JPH0767294B2 - Flywheel energy storage device braking system - Google Patents

Flywheel energy storage device braking system

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JPH0767294B2
JPH0767294B2 JP63097354A JP9735488A JPH0767294B2 JP H0767294 B2 JPH0767294 B2 JP H0767294B2 JP 63097354 A JP63097354 A JP 63097354A JP 9735488 A JP9735488 A JP 9735488A JP H0767294 B2 JPH0767294 B2 JP H0767294B2
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chopper
power converter
flywheel
switch
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靖彦 細川
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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、例えば、電車線の余剰電力をフライホイー
ルに蓄勢し、電力不足時蓄勢電力を放出させて不足電力
を補償するフライホイールエネルギ蓄勢装置の制動装置
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention, for example, is a flywheel that stores excess power of an electric power line in a flywheel and releases the stored power when power is insufficient to compensate for the power shortage. The present invention relates to a braking device for an energy storage device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第3図は、例えば特開昭62-281736号明細書に記載され
た従来のフライホイールエネルギ蓄勢装置の制動装置の
構成を示す回路図であり、図において1は直流き電回路
(以下電車線という)、2は接地線、3は開閉器、4は
直流リアクトル、5はコンデンサ、6は電力変換器の主
回路(以下、単に電力変換器という)、7は3相誘導
機、8はこの3相誘導機に軸結されたフライホイールで
ある。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a braking device of a conventional flywheel energy storage device described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-281736, in which 1 is a DC feeding circuit (hereinafter referred to as a train). 2) ground wire, 3 switch, 4 DC reactor, 5 capacitor, 6 main circuit of power converter (hereinafter referred to simply as power converter), 7 three-phase induction machine, 8 This is a flywheel connected to this three-phase induction machine.

電力変換器6は半導体スイッチング素子、この例ではゲ
ートターンオフサイリスタ(以下GTOという)12〜17を
6相ブリッジ接続してなるインバータであって、GTO12
〜17のそれぞれにダイオード18〜23が逆並列接続されて
いる。
The power converter 6 is a semiconductor switching element, and in this example is an inverter in which gate turn-off thyristors (hereinafter referred to as GTOs) 12 to 17 are connected in a 6-phase bridge.
Diodes 18 to 23 are connected in anti-parallel to each of ˜17.

100は4象限チョッパであって、直流リアクトル4とコ
ンデンサ5からなる平滑回路と電力変換器6との間に挿
入されている。
Reference numeral 100 denotes a four-quadrant chopper, which is inserted between the smoothing circuit including the DC reactor 4 and the capacitor 5 and the power converter 6.

4象限チョッパ100は、GTO101とこれに逆並列接続され
たダイオード111,GTO102とこれに逆並列接続されたダイ
オード112,GTO103とこれに逆並列接続されたダイオード
113,GTO104とこれに逆並列接続されたダイオード114,GT
O101と102の接続点とGTO103と104の接続点との間に挿入
された平滑リアクトル200を有し、GTO101と102の直列回
路はコンデンサ5の端子間に接続されており、GTO103と
104の直列回路は電力変換器6の直流側端子間に接続さ
れている。
The 4-quadrant chopper 100 includes a GTO 101, diodes 111 and GTO 102 connected in anti-parallel to the GTO 101, diodes 112 and GTO 103 connected in anti-parallel to the GTO 101, and diodes connected in anti-parallel to the GTO 101.
113, GTO104 and diode 114, GT connected in anti-parallel to this
It has a smoothing reactor 200 inserted between the connection point of O101 and 102 and the connection point of GTO103 and 104, and the series circuit of GTO101 and 102 is connected between the terminals of the capacitor 5 and GTO103.
The series circuit of 104 is connected between the DC side terminals of the power converter 6.

121は電力変換器6の直流側端子間に挿入されたフイル
タコンデンサであり、このフイルタコンデンサ121に並
列に電力変換器6の直流入力電圧Vdを検出する電圧検出
器251が接続されている。
Reference numeral 121 denotes a filter capacitor inserted between the DC side terminals of the power converter 6, and a voltage detector 251 for detecting the DC input voltage Vd of the power converter 6 is connected in parallel to the filter capacitor 121.

