KR19990040407A - 전기차 제어장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 인버터 1대로 모터 1대를 제어하기 때문에, 1축 공전이 타축 모터전류에 영향을 주지않고, 4개의 구동축 단위의 제어가 아닌 각축 개별제어로써, 유도전동기의 제어를 완전히 살릴 수 있으며, 1대의 인버터 고장시 1인버터 해방이 가능하기 때문에, 용장성이 좋다. 또한, 초기 충전에 사용했던 콘택터 대신에 반도체소자인 GTO싸이리스터를 사용함으로써 기계적 접촉시의 소음을 없앨 수 있고, 유지보수관리도 용이한 DC전용 견인용 인버터장치를 갖춘 전기차 제어장치를 제공한다.
Description
본 발명은 전기차 제어장치에 관한 것으로, 특히 인버터 1대로 모터 1대를 제어하고, 4개 구동축 단위의 제어가 아닌 각축 개별제어이고, 1대의 인버터 고장시 1인버터 해방(Cut Out)이 가능하며, 콘택터 대신에 반도체소자인 GTO싸이리스터를 사용한 DC전용 견인용 인버터장치에 관한 것이다.
종래, 전기차 제어장치는 도 1에 나타낸 바와 같이, 가선으로부터 전력을 공급받는 집전기(1)와, 낙뢰 보호용인 써지어레스터(2), 메인퓨우즈(3), 사고 발생시 기기 및 선로를 보호하기 위하여 신속히 차단하기 위한 자기트립형 고속차단기(4), 초기전류를 제한하여 인버터부(8)의 콘텐서에 충전하기 위한 충전용 저항(5), 인버터부(8)의 콘덴서(10)가 초기 설정치로 충전되면 인버터부(8)로 정상 공급하기 위한 콘택터(6), 가선 전압의 변화로부터 안정한 인버터 동작을 위한 필터 인덕터(7), 스위칭소자를 GTO싸이리스터(16)로 구성한 인버터부(8) 및, 이 인버터부(8)의 출력을 4분압하여 4대의 모터를 구동하도록 구성되어 있다.
또한, 도 2는 도 1의 인버터부(8)를 상세하게 나타낸 것으로, 입력전력을 평활화 하기 위한 콘덴서(10)와, 스위칭소자인 싸이리스터(16) 및, 스위칭시에 GTO싸이리스터(16)를 보호하기 위한 스너버회로(14)로 구성되어 있으며, 상기 GTO싸이리스터(16)가 온(ON)될 경우, 전류의 상승률을 억제하기 위하여 인덕터(15)가 각각의 아암(Arm)마다 GTO싸이리스터(16)와 직렬로 구성되어 있다.
또한, 필터 콘덴서(10)의 전압을 검지하는 전압검출기(13)와, 과전압 발생시 과전압을 방전시키기 위한 싸이리스터(12) 및, 이 과전압을 방전할 때의 방전용 저항으로 구성되어 있다.
따라서, 상기와 같이 구성된 종래 전기차 제어장치는 인버터 1대로 4대의 모터를 제어함으로써, 1축 공전이 타축 모터전류에 영향을 주기 때문에, 제어가 상당히 복잡하게 되고, 4개 구동축 단위의 제어가 되기 때문에, 유도전동기의 제어를 충분히 살릴 수 없다는 문제가 발생한다.
