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JP7615399B2 - Electric vehicle control device - Google Patents
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Description

本開示は、外部電源から電力を供給され、外部へ電力を放電する電気車制御装置に関する。 The present disclosure relates to an electric vehicle control device that receives power from an external power source and discharges the power to the outside.

電気車は、直流電力をインバータで交流電力に変換して、補助電源装置に供給する。インバータを動作させる前に、フィルタコンデンサに電荷を充電する必要があり、また、インバータの動作停止後は、フィルタコンデンサに蓄積された電荷を放電する必要がある。特許文献1には、フィルタコンデンサを放電するための放電回路を備えることが開示されている。 Electric vehicles use an inverter to convert DC power to AC power and supply it to an auxiliary power supply unit. Before the inverter is operated, it is necessary to charge the filter capacitor, and after the inverter stops operating, the charge accumulated in the filter capacitor must be discharged. Patent Document 1 discloses that the vehicle is provided with a discharge circuit for discharging the filter capacitor.

特開2010-41806号公報JP 2010-41806 A

特許文献1には、インバータ停止動作時にフィルタコンデンサからの初期充電回路を介した放電電流を検出し、故障検出部は、停止動作時に電流検出センサで検出された放電電流が所定値を超えているときは、初期充電回路の逆流防止素子の短絡故障と判定することが開示されている。しかしながら、特許文献1において、放電回路を構成している部品の接触不良などで放電回路に異常がある場合、フィルタコンデンサの電荷が放電できないという問題がある。 Patent document 1 discloses that when the inverter is stopped, a discharge current from the filter capacitor through the initial charging circuit is detected, and when the discharge current detected by the current detection sensor during the stop operation exceeds a predetermined value, a fault detection unit determines that a short-circuit fault has occurred in the reverse current prevention element of the initial charging circuit. However, patent document 1 has a problem in that if there is an abnormality in the discharge circuit due to poor contact of the components that make up the discharge circuit, the charge in the filter capacitor cannot be discharged.

本開示は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、放電回路に異常がある場合において、フィルタコンデンサの電荷を確実に放電することができる電気車制御装置を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the problems described above, and aims to provide an electric vehicle control device that can reliably discharge the charge in the filter capacitor when an abnormality occurs in the discharge circuit.

上記目的を達成するために、本開示に係る電気車制御装置は、電気車に搭載され、電源から電力の供給を受けて、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置と、電源と電力変換装置との間を流れる電流の通電および遮断を切り替える第1のスイッチと、電力変換装置の直流側に接続されるコンデンサと、コンデンサの両端に接続され、放電用抵抗器および放電用接触器から構成される第1の放電回路と、コンデンサの両端に接続され、第2のスイッチおよび第1のスイッチとコンデンサとの間に直列に接続される充電抵抗かつ放電抵抗である第1の抵抗器から構成され、投入された第2のスイッチを介してコンデンサに接続される第1の抵抗器によってコンデンサを放電する第2の放電回路を備える。第1の放電回路の異常が検出された後、第1のスイッチが開放され、第1のスイッチの開放に連動して第2のスイッチが投入される。 In order to achieve the above object, an electric vehicle control device according to the present disclosure includes a power conversion device mounted on an electric vehicle, receiving power from a power source and converting DC power into AC power, a first switch for switching between passing and cutting off a current flowing between the power source and the power conversion device, a capacitor connected to the DC side of the power conversion device, a first discharge circuit connected to both ends of the capacitor and comprising a discharge resistor and a discharge contactor, and a second discharge circuit connected to both ends of the capacitor and comprising a second switch and a first resistor that is a charging resistor and a discharging resistor connected in series between the first switch and the capacitor , and discharging the capacitor by the first resistor connected to the capacitor via the second switch that is closed . After an abnormality in the first discharge circuit is detected, the first switch is opened, and the second switch is closed in conjunction with the opening of the first switch.

本開示に係る電気車制御装置は、電気車に搭載され、電源から電力の供給を受けて、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置と、電源と電力変換装置との間を流れる電流の通電および遮断を切り替える第1のスイッチと、電力変換装置の直流側に接続されるコンデンサと、コンデンサの両端に接続され、放電用抵抗器および放電用接触器から構成される第1の放電回路と、コンデンサの両端に接続され、第2のスイッチおよび第1のスイッチとコンデンサとの間に直列に接続される第1の抵抗器から構成される第2の放電回路を備えることにより、フィルタコンデンサの電荷を確実に放電することができる。The electric vehicle control device disclosed herein is equipped with a power conversion device that is mounted on an electric vehicle and receives power from a power source and converts DC power into AC power, a first switch that switches between passing and cutting off the current flowing between the power source and the power conversion device, a capacitor connected to the DC side of the power conversion device, a first discharge circuit that is connected to both ends of the capacitor and is composed of a discharge resistor and a discharge contactor, and a second discharge circuit that is connected to both ends of the capacitor and is composed of a second switch and a first resistor connected in series between the first switch and the capacitor, thereby enabling the charge in the filter capacitor to be reliably discharged.

