JPH0191663A - 電力変換装置 - Google Patents

電力変換装置

Info

Publication number
JPH0191663A
JPH0191663A JP24728187A JP24728187A JPH0191663A JP H0191663 A JPH0191663 A JP H0191663A JP 24728187 A JP24728187 A JP 24728187A JP 24728187 A JP24728187 A JP 24728187A JP H0191663 A JPH0191663 A JP H0191663A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
transformer
conversion device
power conversion
converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP24728187A
Other languages
English (en)
Inventor
Rei Miyazaki
玲 宮崎
Atsushi Yajima
敦 矢島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Transport Engineering Inc
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Transport Engineering Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Transport Engineering Inc filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP24728187A priority Critical patent/JPH0191663A/ja
Publication of JPH0191663A publication Critical patent/JPH0191663A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、変圧器を介して入力した交流電力を所定の直
流電力に変換する電力変換装置に関し、特に変圧器の直
流偏磁により流れる当該変圧器の二次側の電流値を所定
の値以下におさえるようにした電力変換装置に関する。
(従来の技術) 電気鉄道等で用いられる電ノj’al!il!装置では
、パンタグラフ等の集電装置を介して入力した交流電力
を所定の直流電力に変換して直流橢等の動力源として利
用している。
第3図はこのような従来の電力変換装置を示した回路図
である。第3図に示すように集電器1、m1fi器3を
介して入力した交流電力は変圧器TRの一次巻線Pに与
えられる。この−次巻線Pは車両の車輪等を介して接地
されている。変JI器丁Rの二次巻線Sはコンバータ5
に接続されており、コンバータ5で変換された直流電力
は平滑用のコンデンサCで平滑され、所定の直流電力が
負荷7へ供給される。コンバータ5はダイオードD1゜
D2.D3.D4をブリッジ接続するとともに、ゲート
ターンオフサイリスタGTOI、GTO2゜GTO3,
GTO4をブリッジ接続している。更に各ダイオードD
1.D2.D3.D4には対応するゲートターンオフサ
イリスタGTO1、GT02、GTO3,GT○4をそ
れぞれ逆方向に並列接続している。また、各ゲートター
ンオフサイリスタGTO1,0丁02.Gl”03.G
TO4のそれぞれのゲート端子G1.G2.G3.G4
には制御部11からのゲート信号が与えられており、各
ゲートターンオフサイリスタGTOI、GTO2,GT
O3,GTO4をtン−オ7制御することにより、直流
の出力電力を一定電力に制御する。
また、変圧器TRの二次側には、過電流検出器9が設け
られ、短絡などによる過電流を検出する。
さらに制御部11は過電流検出P!i9からの検出信号
に基づいて過電流が流れた旨を判別すると、コンバータ
5をオフして過電流による焼損を防止する。
〈発明が解決しようとする問題点) ところで、第3図に示した電力変換装置を搭載した電気
鉄道の車両では、鉄道線路に沿って架設された架線から
集電器1を介して交流電源を受゛電しており、このよう
な架線が複数の鉄道線路に対応して設けられた送電線等
の架線状況等によっては前述の交流電源に微小な直流分
が含まれる場合がある。 ゛ 例えば、同一の交流電源の系統内に複数の車両が存在す
る場合には、一方の車両での電源没入時における変圧器
励磁突入電流により、他方の車両の交流電源に直流分が
印加される場合がある。
また、このような交流電源用の架線の近傍に直流電源を
送電するための架線が設置されている場合には、双方の
路線を走行する各車両の位置関係によっては、受電した
交流電源に直流分が印加されることが知られている。
上述したように交流電源に直流分が印加されると、変圧
器TRに上記直流分による直流偏磁が生じ、この直流偏
磁によって変圧器TRの鉄心に磁気飽和を生じる。
即ち、第4図(A>に示すように、正常時におけるコン
バータ5の交流入力電流波形は、交流電源の電源周波数
と同一の基本周波数の正弦波に、例えばP W M I
II tillにおける制御用の三角波状のリップル分
が重畳された波形を有するが、変圧器に前述の直流偏磁
が生じると、第4図(B)に示すように、直流偏磁が発
生した期間Toでは、変圧器TRの二次巻線Sのインダ
クタンスが箸しく低下するため、変圧器TRの二次巻I
i!2Sを流れる電流が急激に増加する。
この増加した二次側の電流値が所定の値を上回る場合に
は、過電流検出器9が検出動作してしまい、コンバータ
5を強制的にオフすることから、車両の運転上に支障を
及ぼすという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、変圧器の
直流偏磁により流れる変圧器の二次電流を所定の値以下
におさえ、即ち過電流検出器が検出動作する電流値以下
におさえることにより、車両を円滑に運行することので
きる電力変換装置を提供することを目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するために本発明は、交流発生部から出
力された交流tδ力を入ノJ Naから人力して、パル
ス幅変調信号に従ってオンオフ制御を行って所定の直流
電力に変換するパルス幅変調方式による電力変換装置に
、前記入力端から過電流が入力したときに当該電力変換
装置の動作を停止トする保護手段と、前記入力端に接続
した前記交流発生部の磁気飽和による電流増加を補償す
るためのリアクトルとを有して構成した。
(作用) 本発明における電力変換装置においては、パルス幅変調
方式によって、交流発生部から出力された交流電力を入
力端から入力して、パルス幅変調信号に従ってオン・オ
フ制御を行って所定の直流電力に変換して出力する際に
、前記入力端から過電流が入力したときには保護手段が
この過電流を検知するとともに当該電力変換装置の動作
を停止して、装置の保護を行う。
また前記入力端に接続した交流発生部で磁気飽和を生じ
た場合には、当該装置のリアクトルのインダクタンスが
交流発生部におけるインダクタンスの減少分を補償する
ため、入力電流の増加および保護手段の作動が阻止され
る。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
第1図は本発明の一実浦例を示した回路図である。
