JP2016127680A - Power converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、電力変換装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a power conversion apparatus.
従来、鉄道車両には、架線からの直流電力を所定電圧の直流電力に変換して車内設備(冷暖房装置、ドア開閉装置、表示装置など)に供給する鉄道車両用補助電源装置(以下、電力変換装置)が設けられている。 Conventionally, for railway vehicles, an auxiliary power supply for railway vehicles (hereinafter referred to as power conversion) that converts DC power from an overhead wire into DC power of a predetermined voltage and supplies it to in-vehicle facilities (air-conditioning / heating devices, door opening / closing devices, display devices, etc.) Device).
このような電力変換装置において、架線から集電装置を介して受電した直流電力を昇圧チョッパにより一定の直流電圧に安定化した後、単相インバータにより交流に変換し、変圧器により、架線と低圧回路を電気的に絶縁した後、整流して直流電力を負荷に対して出力するものがある。 In such a power converter, the DC power received from the overhead line via the current collector is stabilized to a constant DC voltage by a boost chopper, then converted to AC by a single-phase inverter, and the overhead line and the low voltage are converted by a transformer. There are some which rectify and output DC power to a load after electrically insulating the circuit.
ところで、従来の電力変換装置においては、昇圧チョッパのスイッチング周波数を高くする程、フィルタコンデンサの容量を小さくしてもリプルの少ない電圧を得ることができ、フィルタコンデンサ自体の小型化の他、コンデンサ電荷放電用の抵抗器も小型化でき、電力変換装置の小型化に寄与させることができる。 By the way, in the conventional power converter, as the switching frequency of the boost chopper is increased, a voltage with less ripple can be obtained even if the capacity of the filter capacitor is reduced. The discharging resistor can also be miniaturized, which can contribute to the miniaturization of the power converter.
しかしながら、フィルタコンデンサの容量を小さくすると、電力変換装置内部に蓄えられるエネルギーも減少するため、振動などにより集電装置が一時的に離れる離線が起きると、電力供給が一時的(瞬間的)に停止する瞬間停電が発生し、電力変換装置の出力電圧もそれに応じて低下しやすくなる。 However, if the capacity of the filter capacitor is reduced, the energy stored in the power converter is also reduced. Therefore, if a disconnection occurs when the current collector is temporarily separated due to vibration or the like, the power supply is temporarily (instantly) stopped. An instantaneous power failure occurs, and the output voltage of the power converter is likely to decrease accordingly.
これを回避するためには、フィルタコンデンサを大きくする必要があり、電力変換装置の小型化が図れないとともに、電力変換装置を迅速、かつ、安全に停止させるためには、電力損失を抑制するための回路を設ける必要があり、回路構成の簡素化が図れなかった。 In order to avoid this, it is necessary to increase the filter capacitor, and the power converter cannot be reduced in size, and in order to stop the power converter quickly and safely, to suppress power loss Therefore, the circuit configuration cannot be simplified.
上述した課題を解決するために、実施形態の電力変換装置は、昇圧チョッパ及びインバータを有する複数の組合せ回路を備えており、各昇圧チョッパは、架線より集電装置を介して供給される直流電力を所定の電圧値に昇圧し、インバータは、昇圧チョッパから出力される直流電力を交流電力に変換する。
これと並行して、離線補償用コンデンサは、離線補償用の電力を蓄え、離線時に電力を供給する。
また、放電抵抗器は、離線補償用コンデンサと並列に接続され、直列に接続された放電接触器が閉状態とされことにより離線補償用コンデンサに蓄えられた電力を放電させる。
In order to solve the above-described problem, the power conversion device according to the embodiment includes a plurality of combinational circuits including a boost chopper and an inverter, and each boost chopper is supplied with DC power from an overhead wire via a current collector. Is boosted to a predetermined voltage value, and the inverter converts DC power output from the boost chopper into AC power.
In parallel with this, the capacitor for compensating for the separation is stored with power for compensating the separation, and is supplied at the time of the separation.
In addition, the discharge resistor is connected in parallel with the disconnection compensation capacitor, and the discharge contactor connected in series is closed to discharge the electric power stored in the disconnection compensation capacitor.
