JP6139236B2 - Electric locomotive control device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、電気機関車制御装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an electric locomotive control device.
電気機関車には、交流架線から電力を供給されて電気機関車の各装置に所要形態の電力を供給するための電源装置である制御装置が搭載されている。例えば、駆動用電動機を制御するための主変換装置、電気機関車内のコンプレッサーや冷却用のブロワなどの電源を供給するための補助電源装置、及び電気機関車の牽引する客車へ空調装置などの電源を供給するための客車電源装置などが設けられている。 The electric locomotive is equipped with a control device which is a power supply device for supplying electric power from an AC overhead line and supplying electric power of a required form to each device of the electric locomotive. For example, a main converter for controlling a drive motor, an auxiliary power supply for supplying power to a compressor and a cooling blower in an electric locomotive, and a power supply such as an air conditioner to a passenger vehicle towed by the electric locomotive A passenger car power supply device is provided for supplying the vehicle.
そして、電気機関車ごとに適宜の台数の電源装置を収めた複数の電力変換装置が設置されている。例えば、動軸を6軸もち駆動用電動機を6台もつ電気機関車の制御装置の場合、3台の主変換装置と1台の補助電源装置とを収納した電力変換装置を2台搭載し、更に客車電源装置2台を電気機関車内に設置していた。 A plurality of power converters that contain an appropriate number of power supply devices for each electric locomotive are installed. For example, in the case of a control device for an electric locomotive that has six driving shafts and six drive motors, two power converters that house three main converters and one auxiliary power unit are installed. In addition, two passenger car power supplies were installed in the electric locomotive.
しかしながら、制御装置を構成する、これらの電力変換装置、電源装置はサイズが大きいため、設置するための広いスペースが必要となる。その結果、電力変換装置、電源装置を電気機関車の種類に応じた設置スペースに収めるために、装置の配置を再設計する必要が生ずる可能性があり、またメンテナンス作業が煩雑化するなどの原因ともなっている。さらに、ユーザからも設置スペースを小さくすることに対する要望がなされている。従って、電力変換装置、電源装置を小型化することに対する潜在的なニーズが存在する。 However, since these power conversion devices and power supply devices constituting the control device are large in size, a large space for installation is required. As a result, it may be necessary to redesign the arrangement of the apparatus in order to fit the power conversion apparatus and power supply apparatus in the installation space corresponding to the type of electric locomotive, and the maintenance work is complicated. It is also. Furthermore, there is a demand from the user for reducing the installation space. Therefore, there is a potential need for downsizing the power conversion device and the power supply device.
本願発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであって、電気機関車制御装置のサイズを低減された電気機関車制御装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the electric locomotive control apparatus in which the size of the electric locomotive control apparatus was reduced.
上記課題を解決するための本発明の実施の形態によれば、架線から供給される交流電力をコンバータにより直流電力に変換し、前記直流電力をインバータにより駆動用電動機を制御する交流電力に変換する主変換装置と、前記直流電力の電圧を降圧する降圧回路と、降圧された前記直流電力をインバータにより交流電力に変換して電気機関車内のコンプレッサーを含む設備に供給する補助電源回路と、降圧された前記直流電力を電気機関車の牽引する客車内の空調装置を含む設備に供給する客車電源回路とを備え、前記主変換装置、前記降圧回路、前記補助電源回路、及び前記客車電源回路は、一つの筐体内に設けられ、前記筐体内には、2台の前記主変換装置と2台の前記降圧回路とが設けられ、それぞれの前記降圧回路は、それぞれの前記主変換装置の前記直流電力の電圧を降圧し、それぞれの前記降圧回路から出力される降圧された前記電圧は、ともに前記補助電源回路と前記客車電源回路とに入力され、それぞれの前記降圧回路の出力電力は均等になるように制御される、電気機関車制御装置が提供される。
According to the embodiment of the present invention for solving the above problems, and converts the AC power supplied from the overhead line by the converter into DC power, converts the DC power into AC power for controlling the driving electric motor by the inverter A main converter, a step-down circuit that steps down the voltage of the DC power, an auxiliary power circuit that converts the stepped-down DC power into AC power by an inverter and supplies the AC power to equipment including a compressor in the electric locomotive, and a step-down circuit A passenger car power supply circuit that supplies the DC power to facilities including an air conditioner in a passenger car towed by an electric locomotive , the main converter, the step-down circuit, the auxiliary power supply circuit, and the passenger car power supply circuit, Provided in one housing, and in the housing, two main converters and two step-down circuits are provided, and each step-down circuit is provided in front of each other. The DC power voltage of the main converter is stepped down, and the stepped down voltages output from the step-down circuits are input to the auxiliary power supply circuit and the passenger car power supply circuit, respectively. An electric locomotive control device is provided in which the output power is controlled to be equal .
