JP6815762B2 - Power conversion system - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、電力変換システムに関する。 Embodiments of the present invention relate to power conversion systems.

変電所から架線への電力が遮断されている場合に、電気車には、架線からの電力が供給されない。この場合、電気車に搭載された走行用モータに電力供給ができずに電気車が走行できなくなる可能性があった。また、架線からの電力が供給されない状態で電気車を走行させるために、既存の装置構成を変更する必要が生ずる場合がある。 When the power from the substation to the overhead line is cut off, the electric vehicle is not supplied with the power from the overhead line. In this case, there is a possibility that the electric vehicle cannot travel because the electric power cannot be supplied to the traveling motor mounted on the electric vehicle. In addition, it may be necessary to change the existing device configuration in order to run the electric vehicle without supplying electric power from the overhead wire.

特開２０１０−２１５０１４号公報JP-A-2010-215014

本発明が解決しようとする課題は、装置構成の変更を抑制すると共に非常時に電気車を走行させることができる電力変換システムを提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a power conversion system capable of suppressing a change in the device configuration and running an electric vehicle in an emergency.

実施形態の電力変換システムは、電力変換装置と、交流接触器と、蓄電装置と、直流接触器と、接触器箱と、操作装置と、を持つ。前記電力変換装置は、架線から変圧器を介して供給された交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を、電気車を走行させる走行用モータを駆動させるための走行用電力に変換して前記走行用モータに供給する。前記交流接触器は、前記変圧器と前記電力変換装置とを接続する第１の電力線の途中に設けられ、電力を遮断する状態と、電力を導通する状態とを切り替える。前記蓄電装置は、前記第１の電力線における前記交流接触器と前記電力変換装置との途中に接続されている。前記直流接触器は、前記蓄電装置と前記第１の電力線とを接続する第２の電力線の途中に設けられ、電力を遮断する状態と、電力を導通する状態とを切り替える。前記接触器箱は、前記交流接触器と前記直流接触器とを収容する。操作装置は、前記交流接触器に接続される第１の接点部、前記交流接触器にも前記直流接触器にも接続されない第２の接点部、前記直流接触器に接続される第３の接点部、および、オン信号が供給される第４の接点部を備え、操作部の操作に従って、前記第１の接点部、前記第２の接点部、前記第３の接点部の順またはその逆順に、前記第１の接点部、前記第２の接点部、および前記第３の接点部のうちいずれか一つを前記第４の接点部に接続させる構成を有する。前記交流接触器および前記直流接触器は、前記オン信号が供給されている場合に電力を導通する状態に切り替わり、前記オン信号が供給されていない場合に電力を遮断する状態に切り替わる。
The power conversion system of the embodiment includes a power conversion device, an AC contactor, a power storage device, a DC contactor, a contactor box, and an operating device . The power conversion device converts AC power supplied from an overhead wire via a transformer into DC power, and converts the converted DC power into running power for driving a running motor for running an electric vehicle. Is supplied to the traveling motor. The AC contactor is provided in the middle of a first power line connecting the transformer and the power conversion device, and switches between a state in which power is cut off and a state in which power is conducted. The power storage device is connected in the middle of the AC contactor and the power conversion device in the first power line. The DC contactor is provided in the middle of a second power line connecting the power storage device and the first power line, and switches between a state in which power is cut off and a state in which power is conducted. The contactor box houses the AC contactor and the DC contactor. The operating device includes a first contact portion connected to the AC contactor, a second contact portion not connected to the AC contactor or the DC contactor, and a third contact portion connected to the DC contactor. A unit and a fourth contact portion to which an on signal is supplied are provided, and according to the operation of the operation portion, the first contact portion, the second contact portion, the third contact portion, and vice versa. , The first contact portion, the second contact portion, and any one of the third contact portions are connected to the fourth contact portion. The AC contactor and the DC contactor are switched to a state in which power is conducted when the on signal is supplied, and a state in which power is cut off when the on signal is not supplied.

実施形態の電力変換システム１の一例を示す図。The figure which shows an example of the power conversion system 1 of embodiment. 実施形態の電力変換システム１における接触器箱１５０の一例を示す図。The figure which shows an example of the contactor box 150 in the power conversion system 1 of embodiment. 実施形態において走行モードを通常走行モードから非常走行モードに切り替える流れの一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the flow of switching a driving mode from a normal driving mode to an emergency driving mode in an embodiment. 実施形態において走行モードを非常走行モードから通常走行モードに切り替える流れの一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the flow of switching a driving mode from an emergency driving mode to a normal driving mode in an embodiment. 他の実施形態において走行モードを切り替える流れの一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the flow of switching a driving mode in another embodiment. 通常時および非常時におけるキャリア信号、変調波、およびＰＷＭ信号の一例を示す図。The figure which shows an example of a carrier signal, a modulated wave, and a PWM signal in a normal state and an emergency time.

以下、実施形態の電力変換システムを、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the power conversion system of the embodiment will be described with reference to the drawings.

図１は、実施形態の電力変換システム１の一例を示す図である。電力変換システム１は、例えば鉄道車両に搭載される。鉄道車両は、電気車の一例である。電力変換システム１には、集電装置４００およびメイントランスの走行用巻線（５００および１０２）を介して、架線から高圧交流電力が供給される。電力変換システム１は、高圧交流電力を走行用交流電力に変換して、走行用モータＭに供給する。これにより電力変換システム１は、走行用モータＭに走行トルクを発生させ、鉄道車両を走行させる。実施形態において、走行用モータＭは、例えば、誘導電動機である。 FIG. 1 is a diagram showing an example of the power conversion system 1 of the embodiment. The power conversion system 1 is mounted on, for example, a railroad vehicle. Railroad cars are an example of electric cars. High-voltage AC power is supplied to the power conversion system 1 from the overhead wire via the current collector 400 and the traveling windings (500 and 102) of the main transformer. The power conversion system 1 converts high-voltage AC power into traveling AC power and supplies it to the traveling motor M. As a result, the power conversion system 1 generates a traveling torque in the traveling motor M to drive the railway vehicle. In the embodiment, the traveling motor M is, for example, an induction motor.

電力変換システム１は、例えば、交流接触器１００と、走行用電力変換装置２００と、バッテリ装置３００と、直流接触器３１０とを含む。 The power conversion system 1 includes, for example, an AC contactor 100, a traveling power conversion device 200, a battery device 300, and a DC contactor 310.

