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JP2000166003A - 電気車制御装置 - Google Patents

電気車制御装置

Info

Publication number
JP2000166003A
JP2000166003A JP10334719A JP33471998A JP2000166003A JP 2000166003 A JP2000166003 A JP 2000166003A JP 10334719 A JP10334719 A JP 10334719A JP 33471998 A JP33471998 A JP 33471998A JP 2000166003 A JP2000166003 A JP 2000166003A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resistor
power
capacitor
electric vehicle
parallel
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
JP10334719A
Other languages
English (en)
Inventor
Eiji Akagawa
英爾 赤川
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 JP10334719A priority Critical patent/JP2000166003A/ja
Publication of JP2000166003A publication Critical patent/JP2000166003A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

Landscapes

  • Stopping Of Electric Motors (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 信頼性が高く、小型軽量の電気車制御装置の
提供。 【解決手段】 直流電源1,2からフィルタ回路6,1
0を通じて給電された電力を、電動機12を駆動する為
に変換する電力変換装置11と、電力変換装置11に並
列接続された、フィルタ回路6,10のコンデンサ10
と、コンデンサ10に並列に接続され、制動時に発電ブ
レーキによる発生電力の負荷を調整する為の抵抗13及
びチョッパ装置8を含む回路とを備え、コンデンサ10
の充電時に充電電流を抵抗13を通じて流す構成であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、走行制動時に電動
機を発電機とすることにより、制動動力を得る電気車制
御装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来の電動機の制御装置の例で
ある電気車制御装置の主回路構成を示し、例えば「第3
4回鉄道におけるサイバネティックス利用シンポジウム
論文集」の論文番号509番に示されたブロック図であ
る。この電気車制御装置は、直流架線1からパンタグラ
フ2を介して、直流電力が与えられる断流器3と、断流
器3に一方の端子が接続された充電スイッチ5と、充電
スイッチ5の他方の端子に、一方の端子が接続されたリ
アクトル6と、リアクトル6の他方の端子に、一方の端
子が接続され、他方の端子が接地端子に接続されたコン
デンサ10と、コンデンサ10に並列に接続され、電動
機12に電力を供給する電力変換装置11とを備えてい
る。電力変換装置11は、例えばVVVFインバータ等
の電圧形電力変換装置である。
【0003】この電気車制御装置は、また、充電スイッ
チ5に並列に接続された抵抗4と、リアクトル6の他方
の端子に、一方の端子が接続された抵抗7と、抵抗7の
他方の端子に、一方の端子が接続され、他方の端子が接
地端子に接続されたチョッパ装置8と、チョッパ装置8
の一方の端子に、アノードが接続され、カソードが抵抗
7の一方の端子に接続されたフライホイールダイオード
9とを備えている。
【0004】このような構成の電気車制御装置では、直
流架線1よりパンタグラフ2を介して直流電力が供給さ
れる。起動時には、断流器3が投入され、先ず、過大な
突入電流を抑制する為に、充電用の抵抗4とフィルタ回
路のリアクトル6とを通じて、フィルタ回路のコンデン
サ10が充電される。コンデンサ10は、電力変換装置
11の入力電圧を平滑化し、また、リアクトル6と逆L
形フィルタ回路を構成し、電力変換装置11の入力電流
の高調波を抑制する。コンデンサ10の充電が完了する
と、充電スイッチ5が投入され、抵抗4が短絡される。
これにより、電気車制御装置は、抵抗4を負荷とするこ
となく、電力変換装置11が制御する電圧/電流によ
り、電動機12を駆動させ、電気車の駆動動力を得るこ
とが出来る。
【0005】電動機12は、電気車の加速時(力行時)
には、電動機として作動するが、電気車の制動時には、
加速時と同様に、断流器3が投入され、抵抗4とリアク
トル6とを通じてコンデンサ10が充電された後、充電
スイッチ5が投入され、電力変換装置11により発電機
として作動するように制御される。この発電機として発
生させた電力は、直流架線1を通じて他の電気車に供給
され、この制動動作は回生ブレーキと呼ばれる。但し、
他の電気車が走行していない場合、又は他の電気車が電
力を消費しないような場合には、安定した回生ブレーキ
動作を継続することができなくなる。
【0006】そこで、このような場合の為に、抵抗7、
チョッパ装置8及びフライホイールダイオード9からな
る発電ブレーキチョッパ装置が設けられている。発電ブ
レーキチョッパ装置は、チョッパ装置8のチョッピング
動作通流率を加減することにより、抵抗7の抵抗値を可
変制御し、発電機12(電動機)が発電した電力を、抵
抗7で消費するようになっている。この制動動作は発電
ブレーキと呼ばれる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
電気車制御装置では、大容量の抵抗が複数必要であり、
信頼性が低下すること及び大型化することが問題であっ
た。このような問題を解決する技術の例として、フィル
タコンデンサを充電した後、転換器を力行側とし、チョ
ッパにより力行制御動作を行い、制動時には、電源から
回路を開放し、転換器を制動側としてフィルタコンデン
サを放電し、チョッパにより発電制動の制御動作を行
い、制動用の抵抗と充電用の抵抗とを兼用する電気車制
御装置が、特開昭55−155504号公報に開示され
ている。また、制動用の抵抗と充電用の抵抗とを兼用す
る電気車の制御装置が、特開平8−19101号公報に
開示されている。
【0008】本発明は、上述したような事情に鑑みてな
されたものであり、フィルタコンデンサを充電する為の