241は電流検出器であって、電力変換器6の直流回路を
流れる直流電流Idin(電力変換器6の入力電流)を検出
する。
A current detector 241 detects a direct current Idin (an input current of the power converter 6) flowing in the direct current circuit of the power converter 6.

26は乗算器であり、直流電流Idinと直流入力電圧Vdを乗
算し、入力電力Pを演算する。
A multiplier 26 multiplies the DC current Idin and the DC input voltage Vd to calculate the input power P.

電圧制御器351は入力基準電圧Vd*と電圧検出器251が検
出する電力変換器6の直流入力電圧Vdとを比較演算し
て、この直流入力電圧Vdが入力基準電圧Vd*となるよう
にゲート制御信号を作成して、ゲート制御器361に供給
する。
The voltage controller 351 compares calculating a DC input voltage Vd of the power converter 6 for detecting the input reference voltage Vd * and the voltage detector 251, a gate as the input DC voltage Vd becomes the input reference voltage Vd * A control signal is created and supplied to the gate controller 361.

ゲート制御器361は上記ゲート制御信号の大きさに対応
したパルス幅のゲートパルスを送出する。
The gate controller 361 sends out a gate pulse having a pulse width corresponding to the magnitude of the gate control signal.

この例では、蓄勢・放勢電力基準値を電車線電流基準発
生器321と乗算器261により作成している。電車線電流基
準発生器321は、電圧検出器25の電圧検出値Edを電車線
電圧基準値Ed*と比較して電流基準値Id*を作成する。
In this example, the stored / released power reference value is created by the train line current reference generator 321 and the multiplier 261. The train line current reference generator 321 creates a current reference value Id * by comparing the voltage detection value Ed of the voltage detector 25 with the train line voltage reference value Ed * .

この電流基準値Id*は乗算器261で上記電圧検出値Edと乗
算される。この乗算器261の出力は蓄勢・放勢電力基準
値P*であって、電力制御器31で乗算器26の出力である電
力変換器6の変換電力Pと比較される。
The current reference value Id * is multiplied by the voltage detection value Ed in the multiplier 261. The output of the multiplier 261 is the stored / released power reference value P * and is compared with the converted power P of the power converter 6 which is the output of the multiplier 26 in the power controller 31.

この電力制御器31は誘導機7の要求すべり周波数Δfを
演算する。
The power controller 31 calculates the required slip frequency Δf of the induction machine 7.

32は速度検出器であって、誘導機7の回転速度f0を検出
する。33は周波数制御器であって、電力制御器31と速度
検出器32の出力が導かれる。
A speed detector 32 detects the rotation speed f 0 of the induction machine 7. Reference numeral 33 is a frequency controller to which the outputs of the power controller 31 and the speed detector 32 are introduced.

34は発振器であって、周波数制御器33が送出する周波数
指令信号fSに対応する周波数信号をゲートパルス発生器
35に供給する。
Reference numeral 34 denotes an oscillator, which outputs a frequency signal corresponding to the frequency command signal f S sent from the frequency controller 33 to the gate pulse generator.
Supply to 35.

次に動作について説明する。この装置は電車線電力Edが
所定値以上の時は電車線1から直流電流Idinを取り込ん
でフライホイール8にエネルギを蓄勢し、所定値以下に
下った場合には電流を電車線に放出する。
Next, the operation will be described. This device takes in the direct current Idin from the trolley wire 1 when the electric power Ed of the trolley wire is above a predetermined value to store energy in the flywheel 8, and when the electric power Ed is below a predetermined value, discharges the current to the trolley wire. .

電力変換器6は上記エネルギ蓄勢時には、4象限チョッ
パ100を通して取り込まれた直流入力電圧Vdを直流電力
に変換して誘導機7に供給し、誘導機7はカ行運転され
る。
At the time of energy storage, the power converter 6 converts the DC input voltage Vd taken through the four-quadrant chopper 100 into DC power and supplies the DC power to the induction machine 7, and the induction machine 7 is operated in a row mode.

