図面 (/)

この項目の情報は公開日時点(2017年12月21日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

装置構成の変更を抑制すると共に非常時に電気車走行させることができる電力変換システムを提供することである。

解決手段

実施形態の電力変換システムは、変圧器と、電力変換装置と、交流接触器と、蓄電装置と、直流接触器と、接触器箱と、を持つ。電力変換装置は、変圧器の二次巻線を介して供給された交流電力直流電力に変換し、変換した直流電力を、走行用電力に変換して走行用モータに供給する。交流接触器は、変圧器と電力変換装置とを接続する第1の電力線の途中に設けられ、電力遮断する状態と、電力を導通する状態とを切り替える。蓄電装置は、第1の電力線における交流接触器と電力変換装置との途中に接続された。直流接触器は、蓄電装置と第1の電力線とを接続する第2の電力線の途中に設けられ、電力を遮断する状態と、電力を導通する状態とを切り替える。接触器箱は、交流接触器と直流接触器とを収容する。

概要

背景

変電所から架線への電力遮断されている場合に、電気車には、架線からの電力が供給されない。この場合、電気車に搭載された走行用モータ電力供給ができずに電気車が走行できなくなる可能性があった。また、架線からの電力が供給されない状態で電気車を走行させるために、既存の装置構成を変更する必要が生ずる場合がある。

概要

装置構成の変更を抑制すると共に非常時に電気車を走行させることができる電力変換システムを提供することである。実施形態の電力変換システムは、変圧器と、電力変換装置と、交流接触器と、蓄電装置と、直流接触器と、接触器箱と、を持つ。電力変換装置は、変圧器の二次巻線を介して供給された交流電力直流電力に変換し、変換した直流電力を、走行用電力に変換して走行用モータに供給する。交流接触器は、変圧器と電力変換装置とを接続する第1の電力線の途中に設けられ、電力を遮断する状態と、電力を導通する状態とを切り替える。蓄電装置は、第1の電力線における交流接触器と電力変換装置との途中に接続された。直流接触器は、蓄電装置と第1の電力線とを接続する第2の電力線の途中に設けられ、電力を遮断する状態と、電力を導通する状態とを切り替える。接触器箱は、交流接触器と直流接触器とを収容する。

目的

本発明が解決しようとする課題は、装置構成の変更を抑制すると共に非常時に電気車を走行させることができる電力変換システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

架線からの電力降圧する変圧器と、前記変圧器の二次巻線を介して供給された交流電力直流電力に変換し、変換した直流電力を、電気車走行させる走行用モータを駆動させるための走行用電力に変換して前記走行用モータに供給する電力変換装置と、前記変圧器の二次巻線と前記電力変換装置とを接続する第1の電力線の途中に設けられ、電力を遮断する状態と、電力を導通する状態とを切り替え交流接触器と、前記第1の電力線における前記交流接触器と前記電力変換装置との途中に接続された蓄電装置と、前記蓄電装置と前記第1の電力線とを接続する第2の電力線の途中に設けられ、電力を遮断する状態と、電力を導通する状態とを切り替える直流接触器と、前記交流接触器と前記直流接触器とを収容する接触器箱と、を備える、電力変換システム

請求項2

前記架線から交流電力が供給されている場合、前記交流接触器は電力に導通する状態に切り替えられると共に前記直流接触器は電力を遮断する状態に切り替えられることで、前記変圧器から供給された交流電力を前記電力変換装置に供給し、前記架線から交流電力が供給されていない場合、前記交流接触器は電力を遮断する状態に切り替えられると共に前記直流接触器は電力を導通する状態に切り替えられることで、前記蓄電装置から放電された電力を前記第2の電力線および前記第1の電力線を介して前記電力変換装置に供給する、請求項1に記載の電力変換システム。

請求項3

操作部の操作に従って、前記交流接触器にオン信号を供給する第1の状態、前記交流接触器および前記直流接触器のいずれにもオン信号を供給しない第2の状態、および前記直流接触器にオン信号を供給する第3の状態をこれらの順序または逆の順序に従って切り替える操作装置を更に備え、前記交流接触器および前記直流接触器は、前記オン信号が供給されている場合に電力を導通する状態に切り替え、前記オン信号が供給されていない場合に電力を遮断する状態に切り替える、請求項1または2に記載の電力変換システム。

