JP2987814B2 - Startup protection method for power converter - Google Patents

Startup protection method for power converter

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JP2987814B2
JP2987814B2 JP6310466A JP31046694A JP2987814B2 JP 2987814 B2 JP2987814 B2 JP 2987814B2 JP 6310466 A JP6310466 A JP 6310466A JP 31046694 A JP31046694 A JP 31046694A JP 2987814 B2 JP2987814 B2 JP 2987814B2
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    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、1組の電源投入回路に
より複数のインバータに並列給電する構成のインバータ
の保護に関するものであり、特に電気車駆動用の誘導電
動機を制御するインバータや静止形補助電源装置の電力
変換装置保護方法に関するするものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to protection of an inverter having a configuration in which a plurality of inverters are fed in parallel by a set of power-on circuits, and more particularly to an inverter for controlling an induction motor for driving an electric vehicle and a stationary type. The present invention relates to a power converter protection method for an auxiliary power supply.

【0002】[0002]

【従来の技術】自己消弧型電力素子の発展にともない電
気車両用電気装置は急速に電子化が進み、走行用主回
路、補助電源装置、空調装置への適用は急速である。ま
た、スイッチング素子の種類や回路構成など、多くのバ
リエーションがある。
2. Description of the Related Art With the development of self-extinguishing type power devices, electric devices for electric vehicles have been rapidly digitized, and their application to main circuits for driving, auxiliary power devices, and air conditioners has been rapid. In addition, there are many variations such as types of switching elements and circuit configurations.

【0003】例えば、VVVF(可変電圧可変周波数)イン
バータと誘導電動機との組み合わせによる走行装置にお
いても、1台のインバータで4台、または8台の誘導電
動機を一括駆動する方式や、台車単位(2台)、個別単
位(1台)と制御単位を細分化する方式など、車系の要
求品質により使い分けられている。
For example, in a traveling apparatus using a combination of a VVVF (variable voltage variable frequency) inverter and an induction motor, one inverter can drive four or eight induction motors at a time, ), Individual units (one) and control units are subdivided according to the required quality of the vehicle system.

【0004】また、回路方式も2レベルインバータや、
3レベルインバータなど、スイッチング素子もGTO、
IGBT、トランジスタなど、またその素子のパッケー
ジの形態も、平形素子やモジュール形など種々のパリエ
ーションがある。
[0004] The circuit system is also a two-level inverter,
The switching element such as a three-level inverter is also GTO,
IGBTs, transistors, and the like, as well as various package forms of the elements, such as flat elements and module types, are available in various variations.

【0005】このような発展の中で、システムの冗長系
向上などを目的に、走行装置において制御単位の細分化
が脚光を浴びている。また、補助電源装置においても、
低歪率や制御応答の改善などから、高速素子化への移行
が始まっている。一方、素子の電流容量の点などによ
り、並列駆動や、また走行装置の制御単位の細分化と同
様、電源分割化等の要請がある。
[0005] In such developments, subdivision of control units in the traveling apparatus has been spotlighted for the purpose of improving the redundancy system of the system. Also in the auxiliary power supply,
The shift to high-speed devices has begun due to improvements in low distortion and control response. On the other hand, due to the current capacity of the elements, there is a demand for splitting the power supply as well as parallel driving and subdivision of the control unit of the traveling device.

【0006】しかしながら、鉄道車両は機器を艤装でき
る範囲には限界がある。また、コストアップの問題もあ
る。かかる点から機器の信頼性などを考慮し、主電源を
投入・遮断する回路は1重系とし、その後段に複数のイ
ンバータを並列接続する方法が一般的になっている。
[0006] However, there is a limit to the range in which railway vehicles can be equipped with equipment. There is also a problem of cost increase. From this point, in consideration of the reliability of the device, it is common to use a single circuit for turning on / off the main power supply and connect a plurality of inverters in parallel at the subsequent stage.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】かかる構成において
は、次のような3っの問題点がある。
In such a configuration, there are the following three problems.

【0008】第1の問題点は、1つのインバータが導通
モードで壊れた場合、入力電源系統が短絡され過電流が
流れるため、主電源投入遮断回路をオフして保護する。
このため、該回路につながるすべてのインバータの主電
源がオフするため、すべてのインバータが停止する。従
って一重系の故障でシステム全体が停止となり、当初の
目的である系の冗長系が達成できない。
The first problem is that if one inverter is broken in the conduction mode, the input power supply system is short-circuited and an overcurrent flows, so that the main power supply cut-off circuit is turned off to protect it.
As a result, the main power supply of all the inverters connected to the circuit is turned off, so that all the inverters are stopped. Accordingly, the failure of the single system causes the entire system to stop, and the initial objective of the redundant system cannot be achieved.

【0009】第2の問題点は、インバータ主回路が並列
接続であるため、1つのインバータが導通モードで壊れ
ると、前記の通り主回路投入回路をオフするためすべて
のインバータが停止する。このため、どのインバータが
壊れたかが識別できないために、何らかの手段により各
インバータを一つずつ切り離して再起動するか、1つの
インバータずつ再起動して故障インバータを識別するし
か、故障インバータを特定できない。
A second problem is that since the inverter main circuits are connected in parallel, if one inverter is broken in the conduction mode, all the inverters are stopped to turn off the main circuit input circuit as described above. For this reason, since it is not possible to identify which inverter is broken, it is only possible to identify the faulty inverter by disconnecting each inverter one by one and restarting it by some means or restarting one inverter at a time and identifying the faulty inverter.