このエネルギ蓄勢時には乗算器261の出力P*と乗算器26
の出力P(電力変換器6の実際の変換電力)とから誘導
機7の要求すべり周波数Δfが電力制御器31で演算さ
れ、加算周波数f=Δf+f0にしたがって発振器34の発
振周波数が変化し、その発振周波数に応じてゲートパル
ス発生器35から電力変換器6のGTO12〜17のゲートにゲ
ートパルスが供給されて、GTO12〜17がスイッチング制
御され、誘導機7とフライホイール8には電車線1から
電力P*(蓄勢,放勢電力基準値)のエネルギが蓄えられ
る。
During this energy storage, the output P * of the multiplier 261 and the multiplier 26
The required slip frequency Δf of the induction machine 7 is calculated from the output P (actual converted power of the power converter 6) of the power controller 31 and the oscillation frequency of the oscillator 34 changes according to the addition frequency f = Δf + f 0 . According to the oscillation frequency, a gate pulse is supplied from the gate pulse generator 35 to the gates of the GTOs 12 to 17 of the power converter 6, the GTOs 12 to 17 are switching-controlled, and the induction line 7 and the flywheel 8 are connected to the train line 1 From this, the energy of power P * (reference value of stored energy and released energy) is stored.

また、上記エネルギの放熱時には、電力変換器6は誘導
機7を通して放出されるフライホイール8の蓄勢エネル
ギを直流電力に変換し、4象限チョッパ100を介して電
車線1に送出して電車線電圧降下を補償する。
Further, when the above energy is dissipated, the power converter 6 converts the stored energy of the flywheel 8 released through the induction machine 7 into DC power, and sends it to the train line 1 via the four-quadrant chopper 100 to send it to the train line. Compensate for voltage drops.

次に、この4象限チョッパ100の動作について説明す
る。今、フライホイール8が電車線1からエネルギを吸
収する蓄勢モードにあるとする。
Next, the operation of the 4-quadrant chopper 100 will be described. It is now assumed that the flywheel 8 is in the energy storage mode in which energy is absorbed from the trolley wire 1.

このとき、Ed>Vd*であると、4象限チョッパ100はGTO1
01がチョッパ駆動され、ダイオード112がフライホイー
ル動作を行なうカ行降圧チョッパとなり、電力変換器6
の直流入力電圧Vdが入力基準電圧Vd*となるように降圧
する。
At this time, if Ed> Vd * , the 4-quadrant chopper 100 is GTO1.
01 is driven by a chopper, and diode 112 becomes a power line step-down chopper that performs flywheel operation.
The DC input voltage Vd of is stepped down so as to become the input reference voltage Vd * .

逆に、Ed<Vd*であると、GTO101がオン、GTO104がチョ
ッパ駆動され、ダイオード113が直列ダイオード動作を
行なうカ行昇圧チョッパとなる。
On the other hand, when Ed <Vd * , the GTO 101 is turned on, the GTO 104 is driven by the chopper, and the diode 113 becomes the power boost chopper that performs the series diode operation.

また、フライホイール8が電車線1にエネルギを放出す
る放勢モードにある場合、EdVd*であると、4象限チ
ョッパ100はGTO103がオン、GTO102がチョッパ駆動さ
れ、ダイオード111が直列ダイオード動作を行なう回生
昇圧チョッパとなる。
Further, when the flywheel 8 is in the discharge mode in which energy is emitted to the trolley wire 1, when EdVd * , the four-quadrant chopper 100 turns on the GTO103, the GTO102 is driven by the chopper, and the diode 111 performs the series diode operation. It becomes a regenerative booster chopper.

逆に、Ed<Vd*であると、GTO103がチョッパ駆動され、
ダイオード114はフライホイール動作を行なう回生降圧
チョッパとなる。
On the contrary, when Ed <Vd * , the GTO103 is chopper-driven,
The diode 114 is a regenerative step-down chopper that performs a flywheel operation.

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

従来のフライホイールエネルギ蓄勢装置の制動装置は以
上のように構成されているので、チョッパによる定電圧
制御を行なうためには、電車線1の電源が不可決であっ
た。
Since the braking device of the conventional flywheel energy storage device is configured as described above, the power supply of the train line 1 is indeterminate in order to perform the constant voltage control by the chopper.

もし、電車線1を切り離すと、入力電圧が所定値に保持
されず、電力変換器6の出力電圧が変化して、誘導機7
との間に大きな無効電流が流れ、電力変換器6の運転が
継続できなくなる。
If the train line 1 is disconnected, the input voltage is not maintained at a predetermined value, the output voltage of the power converter 6 changes, and the induction machine 7
A large reactive current flows between and, and the operation of the power converter 6 cannot be continued.

