JP2007028852A - Railway vehicle drive controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鉄道車両駆動制御装置に関する。 The present invention relates to a railway vehicle drive control device.
従来の鉄道車両駆動制御装置の構成を図65に示す。図65において、1は交流電源である架線、2は集電器、3は交流回路遮断器、4は主回路変圧器Tの1次巻線、5は主回路変圧器Tの2次巻線、7は車輪、8は帰線であるレール、9は変圧器2次巻線とコンバータ間の電流を検出するための交流電流検出器、10は充電用開閉器、11は充電回路抵抗器、18は交流回路開閉器、12はコンバータ、13U〜13Yはコンバータのスイッチング素子、14は平滑コンデンサ、15はコンバータとインバータ間の直流回路の電圧を検出するための電圧検出器、21は鉄道車両を駆動する永久磁石電動機、22はインバータ、23U〜23Zはインバータのスイッチング素子、24U〜24Wはインバータと永久磁石電動機間の電流を検出するための電流検出器、25は電動機回路開閉器である。
FIG. 65 shows a configuration of a conventional railway vehicle drive control device. In FIG. 65, 1 is an overhead line which is an AC power source, 2 is a current collector, 3 is an AC circuit breaker, 4 is a primary winding of the main circuit transformer T, 5 is a secondary winding of the main circuit transformer T, 7 is a wheel, 8 is a return rail, 9 is an AC current detector for detecting the current between the transformer secondary winding and the converter, 10 is a charging switch, 11 is a charging circuit resistor, 18 Is an AC circuit switch, 12 is a converter, 13U to 13Y are converter switching elements, 14 is a smoothing capacitor, 15 is a voltage detector for detecting the voltage of the DC circuit between the converter and the inverter, and 21 is for driving a railway vehicle.
コンバータ12は、スイッチング素子13U〜23Yを内蔵しており、この4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、変圧器2次巻線5から供給される交流電圧を任意の電圧の直流電圧に変換する機能を有している。
The
インバータ22は、スイッチング素子23U〜23Z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。インバータ22の電源である直流電圧はコンバータ12によって供給される。
The
永久磁石電動機21には、インバータ22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、それぞれの永久磁石電動機21の各端子には線間電圧Vuv、Vvw、Vwuが印加される。
The
交流回路遮断器3は、機能的には開閉器の一種であり、交流電源である架線1と変圧器1次巻線4との接続・切り離しを行なう。
The
変圧器Tには1次巻線4と2次巻線5が設けられており、架線1の交流電圧の大きさをコンバータ12の入力電圧の大きさに変換する。
The transformer T is provided with a primary winding 4 and a
充電用開閉器10と充電回路抵抗器11は、コンバータ12を起動する前にコンバータ12とインバータ22の間の直流回路に設けた平滑コンデンサ14を充電するためのものである。
The
交流回路開閉器18は変圧器2次巻線5とコンバータ12との間の交流回路を投入・開放するためのものである。
The
平滑コンデンサ14は、コンバータ12から出力されてインバータ22に供給される直流電圧を安定させる作用を持つ。
電動機回路開閉器25は、インバータ12と永久磁石電動機21との間の3相交流回路に設けられており、インバータ12と永久磁石電動機21との間の3相交流回路を投入・開放するためのものである。ここでの、電動機回路開閉器25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鉄道車両駆動制御装置に対して追加が必須になる部品である。
The
鉄道車両の場合、鉄道車両駆動制御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同じ路線を走行する他の列車の運転を妨げることになるので、最寄の駅まで、又は修理を行なう車庫まで故障した列車を回送できる必要があるという、鉄道車両としての特殊な技術的要請がある。 In the case of a railway vehicle, even if the railway vehicle drive control device breaks down, staying at the place where the failure occurred will hinder the operation of other trains traveling on the same route, so the nearest station Or, there is a special technical requirement as a railway vehicle that it is necessary to be able to route a failed train to the garage for repair.
永久磁石電動機は、鉄道車両の駆動用電動機として従来利用されていた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。鉄道車両駆動制御装置のインバータ又はコンバータが内蔵しているスイッチング素子が短絡モードで故障すると、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インバータ又はコンバータに電流が流れ込み、損傷をさらに拡大してしまう。また、このとき永久磁石電動機とインバータ又はコンバータ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、鉄道車両を回送することができなくなる。このため、例えば、変圧器2次巻線5とコンバータ12との間に設けた電流検出器9によってコンバータ12の電流に異常を検出するか、インバータ22と永久磁石電動機21の間に設けた電流検出器24U−24Wによってインバータの出力電流に異常を検出するか、又は直流電圧監視手段(直流電圧検出器)によって平滑コンデンサに対する直流電圧に異常を検出するなどの方法によって、インバータ22又はコンバータ12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21とインバータ22との間の回路を開放する必要がある。このために、例えば特許文献1に示すような方式が提案され、インバータ22と永久磁石電動機21との間の回路に開閉器25を設けている。
The permanent magnet motor has the advantage that the efficiency of the motor is improved as compared with an induction motor conventionally used as a driving motor for a railway vehicle. On the other hand, if the permanent magnet motor rotates, the permanent magnet motor An induced voltage is generated at the terminal of the permanent magnet motor by the magnetic flux. When the switching element incorporated in the inverter or converter of the railway vehicle drive control device fails in the short-circuit mode, the terminals of the permanent magnet motor are short-circuited to form a closed circuit. For this reason, when the permanent magnet motor rotates, an electric current flows from the permanent magnet motor to the failed inverter or converter due to the induced voltage, thereby further expanding the damage. 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 motor and the inverter or converter. Therefore, the railway vehicle cannot be forwarded. For this reason, for example, an abnormality is detected in the current of the
図66は、図65に示した従来の鉄道車両駆動制御装置の開閉器25を投入・開放するための制御回路の構成を示した図である。図66において、101は制御回路電源、102は制御回路電源グラウンド、103は制御部である。
FIG. 66 is a diagram showing a configuration of a control circuit for turning on / off the
制御部103は、充電用開閉器10の投入と開放を行なう充電用開閉器投入指令信号と、交流回路開閉器18の投入と開放を行なう交流回路開閉器投入指令信号と、電動機回路開閉器25の投入と開放を行なう電動機回路開閉器投入指令信号とを出力する。
The
継電器104aは、充電用開閉器10の駆動操作コイル110に電源を供給する制御回路であり、制御部103からの充電用開閉器投入指令信号によって投入(オン)される。
The
継電器104bは、交流回路開閉器18の駆動操作コイル118に電源を供給する制御回路であり、制御部103からの交流回路開閉器投入指令信号によって投入(オン)される。
The
継電器104cは、電動機回路開閉器25の駆動操作コイル125に電源を供給する制御回路であり、制御部103からの電動機回路開閉器投入指令信号によって投入(オン)される。
The
鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する場合や、走行中に保護機能が故障を検知したために一旦鉄道車両駆動制御装置を停止した後に再度運転を開始する場合には、まず、充電用開閉器10を投入してコンバータ12とインバータ22の間の直流回路に設けた平滑コンデンサ14を充電する。充電用開閉器10が投入(オン)されると、コンバータ12が内蔵しているスイッチング素子13U〜13Yの逆並列ダイオードを経由して充電回路抵抗器11で制限された電流によって平滑コンデンサ14が充電される。平滑コンデンサ14の充電が完了した後に交流回路開閉器18が投入(オン)され変圧器2次巻線5とコンバータ12との間の交流回路が接続され、また電動機回路開閉器25が投入(オン)されてインバータ22と永久磁石電動機21との間の3相交流回路が接続されるとともに、充電用開閉器10が開放(オフ)される。
When starting the operation of the railway vehicle drive control device, or when starting the operation again after stopping the railway vehicle drive control device because the protection function has detected a failure during traveling, first, the
交流回路開閉器18と電動機回路開閉器25を投入するタイミングについては、充電回路抵抗器11の抵抗値と平滑コンデンサ14の静電容量からあらかじめ求められる充電時間を考慮して、充電用開閉器10を投入した後に充電時間が経過したことで、交流回路開閉器18と電動機回路開閉器25を投入するとともに充電用開閉器10を開放する。又は別の方式として、電圧検出器15の検出値を監視して平滑コンデンサ14の電圧が予め設定された閾値を超えたときに交流回路開閉器18と電動機回路開閉器25を投入するとともに充電用開閉器10を開放しても良い。
As for the timing of turning on the
交流回路開閉器18と電動機回路開閉器25が投入されて鉄道車両駆動制御装置の回路が構成された後、コンバータ12とインバータ22はそれぞれが内蔵するスイッチング素子のオン・オフ動作を開始して起動する。
After the
しかしながら、従来の鉄道車両駆動制御装置では、鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する場合には常に、コンバータを起動する前に電動機回路開閉器を投入していた。このため次のような問題点があった。 However, in the conventional railway vehicle drive control device, whenever the operation of the railway vehicle drive control device is started, the motor circuit switch is turned on before starting the converter. For this reason, there were the following problems.
永久磁石電動機21は、回転子の回転にともなってその端子に永久磁石の磁束による誘起電圧を発生する。つまり、鉄道車両の走行中には永久磁石電動機21の端子には誘起電圧が発生している。
The
走行中に鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する場合に、平滑コンデンサ14に予め充電されている直流電圧Vdcが、永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vm以上である時には、電動機回路開閉器25を投入する瞬間にインバータ22と永久磁石電動機21との間の回路に電流が流れることは無いため問題ない。
When starting the operation of the railway vehicle drive control device while traveling, when the DC voltage Vdc charged in advance in the
一方、走行中に鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する場合に、平滑コンデンサ14に予め充電されている直流電圧Vdcが永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vmよりも小さい時には、電動機回路開閉器25を投入する瞬間に、回転している永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧によって、永久磁石電動機21からインバータ22が内蔵しているスイッチング素子の逆並列ダイオードを介して、その逆並列ダイオードで整流された直流電圧まで平滑コンデンサ14を充電する過渡電流が流れる。この過渡電流の例を図67、図68に示す。なおこの過渡電流は実際は永久磁石電動機の回転子の回転にともなって誘起される交流電圧による電流であるが、図67、図68では過渡電流の大きさとして直流量で表現してある。この過渡電流が流れることによって永久磁石電動機21にはトルクショックが発生して車両の乗り心地を害するという問題点があった。
本発明は上述したような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、走行中に鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する場合にも、永久磁石電動機から平滑コンデンサへの過渡電流が流れることを防止して、永久磁石電動機のトルクショックによって車両の乗り心地を害することを防止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。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above, and a transient current flows from the permanent magnet motor to the smoothing capacitor even when the operation of the railway vehicle drive control device is started during traveling. It is an object of the present invention to provide a railway vehicle drive control device that can prevent the vehicle from being damaged by a torque shock of a permanent magnet motor.
本発明の鉄道車両駆動制御装置は、車両を駆動する永久磁石電動機と、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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、前記インバータの直流側の回路の電圧を検出して出力する直流電圧検出器と、前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、前記制御部は、鉄道車両駆動制御装置の運転を開始するために前記電動機回路開閉器を投入する時に、前記インバータの直流側の回路の電圧が前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上であることを条件として前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする。 The railway vehicle drive control device of the present invention includes a permanent magnet motor that drives a vehicle, an inverter that converts a DC voltage into an AC voltage having an arbitrary voltage and an arbitrary frequency, and supplies AC power to the permanent magnet motor, A DC voltage detector that detects and outputs a voltage of a circuit on the DC side of the inverter, and an n-phase AC circuit (n is an arbitrary number representing the number of AC phases) between the inverter and the permanent magnet motor A motor circuit switch provided with a contact for opening / closing a circuit in at least the n-1 phase, and a controller for outputting a motor circuit switch closing command signal for opening / closing the motor circuit switch And the controller is configured to cause the voltage of the circuit on the DC side of the inverter to induce between the terminals of the permanent magnet motor when the motor circuit switch is turned on to start the operation of the railway vehicle drive control device. Characterized by a control to inject the motor circuit switch on condition that the voltage is the peak value or more.
また本発明の鉄道車両駆動制御装置は、車両を駆動する永久磁石電動機と、前記永久磁石電動機の回転子の回転を検出して出力する回転検出器と、1次巻線が交流電源に接続される変圧器と、前記変圧器の2次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して出力するコンバータと、前記コンバータの出力である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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路の電圧を検出して出力する直流電圧検出器と、前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、前記制御部は、電動機誘起電圧演算手段と、電動機回路開閉器投入条件判別手段と、直流電圧指令値出力手段を有し、前記電動機誘起電圧演算手段は、前記回転検出器の出力を入力し、前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値を演算して出力し、前記電動機回路開閉器投入条件判別手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力と前記直流電圧検出器の出力を入力し、電動機回路開閉器投入許可信号を出力し、前記直流電圧指令値出力手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力を入力し、前記コンバータが変換する直流電圧の指令値として、その直流電圧の指令値が前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上の値の指令値を出力し、鉄道車両駆動制御装置の運転を開始するために前記電動機回路開閉器を投入する時に、前記電動機回路開閉器投入許可信号が出力されていない場合は、前記コンバータを動作させて前記直流回路の電圧を前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上に上昇させた後に前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする。 In the railcar drive control device of the present invention, a permanent magnet motor that drives a vehicle, a rotation detector that detects and outputs rotation of a rotor of the permanent magnet motor, and a primary winding are connected to an AC power source. A transformer that converts the AC voltage of the secondary winding of the transformer into a DC voltage of an arbitrary magnitude and outputs the DC voltage, and outputs the DC voltage that is the output of the converter at an arbitrary voltage and an arbitrary frequency. An inverter that converts AC voltage to supply AC power to the permanent magnet motor, a DC voltage detector that detects and outputs a voltage of a DC circuit between the converter and the inverter, the inverter, and the permanent magnet A motor circuit switch provided with a contact for opening / closing a circuit in at least the n-1 phase of the n-phase AC circuit (n is an arbitrary number representing the number of AC phases) between the motor and the motor; Motor circuit A control unit that outputs a motor circuit switch input command signal for turning on and off the closing device, the control unit including a motor induced voltage calculation unit, a motor circuit switch input condition determination unit, and a DC voltage command value; The motor induced voltage calculation means receives the output of the rotation detector, calculates the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor, and outputs the motor circuit switch; The closing condition determining means inputs the output of the motor induced voltage calculating means and the output of the DC voltage detector, outputs a motor circuit switch closing permission signal, and the DC voltage command value output means is the motor induced voltage The output of the arithmetic means is input, and the command value of the DC voltage command value converted by the converter is a command value whose DC voltage command value is not less than the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor. , When turning on the motor circuit switch to start the operation of the road vehicle drive control device, if the motor circuit switch turn-on permission signal is not output, the converter is operated to increase the voltage of the DC circuit. Control is performed to turn on the motor circuit switch after the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor has been raised.
また本発明の鉄道車両駆動制御装置は、車両を駆動する永久磁石電動機と、前記永久磁石電動機の端子電圧を検出して出力する電動機端子電圧検出器と、1次巻線が交流電源に接続される変圧器と、前記変圧器の2次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して出力するコンバータと、前記コンバータの出力である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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路の電圧を検出して出力する直流電圧検出器と、前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、前記制御部は、電動機誘起電圧演算手段と、電動機回路開閉器投入条件判別手段と、直流電圧指令値出力手段を有し、前記電動機誘起電圧演算手段は、前記電動機端子電圧検出器の出力を入力し、前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値を演算して出力し、前記電動機回路開閉器投入条件判別手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力と前記直流電圧検出器の出力を入力し、電動機回路開閉器投入許可信号を出力し、前記直流電圧指令値出力手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力を入力し、前記コンバータが変換する直流電圧の指令値として、その直流電圧の指令値が前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上の値の指令値を出力し、鉄道車両駆動制御装置の運転を開始するために前記電動機回路開閉器を投入する時に、前記電動機回路開閉器投入許可信号が出力されていない場合は、前記コンバータを動作させて前記直流回路の電圧を前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上に上昇させた後に前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする。 The railcar drive control device of the present invention includes a permanent magnet motor that drives a vehicle, a motor terminal voltage detector that detects and outputs a terminal voltage of the permanent magnet motor, and a primary winding connected to an AC power source. A transformer that converts the AC voltage of the secondary winding of the transformer into a DC voltage of an arbitrary magnitude and outputs the DC voltage, and outputs the DC voltage that is the output of the converter at an arbitrary voltage and an arbitrary frequency. An inverter that converts AC voltage to supply AC power to the permanent magnet motor, a DC voltage detector that detects and outputs a voltage of a DC circuit between the converter and the inverter, the inverter, and the permanent magnet A motor circuit switch provided with a contact for opening / closing a circuit in at least the n-1 phase of the n-phase AC circuit (n is an arbitrary number representing the number of AC phases) between the motor and the motor; Electric A controller that outputs a motor circuit switch input command signal for switching on and off the circuit switch; the control unit includes a motor induced voltage calculation means, a motor circuit switch input condition determination means, and a DC voltage command; Value output means, wherein the motor induced voltage calculation means inputs the output of the motor terminal voltage detector, calculates and outputs the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor, and the motor The circuit switch input condition discriminating means inputs the output of the electric motor induced voltage calculation means and the output of the DC voltage detector, outputs an electric motor circuit switch input permission signal, and the DC voltage command value output means The output of the motor induced voltage calculation means is input, and the command value of the DC voltage converted by the converter is such that the DC voltage command value is not less than the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor. When the motor circuit switch input permission signal is not output when the motor circuit switch is turned on to output the command value and start operation of the railway vehicle drive control device, the converter is operated. Control is performed to turn on the motor circuit switch after raising the voltage of the DC circuit to a peak value or more of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor.
また本発明の鉄道車両駆動制御装置は、車両を駆動する永久磁石電動機と、1次巻線が交流電源に接続される変圧器と、前記変圧器の2次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して出力するコンバータと、前記コンバータの出力である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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路の電圧を検出して出力する直流電圧検出器と、前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、前記制御部は、電圧指令値出力手段と、電動機回路開閉器投入条件判別手段と、直流電圧指令値出力手段を有し、前記電圧指令値出力手段は、予め設定された値として、車両の走行における前記永久磁石電動機の最大回転数での端子間の誘起電圧の尖頭値以上の値を電圧指令値として出力し、前記直流電圧指令値出力手段は、前記電圧指令値が入力され、前記コンバータが変換する直流電圧の指令値を出力し、前記電動機回路開閉器投入条件判別手段は、前記電圧指令値と前記直流電圧検出器の出力を入力し、電動機回路開閉器投入許可信号を出力し、鉄道車両駆動制御装置の運転を開始するために前記電動機回路開閉器を投入する時に、前記コンバータを動作させて前記直流回路の電圧を車両の走行における前記永久磁石電動機の最大回転数での端子間の誘起電圧の尖頭値以上に上昇させた後に前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする。 Moreover, the railway vehicle drive control device of the present invention includes a permanent magnet motor that drives a vehicle, a transformer in which a primary winding is connected to an AC power source, and an AC voltage of a secondary winding of the transformer of an arbitrary magnitude. A converter that converts the DC voltage into an output voltage, an inverter that converts the DC voltage output from the converter into an AC voltage having an arbitrary voltage and an arbitrary frequency, and supplies AC power to the permanent magnet motor; A DC voltage detector that detects and outputs a voltage of a DC circuit between the converter and the inverter; and an n-phase AC circuit between the inverter and the permanent magnet motor (n represents an arbitrary number of AC phases) A motor circuit switch provided with a contact for opening / closing a circuit in at least the n-1 phase of the number), and a motor circuit switch closing command signal for opening / closing the motor circuit switch. Output A control unit, the control unit includes a voltage command value output unit, a motor circuit switch input condition determination unit, and a DC voltage command value output unit, the voltage command value output unit is a preset value As a voltage command value, a value equal to or greater than the peak value of the induced voltage between the terminals at the maximum number of rotations of the permanent magnet motor in the running of the vehicle, the DC voltage command value output means, the voltage command value is The DC voltage command value converted by the converter is output, and the motor circuit switch input condition determining means inputs the voltage command value and the output of the DC voltage detector, and permits the motor circuit switch input permission. When the motor circuit switch is turned on to output a signal and start operation of the railway vehicle drive control device, the converter is operated so that the voltage of the DC circuit is changed to the permanent magnet in the running of the vehicle. Characterized by a control to inject the motor circuit switch in after being raised above the peak value of the induced voltage across the terminals of the maximum rotational speed of the motive.
また本発明の鉄道車両駆動制御装置は、車両を駆動する永久磁石電動機と、前記永久磁石電動機の回転子の回転を検出して出力する回転検出器と、1次巻線が交流電源に接続される変圧器と、前記変圧器の2次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して出力するコンバータと、前記コンバータの出力である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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路の電圧を検出して出力する直流電圧検出器と、前記変圧器に設けられ前記2次巻線よりも小さい電圧を出力する3次巻線と、前記3次巻線に充電用開閉器を介して接続され前記3次巻線の電圧を昇圧する充電回路昇圧変圧器と、前記充電回路昇圧変圧器の昇圧側の電圧を整流して前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路に出力して充電する充電用整流回路と、前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号と、前記充電用開閉器を投入・開放するための充電用開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、前記制御部は、電動機誘起電圧演算手段と、電動機回路開閉器投入条件判別手段を有し、前記電動機誘起電圧演算手段は、前記回転検出器の出力を入力し、前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値を演算して出力し、前記電動機回路開閉器投入条件判別手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力と前記直流電圧検出器の出力を入力し、電動機回路開閉器投入許可信号を出力し、鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する時に、前記充電用開閉器を投入して前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路を充電し、前記電動機回路開閉器投入許可信号が出力されていることを条件として前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする。 In the railcar drive control device of the present invention, a permanent magnet motor that drives a vehicle, a rotation detector that detects and outputs rotation of a rotor of the permanent magnet motor, and a primary winding are connected to an AC power source. A transformer that converts the AC voltage of the secondary winding of the transformer into a DC voltage of an arbitrary magnitude and outputs the DC voltage, and outputs the DC voltage that is the output of the converter at an arbitrary voltage and an arbitrary frequency. Provided in the transformer is an inverter that converts AC voltage to supply AC power to the permanent magnet motor, a DC voltage detector that detects and outputs a voltage of a DC circuit between the converter and the inverter, and A tertiary winding that outputs a voltage smaller than the secondary winding; a charging circuit step-up transformer that is connected to the tertiary winding via a charging switch and boosts the voltage of the tertiary winding; Ascent of the charging circuit step-up transformer A rectifying circuit for rectifying the voltage on the side and outputting it to a DC circuit between the converter and the inverter for charging, and an n-phase AC circuit between the inverter and the permanent magnet motor (n is an AC current) Motor circuit switch provided with a contact for opening / closing a circuit to at least n−1 phases of the number of phases), and a motor circuit for opening / closing the motor circuit switch A control unit for outputting a switch input command signal and a charging switch input command signal for inputting and opening the charging switch, the control unit comprising: an electric motor induced voltage calculation means; and an electric circuit switch The motor induced voltage calculation means receives the output of the rotation detector, calculates the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor, and outputs the motor circuit; Switch input condition Another means inputs the output of the electric motor induced voltage calculation means and the output of the DC voltage detector, outputs an electric motor circuit switch input permission signal, and starts the operation of the railway vehicle drive control device, A switch is turned on to charge a DC circuit between the converter and the inverter, and control is performed to turn on the motor circuit switch on condition that the motor circuit switch turn-on permission signal is output. It is characterized by.
