JPS60206738A - 電気鉄道用直流変電所 - Google Patents
電気鉄道用直流変電所Info
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- JPS60206738A JPS60206738A JP6365684A JP6365684A JPS60206738A JP S60206738 A JPS60206738 A JP S60206738A JP 6365684 A JP6365684 A JP 6365684A JP 6365684 A JP6365684 A JP 6365684A JP S60206738 A JPS60206738 A JP S60206738A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
- B60M3/00—Feeding power to supply lines in contact with collector on vehicles; Arrangements for consuming regenerative power
- B60M3/02—Feeding power to supply lines in contact with collector on vehicles; Arrangements for consuming regenerative power with means for maintaining voltage within a predetermined range
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は電気鉄道用直流変電所において、特に直流回路
機器の直流電圧変動率や電源電圧変動に伴なう直流出力
電圧の上昇を抑制して所定の直流電圧が得られるように
した電気鉄道用直流変電所に関する。
機器の直流電圧変動率や電源電圧変動に伴なう直流出力
電圧の上昇を抑制して所定の直流電圧が得られるように
した電気鉄道用直流変電所に関する。
従来電気鉄道用直流変電所において、交流電源出力から
直流出力に変換するものとしてシリコン整流器が広く用
いられている。このシリコン整流器から得られる直流出
力電圧は直流回路（歳器に有する直流電圧変動率に従っ
て負荷電流に応じて２き化する。このため、シリコン整
流器に対して定格ｉｉｉ派電流時に定格直流電圧が得ら
れるように設計すると、軽負荷あるいは無負荷時に１σ
流電圧が上昇し、直流回路機器に悪影響を及ぼす危険が
ある。また交流電源の電圧上昇時にはさらに直流電圧の
上昇をきたす。
直流出力に変換するものとしてシリコン整流器が広く用
いられている。このシリコン整流器から得られる直流出
力電圧は直流回路（歳器に有する直流電圧変動率に従っ
て負荷電流に応じて２き化する。このため、シリコン整
流器に対して定格ｉｉｉ派電流時に定格直流電圧が得ら
れるように設計すると、軽負荷あるいは無負荷時に１σ
流電圧が上昇し、直流回路機器に悪影響を及ぼす危険が
ある。また交流電源の電圧上昇時にはさらに直流電圧の
上昇をきたす。
一方、最近の電気車は省エイ・ルギーの観点から回生プ
レー片付電車が多く採用されている。
レー片付電車が多く採用されている。
これはブレーキ即の回生電力を他の力行車に有効に利用
しようとするものであるか、直流変電所の出力？ＩＬ圧
か高いと、電力回生率がノルくなるはかりでなく、回生
失敗と々ることもある。これら直流回路機器の直流電圧
変動率、電源電圧装動等による直流電圧の上昇を改善す
るためには、シリコン整流器の代りにサイリスタ整流器
を用いることもあるか、これでは機器コストが大幅に増
加する問題があった。
しようとするものであるか、直流変電所の出力？ＩＬ圧
か高いと、電力回生率がノルくなるはかりでなく、回生
失敗と々ることもある。これら直流回路機器の直流電圧
変動率、電源電圧装動等による直流電圧の上昇を改善す
るためには、シリコン整流器の代りにサイリスタ整流器
を用いることもあるか、これでは機器コストが大幅に増
加する問題があった。
〔発明の目的〕
本発明は上記のような問題を解決するためになされたも
ので、その目的は構成を簡単且つ安価にして所定の直流
出力電圧に制御可能とすることにより負荷変動時におけ
る直流電圧の上昇を確実に抑制することかできる電気鉄
道用直流変電所を提供しようとするものである。
ので、その目的は構成を簡単且つ安価にして所定の直流
出力電圧に制御可能とすることにより負荷変動時におけ
る直流電圧の上昇を確実に抑制することかできる電気鉄
道用直流変電所を提供しようとするものである。
本発明はかかる目的を達成するため、交流電源出力を直
流出力に変換する整流器と直流母線との間に直流チョッ
パを設け、この直流チョッ・ぐのオン・オフ制御により
直流母線電圧を一定にして負荷変動時における直流電圧
の上昇を抑制することを特徴としている。
流出力に変換する整流器と直流母線との間に直流チョッ
パを設け、この直流チョッ・ぐのオン・オフ制御により
直流母線電圧を一定にして負荷変動時における直流電圧
の上昇を抑制することを特徴としている。
以下本発り」の−実施例を図面を参照して説明する。第
１図は本発明による電気鉄道用直流変電所の一構成例を
示すものである。第１図において、１は三相交流電圧を
降圧する整流器用変圧器、２はこの整光器用変圧器１で
降圧さ九た交流電圧を整流して直流電圧を出力するシリ
コン整流器である。このシリコン整流器２から出力され
る直流電圧の負極側端子は一方の電車線Ｎに接続される
。またこのシリコン整流器２から出力される直流電圧の
正極端子は直流チョッパ３の入力９１１１子に接続され
、その出力端子は直流母ｆ、４．Ｊ ４に接続される。
１図は本発明による電気鉄道用直流変電所の一構成例を
示すものである。第１図において、１は三相交流電圧を
降圧する整流器用変圧器、２はこの整光器用変圧器１で
降圧さ九た交流電圧を整流して直流電圧を出力するシリ
コン整流器である。このシリコン整流器２から出力され
る直流電圧の負極側端子は一方の電車線Ｎに接続される
。またこのシリコン整流器２から出力される直流電圧の
正極端子は直流チョッパ３の入力９１１１子に接続され
、その出力端子は直流母ｆ、４．Ｊ ４に接続される。
そして直流母線４はき軍用しゃ断器５を介して他方の電
車線Ｐに接続される。
車線Ｐに接続される。
上記直流チョッパ３の半導体スイッチ（例えばＴＨＲ、
ＧＴＯ、Ｇ −ＴＲ） Ｓにインダ／／ ７７ スＬを
直列に接続し、このインダクタンスＬに並列にコンデン
サＣ及び図示極性のダイオードＤ全直列にＪ？ ％ｇし
／ヒイ１１成のもので、そのコンデンサＣ及びダイオー
ドＤの接続間には前述したシリコン整流器２の負極Ｄｌ
ｊｌｊ子が接続されている。
ＧＴＯ、Ｇ −ＴＲ） Ｓにインダ／／ ７７ スＬを
直列に接続し、このインダクタンスＬに並列にコンデン
サＣ及び図示極性のダイオードＤ全直列にＪ？ ％ｇし
／ヒイ１１成のもので、そのコンデンサＣ及びダイオー
ドＤの接続間には前述したシリコン整流器２の負極Ｄｌ
ｊｌｊ子が接続されている。
第２図はかかる直流チョッパ３の制御回路を示すもので
ある。第２図において、６は直流母線４の′電圧を検出
するだめの検出装置、７は直σし設定′屯圧化号発生装
置、８は直流電圧変動率Ｗ″ｊ６と苗１流設定電圧イム
号発生装置７から出力さ牡る信号を比１］反し、その偏
差個分を出力する比°剪゛装置である。また９はこの比
較装置８からの１．１Ｍ差信号が入力され、直流チョッ
パ３の半導体スイッチＳへの制御信号を発生するケ゛−
１制御装置である。
ある。第２図において、６は直流母線４の′電圧を検出
するだめの検出装置、７は直σし設定′屯圧化号発生装
置、８は直流電圧変動率Ｗ″ｊ６と苗１流設定電圧イム
号発生装置７から出力さ牡る信号を比１］反し、その偏
差個分を出力する比°剪゛装置である。また９はこの比
較装置８からの１．１Ｍ差信号が入力され、直流チョッ
パ３の半導体スイッチＳへの制御信号を発生するケ゛−
１制御装置である。
ここで上記直流チョッパ３の機能について第３図（ａ）
〜（ｃ）に示す波形図を用いて述べる。シリコン壓流器
２から第３図（ａ）に示すような直流電圧が入力される
と、この直流電圧は半導体スイッチＳのオン・オフによ
り第３図（ｂ）に示すようなチョッピングされたスリッ
ト状の電圧波形となり、さらにこの電圧波形はりアクド
ルＬ及びコンデンサＣからなる平滑回路によ）平滑され
、第３図（Ｃ）に示すよう々波形の直流電圧となる。
〜（ｃ）に示す波形図を用いて述べる。シリコン壓流器
２から第３図（ａ）に示すような直流電圧が入力される
と、この直流電圧は半導体スイッチＳのオン・オフによ
り第３図（ｂ）に示すようなチョッピングされたスリッ
ト状の電圧波形となり、さらにこの電圧波形はりアクド
ルＬ及びコンデンサＣからなる平滑回路によ）平滑され
、第３図（Ｃ）に示すよう々波形の直流電圧となる。
−）捷シ、直流チョッパ３は直流電圧をスリット状にし
７、その「１］を変えて平消することにより 一定の直
流電圧を得るようにしている。
７、その「１］を変えて平消することにより 一定の直
流電圧を得るようにしている。
矢に上記のように構成された電気鉄道用直流変電所の作
用について述べる。今、三相交流電す；（出力がシリコ
ン整流器２により直流に変換され、その直σｔｊ出力電
