JP2005051891A - Feeding apparatus, composition of train, and tracked rolling stock - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流と直流など、異なる電気方式のき電接続がある電気鉄道におけるき電装置、列車編成及び被牽引車に関する。
【0002】
【従来の技術】
電気鉄道は、変電所からの電力を架空電車線などに供給し、車両に設けられた集電装置で受電し、車両の電動機を駆動することで走行するのが一般的である。この電車線に給電される電気方式には、直流、交流の違いとその電圧の違いのほか、同じ電圧の交流であっても周波数の違いがあるのが一般的である。このような各々の電気方式に応じた車両が製作されているほか、異なる二つ以上の電気方式の区間を直通運転するための複数電源に対応した電気車両もすでに使用されている。
【0003】
異なる二つ以上の電気方式の区間を直通運転する方法として、客車や貨車などを機関車で牽引する方式においては、それぞれの区間の電気方式に応じてその電気方式専用の電気機関車を交換することで客車や貨車を直通運転する方法と、異なる二つ以上の電気方式に対応した電気機関車を使用して、機関車交換をしないで直通運転する方法がある。また、電車の場合は、異なる二つ以上の電気方式に対応した電車を使用して直通運転する方法などがある。
【0004】
一方、き電の構成の面からは、異なる二つの電源がある場合には、一般にデッドセクションと呼ばれる無電圧区間を設け、その区間を通過する間に車両側の電気方式を切替える「車上切替方式」と呼ばれる方式と、駅などの停車場の特定の区間の架空電車線が電源を切替えられるき電構成になっていて、車両の集電装置を一旦電車線から離すとともに、車両側の電気方式を切替えておき、また地上側で架空電車線の電源を切替えておき、車上、地上双方の切替えが行われた後に、再び集電装置を電車線に接し、以降の走行を開始する「地上切替方式」と呼ばれる方式、あるいは架空電車線の切替えに対応して、その電気方式の電気機関車に交換する方法などがある。
【0005】
図16は、従来の車上切替方式を簡易的に図示したもので、図中、交流直流両用の交直流電気車両1が右側から進行し、直流変電所(送電所)3により直流電力が給電されている直流架線5から交流変電所(送電所)4により交流電力が供給されている交流架線7にパンタグラフ2が移動するのにあわせて、車両側の電気方式を直流から交流に切替える。通常、無電圧区間6はその車両側の切替に要する時間に対し充分な区間長をもっており、電気車の速度が高くてもこの無電圧区間6を走行している間に切替可能であるようになっている。車両側の電気方式の切替が完了した後は、通常の走行により停車場8に到着する。
【0006】
一方、図17は、従来の地上切替方式を簡易的に図示したもので、交流直流両用の交直流電気車両1が、一旦、停車場8に到着する。いま仮に、図中右側から進行してきたとすると、車両1は直流変電所(送電所)3により直流電力が給電されている直流架線5から受電しており、車両の電気方式は当然直流である。停車場8を出発して、図中左側の交流変電所(送電所)4により交流電力が供給されている交流き電区間7に進入するためには、車両側の電気方式を直流から交流に切替える必要がある。地上切替方式の場合には、停車場の特定の電車線は、交流、直流いずれのき電も可能な構成になっており、切替器10を交流側、直流側のどちらに転換するかによって両用区間9の電気方式が選択できる。ただし、この場合は、車両1のパンタグラフ2を一旦降下させるとともに、車両1側の電気方式を切替え、地上側の電気方式の切替も完了したことを確認した上で、再度パンタグラフ2を上昇させる必要がある。国内では、走行中のパンタグラフの降下、上昇は行っていないため、地上切替方式の場合には、乗客の乗降や乗務員交代に関係なく、その列車は必ず停車しなければならない。
【0007】
なお、海外では、到着駅のき電方式がそれ以降の電気方式になっていて、そこに進入する列車は機関車のパンタグラフを降下させて惰行運転にて到着し、構内入換用のディーゼル機関車にて到着した列車から機関車を切放し、新しい電気方式の電気機関車を客車や貨車に連結し直して以降の運転を継続する方法もある。
【0008】
そのほか、同じ電気方式であっても、電車線の強度や張力、構造などの都合により、電車線に対する集電装置に対しても仕様が限定されることがあり、その仕様を満たした集電装置でなければ、その線区に入線できない場合がある。もちろん、架空電車線と第三軌条とのように、構造がまったく異なる場合もあり、この場合には、架空電車線用の集電装置と第三軌条用の集電装置の両方を用意しなければならない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の種々の電気方式切換方式においては、下記のような解決すべき問題点があった。
【0010】
車上切替方式を採用するには、当然のことながらその車上切替方式に対応可能な電気車を製作する必要がある。その場合、電気車には複数の電源に対応した装置と保護装置を搭載させなければならないが、これは車両の限られた大きさ、重さ、価格の制約とは相反するものである。また副次的な問題点として、入線できる線区が広がると、その線区に対応した保護設備や無線装置なども併せて搭載しなければならず、上記の問題点を助長する。
【0011】
他方、地上切替方式の場合には、本来、必要停車する必要がない駅であっても、電気方式切替のためにだけその駅に停車する必要があるほか、車上、地上双方の切替確認を伴うため、長時間の停車を要する問題点がある。また、機関車交換を行う場合、客車の冷暖房などのサービス電源を機関車から供給する構成では、機関車交換の間はその電源供給が断たれてしまい、乗客へのサービス低下を来す問題点のほか、バックアップ用の電源を搭載し、あるいは客車に本格的な電源を搭載する必要があるなど、機関車交換に起因する問題点がある。
【0012】
輸送需要などの都合により終着駅になることが一般的な駅があって、その駅を境に電気方式が切替わるような構成の場合、その駅の手前に、例えば直流から交流に切替える「交直セクション」を配置すると、その交直セクションから停車場までのほんのわずかな距離だけのために交直流両用の電気車を使用しなければならない無駄がある。列車到着時は惰行でもよいが、折返して出発するためには、その場所で受電できる電気方式に対応できる必要があるためである。この場合、車両自体のコストの問題のほか、検修、運用の面からも明らかに不利である。
【0013】
さらに、電車線に対して集電装置が限定される場合、電気方式が同じであれば変換装置などを複数搭載する必要はないが、そうでなければ集電装置を複数搭載する必要があり、車両の限られた大きさ、重さ、価格の制約とは相反するものとなる。検修、運用の面からも、明らかに不利となる。特に、架空電車線と第三軌条のように構造がまったく異なる場合、上記の問題点は明らかである。
【0014】
本発明は、以上のような従来の問題点に鑑みてなされたもので、交流と直流など、二つの異なる電気方式のき電接続がある電気鉄道において、その両電気方式の区間を直通運転する車両に対する様々な制約、問題点を解決することを目的とするものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明のき電装置は、交流き電と直流き電が接続される駅などの停車場において、交流電力が給電されている交流き電区間と直流電力が給電されている直流き電区間との間を、無電圧区間を介して接続し、前記停車場の中央若しくはそれに類する位置に前記無電圧区間を設け、前記無電圧区間を挟んで片側の交流き電と他側の直流き電とのいずれのき電区間も十分な長さを当該停車場の範囲内に設けたものである。
【0016】
請求項2の発明の列車編成は、交流電力が給電されている交流き電区間と直流電力が給電されている直流き電区間との間を、無電圧区間を介して接続し、停車場の中央若しくはそれに類する位置に前記無電圧区間を設け、前記無電圧区間を挟んで片側の交流き電と他側の直流き電とのいずれのき電区間も十分な長さを当該停車場範囲内に設けたき電装置に対して、前記停車場に到着する電気機関車と客車若しくは貨車などの被牽引車で編成された列車を、き電と一致した電気方式の電気機関車を列車の進行方向後方に組成し、その電気機関車の推進により走行し、前記停車場には、き電と同じ電気方式による運転で到着し、かつ折り返し発車することを特徴とするものである。
【0017】
請求項3の発明は、請求項2の列車編成において、上記機関車列車の被牽引車は、その主たる進行方向後部に連結した電気機関車ならびに列車全体を制御することが可能な運転室などの機能を進行方向前方の少なくとも一箇所に備え、その運転室などの機能は当該列車の進行方向により、列車後方に連結された交流若しくは直流電気機関車専用のものにしたことを特徴とするものである。
【0018】
請求項4の発明の列車編成は、客車若しくは貨車などの被牽引車の進行方向の片側には交流専用電気機関車を連結し、他側には直流専用電気機関車を連結し、自車に搭載している集電装置により集電するしないにかかわらず、それぞれの電気機関車の前方運転台で、他方の電気機関車の制御を可能にしたものである。
