CN102030019A - 逆变器误动作停止系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种逆变器误动作停止系统。在过去的铁道事故中，存在下述原因所导致的事故的例子，即，逆变器的逻辑部的误动作，逻辑部处于一种不接受减速指令的状态，而保持之前接受到的加速指令，明明作为列车想要减速但该逆变器却继续加速，从而得不到期望的减速度导致事故发生。因此，需要提高逆变器逻辑部的可靠度。设置与逆变器有别的逆变器监视装置，在探测出逆变器的误动作时，通过使高速断路器等装置动作，将主电路分离，从而强制使逆变器的动作停止，或者通过进行对逆变器的逻辑部施加复位等处理，防止因逆变器的误动作引起的危险。

Description

逆变器误动作停止系统

技术领域

本发明涉及在具有逆变器的铁道车辆中的车上控制系统，尤其涉及在逆变器误动作之际，探测出误动作后停止逆变器的动作的铁道车辆的车上控制系统。

背景技术

一般，在逆变器发生了故障的情况下，电动机处于无法正常运转的故障模式，使得不会由于逆变器的故障引起出轨、碰撞等危险事件。其原因在于，不进行正确的控制电动机就不运转，所以在逆变器故障而输出不正常的情况下，电动机不会运转。

另一方面，针对逆变器的主电路的故障，采取了各种安全对策。例如，在主电路发生了短路故障的情况下，最差的情况为从架线至铁轨短路，可能会流过大电流而处于危险状态。为此，在探测出故障的情况下，一般采取使用高速断路器等能切断电流的装置来分离主电路等的对策。

例如，专利文献1公开了一种对与交流旋转机、电力转换器及电力转换器和交流旋转机电连接的连接机构(三相输出线)的至少一个的异常进行探测的异常检测装置。

专利文献1：日本特开2009-50059号公报

如上述，针对逆变器的主电路的故障，以往已经采用了对策，而且逆变器的故障是在列车停止侧，不会引起出轨、碰撞等的危险事件。然而，在过去的铁道事故中，有因逆变器的误动作，逆变器无视减速指令而继续加速所发生的事故。

事故的原因被分析为：是逆变器的逻辑部的误动作，逻辑部处于不接受减速指令的状态，而一直保持之前接受到的加速指令，明明列车要减速，但该逆变器却继续加速，得不到期望的减速度，而发生了事故。

为了防止这样的事故，认为需要提高逆变器逻辑部的可靠度，因此，硬件结构的更新、软件制作工序的增加等逆变器制作的成本增加成为了问题。

发明内容

在本发明中，通过监视与逆变器有别的逆变器的动作，在探测出逆变器的异常时使逆变器的动作停止，来解决问题。

具体而言，在列车上设置逆变器监视装置，用于监视逆变器是否正常进行加减速的控制。在逆变器监视装置探测出逆变器的误动作时，通过使高速断路器等装置动作，将主电路分离，来强制使逆变器的动作停止，或者通过进行对逆变器的逻辑部施加复位等处理，来防止因逆变器的误动作引起的危险。

逆变器监视装置是监视逆变器，只在异常时使逆变器停止的功能的单纯的装置，硬件、软件均容易制作，且成本增加的影响小。另外，可安装于已经被设置在列车上的信号控制装置等的装置，此时无需追加装置。

(发明效果)

根据本发明，逆变器的可靠度与以往相同，且能够防止因逆变器的误动作引起的危险事件。另外，也能减少对策所需的成本增加。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1中的逆变器误动作停止系统的结构框图。

图2是表示能监视本发明的实施例1中的逆变器状态的情况下的逆变器监视装置101的构成例的框图。

图3是表示本发明的实施例1中的在减速度的监视下对逆变器102的误动作进行探测的情况下的逆变器监视装置101的构成例的框图。

图4是表示能监视本发明的实施例2中的逆变器状态的情况下的逆变器监视装置101的构成例的框图。

图5是表示本发明的实施例2中的在加速度的监视下对逆变器102的误动作进行探测的情况下的逆变器监视装置101的构成例的框图。

符号说明：101-逆变器监视装置；102-逆变器；103-逆变器逻辑部；104-主电路；105-高速断路器；106-受电弓；107-切断命令；108-复位信号；201-减速指令输入；202-逆变器状态输入；203-状态比较处理；204-逆变器停止处理；301-减速指令输入；302-减速状态输入；303-状态比较处理；304-逆变器停止处理；401-加速指令输入；402-逆变器状态输入；403-状态比较处理；404-逆变器停止处理；501-加速指令输入；502-加速状态输入；503-状态比较处理；504-逆变器停止处理。

具体实施方式

本发明以简单的系统结构实现了逆变器的可靠度与以往同样且在逆变器发生了误动作时能够确保安全的目的。以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