電気鉄道等の鉄道線路に沿って架設された架線から送電
された交流電源をパンタグラフ等の集電器1を介して受
7なする。この受電した交流電源は遮断器3を介して変
圧器TRの一次巻線Pに与えられる。−次巻線Pは車両
の車輪等を介して接地されている。変圧器TRの二次巻
線Sと変換器であるコンバータ5との間、即ち変圧器T
Rの二次側には所定のインダクタンスを有するリアクト
ルL1が接続されている。コンバータ5は変圧BTRを
介して入力した交流7H力を所定の直流電力に変換する
。このコンバータ5で変換された直流電力は平滑用のコ
ンデンケCで平滑され、所定の直流電力Vocが負荷7
へ供給される。
またコンバータ5はダイオードD1.D2.D3、D4
をブリッジ接続するとともに、ゲートターンオフサイリ
スタGTO1、GTO2,GTO3、GTO4をブリッ
ジ接続している。更に各ダイオードD1.02.D3.
D4には対応1J−るゲートターンオフサイリスタGT
O1,GTO2゜GTO3,0TO4をそれぞれ逆方向
に並列接続している。また、各ゲートターンオフサイリ
スタGTOI、GTO2,GTO3,GT○4のそれぞ
れのゲート端子G1.G2.G3.G4には制御部11
からのゲート信号が与えられており、各/7’ −1−
ター ン、t 7 サ−1’ !J スタG T O1
、G 1−02 。
GTO3,GTO4をオン・オフ制御することにより、
コンバータ5の出力である直流の出力電力を所定の一定
電力に制御する。
即ち、制御部11は、第2図に示すように制御信号e1
と変調用三角波信号A、Bを発生している。変圧器TR
側の交流電源電圧VSに対する制御信号eiの位相及び
振幅は、コンバータ5の出力電流が変動してもコンバー
タ5の出力電圧、即ちコンデンサCの両端電圧を一定の
値に保持し得るように調整される。また、制御部11は
変調用三角波信号A又はBが制御信号eiを上回る期間
又は、変調用三角波信号A又はBが制御信号e1を下回
る期間をオン状態とするようなゲート信号を対応するゲ
ートターンオフサイリスタGTOI、GTO2、GTO
3,GTO4の各ゲート端子Gl、G2、G3.G4へ
送出することにより、パルス幅変調(PWM’)による
電力変換M御を実行する。
変圧器TRの二次側には、過電流検出器9が設けられ、
短絡などによる過電流を検出する。制御部11は過電流
検出器9からの信号に基づいて過電流が流れた旨を判別
すると、コンバータ5をオフして過電流による焼損を防
止する。
また、過電流検出器9と制御部11は保護手段を構成す
る。
次にリアクトルL1を説明する。このリアクトルL1の
インダクタンスl+ は以下のように設定される。
即ち、 11≧(Vocxτ/IG>−愛。  ・・・・・・(
1)但し Voc・・・コンバータ5の出力側の直流電圧τ・・・
変調用三角波信号A、Bの半周期7a・・・過電流検出
器9が検出動作するときの電流値 io・・・変圧器TRの二次巻線Sの空心のインダクタ
ンス 第2図は変圧器鉄心の磁気飽f(lが交流電源電圧VS
のゼロクロス直航の限られた時間内に生じるので、交流
電源電圧VSのゼロクロス近傍のタイミングに対応する
各部の信号波形図を示した。
次に第2図を参照して本発明の詳細な説明する。
第2図に示すように、制御部11からのゲート信号に基
づいて期間T1ではダイオードD4が導通する。次のf
fHXIT2ではダイオードD1及びD4が導通する。
また期間T3ではゲートターンオフサイリスタGTO3
及びダイオードD1が導通する。続いて期間T4ではダ
イオードD1及びD4が導通する。従って、期間T4で
は変圧器TRの二次巻線S〜リアクトルし1〜ダイオー
ドD1〜コンデンサC〜ダイオードD4〜変H器TRの
二次巻線Sを通じた閉回路に電流が流れる。
今、期間T4にJ3いて、変圧器TRに直流の負荷励磁
電流が流れ、このため変圧器に直流Glaが与えられた
とすると、変圧器TRの鉄心に磁気飽和を生じ、変圧器
TRの二次巻線Sのインダクタンスが著しく低下する。
従って、上記m回路のインダクタンスは変圧器TRの二
次巻線Sの空心のインダクタンスとリアクトルL1のイ
ンダクタンスのみとなり、前述の開回路を流れる電流の
変化率が増大する。この結果、ゲートターンオフサイリ
スタGTO1,GTO4が導通し、第2図に点線で示す
ように、変圧器TRの二次側の交流入力電流isが反転
して増加する。
このときの交流入力電流ISの最大値をipとすると、
次式の如く示される。
即ち、 Ip < (Voc / (JL+ +uo ) )X
τ−・−・(2)である。
また、過電流検出器9が検出動作するときの電流値■9
は、以下のように示される。
Ia > (Vo c / (It 十文0))×τ・
・・・・・(3)従って、第(1)式及び第(3)式か
ら明らかなように、交流入力電流isの最大値It)は
過電流検出器9が検出動作するときの電流値1g以下に
設定される。
即ち、 ip<tg 従って、変圧器TRの鉄心に直流偏磁を生じたとしても
、過電流検出器9は検出動作することなく、コンバータ
5は所定の直流電力を安定して負荷7へ供給することが
できる。
[発明の効果] 以上説明してきたように本発明によれば、交流発生部の
磁気飽和による電流増加を補償するためのリアクトルを
交流電力の入力端に接続したので、交流発生部における
磁気飽和に起因する保護手段の作動が防止されて、安定
した電力供給が行い得る等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示した回路図、第2図は第
1図の各部の信号波形図、第3図は従来例を示した回路
図、第4図は第3図の動作を示した説明図である。 5・・・コン・バーク Ll・・・リアクトル TR・・・変圧器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)交流発生部から出力された交流電力を入力端から
    入力して、パルス幅変調信号に従ってオン・オフ制御を
    行つて所定の直流電力に変換するパルス幅変調方式によ
    る電力変換装置において、前記入力端から過電流が入力
    したときに当該電力変換装置の動作を停止する保護手段
    と、 前記入力端に接続した前記交流発生部の磁気飽和による
    電流増加を補償するためのリアクトルとを有したことを
    特徴とする電力変換装置。
  2. (2)前記リアクトルのインダクタンスは、当該電力変
    換装置の出力電圧値とパルス幅変調信号の半周期との積
    を保護手段の動作電流値で除した値から交流発生部にお
    ける磁気飽和時のインダクタンスを差引いた値に設定し
    たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電力変
    換装置。
JP24728187A 1987-09-30 1987-09-30 電力変換装置 Pending JPH0191663A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24728187A JPH0191663A (ja) 1987-09-30 1987-09-30 電力変換装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24728187A JPH0191663A (ja) 1987-09-30 1987-09-30 電力変換装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0191663A true JPH0191663A (ja) 1989-04-11