また本発明の鉄道車両駆動制御装置は、車両を駆動する永久磁石電動機と、前記永久磁石電動機の端子電圧を検出して出力する電動機端子電圧検出器と、1次巻線が交流電源に接続される変圧器と、前記変圧器の2次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して出力するコンバータと、前記コンバータの出力である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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路の電圧を検出して出力する直流電圧検出器と、前記変圧器に設けられ前記2次巻線よりも小さい電圧を出力する3次巻線と、前記3次巻線に充電用開閉器を介して接続され、前記3次巻線の電圧を昇圧する充電回路昇圧変圧器と、前記充電回路昇圧変圧器の昇圧側の電圧を整流して前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路に出力して充電する充電用整流回路と、前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号と、前記充電用開閉器を投入・開放するための充電用開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、前記制御部は、電動機誘起電圧演算手段と、電動機回路開閉器投入条件判別手段を有し、前記電動機誘起電圧演算手段は、前記電動機端子電圧検出器の出力を入力し、前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値を演算して出力し、前記電動機回路開閉器投入条件判別手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力と前記電圧検出器の出力を入力し、電動機回路開閉器投入許可信号を出力し、鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する時に、前記充電用開閉器を投入して前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路を充電し、前記電動機回路開閉器投入許可信号が出力されていることを条件として前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする。 The railcar drive control device of the present invention includes a permanent magnet motor that drives a vehicle, a motor terminal voltage detector that detects and outputs a terminal voltage of the permanent magnet motor, and a primary winding connected to an AC power source. A transformer that converts the AC voltage of the secondary winding of the transformer into a DC voltage of an arbitrary magnitude and outputs the DC voltage, and outputs the DC voltage that is the output of the converter at an arbitrary voltage and an arbitrary frequency. Provided in the transformer is an inverter that converts AC voltage to supply AC power to the permanent magnet motor, a DC voltage detector that detects and outputs a voltage of a DC circuit between the converter and the inverter, and A tertiary winding that outputs a voltage smaller than the secondary winding, and a charging circuit step-up transformer that is connected to the tertiary winding via a charging switch and boosts the voltage of the tertiary winding; , The charging circuit boost variable A rectification circuit for charging that rectifies the voltage on the booster side of the converter and outputs it to a DC circuit between the converter and the inverter, and an n-phase AC circuit between the inverter and the permanent magnet motor (n Is an arbitrary number representing the number of alternating current phases), and a motor circuit switch provided with a contact for opening / closing a circuit in at least the n-1 phase, and for opening / closing the motor circuit switch A control unit for outputting a motor circuit switch input command signal and a charging switch input command signal for opening and opening the charging switch, wherein the control unit includes a motor induced voltage calculation means, a motor Circuit switch input condition determining means, wherein the motor induced voltage calculation means inputs the output of the motor terminal voltage detector, calculates the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor, and outputs it And the electric motor The road switch input condition determining means inputs the output of the electric motor induced voltage calculation means and the output of the voltage detector, outputs an electric motor circuit switch input permission signal, and starts operation of the railway vehicle drive control device. The charging switch is turned on to charge the DC circuit between the converter and the inverter, and the motor circuit switch is turned on on condition that the motor circuit switch turning permission signal is output It is characterized by controlling.
また本発明の鉄道車両駆動制御装置は、車両を駆動する永久磁石電動機と、前記永久磁石電動機の回転子の回転を検出して出力する回転検出器と、1次巻線が交流電源に接続される主回路変圧器と、前記主回路変圧器の2次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して出力するコンバータと、前記コンバータの出力である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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路の電圧を検出して出力する主回路直流電圧検出器と、前記主回路変圧器に設けられ、前記2次巻線よりも小さい電圧を出力する3次巻線と、昇圧変圧器であって、その低電圧側の巻線に昇圧比が異なる巻線を有しており、前記昇圧比が異なる巻線の端子が各々第1の充電用開閉器と第2の充電用開閉器を介して前記主回路変圧器の3次巻線と接続され、前記3次巻線の電圧を昇圧する充電回路昇圧変圧器と、前記充電回路昇圧変圧器の昇圧側の電圧を整流して前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路に出力して充電する充電用整流回路と、前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号と、前記第1の充電用開閉器を投入・開放するための第1の充電用開閉器投入指令信号と、前記第2の充電用開閉器を投入・開放するための第2の充電用開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、前記制御部は、電動機誘起電圧演算手段と、電動機回路開閉器投入条件判別手段を有し、前記電動機誘起電圧演算手段は、前記回転検出器の出力を入力し、前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値を演算して出力し、前記電動機回路開閉器投入条件判別手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力と前記直流電圧検出器の出力を入力し、電動機回路開閉器投入許可信号を出力し、鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する時に、前記第1の充電用開閉器を投入して前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路を充電し、その後前記第2の充電用開閉器を投入して、前記直流回路の電圧を永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上に上昇させた後に前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする。 In the railcar drive control device of the present invention, a permanent magnet motor that drives a vehicle, a rotation detector that detects and outputs rotation of a rotor of the permanent magnet motor, and a primary winding are connected to an AC power source. A main circuit transformer, a converter for converting an AC voltage of a secondary winding of the main circuit transformer into a DC voltage of an arbitrary magnitude, and an output, and a DC voltage as an output of the converter as an arbitrary voltage An inverter that converts AC voltage of an arbitrary frequency and supplies AC power to the permanent magnet motor; a main circuit DC voltage detector that detects and outputs a voltage of a DC circuit between the converter and the inverter; A tertiary winding that is provided in the main circuit transformer and outputs a voltage smaller than the secondary winding, and a step-up transformer having a winding with a different step-up ratio on the low-voltage side winding. Windings with different boost ratios Are connected to the tertiary winding of the main circuit transformer via the first charging switch and the second charging switch, respectively, and the voltage of the tertiary winding is boosted. And a charging rectifier circuit that rectifies the voltage on the boost side of the charging circuit step-up transformer and outputs the rectified voltage to a DC circuit between the converter and the inverter, and the inverter and the permanent magnet motor. A motor circuit switch provided with a contact for opening / closing a circuit in at least the n−1 phase of the n-phase AC circuit (n is an arbitrary number representing the number of AC phases), and the motor circuit A motor circuit switch input command signal for opening / closing the switch, a first charge switch input command signal for opening / opening the first charging switch, and the second charge Second charging switch for turning on / off the switch A control unit that outputs a command signal, the control unit including a motor induced voltage calculation unit and a motor circuit switch on / off condition determination unit, and the motor induced voltage calculation unit inputs an output of the rotation detector; And the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor is calculated and output, and the motor circuit switch input condition determining means outputs the output of the motor induced voltage calculating means and the output of the DC voltage detector. Is input, the motor circuit switch input permission signal is output, and when the operation of the railway vehicle drive control device is started, the first charging switch is turned on and the DC circuit between the converter and the inverter And then turn on the second charging switch to raise the voltage of the DC circuit above the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor, and then turn on the motor circuit switch. Control It is characterized by doing.
また本発明の鉄道車両駆動制御装置は、車両を駆動する永久磁石電動機と、前記永久磁石電動機の端子電圧を検出して出力する電動機端子電圧検出器と、1次巻線が交流電源に接続される主回路変圧器と、前記主回路変圧器の2次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して出力するコンバータと、前記コンバータの出力である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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路の電圧を検出して出力する直流電圧検出器と、前記変圧器に設けられ前記2次巻線よりも小さい電圧を出力する3次巻線と、昇圧変圧器であって、その低電圧側の巻線に昇圧比が異なる巻線を有しており、前記昇圧比が異なる巻線の端子が各々第1の充電用開閉器と第2の充電用開閉器を介して前記主回路変圧器の3次巻線と接続され、前記3次巻線の電圧を昇圧する充電回路昇圧変圧器と、前記充電回路昇圧変圧器の昇圧側の電圧を整流して前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路に出力して充電する充電用整流回路と、前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号と、前記第1の充電用開閉器を投入・開放するための第1の充電用開閉器投入指令信号と、前記第2の充電用開閉器を投入・開放するための第2の充電用開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、前記制御部は、電動機誘起電圧演算手段と、電動機回路開閉器投入条件判別手段を有し、前記電動機誘起電圧演算手段は、前記電動機端子電圧検出器の出力を入力し、前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値を演算して出力し、前記電動機回路開閉器投入条件判別手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力と前記直流電圧検出器の出力を入力し、電動機回路開閉器投入許可信号を出力し、鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する時に、前記第1の充電用開閉器を投入して前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路を充電し、その後前記第2の充電用開閉器を投入して、前記直流回路の電圧を永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上に上昇させた後に前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする。 The railcar drive control device of the present invention includes a permanent magnet motor that drives a vehicle, a motor terminal voltage detector that detects and outputs a terminal voltage of the permanent magnet motor, and a primary winding connected to an AC power source. A main circuit transformer, a converter for converting an AC voltage of a secondary winding of the main circuit transformer into a DC voltage of an arbitrary magnitude, and an output, and a DC voltage as an output of the converter as an arbitrary voltage An inverter that converts AC voltage of an arbitrary frequency and supplies AC power to the permanent magnet motor, a DC voltage detector that detects and outputs a voltage of a DC circuit between the converter and the inverter, and the transformer A third winding that outputs a voltage smaller than the secondary winding, and a step-up transformer, the lower-voltage side winding having a different step-up ratio, Winding terminals with different step-up ratios A charging circuit step-up transformer that is connected to a tertiary winding of the main circuit transformer via a first charging switch and a second charging switch, respectively, and boosts the voltage of the tertiary winding; A charging rectifier circuit that rectifies the voltage on the boost side of the charging circuit step-up transformer and outputs the rectified voltage to a DC circuit between the converter and the inverter, and n between the inverter and the permanent magnet motor A motor circuit switch provided with a contact for opening / closing a circuit in at least n−1 phases of a phase AC circuit (n is an arbitrary number representing the number of AC phases), and the motor circuit switch An electric circuit switch input command signal for turning on / off, a first charging switch input command signal for turning on / opening the first charging switch, and the second charging switch Second charging switch input command signal to input / release The controller has a motor induced voltage calculation means and a motor circuit switch input condition determination means, and the motor induced voltage calculation means inputs the output of the motor terminal voltage detector. And the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor is calculated and output, and the motor circuit switch input condition determining means outputs the output of the motor induced voltage calculating means and the output of the DC voltage detector. Is input, the motor circuit switch input permission signal is output, and when the operation of the railway vehicle drive control device is started, the first charging switch is turned on and the DC circuit between the converter and the inverter And then the second charging switch is turned on, the voltage of the DC circuit is raised to the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor, and then the motor circuit switch is turned on. Control It is characterized by doing.
また本発明の鉄道車両駆動制御装置は、車両を駆動する永久磁石電動機と、前記永久磁石電動機の回転子の回転を検出して出力する回転検出器と、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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、前記インバータの直流側の回路の電圧を検出して出力する直流電圧検出器と、前記インバータの直流側の回路を充電回路抵抗器を介して初期充電するための第1の充電用開閉器と、車両の補助電源装置から交流電源が供給されている補助回路に第2の充電用開閉器を介して接続され、前記補助回路の電圧を昇圧する充電回路昇圧変圧器と、前記充電回路昇圧変圧器の昇圧側の電圧を整流して前記インバータの直流側の回路に出力して充電する充電用整流回路と、前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号と、前記第1の充電用開閉器を投入・開放するための第1の充電用開閉器投入指令信号と、前記第2の充電用開閉器を投入・開放するための第2の充電用開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、前記制御部は、電動機誘起電圧演算手段と、電動機回路開閉器投入条件判別手段を有し、前記電動機誘起電圧演算手段は、前記回転検出器の出力を入力し、前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値を演算して出力し、前記電動機回路開閉器投入条件判別手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力と前記電圧検出器の出力を入力し、電動機回路開閉器投入許可信号を出力し、鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する時に、前記第1の充電用開閉器を投入して前記インバータの直流側の回路を充電し、その後前記第2の充電用開閉器を投入して、前記直流回路の電圧を永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上に上昇させた後に前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする。 A railcar drive control device according to the present invention includes a permanent magnet motor that drives a vehicle, a rotation detector that detects and outputs rotation of a rotor of the permanent magnet motor, a DC voltage at an arbitrary voltage, and an arbitrary frequency. An inverter that converts the AC voltage into an AC voltage and supplies AC power to the permanent magnet motor; a DC voltage detector that detects and outputs the voltage of the DC side circuit of the inverter; and the DC side circuit of the inverter is charged A first charging switch for initial charging via a circuit resistor, and an auxiliary circuit to which AC power is supplied from an auxiliary power supply device of the vehicle, connected via a second charging switch; A charging circuit step-up transformer for stepping up the voltage of the auxiliary circuit; a charging rectifier circuit that rectifies the voltage on the boost side of the charging circuit step-up transformer and outputs the voltage to the DC side circuit of the inverter; and the inverter Motor circuit opening / closing provided with contacts for opening / closing a circuit in at least the n-1 phase of the n-phase AC circuit (n is an arbitrary number representing the number of AC phases) with the permanent magnet motor A motor circuit switch input command signal for opening / closing the motor circuit switch, and a first charging switch input command signal for opening / opening the first charging switch. And a control unit for outputting a second charging switch input command signal for switching on / off the second charging switch, wherein the control unit includes a motor induced voltage calculation means, a motor circuit switch The motor induced voltage calculation means receives the output of the rotation detector, calculates the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor, and outputs the motor circuit; The switch input condition determining means is the motor induction The output of the pressure calculation means and the output of the voltage detector are input, the motor circuit switch input permission signal is output, and when the operation of the railway vehicle drive control device is started, the first charge switch is turned on. Then, the circuit on the DC side of the inverter is charged, and then the second charging switch is turned on to raise the voltage of the DC circuit above the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor. Control to turn on the motor circuit switch later is performed.
また本発明の鉄道車両駆動制御装置は、車両を駆動する永久磁石電動機と、前記永久磁石電動機の端子電圧を検出して出力する電動機端子電圧検出器と、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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、前記インバータの直流側の回路の電圧を検出して出力する直流電圧検出器と、前記インバータの直流側の回路を充電回路抵抗器を介して初期充電するための第1の充電用開閉器と、車両の補助電源装置から交流電源が供給されている補助回路に第2の充電用開閉器を介して接続され補助回路の電圧を昇圧する充電回路昇圧変圧器と、前記充電回路昇圧変圧器の昇圧側の電圧を整流して前記インバータの直流側の回路に出力して充電する充電用整流回路と、前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号と、前記第1の充電用開閉器を投入・開放するための第1の充電用開閉器投入指令信号と、前記第2の充電用開閉器を投入・開放するための第2の充電用開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、前記制御部は、電動機誘起電圧演算手段と、電動機回路開閉器投入条件判別手段を有し、前記電動機誘起電圧演算手段は、前記電動機端子電圧検出器の出力を入力し、前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値を演算して出力し、前記電動機回路開閉器投入条件判別手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力と前記直流電圧検出器の出力を入力し、電動機回路開閉器投入許可信号を出力し、鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する時に、前記第1の充電用開閉器を投入して前記インバータの直流側の回路を充電し、その後前記第2の充電用開閉器を投入して、前記直流回路の電圧を永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上に上昇させた後に前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする。 A railcar drive control device according to the present invention includes a permanent magnet motor that drives a vehicle, a motor terminal voltage detector that detects and outputs a terminal voltage of the permanent magnet motor, a DC voltage at an arbitrary voltage, and an arbitrary frequency. An inverter that converts the AC voltage into an AC voltage and supplies AC power to the permanent magnet motor; a DC voltage detector that detects and outputs the voltage of the DC side circuit of the inverter; and the DC side circuit of the inverter is charged A first charging switch for initial charging via a circuit resistor, and an auxiliary circuit connected via a second charging switch to an auxiliary circuit supplied with AC power from an auxiliary power supply device of the vehicle A charging circuit step-up transformer that boosts the voltage of the charging circuit, a charging rectifier circuit that rectifies the voltage on the boost side of the charging circuit step-up transformer and outputs the rectified voltage to the DC side circuit of the inverter, and the inverter Motor circuit opening / closing provided with contacts for opening / closing a circuit in at least the n-1 phase of the n-phase AC circuit (n is an arbitrary number representing the number of AC phases) with the permanent magnet motor A motor circuit switch input command signal for opening / closing the motor circuit switch, and a first charging switch input command signal for opening / opening the first charging switch. And a control unit for outputting a second charging switch input command signal for switching on / off the second charging switch, wherein the control unit includes a motor induced voltage calculation means, a motor circuit switch The electric motor induced voltage calculation means inputs the output of the electric motor terminal voltage detector, calculates the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet electric motor, The motor circuit switch charging condition determining means is the above-mentioned When the output of the motive induced voltage calculation means and the output of the DC voltage detector are input, the motor circuit switch input permission signal is output, and the operation of the railway vehicle drive control device is started, the first charging switch To charge the circuit on the DC side of the inverter, and then turn on the second charging switch to make the voltage of the DC circuit equal to or higher than the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor. Control is performed to turn on the motor circuit switch after being raised.
また本発明の鉄道車両駆動制御装置は、車両を駆動する永久磁石電動機と、前記永久磁石電動機の回転子の回転を検出して出力する回転検出器と、直流電源の電圧を任意の大きさの直流電圧に昇圧して出力するチョッパと、前記チョッパから出力される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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、前記インバータの直流側の回路の電圧を検出して出力する直流電圧検出器と、前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、前記制御部は、電動機誘起電圧演算手段と、電動機回路開閉器投入条件判別手段と、直流電圧指令値出力手段を有し、前記電動機誘起電圧演算手段は、前記回転検出器の出力を入力し、前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値を演算して出力し、前記電動機回路開閉器投入条件判別手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力と前記直流電圧検出器の出力を入力し、電動機回路開閉器投入許可信号を出力し、前記直流電圧指令値出力手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力を入力し、前記チョッパが昇圧する直流電圧の指令値として、その直流電圧の指令値が前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上の値を出力し、鉄道車両駆動制御装置の運転を開始するために前記電動機回路開閉器を投入する時に、前記電動機回路開閉器投入許可信号が出力されていない場合は、前記チョッパを動作させて前記インバータの直流側の回路の電圧を前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上に上昇させた後に前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする。 The railcar drive control device of the present invention includes a permanent magnet motor that drives a vehicle, a rotation detector that detects and outputs rotation of a rotor of the permanent magnet motor, and a voltage of a DC power supply of an arbitrary magnitude. A chopper that boosts and outputs a DC voltage, an inverter that converts the DC voltage output from the chopper into an AC voltage having an arbitrary voltage and an arbitrary frequency, and supplies AC power to the permanent magnet motor; and At least of a DC voltage detector that detects and outputs a voltage of a DC side circuit, and an n-phase AC circuit (n is an arbitrary number representing the number of AC phases) between the inverter and the permanent magnet motor. A motor circuit switch provided with a contact for opening / closing a circuit in the n-1 phase, and a controller for outputting a motor circuit switch input command signal for opening / opening the motor circuit switch The control unit includes a motor induced voltage calculation means, a motor circuit switch input condition determination means, and a DC voltage command value output means, and the motor induced voltage calculation means inputs the output of the rotation detector. The peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor is calculated and output, and the motor circuit switch input condition determining means outputs the output of the motor induced voltage calculating means and the output of the DC voltage detector. The motor circuit switch input permission signal is input, the DC voltage command value output means inputs the output of the motor induced voltage calculation means, and the DC voltage as the command value of the DC voltage boosted by the chopper When the motor circuit switch is turned on in order to output a value equal to or greater than the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor and start operation of the railway vehicle drive control device, When the circuit switch input permission signal is not output, after operating the chopper to raise the voltage of the circuit on the DC side of the inverter to a peak value or more of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor Control to turn on the motor circuit switch is performed.
また本発明の鉄道車両駆動制御装置は、車両を駆動する永久磁石電動機と、前記永久磁石電動機の端子電圧を検出して出力する電動機端子電圧検出器と、直流電源の電圧を任意の大きさの直流電圧に昇圧して出力するチョッパと、前記チョッパから出力される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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、前記インバータの直流側の回路の電圧を検出して出力する直流電圧検出器と、前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、前記制御部は、電動機誘起電圧演算手段と、電動機回路開閉器投入条件判別手段と、直流電圧指令値出力手段を有し、前記電動機誘起電圧演算手段は、前記電動機端子電圧検出器の出力を入力し、前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値を演算して出力し、前記電動機回路開閉器投入条件判別手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力と前記直流電圧検出器の出力を入力し、電動機回路開閉器投入許可信号を出力し、前記直流電圧指令値出力手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力を入力し、前記チョッパが昇圧する直流電圧の指令値として、その直流電圧の指令値が前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上の値を出力し、鉄道車両駆動制御装置の運転を開始するために前記電動機回路開閉器を投入する時に、前記電動機回路開閉器投入許可信号が出力されていない場合は、前記チョッパを動作させて前記インバータの直流側の回路の電圧を前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上に上昇させた後に前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする。 The railway vehicle drive control device according to the present invention includes a permanent magnet motor that drives a vehicle, a motor terminal voltage detector that detects and outputs a terminal voltage of the permanent magnet motor, and a voltage of a DC power supply of an arbitrary magnitude. A chopper that boosts and outputs a DC voltage, an inverter that converts the DC voltage output from the chopper into an AC voltage having an arbitrary voltage and an arbitrary frequency, and supplies AC power to the permanent magnet motor; and At least of a DC voltage detector that detects and outputs a voltage of a DC side circuit, and an n-phase AC circuit (n is an arbitrary number representing the number of AC phases) between the inverter and the permanent magnet motor. A motor circuit switch provided with a contact for opening / closing a circuit in the n-1 phase, and a control for outputting a motor circuit switch opening command signal for opening / closing the motor circuit switch The controller includes a motor induced voltage calculation means, a motor circuit switch input condition determination means, and a DC voltage command value output means, and the motor induced voltage calculation means includes a motor terminal voltage detector. The output is input, the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor is calculated and output, and the motor circuit switch input condition determining means is configured to output the output of the motor induced voltage calculating means and the DC voltage detection The output of the motor is input, the motor circuit switch input permission signal is output, the DC voltage command value output means inputs the output of the motor induced voltage calculation means, and the command value of the DC voltage boosted by the chopper The DC voltage command value outputs a value equal to or greater than the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor, and the motor circuit switch is turned on to start operation of the railway vehicle drive control device. Sometimes, when the motor circuit switch input permission signal is not output, the chopper is operated so that the voltage of the circuit on the DC side of the inverter exceeds the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor. Control is performed to turn on the motor circuit switch after being raised.
また本発明の鉄道車両駆動制御装置は、車両を駆動する永久磁石電動機と、直流電源の電圧を任意の大きさの直流電圧に昇圧して出力するチョッパと、前記チョッパから出力される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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、前記インバータの直流側の回路の電圧を検出して出力する直流電圧検出器と、前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、前記制御部は、電圧指令値出力手段と、電動機回路開閉器投入条件判別手段と、直流電圧指令値出力手段を有し、前記電圧指令値出力手段は、予め設定された、車両の走行における前記永久磁石電動機の最大回転数での端子間の誘起電圧の尖頭値以上の値を電圧指令値として出力し、前記電動機回路開閉器投入条件判別手段は、前記電圧指令値と前記直流電圧検出器の出力を入力し、電動機回路開閉器投入許可信号を出力し、前記直流電圧指令値出力手段は、前記電圧指令値を入力し、前記チョッパが昇圧する直流電圧の指令値を出力し、鉄道車両駆動制御装置の運転を開始するために前記電動機回路開閉器を投入する時に、前記チョッパを動作させて前記インバータの直流側の回路の電圧を車両の走行における前記永久磁石電動機の最大回転数での端子間の誘起電圧の尖頭値以上に上昇させた後に前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする。 The railcar drive control device of the present invention includes a permanent magnet motor that drives a vehicle, a chopper that boosts and outputs a DC power supply voltage to a DC voltage of an arbitrary magnitude, and a DC voltage output from the chopper. An inverter that converts an AC voltage of an arbitrary voltage and an arbitrary frequency to supply AC power to the permanent magnet motor, a DC voltage detector that detects and outputs a voltage of a circuit on the DC side of the inverter, and the inverter Motor circuit provided with contacts for opening / closing a circuit in at least the n-1 phase of the n-phase AC circuit (n is an arbitrary number representing the number of AC phases) between the motor and the permanent magnet motor A switch and a controller that outputs a motor circuit switch input command signal for opening and opening the motor circuit switch; the control unit includes a voltage command value output means, and a motor circuit switch input condition; DC voltage command value output means, and the voltage command value output means is a preset peak value of the induced voltage between the terminals at the maximum number of rotations of the permanent magnet motor during vehicle travel. The above value is output as a voltage command value, and the motor circuit switch input condition determining means inputs the voltage command value and the output of the DC voltage detector, outputs a motor circuit switch input permission signal, DC voltage command value output means inputs the voltage command value, outputs a command value of DC voltage boosted by the chopper, and turns on the motor circuit switch to start operation of the railway vehicle drive control device Sometimes, the electric motor is operated after the chopper is operated to raise the voltage of the circuit on the DC side of the inverter above the peak value of the induced voltage between the terminals at the maximum number of revolutions of the permanent magnet motor in the running of the vehicle. Characterized by the control of turning on the circuit switch.
