JPH11113102A - 交直両用電気車制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 交直両用主回路構成で、ＰＷＭコンバータか
らの直流電源を使用する場合に、各リアクトルをそれら
に並列に接続された単位スイッチによって短絡すること
によってコンバータの制御安定性を高め、リアクトルに
不要な発熱をおこさせない。 【解決手段】 コンバータ装置６とインバータ装置10
a，10bとの間に、リアクトル8a，8bと共にこれに並列に
単位スイッチ14a，14bを設置し、交流直流回路切替器４
が交流回路側に切替えられる時には単位スイッチをクロ
ーズさせてリアクトルを短絡することによって、コンバ
ータ装置の出力側とインバータ装置の入力側との間のコ
ンデンサ要素７，9a，９ｂの並列接続数を多くしてリッ
プル電圧を小さくし、また全体のコンデンサ容量を大き
くすることによってコンバータ装置の直流出力のリップ
ル電流を減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は交流架線、直流架線
の架線条件に応じてインバータ装置に供給する直流電源
系統を切替えて電気車駆動用の電動機に供給する交直両
用電気車制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】交直両用電気車制御装置として、従来、
図８に示す構成のものが知られている。この交直両用電
気車制御装置は、交流架線区間においては架線１から集
電器２、交流遮断器３、交流直流回路切替器４を介して
変圧器５にて降圧し、サイリスタ又はダイオードによっ
て構成される整流装置２５に交流電力を入力して直流電
力に変換し、並設されている複数台の可変電圧可変周波
数（ＶＶＶＦ）インバータ装置１０ａ，１０ｂそれぞれ
に出力し、これらのインバータ装置１０ａ，１０ｂで直
流電力を三相交流電力に変換して電気車駆動用の電動機
１１ａ〜１１ｄに供給する。また直流架線区間において
は、架線１から集電器２、交流遮断器３、交流直流回路
切替器４、直流接触器１２を介して直流電力をインバー
タ装置１０ａ，１０ｂに入力し、その直流電力を三相交
流電力に変換して電動機１１ａ〜１１ｄに供給する。

【０００３】そして整流装置２５とインバータ装置１０
ａ，１０ｂとの間にはリアクトル８ａ，８ｂが接続され
ている。このリアクトル８ａ，８ｂは、交流架線区間に
おいては整流装置２５から出力される直流電力を平滑化
する働きをし、また直流架線区間では各インバータ装置
１０ａ，１０ｂの入力側に配置されているコンデンサ９
ａ，９ｂとそれらのリアクトル８ａ，８ｂとによってイ
ンバータ装置１０ａ，１０ｂのスイッチング動作により
発生する高調波成分を除去するフィルタの働きをするも
のである。

【０００４】このような従来の交直両用電気車制御装置
では、サイリスタ又はダイオードによって構成される整
流装置２５が架線側の力率を低下させてしまい、また高
調波も多く含む問題点があった。そこで現在では、交流
電力を直流電力に変換する変換装置として自己消弧可能
な要素を用い、力率制御が可能なＰＷＭコンバータ装置
が採用されるようになっている。

【０００５】図９はＰＷＭコンバータ装置６を採用した
従来の交直両用電気車制御装置の回路構成を示してい
て、整流装置２５に代えてその場所にＰＷＭコンバータ
装置６を搭載している。このＰＷＭコンバータ装置６を
採用した交直両用電気車制御装置でも、コンバータ装置
６と並設されたインバータ装置１０ａ，１０ｂとの間に
はリアクトル８ａ，８ｂを接続している。しかしなが
ら、これらのリアクトル８ａ，８ｂが存在することによ
り、通常は電圧源として用いられるＰＷＭコンバータ装
置６が電流源になってしまい、ＰＷＭコンバータ装置６
の制御が整流装置２５を採用した従来のものとは異なっ
たものとなる。

【０００６】またＰＷＭコンバータ装置６から出力され
る直流電圧は、ＰＷＭコンバータ装置６のスイッチング
動作によって発生する高周波のリップル分を含んでいる
が、このリップル分を低減させるには主回路上に配置さ
れるコンデンサ要素を利用する。