【0019】
請求項5の発明の列車編成は、列車の中央に集電装置をもたない交直流両用電気機関車を配し、その前後片側に直流専用の集電装置ならびに遮断器などの制御装置と保護装置を持った被牽引車を配し、その他側に交流専用の集電装置ならびに遮断器などの制御装置と保護装置を持った被牽引車を配し、いずれの被牽引車も進行方向前方に備えた運転室から中央の電気機関車ならびに列車全体の制御を可能にし、当該交直流電気機関車には被牽引車から電力を給電するようにしたものである。
【0020】
請求項6の発明の列車編成は、直流専用電車の主たる進行方向後端に交流専用電気機関車と連結できる連結器を備え、前記交流専用電気機関車を制御することが可能な運転室などの機能を主たる進行方向前方に備え、前記連結器によって交流専用電気機関車を前記直流専用電車の主たる進行方向後部に連結し、交流き電区間では、前記主たる進行方向前方の運転室から前記交流電気機関車を制御するようにしたものである。
【0021】
請求項7の発明は、請求項6の列車編成において、前記直流専用電車は、前記主たる進行方向の後部に連結された交流専用電気機関車から当該電車の電気方式に変換した電力の供給を受けることにより走行するようにしたことを特徴とするものである。
【0022】
請求項8の発明は、請求項6又は7の列車編成において、前記交流専用電気機関車は、自力で走行するための装置を持たず、前記直流専用電車への電力変換、供給する手段のみを備えたことを特徴とするものである。
【0023】
請求項9の発明は、直流専用電車と交流専用電車を連結した列車編成であって、停車場においては、それぞれの電気方式のき電区間内にあってそれぞれ受電可能であり、上記停車場に到着する場合は、電気方式がき電と異なる進行方向前位の電車の運転台において、電気方式がき電方式と適合している進行方向後位の電車を制御し、当該進行方向後位の電車の推進により、交流区間、直流区間のいずれの区間にも直通運転するものである。
【0024】
請求項10の発明は、交流専用電車と直流専用電車とを連結した列車編成であって、前記交流専用電車は、自車内で交流電力を一旦直流電力に変換する第1の電力変換装置と、当該第1の電力変換装置の変換して直流電力を交流電力に再変換して走行電力とする第2の電力変換装置とを備え、前記直流専用電車は、前記交流専用電車から直流電力の供給を受けて自車の走行電力に変換する電力変換装置に供給する電力接続手段を備え、前記交流専用電車は、前記直流専用電車の直流電力を受けて前記第2の電力変換装置の直流側に供給する電力接続手段を備え、前記交流専用電車と直流専用電車とのいずれもが、自車の電気方式と異なるき電区間において走行に必要な電力を他方の電車から受けて走行するようにしたものである。
【0025】
請求項11の発明は、電気機関車との併結が可能な被牽引車であって、前記電気機関車と互いに総括制御運転が可能であり、電動機により走行する電車方式であるが、電車線からの電力供給などを必要としないディーゼルエンジンなどの動力源と、当該動力源からの電力を変換して電動機に供給する第1の電力変換装置と、電車線からの電力供給や自車に搭載した電池などの電気による動力源の電力を変換して前記電動機に供給する第2の電力変換装置との両方を搭載し、集電装置を搭載せず、非電化区間では前記エンジンなどの自車動力源により走行し、電化区間においては、前記併結可能な電気機関車と連結し、当該電気機関車に搭載した集電装置により受電し、前記被牽引車の電気方式に変換された電力を受電して前記第2の電力変換装置に供給するものである。
【0026】
【発明の実施の形態】
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1つの実施の形態のき電装置を示している。本実施の形態のき電装置では、従来では通常、停車場の外に設けていた無電圧区間6を停車場8の中央付近に設けたことを特徴としている。すなわち、交流き電4と直流き電3が接続される駅などの停車場8において、交流電力が給電されている交流き電区間7と直流電力が給電されている直流き電区間5との間に無電圧区間6を接続し、この無電圧区間6を停車場8の中央若しくはそれに類する位置にし、この無電圧区間6を挟んで片側の交流き電4と他側の直流き電3とのいずれのき電区間5,7も停車場8に対して十分な長さを当該停車場8の範囲内に設けている。
【0027】
これにより、第1の実施の形態のき電装置では、特に電車の場合を例にとると、停車場8である電車用ホームの長さを到着する直流専用電車1aや交流専用電車1bの列車長に対して、停車に十分な長さを確保しておけば、交流に対応可能な電車でなくても図中右側の直流区間5を進行してきた直流専用電車1aは停車場8に到着することが可能であり、同様に直流に対応可能な電車でなくても図中左側の交流区間7を進行してきた交流専用電車1bは停車場8に到着することが可能である。また、交直両用電車を使用した場合にも電気方式の切替動作が不要であるから、乗務員の扱いが簡略化できるだけでなく、切替時に動作が必要な特高機器についても動作回数を低減でき、検修の面からも有利である。
【0028】
なお、列車1a,1bの到着時の停車位置誤差を考慮すると、パンタグラフ2a,2bの位置はなるべく異電源から遠い側に配置するほうが防護上得策である。また交流から直流へ、あるいは直流から交流への異電源区間への電気車の冒進に対する保護方法については、それまで受電していたはずの電圧がなくなったことを検知して、それを異電源への冒進と判断し、車両側の受電回路に設けられた遮断器を開く方法やヒューズを用いた方法など、すでにいくつかの方法が実用化されているので、本実施の形態においても、これらの保護方法を併用することができ、それによって、万一停車すべきであった位置を列車1a,1bが通りすぎてしまったときにも重大事態を避けることができる。
【0029】
図2は、本発明の第2の実施の形態のき電装置と列車編成を示している。客車や貨車などの機関車によって牽引される被牽引車11は、電気機関車(ここでは直流電気機関車)12に牽引されるだけでなく、推進運転も可能なように電気機関車12と反対側に運転室13を設け、ここから自車のブレーキ動作などはもちろん、電気機関車12の制御が可能であるような運転に必要な設備と、電気機関車12と被牽引車11との間の電気及び空気連結器を用意している。
【0030】
き電装置側は、交流き電4と直流き電3が接続される駅などの停車場8において、交流電力が給電されている交流き電区間7と直流電力が給電されている直流き電区間5との間に無電圧区間6を接続し、この無電圧区間6を停車場8の中央若しくはそれに類する位置にし、この無電圧区間6を挟んで片側の交流き電4と他側の直流き電3とのいずれのき電区間5,7も停車場8に対して十分な長さを当該停車場8の範囲内に設けている。
【0031】
無電圧区間6を停車場8のほぼ中央に配置したことにより、図中右側から進行してきた列車は、本実施の形態の推進運転によれば、直流を受電したままこの停車場8に直流電気機関車12で到着することができ、再び、右方向に出発することができる。もちろん、図中左方向からは、交流電気機関車により推進運転された列車が到着可能であり、そのまま、左方向に出発可能である。したがって、この駅が折り返しになる列車の場合には、従来のように交直流両用の電気機関車を使用しなくてよい。
【0032】
図3は、本発明の第3の実施の形態のき電装置と列車編成を示している。き電装置は図2に示した第2の実施の形態と同様である。そして列車編成としては、被牽引車11の両端に運転室13a,13bを設けている。運転室13aは交流電気機関車を制御可能な運転室であり、運転室13bは直流電気機関車を制御可能な運転室である。
【0033】
本実施の形態の列車編成にあっては、被牽引車11の左側端に交流電気機関車12を連結した場合、被牽引車11の右端の運転室13aにて運転可能であるほか、同じ被牽引車11であっても、反対側には直流電気機関車を連結することによって左端の運転室13bにて運転可能であるから、ひとつの被牽引車11を直流区間5用にも交流区間7用にも使用することができる。もちろん、運転室13a,13bは、交流専用、直流専用に限定する必要はなく、各運転室を両用にしておくことで、被牽引車が運用上の何らかの事情で反転したときや、交流区間であれば交流区間内で反対側に機関車を連結したときもに推進運転することができ、運用上の制約が少なくなるので好都合である。なお、被牽引車11の編成の中に組み込んでしまえるような貫通型の運転室構成にしておけば、編成両数を増減させる場合にも、いちいち運転室を持った車両を抜く必要がないので運用上も効率的である。
【0034】
また、交流区間7と直流区間5の直通運転方法として、図3に示すように左側の交流区間7から到着した列車の先頭側(本図右側)はすでに直流区間内であるから、被牽引車11を客車とした例では、客車は停車場8としての駅ホームに到着したまま、右側に直流電気機関車を連結すればそのまま直流区間5への直通運転が可能である。したがって、この方式であれば、交直両用電気機関車を用意しなくても、交流区間7から直流区間5への直通運転が可能である。なお、この際、いままで推進してきた交流電気機関車12を切放す必要があり、客車の冷暖房などのサービス電源を機関車から供給する方式の場合には、一旦その電源供給が絶たれてしまうが、その停電時間は同じ側に機関車を連結する従来の機関車交換方式に比べ、はるかに短時間ですむ利点がある。
