JPH0750961B2 - Overvoltage protection device for electric vehicle inverter - Google Patents

Overvoltage protection device for electric vehicle inverter

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JPH0750961B2
JPH0750961B2 JP62172058A JP17205887A JPH0750961B2 JP H0750961 B2 JPH0750961 B2 JP H0750961B2 JP 62172058 A JP62172058 A JP 62172058A JP 17205887 A JP17205887 A JP 17205887A JP H0750961 B2 JPH0750961 B2 JP H0750961B2
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thyristor
output
electric vehicle
overvoltage
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茂俊 岡松
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、インバータにより制御される誘導電動機を備
えた電気車が回生制動にあるとき、インバータ入力端の
過電圧保護装置を構成するサイリスタを確実に消弧させ
る電気車インバータの過電圧保護装置に関する。
The present invention relates to a thyristor which constitutes an overvoltage protection device at an inverter input end when an electric vehicle equipped with an induction motor controlled by an inverter is in regenerative braking. The present invention relates to an overvoltage protection device for an electric vehicle inverter that extinguishes arcs.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、電気車を駆動する電動機として誘導電動機を用
い、この誘導電動機を可変電圧周波数インバータ(以
下、単にインバータという)により制御する手段が多く
採用されている。上記インバータは、電気車の力行運転
時には所定の周波数でオン・オフ制御され誘導電動機は
これより低い周波数で駆動され、一方、電気車の回生制
動運転時には、誘導電動機の周波数より低い周波数でオ
ン・オフ制御される。このようなオン・オフ制御はパル
ス幅変調手段から出力されるパルスによりなされる。以
下、このような電気車の回路を図により説明する。
In recent years, an induction motor is used as an electric motor for driving an electric vehicle, and a means for controlling the induction motor by a variable voltage frequency inverter (hereinafter, simply referred to as an inverter) is often adopted. The inverter is ON / OFF controlled at a predetermined frequency during power running of the electric vehicle, and the induction motor is driven at a frequency lower than this, while it is turned on at a frequency lower than the frequency of the induction motor during regenerative braking operation of the electric vehicle. Controlled off. Such on / off control is performed by the pulse output from the pulse width modulation means. Hereinafter, the circuit of such an electric vehicle will be described with reference to the drawings.

第4図は従来の誘導電動機制御回路のブロツク図であ
る。図で、1は架線、2は電気車のパンタグラフ、3は
電気車の誘導電動機、4は断流器、5L,5Cは平滑用リア
クトルおよび平滑用コンデンサである。6はインバータ
であり、GTOサイリスタ(ゲート・ターンオフサイリス
タ)6Gおよびダイオード6Dの並列回路6個により構成さ
れ、誘導電動機3に三相交流を供給している。7はパル
ス幅変調手段であり、パルス幅変調されたパルスを各GT
Oサイリスタ6Gに印加することによりインバータ6をオ
ン・オフ制御する。8はインバータ6の入力端子間に接
続された保護回路であり、抵抗器8R,スイツチ8SW,およ
びサイリスタ8Sの直列回路で構成される。
FIG. 4 is a block diagram of a conventional induction motor control circuit. In the figure, 1 is an overhead wire, 2 is a pantograph of an electric car, 3 is an induction motor of an electric car, 4 is a line breaker, and 5L and 5C are smoothing reactors and smoothing capacitors. Reference numeral 6 is an inverter, which is composed of six parallel circuits of a GTO thyristor (gate turn-off thyristor) 6G and a diode 6D, and supplies the induction motor 3 with three-phase alternating current. Numeral 7 is a pulse width modulation means, which applies pulse width modulated pulses to each GT.
The inverter 6 is turned on / off by applying it to the O thyristor 6G. Reference numeral 8 is a protection circuit connected between the input terminals of the inverter 6, and is composed of a series circuit of a resistor 8R, a switch 8SW, and a thyristor 8S.

