JPS62110537A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
- Publication number
- JPS62110537A JPS62110537A JP60246963A JP24696385A JPS62110537A JP S62110537 A JPS62110537 A JP S62110537A JP 60246963 A JP60246963 A JP 60246963A JP 24696385 A JP24696385 A JP 24696385A JP S62110537 A JPS62110537 A JP S62110537A
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- Japan
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- output
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- power
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は車両に力行電力を供給する為の順変換器と車両
の回生制動による直流回生電力を交流電源に返還する為
の逆変換器で構成される電気鉄道用の電力変換装置に関
するものである。
の回生制動による直流回生電力を交流電源に返還する為
の逆変換器で構成される電気鉄道用の電力変換装置に関
するものである。
第２図、第３図、第４図を用いて従来の電気鉄道用電力
変換装置を説明する。第３図は順変換器と逆変換器の制
御特性図、第２図は電気鉄道用電力変換装置の構成図、
第４図はその制御ブロック図である。第２図において１
，１ａは交流しゃ断器、２は順変換器用変圧器、２ａは
逆変換器用変圧器、３は負荷である車両５ヘ力行電力を
供給する為の順変換器、４は車両５の回生制動による直
流回生電力を交流電［６へ返還する為の逆変換器である
。
変換装置を説明する。第３図は順変換器と逆変換器の制
御特性図、第２図は電気鉄道用電力変換装置の構成図、
第４図はその制御ブロック図である。第２図において１
，１ａは交流しゃ断器、２は順変換器用変圧器、２ａは
逆変換器用変圧器、３は負荷である車両５ヘ力行電力を
供給する為の順変換器、４は車両５の回生制動による直
流回生電力を交流電［６へ返還する為の逆変換器である
。
第３図は第２図の順変換器３と逆変換器４の制御特性を
示したものである。ＮＡ変換器３の特性はカ行電流が流
れると、順変換器用変圧器や、配線のインダクタンスに
よりミ圧降下する特性である。
示したものである。ＮＡ変換器３の特性はカ行電流が流
れると、順変換器用変圧器や、配線のインダクタンスに
よりミ圧降下する特性である。
逆変換器の特性は第３図に示す通ｐＡ；７０−テイング
領域、Ｂ；定電流制御領域、Ｃ；定電圧制御領域、Ｄ；
電流リミッタ制御領域、Ｂ；定電圧制御領域といった制
御特性を持たしている。７ローティング領域とは逆変換
器４の出力電圧を順変換器の出力電圧よυも高くして、
逆変換器４の直流電流がほとんど流れない状態である。
領域、Ｂ；定電流制御領域、Ｃ；定電圧制御領域、Ｄ；
電流リミッタ制御領域、Ｂ；定電圧制御領域といった制
御特性を持たしている。７ローティング領域とは逆変換
器４の出力電圧を順変換器の出力電圧よυも高くして、
逆変換器４の直流電流がほとんど流れない状態である。
定電流制御領域とはフローティング領域から定電圧制御
領域へ移行する準備領域で逆変換器４の電流を一定に保
ち、出力電圧は架線電圧の上昇に応じて上昇して行く。
領域へ移行する準備領域で逆変換器４の電流を一定に保
ち、出力電圧は架線電圧の上昇に応じて上昇して行く。
定電圧制御領域は車両の回生制動により架線電圧が逆変
換器４の電圧設定レベルを越えると、逆変換器４が車両