[第1の実施の形態]
第1の実施形態について図を参照し、詳細に説明する。なお、以下では主電動機を6台有する電気機関車について説明するが、本願はこの形態に限定されるものではない。
[First embodiment]
The first embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In the following, an electric locomotive having six main motors will be described, but the present application is not limited to this form.
図1は、第1の実施の形態の電気機関車制御装置100の構成を示す図である。
電気機関車制御装置100は、電力変換装置(PCC)10a、10b、10c、切替装置20、及び制御部30を備えている。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an electric
The electric
電力変換装置10a(10b、10c)は、交流架線、トランスを介して取り入れた電力を変換して、それぞれ駆動用電動機7a、8a(7b、8b、7c、8c)の駆動動作を制御する。また電力変換装置10a(10b、10c)は、交流架線、トランスを介して取り入れた電力を、補助電源用の電力及び客車電源用の電力に変換して出力する。
The
切替装置20は、それぞれ電力変換装置10a、10b、10cから出力される補助電源用の電力11a、11b、11cの内の2つの電力を選択する。一方の電力は定電圧定周波数の電源としてコンプレッサーなどの定周波数負荷に供給される。他方の電力は可変電圧可変周波数の電源として冷却用のブロワなどの可変周波数負荷に供給される。
The
また、切替装置20は、それぞれ電力変換装置10a、10b、10cから出力される補助電源用の電力12a、12b、12cの内の2つの電力を選択し、客車用電源として出力する。客車用の電源は牽引する客車に2系統の直流600Vを供給する。
Further, the
制御部30は、切替装置20の動作を制御する。切替装置20の動作については後述する。
The
続いて、電力変換装置10a、10b、10cの構成と動作について説明する。なお、電力変換装置10a、10b、10cは同一の構成であるため、電力変換装置10aについて代表して説明する。
Then, the structure and operation | movement of
電力変換装置10aは、コントローラ1a、主変換装置2a、主変換装置3a、降圧回路4a、補助電源回路5a、及び客車電源回路6aを備えている。
The
主変換装置2a、3aは、それぞれ駆動用電動機7a、8aの駆動動作を制御する。降圧回路4aは、主変換装置2a、3aの交流/直流コンバータから取り出した直流電力の電圧(例えば、1800V)を所定の電圧値(例えば、600V)まで降圧する。そして、降圧回路4aは、降圧した直流電力を補助電源回路5aと客車電源回路6aとに出力する。
補助電源回路5aは、直流電力をインバータを介して補助電源用交流電力に変換して切替装置20に出力する。客車電源回路6aは、直流電力を客車電源用直流電力に変換して切替装置20に出力する。
The auxiliary power supply circuit 5a converts the DC power into auxiliary power AC power via an inverter and outputs it to the
コントローラ1aは、電力変換装置10aの動作を統括して制御する。主変換装置2a、3aの交流/直流コンバータとインバータ、補助電源回路5aのインバータ、補助電源回路5aと客車用電源回路6aへ直流電力を供給する降圧回路4aは、IGBTなどのスイッチング素子で構成される。コントローラ1aは、スイッチング素子を制御してそれぞれの装置及び回路の動作を制御する。
The
図2は、第1の実施の形態の電気機関車制御装置100の電力変換装置10aの詳細の回路構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed circuit configuration of the
電力変換装置10a、10b、10cは同一の構成であるため、電力変換装置10aについて代表して説明する。また、主変換装置2aと主変換装置3aとは同一の構成であるため、主変換装置2aについて説明する。
