JP3247539B2 - Ｐｗｍコンバータの制御装置 - Google Patents
Ｐｗｍコンバータの制御装置Info
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- JP3247539B2 JP3247539B2 JP05746694A JP5746694A JP3247539B2 JP 3247539 B2 JP3247539 B2 JP 3247539B2 JP 05746694 A JP05746694 A JP 05746694A JP 5746694 A JP5746694 A JP 5746694A JP 3247539 B2 JP3247539 B2 JP 3247539B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Control Of Multiple Motors (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、同一編成の電気車に搭
載される複数の電気車負荷を、複数のＰＷＭ（パルス幅
変調制御）コンバータからなる変換ユニットを複数台運
転制御するＰＷＭコンバータの制御装置に関する。
載される複数の電気車負荷を、複数のＰＷＭ（パルス幅
変調制御）コンバータからなる変換ユニットを複数台運
転制御するＰＷＭコンバータの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は従来のＰＷＭコンバータの制御装
置の一例の概略構成を示す図である。これは、交流架線
１、集電装置例えばパンタグラフ２１，２２、特高引通
し３、変換ユニット（第１ユニット）４１，変換ユニッ
ト（第２ユニット）４２，変換ユニット（第３ユニッ
ト）４３，変換ユニット（第４ユニット）４４から構成
されている。変換ユニット（第１ユニット）４１は、変
圧器４１０と、交直変換装置４１１，４１２，４１３，
４１４と、ＰＷＭ制御装置４１５から構成されている。
置の一例の概略構成を示す図である。これは、交流架線
１、集電装置例えばパンタグラフ２１，２２、特高引通
し３、変換ユニット（第１ユニット）４１，変換ユニッ
ト（第２ユニット）４２，変換ユニット（第３ユニッ
ト）４３，変換ユニット（第４ユニット）４４から構成
されている。変換ユニット（第１ユニット）４１は、変
圧器４１０と、交直変換装置４１１，４１２，４１３，
４１４と、ＰＷＭ制御装置４１５から構成されている。
【０００３】図７は変換ユニット４１の詳細な回路を示
す図であり、単相コンバータ６１〜６４、平滑コンデン
サ７１，７２、可変電圧・可変周波数インバータ８１，
８２、負荷例えば電動機９１，９２、ＰＷＭ制御装置１
０から構成されている。
す図であり、単相コンバータ６１〜６４、平滑コンデン
サ７１，７２、可変電圧・可変周波数インバータ８１，
８２、負荷例えば電動機９１，９２、ＰＷＭ制御装置１
０から構成されている。
【０００４】変圧器４１０の複数（４個）の２次巻線４
１０ｂには、電力半導体デバイス例えばサイリスタとダ
イオードからなり、交流を直流に変換するコンバータ６
１〜６４が接続されている。コンバータ６１，６２の出
力側に平滑コンデンサ７１を介して電力半導体デバイス
例えばサイリスタとダイオードからなり、直流を交流に
変換して電動機９１に供給するインバータ８１が接続さ
れている。コンバータ６３，６４の出力側に平滑コンデ
ンサ７２を介して電力半導体デバイス例えばサイリスタ
とダイオードからなり、直流を交流に変換して電動機９
２に供給するインバータ８２が接続されている。変圧器
４１０の３次巻線４１０ｃには、ＰＷＭ制御装置１０が
接続され、これには図８に示す搬送波１１が入力され、
これと３次巻線４１０ｃからの基準信号１２の大小によ
り、コンバータ６１〜６４のサイリスタのオン、オフの
タイミングを制御する。なお、５は車輪である。以上述
べた構成は、変換ユニット４１であるが、他の変換ユニ
ット４２，４３，４４も同様に構成されているので、こ
こでその説明を省略する。
１０ｂには、電力半導体デバイス例えばサイリスタとダ
イオードからなり、交流を直流に変換するコンバータ６
１〜６４が接続されている。コンバータ６１，６２の出
力側に平滑コンデンサ７１を介して電力半導体デバイス
例えばサイリスタとダイオードからなり、直流を交流に
変換して電動機９１に供給するインバータ８１が接続さ