交流接触器１００は、メイントランスの走行用巻線１０２と走行用電力変換装置２００とを接続する電力線（第１の電力線）１０４の途中に設けられている。交流接触器１００は、電力線１０４における正極線に接続された接触器Ｋ１と、電力線１０４における負極線に接続された接触器Ｋ２とを含む。また、交流接触器１００は、各接触器Ｋ１およびＫ２を電磁的に動作させるためのコイル（不図示）などを備える。交流接触器１００は、交流電力用の各接触器Ｋ１およびＫ２を遮断状態と導通状態との間で切り替える。なお、走行用充電回路２１０に抵抗体ｒ１０およびｒ１１があるため、交流接触器１００において突入電流を抑制する抵抗体を備えていなくてよい。 The AC contactor 100 is provided in the middle of the power line (first power line) 104 that connects the traveling winding 102 of the main transformer and the traveling power conversion device 200. The AC contactor 100 includes a contactor K1 connected to a positive electrode wire in the power line 104 and a contactor K2 connected to a negative electrode wire in the power line 104. Further, the AC contactor 100 includes a coil (not shown) for electromagnetically operating each of the contactors K1 and K2. The AC contactor 100 switches each of the contactors K1 and K2 for AC power between a cutoff state and a conduction state. Since the traveling charging circuit 210 has resistors r10 and r11, the AC contactor 100 does not need to be provided with a resistor that suppresses the inrush current.

走行用電力変換装置２００は、例えば、走行用充電回路２１０と、走行用交流−直流変換部２２０と、走行用直流−交流変換部２３０と、走行電力制御部２４０とを含む。走行用充電回路２１０、走行用交流−直流変換部２２０、走行用直流−交流変換部２３０、および走行電力制御部２４０は、例えば、単一の箱体に収容される。また、走行用電力変換装置２００のうち、走行用充電回路２１０、走行用交流−直流変換部２２０、走行用直流−交流変換部２３０が単一の箱体に収容され、走行電力制御部２４０が箱体よりも外に配置されてもよい。この場合、走行電力制御部２４０は、信号線を介して走行用充電回路２１０、走行用交流−直流変換部２２０、走行用直流−交流変換部２３０に接続される。 The traveling power conversion device 200 includes, for example, a traveling charging circuit 210, a traveling AC-DC conversion unit 220, a traveling DC-AC conversion unit 230, and a traveling power control unit 240. The traveling charging circuit 210, the traveling AC-DC conversion unit 220, the traveling DC-AC conversion unit 230, and the traveling power control unit 240 are housed in, for example, a single box. Further, among the traveling power conversion device 200, the traveling charging circuit 210, the traveling AC-DC conversion unit 220, and the traveling DC-AC conversion unit 230 are housed in a single box, and the traveling power control unit 240 It may be arranged outside the box body. In this case, the traveling power control unit 240 is connected to the traveling charging circuit 210, the traveling AC-DC conversion unit 220, and the traveling DC-AC conversion unit 230 via the signal line.

走行用充電回路２１０は、例えば、電力線１０４における正極線に接続された接触器Ｋ１０、接触器Ｋ１０に対して並列に接続された接触器Ｋ１１および抵抗体ｒ１０と、電力線１０４における負極線に接続された接触器Ｋ１２、接触器Ｋ１２に対して並列に接続された接触器Ｋ１３および抵抗体ｒ１１と、を含む。また、走行用充電回路２１０は、各接触器Ｋ１０、Ｋ１１、Ｋ１２、およびＫ１３を電磁的に動作させるためのコイル（不図示）などを備える。走行用充電回路２１０は、走行電力制御部２４０の制御に従って、各接触器Ｋ１０、Ｋ１１、Ｋ１２、およびＫ１３を遮断状態と導通状態との間で切り替える。走行用充電回路２１０は、高圧交流電力の供給を開始する場合、まず接触器Ｋ１１およびＫ１３を導通状態に切り替える。その後、走行用充電回路２１０は、接触器Ｋ１０およびＫ１２を導通状態に切り替えると共に、接触器Ｋ１１およびＫ１３を導通状態から遮断状態に切り替える。 The traveling charging circuit 210 is connected to, for example, the contactor K10 connected to the positive electrode line in the power line 104, the contactor K11 and the resistor r10 connected in parallel to the contactor K10, and the negative electrode line in the power line 104. The contactor K12, the contactor K13 connected in parallel to the contactor K12, and the resistor r11 are included. Further, the traveling charging circuit 210 includes coils (not shown) for electromagnetically operating the contactors K10, K11, K12, and K13. The traveling charging circuit 210 switches the contactors K10, K11, K12, and K13 between the cutoff state and the conductive state according to the control of the traveling power control unit 240. When starting the supply of high-voltage AC power, the traveling charging circuit 210 first switches the contactors K11 and K13 to a conductive state. After that, the traveling charging circuit 210 switches the contactors K10 and K12 to the conductive state, and switches the contactors K11 and K13 from the conductive state to the cutoff state.

走行用交流−直流変換部２２０は、高圧交流電力が供給される正極線および負極線間に接続された複数のスイッチング素子を含むスイッチング回路である。走行用交流−直流変換部２２０は、コンバータとも称される。なお、走行用交流−直流変換部２２０は、昇圧コンバータまたは降圧コンバータ、昇降圧コンバータのいずれかであればよい。スイッチング素子は例えば逆並列に接続されたダイオードを内蔵したＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）であるが、これに限定されず、他の種類のスイッチング素子を使用してもよい。走行用交流−直流変換部２２０は、走行電力制御部２４０の制御に従って、スイッチング素子を導通状態と遮断状態との間で切り替えることで、メイントランスの走行用巻線１０２および交流接触器１００を介して供給された高圧交流電力を直流電力に変換する。 The traveling AC-DC conversion unit 220 is a switching circuit including a plurality of switching elements connected between a positive electrode line and a negative electrode line to which high-voltage AC power is supplied. The traveling AC-DC converter 220 is also referred to as a converter. The traveling AC-DC converter 220 may be any of a boost converter, a step-down converter, and a buck-boost converter. The switching element is, for example, an IGBT (insulated gate bipolar transistor) having a diode connected in antiparallel, but the present invention is not limited to this, and other types of switching elements may be used. The traveling AC-DC conversion unit 220 switches the switching element between the conductive state and the cutoff state according to the control of the traveling power control unit 240, via the traveling winding 102 of the main transformer and the AC contactor 100. Converts the high-voltage AC power supplied in the above to DC power.

走行用直流−交流変換部２３０は、電力が供給される正極線および負極線間にブリッジ接続された複数のスイッチング素子を含むスイッチング回路である。なお、走行用直流−交流変換部２３０は、インバータとも称される。走行用直流−交流変換部２３０は、走行用モータＭの３相のそれぞれに対応した上ブリッジ側のスイッチング素子と下ブリッジ側のスイッチング素子との組を３つ備える。各スイッチング素子は、ＩＧＢＴであるが、これに限定されず、他の種類のスイッチング素子を使用してよい。走行用直流−交流変換部２３０は、走行電力制御部２４０の制御に従って、走行用モータＭにおける各相のスイッチング素子を導通状態と遮断状態との間で切り替えることで、直流電力を走行用交流電力に変換する。 The traveling DC-AC converter 230 is a switching circuit including a plurality of switching elements bridge-connected between the positive electrode line and the negative electrode line to which electric power is supplied. The traveling DC-AC converter 230 is also referred to as an inverter. The traveling DC-AC conversion unit 230 includes three sets of a switching element on the upper bridge side and a switching element on the lower bridge side corresponding to each of the three phases of the traveling motor M. Each switching element is an IGBT, but the present invention is not limited to this, and other types of switching elements may be used. The traveling DC-AC conversion unit 230 switches the switching element of each phase of the traveling motor M between the conductive state and the cutoff state according to the control of the traveling power control unit 240, thereby converting the DC power into the traveling AC power. Convert to.