実施の形態1にかかる電気車制御装置の構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration example of an electric vehicle control device according to a first embodiment; 実施の形態1にかかる電気車制御装置の動作の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the operation of the electric vehicle control device according to the first embodiment. 実施の形態2にかかる電気車制御装置の構成例を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of an electric vehicle control device according to a second embodiment. 実施の形態にかかる電気車制御装置を実現するハードウェアの一般的な構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a general configuration of hardware for implementing an electric vehicle control device according to an embodiment.

以下、本開示に係る電気車制御装置の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、図面において、回路および装置の構成を示す図は、あくまで概略構成を示す図である。以下の説明において、接続されるとは、電気的に接続されることを意味する。
Hereinafter, an embodiment of an electric vehicle control device according to the present disclosure will be described with reference to the drawings.
In this specification and the drawings, components having substantially the same functions are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations are omitted. Also, in the drawings, diagrams showing circuit and device configurations are merely diagrams showing schematic configurations. In the following description, "connected" means "electrically connected."

実施の形態1.
図1は、本開示の実施の形態1にかかる電気車制御装置の構成例を示すブロック図である。図1において、電気車制御装置は、電力変換装置10、フィルタコンデンサ20、電圧検出器21、第1のスイッチ30、第2のスイッチ31、遮断器40、フィルタリアクトル50、逆流防止サイリスタ60、第1の抵抗器70、放電用抵抗器80、81および放電用接触器90を備えて構成される。
Embodiment 1.
Fig. 1 is a block diagram showing a configuration example of an electric vehicle control device according to a first embodiment of the present disclosure. In Fig. 1, the electric vehicle control device includes a power conversion device 10, a filter capacitor 20, a voltage detector 21, a first switch 30, a second switch 31, a circuit breaker 40, a filter reactor 50, a backflow prevention thyristor 60, a first resistor 70, discharge resistors 80 and 81, and a discharge contactor 90.

電力変換装置10は、電源12から供給された電力を直流電力または交流電力に変換し、変換した電力を負荷(図示しない)に供給する。ここで、負荷は、例えば、補助電源装置である。電力変換装置10は、例えば、2レベル3相インバータ回路または3レベル3相インバータ回路などである。The power conversion device 10 converts the power supplied from the power source 12 into DC power or AC power, and supplies the converted power to a load (not shown). Here, the load is, for example, an auxiliary power supply device. The power conversion device 10 is, for example, a two-level three-phase inverter circuit or a three-level three-phase inverter circuit.

集電装置11は、電源12を介して、外部回路である変電所(図示しない)から直流電力を取得し、電力変換装置100に電力を供給する。集電装置11は、例えば、架線からの電力の供給を受けるパンタグラフ、または、第三軌条から電力の供給を受ける集電靴である。The current collector 11 obtains DC power from a substation (not shown), which is an external circuit, via a power source 12, and supplies the power to the power conversion device 100. The current collector 11 is, for example, a pantograph that receives power from an overhead line, or a collector shoe that receives power from a third rail.

電源12は、変電所と接続されており、変電所から直流電力が供給される。電源12は、例えば、架線、または第三軌条である。The power source 12 is connected to a substation and receives DC power from the substation. The power source 12 is, for example, an overhead line or a third rail.

フィルタコンデンサ20は、電力変換装置10と並列に設けられる。フィルタコンデンサ20の一端は、電力変換装置10、電圧検出器21、逆流防止サイリスタ60、第1の抵抗器70、放電用抵抗器80および81に接続される。フィルタコンデンサ20の他端は接地される。フィルタコンデンサ20は、電力変換装置10の直流側に設けられる。The filter capacitor 20 is provided in parallel with the power conversion device 10. One end of the filter capacitor 20 is connected to the power conversion device 10, the voltage detector 21, the backflow prevention thyristor 60, the first resistor 70, and the discharge resistors 80 and 81. The other end of the filter capacitor 20 is grounded. The filter capacitor 20 is provided on the DC side of the power conversion device 10.

電圧検出器21は、電力変換装置10と並列に設けられる。電圧検出器21の一端は、電力変換装置10、フィルタコンデンサ20、逆流防止サイリスタ60、第1の抵抗器70、放電用抵抗器80および81に接続される。電圧検出器21の他端は接地される。The voltage detector 21 is provided in parallel with the power conversion device 10. One end of the voltage detector 21 is connected to the power conversion device 10, the filter capacitor 20, the backflow prevention thyristor 60, the first resistor 70, and the discharge resistors 80 and 81. The other end of the voltage detector 21 is grounded.

第1のスイッチ30は、集電装置11と電力変換装置10との間に電気的に直列に設けられる。第1のスイッチ30の一端は集電装置11に接続される。第1のスイッチ30の他端は遮断器40に接続される。第1のスイッチ30は、電気車への電力の供給を停止させる必要がある場合に、開放される。第1のスイッチ30が開放されることで、集電装置11および電力変換装置10は電気的に遮断され、集電装置11から電力変換装置10への電力の供給が停止される。電気車に電力の供給をする必要がある場合には、第1のスイッチ30は投入される。第1のスイッチ30が投入されることで、集電装置11および電力変換装置100は電気的に接続され、電源12から電力変換装置10に電力が供給される。The first switch 30 is electrically connected in series between the current collector 11 and the power conversion device 10. One end of the first switch 30 is connected to the current collector 11. The other end of the first switch 30 is connected to the circuit breaker 40. The first switch 30 is opened when it is necessary to stop the supply of power to the electric vehicle. When the first switch 30 is opened, the current collector 11 and the power conversion device 10 are electrically disconnected, and the supply of power from the current collector 11 to the power conversion device 10 is stopped. When it is necessary to supply power to the electric vehicle, the first switch 30 is closed. When the first switch 30 is closed, the current collector 11 and the power conversion device 100 are electrically connected, and power is supplied from the power source 12 to the power conversion device 10.

