(57)【要約】【課題】  電力変換装置１の保護のために永久磁石電動機２、直流電源８から電力変換装置を切り離す動作を１つの制御回路14で同時に行えるようにして部品点数の削減と装置の小型化を図る。【解決手段】  この鉄道車両駆動制御装置は、直流電源８の直流電圧を任意の電圧と任意の周波数の交流電圧に変換して、車両を駆動する永久磁石電動機２に交流電力を供給する電力変換装置１と、電力変換装置と直流電源との間の回路を投入・開放するための直流回路接触子３と、電力変換装置と永久磁石電動機との間の３相交流回路を投入・開放するために、当該３相交流回路のうちの２相又は３相に設けた交流回路接触子４とを備えていて、直流回路接触子と交流回路接触子とを共通の駆動操作コイル15で同時に投入動作又は開放動作させるようにしたものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源の直流電圧を任意の電圧と任意の周波数の交流電圧に変換して、車両を駆動する永久磁石電動機に交流電力を供給する電力変換装置と、
前記電力変換装置と直流電源との間の回路を投入・開放するための直流回路接触子と、
前記電力変換装置と前記永久磁石電動機との間の３相交流回路を投入・開放するために、当該３相交流回路のうちの２相又は３相に設けた交流回路接触子とを備え、
前記直流回路接触子と前記交流回路接触子とは、共通の駆動操作コイルで同時に投入動作又は開放動作させるようにしたことを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。
【請求項２】
直流電源の直流電圧を任意の電圧と任意の周波数の交流電圧に変換して、車両を駆動する永久磁石電動機に交流電力を供給する電力変換装置と、
前記電力変換装置と直流電源との間の回路を投入・開放するための直流回路接触子と、
前記電力変換装置と前記永久磁石電動機との間の３相交流回路を投入・開放するために、当該３相交流回路のうちの２相又は３相に設けた交流回路接触子と、
前記直流回路接触子と前記交流回路接触子とを共通の駆動操作コイルで同時に投入動作又は開放動作させる保護動作操作手段とを備えたことを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。
【請求項３】
直流電源の直流電圧を任意の電圧と任意の周波数の交流電圧に変換して、車両を駆動する複数台の永久磁石電動機それぞれに交流電力を供給する複数台の電力変換装置と、
前記複数台の電力変換装置と共通の直流電源との間の回路を投入・開放するための複数個の直流回路接触子と、
前記複数台の電力変換装置と永久磁石電動機との間の３相交流回路それぞれを投入・開放するために、当該複数の３相交流回路それぞれのうちの２相又は３相に設けた複数個の交流回路接触子と、
前記複数台の電力変換装置それぞれの直流側の前記直流回路接触子と交流側の前記交流回路接触子とを共通の駆動操作コイルで同時に投入動作又は開放動作させるために、前記複数台の電力変換装置ごとに設けた複数個の保護動作操作手段とを備えたことを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の鉄道車両駆動制御装置において、
前記直流回路接触子と交流回路接触子とは電流遮断能力を有する接触子であり、
前記電力変換装置が故障した場合又は前記電力変換装置の保護を検出した場合に前記直流回路接触子と交流回路接触子とを開放動作させることを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石電動機を駆動源とする鉄道車両の駆動を制御するための鉄道車両駆動制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５に、従来の鉄道車両駆動制御装置の構成を示す。この従来の鉄道車両駆動制御装置は、鉄道車両を駆動する電動機として回転子に永久磁石を有する永久磁石電動機を適用したシステムである。鉄道車両を駆動する永久磁石電動機２には、電力変換装置１からＵ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ、Ｗ相電流Ｉｗの３相交流電力が供給される。またこのとき、永久磁石電動機２の各端子には線間電圧Ｖｕｖ、Ｖｖｗ、Ｖｗｕが印加される。
【０００３】