本発明によれば、走行中に鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する場合や、又は、走行中に保護機能が故障を検知したために一旦鉄道車両駆動制御装置を停止した後に再度運転を開始する場合にも、永久磁石電動機から平滑コンデンサへの過渡電流が流れることを防止して、永久磁石電動機のトルクショックによって車両の乗り心地を害することが無い。 According to the present invention, when the operation of the railway vehicle drive control device is started during traveling, or because the protection function has detected a failure during traveling, the rail vehicle drive control device is once stopped and then restarted. Even in this case, it is possible to prevent a transient current from flowing from the permanent magnet motor to the smoothing capacitor and to prevent the ride comfort of the vehicle from being damaged by the torque shock of the permanent magnet motor.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)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の各構成要素を以下に説明する。1は交流電源である架線、2は集電器、3は交流回路遮断器、Tは主回路変圧器、4は変圧器1次巻線、5は変圧器2次巻線、7は車輪、8は帰線であるレール、9は変圧器2次巻線5とコンバータ12との間の電流を検出するための交流電流検出器、10は充電用開閉器、11は充電回路抵抗器、12はコンバータ、13U〜13Yはコンバータ12のスイッチング素子、14は平滑コンデンサ、15はコンバータ12とインバータ22との間の直流回路の電圧を検出するための直流電圧検出器、18は変圧器2次巻線5とコンバータ12との間の回路の交流回路開閉器、21は永久磁石電動機、22はインバータ、23U〜23Zはインバータ22のスイッチング素子、24U〜24Wはインバータ22と永久磁石電動機12との間の電流を検出するための電流検出器、25はインバータ22と永久磁石電動機21との間の回路の電動機回路開閉器、26は永久磁石電動機21の回転子の回転を検出するための回転検出器である。
(First Embodiment) FIG. 1 shows the configuration of a railway vehicle drive control apparatus according to a first embodiment of the present invention. Each component of FIG. 1 is demonstrated below. 1 is an AC power supply overhead line, 2 is a current collector, 3 is an AC circuit breaker, T is a main circuit transformer, 4 is a transformer primary winding, 5 is a transformer secondary winding, 7 is a wheel, 8 Is a return rail, 9 is an AC current detector for detecting the current between the transformer secondary winding 5 and the
コンバータ12は、スイッチング素子13U〜13Yを内蔵しており、この4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、変圧器2次巻線5から供給される交流電圧を任意の大きさの電圧の直流電圧に変換する機能を有している。図1では、スイッチング素子13U〜13Yは、適用例として、逆並列に接続されたダイオードを内蔵したIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)として記載しているが、電流を導通(オン)・阻止(オフ)する機能を有した素子であれば種類はIGBTに限定されない。
The
インバータ22は、スイッチング素子23U〜23Z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。図1では、スイッチング素子23U〜23Zは、適用例として、逆並列に接続されたダイオードを内蔵したIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)として記載しているが、電流を導通(オン)・阻止(オフ)する機能を有した素子であれば種類はIGBTに限定されない。インバータ22の電源である直流電圧はコンバータ12によって供給される。
The
コンバータ12のスイッチング素子のオン・オフ動作の方法及びインバータ22のスイッチング素子のオン・オフ動作の方法については、例えばパルス幅変調方式やその他の方式などがあるが、周知の技術であるとともにどの方式を適用しても本発明の鉄道車両駆動制御装置の実施の形態には影響しないため説明を省略する。
For example, a pulse width modulation method and other methods may be used as a method of turning on / off the switching element of the
平滑コンデンサ14は、コンバータ12から出力されてインバータ22に供給される直流電圧を安定させる作用を持つ。
Smoothing
永久磁石電動機21は、その回転子が歯車などを介して駆動用車輪の車軸と接続されるか、又は回転子が駆動用車輪6の車軸と直接接続されて鉄道車両を駆動するためのもので、例えば永久磁石同期電動機や永久磁石補助形リラクタンス電動機であり、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方式の電動機である。永久磁石電動機21にはインバータ22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21のそれぞれの端子には線間電圧Vuv、Vvw、Vwuが印加される。
The
交流回路遮断器3は、機能的には開閉器の一種であり、交流電源である架線1と変圧器1次巻線4との接続・切り離しを行なう。
The
変圧器Tには1次巻線4と2次巻線5が設けられており、架線1の交流電圧の大きさをコンバータ12の入力電圧の交流電圧の大きさに変換する。
The transformer T is provided with a primary winding 4 and a secondary winding 5 and converts the magnitude of the AC voltage of the
交流回路開閉器18は、変圧器2次巻線5とコンバータ12との間の交流回路を投入・開放するためのものである
充電用開閉器10と充電回路抵抗器11は、コンバータ12を起動する前にコンバータ12とインバータ22の間の直流回路に設けた平滑コンデンサ14を充電するためのものある。
The
コンバータ12を起動する前に充電用開閉器10が投入(オン)され、コンバータ12が内蔵しているスイッチング素子13U〜13Yの逆並列ダイオードを経由して充電回路抵抗器11で制限された電流によって平滑コンデンサ14を充電する。平滑コンデンサ14の充電が完了した後に交流回路開閉器18が投入(オン)され変圧器2次巻線5とコンバータ12との間の交流回路が接続されるとともに充電用開閉器10が開放(オフ)される。交流回路開閉器18を投入するタイミングについては、充電回路抵抗器11の抵抗値と平滑コンデンサ14の静電容量とから求められる充電時間を考慮して、充電用開閉器10を投入した後に充電時間が経過したことで交流回路開閉器18を投入する。又は別の方式として、電圧検出器15の検出値を監視して平滑コンデンサ14の電圧が予め設定された閾値を超えたときに交流回路開閉器18を投入する方式としても良い。
Before starting the
電動機回路開閉器25は、インバータ12と永久磁石電動機21との間の回路を投入・開放するためのものである。図1では、電動機回路開閉器の接触子は例としてインバータ12と永久磁石電動機21との間の3相交流回路の全てに接触子を設けた記載にしてあるが、電動機回路開閉器25は永久磁石電動機21との間の3相回路を流れる電流を防止するためのものであるから、3相のうちのいずれか2相に接触子を設けても良い。
The
図2は、図1に示した本発明の第1の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御回路の構成例を示した図である。図2において、101は制御回路電源、102は制御回路電源グラウンド、103は制御部である。104a〜104cは継電器、109は交流電流検出器9の検出値にあたる出力信号、112は直流電圧指令値、115は直流電圧検出器15の検出値にあたる出力信号、124U〜124Wは電流検出器24U〜24Wの検出値にあたる出力信号、126は回転検出器26の検出値にあたる出力信号である。図2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103へ入力及び制御部103から出力される信号として、本発明の実施の形態の動作の説明に関係する信号のみを記載している。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a control circuit of the railway vehicle drive control device according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. In FIG. 2, 101 is a control circuit power supply, 102 is a control circuit power supply ground, and 103 is a control unit. 104a to 104c are relays, 109 is an output signal corresponding to the detection value of the AC
継電器104aは、充電用開閉器10の駆動操作コイル110に電源を供給する制御回路であり制御部103が出力する充電用開閉器投入指令信号によって投入(オン)される。
The
継電器104bは、交流回路開閉器18の駆動操作コイル118に電源を供給する制御回路であり制御部103が出力する交流回路開閉器投入指令信号によって投入(オン)される。
The
継電器104cは、電動機回路開閉器25の駆動操作コイル125に電源を供給する制御回路であり制御部103が出力する電動機回路開閉器投入指令信号によって投入(オン)される。
The
図3は制御部103が出力する信号のうちの交流回路開閉器投入指令信号S02と電動機回路開閉器投入指令信号S04の論理の例、及び制御部103に内蔵される電動機誘起電圧演算部105と電動機回路開閉器投入条件判別部106と直流電圧指令値出力部107の構成例を示した図である。
FIG. 3 shows an example of the logic of the AC circuit switch input command signal S02 and the motor circuit switch input command signal S04 among the signals output from the
図3の開閉器投入指令S01は、例えば、保護機能が故障を検知していない状態で、かつ充電用開閉器10の投入後に充電時間が経過したら開閉器投入指令=1となる。又は別の方式として、保護機能が故障を検知していない状態で、かつ充電用開閉器10の投入後に直流電圧検出器15の検出値を監視して平滑コンデンサ14の電圧が予め設定された閾値を超えたときに開閉器投入指令=1とする方式としても良い。
The switch input command S01 in FIG. 3 is, for example, a switch input command = 1 when the protection function has not detected a failure and the charging time has elapsed after the charging
交流回路開閉器投入指令信号S02は開閉器投入指令S01が1となると出力される。 The AC circuit switch input command signal S02 is output when the switch input command S01 becomes 1.
電動機回路開閉器投入指令信号S04は、開閉器投入指令S01と、電動機回路開閉器投入条件判別部106が出力する電動機回路開閉器投入許可信号S03とのAND論理で出力される。又は別の構成例として、図4のように、開閉器投入指令S01と、電動機回路開閉器投入条件判別部106が出力する電動機回路開閉器投入許可信号S03とのAND論理でRS−FF論理をセットし、保護機能が故障を検知して故障検知信号S05が入力されたらRS−FF論理をリセットする論理で出力しても良い。
The motor circuit switch input command signal S04 is output by AND logic of the switch input command S01 and the motor circuit switch input permission signal S03 output from the motor circuit switch input
ここで、保護機能が検知する故障とは、例えば、コンバータ12に内蔵されているスイッチング素子13U〜13Yや、インバータ22に内蔵されているスイッチング素子23U〜23Zが破損、又はスイッチング素子13U〜13Y、23U〜23Zそれぞれをオン・オフ動作させるための回路が破損して、コンバータ12又はインバータ22が起動できない状態(動作できない状態)の意味である。コンバータ12の故障検出方法については、例えば、コンバータ12の変圧器2次巻線5側の交流回路の電流を交流電流検出器9で監視し、異常値を示した場合にコンバータ12の故障と判断し、またインバータ22の故障検出方法については、例えば、インバータ22の出力電流を電流検出器24U〜24Wで監視し、異常値を示した場合にインバータ22の故障と判断し、またコンバータ12とインバータ22との間の直流回路の直流電圧を直流電圧検出器15で監視し、異常値を示した場合にコンバータ12とインバータ22の故障と判断する。
Here, the failure detected by the protection function is, for example, the switching
電動機誘起電圧演算部105は、回転検出器26の出力信号126を入力とし、永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vmを出力する。
The motor induced
回転検出器26が永久磁石電動機21の回転子の回転数Nを出力する方式である場合は、永久磁石電動機の回転角周波数ωは次式で求められる。
又は、回転検出器26が永久磁石電動機21の回転子の角度θを出力する方式である場合は、永久磁石電動機21の回転角周波数ωは角度θを時間微分して求めた回転数N=(dθ/dt)から次式で求められる。
回転している永久磁石電動機21の永久磁石による端子間の誘起電圧は交流電圧となり、その尖頭値は次の式で演算される。
電動機回路開閉器投入条件判別部106は、電動機誘起電圧演算部105の出力である永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vmと、直流電圧検出器15の出力信号115を入力とし、電動機回路開閉器投入許可信号S03を出力する。コンバータ12とインバータ22の間の直流回路の電圧Vdcは直流電圧検出器15の出力信号115に相当し、電動機回路開閉器投入許可信号S03は次の論理で出力される。
直流電圧指令値出力部107は、電動機誘起電圧演算部105の出力である永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値Vmを入力として、例えば、予め設定されている直流電圧指令値初期値VdcRefOrgと永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値Vmとを比較して、大きい方の値を直流電圧指令値112としてコンバータ12に対して出力する。
コンバータ12は、直流電圧指令値112に基づいて変圧器2次巻線5の交流電圧を直流電圧に変換して出力する。
The
本発明の第1の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する場合の、充電用開閉器のオン・オフ、交流回路開閉器のオン・オフ、直流回路電圧、電動機回路開閉器のオン・オフ、コンバータの動作・停止、インバータの動作・停止について、経過時間を横軸としたタイミング図の例を図5と図6に示す。 ON / OFF of charging switch, ON / OFF of AC circuit switch, DC circuit voltage, motor circuit switch, when starting operation of railway vehicle drive control device of first embodiment of the present invention FIGS. 5 and 6 show examples of timing diagrams with the elapsed time as the horizontal axis for on / off, converter operation / stop, and inverter operation / stop.
図5は充電用開閉器10を投入後に平滑コンデンサ14の初期充電が完了して交流回路開閉器18を投入する時点で、直流回路電圧Vdcが永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vm以上である場合の例であり、この場合、交流回路開閉器18を投入する時点で電動機回路開閉器投入許可信号S03=1であるので、電動機回路開閉器25は交流回路開閉器18と同じタイミングで投入され、その後コンバータ12とインバータ22が動作を開始する。
FIG. 5 shows the peak of the induced voltage between the terminals of the
図6は交流回路開閉器18を投入する時点で直流回路電圧Vdcが永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vm未満である場合の例であり、この場合、交流回路開閉器18が投入された後にコンバータ12が動作を開始して変圧器2次巻線5の交流電圧を変換して直流回路電圧を上昇させる。直流回路電圧が永久磁石電動機21の誘起電圧の尖頭値Vm以上になったら電動機回路開閉器投入許可信号S03=1となり、電動機回路開閉器25が投入される。その後インバータ22が動作を開始する。
FIG. 6 shows an example where the DC circuit voltage Vdc is less than the peak value Vm of the induced voltage between the terminals of the
図5と図6で示した動作によって、本発明の第1の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置においては、走行中に永久磁石電動機が誘起電圧を発生している状態において電動機回路開閉器25を投入する場合でも、電動機回路開閉器25を投入するタイミングでは必ずコンバータ12とインバータ22との間の直流回路電圧が永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値以上になっているため、インバータ22のスイッチング素子の逆並列ダイオードを介して永久磁石電動機21から直流回路の平滑コンデンサ14に電流が流れて永久磁石電動機21がトルクショックを発生することを防止できる。
By the operation shown in FIGS. 5 and 6, in the railway vehicle drive control apparatus according to the first embodiment of the present invention, the
なお、図1に示した鉄道車両駆動制御装置では、電動機回路開閉器25の接触子は、インバータ22と永久磁石電動機21との間の3相交流回路の電流検出器24U〜24Wと永久磁石電動機21との間に設けているが、この接触子は永久磁石電動機21とインバータ22との間の電流を防止するためのものであるから、インバータ12と電流検出器24U〜24Wとの間に接触子を設けても良い。
In the railway vehicle drive control apparatus shown in FIG. 1, the contacts of the
また、図1に示した鉄道車両駆動制御装置の説明では、電動機回路開閉器25の動作機構がノーマルオープン(駆動操作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。電動機回路開閉器25の動作機構がノーマルクローズ(駆動操作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103から出力される電動機回路投入指令信号S04が反転し、信号が無いとき電動機回路開閉器25が投入状態となり、信号が有るとき電動機回路開閉器25が開放状態となる。その他の部分の本発明の実施の形態の動作は前述の説明と同様である。
In the description of the railway vehicle drive control device shown in FIG. 1, the operation mechanism of the
さらに、図1に示した鉄道車両駆動制御装置における交流電流検出器9は、変圧器2次巻線5とコンバータ12との間の交流回路の電流を検出するためのものであるから、変圧器2次巻線5とコンバータ12との間の交流回路のどちら側の相に設けても良い。
Furthermore, since the alternating
(第2の実施の形態)図7は本発明の第2の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置を示す図である。前述の図1に示した鉄道車両駆動制御装置では、電動機回路開閉器25の接触子は、永久磁石電動機21とインバータ22との間の3相交流回路のそれぞれの相に対して接触子が1個であるが、図7に示す鉄道車両駆動制御装置では、電動機回路開閉器を25A、25Bのように2個設けて、接触子がそれぞれの相に対して2直列になるように構成した例である。この場合、前述の図2から図6における電動機回路開閉器25と、電動機回路開閉器駆動操作コイル125と、継電器104cと、電動機回路開閉器投入指令信号が、それぞれ、電動機回路開閉器25Aと25Bに対応して2組ずつで構成されることになる。その他の構成要素と動作は図1に示した本発明の第1の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様である。本実施の形態の場合、2組のいずれかの動作で、電動機回路を解放することができ、回路動作の信頼性を向上できる。
(Second Embodiment) FIG. 7 is a diagram showing a railway vehicle drive control apparatus according to a second embodiment of the present invention. In the railway vehicle drive control apparatus shown in FIG. 1 described above, the contact of the
(第3の実施の形態)図8は、本発明の第3の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置を示す図である。前述の図1や図7に示した鉄道車両駆動制御装置における充電用開閉器10は充電回路抵抗器11と直列に構成しているが、図8に示す鉄道車両駆動制御装置の例では、変圧器2次巻線5とコンバータ12との間の交流回路の交流回路開閉器18と反対側の相に充電用開閉器10を設けた構成にしたものである。この構成の場合には、図1や図7に示した鉄道車両駆動制御装置とは、充電用開閉器10が平滑コンデンサ14の充電が完了した後も投入したまま(オフしない)になることが動作として異なる。充電用開閉器10と交流回路開閉器18がともに投入されることで、変圧器2次巻線5とコンバータ12との間の回路が接続されることになる。
(Third Embodiment) FIG. 8 is a diagram showing a railway vehicle drive control apparatus according to a third embodiment of the present invention. The charging
その他の構成要素と動作は図1に示した本発明の第1の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様であり、本発明の効果を同様に得ることができる。 Other components and operations are the same as those of the railway vehicle drive control apparatus according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, and the effects of the present invention can be obtained in the same manner.
(第4の実施の形態)図9は、本発明の第4の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す図である。図1に示した鉄道車両駆動制御装置の構成と比較して、充電回路抵抗器11が無い代わりに、変圧器3次巻線6と充電回路昇圧変圧器16と充電用整流回路17を設けた構成を特徴としている。
(Fourth Embodiment) FIG. 9 is a diagram showing the configuration of a railway vehicle drive control apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. Compared with the configuration of the railway vehicle drive control device shown in FIG. 1, instead of the charging
変圧器3次巻線6は変圧器2次巻線5よりも小さい電圧を出力する巻線である。充電回路昇圧変圧器16は、変圧器3次巻線6の交流電圧を昇圧するためのものである。充電用整流回路17は、充電回路昇圧変圧器16の出力を整流してコンバータ12とインバータ22との間の直流回路に直流電圧を供給するためのものである。
The transformer tertiary winding 6 is a winding that outputs a voltage smaller than that of the transformer secondary winding 5. The charging circuit step-up
コンバータ12を起動する前に平滑コンデンサ14を充電する場合、充電用開閉器10を投入(オン)して変圧器3次巻線6と充電回路昇圧変圧器16とを接続することにより、充電用整流回路17を経て平滑コンデンサ14が充電される。平滑コンデンサ14の充電が完了後、充電用開閉器10を開放(オフ)して、交流回路開閉器25を投入(オン)する。
When charging the smoothing
図9に示す構成の鉄道車両駆動制御装置では、充電用開閉器10は変圧器3次巻線6と接続された電圧の低い回路に設けられており、充電用開閉器10が低電圧用の簡易で低廉な開閉器で構成することが可能になる効果がある。
In the railway vehicle drive control device having the configuration shown in FIG. 9, the charging
その他の構成要素と動作については、図1から図6に示した鉄道車両駆動制御装置と同様であり、本発明の効果を同様に得ることができる。 About another component and operation | movement, it is the same as that of the rail vehicle drive control apparatus shown in FIGS. 1-6, and the effect of this invention can be acquired similarly.
(第5の実施の形態)図10は、本発明の第5の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す図である。図10に示す構成は、鉄道車両駆動制御装置はインバータと永久磁石電動機と電流検出器と電動機回路開閉器と回転検出器を組み合わせて1単位の駆動群として構成しており、コンバータ12が1台に対してこの駆動群を2組有した構成で、以下それぞれ第1駆動群と第2駆動群と呼称して説明する。
(Fifth Embodiment) FIG. 10 is a diagram showing the configuration of a railway vehicle drive control apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. In the configuration shown in FIG. 10, the railway vehicle drive control device is configured as a unit drive group by combining an inverter, a permanent magnet motor, a current detector, a motor circuit switch, and a rotation detector, and one
図10において、31は第1駆動群の永久磁石電動機、32は第1駆動群のインバータ、34U〜34Wは第1駆動群の電流検出器、35は第1駆動群の電動機回路開閉器、36は第1駆動群の回転検出器、41は第2駆動群の永久磁石電動機、42は第2駆動群のインバータ、44U〜44Wは第2駆動群の電流検出器、45は第2駆動群の電動機回路極開閉器、46は第2駆動群の回転検出器である。
In FIG. 10, 31 is a permanent magnet motor of the first drive group, 32 is an inverter of the first drive group, 34U to 34W are current detectors of the first drive group, 35 is a motor circuit switch of the first drive group, 36 Is a rotation detector of the first drive group, 41 is a permanent magnet motor of the second drive group, 42 is an inverter of the second drive group, 44U to 44W are current detectors of the second drive group, and 45 is a second drive group. The motor
図11は、図10に示した本発明の第5の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御部と制御回路の構成例を示した図である。図11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103へ入力及び制御部103から出力される信号として、本発明の実施の形態の動作の説明に関係する信号のみを記載している。
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a control unit and a control circuit of the railway vehicle drive control device according to the fifth embodiment of the present invention illustrated in FIG. 10. In FIG. 11, in order to facilitate understanding of the operation of the embodiment of the present invention, signals relating to the description of the operation of the embodiment of the present invention as signals input to the
134U〜134Wは第1駆動群の電流検出器34U〜34Wの検出値にあたる出力信号、136は第1駆動群の回転検出器36の検出値にあたる出力信号、144U〜144Wは第2駆動群の電流検出器44U〜44Wの検出値にあたる出力信号、146は第2駆動群の回転検出器46の検出値にあたる出力信号である。
134U to 134W are output signals corresponding to the detection values of the current detectors 34U to 34W of the first drive group, 136 is an output signal corresponding to the detection value of the
継電器104dは、第1駆動群の電動機回路開閉器35の駆動操作コイル135に電源を供給する制御回路であり、制御部103が出力する第1駆動群の電動機回路開閉器投入指令信号S04−1によって投入(オン)される。
The
継電器104eは、第2駆動群の電動機回路開閉器45の駆動操作コイル145に電源を供給する制御回路であり制御部103が出力する第2駆動群の電動機回路開閉器投入指令信号S04−2によって投入(オン)される。
The
その他の構成要素については図2に示した本発明の第1の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御部と制御回路の構成例と同様である。 The other components are the same as those in the configuration example of the control unit and the control circuit of the railway vehicle drive control device according to the first embodiment of the present invention shown in FIG.
図12は制御部103が出力する信号のうちの交流回路開閉器投入指令信号S02と第1駆動群の電動機回路開閉器投入指令信号S04−1と第2駆動群の電動機回路開閉器投入指令信号S04−2の論理の例、及び制御部103に内蔵される電動機誘起電圧演算部105と電動機回路開閉器投入条件判別部106と直流電圧指令値出力部107の構成例を示した図である。
FIG. 12 shows the AC circuit switch input command signal S02, the first drive group motor circuit switch input command signal S04-1, and the second drive group motor circuit switch input command signal among the signals output by the
図12に記載している開閉器投入指令S01は、例えば、保護機能が故障を検知していない状態で、かつ充電用開閉器10の投入後に充電時間が経過したら開閉器投入指令S01=1となる。又は別の方式として、保護機能が故障を検知していない状態で、かつ充電用開閉器10の投入後に直流電圧検出器15の検出値を監視して平滑コンデンサ14の電圧が予め設定された閾値を超えたときに開閉器投入指令S01=1とする方式としても良い。
The switch input command S01 shown in FIG. 12 is, for example, a switch input command S01 = 1 when the protection function has not detected a failure and the charging time has elapsed after the charging
交流回路開閉器投入指令信号S02は開閉器投入指令S01が1となると出力される。 The AC circuit switch input command signal S02 is output when the switch input command S01 becomes 1.
