JPH1094108A - 種々の交流または直流電圧から変換器を使用して牽引システムに直流電圧電源を供給する装置および方法 - Google Patents

種々の交流または直流電圧から変換器を使用して牽引システムに直流電圧電源を供給する装置および方法

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JPH1094108A
JPH1094108A JP9238655A JP23865597A JPH1094108A JP H1094108 A JPH1094108 A JP H1094108A JP 9238655 A JP9238655 A JP 9238655A JP 23865597 A JP23865597 A JP 23865597A JP H1094108 A JPH1094108 A JP H1094108A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 同一の変換器を使用して、種々の交流または
直流電圧から牽引システムに直流電圧を供給することを
可能にする。 【解決手段】 牽引システムＣへの電源供給装置には、
電源ライン（９）に接続された第１の電源要素（８Ａ）
および第２の電源要素（８Ｂ）により電源が供給され
る。第１の電源要素（８Ａ）は、第１の接続要素（１１
Ａ）により、電源変圧器（５）の一次巻線（６）に接続
される。第２の電源要素（８Ｂ）は、第２の接続要素
（１１Ｂ）により、牽引システムＣの電源端子（７）
か、直列変換器（１、２）の中点（１０）に接続され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的に、鉄道分野
の牽引システムに関し、より詳細には、種々の交流また
は直流電圧から変換器を使用して牽引システムに直流電
圧を供給する装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】本願出願人のフランス特許２７１３５６
５号は、「鉄道機関車用の高使用可能性多電流電源シス
テム」に関する。
【０００３】この特許は、たとえば非同期モータを具備
する牽引システムは直流電圧電源を必要とすることを示
している。
【０００４】またこの特許は、鉄道車両が、次第に区域
によって供給電圧が異なるネットワーク上を走行するの
に対応するようになってきていることを述べている。
【０００５】たとえば２５ｋＶ、５０Ｈｚ、１５ｋＶ、
１６ ２／３Ｈｚ、直流３ｋＶ、または直流１．５ｋＶ
の電圧が存在する。
【０００６】先行技術の種々の交流または直流電圧から
変換器を使用して牽引システムに直流電圧を供給する装
置は、各供給電圧に専用の変換器を使用する。
【０００７】言い換えれば、先行技術の種々の交流また
は直流電圧から変換器を使用して牽引システムに直流電
圧を供給する装置は、たとえば、 − グラエツブリッジすなわち交流電源用強制切換単相
ブリッジ − 直流電源電圧が牽引システムの供給電圧よりも高い
場合、たとえばチョッパなどの降圧装置 − 直流電源電圧が牽引システムの供給電圧よりも低い
場合、昇圧装置を使用する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、同じ
変換器を使用することを可能にする、種々の交流または
直流電圧から変換器を使用して牽引システムに直流電圧
を供給する装置および方法である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、種々の
交流または直流電圧から変換器を使用して牽引システム
に直流電圧を供給する装置および方法は、以下のような
特徴を有する。
【００１０】種々の交流または直流電圧から変換器を使
用して牽引システムに直流電圧を供給する装置および方
法の利点は、使用可能な種々の電圧に応じて変換器を再
使用し得るので、牽引システム内に設置すべき設備が削
減されることである。
【００１１】その結果、先行技術による装置における場
合のように、変換器が使用されない状態にあることがな
い。
【００１２】種々の交流または直流電圧から変換器を使
用して牽引システムに直流電圧を供給する装置および方
法の他の利点は、とくに１５００Ｖの電源の場合、コン
タクタの数が削減されることである。
【００１３】種々の交流または直流電圧から変換器を使
用して牽引システムに直流電圧を供給する装置および方
法の他の利点は、インダクタが使用されないことであ
る。
【００１４】種々の交流または直流電圧から変換器を使
用して牽引システムに直流電圧を供給する装置および方
法の他の利点は、牽引システムの電源用出力が常に同一
の端子にあることである。
【００１５】本発明の他の目的、特徴および利点は、添
