專利名稱：交流電車的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的交流電車的控制裝置，特別是涉及具有提 供交流電的架空線(以下稱作"交流架空線")的停電檢測功能的交流電車的控 制裝置。
背景技術(shù)：
在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的交流電車的控制裝置中，首先，對從變電站向交流架空 線施加的、某一特定頻率分量的電流信號(hào)，使用主變壓器的輸入側(cè)的檢波器， 檢測有無在變電站重疊的特定的頻率分量。然后，因饋電系統(tǒng)的斷路器的打開 等，而不能檢測到該檢波器檢測的某特定頻率分量的電流信號(hào)，從而進(jìn)行停電 檢測(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)l:日本專利特開平6 — 197401號(hào)公報(bào)(第3頁、圖2)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題
然而，在以上述專利文獻(xiàn)1為代表的現(xiàn)有技術(shù)所涉及的交流電車的控制裝 置中，由于將設(shè)置在主變壓器的輸入側(cè)的檢波器所流過的特定頻率的電流檢測
結(jié)果的有無，作為停電檢測的判定值，因此存在的問題是在多個(gè)電車作為變 電站的負(fù)載連接時(shí)，由于檢波器的電流值較大而導(dǎo)致停電檢測的誤檢測，從而 電車的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生延遲，阻礙電車的順利運(yùn)行。
另一方面，在該以往方法中，雖然也考慮變更停電檢測設(shè)定值，設(shè)定為降 低誤檢測的概率那樣的值，但在這種情況下存在的問題是饋電電路斷開時(shí)的 停電檢測產(chǎn)生延遲，根據(jù)條件不同在變電站等地上設(shè)備中會(huì)流過過大的電流， 有可能導(dǎo)致裝置產(chǎn)生故障。
本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種交流電車的控制裝置，該交流電車的控制裝置在使用電流信號(hào)進(jìn)行停電檢測時(shí)，與現(xiàn)有技術(shù)相比， 可以更迅速且可靠地進(jìn)行停電檢測。 解決問題的方法
為了解決上述問題、達(dá)到目的，本發(fā)明所涉及的交流電車的控制裝置包括: 整流器，所述整流器將從交流架空線通過變壓器輸入的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電 壓；逆變器，所述逆變器將所述整流器的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓并輸出至交 流電動(dòng)機(jī)；電流檢測器，所述電流檢測器檢測所述變壓器的輸出電流；以及具 有整流器控制器和停電檢測器的控制部，所述整流器控制器基于所述電流檢測 器檢測的檢測電流信號(hào)來控制所述整流器的輸出，所述停電檢測器基于該檢測 電流信號(hào)來檢測所述交流架空線產(chǎn)生的停電，所述交流電車的控制裝置的特征 在于，所述停電檢測器包括特定頻率信號(hào)計(jì)算部，所述特定頻率信號(hào)計(jì)算部 從所述檢測電流信號(hào)提取相當(dāng)于規(guī)定的特定頻率設(shè)定值的電流分量，將該提取 的信號(hào)作為特定頻率電流信號(hào)輸出；減法運(yùn)算器，所述減法運(yùn)算器從所述特定 頻率電流信號(hào)減去所述檢測電流信號(hào)，將減法運(yùn)算結(jié)果作為電流偏差輸出；以 及停電檢測部，所述停電檢測部將所述電流偏差與規(guī)定的停電檢測設(shè)定值進(jìn)行 比較，在該電流偏差大于該停電檢測設(shè)定值時(shí)，輸出停電檢測信號(hào)。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明所涉及的交流電車的控制裝置，在可以進(jìn)行動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)及再生運(yùn) 轉(zhuǎn)、可以檢測提供交流電的交流架空線的停電的交流電車的控制裝置中，由于 從檢測變壓器的輸出電流的檢測電流信號(hào)提取相當(dāng)于規(guī)定的特定頻率設(shè)定值 的電流分量，作為特定頻率電流信號(hào)，并且從該提取的特定頻率電流信號(hào)減去 檢測電流信號(hào)，在該減法運(yùn)算結(jié)果即電流偏差大于規(guī)定的停電檢測設(shè)定值時(shí)， 輸出停電檢測信號(hào)，因此具有的效果是可以迅速且可靠地進(jìn)行交流架空線的 停電檢測。


