(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
架線から受電した交流電圧を所定値の直流電圧に変換する３レベルコンバータと、
このコンバータから出力される直流電圧が供給される負荷装置と、
前記コンバータの直流端子間に接続された直列接続の第１及び第２のコンデンサからなり両コンデンサの共通の中間接続点を前記コンバータに中性点電位として付与するコンデンサ装置と、
前記コンバータの直流出力端子間に接続され、前記コンデンサ電圧が所定値以上に上昇した場合に動作する過電圧保護回路と、
前記コンバータの直流出力端子間に接続され、前記過電圧保護回路の動作頻度を減少させるために、前記コンデンサ電圧に応じた一定の電力を常に消費する放電抵抗とを有する交流電気車の制御装置。
【請求項２】
架線から受電した交流電圧を所定値の直流電圧に変換する３レベルコンバータと、
このコンバータから出力される直流電圧が供給される負荷装置と、
前記コンバータの直流端子間に接続された直列接続の第１及び第２のコンデンサからなり両コンデンサの共通の中間接続点を前記コンバータに中性点電位として付与するコンデンサ装置と、
前記コンバータの直流出力端子間に接続され、前記コンデンサ電圧が所定値以上に上昇した場合に動作する過電圧保護回路と、
前記コンバータの直流出力端子間に接続されたスイッチと、
ノッチ指令に基づいて、前記コンバータのゲートブロック状態を判定し、前記コンバータがゲートブロックの場合にのみスイッチオン指令を前記スイッチへ出力するスイッチ制御回路と、
前記コンバータの直流出力端子間に前記スイッチと直列接続され、前記過電圧保護回路の動作頻度を減少させるために、前記コンデンサ装置に充電された電荷を放電する放電抵抗とを有する交流電気車の制御装置。
【請求項３】
架線から受電した交流電圧を所定値の直流電圧に変換する３レベルコンバータと、
このコンバータから出力される直流電圧が供給される負荷装置と、
前記コンバータの直流端子間に接続された直列接続の第１及び第２のコンデンサからなり両コンデンサの共通の中間接続点を前記コンバータに中性点電位として付与するコンデンサ装置と、
このコンデンサ装置の各コンデンサ毎に設けられそれぞれ放電抵抗及びそれに直列に接続されたスイッチからなる過電圧保護回路と、
ノッチ指令に基づいて、前記コンバータのゲートブロック状態を判定し、前記コンバータがゲートブロックの場合にのみスイッチオン指令を前記スイッチへ出力するスイッチ制御回路とを有し、
前記コンデンサ電圧が所定値以上に上昇した場合には、当該交流電気車のシステムを停止させ過電圧保護回路を動作させるが、前記コンデンサ電圧が所定値以上に上昇した場合でも前記コンバータがゲートブロック状態にある場合には、前記スイッチを付加的にオン動作させることを特徴とする交流電気車の制御装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の交流電気車の制御装置において、
前記コンバータがゲートブロック状態にありかつ、前記コンデンサの電圧が所定値以上である場合に、前記スイッチをオン動作させることを特徴とするスイッチ制御回路とを備えていることを特徴とする交流電気車の制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の交流電気車の制御装置において、
前記負荷装置は、前記コンバータの直流端子間に接続され、前記コンデンサ装置の中間接続点を中性点電位とし、前記コンバータから出力される直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、このインバータから出力される交流電圧が供給される主電動機とを有する交流電気車の制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の交流電気車の制御装置において、