【0035】
図4は、本発明の第4の実施の形態の列車編成を示している。第3の実施の形態の列車編成の場合、機関車12の交換を伴うために短時間ではあっても機関車交換の時間が発生する。本実施の形態の列車編成では、列車の図中右側には直流電気機関車12aを、図中左側には交流電気機関車12bを常時連結している。ただし、いずれの電気機関車12a,12bも他方の電気機関車の制御が可能であるように被牽引車11と機関車12a,12bとの電気及び空気連結器や指令線を構成している。
【0036】
いま、先頭側の交流電気機関車12bが直流電気機関車12aを制御可能であるように構成すれば、図中右側から到着した列車は右側の直流電気機関車12aの推進運転で停車場8に到着できる。そしてそのまま交流電気機関車12bのパンタグラフを上昇させ、次に直流電気機関車12aのパンタグラフを降下させれば、そのままで以降の交流区間7側への運転が可能である。
【0037】
停車場8のほぼ中央に無電圧区間6を用意する必要があるが、この実施の形態では、機関車列車であるため、パンタグラフは列車のほぼ両端に位置するから、停車位置の誤差に対しては有利である。
【0038】
図5は、本発明の第5の実施の形態のき電装置及び列車編成を示している。列車のほぼ中央位置に交直両用電気機関車12cを配置し、両側に被牽引車11c,11dを連結している。なお、この交直両用電気機関車12cにはパンタグラフを搭載していない。代わりに両端の被牽引車11c,11dにパンタグラフ2c,2dを搭載させ、また交直両用電気機関車12cの運転が可能な運転室13c,13dが列車編成の前後端に位置する被牽引車11c,11cの端部に設けてある。この列車編成の回路構成が図6に示してある。
【0039】
図5において、左側の交流区間7から到着した列車について説明する。運転室13cでは、図中右方向への運転が可能であり、運転室13dでは、左方向への運転が可能である。この図5の状態においては、左側の被牽引車11dに搭載されたパンタグラフ2dから交流電力を受電し、図6における交流用の電気連結器21dを介して編成中央の交直両用電気機関車12cに搭載されている交流用遮断器22dを経由して変圧器23に交流電力を給電する。なお、通常、交流電気方式では電圧が高いため、変圧器23を設けたが、変換装置24でそのまま受電可能な電圧であれば、変圧器23は不要である。
【0040】
受電した交流を変換装置24にて直流に変換し、切替器25が交流側に切換えられている場合にはさらに変換装置26により交流に再変換して電動機27を駆動し、車両を走行させる。
【0041】
左側の交流区間7から停車場8に到着した状態では、交流用のパンタグラフ2dは交流区間7内にあり、同時に直流用のパンタグラフ2cがすでに直流区間5内にあるので、直流用のパンタグラフ2cを上昇させ、交流用のパンタグラフ2dを降下させ、さらに切換器25を直流側に反転する。これによって交流区間7から直流区間5への直通運転が可能になる。
【0042】
図5において、右側の直流区間5から停車場8に到着した列車については、上記の場合とは逆に、右側の被牽引車11cに搭載されたパンタグラフ2cから直流電力を受電し、図6における直流用の電気連結器21cを介して編成中央の交直両用電気機関車12cに搭載されている直流用遮断器22c、切替器25を経由して変換装置26に直流電力を給電する。受電する直流電力はこの変換装置26により交流に変換して電動機27を駆動し、車両を走行させる。
【0043】
そして右側の直流区間5から停車場8に到着した状態では、直流用のパンタグラフ2cは直流区間5内にあり、同時に交流用のパンタグラフ2dがすでに交流区間7内にあるので、交流用のパンタグラフ2dを上昇させ、直流用のパンタグラフ2cを降下させ、さらに切換器25を交流側に反転する。これによって直流区間5から交流区間7への直通運転も可能になる。
【0044】
なお、ここに示した回路構成は簡略図であり、また変換装置の方式などについては特に限定しないが、直流区間5の運転のためには、一旦変換装置24で交流を直流に変換する構成であることが必要である。また、電動機27については、変換装置26で交流を発生させる方式に限定する必要はない。
【0045】
図6の回路構成においては、直流側に直流遮断器22c、交流側に交流遮断器22dを設けている。通常の扱いのほか事故も考慮し、遮断のために当然遮断器が必要であるが、切替器25と連動する保護協調回路を構成すれば、停車場8に停車しなくても地上切替により、直通運転が可能である。すなわち、無電圧区間6に進入する前に遮断器をいったん開いておき、次のき電区間に進入したら、切替器25が反転していることを条件に新しいき電区間に対応した遮断器を投入すればよい。ただし、前述したような異電源区間への冒進に対する保護装置を車両側に設けるとその検知時間と動作に必要な時間の制約から、無電圧区間6の必要長が長くなり、停車場8内に設けることが困難になる可能性がある。その解決のため、ここでは図示しないが、従来から実用化されている速度制限装置を併用して上記無電圧区間6への進入速度を抑制する構成にする。
【0046】
図7は、図6に示した列車編成の回路構成に対して、中央位置の交直両用電気機関車12cに蓄電池28を搭載した場合の回路構成を示している。この蓄電池28は、機関車12cの単機での移動手段として搭載したもので、列車全体を移動させる能力までは必要ないが、この電池28を搭載すれば、パンタグラフを搭載した被牽引車から機関車12cを切放した状態であっても、機関車12cの移動、入換が可能である。
【0047】
なお、機関車12cの駆動源としては蓄電池28に限定されることはなく、小型のエンジンと発電機などでもよい。ただし、変換装置26の入力に合わせた直流を発生できる蓄電池とする方が構成上簡素化できる。そして蓄電池の場合、その充電が必要であるため、ここでは図示しないが、直流から直流への双方向の電圧変換装置を搭載して、通常運転時は電池の充電を行い、単機での移動の際に変換装置26に適した電圧にする回路構成を採用することができる。
【0048】
図8は、本発明の第6の実施の形態のき電装置と列車編成を示している。本実施の形態の列車編成は、直流専用電車14aと交流専用電気機関車12bとを連結した構成である。直流専用電車14aと交流専用電気機関車12bとは、電気、空気ともに連結可能である。また制御回路は、直流専用電車14aと交流専用電気機関車12bとが互いに総括制御できるように構成してある。すなわち、直流専用電車14aの図中右側の運転室13eでは、交流電気機関車12bの制御が可能であるようにしてある。
【0049】
これにより、図8中左側の交流区間7から停車場8に進入する列車は、運転室13eで進行方向後部の交流電気機関車12bを制御して、停車場8に推進運転で到着する。そして図9に示すように、直流専用電車14aのパンタグラフ2eを上昇させ直流架線5から受電可能な状態にし、交流電気機関車12bのパンタグラフ2bを降下させることにより、運転室13eで自車両を制御してそのまま右側の直流区間5に直通運転できる。
【0050】
一方、列車が図8中右側の直流区間5から到着する場合は、交流電気機関車12bにて直流電車14aを制御することで直流区間の運行と停車場8への到着が可能である。そして停車場8からそのまま左側の交流区間7へ直通運転するときには、交流用のパンタグラフ2bを上昇させ、直流用のパンタグラフ2eを降下させ、交流専用電気機関車12bにて直流専用電車14aを牽引する。
【0051】
異なる運転方法として、列車が停車場8に到着したら、図9のように直流専用電車14aのパンタグラフ2eを上昇させ、交流電気機関車12bと切放して、電車14aのみ直流区間5に出発させる方法もある。列車到着時には、停車場8の交流区間7内に交流電気機関車12bを待機させておき、通常の電車の増解結と同様に、図中右側から到着した直流専用電車14aを交流電気機関車12bに連結し、その後、電車14aのパンタグラフ2eを降下させると、交流電気機関車12bの牽引により以降の交流区間7への直通運転が可能となる。
【0052】
この実施の形態では、停車場8の中央部分に無電圧区間6が設けてあるので電車14a、機関車12bともにパンタグラフ2b,2eの位置と停車位置の関係が重要であるが、直流電車14aのパンタグラフ2eが無電圧区間6に近づかないよう電動車を片側に寄せるか、付随車にもパンタグラフを搭載して無電圧区間にパンタグラフが近づかないようにすれば、容易に実現可能である。
【0053】
図10は、図8の列車編成のような電気方式の異なる電気機関車と電車の併結において、電気方式がき電と異なる場合にも双方が力行可能であるように構成した回路構成を示している。ここでは、簡略化のために交流側の変圧器は省略している。
【0054】
交流区間7を列車が走行する場合には、交流電気機関車12bのパンタグラフ2bにより受電し、遮断器22bを経て変換装置24に交流電力を給電し、この変換装置24により直流に変換し、自車の変換装置26bに給電して電動機27bにより走行するとともに、直流電車14aへの電気連結器21eにより直流電車の変換装置26eにも給電し、交流区間7において機関車12b、電車14aともに力行が可能である。ただし、交流区間7に入って走行する場合には、直流用のパンタグラフ2eは降下させている。
