JP2018174646A - Electrical coupling circuit for power source car, power source car, electrical coupling circuit for coupling vehicle, coupling vehicle, control method, battery mode switching method, and overhead power lines mode switching method - Google Patents

Electrical coupling circuit for power source car, power source car, electrical coupling circuit for coupling vehicle, coupling vehicle, control method, battery mode switching method, and overhead power lines mode switching method Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for enabling travelling of an electric motor vehicle using a storage battery by a method that a storage battery electric motor vehicle is achieved while the storage battery is mounted on the electric motor vehicle, thereby, the electric motor vehicle can be self-propelled in both sections of an electrified section and a non-electrified section, where the method is totally different from the conventional way of thinking.SOLUTION: A power source car 10 mounting a storage battery 44 and including an electrical coupling circuit 12 for a power source car is coupled to a coupling vehicle 20 including an electrical coupling circuit 22 for the coupling vehicle, the electrical coupling circuit 12 for the power source car is coupled to the electrical coupling circuit 22 for the coupling vehicle, thereby, stored power of the storage battery 44 is supplied to the coupling vehicle 20.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、蓄電池を搭載して蓄電池の蓄電電力を編成車両に供給する電源車等に関する。   The present invention relates to a power supply vehicle or the like that mounts a storage battery and supplies stored electric power of the storage battery to a knitted vehicle.

近年、バッテリ等の蓄電池を電気車に搭載した蓄電池電気車の開発が進められている(例えば、特許文献1参照)。蓄電池電気車は、電化区間では、架線電力および回生電力で蓄電池を充電しながら走行し、非電化区間では、蓄電池の蓄電電力をもとに主電動機を駆動して走行することができる。   In recent years, development of a storage battery electric vehicle in which a storage battery such as a battery is mounted on an electric vehicle has been promoted (for example, see Patent Document 1). The storage battery electric vehicle can travel while charging the storage battery with overhead power and regenerative power in the electrified section, and can drive by driving the main motor based on the stored power of the storage battery in the non-electric section.

特開2016−163365号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-163365

蓄電池電気車を非電化区間で走行させる場合、主電動機の駆動電力の全てを蓄電池の蓄電電力でまかなうことになり、走行距離が長くなるほど、必要な蓄電電力量が増加する。これに対処するには、蓄電池を大型化する、途中で蓄電池の充電を行う、といったことが考えられる。蓄電池を大型化する場合、車両に大きな艤装空間を確保する必要があるため、大型化には限度がある。また、途中で充電を行う場合、急速充電が可能な充電施設の建設が必要となるため、運行本数が少ない線区では、鉄道運営に対するコストが見合わず現実的ではない。   When the storage battery electric vehicle is driven in a non-electrified section, all of the driving power of the main motor is supplied by the storage battery storage power. The longer the travel distance, the greater the required stored power amount. In order to cope with this, it is conceivable to enlarge the storage battery or to charge the storage battery on the way. When the storage battery is increased in size, there is a limit to the increase in size because it is necessary to secure a large equipment space in the vehicle. In addition, when charging in the middle of the road, it is necessary to construct a charging facility capable of rapid charging. Therefore, it is not realistic because the cost for railway operation is not met in a line area where the number of trains is small.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電気車に蓄電池を搭載して蓄電池電気車を実現することで電化区間および非電化区間の両区間を自走可能にするといった従来の考え方とは全く異なる手法で蓄電池を利用した電気車の走行を可能とする技術を提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to self-run both the electrified section and the non-electrified section by mounting the storage battery on the electric vehicle and realizing the storage battery electric vehicle. It is to provide a technology that enables running of an electric vehicle using a storage battery by a method completely different from the conventional idea of enabling it.

上記課題を解決するための第1の発明は、
蓄電池を搭載して前記蓄電池の蓄電電力を編成車両に供給する電源車と、前記編成車両とを連結して前記蓄電電力を前記編成車両に供給するために前記電源車に設けられた電源車用電気連結回路であって、
一端側が、前記蓄電池に接続された第1接触器と、
一端側が、前記電源車に設けられた集電装置による電車線からの集電電力あるいは前記電源車に設けられた発動装置の発電電力に基づき直流電力が供給される直流リンク部に接続され、他端側が、前記第1接触器の他端側に接続された第2接触器と、
一端側が、前記第1接触器の他端側および前記第2接触器の他端側に接続され、他端側が、電源車プラス側連結端子に接続された第3接触器と、
抵抗器および第4接触器の直列回路であって、一端側が、前記第3接触器の他端側および前記電源車プラス側連結端子に接続され、他端側が、接地線および電源車マイナス側連結端子に接続された直列回路と、
を備えた電源車用電気連結回路である。
The first invention for solving the above-described problems is
A power supply vehicle equipped with a storage battery and supplying the stored power of the storage battery to the trained vehicle, and a power supply vehicle provided in the power supply vehicle for connecting the trained vehicle and supplying the stored power to the trained vehicle An electrical connection circuit,
A first contactor having one end connected to the storage battery;
One end side is connected to a DC link portion to which DC power is supplied based on the collected power from the train line by the current collector provided in the power supply car or the generated power of the generator provided in the power supply car, A second contactor having an end connected to the other end of the first contactor;
One end side is connected to the other end side of the first contactor and the other end side of the second contactor, the other end side is a third contactor connected to the power vehicle plus side connecting terminal,
A series circuit of a resistor and a fourth contactor, wherein one end side is connected to the other end side of the third contactor and the power supply vehicle positive side connection terminal, and the other end side is connected to a ground line and a power supply vehicle negative side A series circuit connected to the terminals;
It is the electric connection circuit for power vehicles provided with.

第2の発明は、第1の発明の電源車用電気連結回路であって、
前記電源車は、前記蓄電電力に基づいて主電動機を駆動する駆動用変換器を備えており、
前記第1接触器は、一端側が、前記蓄電池用フィルタリアクトルの出力段に接続されている、
電源車用電気連結回路である。
The second invention is an electrical connection circuit for a power supply vehicle of the first invention,
The power supply vehicle includes a drive converter that drives a main motor based on the stored power.
The first contactor has one end connected to the output stage of the storage battery filter reactor,
It is an electric connection circuit for power vehicles.

また、第3の発明は、第1又は第2の発明の電源車用電気連結回路を備えた電源車である。   Moreover, 3rd invention is a power supply vehicle provided with the electrical connection circuit for power supply vehicles of 1st or 2nd invention.

また、第4の発明は、
第3の発明の電源車と、編成車両とを連結して前記蓄電電力を前記編成車両に供給するために前記編成車両に設けられた編成車両用電気連結回路であって、
前記編成車両は、主電動機と、当該編成車両に設けられた集電装置による電車線からの集電電力あるいは当該編成車両に設けられた発動装置の発電電力に基づき前記主電動機を駆動する駆動用変換器と、を備えており、
一端側が、編成車両プラス側連結端子に接続され、他端側が、前記編成車両の前記駆動用変換器への電力入力側に接続された第5接触器と、
抵抗器および第6接触器の直列回路であって、一端側が、前記第5接触器の駆動用変換器側および前記編成車両プラス側連結端子に接続され、他端側が、接地線および編成車両マイナス側連結端子に接続された直列回路と、
を備えた編成車両用電気連結回路である。
In addition, the fourth invention is
An electrical connection circuit for a trained vehicle provided in the trained vehicle for connecting the power supply vehicle of the third invention and the trained vehicle to supply the stored power to the trained vehicle,
The train set is for driving the main motor based on a power collected from a train line by a main motor and a current collector provided in the train set or a power generated by an engine provided in the train set. A converter, and
A fifth contactor having one end connected to the knitted vehicle plus side connecting terminal and the other end connected to the power input side to the drive converter of the knitted vehicle;
A series circuit of a resistor and a sixth contactor, one end side of which is connected to the driving converter side of the fifth contactor and the knitted vehicle plus side connecting terminal, and the other end side of which is a ground line and a knitted vehicle minus A series circuit connected to the side connection terminal;
It is the electric connection circuit for knitted vehicles provided with.

第5の発明は、第4の発明に記載の編成車両用電気連結回路であって、
前記編成車両は、他の前記編成車両と連結した際に電力を融通するプラス側引通し線およびマイナス側引通し線を備えており、
前記第5接触器は、他端側が、前記プラス側引通し線に接続され、
前記抵抗器および前記第6接触器の直列回路は、他端側が、前記マイナス側引通し線に接続されている、
編成車両用電気連結回路である。
A fifth invention is an electrical connection circuit for a knitted vehicle according to the fourth invention,
The knitted vehicle includes a plus side lead wire and a minus side lead wire that allow power to be exchanged when connected to the other knitted vehicles,
The fifth contactor has the other end connected to the plus-side lead-through line,
The other end side of the series circuit of the resistor and the sixth contactor is connected to the minus-side lead-through line,
It is an electric connection circuit for knitted vehicles.

また、第6の発明は、第4又は第5の発明の編成車両用電気連結回路を備えた編成車両である。   The sixth invention is a knitted vehicle provided with the electric connection circuit for a knitted vehicle of the fourth or fifth invention.

第1〜第6の発明によれば、蓄電池を搭載し電源車用電気連結回路を備えた電源車を実現し、その電源車を、編成車両用電気連結回路を備えた編成車両に連結し、電源車用電気連結回路と編成車両用電気連結回路とを連結することで、蓄電池の蓄電電力を編成車両に供給することができるようになる。従って、電化区間であれば主電動機を駆動して自走可能な電気車である編成車両が、電源車と連結することで、非電化区間においても電源車から電力の供給を受けて走行可能となる。非電化区間では電源車を編成車両に連結する必要が生じるが、電化区間では電源車の連結を解放して電源車を連結せずに走行することができる。よって、主電動機を駆動するための大容量の蓄電池を編成車両に艤装する必要がない。   According to the first to sixth inventions, a power supply vehicle equipped with a storage battery and provided with an electric connection circuit for a power supply vehicle is realized, and the power supply vehicle is connected to a formation vehicle provided with an electric connection circuit for a formation vehicle, By connecting the electric connection circuit for the power supply vehicle and the electric connection circuit for the knitted vehicle, the stored power of the storage battery can be supplied to the knitted vehicle. Therefore, if the electrified section is connected to the power supply car, the knitted vehicle, which is a self-propelled electric car that drives the main motor, can be driven by power supply from the power supply car even in the non-electrified section. Become. In the non-electrified section, it is necessary to connect the power supply vehicle to the trained vehicle. However, in the electrified section, it is possible to travel without connecting the power supply vehicle by releasing the connection of the power supply vehicle. Therefore, it is not necessary to equip the trained vehicle with a large-capacity storage battery for driving the main motor.

また、電化区間ではレールを帰線回路として使用することができるが、非電化区間ではレールを帰線回路として使用できない場合がある。このため、プラス側連結端子およびマイナス側連結端子を電源車用電気連結回路および編成車両用電気連結回路それぞれに備えて、電源車を編成車両に連結する際に導通・接続することで、非電化区間を走行する際の蓄電池電源に係る電気の流路(電気回路ともいえる)を確保することができる。   In addition, the rail can be used as a return circuit in the electrified section, but the rail may not be used as a return circuit in the non-electrified section. For this reason, the plus side connecting terminal and the minus side connecting terminal are provided in the electric vehicle connecting circuit for the power supply vehicle and the electric connecting circuit for the knitted vehicle, respectively, and are connected and connected when connecting the power supply vehicle to the knitted vehicle. It is possible to secure an electric flow path (also referred to as an electric circuit) related to the storage battery power supply when traveling in the section.

また、第2の発明によれば、電源車用電気連結回路を備えた電源車は、蓄電池の蓄電電力をもとに主電動機を駆動して走行することが可能である。そのため、編成車両との連結や連結解放の際には、電源車が自走して所定位置まで走行することが可能となる。   Further, according to the second invention, the power supply vehicle provided with the electric connection circuit for the power supply vehicle can travel by driving the main motor based on the stored power of the storage battery. For this reason, the power source vehicle can travel to a predetermined position by itself when it is connected to or released from the trained vehicle.

第7の発明は、
第1又は第2の発明の電源車用電気連結回路と、第4又は第5の発明の編成車両用電気連結回路とを連結する際の制御方法であって、
前記電源車プラス側連結端子と前記編成車両プラス側連結端子との連結、および、前記電源車マイナス側連結端子と前記編成車両マイナス側連結端子との連結を行う連結工程の前に、前記第3接触器の開放および前記第4接触器の投入と、前記第5接触器の開放および前記第6接触器の投入とを行う連結前ステップ(例えば、図5のステップA1,B1)と、
前記連結工程の後に、前記第4接触器および前記第6接触器の開放を行う導通前ステップ(例えば、図5のステップA5,B5)と、
前記導通前ステップの後に、前記第3接触器および前記第5接触器の投入を行う導通ステップ(例えば、図5のステップA15,B7)と、
を含む制御方法である。
The seventh invention
A control method for connecting the electrical connection circuit for a power vehicle according to the first or second invention and the electrical connection circuit for a trained vehicle according to the fourth or fifth invention,
Before the connecting step of connecting the power vehicle plus side connecting terminal and the trained vehicle plus side connecting terminal and connecting the power source vehicle minus side connecting terminal and the trained vehicle minus side connecting terminal, the third A pre-connection step (for example, steps A1 and B1 in FIG. 5) for opening the contactor and charging the fourth contactor, and opening the fifth contactor and charging the sixth contactor;
After the connection step, a pre-conduction step for opening the fourth contactor and the sixth contactor (for example, steps A5 and B5 in FIG. 5),
A conduction step (for example, steps A15 and B7 in FIG. 5) for charging the third contactor and the fifth contactor after the pre-conduction step;
Is a control method including

この第7の発明によれば、電源車用電気連結回路と、編成車両用電気連結回路との連結を行う作業員の安全を確保できる。すなわち、電源車用電気連結回路と編成車両用電気連結回路との間で連結端子を連結する連結工程の前に、第3接触器の開放、第4接触器の投入、第5接触器の開放、及び、第6接触器の投入を行う連結前ステップを行うことで、プラス側連結端子と、抵抗器及び第4接触器の直列回路と、マイナス側連結端子と、抵抗器及び第6接触器の直列回路と、による閉回路が構成される。これにより、もし仮に、残存していた電荷或いは何らかの原因で誘起された電荷によって連結工程中に連結端子に電流が流れ得る場合があったとしても、閉回路中の抵抗器によってその電荷が消費されるため、作業員の安全を確保することができる。   According to the seventh aspect of the invention, it is possible to ensure the safety of the worker who connects the power supply vehicle electrical connection circuit and the trained vehicle electrical connection circuit. That is, before the connecting step of connecting the connecting terminal between the electric vehicle electrical connection circuit and the knitted vehicle electrical connection circuit, the third contactor is opened, the fourth contactor is inserted, and the fifth contactor is opened. , And by performing the pre-connection step in which the sixth contactor is inserted, a positive connection terminal, a series circuit of a resistor and a fourth contactor, a negative connection terminal, a resistor, and a sixth contactor The closed circuit by this is comprised. As a result, even if current may flow to the connection terminal during the connection process due to the remaining charge or the charge induced for some reason, the charge is consumed by the resistor in the closed circuit. Therefore, the safety of workers can be ensured.