【０００７】リップル電圧ΔＶ、リップル電流ΔＩは次
の数１、数２式によって表わされる。

【０００８】

【数１】 ここで、ＰＬ：負荷電力、Ｖｄ：直流電圧、Ｃｄ：コン
デンサ容量、ω：電源周波数である。

【０００９】

【数２】 ここで、Ｃｓ：コンデンサ１Ｓ分の容量、Ｐ：コンデン
サの並列接続数、ω′：２π×２×電源周波数である。

【００１０】これらの数１、数２式に示されるように、
リップル電圧ΔＶはコンデンサの容量が大きいほど小さ
くなり、またリップル電流ΔＩはコンデンサの並列接続
数が多いほど小さくなる。

【００１１】通常、このコンデンサ要素はＰＷＭコンバ
ータ装置６とＶＶＶＦインバータ装置１０ａ，１０ｂに
配置され、十分な容量を確保しているが、リアクトル８
ａ，８ｂが挿入されることによりＶＶＶＦインバータ装
置１０ａ，１０ｂ側のコンデンサ９ａ，９ｂが切り離さ
れた形となる。このため、リップル電圧を低減させるた
めにはＰＷＭコンバータ装置６側のコンデンサ７の容量
を大きくしなければならない。

【００１２】なぜならば、このコンデンサ７の容量が十
分でないと、上述したようにＰＷＭコンバータ装置６か
ら出力される直流電圧のリップル分が大きくなり、ＰＷ
Ｍコンバータ装置６−インバータ装置１０ａ，１０ｂ間
の直達ノイズが増大し、またＰＷＭコンバータ装置６の
入力側の交流電源波形が歪んでしまい、架線１側への高
調波を増大させてしまうからである。また挿入されたリ
アクトル８ａ，８ｂについても、そこを流れるリップル
電流が大きくなると発熱が大きくなり、熱、容量の大き
なリアクトルや冷却するための設備が必要となる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のＰＷＭコンバータ装置とＶＶＶＦインバータ装置とを
備えた交直両用電気車制御装置では、コンバータ装置と
インバータ装置との間に挿入されているリアクトルがコ
ンバータ装置側のコンデンサとインバータ装置側のコン
デンサとを切り離された形にするため、リップル電圧を
低減させるためにはＰＷＭコンバータ装置側のコンデン
サ７の容量を大きくする必要があり、またリアクトルそ
のものに熱容量の大きなものを採用し、あるいは冷却設
備を必要とする問題点があった。

【００１４】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、交流架線区間でコンバータ装置からの
直流電源を使用する場合には、各リアクトルをそれと並
列に設置されたスイッチ手段によって短絡することによ
り、コンバータ装置の制御安定性を高め、またリアクト
ルの発熱を抑えることができ、設備の小形、軽量化が図
れる交直両用電気車制御装置を提供することを目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の交直両
用電気車制御装置は、交流電力を直流電力に変換するコ
ンバータ装置と、前記コンバータ装置の直流出力側にリ
アクトルを介して接続されたインバータ装置と、電力供
給源と前記コンバータ装置の交流入力側又は前記インバ
ータ装置の直流入力側のいずれか一方とを接続する交流
直流回路切替手段と、前記リアクトルと並列に設置さ
れ、前記交流直流回路切替手段が前記電力供給源と前記
コンバータ装置の交流入力側とを接続する時にクローズ
して前記リアクトルを短絡し、前記交流直流回路切替手
段が前記電力供給源と前記インバータ装置の直流入力側
とを接続する時にオープンするリアクトル短絡スイッチ
手段とを備えたものである。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１の交直両用電
気車制御装置において、前記コンバータ装置の直流出力
側に並列に、複数の前記リアクトルそれぞれを介して複
数の前記インバータ装置が接続され、前記リアクトル短
絡スイッチ手段が前記複数のリアクトルそれぞれと並列
に設置されていることを特徴とするものである。

【００１７】請求項３の発明は、請求項１の交直両用電
気車制御装置において、前記コンバータ装置の直流出力
側に単一のリアクトルを介して複数の前記インバータ装
置が並列に接続され、前記リアクトル短絡スイッチ手段
が前記単一のリアクトルと並列に設置されていることを
特徴とするものである。

