JP2005117797A - Railway vehicle drive controller - Google Patents
Railway vehicle drive controller Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005117797A JP2005117797A JP2003349560A JP2003349560A JP2005117797A JP 2005117797 A JP2005117797 A JP 2005117797A JP 2003349560 A JP2003349560 A JP 2003349560A JP 2003349560 A JP2003349560 A JP 2003349560A JP 2005117797 A JP2005117797 A JP 2005117797A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- power
- permanent magnet
- power converter
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
本発明は、永久磁石電動機を駆動源とする鉄道車両の駆動を制御するための鉄道車両駆動制御装置に関するものである。 The present invention relates to a railway vehicle drive control device for controlling the driving of a railway vehicle using a permanent magnet motor as a drive source.
図5に、従来の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す。この従来の鉄道車両駆動制御装置は、鉄道車両を駆動する電動機として回転子に永久磁石を有する永久磁石電動機を適用したシステムである。鉄道車両を駆動する永久磁石電動機2には、電力変換装置1からU相電流Iu、V相電流Iv、W相電流Iwの3相交流電力が供給される。またこのとき、永久磁石電動機2の各端子には線間電圧Vuv、Vvw、Vwuが印加される。
FIG. 5 shows a configuration of a conventional railway vehicle drive control device. This conventional railway vehicle drive control device is a system in which a permanent magnet motor having a permanent magnet in a rotor is applied as an electric motor for driving a railway vehicle. The
電力変換装置1は、スイッチング素子13U〜13Zを内蔵しており、この6個のスイッチング素子を任意にオン・オフ動作させることによって、直流電圧を任意の電圧と任意の周波数の3相交流電圧に変換する機能を有している。このような電力変換装置は一般にインバータと呼ばれる。この電力変換装置1の電源である直流電圧は、架線8から集電器7を経て供給される。
The
直流回路遮断器6は、電力変換装置1を起動する場合に投入(オン)され、架線8と電力変換装置1とを接続するとともに、電力変換装置1の過電流や過電圧の保護を検出した場合に開放(オフ)して、架線8から電力変換装置1に流れ込む電流を遮断するためのものである。フィルタリアクトル11とフィルタコンデンサ12は、電力変換装置1に入力される直流電圧を安定させる作用を持つ。直流回路接触器34は、電力変換装置1が故障した場合に電力変換装置1の電源である架線8と電力変換装置1との間の回路を開放して、故障した電力変換装置1に架線8から電流が流れ込むことを防止するためのものである。交流回路接触器35は、電力変換装置1が故障した場合に永久磁石電動機2と電力変換装置1との間の3相交流回路を開放するためのものである。
The
制御部14は、直流回路遮断器6の投入と開放を行う直流回路遮断器投入信号と、直流回路接触器34の投入と開放を行う直流回路接触器投入信号と、交流回路接触器35の投入と開放を行う交流回路接触器投入信号を出力する。継電器B22は、直流回路遮断器6の駆動操作コイル16に電源を供給する制御回路であり、継電器D40は、直流回路接触器34の駆動操作コイル36に電源を供給する制御回路、継電器E41は、交流回路接触器35の駆動操作コイル37に電源を供給する制御回路である。これらの各駆動操作コイル16,36,37の励磁・非励磁により操作機構18,38,39を介して接触器6,34,35が開閉される。
The
ところで、鉄道車両の場合、電力変換装置が故障しても故障が発生した場所で停車したままでいることは他の列車の運転を妨げることになるので、最寄りの駅まで又は修理を行う車庫まで故障した列車を回送できる必要がある。 By the way, in the case of a railway vehicle, even if the power conversion device breaks down, staying at the place where the failure occurred will hinder the operation of other trains, so it will be up to the nearest station or the garage where repairs are performed It must be possible to route a failed train.
本システムの駆動装置では、鉄道車両を駆動する電動機として永久磁石電動機を適用している。永久磁石電動機は、従来の誘導電動機と比較して電動機の効率が向上するという長所を有している反面、永久磁石電動機が回転していると永久磁石の磁束によって永久磁石電動機の端子に誘起電圧が発生する。 In the drive device of this system, a permanent magnet motor is applied as an electric motor for driving a railway vehicle. Permanent magnet motors have the advantage that the efficiency of the motor is improved compared to conventional induction motors. On the other hand, when the permanent magnet motor is rotating, the induced voltage is applied to the terminals of the permanent magnet motor by the magnetic flux of the permanent magnet. Will occur.
制御装置の電力変換装置が内蔵しているスイッチング素子が短絡モードで破損すると、永久磁石電動機の端子が短絡されて閉回路が構成されることになる。このため、永久磁石電動機が回転すると誘起電圧によって永久磁石電動機から故障した電力変換装置に電流が流れ込み、電力変換装置の損傷をさらに拡大してしまう。またこのとき、永久磁石と電力変換装置との間の閉回路に流れる電流のために永久磁石電動機にブレーキ力が発生する。よって、列車を回送することができなくなる。 When the switching element incorporated in the power converter of the control device is damaged in the short circuit mode, the terminals of the permanent magnet motor are short-circuited to form a closed circuit. For this reason, if a permanent magnet motor rotates, an electric current will flow into a power converter which failed from a permanent magnet motor by an induced voltage, and damage to a power converter will be further expanded. At this time, a braking force is generated in the permanent magnet motor due to the current flowing in the closed circuit between the permanent magnet and the power converter. Therefore, the train cannot be forwarded.
