CN103987561B - 电动车驱动系统 - Google Patents

电动车驱动系统 Download PDF

Info

Publication number
CN103987561B
CN103987561B CN201180075417.9A CN201180075417A CN103987561B CN 103987561 B CN103987561 B CN 103987561B CN 201180075417 A CN201180075417 A CN 201180075417A CN 103987561 B CN103987561 B CN 103987561B
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
drive system
filter
electric motor
motor vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201180075417.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103987561A (zh
Inventor
永塚吉生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nexgen Control Systems LLC
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN103987561A publication Critical patent/CN103987561A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103987561B publication Critical patent/CN103987561B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/006—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to power outlets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/02—Dynamic electric resistor braking
    • B60L7/06—Dynamic electric resistor braking for vehicles propelled by ac motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • B60L9/16—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors
    • B60L9/18—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from dc supply lines
    • B60L9/22—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from dc supply lines polyphase motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
    • H02P3/08—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing a dc motor
    • H02P3/12—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing a dc motor by short-circuit or resistive braking
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

电车驱动系统包括电车用功率转换装置以及具有开关接点部的三极单投刀开关器即EGS。电车用功率转换装置中设置有：具有接收架空线的供电并进行储存的滤波电容器的滤波电路部；将滤波电路部的直流电压转换为交流电压以驱动负载即电动机的INV；以及消耗无法在架空线侧再生的剩余功率的BCH电路。在EGS的开关接点闭合时，BCH电路中所具有的制动电阻与EGS的开关接点部相连接，以使得制动电阻与滤波电容器的正极和负极之间进行电连接。

