JPH05184006A - Controller for electric vehicle - Google Patents

Controller for electric vehicle

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JPH05184006A
JPH05184006A JP94592A JP94592A JPH05184006A JP H05184006 A JPH05184006 A JP H05184006A JP 94592 A JP94592 A JP 94592A JP 94592 A JP94592 A JP 94592A JP H05184006 A JPH05184006 A JP H05184006A
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voltage
chopper
capacitor
control device
time
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Yumiko Asano
裕美子 浅野
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Mitsubishi Electric Corp
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

PURPOSE:To realize quick and smooth starting by shortening the starting time of powering and regenerative braking even if a residual voltage exists in a DC coupling circuit, i.e., a capacitor. CONSTITUTION:Voltage on a DC stringing 2 is smoothed through a first filter 4, stepped down through a step-down chopper 6, and then smoothed through a second filter 8 thence it is fed through an inverter 9 to an induction motor 10. At the time of braking, energy generated from the induction motor 10 is fed through the inverter 9 to a booster chopper 7 which then returns a boosted voltage to the DC stringing 2. A voltage detector 12 detects the voltage on the DC stringing 2 and a voltage detector 13 detects the voltage of a capacitor 8b in the second filter 8. A controller 11A then controls the conduction rates at the time of starting the step-down chopper 6 and the booster chopper 7 based on thus detected voltages.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、電気車を速度制御す
る電気車制御装置に関し、特に力行起動時及び回生制動
起動時の速度制御を行う電気車制御装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric vehicle control device for controlling the speed of an electric vehicle, and more particularly to an electric vehicle control device for performing speed control at the time of power running start and regenerative braking start.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は、例えば「電気車の科学」(電気車
研究会発行、1990年2月号、Vol.43No.2、P1
5〜19)に示された従来の電気車制御装置を示す回路
図である。同図において、1は直流架線2を介して図示
しない直流電源に接続されて直流電力を給電するパンタ
グラフ、3はパンタグラフ1を介して直流電源と以下に
説明する回路を接続又は開放するスイッチである。
2. Description of the Related Art FIG. 3 shows, for example, "Science of Electric Vehicle" (published by Electric Vehicle Research Society, February 1990, Vol. 43 No. 2, P1).
It is a circuit diagram which shows the conventional electric vehicle controller shown by 5-19). In the figure, 1 is a pantograph which is connected to a DC power supply (not shown) via a DC overhead wire 2 to supply DC power, and 3 is a switch which connects or disconnects the DC power supply and a circuit described below via the pantograph 1. ..

【0003】また、4はスイッチ3に接続され、リアク
トル4aとコンデンサ4bでなり、入力された直流電圧
を平滑する逆L字形フィルタ、5はこのフィルタ4に接
続されて力行時にフィルタ4の出力電圧を降圧する降圧
チョッパ6と回生制動時に昇圧した電圧をフィルタ4に
出力する昇圧チョッパ7とでなる双方向性のチョッパ回
路である。8はこのチョッパ回路5に接続され、リアク
トル8aとコンデンサ8bでなり、チョッパ出力を平滑
する直流結合回路、9はこの直流結合回路8に接続され
て直流結合回路8の直流出力を3相交流に変換するパル
ス幅変調インバータであり、フィルタ4、チョッパ回路
5、直列結合回路8及びインバータ9は接地されてい
る。
An inverse L-shaped filter 4 is connected to the switch 3 and is composed of a reactor 4a and a capacitor 4b. The inverted L-shaped filter 5 smoothes the input DC voltage. The output voltage of the filter 4 is connected to the filter 4 at the time of power running. Is a bidirectional chopper circuit composed of a step-down chopper 6 for stepping down and a step-up chopper 7 for outputting a voltage stepped up during regenerative braking to the filter 4. 8 is connected to this chopper circuit 5 and comprises a reactor 8a and a capacitor 8b, and a DC coupling circuit for smoothing the chopper output. 9 is connected to this DC coupling circuit 8 to convert the DC output of the DC coupling circuit 8 into a three-phase AC. It is a pulse width modulation inverter for conversion, and the filter 4, the chopper circuit 5, the series coupling circuit 8 and the inverter 9 are grounded.

【0004】また、10はインバータ9に接続されて力
行時に電気エネルギーを運動エネルギーに変換して電気
車を駆動すると共に制動時には運動エネルギーを電気エ
ネルギーに逆変換してインバータ9に出力する誘導電動
機、11はスイッチ3を開閉制御すると共に外部から入
力される力行指令P又は制動起動指令Bに基づいて降圧
チョッパ6、昇圧チョッパ7及びインバータ9をスイッ
チング制御する制御装置である。
Reference numeral 10 denotes an induction motor which is connected to the inverter 9 to convert electric energy into kinetic energy during power running to drive the electric vehicle and to reverse convert kinetic energy into electric energy during braking and output the same to the inverter 9. Reference numeral 11 denotes a control device that controls the opening and closing of the switch 3 and controls the switching of the step-down chopper 6, the step-up chopper 7, and the inverter 9 based on a power running command P or a braking start command B input from the outside.

【0005】なお、ここでは1組のフィルタ4、チョッ
パ回路5、直流結合回路8、インバータ9及び誘導電動
機10の接続回路を示しているが、複数組が並列接続さ
れる場合もある。
Although a set of filters 4, a chopper circuit 5, a DC coupling circuit 8, an inverter 9 and an induction motor 10 is shown here, a plurality of sets may be connected in parallel.

【0006】また、上記チョッパ回路5の降圧チョッパ
6は、アノードがリアクトル4aを介してスイッチ3に
接続された制御整流素子例えばGTOサイリスタ6a
と、このサイリスタ6aと直列に接続され、アノードが
接地されたダイオード6bとでなり、力行時に制御装置
11により通流率制御され、フィルタ4の出力電圧を所
定電圧に下げて直流結合回路8に出力する。
Further, the step-down chopper 6 of the chopper circuit 5 has a control rectifying element whose anode is connected to the switch 3 via the reactor 4a, for example, a GTO thyristor 6a.
And a diode 6b which is connected in series with this thyristor 6a and whose anode is grounded. When the powering is performed, the control device 11 controls the conduction ratio to lower the output voltage of the filter 4 to a predetermined voltage and direct it to the DC coupling circuit 8. Output.

【0007】また、上記チョッパ回路5の昇圧チョッパ
7は、カソードがリアクトル4aを介してスイッチ3に
接続され、アノードが上記サイリスタ6a及びダイオー
ド6bの接続点に接続されたダイオード7aと、アノー
ドが上記接続点に接続され、カソードが接地されたGT
Oサイリスタ7bとでなり、回生制動時に制御装置11
により通流率制御され、直流結合回路8の出力電圧を所
定電圧に上げてフィルタ4に出力する。
In the step-up chopper 7 of the chopper circuit 5, the cathode is connected to the switch 3 via the reactor 4a, the anode is connected to the connection point of the thyristor 6a and the diode 6b, and the anode is the above. GT with the cathode connected to the connection point and grounded
The O-thyristor 7b serves as the control device 11 during regenerative braking.
The duty ratio is controlled by the output voltage, and the output voltage of the DC coupling circuit 8 is raised to a predetermined voltage and output to the filter 4.