또한, GTO싸이리스터가 온 될 경우, 전류의 상승률을 억제하기 위해 사용한 인덕터(15)는 인버터의 소음의 원인이 된다는 문제도 있다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 인버터 1대로 모터 1대를 제어하게 하여 1축 공전이 타축 모터전류에 영향을 주지 않고, 4개 구동축 단위의 제어가 아닌 각축 개별제어로 유도전동기의 제어를 충분히 살릴 수 있고, 1대의 인버터 고장시 1인버터 해방이 가능하여 용장성이 좋고, 콘택터(6) 대신에 반도체소자 GTO싸이리스터를 사용하여 기계적 접촉시의 소음을 방지하고 유지보수관리가 용이하며, 스위칭소자가 GTO싸이리스터(16)가 아닌 IGBT소자(23)로 구성함으로서 GTO싸이리스터가 온 될 경우, 전류의 상승률을 억제하기 위해 사용한 인덕터를 제거함으로써 무게를 줄이고, 인버터의 소음원인도 제거한 전기차 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 전기차 제어장치를 도시한 계통도,
도 2는 도 1의 실시예의 회로구성중 인버터부의 상세도,
도 3은 본 발명 실시예에 따른 DC전용 견인용 인버터장치를 갖춘 전기차 제어장치의 주회로 계통도,
도 4는 도 3의 실시예의 회로구성중 인버터부의 상세도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 --- 집전기, 2 --- 써지어레스터,
3 --- 메인퓨우즈, 4 --- 자기트립형 고속차단기,
5 --- 충전용 저항, 6,19 --- 콘택터,
7 --- 필터 인덕터, 8,21 --- 인버터부,
9 --- 모터, 10 --- 콘덴서,
11, 22 --- 방전용 저항, 12 --- 싸이리스터,
13 --- 전압검출기, 14 --- 스너버회로,
15 --- 인덕터, 16,20 --- GTO싸이리스터,
17 --- 전압감지기, 18 --- 전류감지기,
23 --- IGBT(스위칭소자), 24 --- 클램프용 콘덴서.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, DC전용 견인용 인버터장치를 갖춘 전기차 제어장치를 구성하기 위한 것으로, 가선으로부터 공급된 전원을 수전하는 집전기(1)와, 낙뢰 보호용인 써지어레스터(2) 및 메인퓨우즈(3), 이 메인퓨우즈(3)와 접속되면서 사고 발생시 기기 및 선로를 보호하기 위하여 신속히 차단하기 위한 자기트립형 고속차단기(4), 초기전류를 제한하여 인버터부(21)의 필터 콘덴서(10)에 충전하기 위한 충전용 저항(5), 가선전압의 변화로부터 안정한 인버터 동작을 위한 필터 인덕터(7), 입력 가선전압을 검지하는 전압검지기(17), 입력전류를 감지하는 전류감지기(18), 상기 인버터부(21) 이상시 인버터를 해방(Cut out) 할 수 있는 콘택터(19) 및, 상기 인버터부(21)의 필터 콘덴서(10)의 충전용의 스위치인 GTO싸이리스터(20)를 구비하여 이루어지고, 상기 인버터부(21)의 스위칭소자가 GTO싸이리스터(16)가 아닌 IGBT소자(23)로 구성되고, 4대의 상기 인버터부(21)가 1세트가 되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 인버터부(21)는 필터 콘덴서(10)의 충전전하를 방전하기 위한 방전용 저항(22)과, 과전압 발생시 과전압을 방전시키기 위한 싸이리스터(12), 이 싸이리스터(12)가 과전압을 방전시킬 경우, 이용되는 방전용 저항(11), 상기 과전압을 검지하는 전압검출기(13), 입력전력을 평활화 하기 위한 필터 콘덴서(10), 스위칭소자인 IGBT(23) 및, 각 아암의 피크전류를 제어하기 위한 클램프용 콘덴서(24)를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
(실시예)
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 DC전용 견인용 인버터장치를 갖춘 전기차 제어장치의 주회로 계통도로, 집전기(1)를 가선으로부터 공급된 전원을 수전할 수 있도록 설치하고, 낙뢰 보호용인 써지어레스터(2)와 메인퓨우즈(3)를 설치하며, 자기트립형 고속차단기(4)는 메인 퓨우즈(3)와 접속되면서 사고 발생시 기기 및 선로를 보호하기 위하여 회로를 고속으로 차단할 수 있도록 설치한다. 또한, 충전용 저항(5)은 초기전류를 제한하여 인버터부(2)의 필터 콘덴서(10)에 충전할 수 있도록 하고, 필터 인덕터(7)는 가선전압의 변화로부터 안정한 인버터 동작을 얻을 수 있도록 설치하며, 전압검지기(17)가 입력 가선전압을 검지할 수 있도록 실시한다. 또한, 콘택터(19)를 인버터부(21) 이상 발생시 인버터를 해방할 수 있도록 설치하고, 인버터부(21)의 필터 콘덴서(10)의 충전용 스위치인 GTO싸이리스터(20)를 설치한다. 또한, 하나의 모터를 구동하고, 4대의 인버터가 1세트가 되도록 구성하며, 인버터부(21)의 스위칭소자가 GTO싸이리스터가 아닌 IGBT소자(23)로 구성되도록 실시한다.
