JPH06189411A - 交流電気車の停電検知方式 - Google Patents
交流電気車の停電検知方式Info
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- JPH06189411A JPH06189411A JP3244735A JP24473591A JPH06189411A JP H06189411 A JPH06189411 A JP H06189411A JP 3244735 A JP3244735 A JP 3244735A JP 24473591 A JP24473591 A JP 24473591A JP H06189411 A JPH06189411 A JP H06189411A
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- power
- power failure
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Control Of Multiple Motors (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、いかなる饋電条件，車両条件及
び変電所と車両との位置関係においても、停電時には速
やかに動作を停止せしめる交流電気車の停電検知方式を
得ることを目的としている。 【構成】 周波数変化率検出回路１０は、電源周波数検
知回路９において時間差をおいて検知された各電源周波
数より変化率を検知し、その変化率を予め設定された周
波数変化率検知セット値とともに比較器７にて比較し、
検知された変化率がセット値を超える時、ＰＷＭコンバ
ータ４、ＶＶＶＦインバータ６に対し動作停止を支持す
る停電検知信号を出力する。
び変電所と車両との位置関係においても、停電時には速
やかに動作を停止せしめる交流電気車の停電検知方式を
得ることを目的としている。 【構成】 周波数変化率検出回路１０は、電源周波数検
知回路９において時間差をおいて検知された各電源周波
数より変化率を検知し、その変化率を予め設定された周
波数変化率検知セット値とともに比較器７にて比較し、
検知された変化率がセット値を超える時、ＰＷＭコンバ
ータ４、ＶＶＶＦインバータ６に対し動作停止を支持す
る停電検知信号を出力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は交流電気車の停電検知
方式に関り、特に交流電源を供給する架線電圧の周波数
変化に従って停電を検知する方式に関するものである。
方式に関り、特に交流電源を供給する架線電圧の周波数
変化に従って停電を検知する方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】第２図は例えば電気学会誌１１０巻２号
１０５頁『新幹線スーパーひかりのＡＣドライブシステ
ム』に示された従来の交流電気車の停電検知方式を示す
構成図である。また、同様な構成として、特開平１−２
５９７０２号公報の「交流電気車制御装置」、特開昭６
４−６０２０６号公報の「交流電気車の停電検知制御装
置」、特開平２−２５４９０１号公報の「交流電気車の
停電検出方式」がある。これらのものは何れも交流架線
より変圧器を通して入力した交流電圧の周波数より停電
を検出するものである。図において、１は交流架線、２
はパンタグラフ、３は主変圧器、４は３主変圧器の２次
巻線に各々接続されたパルス幅変調制御コンバータ（以
下ＰＷＭコンバータと称す）。５は中間直流回路の平滑
コンデンサ、６は可変電圧可変周波数インバータ（以下
ＶＶＶＦインバータと称す）、７は誘導電動機、８は補
助機などの制御電源として使用する主変圧器３の３次巻
線、９は電源周波数検知回路、１０は周波数ずれ検知セ
ット値設定回路、１１は比較器、１２は停電検知信号で
ある。
１０５頁『新幹線スーパーひかりのＡＣドライブシステ
ム』に示された従来の交流電気車の停電検知方式を示す
構成図である。また、同様な構成として、特開平１−２
５９７０２号公報の「交流電気車制御装置」、特開昭６
４−６０２０６号公報の「交流電気車の停電検知制御装
置」、特開平２−２５４９０１号公報の「交流電気車の
停電検出方式」がある。これらのものは何れも交流架線
より変圧器を通して入力した交流電圧の周波数より停電
を検出するものである。図において、１は交流架線、２
はパンタグラフ、３は主変圧器、４は３主変圧器の２次
巻線に各々接続されたパルス幅変調制御コンバータ（以
下ＰＷＭコンバータと称す）。５は中間直流回路の平滑
コンデンサ、６は可変電圧可変周波数インバータ（以下
ＶＶＶＦインバータと称す）、７は誘導電動機、８は補
助機などの制御電源として使用する主変圧器３の３次巻
線、９は電源周波数検知回路、１０は周波数ずれ検知セ
ット値設定回路、１１は比較器、１２は停電検知信号で
ある。
【０００３】次に動作について説明する。交流架線１か
