JPH0793763B2 - 電気車の制御装置 - Google Patents
電気車の制御装置Info
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- JPH0793763B2 JPH0793763B2 JP9099187A JP9099187A JPH0793763B2 JP H0793763 B2 JPH0793763 B2 JP H0793763B2 JP 9099187 A JP9099187 A JP 9099187A JP 9099187 A JP9099187 A JP 9099187A JP H0793763 B2 JPH0793763 B2 JP H0793763B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は電気車の制御装置に関わり、特にフィルタコン
デンサ充電抵抗器あるいは過電圧時フィルタコンデンサ
短絡抵抗器の焼損防止に関するものである。
デンサ充電抵抗器あるいは過電圧時フィルタコンデンサ
短絡抵抗器の焼損防止に関するものである。
（従来の技術） 従来の電気車の制御装置について図面を用いて説明す
る。第６図に電気車の主回路を示す。
る。第６図に電気車の主回路を示す。
集電器１には第１の断流器2,高速度しゃ断器３及び第２
の断流器４が順に接続する。高速度しゃ断器３及び第２
の断流器４にはそれぞれ減流抵抗５及び充電抵抗６が接
続する。電力変換器であるインバータ回路７はフィルタ
リアクトル８及びフィルタコンデンサ９を介して第２の
断流器に接続する。このインバータ回路７は交流出力側
に誘導電動機10を接続する。フィルタコンデンサ９には
サイリスタ11が抵抗器12を介して接続する。集電器１と
第１の断流器２との接続部には集電器の電圧を検出する
第１の電圧検出器13が接続する。また、フィルタコンデ
ンサ９には第２の電圧検出器14が接続する。
の断流器４が順に接続する。高速度しゃ断器３及び第２
の断流器４にはそれぞれ減流抵抗５及び充電抵抗６が接
続する。電力変換器であるインバータ回路７はフィルタ
リアクトル８及びフィルタコンデンサ９を介して第２の
断流器に接続する。このインバータ回路７は交流出力側
に誘導電動機10を接続する。フィルタコンデンサ９には
サイリスタ11が抵抗器12を介して接続する。集電器１と
第１の断流器２との接続部には集電器の電圧を検出する
第１の電圧検出器13が接続する。また、フィルタコンデ
ンサ９には第２の電圧検出器14が接続する。
上述の構成による従来の電気車においては、起動指令が
入ると、第１の電圧検出器13によって集電器１の電源電
圧を確立していることを確認して断流器２がオンする。
入ると、第１の電圧検出器13によって集電器１の電源電
圧を確立していることを確認して断流器２がオンする。
そうすると、パンタグラフ１−断流器２−高速度しゃ断
器３−充電抵抗６−フィルタリアクトル８−フィルタコ
ンデンサ９の経路で電流が流れ、フィルタコンデンサ９
が充電される。断流器２がオンしてから所定時間、たと
えば0.8秒、経過すると断流器４がオンされ充電抵抗６
が短絡され、インバータ回路７の制御が開始されて定常
運転状態に入る。運転時は電圧検出器14がフィルタコン
デンサ９の電圧を常に監視し、回生ブレーキ時など、フ
ィルタコンデンサ電圧が所定電圧値、たとえば2000V以
上になったような時にはサイリスタ11をオンし、抵抗器
12を通してフィルタコンデンサ９の蓄積電荷を放電させ
る。また、高速度しゃ断器３は常時オン状態であり、異
常時のみオフして事故電流を一瞬減流抵抗５に移し電流
を抑えてから断流器２をオフする。
器３−充電抵抗６−フィルタリアクトル８−フィルタコ
ンデンサ９の経路で電流が流れ、フィルタコンデンサ９
が充電される。断流器２がオンしてから所定時間、たと
えば0.8秒、経過すると断流器４がオンされ充電抵抗６
が短絡され、インバータ回路７の制御が開始されて定常
運転状態に入る。運転時は電圧検出器14がフィルタコン
デンサ９の電圧を常に監視し、回生ブレーキ時など、フ
ィルタコンデンサ電圧が所定電圧値、たとえば2000V以
上になったような時にはサイリスタ11をオンし、抵抗器
12を通してフィルタコンデンサ９の蓄積電荷を放電させ
る。また、高速度しゃ断器３は常時オン状態であり、異
常時のみオフして事故電流を一瞬減流抵抗５に移し電流
を抑えてから断流器２をオフする。
尚、架線の電圧が1500Vの場合、一般的に充電抵抗６は2
0Ω，抵抗12は５Ω，減流抵抗５は0.5Ω程度である。架
線電圧が1500Vの場合を考えると、電気車がカ行状態に
ある時フィルタコンデンサ９の電圧VFCはほぼ1500Vとな
っているが、集電器の離線あるいはデッドセクションな
どで停電したような場合にはフィルタコンデンサ９は急
速に放電して電圧VFCは低下する。このように、電圧VFC
が性能上必要とする最低レベル以下（たとえば900V以
下）にまで下がると電圧検出器14がフィルタコンデンサ
の低電圧を検知して保護回路を動作させる。保護回路は
カ行指令が入ったままの状態にあっても断流器2,断流器
４を開放して主回路をオフする。
0Ω，抵抗12は５Ω，減流抵抗５は0.5Ω程度である。架
線電圧が1500Vの場合を考えると、電気車がカ行状態に