電力変換装置１は、スイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｚを内蔵しており、この６個のスイッチング素子を任意にオン・オフ動作させることによって、直流電圧を任意の電圧と任意の周波数の３相交流電圧に変換する機能を有している。このような電力変換装置は一般にインバータと呼ばれる。この電力変換装置１の電源である直流電圧は、架線８から集電器７を経て供給される。
【０００４】
直流回路遮断器６は、電力変換装置１を起動する場合に投入（オン）され、架線８と電力変換装置１とを接続するとともに、電力変換装置１の過電流や過電圧の保護を検出した場合に開放（オフ）して、架線８から電力変換装置１に流れ込む電流を遮断するためのものである。フィルタリアクトル１１とフィルタコンデンサ１２は、電力変換装置１に入力される直流電圧を安定させる作用を持つ。直流回路接触器３４は、電力変換装置１が故障した場合に電力変換装置１の電源である架線８と電力変換装置１との間の回路を開放して、故障した電力変換装置１に架線８から電流が流れ込むことを防止するためのものである。交流回路接触器３５は、電力変換装置１が故障した場合に永久磁石電動機２と電力変換装置１との間の３相交流回路を開放するためのものである。
【０００５】
制御部１４は、直流回路遮断器６の投入と開放を行う直流回路遮断器投入信号と、直流回路接触器３４の投入と開放を行う直流回路接触器投入信号と、交流回路接触器３５の投入と開放を行う交流回路接触器投入信号を出力する。継電器Ｂ２２は、直流回路遮断器６の駆動操作コイル１６に電源を供給する制御回路であり、継電器Ｄ４０は、直流回路接触器３４の駆動操作コイル３６に電源を供給する制御回路、継電器Ｅ４１は、交流回路接触器３５の駆動操作コイル３７に電源を供給する制御回路である。これらの各駆動操作コイル１６，３６，３７の励磁・非励磁により操作機構１８，３８，３９を介して接触器６，３４，３５が開閉される。
【０００６】
ところで、鉄道車両の場合、電力変換装置が故障しても故障が発生した場所で停車したままでいることは他の列車の運転を妨げることになるので、最寄りの駅まで又は修理を行う車庫まで故障した列車を回送できる必要がある。
【０００７】
本システムの駆動装置では、鉄道車両を駆動する電動機として永久磁石電動機を適用している。永久磁石電動機は、従来の誘導電動機と比較して電動機の効率が向上するという長所を有している反面、永久磁石電動機が回転していると永久磁石の磁束によって永久磁石電動機の端子に誘起電圧が発生する。
【０００８】
制御装置の電力変換装置が内蔵しているスイッチング素子が短絡モードで破損すると、永久磁石電動機の端子が短絡されて閉回路が構成されることになる。このため、永久磁石電動機が回転すると誘起電圧によって永久磁石電動機から故障した電力変換装置に電流が流れ込み、電力変換装置の損傷をさらに拡大してしまう。またこのとき、永久磁石と電力変換装置との間の閉回路に流れる電流のために永久磁石電動機にブレーキ力が発生する。よって、列車を回送することができなくなる。
【０００９】
このため、例えば、交流出力電流監視手段により交流出力電流に異常を検出し、又は直流電圧監視手段によりフィルタコンデンサ１２に対する直流電圧に異常を検出する等により電力変換装置１が故障したことを保護機能が検出した場合に永久磁石電動機２と電力変換装置１との間の回路を開放するために交流回路接触器３５を設けている。この交流回路接触器３５は、鉄道車両を駆動する電動機として従来の誘導電動機に代えて永久磁石電動機を適用する場合には、従来の誘導電動機用の車両の制御装置に対して追加が必須になる部品である。つまり、車両の駆動電動機に永久磁石電動機を適用したシステムにおいては、電力変換装置１が故障した場合には、故障した電力変換装置１を電源から切り離すために架線８と電力変換装置１との間の回路（直流側回路）を直流回路接触器３４によって開放し、かつ、故障した電力変換装置１と永久磁石電動機２の間の回路（３相交流側回路）を交流回路接触器３５によって開放する必要がある。
【００１０】
ところが、図５に示したような構成の従来の鉄道車両駆動用永久磁石電動機駆動装置では、電力変換装置の直流側の回路の投入と開放を行う直流回路接触器と、電力変換装置と永久磁石電動機の間の３相交流回路の投入と開放を行う交流回路接触器とを別々の接触器で構成し、それぞれ適当な場所に設置していた。このために、次のような課題があった。
【００１１】