らパンタグラフ２を介して主変圧器３に交流電圧が印加
され、２次巻線で降圧してＰＷＭコンバータ４に入力さ
れる。ＰＷＭコンバータ４はパルス幅変調制御を行うこ
とによって力率をほぼ１に保ちながら直流出力電圧を一
定値に制御する。この直流出力側に接続された平滑コン
デンサ５を電圧源としてＶＶＶＦインバータ６は、可変
電圧可変周波数の交流電圧を出力し誘導電動機７を駆動
制御する。
らパンタグラフ２を介して主変圧器３に交流電圧が印加
され、２次巻線で降圧してＰＷＭコンバータ４に入力さ
れる。ＰＷＭコンバータ４はパルス幅変調制御を行うこ
とによって力率をほぼ１に保ちながら直流出力電圧を一
定値に制御する。この直流出力側に接続された平滑コン
デンサ５を電圧源としてＶＶＶＦインバータ６は、可変
電圧可変周波数の交流電圧を出力し誘導電動機７を駆動
制御する。
【０００４】電気車両の力行時（加速制御時）は上記の
通り電力変換を行い誘導電動機７を加速させるが、ブレ
ーキ時には誘導電動機７を発電機として作用させ、ＶＶ
ＶＦインバータ６はコンバータ動作を、ＰＷＭコンバー
タ４はインバータ動作を行って交流電力回生ブレーキを
作用させる。
通り電力変換を行い誘導電動機７を加速させるが、ブレ
ーキ時には誘導電動機７を発電機として作用させ、ＶＶ
ＶＦインバータ６はコンバータ動作を、ＰＷＭコンバー
タ４はインバータ動作を行って交流電力回生ブレーキを
作用させる。
【０００５】しかし、地上設備などの事故で変電所の遮
断器がオフとなった時、電気車が交流回生ブレーキを作
用させており、他に力行している負荷車両があると、電
力的にバランスしてしまう可能性がある。このため停電
時には車両側も直ちに回生ブレーキ動作を停止する必要
がある。
断器がオフとなった時、電気車が交流回生ブレーキを作
用させており、他に力行している負荷車両があると、電
力的にバランスしてしまう可能性がある。このため停電
時には車両側も直ちに回生ブレーキ動作を停止する必要
がある。
【０００６】上記のような事情のため、停電検知回路が
設けられており、通常は変電所から送出されている電源
周波数に同期してＰＷＭコンバータ４は動作している。
しかし、変電所開放時、即ち停電時には回生インバータ
動作を行っているＰＷＭコンバータ４が発電機となり、
自己の出力周波数に同期して制御動作することになり、
制御不安定が発生する。よって、出力周波数が増加もし
くは減少方向にずれていき、通常発電所より給電されて
いる周波数範囲を越えることを検知する周波数ずれ検知
方式が採用されている。
設けられており、通常は変電所から送出されている電源
周波数に同期してＰＷＭコンバータ４は動作している。
しかし、変電所開放時、即ち停電時には回生インバータ
動作を行っているＰＷＭコンバータ４が発電機となり、
自己の出力周波数に同期して制御動作することになり、
制御不安定が発生する。よって、出力周波数が増加もし
くは減少方向にずれていき、通常発電所より給電されて
いる周波数範囲を越えることを検知する周波数ずれ検知
方式が採用されている。
【０００７】その方式を実施する回路として図２の下部
に示し、図において、８は主変圧器３の３次巻線であ
り、停電検知以外にも、ＰＷＭコンバータ４の点弧制御
や力率制御などに利用されている。９は電源周波数検知
回路であり、ＰＷＭコンバータ４による高周波成分をカ
ットし、基本周波数である６０ＨZ （または５０ＨZ ）
成分付近のみを検出するようになっている。
に示し、図において、８は主変圧器３の３次巻線であ
り、停電検知以外にも、ＰＷＭコンバータ４の点弧制御
や力率制御などに利用されている。９は電源周波数検知
回路であり、ＰＷＭコンバータ４による高周波成分をカ
ットし、基本周波数である６０ＨZ （または５０ＨZ ）
成分付近のみを検出するようになっている。
【０００８】この電源周波数検知回路９の出力周波数が
周波数ずれ検知セット値設定回路１０で設定された周波
数セット値を越えると（例えば６０ＨZ の電源周波数に
対して±１％の変動仕様のある場合には６０．６ＨZ 以
上または５９．４ＨZ 以下を検知セットとすることにな
る），比較器１１が動作して停電検知信号１２を出力し
て、ＰＷＭコンバータ４とＶＶＶＦインバータ６の動作
を停止せしめる。
周波数ずれ検知セット値設定回路１０で設定された周波
数セット値を越えると（例えば６０ＨZ の電源周波数に
対して±１％の変動仕様のある場合には６０．６ＨZ 以
上または５９．４ＨZ 以下を検知セットとすることにな
る），比較器１１が動作して停電検知信号１２を出力し
て、ＰＷＭコンバータ４とＶＶＶＦインバータ６の動作
を停止せしめる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の交流電気車の停
電検知方式は以上のように構成されているので、停電と
判断する周波数ずれ検知セット値は固定であったため、
変電所から車両までの距離などの饋電条件、回生車と力
行負荷車の運転条件及び変電所、回生車、力行車の位置
