JPH10290570A - 電気車用電力変換装置の過電圧防止回路 - Google Patents
電気車用電力変換装置の過電圧防止回路Info
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- JPH10290570A JPH10290570A JP11045697A JP11045697A JPH10290570A JP H10290570 A JPH10290570 A JP H10290570A JP 11045697 A JP11045697 A JP 11045697A JP 11045697 A JP11045697 A JP 11045697A JP H10290570 A JPH10290570 A JP H10290570A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電気車の電力変換としてコイバータを使用した
場合に、入力電圧波形の乱れを検知して、当該変換装置
が故障しないようにする。 【解決手段】電車線から取り入れた交流電力を所望の直
流電圧に変換するスイッチング素子を用いたコンバータ
とスイッチングタイミング制御回路において、入力電圧
波形から共振フィルタを介して入力電圧の極性を検知
し、入力電流の極性と比較することにより、入力電圧波
形の交番周期急変時に電圧・電流の逆位相を検知してス
イッチング素子を全てオフし、直流電圧の急昇や過大電
流によるスイッチング素子の破壊を防止する。
場合に、入力電圧波形の乱れを検知して、当該変換装置
が故障しないようにする。 【解決手段】電車線から取り入れた交流電力を所望の直
流電圧に変換するスイッチング素子を用いたコンバータ
とスイッチングタイミング制御回路において、入力電圧
波形から共振フィルタを介して入力電圧の極性を検知
し、入力電流の極性と比較することにより、入力電圧波
形の交番周期急変時に電圧・電流の逆位相を検知してス
イッチング素子を全てオフし、直流電圧の急昇や過大電
流によるスイッチング素子の破壊を防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気車が無電圧区
間に進入した際の電気車用電力変換装置の過電圧防止回
路に関するものである。
間に進入した際の電気車用電力変換装置の過電圧防止回
路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】交流電気車の電力変換装置は、電車線か
ら変圧器を介して取り入れた交流電圧回路に接続したス
イッチング素子を用いた交流一直流交換コンバータであ
る。このスイッチング素子は回路電圧波形に同期してス
イッチングタイミングを制御している。
ら変圧器を介して取り入れた交流電圧回路に接続したス
イッチング素子を用いた交流一直流交換コンバータであ
る。このスイッチング素子は回路電圧波形に同期してス
イッチングタイミングを制御している。
【０００３】鉄道の交流電化区間では、電車線を一定間
隔毎に区分して各区分毎に変電所から給電するため区分
間を通過する際は一定時間停電することになるが、交流
の負荷としてブロア等の回転機が接続されていると、回
転の慣性エネルギーにより電圧が誘起され、電車線が停
電した後に電気車側回路は電圧と周波数が徐々に減衰し
ていくことになり、並列に接続されている電力変換装置
はこの電圧で動作が継続するため、動作限界となる電圧
の低下や周波数の低下を検知して動作を停止していた。
隔毎に区分して各区分毎に変電所から給電するため区分
間を通過する際は一定時間停電することになるが、交流
の負荷としてブロア等の回転機が接続されていると、回
転の慣性エネルギーにより電圧が誘起され、電車線が停
電した後に電気車側回路は電圧と周波数が徐々に減衰し
ていくことになり、並列に接続されている電力変換装置
はこの電圧で動作が継続するため、動作限界となる電圧
の低下や周波数の低下を検知して動作を停止していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年の半導体技術の向
上により、交流電気車の駆動制御に力行・回生の可逆機
能を有する自励式コンバータが用いられるようになり、
電車線停電直後に、前述の回転機との相互作用により電
気車側回路電圧波形の交番周期が瞬時に増大することが
ある。
上により、交流電気車の駆動制御に力行・回生の可逆機
能を有する自励式コンバータが用いられるようになり、
電車線停電直後に、前述の回転機との相互作用により電
気車側回路電圧波形の交番周期が瞬時に増大することが
ある。
【０００５】一方、同じ回路に並列に接続されている電
力変換装置では、この交番周期の増大すなわち周波数の
低下を検知して動作を停止すれば問題はないが、実際に
は検知遅れ時間が生ずるために瞬時に停止することはで
きず、数サイクルは動作が継続してしまう。
力変換装置では、この交番周期の増大すなわち周波数の
低下を検知して動作を停止すれば問題はないが、実際に
は検知遅れ時間が生ずるために瞬時に停止することはで
きず、数サイクルは動作が継続してしまう。
【０００６】電力変換装置のスイッチング素子のスイッ
チングタイミング制御用の電源周期信号は、共振フィル
ターをかいしているため、交番周期が瞬時に増大しても
追従できず、見かけ上電源電圧に対するスイッチング位
相が進むことになり、電力変換装置出力直流電圧が規定
値以上に急上昇してしまい、負荷機器を故障に至らしめ
る等の悪影響が発生していた。本発明は、この不具合を
解決するためものである。
チングタイミング制御用の電源周期信号は、共振フィル
ターをかいしているため、交番周期が瞬時に増大しても
追従できず、見かけ上電源電圧に対するスイッチング位
相が進むことになり、電力変換装置出力直流電圧が規定
値以上に急上昇してしまい、負荷機器を故障に至らしめ
