JPH0265601A - 車両用電力変換装置 - Google Patents
車両用電力変換装置Info
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- JPH0265601A JPH0265601A JP63214106A JP21410688A JPH0265601A JP H0265601 A JPH0265601 A JP H0265601A JP 63214106 A JP63214106 A JP 63214106A JP 21410688 A JP21410688 A JP 21410688A JP H0265601 A JPH0265601 A JP H0265601A
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- JP
- Japan
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- load
- circuit
- resonance
- voltage
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims description 13
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/14—Arrangements for reducing ripples from dc input or output
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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は直流フィルタ回路を通して入力される架線電圧
を一定の変換比で電力変換して負荷に電力を供給する車
両用電力変換装置に関する。
を一定の変換比で電力変換して負荷に電力を供給する車
両用電力変換装置に関する。
（従来の技術）
電気車においては、車両用電動機、各種の制御装置およ
び空調装置や照明装置等の各負荷に電力を供給する電源
としてパンタグラフにより集電された高圧の架線電圧を
各負荷に適した低電圧に変換する電力変換装置９例えば
インバータ装置が用いられている。
び空調装置や照明装置等の各負荷に電力を供給する電源
としてパンタグラフにより集電された高圧の架線電圧を
各負荷に適した低電圧に変換する電力変換装置９例えば
インバータ装置が用いられている。
第４図はかかるインバータ装置の構成例を示すものであ
る。すなわち、第４図に示すようにインバータ回路５の
一方の入力端をパンタグラフ１に制限抵抗器２およびリ
アクトル３を直列に介して接続すると共に他方の入力端
を接地し、またインバータ回路５の入力端子間にコンデ
ンサ４を接続して、これらコンデンサ４とリアクトル３
とにより架線電圧に含まれる高周波成分を除去する直流
フィルタ回路ＬＰＦを構成している。そして、インバー
タ回路５の出力端子には前述した各負荷６が接続され、
三相交流電力が供給されるようになっている。この場合
、実際には変電所の内部インピーダンスおよび架線のイ
ンピーダンス、リアクトルの内部抵抗等も存在するが、
これらは制限抵抗器２とリアクトル３に合成して考える
ことにする。
る。すなわち、第４図に示すようにインバータ回路５の
一方の入力端をパンタグラフ１に制限抵抗器２およびリ
アクトル３を直列に介して接続すると共に他方の入力端
を接地し、またインバータ回路５の入力端子間にコンデ
ンサ４を接続して、これらコンデンサ４とリアクトル３
とにより架線電圧に含まれる高周波成分を除去する直流
フィルタ回路ＬＰＦを構成している。そして、インバー
タ回路５の出力端子には前述した各負荷６が接続され、
三相交流電力が供給されるようになっている。この場合
、実際には変電所の内部インピーダンスおよび架線のイ
ンピーダンス、リアクトルの内部抵抗等も存在するが、
これらは制限抵抗器２とリアクトル３に合成して考える
ことにする。
ところで、このようなもが成の電力変換装置において、
リアクトル３およびコンデンサ４からなる直流フフイル
タ回路ＬＰＦはパンタグラフ１により集電された架線電
圧に含まれる高周波数成分を除去するローパス形のもの
であり、その周波数−ゲ・イン特性としては第３図に示
すように１０〜３５Ｈｚ域か増幅域になっている。
リアクトル３およびコンデンサ４からなる直流フフイル
タ回路ＬＰＦはパンタグラフ１により集電された架線電
圧に含まれる高周波数成分を除去するローパス形のもの
であり、その周波数−ゲ・イン特性としては第３図に示
すように１０〜３５Ｈｚ域か増幅域になっている。
したかって、インバータ回路５はこのような直流フィル
タ回路ＬＰＦを通して入力される架線電圧を一定の変換
比で低電圧の三相交流電圧に変換し、この三用交ＩＴｔ
電圧を負荷６に供給することになる。しかし、負荷６お