このため、例えば、交流出力電流監視手段により交流出力電流に異常を検出し、又は直流電圧監視手段によりフィルタコンデンサ12に対する直流電圧に異常を検出する等により電力変換装置1が故障したことを保護機能が検出した場合に永久磁石電動機2と電力変換装置1との間の回路を開放するために交流回路接触器35を設けている。この交流回路接触器35は、鉄道車両を駆動する電動機として従来の誘導電動機に代えて永久磁石電動機を適用する場合には、従来の誘導電動機用の車両の制御装置に対して追加が必須になる部品である。つまり、車両の駆動電動機に永久磁石電動機を適用したシステムにおいては、電力変換装置1が故障した場合には、故障した電力変換装置1を電源から切り離すために架線8と電力変換装置1との間の回路(直流側回路)を直流回路接触器34によって開放し、かつ、故障した電力変換装置1と永久磁石電動機2の間の回路(3相交流側回路)を交流回路接触器35によって開放する必要がある。
For this reason, for example, an abnormality is detected in the AC output current by the AC output current monitoring means, or a failure is detected in the
ところが、図5に示したような構成の従来の鉄道車両駆動用永久磁石電動機駆動装置では、電力変換装置の直流側の回路の投入と開放を行う直流回路接触器と、電力変換装置と永久磁石電動機の間の3相交流回路の投入と開放を行う交流回路接触器とを別々の接触器で構成し、それぞれ適当な場所に設置していた。このために、次のような課題があった。 However, in the conventional permanent magnet motor driving apparatus for driving a railway vehicle having the configuration as shown in FIG. 5, a DC circuit contactor for turning on and off the circuit on the DC side of the power converter, the power converter and the permanent magnet The AC circuit contactor for turning on and off the three-phase AC circuit between the motors was constituted by separate contactors, and each was installed at an appropriate place. For this reason, there were the following problems.
1)電力変換装置が故障した場合に、電力変換装置の直流側の回路の開放と、電力変換装置と永久磁石電動機との間の3相交流回路の開放とを同時に行うことができない。つまり、直流回路接触器と交流回路接触器を個別に開放動作させる必要がある。そのため、タイミングを合わせて同時に開放動作させようとしても、接触器の駆動をコイル励磁により行っているため、ミリセコンドオーダーで動作タイミングを一致させることは困難である。 1) When the power conversion device fails, it is impossible to simultaneously open the circuit on the DC side of the power conversion device and open the three-phase AC circuit between the power conversion device and the permanent magnet motor. That is, it is necessary to open the DC circuit contactor and the AC circuit contactor individually. For this reason, even if it is attempted to perform the opening operation at the same time, it is difficult to match the operation timing in the millisecond order because the contactor is driven by coil excitation.
2)電力変換制御装置に収納される接触器の数が増加して、部品数が多くなる。 2) The number of contactors housed in the power conversion control device increases and the number of parts increases.
3)接触器の駆動操作コイルに電源を供給する制御回路として、直流回路接触器の駆動操作コイルに電源を供給する制御回路と交流回路接触器の駆動操作コイルに電源を供給する制御回路との2系統必要になる。 3) As a control circuit for supplying power to the drive operation coil of the contactor, a control circuit for supplying power to the drive operation coil of the DC circuit contactor and a control circuit for supplying power to the drive operation coil of the AC circuit contactor Two systems are required.
さらに、車両駆動装置は車両の床下などの限られた空間に搭載できなくてはならないためそれが大型化することは避けなければならないが、上述したように電力変換制御装置に収納する部品数が増加することにより、車両駆動装置が大型化し、また重量も増加してしまう。 Furthermore, since the vehicle drive device must be able to be mounted in a limited space such as under the floor of the vehicle, it is necessary to avoid an increase in the size of the vehicle drive device. However, as described above, the number of components stored in the power conversion control device is small. The increase increases the size of the vehicle drive device and increases the weight.
電気自動車において、インバータの直流側回路と交流側回路を同時に開閉するスイッチ手段を設けた技術に関しては、特開平9−46811号公報(特許文献1)に記載されている。しかしながら、この技術は電気自動車に関連するものであって、故障した永久磁石電動機だけを電力変換装置から切り離し、健全な残りの永久磁石電動機を駆動して所定の場所まで回送運転する特殊な技術的要請がある鉄道車両に関連するものではない。
本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、電力変換装置の保護のために電力変換装置から永久磁石電動機を切り離す動作と直流電源から電力変換装置を切り離す動作とを1つの制御回路で同時に行えるようにして、部品点数の削減と装置の小型化が図れる鉄道車両駆動制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a conventional technical problem, and for protecting the power converter, the operation of disconnecting the permanent magnet motor from the power converter and the operation of disconnecting the power converter from the DC power source are performed. It is an object of the present invention to provide a railway vehicle drive control device that can be performed simultaneously by a single control circuit and can reduce the number of parts and the size of the device.