【0055】
一方、交流区間7から直流区間5に直通運転する場合は、停車場8には交流電気機関車12bのパンタグラフ2bにより受電して到着するが、直流電車14aのパンタグラフ2eはすでに直流区間5内にあるので、その位置でパンタグラフ2eを上昇させることが可能である。そこで、直流用のパンタグラフ2eを上昇させ、交流用のパンタグラフ2bを降下させ、直流区間5から直流電車14aの変換装置26eに遮断器22eを経て直流電力を給電し、変換装置26eで直流に変換して電車14aの電動機27eを駆動させる。これとともに、上記と反対に直流用のパンタグラフ2eからの直流を電気連結器21eを介して電気機関車12bの変換装置26bにも給電し、交流電気機関車12bも直流区間5で力行させることができる。この場合、電気機関車12bのパンタグラフ2bは降下させている。
【0056】
このように構成すれば、直流区間5に交流電気機関車12bを連結したまま進入させる場合にも機関車12bが無駄な荷重になって電車の運転特性が低下する心配がなく、また交流区間7に直流電車14aを進入させる場合には、通電容量として余裕を確保しやすい電気機関車12bのパンタグラフ2bから受電できるので、電車14aが必要な電力を十分に供給することが可能である。
【0057】
ここでは図示しないが、特に列車の運行に問題がなければ、上記の電気機関車12bに相当する車両は単に交流を受電するための車両とし、走行する手段を持たない構成とすることもできる。電車、客車、貨車などが混在し、列車の牽引が必要であれば電気機関車としての能力を持つ必要があるが、単に異電源区間5,7への電車14aの直通運転用であれば、交流を受電して電車14aに給電できれば十分である。ただし、全く自力走行できない車両になると移動が不便であるので、自車の移動手段として図7に示したような電池28や小型エンジンを搭載するほうが好ましい。
【0058】
なお、ここでは交流電気機関車12bと直流専用電車14aを例としたが、列車編成として、上とは逆に直流専用電気機関車と交流専用電車との組み合わせも可能である。
【0059】
図11と図12は、本発明の第7の実施の形態のき電装置及び列車編成を示している。第7の実施の形態の列車編成は、異なる電気方式の電車を併結する場合の例である。電気機関車は出力、牽引力とも大きくすることが可能であるが、機関車方式の列車よりも電車方式の列車の方が好まれることがあり、海外でも電車方式に次第に移行しつつある。本実施の形態は、交流専用の電車14bと直流専用の電車14aだけで、交流区間7と直流区間5とを双方向に直通運転することが可能な列車編成である。
【0060】
図11は、図中右側の直流区間5から列車が到着した場合を示す。このとき、直流区間5内に直流電車14aのパンタグラフ2eがあるので、直流電車14aは受電可能である。いままで電車と機関車の併結例で述べたように、先頭側の運転室で他方の制御が可能となるように構成し、推進運転で走行する方法と、他方のパンタグラフから受電して双方が力行する方法の両方が考えられる。
【0061】
停車場8のほぼ中央位置に無電圧区間6を設けておけば、図12に示すように両者14a,14bのパンタグラフ2e,2fを上昇させることが可能であるから、停車場8においてどちらで受電するか切替えることできる。通常、同形式、同系列の電車同士では併結可能であるが、このように直流電車14aと交流電車14bとを併結できるように構成し、き電装置として停車場8のほぼ中央位置に無電圧区間6を設ければ、従来のように交流直流両用の電車を使用しなくても互いに直通運転が可能である。
【0062】
図13は、本発明の第8の実施の形態の列車編成の回路構成を示している。本実施の形態は、ディーゼルエンジンやガスタービンなど、自車に動力源を搭載している機関車と交流電車とを併結の列車編成の回路例である。エンジンなどによる発電セット41から電流を変換装置42に供給し、変換装置43と電動機44により機関車が走行するとともに、変換装置42の直流出力を電気連結器45により接触器46a,46bを介して図中右側の交流電車に供給し、変換装置26bが電動機27bを駆動して電車をも走行させる。
【0063】
また交流電車自身の駆動では、パンタグラフ2bで受電した交流電力を遮断器22b、変圧器23を経て変換装置24に給電して直流電力に変換し、さらに変換装置26bにて交流電力に再変換し、電動機27bを駆動して走行する。
【0064】
ここで、機関車、電車いずれの変換装置の方式も問わないが、いずれも一旦、直流に変換する構成になっている必要がある。
【0065】
この実施の形態によれば、右側の交流電車は、本発明のき電装置の無電圧区間6を停車場8のほぼ中央位置に設けた電車ホーム(ただし、ここでは説明の都合上、図1における右側を交流区間7、左側を直流区間5とする)に交流区間7を右側から到着した後、左側にディーゼルエンジンやガスタービンなどの自車に動力源を搭載している機関車と連結して、電気、空気も連結すれば、そのまま、直流区間5にも、さらに非電化区間にも直通運転することが可能である。
【0066】
ここでは、機関車としたが、もちろん電気方式の気動車と電車との組み合わせでもよく、電車の電気方式についても、非電化区間と接している区間が直流か、交流か、あるいは両方かなどにより直流専用電車、交流専用電車、交直流両用電車、いずれとの組み合わせもあり得る。
【0067】
また、ここでは図示しないが、エンジンなどによる動力手段と電池などによる電気式による動力手段を併用したハイブリッド車両において、性能を向上させようとするとエンジン、発電機、充放電装置などが大きくなり、重量、スペース、価格などの面で問題があったが、充放電装置など一部の機能を電車に搭載し、非電化区間では従来どおりのエンジンと発電機による走行、電化区間では走行用電池の充電やさらには走行用電力の給電まで電車側から補助する構成にすることができ、それによってハイブリッド車両側に搭載すべき装置を低減することができ、上記の問題点が解決できる。
【0068】
図14は、本発明の第9の実施の形態の列車編成の回路構成を示している。本実施の形態は、パンタグラフの仕様が電車線の仕様と一致しない場合に、パンタグラフを使用できない電気車にも給電することを可能とする回路構成を特徴を有している。パンタグラフ2gとパンタグラフ2hは仕様の異なるもので、パンタグラフ2hが電車線の仕様に適さない場合に、パンタグラフ2gで受電し、接触器46g,46hを介して変換装置26hに給電し、自車両の電動機27gとともに電動機27hも駆動する状態を示している。この場合、接触器46jをオープンにして変換装置24hを回路上切放しておく。
【0069】
ここでは、交流電車同士の例を示したが、通常交流電化の電源電圧は直流に比べて高いため、図14のように直流に変換した後で他車両に給電するよりも、電流の大きさ、すなわち電線サイズを考慮すると、図15のように、交流の高い電圧のまま、電気連結器52と接触器47g,47hを介して他車両に給電する方が有利である。図15の回路構成であれば、変換装置24g,24hは自車両分だけを負担すればよいので図14の方法に比べて装置構成が容易である。
【0070】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、交流と直流など、二つの異なる電気方式のき電接続がある電気鉄道において、その両電気方式の区間を直通運転する車両の上記のような様々な制約、問題点を解決することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態のき電装置を示すブロック図。
【図2】本発明の第2の実施の形態のき電装置及び列車編成を示すブロック図。
【図3】本発明の第3の実施の形態のき電装置及び列車編成を示すブロック図。
【図4】本発明の第4の実施の形態のき電装置及び列車編成を示すブロック図。
【図5】本発明の第5の実施の形態のき電装置及び列車編成を示すブロック図。
【図6】上記第5の実施の形態の列車編成に搭載された回路構成を示す回路図。
【図7】上記第5の実施の形態の列車編成に搭載される別の回路構成を示す回路図。
【図8】本発明の第6の実施の形態のき電装置及び列車編成を示すブロック図。
【図9】上記第6の実施の形態の列車編成による交流区間、直流区間の直通運転方法の説明図。
【図10】上記第6の実施の形態の列車編成に搭載された回路構成の回路図。
【図11】本発明の第7の実施の形態のき電装置及び列車編成を示すブロック図。
【図12】上記第7の実施の形態の列車編成による交流区間、直流区間の直通運転方法の説明図。
【図13】本発明の第8の実施の形態の列車編成に搭載された回路構成の回路図。
【図14】本発明の第9の実施の形態の列車編成に搭載された回路構成の回路図。
【図15】上記第9の実施の形態の列車編成に搭載される別の回路構成の回路図。
【図16】従来例の車上切替方式のき電装置のブロック図。
【図17】従来例の地上切替方式をき電装置のブロック図。
【符号の説明】
1a 直流専用電車
1b 交流専用電車
2a 直流用パンタグラフ
2b 交流用パンタグラフ
2c 直流用パンタグラフ
2d 交流用パンタグラフ