の回生直流電力を交流電源へ返還しながら架線電圧を定
電圧に保つよう制御する領域である。電流リミット制御
領域とは逆変換器４の定格電流から決まる、ある一定値
に保ち架線電圧の上昇に対しては、逆変換器の電圧も上
昇する領域である。定電圧制御領域とは、逆変換器４が
運転できる最低の余裕角（転流失敗とならない最小の余
裕角）を一定にしながら運転する制御領域である。これ
らの制御特性をブロック図で示したのが第４図である。
換器４の電圧設定レベルを越えると、逆変換器４が車両
の回生直流電力を交流電源へ返還しながら架線電圧を定
電圧に保つよう制御する領域である。電流リミット制御
領域とは逆変換器４の定格電流から決まる、ある一定値
に保ち架線電圧の上昇に対しては、逆変換器の電圧も上
昇する領域である。定電圧制御領域とは、逆変換器４が
運転できる最低の余裕角（転流失敗とならない最小の余
裕角）を一定にしながら運転する制御領域である。これ
らの制御特性をブロック図で示したのが第４図である。
第４図において７は定電流制御時の定電流設定器であり
、直流出力電圧が回生開始電圧設定器８の出力を入力と
するレベル検出器９の出力が回生開始電圧より低い時は
バイアス設定器１０にバイアスが加えられ定電流制御回
路１１の出力は飽和し、この時逆変換器４は制御進み角
１ｍａｘ運転状態になる。次に架線電圧が回生開始電圧
設定器８の設定値より高くなるとバイアス設定器１０の
バイアスは無くなり定電流設定器で決まった電流に定電
流制御される。この状態からさらに架線電圧が上昇して
いくと定電流にする為に定電流制御回路１１は逆変換器
４の直流出力電圧を上げる方向に動作する。この時定電
圧制御回路１２は逆変換器４の電圧設定器１３の電圧よ
り低い為逆変換器４の直流出力電圧を上げる方向に働き
飽和領域になる。直流出力電圧が回生開始電圧設定器８
の設定値（回生開始電圧）から、逆変換器電圧設定器１
３の設定電圧の間は定電流制御回路１１の出力の方が定
電圧制御回路１２の出力より直流出力電圧を下げる方向
に６シ位相進み優先回路１４で定電流制御が優先される
様になっている。架線電圧が逆変換器４の電圧設定器の
設定電圧近くになると定電圧制御回路１２の出力も逆変
換器４の直流出力電圧を下げる値となり定電圧制御回路
１２の出力が位相進み優先回路１４で選択される様にな
っている。定電圧制御により逆変換器４０回生電流がど
んどん増加し電流ＩＪ ミッタ１５の設定値より高くな
ると電流リミッタ制御回路１６により電流を制限するよ
うに動作し逆変換器の出力電圧は定電圧制御回路１２の
設定電圧より高くなる。この領域をリミット領域として
いる。
、直流出力電圧が回生開始電圧設定器８の出力を入力と
するレベル検出器９の出力が回生開始電圧より低い時は
バイアス設定器１０にバイアスが加えられ定電流制御回
路１１の出力は飽和し、この時逆変換器４は制御進み角
１ｍａｘ運転状態になる。次に架線電圧が回生開始電圧
設定器８の設定値より高くなるとバイアス設定器１０の
バイアスは無くなり定電流設定器で決まった電流に定電
流制御される。この状態からさらに架線電圧が上昇して
いくと定電流にする為に定電流制御回路１１は逆変換器
４の直流出力電圧を上げる方向に動作する。この時定電
圧制御回路１２は逆変換器４の電圧設定器１３の電圧よ
り低い為逆変換器４の直流出力電圧を上げる方向に働き
飽和領域になる。直流出力電圧が回生開始電圧設定器８
の設定値（回生開始電圧）から、逆変換器電圧設定器１
３の設定電圧の間は定電流制御回路１１の出力の方が定
電圧制御回路１２の出力より直流出力電圧を下げる方向
に６シ位相進み優先回路１４で定電流制御が優先される
様になっている。架線電圧が逆変換器４の電圧設定器の
設定電圧近くになると定電圧制御回路１２の出力も逆変
換器４の直流出力電圧を下げる値となり定電圧制御回路
１２の出力が位相進み優先回路１４で選択される様にな
っている。定電圧制御により逆変換器４０回生電流がど
んどん増加し電流ＩＪ ミッタ１５の設定値より高くな