本発明はまた、鉄道車両の複数台の永久磁石電動機それぞれを駆動する電力変換装置の1台に対して保護が働いた状態では、該当する電力変換装置だけを永久磁石電動機から切り離すことによって回送時に永久磁石電動機の誘起電圧により停止している電力変換装置が損傷を受けないように保護しながら当該鉄道車両を必要な場所まで回送できる鉄道車両駆動制御装置を提供することを目的とする。 In the present invention, in a state where protection is applied to one of the power converters that drive each of the plurality of permanent magnet motors of the railway vehicle, only the corresponding power converter is separated from the permanent magnet motor at the time of forwarding. It is an object of the present invention to provide a railway vehicle drive control device capable of forwarding the railway vehicle to a necessary place while protecting the power conversion device stopped by the induced voltage of the permanent magnet motor from being damaged.
請求項1の発明の鉄道車両駆動制御装置は、直流電源の直流電圧を任意の電圧と任意の周波数の交流電圧に変換して、車両を駆動する永久磁石電動機に交流電力を供給する電力変換装置と、前記電力変換装置と直流電源との間の回路を投入・開放するための直流回路接触子と、前記電力変換装置と前記永久磁石電動機との間の3相交流回路を投入・開放するために、当該3相交流回路のうちの2相又は3相に設けた交流回路接触子とを備え、前記直流回路接触子と前記交流回路接触子とは、共通の駆動操作コイルで同時に投入動作又は開放動作させるようにしたものである。 A railcar drive control device according to a first aspect of the invention converts a DC voltage of a DC power source into an AC voltage having an arbitrary voltage and an arbitrary frequency, and supplies AC power to a permanent magnet motor that drives the vehicle. And a DC circuit contact for opening / closing a circuit between the power converter and the DC power source, and a three-phase AC circuit between the power converter and the permanent magnet motor And an AC circuit contact provided in two or three phases of the three-phase AC circuit, wherein the DC circuit contact and the AC circuit contact are simultaneously operated by a common drive operation coil or It is designed to be opened.
請求項2の発明の鉄道車両駆動制御装置は、直流電源の直流電圧を任意の電圧と任意の周波数の交流電圧に変換して、車両を駆動する永久磁石電動機に交流電力を供給する電力変換装置と、前記電力変換装置と直流電源との間の回路を投入・開放するための直流回路接触子と、前記電力変換装置と前記永久磁石電動機との間の3相交流回路を投入・開放するために、当該3相交流回路のうちの2相又は3相に設けた交流回路接触子と、前記直流回路接触子と前記交流回路接触子とを共通の駆動操作コイルで同時に投入動作又は開放動作させる保護動作操作手段とを備えたものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a railway vehicle drive control device that converts a DC voltage of a DC power source into an AC voltage having an arbitrary voltage and an arbitrary frequency, and supplies AC power to a permanent magnet motor that drives the vehicle. And a DC circuit contact for opening / closing a circuit between the power converter and the DC power source, and a three-phase AC circuit between the power converter and the permanent magnet motor In addition, an AC circuit contact provided in two or three phases of the three-phase AC circuit, and the DC circuit contact and the AC circuit contact are simultaneously turned on or opened by a common drive operation coil. And a protective operation operating means.
請求項3の発明の鉄道車両駆動制御装置は、直流電源の直流電圧を任意の電圧と任意の周波数の交流電圧に変換して、車両を駆動する複数台の永久磁石電動機それぞれに交流電力を供給する複数台の電力変換装置と、前記複数台の電力変換装置と共通の直流電源との間の回路を投入・開放するための複数個の直流回路接触子と、前記複数台の電力変換装置と永久磁石電動機との間の3相交流回路それぞれを投入・開放するために、当該複数の3相交流回路それぞれのうちの2相又は3相に設けた複数個の交流回路接触子と、前記複数台の電力変換装置それぞれの直流側の前記直流回路接触子と交流側の前記交流回路接触子とを共通の駆動操作コイルで同時に投入動作又は開放動作させるために、前記複数台の電力変換装置ごとに設けた複数個の保護動作操作手段とを備えたものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a railcar drive control device that converts a DC voltage of a DC power source into an AC voltage having an arbitrary voltage and an arbitrary frequency, and supplies AC power to each of a plurality of permanent magnet motors that drive the vehicle. A plurality of power converters, a plurality of DC circuit contacts for opening / closing a circuit between the plurality of power converters and a common DC power source, and the plurality of power converters A plurality of AC circuit contacts provided in two or three phases of each of the plurality of three-phase AC circuits in order to turn on and open each of the three-phase AC circuits with the permanent magnet motor; For each of the plurality of power converters, the DC circuit contacts on the DC side and the AC circuit contacts on the AC side of each of the power converters are simultaneously turned on or opened by a common drive operation coil. Plural provided in Is obtained and a protection operation manipulation means.
請求項4の発明は、請求項1〜3の鉄道車両駆動制御装置において、前記直流回路接触子と交流回路接触子とは電流遮断能力を有する接触子であり、前記電力変換装置が故障した場合又は前記電力変換装置の保護を検出した場合に前記直流回路接触子と交流回路接触子とを開放動作させることを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the railway vehicle drive control device according to the first to third aspects, the DC circuit contact and the AC circuit contact are contacts having a current interrupting capability, and the power conversion device fails. Alternatively, when the protection of the power converter is detected, the DC circuit contact and the AC circuit contact are opened.
本発明によれば、直流電源と電力変換装置との間の回路の開放と、電力変換装置と永久磁石電動機との間の回路の開放とを同時に行うことが可能であり、さらに、制御装置に収納する部品数を削減して、従来の鉄道車両駆動用永久磁石電動機の駆動制御装置よりも制御装置の小型化、軽量化が可能である。 According to the present invention, it is possible to simultaneously open the circuit between the DC power source and the power converter and open the circuit between the power converter and the permanent magnet motor. The number of components to be stored can be reduced, and the control device can be made smaller and lighter than the conventional drive control device for a railway permanent magnet motor.
