JPH02184007A - 車両用変圧器 - Google Patents
車両用変圧器Info
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- JPH02184007A JPH02184007A JP1004372A JP437289A JPH02184007A JP H02184007 A JPH02184007 A JP H02184007A JP 1004372 A JP1004372 A JP 1004372A JP 437289 A JP437289 A JP 437289A JP H02184007 A JPH02184007 A JP H02184007A
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- Japan
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- winding
- input
- vehicle
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- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 7
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 31
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
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Landscapes
- Coils Of Transformers For General Uses (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、パルス幅変調制御変換装置（以下、ＰＷＭ
コンバータと記載する）等の電力変換装置によりカ行お
よび回生制御を行う車両運転電気システムに使用される
車両用変圧器に関するものである。
コンバータと記載する）等の電力変換装置によりカ行お
よび回生制御を行う車両運転電気システムに使用される
車両用変圧器に関するものである。
第５図は従来の外鉄型の車両用変圧器を示す構成図であ
り、図において、（５）は鉄心で、幅２Ｗの主鉄心（５
ａ） 、 この主鉄心（５ａ）の両側にあって幅Ｗを
有するレッグ鉄心（５ｂ）およびこれら主鉄心（５ａ）
とレッグ鉄心（５ｂ）を結合して幅Ｗを有するヨーク鉄
心（５Ｃ）から構成されている。（６）は鉄心（５）に
囲まれた空間内に配置された入力側巻線、（７）は鉄心
（５（に囲まれた空間内において２つに分割されると共
に入力側巻線（６）の両側に配置された出力側巻線であ
る。なお、外鉄型の車両用変圧器（４）は鉄心（５）、
入力側巻線（６）および出力側巻線（７）により構成さ
れている。
り、図において、（５）は鉄心で、幅２Ｗの主鉄心（５
ａ） 、 この主鉄心（５ａ）の両側にあって幅Ｗを
有するレッグ鉄心（５ｂ）およびこれら主鉄心（５ａ）
とレッグ鉄心（５ｂ）を結合して幅Ｗを有するヨーク鉄
心（５Ｃ）から構成されている。（６）は鉄心（５）に
囲まれた空間内に配置された入力側巻線、（７）は鉄心
（５（に囲まれた空間内において２つに分割されると共
に入力側巻線（６）の両側に配置された出力側巻線であ
る。なお、外鉄型の車両用変圧器（４）は鉄心（５）、
入力側巻線（６）および出力側巻線（７）により構成さ
れている。
第６図は例えば昭和６２年電気・情報関連学会連合大会
予稿集、第２−６２頁へ第２−６５頁、第１０−３項「
ＶＶＶＦ制御の交流電車への応用」に示された。Ｊ：述
の車両用変圧器を使用した車両運転電気システムを一部
ブロック図で示す回路図であり、図において、（１）は
トロリー線、（２）はこのトロリー線（１）に接触して
いるパンタグラフ、（３）はこのパンタグラフ（２）と
車両用変圧器（４）の入力側巻線（６）に接続された遮
断器である。（８）はこの使用例では４つの巻線に分割
された出力側巻線（７）にそれぞれ接続された４つの交
流リアクトル、（９）はこれらの交流リアクトル（８）
を介して出力側巻線（７）に接続されたＰＷＭコンバー
タ、（ＩＧはこのＰＷＭコンバータ（９）の出力側に接
続され１こコンデンサ、 （１１）はこのコンデンサＯ
υの出力側に接続されたＶＶＶＦ インバータ、０乃は
このＶＶＶＦインバータ００の出力側に接続された三相
誘導電動機（Ｉ＆ｉ）である。
予稿集、第２−６２頁へ第２−６５頁、第１０−３項「
ＶＶＶＦ制御の交流電車への応用」に示された。Ｊ：述