Description

电动车驱动系统
技术领域
本发明涉及一种电动车驱动系统。
背景技术
电动车用功率转换装置由架空线供电以进行动作。由于架空线电压是非常高的电压(例如DC1500V)，因此，即使断开架空线的供电，仍会在主电路中的某一滤波电容器等中储存有大量电荷，因而，仍然存在触电的危险性。
因而，在例如下述专利文献1所揭示的电动车控制装置中具有由连接在转换器和逆变器之间的多个接触器和电阻器构成的串联电路，在对电动车进行检查或维护时，利用接触器控制部使多个接触器接通规定时间，从而使滤波电容器中的电荷通过电阻器进行放电。通过进行上述控制，从而使得在对电动车进行检查或维护时，即使操作者接触到导电部也不用担心会触电。
现有专利文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平8－019101号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
但是，根据上述现有技术，不但需要用于控制与放电用的电阻器串联连接的多个接触器的逻辑电路，另外还需要用于控制逻辑电路的电源。因此，在对电动车进行检查或进行维护时，为了对滤波电容器中的电荷可靠地进行放电，需要在电路结构、系统结构上花费各种精力，因而存在电路规模、电路成本升高的问题。
本发明是鉴于上述问题完成的，其目的在于提供一种能抑制电路规模、电路成本的增加，并能简单且可靠地使滤波器电容器的电荷进行放电的电动车驱动系统。
解决问题的技术方案
为了解决上述课题并达到目的，本发明的电动车驱动系统包括：电动车用功率转换装置，该电动车用功率转换装置将由架空线提供的直流功率或交流功率转换为所希望的交流功率，并对负载即电动机进行驱动；第一断路器，该第一断路器断开在上述架空线与上述电动车用功率转换装置之间流动的电流；以及接地开关器，该接地开关器将该第一断路器接地，上述电动车驱动系统的特征在于，上述电动车用功率转换装置中设置有主电路部和第二断路器，上述主电路部至少包括：滤波电路部，该滤波电路部具有接收上述架空线的供电并进行储存的滤波电容器；以及逆变器，该逆变器将该滤波电路部的直流电压转换为交流电压以驱动负载即电动机，上述第二断路器断开第一断路器与上述逆变器之间的供电路径，上述接地开关器构成为具有三极以上的开关接点的单投刀开关器，作为构成上述主电路部的电路要素中的一个规定的电阻器与上述接地开关器的开关接点相连接，以使得在上述接地开关器的开关接点闭合时，上述规定的电阻器与上述滤波电容器的正极和负极之间进行电连接。
发明效果
根据本发明，能获得抑制电路规模、抑制电路成本的增加，并且能可靠且简单地对滤波电容器中的电荷进行放电的效果。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的电动车驱动系统的主要部分的结构的图。
图2是表示实施方式1的与图1不同的电动车驱动系统的主要部分的结构的图。
图3是表示实施方式2所涉及的电动车驱动系统的主要部分的结构的图。
图4是表示实施方式3所涉及的电动车驱动系统的主要部分的结构的图。
图5是表示实施方式4所涉及的电动车驱动系统的主要部分的结构的图。
图6是表示实施方式5所涉及的电动车驱动系统的主要部分的结构的图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式所涉及的电动车驱动系统进行说明。另外，本发明并不局限于以下示出的实施方式。
实施方式1
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电动车驱动系统的主要部分的结构的图。如该图所示，实施方式1的电动车驱动系统包括：导电弓1；作为第一断路器的高速断路器(HighspeedBreaker，下文中记为“HB”)2；作为接地开关器的接地开关(EarthGroundSwitch，下文中记为”EGS”)4；电动车用功率转换装置11；以及电动机7。另外，电动车用功率转换装置11包括：设置于该装置内且作为第二断路器的线路断路器(LineBreaker，以下记为“LB”)3；滤波电路部16，该滤波电路部16具有接收经由导电弓1、HB2、LB3而从架空线50提供的直流功率并进行储存的滤波电容器16a；逆变器(以下记为“INV”)12，该INV12将滤波电路部16的直流电压转换为交流电压，以驱动作为负载的电动机7；以及制动斩波器(BrakeChopper，以下记为“BCH”)电路14，该制动斩波器电路14在电动机7作为发电机工作时消耗无法返回架空线50侧的剩余功率。此外，上述滤波电路部16、INV12、BCH电路14等构成电动车用功率转换装置11的主要电路部。
电动车用功率转换装置11例如图所示那样安装于车辆6的底板下部，HB2及EGS4例如图所示那样安装于车辆6的上部，上述各部分间的电连接是使用设置于车辆6内的装配布线来进行的。
另外，图1中，电动车用功率转换装置11的一端通过导电弓1、HB2、及LB3与架空线50相连接，另一端通过车轮9与轨道54相连接，该轨道54与大地电位具有相同电位。由架空线50提供的直流功率储存在滤波电容器16a中并成为INV12的工作功率。