第8の発明は、
第1又は第2の発明の電源車用電気連結回路と、パンタグラフによる電車線からの集電電力を所与の電圧の直流電力に変換して前記直流リンク部に供給する電力変換装置とを備え、前記第1接触器が開放状態の電源車と、
第4又は第5の発明の編成車両用電気連結回路を備え、パンタグラフによる電車線からの集電電力に基づく架線モード電圧の電力に基づき駆動用変換器が主電動機を駆動して走行する架線モードにある編成車両と、
を連結して、前記電源車の蓄電電力に基づき前記編成車両の主電動機を駆動して走行するバッテリモードに切り替えるバッテリモード切替方法であって、
前記第3接触器の開放および前記第4接触器の投入と、前記第5接触器の開放および前記第6接触器の投入とを行う連結前ステップ(例えば、図5のステップA1,B1)と、
前記連結前ステップの後に、前記電源車プラス側連結端子と前記編成車両プラス側連結端子との連結、および、前記電源車マイナス側連結端子と前記編成車両マイナス側連結端子との連結を行う連結ステップ(例えば、図5のステップA3,B3)と、
前記連結ステップの後に、前記第4接触器および前記第6接触器の開放を行う導通前ステップ(例えば、図5のステップA5,B5)と、
前記電力変換装置が前記直流リンク部に供給する電圧を、前記架線モード電圧の相当電圧に制御する第1の均圧制御ステップ(例えば、図5のステップA13)と、
前記導通前ステップおよび前記第1の均圧制御ステップの後に、前記第2接触器、前記第3接触器および前記第5接触器の投入を行う導通ステップ(例えば、図5のステップA15,B7)と、
前記導通ステップの後に、前記編成車両のパンタグラフを降下させる第1の降下ステップ(例えば、図5のステップB9)と、
前記第1の降下ステップの後に、前記電力変換装置が前記直流リンク部に供給する電圧を、蓄電池電圧相当に制御する第2の均圧制御ステップ(例えば、図5のステップA17)と、
前記第2の均圧制御ステップの後に、前記第1接触器を投入する蓄電電力供給開始ステップ(例えば、図5のステップA19)と、
前記蓄電電力供給開始ステップの後に、前記第2接触器の開放および前記電力変換装置の変換動作の停止を行う集電電力供給停止ステップ(例えば、図5のステップA21,A23)と、
前記集電電力供給停止ステップの後に、前記電源車のパンタグラフを降下させる第2の降下ステップ(例えば、図5のステップA27)と、
を含むバッテリモード切替方法である。
The eighth invention
An electric connection circuit for a power supply vehicle according to the first or second invention, and a power conversion device that converts the collected power from a train line by a pantograph into DC power of a given voltage and supplies the DC power to the DC link unit. The first contactor is in an open state, and
An overhead line mode comprising the electrical connection circuit for a knitted vehicle according to the fourth or fifth aspect of the invention, wherein the driving converter drives the main motor based on the power of the overhead line mode voltage based on the collected power from the train line by the pantograph A formation vehicle in
A battery mode switching method for switching to a battery mode for driving by driving the main motor of the trained vehicle based on the stored power of the power supply vehicle,
A pre-connection step (for example, steps A1 and B1 in FIG. 5) for opening the third contactor and throwing the fourth contactor and opening the fifth contactor and throwing the sixth contactor; ,
A connecting step for connecting the power vehicle plus side connecting terminal and the trained vehicle plus side connecting terminal and connecting the power source car minus side connecting terminal and the trained vehicle minus side connecting terminal after the connecting step. (For example, steps A3 and B3 in FIG. 5);
After the connecting step, a pre-conduction step for opening the fourth contactor and the sixth contactor (for example, steps A5 and B5 in FIG. 5),
A first pressure equalization control step (for example, step A13 in FIG. 5) for controlling the voltage supplied by the power conversion device to the DC link unit to a voltage equivalent to the overhead wire mode voltage;
Conducting step (for example, steps A15 and B7 in FIG. 5) of turning on the second contactor, the third contactor and the fifth contactor after the conducting step and the first pressure equalization control step. When,
A first descent step (for example, step B9 in FIG. 5) for lowering the pantograph of the trained vehicle after the conduction step;
After the first descent step, a second pressure equalization control step (for example, step A17 in FIG. 5) for controlling the voltage supplied to the DC link unit by the power conversion device corresponding to the storage battery voltage;
After the second pressure equalization control step, a stored power supply start step (for example, step A19 in FIG. 5) for turning on the first contactor;
After the stored power supply start step, the collected power supply stop step (for example, steps A21 and A23 in FIG. 5) for opening the second contactor and stopping the conversion operation of the power converter,
A second descending step (for example, step A27 in FIG. 5) for lowering the pantograph of the power supply vehicle after the collected power supply stopping step;
Is a battery mode switching method.

第8の発明によれば、架線モードである編成車両に電源車を連結して、この電源車の蓄電池の蓄電電力に基づき走行するバッテリモードに切り替えることができる。このとき、架線電圧と蓄電池電圧とが異なっている場合であっても、その電圧差による電流を編成車両や電源車の電気回路に生じさせることなく、安全にバッテリモードに切り替えることができる。更に、架線モードからバッテリモードへの切り替えを、編成車両への電力供給を継続したまま行うことができるため、編成車両の補機の動作を停止させる必要がない。   According to the eighth aspect of the invention, the power supply vehicle can be connected to the knitted vehicle that is in the overhead line mode, and the mode can be switched to the battery mode that travels based on the stored power of the storage battery of the power supply vehicle. At this time, even if the overhead wire voltage and the storage battery voltage are different, it is possible to safely switch to the battery mode without causing a current due to the voltage difference in the electric circuit of the trained vehicle or the power supply vehicle. Furthermore, since the switching from the overhead line mode to the battery mode can be performed while the power supply to the trained vehicle is continued, there is no need to stop the operation of the auxiliaries of the trained vehicle.

第9の発明は、
第1又は第2の発明、第4又は第5の発明、
請求項1又は2に記載の電源車用電気連結回路と、請求項4又は5に記載の編成車両用電気連結回路との連結を解放する際の制御方法であって、
前記電源車プラス側連結端子と前記編成車両プラス側連結端子との連結の解放、および、前記電源車マイナス側連結端子と前記編成車両マイナス側連結端子との連結の解放を行う連結解放工程の前に、前記第3接触器の開放および前記第4接触器の投入と、前記第5接触器の開放および前記第6接触器の投入とを行う連結解放前ステップ(例えば、図6のステップA43,B33,A51,B35)と、
前記連結解放工程の後に、前記第4接触器および前記第6接触器の開放を行う連結解放後ステップ(例えば、図6のステップA55)と、
を含む制御方法である。
The ninth invention
1st or 2nd invention, 4th or 5th invention,
A control method for releasing the connection between the electric connection circuit for a power supply vehicle according to claim 1 or 2 and the electric connection circuit for a knitted vehicle according to claim 4 or 5,
Before the connection release step of releasing the connection between the power vehicle plus side connection terminal and the trained vehicle plus side connection terminal and releasing the connection between the power vehicle minus side connection terminal and the train vehicle minus side connection terminal. In addition, a pre-connection release step (for example, step A43 in FIG. 6) that opens the third contactor and throws the fourth contactor and opens the fifth contactor and throws the sixth contactor. B33, A51, B35),
A post-connection release step (for example, step A55 in FIG. 6) for opening the fourth contactor and the sixth contactor after the connection release step;
Is a control method including

第9の発明によれば、電源車用電気連結回路と、編成車両用電気連結回路との連結解放を行う作業員の安全を確保できる。すなわち、電源車用電気連結回路と編成車両用電気連結回路との間で連結されている連結端子を解放する連結解放工程の前に、第3接触器の開放、第4接触器の投入、第5接触器の開放、及び、第6接触器の投入を行う連結解放前ステップを行うことで、プラス側連結端子と、抵抗器及び第4接触器の直列回路と、マイナス側連結端子と、抵抗器及び第6接触器の直列回路と、による閉回路が構成される。これにより、もし仮に、残存していた電荷或いは何らかの原因で誘起された電荷によって連結解放工程中に連結端子に電流が流れ得る場合があったとしても、閉回路中の抵抗器によってその電荷が消費されるため、作業員の安全を確保することができる。   According to the ninth aspect of the invention, it is possible to ensure the safety of the worker who releases the connection between the electric connection circuit for the power supply vehicle and the electric connection circuit for the knitted vehicle. That is, before the connection release step of releasing the connection terminal connected between the power supply vehicle electrical connection circuit and the knitted vehicle electrical connection circuit, the third contactor is opened, the fourth contactor is inserted, By performing the pre-connection release step of opening the 5 contactor and inserting the 6th contactor, the plus side connection terminal, the series circuit of the resistor and the 4th contactor, the minus side connection terminal, and the resistance A closed circuit is formed by the series circuit of the contactor and the sixth contactor. As a result, even if current may flow to the connection terminal during the connection release process due to remaining charge or charge induced for some reason, the charge is consumed by the resistor in the closed circuit. Therefore, the safety of workers can be ensured.

第10の発明は、
第1又は第2の発明の電源車用電気連結回路と、パンタグラフによる電車線からの集電電力を所与の電圧の直流電力に変換して前記直流リンク部に供給する電力変換装置とを備えた電源車と、
第4又は第5の発明の編成車両用電気連結回路を備え、パンタグラフによる電車線からの集電電力に基づき駆動用変換器が主電動機を駆動して走行可能な編成車両と、
が連結され、前記電源車および前記編成車両のパンタグラフが降下状態にあり、前記電源車の蓄電電力に基づき前記編成車両の主電動機を駆動して走行するバッテリモードにある状態から、当該連結を解放して前記パンタグラフからの集電電力に基づく架線モード電圧の電力に基づき前記主電動機を駆動して前記編成車両が自走可能となる架線モードに切り替える架線モード切替方法であって、
前記電源車のパンタグラフを上昇させる第1の上昇ステップ(例えば、図6のステップA31)と、
前記第1の上昇ステップの後に、前記電力変換装置の変換動作を開始させて、前記電力変換装置が前記直流リンク部に供給する電圧を、蓄電池電圧相当に制御する第1の均圧制御ステップ(例えば、図6のステップA35)と、
前記第1の均圧制御ステップの後に、前記第2接触器の投入を行い、その後に前記第1接触器の開放を行う電力供給切替ステップ(例えば、図6のステップA37,A39)と、
前記電力供給切替ステップの後に、前記電力変換装置が前記直流リンク部に供給する電圧を、前記架線モード電圧の相当電圧に制御する第2の均圧制御ステップ(例えば、図6のステップA41)と、
前記第2の均圧制御ステップの後に、前記編成車両のパンタグラフを上昇させる第2の上昇ステップ(例えば、図6のステップB31)と、
前記第2の上昇ステップの後に、前記第3接触器および前記第5接触器の開放を行う導通切り離しステップ(例えば、図6のステップA43,B33)と、
前記導通切り離しステップの後に、前記第4接触器および前記第6接触器の投入を行う連結解放前ステップ(例えば、図6のステップA51,B35)と、
前記連結解放前ステップの後に、前記電源車プラス側連結端子と前記編成車両プラス側連結端子との連結の解放、および、前記電源車マイナス側連結端子と前記編成車両マイナス側連結端子との連結の解放を行う連結解放ステップ(例えば、図6のステップA53,B37)と、
前記連結解放ステップの後に、前記第4接触器および前記第6接触器の開放を行う連結解放後ステップ(例えば、図6のステップA55,B39)と、
を含む架線モード切替方法である。
The tenth invention is
An electric connection circuit for a power supply vehicle according to the first or second invention, and a power conversion device that converts the collected power from a train line by a pantograph into DC power of a given voltage and supplies the DC power to the DC link unit. Power car,
A knitted vehicle comprising the electric connection circuit for a knitted vehicle of the fourth or fifth invention, wherein the driving converter drives the main motor based on the collected power from the train line by the pantograph;
Is connected, and the pantographs of the power supply vehicle and the trained vehicle are in the lowered state, and the connection is released from the battery mode in which the main motor of the trained vehicle is driven based on the stored power of the power train. An overhead line mode switching method for switching to the overhead line mode in which the trained vehicle can be driven by driving the main motor based on the power of the overhead line mode voltage based on the collected power from the pantograph,
A first ascending step (e.g., step A31 in FIG. 6) for raising the pantograph of the power vehicle,
After the first rising step, a first pressure equalizing control step (starting the conversion operation of the power converter, and controlling the voltage supplied to the DC link unit by the power converter to a storage battery voltage equivalent) For example, step A35) in FIG.
After the first pressure equalization control step, the power supply switching step (for example, steps A37 and A39 in FIG. 6) is performed, in which the second contactor is turned on and then the first contactor is opened.
After the power supply switching step, a second pressure equalization control step (for example, step A41 in FIG. 6) that controls the voltage that the power converter supplies to the DC link unit to a voltage equivalent to the overhead line mode voltage; ,
After the second pressure equalization control step, a second raising step (for example, step B31 in FIG. 6) for raising the pantograph of the formation vehicle;
After the second ascending step, a conduction disconnecting step (for example, steps A43 and B33 in FIG. 6) for opening the third contactor and the fifth contactor;
After the conduction disconnecting step, a pre-connection release step (for example, Steps A51 and B35 in FIG. 6) in which the fourth contactor and the sixth contactor are inserted, and
After the connection release step, the connection between the power vehicle plus side connection terminal and the trained vehicle plus side connection terminal is released, and the connection between the power vehicle minus side connection terminal and the trained vehicle minus side connection terminal is performed. A connection release step for releasing (for example, steps A53 and B37 in FIG. 6);
A post-connection release step (for example, steps A55 and B39 in FIG. 6) for opening the fourth contactor and the sixth contactor after the connection release step;
This is an overhead line mode switching method including.

第10の発明によれば、編成車両に連結されている電源車を解放して、バッテリモードから架線モードに切り替えることができる。このとき、架線電圧と蓄電池電圧とが異なっている場合であっても、その電圧差による電流を編成車両や電源車の電気回路に生じさせることなく、安全に架線モードに切り替えることができる。更に、バッテリモードから架線モードへの切り替えを、編成車両への電力供給を継続したまま行うことができるため、編成車両の補機の動作を停止させる必要がない。   According to the tenth aspect, the power supply vehicle connected to the trained vehicle can be released to switch from the battery mode to the overhead line mode. At this time, even when the overhead wire voltage and the storage battery voltage are different, the current can be safely switched to the overhead wire mode without causing a current due to the voltage difference in the electric circuit of the trained vehicle or the power supply vehicle. Furthermore, since the switching from the battery mode to the overhead line mode can be performed while the power supply to the trained vehicle is continued, it is not necessary to stop the operation of the auxiliaries of the trained vehicle.

編成車両への電源車の連結及び解放の概要図。The schematic diagram of connection and release of a power supply car to a formation vehicle. 電源車と編成車両との電気回路の接続構成図。The connection block diagram of the electric circuit of a power-supply vehicle and a formation vehicle. 電源車の電気回路の構成図。The block diagram of the electric circuit of a power supply vehicle. 編成車両の電気回路の構成図。The block diagram of the electric circuit of a formation vehicle. 電源車と編成車両との連結制御の手順の説明図。Explanatory drawing of the procedure of connection control with a power-supply vehicle and a formation vehicle. 電源車と編成車両との解放制御の手順の説明図。Explanatory drawing of the procedure of release control with a power-supply vehicle and a formation vehicle. 非電化区間の途中駅における電源車の入れ替えの概要図。The schematic diagram of replacement of the power supply car in the middle station of a non-electrified area. 電源車の入れ替え制御の手順の説明図。Explanatory drawing of the procedure of the replacement | exchange control of a power supply vehicle. 電気連結回路の他の構成図。The other block diagram of an electrical connection circuit. 交流電化対応の電源車の構成図。The block diagram of the power supply car corresponding to alternating current electrification. 交直流電化対応の電源車の構成図。The block diagram of the power supply car corresponding to AC / DC electrification. 交流電気車である編成車両の構成図。The block diagram of the organization vehicle which is an alternating current electric vehicle. 交直流電気車である編成車両の構成図。The block diagram of the organization vehicle which is an AC / DC electric vehicle.