ある時フィルタコンデンサ９の電圧VFCはほぼ1500Vとな
っているが、集電器の離線あるいはデッドセクションな
どで停電したような場合にはフィルタコンデンサ９は急
速に放電して電圧VFCは低下する。このように、電圧VFC
が性能上必要とする最低レベル以下（たとえば900V以
下）にまで下がると電圧検出器14がフィルタコンデンサ
の低電圧を検知して保護回路を動作させる。保護回路は
カ行指令が入ったままの状態にあっても断流器2,断流器
４を開放して主回路をオフする。
しかし、集電器の離線あるいはデッドセクションの通過
などは一般的には比較的短い時間のものであるため、カ
行指令が入ったままの状態で断流器が開放し、その後も
カ行指令が入ったままになっていれば、その状態で電源
電圧が復帰したときには主回路は再び形成され、自動的
に制御が開始されてカ行を再開するようになっている。
ここで、フィルタコンデンサ電圧低下の検出は断流器４
がオンして制御開始の準備ができてから行なわれるよう
になっている。
などは一般的には比較的短い時間のものであるため、カ
行指令が入ったままの状態で断流器が開放し、その後も
カ行指令が入ったままになっていれば、その状態で電源
電圧が復帰したときには主回路は再び形成され、自動的
に制御が開始されてカ行を再開するようになっている。
ここで、フィルタコンデンサ電圧低下の検出は断流器４
がオンして制御開始の準備ができてから行なわれるよう
になっている。
（発明が解決しようとする問題点） しかし、何らの原因によりサイリスタ11が故障し導通状
態になった場合を考えると、この時次のような問題が発
生する。
態になった場合を考えると、この時次のような問題が発
生する。
制御装置にカ行指令が与えられると断流器２がオンして
フィルタコンデンサ９が充電されるのであるが、充電電
流は、集電器１−断流器２−高速度しゃ断器３−充電抵
抗６−フィルタリアクトル８−フィルタコンデンサ９の
経路で流れる。また、抵抗12−サイリスタ11にも電流が
流れる。そのためフィルタコンデンサ９に充電される電
圧VFCはたとえば、充電抵抗６の抵抗値が20Ωで、抵抗1
2の抵抗値が５Ωとすると、次の式（１）より300Vとな
る。
フィルタコンデンサ９が充電されるのであるが、充電電
流は、集電器１−断流器２−高速度しゃ断器３−充電抵
抗６−フィルタリアクトル８−フィルタコンデンサ９の
経路で流れる。また、抵抗12−サイリスタ11にも電流が
流れる。そのためフィルタコンデンサ９に充電される電
圧VFCはたとえば、充電抵抗６の抵抗値が20Ωで、抵抗1
2の抵抗値が５Ωとすると、次の式（１）より300Vとな
る。
フィルタコンデンサ９が300Vに充電された状態で断流器
２がオンし、0.8秒後に断流器４が入ると、充電抵抗６
が短絡されるためフィルタコンデンサ９は300Vの状態か
ら1500Vに急速に充電されることになる。しかし、断流
器４が入った直後フィルタコンデンサ９の電圧値が900V
以下であるのでフィルタコンデンサ９の充電途中で断流
器２がオフしてしまい、回路が断たれる。
２がオンし、0.8秒後に断流器４が入ると、充電抵抗６
が短絡されるためフィルタコンデンサ９は300Vの状態か
ら1500Vに急速に充電されることになる。しかし、断流
器４が入った直後フィルタコンデンサ９の電圧値が900V
以下であるのでフィルタコンデンサ９の充電途中で断流
器２がオフしてしまい、回路が断たれる。
しかし、電源電圧は正常であるから、カ行指令が入った
ままになっていると再度断流器２が投入され、主回路が
形成されるが、再度電圧検出器14により断流器２が開か
れ、断流器２は開閉を繰り返すことになる。
ままになっていると再度断流器２が投入され、主回路が
形成されるが、再度電圧検出器14により断流器２が開か
れ、断流器２は開閉を繰り返すことになる。
このような断流器２の開閉は１秒に１回程度の周期で繰
り返されるが、充電抵抗6,抵抗12などは通常は１秒程度
しか電流が流れることはなく短時間定格で作られている
ため、断流器２の開閉の繰り返しが何度も続くと充電抵
抗６あるいは抵抗12が焼損してしまうことになる。
り返されるが、充電抵抗6,抵抗12などは通常は１秒程度
しか電流が流れることはなく短時間定格で作られている
ため、断流器２の開閉の繰り返しが何度も続くと充電抵
抗６あるいは抵抗12が焼損してしまうことになる。
第７図はフィルタコンデンサ９の電圧VFCの変化を示し
た図である。実線Ａはサイリスタ11が故障し導通状態と
なった場合のものであり、破線Ｂは正常に動作した場合
のものである。
た図である。実線Ａはサイリスタ11が故障し導通状態と
なった場合のものであり、破線Ｂは正常に動作した場合
のものである。
本発明の目的はフィルタコンデンサの過電圧を防止する
ためにこのフィルタコンデンサに抵抗器を介して接続さ
れた半導体スイッチが故障した際に生じる抵抗器の焼損
を防止することのできる電気車の制御装置を提供するも
のである。
ためにこのフィルタコンデンサに抵抗器を介して接続さ
れた半導体スイッチが故障した際に生じる抵抗器の焼損
を防止することのできる電気車の制御装置を提供するも
のである。
（問題点を解決するための手段） 集電器に直列接続する第１の断流器と、この第１の断流
器に直列接続し、抵抗器を並列接続する第２の断流器