走行電力制御部２４０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがプログラムメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現される。また、これらの機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアにより実現されてもよい。走行電力制御部２４０は、接触器２１０、走行用交流−直流変換部２２０、および走行用直流−交流変換部２３０を制御する。なお、走行電力制御部２４０は、例えば、１００Ｖバッテリ（不図示）から供給された動作電力が供給されることで動作する。 The traveling power control unit 240 is realized by, for example, a processor such as a CPU (Central Processing Unit) executing a program stored in a program memory. Further, some or all of these functional units may be realized by hardware such as LSI (Large Scale Integration), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or FPGA (Field-Programmable Gate Array). The traveling power control unit 240 controls the contactor 210, the traveling AC-DC conversion unit 220, and the traveling DC-AC conversion unit 230. The traveling power control unit 240 operates by supplying the operating power supplied from, for example, a 100V battery (not shown).

バッテリ装置３００は、直流接触器３１０を介して、メイントランスの走行用巻線１０２と走行用電力変換装置２００とを接続する電力線１０４における交流接触器１００と走行用電力変換装置２００との途中に、電力線３２０により接続されている。バッテリ装置３００は、例えば、リチウムイオン電池などの蓄電池セルが直列または並列に接続された蓄電池ユニットである。バッテリ装置３００は、集電装置４００から電力が供給されない非常時に、電力を放電するものである。バッテリ装置３００の放電電力の電圧は、例えば、架線電力を変換して走行用交流−直流変換部２２０に供給される直流電力の電圧よりも低くてよいが、これに限定されない。 The battery device 300 is provided in the middle of the AC contactor 100 and the traveling power conversion device 200 on the power line 104 connecting the traveling winding 102 of the main transformer and the traveling power conversion device 200 via the DC contactor 310. , Connected by a power line 320. The battery device 300 is a storage battery unit in which storage battery cells such as a lithium ion battery are connected in series or in parallel. The battery device 300 discharges electric power in an emergency when electric power is not supplied from the current collector 400. The voltage of the discharge power of the battery device 300 may be lower than, for example, the voltage of the DC power supplied to the traveling AC-DC converter 220 by converting the overhead wire power, but is not limited thereto.

なお、バッテリ装置３００は、当該バッテリ装置３００を充電する専用の充電器により充電される。バッテリ装置３００は、専用の充電器に接続されてよいが、これに限定されず、一次コイル５００を介して架線電力を取り出して、鉄道車両の負荷に電力を供給する電力変換装置（不図示）から供給された電力により充電されてよい。 The battery device 300 is charged by a dedicated charger that charges the battery device 300. The battery device 300 may be connected to a dedicated charger, but is not limited to this, and is a power conversion device (not shown) that extracts electric power from the overhead wire through the primary coil 500 and supplies electric power to the load of the railway vehicle. It may be charged by the electric power supplied from.

直流接触器３１０は、バッテリ装置３００と電力線１０４とを接続する電力線（第２の電力線）３２０の途中に設けられている。直流接触器３１０は、例えば、電力線３２０における正極線に接続された接触器Ｋ２１、接触器Ｋ２１に対して並列に接続された接触器Ｋ２３および抵抗体ｒ２１と、電力線３２０における負極線に接続された接触器Ｋ２２と、を含む。また、直流接触器３１０は、各接触器Ｋ２１、Ｋ２２、およびＫ２３を電磁的に動作させるためのコイル（不図示）などを備える。直流接触器３１０は、直流電力用の各接触器を遮断状態と導通状態との間で切り替える。直流接触器３１０は、バッテリ装置３００から走行用電力変換装置２００へ電力の供給を開始する場合、まず接触器Ｋ２２およびＫ２３を導通状態に切り替える。その後、直流接触器３１０は、接触器Ｋ２１を導通状態に切り替えると共に、接触器Ｋ２３を遮断状態から導通状態に切り替える。 The DC contactor 310 is provided in the middle of the power line (second power line) 320 that connects the battery device 300 and the power line 104. The DC contactor 310 was connected to, for example, the contactor K21 connected to the positive electrode line in the power line 320, the contactor K23 and the resistor r21 connected in parallel to the contactor K21, and the negative electrode line in the power line 320. Includes contactor K22. Further, the DC contactor 310 includes coils (not shown) for electromagnetically operating the contactors K21, K22, and K23. The DC contactor 310 switches each contactor for DC power between a cutoff state and a conduction state. When the DC contactor 310 starts supplying electric power from the battery device 300 to the traveling power converter 200, the DC contactor 310 first switches the contactors K22 and K23 to a conductive state. After that, the DC contactor 310 switches the contactor K21 to the conductive state and switches the contactor K23 from the cutoff state to the conductive state.

図２は、実施形態の電力変換システム１における接触器箱１５０の一例を示す図である。電力変換システム１は、例えば、接触器箱１５０を含む。接触器箱１５０は、例えば、交流接触器１００を収容する交流接触器箱１００Ａと、直流接触器３１０を収容する直流接触器箱３１０Ａとを収容する。交流接触器箱１００Ａには、交流接触器１００をメイントランスの走行用巻線１０２と接続させる電力線、および交流接触器１００を走行用電力変換装置２００と接続させる電力線が引き出されている。交流接触器１００を走行用電力変換装置２００と接続させる電力線は、接触器箱１５０の外部において走行用電力変換装置２００に接続されている。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the contactor box 150 in the power conversion system 1 of the embodiment. The power conversion system 1 includes, for example, a contactor box 150. The contactor box 150 houses, for example, an AC contactor box 100A accommodating the AC contactor 100 and a DC contactor box 310A accommodating the DC contactor 310. A power line for connecting the AC contactor 100 to the traveling winding 102 of the main transformer and a power line for connecting the AC contactor 100 with the traveling power converter 200 are drawn out from the AC contactor box 100A. The power line that connects the AC contactor 100 to the traveling power converter 200 is connected to the traveling power converter 200 outside the contactor box 150.