の車両用変圧器を使用した車両運転電気システムを一部
ブロック図で示す回路図であり、図において、（１）は
トロリー線、（２）はこのトロリー線（１）に接触して
いるパンタグラフ、（３）はこのパンタグラフ（２）と
車両用変圧器（４）の入力側巻線（６）に接続された遮
断器である。（８）はこの使用例では４つの巻線に分割
された出力側巻線（７）にそれぞれ接続された４つの交
流リアクトル、（９）はこれらの交流リアクトル（８）
を介して出力側巻線（７）に接続されたＰＷＭコンバー
タ、（ＩＧはこのＰＷＭコンバータ（９）の出力側に接
続され１こコンデンサ、 （１１）はこのコンデンサＯ
υの出力側に接続されたＶＶＶＦ インバータ、０乃は
このＶＶＶＦインバータ００の出力側に接続された三相
誘導電動機（Ｉ＆ｉ）である。
従来の車両用変圧器（４）を使用しｔコ車両運転電気シ
ステムは上述したように構成され、トロリー線（１）か
らパンタグラフ（２）と遮断器（３）を介して受電され
た電圧は車両用変圧器（４）の入力側巻線（６）に入力
され、変圧されて車両用変圧器（４）の出力側巻線（７
）に出力される。この出力側巻線（７）の出力は交流リ
アクトル（８）を通じてＰＷＭコンバータ（９）に供給
され、ここで単相交流が直流に変換される。この直流は
コンデンサａ１によって平滑化された後にＶＶＶＦイン
バータ（１０に給電され、ここで直流が三相交流に変換
される。この三相交流は三相誘導電動機（ＬＭ）を駆動
して、その動力が車両の車輪（図示しない）に伝えられ
るようになっている。
ステムは上述したように構成され、トロリー線（１）か
らパンタグラフ（２）と遮断器（３）を介して受電され
た電圧は車両用変圧器（４）の入力側巻線（６）に入力
され、変圧されて車両用変圧器（４）の出力側巻線（７
）に出力される。この出力側巻線（７）の出力は交流リ
アクトル（８）を通じてＰＷＭコンバータ（９）に供給
され、ここで単相交流が直流に変換される。この直流は
コンデンサａ１によって平滑化された後にＶＶＶＦイン
バータ（１０に給電され、ここで直流が三相交流に変換
される。この三相交流は三相誘導電動機（ＬＭ）を駆動
して、その動力が車両の車輪（図示しない）に伝えられ
るようになっている。
こＣ？、’ＰＷＭコンバータ（９）の入力側端子電圧（
以下、コンバータ電圧と記載する） Ｖｃと同一変圧比
に換算した車両用変圧器（４）の入力電圧Ｖとの位相関
係は第７図に示すベクトル図のようになっている。すな
わち、車両用変圧器（４）のもれインピーダンスｚＴと
交流リアクトル（８）のインピーダンスＺＬとの和（Ｚ
Ｔ＋ＺＬ）と、ＰＷＭ コンバータ（９）の入力電流
ｉとの積（（ＺＴ＋ＺＬ）・ｉ）で力率＝１のカ行時に
生じるリアクティブ電圧ｖＬおよびコンバータ電圧ＶＣ
のベクトル合成和が車両用変圧器（４）の入力電圧■と
なる。
以下、コンバータ電圧と記載する） Ｖｃと同一変圧比
に換算した車両用変圧器（４）の入力電圧Ｖとの位相関
係は第７図に示すベクトル図のようになっている。すな
わち、車両用変圧器（４）のもれインピーダンスｚＴと
交流リアクトル（８）のインピーダンスＺＬとの和（Ｚ
Ｔ＋ＺＬ）と、ＰＷＭ コンバータ（９）の入力電流
ｉとの積（（ＺＴ＋ＺＬ）・ｉ）で力率＝１のカ行時に
生じるリアクティブ電圧ｖＬおよびコンバータ電圧ＶＣ
のベクトル合成和が車両用変圧器（４）の入力電圧■と
なる。
と述しｔこような従来の車両用変圧器（４）を使用しｔ
こ車両運転電気システムでは、リアクティブ電圧ｖＬは
ＰＷＭコンバータ（９）の負荷制御などの関係から相当
大きな値を要求される場合があり、車両用変圧器（４）
のもれインピーダンスＺＴのみでは十分なりアクティブ
電圧ｖＬが得られないので、交流リアクトル（８）を設
置する必要があった。しかし。
こ車両運転電気システムでは、リアクティブ電圧ｖＬは
ＰＷＭコンバータ（９）の負荷制御などの関係から相当
大きな値を要求される場合があり、車両用変圧器（４）
のもれインピーダンスＺＴのみでは十分なりアクティブ
電圧ｖＬが得られないので、交流リアクトル（８）を設
置する必要があった。しかし。
交流リアクトル（８）を設置することにより、車両床下
の設置空間が占領され、他の電気機器の設置空間を狭め
ることや、車両重量が増加するという問題点があった。
の設置空間が占領され、他の電気機器の設置空間を狭め
ることや、車両重量が増加するという問題点があった。
この発明は、上述の問題点を解決するためになされたも
ので、交流リアクトル（８）を設置することなしに必要
なりアクティブ電圧が安定して得られる車両用変圧器を
得ることを目的とする。
ので、交流リアクトル（８）を設置することなしに必要
なりアクティブ電圧が安定して得られる車両用変圧器を
得ることを目的とする。
この発明に係る車両用変圧器は、電源に接続される入力
側巻線、単相交流を直流に変換する電力変換装置に直接
接続される出力側巻線、入力側巻線と出力側巻線との間
に挿入された磁性体、およびこの磁性体が埋め込まれ鉄
心と巻線とで支持・固定されｔこ絶縁板を備えたもので
ある。
側巻線、単相交流を直流に変換する電力変換装置に直接
接続される出力側巻線、入力側巻線と出力側巻線との間
に挿入された磁性体、およびこの磁性体が埋め込まれ鉄
心と巻線とで支持・固定されｔこ絶縁板を備えたもので
ある。
この発明においては、入力側巻線と出力側巻線との間に
挿入された磁性体が、車両用変圧器のもれインピーダン
スを増加させ、交流リアクトルを設置せずに所要のりア
クティブ電圧ｖＬを生じさせる。
挿入された磁性体が、車両用変圧器のもれインピーダン
スを増加させ、交流リアクトルを設置せずに所要のりア
クティブ電圧ｖＬを生じさせる。
第１図はこの発明の一実施例を示す構成図であり、図に
おいて、（５）〜（７）は従来の車両用変圧器における
ものと全く同一である。（１３１は磁性体、 （１４）
は磁性体（１３１を埋め込んだ絶縁体であって、これら
はこの実施例では入力側巻線（６）と出力側巻線（７）
との間に挿入されており２また磁性体（１３１は例えば
４個に分割された空隙付き鉄心で構成され、絶縁体０４
）は絶縁板で構成されている。なお、（４Ａ）は鉄心＋
５１、入力側巻線（６）、出力側巻線（７）および空隙
付き鉄心ｔ１３１とこれを全周を包んで埋め込んだ必要
な剛性を有する絶縁板０４）から構成された外鉄型の車
両用変圧器である。
おいて、（５）〜（７）は従来の車両用変圧器における
ものと全く同一である。（１３１は磁性体、 （１４）
は磁性体（１３１を埋め込んだ絶縁体であって、これら
はこの実施例では入力側巻線（６）と出力側巻線（７）
との間に挿入されており２また磁性体（１３１は例えば
４個に分割された空隙付き鉄心で構成され、絶縁体０４
）は絶縁板で構成されている。なお、（４Ａ）は鉄心＋
５１、入力側巻線（６）、出力側巻線（７）および空隙
付き鉄心ｔ１３１とこれを全周を包んで埋め込んだ必要
な剛性を有する絶縁板０４）から構成された外鉄型の車
両用変圧器である。
第２図は、空隙付き鉄心（１３と絶縁板α勾の挿入状態
を示す正面断面図である。空隙付き鉄心（１３１は絶縁
板０４）内に埋め込まれている為、絶縁板０復により完
全に支持・固定されると共に充電部分に対し絶縁が保た
れている。
を示す正面断面図である。空隙付き鉄心（１３１は絶縁
板０４）内に埋め込まれている為、絶縁板０復により完
全に支持・固定されると共に充電部分に対し絶縁が保た
れている。
即ち、空隙付き鉄心（１３Ｉを埋め込んだ絶縁板０弔の
中央部に主鉄心を通す穴をあけ、該絶縁板０４）を矩杉
板状巻線（入力側および出力側巻線）と同様な形に仕上
げて巻線間に挿入し、巻線と共に鉄心で支持する。
中央部に主鉄心を通す穴をあけ、該絶縁板０４）を矩杉
板状巻線（入力側および出力側巻線）と同様な形に仕上
げて巻線間に挿入し、巻線と共に鉄心で支持する。
また絶縁板（１勾は鉄心（５ａ） 、 （５ｂ）により
支持・固定されており、重力、磁気吸引力および車両走
行時の振動等により、空隙付き鉄心α３がずれるのを防
止している。
支持・固定されており、重力、磁気吸引力および車両走
行時の振動等により、空隙付き鉄心α３がずれるのを防
止している。
第３図は上記実施例を使用しｔこ車両運転電気システム
を一部ブロック図で示す回路図であり、図において、（
１）〜（３）、（５）〜（７）および（９）〜（１２）
４−１ ｋ述した車両運転電気システムにおけるもの
と全く同一のものである。ＰＷＭコンバータ（９）は車
両用変圧器（４Ａ）の出力側巻線（７）に直接接続され
ている。
を一部ブロック図で示す回路図であり、図において、（
１）〜（３）、（５）〜（７）および（９）〜（１２）
４−１ ｋ述した車両運転電気システムにおけるもの
と全く同一のものである。ＰＷＭコンバータ（９）は車
両用変圧器（４Ａ）の出力側巻線（７）に直接接続され
ている。
上記実施例を使用した車両運転電気システムはと述し１
こように構成され、トロリー線（１）からパンタグラフ
（２）と遮断器（３）を介して受電された電圧は車両用
変圧器（４Ａ）の入力側巻線（６）に入力され、変圧さ
れて車両用変圧器（４Ａ）の出力側巻線（７）に出力さ
れる。この出力側巻線（７）の出力は直接ＰＷＭコンバ
ータ（９）に供給され、ここで単相交流が直流に変換さ
れる。この直流はコンデンサ００によって平滑化された