Family

ID=17161125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24728187A Pending JPH0191663A (ja) 1987-09-30 1987-09-30 電力変換装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0191663A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007181263A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Kyocera Corp 充電装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007181263A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Kyocera Corp 充電装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3945867B2 (ja) 種々の交流または直流電圧から変換器を使用して牽引システムに直流電圧電源を供給する装置および方法
US20010012207A1 (en) Power supply device for electromotive railcar
US4519022A (en) Ripple reduction circuit for an inverter
US4730245A (en) Power cut detection apparatus for power converter
US5521487A (en) Active filter for single-phase overhead contact wire energized locomotive
US12230964B2 (en) DC power supply device and railway substation incorporating it
JP2527911B2 (ja) Pwmコンバ―タ
EP0797290B1 (en) Regulated resonant converter
JPH0191663A (ja) 電力変換装置
KR19990028457A (ko) 교류 전차용 전력변환장치
Cheok et al. AC drive with particular reference to traction drives
JP3193809B2 (ja) 三相整流装置
Moghbelli et al. Chopper design for NICTD locomotives
JP3186495B2 (ja) 交流電気車用電力変換装置
JP3675124B2 (ja) パルス幅変調制御コンバータの制御装置
JPWO1997003493A1 (ja) 交流電気車用電力変換装置
JPS62254691A (ja) 電動機の駆動装置
JP3263962B2 (ja) 直流制動方式
Langheim et al. Electric citybus with two induction motors‐power electronics and motor control
KR100491864B1 (ko) 회생용 2레벨 피더블유엠 컨버터를 이용한 전동차직류전원 공급 시스템
JPS61273103A (ja) 交直両用電車装置
JP3153655B2 (ja) 電気車制御装置
JP3524626B2 (ja) 静止型電力変換装置
JP7257820B2 (ja) 電鉄用アクティブフィルタおよびその制御方法並びにそれを具備する電力変換装置および鉄道車両
Hashimoto et al. PWM converter-inverter system for AC supplied train