１）電力変換装置が故障した場合に、電力変換装置の直流側の回路の開放と、電力変換装置と永久磁石電動機との間の３相交流回路の開放とを同時に行うことができない。つまり、直流回路接触器と交流回路接触器を個別に開放動作させる必要がある。そのため、タイミングを合わせて同時に開放動作させようとしても、接触器の駆動をコイル励磁により行っているため、ミリセコンドオーダーで動作タイミングを一致させることは困難である。
【００１２】
２）電力変換制御装置に収納される接触器の数が増加して、部品数が多くなる。
【００１３】
３）接触器の駆動操作コイルに電源を供給する制御回路として、直流回路接触器の駆動操作コイルに電源を供給する制御回路と交流回路接触器の駆動操作コイルに電源を供給する制御回路との２系統必要になる。
【００１４】
さらに、車両駆動装置は車両の床下などの限られた空間に搭載できなくてはならないためそれが大型化することは避けなければならないが、上述したように電力変換制御装置に収納する部品数が増加することにより、車両駆動装置が大型化し、また重量も増加してしまう。
【００１５】
電気自動車において、インバータの直流側回路と交流側回路を同時に開閉するスイッチ手段を設けた技術に関しては、特開平９−４６８１１号公報（特許文献１）に記載されている。しかしながら、この技術は電気自動車に関連するものであって、故障した永久磁石電動機だけを電力変換装置から切り離し、健全な残りの永久磁石電動機を駆動して所定の場所まで回送運転する特殊な技術的要請がある鉄道車両に関連するものではない。
【特許文献１】特開平９−４６８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、電力変換装置の保護のために電力変換装置から永久磁石電動機を切り離す動作と直流電源から電力変換装置を切り離す動作とを１つの制御回路で同時に行えるようにして、部品点数の削減と装置の小型化が図れる鉄道車両駆動制御装置を提供することを目的とする。
【００１７】
本発明はまた、鉄道車両の複数台の永久磁石電動機それぞれを駆動する電力変換装置の１台に対して保護が働いた状態では、該当する電力変換装置だけを永久磁石電動機から切り離すことによって回送時に永久磁石電動機の誘起電圧により停止している電力変換装置が損傷を受けないように保護しながら当該鉄道車両を必要な場所まで回送できる鉄道車両駆動制御装置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】
【００１８】
請求項１の発明の鉄道車両駆動制御装置は、直流電源の直流電圧を任意の電圧と任意の周波数の交流電圧に変換して、車両を駆動する永久磁石電動機に交流電力を供給する電力変換装置と、前記電力変換装置と直流電源との間の回路を投入・開放するための直流回路接触子と、前記電力変換装置と前記永久磁石電動機との間の３相交流回路を投入・開放するために、当該３相交流回路のうちの２相又は３相に設けた交流回路接触子とを備え、前記直流回路接触子と前記交流回路接触子とは、共通の駆動操作コイルで同時に投入動作又は開放動作させるようにしたものである。
【００１９】
請求項２の発明の鉄道車両駆動制御装置は、直流電源の直流電圧を任意の電圧と任意の周波数の交流電圧に変換して、車両を駆動する永久磁石電動機に交流電力を供給する電力変換装置と、前記電力変換装置と直流電源との間の回路を投入・開放するための直流回路接触子と、前記電力変換装置と前記永久磁石電動機との間の３相交流回路を投入・開放するために、当該３相交流回路のうちの２相又は３相に設けた交流回路接触子と、前記直流回路接触子と前記交流回路接触子とを共通の駆動操作コイルで同時に投入動作又は開放動作させる保護動作操作手段とを備えたものである。
【００２０】
請求項３の発明の鉄道車両駆動制御装置は、直流電源の直流電圧を任意の電圧と任意の周波数の交流電圧に変換して、車両を駆動する複数台の永久磁石電動機それぞれに交流電力を供給する複数台の電力変換装置と、前記複数台の電力変換装置と共通の直流電源との間の回路を投入・開放するための複数個の直流回路接触子と、前記複数台の電力変換装置と永久磁石電動機との間の３相交流回路それぞれを投入・開放するために、当該複数の３相交流回路それぞれのうちの２相又は３相に設けた複数個の交流回路接触子と、前記複数台の電力変換装置それぞれの直流側の前記直流回路接触子と交流側の前記交流回路接触子とを共通の駆動操作コイルで同時に投入動作又は開放動作させるために、前記複数台の電力変換装置ごとに設けた複数個の保護動作操作手段とを備えたものである。