第1駆動群の電動機回路開閉器投入指令信号S04−1と第2駆動群の電動機回路開閉器投入指令信号S04−2は、開閉器投入指令S01と、電動機回路開閉器投入条件判別部106が出力する電動機回路開閉器投入許可信号S03とのAND論理で出力される。又は別の構成例として、図13のように、開閉器投入指令S01と、電動機回路開閉器投入条件判別部106が出力する電動機回路開閉器投入許可信号S03とのAND論理でRS−FF論理をセットし、保護機能が故障を検知して故障検知信号S05を入力したらRS−FF論理をリセットする論理で出力しても良い。
The motor circuit switch input command signal S04-1 for the first drive group and the motor circuit switch input command signal S04-2 for the second drive group include the switch input command S01 and the motor circuit switch input
ここで、保護機能が検知する故障とは、例えば、コンバータ12に内蔵されているスイッチング素子13U〜13Yや、第1駆動群のインバータ32又は第2駆動群のインバータ42に内蔵されているスイッチング素子23U〜23Zが破損、又はスイッチング素子13U〜13Y、23U〜23Zそれぞれをオン・オフ動作させるための回路が破損して、コンバータ12又は第1駆動群のインバータ32又は第2駆動群のインバータ42が起動できない状態(動作できない状態)の意味である。コンバータ12の故障検出方法については、例えば、コンバータ12の変圧器2次巻線5側の交流回路の電流を交流電流検出器9で監視し、異常値を示した場合にコンバータ12の故障と判断し、また第1駆動群のインバータ32の故障検出方法については、例えば、第1駆動群のインバータ32の出力電流を電流検出器34U〜34Wで監視し、異常値を示した場合に第1駆動群のインバータ32の故障と判断し、また第2駆動群のインバータ42の故障検出方法については、例えば、第2駆動群のインバータ42の出力電流を電流検出器44U〜44Wで監視し、異常値を示した場合に第2駆動群のインバータ42の故障と判断し、またコンバータ12と第1駆動群のインバータ32及び第2駆動群のインバータ42との間の直流回路の直流電圧を電圧検出器15で監視し、異常値を示した場合にコンバータ12と第1駆動群のインバータ32と第2駆動群のインバータ42の故障と判断する。
Here, the failure detected by the protection function is, for example, the switching
電動機誘起電圧演算部105は、第1駆動群の回転検出器36の出力信号136と、第2駆動群の回転検出器46の出力信号146とを入力として、永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値Vmを出力する。
The motor induced
第1駆動群の回転検出器36と第2駆動群の回転検出器46が第1駆動群の永久磁石電動機31及び第2駆動群の永久磁石電動機41の回転子の回転数Nを出力する方式である場合は、それぞれの永久磁石電動機の回転角周波数ω1とω2は次式で求められる。
又は、第1駆動群の回転検出器36と第2駆動群の回転検出器46が第1駆動群の永久磁石電動機31及び第2駆動群の永久磁石電動機41の回転子の角度θを出力する方式である場合は、それぞれの永久磁石電動機の回転角周波数ω1、ω2はそれぞれの回転子の角度θ1、θ2をそれぞれ時間微分して求めた回転数N1=(dθ1/dt)、N2=(dθ2/dt)から次式で求められる。
回転している第1駆動群の永久磁石電動機31と第2駆動群の永久磁石電動機41のそれぞれの永久磁石による誘起電圧は交流電圧となり、その尖頭値は次の式で演算される。
電動機誘起電圧演算部105は、第1駆動群の永久磁石電動機31の端子間の誘起電圧の尖頭値Vm1と、第2駆動群の永久磁石電動機41の端子間の誘起電圧の尖頭値Vm2の値が大きい方を永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値Vmとして出力する。
The motor induced
本発明の第5の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置における、鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する場合の、充電用開閉器のオン・オフ、交流回路開閉器のオン・オフ、直流回路電圧、第1駆動群の電動機回路開閉器のオン・オフ、第2駆動群の電動機回路開閉器のオン・オフ、コンバータの動作・停止、第1駆動群のインバータの動作・停止、第2駆動群のインバータの動作・停止について、経過時間を横軸としたタイミング図の例を図14と図15に示す。 In the railway vehicle drive control apparatus according to the fifth embodiment of the present invention, when starting operation of the railway vehicle drive control apparatus, on / off of a charging switch, on / off of an AC circuit switch, DC circuit Voltage, ON / OFF of motor circuit switch of first drive group, ON / OFF of motor circuit switch of second drive group, operation / stop of converter, operation / stop of inverter of first drive group, second drive FIG. 14 and FIG. 15 show examples of timing diagrams with the elapsed time as the horizontal axis for the operation / stop of the group inverters.
図14は交流回路開閉器18を投入する時点で直流回路電圧Vdcが永久磁石電動機31、41の端子間の誘起電圧の尖頭値Vm以上である場合の例であり、この場合、第1駆動群の電動機回路開閉器35と第2駆動群の電動機回路開閉器45は、交流回路開閉器18と同じタイミングで投入され、その後コンバータ12が動作を開始し、続いて第1駆動群のインバータ32と第2駆動群のインバータ42が動作を開始する。
FIG. 14 shows an example where the DC circuit voltage Vdc is equal to or higher than the peak value Vm of the induced voltage between the terminals of the
図15は交流回路開閉器18を投入する時点で直流回路電圧Vdcが永久磁石電動機31、41の端子間の誘起電圧の尖頭値Vm未満である場合の例であり、この場合、交流回路開閉器18が投入された後にコンバータ12が動作を開始して変圧器2次巻線5の交流電圧を変換して直流回路電圧を上昇させる。直流回路電圧が永久磁石電動機31、41の端子間の誘起電圧の尖頭値Vm以上になったら第1駆動群の電動機回路開閉器35と第2駆動群の電動機回路開閉器45が投入される。その後第1駆動群のインバータ32と第2駆動群のインバータ42が動作を開始する。
FIG. 15 shows an example in which the DC circuit voltage Vdc is less than the peak value Vm of the induced voltage between the terminals of the
その他の動作については図2から図6に示した本発明の第1の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御回路の構成例と同様である。 Other operations are the same as those in the configuration example of the control circuit of the railway vehicle drive control device according to the first embodiment of the present invention shown in FIGS.
本発明の第5の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置によれば、走行中に永久磁石電動機31、41が誘起電圧を発生している状態において第1駆動群の電動機回路開閉器35と第2駆動群の電動機回路開閉器45を投入する場合でも、第1駆動群の電動機回路開閉器35と第2駆動群の電動機回路開閉器45を投入するタイミングでは必ず直流回路電圧が第1駆動群の永久磁石電動機31の端子間の誘起電圧と第2駆動群の永久磁石電動機41の端子間の誘起電圧の値が大きい方の尖頭値以上になっているため、インバータのスイッチング素子の逆並列ダイオードを介して第1駆動群の永久磁石電動機及び第2駆動群の永久磁石電動機から直流回路の平滑コンデンサに電流が流れてそれぞれの永久磁石電動機がトルクショックを発生することを防止できる。
According to the railway vehicle drive control apparatus of the fifth embodiment of the present invention, the
なお、図10示した本発明の第5の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、1台の鉄道車両駆動制御装置が駆動制御を行な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10の構成にさらに駆動群として第3駆動群、第4駆動群を追加した構成となる。これは駆動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。 Note that in the railway vehicle drive control apparatus according to the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 10, the number of permanent magnet motors for which one railway vehicle drive control apparatus performs drive control is shown as two. However, when the number of permanent magnet motors is increased from two to three or four, a configuration in which a third drive group and a fourth drive group are added as drive groups to the configuration of FIG. This is only an increase in the number of drive groups, and the operation of each part in the embodiment of the present invention is the same.
(第6の実施の形態)本発明の第6の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置について図16と図17を用いて説明する。図16に示す鉄道車両駆動制御装置は、交流電流検出器9と充電用開閉器10と充電回路抵抗器11とコンバータ12と平滑コンデンサ14と電圧検出器15と永久磁石電動機21とインバータ22と電流検出器24U〜24Wと電動機回路開閉器25と回転検出器26を組み合わせて、図1に示した鉄道車両駆動制御装置と同様な構成として、これを1単位の制御群として構成し、この制御群を2組有している構成である。以下、それぞれの制御群を第1制御群51及び第2制御群52として呼称して説明する。
(Sixth Embodiment) A railcar drive control apparatus according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The railway vehicle drive control device shown in FIG. 16 includes an alternating
図16において、主回路変圧器Tは2次巻線を2組有しており、第1制御群51の回路は第1の変圧器2次巻線5Aに接続される。第2制御群52の回路は第2の変圧器2次巻線5Bに接続される。
In FIG. 16, the main circuit transformer T has two sets of secondary windings, and the circuit of the
図17は、図16に示した本発明の第6の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御回路の構成例を示した図である。図17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103へ入力及び制御部103から出力される信号として、本発明の実施の形態の動作の説明に関係する信号のみを記載している。
FIG. 17 is a diagram showing a configuration example of a control circuit of the railway vehicle drive control device according to the sixth embodiment of the present invention shown in FIG. In FIG. 17, in order to facilitate understanding of the operation of the embodiment of the present invention, signals related to the description of the operation of the embodiment of the present invention are input to the
制御部103は、第1制御群51からの入力信号及び、第2制御群52からの入力信号について、おのおのの制御群について前述の図3から図6に示した動作を行ない、第1制御群51への出力信号と第2制御群52への出力信号を出力する。その他の構成要素と動作については、本発明の第1の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様であり、本発明の効果を同様に得ることができる。
The
なお、図17では制御部103は複数の制御群に対して制御部103が1つである例として記載しているが、制御部を、第1制御群51に関係する入出力信号を有する第1制御群制御部と、第2制御群52に関係する入出力信号を有する第2制御群制御部とに分割して設けた構成としても良い。
In FIG. 17, the
また、図16に示した鉄道車両駆動制御装置の第1制御群51と第2制御群52の内部の構成を、図10に示した鉄道車両駆動制御装置と同様に、交流電流検出器9と充電用開閉器10と充電回路抵抗器11とコンバータ12と平滑コンデンサ14と電圧検出器15と交流回路開閉器18と第1駆動群の永久磁石電動機31と第1駆動群のインバータ32と第1駆動群の電流検出器34U〜34Wと第1駆動群の電動機回路開閉器35と第1駆動群の回転検出器36と、第2駆動群の永久磁石電動機41と第2駆動群のインバータ42と第2駆動群の電流検出器44U〜44Wと第2駆動群の電動機回路開閉器45と第2駆動群の回転検出器46を組み合わせて構成してもよい。この場合は、図17に示した制御部103と制御回路の構成においては、制御部103へ、電流検出器24U〜24Wの検出値にあたる出力信号124U〜124Wに代えて、第1制御群と第2制御群それぞれから、第1駆動群の電流検出器34U〜34Wの検出値にあたる出力信号134U〜134Wと、第2駆動群の電流検出器44U〜44Wの検出値にあたる出力信号144U〜144Wが入力され、また、回転検出器26の出力信号126に代えて第1駆動群の回転検出器36の出力信号36と第2駆動群の回転検出器46の出力信号46が入力され、さらに、電動機回路開閉器25の駆動操作コイル125に電源を供給する制御回路の継電器104cと電動機回路開閉器投入指令信号に代えて、制御部103から、第1制御群と第2制御群それぞれに対して、第1駆動群の電動機回路開閉器35の駆動操作コイル135に電源を供給する制御回路の継電器と、第2駆動群の電動機回路開閉器45の駆動操作コイル145に電源を供給する制御回路の継電器を設け、第1駆動群の電動機回路開閉器投入指令信号と第2駆動群の電動機回路開閉器投入指令信号を出力することになる。
Further, the internal configurations of the
さらに、図16と図17に示した本発明の第6の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、1台の鉄道車両駆動制御装置が駆動制御を行なう永久磁石電動機21の数を2台の構成として示しているが、永久磁石電動機21の数を2台から3台や4台に増やした場合は、図16と図17の構成にさらに制御群として第3制御群、第4制御群と第3の変圧器2次巻線と第4の変圧器2次巻線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、本実施の形態における各部の動作は同様である。
Furthermore, in the railway vehicle drive control apparatus according to the sixth embodiment of the present invention shown in FIGS. 16 and 17, the number of
なお、本発明の第2の実施の形態から第6の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、電動機回路開閉器25、35、45の接触子は、インバータ22、32、42と永久磁石電動機21、31、41との間の3相交流回路の全てに接触子を設けた記載にしてあるが、電動機回路開閉器は永久磁石電動機との間の3相回路を流れる電流を防止するためのものであるから、3相のうちのいずれか2相に接触子を設けても良く、また、電動機回路開閉器25、35、45の接触子は、インバータ22、32、42と永久磁石電動機21、31、41との間の3相交流回路の電流検出器24、34、44と永久磁石電動機21、31、41との間に設けているが、この接触子は永久磁石電動機とインバータとの間の電流を防止するためのものであるから、インバータ22、32、42と電流検出器24、34、44との間に接触子を設けても良い。
In the railway vehicle drive control apparatus according to the second to sixth embodiments of the present invention, the contacts of the motor circuit switches 25, 35, 45 are the
また、本発明の第2の実施の形態から第6の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の説明では、電動機回路開閉器25、35、45の動作機構がノーマルオープン(駆動操作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。電動機回路開閉器25、35、45の動作機構がノーマルクローズ(駆動操作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103から出力される電動機回路投入指令信号が反転し、信号が無いとき電動機回路開閉器が投入状態となり、信号が有るとき電動機回路開閉器が開放状態となる。
In the description of the railway vehicle drive control device according to the second to sixth embodiments of the present invention, the operation mechanism of the motor circuit switches 25, 35, and 45 is normally open (no drive operation coil is added). This is described in the case of a mechanism in which the contact is opened when pressure is applied. When the operation mechanism of the motor circuit switches 25, 35, 45 is normally closed (a mechanism in which the contact is turned on when the drive operation coil is not pressurized), the motor circuit input command output from the
さらに、本発明の第2の実施の形態から第6の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置における交流電流検出器9は、変圧器2次巻線5とコンバータ12との間の交流回路の電流を検出するためのものであるから、変圧器2次巻線5とコンバータ12との間の交流回路のどちら側の相に設けても良い。
Furthermore, the AC
また、本発明の第3の実施の形態から第6の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、電動機回路開閉器の接触子は、それぞれの相に対して接触子が1個の例で示したが、前述の図7に示した鉄道車両駆動制御装置と同様に電動機回路開閉器25A、25Bを2個設けて、接触子がそれぞれの相に対して2直列になるように構成しても良い。
Moreover, in the railway vehicle drive control apparatus according to the third to sixth embodiments of the present invention, the contact of the motor circuit switch is shown as an example with one contact for each phase. However, similarly to the railway vehicle drive control apparatus shown in FIG. 7 described above, two
さらに、本発明の第2の実施の形態と第5の実施の形態と第6の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、充電用開閉器10を前述の図8に示した鉄道車両駆動制御装置と同様な構成としても良い。
Furthermore, in the railway vehicle drive control apparatus according to the second embodiment, the fifth embodiment, and the sixth embodiment of the present invention, the charging
(第7の実施の形態)本発明の第7の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置について図18から図22を用いて説明する。図18に示す鉄道車両駆動制御装置は、図1に示した鉄道車両駆動装置と比較して回転検出器26が無い代わりに、永久磁石電動機21と電動機回路開閉器25との間の回路に電動機端子電圧検出器27を設けたものである。
(Seventh Embodiment) A railcar drive control apparatus according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The railcar drive control device shown in FIG. 18 has a motor between a
電動機回路開閉器25が開放状態の場合は永久磁石電動機21には電流が流れないので、永久磁石によって永久磁石電動機21の各端子に発生している誘起電圧は3相(U相、V相、W相)で等しくなる。このため、任意の2つの端子間の電圧を検出することで、永久磁石電動機21の誘起電圧を検出することができる。図18では、永久磁石電動機21のU相端子とV相端子間の電圧を検出する構成として記載している。
When the
図19から図21は、図18に示した鉄道車両駆動制御装置の制御回路の構成例を示した図である。図19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103へ入力及び制御部103から出力される信号として、本発明の実施の形態の動作の説明に関係する信号のみを記載している。図2から図4に示した本発明の第1の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御回路の構成例と比較して、制御部103には、回転検出器26の出力信号126の代わりに、電動機端子電圧検出器27の検出値にあたる出力信号127が入力されている。
19 to 21 are diagrams showing a configuration example of the control circuit of the railway vehicle drive control device shown in FIG. In FIG. 19, in order to facilitate understanding of the operation of the embodiment of the present invention, signals related to the description of the operation of the embodiment of the present invention are input to the
電動機誘起電圧演算部105は、電動機端子電圧検出器27の出力信号127を入力とし、永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vmを出力する。電動機回路開閉器25が開放状態で永久磁石電動機21の回転子が回転している場合には、永久磁石の磁束によって誘起される永久磁石電動機21の端子電圧Vは例として図22のような交流電圧となる。永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vmは、例えば次のような演算によって求められる。まず、電動機端子電圧検出器27の検出値である永久磁石電動機21の端子電圧Vが、ゼロ電圧を横切るタイミングT1とT2を求める。永久磁石電動機21の端子電圧Vを絶対値変換した電圧についてタイミングT1とT2との間の電圧の最大値Vmaxを求め、この値を2倍することで、永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vmが求められる。永久磁石電動機21の端子電圧Vが、ゼロ電圧を横切ることを検出する度にタイミングT1とT2を更新して、永久磁石電動機21の端子電圧Vを絶対値変換した電圧についてタイミングT1とT2との間の電圧の最大値Vmaxを求めることで、永久磁石電動機21の回転数(車両の速度)が変化した場合でも常に永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vmを求めることができる。
The motor induced
その他の構成要素と動作については、図1から図6に示した本発明の第1の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様である。 Other components and operations are the same as those in the railway vehicle drive control apparatus according to the first embodiment of the present invention shown in FIGS.
本発明の第7の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置によれば、走行中に永久磁石電動機21が誘起電圧を発生している状態において電動機回路開閉器25を投入する場合でも、電動機回路開閉器25を投入するタイミングでは必ず直流回路電圧が永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値以上になっているため、インバータ22のスイッチング素子の逆並列ダイオードを介して永久磁石電動機21から直流回路の平滑コンデンサ14に電流が流れて永久磁石電動機21がトルクショックを発生することを防止できる。
According to the railway vehicle drive control device of the seventh embodiment of the present invention, even when the
(第8の実施の形態)図23は本発明の第8の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示したもので、図18に示した鉄道車両駆動制御装置とは電動機回路開閉器の構成が異なっており、図7に示した鉄道車両駆動制御装置と同様に、電動機回路開閉器を25Aと25Bの2個設け、その接触子をそれぞれの相に対して2直列となるように構成した例である。
(Eighth Embodiment) FIG. 23 shows the configuration of a railway vehicle drive control apparatus according to an eighth embodiment of the present invention. The railway vehicle drive control apparatus shown in FIG. 18 is a motor circuit switch. As in the railway vehicle drive control device shown in FIG. 7, two
この構成の場合、図18から図21における電動機回路開閉器25と、電動機回路開閉器駆動操作コイル125と、継電器104cと、電動機回路開閉器投入指令信号が、それぞれ、電動機回路開閉器25Aと25Bに対応して2組ずつで構成されることになる。その他の構成要素と動作は図18に示した本発明の第7の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様であり、本発明の効果を同様に得ることができる。
In this configuration, the
(第9の実施の形態)図24は本発明の第9の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示したもので、図18に示した鉄道車両駆動制御装置とは充電用開閉器10の構成が異なっており、図8に示した鉄道車両駆動制御装置と同様に、充電用開閉器10は変圧器2次巻線5とコンバータ12との間の交流回路のうち充電回路抵抗器11を設けた相と反対側の相に設けている。図23に示す鉄道車両駆動制御装置における充電用開閉器10は、コンバータ12を起動する前に充電用開閉器10が投入(オン)され、コンバータ12が内蔵しているスイッチング素子13U〜13Yの逆並列ダイオードを経由して充電回路抵抗器11で制限された電流によって平滑コンデンサ14を充電する。平滑コンデンサ14の充電が完了した後に交流回路開閉器18が投入(オン)され、このとき充電用開閉器10も投入(オン)のままとなり、変圧器2次巻線5とコンバータ12との間の交流回路が接続される。その他の構成要素と動作及び本発明の効果については、図18から図21に示した鉄道車両駆動制御装置と同様であり、本発明の効果を同様に得ることができる。
(Ninth Embodiment) FIG. 24 shows the configuration of a railway vehicle drive control apparatus according to a ninth embodiment of the present invention. The railway vehicle drive control apparatus shown in FIG. 18 is a charging switch. 10 is different, and the charging
(第10の実施の形態)図25は本発明の第10の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置を示す図である。図18に示した鉄道車両駆動制御装置とはコンバータ12を起動する前に平滑コンデンサ14へ充電する充電回路の構成が異なっており、図9に示した鉄道車両駆動制御装置と同様に、充電回路抵抗器11が無く、変圧器3次巻線6と、充電用開閉器10と、充電回路昇圧変圧器16と、充電用整流回路17とで構成している。その他の構成要素と動作及び本発明の効果については、図18から図21に示した鉄道車両駆動制御装置と同様であり、本発明の効果を同様に得ることができる。
(Tenth Embodiment) FIG. 25 is a diagram showing a railway vehicle drive control apparatus according to a tenth embodiment of the present invention. 18 differs from the railway vehicle drive control device shown in FIG. 18 in the configuration of a charging circuit that charges the smoothing
(第11の実施の形態)図26は、本発明の第11の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す図である。図26に示した鉄道車両駆動制御装置の構成では、前述の図10に示した鉄道車両駆動制御装置と同様に、インバータと永久磁石電動機と電流検出器と電動機回路開閉器と回転検出器を組み合わせて1単位の駆動群として構成しており、コンバータ12が1台に対してこの駆動群を2組有した構成で、以下それぞれ第1駆動群と第2駆動群と呼称して説明する。 (Eleventh Embodiment) FIG. 26 is a diagram showing the configuration of a railway vehicle drive control apparatus according to an eleventh embodiment of the present invention. In the configuration of the railway vehicle drive control device shown in FIG. 26, the inverter, the permanent magnet motor, the current detector, the motor circuit switch, and the rotation detector are combined in the same manner as the railway vehicle drive control device shown in FIG. In the following, description will be made by referring to the first drive group and the second drive group, respectively.
図26において、37は第1駆動群の電動機端子電圧検出器、47は第2駆動群の電動機端子電圧検出器である。 In FIG. 26, 37 is a motor terminal voltage detector of the first drive group, and 47 is a motor terminal voltage detector of the second drive group.
図27から図29は、図26に示した本発明の第11の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御部と制御回路の構成例を示した図である。図27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103へ入力及び制御部103から出力される信号として、本発明の実施の形態の動作の説明に関係する信号のみを記載している。
27 to 29 are diagrams showing a configuration example of a control unit and a control circuit of the railway vehicle drive control device according to the eleventh embodiment of the present invention shown in FIG. In FIG. 27, in order to facilitate understanding of the operation of the embodiment of the present invention, signals relating to the description of the operation of the embodiment of the present invention are shown as signals input to the
137は第1駆動群の電動機端子電圧検出器37の検出値にあたる出力信号、147は第2駆動群の電動機端子電圧検出器47の検出値にあたる出力信号である。その他の構成要素については、図10から図13に示した鉄道車両駆動制御装置と同様である。
電動機誘起電圧演算部105は、第1駆動群の電動機端子電圧検出器37の出力信号137と第2駆動群の電動機端子電圧検出器47の出力信号147を入力として、永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値Vmを出力する。第1駆動群の電動機回路開閉器35と第2駆動群の電動機回路開閉器45が開放状態で第1駆動群の永久磁石電動機31及び第2駆動群の永久磁石電動機41の回転子がそれぞれ回転している場合には、永久磁石の磁束によって誘起されるそれぞれの永久磁石電動機の端子電圧Vは例として前述の図22と同様な交流電圧となる。
The motor induced
前述の図22に示した本発明の第7の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置における電動機誘起電圧演算部105と同様な演算によって、図28と図29の電動機誘起電圧演算部105は、第1駆動群の永久磁石電動機31の誘起電圧の尖頭値Vm1と、第2駆動群の永久磁石電動機41の誘起電圧の尖頭値Vm2をおのおの演算する。電動機誘起電圧演算部105は、第1駆動群の永久磁石電動機31の誘起電圧の尖頭値Vm1と、第2駆動群の永久磁石電動機41の誘起電圧の尖頭値Vm2の値の大きい方を永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値Vmとして出力する。その他の構成要素と動作については、図10から図15に示した本発明の第7の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様である。
By the same calculation as the electric motor induced
本発明の第11の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置によれば、走行中に永久磁石電動機31、41が誘起電圧を発生している状態において第1駆動群の電動機回路開閉器35と第2駆動群の電動機回路開閉器45を投入する場合でも、第1駆動群の電動機回路開閉器31と第2駆動群の電動機回路開閉器45を投入するタイミングでは必ず直流回路電圧が第1駆動群の永久磁石電動機31の端子間の誘起電圧と第2駆動群の永久磁石電動機41の端子間の誘起電圧の値が大きい方の尖頭値以上になっているため、インバータ32、42のスイッチング素子の逆並列ダイオードを介して第1駆動群の永久磁石電動機31及び第2駆動群の永久磁石電動機41から直流回路の平滑コンデンサ14に電流が流れてそれぞれの永久磁石電動機31、41がトルクショックを発生することを防止できる。
According to the railway vehicle drive control apparatus of the eleventh embodiment of the present invention, the
なお、図26示した鉄道車両駆動制御装置では、1台の鉄道車両駆動制御装置が駆動制御を行な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26の構成にさらに駆動群として第3駆動群、第4駆動群を追加した構成となる。これは駆動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 railway vehicle drive control device shown in FIG. 26, the number of permanent magnet motors controlled by one rail vehicle drive control device is shown as two, but the number of permanent magnet motors is two. When the number is increased from three to four, the third drive group and the fourth drive group are added to the configuration of FIG. 26 as drive groups. This is only an increase in the number of drive groups, and the operation of each part in the embodiment of the present invention is the same.