と、第１の断流器及び前記第２の断流器に接続するフィ
ルタコンデンサと、このフィルタコンデンサに接続し負
荷に電力を供給する電力変換装置と、集電器の電圧が第
１の所定値より大きくなったことを検出した際に電源電
圧確立信号を出力する第１の電圧検出器と、フィルタコ
ンデンサの電圧が第２の所定値より小さくなったことを
検出した際に信号を出力する第２の電圧検出器と、フィ
ルタコンデンサに抵抗器を介して並列接続し、フィルタ
コンデンサが過電圧になるのを防止する半導体スイッチ
ング素子と、第１の電圧検出器による電源電圧確立信号
及び起動信号との論理積により第１の断流器に閉信号を
出力する第１の論理回路と、この第１の論理回路より閉
信号が出力された後所定時間経過後に第２の断流器の閉
信号を出力する遅延回路と、第１の論理回路より閉信号
が出力された後の所定時間帯に前記第２の電圧検出器の
信号を入力した際に起動信号を無効にすることにより第
１の断流器及び第２の断流器に開信号を出力する第２の
論理回路とを設ける。
器に直列接続し、抵抗器を並列接続する第２の断流器
と、第１の断流器及び前記第２の断流器に接続するフィ
ルタコンデンサと、このフィルタコンデンサに接続し負
荷に電力を供給する電力変換装置と、集電器の電圧が第
１の所定値より大きくなったことを検出した際に電源電
圧確立信号を出力する第１の電圧検出器と、フィルタコ
ンデンサの電圧が第２の所定値より小さくなったことを
検出した際に信号を出力する第２の電圧検出器と、フィ
ルタコンデンサに抵抗器を介して並列接続し、フィルタ
コンデンサが過電圧になるのを防止する半導体スイッチ
ング素子と、第１の電圧検出器による電源電圧確立信号
及び起動信号との論理積により第１の断流器に閉信号を
出力する第１の論理回路と、この第１の論理回路より閉
信号が出力された後所定時間経過後に第２の断流器の閉
信号を出力する遅延回路と、第１の論理回路より閉信号
が出力された後の所定時間帯に前記第２の電圧検出器の
信号を入力した際に起動信号を無効にすることにより第
１の断流器及び第２の断流器に開信号を出力する第２の
論理回路とを設ける。
（作 用） 第１の論理回路は第１の電圧検出器による電源電圧確立
信号及びカ行指令信号との論理和により第１の断流器に
閉信号を出力する。
信号及びカ行指令信号との論理和により第１の断流器に
閉信号を出力する。
遅延回路はこの第１の論理回路より閉信号が出力された
後所定時間経過後に第２の断流器の閉信号を出力する。
後所定時間経過後に第２の断流器の閉信号を出力する。
さらに、第２の論理回路は第１の論理回路より閉信号が
出力された後の所定時間帯に前記第２の電圧検出器の信
号を入力した際に起動信号を無効にすることにより第１
の断流器及び第２の断流器に開信号を出力する。
出力された後の所定時間帯に前記第２の電圧検出器の信
号を入力した際に起動信号を無効にすることにより第１
の断流器及び第２の断流器に開信号を出力する。
（実施例） 本発明に基づく一実施例を図面を用いて説明する。第１
図は本発明に基づく電気車の制御装置のブロック図を示
す。第１図中、第６図に示されるものと同一のものには
同一符号を付する。
図は本発明に基づく電気車の制御装置のブロック図を示
す。第１図中、第６図に示されるものと同一のものには
同一符号を付する。
電圧検出器13の検出電圧ESは比較器15に入力される。起
動指令の１つであるカ行指令16はフリップフロップ回路
17のセット端子Ｓに入力される。電圧検出器14の検出電
圧VFCは比較器18に入力される。比較器15及びフリップ
フロップ回路17の出力はアンド回路19に入力される。一
方、比較器18の出力信号はアンド回路20に入力される。
このアンド回路20の出力信号は反転回路21を介してアン
ド回路19に入力される。比較器15は検出電圧ESが900V以
上のときに‘H'レベルの論理信号をアンド回路19に出力
する。また、比較器18は検出電圧VFCが900V以下のとき
に‘H'レベルの論理信号をアンド回路20に出力する。ア
ンド回路19は断流器２の閉信号22として‘H'レベルの論
理信号を出力し、開信号として‘L'レベルの信号を出力
する。またアンド回路19の出力信号は遅延回路23に入力
される。この遅延回路23はアンド回路19により‘H'レベ
ルの信号を入力し0.8秒経過後に断流器４の閉信号24と
して‘H'レベルの論理信号を出力する。この遅延回路23
は断流器の開信号として‘L'レベルの信号を出力する。
遅延回路23の出力信号はシングルショット回路25に入力
される。このシングルショット回路25は‘H'レベルの信
号を入力した後１秒間‘H'レベルの論理信号をアンド回
路26に出力する。また、シングルショット回路25の出力
信号は反転回路27を介してアンド回路20に入力される。
アンド回路26はシングルショット回路25の出力信号を入
力すると同時に比較器18の出力信号をも入力する。この
アンド回路26の出力信号はフリップフロップ回路17のリ
セット端子Ｒに入力される。
動指令の１つであるカ行指令16はフリップフロップ回路
17のセット端子Ｓに入力される。電圧検出器14の検出電
圧VFCは比較器18に入力される。比較器15及びフリップ
フロップ回路17の出力はアンド回路19に入力される。一
