JPH0583804A - 車両駆動装置 - Google Patents

車両駆動装置

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JPH0583804A
JPH0583804A JP3262676A JP26267691A JPH0583804A JP H0583804 A JPH0583804 A JP H0583804A JP 3262676 A JP3262676 A JP 3262676A JP 26267691 A JP26267691 A JP 26267691A JP H0583804 A JPH0583804 A JP H0583804A
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inverter
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disconnection
series circuit
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JP3262676A
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Toshio Numano
稔夫 沼野
Toru Kajita
亨 梶田
Kaoru Kuwabara
馨 桑原
Haruki Yoshikawa
春樹 吉川
Michio Iwabori
道雄 岩堀
Naoto Yoshinori
直人 義則
Hiroaki Tamura
浩明 田村
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Fuji Electric Co Ltd
East Japan Railway Co
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
East Japan Railway Co
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回生運転中の離線時におけるコンデンサ電圧
(入力電圧)の上昇を防ぎ、かつ電気ブレーキ力を維持
する。 【構成】 離線時のコンデンサ61,62の電圧上昇を
電圧検出器201により検出し、コンパレータ202に
よりチョッパ91,92を同時にオンさせる。インバー
タ71,72からの回生エネルギーはチョッパ91,9
2を介して抵抗81,82により消費される。これによ
り、コンデンサ電圧は上昇せず、またインバータ71,
72を停止させずに電気ブレーキ力を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のインバータを直
列に多段接続して構成された車両駆動装置に関し、詳し
くは離線による瞬時停電時の制御手段に特徴を有する車
両駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、インバータを多段直列接続した
従来の車両駆動装置であり、例えば本出願人による特願
平2−46080号に示されているものである。なお、
簡略化のため、図では2段直列構成の車両駆動装置とし
てある。図3において、まず、1は電車線、2はパンタ
グラフ、3はフィルタリアクトル、4は車輪、5はレー
ルであり、フィルタリアクトル3及び車輪4間には入力
コンデンサ61,62(フィルタコンデンサ)が接続さ
れている。これらのコンデンサ61,62の各両端には
三相電圧形PWMインバータのごときインバータ71,
72がそれぞれ接続され、これらのインバータ71,7
2によりモータ101,102を個別に駆動するように
構成されている。また、各インバータ71,72には、
抵抗器81及びチョッパ91、並びに抵抗器82及びチ
ョッパ92からなる直列回路がそれぞれ接続されてい
る。
【0003】上記車両駆動装置では、車輪の空転、滑走
等により一方のモータの負荷が減少すると、対応するイ
ンバータの電流が減少する。この電流の減少に応じてチ
ョッパを動作させることにより、減少分の電流がチョッ
パの直列抵抗に分流し、インバータの入力電圧をほぼ一
定に維持する。これにより、コンデンサ61,62の電
圧にアンバランスが生じるのを防ぎ、各インバータ7
1,72に過電圧が加わるのを防止している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の車両駆動装
置において、電車が回生ブレーキにより減速運転中にパ
ンタグラフ2の離線等により停電が発生すると、モータ
により発電されたエネルギーが電源に回生されなくなる
ため、コンデンサ61,62に回生電流が流れ込み、コ
ンデンサ電圧は図4のに示すように急上昇する。この
ようにコンデンサ電圧が上昇して過電圧状態になるとコ
ンデンサ及びインバータを構成する半導体素子が過電圧
破壊するため、通常では、車両駆動装置の入力電圧(コ
ンデンサ電圧)が過電圧検知レベルを越えた図4のに
示す時点で過電圧状態を検知し、に示すごとくインバ
ータの運転を停止する保護を行なう。そして、電源復電
後はの時点で装置を再起動することにより、もとの運
転状態に戻る。
【0005】すなわち従来では、離線による停電時間が
非常に短い瞬時停電の場合でもインバータの再起動動作
を行なうため、少なくとも2〜3秒以上はインバータが
停止することになる。従って、この期間は電気ブレーキ
が掛からなくなり、ブレーキ性能が悪くなるという問題
があった。本発明は上記問題点を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、回生運転中の離線
発生時において、インバータの運転を停止することなく
入力電圧の上昇を防ぎ、しかも必要な電気ブレーキ力を
確保できるようにした車両駆動装置を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、車両駆動用の電動機が接続され、かつ多
段に直列接続された複数のインバータと、各インバータ
に対して並列に接続された抵抗及びチョッパからなる直
列回路と、各インバータに対して並列に接続された入力
コンデンサとを備えた車両駆動装置において、入力コン
デンサの直列回路の電圧を検出する電圧検出器と、この
電圧検出器による検出電圧が平常時の電圧より高い離線
検知レベルを越えた際に回生運転中の離線発生を検知
し、この離線発生時から、前記検出電圧が離線検知レベ
ルより低い復帰レベルになるまでの期間、前記各チョッ
パを同時にオン状態とするコンパレータとを備えたもの
である。
【0007】
【作用】本発明によれば、入力コンデンサの直列回路の
電圧が通常印加される最大電圧以上の離線検知レベルに
達したことを、電圧検出器を介してコンパレータにより
検出し、これによって回生運転時の離線発生を検知す
る。これに伴い、コンパレータは入力コンデンサの電圧
バランス用に設けられた2台のチョッパを同時にオンす
る。これにより、インバータを介した回生エネルギーは
上記チョッパの直列抵抗にて消費されるため、コンデン
サ電圧の増大が抑制されると共に、発電制動と同様の原
理により必要な電気ブレーキ力を維持することができ
