JPH07212909A - 電気車制御装置 - Google Patents
電気車制御装置Info
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- JPH07212909A JPH07212909A JP140894A JP140894A JPH07212909A JP H07212909 A JPH07212909 A JP H07212909A JP 140894 A JP140894 A JP 140894A JP 140894 A JP140894 A JP 140894A JP H07212909 A JPH07212909 A JP H07212909A
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- electric vehicle
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 集電器１の後段に変圧器２が接続され、変圧
器２の２次側には遮断器７が接続されている。遮断器７
には交流電力を直流電力に変換するＰＷＭコンバータ３
が接続され、ＰＷＭコンバータ３の直流出力側には直流
電力を３相交流電力に変換するインバータ４が接続され
ている。又インバータ４の３相交流出力側には誘導電動
機５が接続されている。又遮断器７には並列に発電ブレ
ーキ接触器８ａ、発電ブレーキ抵抗器８ｂ、リアクトル
８ｃからなる発電ブレーキ回路８が接続されている。更
に制御手段９は遮断器７、発電ブレーキ接触器８ａ、コ
ンバータ制御部10、インバータ制御部11に対して指令を
出力する。 【効果】 幅広い制動力出力範囲に対して、発電ブレー
キ回路を連続的に動作させることができる。
器２の２次側には遮断器７が接続されている。遮断器７
には交流電力を直流電力に変換するＰＷＭコンバータ３
が接続され、ＰＷＭコンバータ３の直流出力側には直流
電力を３相交流電力に変換するインバータ４が接続され
ている。又インバータ４の３相交流出力側には誘導電動
機５が接続されている。又遮断器７には並列に発電ブレ
ーキ接触器８ａ、発電ブレーキ抵抗器８ｂ、リアクトル
８ｃからなる発電ブレーキ回路８が接続されている。更
に制御手段９は遮断器７、発電ブレーキ接触器８ａ、コ
ンバータ制御部10、インバータ制御部11に対して指令を
出力する。 【効果】 幅広い制動力出力範囲に対して、発電ブレー
キ回路を連続的に動作させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は交流電気車のブレーキ制
御を行う電気車制御装置に関する。
御を行う電気車制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年可変電圧・可変周波数インバータ装
置（以下、インバータという）により制御される誘導電
動機を駆動源とする電気車が多く運転されるようになっ
てきている。単相交流電化区間を走行する電気車（以下
交流電気車という）を誘導電動機にて駆動する場合、集
電器より集電した交流電力は変圧器にて降圧され、この
降圧された交流電力はサイリスタやダイオードなどで構
成される整流器で直流電力に変換され、この直流電力は
インバータで３相交流電力に変換されて誘導電動機に供
給される。
置（以下、インバータという）により制御される誘導電
動機を駆動源とする電気車が多く運転されるようになっ
てきている。単相交流電化区間を走行する電気車（以下
交流電気車という）を誘導電動機にて駆動する場合、集
電器より集電した交流電力は変圧器にて降圧され、この
降圧された交流電力はサイリスタやダイオードなどで構
成される整流器で直流電力に変換され、この直流電力は
インバータで３相交流電力に変換されて誘導電動機に供
給される。
【０００３】図４は誘導電動機駆動の交流電気車の電気
車制御装置の構成図である。図示しない交流架線からパ
ンタグラフ１を介して集電された交流電力は、変圧器２
により降圧された後、整流器３にて直流電力に変換され
る。この直流電力はインバータ４により可変電圧・可変
周波数の３相交流電力に変換されて誘導電動機５へ供給
され、交流電気車は誘導電動機５から発生するトルクに
より力行、ブレーキ運転される。また、整流器３とイン
バータ４の間には、ブレーキ接触器６ａと発電ブレーキ
抵抗器６ｂにより構成される発電ブレーキ回路６が接続
されている。
車制御装置の構成図である。図示しない交流架線からパ
ンタグラフ１を介して集電された交流電力は、変圧器２
により降圧された後、整流器３にて直流電力に変換され
る。この直流電力はインバータ４により可変電圧・可変
周波数の３相交流電力に変換されて誘導電動機５へ供給
され、交流電気車は誘導電動機５から発生するトルクに
より力行、ブレーキ運転される。また、整流器３とイン
バータ４の間には、ブレーキ接触器６ａと発電ブレーキ
抵抗器６ｂにより構成される発電ブレーキ回路６が接続
されている。
【０００４】図示しない指令装置から電気車の力行指令
が出力されている際には、ブレーキ抵抗器６ａは開放し