れている。コンバータ６３，６４の出力側に平滑コンデ
ンサ７２を介して電力半導体デバイス例えばサイリスタ
とダイオードからなり、直流を交流に変換して電動機９
２に供給するインバータ８２が接続されている。変圧器
４１０の３次巻線４１０ｃには、ＰＷＭ制御装置１０が
接続され、これには図８に示す搬送波１１が入力され、
これと３次巻線４１０ｃからの基準信号１２の大小によ
り、コンバータ６１〜６４のサイリスタのオン、オフの
タイミングを制御する。なお、５は車輪である。以上述
べた構成は、変換ユニット４１であるが、他の変換ユニ
ット４２，４３，４４も同様に構成されているので、こ
こでその説明を省略する。
【０００５】このように構成された従来のＰＷＭコンバ
ータの制御装置において、例えば電動機９１，９２の力
行時には、交流架線１からの交流電圧がパンタグラフ２
１を介して集電され、この集電された交流電圧を変圧器
４１０にて降圧絶縁され、単相コンバータ６１〜６４に
より整流されると共に昇圧され、さらに平滑コンデンサ
７１，７２で平滑される。この平滑コンデンサ７１，７
２で平滑された電力は、インバータ８１，８２により３
相交流に変換され、この変換された３相交流により電動
機９１，９２が並列運転される。
ータの制御装置において、例えば電動機９１，９２の力
行時には、交流架線１からの交流電圧がパンタグラフ２
１を介して集電され、この集電された交流電圧を変圧器
４１０にて降圧絶縁され、単相コンバータ６１〜６４に
より整流されると共に昇圧され、さらに平滑コンデンサ
７１，７２で平滑される。この平滑コンデンサ７１，７
２で平滑された電力は、インバータ８１，８２により３
相交流に変換され、この変換された３相交流により電動
機９１，９２が並列運転される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上述べた従来のＰＷ
Ｍコンバータの制御装置にあっては、同一変換ユニット
内のコンバータの搬送波に位相差を持たせている。具体
的には、図６の変換ユニット４１内のコンバータ６１〜
６４の搬送波間の、位相差を０，π／４，２π／４，３
π／４ずつずらせている。このため、変圧器４１０の１
次側４１０ａに流れる高調波電流成分を打ち消すことが
できる。
Ｍコンバータの制御装置にあっては、同一変換ユニット
内のコンバータの搬送波に位相差を持たせている。具体
的には、図６の変換ユニット４１内のコンバータ６１〜
６４の搬送波間の、位相差を０，π／４，２π／４，３
π／４ずつずらせている。このため、変圧器４１０の１
次側４１０ａに流れる高調波電流成分を打ち消すことが
できる。
【０００７】ところが、従来のＰＷＭコンバータの制御
装置にあっては、同一編成内の複数の変換ユニット４
２，４３，４４の搬送波の位相差は、同一であるため、
電源電流に高調波が重畳されることがある。この場合の
高調波は、同一編成内のユニット数倍となる。本発明
は、同一編成内で発生し、電源電流に重畳される高調波
電流の発生を抑制できるＰＷＭコンバータの制御装置を
提供することを目的とする。
装置にあっては、同一編成内の複数の変換ユニット４
２，４３，４４の搬送波の位相差は、同一であるため、
電源電流に高調波が重畳されることがある。この場合の
高調波は、同一編成内のユニット数倍となる。本発明
は、同一編成内で発生し、電源電流に重畳される高調波
電流の発生を抑制できるＰＷＭコンバータの制御装置を
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に対応する発明は、同一編成の電気車の各
々に搭載され、交流電力を直流電力に変換して各電気車
負荷に供給する複数のコンバータからなる変換ユニット
と、該同一編成の電気車の各々に搭載され、該各電気車
に夫々１次巻線と複数の２次巻線を有する変圧器とを備
え、該各１次巻線を交流架線からの交流電力をパンタグ
ラフ又は特高引通し回路を介して電気的に接続し、該各
変圧器の２次巻線を夫々該コンバータに夫々接続したも
のであって、 該各コンバータは複数の半導体デバイスか
らなり、各半導体デバイスのオンオフタイミングを基準
信号と搬送波の大小により制御すると共に、同一変換ユ
ニット内の各コンバータにそれぞれ供給する搬送波の位
相をずらした状態で制御するＰＷＭコンバータの制御装
置において、前記各変換ユニット毎に供給する搬送波間
に所望の位相差を設定する搬送波位相差設定装置を具備
