KR0182337B1 - 전기차 제어장치 - Google Patents

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Abstract

전기차를 구동하는 복수의 주 전동기와 보조회로를 제어하는 전기차 제어장치. 이 제어장치는 제1의 차단기, 및 직류전력을 받아서 이를 제1의 교류전력으로 변환하여 제1의 주 전동기에 공급하는 제1의 주 전력변환기를 갖춘다. 또한 제어장치는 제2의 차단기와, 직류전력을 받아서 이를 제2의 교류전력으로 변환하여 보조회로에 공급하는 보조 전력변환기를 갖춘다. 또한 제어장치는 직류전력을 받아서 이를 제3의 교류전력으로 변환하여 제2의 주 전동기와 보조회로중의 소정의 것에 각각 공급하는 제2의 주 전력변환기를 갖춘다. 그리고 또한 제어장치는 보조 전력변환기가 정상일 경우에는 제2의 주 변환기가 제2의 주 전동기에 접속되어 제3의 교류전력을 공급하고, 보조 전력변환기가 고장일 경우에는 제2의 주 전력변환기의 입력측이 제2의 차단기에 접속되고 제2의 주 전력변환기의 출력측이 보조회로에 접속되어 제3의 교류전력을 공급하도록 제2의 주 전력변환기를 전환하는 스위칭소자를 갖춘다.

Description

전기차 제어장치
제1도는 본 발명의 제1실시예를 나타내는 전기차 제어장치의 블록도.
제2도는 본 발명의 제2실시예를 나타내는 전기차 제어장치의 블록도.
제3도는 본 발명의 제3실시예를 나타내는 전기차 제어장치의 블록도.
제4도는 본 발명의 제4실시예를 나타내는 전기차 제어장치의 블록도.
제5도는 본 발명의 제5실시예를 나타내는 전기차 제어장치의 블록도.
제6도는 본 발명의 제6실시예를 나타내는 전기차 제어장치의 블록도.
제7도는 종래의 전기차 제어장치의 블록도.
본 발명은 전기차 제어장치에 관한 것이며, 특히 전기차를 구동하는 복수의 전동기와 전기차의 보조회로를 제어하는 전기차 제어장치에 관한 것이다.
그러한 전기차 제어장치의 한가지로서 이후 직류전력을 각각 가변전압 가변주파수(이하 VVVF라 한다) 교류전력으로 변환하여, 이 교류전력을 전기차 구동전동기에 공급하는 복수의 VVVF 전력변환기와, 직류전력을 정전압 정주파수(이하 CVCF라 한다) 교류전력으로 변환하여, 이 교류전력을 전기차의 보조회로에 공급하는 CVCF 전력 변환기로 구성되는 전기차 제어장치에 대해 설명한다.
각각 VVVF 교류전력을 전기차 구동전동기에 공급하는 복수의 VVVF 전력변환기와, CVCF 교류전력을 전기차 보조회로에 공급하는 CVCF 전력변환기가 설치된 전기차의 경우 CVCF 전력변환기가 고장시에는 VVVF 전력변환기의 하나를 제어하여 CVCF 교류전력을 전기차 보조회로에 공급하는 구성으로 되어 있다. 이렇게 하여 전기차 보조회로의 부하인 전동 공기압축기, 배터리 충전기, 냉각용 전동 송풍기 등을 정상 동작시켜서 전기차의 운전을 계속하도록 하고 있다. 이러한 제어장치의 예로서는 일본국 특허공개공보 특개평 3-98401호에 개시된 것이 있다.
