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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Leistungswandlervorrichtung.
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Hintergrundtechnik
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Einige elektrische Schienenfahrzeuge sind mit Leistungswandlervorrichtungen bereitgestellt, um elektrische Leistung, die von einer Substation über eine Oberleitung zugeführt ist, in gewünschte elektrische Leistung zu wandeln und die gewandelte elektrische Leistung zu einer Last zuzuführen. Ein Beispiel dieser Art von Leistungswandlervorrichtung ist in Patentliteratur 1 offenbart. Die Elektrofahrzeugleistungszufuhreinrichtung, die in Patentliteratur 1 offenbart ist, weist einen Umrichter, einen Filterkondensator, der zwischen dem Primäranschluss des Umrichters verbunden ist, eine Entladeschaltung zum Bewirken, dass der Filterkondensator entladen wird, und einen Schalter zum elektrischen Verbinden des Umrichters und des Filterkondensators mit einer Leistungsquelle oder elektrischem Trennen des Umrichters und des Filterkondensators von der Leistungsquelle auf.
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Zitierungsliste
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Offenlegungsschrift Nr.
2010-041806 -
Kurzdarstellung der Erfindung
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Technisches Problem
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In der Elektrofahrzeugleistungszufuhreinrichtung, die in Patentliteratur 1 offenbart ist, wenn ein Entladeschalter, der in der Entladeschaltung vorhanden ist, durch einen Fehler in dem geschlossenen Zustand des Schalters eingeschaltet wird, kann ein Kurzschlussstrom von einer Oberleitung über den Entladeschalter zu einem Entladewiderstand fließen, der in der Entladeschaltung vorhanden ist und ein Durchbrennen des Entladewiderstands bewirken.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, die in Anbetracht der voranstehenden Situation erreicht wurde, ist es, eine Leistungswandlervorrichtung bereitzustellen, die das Fließen eines Entladestroms zu dem Entladewiderstand unterdrückt.
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Lösung des Problems
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Um die voranstehende Aufgabe zu erreichen, weist eine Leistungswandlervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung einen Filterkondensator, einen Leistungswandler, einen Leistungsquellenschalter, eine Entladeschaltung und eine Entladesteuerschaltung auf. Der Filterkondensator ist mit elektrischer Leistung geladen, die von einer Hauptleistungsquelle zugeführt ist. Der Leistungswandler weist Primäranschlüsse auf, zwischen denen der Filterkondensator verbunden ist, und weist Sekundäranschlüsse auf. Der Leistungswandler wandelt elektrische Leistung, die von der Hauptleistungsquelle über den Filterkondensator zugeführt ist, in elektrische Leistung, die zu einer Last zuzuführen ist, die mit den Sekundäranschlüssen verbunden ist, und führt die gewandelte elektrische Leistung zu der Last zu. Der Leistungsquellenschalter verbindet elektrisch den Filterkondensator und den Leistungswandler mit der Hauptleistungsquelle oder trennt elektrisch den Filterkondensator und den Leistungswandler von der Leistungsquelle. Die Entladeschaltung weist einen Entladeschalter auf, der eine Innenspule aufweist, der in Antwort auf ein Entladen der Innenspule zu schließen ist, und einen Kondensatorentladewiderstand auf, der in Reihe mit dem Entladeschalter verbunden ist. Die Entladeschaltung ist parallel zu dem Filterkondensator verbunden. Nach dem Öffnen des Leistungsquellenschalters bewirkt die Entladesteuerschaltung, dass die Innenspule, die in dem Entladeschalter vorhanden ist, entladen wird und schließt dadurch den Entladeschalter, wodurch bewirkt wird, dass der Filterkondensator entladen wird.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung, nach einem Öffnen des Leistungsquellenschalters, bewirkt die Entladesteuerschaltung, dass die Innenspule, die in dem Entladeschalter vorhanden ist, entladen wird und schließt dadurch den Entladeschalter, wodurch bewirkt wird, dass der Filterkondensator entladen wird. Die Vorgänge, die das Öffnen des Leistungsquellenschalters und dann das Schließen des Entladeschalters einbeziehen, können das Fließen eines Kurzschlussstroms zu dem Entladeschalter unterdrücken.
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Figurenliste
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- 1 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Leistungswandlervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellt;
- 2 zeigt ein Schaltungsdiagramm, das eine Entladesteuerschaltung gemäß Ausführungsform 1 darstellt;
- 3 stellt den Fluss eines Stroms in der Entladesteuerschaltung gemäß Ausführungsform 1 dar;
- 4 zeigt ein Zeitablaufdiagramm, das einen Entladevorgang in der Leistungswandlervorrichtung gemäß Ausführungsform 1 darstellt, in der der Abschnitt (a) einen Zustand eines Leistungsquellenschalters darstellt, der Abschnitt (b) einen Zustand eines Relais darstellt, der Abschnitt (c) eine Spannung an einer Innenspule darstellt und der Abschnitt (d) einen Zustand eines Entladeschalters darstellt;
- 5 zeigt ein Schaltungsdiagramm, das eine Entladesteuerschaltung gemäß Ausführungsform 2 darstellt;
- 6 zeigt einen Stromfluss in der Entladeschaltung gemäß Ausführungsform 2;
- 7 zeigt ein Zeitablaufdiagramm, das einen Entladevorgang in der Leistungswandlervorrichtung gemäß Ausführungsform 2 darstellt, in der der Abschnitt (a) einen Zustand eines Leistungsquellenschalters darstellt, der Abschnitt (b) einen Zustand eines Relais darstellt, der Abschnitt (c) eine Spannung an einer Innenspule darstellt und der Abschnitt (d) einen Zustand eines Entladeschalters darstellt;
- 8 zeigt ein Blockdiagramm, das eine erste Modifikation einer Leistungswandlervorrichtung gemäß der Ausführungsform darstellt; und
- 9 zeigt ein Blockdiagramm, das eine zweite Modifikation der Leistungswandlervorrichtung gemäß der Ausführungsformen darstellt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Eine Leistungswandlervorrichtung gemäß Ausführungsformen ist im Detail nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind die Komponenten, die identisch entsprechend zueinander sind, mit denselben Bezugszeichen beschrieben.
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Ausführungsform 1
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Eine Leistungswandlervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 1 ist nachstehend beschrieben mit Fokus auf einer beispielhaften Leistungswandlervorrichtung, die in einem Fahrzeug installiert ist, im Detail einer beispielhaften Hilfsleistungsquelle, die in einem elektrischen Schienenfahrzeug eines DC-Zufuhrsystems installiert ist. Spezifisch wandelt die Leistungswandlervorrichtung 1 DC-Leistung, die von der Hauptleistungsquelle über einen positiven Eingangsanschluss 1a zugeführt ist, in elektrische Leistung, die zu einer Last 51 zuzuführen ist, zum Beispiel Drei-Phasen-AC-Leistung für die Drei-Phasen-AC-Leistung zu der Last 51 zu.