したことを特徴とするＰＷＭコンバータの制御装置であ
る。
め、請求項１に対応する発明は、同一編成の電気車の各
々に搭載され、交流電力を直流電力に変換して各電気車
負荷に供給する複数のコンバータからなる変換ユニット
と、該同一編成の電気車の各々に搭載され、該各電気車
に夫々１次巻線と複数の２次巻線を有する変圧器とを備
え、該各１次巻線を交流架線からの交流電力をパンタグ
ラフ又は特高引通し回路を介して電気的に接続し、該各
変圧器の２次巻線を夫々該コンバータに夫々接続したも
のであって、 該各コンバータは複数の半導体デバイスか
らなり、各半導体デバイスのオンオフタイミングを基準
信号と搬送波の大小により制御すると共に、同一変換ユ
ニット内の各コンバータにそれぞれ供給する搬送波の位
相をずらした状態で制御するＰＷＭコンバータの制御装
置において、前記各変換ユニット毎に供給する搬送波間
に所望の位相差を設定する搬送波位相差設定装置を具備
したことを特徴とするＰＷＭコンバータの制御装置であ
る。
【０００９】前記目的を達成するため、請求項２に対応
する発明は、請求項１記載のＰＷＭコンバータの制御装
置において、前記搬送波位相差設定装置は、同一編成内
の変換ユニットの数をｎとしたとき、π／（２・ｎ）ず
つ等間隔にずらして設定するものであるＰＷＭコンバー
タの制御装置である。
する発明は、請求項１記載のＰＷＭコンバータの制御装
置において、前記搬送波位相差設定装置は、同一編成内
の変換ユニットの数をｎとしたとき、π／（２・ｎ）ず
つ等間隔にずらして設定するものであるＰＷＭコンバー
タの制御装置である。
【００１０】前記目的を達成するため、請求項３に対応
する発明は、同一編成の電気車に各々搭載され、交流架
線からの交流電力をパンタグラフ又は特高引通し回路を
介して得られる交流電圧を各々印加する１次巻線と、
該１次巻線の印加電圧を変圧し、これを出力する複数の
２次巻線と３次巻線を有する複数の変圧器と、前記各２
次巻線に各々接続され、複数の半導体デバイスからなる
単相コンバータを複数個有し、前記各変圧器からの交流
電力を直流電力に変換すると共に、この変換された直流
電力をそれぞれ各電気車負荷に供給して該各電気車負荷
を並列運転する複数台の変換ユニットと、前記各単相コ
ンバータの半導体デバイスのオンオフタイミングを基準
信号と搬送波の大小により制御するものであって、同一
変換ユニット内の各コンバータにそれぞれ供給する搬送
波の位相をずらした状態で制御する複数のＰＷＭ制御器
と、前記変圧器の３次巻線の３次電圧により基本波成分
を取出す複数の同期電源と、この各同期電源により取出
された基本波成分に基づき前記各変換ユニット毎に供給
する搬送波間に所望の位相差を設定する搬送波位相差設
定器と、を具備したＰＷＭコンバータの制御装置であ
る。
する発明は、同一編成の電気車に各々搭載され、交流架
線からの交流電力をパンタグラフ又は特高引通し回路を
介して得られる交流電圧を各々印加する１次巻線と、
該１次巻線の印加電圧を変圧し、これを出力する複数の
２次巻線と３次巻線を有する複数の変圧器と、前記各２
次巻線に各々接続され、複数の半導体デバイスからなる
単相コンバータを複数個有し、前記各変圧器からの交流
電力を直流電力に変換すると共に、この変換された直流
電力をそれぞれ各電気車負荷に供給して該各電気車負荷
を並列運転する複数台の変換ユニットと、前記各単相コ
ンバータの半導体デバイスのオンオフタイミングを基準
信号と搬送波の大小により制御するものであって、同一
変換ユニット内の各コンバータにそれぞれ供給する搬送
波の位相をずらした状態で制御する複数のＰＷＭ制御器
と、前記変圧器の３次巻線の３次電圧により基本波成分
を取出す複数の同期電源と、この各同期電源により取出
された基本波成分に基づき前記各変換ユニット毎に供給
する搬送波間に所望の位相差を設定する搬送波位相差設
定器と、を具備したＰＷＭコンバータの制御装置であ
る。
【００１１】前記目的を達成するため、請求項４に対応
する発明は、請求項３記載のＰＷＭコンバータの制御装
置において、前記搬送波位相差設定器は、同一編成内の
変換ユニットの数をｎとしたとき、π／（２・ｎ）ずつ
等間隔にずらして設定するものであるＰＷＭコンバータ
の制御装置である。
する発明は、請求項３記載のＰＷＭコンバータの制御装
置において、前記搬送波位相差設定器は、同一編成内の
変換ユニットの数をｎとしたとき、π／（２・ｎ）ずつ
