JPH03261307A - Control method of inverter for driving electric car and inverter drive electric car system - Google Patents

Control method of inverter for driving electric car and inverter drive electric car system

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JPH03261307A
JPH03261307A JP2059276A JP5927690A JPH03261307A JP H03261307 A JPH03261307 A JP H03261307A JP 2059276 A JP2059276 A JP 2059276A JP 5927690 A JP5927690 A JP 5927690A JP H03261307 A JPH03261307 A JP H03261307A
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JP
Japan
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inverter
voltage
voltage source
series
inverters
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Application number
JP2059276A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshio Numano
沼野 稔夫
Yoshio Maekawa
義雄 前川
Shizuo Arai
静男 新井
Shigenori Kinoshita
木下 繁則
Haruki Yoshikawa
春樹 吉川
Michio Iwabori
道雄 岩堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
East Japan Railway Co
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
East Japan Railway Co
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Publication date
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Abstract

PURPOSE:To realize reduction of size, weight and cost by connecting filter capacitors and chopper circuits in parallel with transistor inverters, having DC sides connected in series, for every plurality of AC motors in a single electric car. CONSTITUTION:A DC high voltage, e.g. 1,500V, collected from a stringing 2 through a pantograph 3 and a filter reactor 4, is applied onto transistor inverters Tr In 10-40 having DC sides connected in series, and the DC voltage returns through a wheel 7 to a rail 8. Each Tr In inverts DC voltage into VVVF three- phase AC voltages for individually driving four induction motors 11-41 in a single electric car. Filter capacitors 12-42, chopper control circuits 15-45, and series circuits of choppers 13-43 and resistors 14-44 are connected in parallel with respective Tr In 10-40. Consequently, imbalance of load for each Tr In is prevented resulting in the reduction of overall size, overall weight and cost.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、トランジスタを構成要素にして、パルス幅
変調制御により直流を交流に変換する電圧形インバータ
を車両駆動用電動機の電源にしている電気車駆動用イン
バータの制御方法、およびインバータ駆動電気車システ
ムに藺する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] This invention relates to an electric motor that uses a voltage source inverter, which uses transistors as a component and converts direct current to alternating current through pulse width modulation control, as a power source for a motor for driving a vehicle. This article focuses on a method of controlling a car drive inverter and an inverter-driven electric car system.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第5図は誘導電動機で走行する直流電気車の主回路構成
の従来例を示した回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional example of the main circuit configuration of a DC electric vehicle running with an induction motor.

この第5図において、架線2からパンタグラフ3を介し
て車内に取込まれた直流電力は、フィルタリアクトル4
とフィルタコンデンサ5とを経て、ゲートターンオフサ
イリスタを構成要素とするGTOインバータ6で所望の
電圧と周波数の交流電力に変換したのち、車輪7を介し
てレール8に放流される。
In this FIG.
After passing through a filter capacitor 5 and a GTO inverter 6, which includes a gate turn-off thyristor, it is converted into AC power of a desired voltage and frequency, and then discharged to a rail 8 via wheels 7.

一般の電気車は2個の車軸を備えた台車2組で構成して
おり、各車軸には、それぞれ別個の駆動用電動機を備え
ている。よって、第1台車91には駆動用の誘導電動1
111と21を装架し、第2台車92には誘導電動機3
1と41とを装架しており、これら4台の誘導電動機を
、1&lIのGTOインバータ6で駆動する。
A typical electric car consists of two sets of bogies each having two axles, and each axle is equipped with a separate driving electric motor. Therefore, the first truck 91 has an induction electric motor 1 for driving.
111 and 21, and the induction motor 3 is mounted on the second truck 92.
1 and 41 are installed, and these four induction motors are driven by a GTO inverter 6 of 1&lI.

電気車を所望の速度で運転するために、GTOインバー
タ6は可変電圧可変周波数の交流を出力する必要がある
。また電気車が減速するときは、電動機が発電機運転と
なって、電源側へエネルギーを回生ずる。そこでこのG
TOインバータ6はパルス幅変調制御することで、上記
の要求にこたえることができるようにしている。
In order to drive the electric vehicle at a desired speed, the GTO inverter 6 needs to output alternating current with variable voltage and variable frequency. Also, when the electric vehicle decelerates, the electric motor operates as a generator, regenerating energy to the power source. So this G
The TO inverter 6 is able to meet the above requirements by controlling pulse width modulation.

第6図は第5図の従来例で使用しているGTOインバー
タ1相分の回路構成の一例を示した回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a circuit configuration for one phase of the GTO inverter used in the conventional example shown in FIG.

この第6図において、2個のGTOサイリスタ62と6
3とを直列に接続し、それぞれのGTOサイリスタ62
.63にフリーホイールダイオード64.65を逆並列
接続している。さらにこれらGTOサイリスタ62.6
3の直列回路にアームリアクトル60を直列接続して正
極Pと負極Nとの間に接続するのであるが、このアーム
リアクトル60は、各GTOサイリスタ62.63がタ
ーンオンするときの電流の変化d、/dtを制限するた
めのものである。このアームリアクトル60には、これ
に蓄積する電磁エネルギーを処理するための環流回路6
1を並列接続し、また、各GTOサイリスタ62.63
にはスナバ回路66、67を並列に接続する。なお68
と69はGToサイリスタ62.63のゲート駆動回路
である。
In this FIG. 6, two GTO thyristors 62 and 6
3 in series, each GTO thyristor 62
.. Freewheel diodes 64 and 65 are connected in antiparallel to 63. Furthermore, these GTO thyristors 62.6
An arm reactor 60 is connected in series to the series circuit of No. 3 and connected between the positive pole P and the negative pole N, and this arm reactor 60 changes the current change d when each GTO thyristor 62, 63 turns on, /dt. This arm reactor 60 includes a circulation circuit 6 for processing electromagnetic energy accumulated therein.
1 in parallel, and each GTO thyristor 62.63
Snubber circuits 66 and 67 are connected in parallel. Furthermore, 68
and 69 are gate drive circuits of the GTo thyristors 62 and 63.

第51!lに記載のGTOインバータ6は、第6図に示
す構成の回路を3相分設ける必要があり、そのために部
品点数が多(、アームリアクトル60も必要であること
から、大形かつ高価になり、重量も大になることから、
電気車の限られたスペースに収納するのが困難であった
51st! The GTO inverter 6 described in 1 requires a three-phase circuit with the configuration shown in FIG. , since the weight is also large,
It was difficult to store it in the limited space of an electric car.

第7図はトランジスタを構成要素にしているインバータ
の一般例を示した回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a general example of an inverter using transistors as constituent elements.