また本発明によれば、鉄道車両の複数台の永久磁石電動機それぞれを駆動する電力変換装置の1台に対して保護が働いた状態では、該当する電力変換装置だけを永久磁石電動機から切り離すことによって回送時に永久磁石電動機の誘起電圧により停止している電力変換装置が損傷を受けないように保護しながら当該鉄道車両を必要な場所まで回送できる。 According to the present invention, in a state where protection is applied to one of the power converters that drive each of the plurality of permanent magnet motors of the railway vehicle, only the corresponding power converter is disconnected from the permanent magnet motor. The railway vehicle can be forwarded to a necessary place while protecting the power converter that is stopped by the induced voltage of the permanent magnet motor from being damaged during forwarding.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図1は、本発明の第1の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示している。図1において、1は電力変換装置、2は永久磁石電動機、3は直流回路接触子、4は交流回路接触子、5は接触器、6は直流回路遮断器、7は集電器、8は架線、9は車輪、10はレール、11はフィルタリアクトル、12はフィルタコンデンサ、13U〜13Zは電力変換装置に組み込まれたスイッチング素子、14は制御部、15は接触器駆動操作コイル、16は直流回路遮断器駆動操作コイル、17は接触器操作機構、18は直流回路遮断器操作機構、19は制御回路電源、20は制御回路電源グラウンド、21は継電器A、22は継電器B、41は交流電流検出器、42は直流電圧検出器を示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of a railway vehicle drive control device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a power converter, 2 is a permanent magnet motor, 3 is a DC circuit contact, 4 is an AC circuit contact, 5 is a contactor, 6 is a DC circuit breaker, 7 is a current collector, and 8 is an overhead wire. , 9 is a wheel, 10 is a rail, 11 is a filter reactor, 12 is a filter capacitor, 13U to 13Z are switching elements incorporated in the power converter, 14 is a control unit, 15 is a contactor driving operation coil, and 16 is a DC circuit. Breaker drive operating coil, 17 is a contactor operating mechanism, 18 is a DC circuit breaker operating mechanism, 19 is a control circuit power supply, 20 is a control circuit power supply ground, 21 is a relay A, 22 is a relay B, and 41 is an AC current detection. , 42 indicates a DC voltage detector.
電力変換装置1は直流電力を交流電力に変換して永久磁石電動機2に給電する。この電力変換装置1は、スイッチング素子13U〜13Zを内蔵しており、この6個のスイッチング素子を任意にオン・オフ動作させることによって、直流電圧を任意の電圧と任意の周波数の3相交流電圧に変換するインバータである。電力変換装置1の電源である直流電圧は、架線8から集電器7を経て供給される。
The
永久磁石電動機2は鉄道車両を駆動するためのもので、例えば永久磁石式同期電動機のような永久磁石電動機であり、電力変換装置1からU相電流Iu、V相電流Iv、W相電流Iwの3相交流が供給される。またこのとき、永久磁石電動機2の各端子には線間電圧Vuv、Vvw、Vwuが印加される。
The
直流回路遮断器6は、電力変換装置1を起動する場合に投入(オン)され、架線8と電力変換装置1とを接続するとともに、電力変換装置1の過電流や過電圧の保護を検出した場合に開放(オフ)して、架線8から電力変換装置1に流れ込む電流を遮断するためのものである。フィルタリアクトル11とフィルタコンデンサ12は、電力変換装置1に入力される直流電圧を安定させる作用を持つ。
The
制御部14は、直流回路遮断器6の投入と開放を行う直流回路遮断器投入信号S1と、接触器5の投入と開放を行う接触器投入信号S2を出力する。直流回路遮断器投入信号S1が出力されると、継電器B22がオンして直流回路遮断器駆動操作コイル16に制御回路電圧が供給されて直流回路遮断器6が投入される。また、接触器投入信号S2が出力されると、継電器A21がオンして接触器駆動操作コイル15に制御回路電圧が供給されて接触器5が投入される。なお図1では、本発明の実施の形態の動作を理解しやすくするために、制御部14から出力される信号として、本発明に関係する信号のみ(継電器Aと継電器Bを投入する信号のみ)を記載してある。
The
電力変換装置1が故障した場合には、電力変換装置1の電源である架線8と電力変換装置1との間の回路を開放し、かつ、電力変換装置1と永久磁石電動機2の間の回路を開放する必要があり、この機能を果たすのが接触器5である。接触器5は、架線8と電力変換装置1との間の回路に設けた直流回路接触子3と、電力変換装置1と永久磁石電動機2との間の回路に設けた交流回路接触子4を、共通の接触器駆動操作コイル15で投入動作・開放動作させる。
When the
