电车的控制装置制造方法及图纸

在将辅助电源装置、驱动控制装置和功率存储系统并联连接的电车控制装置中，所述功率存储系统具有：并联连接电容器的ＤＣ－ＤＣ变换器、功率存储部、以及对它们进行控制的功率存储系统控制部，上述功率存储系统控制部采用能够检测出架空线的停电、接地的结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种应用使直流功率吸收*释放的功率存储系统的电车控制装置。
技术介绍
近些年，已知开发了一种应用在电车控制装置中的功率存储系统，该功率 存储系统使用了二次电池、双电层电容器等的功率存储设备，该系统通过釆用 存储车辆再生制动时所产生的剩余再生功率、同时在动力行驶时使用所存储的 功率的结构，能够有效地利用车辆所具有的动能(例如，专利文献l)。专利文献l:特开2006— 14395号公报在应用了上述功率存储系统的电车中，当变电站有意识地停止向架空线供 电时以及架空线切断时等的架空线停电时，如果继续运转功率存储系统，则导 致功率存储系统向架空线反向施加电压，当在作业等中触摸架空线时有触电的可能，即使在有意识地想要使架空线停电时，也存在着可能无法实现的问题。 另外，当架空线发生接地故障时，导致功率存储系统持续向接地位置提供电流，从而存在扩大接地位置损伤的问题。因此，在架空线停电时、架空线接地时，必须快速检测出这种情况，并且确实地停止功率存储系统。另外，例如在架空线发生停电时，当用功率存储系统的功率使车辆行驶到最近车站时，必须避免功率存储系统向架空线反向施加电压，同时必须有效地使功率存储系统动作。在上述专利文献l中揭示了，在应用了功率存储系统的电车控制装置中，设置不准受电检测器，通过这样，当检测出不准受电的状态时，将安装了功率存储系统的电车的控制装置的开关打开。然而，具体的不准受电状态的检测方 法与功率存储系统的控制部的具体结构并没有揭示。本专利技术提供一种具有控制部的、应用功率存储系统的电车控制装置，该控 制部是这样构成，即，当利用架空线传送功率来行驶时(下面记为集电行驶模式)，能够检测出架空线停电及架空线接地，并且快速地使功率存储系统停止， 从而避免向架空线反向施加电压；而当不利用架空线传送功率来行驶时(下面记 为独立行驶模式)，能够避免向架空线反向施加电压，并且能够稳定地使辅助电 源装置与驱动控制装置运转。
技术实现思路
在并联连接功率存储系统的由驱动控制装置与辅助电源装置构成的电车 的控制装置中，上述功率存储系统由并联连接电容器的DC-DC变换器、功率存储部、以及进行这些部分控制的功率存储系统控制部来构成，上述功率存储 系统控制部采用能够检测架空线的停电、接地的结构。附图说明图l是表示本专利技术实施形态l中的电车的控制装置的结构例的图。图2是表示本专利技术实施形态1中的功率存储系统控制部的结构例的图。 图3是表示本专利技术实施形态1中的DC-DC变换器的结构例的图。 图4是表示本专利技术实施形态1中的吸收，释放指令生成部720的结构例的图。 图5是表示本专利技术实施形态1中的DC-DC变换器电流指令生成部730(1)的结 构例的图。图6是表示本专利技术实施形态1中的电压骤降检测部760的结构例的图。 图7是表示本专利技术实施形态1的低电压检测部770的结构例的图。 图8是表示本专利技术实施形态1的过电压检测部780的结构例的图。 图9是说明本专利技术实施形态1中的、第一、第二过电压设定值0VC1、 OVC2; 第一、第二低电压设定值LVC1、 LVC2;电压上限设定值VLMTH;电压下限设 定值VLMTL;驱动控制装置60检测出过电压而停止的过电压停止电平；以及驱 动控制装置60检测出低电压而停止的低电压停止电平之间的关系的图。 图10是说明本专利技术实施形态1中的架空线停电时的动作的图。 图ll是说明本专利技术实施形态l中的架空线接地时的动作的图。 图12是表示本专利技术实施形态2的DC-DC变换器电流指令生成部730(2)的结 构例的图。图13是表示本专利技术实施形态3的电车的控制装置的结构例的图。 图14是说明本专利技术实施形态3的结构例与动作的图。标号说明1:变电站la:电压源2:开关3:架空线10:断线位置11:接地路径12:阻抗20:集电装置21:轨道22:车轮40:总开关50: 二极管51:辅助电源装置52:负载60:驱动控制装置61:开关62:电抗器63:电容器64:驱动控制逆变器65:驱动用电动机66a、 66b:电压检测器70:功率存储系统 7h开关 73:电容器74: DC-DC变换器 74a 74d:开关元件 74e:耦合电抗器 74f:电容器74g:电抗器74h、 74i:开关元件74j:电抗器 75:功率存储部76a、 76b:电压检测器100:信号生成部 101a:信号源110:信号检测部110a:抽出部110b:判定电路600:驱动控制部700:功率存储系统控制部710a、 710b:指令接收分配部 720:吸收 释放指令生成部 723a:功率负担比例指令生成部 724:乘法器730(1)、 730(2): DC-DC变换器电流指令生成部731a、 731b:减法器732a、 732b:比例积分控制器734:加法器733al:电压限制器733b:电流限制器735:开关731b:减法器740: DC-DC变换器控制部750:电压指令生成部760:电压骤降检测部761:电压减少率运算部762a、 762b:滤波器763:比较器770:低电压检测部771:滤波器772a、 772b:比较器773:延迟电路 774:逻辑和电路 780:过电压检测部 781:滤波器782a、 782b:比较器 783:延迟电路 784:逻辑和电路 790:逻辑和电路具体实施方式实施形态l图l是表示本专利技术实施形态l的电车的控制装置的结构例的图。 