상기 특허공개공보 특개평 3-98401호의 제1도에 나타나 있는 회로도에서는 복수의 VVVF 전력변환기(5)의 전단에 차단기(2)가 각각 설치되어 있다. 그러나 현재는 복수의 VVVF 전력변환기와 전원 사이에 공통의 차단기를 설치하는 경우가 많다. 그 이유는 전기차 구동전동기를 개별적으로 제어하기 위하여 복수의 VVVF 전력변환기를 필요로 하기 때문이다. 그러나 특별히 차단기를 개별적으로 설치할 필요는 없다. 또한 차단기는 접점이 있는 기기이기 때문에 보수면에서 보아도 공통의 차단기로 하는 것이 바람직하다. 제7도는 이러한 개념을 바탕으로 하여 구성된 종래의 전기차 제어장치의 블록도이다. 제7도에서 팬터그래프(1)에는 각각 차단기(2a) 및 필터리액터(3a~3d)를 거쳐서 복수의 VVVF 전력변환기(이하 VVVF 인버터라 한다)(5a~5d)의 정 입력단이 접속되어 있다. 그의 부 입력단은 차륜을 통하여 접지되어 있다. 또한 VVVF 인버터(5a~5d)의 정, 부 입력단 사이에는 필터 콘덴서(4)가 각각 접속되어 있다. 그리고 출력단에는 전기차 구동전동기(이하 주 전동기라 한다)(6a~6d)가 접속되어 있다. 이들 VVVF 인버터(5a~5d)중의 소정의 VVVF 인버터(5a~5d)는 CVCF 전력변환기로서도 구동할 수 있도록 제어부(7)에 의해 제어된다. 제어부(7)는 VVVF 인버터(5d)를 구성하는 스위칭소자를 구동하기 위한 인버터제어 공통부(이하 공통부라 한다)(7a)와; 직류전력을 VVVF 교류전력으로 변환하도록 스위칭소자를 동작시키는 구동신호를 생성하는 VVVF 제어부(7b)와; 직류전력을 CVCF 교류전력으로 변환하도록 스위칭소자를 동작시키는 구동신호를 생성하는 CVCF 제어부(7c)와; 전환 스위치(81~83)를 제어하는 전환부(8)로 구성되어 있다.
또한 팬터그래프(1)에는 차단기(2b) 및 필터리액터(3e)를 거쳐서 CVCF 전력변환기(이하 CVCF 인버터라 한다)(9)의 정 입력단이 접속되어 있다. 그의 부 입력단은 차륜을 통하여 접지되어 있다. 또한 CVCF 인버터(9)의 정, 부 입력단 사이에는 필터 콘덴서(4)가 접속되어 있다. 그리고 출력단에는 파형 필터회로(10)를 거쳐서 변압기의 1차측이 접속되어 있다. 변압기(10)의 2차측에는 VVVF 인버터(5a~5d)의 제어회로, 전기차의 저항기(도시하지 않음) 등을 냉각하기 위한 전동 송풍기를 구동하기 위한 회로 등의 전기차 보조회로(14)가 접속되어 있다.
그리고 공통부(7a)가 VVVF 제어부(7b) 및 CVCF 제어부(7c) 사이에는 전환 스위치(81)가, VVVF 인버터(5d)와 주 전동기(6d) 사이에는 전환 스위치(82)가, CVCF 인버터(9)와 파형 필터회로(10) 사이에는 전환 스위치(83)가 각각 설치되어 있다. 이들 전환 스위치(81~83)는 전환부(8)에 의해 제어되어 연동하여 동작한다. 또한 차단기(2b)도 전환부(8)에 의해 제어된다.
이렇게 구성된 전기차 제어장치에서 CVCF 인버터(9)가 고장일 경우에는 전환부(8)가 이를 검출하여 각 전환 스위치(81~83)를 제7도에 나타낸 측(x단자측)과 반대측(y단자측)과 접속하도록 전환한다. 다음에 전환부(8)는 차단기(2b)를 개방한다. 그렇게 되면 CVCF 인버터(9)와 전기차 보조회로(14)의 접속이 끊어진다. 그 대신에 미리 정해진 소정의 VVVF 인버터(5d)와 주 전동기(6d)의 접속이 끊어져서 VVVF 인버터(5d)는 파형 필터회로(10)에 접속된다. 동시에 VVVF 제어부(7b) 대신에 CVCF 제어부(7c)가 전환되어 공통부(7a)에 접속된다. 따라서 VVVF 인버터(5d)가 CVCF 인버터로서 동작하므로, 그 출력이 파형 필터회로(10)를 거쳐서 변압기(11)에 공급된다.
이와 같은 상태에서 VVVF 인버터(5a~5d)에 팬터그래프(1)가 가공전차선(overhead power line)으로부터 분리 될 때 등에 생기는 과전류에 의해 보호동작이 작용하여 차단기(2a)가 개방되는 경우가 있다. 또 운전대로부터 전력 OFF 지령 등의 지령이 출력됐을 경우에도 마찬가지로 차단기(2a)가 개방된다. 그렇게 되면 전기차 보조회로(14)의 전원으로서 동작하고 있는 VVVF 인버터(5d)의 전력 공급도 차단된다. 따라서 전기차 보조회로(14)에 전력을 공급할 수 없는 문제가 있다.
