JP2005184942A

JP2005184942A - 電気車制御装置

Info

Publication number: JP2005184942A
Application number: JP2003420058A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Hiraki; 秀和平木; Takeo Matsumoto; 武郎松本; Keiichi Shogawa; 桂一書川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-12-17
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】フィルタコンデンサを充電するときの充電制御を容易に行うことができるようにする。
【解決手段】整流素子１ａ〜１ｄと自己消弧型素子２ａ〜２ｄとを逆並列接続してブリッジ回路を構成したコンバータ３を主変圧器５の二次巻線５ａに接続して、コンバータ３の出力端にフィルタコンデンサ８を接続し、更に直流電力を交流電力に変換するインバータ９をフィルタコンデンサ８の両端に接続して、インバータ９を起動させる前にフィルタコンデンサ８の充電を行うようにした電気車制御装置において、フィルタコンデンサ８の充電時に流れる突流電流を所定値に抑制可能な内部インピーダンスを有する充電変圧器１２を主変圧器５の三次巻線５ｃに開閉手段１１を介して接続して充電変圧器１２により所定の電圧に昇圧された三次巻線５ｃの出力電圧を整流素子１ａ〜１ｄで整流してフィルタコンデンサ８を充電するようにしたものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、電気車制御装置に関するものである。

従来の電気車制御装置においては、整流素子と自己消弧型素子とを逆並列接続してブリッジ回路を構成したコンバータを主変圧器の二次巻線に高圧接触器を介して接続し、コンバータの出力端にフィルタコンデンサを接続する。そして、コンバータから出力された直流電力を交流電力に変換するインバータをフィルタコンデンサの両端に接続する。さらに、インバータを起動する前に、コンバータに入力された交流電圧の位相がπ／２からπの間に高圧接触器が投入されるようにして、二次巻線から供給される交流電力を整流素子により整流してフィルタコンデンサの充電を行う（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−９８６１０号公報（第３頁、図１）

従来の電気車制御装置では、コンバータに入力された交流電圧の位相がπ／２からπの間に高圧接触器が投入される。しかし、例えば変圧器に交流電力を供給する交流電源の周波数が５０Ｈｚとしたとき、交流電圧の位相がπ／２からπの間は５ｍｓであり、高圧接触器の動作時間は一般に５０ｍｓから１００ｍｓであるから、高圧接触器を投入するタイミングを合わせてフィルタコンデンサの充電を制御する充電制御が困難であるという問題点があった。

この発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、フィルタコンデンサを充電するときの充電制御を容易に行うことができる電気車制御装置を提供することを目的としたものである。

この発明に係る電気車制御装置においては、整流素子と自己消弧型素子とを逆並列接続してブリッジ回路を構成したコンバータを主変圧器の二次巻線に接続して、コンバータの出力端にフィルタコンデンサを接続し、更に直流電力を交流電力に変換するインバータをフィルタコンデンサの両端に接続して、インバータを起動させる前にフィルタコンデンサの充電を行うようにした電気車制御装置において、フィルタコンデンサの充電時に流れる突流電流を所定値に抑制可能な内部インピーダンスを有する充電変圧器を主変圧器の三次巻線に開閉手段を介して接続して充電変圧器により所定の電圧に昇圧された三次巻線の出力電圧を整流素子で整流してフィルタコンデンサを充電するようにしたものである。

この発明は、主変圧器の三次巻線に開閉手段を介して接続された充電変圧器により所定の交流電圧に昇圧し、コンバータを構成した整流素子で整流してフィルタコンデンサを充電するようにしたので、開閉手段を投入するタイミングの制御を容易に行うことができる。

実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための実施の形態１における電気車制御装置の構成図である。図１において、フライホイールダイオードである整流素子１ａ〜１ｄと自己消弧型素子２ａ〜２ｄとを逆並列接続してブリッジ回路を構成したコンバータ３の入力端が高圧接触器４を介して主変圧器５の二次巻線５ａに接続されている。主変圧器５の一次巻線５ｂはパンタグラフ６を介して交流電源７に接続されている。そして、コンバータ３の出力端にフィルタコンデンサ８が接続されている。さらに、フィルタコンデンサ８の両端に直流電力を交流電力に変換するインバータ９が接続されている。なお、インバータ９は整流素子１０ａ〜１０ｆと自己消弧型素子１１ａ〜１１ｆとで構成されて三相交流電力を出力する。インバータ９の出力端に電気車を駆動する三相交流電動機１１が接続されている。
主変圧器５の三次巻線５ｃに接触器又は半導体素子で構成された開閉手段１２を介して充電変圧器１３の一次側が接続され、充電変圧器１３の二次側がコンバータ３の入力端に接続されている。ここで、三次巻線５ｃの出力電圧は、照明やエアコン等に使用される低圧である。さらに、充電変圧器１３はフィルタコンデンサ８の充電時に流れる突流電流を
整流素子１ａ〜１ｄの定格電流値以下の所定値に抑制可能な内部インピーダンスを有するように設定されると共に、フィルタコンデンサ８の充電電圧がインバータ９の動作を保証する電圧になるように所定の電圧に昇圧する。

このように構成された電気車制御装置においては、コンバータ３及びインバータ９を起動させる前に、開閉手段１２を投入して主変圧器５の三次巻線５ｃの出力電圧を充電変圧器１３により所定の電圧に昇圧する。そして、所定の電圧に昇圧された三次巻線５ｃの出力をコンバータ３の各整流素子１ａ〜１ｄの整流作用により直流に変換してフィルタコンデンサ８を充電する。フィルタコンデンサ８が充電されたら開閉手段１２を開路して高圧接触器４を投入することにより、コンバータ３及びインバータ９の運転が開始されて三相交流電動機１１の駆動が開始される。
以上のように、フィルタコンデンサ８の充電時に流れる突流電流を所定値に抑制可能な内部インピーダンスを有する充電変圧器１３で所定の電圧に昇圧された三次巻線５ｃの出力電圧を、コンバータ３を構成する整流素子１ａ〜１ｄで整流してフィルタコンデンサ８を充電することにより、充電制御を容易に行うことができる。

この発明を実施するための実施の形態１における電気車制御装置の構成図である。

符号の説明

１ａ〜１ｄ整流素子、３コンバータ、５主変圧器、５ａ二次巻線、
５ｃ三次巻線、８フィルタコンデンサ、９インバータ、１２開閉手段、
１３充電変圧器。

Claims

整流素子と自己消弧型素子とを逆並列接続してブリッジ回路を構成したコンバータを主変圧器の二次巻線に接続して、上記コンバータの出力端にフィルタコンデンサを接続し、更に直流電力を交流電力に変換するインバータを上記フィルタコンデンサの両端に接続して、上記インバータを起動させる前に上記フィルタコンデンサの充電を行うようにした電気車制御装置において、上記フィルタコンデンサの充電時に流れる突流電流を所定値に抑制可能な内部インピーダンスを有する充電変圧器を上記主変圧器の三次巻線に開閉手段を介して接続して上記充電変圧器により所定の電圧に昇圧された上記三次巻線の出力電圧を上記整流素子で整流して上記フィルタコンデンサを充電するようにしたことを特徴とする電気車制御装置。