電
流制限抵抗器、4は抵抗器3を短絡する接触器、
5はフイルタリアクトル、6はフイルタコンデン
サ、7は誘導電動機、8はインバータで、S1〜S6
はサイリスタ、D1〜D6はフライホイールダイオ
ードを示す。9は電流制限用の抵抗器、10はサ
イリスタ、Pはインバータ高圧側入力端子、U,
V,Wはインバータ出力端子、Gは帰線である。
11が過電圧抑制装置で、抵抗器9とサイリスタ
10より構成されている。各機器の制御回路や、
電圧検出回路は図示を省略してある。
FIG. 2 is a simplified connection diagram of the main circuit of a conventional inverter-controlled vehicle. In the figure, 1 is a current collector, 2 is a current interrupter, and 3 is a current collector.
4 is a charging current limiting resistor for limiting the charging current of the filter capacitor, 4 is a contactor that shorts resistor 3,
5 is a filter reactor, 6 is a filter capacitor, 7 is an induction motor, 8 is an inverter, S 1 to S 6
indicates a thyristor, and D 1 to D 6 indicate flywheel diodes. 9 is a current limiting resistor, 10 is a thyristor, P is the inverter high voltage side input terminal, U,
V and W are inverter output terminals, and G is a return wire.
Reference numeral 11 denotes an overvoltage suppressing device, which is composed of a resistor 9 and a thyristor 10. Control circuits for each device,
The voltage detection circuit is not shown.

図において、電気車力行時には、電流は集電器
1より流入する。断流器2を閉じた後、電流は充
電電流制限抵抗器3、フイルタリアクトル5を通
じてフイルタコンデンサ6を充電する。インバー
タ高圧側入力端子Pと帰線G間の電圧をVcとす
る。電圧Vcが充分に高く、即ち電車線電圧に等
しくなるには、充電回路の時定数の約3倍待てば
よい。一般にほぼこの時間待つて接触器4を閉じ
る。フイルタリアクトル5とフイルタコンデンサ
6は、電車線からの流入電流に大きな交流分を含
まぬようにするものである。またフイルタコンデ
ンサ6は、インバータ8の安定な動作のために電
圧Vcの急変動防止をはかる。インバータ8は、
電圧形インバータと呼ばれるものである。動作の
詳細は、よく知られるところであるので省略す
る。
In the figure, when the electric vehicle is running, current flows from the current collector 1. After closing the current interrupter 2, the current charges the filter capacitor 6 through the charging current limiting resistor 3 and the filter reactor 5. The voltage between the inverter high-voltage side input terminal P and the return line G is assumed to be Vc . In order for the voltage V c to become sufficiently high, ie, equal to the overhead line voltage, it is sufficient to wait approximately three times the time constant of the charging circuit. Generally, the contactor 4 is closed after waiting approximately this amount of time. The filter reactor 5 and the filter capacitor 6 prevent a large alternating current component from being included in the inflow current from the overhead contact line. Furthermore, the filter capacitor 6 prevents sudden fluctuations in the voltage Vc for stable operation of the inverter 8. Inverter 8 is
This is called a voltage source inverter. The details of the operation are well known and will therefore be omitted.

また回生時には、インバータ高圧側入力端子P
より集電器1へ向つて電流が流出する。回生負荷
急減すると電圧Vcは急昇する。この電圧Vcを検
知して、過電圧抑制装置11のサイリスタ10を
点弧し、電流制限用の抵抗器9を通して電流を流
し、電圧Vcを引き下げると共に、サイリスタ1
0が点弧したことを抵抗器9に流れる電流を検出
し、あるいはサイリスタ10を点弧したことを制
御回路で検知して、断流器2、接触器4を開路
し、同時にインバータ8を停止し、回生をやめ
る。
Also, during regeneration, the inverter high voltage side input terminal P
The current flows further toward the current collector 1. When the regenerative load suddenly decreases, the voltage V c rises rapidly. This voltage V c is detected, the thyristor 10 of the overvoltage suppression device 11 is turned on, current is caused to flow through the current limiting resistor 9, and the voltage V c is lowered.
The current flowing through the resistor 9 is detected to indicate that 0 is ignited, or the control circuit detects that the thyristor 10 is ignited, and the circuit breakers 2 and contactors 4 are opened, and the inverter 8 is stopped at the same time. and stop regeneration.