[概要]
本実施形態は、図1に示すように、編成車両20に電源車10を連結し、電源車10の供給電力によって非電化区間を走行するものである。編成車両20は、主電動機を備え、電化区間において自走可能な電気車として説明する。
[Overview]
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a power supply vehicle 10 is connected to a knitted vehicle 20 and travels in a non-electrified section by power supplied from the power supply vehicle 10. The organized vehicle 20 will be described as an electric vehicle that includes a main motor and is capable of self-running in an electrified section.

電源車10は、蓄電池を搭載した電動車であり、連結された編成車両20に蓄電池の蓄電電力を供給する目的で用いられる。また、電源車10は、パンタグラフ(集電装置)を備えており、このパンタグラフを介して取り込んだ架線電力をもとに走行する架線モードと、蓄電池の蓄電電力をもとに走行するバッテリモードとを切り替えて走行することができる。電源車10に搭載する蓄電池は任意の容量として設計することができるが、例えば、連結された編成車両20が数百キロメートル程度の距離を走行するのに充分な容量に設計することができる。蓄電池は、例えば、駅構内に設けられた充電施設でパンタグラフを介して取り込んだ架線電力によって充電することができる。   The power supply vehicle 10 is an electric vehicle equipped with a storage battery, and is used for the purpose of supplying the stored power of the storage battery to the connected knitted vehicle 20. Further, the power supply vehicle 10 includes a pantograph (current collector). The overhead line mode travels based on the overhead line power captured via the pantograph, and the battery mode travels based on the storage power of the storage battery. It is possible to drive by switching. Although the storage battery mounted on the power supply vehicle 10 can be designed as an arbitrary capacity, for example, the capacity can be designed to be sufficient for the connected knitting vehicle 20 to travel a distance of about several hundred kilometers. The storage battery can be charged by, for example, overhead power captured via a pantograph at a charging facility provided in the station premises.

編成車両20は、パンタグラフを備えており、このパンタグラフを介して取り込んだ架線電力をもとに走行する架線モードと、連結された電源車10から供給される蓄電池の蓄電電力をもとに走行するバッテリモードとを切り替えて走行することができる。電源車10および編成車両20はともに、架線モードでは自走可能であるため、電化区間においては、連結した状態で走行が可能である。しかし、本実施形態では、電化区間では原則、電源車10を解放して、編成車両20のみで自走することとして説明する。また、図面および以下説明では、電源車10が連結されていない状態の編成車両20は1両編成の列車であるかのように図示および説明するが、複数の編成車両20が連結されて編成された列車であってもよい。   The formation vehicle 20 includes a pantograph, and travels based on the overhead line mode that travels based on the overhead line power captured via the pantograph and the stored power of the storage battery that is supplied from the connected power supply vehicle 10. It is possible to travel by switching between battery modes. Since both the power supply vehicle 10 and the trained vehicle 20 are capable of self-propelling in the overhead line mode, they can travel in a connected state in the electrified section. However, in the present embodiment, in the electrified section, in principle, it is assumed that the power source vehicle 10 is released and only the trained vehicle 20 is self-propelled. In the drawings and the following description, the trained vehicle 20 in a state where the power supply vehicle 10 is not connected is shown and described as if it were a one-car train, but a plurality of trained vehicles 20 are connected and organized. It may be a train.

なお、本実施形態では、電化区間を直流区間とするため、電源車10、及び、編成車両20は、ともに直流電気車であるとする。   In the present embodiment, since the electrified section is a DC section, both the power supply vehicle 10 and the trained vehicle 20 are DC electric vehicles.

[電源車の連結・解放]
図1は、編成車両20に対する電源車10の連結及び解放の概要図である。図1の左側に示すように、電化区間を走行してきた編成車両20が非電化区間に乗り入れる際に、電化区間と非電化区間との結節駅Aにおいて、編成車両20に電源車10を連結する。編成車両20は、架線モードから、連結した電源車10から供給される蓄電電力をもとに走行するバッテリモードに切り替えて、編成車両20および電源車10からなる列車として結節駅Aを出発して非電化区間を走行することになる。
[Connection and release of power supply cars]
FIG. 1 is a schematic diagram of connection and release of the power supply vehicle 10 with respect to the formation vehicle 20. As shown on the left side of FIG. 1, when the train set 20 that has traveled through the electrified section enters the non-electrified section, the power supply vehicle 10 is connected to the train set 20 at the joint station A between the electrified section and the non-electrified section. . The formation vehicle 20 switches from the overhead line mode to the battery mode that travels based on the stored power supplied from the connected power supply vehicle 10, and leaves the knotting station A as a train including the formation vehicle 20 and the power supply vehicle 10. You will travel in a non-electrified section.

そして、図1の右側に示すように、非電化区間を走行してきた編成車両20が電化区間に乗り入れる際には、非電化区間と電化区間との結節駅Bにおいて、編成車両20に連結されていた電源車10を解放する。編成車両20は、バッテリモードから架線モードに切り替えて、編成車両20のみからなる列車として結節駅Bを出発して電化区間を走行することになる。   As shown on the right side of FIG. 1, when the trained vehicle 20 that has traveled in the non-electrified section enters the electrified section, it is connected to the trained vehicle 20 at the joint station B between the non-electrified section and the electrified section. The power supply car 10 is released. The formation vehicle 20 switches from the battery mode to the overhead line mode, and departs from the knotting station B as a train including only the formation vehicle 20 and travels through the electrified section.

また、結節駅A,Bには、架線電力によって電源車10の蓄電池を充電する充電施設が設けられており、編成車両20から連結解放された電源車10の蓄電池を充電し、満充電とした状態で別の編成車両20に連結できるようになっている。   In addition, the knotting stations A and B are provided with a charging facility for charging the storage battery of the power supply car 10 by overhead power, and the storage battery of the power supply car 10 connected and released from the trained vehicle 20 is charged to be fully charged. It can be connected to another knitting vehicle 20 in the state.

[構成]
図2は、電源車10及び編成車両20の電気回路の接続構成図である。電源車10、及び、編成車両20は、ともに電気車であることから、主電動機を含む主回路40,50を備えている。
[Constitution]
FIG. 2 is a connection configuration diagram of electric circuits of the power supply vehicle 10 and the trained vehicle 20. Since the power supply vehicle 10 and the knitting vehicle 20 are both electric vehicles, they include main circuits 40 and 50 including a main motor.

また、編成車両20、及び、電源車10には、非電化区間を走行することから、車両間で電力を融通するための引通し線30として、プラス側引通し線30aとマイナス側引通し線30bとの二本が引通されている。この引通し線30は、車両間で連結・解放が可能に構成されており、各車両の両端部それぞれにおいて引通し線30を電気的に連結するための連結端子が設けられている。すなわち、電源車10の両端部(前方および後方)それぞれにおいて、プラス側引通し線30aに電源車プラス側連結端子32aが設けられ、マイナス側引通し線30bに電源車マイナス側連結端子32bが設けられている。また、編成車両20の両端部(前方および後方)それぞれにおいて、プラス側引通し線30aに編成車両プラス側連結端子34aが設けられ、マイナス側引通し線30bに編成車両マイナス側連結端子34bが設けられている。そして、プラス側連結端子32a,34a同士を連結するとともに、マイナス側連結端子32b,34b同士を連結することで、電源車10と編成車両20との間の引通し線30が電気的に連結される。また、複数の編成車両20を連結する場合には、編成車両20の編成車両プラス側連結端子34a同士、編成車両マイナス側連結端子34b同士を連結することで、連結した複数の編成車両20において、引通し線30が連結される。   Further, since the train set 20 and the power source vehicle 10 travel in the non-electrified section, the plus side lead-in wire 30a and the minus side lead-in wire are used as lead-in wires 30 for accommodating power between vehicles. Two with 30b are passed. The lead-through wire 30 is configured to be connectable / disengageable between vehicles, and a connection terminal for electrically connecting the lead-through wire 30 is provided at each end of each vehicle. That is, at both ends (front and rear) of the power supply vehicle 10, the power supply vehicle positive side connection terminal 32a is provided on the positive side lead wire 30a, and the power supply vehicle negative side connection terminal 32b is provided on the negative side lead wire 30b. It has been. Further, at both ends (front and rear) of the knitted vehicle 20, the knitted vehicle plus side connection terminal 34a is provided on the plus side lead wire 30a, and the knitted vehicle minus side connection terminal 34b is provided on the minus side lead wire 30b. It has been. Then, the connecting wire 30 between the power supply vehicle 10 and the trained vehicle 20 is electrically connected by connecting the plus side connecting terminals 32a and 34a and connecting the minus side connecting terminals 32b and 34b. The Further, when a plurality of knitted vehicles 20 are connected, by connecting the knitted vehicle plus side connection terminals 34a of the knitted vehicle 20 and the knitted vehicle minus side connection terminals 34b together, The lead wire 30 is connected.

本実施形態の特徴として、電源車10と編成車両20との間で引通し線30を安全に連結・解放するための電気連結回路が設けられている。すなわち、電源車10には電源車用電気連結回路12が設けられ、編成車両20には編成車両用電気連結回路22が設けられている。   As a feature of the present embodiment, an electrical connection circuit for safely connecting and releasing the lead-through wire 30 between the power supply vehicle 10 and the trained vehicle 20 is provided. That is, the power supply vehicle 10 is provided with a power supply vehicle electrical connection circuit 12, and the trained vehicle 20 is provided with a trained vehicle electrical connection circuit 22.

図3は、電源車10の詳細な電気回路の構成図である。図3に示すように、電源車10は、集電装置であるパンタグラフ41と、主回路40と、電源車用電気連結回路12と、制御部16とを備える。   FIG. 3 is a configuration diagram of a detailed electric circuit of the power supply vehicle 10. As shown in FIG. 3, the power supply vehicle 10 includes a pantograph 41 that is a current collector, a main circuit 40, a power supply vehicle electrical connection circuit 12, and a control unit 16.

制御部16は、パンタグラフ41の昇降動作の制御の他、主回路40に係る各種機器および電源車用電気連結回路12に制御信号を出力して各機器を統括的に制御するコントローラであり、独立した制御装置として構成してもよいし、制御ボードとして構成して既存の装置に組み込んで実現することもできる。制御部16は、本実施形態の特徴の1つである電源車10と編成車両20との連結・解放に係る電源車10側の制御を実施するが、その詳細は図面を参照して後述する。   The control unit 16 is a controller that controls the respective devices in an integrated manner by outputting control signals to various devices related to the main circuit 40 and the electric connection circuit 12 for the power supply vehicle, in addition to controlling the lifting operation of the pantograph 41. It may be configured as a control device, or may be configured as a control board and incorporated into an existing device. The control unit 16 performs control on the side of the power supply vehicle 10 related to connection / release of the power supply vehicle 10 and the trained vehicle 20 which is one of the features of the present embodiment, and details thereof will be described later with reference to the drawings. .

パンタグラフ41は、制御部16からの制御信号に従って、電車線である架線に接触するように上昇・下降して架線電力を集電する。   In accordance with a control signal from the control unit 16, the pantograph 41 rises and falls so as to come into contact with an overhead line that is a train line, and collects overhead line power.

主回路40は、開閉装置42と、フィルタリアクトルFL1と、電力変換装置であるDC/DCコンバータ43と、蓄電池44と、開閉装置45と、駆動用変換器46と、補機回路47と、主電動機M1と、を備える。   The main circuit 40 includes a switchgear 42, a filter reactor FL1, a DC / DC converter 43 that is a power converter, a storage battery 44, a switchgear 45, a drive converter 46, an auxiliary circuit 47, And an electric motor M1.

開閉装置42は、高速度遮断器PHB1、接触器PLB1,PLB2が直列接続されるとともに、接触器PLB2に抵抗器が並列接続された構成を有し、制御部16からの制御信号に従って、パンタグラフ41とDC/DCコンバータ43の一次側との切り離し・接続を行う。   The switchgear 42 has a configuration in which a high-speed circuit breaker PHB1 and contactors PLB1 and PLB2 are connected in series, and a resistor is connected in parallel to the contactor PLB2, and a pantograph 41 according to a control signal from the control unit 16 And the primary side of the DC / DC converter 43 are disconnected and connected.

DC/DCコンバータ43は、一次側が開閉装置42を介してパンタグラフ41に接続され、制御部16からの制御信号に従って、一次側に入力されるパンタグラフ41からの集電電力を、所与の電圧の直流電力に変換して、二次側の直流リンク部に出力する。また、DC/DCコンバータ43の一次側及び二次側には電圧センサが設けられており、これらの電圧センサの計測値は、随時、制御部16へ出力される。これにより、制御部16は、DC/DCコンバータ43の一次側及び二次側の電圧を、随時、把握することができる。   The primary side of the DC / DC converter 43 is connected to the pantograph 41 via the switchgear 42, and the collected power from the pantograph 41 input to the primary side is converted into a given voltage according to the control signal from the control unit 16. It is converted into DC power and output to the DC link section on the secondary side. In addition, voltage sensors are provided on the primary side and the secondary side of the DC / DC converter 43, and measurement values of these voltage sensors are output to the control unit 16 as needed. Thereby, the control part 16 can grasp | ascertain the voltage of the primary side of the DC / DC converter 43, and a secondary side at any time.

DC/DCコンバータ43の二次側である直流リンク部には、電源車用電気連結回路12を介して、駆動用変換器46、補機回路47、及び、蓄電池44が並列接続されている。   A drive converter 46, an auxiliary machine circuit 47, and a storage battery 44 are connected in parallel to the DC link section, which is the secondary side of the DC / DC converter 43, via the power supply vehicle electrical connection circuit 12.

駆動用変換器46は、例えば、VVVFインバータであり、直流電力を三相交流電力に変換して、主電動機M1に駆動電力として供給する。駆動用変換器46と、駆動用変換器46が駆動する主電動機M1との対応関係は1対1(いわゆる1C1M)に限らず、誘導電動機の場合は1対多(例えば1C2Mや1C4M)であってもよい。また、駆動用変換器46を1台として図示しているが、複数台の駆動用変換器46を並列に備えた構成としてもよい。補機回路47は、補機、及び、補機に電力を駆動する回路(例えば、静止形インバータ)等を含む電気回路である。   The drive converter 46 is, for example, a VVVF inverter, converts DC power into three-phase AC power, and supplies it as drive power to the main motor M1. The correspondence relationship between the drive converter 46 and the main motor M1 driven by the drive converter 46 is not limited to one-to-one (so-called 1C1M), but is one-to-many (for example, 1C2M or 1C4M) in the case of an induction motor. May be. Moreover, although the drive converter 46 is illustrated as one unit, a configuration in which a plurality of drive converters 46 are provided in parallel may be employed. The auxiliary machine circuit 47 is an electric circuit including an auxiliary machine and a circuit (for example, a static inverter) that drives electric power to the auxiliary machine.

