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JPH06113401A - 電気車駆動用インバータの制御装置 - Google Patents

電気車駆動用インバータの制御装置

Info

Publication number
JPH06113401A
JPH06113401A JP4282543A JP28254392A JPH06113401A JP H06113401 A JPH06113401 A JP H06113401A JP 4282543 A JP4282543 A JP 4282543A JP 28254392 A JP28254392 A JP 28254392A JP H06113401 A JPH06113401 A JP H06113401A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
inverter
capacitor
inverters
main circuit
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
JP4282543A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Miyaji
佳浩 宮路
Satoru Horie
堀江  哲
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP4282543A priority Critical patent/JPH06113401A/ja
Publication of JPH06113401A publication Critical patent/JPH06113401A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のフィルタ回路のフィルタコンデンサ間
の充放電による電圧変動時に、共振現象の発生を防ぎ、
インバータの制御上の不安定および外部信号機への誘導
障害を未然に防止することにある。 【構成】 それぞれ誘導電動機を駆動する並列接続され
た複数台のインバータと、各インバータの入力電圧を平
滑するフィルタコンデンサと、前記複数台のインバータ
への給電を入切する主電路開閉器と、各フィルタコンデ
ンサの電圧値を検出する手段と、この主電路開閉器を投
入する際に、前記各コンデンサの電圧差が設定値より大
きいとき、コンデンサ電圧を設定値内に制御するようフ
ィルタコンデンサの電荷を強制的に放電させ、各フィル
タのコンデンサ電圧をほぼ等しくするコンデンサ電圧制
御手段とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、並列接続される複数台
のインバータ毎にそれぞれ駆動する電気車駆動用インバ
ータの制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】誘導電動機式の電気車は、並列接続した
複数台のインバータ毎にそれぞれ誘導電動機を駆動する
ように構成される。各インバータの入力側には高調波電
流抑制のためにフィルタを設けている。各インバータ
は、自己の異常時に開放する各保護開閉器から並列接続
される構成となっている。並列接続された各インバータ
は共通の主電路開閉器を介して集電装置に接続され、電
車線から直流電圧を給電される。主電路開閉器は、主幹
制御器のハンドルを操作して、力行信号を与えると、閉
路する。このような誘導電動機式電気車は、特開昭61
ー88704号公報に記載されている。さて、複数台の
インバータで誘導電動機の運転中に1台のインバータに
異常が発生すると、異常インバータの保護開閉器を開放
し、異常インバータの運転を停止する。この時、健全な
他のインバータは運転を継続している。その後、異常発
生のインバータは、異常が除去されると、保護開閉器を
閉路し、運転を再開することになる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】異常の発生したインバ
ータの運転を再開するため、保護開閉器を閉路したと
き、健全で運転を継続していたインバータのフィルタコ
ンデンサと異常発生したインバータのフィルタコンデン
サには電圧差を生じている。健全なインバータのフィル
タコンデンサは、ほぼ電車線電圧と等しい電圧であり、
異常発生したインバータの保護開閉器が投入されると、
両フィルタコンデンサの電圧差により異常発生したイン
