KR20090059858A - Apparatus of charging and discharging electric power for electric railway vehicle inverter - Google Patents

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KR20090059858A KR1020070126924A KR20070126924A KR20090059858A KR 20090059858 A KR20090059858 A KR 20090059858A KR 1020070126924 A KR1020070126924 A KR 1020070126924A KR 20070126924 A KR20070126924 A KR 20070126924A KR 20090059858 A KR20090059858 A KR 20090059858A
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배창한
장세기
목재균
변윤섭
이강원
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한국철도기술연구원
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Abstract

A charging/discharging apparatus of a railway vehicle inverter is provided to reduce a load and manufacturing cost by reducing the number of resistors and breakers of a propulsion device of a railway vehicle. A filter capacitor(220) supplies a power to an inverter. A charging and regenerative chopper resistor part(200) switches charge of the filter capacitor into a power transistor. The charging and regenerative chopper resistor part includes a first switch(202), a second switch(204), a contactor(212), and a resistor(210). The first switch controls the charge and regenerative power consumption. The second switch is turned on when overvoltage is generated by the regenerative power. The resistor is connected between the first switch and the second switch. The resistor exhausts the overvoltage due to the regenerative power of a traction motor.

Description

도시 철도 차량의 인버터의 충전 및 회생 전력 소모 장치 {Apparatus of charging and discharging electric power for electric railway vehicle inverter}Apparatus of charging and discharging electric power for electric railway vehicle inverter}

본 발명은 도시 철도 차량 추진 인버터의 충전과 소모에 관한 것으로 보다 상세하게는 전력반도체 스위치와 저항기를 사용하여 충전 기능과 회생 쵸퍼, 회생전력에 의한 과전압의 소모를 처리하는 도시 철도 차량의 인버터의 충전 및 회생 전력 소모 장치에 관한 것이다.The present invention relates to charging and dissipation of an urban railway vehicle propulsion inverter, and more particularly, to charging an inverter of an urban railway vehicle that handles a charging function, regenerative chopper, and consumption of overvoltage by regenerative power using a power semiconductor switch and a resistor. And a regenerative power consuming device.

일반적으로 도시 철도 또는 지하철, 전철, 지하철도는 교통을 원활하게 하기 위하여 개설한 철도를 의미하는 것으로 지하나 지상에 위치한다. In general, urban railways, subways, trains, and subway lines mean railways established to facilitate traffic, and are located underground or above ground.

철도는 철 궤도와 철차륜의 마찰을 주행 방식으로 하는 광범위한 운송수단으로, 원칙적으로는 평행한 철제 레일 상을 플런지 등 조향 기능이 부가된 차륜을 이용하여 주행하는 운송수단을 의미하며 우리는 생활 속에서 다양한 철도 교통망을 볼 수 있다.Railroads are a wide range of means of transport that use friction between steel tracks and wheels.In principle, railroads mean transports that run on parallel steel rails using wheels with steering functions such as plunge. You can see a variety of railway transportation networks.

종래의 도시 철도 전동차의 추진장치는 직류단 커패시터 충전을 위한 충전회로와 회생제동으로 인한 직류단 전압상승을 예방하는 저항기를 갖는다.The propulsion device of a conventional urban railway electric vehicle has a charging circuit for charging a DC stage capacitor and a resistor for preventing a DC stage voltage increase due to regenerative braking.

충전회로는 저항기, 주차단기 및 보조차단기로 구성되며 직류단 커패시터의 충전전류값을 제한하기 위해 설치된다.The charging circuit consists of a resistor, a parking circuit breaker and an auxiliary circuit breaker and is installed to limit the charging current value of the DC link capacitor.

회생 제동용 저항기는 견인전동기의 회생제동으로 발생된 전력이 직류단 직류전압을 상승시킬 때 전력반도체 스위치로 온, 오프 동작을 주기적으로 실시하여 직류단 전압을 낮추고 추진장치를 보호한다.The regenerative braking resistor periodically turns on and off the power semiconductor switch when the power generated by regenerative braking of the traction motor raises the DC voltage.

도 1은 종래의 직류 전기 철도 차량의 추진 장치이다.1 is a propulsion apparatus of a conventional DC electric railway vehicle.