直流接触器箱３１０Ａには、直流接触器３１０をバッテリ装置３００と接続させる電力線、および直流接触器３１０を電力線１０４と接続させる電力線３２０が引き出されている。直流接触器３１０をバッテリ装置３００と接続させる電力線は、接触器箱１５０の外部においてバッテリ装置３００に接続されている。直流接触器箱３１０Ａから引き出された電力線３２０と、交流接触器１００を走行用電力変換装置２００に接続させる電力線とは、接触器箱１５０の内部で接続されている。 A power line for connecting the DC contactor 310 to the battery device 300 and a power line 320 for connecting the DC contactor 310 with the power line 104 are drawn out from the DC contactor box 310A. The power line that connects the DC contactor 310 to the battery device 300 is connected to the battery device 300 outside the contactor box 150. The power line 320 drawn from the DC contactor box 310A and the power line for connecting the AC contactor 100 to the traveling power converter 200 are connected inside the contactor box 150.

交流接触器箱１００Ａおよび直流接触器箱３１０Ａからそれぞれ引き出された信号線１５０ａは、電源切替操作部６００に接続されている。電源切替操作部６００は、例えば、運転者が操作するマスターコントローラ（不図示）に設けられている。電源切替操作部６００は、例えば、鉄道車両の非常時にバッテリ装置３００から放電された電力により鉄道車両を走行させる操作を受け付ける緊急用の操作スイッチなどである。鉄道車両の非常時とは、地震などの天災や変電所の停止などの事態により集電装置４００から鉄道車両に交流電力が供給されないことであってよいが、これに限定されず、鉄道車両の故障などが含まれていてよい。 The signal lines 150a drawn from the AC contactor box 100A and the DC contactor box 310A are connected to the power supply switching operation unit 600, respectively. The power switching operation unit 600 is provided, for example, on a master controller (not shown) operated by the driver. The power switching operation unit 600 is, for example, an emergency operation switch that receives an operation of traveling the railway vehicle by the electric power discharged from the battery device 300 in an emergency of the railway vehicle. An emergency of a railroad vehicle may mean that AC power is not supplied from the current collector 400 to the railroad vehicle due to a natural disaster such as an earthquake or a situation such as a substation stop, but it is not limited to this. Failures may be included.

電源切替操作部６００は、交流接触器１００と直流接触器３１０との双方が電力を導通する状態にさせない構成を有する。交流接触器１００と直流接触器３１０との双方が電力を導通する状態にさせないことは、インターロックをとると称される。電源切替操作部６００は、例えば、第１の接点部ａ、第２の接点部ｂ、第３の接点部ｃ、および第４の接点部ｄを含む。第４の接点部ｄには、オン信号が供給される。オン信号は、電力を導通させる状態に切り替えることを表すコマンドである。交流接触器１００および直流接触器３１０は、オン信号が供給されている場合に電力を導通する状態に切り替え、オン信号が供給されていない場合に電力を遮断する状態に切り替える。 The power switching operation unit 600 has a configuration that prevents both the AC contactor 100 and the DC contactor 310 from conducting electric power. Preventing both the AC contactor 100 and the DC contactor 310 from conducting electric power is called interlocking. The power switching operation unit 600 includes, for example, a first contact portion a, a second contact portion b, a third contact portion c, and a fourth contact portion d. An on signal is supplied to the fourth contact portion d. The on signal is a command indicating switching to a state in which electric power is conducted. The AC contactor 100 and the DC contactor 310 are switched to a state in which power is conducted when an on signal is supplied, and a state in which power is cut off when an on signal is not supplied.

第１の接点部ａ、第２の接点部ｂ、第３の接点部ｃは、電源切替操作部６００に対する切替操作に従って、いずれかが第４の接点部ｄに接続される。電源切替操作部６００は、第１の接点部ａ、第２の接点部ｂ、および第３の接点部ｃを、この順序または逆順序に従って切り替え操作が可能な構成を有している。すなわち、電源切替操作部６００は、第４の接点部ｄを第１の接点部ａに接続する状態から、第４の接点部ｄを第３の接点部ｃに接続する状態に切り換える場合に、第４の接点部ｄを第２の接点部ｂに接続する状態を経由する。逆に、電源切替操作部６００は、第４の接点部ｄを第３の接点部ｃに接続する状態から、第４の接点部ｄを第１の接点部ａに接続する状態に切り換える場合に、第４の接点部ｄを第２の接点部ｂに接続する状態を経由する。 One of the first contact portion a, the second contact portion b, and the third contact portion c is connected to the fourth contact portion d according to the switching operation with respect to the power supply switching operation unit 600. The power switching operation unit 600 has a configuration in which the first contact portion a, the second contact portion b, and the third contact portion c can be switched in this order or in the reverse order. That is, when the power switching operation unit 600 switches from a state in which the fourth contact portion d is connected to the first contact portion a to a state in which the fourth contact portion d is connected to the third contact portion c, It goes through a state in which the fourth contact portion d is connected to the second contact portion b. On the contrary, when the power switching operation unit 600 switches from a state in which the fourth contact portion d is connected to the third contact portion c to a state in which the fourth contact portion d is connected to the first contact portion a. , The state in which the fourth contact portion d is connected to the second contact portion b is passed.

第４の接点ｄと第１の接点ａとが接続された状態は、交流接触器１００にオン信号を供給する第１の状態に相当する。第４の接点部ｄと第２の接点部ｂとが接続された状態は、交流接触器１００および直流接触器３１０のいずれにもオン信号を供給しない第２の状態に相当する。第４の接点部ｄと第３の接点部ｃとが接続された状態は、直流接触器３１０にオン信号を供給する第３状態に相当する。 The state in which the fourth contact d and the first contact a are connected corresponds to the first state in which the ON signal is supplied to the AC contactor 100. The state in which the fourth contact portion d and the second contact portion b are connected corresponds to a second state in which an on signal is not supplied to either the AC contactor 100 or the DC contactor 310. The state in which the fourth contact portion d and the third contact portion c are connected corresponds to the third state in which the on signal is supplied to the DC contactor 310.

以下、走行用電力変換装置２００の電力源を集電装置４００からバッテリ装置３００に切り替える動作について説明する。図３は、実施形態において走行モードを通常走行モードから非常走行モードに切り替える流れの一例を示すフローチャートである。走行電力制御部２４０は、通常時において、通常走行モードで鉄道車両を走行させる（ステップＳ１００）。このとき、走行電力制御部２４０は、所定の周波数のキャリア信号および変調信号に従ってＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行うことで、走行用直流−交流変換部２３０におけるスイッチング素子をオンオフ制御する。なお、通常走行モードでは架線から交流接触器１００を介して電力供給が行われており、電源切替操作部１００の第４の接点部ｄが、第１の接点部ａと接続された状態となっている。 Hereinafter, an operation of switching the power source of the traveling power conversion device 200 from the current collector 400 to the battery device 300 will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an example of a flow of switching the traveling mode from the normal traveling mode to the emergency traveling mode in the embodiment. The traveling power control unit 240 travels the railway vehicle in the normal traveling mode in the normal state (step S100). At this time, the traveling power control unit 240 controls the switching element in the traveling DC-AC conversion unit 230 on and off by performing PWM (Pulse Width Modulation) control according to the carrier signal and the modulation signal of a predetermined frequency. In the normal traveling mode, power is supplied from the overhead wire via the AC contactor 100, and the fourth contact portion d of the power switching operation unit 100 is connected to the first contact portion a. ing.

