(57)【要約】【課題】電気鉄道の交流き電系統に電力を供給する電力変換装置が、単独運転時に、き電系統で短絡が発生した際の運転継続性を向上させることができる電気鉄道用電力変換システムを提供する。【解決手段】インバータ１の交流出力を、鉄道用の交流き電線に定電圧で印加し、交流き電線につながる負荷に電力を供給するものであって、１の交流出力電流が定格電流と過電流保護レベルの間にある一定値に対する超過分の瞬時値に比例した値を、１のゲートパルスを生成するための電圧制御器の出力から減算する制御装置３を設けた電気鉄道用電力変換システム。【選択図】      図１
2014080132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換装置の交流出力を、電気鉄道用の交流き電線に定電圧で印加し、前記交流き電線につながる負荷に電力を供給する電気鉄道用電力変換システムにおいて、
前記電力変換装置の交流出力電流が定格電流と過電流保護レベルの間にある一定値を超過した場合に、その超過分に応じて前記電力変換装置のゲートパルスを生成するための電圧制御器の交流電圧制御量を低減し、前記電力変換装置の交流出力電流を制限する制御装置を設けたことを特徴とする電気鉄道用電力変換システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記電力変換装置の交流出力の電流振幅の一定値に対する超過分の瞬時値に比例した値を、前記電力変換装置のゲートパルスを生成するための電圧制御器の出力から減算することを特徴とする請求項１記載の電気鉄道用電力変換システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記電力変換装置の交流出力の電流振幅の一定値に対する超過分の最大値を保持したものに比例した値を、前記電力変換装置のゲートパルスを生成するための電圧制御器の出力から減算することを特徴とする請求項１記載の電気鉄道用電力変換システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記電力変換装置の交流出力の電流振幅の一定値に対する超過分の瞬時値に比例した値を、前記電力変換装置のゲートパルスを生成するための電圧制御器の入力である交流電圧目標値から減算することを特徴とする請求項１記載の電気鉄道用電力変換システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記電力変換装置の交流出力の電流振幅の一定値に対する超過分の最大値を保持したものに比例した値を、前記電力変換装置のゲートパルスを生成するための電圧制御器の入力である交流電圧目標値から減算することを特徴とする請求項１記載の電気鉄道用電力変換システム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記電力変換装置の交流出力の電流瞬時値の所定範囲を超えた超過値を検出し、この検出超過値を二乗した値と、予め設定された制御ゲインとを乗算した値を、前記電力変換装置のゲートパルスを生成するための電圧制御器の出力から減算することを特徴とする請求項１記載の電気鉄道用電力変換システム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記電力変換装置の交流出力の電流瞬時値の所定範囲を超えた超過値を検出し、この検出超過値を二乗した値のうちの最大値を保持し、この保持した最大値と、予め設定された制御ゲインとを乗算した値を、前記電力変換装置のゲートパルスを生成するための電圧制御器の出力から減算することを特徴とする請求項１記載の電気鉄道用電力変換システム。
【請求項８】