【0008】さらに、上記インバータ回路9は、低圧の
制御整流素子例えばトランジスタ9a及び9bの直列接
続体と、トランジスタ9c及び9dの直列接続体と、ト
ランジスタ9e及び9fの直列接続体との3相ブリッジ
接続でなり、トランジスタ9a、9c及び9eのコレク
タがリアクトル8を介してチョッパ回路5の接続点に接
続され、トランジスタ9b、9d及び9fのエミッタが
接地されて、力行時に直列結合回路8からの直流出力を
可変電圧可変周波数の交流電圧に変換して誘導電動機1
0に出力することにより、電気車を速度制御する。
Further, the inverter circuit 9 is a three-phase bridge composed of a low voltage controlled rectifying element such as a series connection of transistors 9a and 9b, a series connection of transistors 9c and 9d, and a series connection of transistors 9e and 9f. Connection, the collectors of the transistors 9a, 9c and 9e are connected to the connection point of the chopper circuit 5 via the reactor 8, the emitters of the transistors 9b, 9d and 9f are grounded, and the direct current from the series coupling circuit 8 during power running Induction motor 1 by converting the output to an alternating voltage of variable voltage and variable frequency
By outputting 0, the speed of the electric car is controlled.

【0009】次に、上述した従来例の動作を説明する。
まず、力行時の動作を説明する。図示しない運転台より
力行指令Pが制御装置11に入力されると、制御装置1
1はスイッチ3を閉路して、直流架線2から誘導電動機
10にエネルギーを供給する。
Next, the operation of the above-mentioned conventional example will be described.
First, the operation during powering will be described. When the power running command P is input to the control device 11 from a driver's cab (not shown), the control device 1
Reference numeral 1 closes the switch 3 to supply energy from the DC overhead wire 2 to the induction motor 10.

【0010】力行時には、直流架線2の電圧例えばDC
1500Vがパンタグラフ1、スイッチ3及びフィルタ
4を介してチョッパ回路5に給電される。チョッパ回路
5では、降圧チョッパ6が動作し、降圧チョッパ6は、
制御装置11により通流率制御されてフィルタ4の出力
電圧を例えば平均値600V程度に降圧する。
At the time of power running, the voltage of the DC overhead wire 2 such as DC
1500 V is supplied to the chopper circuit 5 via the pantograph 1, the switch 3 and the filter 4. In the chopper circuit 5, the step-down chopper 6 operates, and the step-down chopper 6 is
The controller 11 controls the conduction ratio to reduce the output voltage of the filter 4 to, for example, an average value of about 600V.

【0011】降圧チョッパ6の通流率は、サイリスタ6
aの導通時間比率を決定するもので、コンデンサ4bの
電圧をE、降圧チョッパ6の出力電圧の目標値をEFC
とすると、降圧チョッパ6の通流率αは、α=EFC/E
に制御される。
The conduction ratio of the step-down chopper 6 is determined by the thyristor 6
It determines the conduction time ratio of a, the voltage of the capacitor 4b is E S , and the target value of the output voltage of the step-down chopper 6 is E FC.
Then, the conduction ratio α of the step-down chopper 6 is α = E FC / E
Controlled by S.

【0012】制御装置11は、上述した通流率αを演算
して通流率αをスイッチング状態制御信号GON1Pに変換
し、スイッチング状態制御信号GON1Pにより降圧チョッ
パ6のサイリスタ6aにスイッチングを指令する。そし
て、降圧チョッパ6の出力は、直流結合回路8に入力さ
れて直流平滑され、インバータ9の入力となる。
The control device 11 calculates the above-mentioned flow rate α, converts the flow rate α into a switching state control signal G ON1P , and commands the thyristor 6a of the step-down chopper 6 to switch according to the switching state control signal G ON1P. To do. The output of the step-down chopper 6 is input to the DC coupling circuit 8, smoothed by DC, and then input to the inverter 9.

【0013】インバータ回路9は、制御装置11により
スイッチング制御され、直流結合回路8の直流出力を可
変電圧可変周波数の交流電圧に変換して誘導電動機10
に供給する。これにより、誘導電動機10が可変速制御
される。
The inverter circuit 9 is switching-controlled by the control device 11, and converts the DC output of the DC coupling circuit 8 into an AC voltage having a variable voltage and a variable frequency to induce the induction motor 10.
Supply to. As a result, the induction motor 10 is controlled at a variable speed.

【0014】次に、回生制動時の動作を説明する。運転
台より制動起動指令Bが入力されると、制御装置11は
スイッチ3を閉路して誘導電動機10を発電機とし動作
させ、運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、その
電気エネルギーはインバータ9を介して直流結合回路8
に入力される。直流結合回路8は、コンデンサ8bの充
電による出力電圧をチョッパ回路5に出力する。
Next, the operation during regenerative braking will be described. When the braking start command B is input from the driver's cab, the control device 11 closes the switch 3 to operate the induction motor 10 as a generator, converts kinetic energy into electric energy, and the electric energy passes through the inverter 9. DC coupling circuit 8
Entered in. The DC coupling circuit 8 outputs the output voltage due to the charging of the capacitor 8b to the chopper circuit 5.

【0015】チョッパ回路5では、昇圧チョッパ7が動
作し、昇圧チョッパ7は、制御装置11により通流率制
御されて、直流結合回路8の出力電圧を例えばDC15
00Vに昇圧する。ここで、昇圧チョッパ7の通流率β
は、β=1−(EFC/E)に制御される。
In the chopper circuit 5, the step-up chopper 7 operates, and the step-up chopper 7 is controlled in conduction ratio by the control device 11 to change the output voltage of the DC coupling circuit 8 to, for example, DC15.
Boost to 00V. Here, the conduction ratio β of the boost chopper 7
Is controlled to β = 1− (E FC / E S ).

【0016】制御装置11は、上述した通流率βを演算
し通流率βをスイッチング状態制御信号GON2Bに変換
し、スイッチング状態制御信号GON2Bにより昇圧チョッ
パ7のサイリスタ7bにスイッチングを指令する。そし
て、チョッパ回路5の出力は、フィルタ4、スイッチ
3、パンタグラフ1及び直流架線2を介して直流電源に
回生される。
The control device 11 calculates the above-mentioned flow rate β, converts the flow rate β into a switching state control signal G ON2B , and commands the thyristor 7b of the step-up chopper 7 to perform switching by the switching state control signal G ON2B. .. Then, the output of the chopper circuit 5 is regenerated to the DC power source via the filter 4, the switch 3, the pantograph 1 and the DC overhead wire 2.

【0017】このように、直流架線2の電圧に対して降
圧チョッパ6及び昇圧チョッパ7を用いることにより、
コンデンサ8bの電圧を低く押えている。
Thus, by using the step-down chopper 6 and the step-up chopper 7 for the voltage of the DC overhead wire 2,
The voltage of the capacitor 8b is kept low.

【0018】ここで、制御装置11による降圧チョッパ
6及び昇圧チョッパ7のそれぞれ力行起動時及び回生制
動起動時の動作を図4について説明する。時刻tの力
行(又は回生制動)起動時には、通流率を図4(a)に示
すように所定の指数関数などに従って目標値まで立ち上
げてソフトスタートする。降圧チョッパ6又は昇圧チョ
ッパ7が制御され、その出力が図4(c)のように、通流
率に従って目標値まで立ち上がり、目標値600Vにさ
れる。コンデンサ8bに残留電圧がない場合には、コン
デンサ8bの充電はほぼ時刻tに開始される。
The operation of the step-down chopper 6 and the step-up chopper 7 by the controller 11 at the time of power running start and regenerative braking start will be described with reference to FIG. When powering (or regenerative braking) is started at time t 1, the conduction ratio is raised to a target value according to a predetermined exponential function as shown in FIG. The step-down chopper 6 or the step-up chopper 7 is controlled, and the output thereof rises to the target value according to the conduction ratio and is set to the target value 600V as shown in FIG. 4 (c). If the capacitor 8b has no residual voltage, the charging of the capacitor 8b starts at about time t 1 .