等間隔にずらして設定するものであるＰＷＭコンバータ
の制御装置である。
【００１２】
【作用】請求項１〜請求項４に対応する発明によれば、
同一編成内の各単相コンバータ毎に、供給する搬送波間
に位相差を設定したので、電源電流に重畳される高調波
電流の発生を抑制できる。
同一編成内の各単相コンバータ毎に、供給する搬送波間
に位相差を設定したので、電源電流に重畳される高調波
電流の発生を抑制できる。
【００１３】また、請求項３に対応する発明によれば、
各ユニット内に具備している３次巻線の３次電圧により
搬送波の初期位相の設定の同期信号を得るようにしたの
で、初期位相設定の引通し線を省略することができる。
各ユニット内に具備している３次巻線の３次電圧により
搬送波の初期位相の設定の同期信号を得るようにしたの
で、初期位相設定の引通し線を省略することができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の第１実施例の概略構成を示
す図であり、図６とは異なる点は、複数の変換ユニット
４１，４２，４３，４４毎に供給する搬送波間に所望の
位相差を設定する搬送波位相差設定装置１３を、変換ユ
ニット４１〜４４毎に設けた点である。
て説明する。図１は本発明の第１実施例の概略構成を示
す図であり、図６とは異なる点は、複数の変換ユニット
４１，４２，４３，４４毎に供給する搬送波間に所望の
位相差を設定する搬送波位相差設定装置１３を、変換ユ
ニット４１〜４４毎に設けた点である。
【００１５】図２は図１の変換ユニット４１〜４４のう
ちの変換ユニット４１の構成を詳細に示す回路図であ
る。図３は搬送波位相差設定装置１３の構成を示すブロ
ック図であり、計器用変成器１４、同期電源１５、ゼロ
クロスコンパレータ１６、ワンショット回路１７、レジ
スタ１８、カウンタ１９、発振器（ＯＳＣ）２０、パタ
ーンＲＯＭ２３からなっている。
ちの変換ユニット４１の構成を詳細に示す回路図であ
る。図３は搬送波位相差設定装置１３の構成を示すブロ
ック図であり、計器用変成器１４、同期電源１５、ゼロ
クロスコンパレータ１６、ワンショット回路１７、レジ
スタ１８、カウンタ１９、発振器（ＯＳＣ）２０、パタ
ーンＲＯＭ２３からなっている。
【００１６】同期電源１５は、変圧器４１０の３次巻線
４１０ｃの３次電圧を降圧すると共に基本波成分（正弦
波）を取出す。ゼロクロスコンパレータ１６は、同期電
源１５により取出された基本波成分の零点（正弦波の負
から正に変わる点）を検出し、これを検出したときパル
スを出力する。ワンショット回路１７は、ゼロクロスコ
ンパレータ１６からのパルスが入力される毎にワンショ
ットパルスをカウンタ１９に入力する。
４１０ｃの３次電圧を降圧すると共に基本波成分（正弦
波）を取出す。ゼロクロスコンパレータ１６は、同期電
源１５により取出された基本波成分の零点（正弦波の負
から正に変わる点）を検出し、これを検出したときパル
スを出力する。ワンショット回路１７は、ゼロクロスコ
ンパレータ１６からのパルスが入力される毎にワンショ
ットパルスをカウンタ１９に入力する。
【００１７】レジスタ１８は、予め初期位相データが記
憶されており、図示しない入力手段により入力された初
期位相入力指令に応じた初期位相データを出力する。い
ま、例えば１台の変換ユニットに、図２に示すように４
個のコンバータ６１〜６４が存在する場合には、各コン
バータ６１〜６４の搬送波の位相角θが、それぞれ０
度，９０度、２２．５度、１１２．５度と設定されてい
る。この場合、コンバータ６１，６２の位相差は９０度
であり、またコンバータ６３，６４の位相差は９０度と
なっている。このように９０度の位相差を持たせること
により、搬送波周波数の２倍の高調波成分が除去でき
る。これは、高次の高調波の方が成分量が低いため、９
０度の位相差を持たせることで低次の高調波は除去でき
る。
憶されており、図示しない入力手段により入力された初
期位相入力指令に応じた初期位相データを出力する。い
ま、例えば１台の変換ユニットに、図２に示すように４
個のコンバータ６１〜６４が存在する場合には、各コン
バータ６１〜６４の搬送波の位相角θが、それぞれ０
度，９０度、２２．５度、１１２．５度と設定されてい
る。この場合、コンバータ６１，６２の位相差は９０度
であり、またコンバータ６３，６４の位相差は９０度と
なっている。このように９０度の位相差を持たせること
により、搬送波周波数の２倍の高調波成分が除去でき