付の図面を参照して行う、種々の交流または直流電圧か
ら変換器を使用して牽引システムに直流電圧を供給する
装置および方法の好ましい実施形態についての説明を読
むことにより明らかになろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による変換器１、
２を使用して種々の交流または直流電圧ＵAC、ＵDCから
牽引システムＣに直流電圧Ｕ1DCを供給する装置の略図
である。
【００１７】電源ライン９上では種々の交流または直流
電圧ＵAC、ＵDCが使用可能である。
【００１８】交流／直流変換器１、２は、中点１０を有
するように直列に配置される。
【００１９】交流ＡＣ側では、交流／直流変換器１、２
は、一次巻線６を含む電源変圧器５の第１の二次巻線３
および第２の二次巻線４にそれぞれ接続される。
【００２０】直流ＤＣ側では、交流／直流変換器１、２
は、牽引システムＣの電源端子７に直流電源電圧Ｕ1DC
を供給する。
【００２１】牽引システムＣは、先行技術から公知のよ
うに、少なくとも一つの牽引用電動機（図示せず）、お
よび該電動機の動作点の調整を行うことができる変換器
（図示せず）を含み、電源電圧Ｕ1DCは直流電圧であ
る。
【００２２】牽引システムＣの電源供給装置には、一方
で電源ライン９に接続される第１の電源要素８Ａおよび
第２の電源要素８Ｂによって電源が供給される。
【００２３】本発明の主要な特徴によれば、第１の接続
要素１１Ａを使用して、第１の電源要素８Ａなどの牽引
システムＣへの電源供給装置を電源変圧器５の一次巻線
６に接続することができ、第２の接続要素１１Ｂを使用
して、第２の電源要素８Ｂを、牽引システムＣの電源端
子７か、直列変換器１、２の中点１０に接続することが
できる。
【００２４】変換器１、２はたとえば強制切換単相ブリ
ッジＰＭＣＦ型である。
【００２５】したがって電源変圧器５および変換器１、
２は、以下の電源電圧から牽引システムへの直流電源供
給を行うことができる。
【００２６】− 任意の交流電圧ＵAC − 牽引システムの電源電圧に等しい直流電圧Ｕ1DC − 牽引システムの電源電圧の半分程度の直流電圧Ｕ
2DC 後に詳述するように、牽引システムが制動モードで動作
するか牽引モードで動作するかに従い、変換器１、２に
インバータの機能および整流器の機能を割り当てること
ができる。
【００２７】これらの機能の割り当ては、第１の接続要
素（１１Ａ）および第２の接続要素（１１Ｂ）を使用し
て行われる。
【００２８】図２は、使用可能電源電圧が交流電圧ＵAC
である場合の図１の本発明による電源供給装置の略図で
ある。
【００２９】牽引システムＣへの電源供給装置には、電
源ライン９と、電源変圧器５の一次巻線６とに接続され
た第１の電源要素８Ａにより電源が供給される。
【００３０】直列接続された二つの変換器１、２は、牽
引システムＣにＵ1DCの電圧の電源を供給する。
【００３１】各変換器１、２はその出力端子にＵ1DC／
２程度の電圧のみを有する。
【００３２】使用可能電源電圧ＵACはたとえば、２５ｋ
Ｖ、５０Ｈｚ、１５ｋＶ、１６−２／３Ｈｚ、に等し
い。
【００３３】図３は、使用可能電源電圧が、牽引システ
ムの電源電圧に等しい直流電圧Ｕ1DCである場合の図１
の本発明による電源供給装置の略図である。
【００３４】牽引システムＣへの電源供給装置には、電
源ライン９と、牽引システム７の電源端子とに接続され
た第２の電源要素８Ｂにより電源が供給される。
【００３５】牽引システムＣには、たとえばインダクタ
およびコンデンサ型のフィルタ装置１２を介して電源が
供給されるのが好ましい。
【００３６】その場合、電源変圧器５および変換器１、
２はいかなる役割も果たさない。
【００３７】本発明による種々の交流または直流電圧か
ら変換器を使用して牽引システムに直流電圧を供給する
装置の利点は、ここでは、変換器に結合されたコンデン
サ１４を、フィルタ装置１２の全体または一部として使
用することができることである。
【００３８】直流電圧Ｕ1DCはたとえば直流３０００Ｖ
に等しい。
【００３９】図４は、使用可能電源電圧が、牽引システ
ムの電源電圧の半分程度の直流電圧Ｕ2DCである場合の
図１の本発明による電源供給装置の略図である。
【００４０】牽引システムＣへの電源供給装置には、電
源ライン９と、直列変換器１、２の中点１０とに接続さ
れた第２の電源要素８Ｂにより電源が供給される。
【００４１】したがって電源供給装置には、直列変換器
１、２の中点において電源が供給される。
【００４２】このような構成においては、一方の変換器
２がインバータとして動作し、この変換器２に結合され
た二次巻線４を介して電源変圧器５に電力を供給する。
【００４３】第２の変換器１は整流器として動作し、変
換器２によって供給される電力を使用して、その出力端