以下、図面を参照して実施形態の電力変換装置を詳細に説明する。
実施形態の電力変換装置は、例えば、架線からの直流電力を所定電圧の直流電力に変換して負荷である車内設備(冷暖房装置、ドア開閉装置、表示装置など)に供給する鉄道車両用補助電源装置として用いられる。
Hereinafter, the power converter of an embodiment is explained in detail with reference to drawings.
The power conversion device according to the embodiment includes, for example, a railcar auxiliary power supply that converts DC power from an overhead wire into DC power of a predetermined voltage and supplies it to in-vehicle equipment (such as a cooling / heating device, a door opening / closing device, and a display device) as a load. Used as a device.
[1]第1実施形態
図1は、第1実施形態の鉄道車両用の電力変換装置の概要構成ブロック図である。
電力変換装置10は、直流架線(直流き電線)11から直流電力が供給されるパンタグラフ12と、線路13を介して接地された車輪14と、の間の電流経路に開放接触器(遮断器)15が直列に接続されている。
[1] First Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a power converter for a railway vehicle according to a first embodiment.
The
さらに開放接触器15の後段には、入力直流電圧を昇圧する昇圧チョッパ(非絶縁型昇圧チョークコンバータ)16A、16Bが接続されている。
さらに昇圧チョッパ16Aの後段には、昇圧チョッパ16Aの出力である昇圧後の直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ17Aが接続され、昇圧チョッパ16Bの後段には、昇圧チョッパ16Bの出力である昇圧後の直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ17Bが接続されている。
Further, boost choppers (non-insulated boost choke converters) 16A and 16B for boosting the input DC voltage are connected to the subsequent stage of the
Further, an
ここで、昇圧チョッパ16A、インバータ17Aは、第1の組合せ回路CC1を構成し、昇圧チョッパ16B、インバータ17Bは、第2の組合せ回路CC2を構成している。
また、インバータ17A及びインバータ17Bは、出力端子から出力する交流電力の周波数を商用電源の周波数(50Hzあるいは60Hz)のn倍(n:2以上の整数、実際には、数倍から数十倍)とする。
Here, the step-
In addition, the
さらにインバータ17Aの出力端子には、インバータ17Aの出力電圧をさらに昇圧して出力する(絶縁)トランス18Aの一次側端子が接続され、インバータ17Bの出力端子には、インバータ17Bの出力電圧をさらに昇圧して出力する(絶縁)トランス18Bの一次側端子が接続されている。
Further, the output terminal of the
そしてトランス18Aの二次側端子には、トランス18Aが出力した交流電力の全波整流を行って再び直流電力として負荷LDに出力するダイオード整流回路19Aが接続され、トランス18Bの二次側端子には、トランス18Bが出力した交流電力の全波整流を行って再び直流電力とし、ダイオード整流回路19Aの出力に重畳して負荷LDに出力するダイオード整流回路19Bが接続されている。
The secondary side terminal of the
また電力変換装置10は、直流架線11から供給された直流電力の高周波成分を除去するフィルタコイル(フィルタリアクトル)20と、直流架線11からパンタグラフ12が離れることにより電力供給が一時的、かつ、瞬間的に停止してしまう瞬間停電時に電力供給を継続する離線補償を行うための離線補償用コンデンサ21と、離線補償用コンデンサ21を放電させる際に電力を消費させるための放電抵抗器22と、離線補償用コンデンサ21に放電抵抗器22を接続するための放電接触器23と、を備えている。
In addition, the
また電力変換装置10は、昇圧チョッパ16Aの後段に設けられたフィルタコンデンサ24Aと、フィルタコンデンサ24Aを放電させる際に電力を消費させるためにフィルタコンデンサ24Aに並列に接続された放電抵抗器25Aと、を備えている。
The
さらに電力変換装置10は、昇圧チョッパ16Bの後段に設けられたフィルタコンデンサ24Bと、フィルタコンデンサ24Bを放電させる際に電力を消費させるためにフィルタコンデンサ24Bに並列に接続された放電抵抗器25Bと、を備えている。