る。これは、高次の高調波の方が成分量が低いため、９
０度の位相差を持たせることで低次の高調波は除去でき
る。
【００１８】カウンタ１９は、ワンショット回路１７か
らのパルスを受けた場合、レジスタ１８から初期位相デ
ータを受け取り、この位相データを初期位相として発振
器２０からの信号が入力される毎に位相角データをイン
クリメントする。
らのパルスを受けた場合、レジスタ１８から初期位相デ
ータを受け取り、この位相データを初期位相として発振
器２０からの信号が入力される毎に位相角データをイン
クリメントする。
【００１９】パターンＲＯＭ２３には、アドレスが付さ
れた搬送波デジタルデータが格納されている。発振器２
０はパターンＲＯＭ２３のアドレスを設定する。パター
ンＲＯＭ２３は発振器２０で設定されたアドレスに応じ
て予め格納されている搬送波を設定する。
れた搬送波デジタルデータが格納されている。発振器２
０はパターンＲＯＭ２３のアドレスを設定する。パター
ンＲＯＭ２３は発振器２０で設定されたアドレスに応じ
て予め格納されている搬送波を設定する。
【００２０】このようにカウンタ１９の位相角データ
は、アドレスを指定することにより、パターンＲＯＭ２
３に格納された所定の搬送波デジタルデータを出力され
る。以上述べた図３の搬送波位相差設定装置１３が変換
ユニット４１〜４４毎に設けられているので、レジスタ
１８に初期位相指令を入力することにより、変換ユニッ
ト４１〜４４毎で搬送波の位相を設定することができ
る。
は、アドレスを指定することにより、パターンＲＯＭ２
３に格納された所定の搬送波デジタルデータを出力され
る。以上述べた図３の搬送波位相差設定装置１３が変換
ユニット４１〜４４毎に設けられているので、レジスタ
１８に初期位相指令を入力することにより、変換ユニッ
ト４１〜４４毎で搬送波の位相を設定することができ
る。
【００２１】図４は同一編成内にｎ台の変換ユニットを
有する場合の搬送波３１，３２，３３の位相角の初期値
を設定する際の一例を示す図であり、この場合には、π
／（２ｎ）ずつ等間隔ずらして設定する。
有する場合の搬送波３１，３２，３３の位相角の初期値
を設定する際の一例を示す図であり、この場合には、π
／（２ｎ）ずつ等間隔ずらして設定する。
【００２２】以上述べた実施例によれば、同一編成内の
各単相コンバータ毎に、供給する搬送波間に位相差を設
定したので、電源電流に重畳される高調波電流の発生を
抑制できる。以下この原理について図５を参照して説明
する。いま、例えば２台コンバータがあるとき、それぞ
れのコンバータの搬送波３１，３２の位相をずらすこと
により、図５に示すようにスイッチングのタイミングが
ずれる。１台の電流瞬時値ＩＳ１が山になるタイミング
で、他方の電流瞬時値ＩＳ２は谷になる。２台のコンバ
ータ電流を足し合わせ（ＩＳ１＋ＩＳ２）ることで、山
のピークと谷のピークが打ち消し合い、山と谷のピーク
の高さは低くなり、山と谷の数の２倍になる。言い換え
れば、コンバータ１台の元の周波数成分（元の山、谷の
ピーク）は消え、２倍の高調波成分が残ることになる。
同様に、ｎ台のコンバータを、等間隔にずらすことで、
搬送波のｎ倍までの高調波が低減できることになる。
各単相コンバータ毎に、供給する搬送波間に位相差を設
定したので、電源電流に重畳される高調波電流の発生を
抑制できる。以下この原理について図５を参照して説明
する。いま、例えば２台コンバータがあるとき、それぞ
れのコンバータの搬送波３１，３２の位相をずらすこと
により、図５に示すようにスイッチングのタイミングが
ずれる。１台の電流瞬時値ＩＳ１が山になるタイミング
で、他方の電流瞬時値ＩＳ２は谷になる。２台のコンバ
ータ電流を足し合わせ（ＩＳ１＋ＩＳ２）ることで、山
のピークと谷のピークが打ち消し合い、山と谷のピーク
の高さは低くなり、山と谷の数の２倍になる。言い換え
れば、コンバータ１台の元の周波数成分（元の山、谷の
ピーク）は消え、２倍の高調波成分が残ることになる。
同様に、ｎ台のコンバータを、等間隔にずらすことで、
搬送波のｎ倍までの高調波が低減できることになる。
【００２３】このことは、具体的に従来例と本実施例と
を比較するために実験した結果からも明らかである。従
来１台のコンバータをＰＷＭ制御動作させると、主変圧
器の２次側に搬送波周波数の偶数倍の前後の高調波のピ
ークが現れた。この場合の搬送周波数を、例えば４２０
Ｈｚ（６０Ｈｚで７パルスモードの場合）とすると、ピ
