JP3352888B2 - 交流電気車制御装置 - Google Patents
交流電気車制御装置Info
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Description
器を介して給電されるPWMコンバータを有する交流電
気車の制御装置に関する。
式として、交流電源周波数より高い周波数で交流電圧の
パルス幅変調制御を行う、PWMコンバータを用いる方
法が実用されている。PWMコンバータによれば、電源
力率を理想的な値“1”に制御することが出来るが、P
WM制御に起因する高調波電流が架線に流れ、このため
架線電圧に高調波電圧が発生する。この高調波電圧が、
時として、給電系統に接続されている他の機器に、有害
な作用を及ぼすことがある。その対策として、Elek
trishe Bahnen 92(1994)12
p319−327には、電気車の受電側に高調波電流を
吸収するフィルタを接続する技術が開示されている。
では、高調波吸収用フィルタが電圧の高い(通常、20
〜25kV)受電側に設置されるため、高圧絶縁が必要
であり、フィルタ機器が大きくなる欠点があった。本発
明の課題は、上述の欠点に鑑み、小型軽量かつ高調波低
減に有効な交流電気車制御装置を提供することにある。
として、本発明は、変圧器の1次巻線を少なくとも2つ
以上に分割し、分割された1次巻線の間に高調波吸収用
巻線を配置し、該巻線の出力端にフィルタ回路を接続す
ることを特徴とする。さらに、高調波吸収用巻線を電気
車の補助機器の電源として使用することを特徴とするも
のである。
れば、高調波吸収用巻線は1次巻線と磁気的に密に結合
するので、高調波吸収用巻線の出力端にフィルタ回路を
接続しても、1次巻線の両端にフィルタ回路を接続した
場合と、ほぼ等価な高調波吸収効果が得られる。これに
より、フィルタ機能の付加に伴う高圧絶縁の必要がなく
なり、フィルタ機器の小形軽量化が図れると共に、高調
波を効果的に低減することができる。
用いて説明する。図1は、本発明の一実施形態を示す交
流電気車制御装置の構成図である。交流電源に接続され
る交流架線1よりパンタグラフ2を介して電気車には電
力が供給される。そのパンタグラフ2と変圧器4の1次
巻線を分割した巻線411,412と車輪9が電気的に
接続される。変圧器4の2次側は、出力端にPWMコン
バータ51,52がそれぞれ接続されるコンバータ用巻
線421,422と、出力端に冷暖房電源装置,制御電
源装置などの補助機器8が接続される補助機器用巻線4
3を備える。PWMコンバ−タ51,52の出力端には
それぞれPWMインバータ61,62が接続され、PW
Mインバータ61,6の出力端にはそれぞれ電気車を駆
動する駆動電動機71,72が接続される。ここまでは
従来の交流電気車制御装置の構成とほぼ同じである。
次巻線411,412を少なくとも2つに分割してその
間に高調波吸収用巻線44を設け、高調波吸収用巻線4
4の出力端子にフィルタコンデンサ31と抵抗32を接
続した点にある。これにより、高調波吸収用巻線44
は、分割された2つの1次巻線の間に配置されているの
で、1次巻線との磁気結合が密となる。“磁気結合が
密”とは、該当する2つの巻線間の漏れインダクタンス
が小さいと云うことになる。反面、高調波吸収用巻線4
4は、2次巻線であるところのコンバータ用巻線42
1,422とは離れているので、2次巻線との磁気結合
は疎になる。言い替えれば、高調波吸収用巻線44と1
次巻線との間の漏れインダクタンスはきわめて小さく、
一方、高調波吸収用巻線44と2次巻線間の漏れインダ
クタンスは大きくなる。したがって、高調波吸収用巻線
44と1次巻線間の漏れインダクタンスが小さいので、
高調波吸収用巻線44を設けて、その出力端にフィルタ
コンデンサ31を接続してやれば、高調波吸収作用が得
られる。勿論、フィルタコンデンサの容量は、1次巻線
と高調波吸収用巻線44の巻数比を考慮して換算した値
に設定しておくことは云うまでもない。抵抗32は、有
害な共振現象を防ぐためのダンピング抵抗であり、場合
によっては必ずしも必須なものではない。なお、フィル
タコンデンサ31の設計としては、高調波吸収用巻線4
4のインダクタンスをL、フィルタコンデンサ31のキ
ャパシタンスをCとすれば、 fo=1/(2π√LC) なる共振周波数を持つ直列共振回路が形成されるので、
共振周波数foがPWMコンバータの発生する高調波基
本周波数に一致するように、コンデンサ31のキャパシ
タンスを設定してやれば、PWMコンバータの高調波成
分を効果的に吸収することができる。抵抗32は、余分
な寄生振動を防ぐためのダンピング抵抗である。本実施
形態のような構成をとれば、高調波吸収用巻線44の電
圧は、2次または補助電源用巻線と同レベルの低い電圧
(通常1kV前後乃至数100V)に設定できるので、
フィルタコンデンサ31や抵抗32を高圧絶縁とする必
要がなく、装置を小形軽量にできる。
実施形態は、1次巻線を411,412,413の3つ
に分割し、これらの間に2つの高調波吸収用巻線44
1,442を配置する。このようにすると、図1の実施
形態に比べ、更に1次巻線と高調波吸収用巻線間の磁気
結合が密となり、高調波吸収特性が改善される。