請求項4

前記電気車の非常時ではない通常時において所定の周波数キャリア信号に基づいて前記電力変換装置におけるスイッチング素子を駆動させることで前記走行用モータに走行トルクを発生させる第1の走行モードと、前記所定の周波数よりも低い周波数のキャリア信号に基づいて前記スイッチング素子を駆動させることで前記走行用モータに走行トルクを発生させる第2の走行モードとの間で走行モードを切り替える走行電力制御部を更に備え、前記走行電力制御部は、前記電気車の非常時に、前記走行モードを前記第2の走行モードに切り替える、請求項1乃至3のいずれかに記載の電力変換システム。

技術分野

0001

本発明の実施形態は、電力変換システムに関する。

背景技術

0002

変電所から架線への電力遮断されている場合に、電気車には、架線からの電力が供給されない。この場合、電気車に搭載された走行用モータ電力供給ができずに電気車が走行できなくなる可能性があった。また、架線からの電力が供給されない状態で電気車を走行させるために、既存の装置構成を変更する必要が生ずる場合がある。

先行技術

0003

特開2010−215014号公報

発明が解決しようとする課題

0004

本発明が解決しようとする課題は、装置構成の変更を抑制すると共に非常時に電気車を走行させることができる電力変換システムを提供することである。

課題を解決するための手段

0005

実施形態の電力変換システムは、電力変換装置と、交流接触器と、蓄電装置と、直流接触器と、接触器箱と、を持つ。前記電力変換装置は、架線から変圧器を介して供給された交流電力直流電力に変換し、変換した直流電力を、電気車を走行させる走行用モータを駆動させるための走行用電力に変換して前記走行用モータに供給する。前記交流接触器は、前記変圧器と前記電力変換装置とを接続する第1の電力線の途中に設けられ、電力を遮断する状態と、電力を導通する状態とを切り替える。前記蓄電装置は、前記第1の電力線における前記交流接触器と前記電力変換装置との途中に接続されている。前記直流接触器は、前記蓄電装置と前記第1の電力線とを接続する第2の電力線の途中に設けられ、電力を遮断する状態と、電力を導通する状態とを切り替える。前記接触器箱は、前記交流接触器と前記直流接触器とを収容する。

図面の簡単な説明

0006

実施形態の電力変換システム1の一例を示す図。
実施形態の電力変換システム1における接触器箱150の一例を示す図。
実施形態において走行モードを通常走行モードから非常走行モードに切り替える流れの一例を示すフローチャート
実施形態において走行モードを非常走行モードから通常走行モードに切り替える流れの一例を示すフローチャート。
他の実施形態において走行モードを切り替える流れの一例を示すフローチャート。
通常時および非常時におけるキャリア信号変調波、およびPWM信号の一例を示す図。

実施例

0007

以下、実施形態の電力変換システムを、図面を参照して説明する。

0008

図1は、実施形態の電力変換システム1の一例を示す図である。電力変換システム1は、例えば鉄道車両に搭載される。鉄道車両は、電気車の一例である。電力変換システム1には、集電装置400およびメイントランス走行用巻線(500および102)を介して、架線から高圧交流電力が供給される。電力変換システム1は、高圧交流電力を走行用交流電力に変換して、走行用モータMに供給する。これにより電力変換システム1は、走行用モータMに走行トルクを発生させ、鉄道車両を走行させる。実施形態において、走行用モータMは、例えば、誘導電動機である。

0009

電力変換システム1は、例えば、交流接触器100と、走行用電力変換装置200と、バッテリ装置300と、直流接触器310とを含む。

0010

交流接触器100は、メイントランスの走行用巻線102と走行用電力変換装置200とを接続する電力線(第1の電力線)104の途中に設けられている。交流接触器100は、電力線104における正極線に接続された接触器K1と、電力線104における負極線に接続された接触器K2とを含む。また、交流接触器100は、各接触器K1およびK2を電磁的に動作させるためのコイル(不図示)などを備える。交流接触器100は、交流電力用の各接触器K1およびK2を遮断状態導通状態との間で切り替える。なお、走行用充電回路210に抵抗体r10およびr11があるため、交流接触器100において突入電流を抑制する抵抗体を備えていなくてよい。

