JPS63186568A - 交直変換器の直流部充電回路 - Google Patents
交直変換器の直流部充電回路Info
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- JPS63186568A JPS63186568A JP62014192A JP1419287A JPS63186568A JP S63186568 A JPS63186568 A JP S63186568A JP 62014192 A JP62014192 A JP 62014192A JP 1419287 A JP1419287 A JP 1419287A JP S63186568 A JPS63186568 A JP S63186568A
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 101100424159 Mus musculus Vars1 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Rectifiers (AREA)
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- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明はＧＴＯサイリスタなどの自己消弧形高速スイッ
チング素子を用いてＰＷＭ （パルス幅変調制御）を行
なう交直変換器と、この直流側出力に接続された直流交
流変換器とにより電動機を運転するシステムにおける。
チング素子を用いてＰＷＭ （パルス幅変調制御）を行
なう交直変換器と、この直流側出力に接続された直流交
流変換器とにより電動機を運転するシステムにおける。
直流回路部に接続されるコンデンサの充電回路に関する
ものである。
ものである。
（従来の技術）
近年、ＧＴ○サイリスタなどの電力用高速スイッチング
素子の発達により、パルス幅変調制御を用いて交流側の
力率が良い交直変換器が用いられるようになってきてお
り、これと合わせて同様にパルス幅変調制御の直流交流
変換器をこれに接続して交流電動機の可変速制御を行な
うシステムが用いられている。
素子の発達により、パルス幅変調制御を用いて交流側の
力率が良い交直変換器が用いられるようになってきてお
り、これと合わせて同様にパルス幅変調制御の直流交流
変換器をこれに接続して交流電動機の可変速制御を行な
うシステムが用いられている。
単相交流電力を入力する交流電気車においてもこのよう
なシステムを用いることができるが、第５図はその回路
例を示したものである。第５図において、交流電力は集
電器ＰＡＮにより入力され、変圧器ＭＴを介してＧＴＯ
サイリスタＴ１〜Ｔ４およびダイオードＤ１〜Ｄ４によ
り構成される交直変換器に入力される。この交直変換器
は、電圧検出器ＶＤＩにより交流電圧と電流検出器ＣＴ
Ｉによる交流電流、さらに電圧検出器ＶＤ２による直流
電圧を入力として、制御回路Ｃ０ＮＴ １により直流電
圧が一定値となるように制御される。また、直流回路部
分にはコンデンサＣ１が接続され、さらにＧＴＯサイリ
スタＴｌｌ〜Ｔ１６およびＤｌｌ〜ＤＩＳから成る直流
交流変換器が接続されて、この交流出力により誘導電動
機ＩＭが運転される。
なシステムを用いることができるが、第５図はその回路
例を示したものである。第５図において、交流電力は集
電器ＰＡＮにより入力され、変圧器ＭＴを介してＧＴＯ
サイリスタＴ１〜Ｔ４およびダイオードＤ１〜Ｄ４によ
り構成される交直変換器に入力される。この交直変換器
は、電圧検出器ＶＤＩにより交流電圧と電流検出器ＣＴ
Ｉによる交流電流、さらに電圧検出器ＶＤ２による直流
電圧を入力として、制御回路Ｃ０ＮＴ １により直流電
圧が一定値となるように制御される。また、直流回路部
分にはコンデンサＣ１が接続され、さらにＧＴＯサイリ
スタＴｌｌ〜Ｔ１６およびＤｌｌ〜ＤＩＳから成る直流
交流変換器が接続されて、この交流出力により誘導電動
機ＩＭが運転される。
ところで、このシステムは第５図からもわかるように、
直流回路部分にコンデンサＣ１があり。
直流回路部分にコンデンサＣ１があり。
通常このコンデンサＣ１の容量は脈動電流を吸収するた
めかなり大きい値に選ばれている。従って、このシステ
ムを最初に起動させる時、交流側にあるスイッチＶＣＢ
を投入すると、変圧器１を介してリアクトルＬ１、ダイ
オードＤｉ、Ｄ４またはＤ２、Ｄ３を通ってコンデンサ
ｃ１が急激に充電され、これらの回路に瞬間的に大電流
つまり突入電流が流れることになる。特に、変換器ＭＴ
に関しては、瞬間ではあるが二次巻線短絡と同じような
状態で大電流が流れ１巻線に大きなストレスがかかると
いう問題がある。又、もう一つの問題として、交流電気