【００１８】請求項１〜３の発明の交直両用電気車制御
装置では、コンバータ装置とインバータ装置との間に、
リアクトルと共にこれに並列にリアクトル短絡スイッチ
手段を設置し、交流直流回路切替手段が電力供給源とコ
ンバータ装置の交流入力側とを接続する時にはこのリア
クトル短絡スイッチ手段をクローズさせてリアクトルを
短絡することによって、コンバータ装置の直流出力側と
インバータ装置の直流入力側との間のコンデンサ要素の
並列接続数を多くしてリップル電圧を小さくし、また全
体のコンデンサ容量を大きくすることによってコンバー
タ装置の直流出力のリップル電流を減少させ、コンバー
タ装置の制御安定性を高め、またリアクトルの発熱を抑
える。

【００１９】請求項４の発明は、請求項１〜３の交直両
用電気車制御装置において、さらに、前記コンバータ装
置と前記インバータ装置との間に設置された、それらの
装置に存在するコンデンサ要素の電荷を放電させるため
のコンデンサ放電回路と、前記リアクトル短絡スイッチ
手段をクローズする直前に前記コンデンサ放電回路を作
動させる制御手段とを備えたものである。

【００２０】請求項４の発明の交直両用電気車制御装置
では、交流直流回路切替手段が電力供給源とコンバータ
装置の交流入力側とを接続する場合に、リアクトル短絡
スイッチ手段をクローズさせてリアクトルを短絡させる
直前に、制御手段によってコンデンサ放電回路を作動さ
せてコンバータ装置とインバータ装置との間に存在する
コンデンサ要素の電荷を放電させる。これによって、コ
ンバータ装置の直流出力側のコンデンサ要素とインバー
タ装置の直流入力側のコンデンサ要素との間の電位差を
消滅させ、リアクトル短絡スイッチ手段によりリアクト
ルを短絡させた時に電荷の移動でリアクトル短絡スイッ
チ手段の接点に電流が流れて溶着を起こすのを防止す
る。これによってリアクトル短絡スイッチ手段に電流投
入能力のないスイッチ手段を選定でき、小型軽量化を可
能とする。

【００２１】請求項５の発明は、請求項１〜４の交直両
用電気車制御装置において、前記交流直流回路切替手段
が前記電力供給源と前記コンバータ装置の交流入力側と
を接続したことを確認した後に前記リアクトル短絡スイ
ッチ手段をクローズさせる交直切替確認手段を備えたも
のである。

【００２２】請求項５の発明の交直両用電気車制御装置
では、交流直流回路切替手段が電力供給源とコンバータ
装置の交流入力側とを接続する場合に、交直切替確認手
段によって交流直流回路切替手段が交流入力側に確実に
切り替わったことを確認してからリアクトル短絡スイッ
チ手段をクローズさせてリアクトルを短絡させる。これ
によって、交流直流回路切替手段がまだ電力供給源とイ
ンバータ装置の直流入力側とを接続している間にリアク
トルを短絡することがないようにする。

【００２３】請求項６の発明は、請求項１〜５の交直両
用電気車制御装置において、前記リアクトル短絡スイッ
チ手段のすべてがオープンしていなければ前記交流直回
路切替手段が前記電力供給源と前記インバータ装置の直
流入力側とを接続することを禁止する第１のインタロッ
ク手段を備えたものである。

【００２４】請求項６の発明の交直両用電気車制御装置
では、交流架線区間から直流架線区間に進入する際には
リアクトル短絡スイッチ手段を開放する操作を行うが、
リアクトル短絡スイッチ手段が開放する前に電力供給源
とインバータ装置の直流入力側とを接続してしまうと、
直流架線からリアクトルを介さずにインバータ装置に突
入電流が流れ込み、インバータ装置に過電圧が加わる。
そこで、第１のインタロック手段によってリアクトル短
絡スイッチ手段のすべてがオープンしていなければ前記
交流直回路切替手段が電力供給源とインバータ装置の直
流入力側とを接続するのを禁止することにより、直流架
線からリアクトルを介さずにインバータ装置に突入電流
が流れ込み、インバータ装置に過電圧が加わるのを予防
してインバータ装置を保護する。