0011

走行用電力変換装置200は、例えば、走行用充電回路210と、走行用交流−直流変換部220と、走行用直流−交流変換部230と、走行電力制御部240とを含む。走行用充電回路210、走行用交流−直流変換部220、走行用直流−交流変換部230、および走行電力制御部240は、例えば、単一の箱体に収容される。また、走行用電力変換装置200のうち、走行用充電回路210、走行用交流−直流変換部220、走行用直流−交流変換部230が単一の箱体に収容され、走行電力制御部240が箱体よりも外に配置されてもよい。この場合、走行電力制御部240は、信号線を介して走行用充電回路210、走行用交流−直流変換部220、走行用直流−交流変換部230に接続される。

0012

走行用充電回路210は、例えば、電力線104における正極線に接続された接触器K10、接触器K10に対して並列に接続された接触器K11および抵抗体r10と、電力線104における負極線に接続された接触器K12、接触器K12に対して並列に接続された接触器K13および抵抗体r11と、を含む。また、走行用充電回路210は、各接触器K10、K11、K12、およびK13を電磁的に動作させるためのコイル(不図示)などを備える。走行用充電回路210は、走行電力制御部240の制御に従って、各接触器K10、K11、K12、およびK13を遮断状態と導通状態との間で切り替える。走行用充電回路210は、高圧交流電力の供給を開始する場合、まず接触器K11およびK13を導通状態に切り替える。その後、走行用充電回路210は、接触器K10およびK12を導通状態に切り替えると共に、接触器K11およびK13を導通状態から遮断状態に切り替える。

0013

走行用交流−直流変換部220は、高圧交流電力が供給される正極線および負極線間に接続された複数のスイッチング素子を含むスイッチング回路である。走行用交流−直流変換部220は、コンバータとも称される。なお、走行用交流−直流変換部220は、昇圧コンバータまたは降圧コンバータ昇降圧コンバータのいずれかであればよい。スイッチング素子は例えば逆並列に接続されたダイオードを内蔵したIGBT絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)であるが、これに限定されず、他の種類のスイッチング素子を使用してもよい。走行用交流−直流変換部220は、走行電力制御部240の制御に従って、スイッチング素子を導通状態と遮断状態との間で切り替えることで、メイントランスの走行用巻線102および交流接触器100を介して供給された高圧交流電力を直流電力に変換する。

0014

走行用直流−交流変換部230は、電力が供給される正極線および負極線間にブリッジ接続された複数のスイッチング素子を含むスイッチング回路である。なお、走行用直流−交流変換部230は、インバータとも称される。走行用直流−交流変換部230は、走行用モータMの3相のそれぞれに対応した上ブリッジ側のスイッチング素子と下ブリッジ側のスイッチング素子との組を3つ備える。各スイッチング素子は、IGBTであるが、これに限定されず、他の種類のスイッチング素子を使用してよい。走行用直流−交流変換部230は、走行電力制御部240の制御に従って、走行用モータMにおける各相のスイッチング素子を導通状態と遮断状態との間で切り替えることで、直流電力を走行用交流電力に変換する。

0015

走行電力制御部240は、例えばCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサプログラムメモリに格納されたプログラムを実行することにより実現される。また、これらの機能部のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit)、またはFPGA(Field-Programmable Gate Array)等のハードウェアにより実現されてもよい。走行電力制御部240は、接触器210、走行用交流−直流変換部220、および走行用直流−交流変換部230を制御する。なお、走行電力制御部240は、例えば、100Vバッテリ(不図示)から供給された動作電力が供給されることで動作する。

0016

バッテリ装置300は、直流接触器310を介して、メイントランスの走行用巻線102と走行用電力変換装置200とを接続する電力線104における交流接触器100と走行用電力変換装置200との途中に、電力線320により接続されている。バッテリ装置300は、例えば、リチウムイオン電池などの蓄電池セル直列または並列に接続された蓄電池ユニットである。バッテリ装置300は、集電装置400から電力が供給されない非常時に、電力を放電するものである。バッテリ装置300の放電電力電圧は、例えば、架線電力を変換して走行用交流−直流変換部220に供給される直流電力の電圧よりも低くてよいが、これに限定されない。