(第12の実施の形態)本発明の第12の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置について図30と図31を用いて説明する。図30に示す鉄道車両駆動制御装置は、交流電流検出器9と充電用開閉器10と充電回路抵抗器11とコンバータ12と平滑コンデンサ14と電圧検出器15と永久磁石電動機21とインバータ22と電流検出器24U〜24Wと電動機回路開閉器25と電動機端子電圧検出器27を組み合わせて、図18に示した鉄道車両駆動制御装置と同様な構成として、これを1単位の制御群として構成し、この制御群を2組有している構成である。以下、それぞれの制御群を第1制御群51及び第2制御群52として呼称して説明する。
(Twelfth Embodiment) A railcar drive control apparatus according to a twelfth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The railway vehicle drive control device shown in FIG. 30 includes an alternating
図31は、図30に示した本発明の第12の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御回路の構成例を示した図である。図31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103へ入力及び制御部103から出力される信号として、本発明の実施の形態の動作の説明に関係する信号のみを記載している。
FIG. 31 is a diagram showing a configuration example of a control circuit of the railway vehicle drive control device according to the twelfth embodiment of the present invention shown in FIG. In FIG. 31, in order to facilitate understanding of the operation of the embodiment of the present invention, signals relating to the description of the operation of the embodiment of the present invention as signals input to the
制御部103は、第1制御群51からの入力信号及び、第2制御群52からの入力信号について、おのおのの制御群について前述の本発明の第7の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様な動作を行ない、第1制御群51への出力信号と第2制御群52への出力信号を出力する。
The
その他の構成要素と動作については、図18に示した本発明の第7の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様であり、本発明の効果を同様に得ることができる。 Other components and operations are the same as those of the railroad vehicle drive control apparatus according to the seventh embodiment of the present invention shown in FIG. 18, and the effects of the present invention can be obtained similarly.
なお、図30では制御部103は複数の制御群に対して制御部103が1つである例として記載しているが、制御部を、第1制御群51に関係する入出力信号を有する第1制御群制御部と、第2制御群52に関係する入出力信号を有する第2制御群制御部とに分割して設けた構成としても良い。
In FIG. 30, the
また、図30と図31に示した鉄道車両駆動制御装置の第1制御群と第2制御群の内部の構成を、図26に示した鉄道車両駆動制御装置と同様に、第1駆動群と第2駆動群を有する構成とした場合においても、本実施の形態による効果を同様に得られる。 Further, the internal configuration of the first control group and the second control group of the railway vehicle drive control device shown in FIGS. 30 and 31 is similar to that of the railway vehicle drive control device shown in FIG. Even in the case of the configuration having the second drive group, the effect of the present embodiment can be obtained similarly.
さらに、図30と図31に示した鉄道車両駆動制御装置では、1台の鉄道車両駆動制御装置が駆動制御を行な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30と図31の構成にさらに制御群として第3制御群、第4制御群と第3の変圧器2次巻線と第4の変圧器2次巻線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、本実施の形態における各部の動作は同様である。 Furthermore, in the railway vehicle drive control apparatus shown in FIGS. 30 and 31, the number of permanent magnet motors that are controlled by one railway vehicle drive control apparatus is shown as two, but When the number is increased from two to three or four, the third control group, the fourth control group, the third transformer secondary winding and the fourth control group are further added to the configuration of FIGS. 30 and 31 as the control group. The transformer secondary winding is added. This is only an increase in the number of control groups, and the operation of each part in the present embodiment is the same.
なお、本発明の第8の実施の形態から第12の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、電動機回路開閉器25の接触子は、インバータ22と永久磁石電動機21との間の3相交流回路の全てに接触子を設けた記載にしてあるが、電動機回路開閉器25はインバータ22と永久磁石電動機21との間の3相回路を流れる電流を防止するためのものであるから、3相のうちのいずれか2相に接触子を設けても良く、また、電動機回路開閉器25の接触子は、インバータ22と永久磁石電動機21との間の3相交流回路の電流検出器24と永久磁石電動機21との間に設けているが、この接触子は永久磁石電動機21とインバータ22との間の電流を防止するためのものであるから、インバータ22と電流検出器24との間に接触子を設けても良い。
In the railway vehicle drive control device according to the eighth to twelfth embodiments of the present invention, the contact of the
また、本発明の第8の実施の形態から第12の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の説明では、電動機回路開閉器25の動作機構がノーマルオープン(駆動操作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。電動機回路開閉器25の動作機構がノーマルクローズ(駆動操作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103から出力される電動機回路投入指令信号S04が反転し、信号が無いとき電動機回路開閉器25が投入状態となり、信号が有るとき電動機回路開閉器25が開放状態となる。
In the description of the railway vehicle drive control device according to the eighth to twelfth embodiments of the present invention, the operation mechanism of the
さらに、本発明の第8の実施の形態から第12の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置における交流電流検出器9は、変圧器2次巻線5とコンバータ12との間の交流回路の電流を検出するためのものであるから、変圧器2次巻線5とコンバータ12との間の交流回路のどちら側の相に設けても良い。
Furthermore, the AC
また、本発明の第9の実施の形態から第12の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、電動機回路開閉器25の接触子は、それぞれの相に対して接触子が1個の例で示したが、前述の図23に示した鉄道車両駆動制御装置と同様に電動機回路開閉器を2個設けて、接触子がそれぞれの相に対して2直列になるように構成しても良い。
Moreover, in the railway vehicle drive control apparatus according to the ninth to twelfth embodiments of the present invention, the contact of the
さらに、本発明の第8の実施の形態と第11の実施の形態と第12の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、充電用開閉器10を前述の図24に示した鉄道車両駆動制御装置と同様な構成としても良い。
Furthermore, in the railway vehicle drive control apparatus according to the eighth embodiment, the eleventh embodiment, and the twelfth embodiment of the present invention, the charging
(第13の実施の形態)本発明の第13の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置について、図32から図36を用いて説明する。図32は、本発明の第13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に示した本発明の第1の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成と比較すると、永久磁石電動機21の回転子の回転を検出するための回転検出器26が無い構成である。その他の構成要素については図1に示した鉄道車両駆動制御装置と同様である。
(Thirteenth Embodiment) A railcar drive control apparatus according to a thirteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 32 shows the configuration of the railway vehicle drive control device according to the thirteenth embodiment of the present invention. Compared with the configuration of the railway vehicle drive control apparatus according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, there is no
図33は、図32に示した本発明の第13の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御回路の構成例を示した図である。図33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103へ入力及び制御部103から出力される信号として、本発明の実施の形態の動作の説明に関係する信号のみを記載している。図2に示した鉄道車両駆動制御装置の制御回路の構成から、回転検出器26の出力信号126を削除した構成であり、その他の構成要素については図2に示した鉄道車両駆動制御装置の制御回路と同様である。
FIG. 33 is a diagram showing a configuration example of a control circuit of the railway vehicle drive control device according to the thirteenth embodiment of the present invention shown in FIG. In FIG. 33, in order to make it easy to understand the operation of the embodiment of the present invention, as a signal input to the
図34は、制御部103が出力する信号のうち交流回路開閉器投入指令信号S02と電動機回路開閉器投入指令信号S04の論理の例、及び制御部103に内蔵される電圧指令値出力部108と電動機回路開閉器投入条件判別部106と直流電圧指令値出力部107の構成例を示した図である。又は、電動機回路開閉器投入指令信号S04の論理は図35の例のように構成しても良い。
FIG. 34 shows an example of the logic of the AC circuit switch input command signal S02 and the motor circuit switch input command signal S04 among the signals output from the
電圧指令値出力部108は、予め設定されている任意の値を電圧指令値Vcとして出力する。ここで、予め設定されている任意の値は、車両の走行における永久磁石電動機21の回転子の最高回転数での永久磁石による端子間の誘起電圧の尖頭値Vm以上の値であることが、本発明の特徴である。
The voltage command
車両の走行における永久磁石電動機21の回転子の最高回転数Nmaxは、予め決定されている車両の最高運転速度と、車輪の直径、また回転子が歯車で車輪の車軸と接続されている場合にはその歯車比などで決定される。最高回転数Nmaxにおける永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vmmaxは次式から予め求めることができる。
予め設定されている任意の値は、車両の走行における永久磁石電動機21の最高回転数での、永久磁石による端子間の誘起電圧の尖頭値Vmmax以上の任意の値に設定され、その値は例えば、不揮発メモリーなどの記憶部に保存される。
The preset arbitrary value is set to an arbitrary value equal to or higher than the peak value Vmmax of the induced voltage between the terminals due to the permanent magnet at the maximum number of rotations of the
直流電圧指令値出力部107は、電圧指令値出力部108の出力である電圧指令値Vcが入力され、電圧指令値Vcを直流電圧指令値112としてコンバータ12に対して出力する。
DC voltage command
電動機回路開閉器投入条件判別部106は、電圧指令値出力部108の出力である電圧指令値Vcと、電圧検出器15の出力信号115を入力とし、電動機回路開閉器投入許可信号S03を出力する。コンバータ12とインバータ22の間の直流回路の電圧Vdcは電圧検出器15の出力信号115に相当し、電動機回路開閉器投入許可信号S03は次の論理で出力される。
コンバータ12は、直流電圧指令値112に基づいて変圧器2次巻線5の交流電圧を直流電圧に変換して出力する。
The
本発明の第13の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する場合の、充電用開閉器10のオン・オフ、交流回路開閉器18のオン・オフ、直流回路電圧、電動機回路開閉器25のオン・オフ、コンバータ12の動作・停止、インバータ22の動作・停止について、経過時間を横軸としたタイミング図の例を図36に示す。交流回路開閉器18が投入された後にコンバータ12が動作を開始して、変圧器2次巻線5の交流電圧を変換して直流回路電圧を直流電圧指令値112以上に上昇させる。直流回路電圧が電圧指令値Vc以上になったら電動機回路開閉器25が投入される。その後インバータ22が動作を開始する。
Charging
本発明の第13の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置によれば、走行中に永久磁石電動機21が誘起電圧を発生している状態において電動機回路開閉器25を投入する場合でも、電動機回路開閉器25を投入するタイミングでは必ずコンバータ12とインバータ22との間の直流回路電圧が永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値以上になっているため、インバータ22のスイッチング素子の逆並列ダイオードを介して永久磁石電動機21から直流回路の平滑コンデンサ14に電流が流れて永久磁石電動機21がトルクショックを発生することを防止できる。さらに、本発明の第1の実施の形態から第12の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置に必要な、回転検出器26や、電動機端子電圧検出器27や、電動機誘起電圧演算部105が不要になり、鉄道車両駆動制御装置の部品数の削減と、それに伴う装置の小型化、重量の軽量化の効果が得られる。
According to the railway vehicle drive control apparatus of the thirteenth embodiment of the present invention, even when the
同様に、前述の本発明の第2の実施の形態から第6の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置についても、制御部103を図33と同様に構成するとともに、制御部103が内蔵する直流電圧指令値出力部107と電動機回路開閉器投入条件判別部106と電圧指令値出力部108を、図34又は図35に示す構成例と同様に構成して、前述の本発明の第13の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様な動作にすることで、回転検出器26や、電動機端子電圧検出器27や、電動機誘起電圧演算部105が不要になり、本発明の第13の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様な効果を得ることができる。
Similarly, in the railway vehicle drive control apparatus according to the second to sixth embodiments of the present invention described above, the
(第14の実施の形態)本発明の第14の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置について説明する。本発明の第14の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成は、図32に示した本発明の第13の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様であるが、制御部103には、図37に示すように切替条件信号161が入力される。制御部103は、図38又は図39に示す例のように構成され、前述の本発明の第13の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置とは電圧指令値出力部108の動作が異なっている。
(14th Embodiment) A railcar drive control apparatus according to a 14th embodiment of the present invention will be described. The configuration of the railway vehicle drive control device of the fourteenth embodiment of the present invention is the same as that of the railway vehicle drive control device of the thirteenth embodiment of the present invention shown in FIG. 37, the switching
電圧指令値出力部108は、切替条件信号161を入力として、予め設定されている複数の任意の値の中から選択し、電圧指令値Vcとして出力する。
The voltage command
ここで、電圧指令値Vcは、車両の走行条件における永久磁石電動機21の最高回転数における永久磁石による端子間の誘起電圧の尖頭値Vmmax以上の値であるとともに、運転路線や車両の運転条件などの切替条件信号161によって、予め設定されている複数の任意の値の中から選択して切り替えて出力されることが本発明の特徴である。
Here, the voltage command value Vc is a value equal to or higher than the peak value Vmmax of the induced voltage between the terminals due to the permanent magnet at the maximum rotational speed of the permanent magnet
例として、車両が走行する路線が2種類であって、それぞれの路線の最高運転速度が異なる場合に、路線の条件を切替条件信号161として、予め設定されている2つの任意の値を切り替えて出力する場合で、以下に動作を説明する。
As an example, when there are two types of routes on which the vehicle travels and the maximum driving speed of each route is different, the route condition is used as a
車両の走行における永久磁石電動機21の回転子の最高回転数Nmaxは、予め決定されている走行路線での車両の最高運転速度と、車輪の直径、また回転子が歯車で車輪の車軸と接続されている場合にはその歯車比などで決定される。例として、走行する路線が路線1と路線2の2種類である場合にそれぞれの路線での最高回転数Nmaxにおける永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値は次式から予め求めることができる。
予め計算された路線1での最高回転数の永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vmmax1と路線2での最高回転数の永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vmmax2に基づいて、任意の値1はVmmax1以上の値に設定され、また、任意の値2はVmmax2以上の値に設定され、任意の値1と任意の値2は例えば不揮発メモリーなどの記憶部に保存される。
The peak value Vmmax1 of the induced voltage between the terminals of the
電圧指令値Vcは、車両が走行する路線が路線1か路線2であるかによって、切替条件信号161で選択され、路線1を走行するときは電圧指令値Vcは前述の任意の値1が出力され、路線2を走行するときは電圧指令値Vcは前述の任意の値2が出力される。
The voltage command value Vc is selected by the switching
ここで、切替条件信号161は、例えば、鉄道車両の運転手の操作によって鉄道車両駆動制御装置に入力されてもよく、又は鉄道車両が搭載している他の機器から出力された信号であっても良い。
Here, the switching
また、別の実施の形態として、切替条件信号161について、例えば速度制限などの車両の運転条件における最高運転速度の条件を切替条件信号161として構成しても、前述の(8)式の説明において路線1を最高運転速度1、また路線2を最高運転速度2と置き換えると、同様に車両の運転条件によって電圧指令値Vcの値を変更して出力することができる。
In another embodiment, the switching
以上の動作によって、最高運転速度が低い条件で走行するときは、電動機回路開閉器25を投入するときに、コンバータ12が変換する直流電圧を必要以上に大きい値にする必要が無くなり、コンバータ12の動作状態を運転条件に応じて最適にできる。
As a result of the above operation, when the vehicle is traveling under a condition where the maximum operation speed is low, when the
本発明の第14の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置においては、走行中に永久磁石電動機21が誘起電圧を発生している状態において電動機回路開閉器25を投入する場合でも、電動機回路開閉器25を投入するタイミングでは必ず直流回路電圧が永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値以上になっているため、インバータ22のスイッチング素子の逆並列ダイオードを介して永久磁石電動機21から直流回路の平滑コンデンサ14に電流が流れて永久磁石電動機21がトルクショックを発生することを防止できる。また、走行する路線や最高速度などの車両の運転条件によって電圧指令値Vcの値を変更することにより、電動機回路開閉器25を投入する時のコンバータ12の動作状態を最適にできる。さらに、本発明の第1の実施の形態から第12の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置が必要な、回転検出器26や、電動機端子電圧検出器27や、電動機誘起電圧演算部105が不要になり、鉄道車両駆動制御装置の部品数の削減と、それに伴う装置の小型化、重量の軽量化の効果が得られる。
In the railway vehicle drive control apparatus according to the fourteenth embodiment of the present invention, even when the
同様に、前述の本発明の第2の実施の形態から第6の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置についても、制御部103及び制御部103が内蔵する直流電圧指令値出力部107と電動機回路開閉器投入条件判別部106と電圧指令値出力部108を、図37から図39に示す構成例と同様な構成として前述の本発明の第14の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様な動作にすることで、回転検出器や、電動機端子電圧検出器や、電動機誘起電圧演算部が不要になり、本発明の第14の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様な効果を得ることができる。
Similarly, with respect to the railway vehicle drive control devices according to the second to sixth embodiments of the present invention described above, the
(第15の実施の形態)本発明の第15の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置について説明する。本発明の第15の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成は、図9に示した本発明の第4の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様であるが、制御部103の構成と動作が異なる。 (15th Embodiment) A railcar drive control apparatus according to the 15th embodiment of the present invention will be described. The configuration of the railway vehicle drive control device of the fifteenth embodiment of the present invention is the same as that of the railway vehicle drive control device of the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. And the operation is different.
図40に制御部103の構成例と制御回路の構成例を示す。162は運転開始指令を表す。その他の制御部103の構成要素については、図2に示した本発明の第1の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御部と制御回路の構成例と同様である。
FIG. 40 shows a configuration example of the
図41に、制御部103が出力する信号のうち、充電用開閉器投入指令信号S10と、電動機回路開閉器投入指令信号S02と、交流回路開閉器投入指令信号S04の論理の例と、制御部103が内蔵する電動機誘起電圧演算部105と電動機回路開閉器投入条件判別部106の構成例を示す。
In FIG. 41, among the signals output by the
電動機誘起電圧演算部105は、回転検出器26の出力信号126を入力として、前述の(1)式から(3)式で説明した演算によって、永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vmを演算して出力する。
The electric motor induced
電動機回路開閉器投入条件判別部106は、電動機誘起電圧演算部105の出力である永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vmと、直流電圧検出器15の出力信号115を入力とし、電動機回路開閉器投入許可信号S03を出力する。コンバータ12とインバータ22の間の直流回路の電圧Vdcは直流電圧検出器15の出力信号115に相当し、電動機回路開閉器投入許可信号S03は次の論理で出力される。
充電用開閉器投入指令信号S10は、例えば、運転開始指令162と、保護検知機能が検出する故障検知の信号による図41に示す例の論理によって出力される。ここで、運転開始指令162は、鉄道車両駆動制御装置の運転を開始するための指令信号であって、車両の運転手の操作によって鉄道車両駆動制御装置に入力されても良く、又は、車両に搭載された別の機器から出力される信号であっても良い。
The charging switch input command signal S10 is output, for example, according to the logic of the example shown in FIG. 41 based on the
電動機回路開閉器投入指令信号S02は、例えば、運転開始指令162と、保護検知機能が検出する故障検知信号S05と、電動機回路開閉器投入許可信号S03による図41に示す例の論理によって出力される。
The motor circuit switch input command signal S02 is output, for example, according to the logic of the example shown in FIG. 41 by the
交流回路開閉器投入指令信号S04は、例えば、運転開始指令162と、保護検知機能が検出する故障検知信号S05と、充電用開閉器投入指令信号S10による図41に示す例の論理によって出力される。
The AC circuit switch input command signal S04 is output, for example, according to the logic of the example shown in FIG. 41 by the
本発明の第15の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する場合の、充電用開閉器10のオン・オフ、電動機回路開閉器25のオン・オフ、交流回路開閉器18のオン・オフ、直流回路電圧、コンバータ12の動作・停止、インバータ22の動作・停止について、経過時間を横軸としたタイミング図の例を図42に示す。運転開始指令162が入力されると、保護検知機能が故障検知していないことを条件として充電用開閉器10が投入される。充電用開閉器10が投入されると、充電回路を経てコンバータ12とインバータ22との間の直流回路の平滑コンデンサ14が充電される。コンバータ12とインバータ22との間の直流回路電圧Vdcが永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vm以上となると、電動機回路開閉器投入許可信号S03=1となり、電動機回路開閉器25が投入される。平滑コンデンサ14と充電回路抵抗器11の値を考慮して予め設定されているシングルショットの時間Tch1が経過すると充電用開閉器10がオフされ、交流回路開閉器18が投入される。
The charging
本発明の第15の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置によれば、走行中に永久磁石電動機21が誘起電圧を発生している状態において電動機回路開閉器25を投入する場合でも、電動機回路開閉器25を投入するタイミングでは必ずコンバータ12とインバータ22との間の直流回路の電圧が永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値以上になっているため、インバータ22のスイッチング素子の逆並列ダイオードを介して永久磁石電動機21から直流回路の平滑コンデンサ14に電流が流れて永久磁石電動機21がトルクショックを発生することを防止できる。
According to the railway vehicle drive control device of the fifteenth embodiment of the present invention, even when the
尚、本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、回転検出器26を削除してその代わりに電動機端子電圧検出器27を永久磁石電動機21の端子に設け、図25と同様に構成することができる。その場合、制御部103の構成は、図40と図41において、回転検出器の出力信号126の代わりに電動機端子電圧検出器27の出力信号127を入力し、電動機誘起電圧演算部105は、前述の図22で本発明の第7の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置における電動機誘起電圧演算部105と同様の演算を行って、永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vmを出力する構成とする。これによっても本実施の形態と同様の作用・効果を奏する。
In the railway vehicle drive control device of the present embodiment, the
(第16の実施の形態)本発明の第16の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置について説明する。本発明の第16の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成は、図9と図40に示した本発明の第15の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様であるが、制御部103の内部の構成と、制御部103が出力する信号の論理の動作が異なる。
(Sixteenth Embodiment) A railcar drive control apparatus according to a sixteenth embodiment of the present invention will be described. The configuration of the railway vehicle drive control device according to the sixteenth embodiment of the present invention is the same as that of the railway vehicle drive control device according to the fifteenth embodiment of the present invention shown in FIGS. 103 is different from the logic operation of the signal output from the
図43に、本実施の形態において制御部103が出力する信号のうちの充電用開閉器投入指令信号と、電動機回路開閉器投入指令信号と、交流回路開閉器投入指令信号の論理の例と、制御部103が内蔵する電動機誘起電圧演算部105と電動機回路開閉器投入条件判別部106の構成例を示す。
FIG. 43 shows an example of the logic of the charging switch input command signal, the motor circuit switch input command signal, and the AC circuit switch input command signal among the signals output by the
本発明の第16の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する場合の、充電用開閉器10のオン・オフ、電動機回路開閉器25のオン・オフ、交流回路開閉器18のオン・オフ、直流回路電圧、コンバータ12の動作・停止、インバータ22の動作・停止について、経過時間を横軸としたタイミング図の例を図44と図45に示す。
The charging
図44は充電用開閉器10が投入された後にシングルショット時間Tch2経過後までにコンバータ12とインバータ22との間の直流回路電圧Vdcが永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vm以上となる場合の例である。この場合、電動機回路開閉器投入許可信号S03が出力されると電動機回路開閉器25が投入され、また、予め設定されているシングルショットの時間Tch2経過後に充電用開閉器10がオフされ、交流回路開閉器18が投入される。
FIG. 44 shows that the DC circuit voltage Vdc between the
図45は充電用開閉器10が投入された後にシングルショット時間Tch2が経過した時点でコンバータ12とインバータ22との間の直流回路電圧Vdcが永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vm未満であって電動機回路開閉器投入許可信号S03が出力されない場合の例である。この場合、シングルショット時間Tch2が経過した後も充電用開閉器10は電動機回路開閉器投入許可信号S03が出力される時間Tch3まで投入期間が延長して投入され、電動機回路開閉器投入許可信号S03が出力されると電動機回路開閉器25が投入されるとともに充電用開閉器10がオフされ、交流回路開閉器18が投入される。
FIG. 45 shows the peak value of the induced voltage between the terminals of the
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置によれば、走行中に永久磁石電動機21が誘起電圧を発生している状態において電動機回路開閉器25を投入する場合でも、電動機回路開閉器25を投入するタイミングでは必ずコンバータ12とインバータ22との間の直流回路の電圧が永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値以上になっているため、インバータ22のスイッチング素子の逆並列ダイオードを介して永久磁石電動機21から直流回路の平滑コンデンサ14に電流が流れて永久磁石電動機21がトルクショックを発生することを防止できる。
According to the railway vehicle drive control device of the present embodiment, the
尚、本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、回転検出器26を削除してその代わりに電動機端子電圧検出器27を永久磁石電動機21の端子に設けた構成にすることができる。その場合、制御部103の構成は、図43において、回転検出器の出力信号126の代わりに電動機端子電圧検出器27の出力信号127を入力するし、電動機誘起電圧演算部105は、前述の図22で説明した本発明の第7の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置における電動機誘起電圧演算部105と同様の演算を行って、永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vmを出力する構成とする。これによっても本実施の形態と同様の作用・効果を奏する。
In the railway vehicle drive control device according to the present embodiment, the
(第17の実施の形態)図46は、本発明の第17の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す図である。10Aは第1の充電用開閉器、10Bは第2の充電用開閉器、16は充電回路用昇圧変圧器である。充電回路用昇圧変圧器16は、その低圧側の巻線が昇圧比が異なる巻線で構成されており、図46では、昇圧比が小さい側の巻線の端子が第1の充電用開閉器10Aを介して主回路変圧器Tの3次巻線6と接続され、また昇圧比が大きい側の巻線の端子が第2の充電用開閉器10Bを介して主回路変圧器Tの3次巻線6と接続される。その他の構成要素については、前述の図9に示した本発明の第4の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様である。図47は本実施の形態における制御回路の構成を示している。110Aは第1の充電用開閉器駆動操作コイル、110Bは第2の充電用開閉器駆動操作コイル、104fと104gはそれぞれの駆動操作コイルに電源を供給する継電器である。その他の構成要素は前述の図40に示した制御回路と同様である。
(Seventeenth Embodiment) FIG. 46 is a diagram showing the configuration of a railway vehicle drive control apparatus according to a seventeenth embodiment of the present invention. 10A is a first charging switch, 10B is a second charging switch, and 16 is a charging circuit step-up transformer. The charging circuit step-up
制御部103が出力する信号のうち、第1の充電用開閉器投入指令信号S10−1と、第2の充電用開閉器投入指令信号S10−2と、電動機回路開閉器投入指令信号S02と、交流回路開閉器投入指令信号S04の論理の例と、制御部103が内蔵する電動機誘起電圧演算部105と電動機回路開閉器投入条件判別部106の構成例を図48に示す。
Of the signals output from the
本発明の第17の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する場合の、第1の充電用開閉器10Aのオン・オフ、第2の充電用開閉器10Bのオン・オフ、電動機回路開閉器25のオン・オフ、交流回路開閉器18のオン・オフ、直流回路電圧、コンバータ12の動作・停止、インバータ22の動作・停止について、経過時間を横軸としたタイミング図の例を図49と図50に示す。
ON / OFF of first charging
図49は第1の充電用開閉器10Aが投入された後にシングルショット時間Tch4が経過するまでにコンバータ12とインバータ22との間の直流回路電圧Vdcが永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vm以上となる場合の例である。この場合、電動機回路開閉器投入許可信号S03が出力されると電動機回路開閉器25が投入され、また、予め設定されているシングルショットの時間Tch4経過後に第1の充電用開閉器10Aがオフされ、交流回路開閉器18が投入される。この場合は、第2の充電用開閉器10Bは投入されない。
49 shows that the DC circuit voltage Vdc between the
図50は第1の充電用開閉器10Aが投入された後にシングルショット時間Tch4が経過した時点でコンバータ12とインバータ22との間の直流回路電圧Vdcが永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vm未満であって電動機回路開閉器投入許可信号S03が出力されない場合の例である。この場合、シングルショット時間Tch4が経過後に第2の充電用開閉器10Bが投入されることで、充電回路昇圧変圧器16の昇圧側の巻線は第1の充電用開閉器10Aが投入された場合よりも大きい電圧を出力するため、コンバータ12とインバータ22との間の直流回路電圧Vdcがさらに充電されて、永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vm以上になると電動機回路開閉器投入許可信号S03が出力される。電動機回路開閉器投入許可信号S03が出力されると電動機回路開閉器25が投入されるとともに第2の充電用開閉器10Bがオフされ、交流回路開閉器18が投入される。
FIG. 50 shows that the DC circuit voltage Vdc between the
尚、本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、回転検出器26を削除してその代わりに電動機端子電圧検出器27を永久磁石電動機21の端子に設け、電動機端子電圧検出器27を図25と同様に構成したものとすることができる。その場合、制御部103の構成は、図47と図48において、回転検出器26の出力信号126の代わりに電動機端子電圧検出器27の出力信号127を入力し、電動機誘起電圧演算部105は、図22で説明した本発明の第7の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置における電動機誘起電圧演算部105と同様の演算を行って、永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vmを出力する構成とする。
In the railway vehicle drive control device of the present embodiment, the
(第18の実施の形態)本発明の第18の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を図51に示す。図51において、28は補助電源装置であり、鉄道車両の補助電源回路29へ、鉄道車両に搭載されている機器の電源として例えば3相交流電圧440V、周波数60Hzの一定電圧・一定周波数の交流電圧を出力して供給するものである。10Aは第1の充電用開閉器、10Bは第2の充電用開閉器、11は充電回路抵抗器、16は充電回路用昇圧変圧器である。17は充電用整流回路である。充電回路用昇圧変圧器16は、その低圧側の巻線が第2の充電用開閉器10Bを介して補助電源回路29に接続され、補助電源回路の電圧を昇圧して変圧器2次巻線5の電圧以上の大きさの電圧を出力する。その他の構成要素については、前述の第17の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様である。また、制御部103の構成例は、前述の図47と図48と同様である。
(Eighteenth Embodiment) FIG. 51 shows the configuration of a railway vehicle drive control apparatus according to an eighteenth embodiment of the present invention. In FIG. 51, reference numeral 28 denotes an auxiliary power supply device, which supplies, for example, a three-phase AC voltage 440V, a constant voltage with a frequency of 60 Hz, and an AC voltage with a constant frequency to the auxiliary power circuit 29 of the railway vehicle as a power source for equipment mounted on the railway vehicle. Is output and supplied. 10A is a first charging switch, 10B is a second charging switch, 11 is a charging circuit resistor, and 16 is a charging circuit step-up transformer.