Furthermore, the
上記構成において、昇圧チョッパ16Aは、開放接触器15に直列に接続された昇圧用コイル(チョッパリアクトル)31と、制御部26の制御下でチョッピング動作を行うスイッチング素子32と、逆流防止ダイオード33と、を備えている。
In the above configuration, the step-
また昇圧チョッパ16Bは、昇圧チョッパ16Aと、チョッパリアクトルとしての昇圧用コイル31を共用しており、制御部26の制御下でチョッピング動作を行うスイッチング素子32と、逆流防止ダイオード33と、を備えている。
The step-up
また、インバータ17A、17Bは、同一構成を採っており、それぞれ、直列接続されたスイッチング素子34(上アーム)及びスイッチング素子35(下アーム)並びに直列接続されたスイッチング素子36(上アーム)及びスイッチング素子37(下アーム)を備えている。ここで、スイッチング素子34〜37は、シリコン(Si)と比較して、ワイドバンドギャップの材料であるガリウムナイトライド(GaN:窒化ガリウム)半導体で形成されている。
Further, the
トランス18Aは、インバータ17Aから出力される交流電力を、一次コイル及び二次コイル(図示しない)の巻数比に対応した昇圧比で変換して後段のダイオード整流回路19Aへ出力する。同様に、トランス18Bは、インバータ17Bから出力される交流電力を、一次コイル及び二次コイル(図示しない)の巻数比に対応した昇圧比で変換して後段のダイオード整流回路19Bへ出力する。
The
ここで、トランス18A及びトランス18Bの一次側及び二次側との間は絶縁されているので、電力変換装置10は絶縁型DC/DCコンバータとして構成されている。
Here, since the primary side and the secondary side of the
ダイオード整流回路19A及びダイオード整流回路19Bは、同一構成を採っており、上アームを構成するダイオード41、42と、下アームを構成するダイオード43、44と、を備え、ダイオード41及びダイオード43は直列接続され、ダイオード42及びダイオード44は、直列接続されている。
The
制御部26は、トランス18A、18Bの入出力電流を図示しない電流検出器により検出し、検出電流値に応じて制御信号C1〜C4によりスイッチング素子32、36、37のゲート電圧を制御する。
また、制御部26は、制御信号C5により離線補償用コンデンサ21に放電抵抗器22を接続するための放電接触器23の制御を行う。
The
Further, the
上記構成において、離線補償用コンデンサ21は、昇圧チョッパ16A及び昇圧チョッパ16Bで共用されている。したがって、放電抵抗器22も一つ設ければ良いこととなっている。
この構成の結果、フィルタコンデンサ24A、24Bの容量は、昇圧チョッパ16A、16Bのスイッチング周波数に応じた最小限の静電容量に抑制できる。
In the above configuration, the line-
As a result of this configuration, the capacities of the
このため、フィルタコンデンサ24Aに並列に接続される放電抵抗器25A及びフィルタコンデンサ24Bに並列に接続される放電抵抗器25Bは、高抵抗値かつ少ない電流容量とできる。
For this reason, the
この結果、フィルタコンデンサ24Aあるいはフィルタコンデンサ24Bに常時並列接続しても電力損失は殆ど問題にならない。
したがって、放電抵抗器25A及び放電抵抗器25Bのそれぞれに対し、直列に放電接触器を設ける必要が無いため、回路構成を簡略化することができ、ひいては、電力変換装置10の小型化を図ることができる。
As a result, even if the
Therefore, since it is not necessary to provide a discharge contactor in series with respect to each of the
また、離線補償用コンデンサ21を設けることにより、昇圧チョッパ16A、16Bの入力電流に含まれるスイッチングリプル電流を取り除くことができる。このため、線路13を介して接地された車輪14から流れる帰線電流にスイッチングリプル電流成分が含まれなくなり、鉄道の信号機器の安定動作にも寄与することができる。
In addition, by providing the
また、離線補償用コンデンサ21は、直流架線11からパンタグラフ12が振動などによって離れる離線時には、蓄電電力を放電して昇圧チョッパ16A、16Bに供給する。
Further, the disconnecting
次に第1実施形態の通常時(非離線時)の動作について説明する。
この場合において、電力変換装置10を構成している二つの組合せ回路CC1、CC2は、制御部26の制御下で同期して同一の動作を行っている。
Next, the operation at the normal time (at the time of non-separation) of the first embodiment will be described.