INV12基于由省略了图示的控制部所输出的控制信号(对省略了图示的开关元件进行PWM控制的信号)，产生所希望的交流功率(交流电压)以驱动电动机7。电动机7与车轮8相连结，将驱动力传输到车轮8。
HB2是断开在架空线50与电动车用功率转换装置11之间流动的电流的开关器。另外，EGS4构成为具有开关接点部4ａ，4ｂ，5的三极单投刀开关器，是手动控制的开关器。开关接点部4ａ，4ｂ，5中的开关接点部4ａ，4ｂ是现有技术中已存在的开关接点部，而开关接点部5则是为了解决本发明的课题而设置的开关接点部。
开关接点部4a的一端与HB2的一端(导电弓1侧的连接端)相连接，另一端接地。开关接点部4b的一端与HB2的另一端(电动车用功率转换装置11侧的连接端)相连接，另一端接地。另一方面，开关接点部5的一端与电动车用功率转换装置11的正侧直流母线30A(也可以是与正侧直流母线30A电位相同的端子)相连接，开关接点部5的另一端与BCH电路14中的开关元件15a和制动电阻15b的连接端32A相连接。
接着，参照图1对实施方式1所涉及的电动车驱动系统的主要部分的动作进行说明。
在对电动车进行检查或维护时，使HB2及LB3开路，导电弓1与架空线50分离。在上述操作或控制后，手动控制使EGS4的各接点闭合。利用对EGS4进行的手动控制，使HB2的两个端部都接地而成为大地电位。此外，现有的EGS不具有开关接点部5，因而通过进行使HB2的两个端部成为接地电位的动作来达到目的。
另一方面，在实施方式1的电动车驱动系统中，还利用开关接点部5对正侧直流母线30A、与开关元件15a和制动电阻15b的连接端32A之间进行电连接。利用该动作，使滤波电容器16a的正极与负极经由制动电阻15b进行电连接，因此，形成用于对滤波电容器16a中的储存电荷进行放电的放电电路。滤波电容器16a中的储存电荷以放电曲线的方式进行放电，该放电曲线取决于由滤波电容器16a的电容值、和制动电阻15b的电阻值之积所决定的时间常数。
如上述专利文献1所述那样，在现有的放电控制中，需要另外构成放电控制用的电路，并且需要构成特别的控制单元来进行放电控制。因此，在现有技术中，需要另外的放电控制用电路、控制单元，因而电路规模和电路成本会上升。
与此相对地，在实施方式1的电动车驱动系统中，无需用于放电控制的特别的控制电路和特别的控制单元。另外，实施方式1的电动车驱动系统的要点能通过以下结构来实现：即，将原本构成为双极单投刀开关器的EGS构成为三极单投刀开关器，并且将追加设置的开关接点部5的接点通过装配布线与BCH电路14进行电连接。此外，BCH电路14是设置于大多数电动车用功率转换装置11中的电路部。
由此，根据实施方式1的电动车驱动系统，能抑制电路规模及电路成本的增加，并能简单且可靠地对滤波电容器16a中的电荷进行放电。
另外，根据实施方式1的电动车驱动系统，能与EGS3联动地对滤波电容器16ａ中的电荷进行放电，因而无需用于电荷放电的特别操作，能减轻操作者的负担。
此外，根据实施方式1的电动车驱动系统，依赖于电路动作的部分极少，因而还具有能提高与电荷放电的控制相关的可靠性，能提高操作者所具有的安心感的效果。
此外，图1所示的BCH电路14也可以采用多个并联连接的结构。在这种情况下，选取多个BCH电路中的任一个BCH电路来与开关接点部5相连接即可。例如在采用图2所示的结构的情况下，从两个BCH电路14a、14b中选择BCH电路14a，使开关接点部5的一端连接至与BCH电路14a相连接的正侧直流母线30A，使开关接点部5的另一端连接至BCH电路14a中的开关元件15aa和制动电阻15ba的连接端即可。
实施方式2
实施方式1中示出了将电动车用功率转换装置安装于具有导电弓的车辆的一个例子，实施方式2中，参照图3说明将电动车用功率转换装置安装于不具有导电弓的车辆的情况。图3是表示实施方式2所涉及的电动车驱动系统的主要部分的结构的图。
在图3中，示出了具有导电弓1的车辆6A和不具有导电弓1的车辆6B。车辆6A上安装有电动车用功率转换装置11A，车辆6B上安装有电动车用功率转换装置11B。上述电动车用功率转换装置11A、11B各自的结构及与架空线50之间的连接结构都与实施方式1相同，对于车辆6A相关的部位附加字符A进行表示，对于车辆6B相关的部位附加字符B来进行表示。
另一方面，在实施方式2中，EGS4构成为具有开关接点部4ａ，4ｂ，5A、5B的四极单投刀开关器。即，在实施方式2的EGS4中，对实施方式1的EGS4追加开关接点部5B。
在图3中，开关接点部5A对应于图1的开关接点部5，其连接对象也与图1的情况相同。以下进行具体说明，开关接点部5A的一端与电动车用功率转换装置11A的正侧直流母线30A(也可以是与正侧直流母线30A电位相同的端子)相连接，开关接点部5A的另一端与BCH电路14A中的开关元件15aA和制动电阻15bA的连接端32A相连接。另一方面，开关接点部5B的一端与电动车用功率转换装置11B的正侧直流母线30B(也可以是与正侧直流母线30B电位相同的端子)相连接，开关接点部5B的另一端与BCH电路14B中的开关元件15aB和制动电阻15bB的连接端32B相连接。