インバータ8を停止し、断流器2を開いたこと
により、サイリスタ10へ流れる電流は減少し、
ついにサイリスタ10は消滅する。
By stopping the inverter 8 and opening the current interrupter 2, the current flowing to the thyristor 10 decreases,
Finally, thyristor 10 disappears.

〔考案が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention attempts to solve]

このような構成の電気車用過電圧抑制装置で
は、誘導電動機7の残留電圧が大きいと、インバ
ータ8のダイオードD1〜D6で全波整流された電
圧がインバータ高圧側入力端子Pと帰線G間に印
化され、過電圧抑制装置11の電流制限用の抵抗
器9で制限された電流が、持続することがある。
誘導電動機7の回転数が下れば、即ち電気車の速
度が下れば残留電圧が下り、これによつて流れる
電流がサイリスタ10の保持電流以下となつて、
サイリスタ10は消弧できる。
In the overvoltage suppression device for electric vehicles having such a configuration, when the residual voltage of the induction motor 7 is large, the voltage full-wave rectified by the diodes D 1 to D 6 of the inverter 8 is connected to the inverter high-voltage side input terminal P and the return line G. The current applied during this period and limited by the current limiting resistor 9 of the overvoltage suppressor 11 may continue.
When the rotational speed of the induction motor 7 decreases, that is, when the speed of the electric car decreases, the residual voltage decreases, and the current that flows thereby becomes less than the holding current of the thyristor 10.
Thyristor 10 can be turned off.

ところで、回生負荷の急減は、時たま起こるこ
とであり、事故ではないので、一旦、過電圧抑制
のためにサイリスタ10が点弧しても、断流器2
を開き、その後再力行したいときに、再度断流器
2を投入したとき、サイリスタ10が点弧したま
まであると、接触器4が閉路後再び抵抗器9に大
きな電流が流れ好ましくない。
By the way, a sudden decrease in regenerative load only happens occasionally and is not an accident, so even if the thyristor 10 is fired to suppress overvoltage,
If the thyristor 10 remains ignited when the current interrupter 2 is turned on again when the contactor 4 is closed, a large current will flow through the resistor 9 again after the contactor 4 is closed, which is undesirable.

なお1例を示せば、電車線電圧1500V、充電電
流制限抵抗器3は30Ω、抵抗器9は3Ωであり、
フイルタコンデンサ6の初期充電電流は50A、接
触器4閉路での抵抗器9へ流れる電流は500Aと
なる。
To give an example, the overhead line voltage is 1500V, charging current limiting resistor 3 is 30Ω, resistor 9 is 3Ω,
The initial charging current of the filter capacitor 6 is 50A, and the current flowing to the resistor 9 when the contactor 4 is closed is 500A.

誘導電動機7の残留電圧は、回転数によつて変
わるが一般には数ボルト以下である。しかし、サ
イリスタ10の保持電流は0.1〜1A以下であるの
で、抵抗器9の値が、電圧Vc引下げの目的であ
るため、数オームの値であるため数ボルトの残留
電圧であつても、サイリスタ10が自然消弧しな
いことがある。
The residual voltage of the induction motor 7 varies depending on the rotation speed, but is generally several volts or less. However, since the holding current of the thyristor 10 is 0.1 to 1 A or less, the value of the resistor 9 is a value of several ohms for the purpose of lowering the voltage Vc , so even if the residual voltage is several volts, Thyristor 10 may not self-extinguish.