도 1에서는 MCB(Main Circuit Breaker), 충전장치부(30), 회생쵸퍼 저항기부(40), 직류단 필터 커패시터(Capacitor)(52), 인버터(54), 견인모터(56)로 구성되는 직류전기 철도 차량의 추진장치를 개략적으로 나타내고 있다.In FIG. 1, a direct current constituted by a main circuit breaker (MCB), a charging device unit 30, a regenerative chopper resistor unit 40, a DC-stage filter capacitor 52, an inverter 54, and a traction motor 56. The propulsion system of an electric railway vehicle is shown schematically.

충전장치부는 충전저항(CHRe)(32), 컨택터(contactor) LS1(34)과 컨택터(contactor) LS2(36)로 구성되고, 회생쵸퍼 저항기부(40)는 정류기(42), 전압강하용 저항(OVRe)(44)과 전압측정기(DCPT)(46)로 구성된다. The charging unit is composed of a charging resistor (CHRe) 32, contactor LS1 (34) and contactor LS2 (36), the regenerative chopper resistor unit 40 is a rectifier (42), voltage drop A resistor (OVRe) 44 and a voltage meter (DCPT) 46.

먼저 충전 시에는 보조 컨택터(contactor) LS2(36)가 투입되어 충전저항(CHRe)(32)을 통하여 직류단 필터 커패시터(Capacitor)(52)를 충전시키고 직류단 필터 커패시터(Capacitor)(42)에 걸리는 양단의 전압이 전원측 직류전압에 70∼90% 정도 되면 보조 컨택터(contactor) LS2(36)는 개방되고 컨택터(contactor) LS1(34)이 투입되어 판토 그래프단 직류전원과 필터 커패시터(Capacitor)(52)가 회로 쪽으로 완전히 연결되며 추진용 인버터(54)는 직류전력을 AC 3상 전력으로 변환시켜 견인모터(56)를 구동시킨다. At the time of charging, an auxiliary contactor LS2 (36) is input to charge the DC filter capacitor (52) through the charging resistor (CHRe) 32, and the DC filter capacitor (42). When the voltage across both ends is about 70 ~ 90% of the DC voltage on the power supply side, the auxiliary contactor LS2 (36) is opened and the contactor LS1 (34) is turned on, and the pantograph stage DC power supply and filter capacitor ( Capacitor 52 is fully connected to the circuit and the propulsion inverter 54 converts DC power into AC three-phase power to drive the traction motor 56.

또한 회생쵸퍼 저항기부(40)는 전압측정기(DCPT)(46)를 통하여 상시 직류단 전압을 감시하고, 회생전력의 공급으로 인하여 기준치 이상으로 상승시에 스위치를 온/오프 제어하여 전압 강하용 저항(OVRe)(44)을 거쳐서 직류전압을 소모시켜서 안정화 시킨다. In addition, the regenerative chopper resistor unit 40 monitors the DC voltage at all times through the voltage measuring unit (DCPT) 46, and controls the switch on / off when the voltage rises above the reference value due to the supply of regenerative power. It is stabilized by consuming DC voltage through OVRe) 44.

도 1과 같은 종래의 직류 전기철도 차량의 추진장치는 직류단 필터 커패시터를 충전하기 위한 충전저항(CHRe)과 직류단 전압 상승시 전압을 낮추는 기능을 하는 전압 강하용 저항(OVRe)을 구비하고 있다.The propulsion device of a conventional DC-electric railway vehicle as shown in FIG. 1 includes a charging resistance CHRe for charging a DC stage filter capacitor and a voltage drop resistor OVRe for lowering a voltage when the DC stage voltage rises. .

또한, 종래의 도시철도 차량 추진 장치는 직류단 커패시터 충전장치부와 회생제동으로 인하여 발생되는 전력을 처리하고 직류단 전압상승을 방지하는 회생쵸퍼 저항기부(40)를 각각 장착하고 있으며, 이들 장치들은 각각의 동작 조건이 상이하기 때문에 한 개의 저항기로 양 쪽 역할을 수행한다. In addition, the conventional urban vehicle propulsion device is equipped with a DC stage capacitor charging unit unit and a regenerative chopper resistor unit 40 for processing power generated by regenerative braking and preventing DC stage voltage rise, respectively. Since each operating condition is different, one resistor performs both roles.