このため、フライホイール8を減速させる際にも電車線
1にエネルギを放出しなければならず、夜間などにおい
て電車線にカ行車が無くなった場合は、放出エネルギを
吸収するものが無いために、フライホイールを減速さ
せ、停止することができないという問題点があった。
Therefore, even when the flywheel 8 is decelerated, it is necessary to release energy to the train line 1, and when there is no train running on the train line at night, there is nothing to absorb the released energy. There was a problem that the flywheel could not be slowed down and stopped.

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、直流電源にエネルギを放出することなくフラ
イホイールを減速させることにより、直流電源の状態に
関係なく、任意にフライホイールを停止させることがで
きるフライホイールエネルギ蓄勢装置の制動装置を得る
ことを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and by decelerating the flywheel without releasing energy to the DC power supply, the flywheel can be stopped arbitrarily regardless of the state of the DC power supply. An object of the present invention is to obtain a braking device for a flywheel energy storage device that can be operated.

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

この発明に係るフライホイールエネルギ蓄勢装置の制動
装置は、チョッパを直流電源から切り離す第1の開閉器
と、チョッパの回生電力を消費する制動抵抗と、この制
動抵抗を投入するための第2の開閉器と、電力変換器の
入力電圧の変化分を検出する演算器と、この演算器出力
と電力変換器の周波数指令を加算して電力変換器のスイ
ッチング周波数を制御する周波数制御器と、回生制動時
に周波数制御器の制御および開閉器の開閉制御を行なう
停止シーケンス発生器とを設けたものである。
A braking device for a flywheel energy accumulator according to the present invention includes a first switch that disconnects a chopper from a DC power source, a braking resistor that consumes regenerative power of the chopper, and a second switch that turns on the braking resistor. A switch, a calculator that detects changes in the input voltage of the power converter, a frequency controller that controls the switching frequency of the power converter by adding the calculator output and the frequency command of the power converter, and a regenerative controller. A stop sequence generator that controls the frequency controller and the opening / closing control of the switch during braking is provided.

〔作用〕[Action]

この発明における回生制動時に第1の開閉器を開放して
チョッパを直流電源から切り離し、第2の開閉器を閉成
して制動抵抗を投入し、その間電力変換器の入力電圧の
変化分を演算器で検出し、この演算器の出力と電力変換
器の周波数指令との加算に基づき周波数制御器により電
力変換器の入力電圧を抑制し、電力変換器と誘導機間の
無効電流の過大を抑制するとともに、チョッパの動作を
再開してチョッパの回生電力を制動抵抗に消費させなが
らフライホイールを停止させ、直流電源でのエネルギ吸
収を不要にする。
During regenerative braking according to the present invention, the first switch is opened to disconnect the chopper from the DC power source, the second switch is closed to apply the braking resistance, and the change in the input voltage of the power converter is calculated during that period. Detector, and based on the sum of the output of this calculator and the frequency command of the power converter, suppress the input voltage of the power converter by the frequency controller, and suppress excessive reactive current between the power converter and induction machine. At the same time, the flywheel is stopped while restarting the operation of the chopper and consuming the regenerative electric power of the chopper to the braking resistance, so that the energy absorption by the DC power supply becomes unnecessary.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において、1〜8,12〜23,25,26,31〜35,100〜104,111
〜114,121,200,241,251,261,321,351,361で示す部分は
第3図と同様である。すなわち、第3図の構成に以下に
述べる部分が第1図では追加されている。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First
In the figure, 1-8, 12-23, 25, 26, 31-35, 100-104, 111
The parts indicated by 114, 121, 200, 241, 251, 261, 321, 351, 361 are the same as in FIG. That is, the following portion is added to the configuration of FIG. 3 in FIG.

すなわち、41は制動抵抗で、4象限チョッパ100の回生
電力を消費させるためのものである。40は第2の開閉器
で上記制動抵抗41を4象限チョッパ100の入力側に投入
させるための第2の開閉器である。なお、第1図では、
3で示す開閉器を第1の開閉器と称することにする。
That is, 41 is a braking resistor for consuming the regenerative power of the 4-quadrant chopper 100. Reference numeral 40 is a second switch which is a second switch for causing the braking resistance 41 to be applied to the input side of the four-quadrant chopper 100. In addition, in FIG.
The switch indicated by 3 will be referred to as a first switch.