따라서 본 발명의 목적은 보조 전력변환기가 고장시에 주 전동기에 교류전력을 공급하는 주 전력변환기의 상태 여하에 불구하고 전기차 보조회로에 교류전력을 계속해서 공급할 수 있는 전기차 제어장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 이와 같은 목적은 전기차를 구동하는 복수의 주 전동기와 전기차의 보조회로를 제어하는 전기차 제어장치를 제공함으로써 달성된다. 이 제어장치는 제1의 차단기와, 입력측이 제1의 차단기에 접속되고 출력측이 복수의 주 전동기중의 제1의 주 전동기에 접속되어, 제1의 차단기를 거쳐서 직류전력을 받아서 이를 제1의 교류전력으로 변환하여 제1의 주 전동기에 공급하는 제1의 주 전력변환기를 갖추고 있다. 제어장치는 또 제2의 차단기와, 입력측이 제2의 차단기에 접속되고 출력측이 보조회로에 접속되어, 제2의 차단기를 거쳐서 직류전압을 받아서 이를 제2의 교류전력으로 변환하여 보조회로에 공급하는 보조 전력변환기를 갖추고 있다. 제어장치는 또한 입력측이 제1의 차단기와 제2의 차단기중의 소정의 것에 접속되고 출력측이 복수의 주 전동기중의 제2의 주 전동기와 보조회로중의 소정의 것에 접속되어, 제1 및 제2의 차단기중의 소정의 것을 거쳐서 직류전력을 받아서 이를 제3의 교류전력으로 변환하여 제2의 주 전동기와 보조회로중의 소정의 것에 공급하는 제2의 주 전력변환기를 갖추고 있다. 제어장치는 또한 보조 전력변환기가 정상일 경우에는 제2의 주 전력변환기의 출력측이 제2의 주 전동기에 접속되어 제3의 교류전력을 제2의 주 전동기에 공급하고, 보조 전력변환기가 고장일 경우에는 제2의 주 전력변환기의 입력측이 제2의 차단기에 접속되고 제2의 주 전력변환기의 출력측이 보조회로에 접속되어, 제3의 교류전력을 보조회로에 공급하도록 제2의 주 전력변환기를 전환하는 스위칭 소자를 갖추고 있다.
[실시예]
이하에 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 도면중 동일 부분에는 동일 부호를 붙인다.
제1도는 본 발명의 제1실시예를 나타내는 전기차 제어장치의 블록도이다. 팬터그래프(1)에는 차단기(2a)를 거쳐서 각 필터 리액터(3a~3d)와 복수의 VVVF 인버터(5a~5d)의 정 입력단이 접속되고, VVVF 인버터(5a~5d)의 부 입력단은 차륜을 통하여 접지되어 있다. 또한 VVVF 인버터(5a~5d)의 정,부 입력단 사이에는 각 필터 콘덴서(4)가 접속되어 있다. 그리고 VVVF 인버터(5a~5d)의 각 출력단에는 복수의 주 전동기(6a~6d)가 접속되어 있다. 이들 VVVF 인버터(5a~5d)중의 소정의 VVVF 인버터(5a~5d)는 CVCF 인버터로서도 구동할 수 있도록 제어부(7)에 의해 제어된다. 제어부(7)는 VVVF 인버터(5d)를 구성하는 스위칭 소자를 구동하기 위한 공통부(7a)와; 직류전력을 VVVF 교류전력으로 변환하도록 스위칭소자를 동작시키는 구동신호를 생성하는 VVVF 제어부(7b); 직류전력을 CVCF 교류전력으로 변환하도록 스위칭소자를 동작시키는 구동신호를 생성하는 CVCF 제어부(7b); 직류전력을 CVCF 교류전력으로 변환하도록 스위칭소자를 동작시키는 구동신호를 생성하는 CVCF 제어부(7c); 및 전환 스위치(81~83), 스위치(84,85,86)를 제어하는 전환부(8A)로 구성되어 있다.
또 팬터그래프(1)에는 차단기(2b) 및 필터 리액터(3e)를 거쳐서 CVCF 인버터(9)의 정 입력단이 접속되어 있다. 그 부 입력단은 차륜을 통하여 접지되어 있다. 또한 CVCF 인버터(9)의 정, 부 입력단 사이에는 필터 콘덴서(4)가 접속되어 있다. 그리고 그의 출력단에는 파형 필터회로(10)를 거쳐서 변압기(11)의 1차측이 접속되어 있다. 변압기(11)의 2차측에는 VVVF 인버터(5a~5d)의 제어회로, 저항 기등을 냉각하기 위한 전동 송풍기를 구동하기 위한 회로 등의 전기차 보조회로(14)가 접속되어 있다.