遮断器40は、集電装置11と電力変換装置10との間に電気的に直列に設けられる。遮断器40の一端は第1のスイッチ30に接続される。遮断器40の他端はフィルタリアクトル50に接続される。遮断器40は、電気車への電力の供給を停止させる必要がある場合に、開放される。遮断器40が開放されることで、集電装置11および電力変換装置10は電気的に遮断され、集電装置11から電力変換装置10への電力の供給が停止される。電気車に電力の供給をする必要がある場合には、遮断器40は投入される。遮断器40が投入されることで、集電装置11および電力変換装置10は電気的に接続され、電源12から電力変換装置100に電力が供給される。The circuit breaker 40 is electrically connected in series between the current collector 11 and the power conversion device 10. One end of the circuit breaker 40 is connected to the first switch 30. The other end of the circuit breaker 40 is connected to the filter reactor 50. The circuit breaker 40 is opened when it is necessary to stop the supply of power to the electric vehicle. When the circuit breaker 40 is opened, the current collector 11 and the power conversion device 10 are electrically disconnected, and the supply of power from the current collector 11 to the power conversion device 10 is stopped. When it is necessary to supply power to the electric vehicle, the circuit breaker 40 is closed. When the circuit breaker 40 is closed, the current collector 11 and the power conversion device 10 are electrically connected, and power is supplied from the power source 12 to the power conversion device 100.

フィルタリアクトル50は、集電装置11と電力変換装置10との間に電気的に直列に設けられる。フィルタリアクトル50の一端は遮断器40に接続される。フィルタリアクトル50の他端は第2のスイッチ31、逆流防止サイリスタ60および第1の抵抗器70に接続される。フィルタリアクトル50は、電源12から電力変換装置10に流れる電流を平滑する。フィルタリアクトル50およびフィルタコンデンサ20はLCフィルタ回路を構成し、電力変換装置10が電力変換を行う際に発生する高調波が電源12に流れることを抑制するために設けられる。The filter reactor 50 is electrically connected in series between the current collector 11 and the power conversion device 10. One end of the filter reactor 50 is connected to the circuit breaker 40. The other end of the filter reactor 50 is connected to the second switch 31, the backflow prevention thyristor 60, and the first resistor 70. The filter reactor 50 smoothes the current flowing from the power source 12 to the power conversion device 10. The filter reactor 50 and the filter capacitor 20 form an LC filter circuit and are provided to suppress harmonics generated when the power conversion device 10 performs power conversion from flowing to the power source 12.

逆流防止サイリスタ60は、集電装置11と電力変換装置10との間に電気的に直列に設けられる。逆流防止サイリスタ60の一端は第2のスイッチ31、フィルタリアクトル50および第1の抵抗器70に接続される。逆流防止サイリスタ60の他端は電力変換装置10、フィルタコンデンサ20、電圧検出器21、第1の抵抗器70、放電用抵抗器80および81に接続される。逆流防止サイリスタ60は、第1の抵抗器70と並列に接続される。逆流防止サイリスタ60は、フィルタコンデンサ20から電源12に電流が流れることを防止する。The backflow prevention thyristor 60 is electrically connected in series between the current collector 11 and the power converter 10. One end of the backflow prevention thyristor 60 is connected to the second switch 31, the filter reactor 50, and the first resistor 70. The other end of the backflow prevention thyristor 60 is connected to the power converter 10, the filter capacitor 20, the voltage detector 21, the first resistor 70, and the discharge resistors 80 and 81. The backflow prevention thyristor 60 is connected in parallel with the first resistor 70. The backflow prevention thyristor 60 prevents current from flowing from the filter capacitor 20 to the power source 12.

第1の抵抗器70は、集電装置11と電力変換装置10との間に電気的に直列に設けられる。第1の抵抗器70の一端は第2のスイッチ31、フィルタリアクトル50および逆流防止サイリスタ60に接続される。第1の抵抗器70の他端は電力変換装置10、フィルタコンデンサ20、電圧検出器21、逆流防止サイリスタ60、放電用抵抗器80および81に接続される。第1の抵抗器70は、逆流防止サイリスタ60と並列に接続される。第1の抵抗器70は、フィルタコンデンサ20へ充電する際に突入電流を防ぐための充電抵抗である。また、第1の抵抗器70は、フィルタコンデンサ20の放電異常の際に、放電抵抗となる。詳細は後述する。第1の抵抗器70は、第1のスイッチ30とフィルタコンデンサ20との間に直列に接続される。The first resistor 70 is electrically connected in series between the current collector 11 and the power converter 10. One end of the first resistor 70 is connected to the second switch 31, the filter reactor 50, and the backflow prevention thyristor 60. The other end of the first resistor 70 is connected to the power converter 10, the filter capacitor 20, the voltage detector 21, the backflow prevention thyristor 60, and the discharge resistors 80 and 81. The first resistor 70 is connected in parallel with the backflow prevention thyristor 60. The first resistor 70 is a charging resistor for preventing inrush current when charging the filter capacitor 20. The first resistor 70 also serves as a discharge resistor in the event of a discharge abnormality in the filter capacitor 20. Details will be described later. The first resistor 70 is connected in series between the first switch 30 and the filter capacitor 20.