【００２１】
請求項４の発明は、請求項１〜３の鉄道車両駆動制御装置において、前記直流回路接触子と交流回路接触子とは電流遮断能力を有する接触子であり、前記電力変換装置が故障した場合又は前記電力変換装置の保護を検出した場合に前記直流回路接触子と交流回路接触子とを開放動作させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、直流電源と電力変換装置との間の回路の開放と、電力変換装置と永久磁石電動機との間の回路の開放とを同時に行うことが可能であり、さらに、制御装置に収納する部品数を削減して、従来の鉄道車両駆動用永久磁石電動機の駆動制御装置よりも制御装置の小型化、軽量化が可能である。
【００２３】
また本発明によれば、鉄道車両の複数台の永久磁石電動機それぞれを駆動する電力変換装置の１台に対して保護が働いた状態では、該当する電力変換装置だけを永久磁石電動機から切り離すことによって回送時に永久磁石電動機の誘起電圧により停止している電力変換装置が損傷を受けないように保護しながら当該鉄道車両を必要な場所まで回送できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１は、本発明の第１の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の構成を示している。図１において、1は電力変換装置、２は永久磁石電動機、３は直流回路接触子、４は交流回路接触子、５は接触器、６は直流回路遮断器、７は集電器、８は架線、９は車輪、１０はレール、１１はフィルタリアクトル、１２はフィルタコンデンサ、１３Ｕ〜１３Ｚは電力変換装置に組み込まれたスイッチング素子、１４は制御部、１５は接触器駆動操作コイル、１６は直流回路遮断器駆動操作コイル、１７は接触器操作機構、１８は直流回路遮断器操作機構、１９は制御回路電源、２０は制御回路電源グラウンド、２１は継電器Ａ、２２は継電器Ｂ、４１は交流電流検出器、４２は直流電圧検出器を示している。
【００２５】
電力変換装置１は直流電力を交流電力に変換して永久磁石電動機２に給電する。この電力変換装置１は、スイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｚを内蔵しており、この６個のスイッチング素子を任意にオン・オフ動作させることによって、直流電圧を任意の電圧と任意の周波数の３相交流電圧に変換するインバータである。電力変換装置１の電源である直流電圧は、架線８から集電器７を経て供給される。
【００２６】
永久磁石電動機２は鉄道車両を駆動するためのもので、例えば永久磁石式同期電動機のような永久磁石電動機であり、電力変換装置１からＵ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ、Ｗ相電流Ｉｗの３相交流が供給される。またこのとき、永久磁石電動機２の各端子には線間電圧Ｖｕｖ、Ｖｖｗ、Ｖｗｕが印加される。
【００２７】
直流回路遮断器６は、電力変換装置１を起動する場合に投入（オン）され、架線８と電力変換装置１とを接続するとともに、電力変換装置１の過電流や過電圧の保護を検出した場合に開放（オフ）して、架線８から電力変換装置１に流れ込む電流を遮断するためのものである。フィルタリアクトル１１とフィルタコンデンサ１２は、電力変換装置１に入力される直流電圧を安定させる作用を持つ。
【００２８】
制御部１４は、直流回路遮断器６の投入と開放を行う直流回路遮断器投入信号Ｓ１と、接触器５の投入と開放を行う接触器投入信号Ｓ２を出力する。直流回路遮断器投入信号Ｓ１が出力されると、継電器Ｂ２２がオンして直流回路遮断器駆動操作コイル１６に制御回路電圧が供給されて直流回路遮断器６が投入される。また、接触器投入信号Ｓ２が出力されると、継電器Ａ２１がオンして接触器駆動操作コイル１５に制御回路電圧が供給されて接触器５が投入される。なお図１では、本発明の実施の形態の動作を理解しやすくするために、制御部１４から出力される信号として、本発明に関係する信号のみ（継電器Ａと継電器Ｂを投入する信号のみ）を記載してある。
【００２９】