前記制御装置は、短絡事故等の事故時に使用する第１の制御ゲイン又は事故時以外の正常時に使用する第２の制御ゲインのいずれかに切替可能に構成され、前記電力変換装置の交流出力の電流瞬時値の所定範囲を超えた超過値を検出し、この検出超過値を二乗した値と前記第１の制御ゲイン又は第２の制御ゲインとを乗算した値を、前記電力変換装置のゲートパルスを生成するための電圧制御器の出力から減算し、この減算した値が所定の値を超過した状態が、一定時間が経過した後、前記第１の制御ゲイン又は前記第２の制御ゲインのいずれかに切替え、前記交流出力電流が一定値を下回った状態が一定時間以上経過したら前記制御ゲインを第２の制御ゲインに戻すことを特徴とする請求項１記載の電気鉄道用電力変換システム。
【請求項９】
前記制御装置は、短絡事故等の事故時に使用する第１の制御ゲイン又は事故時以外の正常時に使用する第２の制御ゲインのいずれかに切替可能に構成され、前記電力変換装置の交流出力の電流瞬時値の所定範囲を超えた超過値を検出し、この検出超過値を二乗した値のうちの最大値を保持し、この保持した最大値と前記第１の制御ゲイン又は第２の制御ゲインとを乗算した値を、前記電力変換装置のゲートパルスを生成するための電圧制御器の出力から減算し、この減算した値が所定の値を超過した状態が、一定時間が経過した後、前記第１の制御ゲイン又は前記第２の制御ゲインのいずれかに切替え、前記交流出力電流が一定値を下回った状態が一定時間以上経過したら前記制御ゲインを第２の制御ゲインに戻すことを特徴とする請求項１記載の電気鉄道用電力変換システム。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記電力変換装置のゲートパルスを生成するための電圧制御器の入力側に、短絡事故等の事故時に使用する第１の電圧振幅目標値又は事故時以外の正常時に使用する第２の電圧振幅目標値のいずれかに切替可能に構成され、前記電力変換装置の交流出力の電流瞬時値の所定範囲を超えた超過値を検出し、この検出超過値を二乗した値と、予め設定された制御ゲインとを乗算した値が、規定値を超えた状態が一定時間経過したのち、前記第２の出力電圧目標値に切替ることを特徴とする請求項１記載の電気鉄道用電力変換システム。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記電力変換装置のゲートパルスを生成するための電圧制御器の入力側に、短絡事故等の事故時に使用する第１の電圧振幅目標値又は事故時以外の正常時に使用する第２の電圧振幅目標値のいずれかに切替可能に構成され、前記電力変換装置の交流出力の電流瞬時値の所定範囲を超えた超過値を検出し、この検出超過値を二乗した値のうちの最大値を保持し、この保持した最大値と、予め設定された制御ゲインとを乗算した値が、規定値を超えた状態が一定時間経過したのち、前記第２の出力電圧目標値に切替ることを特徴とする請求項１記載の電気鉄道用電力変換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気鉄道のき電系統に、単独で電力を供給する電力変換装置の制御に適用する電気鉄道用電力変換システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気鉄道用交直電力変換装置として、例えば特許文献１、２に示すように構成したものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３５４０５２号公報
【特許文献２】特開２００１−０４７８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の特許文献１、２に示す電気鉄道用交直電力変換装置は、例えば車両基地（ヤード）に適用される場合、き電系統において樹木等による短絡事故や地絡事故が発生して、該電力変換装置が運転を継続できないことがある。
【０００５】
該電力変換装置が単独運転時に、き電系統における短絡事故が発生すると、１／Ｘ（ｐｕ）（Ｘは線路のインピーダンス）の電流が流れ、これに対して過電流保護装置が動作して該電力変換装置が保護停止する。
【０００６】