圧が直流チョツ・々３に入力、されると、この１１流チ
ョッ−′Ｉ′３では第２図に示すケ゛−ト制御装置９か
らの制御信号により半導体スイッチＳがオン・オフ制御
され、直流母線４に対して一定の直流電圧全出力する。
用について述べる。今、三相交流電す；（出力がシリコ
ン整流器２により直流に変換され、その直σｔｊ出力電
圧が直流チョツ・々３に入力、されると、この１１流チ
ョッ−′Ｉ′３では第２図に示すケ゛−ト制御装置９か
らの制御信号により半導体スイッチＳがオン・オフ制御
され、直流母線４に対して一定の直流電圧全出力する。
したがって、直流′１ユＪＪｆ−Ｊ ｏには直流母線４
からき電圧しゃ断器５．電Ｊ［１線Ｐ、Ｎを経て直流電
圧が供給される。
からき電圧しゃ断器５．電Ｊ［１線Ｐ、Ｎを経て直流電
圧が供給される。
ここで、第４図は本実ｈｉ（例の構成における動作！１
ケ性の例を示している。特性曲線ａ（点線）はシリコン
整流器２の特性を示し、直流チョッ・ぞ３が設けられて
いない場合には直流定格電流■ｄｎにおいて直流定格電
圧”’ｄｎになるように設計すると、無負荷時には直流
電圧かＥｄｏまで上昇する。一方、ｎ６ｂ（実録）はシ
リコン整流器２のＩ＋１流出力′屯圧を直２凧チョソ・
ゼ３に人力した場合の特性を示しており、負荷電流が工
、１以下に軽減され、：Ｍ ｖｉｊ ’１ｊ−ｉ圧がＥ
、１まで上昇すると第２図の直流電圧検出装置６からの
信号が直ワ１シ設矩電圧イご号発生装置じ７からの信号
を上まわシ、比較装置８が動作して直０１シ電圧をＥｄ
ｌに保つように直流チョッ・′？３の半導体スイッチＳ
をオン・オフ制御する。したがって軽負荷時における直
流母線４の直流電圧上昇を抑制することができる。
ケ性の例を示している。特性曲線ａ（点線）はシリコン
整流器２の特性を示し、直流チョッ・ぞ３が設けられて
いない場合には直流定格電流■ｄｎにおいて直流定格電
圧”’ｄｎになるように設計すると、無負荷時には直流
電圧かＥｄｏまで上昇する。一方、ｎ６ｂ（実録）はシ
リコン整流器２のＩ＋１流出力′屯圧を直２凧チョソ・
ゼ３に人力した場合の特性を示しており、負荷電流が工
、１以下に軽減され、：Ｍ ｖｉｊ ’１ｊ−ｉ圧がＥ
、１まで上昇すると第２図の直流電圧検出装置６からの
信号が直ワ１シ設矩電圧イご号発生装置じ７からの信号
を上まわシ、比較装置８が動作して直０１シ電圧をＥｄ
ｌに保つように直流チョッ・′？３の半導体スイッチＳ
をオン・オフ制御する。したがって軽負荷時における直
流母線４の直流電圧上昇を抑制することができる。
矢に本発明の他の実施例について述べる。
上記実施例では直流ｆＢ腺４の電圧を直流電圧検出装置
６により検出してシリコン整流器２の出力電圧を直流チ
ョッ−′Ｌ′３により制御するようにしたが、シリコン
整流器２の出力電圧は負荷電流により変化するので、電
圧のかわシに負荷電流を検出して直流チョッ・ゼ３を制
御するようにしてもよい。
６により検出してシリコン整流器２の出力電圧を直流チ
ョッ−′Ｌ′３により制御するようにしたが、シリコン
整流器２の出力電圧は負荷電流により変化するので、電
圧のかわシに負荷電流を検出して直流チョッ・ゼ３を制
御するようにしてもよい。
第５図はかかる電流検出による直流チョッパ３の制御回
路を示すもので、１ノは直流母線４から一方の電車線Ｐ
全通して他方の電車線Ｎに流れる負荷電流を検出する直
流電流検出装置１．１２は直流設定電流信号発生装置、
１３はこの直流設定電流信号発生装置１２から出力さ九
る電流基準信号と直流電流検出装置１１から出力される
電流信号とを比較する比較装置である０したがって、こ
の比較装置１３から出力されるイｌ１ｉｌ差信号に基き
ケ゛−ト制御装置９にょ力直流チョッパ′３の半１．惨
体スイッチＳをオン・オフ制御すれば、直流ｆｆｉ線４
の電圧を一定にすることができる。
路を示すもので、１ノは直流母線４から一方の電車線Ｐ
全通して他方の電車線Ｎに流れる負荷電流を検出する直
流電流検出装置１．１２は直流設定電流信号発生装置、
１３はこの直流設定電流信号発生装置１２から出力さ九
る電流基準信号と直流電流検出装置１１から出力される
電流信号とを比較する比較装置である０したがって、こ
の比較装置１３から出力されるイｌ１ｉｌ差信号に基き
ケ゛−ト制御装置９にょ力直流チョッパ′３の半１．惨
体スイッチＳをオン・オフ制御すれば、直流ｆｆｉ線４
の電圧を一定にすることができる。
１だ前述した直流チョッ・Ｑ３は常時主回路型υｉｃを
オン・オフすることにより、直流電圧を測値することを
目的として使用されるが、ここで、直Ｍｃチョッ・？３
に使用する半導体スイッチＳに２’＝Ｉ してオン信号
を与えないようにすることにより、上回；：′ｄに流１
ｃる電流を断つことができる。
オン・オフすることにより、直流電圧を測値することを
目的として使用されるが、ここで、直Ｍｃチョッ・？３
に使用する半導体スイッチＳに２’＝Ｉ してオン信号
を与えないようにすることにより、上回；：′ｄに流１
ｃる電流を断つことができる。
そこで、上記破制御要素として電圧又は電流要素をｕｌ
用している直流チョッ・ぐ３にズ・」シて主回路心ｖ化
が４つらかしめ設定した電流よシ増加したら直す化チョ
ッパ３をオフとすることが可能な回路をイ箱えることに
より、き主回路等（直流母線以降）における短絡事故や
シリコン整流器２の異常負荷を防止することができる。
用している直流チョッ・ぐ３にズ・」シて主回路心ｖ化
が４つらかしめ設定した電流よシ増加したら直す化チョ
ッパ３をオフとすることが可能な回路をイ箱えることに
より、き主回路等（直流母線以降）における短絡事故や
シリコン整流器２の異常負荷を防止することができる。
第６図はかかる機能を持たせた直流チョッパ３の制御回
路の構成例を示すものである。
路の構成例を示すものである。
第６図において、１ノは第５図と同様の直流・′ζ゛
発生装置、１５は直流′１ｕ流検出装置１１および直流
過負荷設定電流信号発生装置１４がら出力される信号を
比較する比較装置で、この比較装置１５は直流回流信号
が直流過負荷設定電流信号よシ大きくなると、ケ゛−１
−制御装′ｌｌｔ、９に対して直流チョッパ３の半導体
スイッチＳをオフ状寮１とすべき出カケ与えるものであ
る。
過負荷設定電流信号発生装置１４がら出力される信号を
比較する比較装置で、この比較装置１５は直流回流信号
が直流過負荷設定電流信号よシ大きくなると、ケ゛−１
−制御装′ｌｌｔ、９に対して直流チョッパ３の半導体
スイッチＳをオフ状寮１とすべき出カケ与えるものであ
る。
したがって、かかる構成とすれば、過電流を検出すると
速やかに直流チョッパ３を強制的にオフすることができ
るので、より早く事故電流をし？ｌ祈することができる
。
速やかに直流チョッパ３を強制的にオフすることができ
るので、より早く事故電流をし？ｌ祈することができる
。
この他、本発明はその要旨を変更しない範囲内で種々変
形して実施できるものである。
形して実施できるものである。
以上述べたように本発明によれば、変波電源出力を直流
出力に要換する整流器と直流母線との間に直流チョッパ
を設け、この直流チョッ・ぐを直流ｆ８線電圧が一定と
なるようにオン・オフ制御するようにしたので、構成を
単簡且つ安麦 にして負荷省動時における直流電圧の上昇を実に抑制す
ることかできる電気鉄道用直び１し変電所７提供するこ
とができる。
出力に要換する整流器と直流母線との間に直流チョッパ
を設け、この直流チョッ・ぐを直流ｆ８線電圧が一定と
なるようにオン・オフ制御するようにしたので、構成を
単簡且つ安麦 にして負荷省動時における直流電圧の上昇を実に抑制す
ることかできる電気鉄道用直び１し変電所７提供するこ
とができる。
第１図は本発明による電気鉄道用直流変電所の一実施例
を示す回路ｒｔ″ｊ成図、第２図は同実施例における直
流チョッパの制御回路を示す構成図、第３図（ａ）〜（
ｃ）は同実施例における直流チョッパのオン・オフ制御
による直流電圧波形図、第４図は同実施例の作用を説明
するだめの動作１１＋Ｊ−性図、第５図および第６図は
本発明の他の実施例における制御回路をそれぞれ示す構
成図である。 ２・・シリコン整流器、３・・・直流チョッパ、４・・
・直流母線、６・・・直流母線電圧検出装置、７・・・
直流設定電圧信号発生装置、８・・・比較装置、９・・
・ゲート１０］」御装置。 出１１Ｉ＋」人イ（ｉ中入 弁理士 鈴 、江 武 彦
第１図 第３図 第４図 第５ 図 ２ 第６ 員
を示す回路ｒｔ″ｊ成図、第２図は同実施例における直
流チョッパの制御回路を示す構成図、第３図（ａ）〜（
ｃ）は同実施例における直流チョッパのオン・オフ制御
による直流電圧波形図、第４図は同実施例の作用を説明
するだめの動作１１＋Ｊ−性図、第５図および第６図は
本発明の他の実施例における制御回路をそれぞれ示す構
成図である。 ２・・シリコン整流器、３・・・直流チョッパ、４・・
・直流母線、６・・・直流母線電圧検出装置、７・・・
直流設定電圧信号発生装置、８・・・比較装置、９・・
・ゲート１０］」御装置。 出１１Ｉ＋」人イ（ｉ中入 弁理士 鈴 、江 武 彦
第１図 第３図 第４図 第５ 図 ２ 第６ 員
Claims (2)
- （１）交流電源出力を整流器によシ直流出力に変換し、
これをき重用直流母線に供給して直流電車に負荷電流と
して与える電気鉄道用変電所において、前記整流器と前
記き重用直流母線との間に設けられた直流チョッ・ぐと
、前記き軍用直流ｆ！線市、圧又は負荷電流を検出し、
これを予め設定された基準直流信号と比較して前記き重
用直流母線の直流電圧が一定になるように前記直ｂ１１
．チョッパｒオン・オフ制御するダート制御回路とを備
えたことを特徴とする電気鉄道用変電所↑し所。 - （２）又流電υ硯出力を駐流器によシ直流出力に変侠し
、これ鞘き重用直流母線に供給して直流電車に負荷電流
として与える電気鉄道用変電所において、前記整流器と
前記き重用直流母線との間に設けられた直流チョッノク
と、前記負荷電流を検出しこれを予め設定された基準設
定信号と比較して前記負荷電流が基準設定信号よりも小
さな軽負荷時には前記直流母線電圧が下降するように前
記直流チョッ・々をオン・オフ制御し。 また前記負荷電流が基準設定信号よシも大きな高負荷時
には前記直流チョッパがオフ状態となるように制御する
ケ°−ト制御回路とを備えたことを特徴とする電気鉄道
用直流変電所。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6365684A JPS60206738A (ja) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | 電気鉄道用直流変電所 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6365684A JPS60206738A (ja) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | 電気鉄道用直流変電所 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60206738A true JPS60206738A (ja) | 1985-10-18 |
Family
ID=13235603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6365684A Pending JPS60206738A (ja) | 1984-03-31 | 1984-03-31 | 電気鉄道用直流変電所 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60206738A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988001952A1 (en) * | 1986-09-09 | 1988-03-24 | Ansaldo Transporti S.P.A. | Device for feeding electric traction line with substations, by electronic control of the wire overhead line voltage |
| US5346163A (en) * | 1991-07-19 | 1994-09-13 | Hitachi, Ltd. | Power supply regulation system for a railway |
| JP2014184911A (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Railway Technical Research Institute | 鉄道用直流変電所 |
-
1984
- 1984-03-31 JP JP6365684A patent/JPS60206738A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988001952A1 (en) * | 1986-09-09 | 1988-03-24 | Ansaldo Transporti S.P.A. | Device for feeding electric traction line with substations, by electronic control of the wire overhead line voltage |
| US5346163A (en) * | 1991-07-19 | 1994-09-13 | Hitachi, Ltd. | Power supply regulation system for a railway |
| JP2014184911A (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Railway Technical Research Institute | 鉄道用直流変電所 |
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