도 2는 종래의 교류 전기 철도 차량의 추진 장치이다.2 is a propulsion device of a conventional AC electric railway vehicle.

도 2에서는 MCB(Main Circuit Breaker), 전원을 공급하는 주변압기, 충전장치부(60), 회생쵸퍼 저항기부(70), 직류단 필터 커패시터(Capacitor)(78), 인버터(80), 견인모터(82)로 구성되는 교류전기 철도 차량의 추진장치를 개략적으로 나타내고 있다.In FIG. 2, a main circuit breaker (MCB), a peripheral voltage supplying power, a charging device unit 60, a regenerative chopper resistor unit 70, a DC-stage filter capacitor 78, an inverter 80, a traction motor The propulsion apparatus of the alternating current electric railway vehicle comprised by 82 is shown schematically.

충전장치부는 충전저항(CHRe)(64), 컨택터(contactor) AK(62)와 컨택터(contactor) K(66)로 구성되고, 회생쵸퍼 저항기부(70)는 도 1과 동일하게 정류기(OVCRf)(72), 전압강하용 저항(OVRe)(74)과 전압측정기(DCPT)(76)로 구성된다.The charging device portion is composed of a charging resistor (CHRe) 64, a contactor (AK) 62 and a contactor (K) 66, the regenerative chopper resistor unit 70 is the same as in FIG. OVCRf) 72, voltage drop resistor (OVRe) 74 and voltage meter (DCPT) 76.

충전시에는 직류단 필터 커패시터(78)의 충전을 위해서 컨택터(contactor) AK(62)가 투입되어 충전저항(CHRe)(64)을 통해 충전전류를 흘려 직류단 필터 커패 시터(78)를 충전시키며 충전이 완료되면 컨택터(contactor) AK(62)는 개방되고 컨택터(contactor) K(66)가 투입된다.During charging, a contactor AK 62 is input to charge the DC filter capacitor 78 to charge the DC filter capacitor 78 by flowing a charging current through the charging resistor CHRe 64. When the charging is completed, the contactor AK 62 is opened and the contactor K 66 is input.

회생초퍼 저항기부(70)는 회생전력으로 인하여 필터 커패시터(78)의 전압이 설정치를 초과한 경우 스위치를 온/오프 제어하여 정류기(OVCRf)(72)가 동작하여 전압강하용 저항(OVRe)(74)을 통해 필터 커패시터(78)를 방전시키도록 동작한다. The regenerative chopper resistor unit 70 controls the switch on / off when the voltage of the filter capacitor 78 exceeds the set value due to the regenerative power to operate the rectifier OVCRf 72 to operate the voltage drop resistor OVRe ( 74 to operate to discharge filter capacitor 78.

도 2와 같은 종래의 교류 전기철도차량의 추진장치는 도 1의 경우와 같이 직류단 필터 커패시터를 충전하기 위한 충전저항(CHRe)과 회생전력으로 인한 과전압 발생으로 인한 직류단 전압상승시 전압을 낮추는 기능을 하는 전압 강하용 저항(OVRe)을 구비하고 있다. The propulsion device of the conventional AC electric vehicle as shown in FIG. 2 lowers the voltage when the DC terminal voltage rises due to the overvoltage generation due to charging resistance (CHRe) and regenerative power for charging the DC stage filter capacitor as in the case of FIG. 1. A voltage drop resistor OVRe functioning as a function is provided.

도 1과 도 2의 경우와 같은 직류/교류 전기 철도 차량의 추진 장치는 적절하게 작동하지만 제작단가가 높으며 하중이 많이 나가는 문제점이 있다. The propulsion device of the DC / AC electric railway vehicle as in the case of Figure 1 and Figure 2 works properly, but there is a problem that the manufacturing cost is high and the load is high.

본 발명은 상술한 문제점을 해결한 것으로, 본 발명의 목적은 직/교류 전기 철도 차량의 추진장치를 회로구성이 간단하고 저항기와 차단기 수를 감소시켜 차량의 제작 단가 및 하중을 감소시키는 도시 철도 차량의 인버터의 충전 및 회생전력 소모 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention solves the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a propulsion device for a direct / AC electric railway vehicle, the circuit configuration is simple and the number of resistors and breakers to reduce the manufacturing cost and load of the vehicle, the urban railway vehicle An object of the present invention is to provide an inverter charging and regenerative power consumption device.