放電用抵抗器80および81は、電力変換装置10と並列に設けられる。放電用抵抗器80および81は並列に接続される。放電用抵抗器80および81の一端は、電力変換装置10、フィルタコンデンサ20、電圧検出器21、逆流防止サイリスタ60、第1の抵抗器70に接続される。放電用抵抗器80および81の他端は、放電用接触器90に接続される。電気車制御装置は、放電用抵抗器を複数備えるため、放電用抵抗器のうちの一方が接触不良などにより異常があった場合であっても、接触不良がない他方の放電用抵抗器を通電することで放電は可能となる。放電用抵抗器は、3つ以上備えていてもよい。The discharge resistors 80 and 81 are provided in parallel with the power conversion device 10. The discharge resistors 80 and 81 are connected in parallel. One end of the discharge resistors 80 and 81 is connected to the power conversion device 10, the filter capacitor 20, the voltage detector 21, the backflow prevention thyristor 60, and the first resistor 70. The other end of the discharge resistors 80 and 81 is connected to the discharge contactor 90. Since the electric vehicle control device has multiple discharge resistors, even if one of the discharge resistors has an abnormality due to poor contact, discharging is possible by passing electricity through the other discharge resistor that has no poor contact. Three or more discharge resistors may be provided.

放電用接触器90は、電力変換装置10と並列に設けられる。放電用接触器90の一端は、放電用抵抗器80および81に接続される。放電用接触器90の他端は接地される。放電用抵抗器80および81は放電用接触器90と直列に接続される。放電用抵抗器80、81および放電用接触器90は、コンデンサの両端に接続され第1の放電回路を構成する。The discharge contactor 90 is provided in parallel with the power conversion device 10. One end of the discharge contactor 90 is connected to the discharge resistors 80 and 81. The other end of the discharge contactor 90 is grounded. The discharge resistors 80 and 81 are connected in series with the discharge contactor 90. The discharge resistors 80, 81 and the discharge contactor 90 are connected across the capacitor to form a first discharge circuit.

第2のスイッチ31は、電力変換装置10と並列に設けられる。第2のスイッチ31の一端は、フィルタリアクトル50、逆流防止サイリスタ60および第1の抵抗器70に接続される。第2のスイッチ31の他端は接地される。第2のスイッチ31は、第1の抵抗器70と直列に接続される。第2のスイッチ31および第1の抵抗器70は、第2の放電回路を構成する。第2のスイッチ31は、正常時には、開放されており通電はしない。第2のスイッチ31は、フィルタコンデンサ20の放電異常の際に投入される。第2のスイッチ31が投入されることで、フィルタコンデンサ20に充電された電荷は放電される。詳細は後述する。The second switch 31 is provided in parallel with the power conversion device 10. One end of the second switch 31 is connected to the filter reactor 50, the backflow prevention thyristor 60, and the first resistor 70. The other end of the second switch 31 is grounded. The second switch 31 is connected in series with the first resistor 70. The second switch 31 and the first resistor 70 constitute a second discharge circuit. The second switch 31 is normally open and does not conduct electricity. The second switch 31 is closed when a discharge abnormality occurs in the filter capacitor 20. By closing the second switch 31, the charge stored in the filter capacitor 20 is discharged. Details will be described later.

本開示の実施の形態1にかかる電気車制御装置の動作を説明する。フィルタコンデンサ20に電荷を充電する充電動作について説明する。電力変換装置10を動作させるために、フィルタコンデンサ20が充電される。フィルタコンデンサ20を充電するためには電源12からの電力を供給する必要があり、第1のスイッチ30および遮断器40が投入される(閉じられる)。逆流防止サイリスタ60をOFFにして、逆流防止サイリスタ60を通電させずに、第1の抵抗器70を通電することで、フィルタコンデンサ20には突入電流が流れず充電することが可能となる。電圧検出器21において、予め定められた値以上の電圧を検出した後、逆流防止サイリスタ60をONにして、逆流防止サイリスタ60を通電させることで、短絡して、フィルタコンデンサ20を充電する。第1のスイッチ30および遮断器40は、フィルタコンデンサ20を充電している期間、投入されている。The operation of the electric vehicle control device according to the first embodiment of the present disclosure will be described. The charging operation of charging the filter capacitor 20 will be described. In order to operate the power conversion device 10, the filter capacitor 20 is charged. In order to charge the filter capacitor 20, it is necessary to supply power from the power source 12, and the first switch 30 and the circuit breaker 40 are turned on (closed). By turning off the backflow prevention thyristor 60, not conducting the backflow prevention thyristor 60, and conducting the first resistor 70, it is possible to charge the filter capacitor 20 without an inrush current flowing. After detecting a voltage equal to or greater than a predetermined value in the voltage detector 21, the backflow prevention thyristor 60 is turned on and the backflow prevention thyristor 60 is conducted, thereby short-circuiting and charging the filter capacitor 20. The first switch 30 and the circuit breaker 40 are turned on during the period in which the filter capacitor 20 is being charged.