方、比較器18の出力信号はアンド回路20に入力される。
このアンド回路20の出力信号は反転回路21を介してアン
ド回路19に入力される。比較器15は検出電圧ESが900V以
上のときに‘H'レベルの論理信号をアンド回路19に出力
する。また、比較器18は検出電圧VFCが900V以下のとき
に‘H'レベルの論理信号をアンド回路20に出力する。ア
ンド回路19は断流器２の閉信号22として‘H'レベルの論
理信号を出力し、開信号として‘L'レベルの信号を出力
する。またアンド回路19の出力信号は遅延回路23に入力
される。この遅延回路23はアンド回路19により‘H'レベ
ルの信号を入力し0.8秒経過後に断流器４の閉信号24と
して‘H'レベルの論理信号を出力する。この遅延回路23
は断流器の開信号として‘L'レベルの信号を出力する。
遅延回路23の出力信号はシングルショット回路25に入力
される。このシングルショット回路25は‘H'レベルの信
号を入力した後１秒間‘H'レベルの論理信号をアンド回
路26に出力する。また、シングルショット回路25の出力
信号は反転回路27を介してアンド回路20に入力される。
アンド回路26はシングルショット回路25の出力信号を入
力すると同時に比較器18の出力信号をも入力する。この
アンド回路26の出力信号はフリップフロップ回路17のリ
セット端子Ｒに入力される。
次に上述の構成に基づく電気車制御装置の作用について
説明する。
説明する。
まず、サイリスタ11が正常である場合について説明す
る。検出電圧ESが900V以上であれば比較器15より‘H'レ
ベルの信号が出力される。さらにカ行指令16が与えられ
るとフリップフロップ回路17の出力Ｑは‘H'レベルとな
る。従って、アンド回路19の出力は‘H'レベルとなり、
断流器２の閉信号22が出力される。断流器２の閉信号22
が出力された後0.8秒後に断流器４の閉信号24が出力さ
れる。フィルタコンデンサ９は閉信号22が出力された後
0.8秒以内に架線電圧である1500Vまで充電される。
る。検出電圧ESが900V以上であれば比較器15より‘H'レ
ベルの信号が出力される。さらにカ行指令16が与えられ
るとフリップフロップ回路17の出力Ｑは‘H'レベルとな
る。従って、アンド回路19の出力は‘H'レベルとなり、
断流器２の閉信号22が出力される。断流器２の閉信号22
が出力された後0.8秒後に断流器４の閉信号24が出力さ
れる。フィルタコンデンサ９は閉信号22が出力された後
0.8秒以内に架線電圧である1500Vまで充電される。
次に、断流器４の閉信号が遅延回路23より出力されてか
ら１秒以内、すなわち断流器２の閉信号が出力された後
の0.8秒後から1.8秒以内にフィルタコンデンサの電圧が
900Vより小さいことを検出した場合について説明する。
断流器24の出力信号が“H"レベルとなってから１秒以内
にフィルタコンデンサ電圧VFC＜900Vであることを検知
すると、比較器18の出力は“H"レベルとなり、論理積26
の出力も“H"レベルとなってサイリスタ異常表示信号が
出力される。また、これと同時にフリップフロップ回路
17のリセット端子Ｒが“H"レベルとなり、フリップフロ
ップ回路17の出力Ｑは“L"レベル、アンド回路19の出力
も“L"レベルとなって断流器２の開信号が出力される。
また、断流器４の開信号も遅延回路23より出力される。
ここで、フリップフロップ回路17は端子Ｒが“L"レベル
の時、端子Ｓに入る入力信号の立上りで出力Ｑに“H"レ
ベルの信号を出力するものである。このような場合、ア
ンド回路26の出力はすぐに“L"レベルに戻り、フリップ
フロップ回路17の端子Ｒも“L"レベルになるが端子Ｓに
入るカ行指令16が“H"レベルのままでもフリップフロッ
プ回路17の出力Ｑは“L"レベルを維持している。従っ
て、断流器２及び４はカ行指令16を１度オフして再度投
入しない限り再びオンすることはない。
ら１秒以内、すなわち断流器２の閉信号が出力された後
の0.8秒後から1.8秒以内にフィルタコンデンサの電圧が
900Vより小さいことを検出した場合について説明する。
断流器24の出力信号が“H"レベルとなってから１秒以内
にフィルタコンデンサ電圧VFC＜900Vであることを検知
すると、比較器18の出力は“H"レベルとなり、論理積26
の出力も“H"レベルとなってサイリスタ異常表示信号が
出力される。また、これと同時にフリップフロップ回路
17のリセット端子Ｒが“H"レベルとなり、フリップフロ
ップ回路17の出力Ｑは“L"レベル、アンド回路19の出力
も“L"レベルとなって断流器２の開信号が出力される。
また、断流器４の開信号も遅延回路23より出力される。
ここで、フリップフロップ回路17は端子Ｒが“L"レベル
の時、端子Ｓに入る入力信号の立上りで出力Ｑに“H"レ
ベルの信号を出力するものである。このような場合、ア
ンド回路26の出力はすぐに“L"レベルに戻り、フリップ
フロップ回路17の端子Ｒも“L"レベルになるが端子Ｓに
入るカ行指令16が“H"レベルのままでもフリップフロッ
プ回路17の出力Ｑは“L"レベルを維持している。従っ
て、断流器２及び４はカ行指令16を１度オフして再度投
入しない限り再びオンすることはない。
次に断流器４の閉信号24が出力されてから１秒以上たっ