バータのフィルタコンデンサに電流が流れ込む。これに
より健全なインバータのフィルタコンデンサの電圧が低
下する。すると、両フィルタの共振作用によって電位が
振動し、インバータ運転が不安定となり、最悪の場合は
運転停止となる。また、振動電流の影響によって信号設
備に誘導障害を与えるという問題点も有する。本発明の
目的は、フィルタの共振作用の発生を防止し、安定な制
御を行うに好適な電気車駆動用インバータの制御装置を
提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、各々のフィルタコンデンサの電圧間に差がある場合
は、各コンデンサに共振現象が生じないように制御す
る。望ましくは、各コンデンサの充電電荷を放電させる
手段を有する。
【0005】
【作用】各々のフィルタコンデンサの電圧値に差がある
ときには、電圧差がなくなるように各コンデンサの充電
電荷を放電する。これにより、共振現象の発生を防止す
ることができる。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。図1は、本発明を適用する誘導電動機式電気車制御
装置の主回路構成を示し、図2は、本発明の一実施例で
あり、コンデンサ6,7の電圧制御装置を示す。図1に
おいて、2台のインバータ2,3は、それぞれ2台の誘
導電動機8を駆動する。インバータ2の入力側にはフィ
ルタを構成するリアクトル4とコンデンサ6が接続され
ており、インバータ3の入力側にはフィルタを構成する
リアクトル5とコンデンサ7が接続されている。コンデ
ンサ6,7の両端電圧は、それぞれ電圧検出器16また
は17によって検出される。リアクトル4,5の電車線
側は、保護開閉器14または15を介して接続されてい
る。インバータ2,3は、保護開閉器14,15とそれ
ぞれ直列接続される。集電装置1Bは、電車線1Aから
直流電圧を集電する。集電装置1Bと保護開閉器14,
15の間は主電路開閉器9M、10M,遮断器11およ
び開閉器12が直列に接続されている。開閉器12には
突入電流抑制用の充電抵抗器13が並列に接続される。
主電路開閉器9M、10Mは、ノッチ信号により附勢さ
れる開閉器9,10のコイルによって開閉される。図2
において、電圧検出器16,17により検出した電圧値
1c、V2cは、加算器24において図示の極性で加算
される。電圧差△Vcは、絶対値演算器18で絶対値│
△Vc│に演算され、比較器19において設定値△Vs
と比較される。比較器19は△Vc>△Vsのとき、ト
ランジスタ25をオンにする。開閉器20の常開接点2
0a、開閉器9、10の常閉接点9b、10bおよび開
閉器21が直列接続されている。開閉器21が励磁され
ると、常開接点21a1,21a2を閉路する。なお、
22,23はコンデンサ6,7の放電抵抗である。
【0007】次に動作を説明する。インバータ2,3を
運転するには、運転士が図示しない主幹制御器のハンド
ルを操作して力行信号を与え、主電路開閉器9,10を
励磁する。このとき、遮断器11と保護開閉器14,1
5は閉路しており、コンデンサ6,7は充電抵抗器13
を介して充電される。コンデンサ6,7の充電が完了す
ると、開閉器12を閉じ、充電抵抗器13を短絡する。
その後にインバータ2,3の運転を行い、誘導電動機8
を駆動する。このようにしてインバータ2,3を運転し
ているときに、コンデンサ6,7の電圧は、電圧検出器
16,17によって検出される。電圧検出器16,17
により検出した電圧値V1c、V2cから加算器24で偏
差△Vcを求め、絶対値演算器18でその絶対値│△V
c│を求める。比較器19は、電圧差△Vcと設定値△
Vsを比較し、△Vc>△Vsのとき、1レベルの信号
を出し、トランジスタ25をオンにする。設定値△Vs
は、共振現像を生じないような電圧差値に選定されてい
る。トランジスタ25がオンすると、開閉器20が励磁
され、常開接点20aを閉じる。接点20aが閉路し、
主電路開閉器9,10の常閉接点9b,10bが閉路し
ているとき、つまり力行信号が与えられていないとき、
開閉器21が励磁され、その主接点(常開接点)21a
1,21a2を閉路する。主接点21a1,21a2の
閉路によってコンデンサ6,7の電荷は、それぞれ抵抗
22または23を介して放電される。コンデンサ6,7
の放電は電圧差△Vcが設定値△Vs以下になるまで継
続して行われる。このように、主電路開閉器9,10が
開放し、インバータ2、3が運転していないときに、両
フィルタコンデンサ6,7に電圧差が設定値以上ある場