次に、実施の形態1にかかる電気車制御装置のフィルタコンデンサ20が放電される動作を説明する図である。電気車制御装置の制御部(図示しない)は、フィルタコンデンサ20の放電を開始するために、遮断器40を開放する(S11)。遮断器40が開放されることで、電源12からの電力の供給が停止される。次に、電力変換装置10の動作が停止される(S12)。放電用接触器90が投入され(S13)、フィルタコンデンサに蓄積された電荷が放電される。予め定められた期間経過後に電圧検出器21の電圧値が、予め定められた値(所定値)以下になっているか確認される(S14)。予め定められた期間経過後に電圧検出器21の電圧値が、予め定められた値以下になっている場合(S14:Y)は、第1の放電回路に異常はないため、正常に放電が行われ、電圧検出器21の電圧値が0Vであることを確認して(S16)、放電動作は完了される。放電用接触器90が投入された後、予め定められた期間経過後に電圧検出器21の電圧値が、予め定められた値以下になっていない場合(S14:N)は、放電されていない状態であるため、第1の放電回路に異常があるとされる。つまり、第1の放電回路の異常が検出される。、そのため、確実に放電を行うために、第1のスイッチ30が開放され、第2のスイッチ31が投入される(S15)。第2のスイッチ31が投入されることで、第1の抵抗器70と第2のスイッチ31による第2の放電回路が形成される。第2の放電回路により、フィルタコンデンサ20の放電が行われ、電圧検出器21の電圧値が0Vであることを確認して(S16)、放電動作は完了される。Next, a diagram for explaining the operation of discharging the filter capacitor 20 of the electric vehicle control device according to the first embodiment will be described. The control unit (not shown) of the electric vehicle control device opens the circuit breaker 40 to start discharging the filter capacitor 20 (S11). When the circuit breaker 40 is opened, the supply of power from the power source 12 is stopped. Next, the operation of the power conversion device 10 is stopped (S12). The discharge contactor 90 is turned on (S13), and the charge accumulated in the filter capacitor is discharged. After a predetermined period of time has elapsed, it is confirmed whether the voltage value of the voltage detector 21 is equal to or lower than a predetermined value (predetermined value) (S14). If the voltage value of the voltage detector 21 is equal to or lower than the predetermined value after the predetermined period of time has elapsed (S14: Y), there is no abnormality in the first discharge circuit, so the discharge is performed normally, and it is confirmed that the voltage value of the voltage detector 21 is 0 V (S16), and the discharge operation is completed. If the voltage value of the voltage detector 21 is not equal to or lower than the predetermined value after a predetermined period of time has elapsed after the discharge contactor 90 is turned on (S14: N), it is determined that there is an abnormality in the first discharge circuit because the discharge is not being performed. In other words, an abnormality in the first discharge circuit is detected. Therefore, in order to ensure discharge, the first switch 30 is opened and the second switch 31 is turned on (S15). By turning on the second switch 31, a second discharge circuit is formed by the first resistor 70 and the second switch 31. The second discharge circuit discharges the filter capacitor 20, and when it is confirmed that the voltage value of the voltage detector 21 is 0 V (S16), the discharge operation is completed.

実施の形態1にかかる電気車制御装置は、第1の放電回路において、放電用抵抗器を複数備えることで、一方の放電用抵抗器が接触不良により通電しない場合であっても、接触不良がない他方の放電用抵抗器を通電することにより、放電が可能となる。また、放電用抵抗器に異常がない場合であっても、放電用接触器90に異常がある場合は、正常に放電できない。その場合であっても、電気車制御装置は、電圧検出器21の電圧値が監視されることで第1の放電回路の異常を検出し、第2の放電回路を形成する。第2の放電回路により放電が行なわれることにより、フィルタコンデンサ20の電荷を確実に放電できる。 The electric vehicle control device according to the first embodiment has a plurality of discharge resistors in the first discharge circuit, so that even if one discharge resistor does not conduct electricity due to poor contact, discharging is possible by conducting the other discharge resistor that has no poor contact. Furthermore, even if there is no abnormality in the discharge resistor, normal discharge is not possible if there is an abnormality in the discharge contactor 90. Even in this case, the electric vehicle control device detects an abnormality in the first discharge circuit by monitoring the voltage value of the voltage detector 21, and forms a second discharge circuit. Discharging by the second discharge circuit ensures that the charge in the filter capacitor 20 is discharged.

電圧検出器21において予め定められた期間経過後に、電圧値が予め定められた値以下になっているか確認されるとしたが、ここで、予め定められた期間とは、例えば5分であり、予め定められた値とは、例えば50Vであるが、これに限られない。予め定められた期間および予め定められた値は、適宜設定されればよい。It has been stated that the voltage detector 21 checks whether the voltage value is equal to or lower than a predetermined value after a predetermined period of time has elapsed. Here, the predetermined period is, for example, 5 minutes, and the predetermined value is, for example, 50 V, but is not limited to these. The predetermined period and the predetermined value may be set as appropriate.