電力変換装置１が故障した場合には、電力変換装置１の電源である架線８と電力変換装置１との間の回路を開放し、かつ、電力変換装置１と永久磁石電動機２の間の回路を開放する必要があり、この機能を果たすのが接触器５である。接触器５は、架線８と電力変換装置１との間の回路に設けた直流回路接触子３と、電力変換装置１と永久磁石電動機２との間の回路に設けた交流回路接触子４を、共通の接触器駆動操作コイル１５で投入動作・開放動作させる。
【００３０】
電力変換装置１が健全な場合（故障していない場合）は、接触器５は電力変換装置１を起動する時点で投入（オン）され架線８と電力変換装置１及び永久磁石電動機２を接続し、制御装置の回路を構成する。また、接触器５は電力変換装置１が故障した場合に開放するものであるから、制御装置の制御回路電源が投入された時点で接触器５を投入する動作としてもよい。
【００３１】
上で述べた電力変換装置の故障とは、電力変換装置１に内蔵されているスイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｚが破損、又はスイッチング素子１３Ｕ〜１３Ｚをオン・オフ動作させるための回路が破損して、電力変換装置１が起動できない状態（動作できない状態）の意味である。
【００３２】
電力変換装置１の故障検出については、例えば、電力変換装置１の交流出力電流に対する電流検出器４１の検出信号と直流電圧に対する電圧検出器４２の検出信号とを制御部１４で監視し、異常値を示した時に故障と判断する。
【００３３】
本発明の構成により、電力変換装置１が故障した場合には、電力変換装置１の電源である架線８と電力変換装置１との間の回路を開放して故障した電力変換装置１に架線から電流が流れ込むことを防止することができ、かつ、電力変換装置１と永久磁石電動機２との間の回路を開放して、鉄道車両の走行を継続する場合や回送する場合に、故障した電力変換装置１に接続されている永久磁石電動機２が回転することで発生する誘起電圧によって、当該永久磁石電動機２から故障した電力変換装置１へ電流が流れ込むことを防止することが可能となる。
【００３４】
また、本実施の形態の構成により、接触器５に直流回路接触子３と交流回路接触子４をまとめて収納し、かつ共通の接触器駆動操作コイル１５で投入動作・開放動作させる構成としたことで、電力変換装置１の直流側の回路の開放と、交流側の回路の開放を同時に行え、かつ、制御装置が収納する部品数が削減でき、駆動操作コイルのための制御回路を削減できる。
【００３５】
なお、上の説明では、接触器５の動作機構がノーマルオープン（操作駆動コイルが無加圧のとき、接触子が開放状態になる機構）の場合で説明している。接触器５の動作機構がノーマルクローズ（操作駆動コイルが無加圧のとき、接触子が投入状態になる機構）の場合は、制御部１４から出力される接触器投入信号Ｓ２が反転し、信号が無いとき接触器５が投入状態となり、信号Ｓ２が有るとき接触器５が開放状態となる。その他の部分の動作は上記の説明と同様である。
【００３６】
また、図１において、直流回路接触子３は、直流回路遮断器６とフィルタリアクトル１１との間に設けているが、故障した電力変換装置１を直流電源である架線８から開放する目的のためには、直流回路接触子３をフィルタリアクトル１１とフィルタコンデンサ１２との間、又はフィルタコンデンサ１２と電力変換装置１との間に設けてもよい。
【００３７】
次に、本発明の第２の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置について、図２を用いて説明する。第２の実施の形態は、交流回路接触子４を電力変換装置１と永久磁石電動機２との間の３相交流回路のうちの２相に設けたことを特徴とする。図２において、その他の構成要素については図１に示した第１の実施の形態と同一の要素については同一の符号を付して示してある。
【００３８】
３相交流回路のうちの２相のみを開放することによっても永久磁石電動機２と故障した電力変換装置１との間の閉回路を切り離すことができるので、第２の実施の形態によっても、第1の実施の形態と同様に、永久磁石電動機２の誘起電圧によって故障した電力変換装置１に永久磁石電動機２から流れ込む電流を防止することができる。
【００３９】
この第２の実施の形態の場合、接触器５が有する接触子は３個になり、第１の実施の形態の接触器５の接触子４個の場合に比べて、接触器５の部品数のさらなる削減と小型化が可能になる。
【００４０】