42は電力変換器6の入力電力Vdと入力基準電圧Vd*との
差ΔV=Vd-Vd*を演算する演算器、43は蓄勢放勢電力基
準P*を0に切り換える切換リレーであり、この切換リレ
ー43は乗算器261の出力端と電力制御器31の入力端との
間に挿入されている。
42 is a calculator for calculating the difference ΔV = Vd−Vd * between the input power Vd of the power converter 6 and the input reference voltage Vd *, and 43 is a switching relay for switching the stored energy release power reference P * to 0, The switching relay 43 is inserted between the output end of the multiplier 261 and the input end of the power controller 31.

また、44は周波数制御器33で加算されるすべり周波数Δ
fを電力制御器31の出力から演算器42の出力に切り換え
る切換リレーであり、この電力制御器31の出力端と演算
器42の出力端および周波数制御器33の入力端間に挿入さ
れている。
44 is the slip frequency Δ added by the frequency controller 33.
f is a switching relay that switches the output of the power controller 31 to the output of the calculator 42, and is inserted between the output end of the power controller 31, the output end of the calculator 42, and the input end of the frequency controller 33. .

45は周波数制御器33で加算されるもう一方の信号である
回転速度f0をランプ発生器47の出力に切り換える切換リ
レー、46はランプ発生器47の入力信号である回転速度f0
を0に切り換える切換リレー、48は4象限チョッパ100
のゲートパルスをON,OFFする切換リレーであり、これら
の切換リレー接点は停止シーケンス発生器50によってO
N,OFF制御される。
45 is a switching relay that switches the other signal added by the frequency controller 33, the rotational speed f 0, to the output of the ramp generator 47, and 46 is the rotational speed f 0 that is the input signal of the ramp generator 47.
Switching relay to switch to 0, 48 is a 4-quadrant chopper 100
Is a switching relay that turns on and off the gate pulse of.
N, OFF controlled.

停止シーケンス発生器50は停止釦50aをONにすることに
より、切換リレー43をONにし、遅延回路51を通して第1
の開閉器3,切換リレー48をOFFし、切換リレー44をONに
するようになっており、また、第1の開閉器3が閉成さ
れると、第2の開閉器40がONとなり、それにともない、
切換リレー48,45,46がONとなるように構成されている。
その他の部分の構成は第3図の従来例と同一である。
The stop sequence generator 50 turns on the changeover relay 43 by turning on the stop button 50a, and the first signal through the delay circuit 51.
The switch 3 and the switching relay 48 are turned off and the switching relay 44 is turned on, and when the first switch 3 is closed, the second switch 40 is turned on, Along with that,
The switching relays 48, 45, 46 are configured to be turned on.
The configuration of the other parts is the same as the conventional example shown in FIG.

次に動作について説明する。第2図は第1図の実施例の
動作の流れを示すフローチャートである。まず、ステッ
プST1で停止釦50aが押されると、切換リレー43がONとな
り、電力制御器31の入力である電力基準値P*が0にされ
る。その結果、ステップST2で電力変換器6の変換電力
Pが0となるような要求すべり周波数Δfが電力制御器
31で演算され、その演算結果と回転速度f0とを周波数制
御器33に加え、発振器34の発振周波数が制御される。
Next, the operation will be described. FIG. 2 is a flowchart showing the flow of operation of the embodiment shown in FIG. First, when the stop button 50a is pressed in step ST1, the switching relay 43 is turned on, and the power reference value P *, which is the input of the power controller 31, is set to zero. As a result, the required slip frequency Δf at which the converted power P of the power converter 6 becomes 0 in step ST2 is the power controller.
Calculated at 31, plus the rotational speed f 0 and its calculation result to the frequency controller 33, the oscillation frequency of the oscillator 34 is controlled.

この発振周波数はゲートパルス発生器35を経て、電力変
換器6のGTOのチョッパ周波数を制御し、その結果、誘
導機7のすべりが制御される。
This oscillation frequency controls the GTO chopper frequency of the power converter 6 via the gate pulse generator 35, and as a result, the slip of the induction machine 7 is controlled.