9は誘導電動機3の回転数を検出してその周波数frを出
力するセンサ、10は誘導電動機3の所望のすべり周波数
fspを出力するすべり周波数発生器、11は周波数frとす
べり周波数fspを加減算する加減算器である。加減算器1
1は電気車が力行運転モードにあるとき両者を加算し、
回生制動モードにあるとき両者を減算する。12は加減算
器11から出力される周波数fINV(パルス幅変調手段7の
搬送波の周波数)に対する誘導電動機電圧(パルス幅変
調手段7の変調電圧に対応する)を一定関係に保つV/f
発生器である。このV/f発生器12の出力信号Vmにより誘
導電動機3の励磁磁束が一定にされる。
9 is a sensor that detects the number of revolutions of the induction motor 3 and outputs the frequency f r , and 10 is a desired slip frequency of the induction motor 3.
A slip frequency generator that outputs f sp , and 11 is an adder / subtractor that adds and subtracts the frequency fr and the slip frequency f sp . Adder / subtractor 1
1 adds both when the electric car is in the power running mode,
Both are subtracted when in regenerative braking mode. Reference numeral 12 is V / f for keeping the induction motor voltage (corresponding to the modulation voltage of the pulse width modulation means 7) with respect to the frequency f INV (frequency of the carrier wave of the pulse width modulation means 7) output from the adder / subtractor 11 in a constant relationship.
It is a generator. The excitation magnetic flux of the induction motor 3 is made constant by the output signal Vm of the V / f generator 12.

13は平滑用コンデンサ5Cの両端に接続された直流変圧器
であり、平滑用コンデンサ5Cの電圧を検出する。14は過
電圧検出器であり、基準電圧源14Bおよびこの基準電圧
源14Bと前記直流変圧器13の出力電圧とを比較する比較
器14Cで構成される。直流変圧器13の出力電圧が基準電
圧源14Bの電圧より高いとき、過電圧検出器14から、断
流器4に対してオフ指令、サイリスタ8Sに対して点弧指
令、スイツチ8SWに対してオフ指令、パルス幅変調手段
7に対して制御停止指令がそれぞれ出力される。なお、
過電圧検出器14は電気車の回生制動モード時においての
み作動し、力行モード時には作動しない。
Reference numeral 13 is a DC transformer connected to both ends of the smoothing capacitor 5C and detects the voltage of the smoothing capacitor 5C. Reference numeral 14 denotes an overvoltage detector, which includes a reference voltage source 14B and a comparator 14C that compares the reference voltage source 14B with the output voltage of the DC transformer 13. When the output voltage of the DC transformer 13 is higher than the voltage of the reference voltage source 14B, the overvoltage detector 14 issues an OFF command to the line breaker 4, an ignition command to the thyristor 8S, and an OFF command to the switch 8SW. , A control stop command is output to the pulse width modulation means 7, respectively. In addition,
The overvoltage detector 14 operates only in the regenerative braking mode of the electric vehicle, and does not operate in the power running mode.

今、電気車が力行モードから回生制動モードに移行した
とき、誘導電動機3は発電機となり、インバータ6のダ
イオード6Dを介してその電気エネルギを架線1に出力す
る。この出力された電気エネルギは、他の力行している
電気車に受取られるか、又は変電所で吸収される。しか
しながら、他の力行している電気車が存在せず、かつ、
変電所に上記電気エネルギの吸収設備がないか又はこれ
が故障している場合、インバータ6の入力端電圧は上昇
し、遂にはインバータ6のGTOサイリスタ6Gを破壊して
しまうおそれがある。
Now, when the electric vehicle shifts from the power running mode to the regenerative braking mode, the induction motor 3 becomes a generator and outputs its electric energy to the overhead wire 1 via the diode 6D of the inverter 6. This output electrical energy is either received by another running electric vehicle or absorbed at a substation. However, there is no other electric vehicle running, and
If the substation does not have the above-mentioned electric energy absorbing equipment or if it is out of order, the input terminal voltage of the inverter 6 rises, which may eventually destroy the GTO thyristor 6G of the inverter 6.