【0010】第3の問題点として、前記故障インバータ
特定の過程において、故障インバータが特定できるまで
主電源短絡モードが発生する。かかる状態において変電
設備が弱い場合には、架線停電に至る可能性がある。
As a third problem, in the process of specifying the faulty inverter, the main power supply short-circuit mode occurs until the faulty inverter can be specified. If the substation equipment is weak in such a state, there is a possibility that an overhead line power outage will occur.

【0011】本発明は、以上に述べた従来の欠点を除去
するために、複数の並列駆動されるインバータが安全に
起動でき、かつ一回の操作により故障インバータを特定
できる電力変換装置の起動保護方法を提供することを目
的とする。
In order to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art, the present invention provides a starting protection for a power converter in which a plurality of inverters driven in parallel can be started safely and a faulty inverter can be identified by one operation. The aim is to provide a method.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の目的を
達成するために、1組の主電源投入回路により複数のイ
ンバータに直流主電源を並列給電するごとく構成した電
力変換装置において、起動電流抑制機能を有する直流主
電源投入回路と、インバータを構成するスイッチング素
子に順番に動作試験用ゲート信号を出力するゲート回路
と、インバータ入力端電圧検出器と、各インバータ入力
電流検出器とを具えるとともに、電力変換装置起動指令
により前記直流主電源投入回路にオン指令を与えると同
時に、ゲート回路に動作試験用ゲート信号発生の指令を
与えて試験的に導通させ、前記インバータ入力端電圧検
出器の出力であるインバータ入力端電圧が低電圧である
場合にはインバータ構成要素が短絡モードで不良である
と判定すると同時に、インバータ入力電流検出器の出力
信号によりどのインバータに電流が流れているかを識別
記憶する電力変換装置起動制御器をも具える電力変換装
置保護回路を構成して、前記電力変換装置起動制御器が
短絡モード不良と判定した時、前記直流主電源投入回路
をオフし、電力変換装置の起動を停止させることを特徴
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a power conversion apparatus configured to supply a plurality of inverters with DC main power in parallel by a set of main power-on circuits. A DC main power supply circuit having a current suppressing function, a gate circuit for sequentially outputting an operation test gate signal to switching elements constituting an inverter, an inverter input terminal voltage detector, and each inverter input current detector are provided. At the same time, an ON command is given to the DC main power-on circuit by a power converter start command, and at the same time, a command for generating an operation test gate signal is given to the gate circuit to make it conductive for testing, and the inverter input terminal voltage detector When the inverter input terminal voltage, which is the output of the inverter, is low, it is determined that the inverter component is defective in the short-circuit mode. A power converter protection circuit including a power converter start controller that identifies and stores which inverter is flowing current based on the output signal of the inverter input current detector, wherein the power converter start controller is When it is determined that the short-circuit mode is defective, the DC main power-on circuit is turned off, and the activation of the power converter is stopped.

【0013】前記直流主電源投入回路は、電力変換装置
の起動時に起動抵抗器を挿入することなどによる電流制
限機能がある。本発明による電力変換装置起動制御器
は、起動時にインバータゲート回路に試験用ゲート信号
を発生させる信号と、起動完了時にインバータ入力電圧
検出器及び入力電圧検出器からの出力信号を受け、それ
らの論理積によりインバータ構成要素の短絡モードの識
別と表示とを行う。
The DC main power-on circuit has a current limiting function by inserting a starting resistor when starting the power converter. The power converter activation controller according to the present invention receives a signal for generating a test gate signal in the inverter gate circuit at the time of activation and an output signal from the inverter input voltage detector and the input voltage detector when the activation is completed, and performs a logic operation on the signals. The short circuit mode of the inverter component is identified and displayed by the product.

【0014】また、各インバータと直流主電源投入回路
との間にそれぞれインバータ切り離し回路を設け、その
回路の動作は前記電力変換装置起動制御器の識別信号と
切り離し信号とで制御する。
An inverter disconnection circuit is provided between each inverter and the DC main power supply circuit, and the operation of the circuit is controlled by the identification signal and the disconnection signal of the power converter start controller.

【0015】[0015]

【作用】前述の構成により、電力変換装置起動時に直流
主電源投入回路の電流制限機能を生かした状態で直流主
電源投入回路を投入し、各インバータに直流主電源から
給電する。インバータゲート回路は、電力変換装置起動
制御器から、スイッチング素子の各相アームの上下素子
群に交互にゲート信号を与える。
With the above arrangement, the DC main power supply circuit is turned on while the current limiting function of the DC main power supply circuit is utilized when the power converter is started, and power is supplied to each inverter from the DC main power supply. The inverter gate circuit alternately supplies a gate signal from the power converter activation controller to the upper and lower element groups of each phase arm of the switching element.