これにより、電力変換器6のわずかな損失分のみが誘導
機7を介してフライホイール8から回生され、4象限チ
ョッパ100の出力電流は0というバランス運転状態が作
られる。
As a result, only a slight loss of the power converter 6 is regenerated from the flywheel 8 via the induction machine 7, and the output current of the 4-quadrant chopper 100 is 0, which creates a balanced operation state.

同時にステップST3で遅延回路51のタイマが起動され、
所定時間後このタイマがタイムアップすると(ステップ
ST4)、切換リレー48がOFFとなり、ステップST5で4象
限チョッパ100のGTO101〜104はチョッパゲートOFFし、
4象限チョッパ100は動作を停止する。
At the same time, the timer of the delay circuit 51 is started in step ST3,
When this timer expires after a predetermined time (step
ST4), the switching relay 48 is turned off, and in step ST5, the GTO 101 to 104 of the 4-quadrant chopper 100 are turned off,
The 4-quadrant chopper 100 stops operating.

この時点では、4象限チョッパ100の出力電流は0とい
うバランス状態にあるため、入力電圧の過渡変動は生じ
ない。4象限チョッパ100のOFFと同時に第1の開閉器3
の開放指令が出される。この結果、ステップST6で電車
線1が4象限チョッパ100から開放される。
At this time point, the output current of the four-quadrant chopper 100 is in a balanced state of 0, so that the transient fluctuation of the input voltage does not occur. When the 4-quadrant chopper 100 is turned off, the first switch 3
Is issued. As a result, the train line 1 is released from the 4-quadrant chopper 100 in step ST6.

さらに、切換リレー44がONとなり、ステップST7ですべ
り周波数Δfが演算器42の出力になり、電力制御は停止
し、代わりに入力電圧Vdの指令値、すなわち入力基準電
圧Vd*からのずれにしたがって、すべり周波数Δfが決
定される。
Further, the switching relay 44 is turned on, the slip frequency Δf becomes the output of the calculator 42 in step ST7, the power control is stopped, and instead the command value of the input voltage Vd, that is, the deviation from the input reference voltage Vd * , is followed . , The slip frequency Δf is determined.

すなわち、Vd>Vd*となった場合には、すべり周波数Δ
fを正とし、誘導機7の正のすべりを与える。その結
果、誘導機7はカ行状態となり、電力が電力変換器6か
ら流出し、この電力によりコンデンサ121が放電し、電
力変換器6の入力電圧Vdは低下する。
That is, when Vd> Vd * , the slip frequency Δ
Let f be positive, and give a positive slip of the induction machine 7. As a result, the induction machine 7 is put into a running state, power flows out of the power converter 6, the capacitor 121 is discharged by this power, and the input voltage Vd of the power converter 6 drops.

逆にVd<Vd*となった場合には、すべり周波数Δfは負
となるので、誘導機7は負のすべりを与えられ、回生状
態となる。その結果、電力が電力変換器6に流入し、こ
の電力でコンデンサ121が充電され、入力電圧Vdは上昇
する。このようにして、入力電圧Vdは所定値Vd*からは
ずれないように保持される。
On the other hand, when Vd <Vd * , the slip frequency Δf becomes negative, so the induction machine 7 is given a negative slip and enters the regenerative state. As a result, power flows into the power converter 6, the capacitor 121 is charged with this power, and the input voltage Vd rises. In this way, the input voltage Vd is held so as not to deviate from the predetermined value Vd * .

次に、ステップST8で第1の開閉器3の開放が完了した
こと確認されると、制動抵抗41を投入するために第2の
開閉器40の投入指令が出される。この第2の開閉器40の
投入完了で(ステップST9)、切換リレー48,45,46がON
される(ステップST10)。
Next, when it is confirmed in step ST8 that the opening of the first switch 3 has been completed, a closing command of the second switch 40 is issued to close the braking resistor 41. Upon completion of closing the second switch 40 (step ST9), the switching relays 48, 45, 46 are turned on.
(Step ST10).

この結果、ステップST11で4象限チョッパ100のチョッ
パゲートONとなり、チョッパ100が動作を開始し、再び
4象限チョッパ100により定電圧制御が可能となる。同
時にステップST12で周波数指令fsを演算するもとになる
信号が回転数f0からランプ発生器47の出力に切り換わ
る。
As a result, in step ST11, the chopper gate of the 4-quadrant chopper 100 is turned on, the chopper 100 starts operating, and the 4-quadrant chopper 100 can perform constant voltage control again. At the same time, the signal from which the frequency command f s is calculated in step ST12 switches from the rotation speed f 0 to the output of the ramp generator 47.