よび架線電圧が一定状態のときはよいが、負荷６の変動
１例えば空調設備の起動に伴う負荷変動や架線電圧の急
変があると直流フィルタ回路ＬＰＦのリアクトル３とコ
ンデンサ４との電圧分担に変動が生じる。そして、この
変動したコンデンサ電圧からインバータ回路５は一定の
変換比で三相交流電圧を発生するので、この交流電圧も
その包路線に変動を生じる。そして、このインバータ回
路５から出力される三相交流電圧か変動すると負荷電流
も変動するため、再び直流フィルタ回路ＬＰＦのコンデ
ンサ電圧が変動するというループによりＪ（振現象を発
生することがある。
タ回路ＬＰＦを通して入力される架線電圧を一定の変換
比で低電圧の三相交流電圧に変換し、この三用交ＩＴｔ
電圧を負荷６に供給することになる。しかし、負荷６お
よび架線電圧が一定状態のときはよいが、負荷６の変動
１例えば空調設備の起動に伴う負荷変動や架線電圧の急
変があると直流フィルタ回路ＬＰＦのリアクトル３とコ
ンデンサ４との電圧分担に変動が生じる。そして、この
変動したコンデンサ電圧からインバータ回路５は一定の
変換比で三相交流電圧を発生するので、この交流電圧も
その包路線に変動を生じる。そして、このインバータ回
路５から出力される三相交流電圧か変動すると負荷電流
も変動するため、再び直流フィルタ回路ＬＰＦのコンデ
ンサ電圧が変動するというループによりＪ（振現象を発
生することがある。
（発明が解決しようとする課ｆｌ）
このように従来の車両用電力変換装置においては、架線
電圧を高周波成分を除去するリアクトル３およびコンデ
ンサ４からなる直流フィルタ回路ＬＰＦを通してインバ
ータ回路５に入力しているため、負荷変動や架線電圧の
急変による入力端子の周期的な変動に対してインバータ
回路５の位相制御回路が補正仕切れないと、出力電圧に
周期的な変動を生じる。したかって、負荷として例えば
蛍光灯のような照明装置に正常な三相交流電圧が供給で
きないため、蛍光灯にフリッカが発生する。
電圧を高周波成分を除去するリアクトル３およびコンデ
ンサ４からなる直流フィルタ回路ＬＰＦを通してインバ
ータ回路５に入力しているため、負荷変動や架線電圧の
急変による入力端子の周期的な変動に対してインバータ
回路５の位相制御回路が補正仕切れないと、出力電圧に
周期的な変動を生じる。したかって、負荷として例えば
蛍光灯のような照明装置に正常な三相交流電圧が供給で
きないため、蛍光灯にフリッカが発生する。
そこで、前述したような共振現象を防止する手段として
は、 （１）インバータ回路５の容量を大きくして負荷変動に
よる影響を軽減する （２）コンデンサ４の容量を大きくする（３）制限抵抗
器２の抵抗値を大きくする等が考えられるが、（１）、
（２）は装置全体が大きくなってしまい、車両搭載用と
しては適さないものとなり、（３）はインバータ装置と
しての効率が下がるため、やはり不適である。
は、 （１）インバータ回路５の容量を大きくして負荷変動に
よる影響を軽減する （２）コンデンサ４の容量を大きくする（３）制限抵抗
器２の抵抗値を大きくする等が考えられるが、（１）、
（２）は装置全体が大きくなってしまい、車両搭載用と
しては適さないものとなり、（３）はインバータ装置と
しての効率が下がるため、やはり不適である。
本発明は装置の容量を大きくしたり、運転効率を低下さ
せたりすることなく負荷変動や架線電圧゛急変による共
振現象の発生を効果的に防止することができる車両用電
力変換装置を提供することを目的とする。
せたりすることなく負荷変動や架線電圧゛急変による共
振現象の発生を効果的に防止することができる車両用電
力変換装置を提供することを目的とする。
［発明の構成］
本発明は上記のような目的を達成するため、高周波成分
を除去するリアクトルおよびコンデンサからなる直流フ
ィルタ回路を通して入力される架線電圧を一定の変換比
で電力変換して負荷に電力を供給する車両用電力変換装
置１ｑおいて、前記直流フィルタ回路を構成するリアク
トルに並列に、前記負荷又は架線電圧変動による共振現
象発生時の周波数にほぼ等しい共振点を有するリアクト
ル。
を除去するリアクトルおよびコンデンサからなる直流フ
ィルタ回路を通して入力される架線電圧を一定の変換比
で電力変換して負荷に電力を供給する車両用電力変換装
置１ｑおいて、前記直流フィルタ回路を構成するリアク
トルに並列に、前記負荷又は架線電圧変動による共振現
象発生時の周波数にほぼ等しい共振点を有するリアクト
ル。
コンデンサおよび抵抗からなる直列回路を接続する構成
とするものである。
とするものである。
（作用）
したがって、このような構成の車両用電力変換装置にあ
っては負荷変動や架線電圧が急変すると、そのときの共
振現象の周波数近辺の周波数成分の電流が直流フィルタ
回路のリアクトルに並列に接続されたリアクトル、コン
デンサおよび抵抗からなる直列回路に分流するので、直
流フィルタ回路全体としてその周波数帯域のゲインを下
げることが可能となり、共振現象が発生し難くなる。
っては負荷変動や架線電圧が急変すると、そのときの共
振現象の周波数近辺の周波数成分の電流が直流フィルタ
回路のリアクトルに並列に接続されたリアクトル、コン
デンサおよび抵抗からなる直列回路に分流するので、直
流フィルタ回路全体としてその周波数帯域のゲインを下
げることが可能となり、共振現象が発生し難くなる。
（実施例）
以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明による車両用電力変換装置としてインバ
ータ装置を用いた場合の構成例を示すもので、第４図と
同一部分には同一記号を付してその説明を省略し、ここ
では異なる点についてのみ述べる。本実施例では第１図
に示すように直流フィルタ回路ＬＰＦを構成するリアク
トル３に並列に、負荷６又は架線電圧変動による共振現
象発生時の周波数にほぼ等しい共振点を何するリアクト
ル７、コンデンサ８および抵抗９からなる直列回路（以
下ＬＣＲ回路と呼ぶ）を接続する構成としたものである
。この場合、ＬＣＲ回路は共振周波数を選択的に通すバ
ンドパスフィルタ回路ＢＰＦである。
ータ装置を用いた場合の構成例を示すもので、第４図と
同一部分には同一記号を付してその説明を省略し、ここ
では異なる点についてのみ述べる。本実施例では第１図
に示すように直流フィルタ回路ＬＰＦを構成するリアク
トル３に並列に、負荷６又は架線電圧変動による共振現
象発生時の周波数にほぼ等しい共振点を何するリアクト
ル７、コンデンサ８および抵抗９からなる直列回路（以
下ＬＣＲ回路と呼ぶ）を接続する構成としたものである
。この場合、ＬＣＲ回路は共振周波数を選択的に通すバ
ンドパスフィルタ回路ＢＰＦである。
したがって、このような構成のインバータ装置゛におい
て、いま共振現象の周波数を約２０ＨｚとするとＬＣＲ
回路の定数は １、／２πν／「で−−２０ となるように選択すれば良いことになる。また、抵抗Ｒ
は２０ Ｈｚに対するリアクトル３のインピーダンスよ
り大きな値を選択する。
て、いま共振現象の周波数を約２０ＨｚとするとＬＣＲ
回路の定数は １、／２πν／「で−−２０ となるように選択すれば良いことになる。また、抵抗Ｒ
は２０ Ｈｚに対するリアクトル３のインピーダンスよ
り大きな値を選択する。
このようにして定数が選択されたＬＣＲ回路をリアクト
ル３に並列接続することにより、直流フィルタ回路ＬＰ
Ｆの周波数−ゲイン特性は第２図に示す如くなる。ここ
で、ＬＣＲ回路のインピーダンスは ｊ ２ π ｆＬ＋１／ｊ２ π ｆＣ＋Ｒであり、
ｆ−ｆｏのとき最小値Ｒとなる。なお、共振周波数ｆ。
ル３に並列接続することにより、直流フィルタ回路ＬＰ
Ｆの周波数−ゲイン特性は第２図に示す如くなる。ここ
で、ＬＣＲ回路のインピーダンスは ｊ ２ π ｆＬ＋１／ｊ２ π ｆＣ＋Ｒであり、
ｆ−ｆｏのとき最小値Ｒとなる。なお、共振周波数ｆ。
は
ｆＯ−１／２πＶτて
である。
したがって、この共振周波数ｆ。近辺の周波数成分の電
流はＬＣＲ回路へ分流されてインバータ回路５の入力端
に流れるので、第３図に示すように直流フィルタ回路全
体の特性は点線にて示した第２図の特性に比べて〔。近
辺のゲインが下がり、共振現象が起り難くなる。
流はＬＣＲ回路へ分流されてインバータ回路５の入力端
に流れるので、第３図に示すように直流フィルタ回路全
体の特性は点線にて示した第２図の特性に比べて〔。近
辺のゲインが下がり、共振現象が起り難くなる。
このように本実施例ではインバータ回路５の入力側に設
けられた直流フィルタ回路ＬＰＦのリアクトル３に並列
に、負荷６の変動又は架線電圧の急変による共振現象発
生時の周波数にほぼ等しい共振点を有するリアクトル７
、コンデンサ８および抵抗９の直列接続してなるＬＣＲ
回路を設けるようにしたので、負荷６および架線電圧が
共に正常な状態にあればそのときの入力電圧の周波数成
分に対してＬＣＲ回路は高インピーダンスを呈し、電気
的に切れた状態にあり、また負荷変動や架線電圧が急変
するとそのときの入力端子に含まれるＪ（振周波数成分
に対して低インピーダンスを呈し、該成分の電流がＬＣ
Ｒ回路に流れるので、他の回路に２・１して何ら悪影口
を与えることなく共振現象の発生を防止することができ
る。したがって、従来のようにインバータ回路５の出力
電圧の周期的な変動により負荷６として設けられた蛍光
灯にフリッカが発生するようなことがなくなる。また、
直流フィルタ回路ＬＰＦのリアクトル３にＬＣＲ回路を
接続するだけの構成なので、装置全体の容量が大きくな
ったり、インバータ回路５の運転効率が低下したりする
こともなく、その実用的効果としては大きなものとなる
。
けられた直流フィルタ回路ＬＰＦのリアクトル３に並列
に、負荷６の変動又は架線電圧の急変による共振現象発
生時の周波数にほぼ等しい共振点を有するリアクトル７
、コンデンサ８および抵抗９の直列接続してなるＬＣＲ
回路を設けるようにしたので、負荷６および架線電圧が
共に正常な状態にあればそのときの入力電圧の周波数成
分に対してＬＣＲ回路は高インピーダンスを呈し、電気
的に切れた状態にあり、また負荷変動や架線電圧が急変
するとそのときの入力端子に含まれるＪ（振周波数成分
に対して低インピーダンスを呈し、該成分の電流がＬＣ
Ｒ回路に流れるので、他の回路に２・１して何ら悪影口
を与えることなく共振現象の発生を防止することができ
る。したがって、従来のようにインバータ回路５の出力
電圧の周期的な変動により負荷６として設けられた蛍光
灯にフリッカが発生するようなことがなくなる。また、
直流フィルタ回路ＬＰＦのリアクトル３にＬＣＲ回路を
接続するだけの構成なので、装置全体の容量が大きくな
ったり、インバータ回路５の運転効率が低下したりする
こともなく、その実用的効果としては大きなものとなる
。
なお、上記実施例においては電力変換装置としてインバ
ータ装置を用いた場合について述べたが、このインバー
タ装置に代えて直流−直流（ＤＣ／ＤＣ）コンバータ装
置を用いた場合にも前述同様の作用、効果を得ることが
できる。
ータ装置を用いた場合について述べたが、このインバー
タ装置に代えて直流−直流（ＤＣ／ＤＣ）コンバータ装
置を用いた場合にも前述同様の作用、効果を得ることが
できる。
［発明の効果］
以上述べたように本発明によれば、装置の容量を大きく
したり、運転効率を低下させたりすることなく負荷変動
や架線電圧急変による共振現象の発生を効果的に防止す
ることができる車両用電力変換装置を提はできる。
したり、運転効率を低下させたりすることなく負荷変動
や架線電圧急変による共振現象の発生を効果的に防止す
ることができる車両用電力変換装置を提はできる。
第１図は本発明の一実施例を示すインバータ装置の回路
構成図、第２図は同実施例装置における周波数−ゲイン
特性図、第３図は従来装置における周波数−ゲイン特性
図、第４図は従来のインバータ装置の回路構成図である
。 １・・・パンタグラフ、２・・・制限抵抗器、３・・・
リアクトル、４・・・コンデンサ、５・・・インバータ
回路、６・・・負荷、７・・・リアクトル、８・・・コ
ンデンサ、９・・・抵抗。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
構成図、第２図は同実施例装置における周波数−ゲイン
特性図、第３図は従来装置における周波数−ゲイン特性
図、第４図は従来のインバータ装置の回路構成図である
。 １・・・パンタグラフ、２・・・制限抵抗器、３・・・
リアクトル、４・・・コンデンサ、５・・・インバータ
回路、６・・・負荷、７・・・リアクトル、８・・・コ
ンデンサ、９・・・抵抗。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (1)
- 高周波成分を除去するリアクトルおよびコンデンサから
なる直流フィルタ回路を通して入力される架線電圧を一
定の変換比で電力変換して負荷に電力を供給する車両用
電力変換装置において、前記直流フィルタ回路を構成す
るリアクトルに並列に、前記負荷又は架線電圧変動によ
る共振現象発生時の周波数にほぼ等しい共振点を有する
リアクトル、コンデンサおよび抵抗からなる直列回路を
接続してなる車両用電力変換装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63214106A JPH0265601A (ja) | 1988-08-29 | 1988-08-29 | 車両用電力変換装置 |
| AU40841/89A AU601909B2 (en) | 1988-08-29 | 1989-08-28 | Resonance damping apparatus for lc filter of power converter |
| KR1019890012238A KR900004084A (ko) | 1988-08-29 | 1989-08-28 | 파워콘버터의 lc필터용 공진감쇠장치 |
| US07/399,919 US4937719A (en) | 1988-08-29 | 1989-08-29 | Resonance damping apparatus for LC filter of power converter |
| KR9221901U KR930000225Y1 (ko) | 1988-08-29 | 1992-11-09 | 파워콘버터의 lc필터용 공진 감쇠장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63214106A JPH0265601A (ja) | 1988-08-29 | 1988-08-29 | 車両用電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0265601A true JPH0265601A (ja) | 1990-03-06 |
Family
ID=16650332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63214106A Pending JPH0265601A (ja) | 1988-08-29 | 1988-08-29 | 車両用電力変換装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4937719A (ja) |
| JP (1) | JPH0265601A (ja) |
| KR (1) | KR900004084A (ja) |
| AU (1) | AU601909B2 (ja) |
Families Citing this family (23)
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| DE4314056C2 (de) * | 1993-04-29 | 1998-05-28 | Bayerische Motoren Werke Ag | Schaltanordnung zum Herstellen einer oberwellenfreien Spannung aus der Bordnetzspannung von Kraftfahrzeugen |
| US5606289A (en) * | 1994-06-22 | 1997-02-25 | Carver Corporation | Audio frequency power amplifiers with actively damped filter |
| US5543753A (en) * | 1994-06-22 | 1996-08-06 | Carver Corporation | Audio frequency power amplifiers with actively damped filter |
| JPH0888528A (ja) * | 1994-09-14 | 1996-04-02 | Zexel Corp | 電源フィルタ |
| US5559396A (en) * | 1994-10-14 | 1996-09-24 | Philips Electronics North America Inc. | Ballast filtering scheme for reduced harmonic distortion |
| DE19526155C1 (de) * | 1995-07-11 | 1997-01-30 | Fahrzeugausruestung Berlin Gmb | Filteranordnung für fahrleitungsgespeiste elektronische Komponenten von Gleichstrombahnen |
| FR2780548B1 (fr) † | 1998-06-29 | 2001-02-23 | Alsthom Gec | Ensemble d'alimentation electrique d'une charge a partir d'une source d'energie et locomotive equipee d'un tel ensemble |
| US6166502A (en) * | 1999-04-01 | 2000-12-26 | Delphi Technologies, Inc. | Thermal current limiting apparatus and method for vehicle system with electric motor actuator |
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| US7990097B2 (en) * | 2008-09-29 | 2011-08-02 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Power conversion system and method for active damping of common mode resonance |
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| US9837924B1 (en) | 2016-06-02 | 2017-12-05 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Precharge apparatus for power conversion system |
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|---|---|---|---|---|
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