또한, 본 발명의 목적은 직/교류 전기철도 차량의 추진장치를 전력용 트랜지스터로 구성되는 스위치를 이용하여 직류단 필터 커패시터를 충전하고, 모터의 구동으로 발생되는 회생전력에 의한 과전압 생성시에는 저항을 통하여 전압을 낮추어 성능을 향상시키는 도시 철도 차량의 인버터의 충전 및 회생전력 소모 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to charge the DC stage filter capacitor using a switch consisting of a power transistor in the propulsion device of a direct / AC electric vehicle, and to generate resistance when overvoltage is generated by regenerative power generated by driving of the motor. An object of the present invention is to provide a charging and regenerative power consumption device for an inverter of an urban railway vehicle, which improves performance by lowering a voltage.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는 직류를 교류로 변환하여 제공하는 인버터와 상기 인버터로부터 전원을 공급받아 동작하는 견인모터가 있는 전기 철도 차량 추진장치에 있어서 인버터에 연결되어 충 방전하며 상기 인버터에 전원을 공급하는 필터 커패시터와, 필터 커패시터의 충전을 전력용 트랜지스터로 스위칭하여 처리하고 상기 견인모터의 구동으로 발생되는 회생전력으로 인한 과전압 생성시에는 저항을 이용하여 소모시키는 충전 및 회생쵸퍼 저항기부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus of the present invention for achieving the above object is connected to the inverter in the electric rail vehicle propulsion apparatus having an inverter for converting the direct current into an alternating current and a traction motor operated by receiving power from the inverter to charge and discharge the Charging and regenerative chopper resistors that consume power by using a filter capacitor that supplies power to the inverter and the charging of the filter capacitor by switching to a power transistor, and generating an overvoltage due to regenerative power generated by driving the traction motor. It is characterized by including a wealth.

또한, 충전 및 회생쵸퍼 저항기부는 충전과 회생전력 소모를 제어하며 상기 필터 커패시터의 충전시 온되고 충전이 완료되면 오프하는 스위치 1과, 회생전력으로 인한 과전압 생성시 온되어 동작하는 스위치 2와, 필터 커패시터의 충전 완료시 투입되는 컨택터와, 스위치 1, 2사이에 연결되어 상기 견인모터의 회생전력으로 생성되는 과전압을 소모시키는 저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the charging and regenerative chopper resistor unit controls the charging and regenerative power consumption, switch 1 that is turned on when the filter capacitor is charged and turned off when charging is completed, switch 2 that is turned on and operated when generating overvoltage due to regenerative power, and a filter. It is characterized in that it comprises a contactor which is input when the charging of the capacitor is completed, and a resistor connected between the switches 1 and 2 to consume the overvoltage generated by the regenerative power of the traction motor.

또한, 충전 및 회생쵸퍼 저항기부는 전압을 계속 측정 파악하여 충전과 방전 동작을 처리하도록 하는 전압측정기를 포함하며, 충전 및 회생쵸퍼 저항기부는 스위치 1, 2 마다 연결되어 역류를 방지하는 다이오드를 포함한다.In addition, the charging and regenerative chopper resistor unit includes a voltage meter for continuously measuring and grasping the voltage to handle charging and discharging operations, and the charging and regenerative chopper resistor unit includes diodes connected to the switches 1 and 2 to prevent reverse flow.

또한, 스위치 1과 스위치 2는 전력용 전계효과 트랜지스터 또는 사이리스터로 구성되며, 전기 철도차량 추진장치는 직류 및 교류 전기 철도 차량의 추진 장치 에 적용되는 것을 특징으로 한다.In addition, the switch 1 and the switch 2 is composed of a power field effect transistor or thyristor, the electric railway vehicle propulsion device is characterized in that it is applied to the propulsion device of the DC and AC electric railway vehicle.