電力変換装置1が健全な場合(故障していない場合)は、接触器5は電力変換装置1を起動する時点で投入(オン)され架線8と電力変換装置1及び永久磁石電動機2を接続し、制御装置の回路を構成する。また、接触器5は電力変換装置1が故障した場合に開放するものであるから、制御装置の制御回路電源が投入された時点で接触器5を投入する動作としてもよい。
When the
上で述べた電力変換装置の故障とは、電力変換装置1に内蔵されているスイッチング素子13U〜13Zが破損、又はスイッチング素子13U〜13Zをオン・オフ動作させるための回路が破損して、電力変換装置1が起動できない状態(動作できない状態)の意味である。
The failure of the power conversion device described above means that the switching
電力変換装置1の故障検出については、例えば、電力変換装置1の交流出力電流に対する電流検出器41の検出信号と直流電圧に対する電圧検出器42の検出信号とを制御部14で監視し、異常値を示した時に故障と判断する。
Regarding the failure detection of the
本発明の構成により、電力変換装置1が故障した場合には、電力変換装置1の電源である架線8と電力変換装置1との間の回路を開放して故障した電力変換装置1に架線から電流が流れ込むことを防止することができ、かつ、電力変換装置1と永久磁石電動機2との間の回路を開放して、鉄道車両の走行を継続する場合や回送する場合に、故障した電力変換装置1に接続されている永久磁石電動機2が回転することで発生する誘起電圧によって、当該永久磁石電動機2から故障した電力変換装置1へ電流が流れ込むことを防止することが可能となる。
With the configuration of the present invention, when the
また、本実施の形態の構成により、接触器5に直流回路接触子3と交流回路接触子4をまとめて収納し、かつ共通の接触器駆動操作コイル15で投入動作・開放動作させる構成としたことで、電力変換装置1の直流側の回路の開放と、交流側の回路の開放を同時に行え、かつ、制御装置が収納する部品数が削減でき、駆動操作コイルのための制御回路を削減できる。
Further, according to the configuration of the present embodiment, the DC circuit contact 3 and the AC circuit contact 4 are collectively accommodated in the contactor 5 and the closing operation / opening operation is performed by the common contactor
なお、上の説明では、接触器5の動作機構がノーマルオープン(操作駆動コイルが無加圧のとき、接触子が開放状態になる機構)の場合で説明している。接触器5の動作機構がノーマルクローズ(操作駆動コイルが無加圧のとき、接触子が投入状態になる機構)の場合は、制御部14から出力される接触器投入信号S2が反転し、信号が無いとき接触器5が投入状態となり、信号S2が有るとき接触器5が開放状態となる。その他の部分の動作は上記の説明と同様である。
In the above description, the operation mechanism of the contactor 5 is normally open (a mechanism in which the contact is opened when the operation drive coil is not pressurized). When the operation mechanism of the contactor 5 is normally closed (a mechanism in which the contactor is turned on when the operation drive coil is not pressurized), the contactor closing signal S2 output from the
また、図1において、直流回路接触子3は、直流回路遮断器6とフィルタリアクトル11との間に設けているが、故障した電力変換装置1を直流電源である架線8から開放する目的のためには、直流回路接触子3をフィルタリアクトル11とフィルタコンデンサ12との間、又はフィルタコンデンサ12と電力変換装置1との間に設けてもよい。
In FIG. 1, the DC circuit contact 3 is provided between the
次に、本発明の第2の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置について、図2を用いて説明する。第2の実施の形態は、交流回路接触子4を電力変換装置1と永久磁石電動機2との間の3相交流回路のうちの2相に設けたことを特徴とする。図2において、その他の構成要素については図1に示した第1の実施の形態と同一の要素については同一の符号を付して示してある。
Next, a railcar drive control apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment is characterized in that the AC circuit contact 4 is provided in two phases of a three-phase AC circuit between the
3相交流回路のうちの2相のみを開放することによっても永久磁石電動機2と故障した電力変換装置1との間の閉回路を切り離すことができるので、第2の実施の形態によっても、第1の実施の形態と同様に、永久磁石電動機2の誘起電圧によって故障した電力変換装置1に永久磁石電動機2から流れ込む電流を防止することができる。
Since the closed circuit between the
この第2の実施の形態の場合、接触器5が有する接触子は3個になり、第1の実施の形態の接触器5の接触子4個の場合に比べて、接触器5の部品数のさらなる削減と小型化が可能になる。 In the case of this second embodiment, the contactor 5 has three contactors, and the number of parts of the contactor 5 compared to the case of four contactors 5 of the contactor 5 of the first embodiment. Can be further reduced and miniaturized.