実施の形態1にかかる電気車制御装置は、第2の放電回路を形成する際に、第1のスイッチ30と第2のスイッチ31を連動して動作させる。第1のスイッチ30と第2のスイッチ31が連動することで、第1のスイッチ30は開放されることにより電源12側に電流が流れることはなく、第2のスイッチ31は投入されることで、確実に接地側に電流を流すことが可能となる。また、第2の放電回路は、第1の抵抗器70を通電するため、電圧降下を伴うことで、放電時の低インピーダンス化を防止できる。低インピーダンス化とは、フィルタコンデンサ20の高圧側と低圧側が短絡するような場合である。放電時に低インピーダンス化すると、大電流が流れ、感電する危険性がある。しかしながら、実施の形態1にかかる電気車制御装置では、放電時の低インピーダンス化を防止できる。 The electric vehicle control device according to the first embodiment operates the first switch 30 and the second switch 31 in conjunction with each other when forming the second discharge circuit. By linking the first switch 30 and the second switch 31, the first switch 30 is opened so that no current flows to the power source 12 side, and the second switch 31 is closed so that the current can be reliably passed to the ground side. In addition, the second discharge circuit energizes the first resistor 70, which causes a voltage drop and prevents low impedance during discharge. Low impedance refers to a case where the high voltage side and low voltage side of the filter capacitor 20 are short-circuited. If low impedance occurs during discharge, a large current flows, and there is a risk of electric shock. However, the electric vehicle control device according to the first embodiment can prevent low impedance during discharge.

実施の形態1にかかる電気車制御装置は、逆流防止サイリスタ60は、接触器(図示しない)が直列に接続されていてもよい。この場合において、接触器は、フィルタコンデンサ20が充電される場合に投入され、フィルタコンデンサ20が放電される場合に開放されてもよい。逆流防止サイリスタ60と直列に接触器を接続することで、第2の放電回路を形成して、フィルタコンデンサ20が放電される際に、接触器は開放されるため、放電電流は逆流防止サイリスタ60側を通電せず、第1の抵抗器70側を通電するため、逆流防止サイリスタ60が短絡した場合であっても、確実に第1の抵抗器70側を通電し、放電時の低インピーダンス化を防止できる。In the electric vehicle control device according to the first embodiment, the backflow prevention thyristor 60 may be connected in series with a contactor (not shown). In this case, the contactor may be turned on when the filter capacitor 20 is charged and turned off when the filter capacitor 20 is discharged. By connecting the contactor in series with the backflow prevention thyristor 60, a second discharge circuit is formed. When the filter capacitor 20 is discharged, the contactor is turned off. Therefore, the discharge current does not flow through the backflow prevention thyristor 60 but flows through the first resistor 70. Therefore, even if the backflow prevention thyristor 60 is shorted, the first resistor 70 is reliably energized, and low impedance during discharge can be prevented.

実施の形態1にかかる電気車制御装置は、電気車に搭載され、電源から電力の供給を受けて、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置と、電源と電力変換装置との間を流れる電流の通電および遮断を切り替える第1のスイッチと、電力変換装置の直流側に接続されるコンデンサと、コンデンサの両端に接続され、放電用抵抗器および放電用接触器から構成される第1の放電回路と、コンデンサの両端に接続され、第2のスイッチおよび第1のスイッチとコンデンサとの間に直列に接続される第1の抵抗器から構成される第2の放電回路を備えることにより、フィルタコンデンサの電荷を確実に放電することができる。The electric vehicle control device of the first embodiment is equipped with a power conversion device mounted on an electric vehicle, which receives power from a power source and converts DC power into AC power, a first switch which switches between passing and cutting off the current flowing between the power source and the power conversion device, a capacitor connected to the DC side of the power conversion device, a first discharge circuit connected to both ends of the capacitor and consisting of a discharge resistor and a discharge contactor, and a second discharge circuit connected to both ends of the capacitor and consisting of a second switch and a first resistor connected in series between the first switch and the capacitor, thereby enabling the charge of the filter capacitor to be reliably discharged.

実施の形態1にかかる電気車制御装置は、コンデンサと並列に接続される電圧検出器を備え、電圧検出器の電圧が監視されることで、第1の放電回路の異常が検出されることにより、第1の放電回路ではフィルタコンデンサの電荷は放電できないことを検出する。The electric vehicle control device in embodiment 1 is equipped with a voltage detector connected in parallel with the capacitor, and by monitoring the voltage of the voltage detector, an abnormality in the first discharge circuit is detected, and it is detected that the charge of the filter capacitor cannot be discharged by the first discharge circuit.

実施の形態1にかかる電気車制御装置は、第1の放電回路の異常が検出された後、第1のスイッチの開放および第2のスイッチの投入は連動して制御されることにより、放電経路を第2の放電回路に変更することが可能となる。In the electric vehicle control device of embodiment 1, after an abnormality in the first discharge circuit is detected, the opening of the first switch and the closing of the second switch are controlled in conjunction with each other, making it possible to change the discharge path to the second discharge circuit.

実施の形態1にかかる電気車制御装置は、放電用抵抗器は、複数の抵抗器が並列で接続されることにより、一方の抵抗器が不良であったとしても、フィルタコンデンサの電荷を確実に放電することができる。In the electric vehicle control device of embodiment 1, the discharge resistor is configured so that multiple resistors are connected in parallel, so that the charge in the filter capacitor can be reliably discharged even if one of the resistors is defective.