次に、架線電力が異常停止したなどの非常時に、電源切替操作部６００は、第４の接点部ｄが第２の接点部ｂに切り替える操作が行われる（ステップＳ１０２）。これに応じ、電源切替操作部６００は、交流接触器１００に対するオン信号の供給を停止する。これにより、交流接触器１００は、電力を導通する状態から電力を遮断する状態に切り替える（ステップＳ１０４）。この状態において、走行用電力変換装置２００は、メイントランスの走行用巻線１０２およびバッテリ装置３００の双方から電力供給が遮断された状態となっている。 Next, in an emergency such as when the overhead line power is abnormally stopped, the power supply switching operation unit 600 performs an operation of switching the fourth contact unit d to the second contact unit b (step S102). In response to this, the power switching operation unit 600 stops the supply of the ON signal to the AC contactor 100. As a result, the AC contactor 100 switches from the state of conducting power to the state of cutting off power (step S104). In this state, the traveling power conversion device 200 is in a state in which the power supply is cut off from both the traveling winding 102 of the main transformer and the battery device 300.

次に、電源切替操作部６００は、第４の接点部ｄが第３の接点部ｃに切り替える操作が行われる（ステップＳ１０６）。これに応じ、電源切替操作部６００は、直流接触器３１０に対するオン信号の供給を開始する。これにより、直流接触器３１０は、電力を遮断する状態から電力を導通する状態に切り替える（ステップＳ１０８）。 Next, the power switching operation unit 600 is operated to switch the fourth contact unit d to the third contact unit c (step S106). In response to this, the power switching operation unit 600 starts supplying the on signal to the DC contactor 310. As a result, the DC contactor 310 switches from a state in which the power is cut off to a state in which the power is conducted (step S108).

次に、走行電力制御部２４０は、非常走行モードで鉄道車両を走行させる（ステップＳ１１０）。このとき、走行電力制御部２４０は、直流接触器３１０を介して供給されたバッテリ装置３００の電力を変換して、走行用モータＭに供給する。走行電力制御部２４０は、通常走行モードよりも電力損失を少なくすることが望ましい。走行電力制御部２４０は、例えば、通常時のキャリア信号よりも低い周波数の非常時のキャリア信号および変調信号に従ってＰＷＭ制御を行うことで、走行用直流−交流変換部２３０におけるスイッチング素子をオンオフ制御する。 Next, the traveling power control unit 240 travels the railway vehicle in the emergency traveling mode (step S110). At this time, the traveling power control unit 240 converts the power of the battery device 300 supplied via the DC contactor 310 and supplies it to the traveling motor M. It is desirable that the traveling power control unit 240 has a smaller power loss than in the normal traveling mode. The traveling power control unit 240 controls on / off of the switching element in the traveling DC-AC conversion unit 230 by performing PWM control according to, for example, an emergency carrier signal and a modulation signal having a frequency lower than that of a normal carrier signal. ..

以下、走行用電力変換装置２００の電力源をバッテリ装置３００から集電装置４００に切り替える動作について説明する。図４は、実施形態において走行モードを非常走行モードから通常走行モードに切り替える流れの一例を示すフローチャートである。走行電力制御部２４０は、非常走行モードで鉄道車両を走行させる（ステップＳ２００）。なお、非常走行モードではバッテリ装置３００から直流接触器３１０を介して電力供給が行われており、電源切替操作部１００の第４の接点部ｄが、第３の接点部ｃと接続された状態となっている。 Hereinafter, an operation of switching the power source of the traveling power conversion device 200 from the battery device 300 to the current collector 400 will be described. FIG. 4 is a flowchart showing an example of a flow of switching the traveling mode from the emergency traveling mode to the normal traveling mode in the embodiment. The traveling power control unit 240 travels the railway vehicle in the emergency traveling mode (step S200). In the emergency driving mode, power is supplied from the battery device 300 via the DC contactor 310, and the fourth contact portion d of the power switching operation unit 100 is connected to the third contact portion c. It has become.

次に、架線電力が復帰したなどの通常時に、電源切替操作部６００は、第４の接点部ｄが第２の接点部ｂに切り替える操作が行われる（ステップＳ２０２）。これに応じ、電源切替操作部６００は、直流接触器３１０に対するオン信号の供給を停止する。これにより、直流接触器３１０は、電力を導通する状態から電力を遮断する状態に切り替える（ステップＳ２０４）。この状態において、走行用電力変換装置２００は、メイントランスの走行用巻線１０２およびバッテリ装置３００の双方から電力供給が遮断された状態となっている。 Next, at a normal time such as when the overhead line power is restored, the power supply switching operation unit 600 performs an operation of switching the fourth contact portion d to the second contact portion b (step S202). In response to this, the power switching operation unit 600 stops supplying the ON signal to the DC contactor 310. As a result, the DC contactor 310 switches from the state of conducting power to the state of cutting off power (step S204). In this state, the traveling power conversion device 200 is in a state in which the power supply is cut off from both the traveling winding 102 of the main transformer and the battery device 300.

次に、電源切替操作部６００は、第４の接点部ｄが第３の接点部ａに切り替える操作が行われる（ステップＳ２０６）。これに応じ、電源切替操作部６００は、交流接触器１００に対するオン信号の供給を開始する。これにより、交流接触器１００は、電力を遮断する状態から電力を導通する状態に切り替える（ステップＳ２０８）。 Next, the power switching operation unit 600 is operated to switch the fourth contact unit d to the third contact unit a (step S206). In response to this, the power switching operation unit 600 starts supplying the ON signal to the AC contactor 100. As a result, the AC contactor 100 switches from the state in which the power is cut off to the state in which the power is conducted (step S208).

次に、走行電力制御部２４０は、通常走行モードで鉄道車両を走行させる（ステップＳ２１０）。 Next, the traveling power control unit 240 travels the railway vehicle in the normal traveling mode (step S210).