In this case, the two combinational circuits CC <b> 1 and CC <b> 2 constituting the
電力変換装置10は、直流架線(直流き電線)11からパンタグラフ12、開放接触器15及びフィルタコイル20を介して直流電力が供給されると、昇圧チョッパ16A及び昇圧チョッパ16Bに直流電力が供給される。
When the DC power is supplied from the DC overhead wire (DC feeder) 11 through the
これにより、制御部26は、予め設定された出力指示電圧と、入力直流電圧を比較し、二つの昇圧チョッパ16A、16Bにおいて、入力直流電圧を出力指示電圧に等しい電圧にするためのスイッチング素子32のスイッチング周波数及びオンデューティに対応する制御信号C1、C2を出力する。
Thereby, the
そして、昇圧チョッパ16A、16Bのスイッチング素子32は、制御信号C1、C2に基づくスイッチング周波数及びオンデューティでオン/オフし、昇圧チョッパ16A、16Bは、入力直流電圧を昇圧して、対応するインバータ17A、17Bにそれぞれ出力する。
The switching
このとき、昇圧チョッパ16Aの出力は、フィルタコンデンサ24Aによりリップル成分などが除去されてインバータ17Aに出力される。また、昇圧チョッパ16Bの出力は、フィルタコンデンサ24Bによりリップル成分などが除去されてインバータ17Bに出力される。
At this time, the output of the
これにより図中、インバータ17Aは、制御部26の出力した制御信号C3に基づいて、フィルタコンデンサ24Aによりリップル成分などが除去された昇圧チョッパ16Aの出力である昇圧後の直流電力を交流電力に変換してトランス18Aの一次側に出力する。
Accordingly, in the figure, the
同様にインバータ17Bは、制御部26の出力した制御信号C4に基づいて、フィルタコンデンサ24Bによりリップル成分などが除去された昇圧チョッパ16Bの出力である昇圧後の直流電力を交流電力に変換してトランス18Bの一次側に出力する。
Similarly, the
そして、トランス18Aは、一次側に入力された交流電力を所定の巻線比で昇圧し、絶縁状態を保ちつつ、二次側に接続された対応するダイオード整流回路19Aに出力する。
Then, the
同様にトランス18Bは、入力された交流電力を所定の巻線比で昇圧し、絶縁状態を保ちつつ、二次側に接続された対応するダイオード整流回路19Bに出力する。
そして、ダイオード整流回路19A及びダイオード整流回路19Bは、入力された交流電力を再び直流電力に変換してそれぞれ出力する。
Similarly, the
The
これらの結果、ダイオード整流回路19A及びダイオード整流回路19Bの出力は重畳されて、図示しない負荷に供給されることとなる。
As a result, the outputs of the
上記動作と並行して、離線補償用コンデンサ21は、直流架線(直流き電線)11からパンタグラフ12、開放接触器15及びフィルタコイル20を介して直流電力が供給されることにより充電され、離線補償を行うための電力を蓄えた状態を維持する。
そして、電源遮断時には、制御部26の制御信号C5に基づいて、放電接触器23が閉状態とされ、離線補償用コンデンサ21に蓄えられた電力は、放電抵抗器22を介して放電され、消費されることとなる。
また、フィルタコンデンサ24A、24Bの容量は、上述したように、昇圧チョッパ16A、16Bのスイッチング周波数に応じた最小限の静電容量に抑制されているため、蓄えられた電力は、放電抵抗器25A、25Bを介して容易に放電され、消費される。
In parallel with the above operation, the
When the power is shut off, the
Further, as described above, since the capacities of the
次に第1実施形態における離線時の動作について説明する。
離線するまでの動作は、通常時(非離線時)の動作と同様であるので、説明を援用する。
Next, the operation at the time of separation in the first embodiment will be described.
Since the operation up to the separation is the same as the operation at the normal time (at the time of non-separation), the explanation is cited.