圖l是表示本發(fā)明的理想的實(shí)施方式所涉及的交流電車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及控制 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示圖1所示的停電檢測器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。標(biāo)號(hào)說明
1交流架空線
2集電器
3主變壓器 4 P麗整流器 5主變壓器輸出電壓 6電流檢測器
7主變壓器輸出電流檢測信號(hào)
8電車控制裝置
9整流器控制器
10逆變器
ll直流輸出電壓
12柵極許可信號(hào)
13電動(dòng)機(jī)
14停電檢測器
15停電檢測信號(hào)
16特定頻率信號(hào)計(jì)算部
18特定頻率電流信號(hào)
19減法運(yùn)算器
20電流偏差
21停電檢測設(shè)定部
22停電檢測設(shè)定值
23停電檢測部
25特定頻率設(shè)定部
26特定頻率設(shè)定值
31車輪
32軌道
具體實(shí)施方式
下面，基于附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的理想的實(shí)施方式所涉及的交流電車的控制裝置。另外，本發(fā)明不限于以下所示的實(shí)施方式。(交流電車的結(jié)構(gòu))
圖l是表示本發(fā)明的理想的實(shí)施方式所涉及的交流電車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。在該圖中，在交流電車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，包括將交流電作為
輸入的主變壓器3、將主變壓器3的交流輸出作為輸入的PWM整流器4、將PWM整流器4的直流輸出作為輸入的逆變器10、以及由逆變器10的交流輸出所驅(qū)動(dòng)的1臺(tái)以上的電動(dòng)機(jī)13而構(gòu)成。另外，使用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)或同步電動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)機(jī)13時(shí)較為理想。
另一方面，在交流電車的控制系統(tǒng)中，包括檢測主變壓器3的輸出電流的電流檢測器6、以及基于電流檢測器6的輸出即主變壓器輸出電流檢測信號(hào)7來控制PWM整流器4的電車控制裝置8而構(gòu)成。另外，電車控制裝置8包括整流器控制器9及停電檢測器14，主變壓器輸出電流檢測信號(hào)7輸入至整流器控制器9及停電檢測器14這兩者之中。
另外，主變壓器3的一次側(cè)的一端通過集電器2與交流架空線1連接，另一端通過車輪31與地電位即軌道32連接。即，來自變電站(省略圖示)的輸電功率通過交流架空線l、集電器2、車輪31及軌道32來接受。
(交流電車的動(dòng)作)
接下來，分為通常時(shí)(非停電時(shí))的動(dòng)作及停電時(shí)的停電檢測時(shí)的動(dòng)作，來說明交流電車的動(dòng)作。(通常時(shí)的動(dòng)作)
首先，說明通常時(shí)(非停電時(shí))的動(dòng)作。若將從交流架空線l通過集電器2集電的交流電提供至主變壓器3，則主變壓器3將降壓的交流電壓作為主變壓器輸出電壓5，輸出至PWM整流器4。 P麗整流器4將輸入的主變壓器輸出電壓5轉(zhuǎn)換為期望的直流電壓，并將轉(zhuǎn)換的直流電壓作為直流輸出電壓11輸出至逆變器10。另一方面，電流檢測器6檢測連接主變壓器3和P麗整流器4的母線間所流過的電流，并且將檢測的信號(hào)作為主變壓器輸出電流檢測信號(hào)7輸出至電車控制裝置8的整流器控制器9及停電檢測器14。整流器控制器9基于主變壓器輸出電流檢測信號(hào)7，進(jìn)行柵極許可信號(hào)12的輸出控制，用于將P麗整流器4使用主變壓器輸出電壓5而生成的直流輸出電壓11維持在一定值。艮P，
從P麗整流器4向逆變器10輸出的直流輸出電壓11的輸出電平，由從整流器控制器9輸出的柵極許可信號(hào)12來控制。逆變器10將輸入的直流輸出電壓11轉(zhuǎn)換為期望頻率及期望電壓的交流電壓并輸出至電動(dòng)機(jī)13。電動(dòng)機(jī)13使用輸入的交流電壓來控制電車的行駛。