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する場合の、第1の充電用開閉器10Aのオン・オフ、第2の充電用開閉器10Bのオン・オフ、電動機回路開閉器25のオン・オフ、交流回路開閉器18のオン・オフ、直流回路電圧、コンバータ12の動作・停止、インバータ22の動作・停止について、経過時間を横軸としたタイミングは、前述の図49と図50と同様である。
When the operation of the railway vehicle drive control device of the present embodiment is started, the
第1の充電用開閉器10Aが投入されると、コンバータ12とインバータ22との間の直流回路の平滑コンデンサ14は、変圧器2次巻線5から充電回路抵抗器11とコンバータ12のスイッチング素子の逆並列ダイオードを介して充電される。第1の充電用開閉器10Aの投入時間は、予め充電回路抵抗11の値と平滑コンデンサ14の静電容量を考慮して、シングルショットの時間Tch4が設定されている。シングルショットの時間Tch4が経過するまでにコンバータ12とインバータ22との間の直流回路の電圧Vdcが永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vm以上になった場合は、図49と同様の動作となり、電動機回路開閉器投入許可信号S03が出力されると電動機回路開閉器25が投入され、また、シングルショットの時間Tch4経過後に第1の充電用開閉器10Aがオフされ、交流回路開閉器18が投入される。この場合は、第2の充電用開閉器10Bは投入されない。
When the
第1の充電用開閉器10Aが投入された後にシングルショット時間Tch4が経過した時点でコンバータ12とインバータ22との間の直流回路電圧Vdcが永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vm未満であって電動機回路開閉器投入許可信号S03が出力されない場合は、図50と同様な動作となる。シングルショット時間Tch4が経過後に第2の充電用開閉器10Bが投入されることで、補助電源回路29の電圧を充電回路昇圧変圧器16で昇圧した電圧によって、コンバータ12とインバータ22との間の直流回路電圧Vdcがさらに充電されて、永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vm以上になると電動機回路開閉器投入許可信号S03が出力される。電動機回路開閉器投入許可信号S03が出力されると電動機回路開閉器25が投入されるとともに第2の充電用開閉器10Bがオフされ、交流回路開閉器18が投入される。
The DC circuit voltage Vdc between the
尚、本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、回転検出器26を削除してその代わりに電動機端子電圧検出器27を永久磁石電動機21の端子に設け、電動機端子電圧検出器27を図18と同様に構成したものとすることができる。その場合、制御部103の構成は、図47と図48において、回転検出器の出力信号126の代わりに電動機端子電圧検出器27の出力信号127を入力し、電動機誘起電圧演算部105は、図22で説明した本発明の第7の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置における電動機誘起電圧演算部105と同様の演算を行って、永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vmを出力する構成とする。
In the railway vehicle drive control apparatus of the present embodiment, the
本発明の第17及び第18の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置によれば、走行中に永久磁石電動機21が誘起電圧を発生している状態において電動機回路開閉器25を投入する場合でも、電動機回路開閉器25を投入するタイミングでは必ずコンバータ12とインバータ12との間の直流回路の電圧が永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値以上になっているため、インバータ22のスイッチング素子の逆並列ダイオードを介して永久磁石電動機21から直流回路の平滑コンデンサ14に電流が流れて永久磁石電動機21がトルクショックを発生することを防止できる。
According to the railway vehicle drive control device of the seventeenth and eighteenth embodiments of the present invention, even when the
なお、本発明の第15の実施の形態から第18の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、電動機回路開閉器25の接触子は、インバータ22と永久磁石電動機21との間の3相交流回路の全てに接触子を設けた記載にしてあるが、電動機回路開閉器25はインバータ22と永久磁石電動機21との間の3相回路を流れる電流を防止するためのものであるから、3相のうちのいずれか2相に接触子を設けても良く、また、電動機回路開閉器25の接触子はインバータ22と永久磁石電動機21との間の3相交流回路の電流検出器24と永久磁石電動機21との間に設けているが、この接触子は永久磁石電動機21とインバータ22との間の電流を防止するためのものであるから、インバータ22と電流検出器24との間に接触子を設けても良い。
In the railway vehicle drive control device according to the fifteenth to eighteenth embodiments of the present invention, the contact of the
また、本発明の第15の実施の形態から第18の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の説明では、電動機回路開閉器25の動作機構がノーマルオープン(駆動操作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。電動機回路開閉器25の動作機構がノーマルクローズ(駆動操作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103から出力される電動機回路投入指令信号S02が反転し、信号が無いとき電動機回路開閉器25が投入状態となり、信号が有るとき電動機回路開閉器25が開放状態となる。
In the description of the railway vehicle drive control device according to the fifteenth to eighteenth embodiments of the present invention, the operation mechanism of the
さらに、本発明の第15の実施の形態から第18の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置における交流電流検出器9は、変圧器2次巻線5とコンバータ12との間の交流回路の電流を検出するためのものであるから、変圧器2次巻線5とコンバータ12との間の交流回路のどちら側の相に設けても良い。
Furthermore, the AC
また、本発明の第15の実施の形態から第18の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、電動機回路開閉器25の接触子は、それぞれの相に対して接触子が1個の例で示したが、前述の図23に示した鉄道車両駆動制御装置と同様に電動機回路開閉器25A、25Bを2個設けて、接触子がそれぞれの相に対して2直列になるように構成しても良い。
Moreover, in the railway vehicle drive control apparatus according to the fifteenth to eighteenth embodiments of the present invention, the contact of the
さらに、本発明の第15の実施の形態から第18の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置において、図10に示した鉄道車両駆動制御装置と同様に、インバータ22と永久磁石電動機21と電流検出器26と電動機回路開閉器25を組み合わせて1単位の駆動群として構成して、この駆動群を複数有する構成とした場合や、又は、図16に示した鉄道車両駆動制御装置と同様に、主回路変圧器Tの2次巻線5を複数設けて交流回路開閉器18とコンバータ12と平滑コンデンサ14と直流電圧検出器15とインバータ22と永久磁石電動機21と電流検出器26と電動機回路開閉器25を組み合わせて1単位の制御群として構成して、この制御群を複数有する構成とした場合においても、本発明の効果を同様に得ることができる。
Furthermore, in the railway vehicle drive control apparatus according to the fifteenth to eighteenth embodiments of the present invention, as with the railway vehicle drive control apparatus shown in FIG. 10, the
(第19の実施の形態)本発明の第19の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示した図51は、鉄道車両駆動制御装置の電源である架線1が交流電源である場合の例で記載しているが、変形例として、鉄道車両駆動制御装置の電源である架線が直流電源である場合は、変圧器1次巻線4と、変圧器2次巻線5と、交流電流検出器9と、コンバータ12が不要となり、例えば図52に示す構成になる。この場合、インバータ22の直流側の回路の正側は、直流回路遮断器62と、充電用開閉器10と、充電回路抵抗器11と、直流回路開閉器63と、平滑リアクトル64を介して架線61と接続され、また、インバータ22の直流側の回路のグラウンド側は、車輪7を介して帰線であるレール8と接続される。このような構成にあっても、制御部103は、交流回路開閉器18の代わりに直流回路開閉器63を投入・開放動作させ、その他の構成要素を第18の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様の作用をさせることで、鉄道車両駆動制御装置の電源である架線61が直流電源の場合においても、本発明の効果を同様に得ることができる。
(Nineteenth Embodiment) FIG. 51 showing the configuration of a railway vehicle drive control device according to a nineteenth embodiment of the present invention shows a case where the
(第20の実施の形態)本発明の第20の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置について説明する。図53は本発明の第20の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示したものであり、61は鉄道車両駆動制御装置の直流電源である架線、2は集電器、62は直流回路遮断器、63は直流回路開閉器、10Aは第1の充電用開閉器、11は充電回路抵抗器、64は平滑リアクトル、65Aは整流素子、65Bはスイッチング素子、28は補助電源装置、29は補助回路、10Bは第2の充電用開閉器であり、その他の構成要素については図51に示した本発明の第18の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様である。
(20th Embodiment) A railcar drive control apparatus according to a 20th embodiment of the present invention will be described. FIG. 53 shows the configuration of a railway vehicle drive control apparatus according to a twentieth embodiment of the present invention, in which 61 is an overhead wire that is a DC power source of the railway vehicle drive control apparatus, 2 is a current collector, and 62 is a DC circuit.
図54に本実施の形態における制御回路の構成例を示す。図54の構成は、前述の図47から交流電流検出器9の出力信号109を削除し、また、交流回路開閉器18の駆動操作コイル118の代わりに直流回路開閉器63の駆動操作コイル163を設けた構成である。また、制御部103が出力する信号のうち、第1の充電用開閉器投入指令信号S10−1の論理と、第2の充電用開閉器投入指令信号S10−2の論理と、電動機回路開閉器25の論理と、直流回路開閉器63の論理の、それぞれの例と、制御部103の構成例を図55に示す。図55は前述の図48と比較して、交流回路開閉器投入指令信号S04の代わりに直流回路開閉器投入指令信号S06を出力する構成である。
FIG. 54 shows a configuration example of the control circuit in this embodiment. 54 deletes the
本発明の第20の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する場合の、第1の充電用開閉器10Aのオン・オフ、第2の充電用開閉器10Bのオン・オフ、電動機回路開閉器25のオン・オフ、直流回路開閉器63のオン・オフ、直流回路電圧、インバータ22の動作・停止について、経過時間を横軸としたタイミングを図56と図57に示す。
ON / OFF of first charging
第1の充電用開閉器10Aが投入されると、インバータ22の直流回路側の平滑コンデンサ14は、架線61から平滑リアクトル64と整流素子65Aを介して充電回路抵抗器11で制限された電流によって充電される。第1の充電用開閉器10Aの投入時間は、予め充電回路抵抗11の値と平滑コンデンサ14の静電容量を考慮して、シングルショットの時間Tch5が設定されている。シングルショットの時間Tch5が経過するまでにインバータ22の直流回路の電圧Vdcが永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vm以上になった場合は図56の動作となり、電動機回路開閉器投入許可信号S03が出力されると電動機回路開閉器25が投入され、また、シングルショットの時間Tch5経過後に第1の充電用開閉器10Aがオフされ、直流回路開閉器63が投入される。この場合は、第2の充電用開閉器10Bは投入されない。
When the
第1の充電用開閉器10Aが投入された後にシングルショット時間Tch5が経過した時点でインバータ22の直流回路電圧Vdcが永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vm未満であって電動機回路開閉器投入許可信号S03が出力されない場合は図57の動作となる。シングルショット時間Tch5が経過後に第2の充電用開閉器10Bが投入されることで、補助電源回路29の電圧を充電回路昇圧変圧器16で昇圧して充電用整流回路17で整流された電圧によって、インバータ22の直流回路電圧Vdcがさらに充電されて、永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vm以上になると電動機回路開閉器投入許可信号S03が出力される。電動機回路開閉器投入許可信号S03が出力されると電動機回路開閉器25が投入されるとともに第2の充電用開閉器10Bがオフされ、直流回路開閉器63が投入される。
When the single shot time Tch5 has elapsed after the
ここで、永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧Vmの値が大きい場合は、第2の充電用開閉器10Bが投入されることで、直流回路電圧Vdcが、電源である架線61の電圧よりも大きい電圧に充電される場合もある。整流素子65Aは、このとき第2の充電用開閉器10Bが投入されている充電期間中に平滑コンデンサ14側から架線61側へ電流が流れることを防止する。
Here, when the value of the induced voltage Vm between the terminals of the
インバータ22が動作を開始した後に、永久磁石電動機21の端子間の電圧を下げる電流を流す制御を行なうことで、永久磁石電動機21の端子間の電圧を架線61の電圧に対してインバータ22が出力できる最大電圧以下に制御して駆動制御を行なう。これはいわゆる永久磁石電動機21の弱め磁束制御である。その方法としては例えば特許第3226253号公報に記載された方法やその他さまざまな方法が提案されているので、そのいずれの方式をも用いることができる。
After the
また、永久磁石電動機21で鉄道車両の制動を行なうとき、永久磁石電動機21が制動力を発生するに伴って発電した電力を架線61に電力回生する場合は、整流素子65Aに逆並列に接続されているスイッチング素子65Bをオン(導通状態)にして、インバータ22から架線61への電流を流せるようにする。なお、図53では、整流素子65Aは適用例としてダイオードの記号で記載しているが、電流を一方にのみ導通することができる素子であれば種類はダイオードに限定されない。また、スイッチング素子65Bは、適用例としてIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)として記載しているが、電流を導通(オン)・阻止(オフ)する機能を有した素子であれば種類はIGBTに限定されない。また図53では整流素子65Aとスイッチング素子65Bを別々に記載しているが、インバータ22が内蔵しているIGBT素子の例と同様に、逆並列に接続された整流素子を内蔵して一体化されたスイッチング素子を適用しても良い。
When the
尚、本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、回転検出器26を削除してその代わりに電動機端子電圧検出器27を永久磁石電動機21の端子に設け、電動機端子電圧検出器27を図18と同様に構成したものとすることができる。その場合、制御部103の構成は、図54と図55において、回転検出器の出力信号126の代わりに電動機端子電圧検出器27の出力信号127を入力し、電動機誘起電圧演算部105は、前述の図22で説明した本発明の第7の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置における電動機誘起電圧演算部105と同様の演算を行って、永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vmを出力する構成とする。
In the railway vehicle drive control apparatus of the present embodiment, the
(第21の実施の形態)本発明の第21の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置について説明する。図58は本発明の第21の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示したものであり、61は鉄道車両駆動制御装置の直流電源である架線、62は直流回路遮断器、63は直流回路開閉器、10は充電用開閉器、11は充電回路抵抗器、64は平滑リアクトル、66はチョッパ、67Aと67Bはチョッパ66が内蔵するスイッチング素子であり、その他の構成要素については、図1に示した本発明の第1の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様である。 (21st Embodiment) A railroad vehicle drive control apparatus according to the 21st embodiment of the present invention will be described. FIG. 58 shows the configuration of a railway vehicle drive control apparatus according to a twenty-first embodiment of the present invention, in which 61 is an overhead wire that is a DC power source of the railway vehicle drive control apparatus, 62 is a DC circuit breaker, and 63 is DC circuit switch, 10 is a charging switch, 11 is a charging circuit resistor, 64 is a smoothing reactor, 66 is a chopper, 67A and 67B are switching elements built in the chopper 66, and other components are shown in FIG. 1 is the same as the railway vehicle drive control apparatus according to the first embodiment of the present invention shown in FIG.
チョッパ66は、スイッチング素子67A、67Bを内蔵しており、この2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、直流電源(架線61)から供給される直流電圧を任意の大きさの電圧の直流電圧に昇圧して変換する機能を有している。チョッパ66で昇圧された直流電圧は、インバータ22の電源として供給される。図58では、チョッパ66が内蔵するスイッチング素子67Aと67Bは、適用例として、逆並列に接続されたダイオードを内蔵したIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)として記載しているが、電流を導通(オン)・阻止(オフ)する機能を有した素子であれば種類はIGBTに限定されない。
The chopper 66 incorporates switching elements 67A and 67B. By arbitrarily turning on and off these two switching elements, the DC voltage supplied from the DC power source (the overhead line 61) has an arbitrary magnitude. It has a function of boosting and converting to a direct current voltage. The DC voltage boosted by the chopper 66 is supplied as a power source for the
充電用開閉器10と充電回路抵抗器11は、チョッパ66を起動する前にインバータ22の直流側の回路に設けた平滑コンデンサ14を充電するためのものある。
The charging
チョッパ66を起動する前に充電用開閉器10が投入(オン)され、平滑リアクトル64とスイッチング素子67Aが内蔵している逆並列ダイオードを経由して充電回路抵抗器11で制限された電流によって平滑コンデンサ14を充電する。平滑コンデンサ14の充電が完了した後に直流回路開閉器63が投入(オン)され架線61とインバータ22との間の回路が接続されるとともに充電用開閉器10が開放(オフ)される。直流回路開閉器63を投入するタイミングについては、充電回路抵抗器11の抵抗値と平滑コンデンサ14の静電容量から求められる充電時間を考慮して、充電用開閉器10を投入した後に前記の充電時間が経過したことで直流回路開閉器63を投入する。又は別の方式として、電圧検出器15の検出値を監視して平滑コンデンサ14の電圧が予め設定された閾値を超えたときに直流回路開閉器63を投入する方式としても良い。
Before the chopper 66 is activated, the charging
図59は、図58に示した本発明の第21の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御回路の構成例を示した図である。図59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103へ入力及び制御部103から出力される信号として、本発明の実施の形態の動作の説明に関係する信号のみを記載している。112はチョッパへの直流電圧指令値である。
FIG. 59 is a diagram showing a configuration example of a control circuit of the railway vehicle drive control device according to the twenty-first embodiment of the present invention shown in FIG. In FIG. 59, in order to facilitate understanding of the operation of the embodiment of the present invention, signals relating to the description of the operation of the embodiment of the present invention are shown as signals input to the
図60は制御部103が出力する信号のうちの直流回路開閉器投入指令信号S06と電動機回路開閉器投入指令信号S04との論理の例、及び制御部103に内蔵される電動機誘起電圧演算部105と電動機回路開閉器投入条件判別部106と直流電圧指令値出力部107の構成例を示した図である。図2と比較すると、交流回路開閉器投入指令信号S02に代えて、直流回路開閉器投入指令信号S06を出力することが異なる。
FIG. 60 shows an example of the logic of the DC circuit switch input command signal S06 and the motor circuit switch input command signal S04 among the signals output from the
図60の開閉器投入指令S01は、例えば、保護機能が故障を検知していない状態で、かつ充電用開閉器10の投入後に充電時間が経過したら開閉器投入指令S01=1となる。又は別の方式として、保護機能が故障を検知していない状態で、かつ充電用開閉器10の投入後に電圧検出器15の検出値を監視して平滑コンデンサ14の電圧が予め設定された閾値を超えたときに開閉器投入指令S01=1とする方式としても良い。
The switch input command S01 in FIG. 60 becomes, for example, a switch input command S01 = 1 when the protection function has not detected a failure and the charging time has elapsed after the charging
直流回路開閉器投入指令信号S06は開閉器投入指令S01が1となると出力される。 The DC circuit switch input command signal S06 is output when the switch input command S01 becomes 1.