蓄電池44は、例えば、リチウムイオンバッテリ等のバッテリセルを複数接続したバッテリモジュールである。蓄電池44は、開閉装置45を介して電源車用電気連結回路12に接続されている。また、蓄電池44には電圧センサが並列接続されており、この電圧センサの計測値は、随時、制御部16へ出力される。これにより、制御部16は、蓄電池44の蓄電池電圧(充電電圧或いは放電電圧)を、随時、把握することができる。   The storage battery 44 is a battery module in which a plurality of battery cells such as lithium ion batteries are connected. The storage battery 44 is connected to the electrical connection circuit 12 for the power source vehicle via the opening / closing device 45. Further, a voltage sensor is connected in parallel to the storage battery 44, and a measured value of the voltage sensor is output to the control unit 16 as needed. Thereby, the control part 16 can grasp | ascertain the storage battery voltage (charge voltage or discharge voltage) of the storage battery 44 at any time.

開閉装置45は、高速度遮断器BHBと、接触器BLB1,BLB2とが直列接続されるとともに、接触器BLB2に抵抗器が並列接続された構成を有し、制御部16からの制御信号に従って、蓄電池44と電源車用電気連結回路12との切り離し・接続を行う。   The switchgear 45 has a configuration in which a high-speed circuit breaker BHB and contactors BLB1 and BLB2 are connected in series, and a resistor is connected in parallel to the contactor BLB2, and according to a control signal from the control unit 16, The storage battery 44 and the electrical connection circuit 12 for the power source vehicle are disconnected and connected.

電源車用電気連結回路12は、第1接触器LB1と、第2接触器LB2と、第3接触器LB3と、第4接触器LB4と、抵抗器R4とを有して構成される。第1接触器LB1は、一端側が、蓄電池用フィルタリアクトルBFLの出力段に接続され、他端側が、第2接触器LB2の他端側、及び、第3接触器LB3の一端側に接続されている。第2接触器LB2は、一端側が、DC/DCコンバータ43の二次側である直流リンク部に接続され、他端側が、第1接触器LB1の他端側に接続されている。第3接触器LB3は、一端側が、第1接触器LB1の他端側、及び、第2接触器LB2の他端側に接続され、他端側が、電源車プラス側連結端子32aに接続されている。第4接触器LB4及び抵抗器R4は、直列接続された直列回路を形成し、この直列回路の一端側が、第3接触器LB3の他端側、及び、電源車プラス側連結端子32aに接続され、他端側が、車輪に電気的に接続されるとともに接地線を構成する接地回路、及び、電源車マイナス側連結端子32bに接続されている。   The electric vehicle connecting circuit 12 includes a first contactor LB1, a second contactor LB2, a third contactor LB3, a fourth contactor LB4, and a resistor R4. The first contactor LB1 has one end connected to the output stage of the storage battery filter reactor BFL, and the other end connected to the other end of the second contactor LB2 and one end of the third contactor LB3. Yes. One end side of the second contactor LB2 is connected to the DC link portion that is the secondary side of the DC / DC converter 43, and the other end side is connected to the other end side of the first contactor LB1. One end side of the third contactor LB3 is connected to the other end side of the first contactor LB1 and the other end side of the second contactor LB2, and the other end side is connected to the power supply vehicle plus side connecting terminal 32a. Yes. The fourth contactor LB4 and the resistor R4 form a series circuit connected in series, and one end side of the series circuit is connected to the other end side of the third contactor LB3 and the power supply vehicle plus side connection terminal 32a. The other end is electrically connected to the wheel and connected to a ground circuit that constitutes a ground wire and a power supply vehicle minus side connecting terminal 32b.

電源車10は、蓄電池44の蓄電電力に基づいて主電動機M1を駆動する駆動用変換器46を備えている。このため、電源車10は、蓄電池44の蓄電電力をもとに主電動機M1を駆動して走行することが可能であり、編成車両20との連結や連結解放の際には、電源車10が自走して所定位置まで走行することが可能である。   The power supply vehicle 10 includes a drive converter 46 that drives the main motor M <b> 1 based on the stored power of the storage battery 44. Therefore, the power vehicle 10 can travel by driving the main motor M1 based on the stored power of the storage battery 44. When the power vehicle 10 is connected to or released from the formation vehicle 20, the power vehicle 10 is It is possible to self-run and travel to a predetermined position.

図4は、編成車両20の詳細な電気回路の構成図である。図4に示すように、編成車両20は、集電装置であるパンタグラフ51と、主回路50と、編成車両用電気連結回路22と、制御部26とを備える。   FIG. 4 is a configuration diagram of a detailed electric circuit of the formation vehicle 20. As shown in FIG. 4, the trained vehicle 20 includes a pantograph 51 that is a current collector, a main circuit 50, a trained vehicle electrical connection circuit 22, and a control unit 26.

パンタグラフ51は、制御部26からの制御信号に従って、電車線である架線に接触するように上昇・下降して架線電力を集電する。   In accordance with a control signal from the control unit 26, the pantograph 51 rises and falls so as to contact the overhead line that is a train line, and collects overhead line power.

制御部26は、パンタグラフ51の昇降動作の制御の他、主回路50に係る各種機器および編成車両用電気連結回路22に制御信号を出力して各機器を統括的に制御するコントローラであり、独立した制御装置として構成してもよいし、制御ボードとして構成して既存の装置に組み込んで実現することもできる。本実施形態の特徴の1つである電源車10と編成車両20との連結・解放に係る編成車両20側の制御を実施するが、その詳細は図面を参照して後述する。   The control unit 26 is a controller that controls the respective devices in an integrated manner by outputting control signals to various devices related to the main circuit 50 and the electrical connection circuit 22 for the knitted vehicle, in addition to controlling the lifting operation of the pantograph 51. It may be configured as a control device, or may be configured as a control board and incorporated into an existing device. The control on the side of the trained vehicle 20 related to the connection / release of the power supply vehicle 10 and the trained vehicle 20 which is one of the features of the present embodiment will be described in detail later with reference to the drawings.

主回路50は、開閉装置52と、フィルタリアクトルFL3と、駆動用変換器53と、補機回路54と、主電動機M2と、を備える。駆動用変換器53および補機回路54は、開閉装置52およびフィルタリアクトルFL3を介してパンタグラフ51に並列接続されて構成される。   The main circuit 50 includes an opening / closing device 52, a filter reactor FL3, a drive converter 53, an auxiliary machine circuit 54, and a main motor M2. The drive converter 53 and the auxiliary circuit 54 are configured to be connected in parallel to the pantograph 51 via the switching device 52 and the filter reactor FL3.

開閉装置52は、高速度遮断器PHB3、接触器PLB3,PLB4が直列接続されるとともに、接触器PLB4に抵抗器が並列接続された構成を有し、制御部26からの制御信号に従って、パンタグラフ51と、駆動用変換器53及び補機回路54との切り離し・接続を行う。   The switchgear 52 has a configuration in which a high-speed circuit breaker PHB3 and contactors PLB3 and PLB4 are connected in series, and a resistor is connected in parallel to the contactor PLB4. The pantograph 51 is in accordance with a control signal from the control unit 26. Then, the drive converter 53 and the auxiliary circuit 54 are disconnected and connected.

駆動用変換器53は、例えば、VVVFインバータであり、直流電力を三相交流電力に変換して、主電動機M2に駆動電力として供給する。なお、駆動用変換器53と、駆動用変換器53が駆動する主電動機M2との対応関係は1対1(いわゆる1C1M)に限らず、誘導電動機の場合は1対多(例えば1C2Mや1C4M)であってもよい。また、駆動用変換器53を1台として図示しているが、複数台の駆動用変換器53を並列に備えた構成としてもよい。補機回路54は、補機、及び、補機に電力を駆動する回路(例えば、静止形インバータ)等を含む電気回路である。   The drive converter 53 is, for example, a VVVF inverter, converts DC power into three-phase AC power, and supplies it as drive power to the main motor M2. The correspondence relationship between the drive converter 53 and the main motor M2 driven by the drive converter 53 is not limited to one-to-one (so-called 1C1M), but in the case of an induction motor, one-to-many (for example, 1C2M or 1C4M). It may be. In addition, although the drive converter 53 is illustrated as one unit, a configuration in which a plurality of drive converters 53 are provided in parallel may be employed. The auxiliary machine circuit 54 is an electric circuit including an auxiliary machine and a circuit (for example, a static inverter) that drives electric power to the auxiliary machine.

編成車両用電気連結回路22は、第5接触器LB5と、第6接触器LB6と、抵抗器R6とを有して構成される。第5接触器LB5は、一端側が、編成車両プラス側連結端子34aに接続され、他端側が、編成車両20内の電気回路である主回路50の入力段であるパンタグラフ51に接続されている。編成車両20は、パンタグラフ51で集電された架線電力に基づいて主電動機M2を駆動する駆動用変換器53を備えており、第5接触器LB5は、他端側が、この駆動用変換器53への電力入力側に接続されているともいえる。第6接触器LB6、及び、抵抗器R6は、直列接続されて直列回路を形成し、この直列回路の一端側が、第5接触器LB5の一端側、及び、編成車両プラス側連結端子34aに接続され、他端側が、車輪に電気的に接続されるとともに接地線を構成する接地回路、及び、編成車両マイナス側連結端子34bに接続されている。   The electric connection circuit 22 for a knitted vehicle includes a fifth contactor LB5, a sixth contactor LB6, and a resistor R6. One end side of the fifth contactor LB5 is connected to the trained vehicle plus side connecting terminal 34a, and the other end side is connected to a pantograph 51 that is an input stage of the main circuit 50 that is an electric circuit in the trained vehicle 20. The knitting vehicle 20 includes a drive converter 53 that drives the main motor M2 based on the overhead power collected by the pantograph 51, and the other contact side of the fifth contactor LB5 is the drive converter 53. It can be said that it is connected to the power input side. The sixth contactor LB6 and the resistor R6 are connected in series to form a series circuit, and one end side of the series circuit is connected to one end side of the fifth contactor LB5 and the knitted vehicle plus side connection terminal 34a. The other end side is electrically connected to the wheel and is connected to a grounding circuit that constitutes a grounding wire and a knitted vehicle minus side connecting terminal 34b.

電源車10と編成車両20との連結の際には、電力供給のための引通し線30の連結に加えて、制御引通し線も連結されることで、制御部16,26の間で情報の送受信が可能となる。但し、制御引通し線およびその連結端子については、繁雑となるため図面に示していない。   When the power supply vehicle 10 and the formation vehicle 20 are connected, in addition to the connection of the lead wire 30 for supplying power, the control lead wire is also connected, so that information is transmitted between the control units 16 and 26. Can be sent and received. However, the control lead-through line and its connecting terminal are not shown in the drawing because they are complicated.

[電気連結回路の制御手順]
次に、図5,図6を参照して、電源車10と編成車両20との連結・解放に係る制御部16,26の制御動作を説明する。
[Control procedure of electrical connection circuit]
Next, with reference to FIGS. 5 and 6, the control operation of the control units 16 and 26 relating to the connection / release of the power supply vehicle 10 and the trained vehicle 20 will be described.

(A)編成車両20に電源車10を連結
図5は、編成車両20が非電化区間に乗り入れる際に、結節駅において、架線モードにある編成車両20に電源車10を連結してバッテリモードに切り替える際の制御手順である。図5では、左側に電源車10における制御手順を示し、右側に編成車両20における制御手順を示している。
(A) Connecting the power supply car 10 to the train set 20 FIG. 5 shows that when the train set 20 enters the non-electrified section, the power train 10 is connected to the train set 20 in the overhead line mode at the knotting station to switch to the battery mode. It is a control procedure at the time of switching. In FIG. 5, the control procedure in the power supply vehicle 10 is shown on the left side, and the control procedure in the trained vehicle 20 is shown on the right side.

前提として、電源車10、及び、編成車両20は、ともに停車していることとする。電源車10は、バッテリモードであり、編成車両20に接近して連結可能な状態にあり、第1接触器LB1は開放され、パンタグラフ41は降下している状態にあるとする。編成車両20は、架線モードであり、電源車10に接近して連結可能な状態にあり、パンタグラフ51は上昇しており、補機回路54には、パンタグラフ51からの架線電力に基づく電力供給がなされているとする。この状態において、電源車10の制御部16、及び、編成車両20の制御部26それぞれが、図5に示すような手順を実行することで連結制御が行われる。   As a premise, both the power supply car 10 and the formation vehicle 20 are stopped. It is assumed that power supply vehicle 10 is in a battery mode, is in a state where it can be connected to knitting vehicle 20 and is connected, first contactor LB1 is opened, and pantograph 41 is in a lowered state. The formation vehicle 20 is in the overhead line mode, is in a state where it can be connected to the power supply vehicle 10, the pantograph 51 is raised, and the auxiliary circuit 54 is supplied with power based on the overhead line power from the pantograph 51. Suppose that it has been made. In this state, connection control is performed by the control unit 16 of the power supply vehicle 10 and the control unit 26 of the trained vehicle 20 executing a procedure as shown in FIG.

先ず、電源車10において、制御部16が、第3接触器LB3を開放し、第4接触器LB4を投入する(ステップA1)。また、編成車両20において、制御部26が、第5接触器LB5を開放し、第6接触器LB6を投入する(ステップB1)。このステップA1,B1が連結前ステップである。   First, in the power source vehicle 10, the control unit 16 opens the third contactor LB3 and inserts the fourth contactor LB4 (step A1). Further, in the knitted vehicle 20, the control unit 26 opens the fifth contactor LB5 and inserts the sixth contactor LB6 (step B1). These steps A1 and B1 are pre-connection steps.

その後、電源車10と編成車両20との連結作業が作業員によって行われる(ステップA3,B3)。この連結作業には、電源車プラス側連結端子32aと編成車両プラス側連結端子34aとを連結することによるプラス側引通し線30aの連結、及び、電源車マイナス側連結端子32bと編成車両マイナス側連結端子34bとを連結することによるマイナス側引通し線30bの連結のほか、機械連結器の連結や、空気ホースの連結、制御引通し線の連結といった連結作業も含む。このとき、もし仮に、残存していた電荷或いは何らかの原因で誘起された電荷によって連結端子32a,32b,34a,34bに電流が流れ得る場合があったとしても、プラス側連結端子32a,34a→抵抗R4→第4接触器LB4→マイナス側連結端子32b,34b→第6接触器LB6→抵抗R6、の閉回路が形成されており、更に、この閉回路中の抵抗R4,R6で電荷が消費されるので、作業員の安全が確保される。このステップA3,B3が連結工程および連結ステップである。   Thereafter, the connection work between the power supply vehicle 10 and the trained vehicle 20 is performed by the worker (steps A3 and B3). For this connection work, the connection of the plus-side lead-through line 30a by connecting the power vehicle plus side connection terminal 32a and the knitting vehicle plus side connection terminal 34a, and the connection between the power vehicle minus side connection terminal 32b and the knitting vehicle minus side are performed. In addition to the connection of the minus-side lead-through wire 30b by connecting the connection terminal 34b, connection work such as connection of a mechanical coupler, connection of an air hose, connection of a control lead-in wire is also included. At this time, even if current may flow to the connection terminals 32a, 32b, 34a, 34b due to the remaining charge or the charge induced for some reason, the positive connection terminals 32a, 34a → resistance A closed circuit of R4 → fourth contactor LB4 → minus side connecting terminals 32b, 34b → sixth contactor LB6 → resistor R6 is formed, and further, charges are consumed by the resistors R4 and R6 in the closed circuit. Therefore, the safety of workers is ensured. These steps A3 and B3 are a connecting step and a connecting step.

連結作業が終了すると、制御引通し線が連結されることで、制御部16,26の間で送受信が可能となり、制御部16(電源車10)と制御部26(編成車両20)との間で互いの制御手順の進行を確認しながら、連結制御を進めていくことができる。   When the connection work is completed, the control lead-through line is connected, so that transmission / reception is possible between the control units 16 and 26, and between the control unit 16 (power supply vehicle 10) and the control unit 26 (knitted vehicle 20). The connection control can be advanced while confirming the progress of the mutual control procedure.