(实施例1)

图1示出本发明的实施例1中的逆变器误动作停止系统的系统结构。在本发明中，合并逆变器逻辑部103及主电路104，称为逆变器102。

逆变器监视装置101用于监视逆变器102是否正确动作。关于如何判断是否正确动作的方法在后面进行详细说明。在探测出逆变器102的误动作时，逆变器监视装置101强制使逆变器102的动作停止。

作为逆变器102的停止方法，考虑：输出切断指令107，切断从受电弓(pantograph)106向主电路104供电的电流的方法；和向逆变器逻辑部103输出复位信号108来复位逆变器逻辑部103，或者继续输出复位信号108停止逆变器逻辑部的动作的方法。

关于切断流向主电路104的电流的方法，以往为了保护主电路已经设置了切断电流的机构，直接使用该机构即可。例如，因为高速断路器105具备与来自外部的切断指令对应的端子，所以只要向该端子输入切断指令107即可。或者，也可以使用断流器进行切断。

通过追加能向逆变器逻辑部103输入复位信号108的接口，能够实现逆变器逻辑部103的复位。以往，逆变器逻辑部103具有例如在监视计时器探测出异常时自身进行复位或者停止的功能，并且作为该功能的一个条件，只追加来自外部的复位信号108，能够容易实现对复位信号108的处理。

另外，通过断开逆变器逻辑部103的电源，也能够使所述逆变器逻辑部103的动作停止。将所述复位信号108保持在复位状态，也能够使逆变器逻辑部103处于停止状态。对逆变器逻辑部103如何实施处理，只要符合逆变器逻辑部适当确定即可。

针对在逆变器监视装置101中判定逆变器102是否正确动作的方法，有下述方法，即，逆变器监视装置101监视逆变器102的动作状态的方法；监视列车的减速度的方法。

在监视逆变器102的动作状态的情况下，将加速、减速、惯性运转等逆变器102的动作模式、或者该逆变器102驱动的旋转机的电流状态作为该逆变器的动作状态，将接点信息输入到逆变器监视装置101，或者经由车上网络传送而输入到逆变器监视装置101，逆变器监视装置101对照加减速的指令信息和逆变器102的动作状态或旋转机电流状态，如果不一致，则判定为逆变器102误动作。图2示出此时的所述逆变器监视装置101的结构。

在图2中，减速指令输入201接收来自外部的减速指令。对逆变器状态输入202输入逆变器102的动作状态。用状态比较处理203比较由减速指令输入201接收到的减速指令和由逆变器状态输入202接收到的逆变器102的动作状态，在探测出不一致的情况下，向逆变器停止处理204输出其结果，逆变器停止处理204通过主电路的切断或逆变器逻辑部103的复位等处理，使逆变器102停止。

在监控作为铁道车辆的列车的减速度的情况下，向逆变器监视装置101输入列车速度和减速的指令信息，预先保持列车的减速性能，并在减速指令时计算列车的减速度，与列车的减速性能进行比较，在减速度不充分的情况下，判定出逆变器102误动作。

作为减速度不足的主要原因，也考虑到逆变器的误动作以外的主要原因，在逆变器102的电制动器带来的减速度不充分的情况下，由于使空气制动器动作来减速，所以此时即使逆变器102的电制动器停止也不会成为安全上的问题。图3示出此时的逆变器监视装置101的结构。

图3只是将图2中的逆变器状态置换为减速状态。状态比较处理303对预先设定的期望的减速度和减速状态进行比较，如果减速度不足，则判断为是逆变器102的误动作。

除此之外的处理与图2相同。逆变器监视装置101可以编成1个，也可以按照每个车辆进行设置。只要在考虑所述逆变器102的数目或配置、或者高速断路器105的设置位置等的情况下适当设置即可。例如，如果是能够以逆变器102为单位切断主电路的构成，则可以设置与逆变器102对应的数目的逆变器监视装置101。

或者，如果是能够对多个逆变器102切断主电路的构成，则也可以设置与该切断单位对应的数目的逆变器监视装置101。在逆变器监视装置101对逆变器逻辑部103施加复位的情况下，也可以设置与逆变器逻辑部103对应的数目的逆变器监视装置101。

逆变器监视装置101也可以不设置成独立的装置，而安装于车上信号控制装置或制动器控制装置内起作用。此时，功能块也与图2及图3所示相同。

由于车上信号装置是确保列车行驶的安全性的重要装置，所以以往设计为确保高的安全性，且也能实现具有高安全性的逆变器的监视功能。

另外，由于所述车上信号装置监视列车的速度并掌握减速状态，所以如果是对上述的列车的减速度进行监视的图3的构成，则不用追加特别的信号，通过向减速指令输入301输入车上信号装置输出的减速指令，向减速状态输入302输入减速状态，从而能够监视逆变器102是否正确进行了减速动作。