直流電力が供給されることにより充電され、離線補償を行うための電力を蓄えた状態を維持している離線補償用コンデンサ21は、直流架線(直流き電線)11から集電装置であるパンタグラフ12が離れてしまった場合には、昇圧チョッパ16A及び昇圧チョッパ16Bの入力端の電圧が低下するため、放電状態に移行する。
この結果、昇圧チョッパ16A、16Bより後段の回路は、離線の影響を受けること無く、通常通りの動作を継続できる。
A
As a result, the circuit subsequent to the
以上の説明のように、第1実施形態によれば、放電抵抗器25A及び放電抵抗器25Bのそれぞれに対し、直列に放電接触器を設ける必要が無いため、回路構成を簡略化することができ、ひいては、電力変換装置10の小型化が図れる。
As described above, according to the first embodiment, since it is not necessary to provide a discharge contactor in series with each of the
また、離線補償用コンデンサ21を設けることにより、昇圧チョッパ16A、16Bの入力電流に含まれるスイッチングリプル電流を取り除くことができるので、鉄道の信号機器の安定動作に寄与できる。
Further, the provision of the
さらに、離線補償用コンデンサ21は、直流架線11からパンタグラフ12が振動などによって離れる離線時には、蓄電電力を放電して昇圧チョッパ16A、16B、ひいては、その後段のインバータ17A、17B、トランス18A、18B、ダイオード整流回路19A、19Bに電力を安定して供給することができ、負荷LDの安定動作が図れる。
Furthermore, when the
[2]第2実施形態
図2は、第2実施形態の鉄道車両用の電力変換装置の概要構成ブロック図である。
図2において、図1の第1実施形態と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
図2の電力変換装置10Aが、図1の電力変換装置10と異なる点は、まず第1に離線補償用コンデンサ21、放電抵抗器22及び放電接触器23を設けない点である。
[2] Second Embodiment FIG. 2 is a schematic configuration block diagram of a power conversion device for a railway vehicle according to a second embodiment.
In FIG. 2, the same parts as those in the first embodiment in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
2 is different from the
第2に、フィルタコンデンサ24Aと並列に放電抵抗器51A及び放電抵抗器51Aと直列に接続した放電接触器52Aを設け、フィルタコンデンサ24Bと並列に放電抵抗器51B及び放電抵抗器51Bと直列に接続した放電接触器52Bを設けた点である。
Secondly, a
第3に制御部26Aが直接制御する制御コイル53により放電接触器52A及び放電接触器52Bを同時駆動する点である。
上記構成において、昇圧チョッパ16A、インバータ17Aは、第1の組合せ回路CC11を構成し、昇圧チョッパ16B、インバータ17Bは、第2の組合せ回路CC12を構成している。
Third, the discharge contactor 52A and the
In the above configuration, the
また、フィルタコンデンサ24A及びフィルタコンデンサ24Bは、離線補償の機能を持たせるための十分な容量を持つように設定されている。ここで、電力変換装置10Aの停止時におけるフィルタコンデンサ24A及びフィルタコンデンサ24Bの電荷放電時間を短縮するため、放電抵抗器51A及び放電抵抗器51Bの抵抗値を小さくする必要がある。
Further, the
一方、抵抗値の小さな放電抵抗器51A及び放電抵抗器51Bを、フィルタコンデンサ24Aあるいはフィルタコンデンサ24Bに常時並列接続とすると電力損失が大きくなるため、本第2実施形態では、放電接触器52A及び放電接触器52Bを設けている。
On the other hand, if the
ところで、放電接触器52A及び放電接触器52Bが動作すべきタイミングは同じでよいため、放電接触器52A及び放電接触器52Bの制御を行う制御コイル53を共通化することで、放電接触器52A及び放電接触器52Bを一つにまとめることができ、電力変換装置全体の小型化を図っている。
By the way, the timing at which the discharge contactor 52A and the
次に第2実施形態の通常時(非離線時)の動作について説明する。
この場合において、電力変換装置10Aを構成している二つの組合せ回路CC11、CC12は、制御部26Aの制御下で同期して同一の動作を行っている。
Next, the normal operation (non-separation) operation of the second embodiment will be described.