関係などが変わると、停電後の回生車の挙動は変わって
くる。
電検知方式は以上のように構成されているので、停電と
判断する周波数ずれ検知セット値は固定であったため、
変電所から車両までの距離などの饋電条件、回生車と力
行負荷車の運転条件及び変電所、回生車、力行車の位置
関係などが変わると、停電後の回生車の挙動は変わって
くる。
【００１０】即ち、停電後は回生車は自己の出力周波数
に同期して運転されるため、制御不安定となり、出力周
波数は急激に変化する。しかし、電力的に力行車とバラ
ンスしてしまうと制御が安定し、周波数ずれ検知セット
値に至るまで周波数が変化するのに時間を要する場合が
あり、停電検知動作が遅れるという問題点があった。
に同期して運転されるため、制御不安定となり、出力周
波数は急激に変化する。しかし、電力的に力行車とバラ
ンスしてしまうと制御が安定し、周波数ずれ検知セット
値に至るまで周波数が変化するのに時間を要する場合が
あり、停電検知動作が遅れるという問題点があった。
【００１１】この発明は上記の様な問題点を解消するた
めらなされたもので、いかなる饋電条件，車両条件及び
変電所と車両との位置関係においても、停電時には速や
かに動作を停止せしめる交流電気車の停電検知方式を得
ることを目的ととている。
めらなされたもので、いかなる饋電条件，車両条件及び
変電所と車両との位置関係においても、停電時には速や
かに動作を停止せしめる交流電気車の停電検知方式を得
ることを目的ととている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明に係る交流電気
車の停電検知方式は、交流架線より変圧器を通して入力
した交流電圧を直流変換するコンバータと、該コンバー
タの直流出力を平滑する平滑コンデンサと、平滑化出力
を直流電圧源とし所定周波数の交流電圧を発生させ電動
機に供給するインバータと、上記変圧器出力を入力し交
流電源周波数を検知する電源周波数検知回路と、時間差
をおいて検知された各電源周波数の変化率を検知する周
波数変化率検知回路と、該検知された周波数変化率を予
め設定された周波数変化率と比較し、設定値を超えた
時、上記コンバータ及びインバータへ動作停止信号を出
力する比較器とを設けたものである。
車の停電検知方式は、交流架線より変圧器を通して入力
した交流電圧を直流変換するコンバータと、該コンバー
タの直流出力を平滑する平滑コンデンサと、平滑化出力
を直流電圧源とし所定周波数の交流電圧を発生させ電動
機に供給するインバータと、上記変圧器出力を入力し交
流電源周波数を検知する電源周波数検知回路と、時間差
をおいて検知された各電源周波数の変化率を検知する周
波数変化率検知回路と、該検知された周波数変化率を予
め設定された周波数変化率と比較し、設定値を超えた
時、上記コンバータ及びインバータへ動作停止信号を出
力する比較器とを設けたものである。
【００１３】
【作用】この発明によれば、周波数変化率検出回路は、
電源周波数検知回路において時間差をおいて検知された
各電源周波数より変化率を検知し、その変化率を予め設
定された周波数変化率検知セット値とともに比較器に比
較し、検知された変化率がセット値を超える時、コンバ
ータ、インバータに対し動作停止を指示する停電検知信
号を出力する。
電源周波数検知回路において時間差をおいて検知された
各電源周波数より変化率を検知し、その変化率を予め設
定された周波数変化率検知セット値とともに比較器に比
較し、検知された変化率がセット値を超える時、コンバ
ータ、インバータに対し動作停止を指示する停電検知信
号を出力する。
【００１４】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１は本実施例に係る交流電気車の停電検知方式
の構成図である。尚、図において図２と同一符号は、同
一又は相当部分を示す。図中、１３は周波数検知回路９
の出力周波数の変化時にその変化率を検出する周波数変
化率検知回路であり、例えば微分回路などで構成され
る。また、１４は停電を検知するための周波数変化率を
設定する停電検知セット値設定回路である。
する。図１は本実施例に係る交流電気車の停電検知方式
の構成図である。尚、図において図２と同一符号は、同
一又は相当部分を示す。図中、１３は周波数検知回路９
の出力周波数の変化時にその変化率を検出する周波数変
化率検知回路であり、例えば微分回路などで構成され
る。また、１４は停電を検知するための周波数変化率を
設定する停電検知セット値設定回路である。
【００１５】次に、上記構成に従って本実施例の特徴部
分についての動作説明を行う。周波数検知回路９はＰＷ
Ｍコンバータ４の通常制御時においては、変電所から送
出される交流電力の周波数である６０Ｈｚ（または５０
Ｈｚ）を検出している。しかし、交流電源の停電直後に
回生車両が自己の出力周波数に同期して運転することに
よる制御不安定が生じ、電源周波数は急激に変化する。