る。また、離線の回復、すなわち復電状態は入力コンデ
ンサの直列回路の電圧が離線検知レベルよりも低い復帰
レベルに達したことで検出され、その際にコンパレータ
により各チョッパをオフさせることにより通常の運転状
態に復帰する。
【0008】
【実施例】以下、図に沿って本発明の一実施例を説明す
る。図1はこの実施例の構成を示すもので、図3と同一
の構成要素には同一の符号を付して詳述を省略し、以
下、異なる部分を中心に説明する。すなわち、この実施
例は、2台の入力コンデンサ61,62の直列回路の電
圧を検出する電圧検出器201と、この電圧検出器20
1による電圧検出値に応じて動作するコンパレータ20
2とを図3の構成に付加したものである。ここで、コン
パレータ202は、電圧検出器201による電圧検出
値、すなわち車両駆動装置の入力電圧としてのコンデン
サ61,62の直列回路の両端電圧値が,第1の電圧設
定値(以下、離線検知レベルという)を越えた場合に回
生運転中の離線発生を検知してチョッパ91,92に対
するオン信号を出力し、前記電圧検出値が離線検知レベ
ルよりも低い第2の電圧設定値(以下、復帰レベルとい
う)にまで低下した場合に復電を検知してチョッパ9
1,92に対するオフ信号を出力するものである。な
お、上記離線検知レベルはコンデンサ61,62の直列
回路に通常印加される最大電圧以上の値に設定されてい
る。
【0009】この実施例の動作を、図2を参照しつつ説
明する。いま、図2の時点aにおいてパンタグラフ2に
より離線が起きるとブレーキ時の回生エネルギーが電源
側に戻らないため、車両駆動装置の入力電圧は図2の
に示すように増大する。この入力電圧は電圧検出器20
1により常時検出されており、この電圧が時点bにおい
て前記離線検知レベルV1を越えるとコンパレータ20
2が動作し、チョッパ91,92にオン指令を出力す
る。これによりチョッパ91,92が同時にオンし、イ
ンバータ71,72からの回生エネルギーはチョッパ9
1,92を介して抵抗81,82により消費される。従
って、入力電圧(コンデンサ電圧)の増大は停止する。
この間、インバータ71,72は運転を継続しており、
インバータ71,72からは離線前と同じ回生エネルギ
ーが戻ってくると共に、このエネルギーは発電制動と同
様の原理により抵抗81,82にて消費されるため、離
線前と同じブレーキ力を得ることができる。そして、図
2の時点cで復電すると、回生エネルギーはパンタグラ
フ2を介して電源側へ戻るため、入力電圧(コンデンサ
電圧)は以後減少することになる。更に、図2の時点d
において、入力電圧が前記復帰レベルV2以下になると
コンパレータ202の出力がオフし、チョッパ91,9
2が同時にオフして通常の運転モードに戻る。
【0010】なお、上記実施例ではインバータが2段直
列に接続された車両駆動装置について説明したが、本発
明は直列接続の段数に関わりなく適用可能である。ま
た、インバータの相数は三相のみならず単相であっても
よい。
【0011】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、回生運転
中に離線による瞬時停電が発生した場合、入力電圧が所
定の離線検知レベルと復帰レベルとの間にある期間だけ
チョッパを動作させるものである。これにより、離線時
における回生エネルギーを抵抗にて消費させることがで
きるため、従来のようにコンデンサやインバータの過電
圧保護のためにインバータを所定期間停止する必要がな
い。従って、離線による瞬時停電時にも通常と同様の十
分な電気ブレーキ力を得ることができる。また、本発明
は従来の構成に電圧検出器及びコンパレータを付加する
だけで実現可能であり、極めて経済的かつ実用的である
等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】図1における離線時の動作説明図である。
【図3】従来の技術を示す構成図である。
【図4】従来の技術における離線時の動作説明図であ
る。
【符号の説明】
1 電車線 2 パンタグラフ 3 フィルタリアクトル 4 車輪 5 レール 61 入力コンデンサ 62 入力コンデンサ 71 インバータ 72 インバータ 81 抵抗 82 抵抗 91 チョッパ 92 チョッパ 101 モータ 102 モータ 201 電圧検出器 202 コンパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桑原 馨 東京都千代田区丸の内一丁目6番5号 東 日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 吉川 春樹 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 岩堀 道雄 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 義則 直人 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 田村 浩明 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両駆動用の電動機が接続され、かつ多
    段に直列接続された複数のインバータと、各インバータ
    に対して並列に接続された抵抗及びチョッパからなる直
    列回路と、各インバータに対して並列に接続された入力
    コンデンサとを備えた車両駆動装置において、入力コン
    デンサの直列回路の電圧を検出する電圧検出器と、この
    電圧検出器による検出電圧が平常時の電圧より高い離線
    検知レベルを越えた際に回生運転中の離線発生を検知
    し、この離線発生時から、前記検出電圧が離線検知レベ
    ルより低い復帰レベルになるまでの期間、前記各チョッ
    パを同時にオン状態とするコンパレータとを備えたこと
    を特徴とする車両駆動装置。
JP3262676A 1991-09-13 1991-09-13 車両駆動装置 Expired - Lifetime JP2839046B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100767522B1 (ko) * 2006-08-08 2007-10-17 현대자동차주식회사 자동차 브레이크 쵸퍼 시스템
KR100857654B1 (ko) * 2006-12-12 2008-09-08 현대자동차주식회사 연료전지 수퍼캡 하이브리드 전기 차량의 수퍼캡 방전제어방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6419901A (en) * 1987-07-11 1989-01-24 Hitachi Ltd Overvoltage protector for electric car inverter
JPH02231993A (ja) * 1989-03-03 1990-09-13 Mitsubishi Electric Corp 可変速駆動装置

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Effective date: 19980929