【００２５】請求項７の発明は、請求項１〜６の交直両
用電気車制御装置において、前記リアクトル短絡スイッ
チ手段のすべてがクローズした後でなければ前記コンバ
ータ装置およびインバータ装置の作動を禁止する第２の
インタロック手段を備えたものであり、リアクトル短絡
スイッチ手段がすべてクローズしていない状態でコンバ
ータ装置及びインバータ装置が作動することがないよう
にし、リップル分除去の動作を確実にする。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図１は本発明の第１の実施の形態の
回路図であり、第１の実施の形態の交直両用電気車制御
装置は、図９に示した従来例と同一の回路要素を備え、
かつ、第１の実施の形態の特徴として、リアクトル８
ａ，８ｂそれぞれに並列に単位スイッチ１４ａ，１４ｂ
それぞれを接続し、これらの単位スイッチ１４ａ，１４
ｂを交流直流回路切替器４，１３の切替動作と連動して
オープン／クローズ動作するようにしている。なお、従
来例と共通する回路要素については同一の符号を付し、
その詳しい説明は省略する。

【００２７】第１の実施の形態の交直両用電気車制御装
置では、交流架線区間に進入してＶＶＶＦインバータ装
置１０ａ，１０ｂの直流電力としてＰＷＭコンバータ装
置６の出力を用いる場合には、交流直流回路切替器４，
１３を交流回路側に切替えると共に、単位スイッチ１４
ａ，１４ｂをクローズしてリアクトル８ａ，８ｂを短絡
させ、逆に直流架線区間に進入する場合には、交流直流
回路切替器４，１３を直流回路側に切替えると共に、単
位スイッチ１４ａ，１４ｂをオープンさせ、リアクトル
８ａ，８ｂとコンデンサ９ａ，９ｂとによって従来通り
のフィルタ回路を構成させる。

【００２８】これによって交流架線区間では、ＰＷＭコ
ンバータ装置６とインバータ装置１０ａ，１０ｂとの間
にリアクトル要素が介在しない状態となり、コンバータ
装置６側のコンデンサ７とインバータ装置１０ａ，１０
ｂのコンデンサ９ａ，９ｂとがリアクトルによって分断
されることなく並列接続された状態となり、ＰＷＭコン
バータ装置６のスイッチング動作によって発生するリッ
プル分を低減させるのに十分なコンデンサ容量を得るこ
とができ、ＰＷＭコンバータ装置６の制御安定性を保つ
ことができる。

【００２９】なお、この第１の実施の形態においては、
ＰＷＭコンバータ装置６の出力側にはそのスイッチング
動作により前述の数２式に示した高周波のリップル分を
含んだ電流が流れるため、単位スイッチ１４ａ，１４ｂ
の接触子部の温度が上昇する。そこで高周波電流に対応
した接触子温度が上昇しても溶着を起こさない単位スイ
ッチを選定する。

【００３０】また単位スイッチ１４ａ，１４ｂとして主
接点を複数個有する単一の単位スイッチを採用し、図２
に示すようにその主接点それぞれを単位スイッチ１４
ａ，１４ｂとしてリアクトル８ａ，８ｂそれぞれに並列
に接続することにより、複数のリアクトル８ａ，８ｂを
単一の単位スイッチの複数個の主接点の開閉動作によっ
て同時に短絡することができ、これによって用いる単位
スイッチの個数を削減することができる。

【００３１】次に、本発明の第２の実施の形態を図３に
基づいて説明する。図１及び図２に示した第１の実施の
形態及びその変形例の場合、単位スイッチ１４ａ，１４
ｂを投入した際に、ＰＷＭコンバータ装置６に設置され
ているコンデンサ７とＶＶＶＦインバータ装置１０ａ，
１０ｂに設置されているコンデンサ９ａ，９ｂとの間に
電位差があれば、電位の高い方から低い方へ電流が流れ
込んでしまい、単位スイッチ１４ａ，１４ｂの接点が溶
着してしまう恐れがある。そこで単位スイッチ１４ａ，
１４ｂを投入する前にコンデンサ７、コンデンサ９ａ，
９ｂに蓄積されている電荷を放電させ、これらのコンデ
ンサ間の電位差をなくしてから単位スイッチ１４ａ，１
４ｂを投入することによって電荷の移動による電流で単
位スイッチ１４ａ，１４ｂの接点溶着を予防することが
できる。