連結作業の後、まず、電源車10において、制御部16が、第4接触器LB4を開放する(ステップA5)。また、編成車両20において、制御部26が、第6接触器LB6を開放する(ステップB5)。このステップA5,B5が、導通前ステップである。   After the connecting work, first, in the power supply vehicle 10, the control unit 16 opens the fourth contactor LB4 (step A5). Further, in the knitted vehicle 20, the control unit 26 opens the sixth contactor LB6 (step B5). These steps A5 and B5 are steps before conduction.

続いて、電源車10において、制御部16が、第2接触器LB2を開放し(ステップA7)、パンタグラフ41を上昇させた後(ステップA9)、開閉装置42を投入するために、高速度遮断器PHB1、接触器PLB1,PLB2を順次投入する(ステップA11)。これにより、DC/DCコンバータ43の一次側に架線電圧(電車線からの集電電力の電圧)が印加される。   Subsequently, in the power supply vehicle 10, the control unit 16 opens the second contactor LB2 (step A7), raises the pantograph 41 (step A9), and then turns on the high-speed shut-off device to turn on the switching device 42. The device PHB1 and contactors PLB1 and PLB2 are sequentially charged (step A11). Thereby, the overhead line voltage (the voltage of the collected power from the train line) is applied to the primary side of the DC / DC converter 43.

次いで、制御部16は、DC/DCコンバータ43の動作を開始させ、二次側が架線電圧(架線モードで走行する際の架線モード電圧。架線電圧は一定ではなく、近傍の他の列車の在線によって変動し得る。このため、例えば、電圧センサで計測したDC/DCコンバータ43の一次側の電圧を、実際の架線電圧に相当する架線モード電圧として用いる)とほぼ等しくなるように均圧制御を行う(ステップA13)。このステップA13が第1の均圧制御ステップである。その後、第2接触器LB2、第3接触器LB3を投入する(ステップA15)。また、編成車両20において、制御部26が、第5接触器LB5を投入する(ステップB7)。これにより、電源車10によってプラス側引通し線30aに電気が導通され、架線電圧が印加されることになる。このステップA15,B7が導通ステップである。そして、編成車両20においては、パンタグラフ51を介した架線電力と、引通し線30を介した電源車10からの供給電力とが並列に給電されることになり、その電圧は、ともに架線電圧で等しい。   Next, the control unit 16 starts the operation of the DC / DC converter 43, and the secondary side has an overhead wire voltage (an overhead wire mode voltage when traveling in the overhead wire mode. The overhead wire voltage is not constant, but depends on the location of other nearby trains. For this reason, for example, the voltage equalization control is performed so that the voltage on the primary side of the DC / DC converter 43 measured by the voltage sensor is substantially equal to the overhead line mode voltage corresponding to the actual overhead line voltage). (Step A13). This step A13 is a first pressure equalization control step. Thereafter, the second contactor LB2 and the third contactor LB3 are introduced (step A15). Moreover, in the knitted vehicle 20, the control part 26 throws in the 5th contactor LB5 (step B7). As a result, electricity is conducted to the plus-side lead-through wire 30a by the power source vehicle 10, and an overhead wire voltage is applied. These steps A15 and B7 are conduction steps. In the formation vehicle 20, the overhead line power via the pantograph 51 and the power supplied from the power supply vehicle 10 via the lead-through line 30 are fed in parallel, and the voltages are both overhead voltage. equal.

続いて、編成車両20において、制御部26が、パンタグラフ51を降下させる(ステップB9)。これにより、編成車両20への給電は、引通し線30を介した電源車10からの供給電力のみとなる。   Subsequently, in the trained vehicle 20, the control unit 26 lowers the pantograph 51 (step B9). Thereby, the electric power feeding to the formation vehicle 20 is only the power supplied from the power supply vehicle 10 via the lead-through line 30.

次いで、電源車10において、制御部16が、DC/DCコンバータ43の動作を変更し、二次側が蓄電池電圧にほぼ等しい電圧(蓄電池44の蓄電池電圧は、負荷等に応じて変動し得る。このため、電圧センサで計測した電圧を蓄電池電圧に相当する電圧として用いる)となるように均圧制御を行う(ステップA17)。これにより、引通し線30の印加電圧が蓄電池電圧に徐々に変化する。従って、電源車10から編成車両20への供給電力の電圧が、蓄電池電圧に変化する。このステップA17が第2の均圧制御ステップである。   Next, in the power supply vehicle 10, the control unit 16 changes the operation of the DC / DC converter 43, and the secondary side is approximately equal to the storage battery voltage (the storage battery voltage of the storage battery 44 may vary depending on the load and the like. Therefore, the pressure equalization control is performed so that the voltage measured by the voltage sensor is used as the voltage corresponding to the storage battery voltage (step A17). Thereby, the applied voltage of the lead-through line 30 gradually changes to the storage battery voltage. Therefore, the voltage of the power supplied from the power supply vehicle 10 to the trained vehicle 20 changes to the storage battery voltage. This step A17 is a second pressure equalization control step.

続いて、制御部16は、第1接触器LB1を投入する(ステップA19)。これにより、電源車10から編成車両20に対して、蓄電池44からの蓄電電力の供給が開始される。このステップA19が蓄電電力供給開始ステップである。なお、蓄電電力の供給が開始されるが、依然としてDC/DCコンバータ43を介してパンタグラフ41からの集電電力も並列に供給された状態にある。   Then, the control part 16 throws in 1st contactor LB1 (step A19). Thereby, supply of the stored electric power from the storage battery 44 to the trained vehicle 20 from the power supply vehicle 10 is started. This step A19 is a stored power supply start step. The supply of the stored power is started, but the collected power from the pantograph 41 is still supplied in parallel via the DC / DC converter 43.

そして、DC/DCコンバータ43の動作を停止させた後(ステップA21)、第2接触器LB2を開放する(ステップA23)。これにより、引通し線30を介した電源車10から編成車両20への供給電力は、蓄電池44の蓄電電力のみとなる。このステップA21,A23が集電電力供給停止ステップである。最後に、接触器PLB2,PLB1を順次開放した後(ステップA25)、パンタグラフ41を降下させる(ステップA27)。連結制御は以上となる。   Then, after stopping the operation of the DC / DC converter 43 (step A21), the second contactor LB2 is opened (step A23). As a result, the power supplied from the power supply vehicle 10 to the trained vehicle 20 via the lead-through line 30 is only the stored power of the storage battery 44. These steps A21 and A23 are the collected power supply stop step. Finally, the contactors PLB2 and PLB1 are sequentially opened (step A25), and then the pantograph 41 is lowered (step A27). The connection control is as described above.

連結制御によって、編成車両20は、連結された電源車10から供給される蓄電池44の蓄電電力によって走行するバッテリモードに移行することができ、電源車10は、編成車両20の付随車として走行することになる。すなわち、編成車両20は電源車10を連結した列車として、非電化区間を走行する。また、編成列車20への電源車10の連結を編成車両20への電力供給を継続したまま行うことができるので、補機(補機回路54)の動作を停止させる必要がない。   By the connection control, the trained vehicle 20 can shift to a battery mode that travels by the stored power of the storage battery 44 supplied from the connected power supply vehicle 10, and the power supply vehicle 10 travels as an accompanying vehicle of the trained vehicle 20. It will be. That is, the formation vehicle 20 travels in a non-electrified section as a train connected to the power supply vehicle 10. Further, since the power supply vehicle 10 can be connected to the train set 20 while the power supply to the train set 20 is continued, it is not necessary to stop the operation of the auxiliary machine (auxiliary machine circuit 54).

(B)編成車両20から電源車10を解放
図6は、編成車両20が電化区間に乗り入れる際に、結節駅において、バッテリモードにある編成車両20から電源車10を解放して架線モードに切り替える際の制御手順である。図6では、左側に電源車10における制御手順を示し、右側に編成車両20における制御手順を示している。
(B) Release the power supply car 10 from the trained vehicle 20 FIG. 6 shows that when the trained vehicle 20 enters the electrified section, the power train 10 is released from the trained vehicle 20 in the battery mode and switched to the overhead line mode at the knotting station. Control procedure. In FIG. 6, the control procedure in the power supply vehicle 10 is shown on the left side, and the control procedure in the trained vehicle 20 is shown on the right side.

前提として、電源車10が編成車両20に連結され、引通し線30を介して電源車10から編成車両20へ蓄電池44の蓄電電力の供給がなされている状態にある。また、電源車10、及び、編成車両20は、ともに停車していることとする。電源車10は、第1接触器LB1、第3接触器LB3は投入され、第2接触器LB2は開放され、パンタグラフ41は降下している状態にあるとする。また、編成車両20は、バッテリモードであり、第5接触器LB5は投入され、パンタグラフ51は降下しており、補機回路54には、電源車10からの供給電力に基づく電力供給がなされている状態にあるとする。この状態において、電源車10の制御部16、及び、編成車両20の制御部26それぞれが、図6に示すような手順を実行することで連結解放制御が行われる。また、ステップA53,B37で解放作業が行われるまでの間は、電源車10及び編成車両20は連結されている、つまり、制御引通し線が連結されていることから、制御部16,26の間で送受信が可能であり、制御部16(電源車10)と制御部26(編成車両20)との間で互いの制御手順の進行を確認しながら、連結解放制御を進めていくことができる。   As a premise, the power supply vehicle 10 is connected to the trained vehicle 20, and the stored power of the storage battery 44 is supplied from the power supply vehicle 10 to the trained vehicle 20 via the lead-through line 30. Further, it is assumed that both the power supply car 10 and the formation vehicle 20 are stopped. In the power supply vehicle 10, it is assumed that the first contactor LB1 and the third contactor LB3 are turned on, the second contactor LB2 is opened, and the pantograph 41 is lowered. In addition, the formation vehicle 20 is in the battery mode, the fifth contactor LB5 is turned on, the pantograph 51 is lowered, and the auxiliary circuit 54 is supplied with electric power based on the electric power supplied from the power supply vehicle 10. Suppose you are in a state. In this state, each of the control unit 16 of the power supply vehicle 10 and the control unit 26 of the trained vehicle 20 executes a procedure as shown in FIG. Further, until the release operation is performed in steps A53 and B37, the power supply vehicle 10 and the knitting vehicle 20 are connected, that is, the control lead-through line is connected. Transmission / reception is possible between the control unit 16 (power supply vehicle 10) and the control unit 26 (knitted vehicle 20), and the connection release control can be advanced while confirming the progress of the mutual control procedure. .

先ず、電源車10において、制御部16が、パンタグラフ41を上昇させる(ステップA31)。このステップA31が、第1の上昇ステップである。次いで、開閉装置42を投入するために、接触器LB1,LB2を順次投入する(ステップA33)。これにより、DC/DCコンバータ43の一次側に、架線電圧が印加される。次いで、DC/DCコンバータ43の動作を開始させ、二次側が蓄電池電圧となるように均圧制御を行う(ステップA35)。このステップA35が、第1の均圧制御ステップである。   First, in the power supply vehicle 10, the control part 16 raises the pantograph 41 (step A31). This step A31 is the first ascending step. Next, in order to turn on the switching device 42, the contactors LB1 and LB2 are sequentially turned on (step A33). Thereby, an overhead wire voltage is applied to the primary side of the DC / DC converter 43. Next, the operation of the DC / DC converter 43 is started, and pressure equalization control is performed so that the secondary side becomes the storage battery voltage (step A35). This step A35 is a first pressure equalization control step.

続いて、第2接触器LB2を投入する(ステップA37)。これにより、引通し線30を介した電源車10から編成車両20への給電は、パンタグラフ41からの架線電力と、蓄電池44の蓄電電力との並列給電となり、その電圧は、ともに蓄電池電圧で等しい。次いで、第1接触器LB1を開放する(ステップA39)。これにより、引通し線30を介した電源車10から編成車両20への給電は、パンタグラフ41からの架線電力のみとなる。このステップA37,A39が、電力供給切替ステップである。つまり、引通し線30を介した電源車10から編成車両20への給電が、蓄電池44の蓄電電力から、パンタグラフ41を介した架線電力に切り替えられる。   Subsequently, the second contactor LB2 is charged (step A37). As a result, power supply from the power supply vehicle 10 to the formation vehicle 20 via the lead-through line 30 is parallel power supply of the overhead line power from the pantograph 41 and the stored power of the storage battery 44, and the voltages are both equal to the storage battery voltage. . Next, the first contactor LB1 is opened (step A39). As a result, the power supply from the power supply vehicle 10 to the trained vehicle 20 via the lead-through line 30 is only the overhead power from the pantograph 41. Steps A37 and A39 are power supply switching steps. That is, power supply from the power supply vehicle 10 via the lead-through line 30 to the trained vehicle 20 is switched from the stored power of the storage battery 44 to the overhead power via the pantograph 41.

続いて、制御部16は、DC/DCコンバータ43の動作を変更し、二次側が架線電圧となるように均圧制御を行う(ステップA41)。これにより、引通し線30を介した電源車10から編成車両20への供給電力の電圧が、徐々に、蓄電池電圧から架線電圧に変化する。このステップA41が、第2の均圧制御ステップである。   Subsequently, the control unit 16 changes the operation of the DC / DC converter 43 and performs pressure equalization control so that the secondary side becomes the overhead wire voltage (step A41). Thereby, the voltage of the electric power supplied from the power supply vehicle 10 to the formation vehicle 20 via the lead-through line 30 gradually changes from the storage battery voltage to the overhead line voltage. This step A41 is a second pressure equalization control step.

その後、編成車両20において、制御部26が、パンタグラフ51を上昇させる(ステップB31)。これにより、編成車両20における給電は、引通し線30を介した電源車10からの供給電力と、パンタグラフ51からの架線電力との並列給電となる。このステップB31が、第2の上昇ステップである。   Thereafter, in the formation vehicle 20, the control unit 26 raises the pantograph 51 (step B31). As a result, the power feeding in the trained vehicle 20 is a parallel power feeding of the power supplied from the power supply vehicle 10 via the lead-through line 30 and the overhead power from the pantograph 51. This step B31 is the second ascending step.

次いで、電源車10において、制御部16が、第3接触器LB3を開放する(ステップA43)。また、編成車両20において、制御部26が、第5接触器LB5を開放する(ステップB33)。これにより、引通し線30を介した電源車10から編成車両20への給電が遮断され、編成車両20においては、パンタグラフ51を介した架線電力のみの給電となる。このステップA43,B33が、導通切り離しステップである。   Next, in the power supply vehicle 10, the control unit 16 opens the third contactor LB3 (step A43). Further, in the knitted vehicle 20, the control unit 26 opens the fifth contactor LB5 (step B33). As a result, power supply from the power supply vehicle 10 via the lead-through line 30 to the trained vehicle 20 is cut off, and the trained vehicle 20 is fed by only the overhead line power via the pantograph 51. Steps A43 and B33 are conduction disconnection steps.

続いて、電源車10において、制御部16が、DC/DCコンバータ43の動作を停止させる(ステップA45)。続いて、第2接触器LB2、接触器LB1,LB2を順次開放させた後(ステップA47)、パンタグラフ41を降下させる(ステップA49)。   Subsequently, in the power supply vehicle 10, the control unit 16 stops the operation of the DC / DC converter 43 (step A45). Subsequently, the second contactor LB2, the contactors LB1 and LB2 are sequentially opened (step A47), and then the pantograph 41 is lowered (step A49).