てからフィルタコンデンサVFCが900Vより小さくなった
ことを検知した場合について説明する。
てからフィルタコンデンサVFCが900Vより小さくなった
ことを検知した場合について説明する。
遅延回路23の出力が“H"レベルになった時点からシング
ルショット回路25は“H"レベルの信号を１秒間出力す
る。その後再び“L"レベルに戻り、反転回路27の出力は
“H"レベルとなる。反転回路27の出力が‘H'レベルとな
った後、集電器の離線あるいはデッドセクションの通過
によってフィルタコンデンサ電圧VFCが低下し900Vより
小さくなり、比較器18の出力が“H"レベルとなると、ア
ンド回路20の出力は“H"レベル、反転器21の出力は“L"
レベルとなり、アンド回路19の出力も“L"レベルとなっ
て断流器２の閉信号、断流器４の閉信号が出力される。
ルショット回路25は“H"レベルの信号を１秒間出力す
る。その後再び“L"レベルに戻り、反転回路27の出力は
“H"レベルとなる。反転回路27の出力が‘H'レベルとな
った後、集電器の離線あるいはデッドセクションの通過
によってフィルタコンデンサ電圧VFCが低下し900Vより
小さくなり、比較器18の出力が“H"レベルとなると、ア
ンド回路20の出力は“H"レベル、反転器21の出力は“L"
レベルとなり、アンド回路19の出力も“L"レベルとなっ
て断流器２の閉信号、断流器４の閉信号が出力される。
上述の説明ではサイリスタ11が故障し、導通状態になっ
た場合を考えているが、このような状態はたとえばイン
バータ電気車の場合、回生ブレーキ中に過電圧となりサ
イリスタ11をオンし、フィルタコンデンサ９の電荷を放
電して主回路を開放しても、サイリスタ11の特性と誘導
電動機10の特性によってはインバータ回路７をオフさせ
ていても誘導電動機10の残留磁束の影響でサイリスタ11
にごくわずかな電流、たとえば100mA程度、が流れ続け
サイリスタ11が消弧できない状態になることがあり得
る。このような場合は断流器４がオンしてフィルタコン
デンサ電圧低下検知回路が動作開始するやいなや検知す
るため、特に断流器４が投入されてから１秒以内と１秒
以降とに検出モードを分けたものである。
た場合を考えているが、このような状態はたとえばイン
バータ電気車の場合、回生ブレーキ中に過電圧となりサ
イリスタ11をオンし、フィルタコンデンサ９の電荷を放
電して主回路を開放しても、サイリスタ11の特性と誘導
電動機10の特性によってはインバータ回路７をオフさせ
ていても誘導電動機10の残留磁束の影響でサイリスタ11
にごくわずかな電流、たとえば100mA程度、が流れ続け
サイリスタ11が消弧できない状態になることがあり得
る。このような場合は断流器４がオンしてフィルタコン
デンサ電圧低下検知回路が動作開始するやいなや検知す
るため、特に断流器４が投入されてから１秒以内と１秒
以降とに検出モードを分けたものである。
このようにすれば通常運転時の停電再送電に対してはカ
行指令が入ってくる状態では自動リセットとし、サイリ
スタ11が導通したままの状態でカ行指令を与えたような
場合にはカ行指令オフリセット（ノッチオフリセット）
として、自動リセットにした場合に起こり得る抵抗器の
焼損事故を防止することができる。
行指令が入ってくる状態では自動リセットとし、サイリ
スタ11が導通したままの状態でカ行指令を与えたような
場合にはカ行指令オフリセット（ノッチオフリセット）
として、自動リセットにした場合に起こり得る抵抗器の
焼損事故を防止することができる。
以上はカ行時について説明してあるが回生ブレーキ時に
ついても全く同様である。
ついても全く同様である。
第２図は断流器４がオンした後１秒以内に異常を検出し
た際の各部の波形図を示す。（ａ）は集電器１の電源電
圧波形、（ｂ）はカ行指令、（ｃ）は断流器２の閉信
号、（ｄ）は断流器４の閉信号、（ｅ）はフィルタコン
デン９の電圧波形図である。
た際の各部の波形図を示す。（ａ）は集電器１の電源電
圧波形、（ｂ）はカ行指令、（ｃ）は断流器２の閉信
号、（ｄ）は断流器４の閉信号、（ｅ）はフィルタコン
デン９の電圧波形図である。
第３図は断流器４がオンした後１秒以上経過した後に集
電器１の離線などが生じた場合の各部の波形図を示す。
第３図中、（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は第２図と
同一のものである。
電器１の離線などが生じた場合の各部の波形図を示す。
第３図中、（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は第２図と
同一のものである。
（他の実施例） 本発明に基づく他の実施例を図面を用いて説明する。第
４図は本発明に基づく電気車の制御装置のブロック図を
示す。第図中、第１図及び第６図に示されるものと同一
のものには同一符号を付する。
４図は本発明に基づく電気車の制御装置のブロック図を
示す。第図中、第１図及び第６図に示されるものと同一
のものには同一符号を付する。
電圧検出器13の検出電圧ESは比較器15に入力される。カ
行指令16はフリップフロップ回路17のセット端子Ｓに入
力される。電圧検出器14の検出電圧VFCは比較器18に入
力される。比較器15及びフリップフロップ回路17の出力