【００３２】第２の実施の形態はこのような考察の上に
発明されたもので、各リアクトル８ａとコンデンサ９ａ
との間、リアクトル８ｂとコンデンサ９ｂとの間にダイ
オード２１ａ，２１ｂを接続し、またコンバータ装置６
の出力＋側にもダイオード２２を接続し、これらのダイ
オード２１ａ，２１ｂ，２２をコンデンサ放電用スイッ
チング素子２３と接続し、このコンデンサ放電用スイッ
チング素子２３とコンバータ装置６の出力−側との間に
放電用抵抗器２４を接続してコンデンサ放電回路を構成
し、さらにリアクトル短絡用単位スイッチ１４ａ，１４
ｂのオープン／クローズ動作をコンデンサ放電用スイッ
チング素子２３のオン／オフ制御と連動させる制御部２
５を設置したことを特徴とする。なお、第１の実施の形
態と共通する回路要素については同一の符号を付して示
し、その詳しい説明は省略する。

【００３３】この第２の実施の形態では、交流架線区間
に進入する際には、交流直流回路切替器４，１３を交流
回路側に切替えるが、これと連動して制御部２５がまず
コンデンサ放電回路のコンデンサ放電用スイッチング素
子２３を導通させる。これによってコンバータ装置６側
のコンデンサ７に蓄積されている電荷も、インバータ装
置１０ａ，１０ｂそれぞれのコンデンサ９ａ，９ｂに蓄
積されている電荷もダイオード２１ａ，２１ｂ，２２を
通じてコンデンサ放電用スイッチング素子２３に流れ、
さらに放電用抵抗器２４に流れ込んで消費され、すべて
のコンデンサ７，９ａ，９ｂの電荷が放電される。制御
部２５はコンデンサ放電用スイッチング素子２３を導通
させてコンデンサ７，９ａ，９ｂの電荷を放電させた
後、単位スイッチ１４ａ，１４ｂをクローズしてリアク
トル８ａ，８ｂを短絡させる。

【００３４】こうして、単位スイッチ１４ａ，１４ｂを
クローズしてリアクトル８ａ，８ｂを短絡させる際に、
その直前にコンデンサ放電回路を動作させて各コンデン
サ７，９ａ，９ｂに蓄積されている電荷を放電用抵抗器
２４によって放電させることによって各コンデンサ７，
９ａ，９ｂ間の電位差をなくすことにより、単位スイッ
チ１４ａ，１４ｂをクローズさせる時に電流を投入する
ことがなくなる。この結果、電流投入能力のない単位ス
イッチを選定することができ、回路の小形、軽量化が図
れることになる。

【００３５】次に、本発明の第３の実施の形態を図４に
基づいて説明する。第３の実施の形態の特徴は、単一の
リアクトル８とこれに並列に接続された単一の単位スイ
ッチ１４との一端を、コンバータ装置６の直流出力と直
流回路の直流接触器１２の出力との接続点に接続し、リ
アクトル８と単位スイッチ１４との他端を複数台のＶＶ
ＶＦインバータ装置１０ａ，１０ｂの共通の直流入力点
に接続した点にある。なお、第１の実施の形態と共通す
るその他の回路要素については同一の符号を付して示
し、その詳しい説明は省略する。

【００３６】この回路構成によって、リアクトル８と単
位スイッチ１４が共に１つずつに削減することができ、
回路コストの低減が図れる。

【００３７】次に、本発明の第４の実施の形態を図５に
基づいて説明する。第４の実施の形態の特徴は、図１に
示した第１の実施の形態の交直両用電気車制御装置にお
いて、さらに交流直流回路切替器４，１３の切替動作と
連動してリアクトル短絡スイッチ手段としての単位スイ
ッチ１４ａ，１４ｂをオープン／クローズ動作制御する
制御回路３１を備えた点にある。

【００３８】この制御回路３１は、運転台に設置される
交流直流回路切替スイッチ３２と、この切替動作によっ
て励磁／非励磁の切替が行われる直流側切替コイル３３
ａと交流側切替コイル３３ｂ、交流側切替コイル３３ｂ
の励磁によってクローズする交流側補助接点３３ｃ、こ
の交流側補助接点３３ｃがクローズした時に励磁される
単位スイッチ励磁コイル３４ａ，３４ｂで構成され、こ
の単位スイッチ励磁コイル３４ａ，３４ｂの励磁／非励
磁の切替によって単位スイッチ１４ａ，１４ｂそれぞれ
がクローズ／オープン動作する設定である。

