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JPH05115101A - 車両用補助電源装置 - Google Patents

車両用補助電源装置

Info

Publication number
JPH05115101A
JPH05115101A JP27546491A JP27546491A JPH05115101A JP H05115101 A JPH05115101 A JP H05115101A JP 27546491 A JP27546491 A JP 27546491A JP 27546491 A JP27546491 A JP 27546491A JP H05115101 A JPH05115101 A JP H05115101A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
voltage
active
filter capacitor
circuit breaker
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
Application number
JP27546491A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshinobu Kouji
芳信 糀
Toshiaki Matsuura
敏明 松浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP27546491A priority Critical patent/JPH05115101A/ja
Publication of JPH05115101A publication Critical patent/JPH05115101A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【構成】 フィルタコンデンサ8の電圧を検出するコン
デンサ電圧センサ14と、架線1の電圧を検出する架線
電圧センサ15と、コンデンサ電圧センサ14の検出信
号Vfが基準値Vfrよりも小さいときにHレベルになる
信号を出力する電圧比較器31と、架線電圧センサ15
の検出信号Vdが基準値Vdrよりも大きいときにHレベ
ルになる信号を出力する電圧比較器32と、高速度遮断
器オン信号IONと電圧比較器31および32の出力信号
とを入力されるアンド回路33と、アンド回路33の出
力信号を入力される投入遅延回路34とを設け、高速度
遮断器4は投入遅延回路34の出力信号がHレベルにな
ったときにオフにされることを特徴としている。 【効果】 地絡事故が発生した場合の二次的故障を防止
できる車両用補助電源装置が得られる効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、地絡事故が発生した
際の二次的故障の発生を防ぐことができる車両用補助電
源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は、例えば「昭和61年電気学会全
国大会講演文集」第1147頁〜第1148頁に掲載さ
れた従来の車両用補助電源装置を示す回路図である。図
において、1は例えばDC1500Vを供給する架線、
1aは架線1から集電を行うパンタグラフ、2、3、
4、5、6はパンタグラフ1に直列接続された断路スイ
ッチ、ヒューズ、高速度遮断器(遮断器)、抵抗器、フ
ィルタリアクトルである。7は互いに並列接続された充
電抵抗器RCおよびサイリスタBTHから構成される初
期充電回路、8は初期充電回路7によって充電されるフ
ィルタコンデンサ、9はフィルタコンデンサ8を放電さ
せる放電用コンタクタ、10はフィルタコンデンサ8の
充電電圧を波形処理する直流チョッパ回路、11は直流
チョッパ回路10の出力電圧を三相交流に変換するイン
バータ、12はインバータ11からの三相交流を変圧す
る変圧器・交流フィルタコンデンサである。
【0003】13は高速度遮断器4、初期充電回路7、
放電用コンタクタ9、直流チョッパ回路10およびイン
バータ11を制御する制御回路であり、高速度遮断器
4、初期充電回路7および放電用コンタクタ9に指令を
与える起動指令回路20と、変圧器・交流フィルタコン