ークが現れる周波数が、８４０Ｈｚ、１６８０Ｈｚ、３
３６０Ｈｚ、…の前後である。図７のように、コンバー
タ６１〜６４が４台あり、このうち６１，６２を、９０
度ずつずらし、残りの６３，６４を９０度ずつずらし、
さらに６１と６４を４５度ずつずらすと、１６８０Ｈｚ
前後の高調波が低減できる。また、コンバータ６１と６
４を、２２．５度ずらすことで、３３６０Ｈｚの前後の
高調波を低減できる。ところが、前述した従来例では、
４台のコンバータ６１〜６４に、０度、９０度、２２．
５度、１１２．５度の位相差を持たせていたので、３３
６０Ｈｚ前後の高調波を低減できるが、１６８０Ｈｚ前
後の周波数の高調波が残った。
を比較するために実験した結果からも明らかである。従
来１台のコンバータをＰＷＭ制御動作させると、主変圧
器の２次側に搬送波周波数の偶数倍の前後の高調波のピ
ークが現れた。この場合の搬送周波数を、例えば４２０
Ｈｚ（６０Ｈｚで７パルスモードの場合）とすると、ピ
ークが現れる周波数が、８４０Ｈｚ、１６８０Ｈｚ、３
３６０Ｈｚ、…の前後である。図７のように、コンバー
タ６１〜６４が４台あり、このうち６１，６２を、９０
度ずつずらし、残りの６３，６４を９０度ずつずらし、
さらに６１と６４を４５度ずつずらすと、１６８０Ｈｚ
前後の高調波が低減できる。また、コンバータ６１と６
４を、２２．５度ずらすことで、３３６０Ｈｚの前後の
高調波を低減できる。ところが、前述した従来例では、
４台のコンバータ６１〜６４に、０度、９０度、２２．
５度、１１２．５度の位相差を持たせていたので、３３
６０Ｈｚ前後の高調波を低減できるが、１６８０Ｈｚ前
後の周波数の高調波が残った。
【００２４】これに対して、本実施例では、変換ユニッ
ト４１〜４４で等間隔に搬送波をずらすことで、従来残
った１６８０Ｈｚ前後の高調波を低減できた。本発明
は、前述した実施例に限定されず、例えば以下のように
変形して実施できる。前述の実施例では電気車負荷とし
て交流電動機９１，９２を例にあげ、これを運転するた
めにコンバータ６１〜６４の出力を、インバータ８１，
８２により交流に変換する場合を説明したが、電気車負
荷として直流電動機あるいはこれ以外の負荷であっても
よく、この場合にはコンバータの出力をそのまま利用し
たりしてもよい。
ト４１〜４４で等間隔に搬送波をずらすことで、従来残
った１６８０Ｈｚ前後の高調波を低減できた。本発明
は、前述した実施例に限定されず、例えば以下のように
変形して実施できる。前述の実施例では電気車負荷とし
て交流電動機９１，９２を例にあげ、これを運転するた
めにコンバータ６１〜６４の出力を、インバータ８１，
８２により交流に変換する場合を説明したが、電気車負
荷として直流電動機あるいはこれ以外の負荷であっても
よく、この場合にはコンバータの出力をそのまま利用し
たりしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、同一編成内で発生し、
電源電流に重畳される高調波電流の発生を抑制でき、ま
た初期位相設定の引通し線を省略することができるＰＷ
Ｍコンバータの制御装置を提供することができる。
電源電流に重畳される高調波電流の発生を抑制でき、ま
た初期位相設定の引通し線を省略することができるＰＷ
Ｍコンバータの制御装置を提供することができる。
【図１】本発明によるＰＷＭコンバータの制御装置の第
１実施例の概略構成を示す図。
１実施例の概略構成を示す図。
【図２】図１の第１変換ユニットの具体的な回路を示す
図。
図。
【図３】図１の搬送波位相差設定装置の構成を示すブロ
ック図。
ック図。
【図４】図１の搬送波位相差設定装置で設定された搬送
波を示す図。
波を示す図。
【図５】図１の実施例の原理を説明するための図。
【図６】従来のＰＷＭコンバータの制御装置の第１例の
概略構成を示す図。
概略構成を示す図。
【図７】図６の第１変換ユニットの具体的な回路を示す
図。
図。
【図８】図６のＰＷＭ制御装置の動作を説明するための
図。
図。
１…交流架線、２１，２２パンタグラフ、３…特引通
し、４１〜４４…変換ユニット、４１０…１次巻線４１
０ａ，２次巻線４１０ｂ，３次巻線４１０ｃを有する変
圧器、６１〜６４…単相コンバータ、７１，７２…平滑
コンデンサ、８１，８２…インバータ、９１，９２…電
動機、１０…ＰＷＭ制御装置、１３…搬送波位相差設定
装置。
し、４１〜４４…変換ユニット、４１０…１次巻線４１