このような事態の発生を防止するため、直流変圧器13は
インバータ6の入力端電圧を検出し、これが基準電圧源
14Bの基準電圧を超えたとき過電圧検出器14は指令信号
を出力し、サイリスタ8Sを点弧して抵抗器8Rに電流を流
して当該電気エネルギを吸収させる。同時に、断流器4
を開放し、パルス幅変調手段7によるGTOサイリスタ6G
のゲート制御を停止させる。なお、スイツチ8SWについ
ては後述する。これにより、GTOサイリスタ6Gは保護さ
れ、以後、電気車は空気制動等の機械的な制動により制
動せしめられる。
In order to prevent such a situation from occurring, the DC transformer 13 detects the input terminal voltage of the inverter 6, and this is the reference voltage source.
When the reference voltage of 14B is exceeded, the overvoltage detector 14 outputs a command signal, ignites the thyristor 8S and causes a current to flow through the resistor 8R to absorb the electric energy. At the same time, disconnector 4
GTO thyristor 6G by opening the pulse width modulation means 7
Stop the gate control of. The switch 8SW will be described later. As a result, the GTO thyristor 6G is protected, and thereafter, the electric vehicle is braked by mechanical braking such as air braking.

一方、サイリスタ8Sは、誘導電動機3から出力される電
流が減衰するので自然消弧する筈である。しかしなが
ら、誘導電動機3には残留磁気が存在するため、インバ
ータ6の制御を停止しても暫くは誘導電動機3の発電が
継続され、この間サイリスタ8Sには電流が流れ続けるの
で、この電流がサイリスタ8Sの保持電流以上であるとサ
イリスタ8Sは消弧されない。そして、サイリスタ8Sが消
弧されないうちに運転が力行モードとされると、架線1
からの電流が抵抗器8Rとサイリスタ8Sを通つて流れるこ
とになり、この大電流により抵抗器8Rは焼損するおそれ
がある。
On the other hand, the thyristor 8S should naturally extinguish the arc because the current output from the induction motor 3 is attenuated. However, since the induction motor 3 has residual magnetism, even if the control of the inverter 6 is stopped, the induction motor 3 continues to generate electric power for a while, and a current continues to flow in the thyristor 8S during this time. The thyristor 8S is not extinguished if the holding current is higher than. If the operation is switched to the power running mode before the thyristor 8S is extinguished, the overhead line 1
The current flowing from the resistor 8R flows through the resistor 8R and the thyristor 8S, and this large current may burn the resistor 8R.

このような抵抗器8Rの焼損を防止するため、スイツチ8S
Wが設けられている。即ち、過電圧検出器14の出力信号
により、サイリスタ8Sの点弧後、少し遅れてスイツチ8S
Wをオフとすればサイリスタ8Sは確実に消弧せしめら
れ、抵抗器8Rが焼損するおそれを除去することができ
る。
In order to prevent such burnout of resistor 8R, switch 8S
W is provided. That is, by the output signal of the overvoltage detector 14, the switch 8S is slightly delayed after ignition of the thyristor 8S.
When W is turned off, the thyristor 8S can be surely extinguished, and the risk of the resistor 8R being burnt out can be eliminated.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

ところで、上記スイツチ8SWは誘導電動機3の主回路に
挿入されるものであるため高耐圧構成でなければならず
極めて高価であるという欠点があつた。
By the way, since the switch 8SW is inserted into the main circuit of the induction motor 3, it has a drawback that it has to have a high breakdown voltage structure and is extremely expensive.

