JP6157977B2 - 鉄道車両、及び車両用電力変換システム - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態にかかる車両に含まれる構成を示した図である。図1に示すように、本実施形態にかかる車両100は、架線1(電力電源)と接続され、交流用遮断機2と、直流用遮断機3と、メイントランス4と、車両用制御装置5と、車両用電源装置6と、モータ7と、補助回路8と、車両制御部9と、を備える。
上述した第1の実施形態では、架線1から直流電力が供給される場合でも、車両用制御装置5と、車両用電源装置6とが、独立して動作する場合について説明した。しかしながら、独立させて動作させると、車両用電源装置6において供給される電圧の検出の遅れ誤差等により、ロスが生じる。そこで、本実施形態では、架線1から直流電力が供給される場合に、車両用制御装置5の制御装置内コンバータ51と、車両用電源装置6の電源装置内コンバータ61と、を同期させて駆動させる例について説明する。なお、構成は第1の実施形態と同様として説明を省略する。
なお、同期信号の送受信は、第2の実施形態のように、車両制御部9を介した車両内伝送線を用いる手法に制限するものではない。そこで、変形例として、車両用制御装置5の制御部53と、車両用電源装置6の制御部64と、の間に専用の信号線を設ける例について説明する。
第1の実施形態では、車両用電源装置6の電源装置内コンバータ61において、スイッチング素子を制御することで、交流電力を直流電力に変換する例について説明した。しかしながら、スイッチング素子を制御して、交流電力を直流電力に変換する手法に制限するものではない。そこで、第3の実施形態では、車両用電源装置6の電源装置内コンバータ61を、整流器として利用する場合について説明する。なお、車両の構成は、第2の実施形態と同様として説明を省略する。
上述した実施形態では、車両用制御装置を1つ利用した例について説明した。しかしながら、車両には、複数の車両用制御装置が設けられている。そこで、第4の実施形態では、状況に応じて複数の車両用制御装置から、利用する車両用制御装置を切り替える例について説明する。
第4の実施の形態では、制御装置内コンバータ51が故障したと判断した場合に、故障した制御装置内コンバータ51を有する車両用制御装置5と架線1との間の直流用遮断機3を遮断状態にしていた。しかしながら、遮断状態とすると、車両用制御装置5からモータ7に電力が供給されなくなる。そこで、第5の実施形態は、制御装置内コンバータ51が故障したと判断された場合でも、故障した制御装置内コンバータ51を有する車両用制御装置5と架線1との間の直流用遮断機3を接続状態とする例について説明する。
Claims (7)
- 電力電源と第1の遮断機と接続するトランスと二次巻線を介して接続する第1のコンバータと、前記第1のコンバータと前記トランスの反対側で接続される第1のインバータと、前記第1のコンバータを制御可能な第1の制御部と、を有する車両用制御手段と、
前記第1のコンバータと前記第1のインバータとの間の接続点と前記電力電源とを電気的に接続可能な第2の遮断機と、
前記トランスと三次巻線を介して接続する第2のコンバータと、前記第2コンバータと前記トランスの反対側で接続された第2のインバータと、前記第2のインバータと前記第2のコンバータの反対側で接続される交流フィルタと、前記第2のコンバータを制御可能な第2の制御部と、を有する車両用電源手段と、
前記電力電源から交流電力が供給されている場合に、前記第1の遮断機を接続状態として前記電力電源から前記トランスに電力を供給し、前記第2の遮断機を遮断状態として前記電力電源から前記接続点に供給される電力を遮断し、前記電力電源から直流電力が供給されている場合に、前記第1の遮断機を遮断状態として前記電力電源から前記トランスに供給される電力を遮断し、前記第2の遮断機を接続状態として前記電力電源から前記接続点に電力を供給することで、前記第1のコンバータに前記トランスと反対側から直流電力を供給し、当該直流電力から変換した交流電力を前記トランスに供給させる第3の制御部と、を備え、