一方、該電力変換装置が短絡発生時もある程度の時間は運転を継続する要求があり、従来の電力変換装置は、これに対応できるものではなかった。
【０００７】
そこで、本発明では、電気鉄道のき電系統に電力を供給する電力変換装置が、単独運転時に、き電系統で短絡が発生した際の運転継続性を向上させることができる電気鉄道用電力変換システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、請求項１に対応する発明は、電力変換装置の交流出力を、電気鉄道用の交流き電線に定電圧で印加し、前記交流き電線につながる負荷に電力を供給する電気鉄道用電力変換システムにおいて、
前記電力変換装置の交流出力電流が定格電流と過電流保護レベルの間にある一定値を超過した場合に、その超過分に応じて前記電力変換装置のゲートパルスを生成するための電圧制御器の交流電圧制御量を低減し、前記電力変換装置の交流出力電流を制限する制御装置を設けた電気鉄道用電力変換システムである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電気鉄道のき電系統に電力を供給する電力変換装置が、単独運転時に、き電系統で短絡が発生した際の運転継続性を向上させることができる電気鉄道用電力変換システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の電気鉄道用電力変換システムの概略構成を示す図。
【図２】本発明の電気鉄道用電力変換システムの第１の実施形態で、図１の制御装置のみを示すブロック図。
【図３】図２の制御装置の機能を説明するための図。
【図４】本発明の電気鉄道用電力変換システムの第２の実施形態で、図１の制御装置のみを示すブロック図。
【図５】図４の制御装置の機能を説明するための図。
【図６】本発明の電気鉄道用電力変換システムの第３の実施形態で、図１の制御装置のみを示すブロック図。
【図７】本発明の電気鉄道用電力変換システムの第４の実施形態で、図１の制御装置のみを示すブロック図。
【図８】本発明の電気鉄道用電力変換システムの第５の実施形態で、図１の制御装置のみを示すブロック図。
【図９】本発明の電気鉄道用電力変換システムの第６の実施形態で、図１の制御装置のみを示すブロック図。
【図１０】本発明の電気鉄道用電力変換システムの第７の実施形態で、図１の制御装置のみを示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の概略構成は、図１のように電力変換装置例えばインバータ１の交流出力を、電気鉄道用の交流き電線２に定電圧で印加し、交流き電線２につながる負荷（図示せず）に電力を供給する電気鉄道用電力変換システムにおいて、インバータ１の交流出力電流が定格電流と過電流保護レベルの間にある一定値を超過した場合に、その超過分に応じてインバータ１のゲートパルスを生成するための電圧制御器の交流電圧制御量を低減し、前記電力変換装置の交流出力電流を制限する制御装置３を設けたものである。
【００１２】
インバータ１は、電力変換素子１１、１２、１３、１４をブリッジ接続し、各電力変換素子は半導体素子例えばＩＧＢＴと、各ＩＧＢＴに逆並列に接続したダイオードとからなり、インバータ１の入力端子間に平滑コンデンサ１５が接続されている。
【００１３】
インバータ１の入力端子には、直流電源例えばコンバータ４が接続されている。コンバータ４の出力である直流出力は、インバータ１に入力されてここで交流に変換され、この変換された単相交流出力は、電気鉄道用の交流き電線２に定電圧で印加されるようになっている。
【００１４】
制御装置３は、電流検出器３１により検出したインバータ１の交流出力電流と、電圧検出器３２により検出したインバータ１の交流出力電圧を、制御回路３３に入力し、制御回路３３においてインバータ１の交流出力電流が定格電流と過電流保護レベルの間にある一定値を超過した場合に、その超過分に応じてインバータ１のゲートパルスを生成するための電圧制御器の交流電圧制御量を低減し、インバータ１の交流出力電流を制限するようになっている。