前記コンバータは、前記コンデンサ装置に対して各々並列に接続された第１相及び第２相スイッチング素子列を備え、前記第１相及び第２相スイッチング素子列はそれぞれ、前記第１のコンデンサに接続され、各々直列に接続された第１及び第２のスイッチング素子と、前記第２のコンデンサに接続され、各々直列に接続された第３及び第４のスイッチング素子と、これら第１ないし第４のスイッチング素子に各々逆並列に接続された第１ないし第４のダイオードと、前記第１ないし第４のスイッチング素子に各々接続された第１ないし第４のスナバ回路と、前記第１及び第２のスイッチング素子と前記中性点との間に接続された第５のダイオードと、前記第３及び第４のスイッチング素子と前記中性点との間に接続された第６のダイオードとを備えたことを特徴とする交流電気車の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は交流電気車の制御装置、特に駆動電源として使用される３レベルコンバータ／インバータ装置の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、３レベル・コンバータ／インバータ装置を用いて構成された交流電気車の駆動装置を示すものである。この駆動装置の主回路は、変圧器Ｔ、コンバータＣＶ、インバータＩＶ及び主電動機Ｍを備えている。電気車は架線ＫｅからパンタグラフＰにより交流電圧を取り出し、それを変圧器Ｔ及び開閉器ＳＫを介してコンバータＣＶに入力し、そこで一旦、一定の直流電圧に変換し、インバータＩＶにより任意周波数・任意電圧の交流電圧に再変換して主電動機Ｍに供給しこれを駆動する。なお、変圧器Ｔのアース側は車輪Ｈｗを介して接地される。コンバータＣＶ及びインバータＩＶは、後述のフィルタコンデンサＦＣＰ，ＦＣＮから中性点電位を得て、いわゆる３レベル・コンバータ／インバータ装置を構成する。
【０００３】
コンバータＣＶは、基本的には単相ブリッジ結線の整流回路であって、３レベルシステムを構成するために各アームには直列接続の２組の素子が設けられている。すなわち、正側第１相アームは素子ＣＵ１，ＣＵ２、正側第２相アームは素子ＣＶ１，ＣＶ２、負側第１相アームは素子ＣＵ３，ＣＵ４、負側第２相アームは素子ＣＶ３，ＣＶ４からそれぞれなっている。さらに各素子は、スイッチング素子とそれに逆並列に接続されたダイオードからなっている。負側第１相アームの素子ＣＵ３，ＣＵ４の接続点と正側第１相アームの素子ＣＵ１，ＣＵ２の接続点との間に直列接続の２組のダイオードＣＵＮおよびＣＵＰが並列に接続され、同様に負側第２相アームの素子ＣＶ３，ＣＶ４の接続点と正側第２相アームの素子ＣＶ１，ＣＶ２の接続点との間に直列接続の２組のダイオードＣＶＮおよびＣＶＰが並列に接続されている。
【０００４】
コンバータＣＶとインバータＩＶとの間には直流中間回路ＤＣが形成されており、その正負両直流母線Ｐ，Ｎ間にそれぞれ直列接続の一対のフィルタコンデンサＦＣＰ，ＦＣＮ及び一対の過電圧保護回路ＯＶＰ，ＯＶＮが接続されている。過電圧保護回路ＯＶＰ，ＯＶＮは、それぞれスイッチＳＷ１，ＳＷ２及びそれに直列の放電抵抗Ｒ１，Ｒ２からなっている。スイッチＳＷ１及びＳＷ２は、常時はオフ状態にある。過電圧保護回路ＯＶＰ，ＯＶＮは、瞬時停電や、セクション切り換え、回生制御時に直流中間回路ＤＣの正負両直流母線Ｐ，Ｎに発生する直流電圧Ｖcp，Ｖcnの過電圧を抑制する回路であって、直流電圧が所定値以上に上昇すると、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオンし、放電抵抗Ｒ１，Ｒ２を介してコンデンサＦＣＰ，ＦＣＮの充電エネルギーを放電し電圧上昇を抑制する。
【０００５】
一対のフィルタコンデンサＦＣＰ，ＦＣＮの接続点に中性点Ｃが形成され、この中性点Ｃに、コンバータＣＶにおけるダイオードＣＵＮ，ＣＵＰの接続点、ダイオードＣＶＮ，ＣＶＰの接続点、及び過電圧保護回路ＯＶＰ，ＯＶＮの接続点が接続され、各接続点の電位が中性点Ｃの電位にクランプされる。
【０００６】
