JPS6022721Y2 - 電気車用電動発電機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 近年車両のサービス向上のため客室内の冷房化が一般に
行なわれるようになった。

電車線電源が直流の場合は、冷房装置の電源として直流
電動発電機が用いられているが、このような用途に使用
する場合、電動発電機容量が大きいためフラッシュオー
バ事故等が絶えず、このため最近では無整流子電動発電
機が開発され、使用実積も徐々に増加している。

一方電車線電源が交流の場合も、たとえば電源周波数が
二種類以上の区間を走行する車両などにおいては、やは
り電動発電機を使用するのが一般的である。

本考案はこのような交流を電源とした無整流子電動発電
機の電動機側の制御に関するものである。

以下図面によって本考案を詳細に説明する。

第１図において、１は交流電源、２は制御整流素子たと
えばサイリスタ２ａ〜２ｄをグレーツ結線して戒る順変
換器、３はリアクトル、４は２と同様制御整流素子４ａ
〜４ｆをグレーツ結線して構成された逆変換器、５は電
動発電機の電動機側を示し、５ａ〜５ｃは電機子巻線、
５ｄは界磁巻線を示す。

また６は本考案により追加した整流素子、７はスイッチ
を示す。

まず本考案を適用する以前の回路、すなわち整流素子６
、スイッチ７がない場合について説明する。

電機子巻線５ａに十分逆起電力が発生していると逆変換
器４は正常に転流するが、起動初期は逆起電力が低く逆
変換器の転流ができないことは周知の通りであるが、順
変換器を用いれば逆変換器の転流を正常に行なわれるこ
とができる。

この動作を第２図を用いて説明する。

第２図中イは交流電源電圧波形、口は制御整流素子２ａ
、２ｄの電流波形、ハは制御整流素子２ｂ、２ｃの電流
波形、二は順変換器の出力電流すなわち逆変換器の入力
電流である。

ホ、へ、トは電動機電機子巻線電流を示す。

すなわち第１図の交流電源の十印側が十の電圧になって
いる状態で制御整流素子２ａ、 ４ａ、 ４ｅを点
弧させると、 １→２ ａ−＋３−＋４ ａ＋５ ａ→５ ｂ→４ ｅ
＋２ ａ→１ の回路で電流が増加し、交流電源の極性が図示と逆の極
性に反転すると順変換器の直流出力電圧がマイナスにな
るため、電流が減少しはじめ電流が零になったところで
制御整流素子２ａ、 ２ｄ、 ４ａ、４ｅが消弧す
る。

すなわち第２図の二に示すように直流部分の電流がパル
ス状になるため電機子逆起電力がなくても逆変換器４は
転流が可能である。

なお逆変換器４を構成する制御整流素子の点弧順序など
については本考案とは直接関係ないためここでは説明を
省く。

従来より使用されている交流電気車のカ行制御等も一般
には制御整流素子または整流素子を組み合わせて直流に
変換し、直流電動機を駆動させているが、制御整流素子
のみを用いたいわゆる純ブリッジの場合には電車線電源
に含まれる雑音等価電流Ｊｐが非常に大きくなり付近の
通信線なぞに悪影響を及ぼすため、一般にはいわゆる混
合ブリッジを用いて制御しており、無整流子電動発電機
についても第１図中の２ｃ、２ｄを整流素子にすれば定
常運転中の雑音等価電流Ｊｐが大幅に減することが確認
されている。

ところで、第１図中の２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが制御整
流素子である場合は整流出力電圧波形は第４図イのよう
に負電圧区間が生じるため第２図口に示すように逆変換
器の入力電流が断続するが、２ｃ、２ｄを制御機能のな
い整流器（いわゆるダイオード）にすると整流出力電圧
波形は第４図口のようになり、負電圧期間がなくなる。

この場合整流出力電流すなわち逆変換器の入力電流はリ
ップルが小さくなり断続しにくくなる。

逆変換器４は電機子逆起電力により転流するかまたは入
力電流が断続することにより転流するものである。

したがって逆起電力がない状態でしかも入力電流が断続
しないと転流できなくなる。

たとえば第１図中の制御整流素子４ａ、４ｆが点弧して
いる状態において流れている電流が断続しないと、続い
て制御整流素子４ｂが点弧させたときに４ａｔ４ｂの両
方が導通状態を保ち、続いて４ｄが点弧させられたとき
に４ａ。

４ｄの両方が導通してしまい転流失敗に至ってしまう。

このように２ｃ、２ｄが制御機能のない整流素子の場合
は順変換器の直流出力電圧がマイナスにまで下がらない
ため、直流電流のリップルが少なくなり、リアクトル３
のインダクタンスの値によっては直流電流が断続しなく
なり逆変換器側制御整流素子の消弧が不能になることが
あった。

本考案はこのような不具合を解決するためになされたも
のであり、逆起電力が十分発生し、逆変換器が十分転流
可能な状態になったところでスイッチ７を閉じることに
より順変換器２をいわゆる混合ブリッナと同等にさせる
ことができ、電車線に含まれる雑音等価電流Ｊｐを下げ
るものである。

なお逆変換器により直流部分の電流を断続させると電車
線電源に信号障害電流が流れるため、通常は第３図に示
すようにリアクトル８、コンデンサ９を追加し高調波を
減少させるようにしているが、この場合にも本考案を適
用できることはいうまでもない。

第３図の回路ではりアクドル８、コンデンサ９以外の回
路はすべて第１図のものと同一であり、作用効果も同じ
であるため詳細説明を省略する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１例を示す回路図、第２図は第１図回
路の動作説明用波形図、第３図は本考案の変形例の回路
図、第４図イは本考案による回路における整流出力電圧
波形、第４図中よ従来装置の回路における整流出力電圧
波形である。 １・・・・・・電源、２・・・・・・順変換器、３・・
・・・・リアクトル、４・・・・・・逆変換器、５・・
・・・・電動発電機、６・・・・・・整流素子、７・・
・・・・スイッチ、８・・・・・・リアクトル、９・・
・・・・コンデンサ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 交流電源と、該交流電源を直流に変換するための、グレ
   ーツ結線された制御整流素子より成る順変換器と、同期
   電動機の逆起電力により転流する同じくグレーツ結線さ
   れた制御整流素子より戒る逆変換器と、前記順変換器お
   よび逆変換器の直流側端子のおのおのをリアクトルを介
   して接続し、前記順変換器の直流側端子の両端にスイッ
   チとダイオードの直列接続したものをフライホイール効
   果をもつ極性に接続し、前記同期機の逆起電力が十分高
   くなった時に前記スイッチを閉じることを特徴とする電
   気車用電動発電機。