この第7図に示すトランジスタインバータ70は、第1
相70Rと第2相70Sおよび第3相70Tとにより、
直流を可変電圧可変周波数の3相交流に変換するのであ
るが、その構成を第1相70Rについて見ると、2個の
トランジスタ71と72とを直列接続し、それぞれにフ
リーホイールダイオード73と74とを逆並列接続し、
さらにスナバコンデンサ75.76を各トランジスタ7
1.72に並列接続している。
The transistor inverter 70 shown in FIG.
With the phase 70R, the second phase 70S, and the third phase 70T,
Direct current is converted into three-phase alternating current with variable voltage and variable frequency. Looking at the configuration of the first phase 70R, two transistors 71 and 72 are connected in series, and freewheeling diodes 73 and 74 are connected to each other. Connect in antiparallel,
Furthermore, snubber capacitors 75 and 76 are connected to each transistor 7.
1.72 is connected in parallel.

なお77、78は各トランジスタ71.72のベース駆
動回路であり、5はフィルタコンデンサである。
Note that 77 and 78 are base drive circuits for each transistor 71 and 72, and 5 is a filter capacitor.

前述した第6図に図示のCTOインバータと、この第7
図に図示のトランジスタインバータ70とを比較すると
、後者の方が回路構成がはるかに簡単になっていること
がわかる。
The CTO inverter shown in FIG.
A comparison with the transistor inverter 70 shown in the figure shows that the circuit configuration of the latter is much simpler.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところで、直流電気車の架線電圧は一般に公称1500
Vが主である。一方、GTOサイリスクの耐圧は450
0 Vであり、従ってGTOインバータ6はその入力電
圧が2000 V程度まで使用できるので、直流150
0V電気車用として十分使用することができる。
By the way, the catenary voltage of DC electric cars is generally nominally 1500
V is the main character. On the other hand, the pressure resistance of GTO Cyrisk is 450
0 V, therefore, the GTO inverter 6 can be used up to an input voltage of about 2000 V, so the DC current is 150 V.
It can be fully used for 0V electric cars.

一方、トランジスタの耐圧は通常のものは1200■、
最大のもので1400 Vであることから、トランジス
タインバータとしては入力電圧700■が限度である。
On the other hand, the breakdown voltage of a normal transistor is 1200■,
Since the maximum voltage is 1400 V, the input voltage limit for a transistor inverter is 700 V.

そこで回路が簡単で部品点数が少く安価なトランジスタ
インバータを架線電圧1500 Vの場所に使用するた
めには、このトランジスタインバータの複数台を、その
直流側で直列接続することが考えられる。すなわち電気
車1両に走行用電動機が4台ある場合、411のトラン
ジスタインバータの直流側を直列接続し、電動機とトラ
ンジスタインバータとを1対1で結合すればよい。
Therefore, in order to use a transistor inverter, which has a simple circuit, a small number of parts, and is inexpensive, in a place where the overhead line voltage is 1500 V, it is conceivable to connect a plurality of transistor inverters in series on their DC sides. That is, when one electric vehicle has four electric motors for running, the DC sides of transistor inverters 411 may be connected in series, and the electric motors and transistor inverters may be coupled one-to-one.

しかしながら、走行中の電気車の特定の車輪がカ行運転
中に空転、あるいは−動運転中に滑走する現象を生じて
その車輪を駆動するトランジスタインバータに負荷変動
を生じると、直列接続しているインバータの直流側電圧
の分担が大きく変動して、定格値以上の過電圧が印加さ
れるおそれがある。
However, if a particular wheel of a running electric vehicle spins during forward driving or slides during forward driving, causing load fluctuations in the transistor inverter that drives the wheel, the series connection There is a risk that the share of the DC side voltage of the inverter will vary greatly and an overvoltage exceeding the rated value will be applied.

また、パルス幅変調制御により可変電圧可変周波数の交
流を出力するトランジスタインバータの直流側を直列接
続し、各インバータごとに別個の誘導電動機を駆動して
走行する電気車は、各インバータの出力周波数はほぼ同
しである。
In addition, in an electric car that runs by connecting the DC sides of transistor inverters that output variable voltage and variable frequency AC using pulse width modulation control in series, and driving a separate induction motor for each inverter, the output frequency of each inverter is They are almost the same.

第8図はパルス幅変調制御インバータの第1の特性を示
したグラフであって、横軸は周波数を、縦軸は変調率を
あられしている。
FIG. 8 is a graph showing the first characteristic of the pulse width modulation controlled inverter, with the horizontal axis representing the frequency and the vertical axis representing the modulation rate.

この第8図において、インバータ入力電圧が規定値の場
合の周波数と変調率とは直線Aの関係で変化するので、
インバータの周波数がF、のときの変調率はα、である
。ここでインバータ入力電圧が規定値よりも低下すると
直線Bで示す特性に変化するので、インバータ周波数を
F、に維持する場合の変調率はα1に増大となる。これ
とは逆に入力電圧が規定値以上に上昇すれば、直線Cで
示す特性になるので、周波数F0のときの変調率はα8
に減少することとなる。
In this Figure 8, when the inverter input voltage is at the specified value, the frequency and modulation rate change according to the relationship of straight line A, so
When the frequency of the inverter is F, the modulation rate is α. Here, when the inverter input voltage falls below the specified value, the characteristic changes to the one shown by straight line B, so the modulation rate increases to α1 when the inverter frequency is maintained at F. On the contrary, if the input voltage rises above the specified value, the characteristic will be as shown by straight line C, so the modulation rate at frequency F0 will be α8
This will result in a decrease to

第9図はパルス幅変調制御インバータの第2の特性を示
したグラフであって、横軸は周波数を、縦軸はインバー
タ入力電流をあられしている。
FIG. 9 is a graph showing the second characteristic of the pulse width modulation controlled inverter, with the horizontal axis representing the frequency and the vertical axis representing the inverter input current.

この第9図も前述の第8図と同様に、インバータ入力電
圧が規定値のときの特性が直線りであり、入力電圧が規
定値以下に低下のときは直線Eの特性、規定値以上に上
昇のときは直線Gの特性となる。従ってインバータ周波
数をFo r、i維持しようとすると、入力電圧低下時
は入力電流はIoに増加し、入力電圧上昇時は入力電流
は夏□に減少することとなる。
Similarly to the above-mentioned Fig. 8, this figure 9 also has a straight line characteristic when the inverter input voltage is at the specified value, and when the input voltage drops below the specified value, the characteristic is a straight line E, and when the input voltage falls below the specified value, the characteristic is straight line. When rising, it has the characteristics of straight line G. Therefore, if an attempt is made to maintain the inverter frequency For,i, the input current increases to Io when the input voltage decreases, and decreases to Io when the input voltage increases.