デンサ12の出力電圧を検出して検出信号Vtを出力す
る出力電圧検出器21と、検出信号Vtの基準値Vtr
生成する出力電圧基準値発生器22と、検出信号Vt
基準値Vtrと比較する電圧コントローラ23と、直流チ
ョッパ回路10の出力電圧を検出して検出信号Vcを出
力するチョッパ出力電圧検出器24と、検出信号Vc
基準値Vcrを生成する定電圧基準値発生器25と、検出
信号Vc、基準値Vcrおよび電圧コントローラ23の出
力信号を入力される電圧コントローラ26と、電圧コン
トローラ26の出力信号に基づいて直流チョッパ回路1
0を制御するチョッパ制御器27と、周波数基準値fr
を生成する周波数基準値発生器28と、周波数基準値f
rに基づいてインバータ11を制御するインバータ制御
器29とから構成されている。
【0004】図2に示した従来の車両用補助電源装置
は、制御回路13の制御の下に、パンタグラフ1aから
集電された直流電力を、直流チョッパ回路10、インバ
ータ11および変圧器・交流フィルタコンデンサ12に
よって交流電力に変換するものである。その動作は、初
期充電動作、定常動作および停止動作に分けられ、以下
にこれらの動作について説明する。
【0005】まず、起動指令回路20から高速度遮断器
オン信号IONが出力され、高速度遮断器4がオンにされ
る。このとき、サイリスタBTHはオフとなっており、
フィルタコンデンサ8は充電抵抗器RCを介して充電さ
れる。充電が完了した後、充電抵抗器RCでのジュール
熱による損失を最小に抑えるため、起動指令回路20か
ら指令信号Tが出力されサイリスタBTHはオンとな
る。これにより、充電抵抗器RCは短絡され、フィルタ
リアクトル6およびフィルタコンデンサ8によって入力
フィルタ回路が形成される。以上が初期充電動作であ
る。続いて、直流チョッパ回路10が徐々に起動し、定
常動作に移行して、インバータ11、変圧器・交流フィ
ルタコンデンサ12が直流電力を交流電力に変換する。
なお、停止動作についての説明は省略する。
【0006】ところで、初期充電動作においてサイリス
タBTHがオンになるためには、フィルタコンデンサ8
が十分に充電されることが前提となる。このため、フィ
ルタコンデンサ8の両端間の電圧が十分高くなったこと
を条件に、起動指令回路20が起動シーケンスを進める
ようにされている場合が多い。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の車両用補助電源
装置は以上のように構成されているので、絶縁破壊、素
子故障等による地絡事故が発生した場合、充電電流は地
絡部に流れてしまいフィルタコンデンサ8は充電されな
い。このため、起動シーケンスは進まなくなり、サイリ
スタBTHはオンとならず、地絡電流が充電抵抗器RC
を介して流れ、充電抵抗器RCの焼損、地絡部の破壊等
の二次的故障が発生するという問題点があった。
【0008】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、地絡事故が発生した場合の二次
的故障を防止できる車両用補助電源装置を得ることを目
的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明に係る車両用補
助電源装置は、フィルタコンデンサの両端間の電圧を検
出しこの電圧に比例する検出信号を出力するコンデンサ
電圧センサと、架線の電圧を検出しこの電圧に比例する
検出信号を出力する架線電圧センサと、コンデンサ電圧
センサの検出信号が第1の基準値よりも小さいときにア
クティブになる第1の比較信号を出力する第1の電圧比
較器と、架線電圧センサの検出信号が第2の基準値より
も大きいときにアクティブになる第2の比較信号を出力
する第2の電圧比較器と、遮断器がオンにされていると
きにアクティブになる信号と第1の比較信号と第2の比
較信号とを入力されこれら3つの信号がすべてアクティ
ブのときのみアクティブになる論理信号を出力する論理
回路と、論理信号を入力されるとともに論理信号がノン
アクティブに変化したときの出力信号は直ちにノンアク
ティブに変化し論理信号がアクティブに変化したときの
出力信号は論理信号がフィルタコンデンサの充電時間よ
りも長い所定の時間アクティブを保ったときだけアクテ
ィブに変化する投入遅延回路とを設け、遮断器は投入遅
