JP2015204665A - 電力変換装置及びそれを備えた鉄道車両 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鉄道車両の電力変換装置は、第1の電力変換手段5と、第2の電力変換手段6と、第1のキャパシタ4と、第1のリアクトル3と第2のキャパシタ8を有し、第1の電力変換手段5と、第2の電力変換手段6を同一ユニット内で一体接続して構成し、蓄電手段10と直列に第1の遮断器9aと第2の遮断器9bを有し、第2の遮断器9aと並列に抵抗19bを有する。蓄電手段10と第2のキャパシタ8との間に、第3の遮断器9cと、蓄電手段10の電力を第2の交流電力に変換する第3の電力変換手段12と、第3の電力変換手段12の蓄電手段10と接続される側に、蓄電手段12と並列に接続される第3のキャパシタ11と、蓄電手段10と第3のキャパシタ11との間に接続される第4の遮断器9dと、制御手段31と、を備える。
【選択図】図1
Description
(1)第1の実施の形態
(1−1)本実施の形態の概要
まず、図10を参照して、従来の電力変換装置について説明する。図10に示す従来の電力変換装置は、直流電車線111、集電装置112、主開閉器113、充電抵抗114、開閉器115、直流リンク部116、電動機117、電力変換装置(インバータ回路)118、接触器119a〜119c、直流リップル低減用リアクトル120a、120c、フィルタコンデンサ121a〜121c、補助電源装置123、回生電力貯蔵装置124、DC−DC変換回路125、リアクトル126、接触器127及び蓄電装置128から構成される。
図1について、本実施の形態にかかる電力変換装置の主回路の構成について説明する。
上記実施の形態によれば、インバータ回路5(本発明の第1の電力変換手段の一例)と、DC−DC変換回路6(本発明の第2の電力変換手段の一例)の間の配線インダクタンスが小さくなり、配線インダクタンスとキャパシタ4(本発明の第1のキャパシタの一例)の容量で定まる共振周波数が大きくなり、インバータ回路5とDC−DC変換回路6とが並列接続される直流部の共振現象を防ぐことができる。また、リアクトル3とキャパシタ4の共用化によって装置の台数を削減することができる。また、インバータ回路5とDC−DC変換回路6を同一の冷却器上に実装することで小型化でき、システム全体の装置を小型化がすることができる。
以下では、第1の実施の形態と異なる構成について説明し、第1の実施の形態と同様の構成については説明を省略する。
以下では、第1の実施の形態と異なる構成について説明し、第1の実施の形態と同様の構成については説明を省略する。
2、112 集電装置
3、7、120a、120c、126 リアクトル
4、8、11、51、121a、121b、121c キャパシタ
5、12 インバータ回路
6、125 DC−DC変換回路
9a、9b、9c、9d 遮断器
10、128 蓄電装置
13 交流リアクトル
14 交流コンデンサ
15 トランス
16 負荷
17、117 電動機
18a、18b、52 スイッチング素子
19b、19c、19d 抵抗
21 インバータ回路とDC−DC変換回路の一体ユニット
22、123 補助電源装置
23 一体蓄電装置
31 統合制御装置
32 制御装置A
33 制御装置B
34 制御装置と一体蓄電装置間の制御信号
35 制御装置と補助電源装置間の制御信号
113、115 開閉器
114 充電抵抗
116 直流リンク部
118 電力変換装置
119a、119b、119c、122、127 接触器
124 回生電力貯蔵装置
Claims (9)
- 第1の直流電力を第1の正負の一対配線で受け、第1の交流電力に変換する第1の電力変換手段と、
前記第1の電力変換手段の交流側に接続された電動機と、
前記第1の直流電力を前記第1の正負の一対配線で受け、前記第1の直流電力の電圧レベルと異なる電圧レベルの第2の直流電力に変換し第2の正負の一対配線で出力する第2の電力変換手段と、
前記第1の正負の一対配線間に接続される第1のキャパシタと、
前記第2の直流電力を蓄電する蓄電手段と、
前記第2の電力変換手段と前記蓄電手段との間に接続される第1のリアクトルと、
前記蓄電手段と直列に接続される第1の遮断器及び第2の遮断器とを有し、
前記第2の遮断器と並列に接続される抵抗と、
前記蓄電手段と前記第1のリアクトルとの間に接続される第3の遮断器と、
前記蓄電手段の電力を第2の交流電力に変換する第3の電力変換手段と、
前記第3の電力変換手段と前記蓄電手段との間に、前記蓄電手段と並列に接続される第2のキャパシタと、
前記蓄電手段と前記第2のキャパシタとの間に接続される第4の遮断器と、
前記第3の電力変換手段の交流側に接続される交流回路と、
前記第1〜第3の電力変換手段と前記蓄電装置を制御する制御手段と、
を有し、
前記第1の電力変換手段と前記第2の電力変換手段とを同一ユニットないで一体接続して構成することを特徴とする、電力変換装置。 - 前記制御手段は、前記蓄電手段の充電動作条件を、前記第3の電力変換手段の負荷の大きさと、前記第1のキャパシタの電圧により決定する
ことを特徴とする、請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記第1の遮断器から第4の遮断器の投入順序を、
前記第1の遮断器を投入し、次に第3または第4の遮断器を投入し、次に第3または第4の遮断器を開放し、次に第4または第3の遮断器を投入し、次に第3または第4の遮断器を投入する順序とする
ことを特徴とする、請求項1または2のいずれかに記載の電力変換装置。 - 前記第2の遮断器と並列に抵抗を有する代わりに、
前記第3の遮断器および前記第4の遮断器と並列に抵抗を有する構成とする
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の電力変換装置。 - 前記第2の電力変換手段の出力側の前記第2の正負の一対配線間に第3のキャパシタを有する
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の電力変換装置。 - 前記第2の電力変換手段は、降圧動作のみ行う
ことを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の電力変換装置。 - 前記蓄電手段の充電特性は、車両の惰行走行中と停車中で切替えられる
ことを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の電力変換装置。 - 第2の電力変換手段は、蓄電手段の開放時に定電圧制御を行って、第3の電力変換手段に電力を供給するときに、第2の電力変換手段の制御応答を、第3の電力変換手段の制御応答よりも早く設定する
ことを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の電力変換装置。 - 請求項1〜8のいずれかに記載の電力変換装置を備えた鉄道車両。
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CN111418140A (zh) * | 2017-11-28 | 2020-07-14 | 西门子股份公司 | 具有互相特定耦合的中间电路转换器的中间电路转换器的组 |
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- 2014-04-11 JP JP2014081956A patent/JP6240023B2/ja active Active
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CN111418140B (zh) * | 2017-11-28 | 2023-08-25 | 西门子股份公司 | 具有互相特定耦合的中间电路转换器的中间电路转换器的组 |
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