그리고 공통부(7a)와 VVVF 제어부(7b) 및 CVCF 제어부(7c) 사이에는 전환 스위치(81)가; VVVF 인버터(5d)와 주 전동기(6d) 및 파형 필터회로(10) 사이에는 전환 스위치(82)가; CVCF인버터(9)의 파형 필터회로(10) 사이에는 전환 스위치(83)가 각각 설치되어 있다. 또한 차단기(2a)와 필터 리액터(3d) 사이에는 스위치(84)가; 차단기(2b)와 필터 리액터(3e) 사이에는 스위치(85)가; 차단기(2b)와 필터 리액터(3d)를 접속하는 스위치(86)가 각각 설치되어 있다. 이들 전환 스위치(81~83)와 스위치(84,85,86)는 전환부(8)에 의해 제어되어 연동하여 동작한다.
다음에는 상술한 바와 같이 구성된 제1실시예의 동작을 설명한다. 평상시는 제1도에 나타낸 바와 같이 전환 스위치(81~83)는 x단자측에 접촉되며, 스위치(84,85)는 다같이 폐로(이하 ON이라 한다)되고, 스위치(86)는 전환부(8)에 의해 개방(이하 OFF라 한다)되어 있다. 따라서 VVVF 인버터(5a~5d)는 각각 팬터그래프(1)로 집전된 직류 전력을 운전지령(도시하지 않음)에 대응한 VVVF 교류전력으로 변환하여 주 전동기(6a~6d)에 공급한다. 또한 CVCF 인버터(9)는 팬터그래프(1)로 집전된 직류전력을 CVCF 교류전력으로 변환하여 전기차 보조회로(14)에 공급한다.
여기서 필터 리액터(3a~3e) 및 필터 콘덴서(4)는 전차선 전압의 리플성분을 저감시킨다. 그와 더불어 VVVF 인버터(5a~5d) 및 CVCF 인버터(9)로부터 발생하는 고주파전류도 각각 저감시킨다. 또한 파형 필터회로(10)는 CVCF 인버터(9)가 출력하는 파형을 정형파로 정형하여 변압기(11)에 공급한다.
다음에 CVCF 인버터(9) 자체 또는 CVCF 인버터(9)를 제어하는 CVCF 제어부(도시하지 않음)의 고장(이하 간단히 CVCF 인버터(9)의 고장이라 한다)에 의해 CVCF 인버터(9)의 출력이 0이 된 경우에 대해 설명한다. 이 때에 변압기(11)의 2차측 전압도 0이 된다. CVCF 인버터(9)가 고장시에는 전환부(8)가 이 고장을 종래와 같은 방법으로 검출하여 각 전환 스위치(81~83)를 제1도에 나타낸 상태(x단자측)와는 반대측(y단자측)으로 전환하여 접속한다. 또 스위치(84,85)를 OFF하고, 스위치(86)를 ON한다.
그렇게 되면 CVCF 인버터(9)는 전환 스위치(83)에 의해 전기차 보조회로와의 접속이 끊어진다. 또한 VVVF 인버터(5d)의 출력단은 전환 스위치(82)에 의해 주 전동기(6d)와의 접속이 끊어지고, 대신에 VVVF 인버터(5d)의 출력단자는 파형 필터회로(10)에 접속된다. 또한 CVCF 인버터(9)는 스위치(85)에 의해 팬터그래프(1)와의 접속이 끊어지고, VVVF 인버터(5d)는 스위치(84)에 의해 차단기(2a)와의 접속이 끊어진다. 다음에 스위치(86)가 ON함으로써 VVVF 인버터(5d)에는 팬터그래프(1)로부터 차단기(2b)를 거쳐서 직류전력이 공급된다. 그리고 전환 스위치(81)에 의해 VVVF 제어부(7b) 대신에 CVCF 제어부(7c)가 공통부(7a)에 전환하여 접속된다. CVCF 제어부(7c)는 직류전력을 CVCF 전력으로 변환하도록 VVVF 인버터(5d)를 구성하는 스위칭소자를 동작시키는 구동신호를 생성하여 공통부(7a)에 출력한다. 공통부(7a)는 이들 구동신호에 의거해서 스위칭소자를 구동시킨다. 따라서 VVVF 인버터(5d)는 CVCF 인버터로서 동작한다. 이렇게 하여 VVVF 인버터(5d)로부터 출력된 CVCF 교류전력이 파형 필터회로(10) 및 변압기(11)를 거쳐서 전기차 보조회로(14)에 공급된다.
또 VVVF 인버터(5d)는 차단기(2b)를 거쳐서 팬터그래프(1)로부터 직류전력을 공급받는다. 따라서 VVVF 인버터(5a~5c)에서 과전류가 발생한다거나 기타의 이유로 인해 차단기(2a)가 개방되는 경우에도 VVVF 인버터(5d)는 전기차 보조회로(14)에 CVCF 교류전력을 계속 공급할 수가 있다.