インバータＩＶは、主電動機Ｍの相数に合わせて例えば３相型に構成され、しかも各アームがここでも２個直列の素子からなっている。すなわち、正側Ｒ相アームはスイッチング素子ＩＵ１，ＩＵ２からなり、同様に、負側Ｒ相アームはスイッチング素子ＩＵ３，ＩＵ４からなり、正側Ｖ相アームはスイッチング素子ＩＶ１，ＩＶ２からなり、負側Ｖ相アームはスイッチング素子ＩＶ３，ＩＶ４からなり、正側Ｗ相アームはスイッチング素子ＩＷ１，ＩＷ２からなり、負側Ｗ相アームはスイッチング素子ＩＷ３，ＩＷ４からなっている。各スイッチング素子には回生用のダイオードが逆並列に接続されている。
【０００７】
負側Ｕ相アームの素子ＩＵ３，ＩＵ４の接続点と正側Ｕ相アームの素子ＩＵ１，ＩＵ２の接続点との間に直列接続の２組のダイオードＩＵＮおよびＩＵＰが並列に接続され、同様に負側Ｖ相アームの素子ＣＶ３，ＣＶ４の接続点と正側Ｖ相アームの素子ＣＶ１，ＣＶ２の接続点との間に直列接続の２組のダイオードＩＶＮおよびＩＶＰが並列に接続され、負側Ｗ相アームの素子ＣＶ３，ＣＶ４の接続点と正側Ｗ相アームの素子ＣＶ１，ＣＶ２の接続点との間に直列接続の２組のダイオードＩＷＮおよびＩＷＰが並列に接続されている。
【０００８】
フィルタコンデンサＦＣＰ，ＦＣＮの接続点に形成された中性点Ｃは、インバータＩＶにおけるダイオードＩＵＮ，ＩＵＰの接続点、ダイオードＩＶＮ，ＩＶＰの接続点、及びダイオードＩＷＮ，ＩＷＰの接続点にもそれぞれ接続されている。ここでも各接続点の電位が中性点Ｃの電位にクランプされる。
【０００９】
なお、各アームの各スイッチング素子には通常、後述のごとく、スナバ回路が接続されるが、ここでは図示を省略している。
【００１０】
コンバータＣＶの出力電圧すなわち直流中間回路ＤＣの電圧Ｖpnが電圧指令値Ｖ＊と比較され、前者を後者に一致させるための電流基準Ｉｓ＊を電圧制御回路Ｋｖで生成する。コンバータＣＶの入力電流Ｉｓが電流検出器ＣＴによって検出され、その検出電流Ｉｓが電流基準Ｉｓ＊に一致するように、すなわち間接的には出力電圧Ｖpnが電圧指令値Ｖ＊に一致するように、電流制御回路Ｋｉがパルス幅変調制御回路ＰＷ１を介して、ゲート信号ｆu1〜ｆu4によりコンバータＣＶのスイッチング素子ＣＵ１〜ＣＵ４を制御し、ゲート信号ｆv1〜ｆv4によりスイッチング素子ＣＶ１〜ＣＶ４を制御する。
【００１１】
インバータＩＶは直流電圧Ｖpnを電圧源とし、主電動機Ｍに可変周波数・可変電圧の交流電力を供給して車両を駆動する。インバータＩＶのスイッチング素子ＩＵ１〜ＩＵ４，ＩＶ１〜ＩＶ４，ＩＷ１〜ＩＷ４は、主電動機Ｍがノッチ指令Ｎ＊で駆動されるように速度制御回路ＫALが出力指令ＡＬ＊を生成し、パルス幅変調制御回路ＰＷ２を介して、ゲート信号ｇu1〜ｇu4によりインバータＩＶのスイッチング素子ＩＵ１〜ＩＵ４を制御し、ゲート信号ｇv1〜ｇv4によりスイッチング素子ＩＶ１〜ＩＶ４を制御し、ゲート信号ｇw1〜ｇw4によりスイッチング素子ＩＷ１〜ＩＷ４を制御する。
図７は、車両の起動から停止までの一般的な走行パターンを示すものである。停止状態から走行開始して、一般的には力行（加速）−惰行（定速）−回生（減速）の各運転モードが繰り返される。その場合、惰行モード時はコンバータＣＶ及びインバータＩＶにはゲートブロックＧＢ状態として導通制御パルスが与えられなくなり、システムは無制御状態で走行されるのが普通である。
【００１２】
図８は図６のコンバータＤＣにスナバ回路を付加するとともに、特定の通電モードの際の電流通路を示すものである。スナバ回路であるが、これはそれぞれコンデンサ及びそれに直列のダイオードからなるものと、抵抗及びそれに直列のダイオードからなるものが存在する。素子ＣＵ１にはスナバ回路としてコンデンサＣsu1 及びダイオードＤsu1 が素子ＣＵ１に対して逆極性で接続され、以下同様に、素子ＣＵ２にはダイオードＤsu2 及びコンデンサＣsu2 が接続され、素子ＣＵ３にはコンデンサＣsu3 及びダイオードＤsu3 が接続され、素子ＣＵ４にはダイオードＤsu4 及びコンデンサＣsu4 が接続され、ダイオードＣＵＰにはダイオードＤsup 及びコンデンサＣsup が接続され、ダイオードＣＵＮにはコンデンサＣsun 及びダイオードＤsun が接続される。