続いて、制御部16は、第4接触器LB4を投入する(ステップA51)。また、編成車両20において、制御部26が、第6接触器LB6を投入する(ステップB35)。このステップA51,B35が、連結解放前ステップである。   Subsequently, the control unit 16 inputs the fourth contactor LB4 (step A51). Further, in the knitted vehicle 20, the control unit 26 inputs the sixth contactor LB6 (step B35). These steps A51 and B35 are steps before connection release.

その後、編成車両20から電源車10を解放する解放作業が作業員によって行われる(ステップA53,B37)。この解放作業には、電源車プラス側連結端子32aと編成車両プラス側連結端子34aとを解放することによるプラス側引通し線30aの解放、及び、電源車マイナス側連結端子34aと編成車両マイナス側連結端子34bとを解放することによるマイナス側引通し線30bの解放のほか、機械連結器の解放や、空気ホースの解放、制御引通し線の解放といった解放作業も含まれる。このとき、もし仮に、残存していた電荷或いは何らかの原因で誘起された電荷によって連結端子32a,32b,34a,34bに電流が流れる場合があったとしても、プラス側連結端子32a,34a→抵抗器R4→第4接触器LB4→マイナス側連結端子32b,34b→第6接触器LB6→抵抗器R6、の閉回路が形成されており、更に、この閉回路中の抵抗器R4,R6で電荷が消費されるので、作業員の安全が確保される。このステップA53,B37が、連結解放工程及び連結解放ステップである。また、この解放作業によって、制御引通し線も解放されることから、以降は、制御部16,26間の情報の送受信が不可能となる。   Thereafter, a release operation for releasing the power supply vehicle 10 from the trained vehicle 20 is performed by the worker (steps A53 and B37). In this releasing operation, the positive lead-through line 30a is released by releasing the power supply vehicle plus side connection terminal 32a and the knitting vehicle plus side connection terminal 34a, and the power supply vehicle minus side connection terminal 34a and the knitting vehicle minus side. In addition to releasing the minus-side lead-through wire 30b by releasing the connection terminal 34b, release operations such as releasing the mechanical coupler, releasing the air hose, and releasing the control feed-through wire are also included. At this time, even if a current may flow to the connection terminals 32a, 32b, 34a, 34b due to the remaining charge or the charge induced for some reason, the positive connection terminals 32a, 34a → resistor A closed circuit of R4 → fourth contactor LB4 → minus side connection terminals 32b and 34b → sixth contactor LB6 → resistor R6 is formed, and further, the charges are charged by the resistors R4 and R6 in the closed circuit. Because it is consumed, the safety of workers is ensured. These steps A53 and B37 are a connection release step and a connection release step. In addition, since the control lead-through line is also released by this release operation, information transmission / reception between the control units 16 and 26 becomes impossible thereafter.

解放作業の終了後、電源車10において、制御部16が、第4接触器LB4を開放する(ステップA55)。また、編成車両20において、制御部26が、第6接触器LB6を開放する(ステップB39)。このステップA55,B39が、連結解放後ステップである。連結解放制御は以上となる。   After the release operation is completed, in the power supply vehicle 10, the control unit 16 opens the fourth contactor LB4 (step A55). In the knitted vehicle 20, the control unit 26 opens the sixth contactor LB6 (step B39). These steps A55 and B39 are steps after connection release. The connection release control is as described above.

連結解放制御によって、編成車両20は、バッテリモードから架線モードに移行することができ、以降は電化区間において自走して走行することとなる。電源車10は、バッテリモードのまま、例えば当該駅の充電設備まで走行することができる。   By the connection release control, the knitted vehicle 20 can shift from the battery mode to the overhead line mode, and thereafter travels while traveling on its own in the electrified section. The power supply vehicle 10 can travel to the charging facility of the station, for example, in the battery mode.

[作用効果]
このように、本実施形態によれば、蓄電池44を搭載し電源車用電気連結回路12を備えた電源車10を実現し、その電源車10を、編成車両用電気連結回路22を備えた編成車両20に連結し、電源車用電気連結回路12と編成車両用電気連結回路2とを連結することで、蓄電池44の蓄電電力を編成車両20に供給することができるようになる。従って、電化区間であれば主電動機M2を駆動して自走可能な電気車である編成車両20が、電源車10と連結することで、非電化区間においても電源車10から電力の供給を受けて走行可能となる。非電化区間では電源車10を編成車両20に連結する必要が生じるが、電化区間では電源車10の連結を解放して電源車10を連結せずに走行することができる。よって、主電動機M2を駆動するための大容量の蓄電池を編成車両20に艤装する必要がない。
[Function and effect]
As described above, according to the present embodiment, the power supply vehicle 10 including the storage battery 44 and including the power supply vehicle electrical connection circuit 12 is realized, and the power supply vehicle 10 is formed using the train connection vehicle electrical connection circuit 22. By connecting to the vehicle 20 and connecting the power supply vehicle electrical connection circuit 12 and the trained vehicle electrical connection circuit 2, the stored power of the storage battery 44 can be supplied to the trained vehicle 20. Accordingly, if the trained vehicle 20 that is an electric vehicle capable of driving by driving the main motor M2 in the electrified section is connected to the power supply car 10, the power supply vehicle 10 receives power supply even in the non-electrified section. Can be run. In the non-electrified section, it is necessary to connect the power supply car 10 to the knitted vehicle 20, but in the electrified section, the connection of the power supply car 10 is released and the vehicle can travel without being connected. Therefore, it is not necessary to equip the trained vehicle 20 with a large-capacity storage battery for driving the main motor M2.

電源車10も、蓄電池44の蓄電電力をもとに主電動機M1を駆動して走行することが可能である。そのため、編成車両20との連結や連結解放の際には、電源車10が自走して所定位置まで走行することが可能となる。   The power supply vehicle 10 can also travel by driving the main motor M <b> 1 based on the stored power of the storage battery 44. Therefore, when connecting to or releasing from the trained vehicle 20, the power supply vehicle 10 can self-run and travel to a predetermined position.

また、電化区間ではレールを帰線回路として使用することができるが、非電化区間ではレールを帰線回路として使用できない場合がある。このため、プラス側連結端子32a,34aおよびマイナス側連結端子32b,34bを電源車用電気連結回路12および編成車両用電気連結回路22それぞれに備えて、電源車10を編成車両20に連結する際に導通・接続することで、非電化区間を走行する際の蓄電池電源に係る電気の流路(電気回路ともいえる)を確保することができる。   In addition, the rail can be used as a return circuit in the electrified section, but the rail may not be used as a return circuit in the non-electrified section. For this reason, the plus side connecting terminals 32a and 34a and the minus side connecting terminals 32b and 34b are provided in the power supply vehicle electrical connection circuit 12 and the trained vehicle electrical connection circuit 22 respectively, and the power vehicle 10 is connected to the trained vehicle 20. It is possible to secure an electric flow path (also referred to as an electric circuit) related to the storage battery power supply when traveling in a non-electrified section.

また、電源車10と編成車両20との連結の際、電源車10に設けられた電源車用電気連結回路12、及び、編成車両20に設けられた編成車両用電気連結回路22を、定められた手順で制御することで、電源車10と編成車両20との連結・解放を、作業員の安全を確保して行うことができる。   Further, when connecting the power supply vehicle 10 and the trained vehicle 20, the power supply vehicle electrical connection circuit 12 provided in the power supply vehicle 10 and the trained vehicle electrical connection circuit 22 provided in the trained vehicle 20 are determined. By controlling according to the procedure, the connection / release between the power supply vehicle 10 and the formation vehicle 20 can be performed while ensuring the safety of workers.

[変形例]
なお、本発明の適用可能な実施形態は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
[Modification]
It should be noted that embodiments to which the present invention can be applied are not limited to the above-described embodiments, and can of course be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

(A)非電化区間での電源車10の入れ替え
非電化区間の途中駅において、編成車両20に連結されている電源車10を入れ替えるようにしてもよい。非電化区間が長距離区間となる場合、その全区間を走行するには、1台の電源車10の蓄電電力では不足する。このような場合、非電化区間の途中駅に充電施設を設置し、当該駅において、到着した編成車両20に連結されていた電源車10を、蓄電池44を満充電とした別の電源車10に入れ替えるようにする。
(A) Replacing the power supply car 10 in the non-electrified section The power supply car 10 connected to the trained vehicle 20 may be replaced in the middle station of the non-electrified section. When the non-electrified section is a long distance section, the power stored in one power supply vehicle 10 is insufficient to travel through the entire section. In such a case, a charging facility is installed at a station in the middle of the non-electrified section, and the power supply car 10 connected to the trained vehicle 20 that has arrived at the station is replaced with another power supply car 10 with the storage battery 44 fully charged. Try to replace it.

図7は、非電化区間の途中駅における電源車10の入れ替えの概要図である。図7(a)に示すように、入れ替え駅において、電源車10Aが連結された編成車両20が到着・停車すると、電源車10Aを編成車両20から連結解放する。連結解放した電源車10Aは待避させ(図7(a)の(1))、充電施設において蓄電池44を満充電とした別の電源車10Bを、編成車両20に接近・停車させて連結する(図7(a)の(2))。その後、編成車両20は、当該駅を出発する。連結解放した電源車10Aは、図7(b)に示すように、充電設備まで走行させ、蓄電池44を充電した後に、別の編成車両20に連結させるために待機させておく(図7(b)の(3))。   FIG. 7 is a schematic diagram of replacement of the power supply car 10 at a station in the middle of the non-electrified section. As shown in FIG. 7 (a), when the trained vehicle 20 to which the power supply vehicle 10A is connected arrives and stops at the replacement station, the power supply vehicle 10A is connected and released from the trained vehicle 20. The power car 10A that has been released from the connection is withdrawn ((1) in FIG. 7A), and another power car 10B in which the storage battery 44 is fully charged in the charging facility is brought close to and stopped at the train 20 and connected ( (2) in FIG. Thereafter, the organized vehicle 20 leaves the station. As shown in FIG. 7 (b), the power supply vehicle 10A that has been released from the connection travels to the charging facility, and after charging the storage battery 44, the power supply vehicle 10A is placed on standby to be connected to another formation vehicle 20 (FIG. 7 (b). (3)).

図8は、電源車10の入れ替えの際の制御手順である。図8では、左側に電源車10の制御手順を示し、右側に編成車両20の制御手順を示している。前提として、非電化区間の入れ替え駅において、編成車両20に電源車10Aが連結された状態で停車しており、引通し線30を介して電源車10Aから編成車両20へ蓄電池44の蓄電電力の供給がなされている状態にある。電源車10Aは、第1接触器LB1、第3接触器LB3は投入され、第2接触器LB2は開放され、パンタグラフ41は降下している状態にあるとする。編成車両20は、バッテリモードであり、第5接触器LB5は投入され、パンタグラフ51は降下しており、補機回路54には、電源車10Aからの供給電力に基づく電力供給がなされている状態にあるとする。この状態において、電源車10Aの制御部16、及び、編成車両20の制御部26それぞれが、図8に示す手順を実行することで入れ替え制御が行われる。またこの状態では、電源車10A及び編成車両20の間で制御引通し線が連結されている間は制御部16,26の間で送受信が可能であり、制御部16(電源車10A)と制御部26(編成車両20)との間で互いの制御手順の進行を確認しながら、解放制御を進めていくことができる。   FIG. 8 shows a control procedure when the power supply vehicle 10 is replaced. In FIG. 8, the control procedure for the power supply vehicle 10 is shown on the left side, and the control procedure for the trained vehicle 20 is shown on the right side. As a premise, at the replacement station of the non-electrified section, the train is stopped in a state where the power vehicle 10A is connected to the formation vehicle 20, and the stored power of the storage battery 44 is transferred from the power vehicle 10A to the formation vehicle 20 via the lead-through line 30. Supply is in progress. In the power supply vehicle 10A, the first contactor LB1 and the third contactor LB3 are turned on, the second contactor LB2 is opened, and the pantograph 41 is in a lowered state. The knitted vehicle 20 is in the battery mode, the fifth contactor LB5 is turned on, the pantograph 51 is lowered, and the auxiliary circuit 54 is supplied with power based on the power supplied from the power supply vehicle 10A. Suppose that In this state, each of the control unit 16 of the power supply vehicle 10A and the control unit 26 of the trained vehicle 20 executes the procedure shown in FIG. Further, in this state, while the control lead wire is connected between the power supply vehicle 10A and the formation vehicle 20, transmission / reception is possible between the control units 16 and 26, and control is performed with the control unit 16 (power supply vehicle 10A). The release control can be advanced while confirming the progress of the mutual control procedure with the unit 26 (the formation vehicle 20).

先ず、編成車両20において、制御部26が、開閉装置52を開放するため、接触器PLB4,PLB3を順次開放する(ステップB61)。編成車両20が交流電気車の場合には、その編成車両20における開閉装置52の開放(ステップB61)の代わりに、電源車10Aにおいて、制御部16が、開閉装置45を開放するため、接触器BLB2,BLB1を順次開放することとする(ステップA60)。また、編成車両20が直流電気車又は交直流電気車の場合には、電源車10Aにおける開閉装置45の開放(ステップA60)、或いは、編成車両20における開閉装置52の開放(ステップB61)のどちらか一方を行えば良い。
開閉装置45、又は、開閉装置52の開放により、編成車両20の補機回路54への供給電流を減流しながら、補機回路54への電力供給を遮断できる。
First, in the formation vehicle 20, the control unit 26 sequentially opens the contactors PLB4 and PLB3 in order to open the switching device 52 (step B61). When the knitting vehicle 20 is an AC electric vehicle, the control unit 16 opens the opening / closing device 45 in the power supply vehicle 10A instead of opening the opening / closing device 52 in the knitting vehicle 20 (step B61). BLB2 and BLB1 are sequentially opened (step A60). When the train 20 is a DC electric vehicle or an AC vehicle, either the opening / closing device 45 of the power vehicle 10A is opened (step A60) or the opening / closing device 52 of the train 20 is opened (step B61). Do one or the other.
By opening the opening / closing device 45 or the opening / closing device 52, the power supply to the auxiliary circuit 54 can be cut off while the supply current to the auxiliary circuit 54 of the trained vehicle 20 is reduced.

続いて、電源車10Aにおいて、制御部16が、第3接触器LB3を開放し、第4接触器LB4を投入する(ステップA61)。また、編成車両20において、制御部26が、第5接触器LB5を開放し、第6接触器LB6を投入する(ステップB63)。その後、編成車両20から電源車10Aを解放する解放作業が作業員によって行われる(ステップA63,B65)。この解放作業によって、電源車10Aと編成車両20との間の制御引通し線も解放される。解放作業の終了後、電源車10Aにおいて、制御部16が、第4接触器LB4を開放する(ステップA65)。また、編成車両20において、制御部26が、第6接触器LB6を開放する(ステップB67)。   Subsequently, in the power supply vehicle 10A, the control unit 16 opens the third contactor LB3 and inserts the fourth contactor LB4 (step A61). In the knitted vehicle 20, the control unit 26 opens the fifth contactor LB5 and inputs the sixth contactor LB6 (step B63). Thereafter, a worker performs a releasing operation for releasing the power supply vehicle 10A from the trained vehicle 20 (steps A63 and B65). By this release operation, the control lead-through line between the power supply vehicle 10A and the trained vehicle 20 is also released. After the release operation is completed, in the power supply vehicle 10A, the control unit 16 opens the fourth contactor LB4 (step A65). In the knitted vehicle 20, the control unit 26 opens the sixth contactor LB6 (step B67).