본 발명에 의한 직/교류 전기철도 차량의 추진장치는 전계효과 트랜지스터나 사이리스터 등의 전력용 트랜지스터로 구성되는 스위치를 이용하여 직류단 필터 커패시터를 충전하고, 모터의 구동으로 발생되는 회생전력에 의한 과전압 생성시에는 저항을 통하여 전압을 낮추는 기능을 처리하며, 추진장치의 회로구성 부품의 수를 줄여 제작 단가와 하중 조건을 개선시키는 효과가 있다.The propulsion device for a direct / AC electric vehicle according to the present invention charges a DC-stage filter capacitor using a switch composed of a power transistor such as a field effect transistor or a thyristor, and overvoltage due to regenerative power generated by driving of a motor. When generating, it handles the function of lowering the voltage through the resistor and reduces the number of circuit components of the propulsion device, thereby improving manufacturing cost and load conditions.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.It should be noted that in the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted.

본 발명은 직류 전기 철도 차량의 추진장치와 교류 전기 철도 차량의 추진장치의 회로구성을 간단하게 구현하고 저항기와 차단기 수를 줄여 제작 단가와 하중을 감소시키는 도시 철도 차량 인버터의 충전 및 회생전력 소모 장치에 관한 것이다.The present invention simply implements the circuit configuration of the propulsion device of the DC electric railway vehicle and the propulsion device of the AC electric railway vehicle, and the charging and regenerative power consumption device of the urban railway vehicle inverter to reduce the production cost and load by reducing the number of resistors and breakers It is about.

도 3은 본 발명에 따른 직류 전기 철도 차량의 추진 장치를 개략적으로 도시하고 있다.3 schematically shows a propulsion apparatus for a direct current electric railroad vehicle according to the present invention.

도 3에서는 전기 스위치로 고전압으로부터 회로를 보호하는 MCB(Main Circuit Breaker), 충전 및 회생쵸퍼 저항기부(200), 직류단 필터 커패시터(Capacitor)(220), 인버터(230), 견인모터(240)로 구성되는 직류 전기 철도 차량 의 추진장치를 개략적으로 나타내고 있다.In FIG. 3, a main circuit breaker (MCB), a charging and regenerative chopper resistor unit 200, a DC-stage filter capacitor 220, an inverter 230, and a traction motor 240 protect a circuit from high voltage with an electric switch. The propulsion system of a DC-electric railway vehicle is shown schematically.

충전 및 회생쵸퍼 저항기부(200)는 전력용 전계 효과 트랜지스터(FET), 사이리스터(thyristor)와 같은 다양한 전력용 소자로 구성될 수 있으며 충전과 회생전력의 소모를 제어하는 스위치 1, 2(202, 204), 스위치 1, 2에 연결되는 다이오드(206, 208), 저항(210), 컨택터 (Contactor) K(212)와 전압측정기(DCPT)(214)로 구성된다.The charging and regenerative chopper resistor unit 200 may be composed of various power elements such as a field effect transistor (FET) and a thyristor for power, and the switches 1 and 2 (202) for controlling the consumption of charging and regenerative power. 204, diodes 206 and 208 connected to switches 1 and 2, a resistor 210, a contactor K 212 and a voltage meter (DCPT) 214.

인버터(230)는 공급되는 직류 전원을 교류로 변환시켜서 견인모터(240)를 구동시켜서 철도 차량을 추진한다.The inverter 230 converts the supplied DC power into AC to drive the traction motor 240 to propel the railway vehicle.

먼저 충전시에 MCB(Main Circuit Breaker)를 통하여 전원이 공급되면 스위치1(202)이 온(On)되고 스위치 2(204)는 오프되며, 저항(210)과 전압측정기(214)를 통하여 직류단 필터 커패시터(220)에 전원이 충전된다.First, when power is supplied through the main circuit breaker (MCB) during charging, the switch 1 202 is turned on and the switch 2 204 is turned off, and the DC terminal is connected through the resistor 210 and the voltage meter 214. Power is charged in the filter capacitor 220.

직류단 필터 커패시터(220)에 충전 전원이 설정치에 이르면 스위치 1(202)은 오프(Off)되고 MCB(Main Circuit Breaker)에서 전원이 공급되면 컨택터 (Contactor) K(212)를 통하여 인버터(230)로 전력이 전송된다.When the charging power reaches the set value of the DC-stage filter capacitor 220, the switch 1 202 is turned off, and when power is supplied from the main circuit breaker (MCB), the inverter 230 is connected to the inverter 230 through the contactor K 212. Power is transferred.