はアンド回路19に入力される。一方、比較器18の出力信
号はアンド回路20に入力される。このアンド回路20の出
力信号は反転回路21を介してアンド回路19に入力され
る。比較器15は検出電圧ESが900Vより大きくなったとき
に‘H'レベルの論理信号をアンド回路19に出力する。ま
た、比較器18は検出電圧VFCが900Vより小さくなったと
きに‘H'レベルの論理信号をアンド回路20に出力する。
アンド回路19は断流器２の閉信号22として‘H'レベルの
論理信号を出力し、開信号として‘L'レベルの信号を出
力する。またアンド回路19の出力信号は遅延回路23に入
力される。この遅延回路23はアンド回路19より‘H'レベ
ルの信号を入力し0.8秒経過後に断流器４の閉信号24と
して‘H'レベルの論理信号を出力する。
行指令16はフリップフロップ回路17のセット端子Ｓに入
力される。電圧検出器14の検出電圧VFCは比較器18に入
力される。比較器15及びフリップフロップ回路17の出力
はアンド回路19に入力される。一方、比較器18の出力信
号はアンド回路20に入力される。このアンド回路20の出
力信号は反転回路21を介してアンド回路19に入力され
る。比較器15は検出電圧ESが900Vより大きくなったとき
に‘H'レベルの論理信号をアンド回路19に出力する。ま
た、比較器18は検出電圧VFCが900Vより小さくなったと
きに‘H'レベルの論理信号をアンド回路20に出力する。
アンド回路19は断流器２の閉信号22として‘H'レベルの
論理信号を出力し、開信号として‘L'レベルの信号を出
力する。またアンド回路19の出力信号は遅延回路23に入
力される。この遅延回路23はアンド回路19より‘H'レベ
ルの信号を入力し0.8秒経過後に断流器４の閉信号24と
して‘H'レベルの論理信号を出力する。
また、アンド回路19の出力は遅延回路28に入力される。
この遅延回路28はアンド回路19より‘H'レベルの信号を
入力した後0.5秒経過後に‘H'レベルの信号をアンド回
路29に出力する。さらに、アンド回路29は遅延回路23の
出力信号を反転回路30を介して入力するとともに比較器
18の出力信号をも入力する。このアンド回路29の出力は
反転回路31を介してアンド回路20に入力されるとともに
フリップフロップ回路17のリセット端子Ｒに入力され
る。
この遅延回路28はアンド回路19より‘H'レベルの信号を
入力した後0.5秒経過後に‘H'レベルの信号をアンド回
路29に出力する。さらに、アンド回路29は遅延回路23の
出力信号を反転回路30を介して入力するとともに比較器
18の出力信号をも入力する。このアンド回路29の出力は
反転回路31を介してアンド回路20に入力されるとともに
フリップフロップ回路17のリセット端子Ｒに入力され
る。
次に上述の構成に基づく電気車制御装置の作用について
説明する。
説明する。
先の実施例においては断流器４がオンした後１秒以内に
おいて、フィルタコンデンサの電圧VFCが低電圧になっ
た際にカ行指令を無効とし断流器４及び２をオフする制
御が行なわれた。これに対し、以下に説明する他の実施
例においては断流器２がオンしてから0.5秒経過した時
点から断流器４がオンするまでの間にフィルタコンデン
サの電圧VFCが低電圧になった際にカ行指令を無効とし
断流器２及び４をオフすることが行なわれる。
おいて、フィルタコンデンサの電圧VFCが低電圧になっ
た際にカ行指令を無効とし断流器４及び２をオフする制
御が行なわれた。これに対し、以下に説明する他の実施
例においては断流器２がオンしてから0.5秒経過した時
点から断流器４がオンするまでの間にフィルタコンデン
サの電圧VFCが低電圧になった際にカ行指令を無効とし
断流器２及び４をオフすることが行なわれる。
カ行指令16が出るとフリップフロップ回路17のリセット
端子Ｒは“L"レベルとなっており、断流器２の閉信号が
出力され、0.5秒後に遅延回路28の出力が‘H'レベルと
なる。反転回路30の出力は、断流器２が‘H'レベルとな
った時から0.8秒の間までは遅延回路23の出力が‘L'レ
ベルとなっているため‘H'レベルを出力する。従って、
断流器２の閉信号が出力されて0.5秒後から0.8秒後の間
にフィルタコンデンサ電圧VFC＜900Vであることを検知
すると比較器18の出力は‘H'レベルとなり、アンド回路
29の出力も‘H'レベルとなってVCRf異常表示が出され
る。
端子Ｒは“L"レベルとなっており、断流器２の閉信号が
出力され、0.5秒後に遅延回路28の出力が‘H'レベルと
なる。反転回路30の出力は、断流器２が‘H'レベルとな
った時から0.8秒の間までは遅延回路23の出力が‘L'レ
ベルとなっているため‘H'レベルを出力する。従って、
断流器２の閉信号が出力されて0.5秒後から0.8秒後の間
にフィルタコンデンサ電圧VFC＜900Vであることを検知
すると比較器18の出力は‘H'レベルとなり、アンド回路
29の出力も‘H'レベルとなってVCRf異常表示が出され
る。
また、これと同時にフリップフロップ回路17の端子Ｒが
‘H'レベルとなり、フリップフロップ回路17の出力Ｑは
“L"レベル、アンド回路19の出力も“L"レベルとなって
断流器２の閉信号、断流器４の閉信号が出力される。こ