【0016】スイッチング素子が短絡している場合に
は、上下アームが短絡するため、インバータ入力端電圧
は素子オン電圧以下となり、短絡アームには電流が流れ
る。この短絡電流は前記直流主電源投入回路に設けた電
流制限機能により制限されただけしか流れない。これに
より全インバータの入力端電圧は直流主電源に比し非常
に低電圧になる。電力変換装置起動制御器は該低電圧検
出信号を受け、どのインバータのスイッチング素子が短
絡モードであるかを判定する。
When the switching element is short-circuited, the upper and lower arms are short-circuited, so that the inverter input terminal voltage is lower than the element ON voltage, and a current flows through the short-circuited arm. This short-circuit current flows only as limited by the current limiting function provided in the DC main power-on circuit. As a result, the input terminal voltages of all the inverters become very low as compared with the DC main power supply. The power converter activation controller receives the low voltage detection signal and determines which switching element of the inverter is in the short-circuit mode.

【0017】また、短絡モードに故障しているインバー
タのみに入力電流が流れる。該電流検出信号を電力変換
装置起動制御器に与えて、どのインバータが故障してい
るかを判定する。このようにインバータ入力端電圧検出
器と、各インバータ入力電流検出器の出力信号により、
電力変換装置起動制御器がスイッチング素子に短絡モー
ドが発生しているか否か、またどのインバータが故障し
ているかを判定する。
Also, the input current flows only to the faulty inverter in the short-circuit mode. The current detection signal is provided to the power converter activation controller to determine which inverter has failed. In this way, the output signals of the inverter input terminal voltage detectors and the inverter input current detectors
The power converter activation controller determines whether a short-circuit mode has occurred in the switching element and which inverter has failed.

【0018】電圧検出器が低電圧を検出した場合に、直
流主電源投入回路をオフし、電力変換装置を停止させ
る。これにより、いたずらに直流電源によりインバータ
に電流を流すことを防止する。また、低電圧を検出した
場合に、電流検出器の状態を識別することにより、短絡
モードに故障しているインバータを特定する。
When the voltage detector detects a low voltage, the DC main power supply circuit is turned off and the power converter is stopped. This prevents the DC power supply from unnecessarily causing the inverter to flow current. Also, when a low voltage is detected, the state of the current detector is identified to identify the inverter that has failed in the short-circuit mode.

【0019】この特定した信号を記憶しておき、運転士
又は他の自動装置よりの切り離し信号との論理積を取
り、成立したインバータの主回路切り離し回路を動作さ
せることにより、短絡モードのインバータを直流主電源
投入回路から切り離して、電力変換装置を運転すること
ができ系の冗長系を維持することができる。
The specified signal is stored, the logical product of the specified signal and the disconnection signal from the driver or another automatic device is taken, and the main circuit disconnection circuit of the established inverter is operated, so that the short-circuit mode inverter is operated. The power converter can be operated separately from the DC main power-on circuit, and the redundant system can be maintained.

【0020】起動完了時に電圧検出器の低電圧検知が出
力しない時は、直流主電源投入回路の電流制限機能を無
くすと同時に、インバータのゲート回路をインバータ本
来の運転モードに切り換えることにより電力変換装置と
して運転し、インバータとして機能させ起動を完了す
る。
If the low voltage detection of the voltage detector is not output at the completion of the start, the current limiting function of the DC main power-on circuit is eliminated, and at the same time, the gate circuit of the inverter is switched to the original operation mode of the inverter. And complete the startup by functioning as an inverter.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明の電力変換装置の起動保護方法
の一実施例を図1を用いて説明する。図1は直流架線電
源を直流主電源とし、2台のVVVFインバータで各々1台
の誘導電動機を駆動する個別制御用VVVF装置に、本発明
の電力変換装置の起動保護方法を適用した一実施例を示
す回路図である。1は直流主電源で、変電所電源を示し
ている。パンタグラフ2が直流主電源を架線から受電
し、直流主電源投入回路3を介して電圧形インバータ4
及び5に給電し、該電圧形インバータで変換した交流電
力を誘導電動機7及び8へそれぞれ与え、電気車を駆動
・制動する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a power conversion apparatus starting protection method according to the present invention will be described below with reference to FIG. Fig. 1 shows an embodiment in which the startup protection method of the power converter according to the present invention is applied to an individual control VVVF device in which a DC overhead power source is a DC main power source and two VVVF inverters each drive one induction motor. FIG. Reference numeral 1 denotes a DC main power supply, which indicates a substation power supply. The pantograph 2 receives the DC main power from the overhead line, and the voltage type inverter 4
And 5, and the AC power converted by the voltage source inverter is supplied to the induction motors 7 and 8, respectively, to drive and brake the electric vehicle.

【0022】6は前記電力変換装置の起動制御器であ
り、運転台等からよりの起動指令6iを受け、直流主電源
投入回路3に投入指令を与えるとともに、ゲート回路47
及び57に動作試験用ゲート信号発生の指令を与える。更
に、インバータ構成要素の短絡モードを判定するタイミ
ングの決定するとともに、インバータ入力電流検出器45
及び55の検出信号と、インバータ入力端電圧検出器43及
び53の検出信号とで、インバータ構成要素の短絡モード
の有無の判定を行う。
Reference numeral 6 denotes a start controller of the power converter, which receives a start command 6i from a driver's cab or the like, gives a turn-on command to the DC main power-on circuit 3 and a gate circuit 47.
And 57 are instructed to generate an operation test gate signal. Further, the timing for determining the short-circuit mode of the inverter components is determined, and the inverter input current detector 45 is determined.
And 55, and the detection signals of the inverter input terminal voltage detectors 43 and 53, the presence or absence of the short circuit mode of the inverter components is determined.