後にＶＶＶＦ インバータθυに給電され、ここで直
流が三相交流に変換される。この三相交流は三相誘導電
動機（ＩＭ）を駆動して、その動力が車両の車輪（図示
しない）に伝えられるようになっている。
こように構成され、トロリー線（１）からパンタグラフ
（２）と遮断器（３）を介して受電された電圧は車両用
変圧器（４Ａ）の入力側巻線（６）に入力され、変圧さ
れて車両用変圧器（４Ａ）の出力側巻線（７）に出力さ
れる。この出力側巻線（７）の出力は直接ＰＷＭコンバ
ータ（９）に供給され、ここで単相交流が直流に変換さ
れる。この直流はコンデンサ００によって平滑化された
後にＶＶＶＦ インバータθυに給電され、ここで直
流が三相交流に変換される。この三相交流は三相誘導電
動機（ＩＭ）を駆動して、その動力が車両の車輪（図示
しない）に伝えられるようになっている。
なお、車両用変圧器（４Ａ）の負荷運転時に発生するも
れ磁束は、磁性体としての空隙付き鉄心１３により増加
し、その結果、もれインピーダンスが増加する。空隙の
個数や寸法または鉄心の寸法を適当に選ぶことにより、
所要のりアクティブ電圧ｖＬを得ることができるもれイ
ンピーダンスＺＴＡが得られる。
れ磁束は、磁性体としての空隙付き鉄心１３により増加
し、その結果、もれインピーダンスが増加する。空隙の
個数や寸法または鉄心の寸法を適当に選ぶことにより、
所要のりアクティブ電圧ｖＬを得ることができるもれイ
ンピーダンスＺＴＡが得られる。
従って、コンバータ電圧Ｖｃと同一変圧比に換算した車
両用変圧器（４Ａ）の入力電圧Ｖとの位相関係は第４図
に示すベクトル図のようになっている。すなわち、車両
用変圧器（４Ａ）のもれインピーダンスＺＴＡと、ＰＷ
Ｍコンバータ（９）の入力電流ｉ ト（Ｄａ （ＺＴＡ
−ｉ ）で力率＝１のカ行時に生じるリアクティブ電
圧ｖＬおよびコンバータ電圧■ｃのベクトル合成和が車
両用変圧器（４Ａ）の入力電圧Ｖとなる。
両用変圧器（４Ａ）の入力電圧Ｖとの位相関係は第４図
に示すベクトル図のようになっている。すなわち、車両
用変圧器（４Ａ）のもれインピーダンスＺＴＡと、ＰＷ
Ｍコンバータ（９）の入力電流ｉ ト（Ｄａ （ＺＴＡ
−ｉ ）で力率＝１のカ行時に生じるリアクティブ電
圧ｖＬおよびコンバータ電圧■ｃのベクトル合成和が車
両用変圧器（４Ａ）の入力電圧Ｖとなる。
この発明は、以と説明したとおり、電源に接続される入
力側巻線、単相交流を直流に変換する電力変換装置に直
接接続される出力側巻線、および入力側巻線と出力側巻
線との間に挿入され、絶縁体で絶縁および支持・固定さ
れた磁性体を備えているので、必要なりアクティブ電圧
が電気的・機械的に安定して得られる。従って、この発
明の車両用変圧器を使用することにより、交流リアクト
ルを設置することなしに、ＰＷＭコンバータを使用する
車両運転電気システムを構成することができる。まｔこ
、車両床下の設置空間が占領されることなく他の電気機
器の設置空間を広めることができ、車両の軽量化が図れ
るという効果がある。
力側巻線、単相交流を直流に変換する電力変換装置に直
接接続される出力側巻線、および入力側巻線と出力側巻
線との間に挿入され、絶縁体で絶縁および支持・固定さ
れた磁性体を備えているので、必要なりアクティブ電圧
が電気的・機械的に安定して得られる。従って、この発
明の車両用変圧器を使用することにより、交流リアクト
ルを設置することなしに、ＰＷＭコンバータを使用する
車両運転電気システムを構成することができる。まｔこ
、車両床下の設置空間が占領されることなく他の電気機
器の設置空間を広めることができ、車両の軽量化が図れ
るという効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図は第
１図の要部を示す正面断面図、第３図はこの発明の一実
施例を使用した車両運転電気システムを一部ブロック図
で示す回路図、第４図はこの発明の一実施例の位相関係
を示すベクトル図、第５図は従来の車両用変圧器を示す
構成図、第６図は従来の車両用変圧器を使用した車両運
転電気システムを一部ブロック図で示す回路図、第７図
は従来の車両用変圧器の位相関係を示すベクトル図であ
る。 図において、（４Ａ）は外鉄型の車両用変圧器、（５）
は鉄心、（６）は入力側巻線、（７）は出力側巻線、
ｆ１３は磁性体、θ荀は絶縁体である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
１図の要部を示す正面断面図、第３図はこの発明の一実
施例を使用した車両運転電気システムを一部ブロック図
で示す回路図、第４図はこの発明の一実施例の位相関係
を示すベクトル図、第５図は従来の車両用変圧器を示す
構成図、第６図は従来の車両用変圧器を使用した車両運
転電気システムを一部ブロック図で示す回路図、第７図
は従来の車両用変圧器の位相関係を示すベクトル図であ
る。 図において、（４Ａ）は外鉄型の車両用変圧器、（５）
は鉄心、（６）は入力側巻線、（７）は出力側巻線、
ｆ１３は磁性体、θ荀は絶縁体である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 電源に接続される入力側巻線、単相交流を直流に変換
する電力変換装置に直接接続される出力側巻線、上記入
力側巻線と上記出力側巻線との間に挿入されてもれイン
ピーダンスを増加させる磁性体、およびこの磁性体を埋
め込んだ絶縁体を備えたことを特徴とする車両用変圧器
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1004372A JPH02184007A (ja) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | 車両用変圧器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1004372A JPH02184007A (ja) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | 車両用変圧器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02184007A true JPH02184007A (ja) | 1990-07-18 |
Family
ID=11582537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1004372A Pending JPH02184007A (ja) | 1989-01-10 | 1989-01-10 | 車両用変圧器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02184007A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0551555A1 (en) * | 1992-01-17 | 1993-07-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Transformer for mouting in a vehicle |
| JP4523076B1 (ja) * | 2009-02-13 | 2010-08-11 | 三菱電機株式会社 | 変圧器 |
| JP2011139039A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-07-14 | Mitsubishi Electric Corp | 変圧装置 |
| JP5217061B2 (ja) * | 2008-03-04 | 2013-06-19 | 三菱電機株式会社 | 変圧装置 |
| US8648684B2 (en) | 2009-12-04 | 2014-02-11 | Mitsubishi Electric Corporation | Voltage transforming apparatus |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5661109A (en) * | 1979-10-24 | 1981-05-26 | Hitachi Ltd | Transformer for vehicle |
-
1989
- 1989-01-10 JP JP1004372A patent/JPH02184007A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5661109A (en) * | 1979-10-24 | 1981-05-26 | Hitachi Ltd | Transformer for vehicle |
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| WO1993014508A1 (en) * | 1992-01-17 | 1993-07-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Transformer mounted on vehicle |
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