【００１５】
（第１実施形態）
図２は本発明の第１実施形態を説明するためのものであって、図１の制御装置３の概略構成を示すブロック図であり、図３は図１の制御装置３の機能を説明するための図である。
【００１６】
図１の電圧検出器３２により検出したインバータ１の交流出力電圧を単相位相弁別器例えば位相ロックループａに入力して位相θｉｎｖを検出し、これは後述する逆ｄｑ変換回路ｇに入力される。また、電圧検出器３２により検出したインバータ１の交流出力電圧を、振幅演算回路ｂに入力して電圧振幅検出値を求める。
【００１７】
振幅演算回路ｂで求めた電圧振幅検出値を減算器ｄの−端子に入力し、減算器ｄの＋端子に電圧振幅目標値設定器ｃからの電圧振幅目標値を入力し、電圧振幅検出値と電圧振幅目標値との偏差を求め、この偏差を交流電圧制御器ｅに入力し、ここで交流電圧制御値を求め、これを減算器ｆの＋端子に入力し、減算器ｆの−端子に、後述する制御回路３３を構成する超過分検出手段ｌの出力を入力する。
【００１８】
制御回路３３は、単相ｄｑ変換回路ｊと、振幅演算回路ｋと、超過分検出手段ｌを備えている。単相ｄｑ変換回路ｊには図１の電流検出器３１により検出した交流出力電流を入力し、交流出力電流をｄ軸成分とｑ軸成分に変換した値を求める。振幅演算回路ｋは、単相ｄｑ変換回路ｊで求めた交流出力電流のｄ軸成分とｑ軸成分を入力し、交流出力電流の振幅値を求める。超過分検出手段ｌは、振幅演算回路ｋで求めた振幅値が、後述する一定値を超過した場合、その超過分に比例した値を求める。
【００１９】
ここで、一定値は、前述したようにインバータ１の交流出力電流が定格電流と過電流保護レベルの間にある値のうちで、最適と思われる値が用いられる。
【００２０】
減算器ｆの−端子に、超過分検出手段ｌの出力が入力され、減算器ｆの＋端子に、交流電圧制御器ｅの出力である、交流電圧制御値が入力され、減算器ｆにおいて、交流電圧制御器ｅの出力である、交流電圧制御値と、超過分検出手段ｌの出力との偏差が求められる。
【００２１】
逆ｄｑ変換回路ｇにおいて、減算器ｆの偏差と、前述の位相ロックループａに求めた位相θｉｎｖと、設定器ｉからの設定値を入力し、インバータ出力電圧指令値を出力する。
【００２２】
パルス幅変調回路ｈは、逆ｄｑ変換回路ｇで求めたインバータ出力電圧指令値を入力し、インバータ１の電力変換素子に与えるゲートパルスを出力する。
【００２３】
図２の単相ｄｑ変換回路ｊと、振幅演算回路ｋと、超過分検出手段ｌと、減算器ｆで図１で示す本発明の制御装置３を構成しており、これが無いものは、従来の電気鉄道用電力変換システムである。
【００２４】
以上述べた第１の実施形態によれば、図３に示すように、図２の単相ｄｑ変換回路ｊと振幅演算回路ｋからなる出力電流振幅検出手段ｊｋの出力が、超過分検出手段ｌに入力され、超過分検出手段ｌから出力が生じた値を、交流電圧制御器ｅの出力から減算器ｆにより減算することで、インバータ出力電圧指令値が低減するので、短絡事故等でインバータ１に流れる過電流が抑制され、インバータ１の運転継続性を高めることができる。
【００２５】
（第２実施形態）
図４は本発明の第２実施形態を説明するためのものであって、図１の制御装置３の概略構成を示すブロック図であり、図５は図１の制御装置３の機能を説明するための図である。
【００２６】
制御装置３は、図２と同様に単相ｄｑ変換回路ｊと、振幅演算回路ｋと、超過分検出手段ｌを備え、また減算器ｍを電圧振幅目標値設定器ｃと減算器ｄとの間に設け、減算器ｍの−端子に超過分検出手段ｌの出力を減算器ｍの−端子に入力し、減算器ｍの＋端子に電圧振幅目標値設定器ｃの電圧振幅目標値を入力したものである。
【００２７】
以上述べた第２の実施形態によれば、インバータ１の交流出力の電流振幅の一定値に対する超過分の瞬時値に比例した値を、インバータ１のゲートパルスを生成するための電圧制御器の入力である交流電圧目標値から減算することで、インバータ出力電圧指令値が低減するので、短絡事故等でインバータ１に流れる過電流が抑制され、インバータ１の運転継続性を高めることができる。