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Die Leistungswandlervorrichtung 1, die als eine Hilfsleistungsquelle dient, ist dazu gefordert, schnell einen Filterkondensator FC1 zu entladen, der nachstehend beschrieben ist, beim Stoppen der Leistungswandlervorrichtung 1, um ein schnellen Neustart nach dem Stopp zu erreichen. Eine Entladeschaltung 12 zum Entladen des Filterkondensators FC1 weist daher einen Ladeschalter MC1 auf, wie nachstehend im Detail beschrieben ist. Beim Stoppen der Leistungswandlervorrichtung 1 wird der Entladeschalter MC2 nach dem Öffnen eines Leistungsschalters MC1 geschlossen. Diese Vorgänge können das Schließen eines Kurzschlussstroms zu einem Kondensatorentladewiderstand R1 der Entladeschaltung 12 unterdrücken.
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Eine beispielhafte Konfiguration der Leistungswandlervorrichtung 1 wird nachstehend beschrieben. Die Leistungswandlervorrichtung 1 weist einen positiven Eingangsanschluss 1a, der mit der Hauptleistungsquelle verbunden ist, einen negativen Eingangsanschluss 1b, der zu erden ist, den Leistungsquellenschalter MC1, von dem ein Ende mit dem positiven Eingangsanschluss 1a verbunden ist, und den Filterkondensator FC1 auf, von dem ein Ende dem anderen Ende des Leistungsquellenschalters MC1 verbunden ist und das andere Ende mit dem negativen Eingangsanschluss 1b verbunden ist. Die Leistungswandlervorrichtung 1 weist des Weiteren einen Leistungswandler 11 zum Wandeln von DC-Leistung auf, die über einen Primäranschluss zugeführt ist, in Drei-Phasen-Leistung Zuführen der gewandelten Leistung zu der Last 51, und weist den Ladungsschalter 12 auf, der parallel zu dem Filterkondensator FC1 verbunden ist.
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Die Leistungswandlervorrichtung 1 weist des Weiteren eine Schaltersteuerung 13 auf zum Steuern des Leistungsquellenschalters MC1, eine Schaltsteuerung 14 zum Steuern des Leistungswandlers 11, eine Entladesteuerschaltung 15 zum Steuern des Entladeschalters MC2, der in der Entladeschaltung 12 vorhanden ist, und eine Elementsteuerung 16 zum Steuern eines Relais RY1 auf, das nachstehend beschrieben ist, das als ein Schaltelement dient, das in der Entladesteuerschaltung 15 vorhanden ist.
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Die Komponenten der Leistungswandlervorrichtung 1 werden nachstehend im Detail beschrieben.
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Der positive Eingangsanschluss 1a ist mit einem Pantograph verbunden, um elektrische Leistung von der Hauptleistungsquelle zu erfassen, zum Beispiel von einer Substation über eine Oberleitung. Der negative Eingangsanschluss 1b ist über eine Erdungsbürste, ein Rad oder eine Schiene zum Beispiel geerdet.
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Das eine Ende des Leistungswandlerschalters MC1 ist mit dem positiven Eingangsanschluss 1a verbunden und das andere Ende ist mit jedem von dem Eingangsanschluss 11a des Leistungswandlers 11, dem einen Ende des Filterkondensators MC1 mit dem einen Ende der Entladeschaltung 12 verbunden. Der Leistungswandlerschalter MC1 ist ein DC-elektromagnetischer-Schalter und wird durch die Schaltersteuerung 13 gesteuert.
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Wenn die Schaltersteuerung 13 den Leistungswandlerschalter MC1 schließt, werden das eine Ende und das andere Ende des Leistungsquellenschalters MC1 miteinander verbunden. Dieser Vorgang bewirkt, dass der Leistungswandler 11 und der Filterkondensator FC1 elektrisch mit der Hauptleistungsquelle verbunden werden und elektrische Leistung von der Hauptleistungsquelle empfangen.
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Wenn die Schaltersteuerung 13 den Leistungsquellenschalter MC1 öffnet, werden das eine Ende und das andere Ende des Leistungsquellenschalters MC1 voneinander isoliert. Dieser Vorgang bewirkt, dass der Leistungswandler 11 und der Filterkondensator FC1 elektrisch von der Hauptleistungsquelle getrennt werden und keine elektrische Leistung von der Hauptleistungsquelle empfangen.
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Der Filterkondensator FC1 ist zwischen den Primäranschlüssen 11a und 11b des Leistungswandlers 11 verbunden und wird mit elektrischer Leistung geladen, die von der Hauptleistungsquelle zugeführt wird. Im Detail ist ein Ende des Filterkondensators FC1 mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Leistungsquellenschalter MC1 und dem Primäranschluss 11a des Leistungswandlers 11 verbunden. Das andere Ende des Filterkondensators FC1 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Negativeingangsanschluss 11b und dem Primäranschluss 11b des Leistungswandlers 11 verbunden.
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Der Leistungswandler 11 wandelt DC-Leistung, die über den Primäranschluss 11a zugeführt ist, in Drei-Phasen-AC-Leistung und führt die Drei-Phasen-AC-Leistung zu der Last 51 zu dem mit den Sekundäranschlüssen des Leistungswandlers 11 verbunden ist. Im Detail weist der Leistungswandler 11 mehrere Hochgeschwindigkeitsschaltelemente auf, wie etwa Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBTs), die zu Hochgeschwindigkeitsschalten in der Lage sind. Die Hochgeschwindigkeitsschaltelemente werden durch die Schaltsteuerung 14 gesteuert und daher wiederholt zwischen den An- und Aus-Zuständen geschaltet, so dass der Leistungswandler 11 DC-Leistung in Drei-Phasen-Leistung wandelt und die Drei-Phasen-AC-Leistung zu der Last 51 zuführt, wie voranstehend beschrieben. Die Last 51 ist jegliche In-Fahrzeug-Einrichtung, wie etwa eine Lichtausstattung oder eine Klimaanlage.
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Die Entladestation 12 ist parallel zu dem Filterkondensator FC1 verbunden. Im Detail ist ein Ende der Entladeschaltung 12 mit dem Verbindungspunkt zwischen dem anderen Ende des Leistungswandlerschalters MC1 und dem Primäranschluss 11a des Leistungswandlers 11 verbunden. Das andere Ende der Entladeschaltung 12 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Negativeingangsanschluss 1b und dem Primäranschluss 11b des Leistungswandlers 11 verbunden.
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Die Entladeschaltung 12 weist einen Kondensatorentladewiderstand R1 und den Entladeschalter MC2 auf, der in Reihe zu dem Kondensatorentladewiderstand R1 verbunden ist. Die folgende Beschreibung ist auf die Komponenten der Entladeschaltung 12 gerichtet.