抵抗と、制動用の抵抗とを兼用することにより、信頼性
が高く、小型軽量の電気車制御装置を提供することを目
的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】第1発明に係る電気車制
御装置は、直流電源からフィルタ回路を通じて給電され
た電力を、電動機を駆動する為に変換する電力変換装置
と、該電力変換装置に並列接続された、前記フィルタ回
路のコンデンサと、該コンデンサに並列に接続され、制
動時に発電ブレーキによる発生電力の負荷を調整する為
の抵抗及びチョッパ装置を含む回路とを備え、前記コン
デンサの充電時に充電電流を前記抵抗を通じて流すべく
なしてあることを特徴とする。
【0010】第2発明に係る電気車制御装置は、直流電
源からフィルタ回路を通じて給電された電力を、電動機
を駆動する為に変換する電力変換装置と、該電力変換装
置に並列接続された、前記フィルタ回路のコンデンサ
と、該コンデンサに並列に接続され、制動時に発電ブレ
ーキによる発生電力の負荷を調整する抵抗及びチョッパ
装置の直列回路と、該チョッパ装置の、前記抵抗に並列
に接続されたフライホイールダイオードと、該フライホ
イールダイオードのカソードと前記抵抗の一端とを接続
し、前記コンデンサの充電時に充電電流を前記抵抗及び
前記フライホイールダイオードを通じて流すべくオフす
るスイッチ回路とを備えることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
それを示す図面に基づいて説明する。図1は、本発明に
係る電気車制御装置の実施の形態の構成を示すブロック
図である。この電気車制御装置は、直流架線1からパン
タグラフ2を介して、直流電力が与えられる断流器3
と、断流器3に一方の端子が接続されたリアクトル6
と、リアクトル6の他方の端子に、一方の端子が接続さ
れた充電スイッチ5と、充電スイッチ5の他方の端子
に、一方の端子が接続され、他方の端子が接地端子に接
続されたコンデンサ10と、コンデンサ10に並列に接
続され、電動機12に電力を供給する電力変換装置11
とを備えている。
【0012】この電気車制御装置は、また、リアクトル
6の他方の端子に、一方の端子が接続された抵抗13
と、抵抗13の他方の端子に、一方の端子が接続され、
他方の端子が接地端子に接続されたチョッパ装置8と、
チョッパ装置8の一方の端子に、アノードが接続され、
カソードが充電スイッチ5の他方の端子に接続されたフ
ライホイールダイオード9とを備えている。
【0013】以下に、このような構成の電気車制御装置
の動作を説明する。この電気車制御装置では、直流架線
1よりパンタグラフ2を介して直流電力が供給される。
起動時には、断流器3が投入され、先ず、過大な突入電
流を抑制する為に、フィルタ回路のリアクトル6と抵抗
13とフライホイールダイオード9とを通じて、フィル
タ回路のコンデンサ10が充電される。コンデンサ10
は、電力変換装置11の入力電圧を平滑化し、また、リ
アクトル6と逆L形フィルタ回路を構成し、電力変換装
置11の入力電流の高調波を抑制する。コンデンサ10
の充電が完了すると、充電スイッチ5が投入され、抵抗
13及びフライホイールダイオード9の直列回路は短絡
される。これにより、電気車制御装置は、抵抗13を負
荷とすることなく、電力変換装置11が制御する電圧/
電流により、電動機12を駆動させ、電気車の駆動動力
を得ることが出来る。
【0014】電動機12は、電気車の加速時(力行時)
には、電動機として作動するが、電気車の制動時には、
加速時と同様に、断流器3が投入され、リアクトル6と
抵抗13とフライホイールダイオード9とを通じてコン
デンサ10が充電された後、充電スイッチ5が投入さ
れ、抵抗13及びフライホイールダイオード9の直列回
路は短絡される。これにより、電動機12は、電力変換
装置11により発電機として作動するように制御され
る。この発電機として発生させた電力は、抵抗13を流
れることなく、直流架線1を通じて他の電気車に供給さ
れ、この制動動作は回生ブレーキと呼ばれる。
【0015】但し、他の電気車が走行していない場合、
又は他の電気車が電力を消費しないような場合には、抵
抗13、チョッパ装置8及びフライホイールダイオード
9からなる発電ブレーキチョッパ装置により、チョッパ
装置8のチョッピング動作通流率を加減することによ
り、抵抗13の抵抗値を可変制御し、発電機12(電動
機)が発電した電力を、抵抗13で消費する。この制動
動作は発電ブレーキと呼ばれる。
【0016】
【発明の効果】第1発明に係る電気車制御装置によれ
ば、電力変換装置が、直流電源からフィルタ回路を通じ
て給電された電力を、電動機を駆動する為に変換する。
フィルタ回路のコンデンサは電力変換装置に並列接続さ
れ、抵抗及びチョッパ装置を含む回路は、そのコンデン
サに並列に接続され、制動時に発電ブレーキによる発生
電力の負荷を調整する。コンデンサの充電時は、充電電
流を前記抵抗を通じて流す。これにより、信頼性が高
く、小型軽量の電気車制御装置を実現することが出来
る。
【0017】第2発明に係る電気車制御装置によれば、
電力変換装置が、直流電源からフィルタ回路を通じて給
電された電力を、電動機を駆動する為に変換する。フィ
ルタ回路のコンデンサは電力変換装置に並列接続され、
抵抗及びチョッパ装置の直列回路は、そのコンデンサに
並列に接続され、制動時に発電ブレーキによる発生電力
の負荷を調整する。スイッチ回路は、その抵抗に並列に
接続されたフライホイールダイオードのカソードとその
抵抗の一端とを接続し、コンデンサの充電時に充電電流
をその抵抗及びフライホイールダイオードを通じて流す
ようにオフする。これにより、信頼性が高く、小型軽量
の電気車制御装置を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る電気車制御装置の実施の形態の
構成を示したブロック図である。
【図2】 従来の電気車制御装置の構成例を示したブロ
ック図である。
【符号の説明】
1 直流架線(直流電源)、2 パンタグラフ(直流電
源)、3 断流器、5 充電スイッチ、6 リアクトル
(フィルタ回路)、8 チョッパ装置、9 フライホイ
ールダイオード、10 コンデンサ(フィルタ回路)、
11 電力変換装置、12 電動機、13 抵抗。
フロントページの続き Fターム(参考) 5H115 PA00 PC02 PG01 PI03 PI11 PI29 PO02 PO06 PO17 PU08 PV03 PV09 PV22 PV29 QI03 QI04 SE04 5H530 AA02 AA05 BB24 CC08 CE15 CE16 CF06 DD03 DD05 EE01 EE05 5H576 AA01 BB03 BB06 CC01 DD02 DD04 DD05 EE09 FF04 HA01 HB02 JJ26 MM03