以上説明した電力変換システム１は、メイントランスの走行用巻線１０２と走行用電力変換装置２００との間に交流接触器１００を設け、交流接触器１００と走行用電力変換装置２００との間に直流接触器３１０を介してバッテリ装置３００を接続する。また、電力変換システム１は、交流接触器１００と直流接触器３１０とを単一の接触器箱１５０に収容する。これにより、電力変換システム１によれば、走行用電力変換装置２００の構成を変更することなく、非常時に走行用モータＭを駆動するためにバッテリ装置３００を追加することができる。また、電力変換システム１によれば、交流接触器１００および直流接触器３１０を追加する作業を容易にすることができる。 In the power conversion system 1 described above, an AC contactor 100 is provided between the traveling winding 102 of the main transformer and the traveling power conversion device 200, and between the AC contactor 100 and the traveling power conversion device 200. The battery device 300 is connected via the DC contactor 310. Further, the power conversion system 1 accommodates the AC contactor 100 and the DC contactor 310 in a single contactor box 150. As a result, according to the power conversion system 1, the battery device 300 can be added to drive the traveling motor M in an emergency without changing the configuration of the traveling power conversion device 200. Further, according to the power conversion system 1, the work of adding the AC contactor 100 and the DC contactor 310 can be facilitated.

また、電力変換システム１によれば、非常時においてバッテリ装置３００を放電させて、直流電力を走行用電力変換装置２００に供給することができる。これにより、電力変換システム１によれば、非常時に、バッテリ装置３００の放電電力を使用して走行用モータＭを駆動させることで、鉄道車両を走行させることができる。 Further, according to the power conversion system 1, the battery device 300 can be discharged in an emergency to supply DC power to the traveling power conversion device 200. As a result, according to the power conversion system 1, the railway vehicle can be driven by driving the traveling motor M using the discharge power of the battery device 300 in an emergency.

さらに、電力変換システム１によれば、架線から交流電力が供給されていない場合、交流接触器１００を、電力を遮断する状態に切り替えると共に、直流接触器３１０を、電力を導通する状態に切り替えることで、交流接触器１００と直流接触器３１０との双方が電力を導通する状態にさせないインターロックをとって、バッテリ装置３００から放電された電力を走行用電力変換装置２００に供給する。これにより、電力変換システム１によれば、バッテリ装置３００から放電した直流電力がメイントランスの走行用巻線１０２に供給されることを抑制することができる。この結果、電力変換システム１によれば、メイントランスの走行用巻線１０２を直流電力から保護することができる。また、同様にバッテリ装置３００による電力供給から架線による電力供給に切り替える場合、交流接触器１００と直流接触器３１０との双方が電力を導通する状態にさせないインターロックをとることで、メイントランスの走行用巻線１０２から供給された交流電力がバッテリ装置３００に供給されることを抑制することができる。この結果、電力変換システム１によれば、バッテリ装置３００を高圧交流電力から保護することができる。 Further, according to the power conversion system 1, when AC power is not supplied from the overhead wire, the AC contactor 100 is switched to a state in which the power is cut off, and the DC contactor 310 is switched to a state in which the power is conducted. Then, the power discharged from the battery device 300 is supplied to the traveling power conversion device 200 by interlocking so that both the AC contactor 100 and the DC contactor 310 do not conduct the electric power. As a result, according to the power conversion system 1, it is possible to prevent the DC power discharged from the battery device 300 from being supplied to the traveling winding 102 of the main transformer. As a result, according to the power conversion system 1, the traveling winding 102 of the main transformer can be protected from DC power. Similarly, when switching from power supply by the battery device 300 to power supply by the overhead wire, the main transformer runs by taking an interlock that prevents both the AC contactor 100 and the DC contactor 310 from conducting power. It is possible to suppress the supply of the AC power supplied from the winding 102 to the battery device 300. As a result, according to the power conversion system 1, the battery device 300 can be protected from high-voltage AC power.

さらに、電力変換システム１によれば、交流接触器１００にオン信号を供給する第１の状態、交流接触器１００および直流接触器３１０のいずれにもオン信号を供給しない第２の状態、および直流接触器３１０にオン信号を供給する第３の状態をこれらの順序または逆の順序に従って切り替えるので、交流接触器１００と直流接触器３１０との双方が同時に電力を導通する状態となる期間をなくすことができる。これにより、電力変換システム１は、より確実にメイントランスの走行用巻線１０２およびバッテリ装置３００を保護することができる。
さらに、電力変換システム１は、交流接触器１００と直流接触器３１０とを単一の接触器箱１５０に収容することで、交流接触器１００と直流接触器３１０との配線が容易になりより確実に交流接触器１００と直流接触器３１０との双方が電力を導通する状態にさせないインターロックをとることができ、メイントランスの走行用巻線１０２およびバッテリ装置３００を保護することができる。 Further, according to the power conversion system 1, a first state of supplying an on signal to the AC contactor 100, a second state of not supplying an on signal to any of the AC contactor 100 and the DC contactor 310, and a DC Since the third state of supplying the on signal to the contactor 310 is switched according to these orders or the reverse order, there is no period during which both the AC contactor 100 and the DC contactor 310 are in a state of conducting power at the same time. Can be done. As a result, the power conversion system 1 can more reliably protect the traveling winding 102 of the main transformer and the battery device 300.
Further, in the power conversion system 1, by accommodating the AC contactor 100 and the DC contactor 310 in a single contactor box 150, the wiring between the AC contactor 100 and the DC contactor 310 becomes easier and more reliable. In addition, both the AC contactor 100 and the DC contactor 310 can be interlocked so as not to conduct power, and the traveling winding 102 of the main transformer and the battery device 300 can be protected.

（走行モード切替処理）
以下、他の実施形態について説明する。他の実施形態の電力変換システム１は、第１の走行モードと、第２の走行モードとの間で、鉄道車両の走行モードを切り替える点で、上述した実施形態とは異なる。以下、この点を中心に説明する。なお、他の実施形態の説明は、図１に示した電力変換システム１に適用した場合を説明するものとする。 (Driving mode switching process)
Hereinafter, other embodiments will be described. The power conversion system 1 of the other embodiment is different from the above-described embodiment in that the traveling mode of the railway vehicle is switched between the first traveling mode and the second traveling mode. Hereinafter, this point will be mainly described. In addition, the description of another embodiment shall describe the case where it is applied to the power conversion system 1 shown in FIG.

電力変換システム１は、集電装置４００から交流電力が供給されている通常時において、通常走行モードで鉄道車両を走行させる。通常走行モードは、第１の走行モードの一例である。通常走行モードにおいて、走行電力制御部３４０は、所定の周波数（キャリア周波数ともいう）のキャリア信号に基づいて走行用直流−交流変換部２３０におけるスイッチング素子を駆動させることで走行用モータＭに走行トルクを発生させる。 The power conversion system 1 runs a railway vehicle in a normal traveling mode in a normal time when AC power is supplied from the current collector 400. The normal traveling mode is an example of the first traveling mode. In the normal driving mode, the traveling power control unit 340 drives the switching element in the traveling DC-AC conversion unit 230 based on the carrier signal of a predetermined frequency (also referred to as the carrier frequency) to cause the traveling motor M to drive the traveling torque. To generate.