編成車両20から解放された電源車10Aは、バッテリモードで走行して編成車両20から離れて待避する(ステップA67)。なお、ステップB61(編成車両20における開閉装置52の開放)の代わりにステップA60(電源車10Aにおける開閉装置45の開放)を実行する場合には、このステップA67の直前に、バッテリモードで走行するために、電源車10Aにおける開閉装置45を投入するため、接触器BLB1,BLB2を順次投入する(ステップA66)。   The power supply vehicle 10A released from the trained vehicle 20 travels in the battery mode and leaves the trained vehicle 20 to escape (step A67). When step A60 (opening of the opening / closing device 45 in the power supply vehicle 10A) is executed instead of step B61 (opening of the opening / closing device 52 in the trained vehicle 20), the vehicle travels in the battery mode immediately before this step A67. Therefore, the contactors BLB1 and BLB2 are sequentially turned on in order to turn on the switching device 45 in the power supply vehicle 10A (step A66).

次いで、別の電源車10Bが、編成車両20に接近し停車する(ステップA69)。この電源車10Bは、バッテリモードで走行してきており、第1接触器LB1、第3接触器LB3は投入され、第2接触器LB2は開放され、パンタグラフ41は降下している状態にある。   Next, another power supply vehicle 10B approaches the trained vehicle 20 and stops (step A69). This power supply vehicle 10B has traveled in the battery mode, the first contactor LB1 and the third contactor LB3 are turned on, the second contactor LB2 is opened, and the pantograph 41 is in a lowered state.

先ず、ステップB61(編成車両20における開閉装置52の開放)の代わりにステップA60(電源車10Aにおける開閉装置45の開放)を実行した場合には、ステップA60と同じ動作、すなわち、電源車10Bにおいて、制御部16が、開閉装置45を開放するため、接触器BLB2,BLB1を順次開放する(ステップA70)。そして、電源車10Bにおいて、制御部16が、第3接触器LB3を開放し、第4接触器LB4を投入する(ステップA71)。また、編成車両20において、制御部26が、第5接触器LB5を開放し、第6接触器LB6を投入する(ステップB69)。その後、電源車10と編成車両20Bとの連結作業が作業員によって行われる(ステップA73,B71)。この連結作業によって、電源車10Bと編成車両20との間の制御引通し線も連結される。   First, when step A60 (opening of the opening / closing device 45 in the power supply vehicle 10A) is executed instead of step B61 (opening of the opening / closing device 52 in the trained vehicle 20), the same operation as in step A60, that is, in the power supply vehicle 10B. The controller 16 sequentially opens the contactors BLB2 and BLB1 in order to open the switching device 45 (step A70). Then, in the power supply vehicle 10B, the control unit 16 opens the third contactor LB3 and inputs the fourth contactor LB4 (step A71). In the knitted vehicle 20, the control unit 26 opens the fifth contactor LB5 and inputs the sixth contactor LB6 (step B69). Thereafter, the connection work between the power supply vehicle 10 and the trained vehicle 20B is performed by the worker (steps A73, B71). By this connection work, the control lead-through line between the power supply vehicle 10B and the trained vehicle 20 is also connected.

連結作業が終了すると、電源車10Bにおいて、制御部16が、第4接触器LB4を開放する(ステップA75)。また、編成車両20において、制御部26が、第6接触器LB6を開放する(ステップB73)。次いで、電源車10Bにおいて、制御部16が、第3接触器LB3を投入する(ステップA77)。また、編成車両20において、制御部26が、第5接触器LB5を投入し(ステップB75)、続いて、開閉装置52を投入するため、接触器PLB3,PLB4を順次投入する(ステップB77)。この開閉装置52の投入により、編成車両20の補機回路54への突入電流を防止できる。これにより、編成車両20に、電源車10Bからの蓄電池44の蓄電電力の供給が開始される。   When the connection work is completed, in the power supply vehicle 10B, the control unit 16 opens the fourth contactor LB4 (step A75). In the knitted vehicle 20, the control unit 26 opens the sixth contactor LB6 (step B73). Next, in the power supply vehicle 10B, the control unit 16 turns on the third contactor LB3 (step A77). Further, in the knitted vehicle 20, the control unit 26 turns on the fifth contactor LB5 (step B75), and then turns on the contactors PLB3 and PLB4 in order to turn on the switchgear 52 (step B77). By turning on the opening / closing device 52, an inrush current to the auxiliary circuit 54 of the trained vehicle 20 can be prevented. Thereby, supply of the stored electric power of the storage battery 44 from the power supply vehicle 10B to the formation vehicle 20 is started.

なお、ステップB61(編成車両20における開閉装置52の開放)の代わりにステップA60(電源車10Aにおける開閉装置45の開放)を実行した場合には、ステップA77(電源車10Bにおける接触器LB3の投入)の後に、ステップA66と同じ動作、すなわち、電源車10Bにおいて、制御部16が、バッテリモードで走行するために、開閉装置45を投入するため、接触器BLB1,BLB2を順次投入する(ステップA78)。編成車両20が交流電気車のため開閉装置52を有しない場合には、この一連のステップA60,A66,A70,A78の過程を経ることにより、電源車10Bの連結後の電源供給時に、交流電気車の直流リンク部への突入電流を防止することができる。入れ替え制御は以上となる。   When step A60 (opening of the opening / closing device 45 in the power supply vehicle 10A) is executed instead of step B61 (opening of the opening / closing device 52 in the trained vehicle 20), step A77 (contacting LB3 in the power supply vehicle 10B is turned on) ), The controller 16 sequentially turns on the contactors BLB1 and BLB2 to turn on the switching device 45 in order to run in the battery mode in the power supply vehicle 10B (step A78). ). When the formation vehicle 20 is an AC electric vehicle and does not have the switchgear 52, the series of steps A60, A66, A70, and A78 are performed, so that the AC electric power is supplied when the power supply vehicle 10B is connected. Inrush current to the DC link part of the car can be prevented. The replacement control is as described above.

(B)電気連結回路
上述の実施形態では、図1,図2に示すように、編成車両20の後端部に電源車10を連結する例を説明したが、逆に、編成車両20の前端部に電源車10を連結するように構成することもできる。この場合、図9に示すように、電源車10における電源車用電気連結回路12、及び、編成車両20における編成車両用電気連結回路22を構成すれば良い。
(B) Electrical connection circuit In the above-described embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the example in which the power supply vehicle 10 is connected to the rear end portion of the trained vehicle 20 has been described. It can also comprise so that the power supply vehicle 10 may be connected to a part. In this case, as shown in FIG. 9, the power supply vehicle electrical connection circuit 12 in the power supply vehicle 10 and the trained vehicle electrical connection circuit 22 in the trained vehicle 20 may be configured.

電源車10は、車両の前端部・後端部それぞれに、引通し線30の連結端子として、合計二つずつの編成車両プラス側連結端子34a、及び、編成車両マイナス側連結端子34bが設けられている。   The power supply vehicle 10 is provided with a total of two trained vehicle plus side connecting terminals 34a and a trained vehicle minus side connecting terminal 34b as connecting terminals of the lead-through wires 30 at the front end portion and the rear end portion of the vehicle, respectively. ing.

電源車用電気連結回路12は、編成車両20と連結される電源車10の後端部の連結端子32a,32bそれぞれと主回路40との間に、更に、第3接触器LB3、第4接触器LB4、及び、抵抗器R4を備えるように構成すれば良い。すなわち、第3接触器LB3は、一端側が、第1接触器LB1の他端側、及び、第2接触器LB2の他端側に接続され、他端側が、後端部側の電源車プラス側連結端子32aに接続されている。第4接触器LB4、及び、抵抗器R4は、直列接続された直列回路を形成し、この直列回路の一端側が、第3接触器LB3の他端側、及び、後端部側の電源車プラス側連結端子32aに接続され、他端側が、車輪に電気的に接続されて接地線を構成する接地回路、及び、後端部側の電源車マイナス側連結端子34aに接続されている。また、編成車両用電気連結回路22は、電源車10と連結される前端部側の編成車両プラス側連結端子34a、及び、編成車両マイナス側連結端子34bと、主回路50と、の間に設けられる。   The electric vehicle connecting circuit 12 includes a third contactor LB3 and a fourth contact between the main circuit 40 and the connecting terminals 32a and 32b at the rear end portion of the power supply vehicle 10 connected to the formation vehicle 20. What is necessary is just to comprise so that the resistor LB4 and the resistor R4 may be provided. That is, one end side of the third contactor LB3 is connected to the other end side of the first contactor LB1 and the other end side of the second contactor LB2, and the other end side is a power vehicle plus side on the rear end side. It is connected to the connecting terminal 32a. The fourth contactor LB4 and the resistor R4 form a series circuit connected in series, and one end side of the series circuit is a power supply vehicle plus on the other end side and the rear end side of the third contactor LB3. The other end side is connected to the side connection terminal 32a, and is connected to the ground circuit that is electrically connected to the wheel to form the ground line, and the rear end side power supply vehicle minus side connection terminal 34a. The knitted vehicle electrical connection circuit 22 is provided between the knitted vehicle plus side connection terminal 34 a and the knitted vehicle minus side connection terminal 34 b on the front end side connected to the power supply vehicle 10, and the main circuit 50. It is done.

そして、編成車両20に電源車10を連結する連結制御(図5参照)や、編成車両20から電源車10を連結解放する連結解放制御(図6参照)においては、編成車両20と連結される電源車10の後端部側の、第3接触器LB3、及び、第4接触器LB4を投入・開放するように制御する。   And in the connection control (refer FIG. 5) which connects the power supply vehicle 10 to the formation vehicle 20, and the connection release control (refer FIG. 6) which connects / releases the power supply vehicle 10 from the formation vehicle 20, it connects with the formation vehicle 20. FIG. Control is performed so that the third contactor LB3 and the fourth contactor LB4 on the rear end side of the power supply vehicle 10 are turned on and off.

(C)電気車の形態
上述の実施形態では、電源車10、及び、編成車両20を、ともに直流電化区間を走行可能な直流電気車であるとしたが、交流電気車にも同様に適用可能である。
(C) Form of electric vehicle In the above-described embodiment, the power supply vehicle 10 and the trained vehicle 20 are both DC electric vehicles capable of traveling in the DC electrified section. However, the present invention can be similarly applied to AC electric vehicles. It is.

図10は、交流電化区間に対応可能な交流電化対応の電源車の構成例であり、図11は、直流電化区間、及び、交流電化区間の両方に対応可能な交直流電化対応の電源車の構成例である。何れにおいても、上述の実施形態における直流電化対応の電源車10(図3参照)と同様に、主回路40の直流リンク部(図10であればAC/DCコンバータ43aの二次側、図11であればPWM整流器兼DC/DCチョッパ43bの二次側)に、電源車用電気連結回路12が接続された構成となっており、電源車用電気連結回路12を介して蓄電池44、駆動用変換器46、及び、補機回路47が並列接続されている。すなわち、主回路40の直流リンク部以降の回路構成は、図3に示した回路構成と同様である。   FIG. 10 is a configuration example of a power supply vehicle compatible with AC electrification that can be used in an AC electrification section, and FIG. 11 is a diagram of a power supply vehicle compatible with AC and DC electrification that is compatible with both a DC electrification section and an AC electrification section. It is a structural example. In any case, the DC link portion of the main circuit 40 (in the case of FIG. 10, the secondary side of the AC / DC converter 43a, FIG. If this is the case, the power supply vehicle electrical connection circuit 12 is connected to the secondary side of the PWM rectifier and DC / DC chopper 43b. A converter 46 and an auxiliary machine circuit 47 are connected in parallel. That is, the circuit configuration after the DC link portion of the main circuit 40 is the same as the circuit configuration shown in FIG.

また、図12は、交流電化区間を走行可能な交流電気車である編成車両の構成例であり、図13は、直流電化区間、及び、交流電化区間の両方に対応可能な交直流電車である編成車両の構成例である。電源車10からの供給電力は直流電力であるので、図12に示す交流電車である編成車両では、編成車両用電気連結回路22は、直流中間回路(AC/DCコンバータ55の二次側)に接続され、図13に示す交直流電車である編成車両では、編成車両用電気連結回路22が、直流主回路の入力段である開閉装置52の前段に接続されている。   FIG. 12 is an example of the configuration of a knitted vehicle that is an AC electric vehicle that can travel in an AC electrified section, and FIG. 13 is an AC / DC train that can handle both the DC electrified section and the AC electrified section. It is a structural example of a formation vehicle. Since the power supplied from the power supply vehicle 10 is DC power, in the knitted vehicle that is an AC train shown in FIG. 12, the knitted vehicle electrical connection circuit 22 is connected to the DC intermediate circuit (secondary side of the AC / DC converter 55). In the knitted vehicle that is connected and is the AC / DC train shown in FIG. 13, the knitted vehicle electrical connection circuit 22 is connected to the front stage of the switching device 52 that is the input stage of the DC main circuit.

更に、電源車10および編成車両20について、架線電力に基づいて主電動機M1,M2を駆動させて走行する架線モードについて説明したが、架線電力の代わりに燃料電池やディーゼルエンジン等の発動装置を用いた発電電力に基づいて主電動機M1,M2を駆動させて走行する発電モードを採用することとしてもよい。この場合、電源車10および編成車両20は、これらの発動装置を組み込んだ気動車として構成することとなるが、その場合でも上述した実施形態と同様に本発明を適用可能である。   Further, the power train 10 and the knitting vehicle 20 have been described with respect to the overhead line mode in which the main motors M1 and M2 are driven based on the overhead line power. However, instead of the overhead line power, an engine such as a fuel cell or a diesel engine is used. It is also possible to adopt a power generation mode in which the main motors M1 and M2 are driven based on the generated power. In this case, the power supply vehicle 10 and the trained vehicle 20 are configured as a pneumatic vehicle incorporating these motors, but even in that case, the present invention can be applied as in the above-described embodiment.