なお、図2において、直流回路接触子3を直流回路遮断器6とフィルタリアクトル11との間に設けているが、故障した電力変換装置1を直流電源である架線8から開放する目的のためには、この直流回路接触子3をフィルタリアクトル11とフィルタコンデンサ12との間、又はフィルタコンデンサ12と電力変換装置1との間に設けてもよい。
In FIG. 2, the DC circuit contact 3 is provided between the
次に、本発明の第3の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置について、図3、図4を用いて説明する。図3は本発明の第3の実施の形態の構成を示している。この第3の実施の形態は、鉄道車両を駆動する複数台の永久磁石電動機2,24を1台の制御装置で駆動制御することを特徴とする。なお、図3は、例として2台の永久磁石電動機を1台の制御装置で制御する構成である。
Next, a railcar drive control apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows the configuration of the third embodiment of the present invention. This third embodiment is characterized in that a plurality of
図3に関連して以下では、便宜上、2つの永久磁石電動機2、24とそれに対応する電力変換装置1、23等を、制御群としてそれぞれ第1群、第2群と記載する。1は第1群電力変換装置、2は第1群永久磁石電動機、3は第1群直流回路接触子、4は第1群交流回路接触子、5は第1群接触器、6は複数の制御系統に共通の直流回路遮断器、7は集電器、8は架線、9は車輪、10はレール、11は第1群フィルタリアクトル、12は第1群フィルタコンデンサ、13U〜13Zは第1群スイッチング素子、14は制御部、15は第1群接触器駆動操作コイル、16は直流回路遮断器駆動操作コイル、17は第1群接触器操作機構、18は直流回路遮断器操作機構、19は制御回路電源、20は制御回路電源グラウンド、21は継電器A、22は継電器B、23は第2群電力変換装置、24は第2群永久磁石電動機、25は第2群直流回路接触子、26は第2群交流回路接触子、27は第2群接触器、28は第2群フィルタリアクトル、29は第2群フィルタコンデンサ、30U〜30Zは第2群スイッチング素子、31は第2群接触器駆動操作コイル、32は第2群接触器操作機構、33は継電器C、41,43は交流電流検出器、42,44は直流電圧検出器である。
Hereinafter, for convenience, the two
集電器7と直流回路遮断器6は第1群と第2群で共通であるが、接触器、フィルタリアクトル、フィルタコンデンサ、電力変換装置、永久磁石電動機は、第1群と第2群で独立している。また制御部14は、第1群、第2群を個別に制御する。
The current collector 7 and the
交流電流検出器41、直流電圧検出器42の検出信号に基づき制御部14が第1群電力変換装置1に故障が発生したと判断した場合には、信号S2によって第1群接触器5の直流回路接触子3と交流回路接触子4を開放することによって、第1群電力変換装置1を架線8と第1群永久磁石電動機2から開放する。この場合、健全な第2群電力変換装置23によって第2群永久磁石電動機24を駆動して、車両の運転を継続することができる。
When the
他方、交流電流検出器43、直流電圧検出器44の検出信号に基づき制御部14が第2群電力変換装置23に故障が発生したと判断した場合には、信号S3によって第2群接触器27の直流回路接触子25と交流回路接触子26を開放することによって、第2群電力変換装置23を架線8と第2群永久磁石電動機24から開放する。この場合には、健全な第1群電力変換装置1によって第1群永久磁石電動機2を駆動して、車両の運転を継続することができる。
On the other hand, when the
図4は図3の制御部14の内部構成を示している。制御部14は第1群制御部101、第2群制御部102、及び共通制御部103で構成されている。第1群接触器投入信号S2は第1群制御部101から出力され、第1群電力変換装置1が健全な場合に出力有りとなり、第1群電力変換装置1が故障した場合に出力無しとなる。同様に第2群接触器投入信号S3は第2群制御部102から出力され、第2群電力変換装置23が健全な場合に出力有りとなり、第2群電力変換装置23が故障した場合に出力無しとなる。
FIG. 4 shows the internal configuration of the
直流回路遮断器投入信号S1については、第1群制御部101から出力される第1群電力変換装置の保護検知信号S2と、第2群制御部102から出力される第2群電力変換装置の保護検知信号S3とのいずれかが、電力変換装置の過電流や過電圧などの保護検知有りと出力した場合に、当該直流回路遮断器投入信号S1が出力無しとなり、直流回路遮断器6をいったん開放する。そしてこの後、健全な制御群の電力変換装置に対する直流、交流接触子だけを信号S2又はS3によって投入した後、この直流回路遮断器6も投入し、回送運転を可能にする。
For the DC circuit breaker input signal S1, the protection detection signal S2 of the first group power converter output from the first
図3に示した本発明の第3の実施の形態では、1台の制御装置が制御を行う永久磁石電動機の数を2台の構成として示しているが、永久磁石電動機の数を2台から3台や4台に増やした場合は、図3の構成にさらに制御群として第3群、第4群を追加した構成となる。これは制御群の数が増加したのみで、本発明の実施の形態における各部の動作は同様である。 In the third embodiment of the present invention shown in FIG. 3, the number of permanent magnet motors controlled by one control device is shown as two, but the number of permanent magnet motors is increased from two. When the number is increased to three or four, the third group and the fourth group are added to the configuration of FIG. 3 as a control group. This is only an increase in the number of control groups, and the operation of each part in the embodiment of the present invention is the same.