こで、フリップフロップ回路17は端子Ｒが“L"レベルの
時端子Ｓに入る入力信号の立上りで出力Ｑに“H"レベル
信号を出力するものである。このような場合、アンド回
路29の出力はすぐに‘L'レベルに戻り、フリップフロッ
プ回路17の端子Ｒも‘L'レベルになるが端子Ｓに入るカ
行指令16が“H"レベルのままでもフリップフロップ回路
17の出力Ｑは‘L'レベルを維持している。従って、断流
器２及び４はカ行指令16を１度オフして再度投入しない
限り再びオンすることはない。
‘H'レベルとなり、フリップフロップ回路17の出力Ｑは
“L"レベル、アンド回路19の出力も“L"レベルとなって
断流器２の閉信号、断流器４の閉信号が出力される。こ
こで、フリップフロップ回路17は端子Ｒが“L"レベルの
時端子Ｓに入る入力信号の立上りで出力Ｑに“H"レベル
信号を出力するものである。このような場合、アンド回
路29の出力はすぐに‘L'レベルに戻り、フリップフロッ
プ回路17の端子Ｒも‘L'レベルになるが端子Ｓに入るカ
行指令16が“H"レベルのままでもフリップフロップ回路
17の出力Ｑは‘L'レベルを維持している。従って、断流
器２及び４はカ行指令16を１度オフして再度投入しない
限り再びオンすることはない。
上述の説明においてはサイリスタ11が導通したままの状
態になった場合を考えているが、このような状態はたと
えばインバータ電気車の場合、回生ブレーキ中に過電圧
となりサイリスタ11をオンし、フィルタコンデンサ９の
電荷を放電して主回路を開放しても、サイリスタ11の特
性と誘導電動機10の特性によってはインバータ７をオフ
させていても誘導電動機10の残留磁束の影響でサイリス
タ11にごくわずかな電流、たとえば100mA程度が流れ続
けサイリスタ11が消弧できない状態になることがあり得
る。このような場合を考慮しサイリスタ11が消弧状態に
あることを確認するため、特に断流器が投入されて0.5
秒から0.8秒後の間にフィルタコンデンサ電圧低下検知
モードを設けたものである。
態になった場合を考えているが、このような状態はたと
えばインバータ電気車の場合、回生ブレーキ中に過電圧
となりサイリスタ11をオンし、フィルタコンデンサ９の
電荷を放電して主回路を開放しても、サイリスタ11の特
性と誘導電動機10の特性によってはインバータ７をオフ
させていても誘導電動機10の残留磁束の影響でサイリス
タ11にごくわずかな電流、たとえば100mA程度が流れ続
けサイリスタ11が消弧できない状態になることがあり得
る。このような場合を考慮しサイリスタ11が消弧状態に
あることを確認するため、特に断流器が投入されて0.5
秒から0.8秒後の間にフィルタコンデンサ電圧低下検知
モードを設けたものである。
このようにすれば通常運転時の停電再送電に対してはカ
行指令が入ている状態では自動リセットとし、サイリス
タ11が導通したままの状態でカ行指令を与えたような場
合にはカ行指令オフリセット（ノッチオフリセット）と
して、自動リセットにした場合に起こり得る抵抗器の焼
損事故を防止することができる。
行指令が入ている状態では自動リセットとし、サイリス
タ11が導通したままの状態でカ行指令を与えたような場
合にはカ行指令オフリセット（ノッチオフリセット）と
して、自動リセットにした場合に起こり得る抵抗器の焼
損事故を防止することができる。
以上はカ行時について説明してあるが回生ブレーキ時に
ついても全く同様である。
ついても全く同様である。
第５図は第４図の制御装置の各部の波形図を示す。
（ａ）は集電器１の電源電圧波形、（ｂ）はカ行指令、
（ｃ）は断流器２の閉信号、（ｄ）は断流器４の閉信
号、（ｅ）はフィルタコンデンサ９の電圧波形図であ
る。
（ａ）は集電器１の電源電圧波形、（ｂ）はカ行指令、
（ｃ）は断流器２の閉信号、（ｄ）は断流器４の閉信
号、（ｅ）はフィルタコンデンサ９の電圧波形図であ
る。
本発明によれば、フィルタコンデンサ充電開始後から充
電抵抗短絡用の断流器がオンするまでの期間においてフ
ィルタコンデンサ電圧により半導体スイッチ素子の状態
を判定することができるので、この半導体スイッチ素子
が主回路がオフしているにもかかわらず導通状態となっ
ている場合には、起動後充電抵抗短絡用断流器が入る前
後の所定時間内でフィルタコンデンサ電圧低下を検出し
て主回路をオフし、それと同時に乗務員に警告し、かつ
起動指令を１度オフして再度投入するまでは断流器は再
び投入されることがなくなるため、抵抗器が焼損すると
いう危険性をなくすことができる。
電抵抗短絡用の断流器がオンするまでの期間においてフ
ィルタコンデンサ電圧により半導体スイッチ素子の状態
を判定することができるので、この半導体スイッチ素子
が主回路がオフしているにもかかわらず導通状態となっ
ている場合には、起動後充電抵抗短絡用断流器が入る前
後の所定時間内でフィルタコンデンサ電圧低下を検出し
て主回路をオフし、それと同時に乗務員に警告し、かつ
起動指令を１度オフして再度投入するまでは断流器は再
び投入されることがなくなるため、抵抗器が焼損すると
いう危険性をなくすことができる。
第１図は本発明に基づく一実施例の電気車の制御装置の
構成図、第２図及び第３図は第１図に示される制御装置
の各部の波形図、第４図は本発明に基づく他の実施例の