利用上述连接，若对EGS4进行手动控制，则在闭合开关接点部4a、4b的各接点的同时，也闭合开关接点部5A、5B的各接点。若开关接点部5Ａ的接点闭合，则正侧直流母线30A与连接端32A之间进行电连接。利用该动作，使滤波电容器16aA的正极与负极经由制动电阻15bA进行电连接，因此，能对滤波电容器16aA中的储存电荷进行快速放电。另外，若开关接点部5B的接点闭合，则正侧直流母线30B与连接端32B之间进行电连接。利用该动作，使滤波电容器16aＢ的正极与负极经由制动电阻15bB进行电连接，因此，能对滤波电容器16aB中的储存电荷进行快速放电。
由此，在实施方式2的电动车驱动系统中，也不需要用于放电控制的特别的控制电路。另外，实施方式2的电动车驱动系统的要点能通过以下结构实现：即，将原本构成为双极单投刀开关器的EGS至少构成为四极单投刀开关器，并且将追加设置的开关接点部5A、5B的各接点通过装配布线而分别与BCH电路14A、14B进行电连接。
由此，根据实施方式2的电动车驱动系统，对设置于具有导电弓的车辆的EGS追加两个开关接点部，将其中一个开关接点部的接点、与设置于不具有导电弓的车辆的电动车用功率转换装置的BCH电路之间进行电连接，因此，即使电动车用功率转换装置安装于不具有导电弓的车辆这样结构的车辆、和电动车用功率转换装置安装于具有导电弓的车辆这样结构的车辆相混合，也能获得与实施方式1相同的效果。
实施方式3
在实施方式1中，说明了将对新设置于EGS的开关接点部与电动车用功率转换装置的BCH电路之间进行电连接的情况，但在实施方式3中，参照图4说明使用充电电路来作为BCH电路以外的其他电路的一个例子的情况。图4是表示实施方式3所涉及的电动车驱动系统的主要部分的结构的图。图4中，对于与图1相同或等同的结构部附加相同标号，省略重复说明。
在实施方式3中，如图4所示，电抗器21与充电电路22的串联电路与LB3并联连接，且串联连接在HB2和INV12之间。充电电路22是控制滤波电容器16a的充电的电路，包括：充电电阻22a、以及用于将充电电路22与电路分离开的接触器22b。此外，充电电路22的动作是众所周知的，因此省略说明其动作。
图4中，实施方式3的EGS4与实施方式1相同，构成为具有开关接点部4ａ，4ｂ，5的三极单投刀开关器。开关接点部5的一端与充电电路22中的充电电阻22a和接触器22b的连接端36相连接，开关接点部5的另一端接地。
利用上述连接，若对EGS4进行手动控制而闭合开关接点部5的接点，则充电电阻22a和接触器22b的连接端36接地。此时，滤波电容器16a的正极和负极通过充电电阻22a和轨道54进行电连接，使滤波电容器16a中的储存电荷快速放电。
由此，在实施方式3的电动车驱动系统中，也不需要用于放电控制的特别的控制电路。另外，实施方式3的电动车驱动系统的要点能通过以下结构实现：即，将原本构成为双极单投刀开关器结构的EGS至少构成为三极单投刀开关器，并且将追加设置的开关接点部5的一端接地，同时使开关接点部5的另一端通过装配布线而与充电电阻22a进行电连接。
由此，根据实施方式3的电动车驱动系统，对设置于具有导电弓的车辆的EGS追加设置一个开关接点部，并使该开关接点部的一端接地，使其另一端与装置内的充电电路所具有的充电电阻进行电连接，因此，能获得与实施方式1所说明的使用BCH电路的情况相同的效果。
此外，在实施方式3中，以对新设置于EGS的开关接点部、与安装于具有导电弓的车辆上的电动车用功率转换装置的充电电路之间进行电连接的情况作为一个例子进行了说明，但是与实施方式2相同，也适用于安装于不具有导电弓的车辆上的电动车用功率转换装置。
实施方式4
实施方式1至3对电动车为直流电动车的情况进行了说明，但是实施方式4中，参照图5说明电动车为交流电动车的情况下的实施方式。图5是表示实施方式4所涉及的电动车驱动系统的主要部分的结构的图。图5中，对于与图1相同或等同的结构部附加相同标号，省略重复说明。
如图5所示，在接受交流功率来进行动作的电动车驱动系统中，在电动车用功率转换装置11的输入侧设置变压器20，对电动车用功率转换装置11施加交流电压。因此，在电动车用功率转换装置11中，在INV12的输入侧设置有将变压器20进行了降压后的交流电压转换为直流电压的转换器(以下记为“CNV”)18。此外，在图5所示的滤波电路部16中，将低侧的滤波电容器16a和高侧的滤波电容器16b串联连接以连接在直流母线间。
在交流电动车的情况下，如图所示，一般使串联连接的滤波电容器16a、16b的中间点通过接地电阻28接地，并且在滤波电路部16和INV12之间设置有串联连接了过电压抑制晶闸管26a和过电压抑制电阻26b的过电压抑制电路26。此外，过电压抑制电路26的动作是众所周知的，因此省略说明其动作。
在图5中，实施方式4的EGS4构成为具有开关接点部4ａ，4ｂ，5a、5b的四极单投刀开关器。此处，开关接点部4a、4b的连接与实施方式1至3相同。另一方面，开关接点部5a的一端与负侧直流母线40(或与负侧直流母线40电位相同的端子)相连接，开关接点部5a的另一端与接地电阻28的一端(接地侧端)相连接。另外，开关接点部5b的一端与滤波电容器16a、16b的中间点(或接地电阻28的另一端)相连接，开关接点部5b的另一端与过电压抑制电路26中的过电压抑制晶闸管26a和过电压抑制电阻26b的连接端相连接。