電力変換システム１は、集電装置４００から交流電力が供給されていない非常時において、非常走行モードで鉄道車両を走行させる。非常走行モードは、通常走行モードよりも電力の損失を抑制する走行モードであって、第２の走行モードの一例である。非常走行モードにおいて、走行電力制御部２４０は、所定の周波数（キャリア周波数ともいう）よりも低い周波数のキャリア信号に基づいて走行用直流−交流変換部２３０におけるスイッチング素子を駆動させることで走行用モータＭに走行トルクを発生させる。 The power conversion system 1 runs a railway vehicle in an emergency travel mode in an emergency when AC power is not supplied from the current collector 400. The emergency driving mode is a driving mode that suppresses power loss more than the normal driving mode, and is an example of the second driving mode. In the emergency driving mode, the traveling power control unit 240 drives a switching element in the traveling DC-AC conversion unit 230 based on a carrier signal having a frequency lower than a predetermined frequency (also referred to as a carrier frequency) to drive a traveling motor. A running torque is generated in M.

図５は、他の実施形態において走行モードを切り替える流れの一例を示すフローチャートである。走行電力制御部２４０は、通常時において、通常走行モードで鉄道車両を走行させる（ステップＳ３００）。このとき、走行電力制御部２４０は、所定の周波数のキャリア信号および変調信号に従ってＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行うことで、走行用直流−交流変換部２３０におけるスイッチング素子をオンオフ制御する。図６は、通常時および非常時におけるキャリア信号、変調波、およびＰＷＭ信号の一例を示す図である。走行電力制御部２４０は、（Ａ１）に示す所定の周波数の通常時のキャリア信号および変調信号に基づいて、（Ｂ１）に示すＰＷＭ信号を生成する。走行電力制御部２４０は、ＰＷＭ信号に従って走行用直流−交流変換部２３０におけるスイッチング素子をオンオフ制御することで、走行用モータＭに走行用交流電力を供給する。 FIG. 5 is a flowchart showing an example of a flow for switching the traveling mode in another embodiment. The traveling power control unit 240 causes the railway vehicle to travel in the normal traveling mode in the normal state (step S300). At this time, the traveling power control unit 240 controls the switching element in the traveling DC-AC conversion unit 230 on and off by performing PWM (Pulse Width Modulation) control according to the carrier signal and the modulation signal of a predetermined frequency. FIG. 6 is a diagram showing an example of a carrier signal, a modulated wave, and a PWM signal in normal and emergency situations. The traveling power control unit 240 generates the PWM signal shown in (B1) based on the normal carrier signal and the modulated signal of the predetermined frequency shown in (A1). The traveling power control unit 240 supplies the traveling AC power to the traveling motor M by controlling the switching element in the traveling DC-AC conversion unit 230 on and off according to the PWM signal.

次に、電力変換システム１は、架線電力が異常停止したか否かを判定する（ステップＳ３０２）。電力変換システム１は、マスターコントローラにおける操作部が操作された場合に、架線電力が異常停止したと判定してよいが、これに限定されない。電力変換システム１は、走行用電力変換装置２００に設けたセンサ（不図示）または負荷用の電力変換装置における電圧センサ（不図示）により架線電力の電圧が仕様範囲より低下した範囲にある場合に異常を判定してよい。 Next, the power conversion system 1 determines whether or not the overhead line power has stopped abnormally (step S302). The power conversion system 1 may determine that the overhead line power has stopped abnormally when the operation unit of the master controller is operated, but the present invention is not limited to this. The power conversion system 1 is used when the voltage of the overhead line power is in a range lower than the specified range by a sensor (not shown) provided in the traveling power conversion device 200 or a voltage sensor (not shown) in the load power conversion device. Anomalies may be determined.

電力変換システム１は、架線電力が異常停止した場合、非常用としての直流接触器３１０を導通状態に切り替える（ステップＳ３０４）。これにより、バッテリ装置３００の放電電力が直流接触器３１０を介して走行用交流−直流変換部２２０に供給される。 When the overhead line power is abnormally stopped, the power conversion system 1 switches the emergency DC contactor 310 to a conductive state (step S304). As a result, the discharge power of the battery device 300 is supplied to the traveling AC-DC converter 220 via the DC contactor 310.

走行電力制御部２４０は、非常走行モードで鉄道車両を走行させる（ステップＳ３０６）。このとき、走行電力制御部２４０は、通常時のキャリア信号よりも低い周波数の非常時のキャリア信号および変調信号に従ってＰＷＭ制御を行うことで、走行用直流−交流変換部２３０におけるスイッチング素子をオンオフ制御する。走行電力制御部２４０は、（Ａ２）に示す非常時のキャリア信号および変調信号に基づいて、（Ｂ２）に示すＰＷＭ信号を生成する。走行電力制御部２４０は、ＰＷＭ信号に従って走行用直流−交流変換部２３０におけるスイッチング素子をオンオフ制御することで、走行用モータＭに走行用交流電力を供給する。 The traveling power control unit 240 travels the railway vehicle in the emergency traveling mode (step S306). At this time, the traveling power control unit 240 controls the switching element in the traveling DC-AC conversion unit 230 on / off by performing PWM control according to the emergency carrier signal and the modulation signal having a frequency lower than the normal carrier signal. To do. The traveling power control unit 240 generates the PWM signal shown in (B2) based on the emergency carrier signal and the modulated signal shown in (A2). The traveling power control unit 240 supplies the traveling AC power to the traveling motor M by controlling the switching element in the traveling DC-AC conversion unit 230 on and off according to the PWM signal.

通常走行モードは、図６における（Ａ１）および（Ｂ１）に示すように、時刻Ｔ１からＴ２において５回立ち上がりおよび立ち下がるＰＷＭ信号によって走行用直流−交流変換部２３０を制御したのに対し、非常走行モードは、図６における（Ａ２）および（Ｂ２）に示すように、時刻Ｔ１からＴ２において２回立ち上がりおよび立ち下がるＰＷＭ信号によって走行用直流−交流変換部２３０を制御することができる。 In the normal driving mode, as shown in (A1) and (B1) in FIG. 6, the traveling DC-AC converter 230 is controlled by the PWM signals that rise and fall five times from time T1 to T2, whereas the driving mode is very high. In the traveling mode, as shown in (A2) and (B2) in FIG. 6, the traveling DC-AC conversion unit 230 can be controlled by the PWM signals that rise and fall twice from the time T1 to T2.

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、メイントランスの走行用巻線（５００および１０２）と走行用電力変換装置２００とを接続する電力線１０４の途中に設けられた交流接触器１００と、電力線１０４における交流接触器１００と走行用電力変換装置２００との途中に接続されたバッテリ装置３００と、バッテリ装置３００と電力線１０４とを接続する電力線３２０の途中に設けられた直流接触器３１０と、交流接触器１００と直流接触器３１０とを収容する接触器箱１５０とを持つので、バッテリ装置３００および接触器箱１５０を電力線１０４に接続することで、既存の装置構成の変更を抑制して、非常時に鉄道車両を走行させることができる。 According to at least one embodiment described above, an AC contactor 100 provided in the middle of the power line 104 connecting the traveling windings (500 and 102) of the main transformer and the traveling power conversion device 200, and the power line. A battery device 300 connected in the middle of the AC contactor 100 and the traveling power conversion device 200 in 104, a DC contactor 310 provided in the middle of the power line 320 connecting the battery device 300 and the power line 104, and an AC. Since it has a contactor box 150 that houses the contactor 100 and the DC contactor 310, by connecting the battery device 300 and the contactor box 150 to the power line 104, it is possible to suppress changes in the existing device configuration and make an emergency. Sometimes rail vehicles can be run.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention as well as the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

１…電力変換システム、１００…交流接触器、１００Ａ…交流接触器箱、１５０…接触器箱、１０２、５００…メイントランス、１０４、３２０…電力線、２００…走行用電力変換装置、２１０…走行用充電回路、２２０…走行用交流−直流変換部、２３０…走行用直流−交流変換部、２４０…走行電力制御部、３００…バッテリ装置、３１０…直流接触器、３１０Ａ…直流接触器箱、４００…集電装置、６００…電源切替操作部 1 ... Power conversion system, 100 ... AC contactor, 100A ... AC contactor box, 150 ... Contactor box, 102, 500 ... Main transformer, 104, 320 ... Power line, 200 ... Travel power converter, 210 ... Travel Charging circuit, 220 ... AC-DC converter for running, 230 ... DC-AC converter for running, 240 ... Running power control, 300 ... Battery device, 310 ... DC contactor, 310A ... DC contactor box, 400 ... Current collector, 600 ... Power switching operation unit

Claims (3)

架線からの電力を降圧する変圧器と、
前記変圧器の二次巻線を介して供給された交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力を、電気車を走行させる走行用モータを駆動させるための走行用電力に変換して前記走行用モータに供給する電力変換装置と、
前記変圧器の二次巻線と前記電力変換装置とを接続する第１の電力線の途中に設けられ、電力を遮断する状態と、電力を導通する状態とを切り替える交流接触器と、
前記第１の電力線における前記交流接触器と前記電力変換装置との途中に接続された蓄電装置と、
前記蓄電装置と前記第１の電力線とを接続する第２の電力線の途中に設けられ、電力を遮断する状態と、電力を導通する状態とを切り替える直流接触器と、
前記交流接触器と前記直流接触器とを収容する接触器箱と、
前記交流接触器に接続される第１の接点部、前記交流接触器にも前記直流接触器にも接続されない第２の接点部、前記直流接触器に接続される第３の接点部、および、オン信号が供給される第４の接点部を備え、操作部の操作に従って、前記第１の接点部、前記第２の接点部、前記第３の接点部の順またはその逆順に、前記第１の接点部、前記第２の接点部、および前記第３の接点部のうちいずれか一つを前記第４の接点部に接続させる構成を有する操作装置と、を備え、
前記交流接触器および前記直流接触器は、前記オン信号が供給されている場合に電力を導通する状態に切り替わり、前記オン信号が供給されていない場合に電力を遮断する状態に切り替わる、
電力変換システム。 A transformer that steps down the power from the overhead line,
The AC power supplied through the secondary winding of the transformer is converted into DC power, and the converted DC power is converted into running power for driving a running motor for running an electric vehicle. The power converter that supplies the traction motor and
An AC contactor provided in the middle of a first power line connecting the secondary winding of the transformer and the power conversion device to switch between a state of cutting off power and a state of conducting power.
A power storage device connected in the middle of the AC contactor and the power conversion device in the first power line, and
A DC contactor provided in the middle of a second power line connecting the power storage device and the first power line to switch between a state of cutting off power and a state of conducting power.
A contactor box accommodating the AC contactor and the DC contactor,
A first contact portion connected to the AC contactor, a second contact portion not connected to the AC contactor or the DC contactor, a third contact portion connected to the DC contactor, and The first contact portion includes a fourth contact portion to which an on signal is supplied, and according to the operation of the operation portion, the first contact portion, the second contact portion, the third contact portion, or vice versa. The contact portion, the second contact portion, and an operating device having a configuration for connecting any one of the third contact portions to the fourth contact portion.
The AC contactor and the DC contactor switch to a state in which power is conducted when the on signal is supplied, and a state in which power is cut off when the on signal is not supplied.
Power conversion system. 前記架線から交流電力が供給されている場合、前記交流接触器は電力に導通する状態に切り替えられると共に前記直流接触器は電力を遮断する状態に切り替えられることで、前記変圧器から供給された交流電力を前記電力変換装置に供給し、
前記架線から交流電力が供給されていない場合、前記交流接触器は電力を遮断する状態に切り替えられると共に前記直流接触器は電力を導通する状態に切り替えられることで、前記蓄電装置から放電された電力を前記第２の電力線および前記第１の電力線を介して前記電力変換装置に供給する、
請求項１に記載の電力変換システム。 When AC power is supplied from the overhead wire, the AC contactor is switched to a state of conducting power, and the DC contactor is switched to a state of cutting off power, so that the AC supplied from the transformer is supplied. Power is supplied to the power converter and
When AC power is not supplied from the overhead wire, the AC contactor is switched to a state in which the power is cut off, and the DC contactor is switched to a state in which the power is conducted, so that the power discharged from the power storage device is generated. Is supplied to the power conversion device via the second power line and the first power line.
The power conversion system according to claim 1 . 前記電気車の非常時ではない通常時において所定の周波数のキャリア信号に基づいて前記電力変換装置におけるスイッチング素子を駆動させることで前記走行用モータに走行トルクを発生させる第１の走行モードと、前記所定の周波数よりも低い周波数のキャリア信号に基づいて前記スイッチング素子を駆動させることで前記走行用モータに走行トルクを発生させる第２の走行モードとの間で走行モードを切り替える走行電力制御部を更に備え、
前記走行電力制御部は、前記電気車の非常時に、前記走行モードを前記第２の走行モードに切り替える、
請求項１又は２に記載の電力変換システム。 A first traveling mode in which a traveling torque is generated in the traveling motor by driving a switching element in the power conversion device based on a carrier signal of a predetermined frequency in a normal time other than an emergency of the electric vehicle, and the above-mentioned Further, a traveling power control unit that switches a traveling mode between a second traveling mode that generates a traveling torque in the traveling motor by driving the switching element based on a carrier signal having a frequency lower than a predetermined frequency. Prepare,
The traveling power control unit switches the traveling mode to the second traveling mode in an emergency of the electric vehicle.
The power conversion system according to claim 1 or 2 .
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