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Ein Ende des Kondensatorentladewiderstands R1 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen dem anderen Ende des Leistungsquellenschalters MC1 und dem Primäranschluss 11a des Leistungswandlers 11 verbunden. Der Kondensatorentladewiderstand R1 weist jeglichen Widerstand auf, vorausgesetzt dass der Kondensatorentladewiderstand R1 dazu in der Lage ist, den Filterkondensator FC1 für eine vorbestimmte Zeit zu entladen.
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Ein Ende des Entladeschalters MC2 ist mit dem anderen Ende des Kondensatorentladewiderstands R1 verbunden, und das andere Ende des Entladeschalters MC2 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Negativeingangsanschluss 1b und dem Primäranschluss 11b des Leistungswandlers 11 verbunden. Der Entladeschalter MC2 ist ein DC-elektromagnetischer-Schalter und wird durch die Entladesteuerschaltung 15 gesteuert.
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Wenn die Entladesteuerschaltung 15 den Entladeschalter MC2 schließt, werden das eine und das andere Ende des Entladeschalters MC2 miteinander verbunden. Dieser Vorgang bewirkt, dass der Filterkondensator FC1 elektrisch mit dem Kondensatorentladewiderstand R1 verbunden ist. Diese Verbindung ermöglicht daher, dass ein Strom von dem Filterkondensator FC1 zu dem Kondensatorentladewiderstand R1 fließt, wodurch bewirkt wird, dass der Filterkondensator FC1 entladen wird.
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Wenn die Entladesteuerschaltung 15 den Entladeschalter MC2 öffnet, werden das eine und das andere Ende des Entladeschalters MC2 voneinander isoliert. In dieser Situation ist der Filterkondensator FC1 nicht elektrisch mit der Kondensatorentladeschaltung R1 verbunden und wird daher nicht durch den Kondensatorentladewiderstand R1 geladen.
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Wie in 2 dargestellt, ist der verwendete Entladeschalter MC2 ein normal geschlossener DC-elektromagnetischer-Schalter, der eine Innenspule L1 aufweist. Der Entladeschalter MC2 ist in Antwort auf Entladen der Innenspule L1 geschlossen und ist in Antwort auf eine Bestromung der Innenspule L1 geöffnet. Ein Ende der Innenspule L1 ist elektrisch mit einer Steuerleistungsquelle Vcc verbunden oder elektrisch von der Steuerleistungsquelle Vcc unter der Steuerung der Entladesteuerschaltung 15 getrennt, wie nachstehend im Detail beschrieben ist. Die Steuerleistungsquelle Vcc ist eine Leistungsquelle unabhängig von der Hauptleistungsquelle, zum Beispiel eine im elektrischen Schienenfahrzeug installierte Batterie. Das andere Ende der Innenspule L1 ist geerdet.
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Die Schaltersteuerung 13, die in 1 dargestellt ist, ist mit einem Öffnungs-/Schließ-Befehlssignal zum Befehlen eines Schließens oder Öffnens des Leistungsquellenschalters MC1 von einer Fahrerkabine bereitgestellt, die nicht dargestellt ist. Die Schaltersteuerung 13 schließt oder öffnet den Leistungsquellenschalter MC 1 gemäß dem Öffnungs-/Schließ-Befehlssignal. Im Detail stellt die Schaltersteuerung 13 den Leistungsquellenschalter MC1 mit einem Schaltersteuerungssignal S1 zum Befehlen eines Öffnens oder Schließens bereit und steuert dadurch den Leistungsquellenschalter MC1.
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Die Schaltersteuerung 14 erfasst einen gemessenen Wert der Spannung zwischen den Anschlüssen des Filterkondensators FC1 von einem Spannungsmesser, der nicht dargestellt ist. Nach dem Schließen des Leistungsquellenschalters MC1 und einem Abschließen des Ladens des Filterkondensators FC1 beginnt die Schaltsteuerung 14 die An- und Aus-Zustände der Hochgeschwindigkeitsschaltelemente zu steuern, die in dem Leistungswandler 11 vorhanden sind. Im Detail, nachdem der gemessene Wert der Spannung zwischen den Anschlüssen des Filterkondensators FC1 die geladene Spannung erreicht, stellt die Schaltsteuerung 14 jedem der Hochgeschwindigkeitsschaltelemente ein Schaltsteuerungssignal S2 bereit zum Befehlen einer Wiederholung des Schaltens zwischen den An- und Aus-Zuständen. Demgemäß wandelt der Leistungswandler 11 eine DC-Leistung, die von der Hauptleistungsquelle zugeführt ist, in Drei-Phasen-AC-Leistung und führt die Drei-Phasen-AC-Leistung zu der Last 51 zu.
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Die Entladesteuerschaltung 15 steuert den Entladeschalter MC2 durch Bewirken, dass die Innenspule L1, die in dem Entladeschalter MC2 vorhanden ist, entladen oder bestromt wird. Die Komponenten der Entladeschaltung 15 werden nachstehend im Detail beschrieben.
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Wie in 2 dargestellt, weist die Entladesteuerschaltung 15 das Relais RY1 auf, das als Schaltelement dient, und ein Spulenentladewiderstand R2 und ein Steuerkondensator C2 sind in Reihe miteinander verbunden. Die Entladesteuerschaltung 15 weist vorzugsweise Dioden D1 und D2 auf, um zu bewirken, dass die Innenspule L1 entladen wird, während vermieden wird, dass ein Rückstrom zu der Steuerleistungsquelle Vcc in dem Fall des Aus-Zustands des Relais RY1 fließt, wie nachstehend im Detail beschrieben ist.
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Ein Ende des Relais RY1 ist mit der Steuerleistungsquelle Vcc verbunden. Das andere Ende des Relais RY1 ist über die Diode D 1 mit dem einen Ende der Innenspule L1 verbunden.
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Das Relais RY1 verbindet die Innenspule L1 mit der Steuerleistungsquelle Vcc elektrisch oder trennt die Innenspule L1 von der Steuerleistungsquelle Vcc elektrisch. Das Relais RY1 ist durch die Elementsteuerung 16 gesteuert.
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Die Anode der Diode D1 ist mit dem anderen Ende des Relais RY1 verbunden. Die Kathode der Diode D 1 ist mit dem einen Ende der Innenspule L1 verbunden. Die Diode D1 vermeidet einen Rückstrom zu der Steuerleistungsquelle Vcc.
