JPH0779064B2 - 車両用変圧器 - Google Patents
車両用変圧器Info
- Publication number
- JPH0779064B2 JPH0779064B2 JP62290636A JP29063687A JPH0779064B2 JP H0779064 B2 JPH0779064 B2 JP H0779064B2 JP 62290636 A JP62290636 A JP 62290636A JP 29063687 A JP29063687 A JP 29063687A JP H0779064 B2 JPH0779064 B2 JP H0779064B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- side winding
- vehicle
- vehicle transformer
- output side
- input side
- Prior art date
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
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力行およ
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。
ンバータと記載する）等の電力変換装置により力行およ
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。
［従来の技術］ 第４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５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〜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、上述の車両用変圧器
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、（10）は
このPWMコンバータ（９）の出力側に接続されたコンデ
ンサ、（11）はこのコンデンサ（10）の出力側に接続さ
れたVVVFインバータ、（12）はこのVVVFインバータ（1
1）の出力側に接続された三相誘導電動機（IM）であ
る。
稿集、第２−62頁〜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、上述の車両用変圧器
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、（10）は
このPWMコンバータ（９）の出力側に接続されたコンデ
ンサ、（11）はこのコンデンサ（10）の出力側に接続さ
れたVVVFインバータ、（12）はこのVVVFインバータ（1
1）の出力側に接続された三相誘導電動機（IM）であ
る。
従来の車両用変圧器（４）を使用して車両運転電気シス
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（10）によって平滑化された後にVVVFインバー
タ（11）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。
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（10）によって平滑化された後にVVVFインバー
タ（11）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。
ここで、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）Ｃと同一変圧比に換
算した車両用変圧器（４）の入力電圧との位相関係は
第６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Ｔと交
流リアクトル（８）のインピーダンスＬとの和（Ｔ
＋Ｌ）と、PWMコンバータ（９）の入力電流との積
（（Ｔ＋Ｌ）・）で力率＝１の力行時に生じるリ
アクティブ電圧Ｌ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（４）の入力電圧となる。
下、コンバータ電圧と記載する）Ｃと同一変圧比に換
算した車両用変圧器（４）の入力電圧との位相関係は
第６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Ｔと交
流リアクトル（８）のインピーダンスＬとの和（Ｔ
＋Ｌ）と、PWMコンバータ（９）の入力電流との積
（（Ｔ＋Ｌ）・）で力率＝１の力行時に生じるリ
アクティブ電圧Ｌ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（４）の入力電圧となる。
［発明が解決しようとする問題点］ 上述したような従来の車両用変圧器（４）を使用した車
両運転電気システムでは、リアクティブ電圧Ｌ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Ｔのみでは十分なリアクティブ電圧
Ｌが得られないので、交流リアクトル（８）を設置する
必要があつた。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。
両運転電気システムでは、リアクティブ電圧Ｌ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Ｔのみでは十分なリアクティブ電圧
Ｌが得られないので、交流リアクトル（８）を設置する
必要があつた。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。
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
なリアクティブ電圧が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
なリアクティブ電圧が得られる車両用変圧器を得ること
を目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 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、並びに単相交流を直流に変換するPWMコンバー
タに直接接続され、上記入力側巻線の両側に配置された
第１及び第２の出力側巻線を備えた外鉄型の車両用変圧
器において、上記入力側巻線と上記第１の出力側巻線と
の間及び上記入力側巻線と上記第２の出力側巻線との間
に挿入され、複数に分割されて複数の空隙を有して、も
れインピーダンスを増加させる磁性体を備えたものであ
る。
側巻線、並びに単相交流を直流に変換するPWMコンバー
タに直接接続され、上記入力側巻線の両側に配置された
第１及び第２の出力側巻線を備えた外鉄型の車両用変圧
器において、上記入力側巻線と上記第１の出力側巻線と
の間及び上記入力側巻線と上記第２の出力側巻線との間
に挿入され、複数に分割されて複数の空隙を有して、も
れインピーダンスを増加させる磁性体を備えたものであ
る。
［作用］ この発明においては、入力側巻線と第１の出力側巻線と
の間及び入力側巻線と第２の出力側巻線との間に挿入さ
れ、複数に分割されて複数の空隙を有する磁性体が、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リアクティブ電圧Ｌを生じ
させる。
の間及び入力側巻線と第２の出力側巻線との間に挿入さ
れ、複数に分割されて複数の空隙を有する磁性体が、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リアクティブ電圧Ｌを生じ
させる。
［実施例］ 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。（13）は磁性体であって、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、例えば５個に分割された空隙付き鉄心で
ある。なお、（4A）は鉄心（５）、入力側巻線（６）、
出力側巻線（７）および空隙付き鉄心（13）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。（13）は磁性体であって、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、例えば５個に分割された空隙付き鉄心で
ある。なお、（4A）は鉄心（５）、入力側巻線（６）、
出力側巻線（７）および空隙付き鉄心（13）から構成さ
れた外鉄型の車両用変圧器である。
第２図は上記実施例を使用した車両運転電気システムを