另外，在電車動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)(加速控制時(shí))，進(jìn)行如上所述的功率轉(zhuǎn)換而使電動(dòng)機(jī)13加速，但在制動(dòng)時(shí)(減速時(shí))，使電動(dòng)機(jī)13起到作為發(fā)電機(jī)的作用。此時(shí)，逆變器10進(jìn)行整流器動(dòng)作，P麗整流器4進(jìn)行反相器動(dòng)作，起到交流電再生制動(dòng)的作用。
(停電檢測時(shí)的動(dòng)作)
接下來，說明停電檢測時(shí)的動(dòng)作，但之前先說明必須可靠且迅速進(jìn)行停電檢測的原因?，F(xiàn)在，考慮變電站的斷路器因地上設(shè)備等的事故而斷開的情況。此時(shí)，由于既有起到交流電再生制動(dòng)作用的車輛，還有動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)的車輛，因此提供至電車的功率在功率上有可能平衡，地上裝置側(cè)的停電檢測會(huì)產(chǎn)生延遲。因此，在停電時(shí)，不僅地上裝置側(cè)，在電車側(cè)也需要迅速且可靠地進(jìn)行停電的檢測，快速停止再生制動(dòng)動(dòng)作。
另外，若希望停電檢測具有可靠性(穩(wěn)定性)，則停電檢測會(huì)產(chǎn)生延遲，反之，若希望提高停電檢測的速度，則會(huì)導(dǎo)致無法維持精度。在現(xiàn)有技術(shù)中，無法進(jìn)行兼顧這些觀點(diǎn)的控制，但在本實(shí)施方式的控制裝置中，可以進(jìn)行兼顧停電檢測的可靠性與迅速性的控制。
返回圖1，在交流架空線1產(chǎn)生停電時(shí)，從停電檢測器14向整流器控制器9輸出停電檢測信號(hào)15。另外，該停電檢測信號(hào)15是使用電流檢測器6檢測的主變壓器輸出電流檢測信號(hào)7而生成的。整流器控制器9基于輸入的停電檢測信號(hào)15，使柵極許可信號(hào)12的輸出完全停止。
(停電檢測器的詳細(xì)結(jié)構(gòu))
接下來，說明停電檢測器14的結(jié)構(gòu)。圖2是表示圖1所示的停電檢測器14的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。
圖2中，停電檢測器14包括輸出表示特定頻率的設(shè)定值(以下稱作"特定頻率設(shè)定值")26的特定頻率設(shè)定部25、輸出成為用于根據(jù)電流值電平來判定停電的閾值的停電檢測設(shè)定值22的停電檢測設(shè)定部21、將主變壓器輸出電
流檢測信號(hào)7及特定頻率設(shè)定值26作為輸入信號(hào)的特定頻率信號(hào)計(jì)算部16、將主變壓器輸出電流檢測信號(hào)7及特定頻率信號(hào)計(jì)算部16的輸出信號(hào)即特定頻率電流信號(hào)18作為輸入信號(hào)的減法運(yùn)算器19、以及將停電檢測設(shè)定值22及減法運(yùn)算器19的輸出信號(hào)即電流偏差20作為輸入信號(hào)的停電檢測部23，將停電檢測部23的輸出作為所述的停電檢測信號(hào)15進(jìn)行輸出。
另外，關(guān)于特定頻率設(shè)定部25輸出的特定頻率設(shè)定值26、以及停電檢測設(shè)定部21輸出的停電檢測設(shè)定值22，可以根據(jù)饋電設(shè)備的使用頻率或供給功率、同時(shí)運(yùn)行的車輛編組數(shù)、編組車輛的類型等而設(shè)定為任意的值。
(停電檢測器的動(dòng)作)
接下來，參照圖1及圖2說明停電檢測器14的動(dòng)作。特定頻率信號(hào)計(jì)算部16根據(jù)從電流檢測器6輸出的主變壓器輸出電流檢測信號(hào)7，提取相當(dāng)于特定頻率設(shè)定值26的電流分量，將該電流分量作為特定頻率電流信號(hào)18輸出至減法運(yùn)算器19。減法運(yùn)算器19從特定頻率電流信號(hào)18減去主變壓器輸出電流檢測信號(hào)7，將該減法運(yùn)算結(jié)果作為電流偏差20輸出至停電檢測部23。
在停電檢測部23中，比較電流偏差20與停電檢測設(shè)定值22的大小。在電流偏差20大于停電檢測設(shè)定值22時(shí)，判斷為停電，將停電檢測信號(hào)15輸出至整流器控制器9。另一方面，在電流偏差20小于停電檢測設(shè)定值22時(shí)，判斷為沒有停電，不輸出停電檢測信號(hào)15。
這樣，在本實(shí)施方式所涉及的交流電車的控制裝置中，由于電車控制裝置8所具有的停電檢測器14能迅速且可靠地檢測交流架空線1的停電，在檢測到停電時(shí)，使P麗整流器4的動(dòng)作停止，因此從交流架空線l接受供電的電車的再生制動(dòng)動(dòng)作不起作用。其結(jié)果是，流過交流架空線1的交流功率下降，也可以迅速且可靠地檢測地上裝置側(cè)的停電。