また、図3に記載した第1群交流回路接触子4と第2群交流回路接触子26とは、3相交流回路のうちの2相に接触子を設けた例で示してあるが、これは、図1に示した第1の実施の形態の交流接触子4と同様に3相全てに設けてもよい。
Moreover, although the 1st group AC circuit contact 4 and the 2nd group
加えて、図3において、第1群直流回路接触子3と第2群直流回路接触子25とは、直流回路遮断器6とフィルタリアクトルとの間に設けているが、故障した電力変換装置1,23を直流電源である架線8から開放する目的のためには、第1群直流回路接触子3と第2群直流回路接触子25をそれぞれ、フィルタリアクトルとフィルタコンデンサとの間、又はフィルタコンデンサと電力変換装置との間に設けてもよい。
In addition, in FIG. 3, the first group DC circuit contact 3 and the second group
なお、上記の図1〜図3に記載した第1〜第3の実施の形態それぞれにおいて、直流回路接触子3(及び25)と交流回路接触子4(及び26)として電流遮断能力を有する接触子、例えば、電流遮断器を採用することができる。これにより、電力変換装置1の過電流や過電圧などの保護を検出した場合に、直流回路遮断器6を開放するとともに接触器5(接触器5に内蔵される直流回路接触子3と交流回路接触子4)も開放動作させることにより、直流電源である架線8から電力変換装置1へ流れ込む電流を直流回路接触子3で遮断し、かつ、永久磁石電動機2の誘起電圧によって永久磁石電動機2から電力変換装置1に流れ込む電流を交流回路接触子4で遮断することを同時に行うことが可能になる。
In each of the first to third embodiments described in FIGS. 1 to 3, the DC circuit contact 3 (and 25) and the AC circuit contact 4 (and 26) have a current blocking capability. A child, such as a current breaker, can be employed. Thus, when protection against overcurrent or overvoltage of the
加えて、上記の各実施の形態では、回路遮断器6と直列に直流回路接触子3を設けたが、これは架線8が直流架線の場合であり、架線8が交流架線であれば、回路遮断器6と直流回路接触子3(及び25)との間に交流電源を直流電力に変換して電力変換装置1であるインバータに供給するコンバータを設置することになる。そしてこのようなコンバータを設置した鉄道車両駆動制御装置では、回路遮断器6の動作によって架線8からコンバータを含む電力変換装置、永久磁石電動機を切り離し、また、直流回路接触子3(及び25)によってコンバータから電力変換装置1を切り離すことになる。
In addition, in each of the above embodiments, the DC circuit contact 3 is provided in series with the
さらに、上記の各実施の形態では、永久磁石電動機として永久磁石式同期電動機について説明したが、永久磁石を利用し、それ故にその回転により誘起電圧を発生する電動機であれば方式を問わず、例えば、永久磁石式リラクタンス電動機であってもよい。 Further, in each of the above embodiments, the permanent magnet type synchronous motor has been described as the permanent magnet motor. However, any motor can be used as long as it uses a permanent magnet and therefore generates an induced voltage due to its rotation. A permanent magnet reluctance motor may be used.
1 (第1群)電力変換装置
2 (第1群)永久磁石電動機
3 (第1群)直流回路接触子
4 (第1群)交流回路接触子
5 (第1群)接触器
6 直流回路遮断器
7 集電器
8 架線
9 車輪
10 レール
11 (第1群)フィルタリアクトル
12 (第1群)フィルタコンデンサ
13U〜13Z (第1群)スイッチング素子
14 制御部
15 (第1群)接触器駆動操作コイル
16 直流回路遮断器駆動操作コイル
17 (第1群)接触器操作機構
18 直流回路遮断器操作機構
21 継電器A
22 継電器B
23 (第2群)電力変換装置
24 (第2群)永久磁石電動機
25 (第2群)直流回路接触子
26 (第2群)交流回路接触子
27 (第2群)接触器
28 (第2群)フィルタリアクトル
29 (第2群)フィルタコンデンサ
30U〜30Z (第2群)スイッチング素子
31 (第2群)接触器駆動操作コイル
32 (第2群)接触器操作機構
33 継電器C
1 (First Group) Power Converter 2 (First Group) Permanent Magnet Motor 3 (First Group) DC Circuit Contact 4 (First Group) AC Circuit Contact 5 (First Group)
22 Relay B
23 (second group) power converter 24 (second group) permanent magnet motor 25 (second group) DC circuit contact 26 (second group) AC circuit contact 27 (second group) contactor 28 (second Group) filter reactor 29 (second group)
Claims (4)
前記電力変換装置と直流電源との間の回路を投入・開放するための直流回路接触子と、
前記電力変換装置と前記永久磁石電動機との間の3相交流回路を投入・開放するために、当該3相交流回路のうちの2相又は3相に設けた交流回路接触子とを備え、
前記直流回路接触子と前記交流回路接触子とは、共通の駆動操作コイルで同時に投入動作又は開放動作させるようにしたことを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。 A power conversion device that converts a DC voltage of a DC power source into an AC voltage of an arbitrary voltage and an arbitrary frequency, and supplies AC power to a permanent magnet motor that drives the vehicle;
A DC circuit contact for turning on and off a circuit between the power converter and a DC power source;
In order to turn on and open a three-phase AC circuit between the power converter and the permanent magnet motor, an AC circuit contact provided in two or three phases of the three-phase AC circuit,
The railway vehicle drive control device, wherein the DC circuit contact and the AC circuit contact are simultaneously turned on or opened by a common drive operation coil.
前記電力変換装置と直流電源との間の回路を投入・開放するための直流回路接触子と、
前記電力変換装置と前記永久磁石電動機との間の3相交流回路を投入・開放するために、当該3相交流回路のうちの2相又は3相に設けた交流回路接触子と、
前記直流回路接触子と前記交流回路接触子とを共通の駆動操作コイルで同時に投入動作又は開放動作させる保護動作操作手段とを備えたことを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。 A power conversion device that converts a DC voltage of a DC power source into an AC voltage of an arbitrary voltage and an arbitrary frequency, and supplies AC power to a permanent magnet motor that drives the vehicle;
A DC circuit contact for turning on and off a circuit between the power converter and a DC power source;
An AC circuit contact provided in two or three phases of the three-phase AC circuit in order to turn on and open a three-phase AC circuit between the power converter and the permanent magnet motor;
A railway vehicle drive control device comprising: a protection operation operating means for simultaneously making a release operation or an opening operation of the DC circuit contact and the AC circuit contact with a common drive operation coil.