도 4는 도 3 실시예의 회로구성중 인버터부(21)를 상세하게 나타낸 상세도로, 방전용 저항(22)이 필터 콘덴서의 충전전하를 방전하도록 설치하고, 과전압 발생시 과전압을 방전시키기 위한 싸이리스터(12)를 설치하며, 검출기(13)에 의해 과전압을 검지할 수 있도록 실시한다. 과전압 방전시 이용되는 방전용 저항(11)과 입력전력을 평활화 하기 위한 필터 콘덴서(10)를 설치하고, 스위칭소자인 IGBT(23)를 설치하며, 클램프용 콘덴서(24)가 각각의 아암 피크전류를 제어할 수 있도록 실시한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 전기차 제어장치는 인버터 1대로 모터 1대를 제어하기 때문에, 1축 공정이 타축 모터전류에 영향을 주지않고, 4개의 구동축 단위의 제어가 아닌 각축 개별제어로써, 유도전동기의 제어를 완전히 살릴 수 있으며, 1대의 인버터 고장시 1인버터 해방이 가능하기 때문에, 용장성이 좋다.
또한, 초기 충전에 사용했던 콘택터 대신에 반도체소자인 GTO싸이리스터를 사용함으로써 기계적 접촉시의 소음을 없앨 수 있고, 유지보수관리도 용이하게 된다.
또한, 인버터부(21)의 스위칭소자를 GTO싸이리스터가 아닌 IGBT소자(23)를 사용하여 GTO싸이리스터가 온 될 경우, 전류상승률을 억제하기 위해 사용한 인덕터를 제거함으로써 무게를 줄이고, 인덕터의 소음원인도 없애게 된다.
Claims (2)
- 가선으로부터 공급된 전원을 수전하는 집전기(1)와,낙뢰 보호용인 써지어레스터(2) 및 메인퓨우즈(3),상기 메인퓨우즈(3)와 접속되면서 사고 발생시 기기 및 선로를 보호하기 위하여 고속으로 회로를 차단하기 위한 자기트립형 고속차단기(4),초기전류를 제한하여 인버터부(21)의 필터 콘덴서(10)에 충전하기 위한 충전용 저항(5),가선전압의 변화로부터 안정한 인버터 동작을 위한 필터 인덕터(7),입력 가선전압을 검지하는 전압검지기(17),입력전류를 감지하는 전류감지기(18),상기 인버터부(21) 이상시 인버터를 해방할 수 있는 콘택터(19) 및,상기 인버터부(21)의 필터 콘덴서(10)의 충전용 스위치인 GTO싸이리스터(20)를 구비하여 이루어지고,상기 인버터부(21)의 스위칭소자가 GTO싸이리스터(16)가 아닌 IGBT소자(23)로 구성되고, 4대의 상기 인버터부(21)가 1세트가 되도록 구성된 것을 특징으로 전기차 제어장치.
- 제1항에 있어서, 상기 인버터부(21)는 필터 콘덴서(10)의 충전전하를 방전하기 위한 방전용 저항(22)과,과전압 발생시 과전압을 방전시키기 위한 싸이리스터(12),상기 싸이리스터(12)가 과전압을 방전시킬 경우, 이용되는 방전용 저항(11),상기 과전압을 검지하는 전압검출기(13),입력전력을 평활화 하기 위한 필터 콘덴서(10),스위칭소자인 IGBT(23) 및,각 아암의 피크전류를 제어하기 위한 클램프용 콘덴서(24)를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전기차 제어장치.
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| KR1019970060768A KR19990040407A (ko) | 1997-11-18 | 1997-11-18 | 전기차 제어장치 |
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| KR1019970060768A KR19990040407A (ko) | 1997-11-18 | 1997-11-18 | 전기차 제어장치 |
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| KR19990040407A true KR19990040407A (ko) | 1999-06-05 |
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| KR (1) | KR19990040407A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030097105A (ko) * | 2002-06-19 | 2003-12-31 | 현대자동차주식회사 | 전기 차량의 모터 제어 시스템 |
| KR100932972B1 (ko) * | 2008-05-06 | 2009-12-21 | 현대로템 주식회사 | 전동차의 인버터 고장 시 운행 방법 |
-
1997
- 1997-11-18 KR KR1019970060768A patent/KR19990040407A/ko not_active Abandoned
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| KR100932972B1 (ko) * | 2008-05-06 | 2009-12-21 | 현대로템 주식회사 | 전동차의 인버터 고장 시 운행 방법 |
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