ると電流リミッタ制御回路１６により電流を制限するよ
うに動作し逆変換器の出力電圧は定電圧制御回路１２の
設定電圧より高くなる。この領域をリミット領域として
いる。
定余裕角制御回路［７は、限界余裕角を維持するのに必
要な位相進み角βを求める回路である。電流リミッタ制
御回路１６の出力と定電圧制御回路１２の出力は位相遅
れ優先回路１８で選択され、位相進め優先回路に入力さ
れる。位相進め優先回路１４では前述した定電流制御回
路１１、定余裕角制御回路１７と位相遅れ優先回路１８
の出力のうち進め優先の回路１４を優先し位相制御回路
１９０入力となシバルスア／プ２０を動作させる。係る
従来の電力変換装置においては以下に述べる欠点を有し
７ている。前述した逆変換器４の動作は負荷である車両
の連行状態により回生制動を行なった場合でもカ行軍が
多くあると逆変換器４の回生開始電圧進達しなかったり
、あるいは回生制動により逆変換器４０回回生開始電圧
以下ても、即に回生開始電圧以下になったシして逆変換
器４０制御状態からは制御進め角βｍａｘ と定電流
制御の間をひんばんに＜ｂ返す事もある。定電流制御状
態においては強制的に数十Ａ〜数百人の電流を流す為逆
変換器４のアーム逆電圧はアームを構成するサイリスタ
等の素子がターンオフするに十分な逆電圧区間が確保さ
れるがβｍａｘ固定位相で運転しかつその時力行負荷が
増大すると逆変換器４としては電流断続運転状態となシ
逆変換器４のアーム逆電圧区間は極端に短かくなシ、さ
らにアーム逆電圧は通常若干の振動波形となる為に前述
の短い逆電圧区間は更に短かくなってしまう事もある。
要な位相進み角βを求める回路である。電流リミッタ制
御回路１６の出力と定電圧制御回路１２の出力は位相遅
れ優先回路１８で選択され、位相進め優先回路に入力さ
れる。位相進め優先回路１４では前述した定電流制御回
路１１、定余裕角制御回路１７と位相遅れ優先回路１８
の出力のうち進め優先の回路１４を優先し位相制御回路
１９０入力となシバルスア／プ２０を動作させる。係る
従来の電力変換装置においては以下に述べる欠点を有し
７ている。前述した逆変換器４の動作は負荷である車両
の連行状態により回生制動を行なった場合でもカ行軍が
多くあると逆変換器４の回生開始電圧進達しなかったり
、あるいは回生制動により逆変換器４０回回生開始電圧
以下ても、即に回生開始電圧以下になったシして逆変換
器４０制御状態からは制御進め角βｍａｘ と定電流
制御の間をひんばんに＜ｂ返す事もある。定電流制御状
態においては強制的に数十Ａ〜数百人の電流を流す為逆
変換器４のアーム逆電圧はアームを構成するサイリスタ
等の素子がターンオフするに十分な逆電圧区間が確保さ
れるがβｍａｘ固定位相で運転しかつその時力行負荷が
増大すると逆変換器４としては電流断続運転状態となシ
逆変換器４のアーム逆電圧区間は極端に短かくなシ、さ
らにアーム逆電圧は通常若干の振動波形となる為に前述
の短い逆電圧区間は更に短かくなってしまう事もある。
この為これを構成する素子のターンオフタイム以下とな
るケースがおる。
るケースがおる。
このような状態で素子にＪ＠電圧が印加されると、素子
はブレークオーバし破損したりする場合がある。又、ア
ームを構成する素子が全て前述した原因により破損する
とアーム短絡等を起しシステムダウンになるケースもあ
る。
はブレークオーバし破損したりする場合がある。又、ア
ームを構成する素子が全て前述した原因により破損する
とアーム短絡等を起しシステムダウンになるケースもあ
る。
本発明は以上述べた従来技術の欠点を除去し、逆変換器
がβｍａｘ固定位相から定電流制御に至る迄の間も転流
失敗等を起こさず安定な運転を維持できる電力変換装置
を提供することを目的とする〔発明の概要〕 ′ 本発明は架線電圧が回生開始電圧より低い領域において
は一担逆変換器の出力電圧を並列接続され九顆変換器の
出力電圧より上げて負荷電流を“０”にしてゲートブロ