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Die Anode der Diode D2 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Spulenentladewiderstand R2 und dem Steuerkondensator C2 verbunden. Die Kathode der Diode D2 ist mit dem einen Ende der Innenspule L1 verbunden. Die Diode D2 bildet einen elektrischen Pfad von dem anderen Ende zu dem einen Ende des Spulenentladewiderstands R2 aus, der nachstehend beschrieben ist, und ermöglicht dadurch, dass der Spulenentladewiderstand R2 und der Steuerkondensator C2 die Innenspule L1 entladen.
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Der Spulenentladewiderstand R2 weist ein Ende verbunden mit dem Verbindungspunkt zwischen der Diode D1 und der Innenspule L1 auf, und das andere Ende mit dem einen Ende des Steuerkondensators C2 auf. Der Spulenentladewiderstand R2 weist jeglichen Widerstand auf, vorausgesetzt dass der Spulenentladewiderstand R2 dazu in der Lage ist, die Innenspule L1 für eine gewünschte Zeit zu entladen. Diese gewünschte Zeit kann bestimmt werden abhängig von zum Beispiel einem Zielwert der Zeit, die notwendig zum Neustarten der Leistungswandlervorrichtung 1 ist.
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Das andere Ende des Steuerkondensators C2 ist mit dem anderen Ende der Innenspule L1 verbunden.
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In der Entladesteuerschaltung 15, die die voranstehend beschriebene Konfiguration aufweist, wenn das Relais RY1 eingeschaltet wird durch die Elementsteuerung 16, ist die Innenspule L1 elektrisch mit der Steuerleistungsquelle Vcc verbunden. Die Entladeschaltung MC2 ist in dem offenen Zustand, aufgrund der Bestromung der Innenspule L1.
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Wenn das Relais RY1 durch die Elementsteuerung 16 ausgeschaltet wird, ist die Innenspule L1 elektrisch von der Steuerleistungsquelle Vcc getrennt. Dieser Vorgang bewirkt, dass ein Strom von der Innenspule L1 über den Steuerkondensator C2 zu dem Spulenentladewiderstand R2 und der Diode D2 fließt, wie durch den Pfeil AR1 in 3 repräsentiert ist, wodurch die Innenspule L1 entladen wird. Das Entladen der Innenspule L1 schaltet den Entladeschalter MC2 in den geschlossenen Zustand.
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Die Elementsteuerung 16, die in 1 dargestellt ist, wird mit einem Öffnungs-/Schließ-Befehlssignal zum Befehlen eines Schließens oder Öffnens des Leistungsquellenschalters MC1 versehen, wie die Schaltersteuerung 13. Die Elementsteuerung 16 schaltet das Relais RY1, das in der Entladesteuerschaltung 15 vorhanden ist, ein oder aus, abhängig davon ob der Leistungsquellenschalter MC1 geschlossen oder geöffnet ist. Im Detail hält die Elementsteuerung 16 das Relais RY1 in dem An-Zustand, während der Leistungsquellenschalter MC1 geschlossen ist. Wenn der in dem geschlossenen Zustand befindliche Leistungsquellenschalter MC1 geöffnet wird, schaltet die Elementsteuerung 16 sofort das Relais RY1 aus.
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Die Elementsteuerung 16 erfasst auch einen gemessenen Wert der Spannung zwischen den Anschlüssen des Filterkondensators FC1 von dem Spannungsmesser. Wenn der gemessene Wert der Spannung zwischen den Anschlüssen des Filterkondensators FC1 sich auf eine Schwellwertspannung oder tiefer absenkt nach dem Ausschalten des Relais RY1, schaltet die Elementsteuerung 16 das Relais RY1 ein. Das bedeutet, dass der Entladeschalter MC2 geöffnet wird nach dem Abschluss des Entladens des Filterkondensators FC1.
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Die folgende Beschreibung ist gerichtet auf Vorgänge der Leistungswandlervorrichtung 1, die die voranstehend beschriebene Konfiguration aufweist.
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Beim Beginn des Antreibens des elektrischen Schienenfahrzeugs steigt der Pantograph an und kommt in Kontakt mit der Oberleitung in Antwort auf eine Manipulation eines Anheben-/Absenken-Schalters zum Anheben oder Absenken des Pantographs und erhält oder erfasst dadurch elektrische Leistung von der Substation über die Oberleitung. Die Beschreibung nimmt an, dass der Leistungsquellenschalter MC 1 und der Entladeschalter MC2 beide offen sind zum Beginn des Antreibens des elektrischen Schienenfahrzeugs.
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Im Zusammenhang mit der Manipulation des Anhebe-/Absenken-Schalters stellt die Fahrerkabine ein Öffnungs-/Schließ-Befehlssignal zu jedem von der Schaltersteuerung 13 und der Elementsteuerung 16 bereit. Im Detail, wenn die Manipulation des Anhebe-/Absenken-Schalters den Pantograph anhebt, stellt die Fahrerkabine ein Öffnungs-/Schließ-Befehlssignal zum Befehlen eines Schließens des Leistungsquellenschalters MC1 zu jeder von der Schaltersteuerung 13 und der Elementsteuerung 16 bereit.
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Wenn das Öffnungs-/Schließ-Befehlssignal zum Fehlen des Schließens des Leistungsquellenschalters MC1 empfangen wird, gibt die Schaltersteuerung 13 ein Schaltersteuerungssignal S1 zum Befehlen des Schließens des Leistungswandlerschalters MC1 aus. Aufgrund des Schließens des Leistungsquellenschalters MC1 in Antwort auf dieses Signal wird die elektrische Leistung, die durch den Pantograph von der Substation über die Oberleitung erfasst wird, zu dem Filterkondensator FC1 über den Leistungsquellenschalter MC1 zugeführt, wodurch ein Laden des Filterkondensators FC1 beginnt.
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Wenn das Öffnungs-/Schließ-Befehlssignal zum Befehlen des Schließens des Leistungsquellenschalters MC1 empfangen wird, hält die Elementsteuerung das Relais RY1 in dem An-Zustand. Dieser Vorgang führt zur Bestromung der Innenspule L1 und hält daher den Entladeschalter MC2 in dem offenen Zustand.
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Nach einem genügenden Laden des Filterkondensators FC1 beginnt die Schaltsteuerung 14, dass die An- und Aus-Zustände der Hochgeschwindigkeitsschaltelemente zu steuern, die in dem Leistungswandler 11 vorgesehen sind. Die Hochgeschwindigkeitsschaltelemente, die durch die Schaltsteuerung 14 gesteuert sind, werden wiederholt zwischen den An- und Aus-Zuständen geschaltet. Demgemäß wandelt der Leistungswandler 11 DC-Leistung, die über den Filterkondensator FC1 zugeführt wird, in Drei-Phasen-AC-Leistung und führt die Drei-Phasen-AC-Leistung zu der Last 51 zu.