さらに、コンデンサＣsu1 及びダイオードＤsu1 の接続点及びダイオードＤsu4 及びコンデンサＣsu4 の接続点がそれぞれ抵抗Ｒsu1 ，Ｒsu4 を介して中性点Ｃに接続され、ダイオードＤsu2 及びコンデンサＣsu2 の接続点が抵抗Ｒsu2 及びダイオードＲsu22 を介して直流母線Ｐに接続され、直流母線Ｎが抵抗Ｒsu3 及びダイオードＲsu33 を介してコンデンサＣsu3 及びダイオードＤsu3 の接続点に接続される。また、ダイオードＤsup 及びコンデンサＣsup の接続点、及びコンデンサＣsun 及びダイオードＤsun の接続点がそれぞれ抵抗Ｒsup 及びＲsun を介して直流母線Ｐ，Ｎに接続される。
【００１３】
第２相の素子ＣＶ１〜ＣＶ４側も以上述べた第１相の場合と全く同様であり、コンデンサＣsv1 及びダイオードＤsv1 が素子ＣＶ１に対して逆極性で接続され、素子ＣＶ２にはダイオードＤsv2 及びコンデンサＣsv2 が接続され、素子ＣＶ３にはコンデンサＣsv3 及びダイオードＤsv3 が接続され、素子ＣＶ４にはダイオードＤsv4 及びコンデンサＣsv4 が接続され、ダイオードＣＶＰにはダイオードＤsvp 及びコンデンサＣsvp が接続され、ダイオードＣＶＮにはコンデンサＣsvn 及びダイオードＤsvn が接続されている。さらに、コンデンサＣsv1 及びダイオードＤsv1 の接続点及びダイオードＤsv4 及びコンデンサＣsv4 の接続点がそれぞれ抵抗Ｒsv1 ，Ｒsv4 を介して中性点Ｃに接続され、ダイオードＤsv2 及びコンデンサＣsv2 の接続点が抵抗Ｒsv2 及びダイオードＲsv22 を介して直流母線Ｐに接続され、直流母線Ｎが抵抗Ｒsv3 及びダイオードＲsv33 を介してコンデンサＣsv3 及びダイオードＤsv3 の接続点に接続されている。さらに、ダイオードＤsvp 及びコンデンサＣsvp の接続点、及びコンデンサＣsvn 及びダイオードＤsvn の接続点がそれぞれ抵抗Ｒsvp 及びＲsvn を介して直流母線Ｐ，Ｎに接続されている。
【００１４】
図８の回路において、素子ＣＵ１，ＣＵ４，ＣＶ１，ＣＶ４のスナバ回路は中間接続点が抵抗を介して中性点Ｃに接続されたクランプ方式のものであり、また素子ＣＵ２，ＣＵ３，ＣＶ２，ＣＶ３のスナバ回路は抵抗放電形スナバ回路である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の方式のスナバ回路を備えた結果、次のような問題点が発生する。すなわち、図８の回路装置において、ゲートブロックＧＢの状態で、コンバータＣＶに変圧器Ｔの２次電圧Ｖｓが入力されると、太線で示すように、第１相Ｕ側が正で第２相Ｖ側が負である半波区間を考えると、フィルタコンデンサＦＣＰの充電電流Ｉcuが、変圧器Ｔの２次側Ｕ端子から、各部材ＣＵ２−ＣＵ１−ＦＣＰ−ＣＶＰ−Ｄsv2−Ｃsv2を順に通って変圧器Ｔの２次側端子Ｖに至る閉回路で流れる。その結果、フィルタコンデンサＦＣＰが充電され、直流母線Ｐの電圧Ｖpcが上昇する。
【００１６】
図９は、電圧極性が反転し、第２相Ｖ側が正で第１相Ｕ側が負となった場合の電流閉回路を示すものである。この場合の充電電流Ｉcvは、Ｖ−Ｃsv3−Ｄsv3−ＣＶＮ−ＦＣＮ−ＣＵ４−ＣＵ３−Ｕの経路で流れ、その結果、フィルタコンデンサＦＣＮが充電され、直流母線Ｎの電圧絶対値Ｖncが上昇する。
【００１７】
かくして、３レベルコンバータＣＶを備えた交流電気車の主回路では、惰行走行（ゲートブロックＧＢ）時に過電圧保護回路ＯＶＰまたはＯＶＮが動作してシステム全体が停止してしまうという問題が発生する。このような過電圧保護回路の動作が頻発するという事態は新幹線等のように惰行走行の多い場合に特に発生しやすい。
【００１８】