2e 直流電車用パンタグラフ
2g 交流用パンタグラフ
2f 交流電車用パンタグラフ
2h 交流用パンタグラフ
3 直流変電所(送電所)
4 交流変電所(送電所)
5 直流架線
6 無電圧区間
7 交流架線
8 停車場
11 被牽引車
11c 被牽引車(直流用)
11d 被牽引車(交流用)
12 電気機関車
12a 直流電気機関車
12b 交流電気機関車
12c 交直両用電気機関車
13 運転室
13a 交流電気機関車用運転室
13b 直流電気機関車用運転室
13c 運転室(本図右向き進行用)
13d 運転室(本図左向き進行用)
13e 運転室
14a 直流専用電車
14b 交流専用電車
21c 電気連結器(直流用)
21d 電気連結器(交流用)
21e 電気連結器
22b 交流遮断器
22c 直流遮断器
22d 交流遮断器
22e 直流遮断器
22g 交流遮断器
22h 交流遮断器
23 変圧器
24 変換装置
24g 変換装置
24h 変換装置
25 切替器
24 変換装置
24g 変換装置
24h 変換装置
25 切替器
26 変換装置
26b 変換装置
26e 変換装置
26g 変換装置
26h 変換装置
27 電動機
27b 電動機
27e 電動機
27g 電動機
27h 電動機
28 蓄電池
29 接触器
41 電力発生装置
42 変換装置
43 変換装置
44 電動機
45 電気連結器
46a 接触器
46b 接触器
46g 接触器
46h 接触器
46j 接触器
47g 接触器
47h 接触器
51 電気連結器
52 電気連結器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a feeding device, train organization, and towed vehicle in an electric railway having feeding connections of different electric systems such as alternating current and direct current.
[0002]
[Prior art]
Generally, an electric railway travels by supplying electric power from a substation to an overhead train line, receiving power with a current collector provided in the vehicle, and driving a motor of the vehicle. In addition to the difference between direct current and alternating current and the difference in voltage, the electric system fed to the train line generally has a difference in frequency even when the alternating current has the same voltage. In addition to the manufacture of vehicles according to each of these electric systems, electric vehicles compatible with a plurality of power sources for directly operating sections of two or more different electric systems have already been used.
[0003]
As a method of directly driving between two or more sections of electric systems, in the system of towing a passenger car or freight car with a locomotive, the electric locomotive dedicated to the electric system is replaced according to the electric system of each section Thus, there are a method of directly driving a passenger car and a freight car and a method of directly driving without replacing the locomotive using an electric locomotive corresponding to two or more different electric systems. In the case of a train, there is a method of directly driving using a train corresponding to two or more different electric systems.
[0004]
On the other hand, when there are two different power sources, a non-voltage section generally called a dead section is provided, and the electric system on the vehicle side is switched while passing through the section. The system is called a `` system '' and the power supply of the overhead train line in a specific section of a stop such as a station is switched, and the vehicle current collector is once separated from the train line and the electric system on the vehicle side After switching the power supply of the overhead train line on the ground side and switching both on the vehicle and on the ground, contact the current collector again with the train line and start the following run. There is a method called “switching method” or a method of switching to an electric locomotive of the electric method corresponding to the switching of the overhead train line.
[0005]
FIG. 16 is a simplified illustration of a conventional on-vehicle switching method. In the figure, an AC / DC dual-purpose AC
[0006]
On the other hand, FIG. 17 illustrates a conventional ground switching method in a simplified manner, and the AC / DC dual-purpose AC / DC
[0007]
In addition, overseas, the feeding system at the arrival station is the later electric system, and the train that enters there arrives by coasting with the locomotive pantograph lowered, and the diesel engine for on-site replacement There is also a method in which a locomotive is cut off from a train that arrives by car, and a new electric locomotive is connected to a passenger car or a freight car to continue operation thereafter.
[0008]