利用上述连接，若对EGS4进行手动控制，使开关接点部5a、5b的各接点同时闭合，则负侧直流母线40与接地电阻28的一端(接地侧端)之间进行电连接。利用该动作，第一滤波电容器即滤波电容器16a的正极和负极通过接地电阻28进行电连接，使滤波电容器16a的储存电荷快速放电。另外，若开关接点部5b的接点闭合，则滤波电容器16a、16b的中间点、与过电压抑制晶闸管26a和过电压抑制电阻26b的连接端进行电连接。利用该动作，第二滤波电容器即滤波电容器16b的正极和负极通过过电压抑制电阻26b进行电连接，使滤波电容器16b中的储存电荷快速放电。
由此，在实施方式4的电动车驱动系统中，也不需要用于放电控制的特别的控制电路。另外，实施方式4的电动车驱动系统的要点能通过以下结构实现：即，将原本构成为双极单投刀开关器的EGS至少构成为四极单投刀开关器，并且将第一滤波电容器即滤波电容器16a的正极和负极与追加设置的开关接点部5a相连接，以使得第一滤波电容器即滤波电容器16a的正极和负极与接地电阻28的两端进行电连接，并将第二滤波电容器即滤波电容器16b的正极和负极与追加设置的开关接点部5b相连接，以使得第二滤波电容器即滤波电容器16b的正极和负极与过电压抑制电阻26b的两端进行电连接。
由此，根据实施方式4的电动车驱动系统，对设置于具有导电弓的车辆的EGS追加两个开关接点部，利用其中的一个开关接点部的闭合动作来将第一滤波电容器的正极和负极与接地电阻进行电连接，并利用另一个开关接点部的闭合动作来将第二滤波电容器的正极和负极与过电压抑制电阻进行电连接，因此，即使电动车是交流电动车，也能获得与实施方式1相同的效果。
此外，实施方式4中举例说明了将滤波电路部的滤波电容器划分为第一、第二滤波电容器的情况，但是若是在构成为使第一、第二滤波电容器的中间点不接地的单一滤波电容器的情况下，只需对EGS追加一个开关接点部，另外，在上述情况下，单一滤波电容器的正极和负极只需与接地电阻或过电压抑制电阻中的任意一个相连接即可。
实施方式5
在实施方式1至4中，说明了驱动电动机的INV是双电平INV的情况，但是在实施方式5中，参照图6说明驱动电动机的INV是三电平INV的情况。图6是表示实施方式5所涉及的电动车驱动系统的主要部分的结构的图。图6中，对于与图1相同或等同的结构部附加相同标号，省略重复说明。
在实施方式5中，如图6所示，作为驱动电动机7的转换器，设置三电平INV12a。对应于该结构，在滤波电路部16中，滤波电容器16c、16d串联连接且连接在直流母线间。另外，对应于滤波电路部16的结构，在BCH电路14中，BCH电路14c、14d串联连接且连接在直流母线间。此外，三电平INV12a的动作是众所周知的，因此省略说明其动作。
图6中，实施方式5的EGS4与实施方式1相同，构成为具有开关接点部4ａ，4ｂ，5的三极单投刀开关器。此处，开关接点部4a、4b的连接与实施方式1至4相同。另一方面，开关接点部5的一端与正侧直流母线30A(也可以是与正侧直流母线30A电位相同的端子)相连接，开关接点部5的另一端与位于低侧的BCH电路14c中的开关元件15ac和制动电阻15bc的连接端相连接。
利用上述连接，若对EGS4进行手动控制以使开关接点部5的接点闭合，则滤波电路部16的正极和负极通过制动电阻15bc进行电连接，使滤波电容器16c、16d中的储存电荷快速放电。
由此，在实施方式5的电动车驱动系统中，也不需要用于放电控制的特别的控制电路。另外，实施方式5的电动车驱动系统的要点能通过以下结构实现：即，将原本构成为双极单投刀开关器的EGS至少构成为三极单投刀开关器，并且将滤波电路部16的正极和负极与追加设置的开关接点部5相连接，以使得滤波电路部16的正极和负极与制动电阻15bc的两端进行电连接。
由此，根据实施方式5的电动车驱动系统，对设置于具有导电弓的车辆的EGS追加设置一个开关接点部，利用该开关接点部的闭合动作来使滤波电路部的正极和负极与制动电阻的一个进行电连接，由此，即使采用使用了三电平INV的结构来代替使用了双电平INV的结构，也能获得与实施方式1相同的效果。
工业上的实用性
如上所述，本发明作为能简单且可靠地对滤波电容器中的电荷进行放电的电动车驱动系统是有用的。
标号说明
1导电弓
2高速断路器(HB)
3线路断路器(LB)
4接地开关(EGS)
4ａ，4ｂ，5，5Ａ，5Ｂ，5ａ，5ｂ开关接点部
6、6A、6B车辆
7电动机
8、9车轮
11、11A、11B电动车用功率转换装置
12逆变器(INV)
12a三电平逆变器(三电平INV)
14、14a～14d、14A、14B制动斩波器电路(BCH电路)
15a、15aa、15ac、15aA、15aB开关元件
15b、15ba、15bc、15bA、15bB制动电阻
16滤波电路部
16a～16d、16aA、16aB滤波电容器
20变压器
21电抗器
22充电电路
22a充电电阻
22b接触器
26过电压抑制电路
26a过电压抑制晶闸管
26b过电压抑制电阻
28接地电阻
30A、30B正侧直流母线
40负侧直流母线
50架空线
54轨道