스위치 2(204)는 충전완료 전에는 항상 오프되며 모터(240)의 동작으로 인한 회생전력에 의하여 과전압이 발생되면 스위치 2(204)가 온(On)되고, 저항(210)과 스위치 2(204)를 통하여 과전압을 소모시킨다.Switch 2 204 is always turned off before charging is completed. When overvoltage is generated by regenerative power due to the operation of the motor 240, switch 2 204 is turned on, and the resistor 210 and the switch 2 204 are turned on. Consumes overvoltage through

본 발명의 도 3과 같은 직류 전기 철도 차량의 추진장치는 전력용 트랜지스터로 이루어진 스위치와 저항기를 사용하여 충전저항기와 회생쵸퍼, 저항기의 역할을 수행하는 것으로, 충전 및 회생쵸퍼 저항기부(200)를 종래와 다르게 트랜지스터 로 구성되는 스위치를 이용하여 직류단 필터 커패시터를 충전하고, 견인모터의 구동으로 발생되는 회생전력에 의한 과전압 생성시에는 저항(210)을 통하여 소모시켜 적정하게 전압을 낮추는 기능을 처리하며, 회로구성 부품의 수를 줄이고 제작 단가와 하중을 줄이게 된다.The propulsion apparatus of a DC electric railway vehicle as shown in FIG. 3 of the present invention serves as a charging resistor, a regenerative chopper, and a resistor by using a switch and a resistor made of a power transistor. Unlike the conventional method, a DC switch filter capacitor is charged using a switch composed of transistors, and when the overvoltage is generated by the regenerative power generated by the driving of the traction motor, it is consumed through the resistor 210 to appropriately lower the voltage. This reduces the number of circuit components, reduces manufacturing costs and loads.

도 4는 본 발명에 따른 교류 전기 철도 차량의 추진장치를 개략적으로 도시하고 있다.4 schematically shows a propulsion apparatus for an alternating current electric railway vehicle according to the present invention.

도 4는 고전압으로부터 회로를 보호하는 전기 스위치인 MCB(Main Circuit Breaker), 주변압기, 컨버터(300)를 제외하고는 도 3의 직류 전기 철도 차량의 추진장치와 동일하며 동작 또한 동일하다. 전원은 도 4를 참조하면 주변압기를 통하여 공급된다.4 is the same as the propulsion device of the DC electric railway vehicle of FIG. 3 except for the main circuit breaker (MCB), the peripheral voltage, and the converter 300, which is an electrical switch that protects the circuit from high voltage, and also has the same operation. 4, power is supplied through the peripheral pressure.

충전 및 회생쵸퍼 저항기부(320)는 전계효과 트랜지스터나 사이리스터 등의 전력용 트랜지스터로 구성될 수 있으며 충전과 회생전력의 소모를 제어하는 스위치 1, 2(302, 304), 스위치 1, 2에 연결되는 다이오드(306, 308), 저항(310), 컨택터(Contactor)K(312)와 전압측정기(DCPT)(314)로 구성된다.The charging and regenerative chopper resistor unit 320 may be configured as a power transistor such as a field effect transistor or a thyristor, and is connected to the switches 1 and 2 (302 and 304) and the switches 1 and 2 that control the consumption of charging and regenerative power. Diodes 306 and 308, resistors 310, a contactor K 312 and a voltage meter (DCPT) 314.

인버터(350)는 공급되는 직류 전원을 교류로 변환시켜서 모터(360)를 구동시켜서 철도 차량을 추진한다. The inverter 350 converts the supplied DC power into AC to drive the motor 360 to propel the railroad vehicle.

도 4의 작동도 도 3과 동일하며 충전시에는 컨버터(300)를 통하여 직류 전원이 공급되면 스위치1(302)이 온(On)되고 스위치 2(304)는 오프되며, 저항(310)과 전압측정기(DCPT)(314)를 통하여 직류단 필터 커패시터(340)에 전원이 충전된다.The operation of FIG. 4 is the same as that of FIG. 3, and when the DC power is supplied through the converter 300, the switch 1 302 is turned on and the switch 2 304 is turned off, and the resistor 310 and the voltage are charged. The DC power filter capacitor 340 is charged with power through the measuring device (DCPT) 314.