In this case, the two combinational circuits CC11 and CC12 configuring the
電力変換装置10Aは、直流架線(直流き電線)11からパンタグラフ12及び開放接触器15を介して直流電力が供給されると、昇圧チョッパ16A及び昇圧チョッパ16Bに直流電力が供給される。
When DC power is supplied from the DC overhead wire (DC feeder) 11 through the
これにより、制御部26Aは、予め設定された出力指示電圧と、入力直流電圧を比較し、二つの昇圧チョッパ16A、16Bにおいて、入力直流電圧を出力指示電圧に等しい電圧にするためのスイッチング素子32のスイッチング周波数及びオンデューティに対応する制御信号C1、C2を出力する。
Thereby, the
そして、昇圧チョッパ16A、16Bのスイッチング素子32は、制御信号C1、C2に基づくスイッチング周波数及びオンデューティでオン/オフし、昇圧チョッパ16A、16Bは、入力直流電圧を昇圧して、対応するインバータ17A、17Bにそれぞれ出力する。
The switching
このとき、昇圧チョッパ16Aの出力は、フィルタコンデンサ24Aによりリップル成分などが除去されてインバータ17Aに出力される。また、昇圧チョッパ16Bの出力は、フィルタコンデンサ24Bによりリップル成分などが除去されてインバータ17Bに出力される。
At this time, the output of the
これにより図中、インバータ17Aは、制御部26Aの出力した制御信号C3に基づいて、フィルタコンデンサ24Aによりリップル成分などが除去された昇圧チョッパ16Aの出力である昇圧後の直流電力を交流電力に変換してトランス18Aの一次側に出力する。
Accordingly, in the figure, the
同様にインバータ17Bは、制御部26Aの出力した制御信号C4に基づいて、フィルタコンデンサ24Bによりリップル成分などが除去された昇圧チョッパ16Bの出力である昇圧後の直流電力を交流電力に変換してトランス18Bの一次側に出力する。
Similarly, the
そして、トランス18Aは、一次側に入力された交流電力を所定の巻線比で昇圧し、絶縁状態を保ちつつ、二次側に接続された対応するダイオード整流回路19Aに出力する。
Then, the
同様にトランス18Bは、入力された交流電力を所定の巻線比で昇圧し、絶縁状態を保ちつつ、二次側に接続された対応するダイオード整流回路19Bに出力する。
そして、ダイオード整流回路19A及びダイオード整流回路19Bは、入力された交流電力を再び直流電力に変換してそれぞれ出力する。
Similarly, the
The
これらの結果、ダイオード整流回路19A及びダイオード整流回路19Bの出力は重畳されて、図示しない負荷に供給されることとなる。
As a result, the outputs of the
上記動作と並行して、フィルタコンデンサ24A及びフィルタコンデンサ24Bは、直流架線(直流き電線)11からパンタグラフ12及び開放接触器15を介して直流電力が供給されることにより充電され、離線補償を行うための電力を蓄えた状態を維持する。
In parallel with the above operation, the
そして、電源遮断時には、制御部26Aにより制御コイル53に電流が流され、放電接触器52A、52Bが閉状態とされ、フィルタコンデンサ24A及びフィルタコンデンサ24Bに蓄えられた電力は、放電抵抗器51A、51Bを介して放電され、消費されることとなる。
When the power is shut off, a current is passed through the
次に第2実施形態における離線時の動作について説明する。
離線するまでの動作は、通常時(非離線時)の動作と同様であるので、説明を援用する。
Next, the operation at the time of separation in the second embodiment will be described.
Since the operation up to the separation is the same as the operation at the normal time (at the time of non-separation), the explanation is cited.
直流電力が供給されることにより充電され、離線補償を行うための電力を蓄えた状態を維持しているフィルタコンデンサ24A及びフィルタコンデンサ24Bは、直流架線(直流き電線)11から集電装置であるパンタグラフ12が離れてしまった場合には、昇圧チョッパ16A及び昇圧チョッパ16Bの入力端の電圧が低下するため、それぞれ放電状態に移行する。
この結果、昇圧チョッパ16A、16Bより後段の回路は、離線の影響を受けること無く、通常通りの動作を継続できる。
The
As a result, the circuit subsequent to the
以上の説明のように、第2実施形態によれば、フィルタコンデンサ24A及びフィルタコンデンサ24Bが離線補償用の電力を蓄えるので、直流架線11からパンタグラフ12が振動などによって離れる離線時には、蓄電電力を放電して昇圧チョッパ16A、16B、ひいては、その後段のインバータ17A、17B、トランス18A、18B、ダイオード整流回路19A、19Bに電力を安定して供給することができ、負荷LDの安定動作が図れる。
As described above, according to the second embodiment, since the
[3]実施形態の効果
以上の説明のように、各実施形態によれば、集電装置であるパンタグラフの短時間の離線に対しても電力中断しない電気車用の電力変換装置を得られ、また電気車用の電力変換装置の小型化および電力変換効率向上に寄与することができる。
[3] Effects of Embodiments As described above, according to each embodiment, it is possible to obtain a power conversion device for an electric vehicle that does not interrupt power even for a short-time disconnection of a pantograph that is a current collector, Moreover, it can contribute to size reduction and power conversion efficiency improvement of the power converter device for electric vehicles.