【0023】その判定出力の結果が正常な時は、直流主
電源投入回路3へ起動電流抑制機能のオフ指令を出力
し、且つゲート回路47及び57へは動作試験用ゲート信号
の代わりにインバータとしてのゲートタイミング発生指
令を出力する。
When the result of the judgment output is normal, an off command of the starting current suppressing function is output to the DC main power supply circuit 3, and the gate circuits 47 and 57 are used as inverters instead of operation test gate signals. Output a gate timing generation command.

【0024】前記の判定出力の結果が短絡モードである
時は、インバータ入力電流検出器45及び55の検出信号か
ら電流が流れているインバータを記憶するとともに、直
流主電源投入回路3にオフ指令を出して、VVVF装置を停
止する。また、起動制御回路6はリセット指令6Rを受け
ると、前記電流検出器の記憶信号と論理積をとり、その
出力で主回路切り離し回路41, 51の制御コイル41a, 51a
を励磁する。すなわち前記論理積の成立している制御コ
イルがオン励磁され、主回路切り離し回路が動作し、故
障している側の電圧形VVVFインバータが直流主電源投入
回路3から切り離される。
When the result of the judgment output is the short-circuit mode, the inverter in which the current is flowing is stored from the detection signals of the inverter input current detectors 45 and 55, and an off command is sent to the DC main power supply circuit 3. And stop the VVVF device. When the start control circuit 6 receives the reset command 6R, it performs an AND operation with the stored signal of the current detector, and outputs the control coils 41a, 51a of the main circuit disconnecting circuits 41, 51 with its output.
To excite. That is, the control coil for which the logical product is established is turned on, the main circuit disconnecting circuit operates, and the faulty voltage type VVVF inverter is disconnected from the DC main power supply circuit 3.

【0025】次いで、起動指令6iを受けると、前述の電
力変換装置の起動保護方法による起動制御を行う。故障
インバータは上記により切り離されているので、起動制
御器6は正常の判定信号を出力し、VVVF装置の動作を開
始する。
Next, when the start command 6i is received, the start control by the above-described start protection method of the power converter is performed. Since the faulty inverter is disconnected as described above, the startup controller 6 outputs a normal determination signal and starts the operation of the VVVF device.

【0026】次に、本実施例の各構成要素を図1により
説明する。主電源投入回路3は高速度遮断器(HB)31と起
動抵抗器33及び断流器(LB)32で構成し、高速度遮断器3
1、断流器32はそれぞれの投入コイル31a, 32aにより動
作する。各投入コイルがオン励磁されると各機器はオン
動作し、励磁がなくなるとオフする。該投入コイル31a,
32a は起動制御器6の論理出力により制御される。
Next, each component of this embodiment will be described with reference to FIG. The main power supply circuit 3 is composed of a high-speed circuit breaker (HB) 31, a starting resistor 33, and a disconnector (LB) 32.
1. The disconnector 32 is operated by the respective closing coils 31a, 32a. Each device is turned on when each of the closing coils is turned on, and turned off when there is no excitation. The closing coil 31a,
32a is controlled by the logic output of the activation controller 6.

【0027】VVVF装置の起動時に起動制御器6への起動
指令6iの加圧により線62を加圧し、高速度遮断器投入コ
イル31a を励磁する。これによって高速度遮断器31がオ
ンする。断流器32は起動制御器6の起動指令加圧後の
(オンディレイ)遅延回路(タイマ1)により一定時間
後に励磁される。該高速度遮断器31がオンしてから断流
器32がオンする迄の間、起動抵抗器33が直流主電源投入
回路に挿入される。
When the VVVF device is started, the line 62 is pressurized by applying a start command 6i to the start controller 6 to excite the high-speed circuit breaker closing coil 31a. As a result, the high-speed circuit breaker 31 is turned on. The current breaker 32 is excited after a predetermined time by a (on delay) delay circuit (timer 1) after the start command of the start controller 6 is pressurized. From the time the high-speed circuit breaker 31 is turned on to the time the current breaker 32 is turned on, the starting resistor 33 is inserted into the DC main power-on circuit.

【0028】起動制御が完了すると断流器32がオンする
ので起動抵抗器33は短絡される。電圧形VVVFインバータ
4,5は主回路切り離し回路41, 51で直流主電源投入回
路と接続している。主回路切り離し回路41, 51は該回路
用励磁コイル41a, 51aが励磁されると開放される常閉回
路で、起動制御器6の出力により制御される。
When the start-up control is completed, the disconnector 32 is turned on, so that the start-up resistor 33 is short-circuited. The voltage type VVVF inverters 4 and 5 are connected to a DC main power supply circuit by main circuit disconnecting circuits 41 and 51, respectively. The main circuit disconnecting circuits 41 and 51 are normally closed circuits that are opened when the circuit exciting coils 41a and 51a are excited, and are controlled by the output of the activation controller 6.

【0029】42, 52は直流フィルタリアクトル、44, 54
はフィルタコンデンサである。該L型フィルタで、イン
バータ46, 56が発生する高調波成分を直流主電源側の軌
道回路に流さないためのフィルタを構成する。
Reference numerals 42 and 52 denote DC filter reactors and 44 and 54, respectively.
Is a filter capacitor. The L-type filter constitutes a filter for preventing harmonic components generated by the inverters 46 and 56 from flowing to the track circuit on the DC main power supply side.