如图1所示，设置成下面结构由电压源la与开关2构成的变电站l与架空 线2和轨道21连接，能够从架空线3通过集电装置20、车轮22引入功率，在集电 装置20的后级具有总开关40，在总开关40的后级并联连接与负载52连接的辅 助电源装置51、与驱动用电动机65连接的驱动控制装置60、以及功率存储系统 70。另外，二极管50是根据需要而装备的防止逆流用的二极管。另外，对于上述辅助电源装置51和驱动控制装置60及功率存储系统70，有 的情况下分别作为单个装置来安装在电车上，也有的情况下将某些装置进行组 合而将多个装置作为形成一体的装置来安装在电车上，但是无论什么情况，都 为本专利技术的对象。另外，如图所示，将辅助电源装置51的输入功率设定为PA(将输入电流设 定为IA)，而方向是将流入辅助电源装置51的方向作为正方向。另外，将驱动控 制逆变器64的输入功率设定为PT(将输入电流设定为IT)，而方向是将流入驱动 控制逆变器64的方向作为正方向。而且，将功率存储系统70的输入功率设定为 PS(将输入电流设定为IS)，而方向是将流出功率存储系统的方向作为正方向。上述驱动控制装置60由检测输入电压VTl的电压检测器66a、开关61、电 抗器62、电容器63、检测电容器的电压VT2的电压检测器66b、驱动控制逆变器 64、以及驱动控制部600来构成。另外，上述功率存储系统70由检测输入电 压VSl的电压检测器76a、开关71、电容器73、检测电容器的电压VS2的电压检 测器76b、 DC-DC变换器74、功率存储部75、以及功率存储系统控制部700来构成。另外，上述功率存储系统70的输入侧的正侧与驱动控制装置60的电容器63 的正侧连接，而负侧与车轮22连接。另外，虽然正侧也可以和总开关40的后级连接，但是在这种情况下，与驱 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电车的控制装置，在以并联关系连接辅助电源装置、控制驱动用电动机的驱动控制装置、以及包括功率存储设备的功率存储系统的电车的控制装置中，其特征在于，所述功率存储系统具有：并联连接电容器的ＤＣ－ＤＣ变换器；检测出上述电容器的电压的电压检测器；具有在与上述ＤＣ－ＤＣ变换器之间进行传送功率的功率存储设备的功率存储部；以及对它们进行控制的功率存储系统控制部，所述功率存储系统控制部采用能够检测出架空线的停电、接地的结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电车的控制装置，在以并联关系连接辅助电源装置、控制驱动用电动机的驱动控制装置、以及包括功率存储设备的功率存储系统的电车的控制装置中，其特征在于，所述功率存储系统具有并联连接电容器的DC-DC变换器；检测出上述电容器的电压的电压检测器；具有在与上述DC-DC变换器之间进行传送功率的功率存储设备的功率存储部；以及对它们进行控制的功率存储系统控制部，所述功率存储系统控制部采用能够检测出架空线的停电、接地的结构。2. 如权利要求l中所述的电车的控制装置，其特征在于， 所述功率存储系统控制部的结构是对所述功率存储系统所释放或者吸收的功率进行控制，从而使其与所述驱动 控制装置的功率、或者所述驱动控制装置与所述辅助电源装置的功率之和不一致。3. 如权利要求l中所述的电车的控制装置；其特征在于， 所述功率存储系统控制部具有生成与运转指令相对应的控制模式指令的指令接收分配部；根据所述驱动控制装置的功率与所述辅助电源装置的功率之和即功率、和驱 动电动机的旋转频率、逆变器频率、车速之中的至少一个信号，产生基本功率指令 的吸收 释放指令生成部；产生上述电容器的电压的目标值即第二电压指令的电压指令发生部；根据上述控制模式指令、上述基本功率指令、上述第二电压指令、所述电压 存储系统的功率、电容器的电压的各信号来产生DC-DC变换器电流指令的DC-DC 变换器电流指令生成部；以及对上述DC-DC变换器的电流进行控制、以使其与上述DC-DC变换器电流指令 一致的DC-DC变换器控制部。 —4. 如权利要求3中所述的电车的控制装置，其特征在于， 所述DC-DC变换器电流指令生成部具有将和所述功率存储系统所吸收 释放的功率与所述基本功率指令之差成比例 的输出、与所述电容器的电压进行相加的加法器；设定该加法输出的上下限值、并作为第一电压指令来输出的电压限制器； 根据所述控制模式指令来切换由所述电压指令发生器所产生的第二电压指令与所述第一电压指令的切换单...

【专利技术属性】
技术研发人员：北中英俊，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]