ランプ発生器47の入力は、それ以前には回転数f0を与え
られているので、切換時点では、ランプ出力=f0となっ
ており、ショックレスの切換えが行なわれる。
Since the input of the ramp generator 47 is given the rotational speed f 0 before that, the lamp output = f 0 at the time of switching, and shockless switching is performed.

その後は、ステップST12でランプ入力=0に切換えが行
なわれ、ランプ出力は所定の減速率で低下を始める。そ
の結果、周波数指令fsも減少し、fs<f0となると誘導機
7はすべりが負となり回生状態になる。そして、フライ
ホイール8のエネルギを電力変換供給6に回生する。
After that, the lamp input is switched to 0 in step ST12, and the lamp output starts decreasing at a predetermined deceleration rate. As a result, the frequency command f s also decreases, and when f s <f 0 , the induction machine 7 has a negative slip and is in a regenerative state. Then, the energy of the flywheel 8 is regenerated to the power conversion supply 6.

この回生電力はコンデンサ121を充電し、入力電圧Vdを
高めるが、4象限チョッパ100の定電圧制御により制動
抵抗41へ放電される。
This regenerated electric power charges the capacitor 121 and raises the input voltage Vd, but is discharged to the braking resistor 41 by the constant voltage control of the four-quadrant chopper 100.

すなわち、Vd>Vd*となると、GTO103のゲートパルス幅
が増加し、コンデンサ121の電荷をGTO103,リアクトル20
0,ダイオード111,リアクトル4,第2の開閉器40,制動抵
抗41のルートで放電される。このようにして、フライホ
イール8のエネルギは制動抵抗41で消費され、停止が行
なわれる。
That is, when Vd> Vd * , the gate pulse width of the GTO103 increases and the charge of the capacitor 121 is changed to the GTO103 and the reactor 20.
It is discharged through the route of 0, diode 111, reactor 4, second switch 40, and braking resistor 41. In this way, the energy of the flywheel 8 is consumed by the braking resistance 41, and the flywheel 8 is stopped.

停止過程で切換リレー44はONの状態となっているが、上
記のようにチョッパの定電圧制御が正常に働いている限
りVd=Vd*となるので、出力Δfは通常0である。
Although the switching relay 44 is in the ON state in the stop process, Vd = Vd * holds as long as the constant voltage control of the chopper normally operates as described above, so the output Δf is usually 0.

なお、上記実施例では停止シーケンス発生器50をリレー
またはゲート論理回路で説明したが、第2図のフローチ
ャートをソフトウエア化し、マイクロプロセッサで実現
しても同様の効果を奏する。
Although the stop sequence generator 50 has been described as a relay or a gate logic circuit in the above embodiment, the same effect can be obtained by implementing the flowchart of FIG. 2 as software and realizing it by a microprocessor.

また、上記実施例は電車線1に接続される場合を説明し
たが、電車線1の代わりに直流送電線あるいは工場電源
の直流母線などの直流電源であっても同様の効果を奏す
る。
Further, although the above embodiment has been described with respect to the case of being connected to the train line 1, the same effect can be obtained even if a DC power supply such as a DC power transmission line or a DC bus of a factory power supply is used instead of the train line 1.

さらに、チョッパは4象限チョッパに限らず動作領域を
制限することにより、3象限あるいは2象限のチョッパ
を使用した場合にも同様の効果を奏する。
Further, the chopper is not limited to the four-quadrant chopper, and the operation area is limited, so that the same effect can be obtained when the three-quadrant or the two-quadrant chopper is used.

