JPS62160033A - 交流電気車用停電検知装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は交流電気車に係り、特に架線等から供給される
電力の停電を検知する停電検知装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

現在の新幹線電車などの交流電気車に採用されている電
力変換器は、自己消弧能力のないサイリスタやダイオー
ドで構成されている。これらの素子を用いた場合、回路
構成やサイリスタのゲート信号の制御方法を工夫する事
によって、直流電力から交流電力への逆変換すなわち電
力変換器の回生運転を行う事が可能である。しかしなが
ら、このような変換器では、交流側力率が悪いという問
題があった。

ところで、交流側力率の改善を目的として、ゲートター
ンオフサイリスタ　（ＧＴＯサイリスタ）などの自己消
弧素子を用いた電力変換器を、交流電気車に採用しよう
とする動きが、最近活発になっている。

ところで、この電力変換器としてＧＴＯなどを用いた場
合以下の問題が生じる。

電車にとって、パンタグラフと架線の離線による停電と
電車が変電所切換区分を通過する際の停電は避けられな
いものであるが、回生運転中に停電が生じた場合、変圧
器の二次側および一次側に高周波成分が多く含まれてい
る短形波状の電圧が発生する。この電圧によつ、て交流
側に接続されている機器や変圧器自身の破壊や寿命の伏
化など非常に好ましくない結果を引き起こす恐わがあっ
た。

停電時にも変圧器巻線に電圧が生じるのは、電力変換器
が自己消弧素子を用いた自励式変換器であるため交流電
源が切り離されても回住運転動作が、可能で、直流側電
圧値をピーク電圧値とする矩形波状の電圧が電力変換器
の交流側に発生するからである。

このような問題があるため、高力率が得られる自己消弧
素子を用いた電力変換器を交流電車に適用する場合、交
流電源の停電に対する何らかの対策が必要である９ 変圧器二次側に不粟な電圧を停電時に発生させないため
には、停電を検知し、変換器の運転を停止すれば良い。

したがって、交流電源の停電を検知する装置が必要であ
った。

〔発明の目的〕 本発明は上記事情を考慮してなされたもので交流電源の
停電時に各機器の十分な保護を可能にする交流電気車用
停電検知装置の提供を目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するためになされた本発明は、交流電気
車に供給される交流電力の停電を検知する交流電気車用
停電検知装置において、前記交流電力が所定値以下にな
ったことを判定して前記交流電源の所定周期毎に第１の
パルス信号を出力する第１パルス信号出力手段と、この
第１パルス借号出力手段から出力された前記第１の゛パ
ルス信号に応じて前記周期より長いパルス幅を有する第
２のパルス信号を出力する第２パルス信号出力手段を備
え、前記第２のパルス信号を前記交流電力の停電検知信
号とすることを特徴とする交流電気車用停電検知装置で
ある。

〔発明の実施例〕

以下、添付図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な
説明する。

第１図乃至第３図に示す一実施例は、ＧＴＯサイリスタ
等の自己消弧素子等を用いる電力変換器を交流電気車に
供給される電力の停電時に停止させる装置に本発明を適
用したものである。。

本実施例の構成は、交流電気車に供給される交Ａｆｆ力
を架線１に接触するパンタグラフ２と一次巻線５とアー
ス３とで受電する一次側回路と、二次巻線６側には電力
変換器７を接続している変圧ｖ！４と、停電検知装置１
０に該当する部分としては変圧器４の一次巻［５を流れ
る電流値を示す信号Ｉｐを生成する計測用変成器等の電
流検知器ＣＴと、信号Ｉｐと所定のしきい値ＳＬとを比
較して信号ＩＰの絶対値がしきい値ＳＬ以上になった場
合、論理１６号がＩＩ　Ｉ　ＩＩとなるパルス信号Ｐｃ
を交流電圧の半周期毎に出力する第１パルス信号出力手
段であるコンパレータ８と、パルス信号Ｐｃをクロック
入力端子ＣＫに入力しパルス信号Ｐｃが論理″１”Ｌ：
、なった時から定められた期間論理（ｔ　Ｉ　ＩＩであ
るパルス幅を有す停電検知信号であるパルス信号ＰＤを
出力するモノマルチバイブレータ９とこのモノマルチバ
イブレータ９の出力信号を停電検知信号どして電力変換
ｈ＆７の運転を制御する図示せぬ制御装置とからなる。