【００３９】なお、第１の実施の形態と共通するその他
の回路要素については同一の符号を付して示し、その詳
しい説明は省略する。

【００４０】次に、上記の構成の交直両用電気車制御装
置の動作について説明する。交流架線区間に進入する際
には、制御回路３１における交流直流回路切替スイッチ
３２を運転台にて交流側に切替える操作をする。これに
よって交流側切替コイル３３ｂが励磁され、これによっ
て交流直流回路切替器４，１３がいずれも交流側に切替
えられる。また交流側切替コイル３３ｂが励磁すると、
交流側補助接点３３ｃがクローズして単位スイッチ励磁
コイル３４ａ，３４ｂを励磁し、これによって単位スイ
ッチ１４ａ，１４ｂがクローズ動作してリアクトル８
ａ，８ｂを短絡する。

【００４１】この結果、主回路が交流側に確実に切り替
わったことを条件にして単位スイッチ１４ａ，１４ｂが
クローズしてリアクトル８ａ，８ｂを短絡するようにな
り、直流架線区間で直流回路が選択されている状態でリ
アクトル８ａ，８ｂを短絡する事態を確実に予防するこ
とができる。

【００４２】次に、本発明の第５の実施の形態を図６に
基づいて説明する。交流架線区間から直流架線区間に進
入する際に単位スイッチ１４ａ，１４ｂの開放操作を行
うが、単位スイッチ１４ａ，１４ｂを開放する前に直流
接触器１２を投入してしまうと直流架線からリアクトル
８ａ，８ｂを介さずに突入電流がインバータ装置１０
ａ，１０ｂに流れ込んでしまって、インバータ装置１０
ａ，１０ｂに過電圧が加わることになる。

【００４３】これを防止するために、第５の実施の形態
の交直両用電気車制御装置では、インタロック回路４１
を設けることによって単位スイッチ１４ａ，１４ｂを確
実にオープンさせた後でなければ直流接触器１２が投入
できないようにしている。このインタロック回路４１
は、ＶＶＶＦインバータ装置１０ａ，１０ｂそれぞれが
作動している時に閉じる直流接触器投入指令リレー接点
４２ａ，４２ｂと、単位スイッチ１４ａ，１４ｂそれぞ
れがオープン状態でクローズし、逆に単位スイッチ１４
ａ，１４ｂそれぞれがクローズ状態でオープンする単位
スイッチ補助接点４３ａ，４３ｂと、直流接触器励磁コ
イル４４の直列回路で構成されている。

【００４４】なお、図１に示した第１の実施の形態と共
通するその他の回路要素については同一の符号を付して
示し、その詳しい説明を省略する。

【００４５】次に、第５の実施の形態の交直両用電気車
制御装置の動作について説明する。交流架線区間では単
位スイッチ１４ａ，１４ｂがクローズしているので、イ
ンタロック回路４１における単位スイッチ補助接点４３
ａ，４３ｂはいずれもオープンしていて直流接触器励磁
コイル４４は非励磁状態であり、直流接触器１２も開放
されている。

【００４６】いま交流架線区間から直流架線区間に進入
する際に、単位スイッチ１４ａ，１４ｂを開放する操作
を行うが、インバータ装置１０ａ，１０ｂが作動してい
て、かつ単位スイッチ１４ａ，１４ｂがオープンされた
ことが条件で、インタロック回路４１は閉路して直流接
触器励磁コイル４４を励磁し、直流接触器１２をクロー
ズする。

【００４７】この結果、単位スイッチ１４ａ，１４ｂを
確実にオープンさせた後でなければ直流接触器１２が投
入できないことになり、直流架線からリアクトル８ａ，
８ｂを介さずに突入電流がインバータ装置１０ａ，１０
ｂに流れ込んでインバータ装置１０ａ，１０ｂに過電圧
が加わる事態を予防することができ、回路保護が図れ
る。

【００４８】次に、本発明の第６の実施の形態を図７に
基づいて説明する。第６の実施の形態の特徴は、交流区
間動作許可インタロック回路５１を備え、単位スイッチ
１４ａ，１４ｂのすべてがクローズしてリアクトル８
ａ，８ｂがすべて短絡した状態にならなければＰＷＭコ
ンバータ装置６とＶＶＶＦインバータ装置１０ａ，１０
ｂを動作させないようにした点にある。

【００４９】交流区間動作許可インタロック回路５１
は、単位スイッチ１４ａ，１４ｂそれぞれがクローズ状
態の時にクローズし、オープン状態の時にオープンする
単位スイッチ補助接点５２ａ，５２ｂを備え、これらが
すべてクローズした時にコンバータ装置６とインバータ
装置１０ａ，１０ｂに動作許可指令５３を出力する構成
である。