另外，在圖2所示的停電檢測器14中，由于將主變壓器3的輸出所流過的電流信號(hào)(主變壓器輸出電流檢測信號(hào)7)與特定頻率設(shè)定值26進(jìn)行比較，并且進(jìn)一步將比較輸出與其自身的輸出、即主變壓器輸出電流檢測信號(hào)7進(jìn)行減法運(yùn)算處理，因此可以增大非停電時(shí)和停電時(shí)的輸出差(在非停電時(shí)減法運(yùn)算器的輸出較小，在停電時(shí)減法運(yùn)算器的輸出較大)。因此，可以將用于停電檢測的閾值(停電檢測設(shè)定值22)設(shè)定得較大，可以使檢測靈敏度或檢測精度提高。其結(jié)果是，可以防止多輛車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)所導(dǎo)致的誤檢測及停電檢測的延遲，可以防止變電站等地上設(shè)備的故障、及實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的車輛運(yùn)行。
工業(yè)上的實(shí)用性
如上所述，本發(fā)明所涉及的交流電車的控制裝置，作為在使用電流信號(hào)進(jìn)行停電檢測時(shí)、可以進(jìn)行迅速且可靠的停電檢測的發(fā)明是有用的。
權(quán)利要求
1.一種交流電車的控制裝置，包括整流器，所述整流器將從交流架空線通過變壓器輸入的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓；逆變器，所述逆變器將所述整流器的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓并輸出至交流電動(dòng)機(jī)；電流檢測器，所述電流檢測器檢測所述變壓器的輸出電流；以及具有整流器控制器和停電檢測器的控制部，所述整流器控制器基于所述電流檢測器檢測的檢測電流信號(hào)來控制所述整流器的輸出，所述停電檢測器基于該檢測電流信號(hào)來檢測所述交流架空線產(chǎn)生的停電，所述交流電車的控制裝置的特征在于，所述停電檢測器包括特定頻率信號(hào)計(jì)算部，所述特定頻率信號(hào)計(jì)算部從所述檢測電流信號(hào)提取相當(dāng)于規(guī)定的特定頻率設(shè)定值的電流分量，將該提取的信號(hào)作為特定頻率電流信號(hào)輸出；減法運(yùn)算器，所述減法運(yùn)算器從所述特定頻率電流信號(hào)減去所述檢測電流信號(hào)，將減法運(yùn)算結(jié)果作為電流偏差輸出；以及停電檢測部，所述停電檢測部將所述電流偏差與規(guī)定的停電檢測設(shè)定值進(jìn)行比較，在該電流偏差大于該停電檢測設(shè)定值時(shí)，輸出停電檢測信號(hào)。
2. 如權(quán)利要求l所述的交流電車的控制裝置，其特征在于， 所述停電檢測器構(gòu)成為使得所述特定頻率設(shè)定值及所述停電檢測設(shè)定值是可變的。
全文摘要
在可以進(jìn)行動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)及再生運(yùn)轉(zhuǎn)、可以檢測提供交流電的交流架空線的停電的交流電車的控制裝置中，可以迅速且可靠地進(jìn)行交流架空線的停電檢測。電車控制裝置(8)所具有的停電檢測器(14)包括特定頻率信號(hào)計(jì)算部(16)，所述特定頻率信號(hào)計(jì)算部(16)從主變壓器輸出電流檢測信號(hào)(7)提取相當(dāng)于特定頻率設(shè)定值(26)的電流分量，將提取的信號(hào)作為特定頻率電流信號(hào)(18)輸出；減法運(yùn)算器(19)，所述減法運(yùn)算器(19)從特定頻率電流信號(hào)(18)減去主變壓器輸出電流檢測信號(hào)(7)，將其減法運(yùn)算結(jié)果作為電流偏差(20)輸出；以及停電檢測部(23)，所述停電檢測部(23)將電流偏差(20)與規(guī)定的停電檢測設(shè)定值(22)進(jìn)行比較，在電流偏差(20)大于停電檢測設(shè)定值(22)時(shí)，輸出停電檢測信號(hào)(15)。
文檔編號(hào)B60L9/28GK101687467SQ20078005352
公開日2010年3月31日 申請日期2007年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月22日
發(fā)明者橫堤良 申請人:三菱電機(jī)株式會(huì)社