Since the
架線(不図示)からパンタグラフ101を介して取り出された交流電力はトランス103の一次側に供給される。トランス103によって降圧された交流電力は、二次側に設けられた接触器104、充電抵抗接続用接触器105、充電抵抗106を介して交流/直流コンバータ120へ接続される。
The AC power extracted from the overhead line (not shown) via the
運転手が運転台から開始の操作を行なうと、接触器105が動作し充電抵抗106を介して充電電流が主回路を流れ、回路のフィルタコンデンサ109を充電する。そしてそれに続くタイミングで接触器104が動作する。
When the driver performs a start operation from the cab, the
コンバータ120は、入力される単相交流電圧を直流電圧(例えば、1800V)に変換する変換器であり、コンバータ用の半導体素子107を組み合わせて構成されている。コントローラ1aが、ゲートアンプ(不図示)を介してコンバータ用の半導体素子107を直接駆動することで、直流電圧が制御される。
The
コンバータ120の後段(トランス3と反対側)には、平滑回路125、フィルタコンデンサ109、降圧チョッパ126が接続されている。降圧チョッパ126は、半導体素子110a、ダイオード110b、アース110c、リアクトル110d、コンデンサ113を有している。平滑回路125は、リアクトルとコンデンサとで構成され、フィルタコンデンサ109と共に、コンバータ120から出力される直流電圧の脈動成分を平滑化する。
A
VVVFインバータ121は、6個の半導体素子115を有している。VVVFインバータ121の入力側より供給される直流電圧を元に三相の交流電圧を生成する。VVVFインバータ121は、直流の電圧を出力すべき交流電圧の振幅に応じた幅のパルスで刻む。コントローラ1aが、ゲートアンプ(不図示)を介してVVVFインバータ用の半導体素子115を直接駆動することで、交流生成動作が実行される。そして、このようにして生成した三相交流の電力は駆動用電動機7aに供給される。
The VVVF
主変換装置2a側の降圧チョッパ126では、半導体素子110aとダイオード110bとが直列にグラウンド110cに接続されている。半導体素子110aを動作させることによって、入力電圧(1800V)は、半導体素子110aのスイッチングにより降圧される。そして降圧した直流電圧(600V)がコンデンサ113の両端に発生する。
In the step-
主変換装置3a側の降圧チョッパ127も、半導体素子111aとダイオード111bとが直列にグラウンド111cに接続されている。半導体素子111aを動作させることによって、入力電圧(1800V)は、半導体素子111aのスイッチングにより降圧される。そして降圧した直流電圧(600V)がコンデンサ113の両端に発生する。
In the step-down
このように、コンデンサ113の両端には、主変換装置2a側の降圧チョッパ126によって発生する電圧と、主変換装置3a側の降圧チョッパ127によって発生する電圧とが作用する。コントローラ1aは、主変換装置2a側の直流電圧(1800V)と、主変換装置3a側の直流電圧(1800V)とが均等に配分されるように降圧チョッパ126、127の動作を制御する。この動作については後述する。
Thus, the voltage generated by the step-down
降圧チョッパの出力である直流電圧は、2つの系統に入力される。1つの系統では、インバータ128が3相交流の電力を生成する。生成された電力は、3相フィルタ回路129を介して補助電源用電力として出力する。なお、3相フィルタ回路129の後段に絶縁トランスを設けても良い。一方、もう一つの系統では、直流電圧を客車用電力として出力する。ここで、図示していないが、平滑回路を備えることができる。
The DC voltage that is the output of the step-down chopper is input to two systems. In one system, the
なお、図1に示すブロックと図2に示す回路とは次のように対応する。 The block shown in FIG. 1 corresponds to the circuit shown in FIG. 2 as follows.
