JPH0469001A - 車両用電力変換装置 - Google Patents

車両用電力変換装置

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JPH0469001A
JPH0469001A JP17306390A JP17306390A JPH0469001A JP H0469001 A JPH0469001 A JP H0469001A JP 17306390 A JP17306390 A JP 17306390A JP 17306390 A JP17306390 A JP 17306390A JP H0469001 A JPH0469001 A JP H0469001A
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JP
Japan
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capacitor
thyristor
vehicle
circuit
voltage detector
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JP17306390A
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English (en)
Inventor
Toru Aisaka
亨 逢坂
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的コ (産業上の利用分野) 本発明はコンデンサの放電回路、および必要に応じて過
電圧抑制回路を備えた車両用電力変換装置に係り、特に
メンテナンスフリー化ならびに小形化を図り得るように
した車両用電力変換装置に関するものである。
(従来の技術) 従来から、鉄道車両においては、パンタグラフから集電
した電力を変換して車両駆動用電動機に供給するための
電力変換装置が用いられている。
そして、この車両用電力変換装置は、通常、コンデンサ
の放電回路、および必要に応じて過電圧抑制回路を備え
て構成されている。
第4図は、この種の従来の車両用電力変換装置の一例を
示す回路図である。第4図において、パンタグラフ1か
ら集電した交流電力は、接触器2、リアクトル3、充電
抵抗4か並列接続されたサイリスタ5を介して直流に変
換されて変換器6に入力され、再び交流電力に変換して
図示しない車両駆動用の電動機に供給されるようになっ
ている。
また、変換器6と並列に、コンデンサ7か接続されてい
る。さらに、放電抵抗8および接触器9を接続してなる
放電回路が、図示のように接続されている。さらにまた
、パンタグラフ1がら集電した電圧を検出する電圧検出
器1oが、図示のように接続されている。
一方、コンデンサ7と並列に、当該コンデンサ7の電圧
を検出する電圧検出器11が接続されている。また、コ
ンデンサ7と並列に、過電圧抑制抵抗12、リアクトル
13、およびサイリスタ14を直列接続してなる過電圧
抑制回路が接続されている。さらに、電圧検出器11の
出力が保護論理回路15に入−力され、ゲート回路16
を介してサイリスタ14のゲートが制御されるようにな
っている。
かかる車両用電力変換装置においては、パンタグラフ1
から集電した電圧が電圧検出器1oにより検出される。
″そして、その電圧が規定値以上であると、接触器9が
オンされ、その後接触器2がオンされ、リアクトル3、
充電抵抗4を通してコンデンサ7が充電される。
一方、コンデンサ7の電圧が電圧検出器11により検出
される。そして、その電圧が規定値以上であると、一定
時間後にサイリスタ5がオンされ、変換器6の変換動作
が開始される。また、コンデンサ7の電圧が異常に上昇
した時、すなわち過電圧となった時には、変換器6の内
部使用素子の逆阻止電圧を超えないように、保護論理回
路15がらゲート回路16を通してサイリスタ14がオ
ンされることにより、コンデンサ7の電圧上昇が抑制さ
れる。さらに、これと同時に、サイリスタ5がオフされ
、接触器2がオフされ、接触器9がオフされる。
また、変換器6の運転を停止する時には、サイリスタ1
4はオフのままで、サイリスタ5がオフされ、接触器2
がオフされ、接触器9がオフされる。
