JP2016135087A - 車両用電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両用電力変換装置は、コンバータと、インバータと、第一の電力供給線と、第二の電力供給線と、第一の接地線と、コアと、を備える。コンバータは、変圧器に接続されている。インバータは、コンバータと回転電機とに接続されている。第一の電力供給線は、インバータに直流電力を供給する。第二の電力供給線は、コンバータに直流電力を供給する。第一の接地線は、コンバータおよびインバータとグラウンドとを電気的に接続する。コアは、第一の電力供給線、第二の電力供給線、および第一の接地線が貫通する。
【選択図】図1
Description
本実施形態では、一例として、交流架線区間と直流架線区間との両方で、架線から電力の供給を受けて走行可能な交直両用の車両(電気車、電車)に適用可能な車両用電力変換装置10を示す。図1は、第1実施形態にかかる車両用電力変換装置10を含む電源システムの概略的な回路構成図を示している。
図5は、交直両用の車両(電車)に適用可能な第2実施形態にかかる車両用電力変換装置10を示す。図5に示す車両用電力変換装置10の基本的な構成は図1に示した構成と同じであり、同様な構成には、同一の符号を付し、その説明を省略する。図5に示す車両用電力変換装置10の主変換装置12aは、浮遊容量66がインバータ30を経路とする高調波コモンモード電流の経路となり得る場合に、回転電機38とインバータ30との間でコモンモード電流をループさせることにより、車体側への影響を軽減する対策としてコンデンサ76を有する構成である。コンデンサ76は、一端が第一の接地線24とコア32のグラウンド(接地)とは反対側で電気的に接続され、他端が回転電機38のケース(ケースアース、モータ接地線39)と電気的に接続された第二の接地線75に設けられている。ところで、コンデンサ76による対策だけでは、高調波コモンモード電流の抑制が不十分な場合もある。そこで、本実施形態では、コア32を用いた高調波コモンモード電流の抑制(除去)を合わせて実施している。
図7は、交直両用の車両(電車)に適用可能な第3実施形態にかかる車両用電力変換装置10を示す。図7の場合、3レベルのコンバータ28と3レベルのインバータ30で構成される主変換装置12bを示している。ところで、架線区域によっては、交流架線区間の電圧が高い場合がある。この場合、主変換装置12bを構成する部品の絶縁を確保するために絶縁距離を大きくとる必要がある。しかしながら装置の大型化等の原因になるため、別途対策が必要になる。そこで、図7の構成の場合、例えば、3レベルのコンバータ28から出力される中性点母線を接地することにより、電位差を小さくして絶縁距離を小さくしても十分な絶縁が確保できるようにしている。一方、直流架線区間の直流電力の電圧は、あまり高くないため、直流架線区間では、中性点母線を接地することなく、共通接地線36を接地するようにしている。なお、浮遊容量66に起因するインバータ30を経路とする高調波コモンモード電流の流れ方や浮遊容量68に起因するコンバータ28を経路とする高調波コモンモード電流の流れ方は、第2実施形態と同じものとする。
図9、図10は、主変換装置12に含まれるコンバータ28やインバータ30が複数存在する場合の概念的な回路構成図である。なお、図9、図10の場合、一例として、主変換装置12が2個のコンバータ28,28aおよび2個のインバータ30,30aを備える場合である。各インバータ30,30aには、回転電機38,38aが接続されている。また、回転電機38,38aはモータ接地線39,39aにより接地されている。なお、図9、図10において、コンバータ用接触器56、補助接触器56a、抵抗56bは図示を省略している。
Claims (4)
- 変圧器に接続されたコンバータと、
前記コンバータと回転電機とに接続されたインバータと、
前記インバータに直流電力を供給する第一の電力供給線と、
前記コンバータに直流電力を供給する第二の電力供給線と、
前記コンバータおよび前記インバータとグラウンドとを電気的に接続する第一の接地線と、
前記第一の電力供給線、前記第二の電力供給線、および前記第一の接地線が貫通するコアと、
を備えた車両用電力変換装置。 - 前記第一の電力供給線と前記第二の電力供給線とを電気的に接続する第一の接続線と、
前記第一の電力供給線に設けられた第一の接触器と、
前記第二の電力供給線に設けられた第二の接触器と、
前記第一の接続線に設けられた第三の接触器と、
を備えた請求項1に記載の車両用電力変換装置。 - 一端が前記第一の接地線と前記コアの前記グラウンドとは反対側で電気的に接続され、他端が前記回転電機のケースと電気的に接続された第二の接地線と、
前記第二の接地線に設けられたコンデンサと、
を備えた請求項1または請求項2に記載の車両用電力変換装置。 - 前記コンバータおよび前記インバータと前記グラウンドとを電気的に接続する第三の接地線と、
前記第一の接地線の、前記第二の接地線との接続部分と、前記コンバータおよび前記インバータと、の間に設けられた第四の接触器と、
前記第三の接地線に設けられた第五の接触器と、
を備えた請求項3に記載の車両用電力変換装置。
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