車特有の事項として、地上より電力を供給する架線に供
給する交流電力の位相を切換える地点で、必ず短い時間
の電力中断が生じる０例えば、電気車が駆動中にこのよ
うな電力中断が生じると、誘導電動機工におよび直流交
流変換器は動作を継続して電力を消費するにもかかわら
ず、入力側からは電力の供給がないため、コンデンサＣ
１の電荷は放電し直流電圧が低下する。そして、このよ
うな状態で電源が再印加すると、先に述べた起動時と同
様に、ダイオードＤｉ、Ｄ４またはＤ２、Ｄ３を通して
コンデンサＣ１が急速に充電されるため、突入電流が流
れることになる。
めかなり大きい値に選ばれている。従って、このシステ
ムを最初に起動させる時、交流側にあるスイッチＶＣＢ
を投入すると、変圧器１を介してリアクトルＬ１、ダイ
オードＤｉ、Ｄ４またはＤ２、Ｄ３を通ってコンデンサ
ｃ１が急激に充電され、これらの回路に瞬間的に大電流
つまり突入電流が流れることになる。特に、変換器ＭＴ
に関しては、瞬間ではあるが二次巻線短絡と同じような
状態で大電流が流れ１巻線に大きなストレスがかかると
いう問題がある。又、もう一つの問題として、交流電気
車特有の事項として、地上より電力を供給する架線に供
給する交流電力の位相を切換える地点で、必ず短い時間
の電力中断が生じる０例えば、電気車が駆動中にこのよ
うな電力中断が生じると、誘導電動機工におよび直流交
流変換器は動作を継続して電力を消費するにもかかわら
ず、入力側からは電力の供給がないため、コンデンサＣ
１の電荷は放電し直流電圧が低下する。そして、このよ
うな状態で電源が再印加すると、先に述べた起動時と同
様に、ダイオードＤｉ、Ｄ４またはＤ２、Ｄ３を通して
コンデンサＣ１が急速に充電されるため、突入電流が流
れることになる。
（発明が解決しようとする問題点）
以上のように、従来のシステムにおいては、システムの
起動時ならびに電力中断による直流電圧低下時に電源が
印加されると、コンデンサへ過大な突入電流が流れてシ
ステムを構成する変圧器やダイオード等に損傷を与えた
り、あるいは予め設けられた過電流検出回路が不必要に
動作したりするという問題があった。
起動時ならびに電力中断による直流電圧低下時に電源が
印加されると、コンデンサへ過大な突入電流が流れてシ
ステムを構成する変圧器やダイオード等に損傷を与えた
り、あるいは予め設けられた過電流検出回路が不必要に
動作したりするという問題があった。
本発明は上述のような開運を解決するために成されたも
ので、その目的はシステムの起動時ならびに電力中断に
よる直流電圧低下時におけるｌ！源印加に伴うコンデン
サへの過大な突入電流の発生を確実に防止することが可
能な交直変換器の直流部充電回路を提供することにある
。
ので、その目的はシステムの起動時ならびに電力中断に
よる直流電圧低下時におけるｌ！源印加に伴うコンデン
サへの過大な突入電流の発生を確実に防止することが可
能な交直変換器の直流部充電回路を提供することにある
。
（問題点を解決するための手段）
自己消弧形半導体スイッチング素子とダイオードとを逆
並列接続した単位回路をブリッジ接続して構成される交
直変換器の直流回路部に大容量のコンデンサを備えたも
のに、Ｗｉａ池から得た直流電力を交流に変換する直流
交流変換器と、この直流交流変換器により変圧器を介し
て入力した交流電力を直流電力に変換し前記コンデンサ
を充電する整流器と、前記コンデンサに流れる充電電流
を制限する抵抗器とを設ける。
並列接続した単位回路をブリッジ接続して構成される交
直変換器の直流回路部に大容量のコンデンサを備えたも
のに、Ｗｉａ池から得た直流電力を交流に変換する直流
交流変換器と、この直流交流変換器により変圧器を介し
て入力した交流電力を直流電力に変換し前記コンデンサ
を充電する整流器と、前記コンデンサに流れる充電電流
を制限する抵抗器とを設ける。
（作用）
直流交流変換器は蓄電池から得た直流電力を交流に変換
し、整流器はこの交流電力を変圧器を介して入力し直流
電力に整流し抵抗器を介して交直変換器の直流回路部に
設けられたコンデンサを充電する。抵抗器はコンデンサ
に流れる電流を制限する。
し、整流器はこの交流電力を変圧器を介して入力し直流
電力に整流し抵抗器を介して交直変換器の直流回路部に
設けられたコンデンサを充電する。抵抗器はコンデンサ
に流れる電流を制限する。
（実施例）
まず、本発明の考え方について述べる。
本発明は、交流電源からダイオード回路を介して直流回
路コンデンサに充電する回路を持つパルス幅変調制御方
式交直変換器の直流回路部分のコンデンサに、別電源か
ら電源を充電する充電回路を付加すると共に、この充電
回路の充電電流に制限値を与えて充電回路の容量が必要
以上に大きくならないようにしたものである。