図1の主変換装置2aには、図2に示す、接触器105、充電抵抗106、接触器104、コンバータ120、平滑回路125、フィルタコンデンサ109、VVVFインバータ121が対応する。図1の降圧回路4aは、図2に示す、降圧チョッパ126、127が対応する。
The
図1の補助電源回路5aは、図2に示すインバータ128、3相フィルタ回路129が対応する。図1の客車電源回路6aは、図2では、特に回路素子が設けられておらずコンデンサ113の出力である直流電力線として表されているが、上述のように、客車電源回路6aは、平滑回路を備えることができる。
1 corresponds to the
図3は、第1の実施の形態の電気機関車制御装置100の降圧チョッパ126、127の動作を制御する方法を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a method of controlling the operations of the step-down
降圧チョッパ126に接続するリアクトルの後段には電流検知器130が設けられ電流値I1が検知される。降圧チョッパ127に接続するリアクトルの後段には電流検知器131が設けられ電流値I2が検知される。また、電圧検知器DCPT113aによってコンデンサ113の両端の電圧Vが検知される。
A
コントローラ1aは、降圧チョッパ126が出力する電力W1(=I1×V)、および降圧チョッパ127が出力する電力W2(=I2×V)を把握する。把握した電力W1、W2の合計値は、補助電源負荷と客車電源負荷とに供給されている電力である。そこで、それぞれの降圧チョッパ126、127が出力する電力を均等とするために、コントローラ1aは、電力W1とW2の平均値(=(W1+W2)/2)を制御指令値として降圧チョッパ126、127の動作を制御する。
The
続いて切替装置20の動作について説明する。上述のように、従来の構成例では、3台の主変換装置と1台の補助電源装置とを一つの筐体内に収納した電力変換装置(PCC)を2台搭載し、更に客車電源装置2台を電気機関車内に設置していた。
Next, the operation of the
これに対して、第1の実施の形態では、2台の主変換装置と1台の補助電源装置と1台の客車電源装置を一つの筐体内に収納した電力変換装置(PCC)を3台搭載した構成である。従って、従来の構成と比較すると、1台の補助電源装置と1台の客車電源装置とが増加している。 On the other hand, in the first embodiment, three power converters (PCCs) in which two main converters, one auxiliary power supply, and one passenger car power supply are housed in one housing are provided. This is the installed configuration. Therefore, compared with the conventional configuration, one auxiliary power supply and one passenger car power supply are increasing.
第1の実施の形態では、増加する1台の補助電源装置と1台の客車電源装置とを運転に使用しない待機装置として扱う。即ち、電気機関車の運転時は、6台の主変換装置と2台の補助電源装置と2台の客車電源装置を稼動し、1台の補助電源装置と1台の客車電源装置とを待機状態に置く。そして、稼動状態にある電源装置が故障した場合などの所定の条件が成立したときは、待機状態にある電源装置を稼動状態にしてバックアップさせる。切替装置20は、このような稼動状態と待機状態の切替を行うための装置である。
In the first embodiment, one increasing auxiliary power supply and one passenger vehicle power supply are treated as standby devices that are not used for driving. In other words, when the electric locomotive is in operation, six main converters, two auxiliary power supplies, and two passenger car power supplies are operated, and one auxiliary power supply and one passenger car power supply are on standby. Put in state. Then, when a predetermined condition is satisfied, such as when the power supply device in the operating state has failed, the power supply device in the standby state is set in the operating state to be backed up. The switching
図4は、第1の実施の形態の電気機関車制御装置100の切替装置の構成と動作を説明するための図である。図4(1)は、補助電源切替回路21の構成を示す図であり、図4(2)は、客車電源切替回路22の構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration and operation of the switching device of the electric
以下、補助電源切替回路21について説明する。
Hereinafter, the auxiliary
電力変換装置10a、10bから出力される補助電源用の電力11a、11bは、それぞれ遮断スイッチBR1、BR2を介して、低周波数負荷、可変周波数負荷に供給される。一方、電力変換装置10cから出力される補助電源用の電力11cは、待機電力として扱われる。待機状態(無負荷)にある電力11cは、第1の切替回路21bを介して定周波数負荷に接続され、第2の切替回路21cを介して可変周波数負荷に接続されている。第1の切替回路21b、第2の切替回路21cには、断続接点が設けられ、通常では断続接点は開放されている。
The
定周波数負荷に電力を供給する電力変換装置10aが故障した際は、遮断スイッチBR1が開放され、第1の切替回路21bの断続接点が接続して待機状態にある電力変換装置10cの電力が定周波数負荷に供給される。可変周波数負荷に電力を供給する電力変換装置10bが故障した際は、遮断スイッチBR2が開放され、第2の切替回路21cの断続接点が接続して待機状態にある電力変換装置10cの電力が可変周波数負荷に供給される。遮断スイッチBR1、BR2、第1の切替回路21b及び第2の切替回路21cの断続動作は、制御部30によって自動で制御される。
When the