実施の形態2.
実施の形態1では、第1の抵抗器70および第2のスイッチ31により第2の放電回路を形成した。実施の形態2では、フィルタリアクトル50を含む第2の放電回路を形成する。
Embodiment 2.
In the first embodiment, the second discharge circuit is formed by the first resistor 70 and the second switch 31. In the second embodiment, the second discharge circuit includes the filter reactor 50.

図3は、本開示の実施の形態2にかかる電気車制御装置の構成例を示すブロック図である。図3において、接触器100を備えているところが、実施の形態1と異なる。 Figure 3 is a block diagram showing an example configuration of an electric vehicle control device according to embodiment 2 of the present disclosure. In Figure 3, the difference from embodiment 1 is that a contactor 100 is provided.

接触器100の一端は、遮断器40およびフィルタリアクトル50に接続される。接触器100の他端は、第2のスイッチ31に接続される。接触器100は、フィルタコンデンサ20が充電される際は開放される。そのため、フィルタコンデンサ20が充電される制御は、実施の形態1と同じである。One end of the contactor 100 is connected to the circuit breaker 40 and the filter reactor 50. The other end of the contactor 100 is connected to the second switch 31. The contactor 100 is opened when the filter capacitor 20 is charged. Therefore, the control for charging the filter capacitor 20 is the same as in the first embodiment.

接触器100は、フィルタコンデンサ20が放電される際に投入される。フィルタコンデンサ20が放電される際に、図2のS15において、第2のスイッチ31が投入されるのと併せて、接触器100が投入される。接触器100が投入されることで、第2の放電回路は、第1の抵抗器70、フィルタリアクトル50、接触器100および第2のスイッチ31により構成される。第2の放電回路において、フィルタリアクトル50を備えることにより、フィルタコンデンサ20の電荷が放電される際に、フィルタリアクトル50の時定数により、放電開始時の電流量を抑制でき、突入電流を抑えることが可能となる。The contactor 100 is turned on when the filter capacitor 20 is discharged. When the filter capacitor 20 is discharged, in S15 of FIG. 2, the second switch 31 is turned on and the contactor 100 is turned on. When the contactor 100 is turned on, the second discharge circuit is composed of the first resistor 70, the filter reactor 50, the contactor 100 and the second switch 31. By providing the filter reactor 50 in the second discharge circuit, when the charge of the filter capacitor 20 is discharged, the amount of current at the start of discharge can be suppressed by the time constant of the filter reactor 50, making it possible to suppress the inrush current.

実施の形態2にかかる電気車制御装置は、第2のスイッチと第1の抵抗器との間に直列に接続されるフィルタリアクトルを備えることにより、フィルタコンデンサの電荷を放電する際に、放電開始時の電流量を抑制できる。 The electric vehicle control device of embodiment 2 is provided with a filter reactor connected in series between the second switch and the first resistor, thereby making it possible to suppress the amount of current at the start of discharging when discharging the charge of the filter capacitor.

電気車制御装置の制御部(図示しない)は、少なくともプロセッサと、メモリと、受信器と、送信器とを備え、各装置の動作はソフトウェアにより実現することができる。図4は、実施の形態にかかる電気車制御装置の制御部を実現するハードウェアの一般的な構成例を示す図である。図4に示す装置は、プロセッサ1001、メモリ1002、受信器1003および送信器1004を備え、プロセッサ1001は受信したデータを用いてソフトウェアによる演算および制御を行う。メモリ1002は受信したデータ、またはプロセッサ1001が演算および制御を行うに際して必要なデータを記憶し、ソフトウェアの記憶も行う。受信器1003は、電気車制御装置に入力される信号または情報を受信するインターフェースである。送信器1004は、電気車制御装置は出力される信号または情報を送信するインターフェースである。なお、プロセッサ1001、メモリ1002、受信器1003および送信器1004は、各々複数設けられていてもよい。The control unit (not shown) of the electric vehicle control device includes at least a processor, a memory, a receiver, and a transmitter, and the operation of each device can be realized by software. FIG. 4 is a diagram showing a general configuration example of hardware that realizes the control unit of the electric vehicle control device according to the embodiment. The device shown in FIG. 4 includes a processor 1001, a memory 1002, a receiver 1003, and a transmitter 1004, and the processor 1001 performs calculations and control by software using received data. The memory 1002 stores the received data or data required for the processor 1001 to perform calculations and control, and also stores software. The receiver 1003 is an interface that receives signals or information input to the electric vehicle control device. The transmitter 1004 is an interface that transmits signals or information output from the electric vehicle control device. Note that the processor 1001, the memory 1002, the receiver 1003, and the transmitter 1004 may each be provided in multiple units.

実施の形態1および2において、フィルタコンデンサ20の電荷が放電される際、第1の放電回路および第2の放電回路を切り替えて、一方の放電回路を使用して放電されることを説明したが、両方の放電回路を同時に使用してもよい。両方の放電回路を使用する場合、一方の放電回路が接触不良などにより放電ができない場合であっても、切り替えを行うことなく他方の放電回路により放電を続けることが可能となる。また、放電ができない放電回路がある場合は、放電ができない放電回路に通電しないように、接触器または第2のスイッチは開放される。具体的には、第1の放電回路により放電できない場合は、放電用接触器90は開放され、第2の放電回路により放電できない場合は、第2のスイッチ31が開放される。In the first and second embodiments, when the charge of the filter capacitor 20 is discharged, the first discharge circuit and the second discharge circuit are switched and one of the discharge circuits is used for discharging. However, both discharge circuits may be used simultaneously. When both discharge circuits are used, even if one of the discharge circuits cannot discharge due to poor contact or the like, it is possible to continue discharging using the other discharge circuit without switching. Furthermore, if there is a discharge circuit that cannot discharge, the contactor or the second switch is opened so as not to pass current through the discharge circuit that cannot discharge. Specifically, if the first discharge circuit cannot discharge, the discharge contactor 90 is opened, and if the second discharge circuit cannot discharge, the second switch 31 is opened.

実施の形態1および2において、第1の放電回路が異常であることを検知する手段は、自動であっても、手動であってもよい。電圧検出器21の電圧値を外部の装置に出力し、外部の装置が予め定められた期間経過後に電圧検出器21の電圧値が、予め定められた値以下になっているかを確認してもよい。In the first and second embodiments, the means for detecting that the first discharge circuit is abnormal may be automatic or manual. The voltage value of the voltage detector 21 may be output to an external device, and the external device may check whether the voltage value of the voltage detector 21 is equal to or lower than a predetermined value after a predetermined period of time has elapsed.

実施の形態1および2において、第1の放電回路の放電用接触器90および第2の放電回路の第2のスイッチ31が投入される制御および開放される制御は自動で行ってもよいし、手動で行ってもよい。In embodiments 1 and 2, the control of closing and opening the discharge contactor 90 of the first discharge circuit and the second switch 31 of the second discharge circuit may be performed automatically or manually.

10 電力変換装置、11 集電装置、12 電源、20 フィルタコンデンサ、21 電圧検出器、30 第1のスイッチ、31 第2のスイッチ、40 遮断器、50 フィルタリアクトル、60 逆流防止サイリスタ、70 第1の抵抗器、80,81 放電用抵抗器、90 放電用接触器、100 接触器、1001 プロセッサ、1002 メモリ、1003 受信器、1004 送信器10。 10 Power conversion device, 11 Current collector, 12 Power source, 20 Filter capacitor, 21 Voltage detector, 30 First switch, 31 Second switch, 40 Circuit breaker, 50 Filter reactor, 60 Backflow prevention thyristor, 70 First resistor, 80, 81 Discharge resistor, 90 Discharge contactor, 100 Contactor, 1001 Processor, 1002 Memory, 1003 Receiver, 1004 Transmitter 10.

Claims (4)

電気車に搭載され、電源から電力の供給を受けて、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置と、
前記電源と前記電力変換装置との間を流れる電流の通電および遮断を切り替える第1のスイッチと、
前記電力変換装置の直流側に接続されるコンデンサと、
前記コンデンサの両端に接続され、放電用抵抗器および放電用接触器から構成される第1の放電回路と、
前記コンデンサの両端に接続され、前記第1のスイッチと前記コンデンサとの間に直列に接続される充電抵抗かつ放電抵抗である第1の抵抗器および第2のスイッチから構成され、投入された前記第2のスイッチを介して前記コンデンサに接続される前記第1の抵抗器によって前記コンデンサを放電する第2の放電回路と、
を備え
前記第1の放電回路の異常が検出された後、前記第1のスイッチが開放され、前記第1のスイッチの開放に連動して前記第2のスイッチが投入される、
気車制御装置。
a power conversion device that is mounted on the electric vehicle and receives power from a power source and converts DC power into AC power;
a first switch that switches between passing and cutting off a current flowing between the power source and the power conversion device;
A capacitor connected to a DC side of the power conversion device;
a first discharge circuit connected across the capacitor and including a discharge resistor and a discharge contactor;
a second discharge circuit that is connected to both ends of the capacitor, and that is composed of a first resistor that is a charging resistor and a discharging resistor that are connected in series between the first switch and the capacitor, and a second switch, and that discharges the capacitor by the first resistor that is connected to the capacitor via the second switch that is turned on ;
Equipped with
After an abnormality in the first discharge circuit is detected, the first switch is opened, and the second switch is turned on in conjunction with the opening of the first switch.
Electric vehicle control device.
前記コンデンサと並列に接続される電圧検出器を備え、
前記電圧検出器の電圧が監視されることで、前記第1の放電回路の異常が検出される、
請求項1に記載の電気車制御装置。
a voltage detector connected in parallel with the capacitor;
The voltage of the voltage detector is monitored to detect an abnormality in the first discharge circuit.
The electric vehicle control device according to claim 1 .
前記放電用抵抗器は、複数の抵抗器が並列で接続される、
請求項1または2に記載の電気車制御装置。
The discharge resistor is a plurality of resistors connected in parallel.
3. An electric vehicle control device according to claim 1 or 2 .
第2の放電回路は、前記第2のスイッチと前記第1の抵抗器との間に直列に接続されるフィルタリアクトルを備えた、
請求項1からのいずれか1項に記載の電気車制御装置。
the second discharge circuit includes a filter reactor connected in series between the second switch and the first resistor.
The electric vehicle control device according to any one of claims 1 to 3 .
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