Claims (8)

1.一种电动车驱动系统，
包括：电动车用功率转换装置，该电动车用功率转换装置将由架空线提供的直流功率或交流功率转换为所希望的交流功率，并对负载即电动机进行驱动；第一断路器，该第一断路器断开在所述架空线与所述电动车用功率转换装置之间流动的电流；以及接地开关器，该接地开关器将该第一断路器接地，所述电动车驱动系统的特征在于，
所述电动车用功率转换装置中设置有主电路部和第二断路器，所述主电路部至少包括：滤波电路部，该滤波电路部具有接收所述架空线的供电并进行储存的滤波电容器；以及逆变器，该逆变器将该滤波电路部的直流电压转换为交流电压以驱动负载即电动机，所述第二断路器断开第一断路器与所述逆变器之间的供电路径，
所述接地开关器构成为具有三极以上的开关接点的单投刀开关器，所述接地开关器的两个开关接点用于将所述第一断路器接地，所述接地开关器的其余开关接点中至少一个开关接点与所述主电路部的电路要素中的一个规定的电阻器相连接，以使得在所述接地开关器的开关接点闭合时，所述规定的电阻器与所述滤波电容器的正极和负极之间进行电连接。
2.如权利要求1所述的电动车驱动系统，其特征在于，
所述主电路部具有在所述电动机作为发电机工作时消耗无法在所述架空线侧再生的剩余功率的制动斩波器电路，
使用所述制动斩波器电路中所具有的制动电阻来作为所述规定的电阻器。
3.如权利要求2所述的电动车驱动系统，其特征在于，
所述制动斩波器电路具有并联连接的多个制动斩波器电路，
使用所述多个制动斩波器电路中的任意一个制动斩波器电路中所具有的制动电阻来作为所述规定的电阻器。
4.如权利要求1所述的电动车驱动系统，其特征在于，
所述主电路部具有对所述滤波电容器的充电进行控制的充电电路，
使用所述充电电路中所具有的充电电阻来作为所述规定的电阻器。
5.如权利要求1所述的电动车驱动系统，其特征在于，
所述电动车驱动系统是通过变压器接收来自架空线的供电以进行动作的驱动系统，
所述主电路部还具有：转换器，该转换器将由所述变压器进行降压后的交流电压转换为直流电压；以及过电压抑制电路，该过电压抑制电路对所述滤波电路部的过电压进行抑制，
使用所述过电压抑制电路中所具有的过电压抑制电阻来作为所述规定的电阻器。
6.如权利要求1所述的电动车驱动系统，其特征在于，
所述电动车驱动系统是通过变压器接收来自架空线的供电以进行动作的驱动系统，
所述主电路部还具有：转换器，该转换器将由所述变压器进行降压后的交流电压转换为直流电压；以及接地电阻，该接地电阻将构成所述滤波电路部、且串联连接的一个滤波电容器和另一个滤波电容器之间的中间点接地，
使用所述接地电阻来作为所述规定的电阻器。
7.如权利要求1所述的电动车驱动系统，其特征在于，
所述电动车驱动系统是通过变压器接收来自架空线的供电以进行动作的驱动系统，
所述主电路部还具有：转换器，该转换器将由所述变压器进行降压后的交流电压转换为直流电压；过电压抑制电路，该过电压抑制电路抑制所述滤波电路部的过电压；以及接地电阻，该接地电阻将构成所述滤波电路部、且串联连接的低侧滤波电容器和高侧滤波电容器之间的中间点接地，
通过将所述接地电阻用作所述规定的电阻器中的一个，来形成与所述低侧滤波电容器相关的放电电路，并且通过将所述过电压抑制电路中所具有的过电压抑制电阻用作所述规定的电阻器中的一个，来形成与所述高侧滤波电容器相关的放电电路。
8.如权利要求1所述的电动车驱动系统，其特征在于，
所述主电路的逆变器构成为三电平逆变器，
所述主电路部的滤波电路部具有串联连接且连接在直流母线间的低侧滤波电容器及高侧滤波电容器，
并且所述主电路部还具有制动斩波器电路，该制动斩波器电路在所述三电平逆变器的输入侧分别与所述低侧滤波电容器和所述高侧滤波电容器并联连接，
使用低侧滤波电容器中所具有的制动电阻来作为所述规定的电阻器，并且将所述制动电阻中的未与负侧直流母线相连接一侧的一端、和正侧直流母线的一端与所述接地开关器相连接，从而能形成与所述低侧滤波电容器和所述高侧滤波电容器相关的放电电路。
CN201180075417.9A 2011-12-12 2011-12-12 电动车驱动系统 Active CN103987561B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2011/078695 WO2013088497A1 (ja) 2011-12-12 2011-12-12 電気車駆動システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103987561A CN103987561A (zh) 2014-08-13
CN103987561B true CN103987561B (zh) 2016-05-04