図4(2)に示す、客車電源切替回路22についても、上述の補助電源切替回路21と同様の構成、動作である。なお、客車電源切替回路22は、補助電源切替回路21とは独立に動作する。
The passenger car power
なお、バリエーションの形態として、電力変換装置10a、10b、10cと低周波数負荷、可変周波数負荷、無負荷(待機状態)との接続を適宜変更できるように電気機関車制御装置を構成しても良い。
As a variation, the electric locomotive control device may be configured so that the connection between the
図5は、バリエーションの形態の電気機関車制御装置100の補助電源切替回路21に設けられる回路21aの構成を示す図である。なお、説明を簡略化するために、三相配線を表す3本の線を一本の線で代表している。
割り当て回路21aには、遮断スイッチBR1、BR2、BR3と切替スイッチSW1、SW2、SW3とが設けられている。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a
The
遮断スイッチBR1、BR2、BR3は、それぞれ電力11a、11b、11cを断続する。遮断スイッチBR1、BR2、BR3は、それぞれ電力変換装置10a、10b、10cが故障した際に、制御部30によって、あるいはそれぞれコントローラ1a、1b、1cによって自動で遮断される。また、遮断スイッチBR1、BR2、BR3は、電気機関車の運転手の遮断操作によっても遮断されるようになされている。
The shut-off switches BR1, BR2, and BR3 intermittently connect the
切替スイッチSW1、SW2、SW3は、入力された一つの信号を、3つの端子T1、T2、T3のいずれかの端子から出力する。それぞれの切替スイッチの出力は、それぞれの端子ごとに1つの信号線にまとめられる。図5では、端子T1は定周波数負荷に接続され、端子T2は可変周波数負荷に接続され、端子T3は待機状態(無負荷)に接続されている。なお、切替スイッチSW1、SW2、SW3は、制御部30によって自動で切り替えるように構成しても良く、手動で切り替えるように構成しても良い。例えば、列車の電源投入時に電力変換装置10a、10b、10cの使用負荷が均等になるように切替スイッチSW1、SW2、SW3を切り替えることもできる。
The changeover switches SW1, SW2, and SW3 output one input signal from any one of the three terminals T1, T2, and T3. The output of each changeover switch is collected on one signal line for each terminal. In FIG. 5, the terminal T1 is connected to a constant frequency load, the terminal T2 is connected to a variable frequency load, and the terminal T3 is connected to a standby state (no load). The change-over switches SW1, SW2, and SW3 may be configured to be automatically switched by the
なお、客車電源切替回路22についても、上述の補助電源切替回路21と同様の構成と動作を行う回路22a(不図示)が設けられる。
The passenger car power
続いて、第1の実施の形態の電気機関車制御装置の奏する効果について説明する。 Then, the effect which the electric locomotive control apparatus of 1st Embodiment has is demonstrated.
[第1の効果:装置のサイズ低減]
図6は、従来の電力変換装置及び客車電源装置の構成を模式的に示す図である。
[First effect: Reduction in device size]
FIG. 6 is a diagram schematically showing a configuration of a conventional power conversion device and passenger vehicle power supply device.
上述のように、従来は、3台の主変換装置と1台の補助電源装置とを収納した電力変換装置を2台搭載し、更に客車電源装置2台を電気機関車内に設置していた。これに対して、第1の実施の形態の電気機関車制御装置では、電力変換装置が2台から3台に増加するものの、補助電源装置のうちの交流/直流コンバータ、その入力に設けられる接触器、及び主変圧器の二次巻線が省略される。また、客車電源装置(直流整流回路、その入力に設けられる接触器、及び主変圧器の二次巻線)が省略される。 As described above, conventionally, two power converters that house three main converters and one auxiliary power unit are mounted, and two passenger car power units are installed in the electric locomotive. On the other hand, in the electric locomotive control device according to the first embodiment, although the number of power conversion devices is increased from two to three, the AC / DC converter of the auxiliary power supply device, the contact provided at the input thereof And the secondary winding of the main transformer are omitted. Further, the passenger car power supply device (DC rectifier circuit, contactor provided at its input, and secondary winding of the main transformer) is omitted.
この結果、装置の容積が、一例として、約20m3→14m3となり、約30%の小型化を実現することができる。 As a result, the volume of the apparatus is, for example, about 20 m 3 → 14 m 3 , and downsizing of about 30% can be realized.
一例の内訳として、従来の構成では、電力変換装置2台=15.5m3、3φフィルタ2台=0.9m3、客車電源2台=3.27m3で合計容積=19.7m3であった。これに対して、本願の構成では、電力変換装置3台=14.0m3であった。
As the breakdown of an example, in the conventional structure, the
[第2の効果:保守性の向上]
上述のように電源装置は、スイッチング素子で構成されるが、IGBTがスイッチングする際、または通電する際に発生する損失による発熱を抑える機構としては、従来は水を各冷却器に循環させて冷却する循環水冷、あるいは冷却ファンによる空冷を用いることができる。従来の構成では、電力変換装置は水冷であり、客車電源装置は空冷であった。この理由は、従来からこれらの装置が別体として、かつ異なる冷却方式で製造されてきたという歴史的な経緯によるものである。
[Second effect: Improved maintainability]
As described above, the power supply device is composed of switching elements. As a mechanism for suppressing heat generation due to loss that occurs when the IGBT is switched or energized, conventionally, cooling is performed by circulating water to each cooler. Circulating water cooling or air cooling with a cooling fan can be used. In the conventional configuration, the power converter is water-cooled and the passenger car power supply is air-cooled. This is due to the historical background that these devices have been manufactured separately and with different cooling methods.
ここで、空冷方式と水冷方式とを比較すると、保守性の観点からは、一般に水冷方式が簡便であると考えられる。空冷方式を採用する場合は、電源装置にフィンを設ける必要があり、また付着ダストの清掃が必要となるなど、水冷方式に比較すると保守作業が煩雑である。 Here, comparing the air cooling method and the water cooling method, it is generally considered that the water cooling method is simple from the viewpoint of maintainability. When the air cooling method is adopted, it is necessary to provide fins in the power supply device, and it is necessary to clean the attached dust, and the maintenance work is complicated as compared with the water cooling method.
これに対し、第1の実施の形態では、冷却方式は全て水冷方式に統一することができる。この形態では、従来用いてきた水冷管を延長するのみで良く、またメンテナンスも水冷用設備を対象に一本化することができ、更に、上述のように保守内容も簡便である。従って、保守性を向上することができる。 On the other hand, in the first embodiment, all the cooling methods can be unified with the water cooling method. In this embodiment, it is only necessary to extend a conventionally used water-cooled tube, maintenance can be unified for water-cooling equipment, and the maintenance content is simple as described above. Therefore, maintainability can be improved.
[第3の効果:信頼性の向上]
上述のように、補助電源装置と客車電源装置とは3式を設け、1式がバックアップ用とする待機システムを形成している。従って、装置の信頼性を向上することができる。更に、待機系には、3式のいずれかを任意に割り当てることができ、例えば、電源の使用率が均等になるように運用することができる。従って、装置の信頼性をさらに向上することができる。
[Third effect: Improved reliability]
As described above, the auxiliary power supply device and the passenger car power supply device are provided with three types, and one set forms a standby system for backup. Therefore, the reliability of the apparatus can be improved. Furthermore, any one of the three types can be arbitrarily assigned to the standby system, and for example, it can be operated so that the usage rate of the power source becomes equal. Therefore, the reliability of the apparatus can be further improved.
[第4の効果:客車用電源入力力率の向上]
従来の客車電源装置では、図6に示すように直流整流回路が用いられていたため位相の制御のみが可能であり力率の制御ができなかった。これに対して、第1の実施の形態では客車用電源の交流側入力は主変換装置の交流/直流コンバータである。コンバータは、電流の制御が可能であるため、力率を制御することが可能である。原理的には力率は1に制御できるため客車用電源の効率を向上することができる。
[Fourth effect: Improved power input power factor for passenger cars]
In the conventional passenger car power supply apparatus, as shown in FIG. 6, since the DC rectifier circuit is used, only the phase control is possible and the power factor cannot be controlled. On the other hand, in the first embodiment, the AC input of the passenger car power supply is an AC / DC converter of the main converter. Since the converter can control the current, the converter can control the power factor. In principle, since the power factor can be controlled to 1, the efficiency of the passenger car power supply can be improved.