【0030】インバータ45, 46は2レベルの三相PWM
交流を出力する、GTO6個で構成する三相インバータ
であり、ゲート回路47, 57で制御される。該インバータ
のスナバ回路やゲート回路のPWM制御等については、
本発明に直接関与しないので説明を省略する。
The inverters 45 and 46 are two-level three-phase PWMs.
This is a three-phase inverter composed of six GTOs that outputs an alternating current, and is controlled by gate circuits 47 and 57. Regarding the snubber circuit and the PWM control of the gate circuit of the inverter,
The description is omitted because it does not directly relate to the present invention.

【0031】次に、起動時に起動制御器6から動作試験
用ゲート信号発生指令を受けた場合に、ゲート回路47,
57から発生するゲート信号について説明する。動作試験
用ゲート信号は、各GTO素子1個づつ順番にオン・オ
フ動作用ゲート信号を与える方法や、ブリッジ構成の上
側3個と下側3個毎に組にしてオン・オフ動作用ゲート
信号を与える方法等により行う。
Next, when an activation test gate signal generation command is received from the activation controller 6 at the time of activation, the gate circuit 47,
The gate signal generated from 57 will be described. The gate signal for operation test is a method of sequentially giving the gate signal for on / off operation one by one to each GTO element, or the gate signal for on / off operation by grouping three upper and three lower gates in a bridge configuration. And so on.

【0032】動作試験用ゲート信号は負荷に電流が流れ
ないように与えれば、どのように与えてもよい。例え
ば、ブリッジ構成の上側3個と下側3個毎に組にして各
組に、前記動作試験用ゲート信号をインバータ46, 56に
対して与えると、全GTOが健全な時にはアーム短絡が
生じない限りインバータには電流が流れないが、1個で
も短絡モードの不良が存在すると健全素子のオン時にア
ーム短絡が生じ、インバータ46, 56の直流入力端は短絡
される。
The operation test gate signal may be given in any manner as long as current is not applied to the load. For example, when the operation test gate signal is supplied to the inverters 46 and 56 in each of the upper three and lower three groups of the bridge configuration, no arm short circuit occurs when all the GTOs are sound. As long as the current does not flow through the inverter, as long as at least one of the faults in the short-circuit mode exists, an arm short-circuit occurs when the sound element is turned on, and the DC input terminals of the inverters 46 and 56 are short-circuited.

【0033】該短絡動作により、インバータ46, 56に
は、直流主電源投入回路3の高速度遮断器31、起動抵抗
器33、主回路切り離し回路41, 51、及び直流フィルタリ
アクトル42, 52、インバータ46, 56のアーム短絡回路、
電流検出器45, 55、を介して、直流主電源のアース回路
に電流が流れる。また、同時にフィルタコンデンサ44,5
4もインバータ46, 56のアーム短絡回路で短絡される。
Due to the short-circuit operation, the inverters 46 and 56 are connected to the high-speed circuit breaker 31, the starting resistor 33, the main circuit disconnecting circuits 41 and 51, and the DC filter reactors 42 and 52 of the DC main power supply circuit 3. 46, 56 arm short circuit,
A current flows through the current detectors 45 and 55 to the ground circuit of the DC main power supply. At the same time, filter capacitors 44,5
4 is also short-circuited by the arm short circuit of the inverters 46 and 56.

【0034】ゲート回路47, 57は、起動制御器6から動
作試験用ゲート信号発生指令を受けている間は、前述の
ゲート信号を順番に発生し続ける。該ゲート回路47, 57
のゲート信号により、インバータ46, 56の各GTOに短
絡モードの不良がない場合はインバータには電流が流れ
ないため、フィルタコンデンサ44, 54は、高速度遮断器
31、起動抵抗器33、主回路切り離し回路41, 51、直流フ
ィルタリアクトル42,52、フィルタコンデンサ44, 54、
電流検出器45, 55を介する直流主電源アースへの回路で
充電され続け、直流主電源に比例した高電圧に充電され
る。
The gate circuits 47 and 57 continue to generate the aforementioned gate signals in order while receiving the operation test gate signal generation command from the activation controller 6. The gate circuits 47, 57
If there is no short circuit mode failure in each of the GTOs of the inverters 46 and 56 due to the gate signal of the inverters, no current flows to the inverters.
31, starting resistor 33, main circuit disconnecting circuits 41, 51, DC filter reactors 42, 52, filter capacitors 44, 54,
It continues to be charged by the circuit to the DC main power supply ground via the current detectors 45 and 55, and is charged to a high voltage proportional to the DC main power supply.

【0035】インバータ46, 56を構成するいずれかのG
TOに短絡モードの不良がある場合は、対になる健全側
の素子がオンするとアーム短絡が生じ、前記フィルタコ
ンデンサ充電電流と、フィルタコンデンサに充電された
電荷はアーム短絡回路に流れるため、フィルタコンデン
サ44, 54は低電圧に維持され続ける。
One of the Gs constituting the inverters 46 and 56
If the TO has a short-circuit mode defect, an arm short-circuit occurs when the paired healthy side element is turned on, and the filter capacitor charging current and the charge charged in the filter capacitor flow through the arm short-circuit circuit. 44, 54 remain low voltage.