０ａ，２次巻線４１０ｂ，３次巻線４１０ｃを有する変
圧器、６１〜６４…単相コンバータ、７１，７２…平滑
コンデンサ、８１，８２…インバータ、９１，９２…電
動機、１０…ＰＷＭ制御装置、１３…搬送波位相差設定
装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 氏家 昭彦 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東 芝 府中工場内 (56)参考文献 特開 平１−222661（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−98469（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−119571（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−223383（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 7/17 B60L 3/00 G05F 1/00 H02M 7/155 H02P 7/63
Claims (4)
- 【請求項１】 同一編成の電気車の各々に搭載され、交
流電力を直流電力に変換して各電気車負荷に供給する複
数のコンバータからなる変換ユニットと、該同一編成の
電気車の各々に搭載され、該各電気車に夫々１次巻線と
複数の２次巻線を有する変圧器とを備え、該各１次巻線
を交流架線からの交流電力をパンタグラフ又は特高引通
し回路を介して電気的に接続し、該各変圧器の２次巻線
を夫々該コンバータに夫々接続したものであって、 該 各コンバータは複数の半導体デバイスからなり、各半
導体デバイスのオンオフタイミングを基準信号と搬送波
の大小により制御すると共に、同一変換ユニット内の各
コンバータにそれぞれ供給する搬送波の位相をずらした
状態で制御するＰＷＭコンバータの制御装置において、 前記各変換ユニット毎に供給する搬送波間に所望の位相
差を設定する搬送波位相差設定装置を具備したことを特
徴とするＰＷＭコンバータの制御装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のＰＷＭコンバータの制御
装置において、前記搬送波位相差設定装置は、同一編成
内の変換ユニットの数をｎとしたとき、π／（２・ｎ）
ずつ等間隔にずらして設定するものであるＰＷＭコンバ
ータの制御装置。 - 【請求項３】 同一編成の電気車に各々搭載され、交流
架線からの交流電力をパンタグラフ又は特高引通し回路
を介して得られる交流電圧を各々印加する１次巻線と、
該１次巻線の印加電圧を変圧し、これを出力する複数
の２次巻線と３次巻線を有する複数の変圧器と、 前記各２次巻線に各々接続され、複数の半導体デバイス
からなる単相コンバータを複数個有し、前記各変圧器か
らの交流電力を直流電力に変換すると共に、この変換さ
れた直流電力をそれぞれ各電気車負荷に供給して該各電
気車負荷を並列運転する複数台の変換ユニットと、 前記各単相コンバータの半導体デバイスのオンオフタイ
ミングを基準信号と搬送波の大小により制御するもので
あって、同一変換ユニット内の各コンバータにそれぞれ
供給する搬送波の位相をずらした状態で制御する複数の
ＰＷＭ制御器と、 前記変圧器の３次巻線の３次電圧により基本波成分を取
出す複数の同期電源と、 この各同期電源により取出された基本波成分に基づき前
記各変換ユニット毎に供給する搬送波間に所望の位相差
を設定する搬送波位相差設定器と、 を具備したＰＷＭコンバータの制御装置。 - 【請求項４】 請求項３記載のＰＷＭコンバータの制御
装置において、前記搬送波位相差設定器は、同一編成内
の変換ユニットの数をｎとしたとき、π／（２・ｎ）ず
つ等間隔にずらして設定するものであるＰＷＭコンバー
タの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05746694A JP3247539B2 (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | Ｐｗｍコンバータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05746694A JP3247539B2 (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | Ｐｗｍコンバータの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07274517A JPH07274517A (ja) | 1995-10-20 |