路コンデンサに充電する回路を持つパルス幅変調制御方
式交直変換器の直流回路部分のコンデンサに、別電源か
ら電源を充電する充電回路を付加すると共に、この充電
回路の充電電流に制限値を与えて充電回路の容量が必要
以上に大きくならないようにしたものである。
本発明に基づく一実施例の交直変換器の直流部充電回路
について説明する。第１図は交直変換器の直流部充電回
路を用いた電気車の主回路構成図を示す。
について説明する。第１図は交直変換器の直流部充電回
路を用いた電気車の主回路構成図を示す。
第１図は、本発明による交直変換器の直流部充電回路を
備えたシステムの全体構成例を示すものであり、第１図
において前述した第５図と同一部分には同一符号を付し
て示している。
備えたシステムの全体構成例を示すものであり、第１図
において前述した第５図と同一部分には同一符号を付し
て示している。
第１図において、 ＰＡＮは集電器、ＶＣＢは交流電力
を開閉するスイッチ、 ＭＴは変圧器を示している。
を開閉するスイッチ、 ＭＴは変圧器を示している。
変圧器ＭＴの二次巻線には、交流リアクトルＬ１を介し
てＧＴＯサイリスタＴ１〜Ｔ４およびダイオードＤ１〜
Ｄ４からなる交直変換器Ｃ０ＮＶを接続している。そし
て、この交直変換器Ｃ０ＮＶの直流出力側にはコンデン
サＣ１を接続し、直流部にはＧＴ○サイリスタＴｌｌ〜
Ｔ１６およびダイオードＤｌｌ〜Ｄ１６からなる直流交
流変換器ＩＮＶを接続して、誘導電動機工Ｍを駆動する
ようにしている。また、ＶＤｌは上記変圧器１の二次巻
線電圧を検出する電圧検出器、ＣＴＩは同じくその電流
を検出する電流検出器、ＶＯ２は上記直流回路部の直流
電圧を検出する電圧検出器であり、これらからの検出信
号を取込んで、制御回路Ｃ０ＮＴ １は、交直変換器Ｃ
０ＮＶおよび直流交流変換器ＩＮＶを制御するようにし
ている。
てＧＴＯサイリスタＴ１〜Ｔ４およびダイオードＤ１〜
Ｄ４からなる交直変換器Ｃ０ＮＶを接続している。そし
て、この交直変換器Ｃ０ＮＶの直流出力側にはコンデン
サＣ１を接続し、直流部にはＧＴ○サイリスタＴｌｌ〜
Ｔ１６およびダイオードＤｌｌ〜Ｄ１６からなる直流交
流変換器ＩＮＶを接続して、誘導電動機工Ｍを駆動する
ようにしている。また、ＶＤｌは上記変圧器１の二次巻
線電圧を検出する電圧検出器、ＣＴＩは同じくその電流
を検出する電流検出器、ＶＯ２は上記直流回路部の直流
電圧を検出する電圧検出器であり、これらからの検出信
号を取込んで、制御回路Ｃ０ＮＴ １は、交直変換器Ｃ
０ＮＶおよび直流交流変換器ＩＮＶを制御するようにし
ている。
一方、ダイオードＬｉｔ０２２ ＴＤ２３及びＤｏで構
成される整流器ＲＦ一方の端子をコンデンサＣ１に接続
し、この整流器ＲＦ他方の端子に変圧器Ｔｏを接続する
。さらに、この変圧器Ｔｏの他方の端子に電流を制限す
る抵抗器ＲＯを介して補助インバータ回路ＡＩＮＶが接
続する。この補助インバータ回路ＡＩＮＶはダイオード
ｏａ１１０３２ ＋０３３１０３４及びトランジスタＴ
Ｒ１゜ＴＲ，、ＴＲ３、ＴＲ，により構成される。この
補助インバータ回路ＡＩＮＶには、接触器Ｋを介して蓄
電池ＢＡＴが接続する６また、蓄電池ＢＡＴには車両の
他の負荷ＬＯＡＤが接続する６制御回路Ｃ０ＮＴ ２は
補助インバータ回路ＡＩＮＶを制御して、補助インバー
タ回路ＡＩＮＶの出力側に所定の電力を発生させる。こ
の充電回路によるコンデンサＣ１の充電電圧値は主回路
が動作する際の直流電圧値より低い値に設定されている
。したがって、充電回路は主回路の直流電圧値が低下し
たときのみ動作しコンデンサｃ１を充電する。
成される整流器ＲＦ一方の端子をコンデンサＣ１に接続
し、この整流器ＲＦ他方の端子に変圧器Ｔｏを接続する
。さらに、この変圧器Ｔｏの他方の端子に電流を制限す
る抵抗器ＲＯを介して補助インバータ回路ＡＩＮＶが接
続する。この補助インバータ回路ＡＩＮＶはダイオード
ｏａ１１０３２ ＋０３３１０３４及びトランジスタＴ
Ｒ１゜ＴＲ，、ＴＲ３、ＴＲ，により構成される。この
補助インバータ回路ＡＩＮＶには、接触器Ｋを介して蓄
電池ＢＡＴが接続する６また、蓄電池ＢＡＴには車両の
他の負荷ＬＯＡＤが接続する６制御回路Ｃ０ＮＴ ２は
補助インバータ回路ＡＩＮＶを制御して、補助インバー
タ回路ＡＩＮＶの出力側に所定の電力を発生させる。こ
の充電回路によるコンデンサＣ１の充電電圧値は主回路
が動作する際の直流電圧値より低い値に設定されている
。したがって、充電回路は主回路の直流電圧値が低下し
たときのみ動作しコンデンサｃ１を充電する。
次に、上述の構成による充電回路の作用について説明す
る。
る。
補助インバータ回路ＡＩＮＶは蓄電池ＢＡＴより直流電
力を入力し、制御回路Ｃ０ＮＴ ２の制御により、一定
周波数の交流電力を抵抗器ＲＯを介して主変圧器ＴＤに