Family

ID=48611986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180075417.9A Active CN103987561B (zh) 2011-12-12 2011-12-12 电动车驱动系统

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9225268B2 (zh)
EP (1) EP2792530B1 (zh)
JP (1) JP5638704B2 (zh)
KR (1) KR101591218B1 (zh)
CN (1) CN103987561B (zh)
ES (1) ES2600510T3 (zh)
WO (1) WO2013088497A1 (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105235536B (zh) * 2015-11-04 2017-11-28 株洲中车时代电气股份有限公司 一种动车组牵引系统及能量控制方法
US11056298B2 (en) * 2018-07-13 2021-07-06 Ge Energy Power Conversion Technology Limited Earthing switch having dynamic braking resistors
RU184898U1 (ru) * 2018-07-30 2018-11-13 Общество с ограниченной ответственностью "Уральские локомотивы" Силовая электрическая схема электропоезда постоянного тока
RU184899U1 (ru) * 2018-07-30 2018-11-13 Общество с ограниченной ответственностью "Уральские локомотивы" Силовая электрическая схема электропоезда
RU186451U1 (ru) * 2018-08-31 2019-01-21 Общество с ограниченной ответственностью "Уральские локомотивы" Силовая электрическая схема электропоезда постоянного тока с отсасывающим фильтром высокочастотных помех
RU186433U1 (ru) * 2018-08-31 2019-01-21 Общество с ограниченной ответственностью "Уральские локомотивы" Силовая электрическая схема электропоезда
DE102018221741B4 (de) 2018-12-14 2020-06-25 Volkswagen Aktiengesellschaft System für elektrisch straßengebundene Fahrzeuge
RU201878U1 (ru) * 2020-08-13 2021-01-19 Общество с ограниченной ответственностью "Уральские локомотивы" Силовая электрическая схема электропоезда постоянного тока
DE102020215604A1 (de) * 2020-12-10 2022-06-15 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Ansteuerschaltung für eine elektrische Maschine, elektrisches Antriebssystem und Verfahren zum Abbremsen einer elektrischen Maschine
US11637459B2 (en) 2020-12-23 2023-04-25 Nucurrent, Inc. Wireless power transmitters for transmitting power at extended separation distances utilizing T-Core shielding
US11387684B1 (en) 2020-12-23 2022-07-12 Nucurrent, Inc. Wireless power transmitters and associated base stations for transmitting power at extended separation distances
US11757311B2 (en) 2020-12-23 2023-09-12 Nucurrent, Inc. Wireless power transmitters and associated base stations for transmitting power at extended separation distances
US11476711B2 (en) 2020-12-23 2022-10-18 Nucurrent, Inc. Wireless power transmitters and associated base stations for through-structure charging
US11387674B1 (en) 2020-12-23 2022-07-12 Nucurrent, Inc. Wireless power transmitters for transmitting power at extended separation distances utilizing concave shielding
US11967830B2 (en) 2021-10-12 2024-04-23 Nucurrent, Inc. Wireless power transmitters for transmitting power at extended separation distances with magnetic connectors
US11637448B1 (en) * 2021-10-12 2023-04-25 Nucurrent, Inc. Wireless power transmitter with removable magnetic connector panel for vehicular use
WO2024017509A1 (de) * 2022-07-18 2024-01-25 Siemens Mobility GmbH Multikontakt-erdungstrenner für ein schienenfahrzeug