In addition, even with the same electrical system, the specifications for the current collector for the train line may be limited due to the strength, tension, structure, etc. of the train line. Otherwise, you may not be able to enter the line. Of course, the structure may be completely different, such as an overhead train line and a third rail. In this case, you must prepare both a current collector for the overhead train line and a current collector for the third rail. I must.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Such conventional various electric system switching systems have the following problems to be solved.
[0010]
In order to adopt the on-vehicle switching method, it is natural that an electric vehicle that can support the on-vehicle switching method needs to be manufactured. In that case, the electric vehicle must be equipped with a device and a protection device corresponding to a plurality of power sources, which is contrary to the limited size, weight and price of the vehicle. In addition, as a secondary problem, when a line section that can be connected is widened, a protection facility or a radio device corresponding to the line section must be installed together, which promotes the above problem.
[0011]
On the other hand, in the case of the ground switching method, even if it is originally a station that does not need to stop, it is necessary to stop at that station only for switching the electric method, and confirm both on-vehicle and ground switching. Therefore, there is a problem that requires a long stop. In addition, when replacing locomotives, in the configuration where service power supply such as air conditioning for passenger cars is supplied from the locomotive, the power supply is cut off during the locomotive replacement, resulting in reduced service to passengers. In addition, there are problems caused by locomotive replacement, such as mounting a backup power supply or installing a full-scale power supply in the passenger car.
[0012]
If there is a general station that becomes the terminal station due to transportation demands, etc., and the electric system is switched around that station, switch from DC to AC, for example, before the station. When the section is placed, there is a waste of having to use an AC / DC electric vehicle for only a short distance from the AC section to the stop. It may be coasting when the train arrives, but it is necessary to be able to respond to the electrical system that can receive power at that location in order to return and depart. In this case, it is obviously disadvantageous not only from the cost of the vehicle itself but also from the inspection and operation aspects.
[0013]
In addition, if the current collector is limited to the train line, if the electrical system is the same, there is no need to install multiple conversion devices etc., otherwise it is necessary to install multiple current collectors, This is in conflict with the limited size, weight, and price constraints of the vehicle. Obviously it is also disadvantageous from the aspect of inspection and operation. In particular, when the structure is completely different, such as an overhead train line and a third rail, the above problem is obvious.
[0014]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and in an electric railway having two different electric power feeding connections such as alternating current and direct current, the sections of both electric methods are directly operated. The purpose is to solve various restrictions and problems on vehicles.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The feeder according to the first aspect of the present invention is an AC feeder section to which AC power is fed and a DC feeder to which DC power is fed at a stop such as a station where the AC feeder and the DC feeder are connected. The sections are connected to each other through a no-voltage section, the no-voltage section is provided at the center of the stop or the like, and the AC feeding on one side and the DC feeding on the other side across the no-voltage section. Both of the feeder sections are provided with a sufficient length within the range of the stop.