前記電源電圧から直流電力が供給されている場合に、前記第2の制御部及び前記第1の制御部は、前記車両用制御手段が有する前記第1のコンバータと、前記車両用電源手段が有する前記第2のコンバータと、を同期させる同期信号を通信させ、前記第2の制御部は、前記第1の制御部に対して、前記第1のコンバータの出力電圧を制御する制御信号を通信させる、
鉄道車両。 - 前記制御部は、前記電力電源から直流電力が供給されている場合に、前記第2の遮断機、前記接続点、前記第1のコンバータ、及び前記トランスを介して前記車両用電源手段へ交流電力を供給する、
請求項1に記載の鉄道車両。 - 前記車両用電源手段は、前記第2のコンバータを整流器として用い、
前記車両用制御手段は、前記接続点から直流電力が供給された場合に、前記第1のコンバータを、前記車両用電源手段の前記第2のインバータを動作させるために必要な電圧に調整して、交流電力を前記トランスに供給する、
請求項1又は2に記載の鉄道車両。 - 複数の前記車両用制御手段を備え、
前記制御部は、前記電力電源から直流電力が供給されている際に、一方の車両用制御手段の前記第1のコンバータが故障した場合、他方の車両用制御手段と前記電力電源とを接続する第2の遮断機を接続状態として、前記電力電源から、他方の車両用制御手段の前記接続点に電力を供給することで、他方の車両用制御手段の前記第1のコンバータに直流電力を交流電力に変換させる、
請求項1に記載の鉄道車両。 - 前記複数の車両用制御手段の各々は、前記接続点と、前記第1のコンバータとの間に接触器が設けられ、前記第1のコンバータが故障した場合に、当該接触器を遮断状態として、前記第1のコンバータに直流電力が供給されるのを抑止する、
請求項4に記載の鉄道車両。 - 前記車両用制御手段が有する前記第1のインバータから供給された交流電力で駆動する電動機と、
前記車両用電源手段が有する前記交流フィルタから供給された交流電力で駆動する回路構成と、
をさらに備える請求項1乃至5のいずれか1つに記載の鉄道車両。 - 電力電源と第1の遮断機と接続するトランス二次巻線を介して接続する第1のコンバータと、前記第1のコンバータと前記トランスの反対側で接続される第1のインバータと、前記第1のコンバータを制御可能な第1の制御部と、を有する車両用制御装置と、
前記第1のコンバータと前記第1のインバータとの間の接続点と前記電力電源とを電気的に接続可能な第2の遮断機と、
前記トランスと三次巻線を介して接続する第2のコンバータと、前記第2コンバータと前記トランスの反対側で接続された第2のインバータと、前記第2のインバータと前記第2のコンバータの反対側で接続される交流フィルタと、前記第2のコンバータを制御可能な第2の制御部と、を有する車両用電源装置と、
前記電力電源から交流電力が供給されている場合に、前記第1の遮断機を接続状態として前記電力電源から前記トランスに電力を供給し、前記第2の遮断機を遮断状態として前記電力電源から前記接続点に供給される電力を遮断し、前記電力電源から直流電力が供給されている場合に、前記第1の遮断機を遮断状態として前記電力電源から前記トランスに供給される電力を遮断し、前記第2の遮断機を接続状態として前記電力電源から前記接続点に電力を供給することで、前記第1のコンバータに前記トランスと反対側から直流電力を供給し、当該直流電力から変換した交流電力を前記トランスに供給させる第3の制御部と、を備え、
前記電源電圧から直流電力が供給されている場合に、前記第2の制御部及び前記第1の制御部は、前記車両用制御手段が有する前記第1のコンバータと、前記車両用電源手段が有する前記第2のコンバータと、を同期させる同期信号を通信させ、前記第2の制御部は、前記第1の制御部に対して、前記第1のコンバータの出力電圧を制御する制御信号を通信させる、
車両用電力変換システム。
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