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0819101A (ja) * 1994-07-01 1996-01-19 Toshiba Corp 電気車の制御装置
JPH08331870A (ja) * 1995-05-30 1996-12-13 Shinko Electric Co Ltd 回生機能付き正弦波コンバータにおける主回路コンデンサの放電回路
CN101272928A (zh) * 2006-04-12 2008-09-24 三菱电机株式会社 电车的控制装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02106101A (ja) * 1988-10-14 1990-04-18 Mitsubishi Electric Corp 電気車の制御装置
JPH04207986A (ja) 1990-11-30 1992-07-29 Hitachi Ltd インバータ装置
JPH05252755A (ja) 1992-03-02 1993-09-28 Mitsubishi Electric Corp インバータ制御回路
JPH0937562A (ja) 1995-07-17 1997-02-07 Mitsubishi Electric Corp インバータ装置
DE19931199A1 (de) * 1999-07-07 2001-01-18 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Steuerung eines Leistungs-Antriebssystems
JP2001037004A (ja) 1999-07-26 2001-02-09 Hitachi Ltd インバータ式電気車制御装置
JP2004056956A (ja) 2002-07-23 2004-02-19 Toshiba Corp フィルタコンデンサ容量低下検知回路
FR2920356B1 (fr) * 2007-09-04 2012-05-18 Alstom Transport Sa Dispositif securitaire de detection d'insufisance de freinage electrique et de commutation sur un frein securitaire.
DE102008014571A1 (de) * 2008-03-13 2009-09-17 Siemens Aktiengesellschaft Motoransteuerschaltung für ein Schienenfahrzeug und Verfahren zu deren Betrieb
US8615341B2 (en) * 2008-10-23 2013-12-24 Mitsubishi Electric Corporation Propulsion control apparatus for electric vehicle
DE102009008549A1 (de) * 2009-02-12 2010-08-19 Bombardier Transportation Gmbh Anordnung zum Betreiben von Verbrauchern in einem Schienenfahrzeug mit elektrischer Energie, wahlweise aus einem Energieversorgungsnetz oder aus einer Motor-Generator-Kombination
JP5268765B2 (ja) * 2009-04-23 2013-08-21 株式会社東芝 電気車制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0819101A (ja) * 1994-07-01 1996-01-19 Toshiba Corp 電気車の制御装置
JPH08331870A (ja) * 1995-05-30 1996-12-13 Shinko Electric Co Ltd 回生機能付き正弦波コンバータにおける主回路コンデンサの放電回路
CN101272928A (zh) * 2006-04-12 2008-09-24 三菱电机株式会社 电车的控制装置

Also Published As

Publication number Publication date
US9225268B2 (en) 2015-12-29
EP2792530A1 (en) 2014-10-22
ES2600510T3 (es) 2017-02-09
EP2792530A4 (en) 2015-10-21
WO2013088497A1 (ja) 2013-06-20
US20140368134A1 (en) 2014-12-18
KR101591218B1 (ko) 2016-02-02
CN103987561A (zh) 2014-08-13
EP2792530B1 (en) 2016-09-28
KR20140102257A (ko) 2014-08-21
JPWO2013088497A1 (ja) 2015-04-27
JP5638704B2 (ja) 2014-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103987561B (zh) 电动车驱动系统
CN104242705B (zh) 搭载蓄电装置的电力变换装置
CN103580214B (zh) 充电装置及其操作方法
KR101191244B1 (ko) 양방향 디씨-디씨 컨버터를 이용한 도시철도의 에너지 저장장치
CN109428473A (zh) 车辆的电源系统
CN106114294B (zh) 一种动车组不分闸过分相系统及故障识别方法
US9487095B2 (en) Charging and discharging device
CN103427680A (zh) 变压器抽头变换电路及其制作方法
CN106712234A (zh) 一种电流过流保护电路、双向充电机及电动汽车
CN109428389A (zh) 车辆的电源系统
CN109088448A (zh) 车辆的电源装置
KR20130132615A (ko) 교류 모터 구동 장치
CN105429500B (zh) 用于电机的逆变电路
CN102712256A (zh) 负载驱动装置
CN107154726B (zh) 用于对高压总线放电的设备
CN102405149B (zh) 电动车控制装置
CN108455419A (zh) 电池驱动电梯的功率控制系统
CN105691245B (zh) 一种电力机车无冲击分区换相系统及方法
EP2644436B1 (en) Improved hard pre-charge for parallel inverters
CN104380522A (zh) 蓄电池的安全方案
EP3346594B1 (en) Bidirectional chopper circuit
CN205970896U (zh) 电动叉车及其控制系统
KR20090130532A (ko) 다중 저장 모듈의 전류밸런싱제어 기능을 구비한전동선로의 회생전력 저장장치
CN111668888A (zh) 电车储能系统
CN216489785U (zh) 一种多制式再生制动能量吸收系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210315

Address after: Delaware, USA

Patentee after: NexGen Control Systems Inc.

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: Mitsubishi Electric Corp.

TR01 Transfer of patent right