[0016]
The train organization of the invention of
[0017]
According to a third aspect of the present invention, in the train organization of the second aspect, the towed vehicle of the locomotive train includes an electric locomotive connected to a rear portion in the main traveling direction and a cab capable of controlling the entire train. A function is provided in at least one location in front of the traveling direction, and the function such as the operator's cab is dedicated to an AC or DC electric locomotive connected to the rear of the train depending on the traveling direction of the train. is there.
[0018]
In the train organization of the invention of
[0019]
In the train organization of the invention of
[0020]
The train organization of the invention of
[0021]
According to a seventh aspect of the present invention, in the train organization according to the sixth aspect, the DC dedicated train is supplied with electric power converted into the electric system of the train from an AC dedicated electric locomotive connected to the rear part of the main traveling direction. It is characterized by having made it run by.
[0022]
The invention of
[0023]
The invention of claim 9 is a train organization in which a direct current train and an alternating current train are connected to each other, and each stop can be received in each electric system feeding section and arrives at the stop. In the case of a train cab in the front direction of travel that is different from the electric system, the rear train in the direction of travel that is compatible with the electrical system is controlled and the rear train in the direction of travel is promoted. In this case, a direct operation is performed in any of the AC section and the DC section.
[0024]
The invention of
[0025]
The invention of
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a feeding device according to one embodiment of the present invention. The feeding device according to the present embodiment is characterized in that the
[0027]
As a result, in the power feeding apparatus according to the first embodiment, particularly in the case of a train, the train length of the direct
[0028]
Considering the stop position error when the
[0029]
FIG. 2 shows a feeding device and a train organization according to the second embodiment of the present invention. The towed
[0030]
On the feeder side, at a
[0031]
According to the propulsion operation of the present embodiment, the train that has traveled from the right side in the figure is arranged in the center of the
[0032]
FIG. 3 shows a feeding device and a train organization according to the third embodiment of the present invention. The feeding device is the same as that of the second embodiment shown in FIG. As train formation,
[0033]
In the train organization of the present embodiment, when the AC
[0034]
In addition, as a direct operation method for the
[0035]
FIG. 4 shows a train organization according to the fourth embodiment of the present invention. In the case of train formation according to the third embodiment, since the locomotive 12 is exchanged, a locomotive exchange time occurs even if it is a short time. In the train organization of the present embodiment, the DC
[0036]
Now, if the head AC
[0037]
Although it is necessary to prepare a
[0038]
FIG. 5 shows a feeding device and train organization according to the fifth embodiment of the present invention. An AC / DC
[0039]
In FIG. 5, a train arriving from the
[0040]
The received alternating current is converted into direct current by the
[0041]
When arriving at the
[0042]
In FIG. 5, for the train arriving at the
[0043]
When the
[0044]
The circuit configuration shown here is a simplified diagram, and the method of the conversion device is not particularly limited. However, for the operation in the
[0045]
In the circuit configuration of FIG. 6, a
[0046]
FIG. 7 shows a circuit configuration in the case where the
[0047]
The drive source of the locomotive 12c is not limited to the
[0048]
FIG. 8 shows a feeding device and train organization according to the sixth embodiment of the present invention. The train organization of the present embodiment is a configuration in which a direct current
[0049]
As a result, the train entering the
[0050]
On the other hand, when the train arrives from the direct
[0051]
As a different driving method, when the train arrives at the
[0052]
In this embodiment, since the no-
[0053]
FIG. 10 shows a circuit configuration in which both electric locomotives and trains of different electrical systems such as the train organization of FIG. 8 can be powered even when the electrical system is different from feeding. . Here, the transformer on the AC side is omitted for simplification.
[0054]
When the train travels in the
[0055]
On the other hand, when driving directly from the
[0056]
With this configuration, even when the AC
[0057]
Although not shown here, if there is no particular problem with train operation, the vehicle corresponding to the
[0058]
In this example, the AC
[0059]
11 and 12 show a power feeding device and a train organization according to the seventh embodiment of the present invention. The train organization of the seventh embodiment is an example in the case where trains of different electric systems are connected together. Electric locomotives can increase both output and tractive force, but train-type trains are sometimes preferred over locomotive-type trains, and are gradually shifting to train-type overseas. This embodiment is a train organization that can directly operate the
[0060]
FIG. 11 shows a case where a train arrives from the
[0061]
If the no-
[0062]
FIG. 13 shows a circuit configuration of train formation according to the eighth embodiment of the present invention. The present embodiment is an example of a train organization circuit in which a locomotive such as a diesel engine or a gas turbine that has a power source mounted on its own vehicle and an AC train are combined. A current is supplied from a power generation set 41 such as an engine to the
[0063]
In the driving of the AC train itself, the AC power received by the
[0064]
Here, there is no limitation on the locomotive or the train conversion system, but it is necessary that the converter is once converted into direct current.
[0065]
According to this embodiment, the AC train on the right side has a train platform in which the no-
[0066]
Although the locomotive is used here, of course, it may be a combination of an electric train and a train, and the electric system of the train is also DC depending on whether the section in contact with the non-electrified section is direct current, alternating current, or both. A combination with any of a dedicated train, an AC dedicated train, and an AC / DC dual-purpose train is possible.
[0067]
In addition, although not shown here, in a hybrid vehicle using both a power means using an engine and an electric power means using a battery or the like, if an attempt is made to improve the performance, the engine, the generator, the charge / discharge device, etc. become large, and the weight There were problems in terms of space, price, etc., but some functions such as charging / discharging devices were installed in the train, and in the non-electrified section, driving with the engine and generator as before, charging the battery for driving in the electrified section In addition, it is possible to provide a configuration that assists the power supply for running from the train side, whereby the number of devices to be mounted on the hybrid vehicle side can be reduced, and the above problems can be solved.
[0068]
FIG. 14 shows a circuit configuration of train organization according to the ninth embodiment of the present invention. The present embodiment is characterized by a circuit configuration that makes it possible to supply power to an electric vehicle that cannot use the pantograph when the pantograph specification does not match the specification of the train line. The pantograph 2g and the
[0069]
Here, an example of AC trains is shown. However, since the power supply voltage for AC electrification is usually higher than that of DC, the magnitude of the current is larger than when power is supplied to other vehicles after conversion to DC as shown in FIG. That is, in consideration of the size of the electric wire, it is more advantageous to supply power to the other vehicle via the
[0070]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the electric railway having two different electric system feeding connections such as alternating current and direct current, various restrictions as described above of the vehicle that directly operates the sections of both electric systems, It is possible to solve the problem.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a power feeding device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a power feeding device and train organization according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a feeding device and train organization according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a feeding device and train organization according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a feeding device and train organization according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a circuit configuration mounted on the train organization of the fifth embodiment.