ックする様にしたものである。
がβｍａｘ固定位相から定電流制御に至る迄の間も転流
失敗等を起こさず安定な運転を維持できる電力変換装置
を提供することを目的とする〔発明の概要〕 ′ 本発明は架線電圧が回生開始電圧より低い領域において
は一担逆変換器の出力電圧を並列接続され九顆変換器の
出力電圧より上げて負荷電流を“０”にしてゲートブロ
ックする様にしたものである。
本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。
第１図において第３図と同一機能の構成は同一符号を付
けて説明を省略する。第１図において２１は逆変換器４
の出力電圧を並列接続しだ順変換器３の出力電圧より上
げる為に位相を可変する位相シフト回路、２２は負荷電
流を検出するレベル検出器、詔はアンド回路である。
けて説明を省略する。第１図において２１は逆変換器４
の出力電圧を並列接続しだ順変換器３の出力電圧より上
げる為に位相を可変する位相シフト回路、２２は負荷電
流を検出するレベル検出器、詔はアンド回路である。
第１図において、２１は回生開始電圧設定器８の出力を
入力とするレベル検出器９の出方にょシ回生開始電圧以
下となった時に逆変換器４の出方電圧を順変換器３の出
力電圧よ）高くする様に位相を可変する位相シフト回路
であり、この出方を位。 相制御回路１９に入力する。
入力とするレベル検出器９の出方にょシ回生開始電圧以
下となった時に逆変換器４の出方電圧を順変換器３の出
力電圧よ）高くする様に位相を可変する位相シフト回路
であり、この出方を位。 相制御回路１９に入力する。
この動作により回生開始電圧以下、つまシ定電流制御領
域以下のβｍａｘ固定位相状態では逆変換器４の出方電
流をｌ□、とするものでありレベル検出４認はこの動作
により逆変換器４の出力電流が’Ｏｎとなった事を確認
するレベル検出器である。アンド回路田は前述したレベ
ル検出器の出力信号と位相シフト回路２１の入力信号を
入力とするアンド回路である。即ち逆変換器４が定電流
制御状態からβｍａｘ固定位相に変った事と出力電流が
““０” Ｋなった事を条件とするアンド回路でこの出
力によってパルアンプ２ｏの出力信号をロックする、ゲ
ートブロック信号を発生するものである。
域以下のβｍａｘ固定位相状態では逆変換器４の出方電
流をｌ□、とするものでありレベル検出４認はこの動作
により逆変換器４の出力電流が’Ｏｎとなった事を確認
するレベル検出器である。アンド回路田は前述したレベ
ル検出器の出力信号と位相シフト回路２１の入力信号を
入力とするアンド回路である。即ち逆変換器４が定電流
制御状態からβｍａｘ固定位相に変った事と出力電流が
““０” Ｋなった事を条件とするアンド回路でこの出
力によってパルアンプ２ｏの出力信号をロックする、ゲ
ートブロック信号を発生するものである。
本発明によれば逆変換器がβｍａｘ固定位相から定電流
制御に至る迄の間の電流断続状態において、転流失敗等
を起さず安定な運転を継続出来る逆変換器を備えた電力
変換装置を提供できる。
制御に至る迄の間の電流断続状態において、転流失敗等
を起さず安定な運転を継続出来る逆変換器を備えた電力
変換装置を提供できる。
第１図は本発明の一実施例を示す制御ブロック図、第２
図は電気鉄道用心力変換装置の構成図、第３図は順変換
器と逆変換器の制御特性図、第４図は従来の実施例を示
す制御ブロック図である。 １．１ａ−Ｌや断器 ２・・順変換器用変圧器２
ａ 逆変換器用変圧器 ３ 順変換器４・・逆変換器
５ 車両 ６・・交流電源 ７ 定電流設定器８ 回生開
始電圧設定器 ９ ・レベル検出器１０・バイアス設定
器 １１ 定電流制御回路１２・・・定電圧制御回
路 １３−逆変換器電圧設定器１４ 位相進み優先
回路 １５電流リミツタ１６・電流リミッタ制御回路 １７ 定電圧制御回路 １８ 位相遅れ優先回路１
９・位相制御回路 ２０ パルスアンプ２１
位相シフト回路 ２２ レベル検出４詔・・アンド