第10図はパルス幅変調制御インバータ2組を直流側で
直列接続した従来例回路の場合の動作説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of the operation of a conventional circuit in which two sets of pulse width modulation control inverters are connected in series on the DC side.

この第10図では、パルス幅変調制御により可変電圧可
変周波数の交流を出力する2組のトランジスタインバー
タ10と20の直流側を直列接続し、各トランジスタイ
ンバータ10と20には別個に誘導電動機11と21を
接続している。なお4はフィルタリアクトル、12と2
2はフィルタコンデンサである。
In FIG. 10, the DC sides of two sets of transistor inverters 10 and 20 that output alternating current of variable voltage and variable frequency through pulse width modulation control are connected in series, and each transistor inverter 10 and 20 is connected to an induction motor 11 separately. 21 is connected. Note that 4 is a filter reactor, 12 and 2
2 is a filter capacitor.

(電気車は1両に4台の電動機を備えるのが通常である
が、説明を簡略にするために、第1O図では2台にして
いる。) 誘導電動機11と21の負荷は同一の電気車であるから
、両トランジスタインバータ10と20の出力周波数は
殆ど同じ値であり、それをF、とする、またこのとき直
流電源9からの入力電流は夏、。である。
(One electric car is normally equipped with four electric motors, but to simplify the explanation, two are shown in Figure 1O.) The loads of induction motors 11 and 21 are the same electric motors. Since it is a car, the output frequencies of both transistor inverters 10 and 20 are almost the same value, which is assumed to be F, and at this time, the input current from the DC power supply 9 is F. It is.

ここで直流電源9の電圧が急変するなどの理由により、
トランジスタインバータlOの入力電圧の方が、インバ
ータ20の入力電圧よりも低くなったとすると、前述し
た第8図と第9図の特性から、トランジスタインバータ
lOの変調率はα。→α1に、入力電流はI4゜→■1
+にそれぞれ増加する一方で、トランジスタインバータ
20の変調率はα。
At this point, due to reasons such as sudden changes in the voltage of the DC power supply 9,
Assuming that the input voltage of the transistor inverter lO becomes lower than the input voltage of the inverter 20, the modulation rate of the transistor inverter lO is α from the characteristics shown in FIGS. 8 and 9 described above. →Input current to α1 is I4゜→■1
+ respectively, while the modulation rate of the transistor inverter 20 is α.

→α茸に、入力電流はI−・→14Mにそれぞれ減少す
る。
→ α mushroom, the input current decreases to I− → 14M, respectively.

ところが直列接続している両トランジスタインバータ1
0と20の入力電流はともに1.。が流れていたので、
トランジスタインバータ10は入力電流141とI。と
の差である不足分Δ■、をフィルタコンデンサ12の放
電で補い、トランジスタインバータ20は入力電流1d
tと1゜との差である余剰分ΔItでフィルタコンデン
サ22を充電することとなる。
However, both transistor inverter 1 connected in series
The input currents of 0 and 20 are both 1. . was flowing, so
Transistor inverter 10 has input currents 141 and I. The deficit Δ■, which is the difference between the
The filter capacitor 22 is charged with the surplus ΔIt, which is the difference between t and 1°.

その結果、トランジスタインバータ100入力電圧はま
すます低下する一方で、トランジスタインバータ20の
入力電圧はますます高(なり、正常な電力変換動作がで
きなくなる不都谷がある。
As a result, while the input voltage of the transistor inverter 100 becomes lower and lower, the input voltage of the transistor inverter 20 becomes higher and higher (which makes it impossible to perform normal power conversion operation).

第11図は第5図に示す従来例回路によるGTOインバ
ータ駆動電気車システムの従来例を示した配置図である
FIG. 11 is a layout diagram showing a conventional example of a GTO inverter-driven electric vehicle system based on the conventional example circuit shown in FIG.

この第11図に示すように、車体90には第1台車91
と第2台車92とがあり、それぞれの台車に2個づつ合
計4個の誘導電動機11.21.31.41が装備され
ている。フィルタリアクトル4とフィルタコンデンサ5
およびGTOインバータ6とは、車体90の床下で両台
車91と92との中間に取付け、入力端子100から直
流電力を取込み、GTOインバータ6で交流に変換した
のち、インバータ出力線102で各誘導電動機へ交流電
力を送っている。
As shown in FIG. 11, the vehicle body 90 has a first bogie 91.
and a second truck 92, and each truck is equipped with two induction motors 11, 21, 31, 41 in total. Filter reactor 4 and filter capacitor 5
The GTO inverter 6 is installed under the floor of the car body 90 between the bogies 91 and 92, takes in DC power from an input terminal 100, converts it to AC power in the GTO inverter 6, and then connects the inverter output line 102 to each induction motor. It sends AC power to.

GTOインバータ6が大形かつ重量があって、電気車の
床下に収納するのに苦労することは既に述べたが、さら
に、電気車はその車体が長いために、インバータ出力線
102の寸法も長くなる。−般にインバータから誘導電
動機までの配線には高調波を含んだ電圧が印加され、ま
た高調波を含んだ電流が流れるので、このインバータ出
力線102が長大なために生じる電気的ノイズが多量に
なる欠点もあわせて有する。
As already mentioned, the GTO inverter 6 is large and heavy, making it difficult to store it under the floor of an electric car.Furthermore, since the body of an electric car is long, the inverter output line 102 is also long. Become. - Generally, a voltage containing harmonics is applied to the wiring from the inverter to the induction motor, and a current containing harmonics flows, so a large amount of electrical noise is generated due to the long length of the inverter output line 102. It also has some drawbacks.

第12図は第1O図に示す従来例回路のようにトランジ
スタインバータ4台の直流側を直列接続したインバータ
駆動電気車システムの別の従来例を示した配置図である
FIG. 12 is a layout diagram showing another conventional example of an inverter-driven electric vehicle system in which the DC sides of four transistor inverters are connected in series like the conventional circuit shown in FIG. 1O.

この第12図も前述の第11図と同様に、車体90には
第1台車91と第2台車92とがあり、それぞれ2個づ
つ合計4個の誘導電動機11.21.31.41を装備
している。この車体90の床下の両台車の中間にはトラ
ンジスタインバータの1組とフィルタコンデンサの1個
とを収納した4個のインバータ箱81゜82、83.8
4があって、それぞれに対応した誘導電動機とをインバ
ータ出力線102で配線している。
Similarly to FIG. 11, the car body 90 has a first truck 91 and a second truck 92, each of which is equipped with a total of four induction motors 11, 21, 31, and 41, two each. are doing. Under the floor of this vehicle body 90, between both bogies, there are four inverter boxes 81, 82, 83, 8 that house one set of transistor inverters and one filter capacitor.
4, and the corresponding induction motors are wired with inverter output lines 102.