なお、図２において、直流回路接触子３を直流回路遮断器６とフィルタリアクトル１１との間に設けているが、故障した電力変換装置１を直流電源である架線８から開放する目的のためには、この直流回路接触子３をフィルタリアクトル１１とフィルタコンデンサ１２との間、又はフィルタコンデンサ１２と電力変換装置１との間に設けてもよい。
【００４１】
次に、本発明の第３の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置について、図３、図４を用いて説明する。図３は本発明の第３の実施の形態の構成を示している。この第３の実施の形態は、鉄道車両を駆動する複数台の永久磁石電動機２，２４を１台の制御装置で駆動制御することを特徴とする。なお、図３は、例として２台の永久磁石電動機を１台の制御装置で制御する構成である。
【００４２】
図３に関連して以下では、便宜上、２つの永久磁石電動機２、２４とそれに対応する電力変換装置１、２３等を、制御群としてそれぞれ第１群、第２群と記載する。１は第１群電力変換装置、２は第１群永久磁石電動機、３は第１群直流回路接触子、４は第１群交流回路接触子、５は第１群接触器、６は複数の制御系統に共通の直流回路遮断器、７は集電器、８は架線、９は車輪、１０はレール、１１は第１群フィルタリアクトル、１２は第１群フィルタコンデンサ、１３Ｕ〜１３Ｚは第１群スイッチング素子、１４は制御部、１５は第１群接触器駆動操作コイル、１６は直流回路遮断器駆動操作コイル、１７は第１群接触器操作機構、１８は直流回路遮断器操作機構、１９は制御回路電源、２０は制御回路電源グラウンド、２１は継電器Ａ、２２は継電器Ｂ、２３は第２群電力変換装置、２４は第２群永久磁石電動機、２５は第２群直流回路接触子、２６は第２群交流回路接触子、２７は第２群接触器、２８は第２群フィルタリアクトル、２９は第２群フィルタコンデンサ、３０Ｕ〜３０Ｚは第２群スイッチング素子、３１は第２群接触器駆動操作コイル、３２は第２群接触器操作機構、３３は継電器Ｃ、４１，４３は交流電流検出器、４２，４４は直流電圧検出器である。
【００４３】
集電器７と直流回路遮断器６は第１群と第２群で共通であるが、接触器、フィルタリアクトル、フィルタコンデンサ、電力変換装置、永久磁石電動機は、第１群と第２群で独立している。また制御部１４は、第１群、第２群を個別に制御する。
【００４４】
交流電流検出器４１、直流電圧検出器４２の検出信号に基づき制御部１４が第１群電力変換装置１に故障が発生したと判断した場合には、信号Ｓ２によって第１群接触器５の直流回路接触子３と交流回路接触子４を開放することによって、第１群電力変換装置１を架線８と第１群永久磁石電動機２から開放する。この場合、健全な第２群電力変換装置２３によって第２群永久磁石電動機２４を駆動して、車両の運転を継続することができる。
【００４５】
他方、交流電流検出器４３、直流電圧検出器４４の検出信号に基づき制御部１４が第２群電力変換装置２３に故障が発生したと判断した場合には、信号Ｓ３によって第２群接触器２７の直流回路接触子２５と交流回路接触子２６を開放することによって、第２群電力変換装置２３を架線８と第２群永久磁石電動機２４から開放する。この場合には、健全な第１群電力変換装置１によって第１群永久磁石電動機２を駆動して、車両の運転を継続することができる。
【００４６】
図４は図３の制御部１４の内部構成を示している。制御部１４は第１群制御部１０１、第２群制御部１０２、及び共通制御部１０３で構成されている。第１群接触器投入信号Ｓ２は第１群制御部１０１から出力され、第１群電力変換装置１が健全な場合に出力有りとなり、第１群電力変換装置１が故障した場合に出力無しとなる。同様に第２群接触器投入信号Ｓ３は第２群制御部１０２から出力され、第２群電力変換装置２３が健全な場合に出力有りとなり、第２群電力変換装置２３が故障した場合に出力無しとなる。
【００４７】
直流回路遮断器投入信号Ｓ１については、第１群制御部１０１から出力される第１群電力変換装置の保護検知信号Ｓ２と、第２群制御部１０２から出力される第２群電力変換装置の保護検知信号Ｓ３とのいずれかが、電力変換装置の過電流や過電圧などの保護検知有りと出力した場合に、当該直流回路遮断器投入信号Ｓ１が出力無しとなり、直流回路遮断器６をいったん開放する。そしてこの後、健全な制御群の電力変換装置に対する直流、交流接触子だけを信号Ｓ２又はＳ３によって投入した後、この直流回路遮断器６も投入し、回送運転を可能にする。
【００４８】