| JP3247539B2 true JP3247539B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=13056468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05746694A Expired - Lifetime JP3247539B2 (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | Ｐｗｍコンバータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3247539B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10052970B2 (en) | 2014-08-06 | 2018-08-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power converting apparatus for vehicles |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3159993B2 (ja) * | 1997-03-31 | 2001-04-23 | 三菱電機株式会社 | Ｐｗｍコンバータの制御装置 |
| GB2449427B (en) * | 2007-05-19 | 2012-09-26 | Converteam Technology Ltd | Control methods for the synchronisation and phase shift of the pulse width modulation (PWM) strategy of power converters |
| JP2010200576A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-09 | Railway Technical Res Inst | 電力供給方法及び交直流電車用電源システム |
| JP5665823B2 (ja) * | 2009-10-19 | 2015-02-04 | 株式会社東芝 | 電力変換装置 |
| JP5108995B2 (ja) | 2010-09-29 | 2012-12-26 | パナソニック株式会社 | 電力変換装置 |
| WO2013088496A1 (ja) | 2011-12-12 | 2013-06-20 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
| CN103427729A (zh) * | 2012-05-17 | 2013-12-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 基于直流母线的抽油机井群控系统 |
| CN106458045B (zh) * | 2014-06-17 | 2019-04-16 | 三菱电机株式会社 | 电车的控制装置 |
| JP7391558B2 (ja) * | 2019-07-23 | 2023-12-05 | 民雄 奥谷 | 軌道回路におけるデジタル信号伝送方式 |
-
1994
- 1994-03-28 JP JP05746694A patent/JP3247539B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10052970B2 (en) | 2014-08-06 | 2018-08-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power converting apparatus for vehicles |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07274517A (ja) | 1995-10-20 |
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