【００２８】
（第３実施形態）
図６は本発明の第３実施形態を説明するためのものであって、図１の制御装置３は、次のようにしたものである。すなわち、図３の超過分検出手段ｌの出力と、減算器ｆの−端子との間に、新たに最大値保持回路ｎを追加したものである。最大値保持回路ｎは、超過分検出手段ｌの出力のうちの最大値を保持する。
【００２９】
以上述べた第３の実施形態によれば、インバータの交流出力の電流振幅の一定値に対する超過分の最大値を保持したものに比例した値を、インバータのゲートパルスを生成するための電圧制御器の出力から減算することで、インバータ出力電圧指令値が低減するので、短絡事故等でインバータ１に流れる過電流が抑制され、インバータ１の運転継続性を高めることができる。
【００３０】
（第４実施形態）
図７は本発明の第４実施形態を説明するためのものであって、図１の制御装置３は、次のようにしたものである。すなわち、図６の交流電圧制御器ｅの出力側に設けた減算器ｆを設けず、交流電圧制御器ｅの入力側と、交流電圧目標値の間に、新たに減算器ｏを設け、この減算器ｏの−端子に、最大値保持回路ｎの出力を入力するようにしたものである。
【００３１】
以上述べた第４実施形態によれば、インバータ１の交流出力の電流振幅の一定値に対する超過分の瞬時値に比例した値を、インバータ１のゲートパルスを生成するための電圧制御器の入力である交流電圧目標値から減算することで、インバータ出力電圧指令値が低減するので、短絡事故等でインバータ１に流れる過電流が抑制され、インバータ１の運転継続性を高めることができる。
【００３２】
（第５実施形態）
図８は本発明の第５実施形態を説明するためのものであって、図１の制御装置３は、超過分検出回路ｒと、以下に述べる二乗演算器ｓ、最大値保持回路ｎ、乗算器ｐ、制御ゲイン設定器ｑ、減算器ｆを含む制御ゲイン演算回路を備えている。
【００３３】
超過分検出回路ｒは、電力変換装置の交流出力の電流瞬時値の所定範囲例えば＋１（Ａ）〜−１（Ａ）を超えた超過値を検出する。
【００３４】
二乗演算器ｓは、超過分検出回路ｒが検出した検出超過値の電流瞬時値を二乗する。最大値保持回路ｎは、二乗演算器ｓで演算した演算値のうちの最大値を保持しかつこれを出力する。制御ゲイン設定器ｑは制御ゲインを予め設定するものである。乗算器ｐは制御ゲイン設定器ｑで設定された制御ゲインと最大値保持回路ｎの出力を乗算する。減算器ｆは電圧制御器ｅの出力から乗算器ｐの出力を減算する。
【００３５】
このように構成された第５実施形態の制御装置は、超過分検出回路ｒでインバータ１の交流出力の電流瞬時値の所定範囲を超えた超過値を検出し、この検出超過値を二乗演算器ｓで二乗した値のうちの最大値を最大値保持回路ｎが保持し、この保持した最大値と、制御ゲイン設定器ｑで予め設定された制御ゲインとを乗算器ｐで乗算した値を、インバータ１のゲートパルスを生成するための電圧制御器ｅの出力から減算器ｆで減算する。この結果、電気鉄道のき電系統に電力を供給するインバータ１が、単独運転時に、き電系統で短絡発生時や、変圧器負荷投入時の運転継続性を向上させることが可能になる。
【００３６】
さらに、き電系統に接続される変圧器負荷を投入する際、直流偏磁により大電流が流れ続け、電圧が回復するまでに時間がかかるのを、短縮できる。
【００３７】
また、インバータ１の交流出力電流の瞬時値を検出するようにしたので、前述の実施例のようにインバータ１の交流出力電流の実効値を求めるものに比べて速い応答となる。これは単相交流はそれほど応答が遅くならないが、三相交流の場合応答が遅くなる。
【００３８】