図３に示した本発明の第３の実施の形態では、１台の制御装置が制御を行う永久磁石電動機の数を２台の構成として示しているが、永久磁石電動機の数を２台から３台や４台に増やした場合は、図３の構成にさらに制御群として第３群、第４群を追加した構成となる。これは制御群の数が増加したのみで、本発明の実施の形態における各部の動作は同様である。
【００４９】
また、図３に記載した第１群交流回路接触子４と第２群交流回路接触子２６とは、３相交流回路のうちの２相に接触子を設けた例で示してあるが、これは、図１に示した第１の実施の形態の交流接触子４と同様に３相全てに設けてもよい。
【００５０】
加えて、図３において、第１群直流回路接触子３と第２群直流回路接触子２５とは、直流回路遮断器６とフィルタリアクトルとの間に設けているが、故障した電力変換装置１，２３を直流電源である架線８から開放する目的のためには、第１群直流回路接触子３と第２群直流回路接触子２５をそれぞれ、フィルタリアクトルとフィルタコンデンサとの間、又はフィルタコンデンサと電力変換装置との間に設けてもよい。
【００５１】
なお、上記の図１〜図３に記載した第１〜第３の実施の形態それぞれにおいて、直流回路接触子３（及び２５）と交流回路接触子４（及び２６）として電流遮断能力を有する接触子、例えば、電流遮断器を採用することができる。これにより、電力変換装置１の過電流や過電圧などの保護を検出した場合に、直流回路遮断器６を開放するとともに接触器５（接触器５に内蔵される直流回路接触子３と交流回路接触子４）も開放動作させることにより、直流電源である架線８から電力変換装置１へ流れ込む電流を直流回路接触子３で遮断し、かつ、永久磁石電動機２の誘起電圧によって永久磁石電動機２から電力変換装置１に流れ込む電流を交流回路接触子４で遮断することを同時に行うことが可能になる。
【００５２】
加えて、上記の各実施の形態では、回路遮断器６と直列に直流回路接触子３を設けたが、これは架線８が直流架線の場合であり、架線８が交流架線であれば、回路遮断器６と直流回路接触子３（及び２５）との間に交流電源を直流電力に変換して電力変換装置１であるインバータに供給するコンバータを設置することになる。そしてこのようなコンバータを設置した鉄道車両駆動制御装置では、回路遮断器６の動作によって架線８からコンバータを含む電力変換装置、永久磁石電動機を切り離し、また、直流回路接触子３（及び２５）によってコンバータから電力変換装置１を切り離すことになる。
【００５３】
さらに、上記の各実施の形態では、永久磁石電動機として永久磁石式同期電動機について説明したが、永久磁石を利用し、それ故にその回転により誘起電圧を発生する電動機であれば方式を問わず、例えば、永久磁石式リラクタンス電動機であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の回路図。
【図２】本発明の第２実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の回路図。
【図３】本発明の第３の実施の形態の鉄道車両駆動制御装置の回路図。
【図４】第３の実施の形態における制御部の機能構成を示すブロック図。
【図５】従来例の回路図。
【符号の説明】
【００５５】
１  （第１群）電力変換装置
２  （第１群）永久磁石電動機
３  （第１群）直流回路接触子
４  （第１群）交流回路接触子
５  （第１群）接触器
６  直流回路遮断器
７  集電器
８  架線
９  車輪
１０  レール
１１  （第１群）フィルタリアクトル
１２  （第１群）フィルタコンデンサ
１３Ｕ〜１３Ｚ  （第１群）スイッチング素子
１４  制御部
１５  （第１群）接触器駆動操作コイル
１６  直流回路遮断器駆動操作コイル
１７  （第１群）接触器操作機構
１８  直流回路遮断器操作機構
２１  継電器Ａ
２２  継電器Ｂ
２３  （第２群）電力変換装置
２４  （第２群）永久磁石電動機
２５  （第２群）直流回路接触子
２６  （第２群）交流回路接触子
２７  （第２群）接触器
２８  （第２群）フィルタリアクトル
２９  （第２群）フィルタコンデンサ
３０Ｕ〜３０Ｚ  （第２群）スイッチング素子
３１  （第２群）接触器駆動操作コイル
３２  （第２群）接触器操作機構
３３  継電器Ｃ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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