상술한 바와 같이 제1실시예를 이용하면 CVCF 인버터(9)가 고장시에도 VVVF 인버터(5d)에 대하여 CVCF 전력을 전기차 보조회로(14)에 공급할 수가 있다. 동시에 VVVF 인버터(5d)는 다른 VVVF 인버터(5a~5c)의 동작상태에 의한 영향을 받지 않고 전기차 보조회로(14)에 CVCF 전력을 공급할 수가 있다.
제2도는 본 발명의 제2실시예를 나타낸 전기차 제어장치의 블록도이다. 본 실시예에서는 VVVF 인버터(5a~5c)는 차단기(2a) 및 필터 리액터(3a~3c)를 거쳐서 각각 팬터그래프(1)에 접속되어 있다. VVVF 인버터(5d)와 CVCF 인버터(9)는 차단기(2b) 및 필터 리액터(3d,3e)를 거쳐서 팬터그래프(1)에 접속되어 있다.
따라서 평상시 VVVF 인버터(5a~5c)에는 차단기(2a)를 거쳐서 직류전력이 공급되는 데 비하여, VVVF 인버터(5d)와 CVCF 인버터(9)에는 차단기(2b)를 거쳐서 직류전력이 공급된다. 그리고 CVCF 인버터(9) 자체 또는 CVCF 인버터(9)를 제어하는 제어부가 고장시에는 전환부(8B)는 각 전환 스위치(81~83)를 제2도에 나타낸 상태(x단자측)와는 반대측(y단자측)으로 전환하여 접속한다. 따라서 VVVF 인버터(5d)는 CVCF 인버터로서 동작한다. 이렇게 하여 VVVF 인버터(5d)는 CVCF 인버터로서 동작한다. 이렇게 하여 VVVF 인버터(5d)로부터 출력된 CVCF 교류전력이 파형 필터회로(10) 및 변압기(11)를 거쳐서 전기차 보조회로(14)에 공급된다. 또한 VVVF 인버터(5d)는 차단기(2b)를 거쳐서 팬터그래프(1)로부터 직류전력을 공급받는다. 따라서 다른 VVVF 인버터(5a~5c)에서 과전류가 발생한다거나 기타의 이유로 인해 차단기(2a)가 개방되는 경우에도 VVVF 인버터(5d)는 전기차 보조회로(14)에 CVCF 교류 전력을 계속 공급할 수가 있다.
제3도는 본 발명의 제3실시예를 나타낸 전기차 제어장치의 블록도이다. 본 실시예에서는 VVVF 인버터(15a)는 차단기(2a) 및 필터 리액터(13a)를 거쳐서 팬터그래프(1)에 접속되고, 그 출력단은 복수의 주 전동기(6a~6c)에 병렬로 접속되어 있다. 또한 필터 콘덴서(14a)는 VVVF 인버터(15a)의 정, 부 입력단 사이에 접속되어 있다. 그리고 VVVF 인버터(5d)에는 차단기(2a)와 필터 리액터(3d)를 거쳐서 팬터그래프(1)에 접속되고, 그 출력단은 주 전동기(6d)에 접속되어 있다. 기타의 구성 및 동작은 제1실시예의 경우와 마찬가지이다. 즉 본 실시예는 주 전동기(6a~6c)를 집중제어하는 VVVF 인버터(15a)와 주 전동기(6d)를 개별적으로 제어하는 VVVF 인버터(5d)를 갖춘 장치에 적용되는 것이다. 따라서 본 실시예도 제1실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수가 있다.
제4도는 본 발명의 제4실시예를 나타낸 전기차 제어장치의 블록도이다. 본 실시예에서는 VVVF 인버터(15a)는 차단기(2a)와 필터 리액터(13a)를 거쳐서 팬터그래프(1)에 접속되고, 그의 출력단은 주 전동기(6a~6c)에 병렬로 접속되어 있다. 또한 필터 콘덴서(14a)는 VVVF 인버터(15a)의 정, 부 입력단 사이에 접속되어 있다. 그리고 VVVF 인버터(5d)와 CVCF 인버터(9)는 차단기(2b)와 필터 리액터(3d,3e)를 거쳐서 각각 팬터그래프(1)에 접속되어 있다. 기타의 구성 및 동작은 제2실시예의 경우와 마찬가지이다. 즉 본 실시예는 제3실시예와 마찬가지로 집중제어형 VVVF 인버터(15a)와 개별제어형의 VVVF 인버터(5d)를 갖춘 장치에 적용되는 것이다. 따라서 본 실시예도 제2실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수가 있다.