る等の悪影響が発生していた。本発明は、この不具合を
解決するためものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による電力変換装
置の過電圧防止回路は、入力電圧回路波形から共振フィ
ルタを介して接続した入力電圧極性検出器と該電力変換
装置コンバータの入力電流極性検出器を有し、その２つ
の検出器の検出信号の極性を論理演算し、該電力変換装
置コンバータのスイッング素子の導通タイミングを制御
することを特徴とする。
置の過電圧防止回路は、入力電圧回路波形から共振フィ
ルタを介して接続した入力電圧極性検出器と該電力変換
装置コンバータの入力電流極性検出器を有し、その２つ
の検出器の検出信号の極性を論理演算し、該電力変換装
置コンバータのスイッング素子の導通タイミングを制御
することを特徴とする。
【０００８】また、本発明による電力変換装置の過電圧
防止回路は、前記の機能により、コンバータの入力電圧
極性が同極性である場合は電力変換装置コンバータのス
イッチング素子が適当な導通タイミングでオンオフし、
逆極性となった場合は即時このコンバータのスイッング
素子を全てオフすることを特徴とする。
防止回路は、前記の機能により、コンバータの入力電圧
極性が同極性である場合は電力変換装置コンバータのス
イッチング素子が適当な導通タイミングでオンオフし、
逆極性となった場合は即時このコンバータのスイッング
素子を全てオフすることを特徴とする。
【０００９】本発明による電力変換装置の過電圧防止回
路は上記のように構成されているので、入力回路電圧の
交番周期が定常の場合は、共振フィルターを介した電源
同期信号と実際の入力電流の極性は常に同極性となり、
スイッチング素子が適当な導通タイミングでオンオフす
るが、入力回路電圧の交番周期が突然瞬時に増大した場
合は、前記電源同期信号と入力電流の極性は一期間逆極
性となるため、その時点でスイッチング素子を全てオフ
してこれを保持することにより電力変換装置直流出力電
圧の過電圧を防止できる。以下、本発明の一実施例を、
図面に基づいて詳述する。
路は上記のように構成されているので、入力回路電圧の
交番周期が定常の場合は、共振フィルターを介した電源
同期信号と実際の入力電流の極性は常に同極性となり、
スイッチング素子が適当な導通タイミングでオンオフす
るが、入力回路電圧の交番周期が突然瞬時に増大した場
合は、前記電源同期信号と入力電流の極性は一期間逆極
性となるため、その時点でスイッチング素子を全てオフ
してこれを保持することにより電力変換装置直流出力電
圧の過電圧を防止できる。以下、本発明の一実施例を、
図面に基づいて詳述する。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１はスイッチング素子としてサ
イリスタを用いた場合の電力変換装置の過電圧防止回路
の一実施例を示す回路図、図２は図１で示した電力変換
装置の過電圧防止回路の構成による各部の信号と論理を
示すブロック図であり、図２と同一の符号は同一機能を
有する部分を示している。図１において、電車線１から
変圧器２を介して取り入れた交流電圧３には、サイリス
タ混合ブリッジによるコンバータ４が接続され、このコ
ンバータ４の出力にはＬＣフィルタ５により平滑された
直流出力電圧に変換される。一方、交流電圧３には電流
検出器６と入力電流極性検出器７、共振フィルタ８と入
力電圧極性検出器９が接続され、これらの極性検出器
７，９の出力は極性論理演算部１０、ゲート制御回路１
１を経てコンバータ４に供給されている。
イリスタを用いた場合の電力変換装置の過電圧防止回路
の一実施例を示す回路図、図２は図１で示した電力変換
装置の過電圧防止回路の構成による各部の信号と論理を
示すブロック図であり、図２と同一の符号は同一機能を
有する部分を示している。図１において、電車線１から
変圧器２を介して取り入れた交流電圧３には、サイリス
タ混合ブリッジによるコンバータ４が接続され、このコ
ンバータ４の出力にはＬＣフィルタ５により平滑された
直流出力電圧に変換される。一方、交流電圧３には電流
検出器６と入力電流極性検出器７、共振フィルタ８と入
力電圧極性検出器９が接続され、これらの極性検出器
７，９の出力は極性論理演算部１０、ゲート制御回路１
１を経てコンバータ４に供給されている。
【００１１】次に、その詳細な回路について、図２を参
照して説明する。交流電圧３が定常時は、入力電圧極性
検出器９の信号によりスイッチングタイミング制御回路
１２が動作し、ゲート回路１３を介してコンバータ４の
サイリスタが適当な位相で点弧される。
照して説明する。交流電圧３が定常時は、入力電圧極性
検出器９の信号によりスイッチングタイミング制御回路
１２が動作し、ゲート回路１３を介してコンバータ４の
サイリスタが適当な位相で点弧される。
【００１２】交流電圧３の交番周期が突然瞬時に増大し
た場合は、入力極性電圧検出器９がこれを検出し、極性
論理演算部１０で入力極性電流検出器７との演算により
出力信号がゲート回路１３の入力部の信号を遮断し、サ
イリスタのゲートをオフすることにより、直流出力電圧
の過電圧を防止できる。この状態は極性論理演算部１０
で保持され、リセット信号１４により解除する。
た場合は、入力極性電圧検出器９がこれを検出し、極性
論理演算部１０で入力極性電流検出器７との演算により
出力信号がゲート回路１３の入力部の信号を遮断し、サ
イリスタのゲートをオフすることにより、直流出力電圧
の過電圧を防止できる。この状態は極性論理演算部１０
で保持され、リセット信号１４により解除する。
【００１３】以上はスイッチング素子としてサイリスタ
を用いた場合の例であるが、ＧＴＯやトランジスタなど
他のスイッチング素子を用いた場合でも応用可能であ
る。又、極性検出器及び極性論理演算がコンピュータの
ソフトウエアでも実現可能であることは言うまでもな
い。