【0036】また、直流フィルタリアクトル42, 52の直
流抵抗値は小さいことと、フィルタ回路の遮断周波数が
ゲート回路47, 57の発生する動作試験用ゲート信号の周
波数より小さいことのため、電流検出器44, 55には略直
流主電源電圧を起動抵抗値33で除した値の平均電流の直
流電流が流れる。
Since the DC resistance of the DC filter reactors 42 and 52 is small and the cutoff frequency of the filter circuit is smaller than the frequency of the operation test gate signal generated by the gate circuits 47 and 57, the current detector A DC current of an average current having a value obtained by dividing the substantially DC main power supply voltage by the starting resistance value 33 flows through 44 and 55.

【0037】以上の動作により検出した電圧検出器43,
53の検出信号43a, 53aと、電流検出器45, 55の検出信号
45a, 55aとを、起動制御器6の低電圧比較器CP1, CP2
と、電流比較器CP3, CP4とへそれぞれ出力する。
The voltage detector 43 detected by the above operation,
53 detection signals 43a, 53a and current detectors 45, 55 detection signals
45a and 55a are connected to the low-voltage comparators CP1 and CP2 of the activation controller 6.
And the current comparators CP3 and CP4.

【0038】起動制御器6は起動指令6iを受けると、前
述の通り直流主電源投入回路3の高速度遮断器31と、ゲ
ート回路47, 57とを制御すると同時に、(タイマ1)>
(タイマ2)なる時素を有する二つの遅延回路(タイマ
1)と(タイマ2)とを起動させる。またゲート回路4
7, 57へ与える動作試験用ゲート信号発生指令は、(タ
イマ1)がオンする迄与え続ける。
Upon receiving the start command 6i, the start controller 6 controls the high-speed circuit breaker 31 and the gate circuits 47 and 57 of the DC main power supply circuit 3 as described above, and at the same time, (timer 1)>
The two delay circuits (timer 1) and (timer 2) having a time element of (timer 2) are started. Gate circuit 4
The operation test gate signal generation command given to 7, 57 continues to be given until (Timer 1) is turned on.

【0039】遅延回路(タイマ1)がオンする前に遅延
回路(タイマ2)がオンする。該タイマ2がオンした時
点で、記憶装置(メモリ2)及び(メモリ3)の内容の
不在を条件として、タイマ2の出力信号と低電圧比較器
CP1, CP2を介した電圧検出器43, 53の検出信号43a, 53a
との論理積を論理積回路AND1により取って、その出力に
より記憶装置(メモリ1)をセットする。
The delay circuit (timer 2) is turned on before the delay circuit (timer 1) is turned on. At the time when the timer 2 is turned on, the output signal of the timer 2 and the low voltage comparator are provided on condition that the contents of the storage devices (memory 2) and (memory 3) are not present.
Detection signals 43a and 53a of voltage detectors 43 and 53 via CP1 and CP2
Is obtained by the AND circuit AND1, and a storage device (memory 1) is set by the output.

【0040】記憶装置(メモリ1)がオンすると、それ
ぞれ電流比較器CP3, CP4を介した電流検出器45, 55の検
出信号45a, 55aと記憶装置(メモリ1)の出力とを、論
理積回路AND2, AND3でそれぞれ論理積を取り、その結果
を記憶装置(メモリ2)及び(メモリ3)にセットす
る。記憶装置(メモリ2)及び(メモリ3)が成立して
いる場合は、これにより不良インバータ表示ランプ46a,
56aが点灯される。
When the storage device (memory 1) is turned on, the detection signals 45a and 55a of the current detectors 45 and 55 via the current comparators CP3 and CP4 and the output of the storage device (memory 1) are ANDed. The logical product is obtained by AND2 and AND3, and the result is set in the storage devices (memory 2) and (memory 3). When the storage devices (memory 2) and (memory 3) are established, the defective inverter display lamp 46a,
56a is lit.

【0041】また、記憶装置(メモリ1)がセットされ
るとリレー6aをオンし、該リレー6aのb接点6a-bを開と
し、直流主電源投入回路3の高速度遮断器31のコイル31
a をオフし、直流主電源投入回路3をオフさせてVVVFイ
ンバータを停止させる。
When the storage device (memory 1) is set, the relay 6a is turned on, the b contacts 6a-b of the relay 6a are opened, and the coil 31 of the high-speed circuit breaker 31 of the DC main power supply circuit 3 is turned on.
a is turned off, the DC main power supply circuit 3 is turned off, and the VVVF inverter is stopped.