직류단 필터 커패시터(340)에 충전 전원이 설정치에 이르면 스위치 1(302)은 오프(Off)되고, 스위치 2(304)는 과전압 발생시 까지 오프로 동작되며 주차단기인 컨택터 (Contactor) K(312)가 투입된다. 이때에는 컨택터 (Contactor) K(312)를 통하여 인버터(350)로 전원이 공급된다.When the charging power reaches the set value of the DC-stage filter capacitor 340, the switch 1 302 is turned off, and the switch 2 304 is turned off until an overvoltage occurs, and the contactor K (312), which is a parking terminal, is turned off. ) Is input. At this time, power is supplied to the inverter 350 through the contactor K 312.

한편, 견인모터(360)의 동작으로 인한 회생전력에 의하여 과전압이 발생되면 스위치 2(304)가 온(On)되고, 저항(310)과 스위치 2(304)를 통하여 과전압을 소모시킨다.On the other hand, when the overvoltage is generated by the regenerative power due to the operation of the traction motor 360, the switch 2 304 is turned on, and consumes the overvoltage through the resistor 310 and the switch 2 (304).

본 발명의 도 4와 같은 교류 전기 철도 차량의 추진장치는 충전 및 회생쵸퍼 저항기부(200)를 종래와 다르게 전력용 트랜지스터로 구성되는 스위치를 이용하여 직류단 필터 커패시터를 충전하고, 견인모터의 구동으로 발생되는 회생전력에 의한 과전압 생성시에는 저항(310)을 통하여 전압을 낮추는 기능을 처리하며 회로구성 부품의 수를 줄여 제작 단가와 하중을 줄인다.In the propulsion apparatus of an AC electric railway vehicle as shown in FIG. 4 of the present invention, the charging and regenerative chopper resistor unit 200 charges a DC-stage filter capacitor using a switch composed of a power transistor differently from the prior art, and drives a traction motor. When generating the overvoltage by the regenerative power generated by the process to reduce the voltage through the resistor 310 to reduce the number of circuit components to reduce the manufacturing cost and load.

지금까지 본 발명의 실시 예의 구성 및 동작에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형을 가할 수 있다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 특허 청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.So far, the configuration and operation of the embodiment of the present invention have been described. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the claims but also by the equivalents of the claims.

도 1은 종래의 직류 전기 철도 차량의 추진 장치의 예.1 is an example of a propulsion apparatus for a conventional direct current electric rail vehicle.

도 2는 종래의 교류 전기 철도 차량의 추진 장치의 예.2 is an example of a propulsion apparatus for a conventional AC electric railway vehicle.

도 3은 본 발명에 따른 직류전기 철도 차량의 추진장치.Figure 3 is a propulsion device of a DC electric railway vehicle according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 교류전기 철도 차량의 추진장치.Figure 4 is a propulsion apparatus of the alternating current electric railway vehicle according to the present invention.

<도면의 주요부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>

200, 320 : 충전 및 회생쵸퍼 저항기부200, 320: charging and regenerative chopper resistor unit

220 : 필터 커패시터(Capacitor)220: filter capacitor

230, 350 : 인버터 240, 360 : 모터230, 350: Inverter 240, 360: Motor

202, 204, 302, 304 : 스위치 1, 2 210, 310 : 저항202, 204, 302, 304: switch 1, 2 210, 310: resistance

212, 312 : 컨택터(Contactor) K 212, 312: Contactor K

214, 314 : 전압측정기(DCPT)214, 314: Voltage measuring instrument (DCPT)

Claims (6)

