JPH07110081B2 - 電気車制御装置 - Google Patents
電気車制御装置Info
- Publication number
- JPH07110081B2 JPH07110081B2 JP2280858A JP28085890A JPH07110081B2 JP H07110081 B2 JPH07110081 B2 JP H07110081B2 JP 2280858 A JP2280858 A JP 2280858A JP 28085890 A JP28085890 A JP 28085890A JP H07110081 B2 JPH07110081 B2 JP H07110081B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電気車の主電動機の電流を制御する電気車制
御装置に関するものである。
御装置に関するものである。
〔従来の技術〕 第３図は例えば専門技術誌“電気車の科学"VOL.39,NO.4
1986,4 P.25に開示されたこの種従来の電気車制御装置
の主回路構成を簡略化して示す回路図である。図におい
て、（１）は架線、（２）はパンタグラフ、（３）は断
流器、（４）は遮断器、（５）はフィルタリアクトル、
（６）はU.V.W各相毎に分割して接続されたフィルタコ
ンデンサ、（７）は３相ブリッジに構成されたVVVFのイ
ンバータ装置で、各アームはGTO（８）とこのGTO（８）
と逆並列に接続されたダイオード（９）とから構成され
ている。（10）は誘導電動機である主電動機、（11）は
直流変圧器である架線電圧検出器、（12）は直流変圧器
であるフィルタコンデンサ電圧検出器、（13）は過電圧
抑制サイリスタである。
1986,4 P.25に開示されたこの種従来の電気車制御装置
の主回路構成を簡略化して示す回路図である。図におい
て、（１）は架線、（２）はパンタグラフ、（３）は断
流器、（４）は遮断器、（５）はフィルタリアクトル、
（６）はU.V.W各相毎に分割して接続されたフィルタコ
ンデンサ、（７）は３相ブリッジに構成されたVVVFのイ
ンバータ装置で、各アームはGTO（８）とこのGTO（８）
と逆並列に接続されたダイオード（９）とから構成され
ている。（10）は誘導電動機である主電動機、（11）は
直流変圧器である架線電圧検出器、（12）は直流変圧器
であるフィルタコンデンサ電圧検出器、（13）は過電圧
抑制サイリスタである。
次に動作、特にフィルタコンデンサ（６）の電圧保護動
作を中心に説明する。先ず、回生制動時には、主電動機
（10）で発電された交流電力をインバータ装置（７）に
より直流電力に変換しパンタグラフ（２）を経て架線
（１）に返還する。この場合、回生負荷が小さいと架線
電圧が上昇しフィルタコンデンサ（６）の電圧も上昇す
る。このフィルタコンデンサ（６）の電圧がインバータ
装置（７）の耐圧を越えることがないよう、フィルタコ
ンデンサ（６）の電圧をフィルタコンデンサ電圧検出器
（12）で検出しインバータ装置（７）を制御して回生電
流を減少させフィルタコンデンサ（６）の電圧上昇を抑
制する。
作を中心に説明する。先ず、回生制動時には、主電動機
（10）で発電された交流電力をインバータ装置（７）に
より直流電力に変換しパンタグラフ（２）を経て架線
（１）に返還する。この場合、回生負荷が小さいと架線
電圧が上昇しフィルタコンデンサ（６）の電圧も上昇す
る。このフィルタコンデンサ（６）の電圧がインバータ
装置（７）の耐圧を越えることがないよう、フィルタコ
ンデンサ（６）の電圧をフィルタコンデンサ電圧検出器
（12）で検出しインバータ装置（７）を制御して回生電
流を減少させフィルタコンデンサ（６）の電圧上昇を抑
制する。
それにもかかわらず、フィルタコンデンサ（６）の電圧
がインバータ装置（７）の耐圧を越えた場合は、即座に
過電圧抑制サイリスタ（13）を点弧しフィルタコンデン
サ（６）に蓄えられた電荷を放電してインバータ装置
（７）を過電圧から保護する。
がインバータ装置（７）の耐圧を越えた場合は、即座に
過電圧抑制サイリスタ（13）を点弧しフィルタコンデン
サ（６）に蓄えられた電荷を放電してインバータ装置
（７）を過電圧から保護する。
一方、力行時、車両の負荷密度が高いため架線電圧が低
下した場合、この電圧が一定値以下にならないよう、フ
ィルタコンデンサ（６）の電圧を検出しインバータ装置
（７）を制御して力行電流を減少させる。
下した場合、この電圧が一定値以下にならないよう、フ
ィルタコンデンサ（６）の電圧を検出しインバータ装置
（７）を制御して力行電流を減少させる。
それにもかかわらず、フィルタコンデンサ（６）の電圧
が一定値を下回ると低電圧保護回路が動作してインバー
タ装置（７）を停止させる。
が一定値を下回ると低電圧保護回路が動作してインバー
タ装置（７）を停止させる。
第４図は以上の保護動作を実現する制御ブロック図であ
る。図において、（14）は力行またはブレーキの指令
で、電流パターン発生回路（15）がこの指令により予め
設定された電流パターンIpを発生してその出力を加算回
路としての加算器（16）に送出する。（17）はフィルタ
コンデンサ電圧検出器（12）からフィルタコンデンサ
（６）の電圧を入力し上述した通り電圧の変化を抑制す
るため電流パターンIpを修正するための修正パターンIs
を発生する電圧リミッタ回路で、その出力は加算器（1
6）で電流パターンIpと加算され、その結果がインバー
タ装置（７）の電流制御目標である電流指令（18）とし
て出力されこの電流指令（18）に基づきインバータ装置
（７）のゲート位相制御が行われる。
る。図において、（14）は力行またはブレーキの指令
で、電流パターン発生回路（15）がこの指令により予め
設定された電流パターンIpを発生してその出力を加算回
路としての加算器（16）に送出する。（17）はフィルタ
コンデンサ電圧検出器（12）からフィルタコンデンサ
（６）の電圧を入力し上述した通り電圧の変化を抑制す
るため電流パターンIpを修正するための修正パターンIs
を発生する電圧リミッタ回路で、その出力は加算器（1
6）で電流パターンIpと加算され、その結果がインバー
タ装置（７）の電流制御目標である電流指令（18）とし
て出力されこの電流指令（18）に基づきインバータ装置
（７）のゲート位相制御が行われる。
（19）は電圧リミッタ回路（17）の動作にもかかわらず
フィルタコンデンサ（６）の電圧が所定の過電圧設定値
（20）を越えたとき過電圧保護回路（21）を動作させる
比較器、（22）はフィルタコンデンサ（６）の電圧が所
定の低電圧設定値（23）を下回ったとき低電圧保護回路
（24）を動作させると比較器である。
フィルタコンデンサ（６）の電圧が所定の過電圧設定値
（20）を越えたとき過電圧保護回路（21）を動作させる
比較器、（22）はフィルタコンデンサ（６）の電圧が所
定の低電圧設定値（23）を下回ったとき低電圧保護回路
（24）を動作させると比較器である。
従来の電気車制御装置は以上のように構成されているの
で、走行中、例えばパンタグラフ（２）の離線で入力架
線電圧（以下、パンタグラフ（２）に印加される電圧を
入力架線電圧と称することにする）が急変した場合、電
圧リミッタ回路（17）による電圧変化抑制の応答が遅
れ、低電圧保護回路（24）や過電圧保護回路（21）、あ
るいは図示しない過電流保護回路が不必要に動作するこ
とになり、電圧リミッタ回路（24）と保護回路との適正
な動作協調が達成されないという問題点があった。
で、走行中、例えばパンタグラフ（２）の離線で入力架
線電圧（以下、パンタグラフ（２）に印加される電圧を
入力架線電圧と称することにする）が急変した場合、電
圧リミッタ回路（17）による電圧変化抑制の応答が遅
れ、低電圧保護回路（24）や過電圧保護回路（21）、あ
るいは図示しない過電流保護回路が不必要に動作するこ
とになり、電圧リミッタ回路（24）と保護回路との適正
な動作協調が達成されないという問題点があった。
この発明は以上のような問題点を解消するためになされ
たもので、電圧の変化を抑制するリミッタ回路と保護回
路との動作協調が確実に達成され保護回路の不要な動作
がない電気車制御装置を得ることを目的とする。
たもので、電圧の変化を抑制するリミッタ回路と保護回
路との動作協調が確実に達成され保護回路の不要な動作
がない電気車制御装置を得ることを目的とする。
この発明に係る電気車制御装置は、入力架線電圧の時間
変化率を検出しその時間変化率に対応して設定された修
正パターンを発生する電圧変化率リミッタ回路を備え、
この電圧変化率リミッタ回路の出力を加算回路に入力す
るようにしたものである。
変化率を検出しその時間変化率に対応して設定された修
正パターンを発生する電圧変化率リミッタ回路を備え、
この電圧変化率リミッタ回路の出力を加算回路に入力す
るようにしたものである。
この場合、例えばパンタグラフが離線して入力架線電圧
が急激に低減すると、電圧変化率リミッタ回路が修正パ
ターンを出力し、これが従来からの電圧リミッタ回路に
よる修正パターン出力に加算されるので、電流パターン
の修正が速やかになされることになる。
が急激に低減すると、電圧変化率リミッタ回路が修正パ
ターンを出力し、これが従来からの電圧リミッタ回路に
よる修正パターン出力に加算されるので、電流パターン
の修正が速やかになされることになる。
また、請求項２に係る電気車制御装置は、入力架線電圧
とフィルタコンデンサの電圧との差を検出しこの差電圧
に対応して設定された修正パターンを発生する差電圧リ
ミッタ回路を備え、この差電圧リミッタ回路の出力を加
算回路に入力するようにしたものである。
とフィルタコンデンサの電圧との差を検出しこの差電圧
に対応して設定された修正パターンを発生する差電圧リ
ミッタ回路を備え、この差電圧リミッタ回路の出力を加
算回路に入力するようにしたものである。
この場合、例えばパンタグラフが離線すると、極めて急
激に低下する入力架線電圧とこれに対して比較的緩やか
に低下するフィルタコンデンサの電圧との差電圧が急増
し、これによって、差電圧リミッタ回路が修正パターン
を出力する。そして、これが従来からの電圧リミッタ回
路による修正パターン出力に加算されるので、電流パタ
ーンの修正が速やかになされることになる。
激に低下する入力架線電圧とこれに対して比較的緩やか
に低下するフィルタコンデンサの電圧との差電圧が急増
し、これによって、差電圧リミッタ回路が修正パターン
を出力する。そして、これが従来からの電圧リミッタ回
路による修正パターン出力に加算されるので、電流パタ
ーンの修正が速やかになされることになる。
第１図はこの発明の一実施例による電気車制御装置を示
す制御ブロック図である。図において、（11）（12）
（14）〜（24）は従来と同一のもので説明を省略する。
但し、加算器（16）は２個の加算器（16a）（16b）から
構成されている。（25）は架線電圧検出器（11）で検出
した入力架線電圧の時間変化率を求める電圧時間変化率
検出器、（26）はこの電圧時間変化率ΔＥに対応して予
め設定された修正パターンIs1を発生する電圧変化率リ
ミッタ回路で、その出力は加算器（16b）により電圧リ
ミッタ回路（17）からの修正パターンIsと加算され、更
にその加算器（16b）の出力は加算器（16a）により電流
パターン発生回路（15）からの電流パターンIpと加算さ
れ電流指令（18）として出力される。
す制御ブロック図である。図において、（11）（12）
（14）〜（24）は従来と同一のもので説明を省略する。
但し、加算器（16）は２個の加算器（16a）（16b）から
構成されている。（25）は架線電圧検出器（11）で検出
した入力架線電圧の時間変化率を求める電圧時間変化率
検出器、（26）はこの電圧時間変化率ΔＥに対応して予
め設定された修正パターンIs1を発生する電圧変化率リ
ミッタ回路で、その出力は加算器（16b）により電圧リ
ミッタ回路（17）からの修正パターンIsと加算され、更
にその加算器（16b）の出力は加算器（16a）により電流
パターン発生回路（15）からの電流パターンIpと加算さ
れ電流指令（18）として出力される。
この実施例の場合、電圧変化率リミッタ回路（26）の回
路が追加されているので、例えばパンタグラフ（２）が
架線（１）から離線すると、架線電圧検出器（11）で検
出する入力架線電圧は急激に低下し、これに伴い電圧時
間変化率検出器（25）の出力が立上り、電圧変化率リミ
ッタ回路（26）は電圧時間変化率ΔＥに対応する修正パ
ターンIs1を出力する。従って、電圧リミッタ回路（1
7）の出力である修正パターンIsの立上りが多少遅くて
も、電圧変化率リミッタ回路（26）による修正パターン
Is1が高速で立上るので、電流指令（18）の修正動作の
応答速度が向上し、インバータ装置（７）の絞り込み動
作が高速度になされて低電圧保護回路（24）等の不要な
動作が回避される。
路が追加されているので、例えばパンタグラフ（２）が
架線（１）から離線すると、架線電圧検出器（11）で検
出する入力架線電圧は急激に低下し、これに伴い電圧時
間変化率検出器（25）の出力が立上り、電圧変化率リミ
ッタ回路（26）は電圧時間変化率ΔＥに対応する修正パ
ターンIs1を出力する。従って、電圧リミッタ回路（1
7）の出力である修正パターンIsの立上りが多少遅くて
も、電圧変化率リミッタ回路（26）による修正パターン
Is1が高速で立上るので、電流指令（18）の修正動作の
応答速度が向上し、インバータ装置（７）の絞り込み動
作が高速度になされて低電圧保護回路（24）等の不要な
動作が回避される。
第２図は他の実施例を示す制御ブロック図で、ここで
は、減算器（27）により架線電圧検出器（11）からの入
力架線電圧とフィルタコンデンサ電圧検出器（12）から
のフィルタコンデンサの電圧との差を求め、差電圧リミ
ッタ回路（28）により上記差電圧dEに対応して予め設定
された修正パターンIs2を加算器（16b）へ送出する。
は、減算器（27）により架線電圧検出器（11）からの入
力架線電圧とフィルタコンデンサ電圧検出器（12）から
のフィルタコンデンサの電圧との差を求め、差電圧リミ
ッタ回路（28）により上記差電圧dEに対応して予め設定
された修正パターンIs2を加算器（16b）へ送出する。
パンタグラフ（２）とフィルタコンデンサ（６）との間
にはフィルタリアクトル（５）が介在しているので、パ
ンタグラフ（２）の離線時における両位置の電圧の変化
特性に差が生じるためその差電圧が大きく変動する。減
算器（27）および差電圧リミッタ回路（28）はこの差電
圧をとらえて修正パターンIs2を急速に立上げ電圧リミ
ッタ回路（17）による修正パターンIsの立上りの遅れを
補完し、前記実施例と同様インバータ装置（７）の制御
応答を高めて低電圧保護回路（24）等の不要な動作を回
避する。
にはフィルタリアクトル（５）が介在しているので、パ
ンタグラフ（２）の離線時における両位置の電圧の変化
特性に差が生じるためその差電圧が大きく変動する。減
算器（27）および差電圧リミッタ回路（28）はこの差電
圧をとらえて修正パターンIs2を急速に立上げ電圧リミ
ッタ回路（17）による修正パターンIsの立上りの遅れを
補完し、前記実施例と同様インバータ装置（７）の制御
応答を高めて低電圧保護回路（24）等の不要な動作を回
避する。
以上のように、この発明は、入力架線電圧の時間変化率
を検出し所定の電圧変化率リミッタ回路で修正パターン
を急速に立上げるようにしたので、従来からの電圧リミ
ッタ回路の動作応答の遅れが補完され、電圧急変に起因
する低電圧保護回路等の不要な動作が回避される。
を検出し所定の電圧変化率リミッタ回路で修正パターン
を急速に立上げるようにしたので、従来からの電圧リミ
ッタ回路の動作応答の遅れが補完され、電圧急変に起因
する低電圧保護回路等の不要な動作が回避される。
また、請求項２の発明は、入力架線電圧とフィルタコン
デンサの電圧との差を検出し所定の差電圧リミッタ回路
で修正パターンを急速に立上げるようにしたので、同様
に低電圧保護回路等の不要な動作が回避される。
デンサの電圧との差を検出し所定の差電圧リミッタ回路
で修正パターンを急速に立上げるようにしたので、同様
に低電圧保護回路等の不要な動作が回避される。
第１図はこの発明の一実施例による電気車制御装置を示
す制御ブロック図、第２図は他の実施例による同様の制
御ブロック図、第３図は電気車制御装置の主回路構成を
示す回路図、第４図は従来の電気車制御装置を示す制御
ブロック図である。 図において、（１）は架線、（５）はフィルタリアクト
ル、（６）はフィルタコンデンサ、（11）は架線電圧検
出器、（12）はフィルタコンデンサ電圧検出器、（15）
は電流パターン発生回路、（16）は加算回路としての加
算器、（17）は電圧リミッタ回路、（18）は電流指令、
（25）は電圧時間変化率検出器、（26）は電圧変化率リ
ミッタ回路、（27）は減算器、（28）は差電圧リミッタ
回路である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
す制御ブロック図、第２図は他の実施例による同様の制
御ブロック図、第３図は電気車制御装置の主回路構成を
示す回路図、第４図は従来の電気車制御装置を示す制御
ブロック図である。 図において、（１）は架線、（５）はフィルタリアクト
ル、（６）はフィルタコンデンサ、（11）は架線電圧検
出器、（12）はフィルタコンデンサ電圧検出器、（15）
は電流パターン発生回路、（16）は加算回路としての加
算器、（17）は電圧リミッタ回路、（18）は電流指令、
（25）は電圧時間変化率検出器、（26）は電圧変化率リ
ミッタ回路、（27）は減算器、（28）は差電圧リミッタ
回路である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】指令により電流パターンを発生する電流パ
ターン発生回路、フィルタリアクトルを介して入力架線
電圧が印加されるフィルタコンデンサの電圧を検出しこ
の検出電圧に対応して設定された修正パターンを発生す
る電圧リミッタ回路、および上記各回路の出力を加算す
る加算回路を備え、上記加算回路の出力から電流制御目
標である電流指令を得るようにしたものにおいて、 上記入力架線電圧の時間変化率を検出しその時間変化率
に対応して設定された修正パターンを発生する電圧変化
率リミッタ回路を備え、この電圧変化率リミッタ回路の
出力を上記加算回路に入力するようにしたことを特徴と
する電気車制御装置。 - 【請求項２】指令により電流パターンを発生する電流パ
ターン発生回路、フィルタリアクトルを介して入力架線
電圧が印加されるフィルタコンデンサの電圧を検出しこ
の検出電圧に対応して設定された修正パターンを発生す
る電圧リミッタ回路、および上記各回路の出力を加算す
る加算回路を備え、上記加算回路の出力から電流制御目
標である電流指令を得るようにしたものにおいて、 上記入力架線電圧と上記フィルタコンデンサの電圧との
差を検出しこの差電圧に対応して設定された修正パター
ンを発生する差電圧リミッタ回路を備え、この差電圧リ
ミッタ回路の出力を上記加算回路に入力するようにした
ことを特徴とする電気車制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2280858A JPH07110081B2 (ja) | 1990-10-18 | 1990-10-18 | 電気車制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2280858A JPH07110081B2 (ja) | 1990-10-18 | 1990-10-18 | 電気車制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04156203A JPH04156203A (ja) | 1992-05-28 |
| JPH07110081B2 true JPH07110081B2 (ja) | 1995-11-22 |
Family
ID=17630956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2280858A Expired - Lifetime JPH07110081B2 (ja) | 1990-10-18 | 1990-10-18 | 電気車制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07110081B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4639961B2 (ja) * | 2005-05-30 | 2011-02-23 | 富士電機システムズ株式会社 | 電気車用インバータ装置 |
| RU2492072C1 (ru) | 2009-08-17 | 2013-09-10 | Мицубиси Электрик Корпорейшн | Преобразователь электрической энергии электрического железнодорожного подвижного состава |
| JP2011120475A (ja) * | 2011-03-23 | 2011-06-16 | Mitsubishi Electric Corp | 電気車の電力変換装置 |
| JP4948657B2 (ja) * | 2011-03-23 | 2012-06-06 | 三菱電機株式会社 | 電気車の電力変換装置 |
-
1990
- 1990-10-18 JP JP2280858A patent/JPH07110081B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04156203A (ja) | 1992-05-28 |
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