したがって、周波数検知回路９より電源周波数を入力す
る周波数変化率検知回路１３はある一定時間前の電源周
波数と現在の電源周波数とから周波数変化率を検知す
る。
分についての動作説明を行う。周波数検知回路９はＰＷ
Ｍコンバータ４の通常制御時においては、変電所から送
出される交流電力の周波数である６０Ｈｚ（または５０
Ｈｚ）を検出している。しかし、交流電源の停電直後に
回生車両が自己の出力周波数に同期して運転することに
よる制御不安定が生じ、電源周波数は急激に変化する。
したがって、周波数検知回路９より電源周波数を入力す
る周波数変化率検知回路１３はある一定時間前の電源周
波数と現在の電源周波数とから周波数変化率を検知す
る。
【００１６】この検知された周波数変化率は、予め停電
検知セット値設定回路１４において設定された周波数変
化率セット値とともに比較回路１１にて比較される。こ
の時、検知された周波数変化率が周波数変化率セット値
を超えると、比較器１１より停電検知信号１２が出力さ
れ、ＰＷＭコンバータ６及びＶＶＶＦインバータ６が動
作停止し、回生時には他の力行車または停電事事故地点
への電力供給を速やかに絶つことになる。
検知セット値設定回路１４において設定された周波数変
化率セット値とともに比較回路１１にて比較される。こ
の時、検知された周波数変化率が周波数変化率セット値
を超えると、比較器１１より停電検知信号１２が出力さ
れ、ＰＷＭコンバータ６及びＶＶＶＦインバータ６が動
作停止し、回生時には他の力行車または停電事事故地点
への電力供給を速やかに絶つことになる。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば停電検
知方法を電源周波数の周波数範囲ではなく、周波数が停
電直後に変化する変化率で検知するように構成したの
で、饋電条件が異なったり、回生車と力行負荷車の運転
条件、位置関係が異なるなどあらゆる場合において、速
やかに停電を検知できるという、安全でかつ精度の高い
ものが得られる効果がある。
知方法を電源周波数の周波数範囲ではなく、周波数が停
電直後に変化する変化率で検知するように構成したの
で、饋電条件が異なったり、回生車と力行負荷車の運転
条件、位置関係が異なるなどあらゆる場合において、速
やかに停電を検知できるという、安全でかつ精度の高い
ものが得られる効果がある。
【図１】この発明の一実施例による交流電気車の停電検
知を示す構成図である。
知を示す構成図である。
【図２】従来の停電検知方式の構成図である。
１ 交流架線 ３ 主変圧器 ４ ＰＷＭコンバータ ５ 平滑コンデンサ ６ ＶＶＶＦインバータ ７ 誘導電動機 ８ ３次巻線 ９ 電源周波数検知回路 １０ 周波数変化率検知回路 １１ 比較器 １２ 停電検知信号
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年１１月７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】第２図は例えば電気学会誌１１０巻２号
１０５頁『新幹線スーパーひかりのＡＣドライブシステ
ム』に示された従来の交流電気車の停電検知方式を示す
構成図である。また、同様な構成として、特開平１−２
５９７０２号公報の「交流電気車制御装置」、特開昭６
４−６０２０６号公報の「交流電気車の停電検知制御装
置」、特開平２−２５４９０１号公報の「交流電気車の
停電検出方式」がある。これらのものは何れも交流架線
より変圧器を通して入力した交流電圧の周波数より停電
を検出するものである。図において、１は交流架線、２
はパンタグラフ、３は主変圧器、４は３主変圧器の２次
巻線に各々接続されたパルス幅変調制御コンバータ（以
下ＰＷＭコンバータと称す）。５は中間直流回路の平滑
コンデンサ、６は可変電圧可変周波数インバータ（以下
ＶＶＶＦインバータと称す）、７は誘導電動機、８は補
助機などの電源として使用する主変圧器３の３次巻線、
９は電源周波数検知回路、１０は周波数ずれ検知セット
値設定回路、１１は比較器、１２は停電検知信号であ
る。
１０５頁『新幹線スーパーひかりのＡＣドライブシステ
ム』に示された従来の交流電気車の停電検知方式を示す
構成図である。また、同様な構成として、特開平１−２
５９７０２号公報の「交流電気車制御装置」、特開昭６
４−６０２０６号公報の「交流電気車の停電検知制御装
置」、特開平２−２５４９０１号公報の「交流電気車の
停電検出方式」がある。これらのものは何れも交流架線
より変圧器を通して入力した交流電圧の周波数より停電
を検出するものである。図において、１は交流架線、２
はパンタグラフ、３は主変圧器、４は３主変圧器の２次
巻線に各々接続されたパルス幅変調制御コンバータ（以
下ＰＷＭコンバータと称す）。５は中間直流回路の平滑
コンデンサ、６は可変電圧可変周波数インバータ（以下
ＶＶＶＦインバータと称す）、７は誘導電動機、８は補
助機などの電源として使用する主変圧器３の３次巻線、
９は電源周波数検知回路、１０は周波数ずれ検知セット