電動機回路開閉器投入指令S01信号S04は、開閉器投入指令S01と、電動機回路開閉器投入条件判別部106が出力する電動機回路開閉器投入許可信号S03とのAND論理で出力される。又は別の構成例として、図61のように、開閉器投入指令S01と、電動機回路開閉器投入条件判別部106が出力する電動機回路開閉器投入許可信号S03とのAND論理でRS−FF論理をセットし、保護機能が故障を検知して故障検知信号S05を入力したらRS−FF論理をリセットする論理で出力しても良い。
The motor circuit switch input command S01 signal S04 is output by AND logic of the switch input command S01 and the motor circuit switch input permission signal S03 output from the motor circuit switch input
チョッパ66は、直流電圧指令値112に基づいて直流電源(架線61)電圧を昇圧して変換して出力する。
The chopper 66 boosts the DC power supply (overhead wire 61) voltage based on the DC
その他の構成要素や、電動機誘起電圧演算部105、電動機回路開閉器投入条件判別部106、直流電圧指令値出力部107とその動作については、本発明の第1の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様である。
The other components, the motor induced
本発明の第21の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する場合の、充電用開閉器10のオン・オフ、直流回路開閉器63のオン・オフ、直流回路電圧、電動機回路開閉器25のオン・オフ、チョッパ66の動作・停止、インバータ22の動作・停止について、経過時間を横軸としたタイミング図の例を図62と図63に示す。
The charging
図62は充電用開閉器10を投入後に平滑コンデンサ14の初期充電が完了して直流回路開閉器63を投入する時点で、直流回路電圧Vdcが永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vm以上である場合の例であり、この場合、直流回路開閉器63を投入する時点で電動機回路開閉器投入許可信号S03=1であるので、電動機回路開閉器25は直流回路開閉器18と同じタイミングで投入され、その後チョッパ66とインバータ22が動作を開始する。
62 shows the peak of the induced voltage between the terminals of the
図63は直流回路開閉器63を投入する時点で直流回路電圧Vdcが永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vm未満である場合の例であり、この場合、直流回路開閉器63が投入された後にチョッパ66が動作を開始して直流電源(架線61)の電圧を昇圧して変換して直流回路電圧Vdcを上昇させる。直流回路電圧Vdcが永久磁石電動機21の誘起電圧の尖頭値Vm以上になったら電動機回路開閉器投入許可信号S03=1となり、電動機回路開閉器25が投入される。その後インバータ22が動作を開始する。
FIG. 63 shows an example in which the DC circuit voltage Vdc is less than the peak value Vm of the induced voltage between the terminals of the
尚、本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、回転検出器26を削除してその代わりに電動機端子電圧検出器27を永久磁石電動機21の端子に設け、電動機端子電圧検出器27を図18と同様に構成したものとすることができる。その場合、制御部103の構成は、図59から図61において、回転検出器の出力信号126の代わりに電動機端子電圧検出器27の出力信号127を入力し、電動機誘起電圧演算部105は、図22で説明した本発明の第7の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置における電動機誘起電圧演算部105と同様の演算を行って、永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値Vmを出力する構成とする。
In the railway vehicle drive control apparatus of the present embodiment, the
(第22の実施の形態)本発明の第22の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置について図64〜図68を用いて説明する。図64に示すように、本発明の第22の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置は、図58に示した本発明の第21の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置に対して、回転検出器26を削除した構成を特徴とする。
(Twenty-second Embodiment) A railcar drive control apparatus according to a twenty-second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 64, the railway vehicle drive control apparatus according to the twenty-second embodiment of the present invention detects rotation relative to the railway vehicle drive control apparatus according to the twenty-first embodiment of the present invention shown in FIG. It is characterized by a configuration in which the
図65は、本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御回路の構成例を示した図である。図66は、制御部103が出力する信号のうち直流回路開閉器投入指令信号S06と電動機回路開閉器投入指令信号S04の論理の例、及び制御部103に内蔵される電圧指令値出力部108と電動機回路開閉器投入条件判別部106と直流電圧指令値出力部107の構成例を示した図である。又は、電動機回路開閉器投入指令信号S04の論理は図67の例のように構成しても良い。
FIG. 65 is a diagram showing a configuration example of a control circuit of the railway vehicle drive control device of the present embodiment. 66 shows an example of the logic of the DC circuit switch input command signal S06 and the motor circuit switch input command signal S04 among the signals output by the
電圧指令値出力部108は、予め設定されている任意の値を電圧指令値Vcとして出力する。ここで、予め設定されている任意の値は、車両の走行における永久磁石電動機21の回転子の最高回転数での永久磁石による端子間の誘起電圧の尖頭値Vm以上の値であることが、本実施の形態の特徴である。その他の構成要素とその動作については、図33から図36で説明した、本発明の第13の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御部103の説明において、コンバータ12の代わりにチョッパ66、交流回路開閉器投入指令信号S02の代わりに直流回路開閉器投入指令信号S06と置き換えた場合と同様である。
The voltage command
本実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する場合の、充電用開閉器10のオン・オフ、交流回路開閉器63のオン・オフ、直流回路電圧、電動機回路開閉器25のオン・オフ、コンバータ12の動作・停止、インバータ22の動作・停止について、経過時間を横軸としたタイミング図の例を図68に示す。交流回路開閉器63が投入された後にコンバータ12が動作を開始して、変圧器2次巻線5の交流電圧を変換して直流回路電圧を直流電圧指令値112以上に上昇させる。直流回路電圧が電圧指令値Vc以上になったら電動機回路開閉器25が投入される。その後インバータ22が動作を開始する。
When starting operation of the railway vehicle drive control device of the present embodiment, the charging
(第23の実施の形態)本発明の第23の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置について図69〜図71を用いて説明する。本発明の第23の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置は、前述の本発明の第22の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の制御部103に切替条件信号161を入力して、電圧指令値出力部108の動作を、前述の図37から図39で説明した本発明の第14の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置と同様にし、電圧指令値Vcを鉄道車両の走行条件に対応して切り替える機能とした構成である。
(23rd Embodiment) A railcar drive control apparatus according to the 23rd embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The railway vehicle drive control device according to the twenty-third embodiment of the present invention inputs a
本発明の第20の実施の形態から第23の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置によれば、走行中に永久磁石電動機21が誘起電圧を発生している状態において電動機回路開閉器25を投入する場合でも、電動機回路開閉器25を投入するタイミングでは必ずインバータ22の直流側の回路の電圧が永久磁石電動機21の端子間の誘起電圧の尖頭値以上になっているため、インバータ22のスイッチング素子の逆並列ダイオードを介して永久磁石電動機21からインバータ22の直流側の回路の平滑コンデンサ14に電流が流れて永久磁石電動機21がトルクショックを発生することを防止できる。
According to the railway vehicle drive control apparatus of the twentieth embodiment to the twenty-third embodiment of the present invention, the
なお、本発明の第20の実施の形態から第23の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、電動機回路開閉器25の接触子は、インバータ22と永久磁石電動機21との間の3相交流回路の全てに接触子を設けた記載にしてあるが、電動機回路開閉器25は永久磁石電動機21との間の3相回路を流れる電流を防止するためのものであるから、3相のうちのいずれか2相に接触子を設けても良く、また、電動機回路開閉器25の接触子はインバータ22と永久磁石電動機21との間の3相交流回路の電流検出器24と永久磁石電動機21との間に設けているが、この接触子は永久磁石電動機21とインバータ22との間の電流を防止するためのものであるから、インバータ22と電流検出器24との間に接触子を設けても良い。
In the railway vehicle drive control device according to the twentieth embodiment to the twenty-third embodiment of the present invention, the contact of the
また、本発明の第20の実施の形態から第23の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の説明では、電動機回路開閉器25の動作機構がノーマルオープン(駆動操作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。電動機回路開閉器25の動作機構がノーマルクローズ(駆動操作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103から出力される電動機回路投入指令信号S04が反転し、信号が無いとき電動機回路開閉器25が投入状態となり、信号が有るとき電動機回路開閉器25が開放状態となる。
In the description of the railway vehicle drive control device according to the twentieth embodiment to the twenty-third embodiment of the present invention, the operation mechanism of the
また、本発明の第20の実施の形態から第23の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、電動機回路開閉器25の接触子は、それぞれの相に対して接触子が1個の例で示したが、前述の図23に示した鉄道車両駆動制御装置と同様に電動機回路開閉器25を2個設けて、接触子がそれぞれの相に対して2直列になるように構成しても良い。
In the railway vehicle drive control device according to the twentieth to twenty-third embodiments of the present invention, the contact of the
さらに、本発明の第20の実施の形態から第23の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置において、前述の図10に示した鉄道車両駆動制御装置と同様に、インバータ22と永久磁石電動機21と電流検出器24と電動機回路開閉器25を組み合わせて1単位の駆動群として構成して、この駆動群を複数有する構成とした場合においても、本発明の効果を同様に得ることができる。
Furthermore, in the railway vehicle drive control apparatus according to the twentieth embodiment to the twenty-third embodiment of the present invention, the
尚、本発明の第1の実施の形態から第23の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置では、それぞれの実施の形態を示した図におけるコンバータ12とインバータ22、第1駆動群インバータ2232、第2駆動群インバータ2242の内部回路について、それぞれ2レベル回路で構成した例で示したが、例えば図72に示す鉄道車両駆動制御装置のようにコンバータ12を中性点クランプ形の3レベル回路で構成した場合においても、本発明の効果を同様に得ることができる。また、インバータ22を中性点クランプ形の3レベル回路で構成しても、またコンバータ12とインバータ22の両方を中性点クランプ形の3レベル回路で構成しても良い。
In the railway vehicle drive control apparatus according to the first to twenty-third embodiments of the present invention, the
つまり、本発明の実施の形態として示した図におけるコンバータ12は、交流電圧を任意の大きさの電圧の直流電圧に変換するコンバータ12回路であれば、その内部回路の構成によらず適用可能であり、本発明の効果を同様に得ることができる。
In other words, the
また同様に、本発明の実施の形態として示した図におけるインバータ22と第1駆動群インバータ2232と第2駆動群インバータ2242は、直流電圧を任意の大きさの電圧と任意の周波数の交流電圧に変換するインバータ22回路であれば、その内部回路の構成によらず適用可能であり、本発明の効果を同様に得ることができる。
Similarly, the
1 交流電源(架線)
2 集電器
3 交流回路遮断器
4 変圧器1次巻線
5 変圧器2次巻線
5A 第1の変圧器2次巻線
5B 第2の変圧器2次巻線
6 変圧器3次巻線
7 車輪
8 レール
9 交流電流検出器
10 充電用開閉器
10A 第1の充電用開閉器
10B 第2の充電用開閉器
11 充電回路抵抗器
12 コンバータ12
13U〜13Y コンバータ12スイッチング素子
14 平滑コンデンサ
15 電圧検出器
16 充電回路昇圧変圧器
17 充電用整流回路
18 交流回路開閉器
21 永久磁石電動機21
22 インバータ22
23U〜23Z インバータ22スイッチング素子
24U〜24W 電流検出器
25 電動機回路開閉器
25A 第1の電動機回路開閉器
25B 第2の電動機回路開閉器
26 回転検出器
27 電動機端子電圧検出器
28 補助電源装置
29 補助電源回路
31 第1駆動群の永久磁石電動機21
32 第1駆動群のインバータ22
34U〜34W 第1駆動群の電流検出器
35 第1駆動群の電動機回路開閉器
36 第1駆動群の回転検出器
37 第1駆動群の電動機端子電圧検出器
41 第2駆動群の永久磁石電動機21
42 第2駆動群のインバータ22
44U〜44W 第2駆動群の電流検出器
45 第2駆動群の電動機回路開閉器
46 第2駆動群の回転検出器
47 第2駆動群の電動機端子電圧検出器
51 第1制御群
52 第2制御群
61 直流電源(架線)
62 直流回路遮断器
63 直流回路開閉器
64 平滑リアクトル
65A 整流素子
65B スイッチング素子
66 チョッパ
67A,67B チョッパスイッチング素子
101 制御回路電源
102 制御回路電源グラウンド
103 制御部
104a〜104h 継電器
105 電動機誘起電圧演算部
106 電動機回路開閉器投入条件判別部
107 直流電圧指令値出力部
108 電圧指令値出力部
109 交流電流検出器の出力信号
110 充電用開閉器駆動操作コイル
110A 第1の充電用開閉器駆動操作コイル
110B 第2の充電用開閉器駆動操作コイル
112 直流電圧指令値
115 電圧検出器の出力信号
118 交流回路開閉器駆動操作コイル
124U〜124W 電流検出器の出力信号
125 電動機回路開閉器駆動操作コイル
126 回転検出器の出力信号
127 電動機端子電圧検出器の出力信号
134U〜134W 第1駆動群の電流検出器の出力信号
135 第1駆動群の電動機回路開閉器駆動操作コイル
136 第1駆動群の回転検出器の出力信号
137 第1駆動群の電動機端子電圧検出器の出力信号
144U〜144W 第2駆動群の電流検出器の出力信号
145 第2駆動群の電動機回路開閉器駆動操作コイル
146 第2駆動群の回転検出器の出力信号
147 第2駆動群の電動機端子電圧検出器の出力信号
161 切替条件信号
162 運転開始指令
1 AC power supply (overhead wire)
2
13U to
22
23U-
32
34U-34W Current detector of the
42
44U to 44W Second drive group current detector 45 Second drive group
62
Claims (18)
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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、
前記インバータの直流側の回路の電圧を検出して出力する直流電圧検出器と、
前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、
前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、
前記制御部は、鉄道車両駆動制御装置の運転を開始するために前記電動機回路開閉器を投入する時に、前記インバータの直流側の回路の電圧が前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上であることを条件として前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。 A permanent magnet motor for driving the vehicle;
An inverter that converts a DC voltage into an AC voltage of an arbitrary voltage and an arbitrary frequency to supply AC power to the permanent magnet motor;
A DC voltage detector that detects and outputs a voltage of a circuit on the DC side of the inverter;
A contact is provided for opening / closing the circuit in at least the n-1 phase of the n-phase AC circuit (n is an arbitrary number representing the number of AC phases) between the inverter and the permanent magnet motor. An electric circuit switch;
A controller for outputting a motor circuit switch input command signal for opening and opening the motor circuit switch;
When the control unit turns on the motor circuit switch to start operation of the railway vehicle drive control device, the voltage of the circuit on the DC side of the inverter is the peak of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor A railway vehicle drive control device that controls to turn on the motor circuit switch on condition that the value is equal to or greater than a value.
前記永久磁石電動機の回転子の回転を検出して出力する回転検出器と、
1次巻線が交流電源に接続される変圧器と、
前記変圧器の2次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して出力するコンバータと、
前記コンバータの出力である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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、
前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路の電圧を検出して出力する直流電圧検出器と、
前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、
前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、
前記制御部は、
電動機誘起電圧演算手段と、電動機回路開閉器投入条件判別手段と、直流電圧指令値出力手段を有し、
前記電動機誘起電圧演算手段は、前記回転検出器の出力を入力し、前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値を演算して出力し、
前記電動機回路開閉器投入条件判別手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力と前記直流電圧検出器の出力を入力し、電動機回路開閉器投入許可信号を出力し、
前記直流電圧指令値出力手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力を入力し、前記コンバータが変換する直流電圧の指令値として、その直流電圧の指令値が前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上の値の指令値を出力し、
鉄道車両駆動制御装置の運転を開始するために前記電動機回路開閉器を投入する時に、前記電動機回路開閉器投入許可信号が出力されていない場合は、前記コンバータを動作させて前記直流回路の電圧を前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上に上昇させた後に前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。 A permanent magnet motor for driving the vehicle;
A rotation detector that detects and outputs rotation of a rotor of the permanent magnet motor;
A transformer whose primary winding is connected to an AC power source;
A converter that converts the alternating voltage of the secondary winding of the transformer into a direct current voltage of an arbitrary magnitude and outputs it;
An inverter that converts the DC voltage that is the output of the converter into an AC voltage of an arbitrary voltage and an arbitrary frequency and supplies AC power to the permanent magnet motor;
A DC voltage detector that detects and outputs a voltage of a DC circuit between the converter and the inverter;
A contact is provided for opening / closing the circuit in at least the n-1 phase of the n-phase AC circuit (n is an arbitrary number representing the number of AC phases) between the inverter and the permanent magnet motor. An electric circuit switch;
A controller for outputting a motor circuit switch input command signal for opening and opening the motor circuit switch;
The controller is
A motor induced voltage calculation means, a motor circuit switch input condition determination means, a DC voltage command value output means,
The electric motor induced voltage calculation means inputs the output of the rotation detector, calculates the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet electric motor, and outputs it,
The motor circuit switch input condition determining means inputs the output of the motor induced voltage calculation means and the output of the DC voltage detector, and outputs a motor circuit switch input permission signal,
The DC voltage command value output means inputs the output of the electric motor induced voltage calculation means, and the DC voltage command value is the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor as the DC voltage command value converted by the converter. Output a command value that is greater than or equal to the peak value of
When turning on the motor circuit switch to start operation of the railway vehicle drive control device, if the motor circuit switch turn-on permission signal is not output, the converter is operated to increase the voltage of the DC circuit. A railway vehicle drive control device, wherein the electric motor circuit switch is controlled after being raised to a peak value or more of an induced voltage between terminals of the permanent magnet motor.
前記永久磁石電動機の端子電圧を検出して出力する電動機端子電圧検出器と、
1次巻線が交流電源に接続される変圧器と、
前記変圧器の2次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して出力するコンバータと、
前記コンバータの出力である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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、
前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路の電圧を検出して出力する直流電圧検出器と、
前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、
前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、
前記制御部は、
電動機誘起電圧演算手段と、電動機回路開閉器投入条件判別手段と、直流電圧指令値出力手段を有し、
前記電動機誘起電圧演算手段は、前記電動機端子電圧検出器の出力を入力し、前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値を演算して出力し、
前記電動機回路開閉器投入条件判別手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力と前記直流電圧検出器の出力を入力し、電動機回路開閉器投入許可信号を出力し、
前記直流電圧指令値出力手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力を入力し、前記コンバータが変換する直流電圧の指令値として、その直流電圧の指令値が前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上の値の指令値を出力し、
鉄道車両駆動制御装置の運転を開始するために前記電動機回路開閉器を投入する時に、前記電動機回路開閉器投入許可信号が出力されていない場合は、前記コンバータを動作させて前記直流回路の電圧を前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上に上昇させた後に前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。 A permanent magnet motor for driving the vehicle;
A motor terminal voltage detector that detects and outputs a terminal voltage of the permanent magnet motor;
A transformer whose primary winding is connected to an AC power source;
A converter that converts the alternating voltage of the secondary winding of the transformer into a direct current voltage of an arbitrary magnitude and outputs it;
An inverter that converts the DC voltage that is the output of the converter into an AC voltage of an arbitrary voltage and an arbitrary frequency and supplies AC power to the permanent magnet motor;
A DC voltage detector that detects and outputs a voltage of a DC circuit between the converter and the inverter;
A contact is provided for opening / closing the circuit in at least the n-1 phase of the n-phase AC circuit (n is an arbitrary number representing the number of AC phases) between the inverter and the permanent magnet motor. An electric circuit switch;
A controller for outputting a motor circuit switch input command signal for opening and opening the motor circuit switch;
The controller is
A motor induced voltage calculation means, a motor circuit switch input condition determination means, a DC voltage command value output means,
The motor induced voltage calculation means inputs the output of the motor terminal voltage detector, calculates and outputs the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor,
The motor circuit switch input condition determining means inputs the output of the motor induced voltage calculation means and the output of the DC voltage detector, and outputs a motor circuit switch input permission signal,
The DC voltage command value output means inputs the output of the electric motor induced voltage calculation means, and the DC voltage command value is the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor as the DC voltage command value converted by the converter. Output a command value that is greater than or equal to the peak value of
When turning on the motor circuit switch to start operation of the railway vehicle drive control device, if the motor circuit switch turn-on permission signal is not output, the converter is operated to increase the voltage of the DC circuit. A railway vehicle drive control device, wherein the electric motor circuit switch is controlled after being raised to a peak value or more of an induced voltage between terminals of the permanent magnet motor.
1次巻線が交流電源に接続される変圧器と、
前記変圧器の2次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して出力するコンバータと、
前記コンバータの出力である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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、
前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路の電圧を検出して出力する直流電圧検出器と、
前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、
前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、
前記制御部は、
電圧指令値出力手段と、電動機回路開閉器投入条件判別手段と、直流電圧指令値出力手段を有し、
前記電圧指令値出力手段は、予め設定された値として、車両の走行における前記永久磁石電動機の最大回転数での端子間の誘起電圧の尖頭値以上の値を電圧指令値として出力し、
前記直流電圧指令値出力手段は、前記電圧指令値が入力され、前記コンバータが変換する直流電圧の指令値を出力し、
前記電動機回路開閉器投入条件判別手段は、前記電圧指令値と前記直流電圧検出器の出力を入力し、電動機回路開閉器投入許可信号を出力し、
鉄道車両駆動制御装置の運転を開始するために前記電動機回路開閉器を投入する時に、前記コンバータを動作させて前記直流回路の電圧を車両の走行における前記永久磁石電動機の最大回転数での端子間の誘起電圧の尖頭値以上に上昇させた後に前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。 A permanent magnet motor for driving the vehicle;
A transformer whose primary winding is connected to an AC power source;
A converter that converts the alternating voltage of the secondary winding of the transformer into a direct current voltage of an arbitrary magnitude and outputs it;
An inverter that converts the DC voltage that is the output of the converter into an AC voltage of an arbitrary voltage and an arbitrary frequency and supplies AC power to the permanent magnet motor;
A DC voltage detector that detects and outputs a voltage of a DC circuit between the converter and the inverter;
A contact is provided for opening / closing the circuit in at least the n-1 phase of the n-phase AC circuit (n is an arbitrary number representing the number of AC phases) between the inverter and the permanent magnet motor. An electric circuit switch;
A controller for outputting a motor circuit switch input command signal for opening and opening the motor circuit switch;
The controller is
Voltage command value output means, motor circuit switch input condition determination means, DC voltage command value output means,
The voltage command value output means outputs, as a voltage command value, a value equal to or higher than the peak value of the induced voltage between the terminals at the maximum number of rotations of the permanent magnet electric motor as a preset value,
The DC voltage command value output means receives the voltage command value, and outputs a DC voltage command value converted by the converter,
The motor circuit switch input condition determining means inputs the voltage command value and the output of the DC voltage detector, and outputs a motor circuit switch input permission signal,
When the motor circuit switch is turned on to start operation of the railway vehicle drive control device, the converter is operated so that the voltage of the DC circuit is changed between the terminals at the maximum number of rotations of the permanent magnet motor in the running of the vehicle. A railway vehicle drive control device, wherein the motor circuit switch is controlled after being increased to a peak value or more of the induced voltage.