供給する。主変圧器ＴＤにより変換された交流電力は整
流回路ＲＦにより所定の直流電力に変換されコンデンサ
Ｃ１に出力される。Ｕ流口路ＲＦの出力する直流電圧値
は主回路の動作時の交直変換器Ｃ０ＮＶの出力である直
流電圧値より低い値である。
力を入力し、制御回路Ｃ０ＮＴ ２の制御により、一定
周波数の交流電力を抵抗器ＲＯを介して主変圧器ＴＤに
供給する。主変圧器ＴＤにより変換された交流電力は整
流回路ＲＦにより所定の直流電力に変換されコンデンサ
Ｃ１に出力される。Ｕ流口路ＲＦの出力する直流電圧値
は主回路の動作時の交直変換器Ｃ０ＮＶの出力である直
流電圧値より低い値である。
従って、電器車の起動時、あるいは電力中断時にコンデ
ンサＣ１の電圧が低下した際、すなわち整流回路ＲＦの
出力電圧値より低下した際にはコンデンサＣ１は充電回
路の作用により整流回路ＲＦの出力電圧値まで充電され
る。
ンサＣ１の電圧が低下した際、すなわち整流回路ＲＦの
出力電圧値より低下した際にはコンデンサＣ１は充電回
路の作用により整流回路ＲＦの出力電圧値まで充電され
る。
従って、システムの起動時ならびに電力中断による直流
電圧低下時における電源印加による、直流回路部に設け
られたコンデンサＣ１への過大な突入電流の発生を確実
に防止することができる。
電圧低下時における電源印加による、直流回路部に設け
られたコンデンサＣ１への過大な突入電流の発生を確実
に防止することができる。
これにより、システムを構成する変圧器１、ダイオード
Ｄ１〜Ｄ４等の半導体素子を必要以上に強・化しなくて
も良くなる。また、突入電流が存在すると、回路の異常
による過電流との判別がつき難いために故障検出回路の
構成が難しくなるが、本実施例ではこれらの要因も除去
することができる。
Ｄ１〜Ｄ４等の半導体素子を必要以上に強・化しなくて
も良くなる。また、突入電流が存在すると、回路の異常
による過電流との判別がつき難いために故障検出回路の
構成が難しくなるが、本実施例ではこれらの要因も除去
することができる。
さらに、充電回路の電圧は直流回路部のコンデンサＣ１
に見合った電圧が必要なため高くとる必要があるが、本
実施例では充電手段からの出力電流の大きさを電流制限
手段により一定値に制限するようにしているので、充電
回路全体の容量を低減することができるばかりでなく、
蓄電池ＢＡＴの容量をも不必要に大きくしなくて済み、
システム全体の構成に対して生じる効果は大きいもので
ある。
に見合った電圧が必要なため高くとる必要があるが、本
実施例では充電手段からの出力電流の大きさを電流制限
手段により一定値に制限するようにしているので、充電
回路全体の容量を低減することができるばかりでなく、
蓄電池ＢＡＴの容量をも不必要に大きくしなくて済み、
システム全体の構成に対して生じる効果は大きいもので
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。本
発明に基づく他の実施例の充電回路の構成図を第２図、
第３図、第４図に示す。
発明に基づく他の実施例の充電回路の構成図を第２図、
第３図、第４図に示す。
第３図に示される充電回路は電流制限を行う抵抗器ＲＯ
を補助インバータ回路ＡＩＮＶの六方側に設けたもので
ある。
を補助インバータ回路ＡＩＮＶの六方側に設けたもので
ある。
第３図に示される充電回路は抵抗器ＲＯを変圧器ＴＯの
二次側巻線すなわち、整流回路ＲＦと変圧器ＴＯとの間
に設けたものである。
二次側巻線すなわち、整流回路ＲＦと変圧器ＴＯとの間
に設けたものである。
第４図に示される充電回路は抵抗器ＲＯを整流回路ＲＦ
の出力側、すなわち整流回路ＲＦとコンデンサＣ１との
間に設けたものである。
の出力側、すなわち整流回路ＲＦとコンデンサＣ１との
間に設けたものである。
上述の実施例においても、抵抗器ＲＯによって充電電流
の制限を行うことができる。
の制限を行うことができる。
以上説明したように本発明によれば、交直変換器の起動
時ならびに電力中断による直流電圧低下時における電源
印加に伴うコンデンサへの過大な突入電流の発生を確実
に防止することが可能な極めて信頼性の高い交直変換器
の直流部充電回路を提供することができる。
時ならびに電力中断による直流電圧低下時における電源
印加に伴うコンデンサへの過大な突入電流の発生を確実
に防止することが可能な極めて信頼性の高い交直変換器
の直流部充電回路を提供することができる。
第１図は本発明に基づく交直変換器の直流部充電回路の
一実施例を示す回路図、第２図、第３図、第４図は本発
明に基づく直流部充電回路の他の実施例を示す回路図、
第５図は従来の交直変換器を備えた電気車の主回路の構
成図を示す。 Ｃ０ＮＶ・・・ＰＷＭコンバータ回路 ＡＩＮＶ・・・補助インバータ回路 Ｔｏ・・・変圧器 ＲＦ・・・整流回路 ＲＯ・・・充電抵抗器 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 三俣弘文
一実施例を示す回路図、第２図、第３図、第４図は本発
明に基づく直流部充電回路の他の実施例を示す回路図、
第５図は従来の交直変換器を備えた電気車の主回路の構
成図を示す。 Ｃ０ＮＶ・・・ＰＷＭコンバータ回路 ＡＩＮＶ・・・補助インバータ回路 Ｔｏ・・・変圧器 ＲＦ・・・整流回路 ＲＯ・・・充電抵抗器 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 三俣弘文
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 自己消弧形半導体スイッチング素子とダイオードとを逆
並列接続した単位回路をブリッジ接続して構成される交
直変換器と、 この交直変換器の直流回路部に設けられたコンデンサと
、 蓄電池からの直流電力を交流に変換する直流交流変換と
、 この直流交流変換器により変圧器を介して入力した交流
電力を直流電力に変換し前記コンデンサを充電する整流
器と、 前記コンデンサに流れる充電電流を制限する抵抗器と を有する交直変換器の直流部充電回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62014192A JPS63186568A (ja) | 1987-01-26 | 1987-01-26 | 交直変換器の直流部充電回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62014192A JPS63186568A (ja) | 1987-01-26 | 1987-01-26 | 交直変換器の直流部充電回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63186568A true JPS63186568A (ja) | 1988-08-02 |
Family
ID=11854262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62014192A Pending JPS63186568A (ja) | 1987-01-26 | 1987-01-26 | 交直変換器の直流部充電回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63186568A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1067666A2 (de) * | 1999-07-05 | 2001-01-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltungsanordnung |
| JP2009095080A (ja) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Toshiba Corp | 交流電車の補助電源装置 |
| CN107196490A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-09-22 | 中车青岛四方车辆研究所有限公司 | 电源电路、轨道车辆空调及电源电路的控制方法 |
-
1987
- 1987-01-26 JP JP62014192A patent/JPS63186568A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1067666A2 (de) * | 1999-07-05 | 2001-01-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltungsanordnung |
| EP1067666A3 (de) * | 1999-07-05 | 2003-07-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltungsanordnung |
| JP2009095080A (ja) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Toshiba Corp | 交流電車の補助電源装置 |
| CN107196490A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-09-22 | 中车青岛四方车辆研究所有限公司 | 电源电路、轨道车辆空调及电源电路的控制方法 |
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