延回路の出力信号がアクティブになったときにオフにさ
れるものである。
【0010】
【作用】この発明においては、フィルタコンデンサの両
端間の電圧がコンデンサ電圧センサによって検出され、
フィルタコンデンサの充電が開始され十分な時間が経過
した時にフィルタコンデンサの両端間の電圧が基準値よ
りも高くならない場合に遮断器が遮断される。
【0011】
【実施例】実施例1.図1はこの発明の実施例1を示す
回路図であり、1、1a、2〜12および21〜29は
前述と同様のもの、13A、20Aは制御回路13、起
動指令回路20に対応するものである。14はフィルタ
コンデンサ8の両端間の電圧を常時検出してこの電圧に
比例する検出信号Vfを出力するコンデンサ電圧セン
サ、15はヒューズ3および高速度遮断器4の接続点に
接続されて架線1の電圧を常時検出しこの電圧に比例す
る検出信号Vdを出力する架線電圧センサである。16
は起動指令回路20Aに高速度遮断器オフ指令信号I
OFFを出力して高速度遮断器4を遮断させる遮断器指令
回路すなわち遮断器指令手段であり、以下の要素31〜
36から構成される。
【0012】31はコンデンサ電圧センサ14の検出信
号Vfを基準値Vfr(第1の基準値)と比較する電圧比
較器(第1の電圧比較器)であり、その出力信号である
第1の比較信号は、検出信号Vfが基準値Vfrよりも小
さい場合にHレベル(アクティブ)になり、大きい場合
にLレベル(ノンアクティブ)になる。32は架線電圧
センサ15の検出信号Vdを基準値Vdr(第2の基準
値)と比較する電圧比較器(第2の電圧比較器)であ
り、その出力信号である第2の比較信号は、検出信号V
dが基準値Vdrよりも大きい場合にHレベル(アクティ
ブ)になり、小さい場合にLレベル(ノンアクティブ)
になる。33は高速度遮断器4がオンであるときにHレ
ベル(アクティブ)になる高速度遮断器オン信号ION
第1および第2の比較信号との論理積をとるアンド回路
(論理回路)であり、その出力である論理信号は、フィ
ルタコンデンサ8の電圧が基準値よりも低く、架線電圧
が基準値よりも高く、かつ、高速度遮断器4がオンにさ
れている場合にのみHレベル(アクティブ)になる。
【0013】34は論理信号を遅延させる投入遅延回路
であり、論理信号がLレベル(ノンアクティブ)に変化
したときの出力信号は直ちにLレベル(ノンアクティ
ブ)に変化するが、論理信号がHレベル(アクティブ)
に変化したときの出力信号は、論理信号が遅延時間Td
の間Hレベルを保ったときだけHレベル(アクティブ)
に変化する。ここで、遅延時間Tdはフィルタコンデン
サ8の充電時間よりも十分長い時間に設定されており、
また、投入遅延回路34の出力信号は、高速度遮断器オ
フ指令信号IOFFを構成し、Hレベル(アクティブ)の
ときに起動指令回路20Aに対し高速度遮断器4をオフ
させる。35、36は電圧比較器31、32の比較のた
めに用いられる基準値Vfr、Vdrを発生するコンデンサ
電圧基準値発生器、架線電圧基準値発生器である。
【0014】次に、図1に示したこの発明の実施例1の
動作について説明する。まず、フィルタコンデンサ8が
未充電でその両端間の電圧は基準値よりも低く、かつ、
架線電圧は正常で基準値よりも高い状態で、高速度遮断
器オン信号IONによって高速度遮断器4がオンにされ、
フィルタコンデンサ8の充電が開始される。このとき、
高速度遮断器オン信号IONがHレベルに変化するため、
論理信号(アンド回路33の出力信号)はHレベルに変
化する。地絡事故の発生がなくフィルタコンデンサ8が
正常に充電されると、コンデンサ電圧センサ14の検出
信号Vfは基準値Vfrよりも高くなるため、充電開始か
ら遅延時間Td経過前に論理信号はLレベルに変化す
る。従って、投入遅延回路34から高速度遮断器オフ指
令信号IOF Fは出力されない。
【0015】一方、地絡事故が発生してフィルタコンデ
ンサ8の充電が正常に行われず、コンデンサ電圧センサ
14の検出信号Vfが基準値Vfrよりも高くならない場
合には、遅延時間Td経過後にも論理信号はHレベルの
ままであり、遅延回路34から高速度遮断器オフ指令信
号IOFFが出力される。これにより、高速度遮断器4は
オフにされ、地絡部への電流は遮断されて、充電抵抗器
RCの焼損、地絡部の破壊等の二次的故障の発生を防ぐ
ことができる。
【0016】なお、実施例1では地絡が発生したことを