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源からフィルタ回路を通じて給電
    された電力を、電動機を駆動する為に変換する電力変換
    装置と、該電力変換装置に並列接続された、前記フィル
    タ回路のコンデンサと、該コンデンサに並列に接続さ
    れ、制動時に発電ブレーキによる発生電力の負荷を調整
    する為の抵抗及びチョッパ装置を含む回路とを備え、前
    記コンデンサの充電時に充電電流を前記抵抗を通じて流
    すべくなしてあることを特徴とする電気車制御装置。
  2. 【請求項2】 直流電源からフィルタ回路を通じて給電
    された電力を、電動機を駆動する為に変換する電力変換
    装置と、該電力変換装置に並列接続された、前記フィル
    タ回路のコンデンサと、該コンデンサに並列に接続さ
    れ、制動時に発電ブレーキによる発生電力の負荷を調整
    する抵抗及びチョッパ装置の直列回路と、該チョッパ装
    置の、前記抵抗に並列に接続されたフライホイールダイ
    オードと、該フライホイールダイオードのカソードと前
    記抵抗の一端とを接続し、前記コンデンサの充電時に充
    電電流を前記抵抗及び前記フライホイールダイオードを
    通じて流すべくオフするスイッチ回路とを備えることを
    特徴とする電気車制御装置。
JP10334719A 1998-11-25 1998-11-25 電気車制御装置 Pending JP2000166003A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007045159A1 (fr) * 2005-10-17 2007-04-26 Shanghai Jiaoda Shenzhou Vehicle Research & Development Co., Ltd. Systeme de charge rapide d'ultra condensateur pour trolleybus
CN100347942C (zh) * 2003-02-14 2007-11-07 三星电子株式会社 电机电源
JP2013236484A (ja) * 2012-05-09 2013-11-21 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 出力フィルタ装置
CN108973780A (zh) * 2018-09-20 2018-12-11 南京恒天领锐汽车有限公司 一种新型纯电动重型汽车制动电阻控制装置

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