직류를 교류로 변환하여 제공하는 인버터(230, 350)와 상기 인버터로부터 전원을 공급받아 동작하는 견인모터(240, 360)가 있는 전기 철도 차량 추진장치에 있어서,In the electric railway vehicle propulsion device having an inverter (230, 350) for converting the direct current to the alternating current and a traction motor (240, 360) operated by receiving power from the inverter, 상기 인버터에 연결되어 충 방전하며 상기 인버터에 전원을 공급하는 필터 커패시터(220, 320)와;Filter capacitors 220 and 320 connected to the inverter to charge and discharge the inverter; 상기 필터 커패시터의 충전을 전력용 트랜지스터로 스위칭하여 처리하고 상기 견인모터의 구동으로 발생되는 회생전력으로 인한 과전압 생성시에는 저항을 이용하여 소모시키는 충전 및 회생쵸퍼 저항기부(200, 320)를 포함하는 것을 특징으로 하는 도시 철도 차량의 인버터의 충전 및 회생 전력 소모 장치.It includes a charging and regenerative chopper resistor unit (200, 320) to consume by using a resistor in the process of switching the charge of the filter capacitor to a power transistor for processing and generating overvoltage due to the regenerative power generated by the driving of the traction motor. Charging and regenerative power consumption device for an inverter of an urban railway vehicle. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 충전 및 회생쵸퍼 저항기부(200, 320)는The charging and regenerative chopper resistor unit 200, 320 is 충전과 회생전력 소모를 제어하며 상기 필터 커패시터의 충전시 온되고 충전이 완료되면 오프하는 스위치 1(202, 302)과;A switch 1 (202, 302) which controls charging and regenerative power consumption and is turned on when the filter capacitor is charged and turned off when the charging is completed; 회생전력으로 인한 과전압 생성시 온되어 동작하는 스위치 2(204, 304)와;Switches 2 204 and 304 that are turned on and operate upon generation of overvoltage due to regenerative power; 상기 필터 커패시터의 충전 완료시 투입되는 컨택터 (212, 312)와;Contactors (212, 312) input when the charging of the filter capacitor is completed; 상기 스위치 1, 2사이에 연결되어 상기 견인모터의 회생전력으로 생성되는 과전압을 소모시키는 저항(210, 310)을 포함하는 것을 특징으로 하는 도시 철도 차 량의 인버터의 충전 및 회생전력 소모 장치.A device for charging and regenerating power of an inverter of an urban railway vehicle, comprising a resistor (210, 310) connected between the switches 1 and 2 to consume an overvoltage generated by the regenerative power of the traction motor. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 충전 및 회생쵸퍼 저항기부(200, 320)는The charging and regenerative chopper resistor unit 200, 320 is 전압을 계속 측정 파악하여 충전과 방전 동작을 처리하도록 하는 전압측정기(214, 314)를 포함하는 것을 특징으로 하는 도시 철도 차량의 인버터의 충전 및 회생전력 소모 장치.Charging and regenerative power consumption of the inverter of the urban railway vehicle, characterized in that it comprises a voltage meter (214, 314) to continuously measure and grasp the voltage to handle the charging and discharging operation. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 충전 및 회생쵸퍼 저항기부(200, 320)는The charging and regenerative chopper resistor unit 200, 320 is 상기 스위치 1, 2 마다 연결되어 역류를 방지하는 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 도시 철도 차량의 인버터의 충전 및 회생전력 소모 장치.Charging and regenerative power consumption of the inverter of the urban railway vehicle, characterized in that it comprises a diode connected to the switch 1, 2 to prevent the reverse flow. 제 2항 또는 제 4항에 있어서,The method according to claim 2 or 4, 상기 스위치 1과 스위치 2는 전력용 전계효과 트랜지스터 또는 사이리스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 도시 철도 차량의 인버터의 충전 및 회생전력 소모 장치.The switch 1 and the switch 2 is a charging and regenerative power consumption device of the inverter of an urban railway vehicle, characterized in that consisting of a power field effect transistor or a thyristor. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전기 철도차량 추진장치는 직류 및 교류 전기 철도 차량의 추진 장치에 적용되는 것을 특징으로 하는 도시 철도 차량의 인버터의 충전 및 회생전력 소모 장치.The electric railway vehicle propulsion device is a charging and regenerative power consumption device of the inverter of the urban railway vehicle, characterized in that applied to the propulsion device of the DC and AC electric railway vehicle.
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KR101383142B1 (en) * 2012-07-23 2014-04-09 한국철도기술연구원 A mass flywheel energy storage system and parallel operating control method thereof

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