ところで、このような車両用電力変換装置では、コンデ
ンサ7の放電回路の構成要素である接触器9が有接点で
あるため、メンテナンスを行なわなければならないとい
う問題がある。
(発明が解決しようとする課題) 以上のように、従来の車両用電力変換装置においては、
コンデンサの電荷を放電する放電回路の接触器が有接点
であることから、メンテナンスが必要であるという問題
があった。
本発明の目的は、メンテナンスフリー化ならびに装置の
小形化を図ることが可能な極めて信頼性の高い車両用電
力変換装置を提供することにある。
[発明の構成コ (課題を解決するための手段) 上記の目的を達成するために、 第1の発明の車両用電力変換装置は、パンタグラフから
集電した電力により充電されるコンデンサと、コンデン
サと並列に接続され、当該コンデンサの電圧を検出する
電圧検出器と、コンデンサと並列に接続され、放電抵抗
および第1のサイリスタを直列接続してなる放電回路と
、放電抵抗と並列に接続され、過電圧抑制抵抗および第
2のサイリスタを直列接続してなる過電圧抑制回路と、
装置運転停止時には第1のサイリスタをオンさせ、また
電圧検出器によるコンデンサの過電圧検出時には第1お
よび第2のサイリスタをオンさせるようにゲートを制御
するサイリスタ制御手段とを備えて構成し、 また、第2の発明の車両用電力変換装置は、パンタグラ
フから集電した電力により充電されるコンデンサと、コ
ンデンサと並列に接続され、当該コンデンサの電圧を検
出する電圧検出器と、コンデンサと並列に接続され、放
電抵抗および第1のサイリスタを直列接続してなる放電
回路と、コンデンサと並列に接続され、過電圧抑制抵抗
および第2のサイリスタを直列接続してなる過電圧抑制
回路と、装置運転停止時には第1のサイリスタをオンさ
せ、また電圧検出器によるコンデンサの過電圧検出時に
は第1および第2のサイリスタをオンさせるようにゲー
トを制御するサイリスタ制御手段とを備えて構成し、 さらに、第3の発明の車両用電力変換装置は、パンタグ
ラフから集電した電力により充電されるコンデンサと、
コンデンサと並列に接続され、当該コンデンサの電圧を
検出する電圧検出器と、コンデンサと並列に接続され、
放電抵抗およびサイリスタを直列接続してなる放電回路
と、装置運転停止時にはサイリスタをオンさせるように
ゲートを制御するサイリスタ制御手段とを備えて構成し
ている。
(作用) 従って、本発明の車両用電力変換装置においては、コン
デンサの電荷を放電する放電回路の接触器を、(第1の
)サイリスタで無接点化していることにより、メンテナ
ンスを不要とすることができる。また、放−電回路の(
第1の)サイリスタを、過電圧抑制回路の(第2の)サ
イリスタと直列接続していることにより、装置の小形化
を図ることができる。
(実施例) 以下、本発明の一実施例について図面を参照して詳細に
説明する。
第1図は、本発明による車両用電力変換装置の構成例を
示す回路図であり、第4図と同一部分には同一符号を付
してその説明を省略し、ここでは異なる部分についての
み述べる。
すなわち、本実施例の車両用電力変換装置は、第4図に
おける放電抵抗8、接触器9、および保護論理回路15
を省略し、これに代えて過電圧抑制抵抗12、リアクト
ル−13、およびサイリスタ14からなる過電圧抑制回
路と直列にサイリスタ20を接続すると共に、当該過電
圧抑制回路と並列に放電抵抗21を接続し、さらにサイ
リスタ20のゲート回路22、および保護論理回路23
を設けた構成としている。
ここで、ゲート回路22は、サイリスタ20のゲートに
ゲート信号を印加するものである。また、保護論理回路
23は、変換器6の運転停止時にはサイリスタ20をオ
ンさせ、また前記電圧検出器11によるコンデンサ7の
過電圧検出時にはサイリスタ14および20をオンさせ
るように、ゲート回路16および22をそれぞれ制御す
るものである。さらに、放電抵抗21の抵抗値としては
、過電圧抑制抵抗12の抵抗値に比べて、十分大きな値
に選定している。なお、ゲート回路16゜22、および
保護論理回路23から、サイリスタ制御手段を構成して
いる。
次に、本実施例による車両用電力変換装置の作用につい
て説明する。
第1図において、変換器6の運転を停止する時には、保
護論理回路23からゲート回路22を通してサイリスタ
