JPS60241735A - 給電装置 - Google Patents

給電装置

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JPS60241735A
JPS60241735A JP59263695A JP26369584A JPS60241735A JP S60241735 A JPS60241735 A JP S60241735A JP 59263695 A JP59263695 A JP 59263695A JP 26369584 A JP26369584 A JP 26369584A JP S60241735 A JPS60241735 A JP S60241735A
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power
semiconductor
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、負荷に給電する装置、特に、半導体装置によ
って速度制御される21!流型の電気機関車のけん引電
動機に給電する装ffiに関する。
〔従来の技術〕
近代的な機関車に、/!;00 V又け3θθO■の直
流電源又は%1CuJkV 又はA; OkV、 !;
 OHz 又はA OHz の単相交流電源から給電す
る装置tFi。
従来から知られている。静止型のそうした給電装置の半
導体回路は、「単相の」けん引整流ブリッジを含み、こ
わらはλつの基本的なカテゴリー即ち全制御ブリッジ又
は全サイリスタブリッジと、半制御ブリッジ又は混合ブ
リッジとに分類キおる。
前記半導体回路には[連fiJけん引チョッ・そも含ま
わる。
少くとも1つのけん引電動機に直流電流及び交流電流を
供給する装置も知られており、この装置の電気回路は、
チョッ・!の主要半導体要素例えばサイリスタを、混合
ブリッジを形成するために単相において再利用すること
を可能にする。
しかし、この給電装置の電気回路には、チョッノヤモー
ドから整流器モードに、またその逆に整流器モードから
チョッ・母モードに、装置形態を変更するために、非常
に多数の接触要素を使用せねばならないという不具合が
あった。更k、この給電装置では、直流の場合にも、交
流の場合にも、回生制御ができない上に、力率も良くな
い。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、とわらの不具合を解消し、直流電源及
び交流電源の双方から、直流電動機、自動操作される同
期電動機又は非同期電動機のような負荷に給電するよう
にした給電装置を提供するととにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明による装置は、各々遮断器を形成するダつの単向
出力半導体素子を備えた単一の変換装置を有している。
こわらの素子は論理制御装置によシ適切W制御され、給
電装置が直流の給電を受ける場合には変換装置がチョッ
ノヤモードで作動し、負荷が受電部として作用している
間に給電装置が交流の給電を受ける場合には変換装置が
整流器モードで作動し、負荷が発電機として作用してい
る場合には変換装置がエネルギー回収のためにインバー
ターとして作動するようなっている。
/11流型の場合は、qつのうち少くとも2つの半導体
素子を、その状態の全ての変更が直接制御可能な素子に
よって形成し、他の一つの素子をダイオードとして動作
させ、コミ流勢の場合は、ダつのうち少くとも3つの半
導体素子を、その状態の全ての変更が直接制御可能な素
子によって形成することが必要になる。
その状態の全ての変更が直接制御可能な半導体素子の側
として、ターンオフがトリガにより制真されるサイリス
タ(GTD)又はダート絶縁トランジスタが挙げらねる
。本発明は、こねらの半導体素子の形式に限定されず、
飽和状態から遮断状態への移行(即ちサイリスタの場合
にけターンオフ)が、状態の変更のために半導体素子の
内部の循環電流を消失させるための複雑な付設回路を必
要とすることなく、ダートに信号を供給することによっ
て直接制御されるような、出力断続装置を形成するどん
な形式の単向半導体素子も、本発明に従って使用するこ
とができる。
即ち、本発明による変換装置の装置形態は、直流電流が
供給される場合にも、交流電流が供給される場合にも不
変である。
本発明は、一層具体的には、コミ流勢の電気機関車のけ
ん引電動機に直流又は交流の電源から給電するための給
電装置であって、 イ)交流電源である場合の前記電源に/次側が接続され
た変圧器を有し、この変圧器の2次側端子間にはインダ
クタンスとコンデンサーとが反転装置を介し直列に接続
され、該反転装置は、前記電源が直流電源である場合に
は、インダクタンスとコンデンサとを変圧器の2次側に
接続するように、また前記電源が直流電源である場合に
は前記−次側を回路から遮断シつつ前記インダクタンス
とコンデンサとを該電源に直接接続するように接続さね
、更に、 口)コンデンサの端子間に接続された、各々遮断器を形
成するりつの半導体素子により形成されたブリッジを有
し、そのうち少くとも3つの半導体素子は、その状態の
全ての変更が直接制御され得る素子によって形成さね、
第ダの素子は制御ターンオン−自己ターンオフ型とする
ことができ、前記電動機は必要ならば平滑コンデンサと
直列に、該ブリッジの出方部に接続されている給電装置
を提供する。
本発明のその他の目的、特徴及び利点は、添付図面に示
した好ましい実施例についての以下の詳細な説明によっ
て、一層明らかとなるであろう。
〔冥施例〕
第7図には、その平滑インダクタンスLdト直列に接続
した直流けん引電動機MK直流又は単相交流を架線から
給電する装置が略示されている。
電動機Mは直列励磁型でも並列励磁型でもよい。
給電装置は、例えばコ3 kV 又はSθkV、50H
z又は60Hz の単相交流が給電される電源変圧器T
Rを有し、変圧器TRの一次側は、制御される反転装置
Iを介して、ヘッドフィルター(インダクタンスLとコ
ンデンサCとから成る)K接続されている。反転装置工
の破線で示した位置は、例えば/!00 V又は3θO
θVの直流が電動機MK給電される位置を表わしている
(電源変圧器TRはこの場合ヘッドフィルターから遮断
される)。
断続器を形成する半導体素子11 、 I 2 、 I
 3゜I4を用いた一方向性の出力変換装置CVは、イ
ンダクタンスLd と電動機Mとによって形成された負
荷に接続された出力端子A、BとフィルターLCとの間
に接続されている。
変換装置Cvの一般的形態は、容易に理解されるようK
、各々少くとも1つの半導体素子を備えたtつの辺を有
する整流ブリッジの形態である。
即ち、全部の半導体素子11〜I4が、#ワーサイリス
タである場合、半導体素子II、I2は、ブリッジの2
つの上部辺を形成し、半導体素子11の陽極と半導体素
子■2の陰極とは、ヘッドフィルターの共通の接続点に
、また素子■1の陰極と素子I2の陽極とは、それぞれ
端子A、IIC,それぞれ接続され、半導体素子I3.