このうち、コンパレータ８において設定されるしきい値
ＳＬは信号ＩＰがＩＰ＝ＯかＩＰ≠０かを決定する基準
値であるが、しきい値ＳＬをＳＬ←Ｏと設定すると、停
電時に信号Ｉｐに重量するノイズによりコンパレータ８
が誤動作をするおそれがある。そこで第２図（８）に示
すように、しきい値ＳＬは一次巻線５に印加時の交流電
圧により一次巻線に流れる最小の電流すなわち変圧器４
の無負荷時の電流である励磁電流ＩＬが検知可能なレベ
ルに設定される。

またパルス信号ＰＤのパルス幅丁２は第２図（ａ）。

（ｂ）に示される様に交流電圧の半周期Ｔ１より短かい
場合すなわちＴ□＞Ｔ２では、交流電力の停電中以外に
パルス信号ＰＤが論理“０″となるので、交流電圧の半
周期Ｔ工より長くなるようにＴ工＜Ｔ２とする。

上記のように構成された本実施例の作用を以下に説明す
る。

正常時の交流電機車は、架線１よりパンタグラフ２を介
して、停電することなく交流電流を得て。

この交流電流を変圧ｒＩ４の一次巻線５側に流している
。そして、−次巻線を流れる電流値は電流検知器ＣＴに
よって検出され、例えば電流検出器ＣＴによって変圧器
４の無負荷時に励磁電流ＩＬが検出された場合、信号Ｉ
ｐは第２図（ａ）に示され５様に交流電圧の半周期Ｔ１
毎にしきい値ＳＬを越え乙。信号Ｉｐがしきい値を越え
ると第２図（ｂ）に示′される様にコンパレータ８は論
理“１”であるパルス信号Ｐｃを出力する。すなわち、
パルス信号Ｐｃは交流電力が停電することなく供給され
る限り交流電力の半周期Ｔ０毎に出力され続ける。そし
て、′パルス信号Ｐｃにより半周期Ｔ１毎に論理１１１
　ＩＦの信号を入力するモノマルチバイブレータ９は論
理ｒｔ　Ｌ　ｙｙのパルス信号ＰＤを連続して出力する
。したがって電力変換器７は論理ＩＩ　Ｉ　１１のパル
ス信号ＰＤを検知している場合、制御装置によって動作
を継続せしめられる。

次に、供給される交流電力が停電した場合の作用につい
て説明する。

供給電力に停電が発生すると第３図（ａ）に示される様
に信号Ｉｐが停電発生時刻ｔ１において１′０″ゝとな
りしきい値ＳＬ以下となるため、同図（ｂ）に示す様に
コンパレータ８は停電発生時刻ｔ１以後パルス信号Ｐｃ
の出力を停止する。これにより、モノマルチバイブレー
タは同図（ｃ）に示される様に最後にパルス信号Ｐｃを
入力した時点からパルス幅Ｔ２のパルス信号ＰＤを出力
した後はパルス信号Ｐ、の出力を停止する。したがって
、論理１１１　＃のパルス信号ＰＤが入力されなくなっ
た電力変換器７の制御装置は、電力変換器７の運転動作
を停止させる。

以上、説明したように、本実施例によればＧＴ○サイリ
スタ等の自己消弧素子等を用いる電力変換器を備えた交
流電気車において、供給電力の停電時に変圧器の一次側
および二次側に生じる高周波成分を多く含む矩形波状の
高電圧による種々の不具合を解消することができる。ま
た、停電検知信号を用いて電気車の運転台等に停電を表
示させることで、運転士による停電時の特別な処置が可
能となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、交流電気車に供給される電力の停電を
検知して、電力の停電によって不具合の生じる各機器の
動作を停止させることで、各機器の十分な保護を達成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明を適用した一実施例の１成ブロック図、
第２図乃至第３図は同実施例の作用を説明するためのタ
イムチャートである。 １・・・架線、４・・・変圧器、５・・・−次巻線、６
・・・二次巻線、　７・・・電力変換器、８・・・コン
パレータ、９・・・モノマルチバイブレータ１０・・・
停電検知装置。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　竹花喜久男 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 交流電気車に供給される交流電力の停電を検知する交流
   電気車用停電検知装置において、前記交流電力が所定値
   以下になったことを判定して前記交流電源の所定周期毎
   に第１のパルス信号を出力する第１パルス信号出力手段
   と、この第１パルス信号出力手段から出力された前記第
   １のパルス信号に応じて前記周期より長いパルス幅を有
   し、前記交流電力の停電検知信号とする第２のパルス信
   号を出力する第２パルス信号出力手段を備えたことを特
   徴とする交流電気車用停電検知装置。