かくして、過電圧抑制装置11のサイリスタ1
0が一旦動作すると、断流器2を開く。断流器2
を開いた後すぐ再度回生制動をかけるよう制御す
るか、一旦ブレーキ弛めまでは、すぐまた過電圧
になることを避けるため回生制動をかけずにおく
かは、設計的に選択して回路構成すればよいが、
再力行しようとしたときに、まだサイリスタ10
が点弧したままであることは不便である。運転密
度の高い線区では、無用の減速を強いることは好
ましくない。このため、断流器2が開いた後、す
ばやく、サイリスタ10を簡単な付加装置また
は、装置追加なく消弧できる方法がほしい。
Thus, the thyristor 1 of the overvoltage suppressor 11
Once 0 is activated, the current interrupter 2 is opened. Current interrupter 2
Whether to control the regenerative braking to be applied again immediately after the brake is opened, or to leave the regenerative braking unapplied until the brake is released to avoid immediate overvoltage, is a design choice and circuit configuration. Good luck, but
When I tried to power up again, thyristor 10 was still on.
It is inconvenient that the light remains lit. In lines with high traffic density, it is undesirable to force trains to slow down unnecessarily. Therefore, after the current interrupter 2 opens, there is a need for a method that can quickly extinguish the thyristor 10 with a simple additional device or without adding any additional device.

本考案はこの目的のためになされたものであ
る。
The present invention has been made for this purpose.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

前記目的を達成するために本考案は、誘導電動
機を使用したインバータ制御車のインバータの直
流電源と帰線との間に、ノルマルクローズ形接触
器と、抵抗器とサイリスタを直列とした過電圧抑
制装置を接続するように構成したもので、短時間
定格のしゃ断容量の殆んどない小形の接触器を追
加するだけで、一旦、過電圧抑制装置が働いた後
も、いつでも再力行できるようにする。
In order to achieve the above object, the present invention provides an overvoltage suppression device in which a normally closed contactor, a resistor, and a thyristor are connected in series between the DC power source and the return wire of an inverter of an inverter-controlled vehicle using an induction motor. By simply adding a small contactor with almost no short-term rated breaking capacity, it is possible to resume powering at any time even after the overvoltage suppression device has been activated.

以下、本考案を実施例図面により作用と共に説
明する。
Hereinafter, the present invention will be explained along with its operation with reference to the drawings.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本考案装置の一実施例を示す主回路簡
略接続図である。図中、第2図と同一符号のもの
は同一の機器を示し、ここでの重複する説明は省
略する。11′は本考案による過電圧抑制装置で、
12はノルマルクローズ形接触器である。前述の
第2図との相違点は、本考案による過電圧抑制装
置11′が抵抗器9、サイリスタ10と直列にノ
ルマルクローズ形接触器12が接続されたことで
ある。
FIG. 1 is a simplified main circuit connection diagram showing one embodiment of the device of the present invention. In the figure, the same reference numerals as in FIG. 2 indicate the same equipment, and redundant explanation will be omitted here. 11' is an overvoltage suppression device according to the present invention;
12 is a normally closed contactor. The difference from FIG. 2 described above is that the overvoltage suppressing device 11' according to the present invention has a normally closed contactor 12 connected in series with a resistor 9 and a thyristor 10.

図において、いま過電圧抑制装置11′の抵抗
器9が上述と同様に仮に3Ωであり、過電圧検出
時の電圧Vcが1800Vであると、サイリスタ10が
点弧したときの抵抗器9、サイリスタ10に流れ
る電流は600Aという大きな電流であるが、すぐ
断流器2が開かれ、インバータ8も停止されるの
で、すぐ誘導電動機7の残留電圧によつて決まる
電流まで減少する。接触器12をこのとき開け
ば、電圧低く電流も小さいので、しや断責務は極
めて軽い。一旦、接触器12を開いた後、すぐに
再投入しても残留電圧は低いし、サイリスタ10
のゲート信号を入れなければサイリスタ10は消
弧したままである。
In the figure, if the resistor 9 of the overvoltage suppression device 11' is 3Ω as described above, and the voltage V c at the time of overvoltage detection is 1800V, the resistor 9 and the thyristor 10 when the thyristor 10 is fired are The current flowing through the induction motor 7 is a large current of 600 A, but since the current breaker 2 is immediately opened and the inverter 8 is also stopped, the current immediately decreases to a value determined by the residual voltage of the induction motor 7. If the contactor 12 is opened at this time, the voltage and current are low, so the disconnection force is extremely light. Once the contactor 12 is opened, the residual voltage is low even if the contactor 12 is turned on again immediately, and the thyristor 10
If no gate signal is applied, the thyristor 10 remains turned off.

接触器12をノルマルクローズとすることによ
り、サイリスタ10が動作した後、断流器2が開
きインバータが停止しているときに、僅かの時間
だけ接触器12のコイルは励磁されればよく、コ
イルの熱定格も短時間でよい。更に、仮にこのコ
イルが断線しても過電圧抑制機能には影響を与え
ず、過電圧検知していないときの運転にも支障が
ない。コイル断の故障も接点溶着の故障も、本接
触器がなかつたのと同じで、フエールセーフとい
える。
By making the contactor 12 normally closed, the coil of the contactor 12 only needs to be energized for a short time when the current interrupter 2 is opened and the inverter is stopped after the thyristor 10 operates, and the coil Thermal ratings for short periods of time are also sufficient. Furthermore, even if this coil is disconnected, it will not affect the overvoltage suppression function and will not affect operation when no overvoltage is detected. Both coil breakage failures and contact welding failures can be said to be fail-safe, as if this contactor had not existed.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

上述の如く本考案によれば、短時間定格のしゃ
断容量の殆んどない小形の接触器を追加するだけ
で、一旦、過電圧抑制装置が働いた後も、いつで
も再力行できることになり、列車の定時運行効果
は絶大である。
As mentioned above, according to the present invention, by simply adding a small contactor with almost no short-time rated breaking capacity, it is possible to restart the train at any time even after the overvoltage suppressor has activated, thereby improving the train's performance. The effect of on-time operation is enormous.

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

第1図は本考案装置の一実施例を示す主回路簡
略接触図、第2図は従来装置の主回路簡略接続図
である。 2……断流器、3……充電電流制限抵抗器、4
……接触器、5……フイルタリアクトル、6……
フイルタコンデンサ、7……誘導電動機、8……
インバータ、11,11′……過電圧抑制装置、
12……ノルマルクローズ形接触器。
FIG. 1 is a simplified contact diagram of the main circuit showing one embodiment of the device of the present invention, and FIG. 2 is a simplified connection diagram of the main circuit of the conventional device. 2... Current interrupter, 3... Charging current limiting resistor, 4
...Contactor, 5...Filter reactor, 6...
Filter capacitor, 7... Induction motor, 8...
Inverter, 11, 11'...overvoltage suppressor,
12... Normally closed contactor.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 ノルマルクローズ形接触器12と、抵抗器9
と、サイリスタ10とを有する電気車用過電圧抑
制装置であつて、 電気車は、インバータ8と、誘導電動機7とに
より力行、および制動制御され、フイルタリアク
トル5とフイルタコンデンサ6との逆L型フイル
タがインバータ8の前段に接続され、断流器2を
介して集電器1に接続されており、 ノルマルクローズ形接触器12と、抵抗器9
と、サイリスタ10とは、直列回路からなり、フ
イルタコンデンサ6に並列に接続され、回生制動
時にフイルタコンデンサ6の電圧が過大になつた
時に、サイリスタ10が点弧され、その後断流器
2が開かれた後に、ノルマルクローズ形接触器1
2が開かれるものである電気車用過電圧抑制装
置。
[Claims for Utility Model Registration] Normally closed contactor 12 and resistor 9
and a thyristor 10, the electric vehicle is powered and braking controlled by an inverter 8 and an induction motor 7, and an inverted L-type filter of a filter reactor 5 and a filter capacitor 6. is connected to the front stage of the inverter 8, and is connected to the current collector 1 via the current interrupter 2, and the normally closed contactor 12 and the resistor 9.
The thyristor 10 consists of a series circuit and is connected in parallel to the filter capacitor 6. When the voltage of the filter capacitor 6 becomes excessive during regenerative braking, the thyristor 10 is fired, and then the current interrupter 2 is opened. After the normally closed contactor 1
2 is an overvoltage suppression device for electric vehicles that is opened.
JP1986043448U 1986-03-25 1986-03-25 Expired JPH0445364Y2 (en)

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JPS62154705U JPS62154705U (en) 1987-10-01
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5078014A (en) * 1973-11-12 1975-06-25
JPS54137618A (en) * 1978-04-19 1979-10-25 Hitachi Ltd Braking controller for dc motor
JPS5653502A (en) * 1979-09-29 1981-05-13 Mitsubishi Electric Corp Electric car control system

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JPS62154705U (en) 1987-10-01

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