子において電圧ＵをＵ＝Ｕ1DC−Ｕ2DCに維持する。
【００４４】インバータの機能および整流器の機能は、
牽引システムが制動モードで動作するか牽引モードで動
作するかに従い、変換器１、２に割り当てられる。
【００４５】直流電圧Ｕ2DCはたとえば直流１５００Ｖ
に等しい。
【００４６】図５ないし図７は、本発明による種々の交
流または直流電圧から変換器を使用して牽引システムに
直流電圧を供給する装置の他の実施形態の略図である。
【００４７】このような実施形態では、電源変圧器５は
補助巻線１３を含む。
【００４８】この補助巻線１３はたとえば牽引システム
の補助装置など、他の回路に電源を供給する。
【００４９】図５は、使用可能電源電圧が交流電圧ＵAC
である場合の本発明による電源供給装置の略図である。
【００５０】この実施形態は、複数の二次巻線を有する
変圧器の従来の動作に対応する。
【００５１】図６は、使用可能電源電圧が、牽引システ
ムの電源電圧に等しい直流電圧Ｕ1D Cである場合の本発
明による電源供給装置の略図である。
【００５２】この実施形態によれば、変換器１、２はイ
ンバータまたは整流器として動作し、磁気結合によっ
て、電源変圧器５の補助巻線１３にエネルギーを供給す
る。
【００５３】図７は、使用可能電源電圧が、牽引システ
ムの電源電圧の半分程度の直流電圧Ｕ2DCである場合の
本発明による電源供給装置の略図である。
【００５４】この実施形態によれば、変換器のうちの一
つがインバータとして動作し、電源変圧器５の補助巻線
１３がエネルギーの一部を使用することができる。
【００５５】上記から、電源線９上で使用可能な種々の
交流または直流電圧ＵAC、ＵDCから変換器１、２を使用
して牽引システムＣに直流電圧Ｕ1DCを供給する方法が
得られる。
【００５６】交流／直流変換器１、２は、中点１０を有
するように直列に配置される。
【００５７】交流ＡＣ側では、交流／直流変換器１、２
は、一次巻線６を含む電源変圧器５の第１の二次巻線３
および第２の二次巻線４にそれぞれ接続される。
【００５８】直流ＤＣ側では、交流／直流変換器１、２
は、牽引システムＣの電源端子７に直流電源電圧Ｕ1DC
を供給する。
【００５９】牽引システムＣへの電源供給装置には、前
記電源線９に接続された第１の電源要素８Ａおよび第２
の電源要素８Ｂにより電源が供給される。
【００６０】牽引システムＣへ電源を供給する方法はま
た、前記電源ライン９上で使用可能な前記電源電圧が交
流電圧ＵACである時、第１の接続要素１１Ａを使用し
て、第１の電源要素８Ａを電源変圧器５の一次巻線６に
接続するか、あるいは第２の電源要素８Ｂを、前記電源
ライン９上で使用可能な電源電圧が牽引システムＣの電
源電圧に等しい直流電圧Ｕ1DCである時、第２の接続要
素１１Ｂを使用して、牽引システムＣの電源端子７に接
続し、電源ライン９上で使用可能な電源電圧が、牽引シ
ステムＣの電源電圧の半分程度の直流電圧Ｕ2DCである
場合、直列の変換器１、２の中点１０に接続するステッ
プを含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による種々の交流または直流電圧から変
換器を使用して牽引システムに直流電圧を供給する装置
の略図である。
【図２】使用可能電源電圧が交流電圧ＵACである場合の
図１の本発明による電源供給装置の略図である。
【図３】使用可能電源電圧が、牽引システムの電源電圧
に等しい直流電圧Ｕ1DCである場合の図１の本発明によ
る電源供給装置の略図である。
【図４】使用可能電源電圧が、牽引システムの電源電圧
の半分程度の直流電圧Ｕ2DCである場合の図１の本発明
による電源供給装置の略図である。
【図５】本発明による種々の交流または直流電圧から変
換器を使用して牽引システムに直流電圧を供給する装置
の他の実施形態の略図である。
【図６】本発明による種々の交流または直流電圧から変
換器を使用して牽引システムに直流電圧を供給する装置
の他の実施形態の略図である。
【図７】本発明による種々の交流または直流電圧から変
換器を使用して牽引システムに直流電圧を供給する装置
の他の実施形態の略図である。
【符号の説明】
１、２ 変換器 ３ 第１の二次巻線 ４ 第２の二次巻線 ５ 電源変圧器 ６ 一次巻線 ７ 電源端子 ８Ａ 第１の電源要素 ８Ｂ 第２の電源要素 ９ 電源ライン １０ 中点 １１Ａ 第１の接続要素 １１Ｂ 第２の接続要素 １２ フィルタ装置 １３ 補助巻線 １４ コンデンサ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電源ライン（９）上で使用可能な種々の
    交流または直流電圧ＵAC、ＵDCから交流／直流変換器
    （１、２）を使用して牽引システムＣに直流電圧Ｕ1DC