前記永久磁石電動機の回転子の回転を検出して出力する回転検出器と、
1次巻線が交流電源に接続される変圧器と、
前記変圧器の2次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して出力するコンバータと、
前記コンバータの出力である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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、
前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路の電圧を検出して出力する直流電圧検出器と、
前記変圧器に設けられ前記2次巻線よりも小さい電圧を出力する3次巻線と、
前記3次巻線に充電用開閉器を介して接続され前記3次巻線の電圧を昇圧する充電回路昇圧変圧器と、
前記充電回路昇圧変圧器の昇圧側の電圧を整流して前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路に出力して充電する充電用整流回路と、
前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、
前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号と、前記充電用開閉器を投入・開放するための充電用開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、
前記制御部は、
電動機誘起電圧演算手段と、電動機回路開閉器投入条件判別手段を有し、
前記電動機誘起電圧演算手段は、前記回転検出器の出力を入力し、前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値を演算して出力し、
前記電動機回路開閉器投入条件判別手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力と前記直流電圧検出器の出力を入力し、電動機回路開閉器投入許可信号を出力し、
鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する時に、前記充電用開閉器を投入して前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路を充電し、前記電動機回路開閉器投入許可信号が出力されていることを条件として前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。 A permanent magnet motor for driving the vehicle;
A rotation detector that detects and outputs rotation of a rotor of the permanent magnet motor;
A transformer whose primary winding is connected to an AC power source;
A converter that converts the alternating voltage of the secondary winding of the transformer into a direct current voltage of an arbitrary magnitude and outputs it;
An inverter that converts the DC voltage that is the output of the converter into an AC voltage of an arbitrary voltage and an arbitrary frequency and supplies AC power to the permanent magnet motor;
A DC voltage detector that detects and outputs a voltage of a DC circuit between the converter and the inverter;
A tertiary winding provided in the transformer and outputting a voltage smaller than the secondary winding;
A charging circuit step-up transformer connected to the tertiary winding via a charging switch to boost the voltage of the tertiary winding;
A charging rectifier circuit that rectifies the voltage on the boost side of the charging circuit step-up transformer and outputs the rectified voltage to a DC circuit between the converter and the inverter;
A contact is provided for opening / closing the circuit in at least the n-1 phase of the n-phase AC circuit (n is an arbitrary number representing the number of AC phases) between the inverter and the permanent magnet motor. An electric circuit switch;
A controller for outputting a motor circuit switch input command signal for turning on and opening the motor circuit switch and a charge switch input command signal for opening and opening the charge switch;
The controller is
Electric motor induced voltage calculation means, and motor circuit switch input condition determination means,
The electric motor induced voltage calculation means inputs the output of the rotation detector, calculates the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet electric motor, and outputs it,
The motor circuit switch input condition determining means inputs the output of the motor induced voltage calculation means and the output of the DC voltage detector, and outputs a motor circuit switch input permission signal,
When starting operation of the railway vehicle drive control device, the charging switch is turned on to charge a DC circuit between the converter and the inverter, and the motor circuit switch turning permission signal is output A railway vehicle drive control device that controls to turn on the motor circuit switch on the condition of
前記永久磁石電動機の端子電圧を検出して出力する電動機端子電圧検出器と、
1次巻線が交流電源に接続される変圧器と、
前記変圧器の2次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して出力するコンバータと、
前記コンバータの出力である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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、
前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路の電圧を検出して出力する直流電圧検出器と、
前記変圧器に設けられ前記2次巻線よりも小さい電圧を出力する3次巻線と、
前記3次巻線に充電用開閉器を介して接続され、前記3次巻線の電圧を昇圧する充電回路昇圧変圧器と、
前記充電回路昇圧変圧器の昇圧側の電圧を整流して前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路に出力して充電する充電用整流回路と、
前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、
前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号と、前記充電用開閉器を投入・開放するための充電用開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、
前記制御部は、
電動機誘起電圧演算手段と、電動機回路開閉器投入条件判別手段を有し、
前記電動機誘起電圧演算手段は、前記電動機端子電圧検出器の出力を入力し、前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値を演算して出力し、
前記電動機回路開閉器投入条件判別手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力と前記電圧検出器の出力を入力し、電動機回路開閉器投入許可信号を出力し、
鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する時に、前記充電用開閉器を投入して前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路を充電し、前記電動機回路開閉器投入許可信号が出力されていることを条件として前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。 A permanent magnet motor for driving the vehicle;
A motor terminal voltage detector that detects and outputs a terminal voltage of the permanent magnet motor;
A transformer whose primary winding is connected to an AC power source;
A converter that converts the alternating voltage of the secondary winding of the transformer into a direct current voltage of an arbitrary magnitude and outputs it;
An inverter that converts the DC voltage that is the output of the converter into an AC voltage of an arbitrary voltage and an arbitrary frequency and supplies AC power to the permanent magnet motor;
A DC voltage detector that detects and outputs a voltage of a DC circuit between the converter and the inverter;
A tertiary winding provided in the transformer and outputting a voltage smaller than the secondary winding;
A charging circuit step-up transformer connected to the tertiary winding via a charging switch and boosting the voltage of the tertiary winding;
A charging rectifier circuit that rectifies the voltage on the boost side of the charging circuit step-up transformer and outputs the rectified voltage to a DC circuit between the converter and the inverter;
A contact is provided for opening / closing the circuit in at least the n-1 phase of the n-phase AC circuit (n is an arbitrary number representing the number of AC phases) between the inverter and the permanent magnet motor. An electric circuit switch;
A controller for outputting a motor circuit switch input command signal for turning on and opening the motor circuit switch and a charge switch input command signal for opening and opening the charge switch;
The controller is
Electric motor induced voltage calculation means, and motor circuit switch input condition determination means,
The motor induced voltage calculation means inputs the output of the motor terminal voltage detector, calculates and outputs the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor,
The motor circuit switch input condition determining means inputs the output of the motor induced voltage calculation means and the output of the voltage detector, and outputs a motor circuit switch input permission signal,
When starting operation of the railway vehicle drive control device, the charging switch is turned on to charge a DC circuit between the converter and the inverter, and the motor circuit switch turning permission signal is output A railway vehicle drive control device that controls to turn on the motor circuit switch on the condition of
前記永久磁石電動機の回転子の回転を検出して出力する回転検出器と、
1次巻線が交流電源に接続される主回路変圧器と、
前記主回路変圧器の2次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して出力するコンバータと、
前記コンバータの出力である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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、
前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路の電圧を検出して出力する主回路直流電圧検出器と、
前記主回路変圧器に設けられ、前記2次巻線よりも小さい電圧を出力する3次巻線と、
昇圧変圧器であって、その低電圧側の巻線に昇圧比が異なる巻線を有しており、前記昇圧比が異なる巻線の端子が各々第1の充電用開閉器と第2の充電用開閉器を介して前記主回路変圧器の3次巻線と接続され、前記3次巻線の電圧を昇圧する充電回路昇圧変圧器と、
前記充電回路昇圧変圧器の昇圧側の電圧を整流して前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路に出力して充電する充電用整流回路と、
前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、
前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号と、前記第1の充電用開閉器を投入・開放するための第1の充電用開閉器投入指令信号と、前記第2の充電用開閉器を投入・開放するための第2の充電用開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、
前記制御部は、
電動機誘起電圧演算手段と、電動機回路開閉器投入条件判別手段を有し、
前記電動機誘起電圧演算手段は、前記回転検出器の出力を入力し、前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値を演算して出力し、
前記電動機回路開閉器投入条件判別手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力と前記直流電圧検出器の出力を入力し、電動機回路開閉器投入許可信号を出力し、
鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する時に、前記第1の充電用開閉器を投入して前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路を充電し、その後前記第2の充電用開閉器を投入して、前記直流回路の電圧を永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上に上昇させた後に前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。 A permanent magnet motor for driving the vehicle;
A rotation detector that detects and outputs rotation of a rotor of the permanent magnet motor;
A main circuit transformer whose primary winding is connected to an AC power source;
A converter that converts the alternating voltage of the secondary winding of the main circuit transformer into a direct current voltage of an arbitrary magnitude and outputs it;
An inverter that converts the DC voltage that is the output of the converter into an AC voltage of an arbitrary voltage and an arbitrary frequency and supplies AC power to the permanent magnet motor;
A main circuit DC voltage detector for detecting and outputting a voltage of a DC circuit between the converter and the inverter;
A tertiary winding that is provided in the main circuit transformer and outputs a voltage smaller than the secondary winding;
A step-up transformer having windings with different step-up ratios in the low-voltage side winding, and terminals of the windings with different step-up ratios are respectively a first charging switch and a second charging switch. A charging circuit step-up transformer connected to the tertiary winding of the main circuit transformer via a switch for voltage boosting the voltage of the tertiary winding;
A charging rectifier circuit that rectifies the voltage on the boost side of the charging circuit step-up transformer and outputs the rectified voltage to a DC circuit between the converter and the inverter;
A contact is provided for opening / closing the circuit in at least the n-1 phase of the n-phase AC circuit (n is an arbitrary number representing the number of AC phases) between the inverter and the permanent magnet motor. An electric circuit switch;
A motor circuit switch input command signal for opening / closing the motor circuit switch; a first charging switch input command signal for opening / opening the first charging switch; A control unit for outputting a second charging switch input command signal for switching on and opening the charging switch of No. 2;
The controller is
Electric motor induced voltage calculation means, and motor circuit switch input condition determination means,
The electric motor induced voltage calculation means inputs the output of the rotation detector, calculates the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet electric motor, and outputs it,
The motor circuit switch input condition determining means inputs the output of the motor induced voltage calculation means and the output of the DC voltage detector, and outputs a motor circuit switch input permission signal,
When starting operation of the railway vehicle drive control device, the first charging switch is turned on to charge the DC circuit between the converter and the inverter, and then the second charging switch is turned on. Then, after the voltage of the DC circuit is increased to a peak value or more of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor, the electric vehicle circuit switch is controlled to be turned on.
前記永久磁石電動機の端子電圧を検出して出力する電動機端子電圧検出器と、
1次巻線が交流電源に接続される主回路変圧器と、
前記主回路変圧器の2次巻線の交流電圧を任意の大きさの直流電圧に変換して出力するコンバータと、
前記コンバータの出力である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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、
前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路の電圧を検出して出力する直流電圧検出器と、
前記変圧器に設けられ前記2次巻線よりも小さい電圧を出力する3次巻線と、
昇圧変圧器であって、その低電圧側の巻線に昇圧比が異なる巻線を有しており、前記昇圧比が異なる巻線の端子が各々第1の充電用開閉器と第2の充電用開閉器を介して前記主回路変圧器の3次巻線と接続され、前記3次巻線の電圧を昇圧する充電回路昇圧変圧器と、
前記充電回路昇圧変圧器の昇圧側の電圧を整流して前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路に出力して充電する充電用整流回路と、
前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、
前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号と、前記第1の充電用開閉器を投入・開放するための第1の充電用開閉器投入指令信号と、前記第2の充電用開閉器を投入・開放するための第2の充電用開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、
前記制御部は、
電動機誘起電圧演算手段と、電動機回路開閉器投入条件判別手段を有し、
前記電動機誘起電圧演算手段は、前記電動機端子電圧検出器の出力を入力し、前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値を演算して出力し、
前記電動機回路開閉器投入条件判別手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力と前記直流電圧検出器の出力を入力し、電動機回路開閉器投入許可信号を出力し、
鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する時に、前記第1の充電用開閉器を投入して前記コンバータと前記インバータとの間の直流回路を充電し、その後前記第2の充電用開閉器を投入して、前記直流回路の電圧を永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上に上昇させた後に前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。 A permanent magnet motor for driving the vehicle;
A motor terminal voltage detector that detects and outputs a terminal voltage of the permanent magnet motor;
A main circuit transformer whose primary winding is connected to an AC power source;
A converter that converts the alternating voltage of the secondary winding of the main circuit transformer into a direct current voltage of an arbitrary magnitude and outputs it;
An inverter that converts the DC voltage that is the output of the converter into an AC voltage of an arbitrary voltage and an arbitrary frequency and supplies AC power to the permanent magnet motor;
A DC voltage detector that detects and outputs a voltage of a DC circuit between the converter and the inverter;
A tertiary winding provided in the transformer and outputting a voltage smaller than the secondary winding;
A step-up transformer having windings with different step-up ratios in the low-voltage side winding, and terminals of the windings with different step-up ratios are respectively a first charging switch and a second charging switch. A charging circuit step-up transformer connected to the tertiary winding of the main circuit transformer via a switch for voltage boosting the voltage of the tertiary winding;
A charging rectifier circuit that rectifies the voltage on the boost side of the charging circuit step-up transformer and outputs the rectified voltage to a DC circuit between the converter and the inverter;
A contact is provided for opening / closing the circuit in at least the n-1 phase of the n-phase AC circuit (n is an arbitrary number representing the number of AC phases) between the inverter and the permanent magnet motor. An electric circuit switch;
A motor circuit switch input command signal for opening / closing the motor circuit switch; a first charging switch input command signal for opening / opening the first charging switch; A control unit for outputting a second charging switch input command signal for switching on and opening the charging switch of No. 2;
The controller is
Electric motor induced voltage calculation means, and motor circuit switch input condition determination means,
The motor induced voltage calculation means inputs the output of the motor terminal voltage detector, calculates and outputs the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor,
The motor circuit switch input condition determining means inputs the output of the motor induced voltage calculation means and the output of the DC voltage detector, and outputs a motor circuit switch input permission signal,
When starting operation of the railway vehicle drive control device, the first charging switch is turned on to charge the DC circuit between the converter and the inverter, and then the second charging switch is turned on. Then, after the voltage of the DC circuit is increased to a peak value or more of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor, the electric vehicle circuit switch is controlled to be turned on.
前記永久磁石電動機の回転子の回転を検出して出力する回転検出器と、
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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、
前記インバータの直流側の回路の電圧を検出して出力する直流電圧検出器と、
前記インバータの直流側の回路を充電回路抵抗器を介して初期充電するための第1の充電用開閉器と、
車両の補助電源装置から交流電源が供給されている補助回路に第2の充電用開閉器を介して接続され、前記補助回路の電圧を昇圧する充電回路昇圧変圧器と、
前記充電回路昇圧変圧器の昇圧側の電圧を整流して前記インバータの直流側の回路に出力して充電する充電用整流回路と、
前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、
前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号と、前記第1の充電用開閉器を投入・開放するための第1の充電用開閉器投入指令信号と、前記第2の充電用開閉器を投入・開放するための第2の充電用開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、
前記制御部は、
電動機誘起電圧演算手段と、電動機回路開閉器投入条件判別手段を有し、
前記電動機誘起電圧演算手段は、前記回転検出器の出力を入力し、前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値を演算して出力し、
前記電動機回路開閉器投入条件判別手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力と前記電圧検出器の出力を入力し、電動機回路開閉器投入許可信号を出力し、
鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する時に、前記第1の充電用開閉器を投入して前記インバータの直流側の回路を充電し、その後前記第2の充電用開閉器を投入して、前記直流回路の電圧を永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上に上昇させた後に前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。 A permanent magnet motor for driving the vehicle;
A rotation detector that detects and outputs rotation of a rotor of the permanent magnet motor;
An inverter that converts a DC voltage into an AC voltage of an arbitrary voltage and an arbitrary frequency to supply AC power to the permanent magnet motor;
A DC voltage detector that detects and outputs a voltage of a circuit on the DC side of the inverter;
A first charging switch for initially charging a circuit on the DC side of the inverter via a charging circuit resistor;
A charging circuit step-up transformer that is connected to an auxiliary circuit to which AC power is supplied from an auxiliary power supply device of the vehicle via a second charging switch, and boosts the voltage of the auxiliary circuit;
A charging rectifier circuit that rectifies the voltage on the boost side of the charging circuit step-up transformer and outputs the rectified voltage to the DC side circuit of the inverter;
A contact is provided for opening / closing the circuit in at least the n-1 phase of the n-phase AC circuit (n is an arbitrary number representing the number of AC phases) between the inverter and the permanent magnet motor. An electric circuit switch;
A motor circuit switch input command signal for opening / closing the motor circuit switch; a first charging switch input command signal for opening / opening the first charging switch; A control unit for outputting a second charging switch input command signal for switching on and opening the charging switch of No. 2;
The controller is
Electric motor induced voltage calculation means, and motor circuit switch input condition determination means,
The electric motor induced voltage calculation means inputs the output of the rotation detector, calculates the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet electric motor, and outputs it,
The motor circuit switch input condition determining means inputs the output of the motor induced voltage calculation means and the output of the voltage detector, and outputs a motor circuit switch input permission signal,
When starting operation of the railway vehicle drive control device, the first charging switch is turned on to charge the circuit on the DC side of the inverter, and then the second charging switch is turned on, A railway vehicle drive control device, wherein the control of turning on the motor circuit switch is performed after raising the voltage of a DC circuit to a peak value or more of an induced voltage between terminals of a permanent magnet motor.
前記永久磁石電動機の端子電圧を検出して出力する電動機端子電圧検出器と、
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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、
前記インバータの直流側の回路の電圧を検出して出力する直流電圧検出器と、
前記インバータの直流側の回路を充電回路抵抗器を介して初期充電するための第1の充電用開閉器と、
車両の補助電源装置から交流電源が供給されている補助回路に第2の充電用開閉器を介して接続され補助回路の電圧を昇圧する充電回路昇圧変圧器と、
前記充電回路昇圧変圧器の昇圧側の電圧を整流して前記インバータの直流側の回路に出力して充電する充電用整流回路と、
前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、
前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号と、前記第1の充電用開閉器を投入・開放するための第1の充電用開閉器投入指令信号と、前記第2の充電用開閉器を投入・開放するための第2の充電用開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、
前記制御部は、
電動機誘起電圧演算手段と、電動機回路開閉器投入条件判別手段を有し、
前記電動機誘起電圧演算手段は、前記電動機端子電圧検出器の出力を入力し、前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値を演算して出力し、
前記電動機回路開閉器投入条件判別手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力と前記直流電圧検出器の出力を入力し、電動機回路開閉器投入許可信号を出力し、
鉄道車両駆動制御装置の運転を開始する時に、前記第1の充電用開閉器を投入して前記インバータの直流側の回路を充電し、その後前記第2の充電用開閉器を投入して、前記直流回路の電圧を永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上に上昇させた後に前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。 A permanent magnet motor for driving the vehicle;
A motor terminal voltage detector that detects and outputs a terminal voltage of the permanent magnet motor;
An inverter that converts a DC voltage into an AC voltage of an arbitrary voltage and an arbitrary frequency to supply AC power to the permanent magnet motor;
A DC voltage detector that detects and outputs a voltage of a circuit on the DC side of the inverter;
A first charging switch for initially charging a circuit on the DC side of the inverter via a charging circuit resistor;
A charging circuit step-up transformer for boosting the voltage of the auxiliary circuit connected to the auxiliary circuit supplied with AC power from the auxiliary power supply device of the vehicle via a second charging switch;
A charging rectifier circuit that rectifies the voltage on the boost side of the charging circuit step-up transformer and outputs the rectified voltage to the DC side circuit of the inverter;
A contact is provided for opening / closing the circuit in at least the n-1 phase of the n-phase AC circuit (n is an arbitrary number representing the number of AC phases) between the inverter and the permanent magnet motor. An electric circuit switch;
A motor circuit switch input command signal for opening / closing the motor circuit switch; a first charging switch input command signal for opening / opening the first charging switch; A control unit for outputting a second charging switch input command signal for switching on and opening the charging switch of No. 2;
The controller is
Electric motor induced voltage calculation means, and motor circuit switch input condition determination means,
The motor induced voltage calculation means inputs the output of the motor terminal voltage detector, calculates and outputs the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor,
The motor circuit switch input condition determining means inputs the output of the motor induced voltage calculation means and the output of the DC voltage detector, and outputs a motor circuit switch input permission signal,
When starting operation of the railway vehicle drive control device, the first charging switch is turned on to charge the circuit on the DC side of the inverter, and then the second charging switch is turned on, A railway vehicle drive control device, wherein the control of turning on the motor circuit switch is performed after raising the voltage of a DC circuit to a peak value or more of an induced voltage between terminals of a permanent magnet motor.
前記永久磁石電動機の回転子の回転を検出して出力する回転検出器と、
直流電源の電圧を任意の大きさの直流電圧に昇圧して出力するチョッパと、
前記チョッパから出力される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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、
前記インバータの直流側の回路の電圧を検出して出力する直流電圧検出器と、
前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、
前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、
前記制御部は、
電動機誘起電圧演算手段と、電動機回路開閉器投入条件判別手段と、直流電圧指令値出力手段を有し、
前記電動機誘起電圧演算手段は、前記回転検出器の出力を入力し、前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値を演算して出力し、
前記電動機回路開閉器投入条件判別手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力と前記直流電圧検出器の出力を入力し、電動機回路開閉器投入許可信号を出力し、
前記直流電圧指令値出力手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力を入力し、前記チョッパが昇圧する直流電圧の指令値として、その直流電圧の指令値が前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上の値を出力し、
鉄道車両駆動制御装置の運転を開始するために前記電動機回路開閉器を投入する時に、前記電動機回路開閉器投入許可信号が出力されていない場合は、前記チョッパを動作させて前記インバータの直流側の回路の電圧を前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上に上昇させた後に前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。 A permanent magnet motor for driving the vehicle;
A rotation detector that detects and outputs rotation of a rotor of the permanent magnet motor;
A chopper that boosts and outputs the voltage of the DC power supply to a DC voltage of any magnitude;
An inverter that converts a DC voltage output from the chopper into an AC voltage of an arbitrary voltage and an arbitrary frequency and supplies AC power to the permanent magnet motor;
A DC voltage detector that detects and outputs a voltage of a circuit on the DC side of the inverter;
A contact is provided for opening / closing the circuit in at least the n-1 phase of the n-phase AC circuit (n is an arbitrary number representing the number of AC phases) between the inverter and the permanent magnet motor. An electric circuit switch;
A controller for outputting a motor circuit switch input command signal for opening and opening the motor circuit switch;
The controller is
A motor induced voltage calculation means, a motor circuit switch input condition determination means, a DC voltage command value output means,
The electric motor induced voltage calculation means inputs the output of the rotation detector, calculates the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet electric motor, and outputs it,
The motor circuit switch input condition determining means inputs the output of the motor induced voltage calculation means and the output of the DC voltage detector, and outputs a motor circuit switch input permission signal,
The DC voltage command value output means inputs the output of the electric motor induced voltage calculation means, and the DC voltage command value is the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor as the DC voltage command value boosted by the chopper. Output a value greater than or equal to the peak value of
When turning on the motor circuit switch to start operation of the railway vehicle drive control device, if the motor circuit switch turn-on permission signal is not output, the chopper is operated to turn on the DC side of the inverter. A railway vehicle drive control device characterized by performing control to turn on the motor circuit switch after raising the voltage of the circuit to a peak value or more of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor.
前記永久磁石電動機の端子電圧を検出して出力する電動機端子電圧検出器と、
直流電源の電圧を任意の大きさの直流電圧に昇圧して出力するチョッパと、
前記チョッパから出力される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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、
前記インバータの直流側の回路の電圧を検出して出力する直流電圧検出器と、
前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、
前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、
前記制御部は、
電動機誘起電圧演算手段と、電動機回路開閉器投入条件判別手段と、直流電圧指令値出力手段を有し、
前記電動機誘起電圧演算手段は、前記電動機端子電圧検出器の出力を入力し、前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値を演算して出力し、
前記電動機回路開閉器投入条件判別手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力と前記直流電圧検出器の出力を入力し、電動機回路開閉器投入許可信号を出力し、
前記直流電圧指令値出力手段は、前記電動機誘起電圧演算手段の出力を入力し、前記チョッパが昇圧する直流電圧の指令値として、その直流電圧の指令値が前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上の値を出力し、
鉄道車両駆動制御装置の運転を開始するために前記電動機回路開閉器を投入する時に、前記電動機回路開閉器投入許可信号が出力されていない場合は、前記チョッパを動作させて前記インバータの直流側の回路の電圧を前記永久磁石電動機の端子間の誘起電圧の尖頭値以上に上昇させた後に前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。 A permanent magnet motor for driving the vehicle;
A motor terminal voltage detector that detects and outputs a terminal voltage of the permanent magnet motor;
A chopper that boosts and outputs the voltage of the DC power supply to a DC voltage of any magnitude;
An inverter that converts a DC voltage output from the chopper into an AC voltage of an arbitrary voltage and an arbitrary frequency and supplies AC power to the permanent magnet motor;
A DC voltage detector that detects and outputs a voltage of a circuit on the DC side of the inverter;
A contact is provided for opening / closing the circuit in at least the n-1 phase of the n-phase AC circuit (n is an arbitrary number representing the number of AC phases) between the inverter and the permanent magnet motor. An electric circuit switch;
A controller for outputting a motor circuit switch input command signal for opening and opening the motor circuit switch;
The controller is
A motor induced voltage calculation means, a motor circuit switch input condition determination means, a DC voltage command value output means,
The motor induced voltage calculation means inputs the output of the motor terminal voltage detector, calculates and outputs the peak value of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor,
The motor circuit switch input condition determining means inputs the output of the motor induced voltage calculation means and the output of the DC voltage detector, and outputs a motor circuit switch input permission signal,
The DC voltage command value output means inputs the output of the electric motor induced voltage calculation means, and the DC voltage command value is the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor as the DC voltage command value boosted by the chopper. Output a value greater than or equal to the peak value of
When turning on the motor circuit switch to start operation of the railway vehicle drive control device, if the motor circuit switch turn-on permission signal is not output, the chopper is operated to turn on the DC side of the inverter. A railway vehicle drive control device characterized by performing control to turn on the motor circuit switch after raising the voltage of the circuit to a peak value or more of the induced voltage between the terminals of the permanent magnet motor.
直流電源の電圧を任意の大きさの直流電圧に昇圧して出力するチョッパと、
前記チョッパから出力される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前記永久磁石電動機に交流電力を供給するインバータと、
前記インバータの直流側の回路の電圧を検出して出力する直流電圧検出器と、
前記インバータと前記永久磁石電動機との間のn相交流回路(nは交流の相数を表す任意の数)のうちの少なくともn−1相に回路を投入・開放するための接触子を設けた電動機回路開閉器と、
前記電動機回路開閉器を投入・開放するための電動機回路開閉器投入指令信号を出力する制御部を備え、
前記制御部は、
電圧指令値出力手段と、電動機回路開閉器投入条件判別手段と、直流電圧指令値出力手段を有し、
前記電圧指令値出力手段は、予め設定された、車両の走行における前記永久磁石電動機の最大回転数での端子間の誘起電圧の尖頭値以上の値を電圧指令値として出力し、
前記電動機回路開閉器投入条件判別手段は、前記電圧指令値と前記直流電圧検出器の出力を入力し、電動機回路開閉器投入許可信号を出力し、
前記直流電圧指令値出力手段は、前記電圧指令値を入力し、前記チョッパが昇圧する直流電圧の指令値を出力し、
鉄道車両駆動制御装置の運転を開始するために前記電動機回路開閉器を投入する時に、前記チョッパを動作させて前記インバータの直流側の回路の電圧を車両の走行における前記永久磁石電動機の最大回転数での端子間の誘起電圧の尖頭値以上に上昇させた後に前記電動機回路開閉器を投入する制御をすることを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。 A permanent magnet motor for driving the vehicle;
A chopper that boosts and outputs the voltage of the DC power supply to a DC voltage of any magnitude;
An inverter that converts a DC voltage output from the chopper into an AC voltage of an arbitrary voltage and an arbitrary frequency and supplies AC power to the permanent magnet motor;
A DC voltage detector that detects and outputs a voltage of a circuit on the DC side of the inverter;
A contact is provided for opening / closing the circuit in at least the n-1 phase of the n-phase AC circuit (n is an arbitrary number representing the number of AC phases) between the inverter and the permanent magnet motor. An electric circuit switch;
A controller for outputting a motor circuit switch input command signal for opening and opening the motor circuit switch;
The controller is
Voltage command value output means, motor circuit switch input condition determination means, DC voltage command value output means,
The voltage command value output means outputs, as a voltage command value, a value equal to or more than a peak value of an induced voltage between terminals at a preset maximum rotation speed of the permanent magnet motor in vehicle travel,
The motor circuit switch input condition determining means inputs the voltage command value and the output of the DC voltage detector, and outputs a motor circuit switch input permission signal,
The DC voltage command value output means inputs the voltage command value, outputs a command value of a DC voltage boosted by the chopper,
When the motor circuit switch is turned on to start operation of the railway vehicle drive control device, the chopper is operated so that the voltage of the circuit on the DC side of the inverter is the maximum number of rotations of the permanent magnet motor in running the vehicle. A railway vehicle drive control device that controls to turn on the motor circuit switch after the voltage is raised to a peak value or more of the induced voltage between terminals in the vehicle.
15. The voltage command value output means includes a plurality of preset values, and selects a maximum speed at which the vehicle travels from the plurality of values as a condition and outputs the selected voltage command value as a voltage command value. Or the railcar drive control apparatus of 15.
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