本発明は、３レベルコンバータのゲートブロック時の直流電圧の異常上昇を抑制する回路手段を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、架線から受電した交流電圧を所定値の直流電圧に変換する３レベルコンバータと、このコンバータから出力される直流電圧が供給される負荷装置と、コンバータの直流端子間に接続された直列接続の第１及び第２のコンデンサからなり両コンデンサの共通の中間接続点をコンバータに中性点電位として付与するコンデンサ装置と、コンバータの直流出力端子間に接続され、過電圧保護回路の動作頻度を減少させるために、コンデンサ電圧が所定値以上に上昇した場合に動作する過電圧保護回路と、コンバータの直流出力端子間に接続され、コンデンサ電圧に応じた一定の電力を常に消費する放電抵抗とを有する交流電気車の制御装置を構成したものである。
【００２０】
請求項２に係る発明は、架線から受電した交流電圧を所定値の直流電圧に変換する３レベルコンバータと、このコンバータから出力される直流電圧が供給される負荷装置と、コンバータの直流端子間に接続された直列接続の第１及び第２のコンデンサからなり両コンデンサの共通の中間接続点をコンバータに中性点電位として付与するコンデンサ装置と、コンバータの直流出力端子間に接続され、コンデンサ電圧が所定値以上に上昇した場合に動作する過電圧保護回路と、コンバータの直流出力端子間に接続されたスイッチと、ノッチ指令に基づいて、コンバータのゲートブロック状態を判定し、コンバータがゲートブロックの場合にのみスイッチオン指令をスイッチへ出力するスイッチ制御回路と、コンバータの直流出力端子間にスイッチと直列接続され、過電圧保護回路の動作頻度を減少させるために、コンデンサ装置に充電された電荷を放電する放電抵抗とを有する交流電気車の制御装置を構成したものである。
【００２１】
請求項３に係る発明は、架線から受電した交流電圧を所定値の直流電圧に変換する３レベルコンバータと、このコンバータから出力される直流電圧が供給される負荷装置と、
コンバータの直流端子間に接続された直列接続の第１及び第２のコンデンサからなり両コンデンサの共通の中間接続点をコンバータに中性点電位として付与するコンデンサ装置と、
このコンデンサ装置の各コンデンサ毎に設けられそれぞれ放電抵抗及びそれに直列に接続されたスイッチからなる過電圧保護回路と、
ノッチ指令に基づいて、コンバータのゲートブロック状態を判定し、コンバータがゲートブロックの場合にのみスイッチオン指令をスイッチへ出力するスイッチ制御回路とを有し、
コンデンサ電圧が所定値以上に上昇した場合には、交流電気車のシステムを停止させ過電圧保護回路を動作させるが、コンデンサ電圧が所定値以上に上昇した場合でもコンバータがゲートブロック状態にある場合には、スイッチを付加的にオン動作させることを特徴とする交流電気車の制御装置を構成したものである。
【００２２】
請求項４に係る発明は、請求項２又は請求項３に記載の交流電気車の制御装置において、コンバータがゲートブロック状態にありかつ、コンデンサの電圧が所定値以上である場合に、スイッチをオン動作させることを特徴とするスイッチ制御回路とを備えていることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の交流電気車の制御装置において、負荷装置は、コンバータの直流端子間に接続され、コンデンサ装置の中間接続点を中性点電位とし、コンバータから出力される直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、このインバータから出力される交流電圧が供給される主電動機とを有するものであることを特徴とする。
【００２４】