さらに、最大値保持回路ｎを二乗演算器ｓの出力側と乗算器ｐの入力側の間に設けたことで、変圧器投入などによる励磁突入電流の減衰が早くなり、より安定した動作が得られる。超過分検出回路ｒで検出した超過分をそのまま後段の減算器ｆで用いると、過電流抑制の応答は速いが、変圧器投入などによる励磁突入電流の減衰に時間がかかったり、出力電流が正負非対称となった場合の動作が不安定になることがあるため、最大値保持回路ｎを二乗演算器ｓの出力側と乗算器ｐの入力側の間に設けることが有効である。
【００３９】
以上述べた第５実施形態では、最大値保持回路ｎを設けた場合について説明したが、用途によっては最大値保持回路ｎがない場合であっても、前述した本発明の効果が得られる。
【００４０】
（第６実施形態）
図９は本発明の第６実施形態を説明するためのものであって、図１の制御装置３は、超過分検出回路ｒと、以下に述べる二乗演算器ｓ、最大値保持回路ｎ、乗算器ｐ、制御ゲイン設定器ｑ１、ｑ２、切替回路ｚ、切替指令出力回路ｔ１、ｔ２、減算器ｆを含む制御ゲイン演算回路を備えている。
【００４１】
切替回路ｚによって、短絡事故等の事故時に使用する第１の制御ゲインを設定する制御ゲイン設定器ｑ２又は事故時以外の正常時に使用する第２の制御ゲインを設定する制御ゲイン設定器ｑ１のいずれかに切替可能に構成され、超過分検出回路ｒによってインバータ１の交流出力の電流瞬時値の所定範囲を超えた超過値を検出し、この検出超過値を二乗演算器ｓによって二乗した値のうちの最大値を最大値保持回路ｎで保持し、この保持した最大値と前記第１の制御ゲイン又は前記第２の制御ゲインとを乗算器ｐで乗算した値を、減算器ｆによってインバータ１のゲートパルスを生成するための電圧制御器ｅの出力から減算し、この減算した値が逆ｄｑ変換回路ｇに与えられる。また、乗算器ｐで乗算した値は、切替指令出力回路ｔ１、ｔ２に与えられ、切替指令出力回路ｔ１において乗算器ｐで乗算した値ｘが規定値ｙより大きいときは「１」、つまり切替回路ｚに切替指令が与えられ、また切替指令出力回路ｔ１において乗算器ｐで乗算した値ｘが規定値ｙより小さいか等しいときは「０」、つまり切替回路ｚに切替指令が与えられない。さらに、乗算器ｐで乗算した値は、切替指令出力回路ｔ２に与えられ、切替指令出力回路ｔ２において乗算器ｐで乗算した値ｘが０である規定値ｙより大きいときは「１」、つまり切替回路ｚに切替指令が与えられ、また切替指令出力回路ｔ２において乗算器ｐで乗算した値ｘが０である規定値ｙより小さいか等しいときは「０」、つまり切替回路ｚに切替指令が与えられない。切替回路ｚでは、切替指令出力回路ｔ１、ｔ２から切替指令「１」が一定時間が経過した後、第１の制御ゲイン又は前記第２の制御ゲインのいずれかに切替え、前記交流出力電流が一定値を下回った状態が一定時間以上経過したら前記制御ゲインを第２の制御ゲインに戻すことできるようになっている。
【００４２】
以上述べた第６実施形態も第５実施形態と同様な作用効果が得られる。
【００４３】
なお第６実施形態では、最大値保持回路ｎを設けた場合について説明したが、用途によっては最大値保持回路ｎがない場合であっても、前述した本発明の効果が得られる。
【００４４】
（第７実施形態）
図１０は本発明の第７実施形態を説明するためのものであって、図１の制御装置３は、超過分検出回路ｒと、インバータ１のゲートパルスを生成するための電圧制御器ｅの入力側に、短絡事故等の事故時に使用する第１の電圧振幅目標値を設定する電圧振幅目標値設定器ｃ１又は事故時以外の正常時に使用する第２の電圧振幅目標値を設定する電圧振幅目標値設定器ｃ２のいずれかに切替可能に構成され、以下に述べる二乗演算器ｓ、最大値保持回路ｎ、乗算器ｐ、制御ゲイン設定器ｑ、切替指令出力回路ｔ、減算器ｆを含む制御ゲイン演算回路を備えている。
【００４５】
このような構成の第７実施形態は、超過分検出回路ｒにおいてインバータ１の交流出力の電流瞬時値の所定範囲を超えた超過値を検出し、この検出超過値を二乗演算器ｓで二乗した値のうちの最大値を最大値保持回路ｎが保持し、この保持した最大値と、予め設定された制御ゲインとを乗算器ｐにより乗算した値ｘが、規定値であるｙを超えた状態が一定時間経過したのち、前記第２の出力電圧目標値に切替るように構成され、乗算した値ｘが、０であるｙより小さいか等しいときが一定時間経過したのち、前記第１の出力電圧目標値に切替るように構成されている。