以上述べた第1の実施の形態の電力変換装置、電源装置で構成することにより、電気機関車制御装置のサイズを小さくすることができ、更に種々の効果を得ることができる。 By configuring the power conversion device and the power supply device according to the first embodiment described above, the size of the electric locomotive control device can be reduced, and various effects can be obtained.
なお、サイズを小さくするための要素となる技術思想は、主変換装置2aのコンバータ120から取り出した直流電力の電圧を所定の電圧値にまで降圧回路4aを用いて降圧し、降圧した直流電圧を客車用電源負荷に供給し、また降圧した直流電圧をインバータを用いて交流に変換して補助用電源負荷に供給することである。
The technical idea that is an element for reducing the size is that the voltage of the DC power extracted from the
これによって、従来の補助電源装置、及び客車電源装置の少なくとも一部の構成を不要とすることができる。 Thereby, the structure of at least a part of the conventional auxiliary power supply and passenger car power supply can be made unnecessary.
また、主変換装置2a、降圧回路4a、少なくとも一部の構成を省略した補助電源装置と客車電源装置を一体として構成することで、サイズの低減を図ることができる。
Moreover, size reduction can be aimed at by comprising integrally the
尚、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
1…コントローラ、2、3…主変換装置、4…降圧回路、5…補助電源回路、6…客車電源回路、7、8…駆動用電動機、10…電力変換装置、20…切替装置、21…補助電源切替回路、21a…割り当て回路、21b…第1の切替回路、21c…第2の切替回路、22…客車電源切替回路、22a…割り当て回路、22b…第1の切替回路、22c…第2の切替回路、30…制御部、100…電気機関車制御装置、120…交流/直流コンバータ、121…VVVFインバータ、125…平滑回路、126、127…降圧チョッパ、128…インバータ。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記直流電力の電圧を降圧する降圧回路と、
降圧された前記直流電力をインバータにより交流電力に変換して電気機関車内のコンプレッサーを含む設備に供給する補助電源回路と、
降圧された前記直流電力を電気機関車の牽引する客車内の空調装置を含む設備に供給する客車電源回路と
を備え、
前記主変換装置、前記降圧回路、前記補助電源回路、及び前記客車電源回路は、一つの筐体内に設けられ、
前記筐体内には、2台の前記主変換装置と2台の前記降圧回路とが設けられ、
それぞれの前記降圧回路は、それぞれの前記主変換装置の前記直流電力の電圧を降圧し、
それぞれの前記降圧回路から出力される降圧された前記電圧は、ともに前記補助電源回路と前記客車電源回路とに入力され、
それぞれの前記降圧回路の出力電力は均等になるように制御される、電気機関車制御装置。 Converts AC power supplied from the overhead line by the converter into DC power, a main converter for converting the DC power into AC power for controlling the driving electric motor by the inverter,
A step-down circuit for stepping down the voltage of the DC power;
An auxiliary power circuit that converts the stepped-down DC power into AC power by an inverter and supplies it to equipment including a compressor in the electric locomotive;
A passenger car power supply circuit that supplies the stepped down DC power to facilities including an air conditioner in a passenger car towed by an electric locomotive ,
The main converter, the step-down circuit, the auxiliary power supply circuit, and the passenger car power supply circuit are provided in a single casing,
In the housing, two main conversion devices and two step-down circuits are provided,
Each of the step-down circuits steps down the voltage of the DC power of the main converter,
Both the stepped down voltages output from the step-down circuits are input to the auxiliary power supply circuit and the passenger car power supply circuit,
An electric locomotive control device in which the output power of each step-down circuit is controlled to be equal .
それぞれの前記筐体の前記補助電源回路または前記客車電源回路から出力される3つの電力を異なる2つの供給系統とバックアップ用の待機系統とに割り当て、前記2つの供給系統のうち、一つの系統に供給される電力が異常になった際、当該系統に前記待機系統に割り当てられた電力を供給する切替回路とを備える、請求項2に記載の電気機関車制御装置。 Three cases are provided,
Assigned to the each of the housing the auxiliary power supply circuit or the standby system for the passenger supply three two supply lines different power output from the circuit and backup, one of the two supply lines, one of the strains The electric locomotive control device according to claim 2 , further comprising: a switching circuit that supplies power allocated to the standby system to the system when the supplied power becomes abnormal.
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