【００５０】次に、第６の実施の形態の交直両用電気車
制御装置の動作について説明する。直流架線区間では単
位スイッチ１４ａ，１４ｂはすべてオープンであり、イ
ンタロック回路５１もオープンしている。そして直流架
線区間から交流架線区間に進入する際には、単位スイッ
チ１４ａ，１４ｂのすべてをクローズ操作するが、これ
に連動してインタロック回路５１の単位スイッチ補助接
点５２ａ，５２ｂがすべてクローズし、交流架線区間動
作許可指令５３をコンバータ装置６とすべてのインバー
タ装置１０ａ，１０ｂに出力してこれらの動作を許可す
る。

【００５１】これによって第６の実施の形態では交流架
線区間進入時に、リアクトル８ａ，８ｂが挿入された状
態でコンバータ装置とインバータ装置が動作することを
確実に防止することができる。

【００５２】なお、上記の第１〜第６の実施の形態それ
ぞれではインバータ装置を２台としたが、これに限定さ
れず、さらに多くのインバータ装置を備えたものにあっ
ても適用することができる。

【００５３】

【発明の効果】以上のように請求項１〜３の発明によれ
ば、コンバータ装置とインバータ装置との間に、リアク
トルと共にこれに並列にリアクトル短絡スイッチ手段を
設置し、交流直流回路切替手段が交流回路側に切替えら
れる時にはリアクトル短絡スイッチ手段をクローズさせ
てリアクトルを短絡するようにしたので、コンバータ装
置の出力側とインバータ装置の入力側との間のコンデン
サ要素の並列接続数を多くしてリップル電圧を小さく
し、また全体のコンデンサ容量を大きくすることによっ
てコンバータ装置の直流出力のリップル電流を減少さ
せ、コンバータ装置の制御安定性を高め、またリアクト
ルの発熱を抑えることができる。

【００５４】請求項４の発明によれば、直流架線区間か
ら交流架線区間に進入する際に、リアクトル短絡スイッ
チ手段をクローズさせてリアクトルを短絡させる直前
に、コンデンサ放電回路を作動させてコンバータ装置と
インバータ装置との間に存在するコンデンサ要素の電荷
を放電させるようにしたので、コンバータ装置の出力側
のコンデンサ要素とインバータ装置の入力側のコンデン
サ要素との間の電位差を消滅させ、リアクトル短絡スイ
ッチ手段によりリアクトルを短絡させた時に電荷の移動
でリアクトル短絡スイッチ手段の接点に電流が流れて溶
着を起こすのを防止することができ、リアクトル短絡ス
イッチ手段に電流投入能力のないスイッチ手段を選定で
き、小型軽量化が図れる。

【００５５】請求項５の発明によれば、直流架線区間か
ら交流架線区間に進入する際に、交流直流回路切替手段
が交流回路側に確実に切り替わったことを確認してから
リアクトル短絡スイッチ手段をクローズさせてリアクト
ルを短絡させるようにしたので、交流直流回路切替手段
がまだ直流回路側にある間にリアクトルを短絡させるこ
とがなく、回路動作の信頼性を高めることができる。

【００５６】請求項６の発明によれば、交流架線区間か
ら直流架線区間に進入する際に、インタロック手段によ
ってリアクトル短絡スイッチ手段のすべてがオープンし
ていなければ交流直回路切替手段の直流回路側への切替
えを禁止するようにしたので、直流架線からリアクトル
を介さずにインバータ装置に突入電流が流れ込み、イン
バータ装置に過電圧が加わるのを予防してインバータ装
置を保護することができる。

【００５７】請求項７の発明によれば、リアクトル短絡
スイッチ手段のすべてがクローズした後でなければコン
バータ装置およびインバータ装置の作動を禁止するイン
タロック手段を備えたので、リアクトル短絡スイッチ手
段がすべてクローズしていない状態でコンバータ装置及
びインバータ装置が作動することがなく、リップル分除
去動作が確実に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の回路ブロック図。