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Die folgende Beschreibung ist auf Vorgänge der Leistungswandlervorrichtung 1 an Stoppen des Antreibens des elektrischen Schienenfahrzeugs gerichtet, in Bezug auf 4. Beim Stoppen des Antreibens des elektrischen Schienenfahrzeugs wird der Leistungswandler 11 gestoppt, gefolgt durch ein Öffnen des Leistungsquellenschalters MC1 und dann Schließen des Entladeschalters MC2. Die Vorgänge der Leistungswandlervorrichtung 1 werden nachstehend beschrieben mit Fokus auf ein Beispiel, in dem sich der Pantograph absenkt und die Oberleitung verlässt, in Antwort auf eine Manipulation des Anheben-/Absenken-Schalters zum Zeitpunkt T1.
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Zum Zeitpunkt T1, verknüpft mit der Manipulation des Anheben-/Absenken-Schalters, ist ein Signal zum Befehlen eines Stoppvorgangs an die Schaltsteuerung 14 bereitgestellt. Die Schaltstellung 14 schaltet dann die Hochgeschwindigkeitsschaltelemente aus, die in dem Leistungswandler 11 vorgesehen sind und stoppt daher den Leistungswandler 11.
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Wenn die Manipulation des Anheben-/Absenken-Schalters den Pantograph zu dem Zeitpunkt T1 absenkt, stellt die Fahrerkabine ein Öffnungs-/Schließ-Befehlssignal zum Befehlen des Öffnens des Leistungsquellenschalters MC1 an jeden von der Schaltersteuerung 13 und der Elementsteuerung 16 bereit.
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Wenn das Öffnungs-/Schließ-Befehlssignal zum Befehlen des Öffnens des Leistungsquellenschalters MC1 empfangen wird, gibt die Schaltersteuerung 13 ein Schaltersteuerungssignal S1 zum Befehlen eines Öffnens des Leistungsquellenschalters MC1 aus. Der Leistungsquellenschalter MC1 wird daher zu dem Zeitpunkt T1 geöffnet, wie im Abschnitt (a) der 4 dargestellt, so dass der Leistungswandler 11 und der Filterkondensator FC1 elektrisch von dem Pantograph getrennt werden, das bedeutet der Hauptleistungsquelle.
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Wenn das Öffnungs-/Schließ-Befehlssignal zum Befehlen eines Öffnens des Leistungsquellenschalters MC1 empfangen wird, schaltet die Elementsteuerung 16 das Relais RY1 aus. Das Relais RY1 wird daher zum Zeitpunkt T1 ausgeschaltet, wie im Abschnitt (b) der 4 dargestellt. Das Ausschalten des Relais RY1 bewirkt, dass die Innenspule L1 elektrisch von der Steuerleistungsquelle Vcc getrennt wird, so dass die Spannung der Innenspule L1 beginnt zum Zeitpunkt T1 von der Spannung VL1 während der Bestromung abzusinken, wie in dem Abschnitt (c) der 4 dargestellt.
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Zum Zeitpunkt T2 erreicht die absinkende Spannung eine Endspule L1 die Loslösespannung VL2, wie im Abschnitt (c) in 4 dargestellt. Demgemäß wird der Entladeschalter MC2 zum Zeitpunkt T2 geschlossen, wie im Abschnitt (d) der 4 dargestellt.
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Das Schließen des Entladeschalters MC2 bewirkt, dass der Kondensatorentladewiderstand R1 elektrisch mit dem Filterkondensator FC1 verbunden wird, wodurch bewirkt wird, dass der Filterkondensator FC1 entladen wird. Die Periode bzw. Zeitdauer von dem Zeitpunkt T1 bis zum Zeitpunkt T2 wird bestimmt abhängig von einer Zeitkonstante, die berechnet ist durch Multiplizieren der Summe des Widerstands des Kondensatorentladewiderstands R1 und des Spulenwiderstands der Innenspule L1 mit der elektrostatischen Kapazität des Filterkondensators FC1. Die Loslösespannung VL2 ist vorzugsweise niedriger als ein Wert, der berechnet wird durch Multiplizieren der Spannung VL1 während der Bestromung mit 1/e, wobei e den natürlichen Rhythmus angibt.
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Nach dem Abschließen des Entladens des Filterkondensators VC1 schaltet die Elementsteuerung 16 das Relais RY1 ein. Im Detail, wenn der gemessene Wert der Spannung zwischen den Anschlüssen des Filterkondensators FC1 auf die Schwellwertspannung niedriger absinkt, schaltet die Elementsteuerung 16 das Relais RY1 ein. Dieser Vorgang führt zur Bestromung der Innenspule L1 und öffnet daher den Entladeschalter MC2.
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Wie voranstehend beschrieben, wird der Entladeschalter MC2 nach dem Öffnen des Leistungsquellenschalters MC1 in der Leistungswandlervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 1 geschlossen. Der Leistungsquellenschalter MC1 und der Entladeschalter MC2 sind daher niemals zum selben Zeitpunkt in den geschlossenen Zuständen. Diese Konfiguration kann das Fließen eines Kurzschlussstroms zu dem Kondensatorentladewiderstand R1 unterdrücken.
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Weil die Konfiguration das Fließen eines Kurzschlussstroms zu dem Kondensatorentladewiderstand R1 unterdrücken kann, muss der Kondensatorentladewiderstand R1 nicht ein vergrößertes Volumen aufweisen, um zu vermeiden, dass der Kondensatorentladewiderstand R1 durchbrennt aufgrund dessen, dass ein Kurzschlussstrom zu dem Kondensatorentladewiderstand R1 fließt. Mit anderen Worten kann die Konfiguration eine Expansion des Kondensatorentladewiderstands R1 gemäß einem Vergrößern des Volumens des Kondensatorentladewiderstands R1 vermeiden. Diese Konfiguration kann daher eine Größenvergrößerung der Leistungswandlervorrichtung 1 vermeiden.
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Ausführungsform 2
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Die Konfiguration der Entladesteuerschaltung 15 in der Ausführungsform 1 ist lediglich ein Beispiel. Im Detail kann die Entladesteuerschaltung 15 jegliche Konfiguration aufweisen, vorausgesetzt, dass der Entladeschalter MC2 nach dem Öffnen des Leistungsquellenschalters MC1 geschlossen werden kann.
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Die Leistungswandlervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 2 weist die Konfiguration identisch zu der in Ausführungsform 1 auf. Wie in 5 dargestellt, weist die Entladesteuerschaltung 15 der Leistungswandlervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 2 ein Relais RY1 auf, das als Schaltelement dient, und eine Diode D3 auf, die parallel zu der Innenspule L1 des Entladeschalters MC2 verbunden ist. Die Leistungswandlervorrichtung 1 weist vorzugsweise ein Überspannungsabsorptionselement B1 auf, das parallel zu der Innenspule L1 des Entladeschalters MC2 verbunden ist.