を用いた場合の例であるが、ＧＴＯやトランジスタなど
他のスイッチング素子を用いた場合でも応用可能であ
る。又、極性検出器及び極性論理演算がコンピュータの
ソフトウエアでも実現可能であることは言うまでもな
い。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、交
流電気車に搭載された電力変換装置において、電車線の
給電区分間を通過して停電した際に、電力変換装置の入
力回路電圧の交番周期が突然瞬時に増大しても、直流出
力電圧が過電圧になることを防止することができ、実用
上、極めて有用性の高いものである。
流電気車に搭載された電力変換装置において、電車線の
給電区分間を通過して停電した際に、電力変換装置の入
力回路電圧の交番周期が突然瞬時に増大しても、直流出
力電圧が過電圧になることを防止することができ、実用
上、極めて有用性の高いものである。
【図１】図１はスイッチング素子としてサイリスタを用
いた場合の電力変換装置の実施例を示す過電圧防止回路
図である。
いた場合の電力変換装置の実施例を示す過電圧防止回路
図である。
【図２】図２は図１の一実施例による各部の信号と論理
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
１ 電車線 ２ 変圧器 ３ 交流電圧 ４ コンバータ ５ ＬＣフィルタ ６ 交流検出器 ７ 入力電流極性検出器 ８ 共振フィルタ ９ 入力電圧極性検出器 １０ 極性論理演算部 １１ ゲート制御回路 １２ スイッチングタイミング制御回路 １３ ゲート回路 １４ リセット信号
Claims (2)
- 【請求項１】 電車線から変圧器を介して取り入れた交
流電圧を所望の直流電圧に変換するスイッチング素子を
用いたコンバータと、このスイッチング素子に適当な導
通タイミングでオンオフ動作を与えるスイッチングタイ
ミング制御回路で構成された電気車用電力変換装置にお
いて、前記交流電圧の交番周期が定常時の場合はスイッ
チングタイミング制御回路でコンバータを動作せしめ、
交番周期が増大したときは、前記コンバータの入力電圧
波形から共振フィルタを介して接続した入力電圧極性検
出器と入力電流極性検出器により、これらの２つの検出
器の検出信号の極性を極性論理演算で論理演算し、前記
コインバータのスイッチング素子の導通タイミングを極
性論理演算部の出力信号によって制御するよう構成した
ことを特徴とする電気車用電力変換装置の過電圧防止回
路。 - 【請求項２】 前記コンバータの入力電流極性が同極性
である場合は該コンバータのスイッチング素子が適当な
導通タイミングでオンオフし、逆極性となった場合は即
時刻コンバータのスイッチング素子を全てオフしてこの
状態を保持する請求項１記載の電気車用電力変換装置の
過電圧防止回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11045697A JP3393034B2 (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 電気車用電力変換装置の過電圧防止回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11045697A JP3393034B2 (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 電気車用電力変換装置の過電圧防止回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10290570A true JPH10290570A (ja) | 1998-10-27 |
| JP3393034B2 JP3393034B2 (ja) | 2003-04-07 |
Family
ID=14536177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11045697A Expired - Fee Related JP3393034B2 (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 電気車用電力変換装置の過電圧防止回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3393034B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020067304A1 (ja) * | 2018-09-27 | 2020-04-02 | 株式会社日立製作所 | 鉄道車両用駆動装置、この艤装方法、当該駆動装置を搭載する鉄道車両、およびこの生産方法 |
-
1997
- 1997-04-11 JP JP11045697A patent/JP3393034B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020067304A1 (ja) * | 2018-09-27 | 2020-04-02 | 株式会社日立製作所 | 鉄道車両用駆動装置、この艤装方法、当該駆動装置を搭載する鉄道車両、およびこの生産方法 |
| JPWO2020067304A1 (ja) * | 2018-09-27 | 2021-05-20 | 株式会社日立製作所 | 鉄道車両用駆動装置、この艤装方法、当該駆動装置を搭載する鉄道車両、およびこの生産方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3393034B2 (ja) | 2003-04-07 |
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Legal Events
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