FIG. 7 is a circuit diagram showing another circuit configuration installed in the train organization of the fifth embodiment.
FIG. 8 is a block diagram showing a feeding device and train organization according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram of an AC section and DC section direct operation method according to the train configuration of the sixth embodiment.
FIG. 10 is a circuit diagram of a circuit configuration mounted on the train organization of the sixth embodiment.
FIG. 11 is a block diagram showing a feeding device and train organization according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 12 is an explanatory diagram of an AC section and a DC section direct operation method according to the train configuration of the seventh embodiment.
FIG. 13 is a circuit diagram of a circuit configuration mounted on a train organization according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a circuit diagram of a circuit configuration mounted in the train organization of the ninth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a circuit diagram of another circuit configuration mounted in the train organization of the ninth embodiment.
FIG. 16 is a block diagram of a conventional on-vehicle switching type feeder.
FIG. 17 is a block diagram of a power feeding apparatus using a conventional ground switching method.
[Explanation of symbols]
1a DC train
1b AC-only train
2a Pantograph for DC
2b Pantograph for AC
2c Pantograph for DC
2d Pantograph for AC
2e Pantograph for DC train
2g Pantograph for AC
2f Pantograph for AC train
2h Pantograph for AC
3 DC substation (transmission station)
4 AC substation (transmission station)
5 DC overhead wire
6 No-voltage section
7 AC overhead wire
8 stop
11 Towed vehicle
11c Towed vehicle (for direct current)
11d Towed vehicle (for AC)
12 Electric locomotive
12a DC electric locomotive
12b AC electric locomotive
12c AC / DC electric locomotive
13 cab
13a AC electric locomotive cab
13b DC electric locomotive cab
13c Driver's cab (For rightward progression in this figure)
13d Driver's cab (For leftward progression in this figure)
13e cab
14a DC train
14b AC train
21c Electric coupler (for direct current)
21d Electric coupler (for AC)
21e Electric coupler
22b AC circuit breaker
22c DC circuit breaker
22d AC circuit breaker
22e DC circuit breaker
22g AC circuit breaker
22h AC circuit breaker
23 Transformer
24 Converter
24g converter
24h converter
25 selector
24 Converter
24g converter
24h converter
25 selector
26 Converter
26b Conversion device
26e Conversion device
26g converter
26h Conversion device
27 Electric motor
27b electric motor
27e electric motor
27g electric motor
27h Electric motor
28 battery
29 Contactor
41 Electric power generator
42 Converter
43 Converter
44 Electric motor
45 Electric coupler
46a contactor
46b contactor
46g contactor
46h contactor
46j contactor
47g contactor
47h Contactor
51 Electrical coupler
52 Electrical coupler
Claims (11)
前記停車場の中央若しくはそれに類する位置に前記無電圧区間を設け、
前記無電圧区間を挟んで片側の交流き電と他側の直流き電とのいずれのき電区間も十分な長さを当該停車場の範囲内に設けたことを特徴とするき電装置。In a station such as a station where AC and DC feeders are connected, the AC feeder section to which AC power is fed and the DC feeder section to which DC power is fed are connected via a no-voltage section. Connect
The no-voltage section is provided in the center of the stop or a similar position,
A feeding device characterized in that a sufficient length is provided within the range of the stop for any feeding section of the AC feeding on one side and the DC feeding on the other side across the non-voltage section.
前記停車場に到着する電気機関車と客車若しくは貨車などの被牽引車で編成された列車を、き電と一致した電気方式の電気機関車を列車の進行方向後方に組成し、その電気機関車の推進により走行し、前記停車場には、き電と同じ電気方式による運転で到着し、かつ折り返し発車することを特徴とする列車編成。The AC feeding section to which AC power is fed and the DC feeding section to which DC power is fed are connected via a no-voltage section, and the no-voltage section is located at the center of the stop or similar position. Provided with a feeding device that has a sufficient length in the stop range of any feeding section of the AC feeding on one side and the DC feeding on the other side across the no-voltage section,
An electric locomotive arriving at the stop and a train organized by a towed vehicle such as a passenger car or a freight car, an electric locomotive of the electric system that matches the feeding power is composed behind the train in the traveling direction of the electric locomotive A train formation that travels by propulsion, arrives at the stop by the same electric system as the feeder, and departs.
前記交流専用電車は、自車内で交流電力を一旦直流電力に変換する第1の電力変換装置と、当該第1の電力変換装置の変換して直流電力を交流電力に再変換して走行電力とする第2の電力変換装置とを備え、
前記直流専用電車は、前記交流専用電車から直流電力の供給を受けて自車の走行電力に変換する電力変換装置に供給する電力接続手段を備え、
前記交流専用電車は、前記直流専用電車の直流電力を受けて前記第2の電力変換装置の直流側に供給する電力接続手段を備え、
前記交流専用電車と直流専用電車とのいずれもが、自車の電気方式と異なるき電区間において走行に必要な電力を他方の電車から受けて走行するようにした列車編成。It is a train organization that connects an AC train and a DC train,
The AC dedicated train includes a first power conversion device that converts AC power into DC power once in the vehicle, travel power by converting the first power conversion device and converting DC power back to AC power. And a second power converter that
The DC train includes power connection means for supplying power to a power converter that receives DC power from the AC train and converts it into traveling power of the vehicle.
The AC dedicated train includes power connection means that receives DC power of the DC dedicated train and supplies the DC power to the DC side of the second power converter,
The train organization in which both the AC dedicated train and the DC dedicated train receive power necessary for traveling from the other train in a feeding section different from the electric system of the own vehicle.
前記電気機関車と互いに総括制御運転が可能であり、
電動機により走行する電車方式であるが、電車線からの電力供給などを必要としないディーゼルエンジンなどの動力源と、当該動力源からの電力を変換して電動機に供給する第1の電力変換装置と、電車線からの電力供給や自車に搭載した電池などの電気による動力源の電力を変換して前記電動機に供給する第2の電力変換装置との両方を搭載し、集電装置を搭載せず、
非電化区間では前記エンジンなどの自車動力源により走行し、電化区間においては、前記併結可能な電気機関車と連結し、当該電気機関車に搭載した集電装置により受電し、前記被牽引車の電気方式に変換された電力を受電して前記第2の電力変換装置に供給することを特徴とする被牽引車。A towed vehicle that can be combined with an electric locomotive,
The electric locomotive and the overall control operation are possible with each other,
A power source such as a diesel engine that is a train system that travels by an electric motor but does not require power supply from a train line, and a first power conversion device that converts electric power from the power source and supplies the electric power to the motor , Equipped with both a power supply from the train line and a second power conversion device that converts the power of the power source by electricity such as a battery installed in the vehicle and supplies it to the motor, and a current collector Without
In the non-electrified section, the vehicle is driven by a power source of the vehicle such as the engine, and in the electrified section, the electric vehicle is connected to the electric locomotive that can be combined, and receives power by a current collector mounted on the electric locomotive, A towed vehicle that receives the electric power converted into the electric system and supplies the electric power to the second power conversion device.
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