請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の交流電気車の制御装置において、前記コンバータは、前記コンデンサ装置に対して各々並列に接続された第１相及び第２相スイッチング素子列を備え、前記第１相及び第２相スイッチング素子列はそれぞれ、前記第１のコンデンサに接続され、各々直列に接続された第１及び第２のスイッチング素子と、前記第２のコンデンサに接続され、各々直列に接続された第３及び第４のスイッチング素子と、これら第１ないし第４のスイッチング素子に各々逆並列に接続された第１ないし第４のダイオードと、前記第１ないし第４のスイッチング素子に各々接続された第１ないし第４のスナバ回路と、前記第１及び第２のスイッチング素子と前記中性点との間に接続された第５のダイオードと、前記第３及び第４のスイッチング素子と前記中性点との間に接続された第６のダイオードとを備えたことを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
＜実施の形態１＞
図１は請求項１に係る発明の実施の形態の要部としてコンバータＣＶの部分を示すものである。図６以下のものと同一の符号は同一の部分を示している。
【００２６】
図１の回路の特徴は、コンバータＣＶの出力端すなわち直流母線端子Ｐ，Ｎ間に放電抵抗RPNからなる放電抵抗回路ＨＡを接続したことにある。抵抗RPNは常時、直流母線端子Ｐ，Ｎ間すなわちフィルタコンデンサＦＣＰ，ＦＣＮに並列に接続され、常にコンデンサ電圧に応じた一定の電力を消費する。
【００２７】
このように放電抵抗回路ＨＡを設けることにより、ゲートブロックＧＢ状態においても、直流電圧Ｖpn の上昇を抑えることができる
図１の例では、放電抵抗RPNを端子Ｐ−Ｎ間に１個設けた場合について説明をしたが、抵抗RPNを２分割し、端子Ｐ−Ｃ間及びＣ−Ｎ間に分割して接続しても、１個の場合と同じ効果を奏することができる。放電抵抗RPNの抵抗値の選定に当たっては、コンバータＣＶのゲートブロック状態で充電されるエネルギー（１／２）・Ｃ・Ｖｐ2 （Ｃ：コンデンサ容量、Ｖｐ：コンデンサ電圧）を消費し得る容量を目安にすればよい。
【００２８】
＜実施の形態２＞
図２は請求項２に係る発明の実施の形態を示すものである。図２においても放電抵抗回路ＨＡが設けられているが、この回路ＨＡには放電抵抗RPNに直列にスイッチＳＷが接続されているのが特徴である。スイッチＳＷのオン／オフを制御するためにスイッチ制御回路ＫＳが設けられている。スイッチ制御回路ＫＳは、ノッチ指令Ｎ＊の入り切り状態に基づいてコンバータＣＶのゲートブロックＧＢ状態を判定し、ノッチオフすなわちゲートブロックＧＢの場合のみスイッチオン指令Ｋswを出力する回路である。
【００２９】
図３を参照してスイッチ制御回路ＫＳの動作態様について説明する。スイッチ制御回路ＫＳは、上述のごとく、ノッチ指令Ｎ＊がオフのとき（惰行のとき）にスイッチオン指令Ｋswを出力してスイッチＳＷをオンし、その結果、放電抵抗RPNを直流母線端子Ｐ，Ｎ間に接続させ電力を消費させる。ノッチ指令Ｎ＊がオンのときはスイッチオン指令Ｋswは出力されず、スイッチＳＷはオフであり、したがって放電抵抗RPNが直流母線端子Ｐ，Ｎ間に接続されることはない。
【００３０】
このように、いわゆるゲートブロックＧＢ状態のときだけ、放電抵抗RPNを接続して直流電圧の上昇を防止することができる。
【００３１】
＜実施の形態３＞
図４は請求項４に係る発明の実施の形態を示すものである。図４の放電抵抗回路ＨＡは図２のそれと同一である。この実施の形態の特徴は、スイッチＳＷのオン／オフを制御する制御回路ＨＤにある。制御回路ＨＤは、比較器Ｓ１、判定回路ＫＳ及びＡＮＤ回路Ｋｍからなっている。直流母線端子Ｐ，Ｎ間の電圧Ｖpnを電圧検出器Ｋpnによって検出し、この検出電圧Ｖpnを制御回路ＨＤ内に導入し、それを比較器Ｓ１でしきい値電圧Ｖ＊と突き合わせを行い、Ｖpn−Ｖ＊≧０のとき、Ｖkp＝“１”を出力し、Ｖpn−Ｖ＊＜０のとき、Ｖkp＝“０”を出力し、その出力信号ＶkpをＡＮＤ回路Ｋｍの第１の入力端子に入力する。