電気車の制御装置の構成図、第５図は第４図に示される
制御装置の各部の波形図、第６図は電気車の主回路図、
第７図は第６図に示される主回路におけるフィルタコン
デンサの電圧の波形図を示す。 13,14……電圧検出器、15,18……比較器 16……カ行指令 17……フリップフロップ回路 19,20,26……アンド回路、22……断流器２閉信号 24……断流器４閉信号
構成図、第２図及び第３図は第１図に示される制御装置
の各部の波形図、第４図は本発明に基づく他の実施例の
電気車の制御装置の構成図、第５図は第４図に示される
制御装置の各部の波形図、第６図は電気車の主回路図、
第７図は第６図に示される主回路におけるフィルタコン
デンサの電圧の波形図を示す。 13,14……電圧検出器、15,18……比較器 16……カ行指令 17……フリップフロップ回路 19,20,26……アンド回路、22……断流器２閉信号 24……断流器４閉信号
Claims (1)
- 【請求項１】集電器に直列接続する第１の断流器と、 この第１の断流器に直列接続し、抵抗器を並列接続する
第２の断流器と、 この第２の断流器に接続するフィルタコンデンサと、 このフィルタコンデンサに接続し負荷に電力を供給する
電力変換装置と、 集電器の電圧が第１の所定値より大きくなったことを検
出した際に電源電圧確立信号を出力する第１の電圧検出
器と、 前記フィルタコンデンサの電圧が第２の所定値より小さ
くなったことを検出した際に信号を出力する第２の電圧
検出器と、 前記フィルタコンデンサに抵抗器を介して並列接続し、
前記フィルタコンデンサが過電圧になるのを防止する半
導体スイッチング素子と、 前記第１の電圧検出器による電源電圧確立信号及び起動
信号との論理積により前記第１の断流器に閉信号を出力
する第１の論理回路と、 この第１の論理回路より閉信号が出力された後所定時間
経過後に前記第２の断流器の閉信号を出力する遅延回路
と、 前記第１の論理回路より閉信号が出力された後の所定時
間帯に前記第２の電圧検出器の信号を入力した際に、前
記起動信号を無効にすることにより前記第１の断流器及
び前記第２の断流器に開信号を出力する第２の論理回路
と を有する電気車の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9099187A JPH0793763B2 (ja) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | 電気車の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9099187A JPH0793763B2 (ja) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | 電気車の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63257401A JPS63257401A (ja) | 1988-10-25 |
| JPH0793763B2 true JPH0793763B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=14013981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9099187A Expired - Fee Related JPH0793763B2 (ja) | 1987-04-15 | 1987-04-15 | 電気車の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0793763B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| 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 |
| JP2015012728A (ja) * | 2013-06-28 | 2015-01-19 | 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 |
| JP2015089194A (ja) * | 2013-10-29 | 2015-05-07 | 東洋電機製造株式会社 | 鉄道車両の制御システム、制御方法、及び電力変換装置 |
| WO2019064647A1 (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-04 | 株式会社日立製作所 | 鉄道車両用駆動システム |
| JP7016949B2 (ja) * | 2018-03-27 | 2022-02-07 | 株式会社日立製作所 | 電気車用駆動システム、半導体減流器、およびその故障検知方法 |
-
1987
- 1987-04-15 JP JP9099187A patent/JPH0793763B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63257401A (ja) | 1988-10-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |