[发明专利]电车的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种将交流电动机作为驱动源、并利用可变电压可变频率型逆变器来控制该交流电动机的电车的控制装置。

背景技术

电车在通常的制动中实行利用再生制动而实现的电制动，将车辆的惯性能量变换成电能，并且使再生能量返回架空线即直流供电线路中。在该再生制动中不可欠缺的是，直流供电线路侧具有再生能力，或者直流供电线路侧存在作为再生负载的动力行驶运转中的其它电车。

这里，当再生制动状态下电车的再生功率大于动力行驶运转状态下电车所消耗的功率时，会出现架空线电压或设置于逆变器前级的滤波电容器的电压增大、从而发生过电压以使保护功能动作的情况。作为改善该问题的方法，通常采用的是限定再生制动状态下来自电车的再生功率，使由于再生制动而产生的制动力下降，并用机械制动来补充该下降的制动力。但是，在这种情况下，由于机械制动会磨损制动块，所以在某一定期间内就必须对制动块进行维护。

为了避免该制动块的磨损，已知在逆变器的直流侧设置由开关元件和电阻组成的制动斩波器。在这种情况下，当由于电制动所产生的再生功率增大、而使逆变器的直流输出电压上升时，使制动斩波器工作，以消耗再生功率。但是，在这种情况下，因为对制动装置追加了制动斩波器，所以会出现控制装置大型化、制作成本提高的问题。

在日本专利特开2003-199204号公报(专利文献1)的图1中揭示了，代替制动斩波器，而采用能够存储再生能量的双电层电容器。在该专利文献1中提出，对通过集电靴与直流供电线路连接的直流供电电路设置平滑电容器，并将经该平滑电容器平滑化后的直流电压提供给可变电压可变频率逆变器，在这样的电车的控制装置中，通过具有开关元件的DC/DC变换器将双电层电容器与上述平滑电容器并联连接，在再生制动状态下将来自逆变器的再生能量存储于双电层电容器中，在动力行驶运转状态或惯性运转状态下，将该双电层电容器中所存储的能量提供给供电线路或逆变器。

另外，在日本专利特开2004-104976号公报(专利文献2)的图10中也揭示了，代替制动斩波器电路，以存储再生能量为目的，而采用双电层电容器。

专利文献1：日本专利特开2003-199204号公报(权利要求1，图1)

专利文献2：日本专利特开2004-104976号公报(第0072段，图10)

如上所述，在以往的电车的控制装置中，为了避免制动块的磨损，并有效地利用再生能量，虽然已知有安装制动斩波器、或者采用能够存储再生能量的双电层电容器的方法，但是必须追加制动斩波器或双电层电容器，所以会造成控制装置大型化、且制作成本提高的问题。

本发明是为了解决上述问题而设计的，目的在于提出一种改进后的电车的控制装置，该电车的控制装置不追加制动斩波器或双电层电容器，而能够利用辅助电源装置的负载以消耗多余的再生能量。

发明内容

本发明的第1形态的电车的控制装置具有如下特征，即构成一种电车的控制装置，其具有驱动电车的交流电动机、以及控制该交流电动机的可变电压可变频率型逆变器，上述可变电压可变频率型逆变器具有与电车的直流供电电路连接的直流侧端子、和与上述交流电动机连接的交流侧端子，在电车的动力行驶运转状态下，将从上述直流供电电路提供给上述直流侧端子的直流功率变换成交流功率，并将该交流功率从上述交流侧端子提供给上述交流电动机，或者在电车的再生制动状态下，将从上述交流电动机提供给上述交流侧端子的交流功率变换成直流功率，并将该直流功率从上述直流侧端子提供给上述直流供电电路，而且，该电车的控制装置还具有与上述直流供电电路连接的辅助电源装置、以及控制与上述辅助电源装置连接的负载的负载控制单元，上述负载控制单元从上述可变电压可变频率型逆变器接受表示其工作状态的逆变器状态信号，并且根据该逆变器状态信号来控制上述负载。