合には、強制的に両フィルタコンデンサ6,7の電荷を
放電させて、電圧差がない状態にし、力行信号を与えら
れても問題ないように待機する。したがって、その後、
力行信号が与えられても、インバータ2,3のフィルタ
が共振することなく、インバータの運転を安定に行うこ
とができる。また、電車線1Aに振動電流も流れず、誘
導障害等の発生も防止できる。図2の実施例では、開閉
器21によってコンデンサ6,7の放電を行うようにし
ているが、図3のようにサイリスタ28,29を用いて
も同様に行える。
【0008】図4に、本発明の他の実施例を示す。図4
は、両コンデンサ6,7に電圧差があるときには、開閉
器20の常閉接点20bによって主電路開閉器9,10
が投入されないようにしたものである。9a,10aは
主電路開閉器9,10の自己保持用の常開接点である。
本実施例において、両コンデンサ6,7に電圧差がある
場合、トランジスタ25がオンすることによって、開閉
器20が励磁され、その常閉接点20bを開放する。こ
のため主電路開閉器9,10は投入されない。但し、主
電路開閉器9,10が投入されている状態で、何らかの
原因により電圧差が生じた場合は、力行信号がある限り
はその状態を保持する。しかし、その後力行信号が一旦
開放し、なおも差がある場合は、常閉接点20bを開放
することにより、また、主電路開閉器9,10の自己保
持用の常開接点9a,10aの開放により、主電路開閉
器9,10を再投入できないようにしている。
【0009】次に、以上の実施例は、コンデンサ6,7
の電圧を電圧検出器16,17によって検出している
が、この電圧を検出しなくても行うことができる。図5
は、その実施例を示す。図5において、力行信号が一旦
開放し、主電路開閉器9,10が開放された後、両コン
デンサ6,7に電圧差がある場合、直ちに力行信号が入
力されても、主電路開閉器9,10は再投入できない。
すなわち、主電路開閉器9,10の常開接点9a2,1
0a2が開放されても、遅延回路27は所定時間動作を
継続し、その常閉接点26bを開路する。このため力行
信号が入力されても、所定の時間が経過しないと、主電
路開閉器9,10を再投入できない。ここで、所定の時
間としては、最低でもコンデンサ電圧の差が最大の時点
から実用上問題無い値まで減少するまでの時間以上が必
要であり、遅延回路27により設定している。この例で
は、電圧の検出及び比較が不要となり、装置の簡略化が
可能である。
【0010】図6に、本発明の他の実施例を示す。図6
は、一方のインバータが異常となり、保護開閉器が開放
された場合に、運転士が主幹制御器をオフにした後に再
力行を行う例を示す。図6において図2と同一記号のも
のは相当物を示す。比較器30,31で電圧値Vc1,
Vc2を図示の極性で比較する。比較器30はVc2>
Vc1のとき1レベル信号を出力し、比較器31はVc
1>Vc2のとき1レベルの信号を出力する。アンド回
路32,33は比較器19と比較器30または31の出
力を入力する。アンド回路32,33からは電圧の高い
コンデンサ6または7の一方が選択される。アンド回路
32,33の出力と力行信号はオア回路34、35を介
して遅延回路36、37に導かれる。遅延回路36と開
閉器14の入切信号はアンド回路38を介してトランジ
スタ40に与えられ、また、遅延回路37と開閉器15
の入切信号はアンド回路39を介してトランジスタ4に
与えられる。いま、インバータ2に異常が発生したとす
ると、このとき力行信号は与えられたままになってお
り、遅延回路36が出力を発生しており、アンド回路3
8は開閉器14の切信号を入力してトランジスタ40を
オフにして開閉器14を開放する。その後、運転士の操
作により力行信号が断たれるので、主電路開閉器9,1
0を開放する。コンデンサ7の電圧Vc2が電圧Vc1
より大きいので、開閉器15を開放させる。次に、主電
路開閉器9,10の開放によってインバータに生じてい
た異常信号が消滅すると、開閉器14の入信号を与えて
開閉器14を閉路させる。次に運転士の操作によって力
行信号が与えられると、開閉器9,10を閉路させる。
その後、両コンデンサ6,7の電圧がほぼ等しくなると
開閉器15を投入させる。このように、一方のインバー
タが異常となり、保護開閉器を開閉させても再力行に円
滑に移行できる。
【0011】
【発明の効果】本発明によれば、並列接続される複数台
のインバータのフィルタコンデンサの電圧値に差があっ
た場合、全てのコンデンサの電圧値を強制的に減少させ