I4は、プリツノの2つの下部辺を形成し、半導体素子
I3の陰極と半導体素子■4の陽極とは、それぞれ端子
A。
BK、また素子I3の陽極と素子I4の陰極とは、コン
デンサCと変圧器TRの一次側端子との共通の接続点に
接続される。
第一図は、直流が給電された時の装置の作用を示してい
る。
電動機がけん引作動する場合は、変換器CVはチョッパ
として動作し、素子11は、電源電力を変調する主要半
導体を形成する。即ち、素子11の導通状態又は遮断状
態は、図示しない論理制御装置により適宜制御される。
素子I3.I4は常時導通しており、素子■2は常時遮
断されている。
従って素子I3.I4は、ダイオードとして動作し、素
子I3.I4は、フリーホイール ダイオード又は放電
ダイオードとして用いられる。
従って、半導体素子■1が導通している場合、電動機M
の電流■0 は、電源から、半導体素子11を経て供給
される。素子■1が遮断されていると、電動機電流は、
素子■1が再導通するまでは、フリーホイール ダイオ
ードを形成する半導体素子I3.I4を通って流れる。
この動作を行なうための半導体素子■1の状態の変更は
もちろん制御を必要とする。本発明によれば、半導体素
子11は、ターンオフについてトリ力制御されるサイリ
スタである。
電動機Mが発電機として作動する場合、半導体素子II
は常時遮断され、半導体素子I2.I3は常時導通し、
半導体素子■4は交互に導通され且つ遮断される(素子
I4は、この場合、ターンオフについてトリガにより制
御されるサイリスタとする)ように、半導体素子■1〜
■4を制御することによって、エネルギーを回収するこ
とができる。即ちこの制御においては、電動機Mが発電
機となる場合に1端子A、Hの電性を反転させている。
第3図には、電源変圧器TRのλ次側からの交流電源に
よって給電される場合の装置の作用が示され、この場合
に素子T3.I4は、ダイオードと等価である。
交流電源は、第3図の回路の半導体素子11又はI2を
形成するサイリスタか導通した時に、負荷に電流Io 
を供給する。この時以外はEl−13゜I4が電流を通
過させる。負荷が発電機として作動する場合、即ちエネ
ルギーを回収する場合には、変換装置CVを通って流れ
る電流の向きは、負荷が電動機として作動する場合と同
じであるが、電動機の端子電圧は逆釦なっている。この
場合、変換装置CVは、周知のように、発振器上して作
動す1h。
この場合忙変換装置CVを利用するには、基本波が電圧
の基本波と同相になっている交流電流を交流電源が供給
するよ5に変換装fCvを制御することが確かに望まし
い。
変換装@CVは、明らかなように1既知の全サイリスタ
式の整流ブリッジのような論理制御装置によって制御す
ることができる。
なお、変換装置1jcVは、けん引のために混合プリツ
ノとして、また回生制動のために全サイリスタブリッジ
として動作させることができる。
%に給電装置を前記の全てのモードに:ieて動作可能
とすることが望ましい場合には、変換装置CVの少くと
も3つの素子は、その状態の全ての変更が直接制御可能
な素子とすべきであり、第tの素子は制御ターンオン−
自己ターンオフ型の素子とすることができる。
本発明による装置は、直流電動機の給電用だけでなく、
自己制御式−同期電動機、強制整流電流発振器■■■か
ら給電される非同期電動機、又は、変換装置CV)cよ
って直接切換えられる非同期電動機の給電用にももちろ
ん使用することができる。
従って、本発明による装gtKよれば、電気的接続を変
更することなく、直流でも交流でも負荷に供給すること
ができる。
また、本発明による装置の力率は非常圧すぐれている。
本発明による装置は、電気鉄道の分野で、コミ流勢の電
気機関車の電気装置に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による給電装置の全体的な電気回路図、
第一図は直流電源から給電される場合の本発明による給
電装置の作用説明図、第3図は交流電源から給電される
場合の本発明による給電装置の作用説明図である。 符号の説明 M・・・・・・・・・電動機(負荷)・■1〜■4・・
・・・・・・・半導体素子。 CV・・・・・・・・・変換装置。 Σ Σ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)直流電源からも、交流電源からも、直流電動機、
    自己制御式−同期電動機又は非同期電動機のような負荷
    に給電するようにした給電装置であって、ブリッジに接
    続さねたりつの単向半導体素子を備えた単一の変換装置
    (CV)を有し、そのうち少くとも一つの半導体素子は
    、その状態の全ての変更が論理制御装置により直接制御
    さね得る素子によって形成さね、該論理制御装置は、給
    電装置に直流が給与さねているときはチョッパモードで
    、負荷が受電部として作用していて給電具#に5!流が
    供給されているときけ整流器モードで、また負荷が発電
    機として作用している′ときはエネルゼーを再生するた
    めの発振器−■■として、変換装置(CV)をそねぞね