前記複数台の電力変換装置と共通の直流電源との間の回路を投入・開放するための複数個の直流回路接触子と、
前記複数台の電力変換装置と永久磁石電動機との間の3相交流回路それぞれを投入・開放するために、当該複数の3相交流回路それぞれのうちの2相又は3相に設けた複数個の交流回路接触子と、
前記複数台の電力変換装置それぞれの直流側の前記直流回路接触子と交流側の前記交流回路接触子とを共通の駆動操作コイルで同時に投入動作又は開放動作させるために、前記複数台の電力変換装置ごとに設けた複数個の保護動作操作手段とを備えたことを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。 A plurality of power converters for converting a DC voltage of a DC power source into an AC voltage of an arbitrary voltage and an arbitrary frequency and supplying AC power to each of a plurality of permanent magnet motors that drive the vehicle;
A plurality of DC circuit contacts for turning on and off a circuit between the plurality of power converters and a common DC power source;
In order to turn on and open each of the three-phase AC circuits between the plurality of power converters and the permanent magnet motor, a plurality of two-phase or three-phase circuits provided in each of the plurality of three-phase AC circuits are provided. An AC circuit contact,
In order to simultaneously turn on or open the DC circuit contacts on the DC side and the AC circuit contacts on the AC side of each of the plurality of power conversion devices with a common drive operation coil, the plurality of power conversion devices A railway vehicle drive control device comprising a plurality of protection operation operating means provided for each device.
前記直流回路接触子と交流回路接触子とは電流遮断能力を有する接触子であり、
前記電力変換装置が故障した場合又は前記電力変換装置の保護を検出した場合に前記直流回路接触子と交流回路接触子とを開放動作させることを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。
In the railway vehicle drive control device according to any one of claims 1 to 3,
The DC circuit contact and the AC circuit contact are contacts having a current interruption capability,
A railway vehicle drive control device, wherein the DC circuit contact and the AC circuit contact are opened when the power converter fails or when protection of the power converter is detected.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003349560A JP2005117797A (en) | 2003-10-08 | 2003-10-08 | Railway vehicle drive controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003349560A JP2005117797A (en) | 2003-10-08 | 2003-10-08 | Railway vehicle drive controller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005117797A true JP2005117797A (en) | 2005-04-28 |
Family
ID=34541394
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003349560A Pending JP2005117797A (en) | 2003-10-08 | 2003-10-08 | Railway vehicle drive controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005117797A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007166885A (en) * | 2005-11-17 | 2007-06-28 | Toshiba Corp | Electric vehicle controller |
JP2008007018A (en) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Toyota Motor Corp | POWER OUTPUT DEVICE, VEHICLE MOUNTING THE SAME, AND METHOD FOR CONTROLLING POWER OUTPUT DEVICE |
JP2008086077A (en) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Toshiba Corp | Railroad vehicle drive control device |
WO2009077214A1 (en) * | 2007-12-14 | 2009-06-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Drive system and associated control method |
KR101182881B1 (en) | 2008-02-29 | 2012-09-13 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | Driving controller of ac motor |
-
2003
- 2003-10-08 JP JP2003349560A patent/JP2005117797A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007166885A (en) * | 2005-11-17 | 2007-06-28 | Toshiba Corp | Electric vehicle controller |
JP2008007018A (en) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Toyota Motor Corp | POWER OUTPUT DEVICE, VEHICLE MOUNTING THE SAME, AND METHOD FOR CONTROLLING POWER OUTPUT DEVICE |
JP2008086077A (en) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Toshiba Corp | Railroad vehicle drive control device |
WO2009077214A1 (en) * | 2007-12-14 | 2009-06-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Drive system and associated control method |
KR101182881B1 (en) | 2008-02-29 | 2012-09-13 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | Driving controller of ac motor |
US8598837B2 (en) | 2008-02-29 | 2013-12-03 | Mitsubishi Electric Corporation | Driving controller for AC motor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4647684B2 (en) | Power converter | |
JP6519713B2 (en) | Power converter | |
KR101517052B1 (en) | Rheostatic safety braking device having a bipolar resistive assembly with permanent magnet motor | |
JP4120708B2 (en) | Power converter | |
JP6043045B2 (en) | Vehicle control system | |
JP4776743B2 (en) | Drive control system | |
JP4709580B2 (en) | Railway vehicle drive control device | |
JP4382571B2 (en) | Railway vehicle drive control device | |
JP4690937B2 (en) | Permanent magnet motor drive device | |
JP2005117797A (en) | Railway vehicle drive controller | |
JP5481088B2 (en) | Railway vehicle drive control device | |
JP4023810B2 (en) | Standby power supply | |
CN114026780B (en) | Driving device for three-phase AC motor, railway vehicle equipped with the driving device, and driving method of three-phase AC motor | |
JP2012090380A (en) | Vehicle drive control device | |
JP2008306780A (en) | Railway vehicle drive controller | |
JP2001218476A (en) | Controller of motor | |
JP2005124365A (en) | Vehicular power supply device | |
JP4837272B2 (en) | Elevator control device | |
JP2007028752A (en) | Elevator motor controller | |
JP2010220444A (en) | Permanent magnet motor drive apparatus | |
RU2401504C1 (en) | Electric power converter | |
JP2006280132A (en) | Electric vehicle control unit | |
JP2003235101A (en) | Electric car control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20060201 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080522 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080527 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080728 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20090324 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090525 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20091215 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |