JPH11262104A - 電気車の電源装置 - Google Patents
電気車の電源装置Info
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- JPH11262104A JPH11262104A JP10061759A JP6175998A JPH11262104A JP H11262104 A JPH11262104 A JP H11262104A JP 10061759 A JP10061759 A JP 10061759A JP 6175998 A JP6175998 A JP 6175998A JP H11262104 A JPH11262104 A JP H11262104A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Abstract
電回路を1台で兼用して交流および直流電源に対応可能
な電気車の電源装置を提供する。 【解決手段】 架線1からの供給電圧が直流の場合、接
触器22が開き、接触器23が閉じ、架線1→パンタグ
ラフ2→高速遮断機3→転換器4の接点b→接触器5→
接触器13→変圧器14→素子QVCの経路で供給され
る。架線1からの供給電圧が交流の場合、接触器22が
閉じ、接触器23が開いて、架線1→パンタグラフ2→
高速遮断器3→転換器4の接点a→変圧器14を介して
電源を与えられ、変圧器14の2次側から接触器13を
介してコンバータ19に単相交流電源が供給される。
Description
線を走行できる電気車の電源装置に関する。
た従来の電気車の電源構成を示す。このシステムにおい
て、交流架線1を走行する場合はパンタグラフ2→高速
遮断器3→転換器4の接点a→変圧器14を介して電源
を与えられ、変圧器14の2次側から接触器13を介し
てコンバータ回路19に単相交流電源が供給される。コ
ンバータ回路19は交流電圧Vacを直流電圧Vdに変
換する装置で、制御装置17によって直流電圧Vdを一
定に制御する。誘導電動機21は3相インバータ回路2
0によって電力が供給されて駆動される。ここで、24
は直流電圧Vdを平滑するコンデンサで、18はインバ
ータの制御装置である。
される充電回路は、主回路の起動時に平滑コンデンサ2
4に流れる電流を抑制するもので、起動時は接触器13
が開となり、コンバータ回路19には接触器11と充電
抵抗12を介して充電電流を供給し、充電電流が零にな
った後、接触器13を閉じ、接触器11を開いて、コン
バータ回路19を起動する。
フ2→高速遮断機3→転換器4の接点b→接触器5→接
触器8→直流リアクトル9の経路で直流電源が供給され
る。この場合、充電回路の接触器6,8、充電抵抗7の
動作及び機能は前述の交流運転の場合と同じである。
電気車においては、交流および直流電源毎に充電回路を
設け、かつ直流電源の場合は平滑リアクトル9が必要で
あった。そのため、システムの軽量化、低コスト化を進
める上で大きな問題点があった。
走行によって大きく影響を受け、電圧変動が大きい。特
に架線電圧が下がると、所定の速度で走行ができなくな
り、正常な運行管理ができなくなる。
でき、かつ充電回路を1台で兼用して交流および直流電
源に対応可能な電気車の電源装置を提供することを目的
とする。
め、本発明の請求項1に記載の電気車の電源装置は、直
流区間では直流電力をインバータにより交流電力に変換
し、交流区間では変圧器を介して得られる交流電力をコ
ンバータにより直流に変換した後にインバータにより交
流に再変換することにより、直流区間と交流区間を走行
可能とした電気車の電源装置において、前記変圧器と前
記コンバータとの間に開閉手段を備え、この開閉手段と
前記変圧器との間に直流電力を供給するように構成し、
前記直流区間では、この開閉手段を解放すると共に、前
記直流電力を前記変圧器の巻線を介して供給する構成と
する。これによって、従来の直流用の平滑リアクトルを
省略することができる。
置は、請求項1に記載の電気車の電源装置において、前
記変圧器と前記開閉手段との間に挿入し、この充電回路
と前記開閉手段との間に直流電力を供給するように構成
し、前記直流区間では、この開閉手段を解放すると共
に、前記直流電力を前記充電回路並びに前記変圧器の巻
線を介して供給する構成とする。これによって、充電回
路を1台で兼用して交流および直流電源に対応可能とす
る。
置は、請求項1に記載の電気車の電源装置において、前
記コンバータからの直流出力を充電回路、平滑コンデン
サを介して前記インバータに供給して交流電力に再変換
する構成とする。これによって、充電回路を1台で兼用
して交流および直流電源に対応可能とする。
置は、請求項1ないし3のいずれかに記載の電気車の電
源装置において、前記直流区間では、前記コンバータを
構成するスイッチング素子を用いてチョッパ動作を行う
構成とする。これによって、直流架線の電圧変動が発生
した場合でもインバータの直流電圧を一定に制御可能と
する。
施の形態を詳細に説明する。
気車の電源装置の構成図である。なお従来と同一の機能
の構成については同一の符号で示す。架線1からの直流
または交流の電力は、パンタグラフ2から高速遮断器3
を経て転換器4に入力され、直流区間では直流電力をイ
ンバータ回路20により交流電力に変換し、交流区間で
は変圧器14を介して得られる交流電力をコンバータ回
路19により直流に変換した後にインバータ回路20に
より交流に再変換することにより誘導電動機21を駆動
し、直流区間と交流区間を走行可能としている。
は、接触器(開閉手段)22を備え、さらに変圧器14
と接触器22との間に、接触器11,13および充電抵
抗12から構成される充電回路を備え、この充電回路と
接触器22との間の接続点Aに直流電力を供給する。直
流区間では、この接触器22を解放すると共に、直流電
力を充電回路並びに変圧器14の2次巻線を介して供給
する。
バータに2レベル変換器を使用した場合の電源構成を示
す。但しスイッチング素子は逆並列にダイオードが接続
された自己消弧形素子で構成している。
ついて説明する。架線1からの供給電圧が直流の場合、
接触器22が開き、接触器23が閉じ、架線1→パンタ
グラフ2→高速遮断機3→転換器4の接点b→接触器5
→接触器13→変圧器14→素子QVCの経路で供給さ
れる。この場合、従来の平滑リアクトル9の機能の代用
として、変圧器14の2次巻線を用いることによって、
万一主回路の短絡故障が発生し、過大な短絡電流が流れ
た場合でも抑制ができる。
合、接触器22が閉じ、接触器23が開いて、架線1→
パンタグラフ2→高速遮断器3→転換器4の接点a→変
圧器14を介して電源を与えられ、変圧器14の2次側
から接触器13を介してコンバータ回路19に単相交流
電源が供給される。
気車の電源装置の構成図であり、図4は、その主回路の
等価回路を示す。架線電圧をEs、変圧器14の2次巻
線で代用したリアクトルをL、素子QYCをSW、素子
QVCの逆並列ダイオードをD、平滑コンデンサ24を
C、インバータの直流電圧をVdに置き換え、昇圧チョ
ッパ回路を構成している。
動作させると、素子QYCがオンのときにリアクトルL
にエネルギーを蓄積させ、素子QYCがオフのとき、蓄
積エネルギーと架線電圧からのエネルギーを負荷に供給
して電圧を上昇させる。この場合、架線電圧Esと負荷
電圧Vdの関係は次式で表せる。
6は電圧制御回路で、27は増幅回路、28は三角波発
生器、30はゲート回路、26,28は比較器であり、
Vdsを直流電圧指令値、Vdを主回路の電圧値とす
る。
電圧で運転されている場合、指令値Vdsと検出値Vd
とを比較器26で比較し、その偏差eは増幅回路27を
介して、比較器29に入力する。比較器29は三角波発
生器28からの三角波と比較して、ゲート回路30へ電
圧指令edを出力する。ゲート回路30は素子QYCに
ゲート信号Gycを与え、素子QYCをチョッパー動作
させる。
オフのデューティを制御することで、直流電圧Vdを常
に一定に制御できる。
気車の電源装置の構成図である。なお従来と同一の機能
の構成については同一の符号で示し、第1の実施形態と
の相違点のみ説明する。変圧器14とコンバータ回路1
9との間に接触器22を備え、この変圧器14と接触器
22との間の接続点に直流電力を供給する。直流区間で
は、この接触器22を解放すると共に、直流電力を変圧
器14の2次巻線を介して供給する。さらにコンバータ
回路19からの直流出力を、接触器11,13および充
電抵抗12から構成される充電回路、平滑コンデンサ2
4を介してインバータ回路20(図示省略)に供給して
交流電力に再変換する。
触器23が閉じ、架線1→パンタグラフ2→高速遮断器
3→転換器4の接点b→変圧器14→素子QVC→接触
器13の経路で供給される。
触23が開き、架線1→パンタグラフ2→高速遮断器3
→転換器4の接点a→変圧器14の1次巻線→車輪15
→レ→ル16の経路で電源を供給される。その結果、変
圧器14の2次巻線から単相交流電圧がコンバータ回路
19へ与えられる。
記載電気車の電源装置によれば、変圧器とコンバータと
の間に開閉手段を備え、この開閉手段と変圧器との間に
直流電力を供給して、直流区間では、この開閉手段を解
放すると共に、直流電力を変圧器の巻線を介して供給す
るので、従来の直流用の平滑リアクトルを省略できる。
によれば、変圧器と開閉手段との間に充電回路を備え、
この充電回路と開閉手段との間に直流電力を供給し、直
流区間では、この開閉手段を解放すると共に、直流電力
を充電回路並びに変圧器の巻線を介して供給するので、
充電回路を1台で兼用して交流および直流電源に対応す
ることができる。
によれば、コンバータからの直流出力を充電回路、平滑
コンデンサを介してインバータに供給して交流電力に再
変換するので、充電回路を1台で兼用して交流および直
流電源に対応することができる。
置によれば、直流区間では、コンバータを構成するスイ
ッチング素子を用いてチョッパ動作を行うので、直流架
線の電圧変動が発生した場合でもインバータの直流電圧
を常に一定に制御することができる。
装置の構成図である。
用した場合の電源構成図である。
装置の構成図である。
る。
装置の構成図である。
換器、5,6,7,11,13,22,23…接触器、
9…平滑リアクトル、14…変圧器、15…車輪放電抵
抗、16…レール、17…コンバータの制御装置、18
…インバータの制御装置、19…コンバータ回路、20
…インバータ回路、21…誘導電導機、24…平滑コン
デンサ、25…電圧検出器、36…電圧制御回路。
Claims (4)
- 【請求項1】 直流区間では直流電力をインバータによ
り交流電力に変換し、交流区間では変圧器を介して得ら
れる交流電力をコンバータにより直流に変換した後にイ
ンバータにより交流に再変換することにより、直流区間
と交流区間を走行可能とした電気車の電源装置におい
て、 前記変圧器と前記コンバータとの間に開閉手段を備え、
この開閉手段と前記変圧器との間に直流電力を供給する
ように構成し、 前記直流区間では、この開閉手段を解放すると共に、前
記直流電力を前記変圧器の巻線を介して供給することを
特徴とする電気車の電源装置。 - 【請求項2】 前記変圧器と前記開閉手段との間に充電
回路を備え、この充電回路と前記開閉手段との間に直流
電力を供給するように構成し、 前記直流区間では、この開閉手段を解放すると共に、前
記直流電力を前記充電回路並びに前記変圧器の巻線を介
して供給することを特徴とする請求項1に記載の電気車
の電源装置。 - 【請求項3】 前記コンバータからの直流出力を充電回
路、平滑コンデンサを介して前記インバータに供給して
交流電力に再変換することを特徴とする請求項1に記載
の電気車の電源装置。 - 【請求項4】 前記直流区間では、前記コンバータを構
成するスイッチング素子を用いてチョッパ動作を行うこ
とを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の電
気車の電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06175998A JP3477068B2 (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | 電気車の電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06175998A JP3477068B2 (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | 電気車の電源装置 |
Publications (2)
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JPH11262104A true JPH11262104A (ja) | 1999-09-24 |
JP3477068B2 JP3477068B2 (ja) | 2003-12-10 |
Family
ID=13180412
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009110061A1 (ja) * | 2008-03-04 | 2009-09-11 | 三菱電機株式会社 | 変圧装置 |
JP2015095995A (ja) * | 2013-11-13 | 2015-05-18 | 近畿車輌株式会社 | 車両用電力変換装置 |
CN108773300A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-11-09 | 株洲时代电子技术有限公司 | 一种接触网供电电源高压系统及其应用 |
WO2022123699A1 (ja) * | 2020-12-09 | 2022-06-16 | 三菱電機株式会社 | 車両用変圧器およびそれを備える車両 |
-
1998
- 1998-03-12 JP JP06175998A patent/JP3477068B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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