상술한 제3 및 제4실시예에서는 VVVF 인버터(15a)의 출력단에 3대의 주 전동기(6a~6c)를 접속한 예를 들었다. 그러나 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 2대의 주 전동기(6a,6b)를 VVVF 인버터(15a)의 출력단에 접속하고, 나머지 2대의 주 전동기(6c,6d)를 전환 스위치(82)를 거쳐서 VVVF 인버터(5d)의 출력단에 접속하여도 좋다. 이와 같은 경우에는 2대의 주 전동기(6c,6d)가 VVVF 인버터(5d)의 출력단에 접속되기 때문에 CVCF 인버터(9)가 고장난 경우에는 2대의 주 전동기(6c,6d)가 전환 스위치(82)에 의해 VVVF 인버터(5d)와의 접속이 끊어진다. 따라서 주 전동기(6c)의 접속이 끊어지는 외에는 이들 실시예도 각각 제3 및 제4실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수가 있다.
제5도는 본 발명의 제5실시예를 나타낸 전기차 제어장치의 블록도이다.
본 실시예에서는 제1실시예의 스위치(84,85,86) 대신에 스위치(87,88,89)가 설치된다. 스위치(87,88,89)의 위치가 스위치(84,85,86)와 다른 것 이외는 제1실시예와 마찬가지이다. 즉 스위치(87)는 필터 리액터(3d)와 VVVF 인버터(5d) 사이에, 스위치(88)는 필터 리액터(3e)와 CVCF 인버터(9) 사이에; 스위치(89)는 필터 리액터(3e)와 VVVF 인버터(5d) 사이에 설치되어 있다. 평상시는 제5도에 나타낸 바와 같이 스위치(87,88)가 ON되고, 스위치(89)는 OFF 되어 있다. 그러나 CVCF 인버터(9), 또는 CVCF 인버터(9)를 제어하는 제어부가 고장시에는 제어부(7)의 전환부(8A)에 의해 스위치(87,88)는 OFF되고, 스위치(89)는 ON된다. 따라서 CVCF 인버터(9)가 고장시에는 VVVF 인버터(5d)는 차단기(2b)와 필터 리액터(3e)를 거쳐서 팬터그래프(1)로부터 직류전력의 공급을 받는다. 본 실시예에서는 VVVF 인버터(5a~5d) 및 CVCF 인버터(9)의 필터 콘덴서(4)의 정수를 각각 동일한 값으로 설정한다. 또한 본 실시예에서는 필터 리액터(3d)의 인덕턴스치는 예를 들어 23mH이고, 필터 리액터(3e)의 인덕턴스치는 예를 들어 23~60mH으로서 전기차 보조회로(14)의 부하에 따라 변동한다. 이렇게 하여 CVCF 인버터(9)가 고장시에는 차단기(2b)로 부터 본 VVVF 인버터(5d)측의 필터 정수는 평상시의 CVCF 인버터(9)가 접속되어 있었을 때의 CVCF 인버터(9)측의 필터 정수와 같아진다. 따라서 VVVF 인버터(5d)가 CVCF 교류전력을 전기차 보조회로(14)에 공급하고 있을때의 전차선에 대한 고조파 저감효과를 평상시와 같게 할 수가 있다.
제6도는 본 발명의 제6실시예를 나타낸 전기차 제어장치의 블록도이다.
본 발명에서는 제1실시예의 스위치(84) 대신에 개개의 VVVF 인버터(5a~5d)의 직류 입력단을 개방하는 스위치(84a~84d)가 설치되어 있는 것 이외는 동일하다. 이들 스위치(84a~84d)는 제6도에 나타낸 바와 같이 평상시는 ON이 되어 있다. 만일 VVVF 인버터(5a~5d)중의 어느것이 고장이나 기타의 이유로 인해 동작할 수 없게 되면, VVVF 인버터(5a~5d)중의 고장난 VVVF 인버터를 스위치(84a~84d)중의 그것에 대응하는 스위치를 OFF하여 접속을 끊고, VVVF 인버터(5a~5d)중의 나머지에 의해 정상 동작시킨다. 이와 같은 장치에서는 VVVF 인버터(5d)의 고장시에 그 접속을 끊는 스위치(84d)를 CVCF 인버터(9)의 고장시에 VVVF 인버터(5d)를 차단기(2a)로부터 접속을 끊는 스위치로도 겸용할 수가 있다.