一部ブロック図示す回路図であり、図において、（１）
〜（３）、（５）〜（７）および（９）〜（12）は上述
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。
一部ブロック図示す回路図であり、図において、（１）
〜（３）、（５）〜（７）および（９）〜（12）は上述
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（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（10）によって平滑化された
後にVVVFインバータ（11）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。
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（10）によって平滑化された
後にVVVFインバータ（11）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、
所要のリアクティブ電圧Ｌを得ることができるもれイ
ンピーダンスTAが得られる。
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、
所要のリアクティブ電圧Ｌを得ることができるもれイ
ンピーダンスTAが得られる。
従って、コンバータ電圧Ｃと同一変圧比に換算した車
両用変圧器（4A）の入力電圧との位相関係は第３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TAと、PWMコンバ
ータ（９）の入力電流との積（TA・）で力率＝１
の力行時に生じるリアクティブ電圧Ｌ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
力電圧となる。
両用変圧器（4A）の入力電圧との位相関係は第３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TAと、PWMコンバ
ータ（９）の入力電流との積（TA・）で力率＝１
の力行時に生じるリアクティブ電圧Ｌ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
力電圧となる。
［発明の効果］ この発明は、以上説明したとおり、電源に接続される入
力側巻線、並びに単相交流を直流に変換するPWMコンバ
ータに直接接続され、上記入力側巻線の両側に配置され
た第１及び第２の出力側巻線を備えた外鉄型の車両用変
圧器において、上記入力側巻線と上記第１の出力側巻線
との間及び上記入力側巻線と上記第２の出力側巻線との
間に挿入され、複数に分割されて複数の空隙を有して、
もれインピーダンスを増加させる磁性体を備えているの
で、必要なリアクティブ電圧が得られる。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。また、
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、並びに単相交流を直流に変換するPWMコンバ
ータに直接接続され、上記入力側巻線の両側に配置され
た第１及び第２の出力側巻線を備えた外鉄型の車両用変
圧器において、上記入力側巻線と上記第１の出力側巻線
との間及び上記入力側巻線と上記第２の出力側巻線との
間に挿入され、複数に分割されて複数の空隙を有して、
もれインピーダンスを増加させる磁性体を備えているの
で、必要なリアクティブ電圧が得られる。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。また、
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３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４図は従来の車両用
変圧器を示す構成図、第５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６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、（１）はトロリー線、（２）はパンタグラ
フ、（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、（９）はPW
Nコンバータ、（13）は磁性体である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
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３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４図は従来の車両用
変圧器を示す構成図、第５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６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、（１）はトロリー線、（２）はパンタグラ
フ、（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、（９）はPW
Nコンバータ、（13）は磁性体である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】電源に接続される入力側巻線、並びに単相
交流を直流に変換するPWMコンバータに直接接続され、
上記入力側巻線の両側に配置された第１及び第２の出力
側巻線を備えた外鉄型の車両用変圧器において、 上記入力側巻線と上記第１の出力側巻線との間及び上記
入力側巻線と上記第２の出力側巻線との間に挿入され、
複数に分割されて複数の空隙を有して、もれインピーダ
ンスを増加させる磁性体 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 |
|---|---|---|---|
| JP62290636A JPH0779064B2 (ja) | 1987-11-19 | 1987-11-19 | 車両用変圧器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62290636A JPH0779064B2 (ja) | 1987-11-19 | 1987-11-19 | 車両用変圧器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01133311A JPH01133311A (ja) | 1989-05-25 |
| JPH0779064B2 true JPH0779064B2 (ja) | 1995-08-23 |
Family
ID=17758537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62290636A Expired - Lifetime JPH0779064B2 (ja) | 1987-11-19 | 1987-11-19 | 車両用変圧器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0779064B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993014508A1 (en) * | 1992-01-17 | 1993-07-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Transformer mounted on vehicle |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6153711A (ja) * | 1984-08-23 | 1986-03-17 | Nishimu Denshi Kogyo Kk | 交流無停電電源装置用磁気シヤント付３巻線トランス |
| JPS62190713A (ja) * | 1986-02-18 | 1987-08-20 | Toshiba Corp | 漏洩変圧器 |
-
1987
- 1987-11-19 JP JP62290636A patent/JPH0779064B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01133311A (ja) | 1989-05-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
| R250 | Receipt of annual fees |
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