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、高価な
スイツチを使用することなく、確実にサイリスタを消弧
することができる電気車インバータの過電圧保護装置を
提供するにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide an overvoltage protection device for an electric vehicle inverter that can surely extinguish a thyristor without using an expensive switch.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

上記の目的を達成するため、本発明は、電気車を駆動す
る誘導電動機と、この誘導電動機を制御するインバータ
と、このインバータを制御する変調手段と、前記インバ
ータの入力端子間に接続された平滑用コンデンサと、こ
の平滑用コンデンサに並列に接続された抵抗器とサイリ
スタとの直列回路と、前記電気車の回生制動中前記イン
バータの入力端子間電圧が所定値を超えたとき前記サイ
リスタの点弧指令および前記インバータの制御停止指令
を出力する過電圧検出器とを備えたものにおいて、この
過電圧検出器から出力があったとき前記インバータを、
前記サイリスタを流れる電流が当該サイリスタの消弧電
流以下に減衰するような制御状態に制御するとともに一
定時間後前記制御停止指令を出力させる制御手段を設け
たことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides an induction motor for driving an electric vehicle, an inverter for controlling the induction motor, a modulation means for controlling the inverter, and a smoothing device connected between input terminals of the inverter. Capacitor, a series circuit of a resistor and a thyristor connected in parallel to the smoothing capacitor, and ignition of the thyristor when the voltage between the input terminals of the inverter exceeds a predetermined value during regenerative braking of the electric vehicle. A command and an overvoltage detector that outputs a control stop command of the inverter, in which the inverter is output when there is an output from the overvoltage detector,
It is characterized in that control means is provided for controlling the current flowing through the thyristor to a control state in which it is attenuated to an arc extinguishing current of the thyristor or less and outputting the control stop command after a predetermined time.

〔作 用〕[Work]

回生制動運転中、インバータの入力端子間電圧が所定電
圧を超えると、変調手段によりインバータを、サイリス
タを流れる電流が当該サイリスタの消弧電流以下に減衰
するように制御する。これにより、高価なスイツチの設
置を省くことができる。
During the regenerative braking operation, when the voltage between the input terminals of the inverter exceeds a predetermined voltage, the modulation means controls the inverter so that the current flowing through the thyristor is attenuated to the extinction current of the thyristor or less. As a result, the installation of expensive switches can be omitted.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments.

第1図は本発明の第1の実施例に係る電気車インバータ
の過電圧保護装置のブロック図である。図で、第4図に
示す部分と同一部分には同一符号を付して説明を省略す
る。8′は本実施例の保護回路であり、従来装置のスイ
ツチ8SWは除かれ、抵抗8Rおよびサイリスタ8Sのみで構
成される。17は過電圧検出器14の出力信号を所定時間遅
延させて出力するタイマである。18は出力電圧漸減器で
あり、例えば関数発生器で構成されている。この出力電
圧漸減器18は、過電圧検出器14の出力が低レベルにある
ときは数値「1」を出力し、過電圧検出器14で過電圧が
検出されてその出力が高レベルに変化すると、その変化
した時点から出力する数値を図示のように漸減してゆ
く。19は乗算器であり、出力電圧漸減器18の出力値をV/
f発生器12の出力Vmに乗算して新たな値Vm′を得る。
FIG. 1 is a block diagram of an overvoltage protection device for an electric vehicle inverter according to a first embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those shown in FIG. Reference numeral 8'denotes a protection circuit of this embodiment, which is formed by only the resistor 8R and the thyristor 8S, excluding the switch 8SW of the conventional device. A timer 17 delays the output signal of the overvoltage detector 14 by a predetermined time and outputs the delayed signal. Reference numeral 18 denotes an output voltage reducer, which is composed of, for example, a function generator. This output voltage reducer 18 outputs a numerical value "1" when the output of the overvoltage detector 14 is at a low level, and changes when the overvoltage is detected by the overvoltage detector 14 and its output changes to a high level. The numerical value output from the point of time is gradually reduced as shown in the figure. 19 is a multiplier, which outputs the output value of the output voltage decelerator 18 to V /
The output Vm of the f generator 12 is multiplied to obtain a new value Vm '.