なお4はフィルタリアクトル、100は入力端子である
Note that 4 is a filter reactor and 100 is an input terminal.

この第12図に示す従来例の場合、各トランジスタイン
バータの出力電圧は第5図に示すGTOインバータ6の
1/4であり、誘導電動機1台当りの出力電流はGTO
インバータ6の4倍となる。
In the case of the conventional example shown in FIG. 12, the output voltage of each transistor inverter is 1/4 of that of the GTO inverter 6 shown in FIG.
This is four times that of inverter 6.

従ってインバータ箱からそれぞれの誘導電動機へのイン
バータ出力線102は、この電流に見合った断面積のも
のが必要になるので、電線の価格が大、かつ重量も大と
なる欠点を有する。さらに第11図と同様にインバータ
出力線102の寸法が長くなることから、発生する電気
的ノイズも多量になる欠点を合わせて有する。
Therefore, the inverter output wires 102 from the inverter box to each induction motor must have a cross-sectional area commensurate with this current, which has the disadvantage that the wires are expensive and heavy. Furthermore, as in FIG. 11, since the dimensions of the inverter output line 102 are increased, there is also the disadvantage that a large amount of electrical noise is generated.

そこでこの発明の目的は、電気車にパルス幅変調制御を
するトランジスタインバータを適用するべく、これらの
直流側を直列接続して使用する場合の入力電圧の不平衡
を解消するとともに、この直列接続トランジスタインバ
ータと誘導電動機との配線長さを短縮し、かつノイズ発
生を減少させようとするものである。
Therefore, the purpose of this invention is to eliminate the unbalance of the input voltage when the DC sides of these transistors are connected in series and to apply transistor inverters that perform pulse width modulation control to electric vehicles. This aims to shorten the wiring length between the inverter and the induction motor and reduce noise generation.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記の目的を達成するために、この発明の制御方法およ
びインバータ駆動電気車システムは、半導体スイッチ素
子で構成した電圧形インバータをパルス幅変調制御して
入力直流を可変電圧可変周波数の交流に変換し、走行用
の交流電動機を可変速運転する電気車駆動用インバータ
装置の制御方法において、直流側にフィルタコンデンサ
を備えた複数の電圧形インバータを前記半導体スイッチ
素子としてトランジスタを使用して構成し、これら電圧
形インバータの直流側を直列接続するとともに、チョッ
パと抵抗との直列回路を前記フィルタコンデンサに別個
に並列接続し、かつ前記交流電動機をこれら電圧形イン
バータの交流側に別個に接続し、各電圧形インバータを
別個にパルス幅変調制御するとともに、当該電圧形イン
バータの直流入力電圧が所定値以上になれば、この電圧
形インバータに属している前記チッパを動作させ、ある
いは前記各電圧形インバータに共通の変調率信号を与え
てパルス幅変調制御するとともに、当該電圧形インバー
タの直流入力電圧が所定値以上になれば、この電圧形イ
ンバータに属している前記チョッパを動作させ、また複
数の電圧形インバータの直流側を直列接続し、車輪に結
合した交流電動機を前記電圧形インバータの交流側に別
個に接続する構成のインバータ駆動電気車システムにお
いて、車輪駆動用の前記交流電動機に交流電力を供給す
る前記電圧形インバータを、その車輪を備えた台車に搭
載し、またはこの台車の近傍に設置し、この電圧形イン
バータへ直流電力を給電する往路導体と復路導体とは、
その間隔が最小となる配置にするものとする。
In order to achieve the above object, the control method and inverter-driven electric vehicle system of the present invention performs pulse width modulation control of a voltage source inverter configured with semiconductor switching elements to convert input direct current into alternating current with variable voltage and variable frequency. , a control method for an inverter device for driving an electric vehicle that operates an AC motor for running at variable speed, comprising: a plurality of voltage source inverters each equipped with a filter capacitor on the DC side using transistors as the semiconductor switching elements; The DC sides of the voltage source inverters are connected in series, a series circuit of a chopper and a resistor is separately connected in parallel to the filter capacitor, and the AC motor is separately connected to the AC side of these voltage source inverters, so that each voltage When the DC input voltage of the voltage-type inverter becomes equal to or higher than a predetermined value, the chipper belonging to this voltage-type inverter is operated, or the chipper that is common to each voltage-type inverter is operated. When the DC input voltage of the voltage source inverter exceeds a predetermined value, the chopper belonging to the voltage source inverter is operated, and the voltage source inverter operates the chopper belonging to the voltage source inverter. In an inverter-driven electric vehicle system configured such that the DC side of the AC motor for driving the wheels is connected in series, and the AC motor coupled to the wheels is separately connected to the AC side of the voltage source inverter, the AC motor supplies AC power to the AC motor for driving the wheels. A voltage source inverter is mounted on a cart with wheels or installed near this truck, and the outgoing conductor and return conductor that supply DC power to the voltage source inverter are as follows:
The arrangement shall be such that the distance between them is the minimum.

〔作用〕[Effect]

この発明は、パルス幅変調制御をする電圧形インバータ
を、耐圧は低いが回路を簡素にできる低価格のトランジ
スタを用いて構成し、これを入力直流電圧が高い電気車
に適用できるように、このトランジスタインバータの直
流側を直列接続し、各インバータには走行用の誘導電動
機を別個に接続する。この場合、車輪の空転や滑走など
による負荷の不平衡、あるいは電源電圧の急変などによ
り、各インバータの入力電圧に不平衡を生じるのは、各
インバータの直流入力側に並列接続したチョッパを作動
させることで修正し、あるいは各インバータの変調率を
共通な値にすることで入力電圧の不平衡が拡大すること
を防止する。さらに床下に設置するこれらトランジスタ
インバータを、極力誘導電動機に接近して配置すること
で、両者間の配線長さを短縮して重量軽減とノイズの抑
制をはかる。さらにこの場合のインバータ入力側は往路
と復路の導体を極力接近させることで、この入力側から
発生するノイズの抑制もはかるものである。
This invention configures a voltage source inverter that performs pulse width modulation control using low-cost transistors that have low withstand voltage but can simplify the circuit, and develops this inverter so that it can be applied to electric vehicles with high input DC voltage. The DC sides of transistor inverters are connected in series, and an induction motor for running is separately connected to each inverter. In this case, the input voltage of each inverter becomes unbalanced due to unbalanced load due to wheel slipping or skidding, or sudden change in power supply voltage, which causes the chopper connected in parallel to the DC input side of each inverter to operate. By correcting this, or by setting the modulation factor of each inverter to a common value, the unbalance of the input voltage can be prevented from increasing. Furthermore, by placing these transistor inverters under the floor as close to the induction motor as possible, the length of the wiring between the two can be shortened, reducing weight and suppressing noise. Further, in this case, on the inverter input side, by making the conductors of the forward and return paths as close as possible, noise generated from this input side is also suppressed.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の第1実施例をあられした回路図である
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.