回路 Ａ 山フローティング領域Ｂ・・・定電流
制御領域 Ｃ・・・定電圧制御領域Ｄ・・・電流ＩＪ
ミッタ制御領域 Ｂ・・・定電圧制御領域
図は電気鉄道用心力変換装置の構成図、第３図は順変換
器と逆変換器の制御特性図、第４図は従来の実施例を示
す制御ブロック図である。 １．１ａ−Ｌや断器 ２・・順変換器用変圧器２
ａ 逆変換器用変圧器 ３ 順変換器４・・逆変換器
５ 車両 ６・・交流電源 ７ 定電流設定器８ 回生開
始電圧設定器 ９ ・レベル検出器１０・バイアス設定
器 １１ 定電流制御回路１２・・・定電圧制御回
路 １３−逆変換器電圧設定器１４ 位相進み優先
回路 １５電流リミツタ１６・電流リミッタ制御回路 １７ 定電圧制御回路 １８ 位相遅れ優先回路１
９・位相制御回路 ２０ パルスアンプ２１
位相シフト回路 ２２ レベル検出４詔・・アンド
回路 Ａ 山フローティング領域Ｂ・・・定電流
制御領域 Ｃ・・・定電圧制御領域Ｄ・・・電流ＩＪ
ミッタ制御領域 Ｂ・・・定電圧制御領域
Claims (1)
- 負荷である車両に力行電力を供給する為の順変換器と前
記負荷の直流回生電力を交流電源へ返還する為に、前記
負荷である車両の回生制動により上昇した架線電圧によ
り制御進み角βｍａｘ固定位相のフローティング状態か
ら定電流制御を経て、定電圧制御を行なう逆変換器で構
成される電力変換装置において、前記逆変換器が定電流
制御から回生を行なう所定の電圧以下になった時、前記
逆変換器の点弧位相を順変換器の出力電圧より高くなる
様に移行させ、負荷電流が“０”である事を条件にゲー
トブロックする様にした事を特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60246963A JPS62110537A (ja) | 1985-11-06 | 1985-11-06 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60246963A JPS62110537A (ja) | 1985-11-06 | 1985-11-06 | 電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62110537A true JPS62110537A (ja) | 1987-05-21 |
Family
ID=17156325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60246963A Pending JPS62110537A (ja) | 1985-11-06 | 1985-11-06 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62110537A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011079454A (ja) * | 2009-10-08 | 2011-04-21 | Toshiba Corp | 電気鉄道用電力システム |
| CN104786873A (zh) * | 2015-03-25 | 2015-07-22 | 西南交通大学 | 一种基于锁相环的电压重构方法 |
-
1985
- 1985-11-06 JP JP60246963A patent/JPS62110537A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011079454A (ja) * | 2009-10-08 | 2011-04-21 | Toshiba Corp | 電気鉄道用電力システム |
| CN104786873A (zh) * | 2015-03-25 | 2015-07-22 | 西南交通大学 | 一种基于锁相环的电压重构方法 |
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