[4]実施形態の変形例
以上の説明においては、詳細に述べなかったが、制御部26あるいは制御部26Aを、ロジック回路として構成しても良いし、マイクロコンピュータとして、構成することも可能である。
[4] Modification of Embodiment Although not described in detail in the above description, the
この場合において、制御部26あるいは制御部26Aとしてのマイクロコンピュータで実行される制御プログラムは、ROM等に予め組み込まれて提供されるようにしてもよい。
本実施形態のマイクロコンピュータで実行される制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD−R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
In this case, the control program executed by the microcomputer as the
The control program executed by the microcomputer of the present embodiment is an installable or executable file, and is a computer such as a CD-ROM, flexible disk (FD), CD-R, DVD (Digital Versatile Disk). You may comprise so that it may record and provide on a readable recording medium.
さらに、本実施形態のマイクロコンピュータで実行される制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施形態のマイクロコンピュータで実行される制御プログラムは、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。 Further, the control program executed by the microcomputer of the present embodiment may be provided by being stored on a computer connected to a network such as the Internet and downloaded via the network. Further, the control program executed by the microcomputer of the present embodiment may be configured to be provided or distributed via a network such as the Internet.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10、10A 電力変換装置
11 直流架線
12 パンタグラフ(集電装置)
13 線路
14 車輪
15 開放接触器
16A、16B 昇圧チョッパ
17A、17B インバータ
18A、18B トランス
19A、19B ダイオード整流回路
20 フィルタコイル
21 離線補償用コンデンサ
22、25A、25B、51A、51B 放電抵抗器
23、52A、52B 放電接触器
24A、24B フィルタコンデンサ
26、26A 制御部
31 昇圧用コイル
32 スイッチング素子
33 逆流防止ダイオード
34〜37 スイッチング素子
53 制御コイル
C1〜C5 制御信号
CC1、CC2、CC11、CC12 組合せ回路
LD 負荷
10,
13
Claims (4)
前記複数の組合せ回路と並列に接続され、離線補償用の電力を蓄える離線補償用コンデンサと、
前記離線補償用コンデンサと並列に接続された放電抵抗器と、
前記放電抵抗器と直列に接続された放電接触器と、
を備えた電力変換装置。 A boost chopper that boosts DC power supplied from an overhead wire through a current collector to a predetermined voltage value, and an inverter that converts DC power output from the boost chopper into AC power, and is connected in series A plurality of combined circuits,
A disconnection compensation capacitor that is connected in parallel with the plurality of combinational circuits and stores power for compensation of disconnection,
A discharge resistor connected in parallel with the separation compensation capacitor;
A discharge contactor connected in series with the discharge resistor;
The power converter provided with.
前記フィルタコンデンサと並列に接続された複数のフィルタコンデンサ放電抵抗器と、
を備えた請求項1記載の電力変換装置。 A plurality of filter capacitors each connected in parallel with the step-up chopper;
A plurality of filter capacitor discharge resistors connected in parallel with the filter capacitor;
The power converter according to claim 1 provided with.
請求項1又は請求項2記載の電力変換装置。 Each of the plurality of boost choppers constituting the plurality of combinational circuits includes switching elements that are driven simultaneously, and performs a boost operation by sharing one boosting coil.
The power converter according to claim 1 or 2.
前記複数の組合せ回路を構成している前記放電接触器は、一つの制御コイルにより同時に駆動される、
電力変換装置。 A step-up chopper that boosts DC power supplied from an overhead line through a current collector to a predetermined voltage value; an inverter that converts DC power output from the boost chopper into AC power; A filter capacitor connected in parallel with the step-up chopper in front of the inverter to store power for line-off compensation and filtering the output of the step-up chopper, and a discharge resistor connected in parallel with the filter capacitor And a discharge contactor connected in series with the discharge resistor, comprising a plurality of combinational circuits connected in series,
The discharge contactors constituting the plurality of combinational circuits are simultaneously driven by one control coil.
Power conversion device.
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2014
- 2014-12-26 JP JP2014265727A patent/JP2016127680A/en active Pending
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