JP2017158349A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
さらに、直流電源が失われた場合等、蓄電装置のエネルギーのみで鉄道車両を走行させることも可能となる。
蓄電装置21を図1のとおり高圧側に接続した場合、図2(a)に示すように、変調波Vc32と、振幅EsのキャリアA31Aまたは振幅EbのキャリアB31Bとの比較によって、出力パルス34を決定する。図2では、三相交流のうち一相分について示し、インバータ装置2の出力する交流電圧の指令値、インバータ装置2の直流側の電圧で正規化した変調波Vc32、三角波状のキャリアA31AおよびキャリアB31Bを示している。図2に示すキャリアは二つあり、キャリアAは直流電源1の電圧、キャリアBは蓄電装置21の電圧でそれぞれ正規化したものである。
このように、変調波Vc32がキャリアB31Bと交差する場合、蓄電装置21から放電、または蓄電装置21に充電する動作が行われる。
実施例1は、図1に示すとおり、直流電源1の高圧側に蓄電装置21を接続する構成であるところ、実施例2は、図3に示すとおり、直流電圧の低圧側に蓄電装置21を接続する構成である点が異なる。この構成により、蓄電装置21の絶縁耐圧を低くでき、装置全体を小型、軽量化できるメリットがある。
このようにして、図4(a)では、変調波Vc32がキャリアB31Bと交差する場合、蓄電装置21から放電、または蓄電装置21に充電する動作が行われる。
実施例3は、図2または図4において、力行時において、変調波Vc32の中心33のオフセット量を、K(Ec−Ep)で決定する。ここで、Kはゲイン係数、Ecは蓄電装置21のエネルギー、Epは制御装置11で設定するエネルギー指令値である。
実施例4は、図5に示すように、車両の回生ブレーキ時の充電電力を最大化するため、変調波Vc32が極力長い期間キャリアB31Bと交差するよう、変調波Vc32の中心のオフセット量をm−1で操作する。ここで、mは、変調波Vc32の振幅であり、入力電圧の中心値すなわち直流電源1の電圧Esと蓄電装置21の電圧Ebとの合計電圧値の半分である。また、(Es+Eb)/2をm=0、Es+Ebの最大値をm=1、Es+Ebの最小値をm=−1とする。
図1または図3に示す直流架線3の停電や、機器故障などにより、直流電源1を失った場合、直流電源1をエネルギー源とする鉄道車両は運転を継続できない。これに対し、本発明の実施例5では、図6に示すように、変調波Vc32のオフセット調整を行い、変調波Vc32の中心33を下にずらし、変調波Vc32の振幅をEb以下に制限する。
5 平滑リアクトル、6 蓄電装置に並列接続された平滑コンデンサ、
7 直流電源に並列接続された平滑コンデンサ、8 交流電動機、9 接地、
11 制御装置、21 蓄電装置、31A キャリアA、31B キャリアB、
32 変調波Vc、33 変調波Vcの中心、34 出力パルス、
Eb 蓄電装置21の電圧、Ec 蓄電装置21のエネルギー、
Ep 制御装置11で設定するエネルギー指令値、Es 直流電源1の電圧、
K ゲイン係数、m 変調波の振幅、
Tu1 第1の電流制御部、Tu2 第2の電流制御部、
Tu3 第3の電流制御部、Tu4 第4の電流制御部、
Tv1 第5の電流制御部、Tv2 第6の電流制御部、
Tv3 第7の電流制御部、Tv4 第8の電流制御部、
Tw1 第9の電流制御部、Tw2 第10の電流制御部、
Tw3 第11の電流制御部、Tw4 第12の電流制御部、
Vc インバータ装置2の変調波
Claims (6)
- 直流電源および該直流電源と直列に接続された蓄電装置によって形成される、高圧側の第一の電位と低圧側の第二の電位と前記直流電源および前記蓄電装置の接続点である第三の電位の3つの電位を持つ電源と、
一方向に流れる電流を導通または遮断する電流制御素子および前記電流制御素子に並列に接続して前記電流制御素子と逆方向に電流を導通させる整流素子を組み合わせた電流制御部を複数個備えて構成され、前記電源から得られる直流電力を三相交流電力に変換して出力するインバータ装置と、
前記インバータ装置の三相交流出力電圧を制御する制御装置と
を備え、
前記インバータ装置から出力される前記三相交流電力によって交流電動機を駆動し、
前記制御装置は、前記交流電動機の回転速度と前記直流電源の電圧値と前記蓄電装置の蓄電量とに応じて前記三相交流出力電圧を制限して、前記直流電源の直流電力から三相交流電力に変換する電力分と前記蓄電装置の直流電力から三相交流電力に変換する電力分とにより前記インバータ装置が出力する三相交流電力の電力配分を操作する
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1に記載の電力変換装置であって、
前記三相交流出力電圧を、前記直流電源から出力可能な三相交流電圧で制限する
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1に記載の電力変換装置であって、
前記蓄電装置のエネルギーと前記制御装置で設定するエネルギー指令値との差分に基づいて、前記インバータ装置が出力する三相交流電力の前記電力配分を決定する
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1に記載の電力変換装置であって、
前記制御装置は、前記交流電動機の回転速度と前記直流電源の電圧値と前記蓄電装置の蓄電量とによって決定される前記三相交流出力電圧に応じて、前記インバータ装置が出力する三相交流電力の前記電力配分を決定する
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1に記載の電力変換装置であって、
前記直流電源の故障時に、前記蓄電装置の直流電力を前記インバータ装置が出力する三相交流電力の前記電力配分とする
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項5に記載の電力変換装置であって、
前記三相交流出力電圧を、前記蓄電装置から出力可能な三相交流電圧で制限する
ことを特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016040794A JP2017158349A (ja) | 2016-03-03 | 2016-03-03 | 電力変換装置 |
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JP2016040794A JP2017158349A (ja) | 2016-03-03 | 2016-03-03 | 電力変換装置 |
Publications (1)
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JP2017158349A true JP2017158349A (ja) | 2017-09-07 |
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Family Applications (1)
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JP2016040794A Pending JP2017158349A (ja) | 2016-03-03 | 2016-03-03 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10164854A (ja) * | 1996-11-27 | 1998-06-19 | Hitachi Ltd | 電力変換器 |
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2016
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Patent Citations (5)
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