【0042】遅延回路(タイマ2)がオンした時、電圧
検出器43, 53の検出信号43a, 53aが高電圧レベルである
と、論理積回路AND1は成立しないのでリレー6aはオンし
ないで起動保護動作をし続け、次いでタイマ1がオンし
直流主電源投入回路3の断流器32の励磁コイル32a をオ
ンし、直流主電源投入回路3の抵抗器33を短絡する。ま
た、同時に該断流器32の連動補助接点32a-b が開となる
ので、線61によるゲート回路47, 57への動作試験用ゲー
ト信号発生指令がオフされる。これによりゲート回路4
7, 57をPWMゲート発生モードに切り換え、VVVFイン
バータとして動作させる。本動作により正常時の本発明
の起動保護を完了する。
When the delay circuit (timer 2) is turned on and the detection signals 43a and 53a of the voltage detectors 43 and 53 are at a high voltage level, the AND circuit AND1 is not established, so the relay 6a is not turned on and startup protection is performed. Then, the timer 1 is turned on to turn on the exciting coil 32a of the disconnector 32 of the DC main power supply circuit 3, and the resistor 33 of the DC main power supply circuit 3 is short-circuited. At the same time, the linked auxiliary contacts 32a-b of the disconnector 32 are opened, so that the operation test gate signal generation command to the gate circuits 47 and 57 by the line 61 is turned off. This allows the gate circuit 4
Switches 7, 57 to PWM gate generation mode and operates as VVVF inverter. This operation completes the normal startup protection of the present invention.

【0043】一方、本発明による起動保護の検出動作に
よりVVVF装置が停止した場合、運転台よりの指令や別の
仕組みによる自動再起動等による指令であるリセット指
令6Rが与えられると、該リセット指令信号と前記の記憶
装置(メモリ2,メモリ3)の出力との論理積により、
主回路切り離し回路41または51の励磁コイル41a, 51aを
励磁する。この励磁により、電流検出器に電流が流れて
いた側の主回路切り離し回路41または51が開となる。こ
の動作により短絡モードの不良であるインバータが切り
離される。
On the other hand, when the VVVF device is stopped by the detection operation of the start protection according to the present invention, when a reset command 6R which is a command from a cab or a command for automatic restart by another mechanism is given, the reset command is issued. By the logical product of the signal and the output of the storage device (memory 2, memory 3),
The excitation coils 41a and 51a of the main circuit disconnecting circuit 41 or 51 are excited. By this excitation, the main circuit disconnecting circuit 41 or 51 on the side where the current has been flowing through the current detector is opened. This operation disconnects the inverter that is defective in the short-circuit mode.

【0044】また、リセット指令6Rにより記憶装置(メ
モリ1)はリセットされ、リレー6aはオフする。この状
態で起動指令6iが起動制御器6に与えられると、再度起
動保護のモードを経て正常にVVVFインバータは立ち上が
る。起動制御器6の論理積回路AND6, AND7は、最初の起
動制御により短絡を検出し、主回路切り離し回路41又は
51を切り離して再起動した場合、切り離した側の電圧検
出器の検出信号は零となり、再度記憶装置(メモリ1)
が動作することを防止する論理ゲートである。
The storage device (memory 1) is reset by the reset command 6R, and the relay 6a is turned off. When the start command 6i is given to the start controller 6 in this state, the VVVF inverter starts up normally again through the start protection mode. The AND circuits AND6 and AND7 of the start controller 6 detect a short circuit by the first start control, and the main circuit disconnecting circuit 41 or
When the power supply 51 is disconnected and restarted, the detection signal of the voltage detector on the disconnected side becomes zero, and the storage device (memory 1) is restored again.
Is a logic gate for preventing the operation of the circuit.

【0045】本実施例では、直流主電源投入回路を有接
点機構で実施しているが、電子化してもよいし、また起
動抵抗器33を断流器32で短絡する構成としているが、電
磁接触器で切り離す回路や、断流器を電子スイッチに置
き代えてもよい。
In the present embodiment, the DC main power supply circuit is implemented by a contact mechanism, but it may be digitized, and the starting resistor 33 is short-circuited by the disconnector 32. A circuit for disconnecting by a contactor or a disconnector may be replaced with an electronic switch.

【0046】電圧検出器43, 53は各群に設けているが、
起動抵抗器33の抵抗に比し直流フィルタリアクトル42,
52の抵抗値が小さい場合は、直流主電源投入回路3の出
力端に一組だけ設けてもよい。
The voltage detectors 43 and 53 are provided for each group.
The DC filter reactor 42, compared to the resistance of the starting resistor 33,
When the resistance value of 52 is small, only one set may be provided at the output terminal of the DC main power supply circuit 3.

【0047】インバータ電流検出器45, 55はアース線側
に設けているが、インバータ各群の電流が検出できれば
どこに接続してもよい。なお、本実施例で使用している
構成要素は、起動制御器6の本発明に係る一部の回路要
素を除き、個別制御用VVVFインバータとしての必要要素
であり、本発明のために特に必要な回路要素はない。
Although the inverter current detectors 45 and 55 are provided on the ground line side, they may be connected to any position as long as the current of each group of inverters can be detected. The components used in the present embodiment are necessary elements for the VVVF inverter for individual control, except for some circuit elements of the startup controller 6 according to the present invention, and are particularly necessary for the present invention. There are no circuit elements.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上説明したごとく、本発明よれば、主
回路要素に特別な機器を設けることなく、インバータ起
動制御器を変更することで、並列接続されているインバ
ータの短絡モード検出を主回路に過大な電流を流すこと
なく検出できるだけでなく、不良側のインバータを自動
的に検出でき、システムに要求される冗長系を満たすこ
とができる。
As described above, according to the present invention, the short-circuit mode detection of the inverters connected in parallel can be performed by changing the inverter start controller without providing any special equipment in the main circuit element. Not only can be detected without passing an excessive current through the inverter, but also the inverter on the defective side can be automatically detected, and the redundant system required for the system can be satisfied.