特に表示しなかったが、警告のために表示器等に表示を
行うようにしてもよい。
【0017】実施例2.実施例1では、車両用補助電源
装置として、直流チョッパ回路10、インバータ11を
用いたものについて説明したが、直流チョッパ回路10
が無くインバータのみであってもよく、また、チョッパ
方式以外の直流電圧制御方式を用いたものであってもよ
い。
【0018】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、フィル
タコンデンサの両端間の電圧を検出しこの電圧に比例す
る検出信号を出力するコンデンサ電圧センサと、架線の
電圧を検出しこの電圧に比例する検出信号を出力する架
線電圧センサと、コンデンサ電圧センサの検出信号が第
1の基準値よりも小さいときにアクティブになる第1の
比較信号を出力する第1の電圧比較器と、架線電圧セン
サの検出信号が第2の基準値よりも大きいときにアクテ
ィブになる第2の比較信号を出力する第2の電圧比較器
と、遮断器がオンにされているときにアクティブになる
信号と第1の比較信号と第2の比較信号とを入力されこ
れら3つの信号がすべてアクティブのときのみアクティ
ブになる論理信号を出力する論理回路と、論理信号を入
力されるとともに論理信号がノンアクティブに変化した
ときの出力信号は直ちにノンアクティブに変化し論理信
号がアクティブに変化したときの出力信号は論理信号が
フィルタコンデンサの充電時間よりも長い所定の時間ア
クティブを保ったときだけアクティブに変化する投入遅
延回路とを設け、遮断器は投入遅延回路の出力信号がア
クティブになったときにオフにされるので、地絡事故が
発生した場合の二次的故障を防止できる車両用補助電源
装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1を示す回路図である。
【図2】従来の車両用補助電源装置を示す回路図であ
る。
【符号の説明】
1 架線 4 高速度遮断器 8 フィルタコンデンサ 14 コンデンサ電圧センサ 15 架線電圧センサ 16 遮断器指令回路 31、32 電圧比較器 33 アンド回路 34 投入遅延回路 Vf、Vd 検出信号 Vfr、Vdr 基準値

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 架線から集電された電力によって充電さ
    れるフィルタコンデンサと、 選択的にオンおよびオフにされるとともにオフにされた
    ときに前記架線から前記フィルタコンデンサに供給され
    る電流を遮断する遮断器とを備えた車両用補助電源装置
    において、 前記フィルタコンデンサの両端間の電圧を検出しこの電
    圧に比例する検出信号を出力するコンデンサ電圧センサ
    と、 前記架線の電圧を検出しこの電圧に比例する検出信号を
    出力する架線電圧センサと、 前記コンデンサ電圧センサの検出信号が第1の基準値よ
    りも小さいときにアクティブになる第1の比較信号を出
    力する第1の電圧比較器と、 前記架線電圧センサの検出信号が第2の基準値よりも大
    きいときにアクティブになる第2の比較信号を出力する
    第2の電圧比較器と、 前記遮断器がオンにされているときにアクティブになる
    信号と前記第1の比較信号と前記第2の比較信号とを入
    力されこれら3つの信号がすべてアクティブのときのみ
    アクティブになる論理信号を出力する論理回路と、 前記論理信号を入力されるとともに前記論理信号がノン
    アクティブに変化したときの出力信号は直ちにノンアク
    ティブに変化し前記論理信号がアクティブに変化したと
    きの出力信号は前記論理信号が前記フィルタコンデンサ
    の充電時間よりも長い所定の時間アクティブを保ったと
    きだけアクティブに変化する投入遅延回路とを設け、 前記遮断器は前記投入遅延回路の出力信号がアクティブ
    になったときにオフにされることを特徴とする車両用補
    助電源装置。
JP27546491A 1991-10-23 1991-10-23 車両用補助電源装置 Pending JPH05115101A (ja)

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