【図２】本発明の第１の実施の形態の変形例の回路ブロ
ック図。

【図３】本発明の第２の実施の形態の回路ブロック図。

【図４】本発明の第３の実施の形態の回路ブロック図。

【図５】本発明の第４の実施の形態の回路ブロック図。

【図６】本発明の第５の実施の形態の回路ブロック図。

【図７】本発明の第６の実施の形態の回路ブロック図。

【図８】従来例の回路ブロック図。

【図９】他の従来例の回路ブロック図。

【符号の説明】

１ 架線 ２ 集電器 ３ 交流遮断器 ４ 交流直流回路切替器 ５ 変圧器 ６ コンバータ装置 ７ コンデンサ ８，８ａ，８ｂ リアクトル ９ａ，９ｂ コンデンサ １０ａ，１０ｂ インバータ装置 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ 電動機 １２ 直流接触器 １３ 交流直流回路切替器 １４，１４ａ，１４ｂ 単位スイッチ ２３ コンデンサ放電用スイッチング素子 ２４ 放電用抵抗器 ２５ 制御部 ３１ 制御回路 ３２ 交流直流回路切替スイッチ ３３ａ 直流側切替コイル ３３ｂ 交流側切替コイル ３３ｃ 交流側補助接点 ３４ａ，３４ｂ 単位スイッチ励磁コイル ４１ インタロック回路 ４２ａ，４２ｂ リレー接点 ４３ａ，４３ｂ 単位スイッチ補助接点 ４４ 直流接触器励磁コイル ５１ インタロック回路 ５２ａ，５２ｂ 単位スイッチ補助接点 ５３ 交流架線区間動作許可指令

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電力を直流電力に変換するコンバー
   タ装置と、 前記コンバータ装置の直流出力側にリアクトルを介して
   接続されたインバータ装置と、 電力供給源と前記コンバータ装置の交流入力側又は前記
   インバータ装置の直流入力側のいずれか一方とを接続す
   る交流直流回路切替手段と、 前記リアクトルと並列に設置され、前記交流直流回路切
   替手段が前記電力供給源と前記コンバータ装置の交流入
   力側とを接続する時にクローズして前記リアクトルを短
   絡し、前記交流直流回路切替手段が前記電力供給源と前
   記インバータ装置の直流入力側とを接続する時にオープ
   ンするリアクトル短絡スイッチ手段とを備えて成る交直
   両用電気車制御装置。
2. 【請求項２】 前記コンバータ装置の直流出力側に並列
   に、複数の前記リアクトルそれぞれを介して複数の前記
   インバータ装置が接続され、 前記リアクトル短絡スイッチ手段は、前記複数のリアク
   トルそれぞれと並列に設置されていることを特徴とする
   請求項１に記載の交直両用電気車制御装置。
3. 【請求項３】 前記コンバータ装置の直流出力側に単一
   のリアクトルを介して複数の前記インバータ装置が並列
   に接続され、 前記リアクトル短絡スイッチ手段は、前記単一のリアク
   トルと並列に設置されていることを特徴とする請求項１
   に記載の交直両用電気車制御装置。
4. 【請求項４】 前記コンバータ装置と前記インバータ装
   置との間に設置された、それらの装置に存在するコンデ
   ンサ要素の電荷を放電させるためのコンデンサ放電回路
   と、 前記リアクトル短絡スイッチ手段をクローズする直前に
   前記コンデンサ放電回路を作動させる制御手段とを備え
   て成る請求項１〜３のいずれかに記載の交直両用電気車
   制御装置。
5. 【請求項５】 前記交流直流回路切替手段が前記電力供
   給源と前記コンバータ装置の交流入力側とを接続したこ
   とを確認した後に前記リアクトル短絡スイッチ手段をク
   ローズさせる交直切替確認手段を備えて成る請求項１〜
   ４のいずれかに記載の交直両用電気車制御装置。
6. 【請求項６】 前記リアクトル短絡スイッチ手段のすべ
   てがオープンしていなければ前記交流直回路切替手段が
   前記電力供給源と前記インバータ装置の直流入力側とを
   接続することを禁止する第１のインタロック手段を備え
   て成る請求項１〜５のいずれかに記載の交直両用電気車
   制御装置。
7. 【請求項７】 前記リアクトル短絡スイッチ手段のすべ
   てがクローズした後でなければ前記コンバータ装置およ
   びインバータ装置の作動を禁止する第２のインタロック
   手段を備えて成る請求項１〜６のいずれかに記載の交直
   両用電気車制御装置。