値設定回路、１１は比較器、１２は停電検知信号であ
る。
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
Claims (1)
- 【請求項１】 交流架線より変圧器を通して入力した交
流電圧を直流変換するコンバータと、該コンバータの直
流出力を平滑する平滑コンデンサと、平滑化出力を直流
電圧源とし所定周波数の交流電圧を発生させ電動機に供
給するインバータと、上記変圧器出力を入力し交流電源
周波数を検知する電源周波数検知回路と、時間差をおい
て検知された各電源周波数の変化率を検知する周波数変
化率検知回路と、該検知された周波数変化率を予め設定
された周波数変化率と比較し、設定値を超えた時、上記
コンバータ及びインバータへ動作停止信号を出力する比
較器とを備えたことをことを特徴とする交流電気車の停
電検知方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3244735A JP2672911B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 交流電気車の停電検知方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3244735A JP2672911B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 交流電気車の停電検知方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06189411A true JPH06189411A (ja) | 1994-07-08 |
| JP2672911B2 JP2672911B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=17123117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3244735A Expired - Lifetime JP2672911B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 交流電気車の停電検知方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2672911B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001169554A (ja) * | 1999-12-06 | 2001-06-22 | Okuma Corp | 電力変換装置 |
| US7683558B2 (en) | 2004-11-05 | 2010-03-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Electric car control apparatus |
| WO2013065079A1 (ja) * | 2011-10-31 | 2013-05-10 | 川崎重工業株式会社 | 非常時回生制動停止システム |
| DE102012022971A1 (de) | 2011-11-30 | 2013-06-06 | Fanuc Corporation | Motor-Ansteuervorrichtung mit einer Stromausfall-Erfassungseinheit zur Bestimmung des Vorhandenseins oder des Fehlens eines Stromausfalls |
| JP2014505461A (ja) * | 2011-02-14 | 2014-02-27 | ベックマン コールター， インコーポレイテッド | 回生ブレーキ安全システムおよび使用方法 |
| CN104885352A (zh) * | 2012-12-28 | 2015-09-02 | 三菱电机株式会社 | 功率转换装置及功率转换方法 |
-
1991
- 1991-08-29 JP JP3244735A patent/JP2672911B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001169554A (ja) * | 1999-12-06 | 2001-06-22 | Okuma Corp | 電力変換装置 |
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| USRE44060E1 (en) | 2004-11-05 | 2013-03-12 | Mitsubishi Electric Corporation | Electric car control apparatus |
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