この第1図において、架線2からパンタグラフ3を介し
て電気車内に取込まれた直流電力は、フィルタリアクト
ル4と、[流側を直列接続している4組のトランジスタ
インバータ10.20.30.40と車輪7とを経てレ
ール8に放流する。
In this FIG. 1, DC power taken into the electric car from the overhead wire 2 via the pantograph 3 is transmitted to the filter reactor 4 and four sets of transistor inverters 10, 20, 30, whose flow sides are connected in series. The water is discharged to the rail 8 via the wheel 7 and the rail 8.

4組のトランジスタインバータ10.20.30.40
の構成は第7図で既述のとおりであり、それぞれに電気
車駆動用の誘導電動機11.21.31.41が別個に
接続されており、これらのトランジスタインバータは、
それぞれがパルス幅変調制御により、入力直流電力を所
望の電圧と周波数の交流電力に変換して、誘導電動機を
可変速運転するようになっている。また各トランジスタ
インバータ10.20゜30、40の直流入力側には、
フィルタコンデンサ12゜22、32.42を別個に接
続している。
4 sets of transistor inverters 10.20.30.40
The configuration of is as already described in FIG. 7, and induction motors 11, 21, 31, and 41 for driving electric cars are separately connected to each, and these transistor inverters are as follows.
Each converts input DC power into AC power with a desired voltage and frequency using pulse width modulation control, and operates the induction motor at variable speed. In addition, on the DC input side of each transistor inverter 10.20°30, 40,
Filter capacitors 12°22, 32.42 are connected separately.

耐圧が低いトランジスタインバータを電気車用の高電圧
回路に適用できるように、その直流側を直列接続してい
るが、車輪の空転や滑走などにより負荷変動を生じると
、4組のインバータが架線電圧を均等に分担しなくなり
、定格値以上の過電圧が印加されるおそれを生じる。
Transistor inverters with low withstand voltages are connected in series so that they can be applied to high-voltage circuits for electric cars, but when load fluctuations occur due to wheel slipping or skidding, the four sets of inverters are connected to the overhead line voltage. The voltage will not be shared equally, and there is a risk that an overvoltage exceeding the rated value will be applied.

そこで本発明では、半導体スイッチ素子で構成したチジ
ッパ13.23.33.43と、これらに別個に直列接
続している抵抗14.24.34.44とで構成してい
る電流分流用の回路を、各フィルタコンデンサに並列に
接続する。
Therefore, in the present invention, a current shunting circuit consisting of a switch 13, 23, 33, 43 made of a semiconductor switch element and a resistor 14, 24, 34, 44 separately connected in series with these is provided. , connected in parallel to each filter capacitor.

今、4台の誘導電動機IL 21.31.41が適切に
負荷を分担してカ行運転中に、たとえば誘導電動機11
に結合した車輪が空転すると、この誘導電動機11は軽
負荷になるので、トランジスタインバータ10の出力電
流は減少し、入力電流も減少する。
Now, while the four induction motors IL 21.31.41 are running with their loads appropriately shared, for example, the induction motor 11.
When the wheels connected to the motor idle, the load on the induction motor 11 becomes light, so the output current of the transistor inverter 10 decreases, and the input current also decreases.

しかしながら他の3台のインバータ20.30.40は
従前通りの負荷をとって運転しているので、その負荷に
対応した入力電流が正常に流れている。その結果、トラ
ンジスタインバータ10の入力電流には余剰を生じ、こ
れがフィルタコンデンサ12に流入してその電圧を上昇
させることになる。
However, since the other three inverters 20, 30, and 40 are operating with the same load as before, the input current corresponding to the load is flowing normally. As a result, a surplus is generated in the input current of the transistor inverter 10, which flows into the filter capacitor 12 and increases its voltage.

そこでチゴッパ制御回路15がこのフィルタコンデンサ
12の電圧上昇を検出すると、チョッパ13に作動指令
を送り、この余剰電流あるいはフィルタコンデンサ12
の電荷を抵抗14に流して消費させることにより、電圧
上昇を抑制する。
Therefore, when the chopper control circuit 15 detects the voltage rise of the filter capacitor 12, it sends an operation command to the chopper 13, and controls the excess current or the filter capacitor 12.
By flowing the charge through the resistor 14 and consuming it, voltage rise is suppressed.

なおチョッパ制御回路15は、電圧の上昇程度に対応し
てチョッパ14の通流率を制御して、抵抗14に流す電
流を調節するのは勿論である。
It goes without saying that the chopper control circuit 15 controls the conduction rate of the chopper 14 in accordance with the degree of increase in voltage, and adjusts the current flowing through the resistor 14.

第2図は第1図に示す本発明の実施例回路の部分をやや
詳細にあられした回路図であって、2組のトランジスタ
インバータの場合で記載している。
FIG. 2 is a slightly more detailed circuit diagram of the circuit according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, and is illustrated in the case of two sets of transistor inverters.

この第2図において、フィルタリアクトル4、トランジ
スタインバータ10と20、誘導電動機11と21、フ
ィルタコンデンサ12と22、チョッパ13と23、抵
抗14と24、チョッパ制御回路15と25については
、第1図に記載のものとその名称・用途・機能は同じで
あるから、これらの説明は省略する。また第1図では架
線が給電する直流電力は、直流電源9で代用するものと
する。
In FIG. 2, the filter reactor 4, transistor inverters 10 and 20, induction motors 11 and 21, filter capacitors 12 and 22, choppers 13 and 23, resistors 14 and 24, and chopper control circuits 15 and 25 are as shown in FIG. The names, uses, and functions are the same as those described in , so a description of these will be omitted. Further, in FIG. 1, it is assumed that the DC power supplied by the overhead wire is replaced by the DC power supply 9.

運転指令回路50はインバータ制御回路18と28とに
、電動機の回転方向、トルク、始動停止、加速減速、速
度などの運転指令信号を与え、各インバータ制御回路1
8と28は、電流検出器16と26から入力する電流検
出値、速度検出器17と27から入力する速度検出値を
前述の運転指令信号に一致させるように、各トランジス
タインバータ10と20を制御する。
The operation command circuit 50 provides the inverter control circuits 18 and 28 with operation command signals such as the rotational direction, torque, starting/stopping, acceleration/deceleration, and speed of the electric motor, and each inverter control circuit 1
8 and 28 control each transistor inverter 10 and 20 so that the current detection value input from the current detectors 16 and 26 and the speed detection value input from the speed detectors 17 and 27 match the aforementioned operation command signal. do.