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Ein Ende des Relais RY1 ist mit der Steuerleistungsquelle Vcc verbunden. Das andere Ende des Relais RY1 ist mit dem einen Ende der Innenspule L1 verbunden. Die Struktur und der Vorgang des Relais RY1 sind identisch zu denen in Ausführungsform 1.
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Die Diode D3 ist parallel zu der Innenspule L1 verbunden. Im Detail ist die Anode der Diode D3 mit dem anderen Ende der Innenspule L1 verbunden. Die Kathode der Diode D3 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Ralais RY1 und der Innenspule L1 verbunden.
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Das Überspannungsabsorptionselement B1 ist parallel zu der Innenspule L1 verbunden. Im Detail ist das Überstromabsorptionselement B1 ein Varistor und unterdrückt eine Beaufschlagung der Überspannung auf die parallel verbundenen Elemente, das bedeutet zu der Diode D3 während des Entladens der Innenspule L1.
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In der Entladesteuerschaltung 15, die die voranstehend beschriebenen Konfigurationen aufweist, während das Relais RY1 durch die Elementsteuerung 16 eingeschaltet wird, ist die Innenspule L1 elektrisch mit der Steuerleistungsquelle Vcc verbunden. Der Entladeschalter MC2 ist in dem offenen Zustand aufgrund der Bestromung der Innenspule.
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Wenn das Relais RY1 durch die Elementsteuerung 16 ausgeschaltet wird, ist die Innenspule L1 elektrisch von der Steuerleistungsquelle Vcc getrennt. Dieser Vorgang bewirkt, dass ein Strom von der Innenspule L1 zu der Diode D3 fließt, wie durch den Pfeil AR2 in 6 repräsentiert, wodurch bewirkt wird, dass die Innenspule L1 entladen wird. Das Entladen der Innenspule L1 schaltet den Entladeschalter MC2 in den geschlossenen Zustand.
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Die Elementsteuerung 16 der Leistungswandlervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 2 empfängt ein Öffnungs-/Schließ-Befehlssignal wie in Ausführungsform 1. Die Elementsteuerung 16 schaltet das Relais RY1 an oder aus abhängig davon, ob der Leistungsquellenschalter MC1 geöffnet oder geschlossen ist. Die Elementsteuerung der Leistungswandlervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 2 schaltet das Relais RY1 zu einem Zeitpunkt aus, der verschieden von dem der Elementsteuerung 16 der Leistungswandlervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 1 ist.
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Im Detail erhält die Elementsteuerung 16 das Relais RY1 in dem Ein-Zustand, während der Leistungsquellenschalter MC1 geschlossen ist. Wenn der in dem geschlossenen Zustand befindliche Leistungsquellenschalter MC1 geöffnet wird, wartet die Elementsteuerung 16 für eine vorbestimmte Dauer nach dem Öffnen des Leistungsquellenschalters MC1 und schaltet dann das Relais RY1 aus. Die vorbestimmte Dauer ist länger als die Periode von dem Zeitpunkt eines Befehls zum Öffnen des Leistungsquellenschalters MC1 bis zu dem Zeitpunkt des tatsächlichen Öffnens des Leistungsquellenschalters MC1 kann bestimmt werden abhängig von einem Auslegungswert der Zeit, die notwendig zum Schließen des Entladeschalters MC2 ist.
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Die Vorgänge der Leistungswandlervorrichtung 1, die die voranstehend beschriebene Konfiguration aufweist, werden nachstehend beschrieben.
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Die Komponenten der Leistungswandlervorrichtung 1 führen die Vorgänge identisch zu denen der Ausführungsform 1 beim Start des Antreibens des elektrischen Schienenfahrzeugs aus.
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Die folgende Beschreibung ist gerichtet auf die Vorgänge der Leistungswandlervorrichtung 1 beim Stoppen des Antreibens des elektrischen Schienenfahrzeugs mit Bezug auf 7. Beim Stoppen des Antreibens des elektrischen Schienenfahrzeugs wird der Leistungswandler 11 gestoppt, gefolgt durch ein Öffnen des Leistungsquellenschalters MC1 und ein Schließen des Entladeschalters MC2. Die Vorgänge der Leistungswandlervorrichtung 1 werden nachstehend beschrieben mit Fokus auf ein Beispiel, in dem der Pantograph absinkt und die Oberleitung verlässt in Antwort auf die Manipulation des Anheben-/Absenken-Schalters zum Zeitpunkt T11.
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Zum Zeitpunkt T11, verknüpft mit der Manipulation des Anheben-/Absenken-Schalters, wird ein Signal zum Befehlen eines Stoppvorgangs an die Schaltersteuerung 14 bereitgestellt. Die Schaltersteuerung 14 schaltet dann die Hochgeschwindigkeitsschaltelemente, die in dem Leistungswandler 11 vorgesehen sind, aus und stoppt daher den Leistungswandler 11.
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Wenn die Manipulation des Anheben-/Absenken-Schalters den Pantograph zum Zeitpunkt T11 absenkt, stellt die Fahrerkabine ein Öffnungs-/Schließ-Befehlssignal zum Befehlen eines Öffnens des Leistungsquellenschalters MC1 zu jedem von der Schaltersteuerung 13 und der Elementsteuerung 16 bereit.
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Wenn das Öffnungs-/Schließ-Befehlssignal zum Befehl eines Öffnens des Leistungsquellenschalters MC1 empfangen wird, gibt die Schaltersteuerung 13 ein Schaltersteuerungssignal S1 zum Befehlen eines Öffnens des Leistungsquellenschalters MC1 aus. Der Leistungsquellenschalter MC1 wird daher zum Zeitpunkt T11 geöffnet, wie in dem Abschnitt (a) der 7 dargestellt, so dass der Leistungswandler und der Filterkondensator FC1 elektrisch von dem Pantograph getrennt sind, d.h. der Hauptleistungsquelle.
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Wenn das Öffnungs-/Schließ-Befehlssignal zum Befehlen des Öffnens des Leistungsquellenschalters MC1 empfangen wird, schaltet die Elementsteuerung 16 das Relais RY1 zum Zeitpunkt T12 aus, bis zu dem die vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist, seit dem Zeitpunkt T11. Das Relais RY1 wird daher zum Zeitpunkt T12 ausgeschaltet, wie im Abschnitt (b) der 7 dargestellt. Das Ausschalten des Relais RY1 bewirkt, dass die Innenspule L1 elektrisch von der Steuerungsleistungsquelle Vcc getrennt wird, so dass die Spannung an der Innenspule L1 zum Zeitpunkt T12 beginnt, von der Spannung VL1 während der Bestromung abzusinken, wie im Abschnitt (c) der 7 dargestellt.