ている。一方図示しない指令装置から電気車のブレーキ
指令が出力された際には、ブレーキ接触器６ａを閉成し
て発電ブレーキ抵抗器６ｂを整流器３とインバータ５の
間に接続する。そして誘導電動機５を発電機として動作
させ、誘導電動機５から発生した発電エネルギをインバ
ータ４を介して発電ブレーキ抵抗器６ｂで消費させるこ
とで、制動力を得ている。誘導電動機５から発生する発
電エネルギの大きさは、損失を無視するとその時の電気
車の速度と要求される制動力との積である。一方発電ブ
レーキ抵抗器６ｂで消費されるエネルギ量は、インバー
タ４の直流側の端子間電圧ＶD を増減することで制御で
きる。従って発電ブレーキ抵抗器６ｂで消費されるエネ
ルギ量による制動力と電気車の動作速度の範囲を広げよ
うとすれば、インバータ４の直流側の端子間電圧ＶD の
増減範囲を広げる必要がある。
が出力されている際には、ブレーキ抵抗器６ａは開放し
ている。一方図示しない指令装置から電気車のブレーキ
指令が出力された際には、ブレーキ接触器６ａを閉成し
て発電ブレーキ抵抗器６ｂを整流器３とインバータ５の
間に接続する。そして誘導電動機５を発電機として動作
させ、誘導電動機５から発生した発電エネルギをインバ
ータ４を介して発電ブレーキ抵抗器６ｂで消費させるこ
とで、制動力を得ている。誘導電動機５から発生する発
電エネルギの大きさは、損失を無視するとその時の電気
車の速度と要求される制動力との積である。一方発電ブ
レーキ抵抗器６ｂで消費されるエネルギ量は、インバー
タ４の直流側の端子間電圧ＶD を増減することで制御で
きる。従って発電ブレーキ抵抗器６ｂで消費されるエネ
ルギ量による制動力と電気車の動作速度の範囲を広げよ
うとすれば、インバータ４の直流側の端子間電圧ＶD の
増減範囲を広げる必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
インバータ４の直流側の端子間電圧ＶD の増減範囲は、
インバータ４を構成する図示しない半導体素子の耐圧、
インバータ４の制御の安定性や効率を考慮すると、ある
一定範囲に制限される。このため発電ブレーキ抵抗器６
ｂの値を一定値とした場合に、発電ブレーキ抵抗器６ｂ
で消費される発電エネルギの量に制約が生じるため、
「速度×制動力」の範囲に制約が生じ、例えば最大速度
から停止までの間に発電ブレーキ回路６により制動力を
得ることができない範囲が生じるという問題があった。
発電ブレーキ抵抗器６ｂの値を可変すれば、上述した問
題点の解決手段となり得るが、新たに追加機器が必要と
なってしまう。
インバータ４の直流側の端子間電圧ＶD の増減範囲は、
インバータ４を構成する図示しない半導体素子の耐圧、
インバータ４の制御の安定性や効率を考慮すると、ある
一定範囲に制限される。このため発電ブレーキ抵抗器６
ｂの値を一定値とした場合に、発電ブレーキ抵抗器６ｂ
で消費される発電エネルギの量に制約が生じるため、
「速度×制動力」の範囲に制約が生じ、例えば最大速度
から停止までの間に発電ブレーキ回路６により制動力を
得ることができない範囲が生じるという問題があった。
発電ブレーキ抵抗器６ｂの値を可変すれば、上述した問
題点の解決手段となり得るが、新たに追加機器が必要と
なってしまう。
【０００６】そこで本発明は上述した問題点を解決する
ためになされたもので、特別な追加機器を用いずに、幅
広い速度範囲に対して発電ブレ−キ回路の連続的な制御
を可能とする電気車制御装置を提供することを目的とす
る。
ためになされたもので、特別な追加機器を用いずに、幅
広い速度範囲に対して発電ブレ−キ回路の連続的な制御
を可能とする電気車制御装置を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために請求項１記載の発明は、集電器より第１の開閉手
段を介して供給される交流電力を直流電力に変換するパ
ルス幅変調コンバータと、このパルス幅変調コンバータ
に接続され、パルス幅変調コンバータにより変換された
直流電力を３相交流電力に変換し、電気車の駆動用電動
機に供給するインバータと、抵抗器と第２の開閉手段が
直列に接続されてなり、第１の開閉手段に並列に接続さ
れる発電ブレーキ回路と、力行運転時には第１の開閉手
段を閉成し、ブレーキ運転時には第１の開閉手段を開放
し、第２の開閉手段を閉成する制御手段とを有してな
る。
ために請求項１記載の発明は、集電器より第１の開閉手
段を介して供給される交流電力を直流電力に変換するパ
ルス幅変調コンバータと、このパルス幅変調コンバータ
に接続され、パルス幅変調コンバータにより変換された
直流電力を３相交流電力に変換し、電気車の駆動用電動
機に供給するインバータと、抵抗器と第２の開閉手段が
直列に接続されてなり、第１の開閉手段に並列に接続さ
れる発電ブレーキ回路と、力行運転時には第１の開閉手
段を閉成し、ブレーキ運転時には第１の開閉手段を開放
し、第２の開閉手段を閉成する制御手段とを有してな
る。
【０００８】又請求項２記載の発明は、請求項１記載の
発明に加えて、発電ブレーキ回路の抵抗器に直列に接続
されるリアクトルを有してなる。又請求項３記載の発明
は、請求項１又は請求項２記載の発明に加えて、ブレー
キ運転時にパルス幅変調コンバータの直流変調制御を行
うコンバータ制御手段を有してなる。
発明に加えて、発電ブレーキ回路の抵抗器に直列に接続
されるリアクトルを有してなる。又請求項３記載の発明
は、請求項１又は請求項２記載の発明に加えて、ブレー
キ運転時にパルス幅変調コンバータの直流変調制御を行
うコンバータ制御手段を有してなる。
【０００９】又請求項４記載の発明は、集電器より第１
の開閉手段を介して供給される交流電力を直流電力に変
換するパルス幅変調コンバータと、このパルス幅変調コ
ンバータに接続され、パルス幅変調コンバータにより変
換された直流電力を３相交流電力に変換し、電気車の駆
動用電動機に供給するインバータと、抵抗器と第２の開
閉手段が直列に接続されてなり、第１の開閉手段に並列
に接続される発電ブレーキ回路と、集電器により集電さ
れた交流電力が零に近づいた際に停電指令を出力する停
電検知回路と、ブレーキ運転時に停電検知回路から停電
指令が出力されていない際には、第１の開閉手段を閉成
し、停電検知回路から停電指令が出力された際には、第
１の開閉手段を開放して第２の開閉手段を閉成する制御
手段とを有してなる。
の開閉手段を介して供給される交流電力を直流電力に変
換するパルス幅変調コンバータと、このパルス幅変調コ
ンバータに接続され、パルス幅変調コンバータにより変
換された直流電力を３相交流電力に変換し、電気車の駆
動用電動機に供給するインバータと、抵抗器と第２の開
閉手段が直列に接続されてなり、第１の開閉手段に並列
に接続される発電ブレーキ回路と、集電器により集電さ
れた交流電力が零に近づいた際に停電指令を出力する停
電検知回路と、ブレーキ運転時に停電検知回路から停電
指令が出力されていない際には、第１の開閉手段を閉成
し、停電検知回路から停電指令が出力された際には、第
１の開閉手段を開放して第２の開閉手段を閉成する制御
手段とを有してなる。
【００１０】
【作用】上述した構成により請求項１記載の発明では、
制御手段により力行運転時に第１の開閉手段を閉成する
ことで、集電器により集電された交流電力がパルス幅変
調コンバ−タに供給される。パルス幅変調コンバ−タは
交流電力を直流電力に変換し、インバ−タはこの直流電
力を３相交流電力に変換する。そして駆動用電動機に３
相交流電力が供給される。制御手段によりブレ−キ運転
時には第１の開閉手段を開放し、第２の開放手段を閉成
することで、駆動用電動機から発生した発電エネルギは
インバ−タ、パルス幅変調コンバ−タを介して、発電ブ
レ−キ回路で消費される。
制御手段により力行運転時に第１の開閉手段を閉成する
ことで、集電器により集電された交流電力がパルス幅変
調コンバ−タに供給される。パルス幅変調コンバ−タは
交流電力を直流電力に変換し、インバ−タはこの直流電
力を３相交流電力に変換する。そして駆動用電動機に３
相交流電力が供給される。制御手段によりブレ−キ運転
時には第１の開閉手段を開放し、第２の開放手段を閉成
することで、駆動用電動機から発生した発電エネルギは
インバ−タ、パルス幅変調コンバ−タを介して、発電ブ
レ−キ回路で消費される。
【００１１】又請求項２記載の発明では、発電ブレ−キ
回路で消費される電力を、リアクトルにより平滑するこ
とができる。又請求項３記載の発明では、コンバ−タ制
御手段により、ブレ−キ運転時にコンバ−タの直流変調
制御を行なうことで、コンバ−タの交流端子側に直流電
力を発生させることができる。
回路で消費される電力を、リアクトルにより平滑するこ
とができる。又請求項３記載の発明では、コンバ−タ制
御手段により、ブレ−キ運転時にコンバ−タの直流変調
制御を行なうことで、コンバ−タの交流端子側に直流電
力を発生させることができる。
【００１２】又請求項４記載の発明では、停電検知回路
がブレ−キ運転時に停電指令を出力した際には、制御手
段により第１の開閉手段を開放し第２の開閉手段を閉成
して発電ブレ−キ運転を行ない、停電指令が出力されて
いない際には、第１の開閉手段のみを閉成することで、
回生ブレ−キ運転を行なうことができる。
がブレ−キ運転時に停電指令を出力した際には、制御手
段により第１の開閉手段を開放し第２の開閉手段を閉成
して発電ブレ−キ運転を行ない、停電指令が出力されて
いない際には、第１の開閉手段のみを閉成することで、
回生ブレ−キ運転を行なうことができる。
【００１３】
【実施例】本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説
明する。図１は請求項１乃至請求項３記載の発明の一実
施例を示す電気車制御装置の構成図である。図示しない
架線から交流電力を集電する集電器１の後段に変圧器２
が接続されている。変圧器２の２次側には交流電力を直
流電力に変換する整流器として、本発明では図示しない
半導体素子で構成されたパルス幅変調コンバータ（以下
ＰＷＭコンバータという）３が接続されている。そして
ＰＷＭコンバータ３の直流出力端子には図示しない半導
体素子で構成され、直流電力を３相交流電力に変換する
インバータ４が接続され、インバータ４の３相交流出力
端子には駆動用電動機として誘導電動機５が接続されて
いる。又変圧器２とＰＷＭコンバータ３との間には第１
の開閉手段（以下遮断器という）７が接続され、更に第
２の開閉手段（以下ブレーキ接触器という）８ａ、発電
ブレーキ抵抗器８ｂ、リアクトル８ｃが直列に接続され
てなる発電ブレーキ回路８が遮断器７に並列に接続され
ている。制御手段９は図示しない指令装置から出力され
る電気車の力行指令やブレーキ指令をうけて、遮断器
７、ブレーキ接触器８ａの開放／閉成制御を行い、ＰＷ
Ｍコンバータ３を制御するコンバータ制御手段10、イン
バータ４を制御するインバータ制御手段11に制御指令を
出力する。
明する。図１は請求項１乃至請求項３記載の発明の一実
施例を示す電気車制御装置の構成図である。図示しない
架線から交流電力を集電する集電器１の後段に変圧器２
が接続されている。変圧器２の２次側には交流電力を直
流電力に変換する整流器として、本発明では図示しない
半導体素子で構成されたパルス幅変調コンバータ（以下
ＰＷＭコンバータという）３が接続されている。そして
ＰＷＭコンバータ３の直流出力端子には図示しない半導
体素子で構成され、直流電力を３相交流電力に変換する
インバータ４が接続され、インバータ４の３相交流出力
端子には駆動用電動機として誘導電動機５が接続されて
いる。又変圧器２とＰＷＭコンバータ３との間には第１
の開閉手段（以下遮断器という）７が接続され、更に第
２の開閉手段（以下ブレーキ接触器という）８ａ、発電
ブレーキ抵抗器８ｂ、リアクトル８ｃが直列に接続され
てなる発電ブレーキ回路８が遮断器７に並列に接続され
ている。制御手段９は図示しない指令装置から出力され
る電気車の力行指令やブレーキ指令をうけて、遮断器
７、ブレーキ接触器８ａの開放／閉成制御を行い、ＰＷ
Ｍコンバータ３を制御するコンバータ制御手段10、イン
バータ４を制御するインバータ制御手段11に制御指令を
出力する。
【００１４】具体的には、図示しない指令装置から電気
車の力行指令が出力されている際には、制御手段９から
遮断器７に対して閉成指令、ブレーキ接触器８ａに対し
て開放指令、そしてコンバータ制御手段10、インバータ
制御手段11に対して各々制御指令として力行運転指令が
出力される。すると集電器１により集電された交流電力
は、変圧器２により降圧された後、コンバータ制御手段
10により制御されたＰＷＭコンバータ３で直流電力に変
換される。ＰＷＭコンバータ３を使用することにより、
高力率化、高周波低減、回生ブレーキ制御の容易さ等の
利点がある。ＰＷＭコンバータ３により変換された直流
電力は、インバータ制御手段11により制御されたインバ
ータ４で可変電圧・可変周波数の３相交流電力に変換さ
れ、誘導電動機５に供給される。
車の力行指令が出力されている際には、制御手段９から
遮断器７に対して閉成指令、ブレーキ接触器８ａに対し
て開放指令、そしてコンバータ制御手段10、インバータ
制御手段11に対して各々制御指令として力行運転指令が
出力される。すると集電器１により集電された交流電力
は、変圧器２により降圧された後、コンバータ制御手段
10により制御されたＰＷＭコンバータ３で直流電力に変
換される。ＰＷＭコンバータ３を使用することにより、
高力率化、高周波低減、回生ブレーキ制御の容易さ等の
利点がある。ＰＷＭコンバータ３により変換された直流
電力は、インバータ制御手段11により制御されたインバ
ータ４で可変電圧・可変周波数の３相交流電力に変換さ
れ、誘導電動機５に供給される。
【００１５】図示しない指令装置から電気車のブレーキ
指令が出力された際には、制御手段９から遮断器７に対
して開放指令、ブレーキ接触器８ａに対して閉成指令、
そしてコンバータ制御手段10、インバータ制御手段11に
対して各々制御指令として発電ブレーキ指令が出力され
る。
指令が出力された際には、制御手段９から遮断器７に対
して開放指令、ブレーキ接触器８ａに対して閉成指令、
そしてコンバータ制御手段10、インバータ制御手段11に
対して各々制御指令として発電ブレーキ指令が出力され
る。
【００１６】インバータ制御手段11はインバータ周波数
を誘導電動機５の回転周波数より低くするようにインバ
ータ４を制御する。すると誘導電動機５は発電機として
動作し、誘導電動機５から発生した発電エネルギがイン
バータ４へ返還される。インバータ４へ返還された発電
エネルギは損失を無視するとその時の電気車の速度と制
動力の積に等しくなる。又コンバータ制御手段10は電気
車の力行時と同様にＰＷＭコンバータ３を交流変調運転
させる。つまりＰＷＭコンバータ３を構成する図示しな
い半導体素子のスイッチングのタイミングを変調率を増
減することで可変し、ＰＷＭコンバータ３の交流端子に
発生する交流電圧ＶA の大きさを制御する。この交流電
圧ＶA は発電ブレ−キ抵抗器８ｂで消費される。従って
インバータ４へ返還された発電エネルギと発電ブレ−キ
抵抗器８ｂで消費された電力とが等しくなるようにコン
バータ制御手段10は変調率を増減して、ＰＷＭコンバー
タ３を制御することで、「速度×制動力」の範囲に制約
は生じず、幅広い制動力の出力範囲に対して安定したブ
レーキ動作を可能とすることができる。なおコンバータ
制御手段10の制御方式としてＰＷＭコンバータ３を交流
変調運転させる場合だけでなく、直流変調すなわちチョ
ッパ運転させることでも上述と同様の効果が得られる。
つまりＰＷＭコンバータ３を構成する図示しない半導体
素子のスイッチングのタイミングを通流率を増減するこ
とで可変し、ＰＷＭコンバータ３の交流端子に発生する
直流電圧の大きさを制御して、この直流電圧を発電ブレ
−キ抵抗器８ｂで消費させる。従ってインバータ４へ返
還された発電エネルギと発電ブレ−キ抵抗器８ｂで消費
された電力とが等しくなるようにコンバータ制御手段10
は通流率を増減して、ＰＷＭコンバータ３を制御する。
又発電ブレ−キ抵抗器８ｂと直列にリアクトル８ｃを接
続したことで、発電ブレ−キ抵抗器８ｂに流れる電流を
平滑することができ、高周波ノイズの影響を抑えること
ができる。
を誘導電動機５の回転周波数より低くするようにインバ
ータ４を制御する。すると誘導電動機５は発電機として
動作し、誘導電動機５から発生した発電エネルギがイン
バータ４へ返還される。インバータ４へ返還された発電
エネルギは損失を無視するとその時の電気車の速度と制
動力の積に等しくなる。又コンバータ制御手段10は電気
車の力行時と同様にＰＷＭコンバータ３を交流変調運転
させる。つまりＰＷＭコンバータ３を構成する図示しな
い半導体素子のスイッチングのタイミングを変調率を増
減することで可変し、ＰＷＭコンバータ３の交流端子に
発生する交流電圧ＶA の大きさを制御する。この交流電
圧ＶA は発電ブレ−キ抵抗器８ｂで消費される。従って
インバータ４へ返還された発電エネルギと発電ブレ−キ
抵抗器８ｂで消費された電力とが等しくなるようにコン
バータ制御手段10は変調率を増減して、ＰＷＭコンバー
タ３を制御することで、「速度×制動力」の範囲に制約
は生じず、幅広い制動力の出力範囲に対して安定したブ
レーキ動作を可能とすることができる。なおコンバータ
制御手段10の制御方式としてＰＷＭコンバータ３を交流
変調運転させる場合だけでなく、直流変調すなわちチョ
ッパ運転させることでも上述と同様の効果が得られる。
つまりＰＷＭコンバータ３を構成する図示しない半導体
素子のスイッチングのタイミングを通流率を増減するこ
とで可変し、ＰＷＭコンバータ３の交流端子に発生する
直流電圧の大きさを制御して、この直流電圧を発電ブレ
−キ抵抗器８ｂで消費させる。従ってインバータ４へ返
還された発電エネルギと発電ブレ−キ抵抗器８ｂで消費
された電力とが等しくなるようにコンバータ制御手段10
は通流率を増減して、ＰＷＭコンバータ３を制御する。
又発電ブレ−キ抵抗器８ｂと直列にリアクトル８ｃを接
続したことで、発電ブレ−キ抵抗器８ｂに流れる電流を
平滑することができ、高周波ノイズの影響を抑えること
ができる。
【００１７】次に図２は請求項１乃至請求項３記載の発
明の他の実施例を示す電気車制御装置の構成図である。
本実施例では図１に示されるブレーキ接触器８ａをサイ
リスタスイッチ８ｄとして発電ブレーキ回路81を構成し
ている。
明の他の実施例を示す電気車制御装置の構成図である。
本実施例では図１に示されるブレーキ接触器８ａをサイ
リスタスイッチ８ｄとして発電ブレーキ回路81を構成し
ている。
【００１８】図示しない指令装置から電気車の力行指令
が出力されている際には、制御手段９から遮断器７に対
して閉成指令、サイリスタスイッチ８ｄに対して消弧指
令、そしてコンバータ制御手段10、インバータ制御手段
11に対して制御指令として力行運転指令が出力される。
すると集電器１により集電された交流電力は、変圧器２
により降圧された後、ＰＷＭコンバータ３で直流電力に
変換される。ＰＷＭコンバータ３で変換された直流電圧
は、インバータ４で可変電圧・可変周波数の３相交流電
力に変換され、誘導電動機５に供給される。
が出力されている際には、制御手段９から遮断器７に対
して閉成指令、サイリスタスイッチ８ｄに対して消弧指
令、そしてコンバータ制御手段10、インバータ制御手段
11に対して制御指令として力行運転指令が出力される。
すると集電器１により集電された交流電力は、変圧器２
により降圧された後、ＰＷＭコンバータ３で直流電力に
変換される。ＰＷＭコンバータ３で変換された直流電圧
は、インバータ４で可変電圧・可変周波数の３相交流電
力に変換され、誘導電動機５に供給される。
【００１９】図示しない指令装置から電気車のブレーキ
指令が出力された際には、制御手段９から遮断器７に対
して開放指令、サイリスタスイッチ８ｄに対して点弧指
令、そしてコンバータ制御手段10、インバータ制御手段
11に対して各々制御指令として発電ブレーキ指令が出力
される。誘導電動機５が発電機として動作して発生した
発電エネルギはインバータ４へ返還される。コンバータ
制御手段10はＰＷＭコンバータ３を直流変調運転させ
て、ＰＷＭコンバータ３の交流端子に直流電圧ＶD を発
生させる。このことは発電ブレーキ回路81にサイリスタ
スイッチ８ｄを備えたので、発電ブレ−キ抵抗器８ｂに
対して一方向のみの通電を考慮するため、ＰＷＭコンバ
ータ３を直流変調運転させ、直流電圧ＶD を発生させ
る。この直流電圧ＶD を発電ブレ−キ抵抗器８ｂで消費
することで制動力が得られる。
指令が出力された際には、制御手段９から遮断器７に対
して開放指令、サイリスタスイッチ８ｄに対して点弧指
令、そしてコンバータ制御手段10、インバータ制御手段
11に対して各々制御指令として発電ブレーキ指令が出力
される。誘導電動機５が発電機として動作して発生した
発電エネルギはインバータ４へ返還される。コンバータ
制御手段10はＰＷＭコンバータ３を直流変調運転させ
て、ＰＷＭコンバータ３の交流端子に直流電圧ＶD を発
生させる。このことは発電ブレーキ回路81にサイリスタ
スイッチ８ｄを備えたので、発電ブレ−キ抵抗器８ｂに
対して一方向のみの通電を考慮するため、ＰＷＭコンバ
ータ３を直流変調運転させ、直流電圧ＶD を発生させ
る。この直流電圧ＶD を発電ブレ−キ抵抗器８ｂで消費
することで制動力が得られる。
【００２０】次に図３は請求項４記載の発明の一実施例
を示す電気車制御装置の構成図である。本実施例は図２
に示されるサイリスタスイッチ８ｄと並列にサイリスタ
スイッチ８ｅを接続して発電ブレーキ回路82を構成し、
更に集電器１から集電される交流電力が零となった時に
制御手段９に対して停電指令を出力する停電検知回路12
を備えて構成したものである。
を示す電気車制御装置の構成図である。本実施例は図２
に示されるサイリスタスイッチ８ｄと並列にサイリスタ
スイッチ８ｅを接続して発電ブレーキ回路82を構成し、
更に集電器１から集電される交流電力が零となった時に
制御手段９に対して停電指令を出力する停電検知回路12
を備えて構成したものである。
【００２１】図示しない指令装置から電気車の力行指令
が出力されている際には、制御手段９から遮断器７に対
して閉成指令、サイリスタスイッチ８ｄ，８ｅに対して
消弧指令、そしてコンバータ制御手段10、インバータ制
御手段11に対して制御指令として力行運転指令が出力さ
れる。すると集電器１により集電された交流電力は変圧
器２により降圧された後、ＰＷＭコンバータ３で直流電
力に変換される。ＰＷＭコンバータ３で変換された直流
電力は、インバータ４で可変電圧・可変周波数の３相交
流電力に変換され、誘導電動機５に供給される。
が出力されている際には、制御手段９から遮断器７に対
して閉成指令、サイリスタスイッチ８ｄ，８ｅに対して
消弧指令、そしてコンバータ制御手段10、インバータ制
御手段11に対して制御指令として力行運転指令が出力さ
れる。すると集電器１により集電された交流電力は変圧
器２により降圧された後、ＰＷＭコンバータ３で直流電
力に変換される。ＰＷＭコンバータ３で変換された直流
電力は、インバータ４で可変電圧・可変周波数の３相交
流電力に変換され、誘導電動機５に供給される。
【００２２】図示しない指令装置から電気車のブレーキ
指令が出力され、停電検知回路12より停電指令が出力さ
れていない際には、制御手段９から力行運転時と同様に
遮断器７に対して閉成指令、サイリスタスイッチ８ｄ，
８ｅに対して消弧指令が出力され、そしてコンバータ制
御手段10、インバータ制御手段11に対して制御指令とし
てブレーキ運転指令が出力される。つまり誘導電動機５
が発電機として動作して発生した発電エネルギはインバ
ータ４、ＰＷＭコンバータ３を介して変圧器２で昇圧さ
れ、集電器から図示しない架線へ回生する回生ブレーキ
運転が行われる。
指令が出力され、停電検知回路12より停電指令が出力さ
れていない際には、制御手段９から力行運転時と同様に
遮断器７に対して閉成指令、サイリスタスイッチ８ｄ，
８ｅに対して消弧指令が出力され、そしてコンバータ制
御手段10、インバータ制御手段11に対して制御指令とし
てブレーキ運転指令が出力される。つまり誘導電動機５
が発電機として動作して発生した発電エネルギはインバ
ータ４、ＰＷＭコンバータ３を介して変圧器２で昇圧さ
れ、集電器から図示しない架線へ回生する回生ブレーキ
運転が行われる。
【００２３】又図示しない指令装置から電気車のブレー
キ指令が出力され、停電検知回路12より停電指令が出力
された際には、制御手段９から遮断器７に対しては開放
指令が出力され、サイリスタスイッチ８ｄ，８ｅに対し
ては点弧指令が出力される。
キ指令が出力され、停電検知回路12より停電指令が出力
された際には、制御手段９から遮断器７に対しては開放
指令が出力され、サイリスタスイッチ８ｄ，８ｅに対し
ては点弧指令が出力される。
【００２４】すると誘導電動機５が発電機として動作し
て発生した発電エネルギはインバータ４へ返還される。
コンバータ制御手段10は電気車の力行時と同様にＰＷＭ
コンバータ３を交流変調運転させる。つまりＰＷＭコン
バータ３を構成する図示しない半導体素子のスイッチン
グのタイミングを変調率を増減することで可変し、ＰＷ
Ｍコンバータ３の交流端子に発生する交流電圧ＶA の大
きさを制御する。この交流電圧ＶA は発電ブレ−キ抵抗
器８ｂで消費される。従ってインバータ４へ返還された
発電エネルギと発電ブレ−キ抵抗器８ｂで消費された電
力とが等しくなるようにコンバータ制御手段10は変調率
を増減して、ＰＷＭコンバータ３を制御することで、
「速度×制動力」の範囲に制約は生じず、幅広い制動力
の出力範囲に対して安定したブレーキ動作を可能とする
ことができる。なおコンバータ制御手段10の制御方式と
してＰＷＭコンバータ３を交流変調運転させる場合だけ
でなく、直流変調すなわちチョッパ運転させることでも
上述と同様の効果が得られる。つまりＰＷＭコンバータ
３を構成する図示しない半導体素子のスイッチングのタ
イミングを通流率を増減することで可変し、ＰＷＭコン
バータ３の交流端子に発生する直流電圧の大きさを制御
して、この直流電圧を発電ブレ−キ抵抗器８ｂで消費さ
せる。従ってインバータ４へ返還された発電エネルギと
発電ブレ−キ抵抗器８ｂで消費された電力とが等しくな
るようにコンバータ制御手段10は通流率を増減して、Ｐ
ＷＭコンバータ３を制御する。
て発生した発電エネルギはインバータ４へ返還される。
コンバータ制御手段10は電気車の力行時と同様にＰＷＭ
コンバータ３を交流変調運転させる。つまりＰＷＭコン
バータ３を構成する図示しない半導体素子のスイッチン
グのタイミングを変調率を増減することで可変し、ＰＷ
Ｍコンバータ３の交流端子に発生する交流電圧ＶA の大
きさを制御する。この交流電圧ＶA は発電ブレ−キ抵抗
器８ｂで消費される。従ってインバータ４へ返還された
発電エネルギと発電ブレ−キ抵抗器８ｂで消費された電
力とが等しくなるようにコンバータ制御手段10は変調率
を増減して、ＰＷＭコンバータ３を制御することで、
「速度×制動力」の範囲に制約は生じず、幅広い制動力
の出力範囲に対して安定したブレーキ動作を可能とする
ことができる。なおコンバータ制御手段10の制御方式と
してＰＷＭコンバータ３を交流変調運転させる場合だけ
でなく、直流変調すなわちチョッパ運転させることでも
上述と同様の効果が得られる。つまりＰＷＭコンバータ
３を構成する図示しない半導体素子のスイッチングのタ
イミングを通流率を増減することで可変し、ＰＷＭコン
バータ３の交流端子に発生する直流電圧の大きさを制御
して、この直流電圧を発電ブレ−キ抵抗器８ｂで消費さ
せる。従ってインバータ４へ返還された発電エネルギと
発電ブレ−キ抵抗器８ｂで消費された電力とが等しくな
るようにコンバータ制御手段10は通流率を増減して、Ｐ
ＷＭコンバータ３を制御する。
【００２５】停電検知回路12から停電指令が出力されな
くなると、サイリスタスイッチ８ｄ，８ｅに対して消弧
指令が出力され、回生ブレーキ動作に切り換えることが
可能となる。又停電検知回路12はき電区分セクションを
検出できるので、き電区分セクションでも発電ブレーキ
回路６を動作させることができる。
くなると、サイリスタスイッチ８ｄ，８ｅに対して消弧
指令が出力され、回生ブレーキ動作に切り換えることが
可能となる。又停電検知回路12はき電区分セクションを
検出できるので、き電区分セクションでも発電ブレーキ
回路６を動作させることができる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１乃至請求
項４記載の発明では、幅広い制動力の出力範囲に対し
て、発電ブレ−キ回路の連続的な制御を可能とする電気
車制御装置を提供することができる。又請求項４記載の
発明では、更に発電ブレーキ運転と回生ブレーキ運転の
切り換えを可能とすることができる。
項４記載の発明では、幅広い制動力の出力範囲に対し
て、発電ブレ−キ回路の連続的な制御を可能とする電気
車制御装置を提供することができる。又請求項４記載の
発明では、更に発電ブレーキ運転と回生ブレーキ運転の
切り換えを可能とすることができる。
【図１】請求項１乃至請求項３記載の発明の一実施例を
示す電気車制御装置の構成図である。
示す電気車制御装置の構成図である。
【図２】請求項１乃至請求項３記載の発明の他の実施例
を示す電気車制御装置の構成図である。
を示す電気車制御装置の構成図である。
【図３】請求項４記載の発明の一実施例を示す電気車制
御装置の構成図である。
御装置の構成図である。
【図４】従来の電気車制御装置の構成図である。
１ 集電器 ２ 変圧器 ３ ＰＷＭコンバータ ４ インバータ ５ 誘導電動機 ７ 遮断器 ８，81，82 発電ブレ−キ回路 ８ａ 発電ブレーキ接触器 ８ｂ 発電ブレーキ抵抗器 ８ｃ リアクトル ８ｄ，８ｅ サイリスタスイッチ ９ 制御手段 10 コンバータ制御手段 11 インバータ制御手段 12 停電検知回路
Claims (4)
- 【請求項１】 集電器より第１の開閉手段を介して供給
される交流電力を直流電力に変換するパルス幅変調コン
バータと、 このパルス幅変調コンバータに接続され、前記パルス幅
変調コンバータにより変換された直流電力を３相交流電
力に変換し、電気車の駆動用電動機に供給するインバー
タと、 抵抗器と第２の開閉手段が直列に接続されてなり、前記
第１の開閉手段に並列に接続される発電ブレーキ回路
と、 力行運転時には前記第１の開閉手段を閉成し、ブレーキ
運転時には前記第１の開閉手段を開放し、前記第２の開
閉手段を閉成する制御手段とを有する電気車制御装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の電気車制御装置におい
て、 前記発電ブレーキ回路の抵抗器に直列に接続されるリア
クトルを有する電気車制御装置。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の電気車制御
装置において、 ブレーキ運転時に前記パルス幅変調コンバータの直流変
調制御を行うコンバータ制御手段を有する電気車制御装
置。 - 【請求項４】 集電器より第１の開閉手段を介して供給
される交流電力を直流電力に変換するパルス幅変調コン
バータと、 このパルス幅変調コンバータに接続され、前記パルス幅
変調コンバータにより変換された直流電力を３相交流電
力に変換し、電気車の駆動用電動機に供給するインバー
タと、 抵抗器と第２の開閉手段が直列に接続されてなり、前記
第１の開閉手段に並列に接続される発電ブレーキ回路
と、 前記集電器により集電された交流電力が零に近づいた際
に停電指令を出力する停電検知回路と、 ブレーキ運転時に前記停電検知回路から停電指令が出力
されていない際には、前記第１の開閉手段を閉成し、前
記停電検知回路から停電指令が出力された際には、前期
第１の開閉手段を開放して前記第２の開閉手段を閉成す
る制御手段とを有する電気車制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP140894A JPH07212909A (ja) | 1994-01-12 | 1994-01-12 | 電気車制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP140894A JPH07212909A (ja) | 1994-01-12 | 1994-01-12 | 電気車制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07212909A true JPH07212909A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=11500673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP140894A Pending JPH07212909A (ja) | 1994-01-12 | 1994-01-12 | 電気車制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07212909A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4589448B2 (ja) * | 2009-03-25 | 2010-12-01 | 三菱電機株式会社 | 交流電気車の制御装置 |
| JP2015056993A (ja) * | 2013-09-13 | 2015-03-23 | 株式会社日立製作所 | 鉄道車両用駆動装置 |
| CN105383309A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-03-09 | 武汉理工通宇新源动力有限公司 | 一种电驱动自动变速器能量回馈系统及方法 |
| JP2017055500A (ja) * | 2015-09-07 | 2017-03-16 | 東洋電機製造株式会社 | 鉄道車両の制御システム及び制御方法 |
-
1994
- 1994-01-12 JP JP140894A patent/JPH07212909A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4589448B2 (ja) * | 2009-03-25 | 2010-12-01 | 三菱電機株式会社 | 交流電気車の制御装置 |
| JPWO2010109607A1 (ja) * | 2009-03-25 | 2012-09-20 | 三菱電機株式会社 | 交流電気車の制御装置 |
| JP2015056993A (ja) * | 2013-09-13 | 2015-03-23 | 株式会社日立製作所 | 鉄道車両用駆動装置 |
| JP2017055500A (ja) * | 2015-09-07 | 2017-03-16 | 東洋電機製造株式会社 | 鉄道車両の制御システム及び制御方法 |
| CN105383309A (zh) * | 2015-12-25 | 2016-03-09 | 武汉理工通宇新源动力有限公司 | 一种电驱动自动变速器能量回馈系统及方法 |
| CN105383309B (zh) * | 2015-12-25 | 2017-12-05 | 武汉理工通宇新源动力有限公司 | 一种电驱动自动变速器能量回馈系统及方法 |
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