てから、または、減少するのを待ってから開閉器を投入
するようにしているので、フィルタ回路の共振現象によ
るインバータ動作時における制御が不安定になるのを防
止できると共に、振動電流の流出による信号設備への誘
導障害等の問題を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】本発明の一実施例の要部構成図である。
【図3】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図4】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図5】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図6】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
1 集電装置 2、3 インバータ装置 4、5 フィルタリアクトル 6、7 フィルタコンデンサ 8 誘導電動機 9、10、12、14、15、21 開閉器 11 シャ断器 13 充電抵抗器 16、17 電圧検出器 18 絶対値演算器 19 比較器 22、23 放電抵抗器 27 遅延回路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれ誘導電動機を駆動する並列接続
    された複数台のインバータと、各インバータの入力側に
    設けられたフィルタコンデンサと、前記複数台のインバ
    ータへの給電を入切する主電路開閉器と、前記各インバ
    ータ毎のフィルタコンデンサの電圧をほぼ等しく制御す
    るコンデンサ電圧制御手段とを具備したことを特徴とす
    る電気車駆動用インバータの制御装置。
  2. 【請求項2】 それぞれ誘導電動機を駆動する並列接続
    された複数台のインバータと、各インバータの入力電圧
    を平滑するフィルタコンデンサと、前記複数台のインバ
    ータへの給電を入切する主電路開閉器と、前記各インバ
    ータ毎のフィルタコンデンサの電荷を強制的に放電させ
    て各フィルタコンデンサの電圧をほぼ等しく制御するコ
    ンデンサ電圧制御手段とを具備したことを特徴とする電
    気車駆動用インバータの制御装置。
  3. 【請求項3】 誘導電動機を駆動する並列接続された複
    数台のインバータと、各インバータ毎に設けられインバ
    ータ入力電圧を平滑するフィルタコンデンサと、前記複
    数台のインバータへの給電を入切する主電路開閉器と、
    この主電路開閉器を投入する際に、前記各コンデンサの
    電圧差が設定値より大きいとき、コンデンサ電圧を設定
    値内に制御するコンデンサ電圧制御手段とを具備したこ
    とを特徴とする電気車駆動用インバータの制御装置。
  4. 【請求項4】 誘導電動機を駆動する並列接続された複
    数台のインバータと、各インバータ毎に設けられインバ
    ータ入力電圧を平滑するフィルタコンデンサと、前記イ
    ンバータへの給電を入切する主電路開閉器と、前記各フ
    ィルタが共振現象を発生しないように前記コンデンサの
    電圧を制御するコンデンサ電圧制御手段とを具備したこ
    とを特徴とする電気車駆動用インバータの制御装置。
  5. 【請求項5】 誘導電動機を駆動する並列接続された複
    数台のインバータと、各インバータ毎に設けられインバ
    ータ入力電圧を平滑するフィルタコンデンサと、前記複
    数台の、インバータへの給電を入切する主電路開閉器
    と、前記各コンデンサの電圧を検出する電圧検出手段
    と、前記各コンデンサの電圧差が設定値より大きいとき
    に前記主電路開閉器の投入を阻止する投入阻止手段とを
    具備したことを特徴とする電気車駆動用インバータの制
    御装置。
  6. 【請求項6】 請求項5において、主電路開閉器が投入
    されている状態から開放された場合、その時点から各フ
    ィルタコンデンサの電圧値に差があるとき、それがなく
    なるまでに相当する時間は、主電路開閉器を再投入させ
    ないことを特徴とする電気車駆動用インバータの制御装
    置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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