次に、本実施例の動作を説明する。通常の回生制動時に
おいては、インバータ6の端子間電圧が過電圧になるこ
とはなく、過電圧検出器14の出力は低レベルであり、出
力電圧漸減器18の出力は数値「1」である。したがっ
て、Vm′=Vmとなり、インバータ6はパルス幅変調手段
7により従来と同様に制御される。
Next, the operation of this embodiment will be described. During normal regenerative braking, the voltage across the terminals of the inverter 6 does not become an overvoltage, the output of the overvoltage detector 14 is at a low level, and the output of the output voltage reducer 18 is a numerical value "1". Therefore, Vm '= Vm, and the inverter 6 is controlled by the pulse width modulation means 7 in the same manner as the conventional one.

このような通常の回生制動中、前述の理由によりインバ
ータ6の端子間電圧が過電圧となり、過電圧検出器14の
出力が高レベルになると、サイリスタ8Sが点弧して電気
的エネルギを抵抗8Rに吸収するとともに出力電圧漸減器
18の出力値は1.0から減少してゆく。したがつて、V/f発
生器12の出力Vmは乗算器19において1.0以下でかつ、漸
減してゆく値を乗ぜられることになり、値Vm′も漸減し
てゆく。この結果、パルス幅変調手段7における変調率
が低下してゆき、したがつてインバータ6のGTOサイリ
スタ6Gのゲートが絞られてゆく。これにより誘導電動機
3の誘起電圧はインバータ6で強制的に低下せしめられ
る。従来装置においては、過電圧が発生したとき、GTO
サイリスタ6Gのゲートを絞らないで直ちに制御停止とさ
れるので、誘導電動機3の誘起電圧はすぐにはなくなら
ず、ある時間かけて漸減してゆく状態となり、この間誘
起電圧が残留し、これによる残留磁界によりサイリスタ
8Sに大きな電流が流れて消弧を困難にしていたと考えら
れる。しかしながら、本実施例においては、過電圧が発
生してから所定時間はGTOサイリスタ6Gのゲートを絞る
制御を実行するので、これにしたがつて誘起電圧も強制
的に低下せしめられ、結局、サイリスタ8Sに流れる電流
をその保持電流より遥かに低い値に抑制することができ
る。これにより、サイリスタ8Sは確実に自然消弧せしめ
られる。一方、上記のような絞り制御が確実に行なわれ
るように、過電圧検出器14からパルス幅変調手段7に出
力される制御停止指令は、タイマ17により所定時間だけ
遅延せしめられる。いずれにしても、インバータ6のGT
Oサイリスタ6Gは最終的にオフとされる。
During such normal regenerative braking, when the voltage across the terminals of the inverter 6 becomes overvoltage and the output of the overvoltage detector 14 becomes high level due to the reason described above, the thyristor 8S fires and the electrical energy is absorbed by the resistor 8R. And output voltage taper
The output value of 18 decreases from 1.0. Therefore, the output Vm of the V / f generator 12 is multiplied by a value which is 1.0 or less in the multiplier 19 and is gradually reduced, and the value Vm 'is also gradually reduced. As a result, the modulation rate in the pulse width modulation means 7 decreases, and the gate of the GTO thyristor 6G of the inverter 6 is narrowed accordingly. As a result, the induced voltage of the induction motor 3 is forcibly reduced by the inverter 6. In conventional equipment, when an overvoltage occurs, the GTO
Since the control is immediately stopped without narrowing the gate of the thyristor 6G, the induced voltage of the induction motor 3 does not immediately disappear, but gradually decreases over a certain period of time, and the induced voltage remains during this period. Thyristor due to residual magnetic field
It is probable that a large current flowed to 8S, making arc extinguishing difficult. However, in this embodiment, since the control of narrowing the gate of the GTO thyristor 6G is executed for a predetermined time after the overvoltage is generated, the induced voltage is also forcedly reduced accordingly, and eventually the thyristor 8S The flowing current can be suppressed to a value much lower than the holding current. This ensures that the thyristor 8S can be naturally extinguished. On the other hand, the control stop command output from the overvoltage detector 14 to the pulse width modulation means 7 is delayed by the timer 17 for a predetermined time so that the diaphragm control as described above is performed reliably. In any case, the GT of the inverter 6
The O-thyristor 6G is finally turned off.