상술한 실시예에서는 VVVF 교류전력을 각각 주 전동기에 공급하는 복수의 VVVF 인버터와 CVCF 교류전력을 전기차 보조회로에 공급하는 CVCF 인버터로 구성된 전기차 제어장치에 본 발명을 적용시켰다.
그러나 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 직류전력을 제1의 교류전력으로 변환하여 각 주 전동기에 공급하는 복수의 주 전력변환기와 직류전력을 제2의 교류전력으로 변환하여 전기차 보조회로에 공급하는 보조 전력변환기로 구성된 전기차 제어장치에도 본 발명을 적용시킬 수가 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 보조 전력변환기가 제2의 교류전력을 전기차 보조회로에 공급할 수 없게 되었을 경우에도, 각 주 전동기에 교류전력을 공급하는 주 전력변환기중의 특정한 것으로부터 다른 주 전력변환기의 동작상태의 여하에 불구하고 안정된 제2의 교류전력을 전기차 보조회로에 계속 공급할 수가 있다.
상기한 기술에 비추어 본 발명의 여러가지 변형과 변화가 가능함을 물론이다. 따라서 첨부한 특허청구의 범위내에서 여기에 특별히 설명한 것 이외에도 본 발명을 실시할 수 있는 것으로 이해하여야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 전기차를 구동하는 복수의 주 전동기와 상기 전기차의 보조회로를 제어하는 전기차 제어장치에 있어서, 제1의 차단기와; 입력측이 상기 제1의 차단기에 접속되고 출력측이 복수의 상기 주 전동기중의 제1의 주 전동기에 접속되어, 상기 제1의 차단기를 거쳐서 직류전력을 받아서, 상기 직류전압을 제1의 교류전력으로 변환하여 상기 제1의 주 전동기에 공급하는 제1의 주 전력변환기와; 제2의 차단기와; 입력측이 상기 제2의 차단기에 접속되고 출력측이 상기 보조회로에 접속되어, 상기 제2의 차단기를 거쳐서 직류전압을 받아서, 상기 직류전압을 제2의 교류전력으로 변환하여 상기 보조회로에 공급하는 보조 전력변환기와; 입력측이 제1의 차단기와 상기 제2의 차단기중의 소정의 것에 접속되고 출력측이 복수의 상기 주 전동기중의 제2의 주 전동기와 상기 보조회로중의 소정의 것에 접속되어, 상기 제1 및 제2의 차단기중의 소정의 것을 거쳐서 상기 직류전력을 받아서, 상기 직류전력을 제3의 교류전력으로 변환하여, 상기 제3의 교류전력을 상기 제2의 주 전동기와 상기 보조회로중의 소정의 것에 각각 공급하는 제2의 주 전력변환기와; 상기 보조 전력변환기가 정상일 경우에는 상기 제2의 주 전력변환기의 출력측이 상기 제2의 주 전동기에 접속되어 상기 제3의 교류전력을 상기 제2의 주 전동기에 공급하고, 상기 보조 전력변환기가 고장일 경우에는 상기 제2의 주 전력변환기의 입력측이 상기 제2의 차단기에 접속되고 상기 제2의 주 전력변환기의 출력측이 상기 보조회로에 접속되어, 상기 제3의 교류전력을 상기 보조회로에 공급하도록 상기 제2의 주 전력변환기를 전환하는 스위칭 수단으로 구성된 전기차 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스위칭수단은 상기 보조 전력변환기가 정상일 경우에는 상기 제2의 주 변환기는 상기 직류전력을 상기 제3의 교류전력으로서의 상기 제1의 교류전력으로 변환하여, 상기 제3의 교류전력으로서의 상기 제1의 교류전력을 상기 제2의 주 전동기에 공급하고, 상기 보조 전력변환기가 고장일 경우에는 상기 제2의 주 변환기는 상기 직류전력을 상기 제3의 교류전력으로서의 상기 제2의 교류전력으로 변환하여, 상기 제3의 교류전력으로서의 상기 제2의 교류전력을 상기 보조회로에 공급하도록 상기 제2의 주 변환기의 2개의 변환모드를 전환하는 전기차 제어장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1의 주 전력변환기는 상기 직류전력을 상기 제1의 교류전력으로서 가변전압 가변주파수 교류전력으로 변환하여, 상기 가변전압 가변주파수 교류전력을 상기 제1의 교류전력으로서 상기 제1의 주 전동기에 공급하는 가변전압 가변주파수 전력변환기이고; 상기 보조 전력변환기는 상기 직류전력을 상기 제2의 교류전력으로서의 정전압 정주파수 교류전력으로 