【0049】この効果は並列インバータの数が多ければ
多いほど大となるだけでなく、最低限のリセット操作に
より正常に復帰できる。また、本発明を適用しない場合
に比べ、不良インバータの発見が自動的で容易であり、
変電所のトリップ等がなくその効果は大きい。
This effect not only increases as the number of parallel inverters increases, but also can be restored to normal by a minimum reset operation. In addition, it is easier and easier to find a defective inverter than when the present invention is not applied,
There are no substation trips and the effect is great.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の電力変換装置の起動保護方法の一実施
例を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a start-up protection method for a power converter according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直流主電源(変電所電源) 2 パンタグラフ 3 直流主電源投入回路 4,5 電圧形インバータ 6 電力変換装置の起動制御回路 6i 起動指令 6R リセット指令 7,8 誘導電動機 31 高速度遮断器(HB) 31a 高速度遮断器の投入コイル 32 断流器(LB) 32a 断流器の投入コイル 33 起動抵抗器 41, 51 主回路切り離し回路 41a, 51a 主回路切り離し回路の制御コイル 42, 52 直流フィルタリアクトル 43, 53 インバータ入力端電圧検出器 44, 54 フィルタコンデンサ 45, 55 インバータ入力電流検出器 46, 56 インバータ 46a, 56a 不良インバータ表示ランプ 47, 57 ゲート回路 62 線 CP1, CP2 低電圧比較器 CP3, CP4 電流比較器 6a リレー 6a-b リレー6aのb接点 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC main power supply (substation power supply) 2 Pantograph 3 DC main power supply turning-on circuit 4,5 Voltage type inverter 6 Start-up control circuit of power converter 6i Start-up command 6R Reset command 7,8 Induction motor 31 High-speed circuit breaker (HB) 31a Close-up coil of high-speed circuit breaker 32 Breaker (LB) 32a Close-up coil of breaker 33 Start-up resistor 41, 51 Main circuit disconnection circuit 41a, 51a Main circuit disconnection circuit control coil 42, 52 DC filter reactor 43 , 53 Inverter input terminal voltage detector 44, 54 Filter capacitor 45, 55 Inverter input current detector 46, 56 Inverter 46a, 56a Faulty inverter indicator lamp 47, 57 Gate circuit 62 line CP1, CP2 Low voltage comparator CP3, CP4 Current Comparator 6a Relay 6a-b Contact b of relay 6a

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 1組の主電源投入回路により複数のイン
バータに直流主電源を並列給電するごとく構成した電力
変換装置において、起動電流抑制機能を有する直流主電
源投入回路と、インバータを構成するスイッチング素子
に順番に動作試験用ゲート信号を出力するゲート回路
と、インバータ入力端電圧検出器と、各インバータ入力
電流検出器とを具えるとともに、電力変換装置起動指令
により前記直流主電源投入回路にオン指令を与えると同
時に、ゲート回路に動作試験用ゲート信号発生の指令を
与えて試験的に導通させ、前記インバータ入力端電圧検
出器の出力であるインバータ入力端電圧が低電圧である
場合にはインバータ構成要素が短絡モードで不良である
と判定すると同時にインバータ入力電流検出器の出力信
号によりどのインバータに電流が流れているかを識別記
憶する電力変換装置起動制御器をも具える電力変換装置
保護回路を構成して、前記電力変換装置起動制御器が短
絡モード不良と判定した時、前記直流主電源投入回路を
オフし、電力変換装置の起動を停止させることを特徴と
する電力変換装置の起動保護方法。
In a power converter configured to supply DC main power to a plurality of inverters in parallel by a set of main power supply circuits, a DC main power supply circuit having a start-up current suppressing function, and switching constituting an inverter. A gate circuit for sequentially outputting an operation test gate signal to the elements, an inverter input terminal voltage detector, and each inverter input current detector; and the DC main power supply circuit is turned on by a power converter start command. At the same time as giving the command, an instruction for generating an operation test gate signal is given to the gate circuit to make it conductive for testing, and if the inverter input terminal voltage output from the inverter input terminal voltage detector is low, the inverter At the same time that the component is determined to be defective in the short-circuit mode, which inverter is A power conversion device protection circuit including a power conversion device activation controller for discriminating and storing whether a current is flowing through the power converter. A start-up protection method for a power converter, comprising turning off a power-on circuit and stopping the start of the power converter.
【請求項2】 請求項1記載の電力変換装置の起動保護
方法において、各インバータ直流主電源結合路に切り離
し回路を設け、前記電力変換装置起動制御器により短絡
モード検出時に直流主電源投入回路をオフした後、電力
変換装置リセット指令信号とどのインバータが不良と判
定されたかを記憶している記憶装置の記憶信号との論理
積により成立した信号に該当する切り離し回路をオフ動
作させるようにしたことを特徴とする電力変換装置の起
動保護方法。
2. The starting protection method for a power converter according to claim 1, wherein a disconnection circuit is provided in each inverter DC main power supply connection path, and when the short-circuit mode is detected by the power converter startup controller, the DC main power supply turning-on circuit is provided. After turning off, the disconnection circuit corresponding to a signal established by the logical product of the power converter reset command signal and the storage signal of the storage device storing which inverter is determined to be defective is turned off. A start-up protection method for a power converter.
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