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公開番号2024169220
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-05
出願番号2023086507
出願日2023-05-25
発明の名称電気車制御装置
出願人株式会社東芝,東芝インフラシステムズ株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類H02M 1/08 20060101AFI20241128BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】短絡電流を抑制することができる電気車制御装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、電気車制御装置は、スイッチング素子と、ゲート駆動回路と、を備える。スイッチング素子は、直流電圧を供給する電気線と帰線との間に接続される。ゲート駆動回路は、前記スイッチング素子をオンオフ制御することで前記直流電圧を交流電圧に変換し、前記電気線と前記帰線との間の短絡を検知し、前記短絡を検知すると、前記スイッチング素子をオフにする。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
直流電圧を供給する電気線と帰線との間に接続されるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子をオンオフ制御することで前記直流電圧を交流電圧に変換し、
前記電気線と前記帰線との間の短絡を検知し、
前記短絡を検知すると、前記スイッチング素子をオフにする、
ゲート駆動回路と、
を備える電気車制御装置。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
前記ゲート駆動回路は、
前記スイッチング素子に生じる電圧が所定の閾値を超えると前記短絡を検知したことを示す短絡検知信号を出力する短絡検知回路を備える、
請求項１に記載の電気車制御装置。
【請求項３】
前記短絡検知回路は、
前記スイッチング素子のドレインとソースとの間の電圧を増幅する増幅器と、
前記増幅器によって増幅された電圧が所定の閾値を超えると前記短絡検知信号を出力する比較器と、
を備える、
請求項２に記載の電気車制御装置。
【請求項４】
前記短絡検知回路は、
前記スイッチング素子の電流が流れる寄生インダクタンスに誘起された電圧を時間で積分する積分器と、
前記積分器からの積分結果が所定の閾値を超えると前記短絡検知信号を出力する比較器と、
を備える、
請求項２に記載の電気車制御装置。
【請求項５】
前記電気線と前記スイッチング素子との間に、鉄芯を有するリアクトルを備える、
請求項１乃至４の何れか１項に記載の電気車制御装置。
【請求項６】
前記スイッチング素子は、交流モータに接続する、
請求項１に記載の電気車制御装置。
【請求項７】
前記リアクトルが発生する磁気をシールドする磁気シールド板を備えない、
請求項５に記載の電気車制御装置。
【請求項８】
前記電気線と前記スイッチング素子との間に形成され前記短絡が生じると前記電気線と前記スイッチング素子との接続を遮断する遮断器を備えない、
請求項１に記載の電気車制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電気車制御装置に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
列車などの電気車において直流電圧を交流電圧に変換して交流モータに供給する電気車制御装置が提供されている。そのような電気車制御装置は、トランジスタなどのスイッチング素子をオンオフすることで直流電圧を交流電圧に変換する。
【０００３】
電気車制御装置において、スイッチング素子などの故障により、直流電圧の両極が短絡することがある。電気車制御装置は、短絡を検知すると遮断器を用いて直流電圧との接続を遮断する。
【０００４】
従来、電気車制御装置は、短絡の検知と遮断とのタイムラグにより短絡によって生じる短絡電流が増加するという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０-９６４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の課題を解決するため、短絡電流を抑制することができる電気車制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、電気車制御装置は、スイッチング素子と、ゲート駆動回路と、を備える。スイッチング素子は、直流電圧を供給する電気線と帰線との間に接続される。ゲート駆動回路は、前記スイッチング素子をオンオフ制御することで前記直流電圧を交流電圧に変換し、前記電気線と前記帰線との間の短絡を検知し、前記短絡を検知すると、前記スイッチング素子をオフにする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、実施形態に係る電気車の構成例を概略的に示す図である。
図２は、実施形態に係る電気車制御装置の構成例を示す回路図である。
図３は、実施形態に係るゲート駆動回路の構成例を示す回路図である。
図４は、実施形態に係る電気車制御装置に流れる電流を示すグラフである。
図５は、実施形態に係るゲート駆動回路の変形例を示す回路図である
図６は、実施形態に係る車両の変形例を概略的に示す図である。
図７は、従来の電気車の構成例を概略的に示す図である。
図８は、従来の電気車制御装置に流れる電流を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
実施形態に係る電気車は、線路を走行する列車を構成する。電気車は、電気線から直流電圧によって駆動する。電気車は、直流電圧を交流電圧に変換して交流モータに印加する。また、電気車は、故障などにより直流電圧の両極が短絡すると、直流電圧との接続を遮断する。
【００１０】
図１は、実施形態に係る電気車１００の構成例を示す。電気車１００は、線路としての帰線１４上を走行する。電気車１００は、電気車１００の上方に形成されている架空電車線または第三軌条などの電気線１からの直流電圧で駆動する。
（【００１１】以降は省略されています）

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