判定回路ＫＳはノッチ指令Ｎ＊が入力されていないとき（ゲートブロックＧＢのとき）は、Ｋsw＝“１”を出力し、Ｎ＊が入力されているとき（ゲートブロックＧＢ状態でないとき）は、Ｋsw＝“０”を出力する。ＡＮＤ回路Ｋｍは、両入力信号のＡＮＤ論理に従って出力信号“０”または“１”を出力し、“０”のときはスイッチＳＷをオフとし、“１”のときはスイッチＳＷをオンとする。したがって、コンバータＣＶがゲートブロックＧＢ状態にあり、かつ、Ｖpn−Ｖ＊≧０のときに限って、“１”信号を出力してスイッチＳＷをオンにする。それにより、フィルタコンデンサＦＣＰ，ＦＣＮを、Ｖpn−Ｖ＊＜０すなわちＶpn＜Ｖ＊となるまで放電させる。Ｖpn−Ｖ＊＜０となることにより、スイッチＳＷはオフになる。
【００３２】
かくして、実施の形態３においてもゲートブロックＧＢ状態にあって、しかも直流電圧が実際に所定値以上であるときのみ、放電抵抗RPNを接続して直流電圧の上昇を防止することができる。
【００３３】
＜実施の形態４＞
図５は請求項３に係る発明の実施の形態を示すものである。図５の装置には放電抵抗回路ＨＡを省略し、その機能を過電圧保護回路ＯＶＰ，ＯＶＮによって兼ねさせるようにしたものである。過電圧保護回路ＯＶＰ，ＯＶＮはそれぞれ放電抵抗Ｒ１，Ｒ２とそれに直列のスイッチＳＷ１，ＳＷ２とからなっている。過電圧保護回路ＯＶＰ，ＯＶＮは従来から使用されているものである。制御回路ＨＤは図４（実施の形態３）のものと同一である。ここでは制御回路ＨＤの出力端にＯＲ回路ＯＲが設けられ、制御回路ＨＤの出力信号Ｖg1はＯＲ回路の第１の入力信号として入力され、その第２の入力信号として本来の過電圧検出回路ＯＶＤの出力信号Ｖg2が入力される。
【００３４】
実施の形態４によれば、専用の放電抵抗をわざわざ用意することなく、過電圧検出回路の抵抗を流用して、実施の形態４と同様の効果を安価に達成することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、３レベルコンバータのゲートブロック時の直流中間回路の異常電圧上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に係る発明の実施の形態を示すコンバータ回路部分の接続図。
【図２】請求項２に係る発明の実施の形態を示すコンバータ回路部分の接続図。
【図３】図２の実施の形態を説明するための車両走行パターンとシーケンスを示す図。
【図４】請求項４に係る発明の実施の形態を示すコンバータ回路部分の接続図。
【図５】請求項３に係る発明の実施の形態を示すコンバータ回路部分の接続図。
【図６】従来の交流電気車の制御装置を、スナバ回路を省略して示す接続図。
【図７】一般的な電気車の走行パターンを示す線図。
【図８】図６の装置におけるコンバータにスナバ回路を付加するとともに、ゲートブロック状態における正の半波区間のフィルタコンデンサの充電電流回路を説明するための図。
【図９】図６の装置におけるコンバータにスナバ回路を付加するとともに、ゲートブロック状態における負の半波区間のフィルタコンデンサの充電電流回路を説明するための図。
【符号の説明】
Ｋｅ  架線
Ｐ  パンタグラフ
Ｔ  変圧器
Ｈｗ  車輪
ＣＶ  ３レベルコンバータ
ＦＣＰ，ＦＣＮ  コンデンサ
ＩＶ  ３レベルインバータ
ＨＡ  放電抵抗回路
RPN  放電抵抗
ＳＷ  スイッチ
ＨＤ  制御回路
ＫＳ  判定回路
Ｋpn  電圧検出器
Ｓ１  比較器
Ｋｍ  ＡＮＤ回路
ＯＲ  ＯＲ回路
ＯＶＰ，ＯＶＮ  通電圧保護回路
【図１】
0003665448.tif 000002
【図２】
0003665448.tif 000003
【図３】
0003665448.tif 000004
【図４】
0003665448.tif 000005
【図５】
0003665448.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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