なお、出力電圧漸減器7の特性は必ずしも図示のような
直線的な減少を行なうものでなくてもよく、数値を減少
させてゆくものであればどのような特性であつてもよ
い。
The characteristic of the output voltage declining device 7 does not necessarily have to perform the linear decrease as shown in the figure, and may have any characteristic as long as the numerical value is decreased.

このように、本実施例では、過電圧発生から所定時間、
インバータのGTOサイリスタのゲートを絞ってゆく制御
を行ない、強制的に誘導電動機の誘起電圧を減衰させる
ようにしたので、保護回路のサイリスタを確実に消弧さ
せることができる。
As described above, in this embodiment, the predetermined time from the occurrence of the overvoltage,
Since the gate of the GTO thyristor of the inverter is controlled to be narrowed and the induced voltage of the induction motor is forcibly attenuated, the thyristor of the protection circuit can be surely extinguished.

第2図は本発明の第2の実施例に係る電気車インバータ
の過電圧保護装置のブロック図である。図で、第1図に
示す部分と同一部分には同一符号を付して説明を省略す
る。21は過電圧検出器14からパルス幅変調手段7へ出力
される制御停止指令を所定時間遅延しせるタイマであ
る。22は運転モード切換器であり、例えば関数発生器で
構成されている。この運転モード切換器22は、過電圧検
出器14の出力が低レベルにあるときはある定められた正
のすべり周波数を出力するが、過電圧が検出されて高レ
ベルになるとその出力値fs′は漸減してゆき、やがてあ
る定められた負の値となる。23はすべり周波数発生器10
の出力fspと運転モード切換器22の出力fs′とを比較
し、小さな方の出力を選択する最小値選択器である。
FIG. 2 is a block diagram of an overvoltage protection device for an electric vehicle inverter according to a second embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those shown in FIG. Reference numeral 21 is a timer for delaying the control stop command output from the overvoltage detector 14 to the pulse width modulation means 7 by a predetermined time. Reference numeral 22 denotes an operation mode switch, which is composed of, for example, a function generator. The operation mode switch 22 outputs a predetermined positive slip frequency when the output of the overvoltage detector 14 is at a low level, but when the overvoltage is detected and goes to a high level, its output value f s ′ becomes It gradually decreases until it reaches a certain negative value. 23 is a slip frequency generator 10
Is a minimum value selector that selects the smaller output by comparing the output f sp of the output f sp with the output f s ′ of the operation mode switch 22.

今、回生制動時にインバータ6の入力端子間電圧が過電
圧となり過電圧検出器14の出力が高レベルになると、サ
イリスタ8Sが点弧して電気的エネルギを抵抗器8Rに吸収
させる。一方、運転モード切換器22の出力fs′は低下し
てゆき、遂には負の値になる。最小値選択器23は出力
fs′が負であり、値fspより小さいのでその値を選択
し、すべり周波数fsとして加減算器11に入力せしめる。
この場合、運転モードは回生制動モードであるから加減
算器11は減算状態にある。ところが、最小値選択器23か
ら出力される値fsは前述のように負の値であるから、加
減算器11での演算は加算、即ち(fr+|fs|)となる。し
たがつて、インバータ6の周波数は誘導電動機3の周波
数より大となり、運転モードは力行モードとなる。結
局、運転モード切換器22から負の値が出力されることに
より運転モードは回生制動モードから力行モードに切換
えられることになる。
Now, when the voltage between the input terminals of the inverter 6 becomes an overvoltage and the output of the overvoltage detector 14 becomes high level during regenerative braking, the thyristor 8S fires and the resistor 8R absorbs electrical energy. On the other hand, the output f s ′ of the operation mode switch 22 decreases and finally becomes a negative value. Minimum value selector 23 outputs
Since f s ′ is negative and smaller than the value f sp , that value is selected and input to the adder / subtractor 11 as the slip frequency f s .
In this case, since the operation mode is the regenerative braking mode, the adder / subtractor 11 is in the subtraction state. However, since the value f s output from the minimum value selector 23 is a negative value as described above, the operation in the adder / subtractor 11 is addition, that is, (f r + | f s |). Therefore, the frequency of the inverter 6 becomes higher than the frequency of the induction motor 3, and the operation mode becomes the power running mode. Eventually, the operation mode switch 22 outputs a negative value, so that the operation mode is switched from the regenerative braking mode to the power running mode.