另外，即使是对逆变器102的动作状态进行监视的图2的构成，也能将所述车上信号装置的减速指令作为减速指令输入201的输入，使逆变器102与传输线连接，从而容易监视信息。

以往，制动器控制装置具有按照减速指令来调整电制动器和空气制动器的输出的所谓电制动和空气制动混合的功能。在图2的构成中，通过向减速指令201输入减速指令，将电制动器的输出状态作为逆变器状态输入的输入，从而针对减速指令，能够容易地监视逆变器102是否正确进行了减速动作。另外，如果是制动器控制装置能够识别列车速度的构成，则能够采取图3的构成。

以上，通过构成逆变器误动作停止系统，即使在因逆变器102的误动作而忽略了减速指令继续进行加速的情况下，也能够使逆变器102的动作停止，以防止发生减速度不足，从而可提高列车行驶的安全性。

(实施例2)

实施例1中，针对减速指令，在逆变器102不减速而列车的减速度不足的情况下使逆变器102停止，但在相同装置构成中，逆变器102误动作、针对加速指令而没有加速的情况下，也能够探测该误动作。

考虑方法与实施例1相同，在图4及图5中，只要将图2及图3中的减速指令设为加速指令即可。即，向所述逆变器监视装置101输入加速指令。在采取图4的构成的情况下，如果加速指令和逆变器102的动作状态不一致，则判定出逆变器102发生了误动作。

或者，在采取图5的构成的情况下，监视作为铁道车辆的列车的加速度，监视是否得到了加速指令所对应的加速度，在不足的情况下，判定为逆变器102发生了误动作。

探测出逆变器102的误动作之后的处理与应用根据情况而不同。因为是不能加速的误动作，所以没有安全上的问题，也可直接继续运行而采用简单的维护信息，也可将引起了误动作的逆变器102判断为危险而进行分离。或者，在针对加速指令而继续减速时，由于可能对车轮等带来不良影响，所以也有重视分离的情况。

因此，对引起误动作但没有加速的逆变器102进行怎样的处理在应用的范围即本发明范围外。即，图4及图5中的逆变器停止处理404及逆变器停止处理504的动作在本实施例中并不特别指定。

如上述，通过构成逆变器误动作停止系统，能够探测因误动作而不加速的逆变器102，并对此进行处理。

Claims (10)

1.一种逆变器误动作停止系统，用于铁道车辆中，所述铁道车辆具备由主电路和逆变器逻辑部构成的逆变器，并在减速时使基于所述逆变器的电制动器动作，该逆变器误动作停止系统的特征在于，

该逆变器误动作停止系统具备逆变器监视装置，用于监视所述逆变器的动作，并在探测出误动作时使所述逆变器停止。

2.根据权利要求1所述的逆变器误动作停止系统，其特征在于，

通过从电力供给源切断所述主电路，作为使所述逆变器停止的手段。

3.根据权利要求1所述的逆变器误动作停止系统，其特征在于，

通过复位所述逆变器逻辑部，作为使所述逆变器停止的手段。

4.根据权利要求1所述的逆变器误动作停止系统，其特征在于，

通过断开所述逆变器逻辑部的电源，作为使所述逆变器停止的手段。

5.根据权利要求1所述的逆变器误动作停止系统，其特征在于，

向所述逆变器监视装置输入逆变器动作状态和减速指令，当有减速指令时，在所述逆变器动作状态不是减速状态的情况下，判定为所述逆变器发生了误动作。

6.根据权利要求1所述的逆变器误动作停止系统，其特征在于，

向所述逆变器监视装置输入铁道车辆的减速状态和减速指令，当有减速指令时，与预先设定的期望的减速度进行比较，当减速度不充分时，判定为所述逆变器发生了误动作。

7.根据权利要求1所述的逆变器误动作停止系统，其特征在于，

车上信号控制装置具备所述逆变器监视装置的功能。

8.根据权利要求1所述的逆变器误动作停止系统，其特征在于，

制动器控制装置具备所述逆变器监视装置的功能。

9.根据权利要求1所述的逆变器误动作停止系统，其特征在于，

向所述逆变器监视装置输入逆变器动作状态和加速指令，当有加速指令时，在所述逆变器动作状态不是加速状态的情况下，判定为所述逆变器发生了误动作。

10.根据权利要求1所述的逆变器误动作停止系统，其特征在于，

向所述逆变器监视装置输入铁道车辆的加速状态和加速指令，当有加速指令时，与预先设定的期望的加速度进行比较，当加速度不充分时，判定为所述逆变器发生了误动作。

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