ここで直流電源9の電圧2、変などが原因でトランジス
タインバータ10と20の入力電圧に差を生じたとする
と、第10図の動作説明図で既述したように、パルス幅
変調制御の電圧形インバータでは、この入力電圧の差が
拡大してしまうので、各トランジスタインバータの入力
側に設けたチョッパ13゜23の作動により、これを抑
制するのであるが、チョッパ13.23を動作させると
、抵抗14.24に電力損失を生じることになる。そこ
で、電気車の場合は、各インバータが出力する周波数が
殆ど等しいことに着目して、共通の変調率信号を各イン
バータに与えることによりチョッパ13.23を使用せ
ずに入力電圧の不平衡の拡大を防止しようとするもので
ある。
If there is a difference in the input voltages of the transistor inverters 10 and 20 due to a change in the voltage 2 of the DC power supply 9, as already mentioned in the operation diagram of FIG. In the inverter, this difference in input voltage increases, so this is suppressed by operating choppers 13 and 23 provided on the input side of each transistor inverter. 14.24 will result in power loss. Therefore, in the case of electric vehicles, focusing on the fact that the frequencies output by each inverter are almost the same, by giving a common modulation rate signal to each inverter, it is possible to eliminate the unbalanced input voltage without using the chopper 13 or 23. This is an attempt to prevent the spread.

第3図は本発明の第2実施例をあられした回路図である
FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.

この第3図も前述の第2図と同様に、2組のトランジス
タインバータの場合で記述にある。なお、二の第3図に
記載のフィルタリアクトル4、直流電源9、トランジス
タインバータ10と20、誘導電動機11と21、フィ
ルタコンデンサ12と22、チョッパ13と23、抵抗
14と24、チョッパ制御回路15と25、電流検出器
16と26、速度検出器17と27および運転指令回路
50の名称・用途・機能は第2図で既述しているので、
これらの説明は省略する。
Like FIG. 2 described above, this FIG. 3 is also described in the case of two sets of transistor inverters. In addition, the filter reactor 4, DC power supply 9, transistor inverters 10 and 20, induction motors 11 and 21, filter capacitors 12 and 22, choppers 13 and 23, resistors 14 and 24, and chopper control circuit 15 shown in FIG. 25, the names, uses, and functions of the current detectors 16 and 26, the speed detectors 17 and 27, and the operation command circuit 50 are already described in FIG.
Descriptions of these will be omitted.

本発明においては、運転指令回路50からの各種の指令
信号を受けて、インバータ制御回路51がトランジスタ
インバータ10と20へ制御信号を与えるのであるが、
このとき両インバータ10と20に与える変調率信号は
同じ値とする。すなわち速度検出器17と27とで検出
している2台の誘導電動機11と21の速度の平均値に
対応した動作点の変調率信号を与える。
In the present invention, in response to various command signals from the operation command circuit 50, the inverter control circuit 51 provides control signals to the transistor inverters 10 and 20.
At this time, the modulation rate signals given to both inverters 10 and 20 are assumed to have the same value. That is, a modulation rate signal at an operating point corresponding to the average value of the speeds of the two induction motors 11 and 21 detected by the speed detectors 17 and 27 is provided.

この結果、両トランジスタインバータ10と20の入力
電圧の不平衡量は各インバータの負荷の不平衡量に対応
した値にとどまり、それ以上に拡大することはない、従
って通常の負荷不平衡に起因する入力電圧の不平衡は、
チョッパ13.23を作動させなくてもよい、但し車輪
の空転・滑走などによる大きな負荷変動に対しては、チ
ョッパ13.23を動作させることで、インバータ入力
電圧が異常に上昇するのを防止する。
As a result, the amount of unbalance in the input voltages of both transistor inverters 10 and 20 remains at a value corresponding to the amount of load unbalance in each inverter, and does not increase further. Therefore, the input voltage due to normal load unbalance The imbalance of
It is not necessary to operate the chopper 13.23, however, in case of large load fluctuations due to wheels spinning or skidding, operating the chopper 13.23 prevents the inverter input voltage from rising abnormally. .

第4図は第1図に示す本発明実施例回路を電気車に搭載
した場合のインバータ駆動電気車システムの実施例を示
す配置図である。
FIG. 4 is a layout diagram showing an embodiment of an inverter-driven electric vehicle system in which the circuit according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is mounted on an electric vehicle.

前述の第11図と第12図で記述したように、パルス幅
変調制御をする電圧形トランジスタインバータと、誘導
電動機とを接続する導体は、断面積が大のために価格・
重量が上昇することと、ノイズが発生することから、極
力その長さを短縮する必要がある。
As described in FIGS. 11 and 12 above, the conductor that connects the voltage source transistor inverter that performs pulse width modulation control and the induction motor has a large cross-sectional area, so it is expensive and expensive.
Since the weight increases and noise is generated, it is necessary to shorten the length as much as possible.

そこで本発明では、第1台車91に搭載している誘導電
動機11と21に交流電力を供給するトランジスタイン
バータ10と20とを第1インバータ箱93に収納して
、この第1台車91に極力接近した位置に設置して(で
き得ればこの第1台車に搭載して)インバータ出力線1
02の寸法を極力短縮する。この第1インバータ箱93
には、トランジスタインバ−タ10と2゛0の他に第1
図に記載のフィルタコンデンサ12と22、チリツバ1
3と23、ならびにこれらを制御する回路等を収納する
のは勿論である。抵抗14、24は同箱に収納するか又
は別置する。
Therefore, in the present invention, the transistor inverters 10 and 20 that supply AC power to the induction motors 11 and 21 mounted on the first truck 91 are housed in the first inverter box 93, and the transistor inverters 10 and 20 are placed as close to the first truck 91 as possible. (If possible, install it on this first truck) and connect it to the inverter output line 1.
02 dimensions should be shortened as much as possible. This first inverter box 93
In addition to transistor inverters 10 and 2'0, a first
Filter capacitors 12 and 22 and dust cap 1 shown in the figure
3 and 23 as well as the circuits that control them. The resistors 14 and 24 may be housed in the same box or placed separately.

また第2台車92に搭載している誘導電動機31と41
とに交流電力を供給するトランジスタインバータ30と
40、フィルタコンデンサ32と42、チリツバ33と
43、ならびにこれらの制御回路を収納した第2インバ
ータ箱94を、第2台車92に近接して設置し、インバ
ータ出力線102の短縮を図る。抵抗3444は94に
収納するか又は別置する。
In addition, induction motors 31 and 41 mounted on the second truck 92
A second inverter box 94 containing transistor inverters 30 and 40, filter capacitors 32 and 42, dustpans 33 and 43, and a control circuit thereof for supplying alternating current power to the second truck 92 is installed near the second truck 92, The length of the inverter output line 102 is shortened. Resistor 3444 may be housed in 94 or placed separately.

さらにフィルタリアクトル4を適宜の位置に設置し、入
力端子100から入力する直流電力を、インバータ入力
線101でフィルタリアクトル4と第1インバータ箱9
3および第2インバータ箱94とに供給するのであるが
、このときのインバータ入力線101 の一方の線と他
方の線とは極力接近して配線することにより、電気的ノ
イズの発生を抑制する。
Furthermore, a filter reactor 4 is installed at an appropriate position, and DC power input from an input terminal 100 is connected to the filter reactor 4 and the first inverter box 9 via an inverter input line 101.
3 and the second inverter box 94, one line and the other of the inverter input lines 101 at this time are wired as close as possible to suppress the generation of electrical noise.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明によれば、誘導電動機を車両軸駆動用電動機に
使用する直流電気車で、この誘導電動機にパルス幅変調
制御で可変電圧可変周波数の交流電力を供給する電圧形
インバータのスイッチ素子としてトランジスタを使用す
ることで、この電圧形インバータの部品数を低減し、回
路を簡素化して小形・低価格にするのであるが、インバ
ータの耐圧は直流電気車の架線電圧よりも低い、そこで
このトランジスタインバータの直流側を直列接続し、誘
導電動機とインバータとを1対1に対応する接続にして
耐電圧の不足をカバーし、さらに負荷変動に起因するイ
ンバータ直流入力電圧の過電圧は、このインバータ直流
側に接続したチリツバにより抑制することで、直流電気
車駆動用のインバータを小形・軽量で安価なものにでき
る効果が得られる。さらに電気車では、各インバータの
出力周波数がほぼ等しいことに着目して、各インバータ
に共通の変調率信号を与えることにより、わずかな電圧
変動や負荷変動によるインバータ入力電圧の不平衡が拡
大するのを抑制しているので、入力電圧が過大にならな
いかぎり、前述のチリツバを作動させないで済み、電力
損失を生じない利点を有する。またこれら複数のトラン
ジスタインバータを床下に設置する際に、トランジスタ
インバータと、これで駆動される誘導電動機との藺の導
線が最短となる配置とし、かつトランジスタインバータ
入力側配線は、往路と復路とを極力接近させることで、
ノイズ発生の抑制と、配線重量ならびにコストの軽減と
を図ることができる。
According to this invention, in a DC electric vehicle that uses an induction motor as a motor for driving a vehicle shaft, a transistor is used as a switching element of a voltage source inverter that supplies AC power of variable voltage and variable frequency to the induction motor under pulse width modulation control. By using this voltage source inverter, the number of components can be reduced, the circuit can be simplified, and the circuit can be made smaller and cheaper. However, the withstand voltage of the inverter is lower than the overhead line voltage of a DC electric train, so this transistor inverter is used. The DC side is connected in series, and the induction motor and inverter are connected in a one-to-one correspondence to compensate for the lack of withstand voltage.In addition, overvoltage of the inverter DC input voltage due to load fluctuations is connected to the inverter DC side. By suppressing the dust with a dust brim, it is possible to make the inverter for driving a DC electric vehicle smaller, lighter, and cheaper. Furthermore, in electric vehicles, by focusing on the fact that the output frequency of each inverter is almost the same, and by giving a common modulation rate signal to each inverter, it is possible to prevent the unbalance of the inverter input voltage from expanding due to slight voltage fluctuations or load fluctuations. As long as the input voltage does not become excessive, there is no need to operate the above-mentioned dust filter, which has the advantage of not causing power loss. In addition, when installing these multiple transistor inverters under the floor, the wiring between the transistor inverters and the induction motor driven by them should be arranged to be as short as possible, and the wiring on the input side of the transistor inverters should be arranged so that the outbound and return routes are the same. By getting as close as possible,
It is possible to suppress noise generation and reduce wiring weight and cost.

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

第1図は本発明の第1実施例をあられした回路図、第2
図は第1図に示す本発明の実施例回路の部分をやや詳細
にあられした回路図、第3図は本発明の第2実施例をあ
られした回路図、第4図は第1図に示す本発明実施例回
路を電気車に搭載した場合のインバータ駆動電気車シス
テムの実施例を示す配置1図、第5図は誘導電動機で走
行する直流電気車の主回路構成の従来例を示した回路図
、第6図は第5図の従来例で使用しているGTOインバ
ータ1相分の回路構成の一例を示した回路図、第7図は
トランジスタを構成要素にしているインバータの一般例
を示した回路図、第8図はパルス幅変調制御インバータ
の第1の特性を示したグラフ、第9図はパルス幅変調制
御インバータの第2の特性を示したグラフ、第10図は
パルス幅変調制御インバータの直流側を直列接続した従
来例回路の動作説明図、第11図は第5図に示す従来例
回路によるインバータ駆動電気車システムの従来例を示
した配置図、第12図は第10図に示す従来例回路のよ
うにトランジスタインバータ4台の直流側を直列接続し
たインバータ駆動電気車システムの別の従来例を示した
配置図である。 2・・・架線、3・・・パンタグラフ、4・・・フィル
タリアクトル、5 、12.22.32.42・・・フ
ィルタコンデンサ、6・・・GTOインバータ、7・・
・車輪、8・・・レール、9・・・直流電源、10.2
0.30.40.70・・・トランジスタインバータ、
11.21.3L U・・・誘導電動機、13.23.
33.43・・・チリツバ、14.24.34.44・
・・抵抗、15.25.35.45・・・チリツバ制御
回路、16゜26・・・電流検出器、IT、 27・・
・速度検出器、18.28゜51・・・インバータ制御
回路、50・・・運転指令回路、60・・・アームリア
クトル、61・・・環流回路、62.63・・・GTO
サイリスタ、64.65.73.74・・・フリーホイ
ールダイオード、66、67・・・スナバ[F、68.
69・・・ゲート駆動回路、71.72・・・トランジ
スタ、 75.76・・・スナバコンデンサ、77、7
8・・・ベースin回路、81゜82.83.84・・
・インバータ箱、90・・・車体、91・・・第1台車
、92・・・第2台車、93・・・第1インバータ箱、
94・・・第2インバータ箱、100・・・入力端子、
101 ・・・インバータ入力線、102・・・インバ
ータ出力線。 4フイルタソアクトル 蔓 図 一 !8図 1A10図
Figure 1 is a circuit diagram showing the first embodiment of the present invention;
The figure is a slightly more detailed circuit diagram of the embodiment circuit of the present invention shown in Figure 1, Figure 3 is a circuit diagram of the second embodiment of the invention, and Figure 4 is the same as Figure 1. Layout 1 showing an embodiment of an inverter-driven electric car system when the circuit according to the present invention is mounted on an electric car, and Fig. 5 are circuits showing a conventional example of the main circuit configuration of a DC electric car running with an induction motor. Figure 6 is a circuit diagram showing an example of the circuit configuration for one phase of the GTO inverter used in the conventional example shown in Figure 5, and Figure 7 shows a general example of an inverter that uses transistors as components. Figure 8 is a graph showing the first characteristic of the pulse width modulation control inverter, Figure 9 is a graph showing the second characteristic of the pulse width modulation control inverter, and Figure 10 is the graph showing the pulse width modulation control inverter. An explanatory diagram of the operation of a conventional circuit in which the DC sides of inverters are connected in series, Figure 11 is a layout diagram showing a conventional example of an inverter-driven electric vehicle system based on the conventional circuit shown in Figure 5, and Figure 12 is Figure 10. FIG. 2 is a layout diagram showing another conventional example of an inverter-driven electric vehicle system in which the DC sides of four transistor inverters are connected in series like the conventional example circuit shown in FIG. 2... Overhead line, 3... Pantograph, 4... Filter reactor, 5, 12.22.32.42... Filter capacitor, 6... GTO inverter, 7...
・Wheel, 8...Rail, 9...DC power supply, 10.2
0.30.40.70...transistor inverter,
11.21.3L U...Induction motor, 13.23.
33.43... Chiritsuba, 14.24.34.44.
・・Resistance, 15.25.35.45 ・・Chiritsuba control circuit, 16° 26 ・・Current detector, IT, 27・・
・Speed detector, 18.28° 51... Inverter control circuit, 50... Operation command circuit, 60... Arm reactor, 61... Circulation circuit, 62.63... GTO
Thyristor, 64.65.73.74... Freewheel diode, 66, 67... Snubber [F, 68.
69... Gate drive circuit, 71.72... Transistor, 75.76... Snubber capacitor, 77, 7
8...Base in circuit, 81°82.83.84...
- Inverter box, 90... Vehicle body, 91... First truck, 92... Second truck, 93... First inverter box,
94...Second inverter box, 100...Input terminal,
101...Inverter input line, 102...Inverter output line. 4 filter soactor vine map one! 8 Figure 1A10 Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)半導体スイッチ素子で構成した電圧形インバータを
パルス幅変調制御して入力直流を可変電圧可変周波数の
交流に変換し、走行用の交流電動機を可変速運転する電
気車駆動用インバータ装置の制御方法において、直流側
にフィルタコンデンサを備えた複数の電圧形インバータ
を前記半導体スイッチ素子としてトランジスタを使用し
て構成し、これら電圧形インバータの直流側を直列接続
するとともに、チョッパと抵抗との直列回路を前記フィ
ルタコンデンサに別個に並列接続し、かつ前記交流電動
機をこれら電圧形インバータの交流側に別個に接続し、
各電圧形インバータを別個にパルス幅変調制御するとと
もに、当該電圧形インバータの直流入力電圧が所定値以
上になれば、この電圧形インバータに属している前記チ
ョッパを動作させることを特徴とする電気車駆動用イン
バータ装置の制御方法。 2)電圧形インバータをパルス幅変調制御して入力直流
を可変電圧可変周波数の交流に変換し、走行用の交流電
動機を可変速運転する電気車駆動用インバータ装置の制
御方法において、直流側にフィルタコンデンサを備えた
複数の電圧形インバータの直流側を直列接続するととも
に、チョッパと抵抗との直列回路を前記フィルタコンデ
ンサに別個に並列接続し、かつ前記交流電動機をこれら
電圧形インバータの交流側に別個に接続し、前記各電圧
形インバータに共通の変調率信号を与えてパルス幅変調
制御するとともに、当該電圧形インバータの直流入力電
圧が所定値以上になれば、この電圧形インバータに属し
ている前記チョッパを動作させることを特徴とする電気
車駆動用インバータ装置の制御方法。 3)複数の電圧形インバータの直流側を直列接続し、車
輪に結合した交流電動機を前記電圧形インバータの交流
側に別個に接続する構成のインバータ駆動電気車システ
ムにおいて、車輪駆動用の前記交流電動機に交流電力を
供給する前記電圧形インバータを、その車輪を備えた台
車に搭載し、またはこの台車の近傍に設置し、この電圧
形インバータへ直流電力を給電する往路導体と復路導体
とは、その間隔を最小にして配置することを特徴とする
インバータ駆動電気車システム。
[Scope of Claims] 1) Electric vehicle drive that converts input direct current into alternating current with variable voltage and variable frequency by pulse width modulation control of a voltage source inverter composed of semiconductor switching elements, and operates an alternating current motor for running at variable speed. In a control method for an inverter device for use in a motor vehicle, a plurality of voltage source inverters each having a filter capacitor on the DC side are configured using transistors as the semiconductor switching elements, and the DC sides of these voltage source inverters are connected in series, and a chopper and a chopper are connected in series. a series circuit with a resistor is separately connected in parallel to the filter capacitor, and the AC motor is separately connected to the AC side of these voltage source inverters;
An electric vehicle characterized in that each voltage source inverter is controlled by pulse width modulation separately, and when the DC input voltage of the voltage source inverter exceeds a predetermined value, the chopper belonging to the voltage source inverter is operated. A method of controlling a drive inverter device. 2) In a control method for an inverter device for driving an electric vehicle, which controls a voltage source inverter by pulse width modulation to convert input DC into AC with variable voltage and variable frequency, and operates an AC motor for driving at variable speed, a filter is installed on the DC side. The DC sides of a plurality of voltage source inverters each having a capacitor are connected in series, a series circuit of a chopper and a resistor is separately connected in parallel to the filter capacitor, and the AC motor is connected separately to the AC side of these voltage source inverters. A common modulation rate signal is given to each of the voltage source inverters to perform pulse width modulation control, and when the DC input voltage of the voltage source inverter exceeds a predetermined value, the voltage source inverters belonging to the voltage source inverter are connected to A method for controlling an inverter device for driving an electric vehicle, the method comprising operating a chopper. 3) In an inverter-driven electric vehicle system configured such that the DC sides of a plurality of voltage source inverters are connected in series and the AC motor coupled to the wheels is separately connected to the AC side of the voltage source inverter, the AC motor for driving the wheels The voltage-type inverter that supplies AC power to the voltage-type inverter is mounted on a truck equipped with wheels or installed near the truck, and the outgoing conductor and return conductor that supply DC power to the voltage-type inverter are An inverter-driven electric vehicle system characterized by being arranged with minimum intervals.
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