    を供給する装置であって、交流ＡＣ側では、前記交流／
    直流変換器（１、２）が、一次巻線（６）を含む電源変
    圧器（５）の第１の二次巻線（３）および第２の二次巻
    線（４）にそれぞれ接続され、直流ＤＣ側では、前記交
    流／直流変換器（１、２）が、前記牽引システムＣの電
    源端子（７）に前記直流電源電圧Ｕ1DCを供給し、該牽
    引システムＣの該電源供給装置には、一方で前記電源ラ
    イン（９）に接続される第１の電源要素（８Ａ）および
    第２の電源要素（８Ｂ）によって電源が供給され、前記
    第１の電源要素（８Ａ）は、第１の接続要素（１１Ａ）
    を使用して、前記電源変圧器（５）の前記一次巻線
    （６）に接続されるように構成され、前記第２の電源要
    素（８Ｂ）は、前記牽引システムＣの前記電源端子
    （７）に接続されるように構成され、前記交流／直流変
    換器（１、２）は、中点（１０）を有するように直列に
    配置され、第２の接続要素（１１Ｂ）を使用して、前記
    第２の電源要素（８Ｂ）を前記直列の変換器（１、２）
    の前記中点（１０）に接続されるように構成されている
    ことを特徴とする直流電圧供給装置。
  2. 【請求項２】 前記牽引システムＣへの直流電圧Ｕ1DC
    の電源供給が、該牽引システムＣの電源電圧の半分程度
    の直流電圧Ｕ2DCから行われる請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記牽引システムＣへの直流電圧Ｕ1DC
    の電源供給が、任意の交流電圧ＵACから行われる請求項
    １に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記牽引システムＣへの直流電圧Ｕ1DC
    の電源供給が、該牽引システムＣの電源電圧に等しい直
    流電圧Ｕ1DCから行われる請求項１に記載の装置。
  5. 【請求項５】 フィルタ装置（１２）を介して牽引シス
    テムＣに電源が供給される請求項３または４に記載の装
    置。
  6. 【請求項６】 コンデンサを含む前記フィルタ装置（１
    ２）内で、これらのコンデンサの全体または一部が、前
    記変換器（１、２）に結合されたコンデンサから成る請
    求項３から５のいずれか一項に記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記電源変圧器（５）が補助巻線（１
    ３）を含む請求項１から６のいずれか一項に記載の装
    置。
  8. 【請求項８】 変換器（１、２）が強制切換単相ブリッ
    ジＰＭＣＦ型である請求項１から７のいずれか一項に記
    載の装置。
  9. 【請求項９】 電源ライン（９）上で使用可能な種々の
    交流または直流電圧ＵAC、ＵDCから交流／直流変換器
    （１、２）を使用して牽引システムＣに直流電圧Ｕ1DC
    を供給する方法であって、交流ＡＣ側では、前記交流／
    直流変換器（１、２）が、一次巻線（６）を含む電源変
    圧器（５）の第１の二次巻線（３）および第２の二次巻
    線（４）にそれぞれ接続され、直流ＤＣ側では、前記交
    流／直流変換器（１、２）が、前記牽引システムＣの電
    源端子（７）に前記直流電源電圧Ｕ1DCを供給し、前記
    牽引システムＣの前記電源供給装置には、一方で前記電
    源ライン（９）に接続される第１の電源要素（８Ａ）お
    よび第２の電源要素（８Ｂ）によって電源が供給され、
    前記電源ライン（９）上で使用可能な前記電源電圧が交
    流電圧ＵACである時、第１の接続要素（１１Ａ）を使用
    して、第１の電源要素（８Ａ）を前記電源変圧器（５）
    の前記一次巻線（６）に接続し、前記電源線（９）上で
    使用可能な電源電圧が牽引システムＣの電源電圧に等し
    い直流電圧Ｕ1DCである時、第２の接続要素（１１Ｂ）
    を使用して、前記第２の電源要素（８Ｂ）を前記牽引シ
    ステムＣの前記電源端子（７）に接続するステップを有
    しており、前記交流／直流変換器（１、２）が、中点
    （１０）を有するように直列に配置され、前記電源線
    （９）上で使用可能な前記電源電圧が、前記牽引システ
    ムＣの電源電圧の半分程度の直流電圧Ｕ2DCである場
    合、該方法は、前記第２の電源要素（８Ｂ）を第２の接
    続要素（１１Ｂ）を用いて前記直列変換器（１、２）の
    前記中点（１０）に接続するステップを含むことを含む
    ことを特徴とする方法。
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