実施形態は、高調波吸収用巻線44を補助機器8の電源
とした実施形態である。このようにすれば、高調波吸収
巻線44に補助機器電源巻線43を兼用させることにな
り、専用の補助機器用の巻線43を省略することがで
き、更に装置の小形軽量化が図れる。なお、以上説明し
た本発明の実施形態では、分割した1次巻線、ならびに
高調波吸収用巻線をそれぞれ直列に接続した場合を示し
たが、これは並列に接続してもよいことは勿論である。
高調波吸収巻線を配置することにより、変圧器の低圧側
にフィルタ回路を接続することができるので、フィルタ
機器を高圧絶縁する必要がなく、フィルタ機器を電気車
搭載に適した小形軽量なものにできると共に、受電側に
流出する高調波を効果的に低減できる。さらに、高調波
吸収巻線に補助機器電源巻線を兼用させることにより、
変圧器の巻線数を増やすことなく、装置の小形軽量化が
図れると共に、高調波を効果的に低減することができ
る。
の構成図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 交流電源より変圧器を介して給電される
PWMコンバータを有する交流電気車制御装置におい
て、前記変圧器の1次巻線を少なくとも2つに分割し、
分割した1次巻線の間に高調波吸収用巻線を配置し、該
高調波吸収用巻線の出力端にコンデンサを接続したこと
を特徴とする交流電気車制御装置。 - 【請求項2】 請求項1において、高調波吸収用巻線を
電気車の補助機器の電源用巻線として兼用することを特
徴とする交流電気車制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23988096A JP3352888B2 (ja) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | 交流電気車制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23988096A JP3352888B2 (ja) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | 交流電気車制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1066203A JPH1066203A (ja) | 1998-03-06 |
JP3352888B2 true JP3352888B2 (ja) | 2002-12-03 |
Family
ID=17051262
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23988096A Expired - Lifetime JP3352888B2 (ja) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | 交流電気車制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3352888B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7602157B2 (en) | 2005-12-28 | 2009-10-13 | Flyback Energy, Inc. | Supply architecture for inductive loads |
US7957160B2 (en) | 2007-09-18 | 2011-06-07 | Flyback Energy, Inc. | Current waveform construction to generate AC power with low harmonic distortion from localized energy sources |
WO2011082188A1 (en) | 2009-12-28 | 2011-07-07 | Flyback Energy Inc. | External field interaction motor |
AU2010343096A1 (en) | 2009-12-28 | 2012-08-16 | Flyback Energy, Inc. | Controllable universal power supply with reactive power management |
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KR101520599B1 (ko) * | 2015-04-03 | 2015-05-14 | 이영수 | 고조파 회생 변압기 |
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-
1996
- 1996-08-22 JP JP23988096A patent/JP3352888B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1066203A (ja) | 1998-03-06 |
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