변환하여, 상기 정전압 정주파수 교류전력을 상기 제2의 교류전력으로서 상기 보조회로에 공급하는 정전압 정주파수 전력변환기이고; 상기 정전압 정주파수 전력변환기가 정상일 경우에는 상기 제2의 주 변환기는 상기 직류전력을 상기 제3의 교류전력으로서의 가변전압 가변주파수 교류전력으로 변환하여, 상기 제3의 교류전력으로서의 상기 가변전압 가변 주파수 교류전력을 상기 제2의 주 전동기에 공급하고, 상기 정전압 정주파수 전력변환기가 고장일 경우에는 상기 제2의 주 변환기는 상기 직류전압을 상기 제3의 교류전력으로서의 정전압 정주파수 교류전력으로 변환하여, 상기 제3의 교류전력으로서의 정전압 정주파수 교류전력을 상기 보조회로에 공급하는 전기차 제어장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제2의 주 전력변환기의 상기 2개의 변환모드를 전환하는 제1의 전환 스위치와; 상기 제2의 주 전력변환기의 상기 출력측과 상기 제2의 주 전동기 사이에 설치된 제2의 전환 스위치와; 상기 제2의 주 전동기의 상기 출력측과 상기 보조회로 사이에 설치된 제3의 전환 스위치와; 상기 제1의 차단기와 상기 제2의 주 전력변환기 사이에 설치된 제1의 스위치와; 상기 제2의 차단기와 상기 보조 전력변환기 사이에 설치된 제2의 스위치와; 상기 제2의 차단기와 상기 제2의 주 전력변환기 사이에 설치된 제3의 스위치를 갖춘 전기차 제어장치.
  5. 제4항에 있어서, 전기차 제어장치는 또한 상기 제1의 차단기와 상기 제1의 주 전력변환기 사이에 접속된 제1의 필터 리액터와; 상기 제2의 스위치와 상기 보조 전력변환기 사이에 접속된 제2의 필터 리액터와; 상기 제1의 스위치와 상기 제2의 주 전력변환기 사이에 접속된 제3의 필터 리액터로 구성되며; 상기 제3의 스위치는 상기 제2의 차단기와 상기 제3의 필터 리액터 사이에 설치되어 있는 전기차 제어장치.
  6. 제4항에 있어서, 전기차 제어장치는 또한 상기 제1의 차단기와 상기 제1의 주 전력변환기 사이에 접속된 제1의 필터 리액터와; 상기 제2의 차단기와 상기 제2의 스위치 사이에 접속된 제2의 필터 리액터와; 상기 제1의 차단기와 상기 제1의 스위치 사이에 접속된 제3의 필터 리액터로 구성되며; 상기 제3의 스위치는 상기 제2의 필터 리액터와 상기 제2의 전력변환기 사이에 설치되어 있는 전기차 제어장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제2의 주 전력변환기는 상기 제2의 차단기의 상기 입력단에 접속되어 있는 전기차 제어장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 스위치수단은 상기 제2의 주 전력변환기의 상기 2개의 변환모드를 전환하는 제1의 전환 스위치와; 상기 제2의 주 전력변환기의 상기 출력측과 상기 제2의 주 전동기 사이에 설치된 제2의 전환 스위치와; 상기 제2의 주 전력변환기의 상기 출력측과 상기 보조회로 사이에 설치된 제3의 전환 스위치를 갖춘 전기차 제어장치.
  9. 제2항 또는 제7항에 있어서, 상기 제1의 주 전력변환기는 병렬로 접속된 복수의 주 전력변환기로 구성되고; 상기 제1의 주 전동기는 병렬로 접속된 복수의 상기 주 전동기로 구성되고; 상기 각 주 전력변환기는 상기 제1의 차단기에 접속된 입력측과 상기 주 전동기중의 소정의 하나에 접속된 출력측을 가지며,상기 제1의 차단기를 거쳐서 상기 직류 전력을 받아서, 상기 직류전력을 상기 제1의 교류전력으로 변환하여, 상기 제1의 교류전력을 상기 주 전동기중의 소정의 하나에 각각 공급하는 전기차 제어장치.
  10. 제2항 또는 제7항에 있어서, 상기 제1의 주 전동기는 병렬로 접속된 복수의 상기 주 전동기로 구성되고; 상기 제1의 주 전력변환기는 상기 제1의 차단기에 접속된 상기 입력측과 복수의 상기 주 전동기에 상기 출력측을 가지며, 상기 제1의 차단기를 거쳐서 상기 직류전력을 받아서, 상기 직류전력을 상기 제1의 교류전력으로 변환하여, 상기 제1의 교류전력을 복수의 상기 주 전동기에 공급하는 전기차 제어장치.
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