10 電源車
10A これから解放する電源車
10B これから連結する電源車
12 電源車用電気連結回路
LB1 第1接触器、LB2 第2接触器
LB3 第3接触器、LB4 第4接触器
16 制御部
40 主回路
41 パンタグラフ、42 開閉装置、43 DC/DCコンバータ
44 蓄電池、45 開閉装置、46 駆動用変換器、47 補機回路
20 編成車両
22 編成車両用電気連結回路
LB5 第5接触器、LB6 第6接触器
26 制御部
50 主回路
51 パンタグラフ、52 開閉装置、53 駆動用変換器
54 補機回路、55 AC/DCコンバータ
30 引通し線
30a プラス側引通し線
32a 電源車プラス側連結端子、34a 編成車両プラス側連結端子
30b マイナス側引通し線
32b 電源車マイナス側連結端子、34b 編成車両マイナス側連結端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power supply vehicle 10A Power supply vehicle to be released 10B Power supply vehicle to be connected 12 Electric connection circuit for power supply vehicle LB1 First contactor, LB2 Second contactor LB3 Third contactor, LB4 Fourth contactor 16 Control unit 40 Main circuit 41 Pantograph, 42 Opening / closing device, 43 DC / DC converter 44 Storage battery, 45 Opening / closing device, 46 Drive converter, 47 Auxiliary machinery circuit 20 Trained vehicle 22 Trained vehicle electrical connection circuit LB5 5th contactor, LB6 6th contactor 26 Control Unit 50 Main Circuit 51 Pantograph, 52 Switchgear, 53 Drive Converter 54 Auxiliary Equipment Circuit, 55 AC / DC Converter 30 Leading Line 30a Plus Side Leading Line 32a Power Supply Car Plus Side Connection Terminal, 34a Knitted Vehicle Plus Side connection terminal 30b Minus side lead-in wire 32b Power supply car minus side connection terminal, 34b Knitted car Minus-side connecting terminal

Claims (10)

蓄電池を搭載して前記蓄電池の蓄電電力を編成車両に供給する電源車と、前記編成車両とを連結して前記蓄電電力を前記編成車両に供給するために前記電源車に設けられた電源車用電気連結回路であって、
一端側が、前記蓄電池に接続された第1接触器と、
一端側が、前記電源車に設けられた集電装置による電車線からの集電電力あるいは前記電源車に設けられた発動装置の発電電力に基づき直流電力が供給される直流リンク部に接続され、他端側が、前記第1接触器の他端側に接続された第2接触器と、
一端側が、前記第1接触器の他端側および前記第2接触器の他端側に接続され、他端側が、電源車プラス側連結端子に接続された第3接触器と、
抵抗器および第4接触器の直列回路であって、一端側が、前記第3接触器の他端側および前記電源車プラス側連結端子に接続され、他端側が、接地線および電源車マイナス側連結端子に接続された直列回路と、
を備えた電源車用電気連結回路。
A power supply vehicle equipped with a storage battery and supplying the stored power of the storage battery to the trained vehicle, and a power supply vehicle provided in the power supply vehicle for connecting the trained vehicle and supplying the stored power to the trained vehicle An electrical connection circuit,
A first contactor having one end connected to the storage battery;
One end side is connected to a DC link portion to which DC power is supplied based on the collected power from the train line by the current collector provided in the power supply car or the generated power of the generator provided in the power supply car, A second contactor having an end connected to the other end of the first contactor;
One end side is connected to the other end side of the first contactor and the other end side of the second contactor, the other end side is a third contactor connected to the power vehicle plus side connecting terminal,
A series circuit of a resistor and a fourth contactor, wherein one end side is connected to the other end side of the third contactor and the power supply vehicle positive side connection terminal, and the other end side is connected to a ground line and a power supply vehicle negative side A series circuit connected to the terminals;
An electric connection circuit for a power supply car equipped with a motor.
前記電源車は、前記蓄電電力に基づいて主電動機を駆動する駆動用変換器を備えており、
前記第1接触器は、一端側が、前記蓄電池用フィルタリアクトルの出力段に接続されている、
請求項1に記載の電源車用電気連結回路。
The power supply vehicle includes a drive converter that drives a main motor based on the stored power.
The first contactor has one end connected to the output stage of the storage battery filter reactor,
The electric connection circuit for a power supply vehicle according to claim 1.
請求項1又は2に記載の電源車用電気連結回路を備えた電源車。   A power supply vehicle comprising the electric vehicle connection circuit for a power supply vehicle according to claim 1. 請求項3に記載の電源車と、編成車両とを連結して前記蓄電電力を前記編成車両に供給するために前記編成車両に設けられた編成車両用電気連結回路であって、
前記編成車両は、主電動機と、当該編成車両に設けられた集電装置による電車線からの集電電力あるいは当該編成車両に設けられた発動装置の発電電力に基づき前記主電動機を駆動する駆動用変換器と、を備えており、
一端側が、編成車両プラス側連結端子に接続され、他端側が、前記編成車両の前記駆動用変換器への電力入力側に接続された第5接触器と、
抵抗器および第6接触器の直列回路であって、一端側が、前記第5接触器の駆動用変換器側および前記編成車両プラス側連結端子に接続され、他端側が、接地線および編成車両マイナス側連結端子に接続された直列回路と、
を備えた編成車両用電気連結回路。
An electrical connection circuit for a trained vehicle provided in the trained vehicle for connecting the power supply vehicle according to claim 3 and the trained vehicle to supply the stored power to the trained vehicle,
The train set is for driving the main motor based on a power collected from a train line by a main motor and a current collector provided in the train set or a power generated by an engine provided in the train set. A converter, and
A fifth contactor having one end connected to the knitted vehicle plus side connecting terminal and the other end connected to the power input side to the drive converter of the knitted vehicle;
A series circuit of a resistor and a sixth contactor, one end side of which is connected to the driving converter side of the fifth contactor and the knitted vehicle plus side connecting terminal, and the other end side of which is a ground line and a knitted vehicle minus A series circuit connected to the side connection terminal;
An electrical connection circuit for a knitted vehicle comprising:
前記編成車両は、他の前記編成車両と連結した際に電力を融通するプラス側引通し線およびマイナス側引通し線を備えており、
前記第5接触器は、他端側が、前記プラス側引通し線に接続され、
前記抵抗器および前記第6接触器の直列回路は、他端側が、前記マイナス側引通し線に接続されている、
請求項4に記載の編成車両用電気連結回路。
The knitted vehicle includes a plus side lead wire and a minus side lead wire that allow power to be exchanged when connected to the other knitted vehicles,
The fifth contactor has the other end connected to the plus-side lead-through line,
The other end side of the series circuit of the resistor and the sixth contactor is connected to the minus-side lead-through line,
The electric connection circuit for knitted vehicles according to claim 4.
請求項4又は5に記載の編成車両用電気連結回路を備えた編成車両。   A knitted vehicle comprising the electric connection circuit for a knitted vehicle according to claim 4 or 5. 請求項1又は2に記載の電源車用電気連結回路と、請求項4又は5に記載の編成車両用電気連結回路とを連結する際の制御方法であって、
前記電源車プラス側連結端子と前記編成車両プラス側連結端子との連結、および、前記電源車マイナス側連結端子と前記編成車両マイナス側連結端子との連結を行う連結工程の前に、前記第3接触器の開放および前記第4接触器の投入と、前記第5接触器の開放および前記第6接触器の投入とを行う連結前ステップと、
前記連結工程の後に、前記第4接触器および前記第6接触器の開放を行う導通前ステップと、
前記導通前ステップの後に、前記第3接触器および前記第5接触器の投入を行う導通ステップと、
を含む制御方法。
A control method for connecting the electrical connection circuit for a power supply vehicle according to claim 1 or 2 and the electrical connection circuit for a knitted vehicle according to claim 4 or 5,
Before the connecting step of connecting the power vehicle plus side connecting terminal and the trained vehicle plus side connecting terminal and connecting the power source vehicle minus side connecting terminal and the trained vehicle minus side connecting terminal, the third A pre-connection step of opening the contactor and charging the fourth contactor, and opening the fifth contactor and charging the sixth contactor;
A pre-conduction step of opening the fourth contactor and the sixth contactor after the connecting step;
A conduction step of performing charging of the third contactor and the fifth contactor after the pre-conduction step;
Control method.
請求項1又は2に記載の電源車用電気連結回路と、パンタグラフによる電車線からの集電電力を所与の電圧の直流電力に変換して前記直流リンク部に供給する電力変換装置とを備え、前記第1接触器が開放状態の電源車と、
請求項4又は5に記載の編成車両用電気連結回路を備え、パンタグラフによる電車線からの集電電力に基づく架線モード電圧の電力に基づき駆動用変換器が主電動機を駆動して走行する架線モードにある編成車両と、
を連結して、前記電源車の蓄電電力に基づき前記編成車両の主電動機を駆動して走行するバッテリモードに切り替えるバッテリモード切替方法であって、
前記第3接触器の開放および前記第4接触器の投入と、前記第5接触器の開放および前記第6接触器の投入とを行う連結前ステップと、
前記連結前ステップの後に、前記電源車プラス側連結端子と前記編成車両プラス側連結端子との連結、および、前記電源車マイナス側連結端子と前記編成車両マイナス側連結端子との連結を行う連結ステップと、
前記連結ステップの後に、前記第4接触器および前記第6接触器の開放を行う導通前ステップと、
前記電力変換装置が前記直流リンク部に供給する電圧を、前記架線モード電圧の相当電圧に制御する第1の均圧制御ステップと、
前記導通前ステップおよび前記第1の均圧制御ステップの後に、前記第2接触器、前記第3接触器および前記第5接触器の投入を行う導通ステップと、
前記導通ステップの後に、前記編成車両のパンタグラフを降下させる第1の降下ステップと、
前記第1の降下ステップの後に、前記電力変換装置が前記直流リンク部に供給する電圧を、蓄電池電圧相当に制御する第2の均圧制御ステップと、
前記第2の均圧制御ステップの後に、前記第1接触器を投入する蓄電電力供給開始ステップと、
前記蓄電電力供給開始ステップの後に、前記第2接触器の開放および前記電力変換装置の変換動作の停止を行う集電電力供給停止ステップと、
前記集電電力供給停止ステップの後に、前記電源車のパンタグラフを降下させる第2の降下ステップと、
を含むバッテリモード切替方法。
An electrical connection circuit for a power supply vehicle according to claim 1 or 2, and a power conversion device that converts the collected power from a train line by a pantograph into direct current power of a given voltage and supplies the direct current power to the direct current link unit. The first contactor is in an open state, and
6. An overhead wire mode comprising the electric connection circuit for a knitted vehicle according to claim 4 or 5, wherein the driving converter drives the main motor based on the power of the overhead wire mode voltage based on the collected power from the train wire by the pantograph. A formation vehicle in
A battery mode switching method for switching to a battery mode for driving by driving the main motor of the trained vehicle based on the stored power of the power supply vehicle,
A pre-connection step of opening the third contactor and throwing the fourth contactor and opening the fifth contactor and throwing the sixth contactor;
After the pre-connection step, a connection step of connecting the power supply vehicle plus side connection terminal and the trained vehicle plus side connection terminal and connecting the power supply vehicle minus side connection terminal and the trained vehicle minus side connection terminal. When,
A pre-conduction step of opening the fourth contactor and the sixth contactor after the connecting step;
A first pressure equalization control step for controlling a voltage supplied to the DC link unit by the power converter to a voltage equivalent to the overhead wire mode voltage;
A conduction step of performing insertion of the second contactor, the third contactor, and the fifth contactor after the pre-conduction step and the first pressure equalization control step;
A first descending step of lowering the pantograph of the trained vehicle after the conducting step;
A second pressure equalization control step for controlling the voltage supplied to the DC link unit by the power converter after the first descent step, corresponding to a storage battery voltage;
After the second pressure equalization control step, a stored power supply start step for turning on the first contactor;
After the stored power supply start step, the collected power supply stop step for opening the second contactor and stopping the conversion operation of the power conversion device;
A second descent step of lowering the pantograph of the power supply vehicle after the collected power supply stop step;
A battery mode switching method including:
請求項1又は2に記載の電源車用電気連結回路と、請求項4又は5に記載の編成車両用電気連結回路との連結を解放する際の制御方法であって、
前記電源車プラス側連結端子と前記編成車両プラス側連結端子との連結の解放、および、前記電源車マイナス側連結端子と前記編成車両マイナス側連結端子との連結の解放を行う連結解放工程の前に、前記第3接触器の開放および前記第4接触器の投入と、前記第5接触器の開放および前記第6接触器の投入とを行う連結解放前ステップと、
前記連結解放工程の後に、前記第4接触器および前記第6接触器の開放を行う連結解放後ステップと、
を含む制御方法。
A control method for releasing the connection between the electric connection circuit for a power supply vehicle according to claim 1 or 2 and the electric connection circuit for a knitted vehicle according to claim 4 or 5,
Before the connection release step of releasing the connection between the power vehicle plus side connection terminal and the trained vehicle plus side connection terminal and releasing the connection between the power vehicle minus side connection terminal and the train vehicle minus side connection terminal. And a pre-connection release step for opening the third contactor and throwing the fourth contactor, and opening the fifth contactor and throwing the sixth contactor,
A post-connection release step of opening the fourth contactor and the sixth contactor after the connection release step;
Control method.
請求項1又は2に記載の電源車用電気連結回路と、パンタグラフによる電車線からの集電電力を所与の電圧の直流電力に変換して前記直流リンク部に供給する電力変換装置とを備えた電源車と、
請求項4又は5に記載の編成車両用電気連結回路を備え、パンタグラフによる電車線からの集電電力に基づき駆動用変換器が主電動機を駆動して走行可能な編成車両と、
が連結され、前記電源車および前記編成車両のパンタグラフが降下状態にあり、前記電源車の蓄電電力に基づき前記編成車両の主電動機を駆動して走行するバッテリモードにある状態から、当該連結を解放して前記パンタグラフからの集電電力に基づく架線モード電圧の電力に基づき前記主電動機を駆動して前記編成車両が自走可能となる架線モードに切り替える架線モード切替方法であって、
前記電源車のパンタグラフを上昇させる第1の上昇ステップと、
前記第1の上昇ステップの後に、前記電力変換装置の変換動作を開始させて、前記電力変換装置が前記直流リンク部に供給する電圧を、蓄電池電圧相当に制御する第1の均圧制御ステップと、
前記第1の均圧制御ステップの後に、前記第2接触器の投入を行い、その後に前記第1接触器の開放を行う電力供給切替ステップと、
前記電力供給切替ステップの後に、前記電力変換装置が前記直流リンク部に供給する電圧を、前記架線モード電圧の相当電圧に制御する第2の均圧制御ステップと、
前記第2の均圧制御ステップの後に、前記編成車両のパンタグラフを上昇させる第2の上昇ステップと、
前記第2の上昇ステップの後に、前記第3接触器および前記第5接触器の開放を行う導通切り離しステップと、
前記導通切り離しステップの後に、前記第4接触器および前記第6接触器の投入を行う連結解放前ステップと、
前記連結解放前ステップの後に、前記電源車プラス側連結端子と前記編成車両プラス側連結端子との連結の解放、および、前記電源車マイナス側連結端子と前記編成車両マイナス側連結端子との連結の解放を行う連結解放ステップと、
前記連結解放ステップの後に、前記第4接触器および前記第6接触器の開放を行う連結解放後ステップと、
を含む架線モード切替方法。
An electrical connection circuit for a power supply vehicle according to claim 1 or 2, and a power conversion device that converts the collected power from a train line by a pantograph into direct current power of a given voltage and supplies the direct current power to the direct current link unit. Power car,
A trained vehicle comprising the electrical connection circuit for a trained vehicle according to claim 4 or 5, wherein the drive converter drives the main motor based on the collected power from the train line by a pantograph, and
Is connected, and the pantographs of the power supply vehicle and the trained vehicle are in the lowered state, and the connection is released from the battery mode in which the main motor of the trained vehicle is driven based on the stored power of the power train. An overhead line mode switching method for switching to the overhead line mode in which the trained vehicle can be driven by driving the main motor based on the power of the overhead line mode voltage based on the collected power from the pantograph,
A first raising step for raising the pantograph of the power supply vehicle;
A first pressure equalization control step of starting a conversion operation of the power converter after the first rising step and controlling a voltage supplied to the DC link unit by the power converter to be equivalent to a storage battery voltage; ,
After the first pressure equalization control step, the second contactor is turned on, and then the first contactor is opened, and the power supply switching step is performed.
After the power supply switching step, a second pressure equalization control step for controlling the voltage supplied by the power converter to the DC link unit to a voltage equivalent to the overhead wire mode voltage;
A second ascending step for raising the pantograph of the trained vehicle after the second pressure equalization control step;
A conduction disconnecting step of opening the third contactor and the fifth contactor after the second raising step;
A pre-connection release step in which the fourth contactor and the sixth contactor are inserted after the conduction disconnecting step;
After the connection release step, the connection between the power vehicle plus side connection terminal and the trained vehicle plus side connection terminal is released, and the connection between the power vehicle minus side connection terminal and the trained vehicle minus side connection terminal is performed. A concatenated release step for releasing;
A post-connection release step of opening the fourth contactor and the sixth contactor after the connection release step;
Overhead line mode switching method including
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