また、上記実施例では、電力制御器で比較される信号を
電力として扱ったが、これを電流で扱っても何ら問題は
ない。すなわち、乗算器261を略し、電流Idの指令値を
直接与え、フィードバック信号として としても動作上全く同様となる。
Further, in the above-mentioned embodiment, the signal compared by the power controller is treated as electric power, but there is no problem even if it is treated as electric current. That is, the multiplier 261 is omitted, and the command value of the current Id is directly given to However, the operation is exactly the same.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように、この発明によれば、フライホイール停止
時には、まず、電力変換器入力を0制御した後、チョッ
パをOFFし、同時に電力変換器入力電力の変化分で誘導
機にすべりを制御し、その後制動抵抗を投入し、チョッ
パをONして制動抵抗にエネルギを消費させてフライホイ
ールを停止するように構成したので、直流電源の切離し
後も電力変換器の入力電圧の変動を抑制できるととも
に、この直流電源の状態に関係なく、いつでもフライホ
イールを制動し停止することが可能となる効果がある。
As described above, according to the present invention, when the flywheel is stopped, first, the power converter input is controlled to 0, then the chopper is turned off, and at the same time, the slip is controlled in the induction machine by the change in the power converter input power. After that, the braking resistance is turned on, the chopper is turned on to cause the braking resistance to consume energy, and the flywheel is stopped, so it is possible to suppress fluctuations in the input voltage of the power converter even after the DC power supply is disconnected. The flywheel can be braked and stopped at any time regardless of the state of the DC power supply.

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

第1図はこの発明の一実施例によるフライホイールエネ
ルギ蓄勢装置の制動装置の構成を示す回路図、第2図は
この発明の動作の流れを示すフローチャート、第3図は
従来のフライホイールエネルギ蓄勢装置の制動装置の構
成図である。 1は電車線(直流電源)、3は第1の開閉器、6は電力
変換器、7は誘導機、8はフライホイール、33は周波数
制御器、40は第2の開閉器、41は制動抵抗、42は演算
器、50は停止シーケンス発生器、100はチョッパ。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a braking device for a flywheel energy storage device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flow chart showing a flow of operation of the present invention, and FIG. 3 is a conventional flywheel energy. It is a block diagram of the braking device of the energy storage device. 1 is a train line (DC power supply), 3 is a first switch, 6 is a power converter, 7 is an induction machine, 8 is a flywheel, 33 is a frequency controller, 40 is a second switch, and 41 is a brake. A resistor, 42 is a calculator, 50 is a stop sequence generator, and 100 is a chopper. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】直流電源に接続され昇圧チョッパ動作と降
圧チョッパ動作とを行ない直流可変電圧を発生するチョ
ッパと、このチョッパに接続され直流を可変周波数の交
流に変換する電力変換器と、この電力変換器に接続され
た誘導機と、この誘導機に連結されたフライホイール
と、前記電力変換器の入力電力を制御する周波数制御器
と、前記チョッパを直流電源から切り離す第1の開閉器
と、前記直流電源の代わりに前記チョッパに制動抵抗を
投入する第2の開閉器と、前記可変直流電圧の変化分を
検出して電圧偏差を算出する演算器と、前記フライホイ
ール停止時には前記周波数制御器により前記電力変換器
の変換電力を0とした後前記チョッパの動作を停止し、
前記電圧偏差を前記電力変換器の出力周波数に加算した
後前記第1の開閉器を開放して前記第2の開閉器を投入
すると同時に前記チョッパの動作を再開して前記周波数
制御器に対して前記電力変換器の出力周波数を所定の減
速率で減少させるようにシーケンス作動を行なう停止シ
ーケンス発生器とを備えたフライホイールエネルギ蓄勢
装置の制動装置。
1. A chopper that is connected to a DC power supply and that performs a step-up chopper operation and a step-down chopper operation to generate a DC variable voltage, a power converter that is connected to the chopper and that converts DC into an AC of variable frequency, and this power. An induction machine connected to the converter, a flywheel connected to the induction machine, a frequency controller that controls the input power of the power converter, and a first switch that disconnects the chopper from a DC power supply, A second switch that applies a braking resistance to the chopper instead of the DC power source, an arithmetic unit that detects a change in the variable DC voltage and calculates a voltage deviation, and the frequency controller when the flywheel is stopped. After the converted power of the power converter is set to 0, the operation of the chopper is stopped,
After the voltage deviation is added to the output frequency of the power converter, the first switch is opened and the second switch is turned on, and at the same time, the operation of the chopper is restarted and the frequency controller is restarted. A braking device for a flywheel energy storage device, comprising: a stop sequence generator that performs a sequence operation to reduce an output frequency of the power converter at a predetermined deceleration rate.
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