運転モードが力行モードに切換えられると、誘導電動機
3はそれまでの回生制動モードにおいて出力していた電
気的エネルギを逆に吸収する状態となる。したがつて、
サイリスタ8Sを流れる電流は急速に減衰し、サイリスタ
8Sは確実に消弧せしめられる。このような回生制動モー
ドから力行モードへの切換えが支障なく遂行されるよう
に、過電圧検出器14から出力された制御停止指令はタイ
マ21で遅延せしめられ、運転モードが力行モードに切換
えられた後パルス幅変調手段7に入力され、この時点で
はじめてインバータ6のGTOサイリスタのゲートがオフ
とされる。
When the operation mode is switched to the power running mode, the induction motor 3 is in a state in which it reversely absorbs the electric energy output in the regenerative braking mode up to that point. Therefore,
The current flowing through the thyristor 8S decays rapidly and
8S can be surely extinguished. The control stop command output from the overvoltage detector 14 is delayed by the timer 21 so that the switching from the regenerative braking mode to the power running mode can be performed without trouble, and after the operation mode is switched to the power running mode. It is input to the pulse width modulation means 7, and the gate of the GTO thyristor of the inverter 6 is turned off only at this point.

なお、運転モードが回生制動モードから力行モードに切
換えられたとき、何等かの理由により断流器4が再投入
されると誘導電動機3を制動すべきときに駆動されるこ
とになり、又、サイリスタ8Sがまだ消弧されていなけれ
ば抵抗器8Rの焼損のおそれが生じる。これを防止するた
め、制御停止指令がタイマ21から出力されるまでの間断
流器4の再投入を禁止する手段を設けることが望まし
い。この手段としては、過電圧検出器14の出力が高レベ
ルであり、かつ、タイマ21の出力が低レベルであること
を条件として断流器4をオフとしておく論理回路とリレ
ーとの組合せ等が用いられる。
When the operation mode is switched from the regenerative braking mode to the power running mode, if the interrupter 4 is reclosed for some reason, the induction motor 3 is driven when it should be braked. If the thyristor 8S is not yet extinguished, the resistor 8R may be burned out. In order to prevent this, it is desirable to provide means for prohibiting reclosing of the line breaker 4 until the control stop command is output from the timer 21. As this means, a combination of a logic circuit and a relay that turns off the interrupter 4 on condition that the output of the overvoltage detector 14 is at a high level and the output of the timer 21 is at a low level is used. To be

このように、本実施例では、運転モード切換器を設け、
過電圧が発生したとき、運転モードを回生制動モードか
ら力行モードに切換えるようにしたので、保護回路のサ
イリスタを確実に消弧させることができる。
Thus, in this embodiment, the operation mode switch is provided,
When the overvoltage occurs, the operation mode is switched from the regenerative braking mode to the power running mode, so that the thyristor of the protection circuit can be surely extinguished.

なお、上記各実施例の説明では、関数発生器、タイマ、
最小値選択器、乗算器等を用いた回路を例示して説明し
たが、これらの機能はマイクロコンピュータによるプロ
グラム処理で実施することもできる。
In the description of each of the above embodiments, the function generator, the timer,
Although the circuit using the minimum value selector, the multiplier and the like has been described as an example, these functions can also be implemented by program processing by a microcomputer.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上述べたように、本発明では、回生制動時に過電圧が
発生したとき、保護回路のサイリスタに流れる電流を減
衰させるようにインバータを制御し、その後インバータ
を制御停止するようにしたので、高価なスイツチを使用
することなく、確実に保護回路のサイリスタを消弧させ
ることができる。
As described above, in the present invention, when an overvoltage occurs during regenerative braking, the inverter is controlled so as to attenuate the current flowing in the thyristor of the protection circuit, and then the inverter is stopped for control, so that an expensive switch is used. It is possible to reliably extinguish the thyristor of the protection circuit without using.