    作動させ得るようにしたことを特徴とする給電装置。 (2)その状態の全ての変更が直接制御さね得る前記素
    子が、ターンオフがトリガにより制御されるサイリスタ
    (GTD)とダート絶縁トランジスタ(IGT)との中
    から選定されることを特徴とする特許請求の範囲第7項
    記載の給電装置。 (3)変換装置(CV)のチョッパ モードの作動にお
    いて、チヨツ・その断続器を形成するブリッジの7辺の
    半導体素子(11)が、状態の全ての変更が直接制御さ
    れ得る素子であり、負荷(M)と並列1c接続されてい
    るブリッジの一つの半導体素子(13,14) は、常
    時ダイオードとして動作し、フリーホイール ダイオー
    ドを形成し、第1の半導体素子(I2)は常時遮断さね
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第7項又は第一
    項記載の給電装置。 (4)変換装置(CV)の整流器モードの作動において
    前記ブリッジのλつの半導体素子(II 、I2)は、
    交互に且つ順次状態を変更し、他の2つの半導体素子(
    I3,14) は常時導通し、交流供給電圧の基本波成
    分と同相の基本波成分をもった変流電流が交流電源から
    供給されるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
    147項又は第1項記載の給電装置。 (5)負荷が発電機として作動する場合に、前記ブリッ
    ジの半導体素子(I2)、(I3)は常時導通し、半導
    体素子(11)は常時遮断さね、第ダの半導体素子は、
    その状態の全ての変更が直接制御可能な素子であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1〜3項のいずわか1項
    記載の給電装置。 (6) 前記少くとも3つの半導体素子(11,12,
    I3)は、ターンオフがトリが制御されるサイリスクで
    あり、第ダの半導体素子(I4)は、制御ターンオン−
    自己ターンオフ型の半導体素子であると七を特徴とする
    特許請求の範囲第7〜3項のいずわか1項記載の給電装
    置。 171.2m流型の電気機関車のけん引電動機に直流又
    は交流の電源から給電するための給電装置であって、 イ)交流電源である場合の前記電源に1次側が接続され
    た変圧器(TR)を有し、変圧器(TR)の2次側端子
    間にはインダクタンス(L) とコンデンサ(C) と
    が反転装置(1) を介し直列に接続さね、該反転装置
    は、前記電源が交流電源である場合にはインダクタンス
    (L)とコンデンサ(C)とを変圧器(TR)の2次側
    に接続するように、また前記電源が直流it源である場
    合にけ前記−次側を回路から遮断しつつ前記インダクタ
    ンス(L)とコンデンサ(C)とを該電源に直接接続す
    るように接続され、更k。 口)コンデンサ(C)の端子間に接続さねた、各々遮断
    器を形成するグっの半導体素子により形成されたブリッ
    ジを有し、少くとも3つの半導体素子(Ij〜13)H
    lその状態の全ての変更が直接制御はね得る素子によっ
    て形成さね、第tの素子(I4)は制御ターンオン−自
    己ターンオフ型とすることができ、前記電動機(M)は
    、必要ならば平滑インダクタンス(L])と直列に、該
    ブリッジの出方部に接続さねたことを特徴とする給電装
    置。 (8) 各々遮断器を形成する単向半褥体素子のうちで
    、その状態の全ての変更が直接制御さね得る素子が、タ
    ーンオフについてトリが制御されるサイリスタ(GTD
    )及びゲート絶縁トランジスタ(IGT)の中から選択
    されることを特徴とする特許請求の範囲第7項記載の給
    電装置。
JP59263695A 1983-12-13 1984-12-13 給電装置 Pending JPS60241735A (ja)

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FR8319899 1983-12-13
FR8319899A FR2556521B1 (fr) 1983-12-13 1983-12-13 Dispositif d'alimentation d'une charge notamment un moteur a courant continu pour locomotives ferroviaires du type bi-courant

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EP (1) EP0147280B1 (ja)
JP (1) JPS60241735A (ja)
AT (1) ATE40323T1 (ja)
AU (1) AU573654B2 (ja)
BR (1) BR8406317A (ja)
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