【００４６】
この第７実施形態も最大値保持回路ｎを二乗演算器ｓの出力側と乗算器ｐの入力側の間に設けたことで、次の問題点を解決できる。すなわち、超過分検出回路ｒで検出した超過分をそのまま後段の電圧制御量低減手段に用いると、過電流抑制の応答は速いが、変圧器投入などによる励磁突入電流の減衰に時間がかかったり、出力電流が正負非対称となった場合の動作が不安定になることがある。
【００４７】
超過分検出回路ｒで検出した超過分のピーク値を、最大値保持回路ｎで保持することで、変圧器投入などによる励磁突入電流の減衰が早くなり、より安定した動作が得られる。
【００４８】
超過分検出回路ｒで求めた低減量が所定の値を超過したら、超過分検出回路ｒの制御ゲインを低減することで、変圧器負荷偏磁時の電圧の回復を早める。
【００４９】
本制御が動作(超過分検出回路ｒの超過分がゼロでなくなる)したら、電圧基準を低減することで、偏磁による電流の収束を早める。
【００５０】
以上述べた第７実施形態も第５実施形態と同様な作用効果が得られる。
【００５１】
第５、６、７実施形態では、電気鉄道のき電系統に電力を供給する例えばインバータが、単独運転時に、き電系統で短絡発生時や、変圧器負荷投入時の運転継続性を向上させることができる。
【００５２】
なお第７実施形態では、最大値保持回路ｎを設けた場合について説明したが、用途によっては最大値保持回路ｎがない場合であっても、前述した本発明の効果が得られる。
【００５３】
（変形例）
前述の実施形態の電流検出器３１は、回転座標系への変換や実効値演算などにより、出力電流振幅を検出する、公知の種々の手段であってもよい。
【００５４】
また、前述の実施形態の超過分算出手段ｌは、一定値に対する出力電流の超過量を検出するものであって、一定値からの超過分に比例した値とする、不感帯つき比例器を用いてもよい。
【００５５】
さらに、前述の実施形態の最大値保持回路ｎで検出した超過分をそのまま後段の電圧制御量低減手段で用いると、過電流抑制の応答は速いが、変圧器投入などによる励磁突入電流の減衰に時間がかかったり、出力電流が正負非対称となった場合の動作が不安定になることがある。そこで、超過分検出手段ｌで検出した超過分の最大値を最大値保持回路ｎで保持することで、変圧器投入などによる励磁突入電流の減衰が早くなり、より安定した動作が得られる。
【００５６】
また、前述の実施形態の電圧制御量低減手段として、前述の実施形態の最大値保持回路ｎにて検出した、出力電流の一定値に対する超過分に応じて交流電圧制御量を低減させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
ａ…単相位相ロックループ、ｂ…振幅演算回路、ｃ、ｃ１、ｃ２…電圧振幅目標値設定器、ｄ…減算器、ｅ…交流電圧制御器、ｆ…減算器、ｇ…逆ｄｑ変換回路、ｈ…パルス幅変調回路、ｉ…設定器、ｊ…単相ｄｑ変換回路、ｋ…振幅演算回路、ｊｋ…出力電流振幅検出手段、ｌ…超過分検出手段、ｍ…減算器、ｎ…最大値保持回路、ｏ…減算器、ｐ…乗算器、ｑ、ｑ１、ｑ２…制御ゲイン設定器、ｒ…超過分検出回路、ｓ…二乗演算器、ｚ…切替回路、ｔ、ｔ１、ｔ２…切替指令出力回路、１…インバータ、１１、１２、１３、１４…電力変換素子、１５…平滑コンデンサ、２…交流き電線、３…制御装置、３１…電流検出器、３２…電圧検出器、３３…制御回路、４…直流電源。
【図１】
2014080132.tif 000003
【図２】
2014080132.tif 000004
【図３】
2014080132.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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