20がオンされることにより、コンデンサ7の電荷が放
電抵抗21を通して放電される。
一方、電圧検出器11により検出されるコンデンサ7の
電圧が異常に上昇した時(過電圧となった時)には、変
換器6の内部使用素子の逆阻止電圧を超えないように、
保護論理回路23からゲート回路16.22を通してサ
イリスタ14.20がそれぞれほぼ同時にオンされるこ
とにより、コンデンサ7の電荷か過電圧抑制抵抗12を
通して急速に放電されて、コンデンサ7の電圧上昇(過
電圧)か抑制される。さらに、これと同時に、サイリス
タ5がオフされ、接触器2かオフされ、接触器9がオフ
される。
上述したように、本実施例の車両用電力変換装置は、パ
ンタグラフ1から集電した電力により充電されるコンデ
ンサ7と、コンデンサ7と並列に接続され、当該コンデ
ンサ7の電圧を検出する電圧検出器11と、コンデンサ
7と並列に接続され、放電抵抗21およびサイリスタ2
0を直列接続してなる放電回路と、放電抵抗21と並列
に接続され、過電圧抑制抵抗12.リアクトル13.お
よびサイリスタ14を直列接続してなる過電圧抑制回路
と、変換器6の運転停止時にはサイリスタ20をオンさ
せ、また電圧検出器11によるコンデンサ7の過電圧検
出時にはのサイリスタ1420をオンさせるようにゲー
トを制御するゲート回路16,22、および保護論理回
路23よりなるサイリスタ制御手段とから構成したもの
である。
従って、コンデンサ7の電荷を放電する放電回路の従来
の接触器9を、サイリスタ20て無接点化しているため
、メンテナンスを不要とすることが可能となる。また、
放電回路のサイリスタ20を、本来からある過電圧抑制
回路のサイリスタ14と直列接続しているため、平形素
子をサイリスタ14.20に使用することにより、同一
圧接構造とすることができ、サイリスタ20の厚さ分の
み大きさが増加するのみで、従来の接触器9に比べて著
しく装置の小形化を図ることが可能となる。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、次
のようにしても同様に実施できるものである。
(a)第2図は、本発明による車両用電力変換装置の他
の構成例−を示す要部回路図であり、第1図と同一部分
には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異な
る部分についてのみ述べる。
すなわち、本実施例の車両用電力変換装置は、第1図に
おける放電抵抗21およびサイリスタ20を直列接続し
てなる放電回路と、過電圧抑制抵抗12、リアクトル1
3、およびサイリスタ14を直列接続してなる過電圧抑
制回路とを、コンデンサ7にそれぞれ並列に接続した構
成としている点景外は、第1図と同様である。
本実施例においては、第1図のようにサイリスタ14と
サイリスタ20を直列接続した場合と、同じ装置寸法で
構成することが可能である。また、サイリスタ14とサ
イリスタ20を逆向きにして同一圧接構造とすることが
できるため、上記実施例と同様の効果が得られるもので
ある。
(b)第3図は、本発明による車両用電力変換装置の他
の構成例を示す要部回路図であり、第1図と同一部分に
は同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる
部分についてのみ述べる。
すなわち、本実施例の車両用電力変換装置は、第1図に
おける放電抵抗21およびサイリスタ20を直列接続し
てなる放電回路のみをコンデンサ7に並列に接続し、過
電圧抑制抵抗12、リアクトル13、サイリスタ14を
直列接続してなる過電圧抑制回路、およびゲート回路1
6、保護論理回路23を省略し、これに代えて変換器6
の運転停止時にはサイリスタ20をオンさせるようにゲ
ート回路22を制御する保護論理回路24を設けた構成
としている魚具外は、第1図と同様である。
本実施例においても、コンデンサ7の電荷を放電する放
電回路の従来の接触器9を、サイリスタ20で無接点化
しているため、メンテナンスを不要とすることが可能と
なり、さらに接触器9に代えてサイリスタ20を使用し
ているため、従来の装置に比べて著しく装置の小形化を
図ることが可能となる。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、コンデンサの電荷