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

第1図、第2図はそれぞれ本発明の第1、第2の実施例
に係る電気車インバータの過電圧保護装置のブロック
図、第3図は従来の電気車インバータの過電圧保護装置
のブロック図である。 1……架線、3……誘導電動機、6……インバータ、7
……パルス幅変調手段、8′……保護回路、8R……抵抗
器、8S……サイリスタ、13……直流変圧器、14……過電
圧検出器、17,21……タイマ、18……出力電圧漸減器、2
2……運転モード切換器、23……最小値選択器
1 and 2 are block diagrams of an electric vehicle inverter overvoltage protection device according to first and second embodiments of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of a conventional electric vehicle inverter overvoltage protection device. is there. 1 ... overhead line, 3 ... induction motor, 6 ... inverter, 7
...... Pulse width modulation means, 8 '... Protection circuit, 8R ... Resistor, 8S ... Thyristor, 13 ... DC transformer, 14 ... Overvoltage detector, 17,21 ... Timer, 18 ... Output Voltage reducer, 2
2 …… Operation mode selector, 23 …… Minimum value selector

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電気車を駆動する誘導電動機と、この誘導
電動機を制御するインバータと、このインバータを制御
する変調手段と、前記インバータの入力端子間に接続さ
れた平滑用コンデンサと、この平滑用コンデンサに並列
に接続された抵抗器とサイリスタとの直列回路と、前記
電気車の回生制動中前記インバータの入力端子間電圧が
所定値を超えたとき前記サイリスタの点弧指令および前
記インバータの制御停止指令を出力する過電圧検出器と
を備えたものにおいて、この過電圧検出器から出力があ
ったとき前記インバータを、前記サイリスタを流れる電
流が当該サイリスタの消弧電流以下に減衰するような制
御状態に制御するとともに一定時間後前記制御停止指令
を出力させる制御手段を設けたことを特徴とする電気車
インバータの過電圧保護装置。
1. An induction motor for driving an electric vehicle, an inverter for controlling the induction motor, a modulation means for controlling the inverter, a smoothing capacitor connected between input terminals of the inverter, and a smoothing capacitor for smoothing the smoothing. A series circuit of a resistor and a thyristor connected in parallel with a capacitor, and when the voltage between the input terminals of the inverter exceeds a predetermined value during regenerative braking of the electric vehicle, a firing command of the thyristor and control stop of the inverter With an overvoltage detector that outputs a command, when the output from this overvoltage detector, the inverter is controlled to a control state in which the current flowing through the thyristor is attenuated to the arc extinction current of the thyristor or less. And a control means for outputting the control stop command after a certain period of time is provided. Protection device.
【請求項2】特許請求の範囲第1項において、前記制御
手段は、所定期間だけ前記制御停止信号の出力を遅延さ
せる遅延手段と、この遅延手段による遅延期間に前記変
調手段の変調率を絞る絞り手段とで構成されていること
を特徴とする電気車インバータの過電圧保護装置。
2. The control means according to claim 1, wherein the control means delays the output of the control stop signal for a predetermined period, and the modulation rate of the modulating means is narrowed to the delay period by the delay means. An overvoltage protection device for an electric vehicle inverter, comprising: a throttle means.
【請求項3】特許請求の範囲第1項において、前記制御
手段は、所定期間だけ前記制御停止信号の出力を遅延さ
せる遅延手段と、この遅延手段による遅延期間内に回生
運転モードを力行運転モードに切換える運転モード切換
手段とで構成されていることを特徴とする電気車インバ
ータの過電圧保護装置。
3. The control means according to claim 1, wherein the control means delays the output of the control stop signal by a predetermined period, and the regenerative operation mode is the power running mode within the delay period by the delay means. An overvoltage protection device for an electric vehicle inverter, comprising:
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