【0019】しかし、時刻tの起動時に、図4(b)に
示すようにコンデンサ8bに残留電圧Vがある場合に
は、図4(a)のような通流率の立ち上げでは降圧チョッ
パ6の出力電圧(又は昇圧チョッパの入力電圧)はまだ
0Vでありコンデンサ8bの残留電圧Vよりも小さい
ので、コンデンサ8bは放電する。続いて時刻tで、
降圧チョッパ6の出力電圧とコンデンサ8bの電圧とが
で等しくなり、コンデンサ8bが目標値まで充電を
開始する。なお、時刻t〜t間では、例えば降圧チ
ョッパ6の起動時の通流率≦(コンデンサ8bの残留電
圧V/E)である。
However, when the residual voltage V 0 is present in the capacitor 8b as shown in FIG. 4 (b) at the time of start-up at the time t 1 , the step-down is performed by raising the conduction ratio as shown in FIG. 4 (a). Since the output voltage of the chopper 6 (or the input voltage of the boost chopper) is still 0V and smaller than the residual voltage V 0 of the capacitor 8b, the capacitor 8b is discharged. Then at time t 2 ,
The voltage of the output voltage and capacitor 8b of the step-down chopper 6 is equal in V 1, a capacitor 8b begins to charge up to the target value. In addition, between the times t 1 and t 2 , for example, the conduction ratio when the step-down chopper 6 is activated ≦ (residual voltage V 0 / E S of the capacitor 8b).

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】従来の電気車制御装置
は上述したように構成されているので、力行起動時及び
回生制動起動時にコンデンサ8bに残留電圧がある場合
には、降圧チョッパ6の出力電圧又は昇圧チョッパ7の
入力電圧がコンデンサ8bの残留電圧と等しくなるまで
コンデンサ8bが放電するので、コンデンサ8bの充電
が遅れ、起動時間が長くなる。そのため、迅速かつスム
ーズに起動することができないという問題点があった。
Since the conventional electric vehicle controller is constructed as described above, the output of the step-down chopper 6 when the residual voltage is present in the capacitor 8b at the time of power running start and regenerative braking start. Since the capacitor 8b is discharged until the voltage or the input voltage of the boost chopper 7 becomes equal to the residual voltage of the capacitor 8b, the charging of the capacitor 8b is delayed and the startup time becomes long. Therefore, there is a problem that it cannot start up quickly and smoothly.

【0021】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、起動時に、直流結合回路のコン
デンサに残留電圧がある場合でも、力行起動時及び回生
制動起動時の起動時間を短縮して、迅速かつスムーズに
起動することができる電気車制御装置を得ることを目的
とする。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and when starting, even when there is a residual voltage in the capacitor of the DC coupling circuit, the starting time at the time of power running start and regenerative braking start can be reduced. An object of the present invention is to obtain an electric vehicle control device that can be shortened and can be started quickly and smoothly.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】この発明に係る電気車制
御装置は、直流架線の電圧を検出する第1の電圧検出器
と、直流結合回路の出力端電圧を検出する第2の電圧検
出器と、上記第1と第2の検出電圧に基づいてフィルタ
と上記直流結合回路間に設けられた電力変換器の起動時
通流率を制御する制御装置とを備えたものである。
An electric vehicle controller according to the present invention includes a first voltage detector for detecting a voltage of a DC overhead wire and a second voltage detector for detecting an output end voltage of a DC coupling circuit. And a control device for controlling the starting-time conduction ratio of the power converter provided between the filter and the DC coupling circuit based on the first and second detection voltages.

【0023】[0023]

【作用】この発明においては、制御装置によって、第1
の電圧検出器で検出された直流架線の検出電圧と第2の
検出器で検出された直流結合回路の出力端電圧とに基づ
いて電力変換器の起動時通流率を制御することにより、
直流結合回路に残留電圧がある場合でも力行及び回生制
動を迅速かつスムーズに起動する。
In the present invention, the control device allows the first
By controlling the start-time conduction ratio of the power converter on the basis of the detection voltage of the DC overhead wire detected by the voltage detector and the output terminal voltage of the DC coupling circuit detected by the second detector,
Even if there is a residual voltage in the DC coupling circuit, power running and regenerative braking can be started quickly and smoothly.

【0024】[0024]

【実施例】実施例1.図1は、この発明の実施例1を示
す回路図である。同図において、1〜10は図3に示し
たもの同様であり、12はパンタグラフ1に接続され、
一端が接地されて、直流架線2の電圧を検出する第1の
電圧検出器、13はコンデンサ8bに並列に接続されて
コンデンサ8bの電圧を検出する第2の電圧検出器であ
る。
EXAMPLES Example 1. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 to 10 are the same as those shown in FIG. 3, and 12 is connected to the pantograph 1.
A first voltage detector whose one end is grounded and detects the voltage of the DC overhead wire 2 is a second voltage detector 13 which is connected in parallel to the capacitor 8b and detects the voltage of the capacitor 8b.

【0025】また、11Aは図3の制御装置11に替えて
備えられた制御装置で、スイッチ3を開閉制御し、第2
の電力変換器としてのインバータ9をスイッチング制御
すると共に、上記電圧検出器12及び13の検出電圧に
基づいて第1の電力変換器としてのチョッパ回路5を構
成する降圧チョッパ6及び昇圧チョッパ7の起動時通流
率を制御する。
Reference numeral 11A is a control device provided in place of the control device 11 shown in FIG.
Switching control of the inverter 9 as the electric power converter, and activation of the step-down chopper 6 and the step-up chopper 7 which constitute the chopper circuit 5 as the first electric power converter on the basis of the detection voltages of the voltage detectors 12 and 13. Controls the hourly flow rate.

【0026】次に、上述した実施例1の動作を説明す
る。図示しない運転台より、制御装置11Aに、力行時に
は力行指令Pが入力され、回生制動時には制動起動指令
Bが入力される。これにより、制御装置11Aはスイッチ
3を閉路して回路を構成する。
Next, the operation of the above-described first embodiment will be described. A power running command P is input to the control device 11A from a driver's cab (not shown) during power running, and a braking start command B is input during regenerative braking. As a result, the control device 11A closes the switch 3 to form a circuit.

【0027】力行時には、直流電源が直流架線2、パン
タグラフ1及びフィルタ4を介してチョッパ回路5に給
電される。チョッパ回路5では、降圧チョッパ6が制御
装置11Aにより通流率制御され、フィルタ4の出力電圧
を降圧する。降圧された電圧は、直流結合回路8及びイ
ンバータ9を介して誘導電動機10に供給される。
At the time of power running, a DC power source is supplied to the chopper circuit 5 via the DC overhead wire 2, the pantograph 1 and the filter 4. In the chopper circuit 5, the step-down chopper 6 controls the conduction ratio by the control device 11A to step down the output voltage of the filter 4. The reduced voltage is supplied to the induction motor 10 via the DC coupling circuit 8 and the inverter 9.

【0028】また、回生制動時には、誘導電動機10で
発生した電気エネルギーが、インバータ9及び直流結合
回路8を介してチョッパ回路5に入力される。チョッパ
回路5では、昇圧チョッパ7が動作し、昇圧チョッパ7
は、制御装置11Aにより通流率制御されて、直流結合回
路8の出力電圧を昇圧する。昇圧された電圧は、フィル
タ4、スイッチ3、パンタグラフ1及び直流架線2を介
して直流電源に回生される。
At the time of regenerative braking, the electric energy generated by the induction motor 10 is input to the chopper circuit 5 via the inverter 9 and the DC coupling circuit 8. In the chopper circuit 5, the boost chopper 7 operates and the boost chopper 7
Is controlled by the controller 11A to increase the output voltage of the DC coupling circuit 8. The boosted voltage is regenerated to the DC power source through the filter 4, the switch 3, the pantograph 1 and the DC overhead wire 2.

【0029】また、電圧検出器1は直流架線2の電圧E
SOを常時検出し、電圧検出器13はコンデンサ8bの電
圧EFCOを常時検出する。
Further, the voltage detector 1 has a voltage E of the DC overhead wire 2.
The SO is constantly detected, and the voltage detector 13 constantly detects the voltage E FCO of the capacitor 8b.

【0030】ここで、制御装置11Aの起動時通流率制御
を説明する。制御装置11Aは、上記電圧ESOと上記電圧
FC0とに基づいて降圧チョッパ6の起動時通流率α
及び昇圧チョッパ7の起動時通流率βを、それぞれ、
α=EFC0/ES0、β=1−(EFCO/ESO)と演
算する。
Here, the control of the conduction ratio at the time of starting the control unit 11A will be described. Based on the voltage E SO and the voltage E FC0 , the control device 11A starts the step-down chopper 6 at the startup conduction ratio α 0.
And the current flow rate β 0 at startup of the boost chopper 7,
It is calculated that α 0 = E FC0 / E S0 and β 0 = 1- (E FCO / E SO ).

【0031】従って、起動時には、起動時通流率α
びβはコンデンサ8bの残留電圧に依存する値にな
る。このため、時刻tの力行(又は回生制動)起動時
に、図2(b)に示すようにコンデンサ8bに残留電圧V
がある場合には、図2(a)に示す起動時通流率α
(又はβ)は残留電圧Vに基づいて演算されるの
で、時刻tでの降圧チョッパ6の出力電圧(又は昇圧
チョッパ7の入力電圧)は、図2(C)に示すように残留
電圧Vと等しくなる。これにより、コンデンサ8bの
充電がすぐに開始される。
Therefore, at startup, the startup conduction ratios α 0 and β 0 have values that depend on the residual voltage of the capacitor 8b. Therefore, when the power running (or regenerative braking) is started at time t 1 , the residual voltage V is applied to the capacitor 8b as shown in FIG. 2 (b).
When there is 0, the starting flow rate α shown in FIG.
Since 0 (or β 0 ) is calculated based on the residual voltage V 0 , the output voltage of the step-down chopper 6 (or the input voltage of the step-up chopper 7) at time t 1 is as shown in FIG. It becomes equal to the residual voltage V 0 . As a result, the charging of the capacitor 8b is immediately started.

【0032】なお、起動後の定常的な動作は従来例と同
じである。
The steady operation after starting is the same as the conventional example.

【0033】上述した通り、実施例1は、直流架線2の
電圧ES0を検出する電圧検出器12及びコンデンサ8b
の電圧EFC0を検出する電圧検出器13を備え、制御装
置11Aにより、電圧ESO及びEFCOに基づいてチョッパ回
路5の起動時通流率を制御することにより、力行時の降
圧チョッパ6の出力電圧又は回生制動時の昇圧チョッパ
7の入力電圧はコンデンサ8bの電圧と等しくなるの
で、コンデンサ8bに残留電圧Vがある場合でも、コ
ンデンサ8bの充電が遅れることがない。そのため、起
動時間が短縮されて、迅速かつスムーズに起動すること
ができる。
As described above, in the first embodiment, the voltage detector 12 for detecting the voltage E S0 of the DC overhead wire 2 and the capacitor 8b.
Of the step-down chopper 6 at the time of power running by controlling the conduction ratio at startup of the chopper circuit 5 based on the voltages E SO and E FCO by the control device 11A. Since the output voltage or the input voltage of the boost chopper 7 at the time of regenerative braking becomes equal to the voltage of the capacitor 8b, the charging of the capacitor 8b will not be delayed even if the capacitor 8b has a residual voltage V 0 . Therefore, the start-up time is shortened, and the start-up can be performed quickly and smoothly.

【0034】実施例2.上記実施例1では、チョッパ回
路の制御整流素子としてGTOサイリスタを用いたが、
他のスイッチング素子を用いても同様の効果が得られ
る。
Example 2. Although the GTO thyristor is used as the controlled rectifying element of the chopper circuit in the first embodiment,
Similar effects can be obtained by using other switching elements.

【0035】実施例3.上記実施例1では、誘導電動機
を用いているが、直流電動機を用いても同様の効果が得
られる。
Example 3. Although the induction motor is used in the first embodiment, the same effect can be obtained by using the DC motor.

【0036】[0036]

【発明の効果】この発明は、以上説明したとおり、直流
架線の電圧を検出する第1の電圧検出器と、直流結合回
路の出力端電圧を検出する第2の電圧検出器と、上記第
1と第2の電圧検出器の検出電圧に基づいてフィルタと
直流結合回路間に設けられた電力変換器の起動時通流率
を制御する制御装置とを備えたことによって、直流結合
回路に残留電圧がある場合でも、起動時間が短縮され
て、迅速かつスムーズに起動することができるという効
果を奏する。
As described above, the present invention provides the first voltage detector for detecting the voltage of the DC overhead wire, the second voltage detector for detecting the output end voltage of the DC coupling circuit, and the first voltage detector. And a controller for controlling the starting-time conduction ratio of the power converter provided between the filter and the DC coupling circuit based on the detection voltage of the second voltage detector, whereby the DC coupling circuit has a residual voltage. Even if there is, there is an effect that the start-up time is shortened and the start-up can be performed quickly and smoothly.

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

【図1】この発明の実施例1を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の実施例1の動作を説明するための波
形図である。
FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the first embodiment of the present invention.

【図3】従来の電気車制御装置を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a conventional electric vehicle control device.

【図4】従来の電気車制御装置の動作を説明するための
波形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the operation of the conventional electric vehicle control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 直流架線 5 チョッパ回路 6 降圧チョッパ 7 昇圧チョッパ 8 直流結合回路 9 インバータ 10 誘導電動機 11A 制御装置 12 電圧検出器 13 電圧検出器 2 DC overhead wire 5 Chopper circuit 6 Step-down chopper 7 Step-up chopper 8 DC coupling circuit 9 Inverter 10 Induction motor 11A Control device 12 Voltage detector 13 Voltage detector

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年9月9日[Submission date] September 9, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Name of item to be corrected] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【書類名】 明細書[Document name] Statement

【発明の名称】 電気車制御装置Title: Electric vehicle control device

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、電気車を速度制御す
る電気車制御装置に関し、特に力行起動時及び回生制動
起動時の速度制御を行う電気車制御装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric vehicle control device for controlling the speed of an electric vehicle, and more particularly to an electric vehicle control device for performing speed control at the time of power running start and regenerative braking start.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は、例えば「電気車の科学」(電気車
研究会発行、1990年2月号、Vol.43No.2、P1
5〜19)に示された従来の電気車制御装置を示す回路
図である。同図において、1は直流架線2を介して図示
しない直流電源に接続されて直流電力を給電するパンタ
グラフ、3はパンタグラフ1を介して直流電源と以下に
説明する回路を接続又は開放するスイッチである。
2. Description of the Related Art FIG. 3 shows, for example, "Science of Electric Vehicle" (published by Electric Vehicle Research Society, February 1990, Vol. 43 No. 2, P1).
It is a circuit diagram which shows the conventional electric vehicle controller shown by 5-19). In the figure, 1 is a pantograph which is connected to a DC power supply (not shown) via a DC overhead wire 2 to supply DC power, and 3 is a switch which connects or disconnects the DC power supply and a circuit described below via the pantograph 1. ..

【0003】また、4はスイッチ3に接続され、リアク
トル4aとコンデンサ4bでなり、入力された直流電圧
を平滑する第1の逆L字形フィルタ、5はこの第1のフ
ィルタ4に接続されて第1のフィルタ4の出力電圧を降
圧するGTOサイリスタなどの制御整流素子から成る降
圧チョッパ6と回生制動時に昇圧した電圧を第1のフィ
ルタ4に出力するGTOサイリスタなどの制御整流素子
から成る昇圧チョッパ7とでなる双方向性のチョッパ回
路である。8はこのチョッパ回路5に接続され、チョッ
パ出力を平滑する平滑リアクトル8aと直流電圧を安定
化させる直流結合回路としてのコンデンサ8bで成る第
2の逆L字形フィルタ、9はこの第2のフィルタ8のコ
ンデンサ8bに接続されて直流電圧を3相交流に変換す
るパルス幅変調インバータである。
[0003] 4 is connected to the switch 3, made of a reactor 4a and the capacitor 4b, first inverted L-shaped filter for smoothing the input DC voltage, the first full 5
The voltage boosted during regenerative braking and descending <br/> pressure chopper 6 made of controlled rectifiers such as GTO thyristors you down the output voltage of the first filter 4 is connected to the filter 4 first Fi
Controlled rectifier such as a GTO thyristor you output filter 4
It is a bidirectional chopper circuit formed by a boost chopper 7 made of. 8 is connected to the chopper circuit 5, chopper
Stable DC voltage and smoothing reactor 8a that smoothes output
A capacitor 8b as a direct current coupling circuit
2 of inverted L-shaped filter, 9 Yoko co of the second filter 8
The pulse width modulation inverter is connected to the capacitor 8b and converts a DC voltage into a three-phase AC .

【0004】また、10はインバータ9に接続されて力
行時に電気エネルギーを運動エネルギーに変換して電気
車を駆動すると共に制動時には運動エネルギーを電気エ
ネルギーに逆変換してインバータ9に出力する誘導電動
機、11はスイッチ3を開閉制御すると共に外部から入
力される力行指令P又は制動指令Bに基づいて降圧チョ
ッパ6、昇圧チョッパ7及びインバータ9を構成する制
御整流素子のスイッチング状態を制御する制御装置であ
る。
Reference numeral 10 denotes an induction motor which is connected to the inverter 9 to convert electric energy into kinetic energy during power running to drive the electric vehicle and to reverse convert kinetic energy into electric energy during braking and output the same to the inverter 9. 11 constitutes a step-down chopper 6, step-up chopper 7 and the inverter 9 based on the power running command P or braking command B is input from the outside as well as controls the opening and closing of the switch 3 control
The control device controls the switching state of the control rectifying element .

【0005】なお、ここでは1組の第1のフィルタ4、
チョッパ回路5、第2のフィルタ8、インバータ9及び
誘導電動機10の接続回路を示しているが、複数組が並
列接続される場合もある。
[0005] Here, a set of the first filter 4,
Chopper circuit 5, the second filter 8, but shows a connection circuit of the inverter 9 and the induction motor 10, there is a case where a plurality of sets are connected in parallel.

【0006】また、上記チョッパ回路5の降圧チョッパ
6は、アノードコンデンサ4bの正極側に接続された
制御整流素子例えばGTOサイリスタ6aと、このGT
Oサイリスタ6aと直列に接続され、アノードコンデ
ンサ4bの負極側に接続されたダイオード6bとでな
、制御装置11により通流率制御され、第1のフィル
4の出力電圧を所定電圧に下げて第2のフィルタ8
出力する。
The step-down chopper 6 of the chopper circuit 5 has a control rectifying element, for example, a GTO thyristor 6a whose anode is connected to the positive electrode side of the capacitor 4b, and this GT.
O thyristor is connected to 6a in series, the anode is in the connected diode 6b to the negative electrode side of the capacitor <br/> capacitors 4b, controlled conduction ratio by control device 11, the first fill
The output voltage of the filter 4 is reduced to a predetermined voltage and output to the second filter 8 .

【0007】また、上記チョッパ回路5の昇圧チョッパ
7は、カソードコンデンサ4bの正極側に接続され、
アノードが上記GTOサイリスタ6a及びダイオード6
bの接続点に接続されたダイオード7aと、アノードが
上記接続点に接続され、カソードコンデンサ4bの負
極側に接続されたGTOサイリスタ7bとでなり、回生
制動時に制御装置11により通流率制御され、コンデン
サ8bの電圧直流電源電圧に上げて第1のフィルタ
に出力する。
Further, the step-up chopper 7 of the chopper circuit 5 has a cathode connected to the positive electrode side of the capacitor 4b,
The anode is the GTO thyristor 6a and the diode 6
The diode 7a connected to the connection point of b, the anode is connected to the connection point, and the cathode is the negative electrode of the capacitor 4b.
It is composed of a GTO thyristor 7b connected to the pole side , the conduction ratio is controlled by the controller 11 during regenerative braking,
The voltage of the service 8b is raised to the DC power supply voltage and the first filter 4
Output to.

【0008】さらに、上記インバータ回路9は、低圧の
制御整流素子例えばトランジスタの3相ブリッジ接続で
り、力行時にコンデンサ8bの電圧を可変電圧可変周
波数の交流電圧に変換して誘導電動機10に出力するこ
とにより、電気車を速度制御する。
Furthermore, the inverter circuit 9, Ri Na <br/> a three-phase bridge connection of low pressure controlled rectifier example transistors, and converts the time power line voltage of the capacitor 8b into an AC voltage of the variable voltage variable frequency The output of the induction motor 10 controls the speed of the electric vehicle.

【0009】次に、上述した従来例の動作を説明する。
まず、力行時の動作を説明する。図示しない運転台より
力行指令Pが制御装置11に入力されると、制御装置1
1はスイッチ3を閉路して回路を構成する。
Next, the operation of the above-mentioned conventional example will be described.
First, the operation during powering will be described. When the power running command P is input to the control device 11 from a driver's cab (not shown), the control device 1
1 that make up the circuit is closed and the switch 3.

【0010】流架線2の電圧例えばDC1500Vが
パンタグラフ1、スイッチ3及びフィルタ4を介してチ
ョッパ回路5に給電される。力行時には、直流架線2か
ら誘導電動機10にエネルギーを供給するため、チョッ
パ回路5では、降圧チョッパ6が動作し、降圧チョッパ
6は、制御装置11により通流率制御されてフィルタ4
の出力電圧を例えば平均値600V程度に降圧する。
[0010] Voltage for example DC1500V of dc overhead wire 2 is fed to the chopper circuit 5 via a pantograph 1, switch 3 and the filter 4. DC power line 2 during powering
For supplying energy to et the induction motor 10, Ji ® Tsu <br/> the path circuit 5, the step-down chopper 6 is operated, the step-down chopper 6, the control device 11 is controlled conduction ratio by the filter 4
Output voltage is reduced to, for example, an average value of about 600V.

【0011】降圧チョッパ6の通流率は、GTOサイリ
スタ6aの導通時間比率を決定するもので、コンデンサ
4bの電圧をE、降圧チョッパ6の出力電圧の目標値
をEFCとすると、降圧チョッパ6の通流率αは、α=E
FC/Eに制御される。
The conduction ratio of the step-down chopper 6 is GTO
When the voltage of the capacitor 4b is E S and the target value of the output voltage of the step-down chopper 6 is E FC , the conduction ratio α of the step-down chopper 6 is α = E
It is controlled to FC / E S.

【0012】制御装置11は、上述した通流率αを演算
して通流率αをスイッチング状態制御信号GON1Pに変換
し、スイッチング状態制御信号GON1Pにより降圧チョッ
パ6のGTOサイリスタ6aにスイッチングを指令す
る。そして、降圧チョッパ6の出力は、第2のフィルタ
8に入力されて直流平滑され、インバータ9の入力とな
る。
The control device 11 calculates the above-mentioned flow rate α, converts the flow rate α into a switching state control signal G ON1P , and switches the GTO thyristor 6a of the step-down chopper 6 by the switching state control signal G ON1P. Order. Then, the output of the step-down chopper 6 is input to the second filter 8 and DC-smoothed, and becomes the input of the inverter 9.

【0013】インバータ回路9は、制御装置11により
スイッチング制御され、コンデンサ8bの電圧を可変電
圧可変周波数の交流電圧に変換して誘導電動機10に供
給する。これにより、誘導電動機10が可変速制御され
る。
The inverter circuit 9 is switching-controlled by the control device 11, converts the voltage of the capacitor 8b into an alternating voltage having a variable voltage and a variable frequency, and supplies the alternating voltage to the induction motor 10. As a result, the induction motor 10 is controlled at a variable speed.

【0014】次に、回生制動時の動作を説明する。運転
台より制動指令Bが入力されると、制御装置11はスイ
ッチ3を閉路して力行時と同様に回路を構成する。誘導
電動機10は発電機として動作し、運動エネルギーを電
気エネルギーに変換し、その電気エネルギーはインバー
タ9を介してコンデンサ8bに入力される
Next, the operation during regenerative braking will be described. When the braking command B is input from the driver's cab, the control device 11 closes the switch 3 and configures the circuit as in the power running mode. Induction
The electric motor 10 operates as a generator , converts kinetic energy into electric energy, and the electric energy is input to the capacitor 8b via the inverter 9 .

【0015】チョッパ回路5では、回生制動の立ち上げ
時のみ降圧チョッパ6により励磁電流が供給され、その
後昇圧チョッパ7が動作し、昇圧チョッパ7は、制御装
置11により通流率制御されて、コンデンサ8bの電圧
を例えばDC1500Vに昇圧する。ここで、昇圧チョ
ッパ7の通流率βは、β=1−(EFC/E)に制御さ
れる。
In the chopper circuit 5, the regenerative braking is started up.
The exciting current is supplied by the step-down chopper 6 only when
Post boost chopper 7 is operated, the boost chopper 7 is controlled conduction ratio by the control unit 11 boosts the voltage <br/> capacitor 8b for example DC1500V. Here, the duty ratio of the step-up chopper 7 beta is, beta = is controlled to 1- (E FC / E S) .

【0016】制御装置11は、上述した通流率βを演算
し通流率βをスイッチング状態制御信号GON2Bに変換
し、スイッチング状態制御信号GON2Bにより昇圧チョッ
パ7のGTOサイリスタ7bにスイッチングを指令す
る。そして、チョッパ回路5の出力は、フィルタ4、ス
イッチ3、パンタグラフ1及び直流架線2を介して直流
電源に回生される。
The control device 11 calculates the above-mentioned flow rate β, converts the flow rate β into a switching state control signal G ON2B , and commands the GTO thyristor 7b of the step-up chopper 7 to perform switching by the switching state control signal G ON2B. To do. Then, the output of the chopper circuit 5 is regenerated to the DC power source via the filter 4, the switch 3, the pantograph 1 and the DC overhead wire 2.

【0017】このように、直流架線2の電圧に対して降
圧チョッパ6及び昇圧チョッパ7を用いることにより、
コンデンサ8bの電圧を低く押えている。
Thus, by using the step-down chopper 6 and the step-up chopper 7 for the voltage of the DC overhead wire 2,
The voltage of the capacitor 8b is kept low.

【0018】ここで、制御装置11による降圧チョッパ
6及び昇圧チョッパ7のそれぞれ力行起動時及び回生制
動起動時の動作を図4について説明する。時刻tの力
行(又は回生制動)起動時には、通流率を図4(a)に示
すように所定の指数関数などに従って目標値まで立ち上
げてソフトスタートする。降圧チョッパ6が制御され、
その出力が図4(c)のように、通流率に従って目標値ま
で立ち上がり、目標値600Vにされる。コンデンサ8
bに残留電圧がない場合には、コンデンサ8bの充電は
ほぼ時刻tに開始される。
The operation of the step-down chopper 6 and the step-up chopper 7 by the controller 11 at the time of power running start and regenerative braking start will be described with reference to FIG. When powering (or regenerative braking) is started at time t 1, the conduction ratio is raised to a target value according to a predetermined exponential function as shown in FIG. The step-down chopper 6 is controlled,
As shown in FIG. 4C, the output rises to the target value according to the current flow rate, and is set to the target value 600V. Capacitor 8
If there is no residual voltage in b, charging of the capacitor 8b starts at about time t 1 .

【0019】しかし、時刻tの起動時に、図4(b)に
示すようにコンデンサ8bに残留電圧Vがある場合に
は、図4(a)のような通流率の立ち上げでは降圧チョッ
パ6の出力電圧はまだ0Vでありコンデンサ8bの残留
電圧Vよりも小さいので、コンデンサ8bは放電す
る。続いて時刻tで、降圧チョッパ6の出力電圧とコ
ンデンサ8bの電圧とがVで等しくなり、コンデンサ
8bが目標値まで充電を開始する。なお、時刻t〜t
間では、例えば降圧チョッパ6の起動時の通流率≦
(コンデンサ8bの残留電圧V/E)である。
However, when the residual voltage V 0 is present in the capacitor 8b as shown in FIG. 4 (b) at the time of start-up at the time t 1 , the step-down is performed by raising the conduction ratio as shown in FIG. 4 (a). since the output voltage of the chopper 6 is still smaller than the residual voltage V 0 which is a capacitor 8b is 0V, the capacitor 8b is discharged. Followed by time t 2, the voltage of the output voltage and capacitor 8b of the step-down chopper 6 is equal in V 1, a capacitor 8b begins to charge up to the target value. Note that the times t 1 to t
Between the two , for example, the conduction ratio at the time of starting the step-down chopper 6 ≤
A (residual voltage V of the capacitor 8b 0 / E S).

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】従来の電気車制御装置
は上述したように構成されているので、力行起動時及び
回生制動起動時にコンデンサ8bに残留電圧がある場合
には、降圧チョッパ6の出力電圧がコンデンサ8bの残
留電圧と等しくなるまでコンデンサ8bが放電するの
で、コンデンサ8bの充電が遅れ、起動時間が長くな
る。そのため、迅速かつスムーズに起動することができ
ないという問題点があった。
Since the conventional electric vehicle controller is constructed as described above, the output of the step-down chopper 6 when the residual voltage is present in the capacitor 8b at the time of power running start and regenerative braking start. the capacitor 8b until voltage becomes equal to the residual voltage of the capacitor 8b is discharged, the charging of the capacitor 8b is delayed startup time becomes longer. Therefore, there is a problem that it cannot start up quickly and smoothly.

【0021】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、起動時に、直流結合回路として
のコンデンサに残留電圧がある場合でも、力行起動時及
び回生制動起動時の起動時間を短縮して、迅速かつスム
ーズに起動することができる電気車制御装置を得ること
を目的とする。
The present invention has been made in order to solve such a problem, and even at the time of starting, even when there is a residual voltage in the capacitor as the DC coupling circuit, the starting time at the time of power running starting and regenerative braking starting. It is an object of the present invention to provide an electric vehicle control device that can be started up quickly and smoothly.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】この発明に係る電気車制
御装置は、第1の電力変換器の降圧チョッパにより直流
架線の電圧を降圧しこの直流電圧を第2の電力変換器に
供給し、この第2の電力変換器の出力を電気車を駆動す
る負荷電動機に供給すると共に、制動時には上記負荷電
動機の発電エネルギーを直流結合回路を介して上記第1
の電力変換器の昇圧チョッパにより昇圧しその昇圧電圧
を上記直流架線に回生する電気車制御装置において、上
記直流架線の電圧を検出する第1の電圧検出器と、上記
直流結合回路の電圧を検出する第2の電圧検出器と、上
記第1と第2の電圧検出器の検出電圧に基づいて上記第
1の電力変換器の起動時通流率を制御する制御装置とを
備えたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An electric vehicle control device according to the present invention uses a step-down chopper of a first power converter for a direct current.
The voltage of the overhead wire is stepped down and this DC voltage is fed to the second power converter.
Supply and drive the output of this second power converter to the electric car
Supply to the load motor and
The power generated by the motive is transferred to the first through the DC coupling circuit.
Boosted by the boost chopper of the power converter of
In the electric vehicle control device that regenerates the above DC overhead line,
The first voltage detector for detecting the voltage of the DC overhead wire, and
A second voltage detector for detecting the voltage of the DC coupling circuit, and
Based on the detection voltage of the first and second voltage detectors,
No. 1 electric power converter, and a control device for controlling the starting-time conduction ratio .

【0023】[0023]

【作用】この発明においては、制御装置によって、第1
の電圧検出器で検出された直流架線の検出電圧と第2の
検出器で検出された直流結合回路の出力端電圧とに基づ
いて第1の電力変換器の起動時通流率を制御することに
より、直流結合回路に残留電圧がある場合でも力行及び
回生制動を迅速かつスムーズに起動する。
In the present invention, the control device allows the first
Controlling the start-time conduction ratio of the first power converter on the basis of the detected voltage of the DC overhead wire detected by the voltage detector and the output voltage of the DC coupling circuit detected by the second detector. Thus, even if there is a residual voltage in the DC coupling circuit, power running and regenerative braking can be started quickly and smoothly.

【0024】[0024]

【実施例】実施例1.図1は、この発明の実施例1を示
す回路図である。同図において、1〜10は図3に示し
たもの同様であり、12は直流架線2の電圧を検出する
第1の電圧検出器、13は直流結合回路としてのコンデ
ンサ8bに並列に接続されてコンデンサ8bの電圧を検
出する第2の電圧検出器である。
EXAMPLES Example 1. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. In the figure, 10 is similar to that shown in FIG. 3, 12 first voltage detector for detecting a voltage of the dc overhead line 2, 13 co down de <br/> as a DC coupling circuit A second voltage detector connected in parallel with the sensor 8b to detect the voltage of the capacitor 8b.

【0025】また、11Aは図3の制御装置11に替えて
備えられた制御装置で、スイッチ3を開閉制御し、第2
の電力変換器としてのインバータ9をスイッチング制御
すると共に、上記電圧検出器12及び13の検出電圧に
基づいて第1の電力変換器としてのチョッパ回路5を構
成する降圧チョッパ6及び昇圧チョッパ7の通流率を制
御する。
Reference numeral 11A is a control device provided in place of the control device 11 shown in FIG.
Passing along with controlling switching inverter 9 as a power converter, the voltage detector 12 and the first step-down chopper 6 and the boost chopper 7 constituting the chopper circuit 5 as the power converter based on the detection voltage of 13 Control the flow rate .

【0026】次に、上述した実施例1の動作を説明す
る。図示しない運転台より、制御装置11Aに、力行時に
は力行指令Pが入力され、回生制動時には制動指令Bが
入力される。これにより、制御装置11Aはスイッチ3を
閉路して回路を構成する。
Next, the operation of the above-described first embodiment will be described. A power running command P is input to the control device 11A from a driver's cab (not shown) during power running, and a braking command B is input during regenerative braking. As a result, the control device 11A closes the switch 3 to form a circuit.

【0027】力行時には、直流電源が直流架線2、パン
タグラフ1及びフィルタ4を介してチョッパ回路5に給
電される。チョッパ回路5では、降圧チョッパ6が制御
装置11Aにより通流率制御され、フィルタ4の出力電圧
を降圧する。降圧された電圧は、第2のフィルタ8及び
インバータ9を介して誘導電動機10に供給される。
At the time of power running, a DC power source is supplied to the chopper circuit 5 via the DC overhead wire 2, the pantograph 1 and the filter 4. In the chopper circuit 5, the step-down chopper 6 controls the conduction ratio by the control device 11A to step down the output voltage of the filter 4. The reduced voltage is supplied to the induction motor 10 via the second filter 8 and the inverter 9.

【0028】また、回生制動時には、誘導電動機10で
発生した電気エネルギーが、インバータ9及び第2のフ
ィルタ8を介してチョッパ回路5に入力される。チョッ
パ回路5では、昇圧チョッパ7が動作し、昇圧チョッパ
7は、制御装置11Aにより通流率制御されて、コンデン
サ8bの電圧を昇圧する。昇圧された電圧は、フィルタ
4、スイッチ3、パンタグラフ1及び直流架線2を介し
て直流電源に回生される。
During regenerative braking, the electric energy generated in the induction motor 10 is transferred to the inverter 9 and the second flap.
It is input to the chopper circuit 5 via the filter 8. In the chopper circuit 5, the step-up chopper 7 operates, and the step-up chopper 7 is subjected to conduction ratio control by the control device 11A, so
The voltage of the sensor 8b is boosted. The boosted voltage is regenerated to the DC power source through the filter 4, the switch 3, the pantograph 1 and the DC overhead wire 2.

【0029】また、電圧検出器1は直流架線2の電圧E
SOを常時検出し、電圧検出器13はコンデンサ8bの電
圧EFCOを常時検出する。
Further, the voltage detector 1 has a voltage E of the DC overhead wire 2.
The SO is constantly detected, and the voltage detector 13 constantly detects the voltage E FCO of the capacitor 8b.

【0030】ここで、制御装置11Aの起動時通流率制御
を説明する。制御装置11Aは、上記電圧ESOと上記電圧
FC0とに基づいて降圧チョッパ6の起動時通流率α
及び昇圧チョッパ7の起動時通流率βを、それぞれ、
α=EFC0/ES0、β=1−(EFCO/ESO)と演
算する。
Here, the control of the conduction ratio at the time of starting the control unit 11A will be described. Based on the voltage E SO and the voltage E FC0 , the control device 11A starts the step-down chopper 6 at the startup conduction ratio α 0.
And the current flow rate β 0 at startup of the boost chopper 7,
It is calculated that α 0 = E FC0 / E S0 and β 0 = 1- (E FCO / E SO ).

【0031】従って、起動時には、起動時通流率α
びβはコンデンサ8bの残留電圧に依存する値にな
る。このため、時刻tの力行(又は回生制動)起動時
に、図2(b)に示すようにコンデンサ8bに残留電圧V
がある場合には、図2(a)に示す起動時通流率α
(又はβ)は残留電圧Vに基づいて演算されるの
で、時刻tでの降圧チョッパ6の出力電圧(又は昇圧
チョッパ7の入力電圧)は、図2(C)に示すように残留
電圧Vと等しくなる。これにより、コンデンサ8bの
充電がすぐに開始される。
Therefore, at startup, the startup conduction ratios α 0 and β 0 have values that depend on the residual voltage of the capacitor 8b. Therefore, when the power running (or regenerative braking) is started at time t 1 , the residual voltage V is applied to the capacitor 8b as shown in FIG. 2 (b).
When there is 0, the starting flow rate α shown in FIG.
Since 0 (or β 0 ) is calculated based on the residual voltage V 0 , the output voltage of the step-down chopper 6 (or the input voltage of the step-up chopper 7) at time t 1 is as shown in FIG. It becomes equal to the residual voltage V 0 . As a result, the charging of the capacitor 8b is immediately started.

【0032】なお、起動後の定常的な動作は従来例と同
じである。
The steady operation after starting is the same as the conventional example.

【0033】上述した通り、実施例1は、直流架線2の
電圧ES0を検出する電圧検出器12及びコンデンサ8b
の電圧EFC0を検出する電圧検出器13を備え、制御装
置11Aにより、電圧ESO及びEFCOに基づいてチョッパ回
路5の起動時通流率を制御することにより、力行時の降
圧チョッパ6の出力電圧又は回生制動時の昇圧チョッパ
7の入力電圧はコンデンサ8bの電圧と等しくなるの
で、コンデンサ8bに残留電圧Vがある場合でも、コ
ンデンサ8bの充電が遅れることがない。そのため、起
動時間が短縮されて、迅速かつスムーズに起動すること
ができる。
As described above, in the first embodiment, the voltage detector 12 for detecting the voltage E S0 of the DC overhead wire 2 and the capacitor 8b.
Of the step-down chopper 6 at the time of power running by controlling the conduction ratio at startup of the chopper circuit 5 based on the voltages E SO and E FCO by the control device 11A. Since the output voltage or the input voltage of the boost chopper 7 at the time of regenerative braking becomes equal to the voltage of the capacitor 8b, the charging of the capacitor 8b will not be delayed even if the capacitor 8b has a residual voltage V 0 . Therefore, the start-up time is shortened, and the start-up can be performed quickly and smoothly.

【0034】実施例2.上記実施例1では、チョッパ回
路の制御整流素子としてGTOサイリスタを用いたが、
他のスイッチング素子を用いても同様の効果が得られ
る。
Example 2. Although the GTO thyristor is used as the controlled rectifying element of the chopper circuit in the first embodiment,
Similar effects can be obtained by using other switching elements.

【0035】実施例3.上記実施例1では、誘導電動機
を用いているが、直流電動機を用いても同様の効果が得
られる。
Example 3. Although the induction motor is used in the first embodiment, the same effect can be obtained by using the DC motor.

【0036】[0036]

【発明の効果】この発明は、以上説明したとおり、直流
架線の電圧を検出する第1の電圧検出器と、直流結合回
路の電圧を検出する第2の電圧検出器と、上記第1と第
2の電圧検出器の検出電圧に基づいて第1の電力変換器
の起動時通流率を制御する制御装置とを備えたことによ
って、直流結合回路に残留電圧がある場合でも、起動時
間が短縮されて、迅速かつスムーズに起動することがで
きるという効果を奏する。
As described above, the present invention provides the first voltage detector for detecting the voltage of the DC overhead wire, the second voltage detector for detecting the voltage of the DC coupling circuit, and the first and the second. Even if there is a residual voltage in the DC coupling circuit, it is possible to provide a control device that controls the starting-time conduction ratio of the first power converter based on the detection voltage of the second voltage detector. There is an effect that the startup time is shortened and the startup can be performed quickly and smoothly.

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

【図1】この発明の実施例1を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の実施例1の動作を説明するための波
形図である。
FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the first embodiment of the present invention.

【図3】従来の電気車制御装置を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a conventional electric vehicle control device.

【図4】従来の電気車制御装置の動作を説明するための
波形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the operation of the conventional electric vehicle control device.

【符号の説明】 2 直流架線 5 チョッパ回路 6 降圧チョッパ 7 昇圧チョッパ8b コンデンサ 9 インバータ 10 誘導電動機 11A 制御装置 12 電圧検出器 13 電圧検出器[Explanation of Codes] 2 DC overhead wire 5 Chopper circuit 6 Step-down chopper 7 Step-up chopper 8b Capacitor 9 Inverter 10 Induction motor 11A Control device 12 Voltage detector 13 Voltage detector

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図1[Name of item to be corrected] Figure 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図1】 [Figure 1]

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 力行時に第1の電力変換器の降圧チョッ
パにより直流架線の電圧を降圧しこの降圧電圧を直流結
合回路を介して第2の電力変換器に供給し、この第2の
電力変換器の出力を電気車を駆動する負荷電動機に供給
すると共に、制動時には上記負荷電動機の発電エネルギ
ーを上記直流結合回路を介して上記電力変換器の昇圧チ
ョッパにより昇圧しその昇圧電圧を上記直流架線に回生
する電気車制御装置において、 上記直流架線の電圧を検出する第1の電圧検出器と、 上記直流結合回路の出力端電圧を検出する第2の電圧検
出器と、 上記第1と第2の電圧検出器の検出電圧に基づいて上記
第1の電力変換器の起動時通流率を制御する制御装置と
を備えたことを特徴とする電気車制御装置。
1. During powering, the voltage of a DC overhead wire is stepped down by a step-down chopper of a first power converter, and this step-down voltage is supplied to a second power converter via a DC coupling circuit, and this second power conversion is performed. The output of the power generator is supplied to the load motor that drives the electric car, and at the time of braking, the generated energy of the load motor is boosted by the boost chopper of the power converter through the DC coupling circuit and the boosted voltage is applied to the DC overhead wire. In a regenerative electric vehicle control device, a first voltage detector that detects the voltage of the DC overhead wire, a second voltage detector that detects an output end voltage of the DC coupling circuit, and the first and second An electric vehicle control device, comprising: a control device for controlling the starting-time conduction ratio of the first power converter based on the detection voltage of the voltage detector.
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