を放電する放電回路の接触器をサイリスタで無接点化し
、また放電回路のサイリスタを、過電圧抑制回路のサイ
リスタと直列接続するようにしたので、メンテナンスフ
リー化ならびに装置の小形化を図ることが可能な極めて
信頼性の高い車両用電力変換装置か提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による車両用電力変換装置の一実施例を
示す回路図、第2図および第3図は本発明による車両用
電力変換装置の他の実施例をそれぞれ示す要部回路図、
第4図は従来の車両用電力変換装置の一例を示す回路図
である。 1・・・パンタグラフ、2・・接触器、3・・・リアク
トル、4・・・充電抵抗、5・・・サイリスタ、6・・
変換器、7・・・コンデンサ、8・・・放電抵抗、9・
・接触器、10・・・電圧検出器、11・・・電圧検出
器、12・・・過電圧抑制抵抗、13・・・リアクトル
、14・・・サイリスタ、15・・・保護論理回路、1
6・・・ゲート回路、20・・・サイリスタ、21・・
・放電抵抗、22・・・ゲート回路、23・・・保護論
理回路、24・・保護論理回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第 図 竿 図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)パンタグラフから集電した電力を変換して車両駆
    動用電動機に供給する車両用の電力変換装置において、 前記パンタグラフから集電した電力により充電されるコ
    ンデンサと、 前記コンデンサと並列に接続され、当該コンデンサの電
    圧を検出する電圧検出器と、 前記コンデンサと並列に接続され、放電抵抗および第1
    のサイリスタを直列接続してなる放電回路と、 前記放電抵抗と並列に接続され、過電圧抑制抵抗および
    第2のサイリスタを直列接続してなる過電圧抑制回路と
    、 装置運転停止時には前記第1のサイリスタをオンさせ、
    また前記電圧検出器によるコンデンサの過電圧検出時に
    は前記第1および第2のサイリスタをオンさせるように
    ゲートを制御するサイリスタ制御手段と、 を備えて成ることを特徴とする車両用電力変換装置。
  2. (2)パンタグラフから集電した電力を変換して車両駆
    動用電動機に供給する車両用の電力変換装置において、 前記パンタグラフから集電した電力により充電されるコ
    ンデンサと、 前記コンデンサと並列に接続され、当該コンデンサの電
    圧を検出する電圧検出器と、 前記コンデンサと並列に接続され、放電抵抗および第1
    のサイリスタを直列接続してなる放電回路と、 前記コンデンサと並列に接続され、過電圧抑制抵抗およ
    び第2のサイリスタを直列接続してなる過電圧抑制回路
    と、 装置運転停止時には前記第1のサイリスタをオンさせ、
    また前記電圧検出器によるコンデンサの過電圧検出時に
    は前記第1および第2のサイリスタをオンさせるように
    ゲートを制御するサイリスタ制御手段と、 を備えて成ることを特徴とする車両用電力変換装置。
  3. (3)パンタグラフから集電した電力を変換して車両駆
    動用電動機に供給する車両用の電力変換装置において、 前記パンタグラフから集電した電力により充電されるコ
    ンデンサと、 前記コンデンサと並列に接続され、当該コンデンサの電
    圧を検出する電圧検出器と、 前記コンデンサと並列に接続され、放電抵抗およびサイ
    リスタを直列接続してなる放電回路と、装置運転停止時
    には前記サイリスタをオンさせるようにゲートを制御す
    るサイリスタ制御手段とを備えて成ることを特徴とする
    車両用電力変換装置。
JP17306390A 1990-06-29 1990-06-29 車両用電力変換装置 Pending JPH0469001A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018152931A (ja) * 2017-03-09 2018-09-27 株式会社東芝 鉄道用の車両制御装置及び方法

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