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Zu dem Zeitpunkt T13 erreicht die absinkende Spannung an der Innenspule L1 die Loslösespannung VL2, wie im Abschnitt (c) in 7 dargestellt. Demgemäß wird der Entladeschalter MC2 zum Zeitpunkt T13 geschlossen, wie im Abschnitt (d) der 7 dargestellt.
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Das Schließen des Ladeschalters MC2 bewirkt, dass der Kondensatorentladewiderstand R1 elektrisch mit dem Filterkondensator FC1 verbunden wird, wodurch bewirkt wird, dass der Filterkondensator FC1 entladen wird. Die Zeitdauer von dem Zeitpunkt T12 zu dem Zeitpunkt T13 bestimmt abhängig von dem Spulenwiderstand der Innenspule L1. Mit anderen Worten, die Periode bzw. Zeitdauer vom Zeitpunkt T12 bis zum Zeitpunkt T13 ist kürzer als die Periode bzw. Zeitdauer von dem Zeitpunkt T1 zu dem Zeitpunkt T2 in Ausführungsform 1. Die Loslösespannung VL2 ist vorzugsweise niedriger als ein Wert, der berechnet wird durch Multiplizieren der Spannung VL1 mit der Bestromung mit 1/e.
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Nach dem Abschließen des Entladens des Filterkondensators FC1 schaltet die Elementsteuerung 16 das Relais RY1 ein. Im Detail, wenn der gemessene Wert der Spannung zwischen den Anschlüssen des Filterkondensators FC1 auf die Schwellwertspannung oder niedriger absinkt, schaltet die Elementsteuerung 16 das Relais RY1 ein. Dieser Vorgang führt zur Bestromung der Innenspule L1 und öffnet daher den Entladeschalter MC2.
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Wie voranstehend beschrieben, in der Leistungswandlervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 2, wird der Entladeschalter MC2 geschlossen nach dem Öffnen des Leistungsquellenschalters MC1. Der Leistungsquellenschalter MC1 und der Entladeschalter MC2 sind daher niemals zu demselben Zeitpunkt in den geschlossenen Zuständen. Diese Konfiguration kann das Fließen eines Kurzschlussstroms zu dem Kondensatorentladewiderstand R1 unterdrücken.
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Die Entladesteuerschaltung 15 der Leistungswandlervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 2 muss nicht den Steuerkondensator C2, den Spulenentladewiderstand R2 und die Dioden D1 und D2 aufweisen, wie diejenigen in der Entladesteuerschaltung 15 der Leistungswandlervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 1. Die Leistungswandlervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 2 kann daher eine weiter reduzierte Größe im Vergleich zu der Leistungswandlervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 1 aufweisen.
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Die voranstehend beschriebene Schaltungskonfiguration der Leistungswandlervorrichtung 1 ist lediglich ein Beispiel. 8 stellt ein weiteres Beispiel einer Schaltungskonfiguration der Leistungswandlervorrichtung 1 dar. Eine Leistungswandlervorrichtung 2, die in 8 dargestellt ist, weist einen Ladeschalter MC3 und einen Ladewiderstand R3, zusätzlich zu den Komponenten der Leistungswandlervorrichtung 1, die in 1 dargestellt ist, auf.
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Der Ladeschalter MC3 und der Ladewiderstand R3 sind in Reihe miteinander verbunden. Die in Reihe verbundenen Ladeschalter MC3 und der Ladewiderstand R3 sind parallel zu dem Leistungsquellenschalter MC1 verbunden.
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Im Detail ist ein Ende des Ladeschalters MC3 mit dem Verbindungspunkt zwischen einem Ende des Leistungsquellenschalters MC1 und dem Positiveingangsanschluss 1a verbunden. Das andere Ende des Ladeschalters MC3 ist mit einem Ende des Ladewiderstands R3 verbunden. Das andere Ende des Ladewiderstands R3 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen dem anderen Ende des Leistungsquellenschalters MC1 und dem Primäranschluss 11a des Leistungswandlers 11 verbunden.
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Der Ladeschalter MC3 ist durch die Schaltersteuerung 13 gesteuert.
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Im Detail, wenn ein Öffnungs-/Schließ-Befehlssignal zum Befehlen des Schließens des Leistungsquellenschalters MC1 empfangen wird, gibt die Schaltersteuerung 13 ein Schaltersteuerungssignal S1 zum Befehlen eines Schließens des Ladeschalters MC3 aus. Aufgrund des Schließens des Ladeschalters MC3 in Antwort auf dieses Signal wird elektrische Leistung von der Hauptleistungsquelle über den Ladeschalter MC3 und den Ladewiderstand R3 zu dem Filterkondensator FC1 zugeführt, wodurch ein Laden des Filterkondensators FC1 gestartet wird.
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Die Schaltersteuerung 13 erfasst einen gemessenen Wert der Spannung zwischen den Anschlüssen des Filterkondensators FC1 von dem Spannungsmesser, der nicht dargestellt ist. Wenn der gemessene Wert der Spannung zwischen den Anschlüssen des Filterkondensators FC1 die geladene Spannung erreicht, gibt die Schaltersteuerung 13 der Leistungswandlervorrichtung 2 den Schaltersteuerungssignal S1 zum Befehlen des Schließens des Leistungswandlerschalters MC1 aus. Der Leistungsquellenschalter MC1 ist in Antwort auf dieses Signal geschlossen und elektrische Leistung wird von der Hauptleistungsquelle über den Leistungsquellenschalter MC1 und den Filterkondensator FC1 zugeführt.
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Nach dem Ausgeben des Schaltsteuerungssignals S1 zum Befehlen des Schließens des Leistungsquellenschalters MC1 gibt die Schaltersteuerung 13 ein Schaltersteuerungssignal S1 zum Befehlen des Öffnens des Ladeschalters MC3 aus. Der Ladewiderstand R3 ist elektrisch von der Hauptleistungsquelle in Antwort auf dieses Signal getrennt.
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Die voranstehend beschriebenen Vorgänge, die das Schließen des Ladeschalters MC3 und dann das Schließen des Leistungsquellenschalters MC1 einschließen, können das Schließen eines Einschaltstroms an den Filterkondensator FC1 unterdrücken.
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9 stellt noch ein weiteres Beispiel einer Schaltungskonfiguration einer Leistungswandlervorrichtung 1 dar.
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Eine Leistungswandlervorrichtung 3, die in 9 dargestellt ist, weist einen Ladeschalter MC4 und einen Ladewiderstand R3 auf, zusätzlich zu den Komponenten der Leistungserfassungsvorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 1, die in 1 dargestellt ist. Der Leistungsschalter MC4 ist mit dem positiven Eingangsanschluss 1a und dem einen Ende des Leistungsquellenschalters MC1 verbunden. Ein Ende des Ladewiderstands R3 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Ladeschalter MC4 und dem Leistungsquellenschalter MC1 verbunden. Das andere Ende des Ladewiderstands R3 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Leistungsquellenschalter MC1 und dem Primäranschluss 11a des Leistungswandlers 11 verbunden.
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Der Ladeschalter MC4 wird durch die Schaltersteuerung 13 gesteuert.
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Im Detail, wenn ein Öffnungs-/Schließ-Befehlssignal zum Befehlen des Schließens des Leistungsquellenschalters MC1 empfangen wird, gibt die Schaltersteuerung 13 ein Schaltersteuerungssignal S1 zum Befehlen des Schließens des Ladeschalters MC4 aus. Aufgrund des Schließens des Ladeschalters MC4 in Antwort auf dieses Signal wird elektrische Leistung von der Hauptleistungsquelle über den Ladeschalter MC4 und den Ladewiderstand R3 zu dem Filterkondensator FC1 zugeführt, wodurch ein Laden des Filterkondensators FC1 gestartet wird.
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Die Schaltersteuerung 13 erfasst einen gemessenen Wert der Spannung zwischen den Anschlüssen des Filterkondensators FC1 von dem Spannungsmesser, der nicht dargestellt ist. Wenn der gemessene Wert der Spannung zwischen den Anschlüssen des Filterkondensators FC1 eine Schwellwertspannung erreicht, gibt die Schaltersteuerung 13 der Leistungswandlervorrichtung 3 ein Schaltersteuerungssignal S1 zum Befehlen des Schließens des Leistungsquellenschalters MC1 aus. Der Leistungsquellenschalter MC1 ist in Antwort auf dieses Signal geschlossen und elektrische Leistung wird von der Hauptleistungsquelle über den Ladeschalter MC4 und den Leistungsquellenschalter MC1 und den Filterkondensator FC1 zugeführt.
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Die voranstehend beschriebenen Komponenten der Leistungswandlervorrichtungen 1 bis 3 sind lediglich Beispiele.
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Die Elementsteuerung 16 kann ein Zustandssignal erfassen, das angibt, ob der Leistungsquellenschalter MC1 geschlossen oder geöffnet ist, von dem Leistungsquellenschalter MC1. In diesem Fall, wenn die Elementsteuerung 16 detektiert, dass der in dem geschlossenen Zustand befindliche Leistungsquellenschalter MC1 auf der Basis des Zustandssignals geöffnet wird, das von dem Leistungsquellenschalter MC 1 erfasst ist, schaltet die Elementsteuerung 16 das Relais RY1 aus und schließt daher den Entladeschalter MC2.
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Die Leistungswandlervorrichtungen 1 bis 3 können des Weiteren eine Filterspule aufweisen, die zwischen dem anderen Ende des Leistungsquellenschalters MC1 und dem Primäranschluss 11a des Leistungswandlers 11 angeordnet ist. Die Filterspule kann ein Glätten des Stromeingangs an den Leistungswandler 11 erreichen.
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Der Leistungswandler 11 ist irgendeine Leistungswandlerschaltung. In einem beispielhaften Fall, wo die Last 51 eine DC-Leistung betreibt, kann der Leistungswandler 11 ein Gleichstrom-Gleichstrom(DC-DC)-Wandler sein.
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Die Entladesteuerschaltung 15 kann irgendein Schaltelement sein, wie etwa ein IGBT, ein Metalloxid, Halbleiter-Feldeffekt-Transistor (MOSFET) oder ein Thyristor, anstatt des Relais RY1.
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Die Entladesteuerschaltung 15 der Leistungswandlervorrichtung 1 gemäß Ausführungsform 2 kann die Diode D1 wie in Ausführungsform 1 aufweisen.
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Die Leistungswandlervorrichtungen 1 bis 3 sind nicht notwendigerweise eine Hilfsleistungsquelle, sondern können jegliche Leistungswandlervorrichtung sein, die den Filterkondensator FC1 aufweist.
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Die Leistungswandlervorrichtungen 1 bis 3 können in jeglichem Fahrzeug, jeglichem Gerät oder Ähnlichem installiert sein, die elektrische Leistung zu den Leistungswandlervorrichtungen 1 bis 3 zuführen kann. Zum Beispiel können die Leistungswandlervorrichtungen 1 bis 3 in einem elektrischen Schienenfahrzeug eines AC-Zuführsystems installiert sein. In diesem Fall können die Leistungswandlervorrichtungen 1 bis 3 einen Transformator aufweisen, von dem ein Primäranschluss mit dem Pantograph verbunden ist und einen Wandler aufweisen, der mit den Sekundäranschlüssen des Transformators verbunden ist, um AC-Leistung in DC-Leistung zu wandeln, so dass eine Ausgabe von dem Wandler zu den Leistungswandlervorrichtungen 1 bis 3 zugeführt wird.
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Für ein weiteres Beispiel können die Leistungswandlervorrichtungen 1 bis 3 auch in einem elektrischen Schienenfahrzeug installiert sein, das elektrische Leistung über die dritte Schiene erlangt.
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Das Voranstehende beschreibt einige beispielhafte Ausführungsformen zu Erläuterungszwecken. Obwohl die voranstehende Diskussion spezifische Ausführungsformen präsentiert hat, erkennen die Fachleute, dass Änderungen gemacht werden können in Form und Detail, ohne sich von dem breiteren Geist und Geltungsbereich der Erfindung zu entfernen. Demgemäß sind die Beschreibung und Zeichnungen auf darstellende anstatt einschränkende Weise aufzufassen. Diese detaillierte Beschreibung ist daher nicht auf beschränkende Weise aufzufassen und der Geltungsbereich der Erfindung ist nur durch die anliegenden Ansprüche definiert, zusammen mit dem vollen Geltungsbereich von Äquivalenten, der solchen Ansprüchen zuerkannt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 2, 3
- Leistungswandlervorrichtung
- 1a
- positiver Eingangsanschluss
- 1b
- negativer Eingangsanschluss
- 11
- Leistungswandler
- 11a, 11b
- Primäranschluss
- 12
- Entladeschaltung
- 13
- Schaltersteuerung
- 14
- Schaltsteuerung
- 15
- Entladesteuerungsschaltung
- 16
- Elementsteuerung
- 51
- Last
- AR1, AR2
- Pfeil
- B1
- Überspannungsabsorptionselement
- C2
- Steuerungskondensator
- D1, D2, D3
- Diode
- FC1
- Filterkondensator
- L1
- Innenspule
- MC1
- Leistungsquellenschalter
- MC2
- Entladeschalter
- MC3, MC4
- Ladeschalter
- R1
- Kondensatorentladewiderstand
- R2
- Spulenentladewiderstand
- R3
- Ladewiderstand
- RY1
- Relais
- S1
- Schaltersteuerungssignal
- S2
- Schaltsteuerungssignal
- Vcc
- Steuerungsleistungsquelle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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