0017

なお、バッテリ装置300は、当該バッテリ装置300を充電する専用の充電器により充電される。バッテリ装置300は、専用の充電器に接続されてよいが、これに限定されず、一次コイル500を介して架線電力を取り出して、鉄道車両の負荷に電力を供給する電力変換装置(不図示)から供給された電力により充電されてよい。

0018

直流接触器310は、バッテリ装置300と電力線104とを接続する電力線(第2の電力線)320の途中に設けられている。直流接触器310は、例えば、電力線320における正極線に接続された接触器K21、接触器K21に対して並列に接続された接触器K23および抵抗体r21と、電力線320における負極線に接続された接触器K22と、を含む。また、直流接触器310は、各接触器K21、K22、およびK23を電磁的に動作させるためのコイル(不図示)などを備える。直流接触器310は、直流電力用の各接触器を遮断状態と導通状態との間で切り替える。直流接触器310は、バッテリ装置300から走行用電力変換装置200へ電力の供給を開始する場合、まず接触器K22およびK23を導通状態に切り替える。その後、直流接触器310は、接触器K21を導通状態に切り替えると共に、接触器K23を遮断状態から導通状態に切り替える。

0019

図2は、実施形態の電力変換システム1における接触器箱150の一例を示す図である。電力変換システム1は、例えば、接触器箱150を含む。接触器箱150は、例えば、交流接触器100を収容する交流接触器箱100Aと、直流接触器310を収容する直流接触器箱310Aとを収容する。交流接触器箱100Aには、交流接触器100をメイントランスの走行用巻線102と接続させる電力線、および交流接触器100を走行用電力変換装置200と接続させる電力線が引き出されている。交流接触器100を走行用電力変換装置200と接続させる電力線は、接触器箱150の外部において走行用電力変換装置200に接続されている。

0020

直流接触器箱310Aには、直流接触器310をバッテリ装置300と接続させる電力線、および直流接触器310を電力線104と接続させる電力線320が引き出されている。直流接触器310をバッテリ装置300と接続させる電力線は、接触器箱150の外部においてバッテリ装置300に接続されている。直流接触器箱310Aから引き出された電力線320と、交流接触器100を走行用電力変換装置200に接続させる電力線とは、接触器箱150の内部で接続されている。

0021

交流接触器箱100Aおよび直流接触器箱310Aからそれぞれ引き出された信号線150aは、電源切替操作部600に接続されている。電源切替操作部600は、例えば、運転者が操作するマスターコントローラ(不図示)に設けられている。電源切替操作部600は、例えば、鉄道車両の非常時にバッテリ装置300から放電された電力により鉄道車両を走行させる操作を受け付ける緊急用の操作スイッチなどである。鉄道車両の非常時とは、地震などの天災や変電所の停止などの事態により集電装置400から鉄道車両に交流電力が供給されないことであってよいが、これに限定されず、鉄道車両の故障などが含まれていてよい。

0022

電源切替操作部600は、交流接触器100と直流接触器310との双方が電力を導通する状態にさせない構成を有する。交流接触器100と直流接触器310との双方が電力を導通する状態にさせないことは、インターロックをとると称される。電源切替操作部600は、例えば、第1の接点部a、第2の接点部b、第3の接点部c、および第4の接点部dを含む。第4の接点部dには、オン信号が供給される。オン信号は、電力を導通させる状態に切り替えることを表すコマンドである。交流接触器100および直流接触器310は、オン信号が供給されている場合に電力を導通する状態に切り替え、オン信号が供給されていない場合に電力を遮断する状態に切り替える。

0023

第1の接点部a、第2の接点部b、第3の接点部cは、電源切替操作部600に対する切替操作に従って、いずれかが第4の接点部dに接続される。電源切替操作部600は、第1の接点部a、第2の接点部b、および第3の接点部cを、この順序または逆順序に従って切り替え操作が可能な構成を有している。すなわち、電源切替操作部600は、第4の接点部dを第1の接点部aに接続する状態から、第4の接点部dを第3の接点部cに接続する状態に切り換える場合に、第4の接点部dを第2の接点部bに接続する状態を経由する。逆に、電源切替操作部600は、第4の接点部dを第3の接点部cに接続する状態から、第4の接点部dを第1の接点部aに接続する状態に切り換える場合に、第4の接点部dを第2の接点部bに接続する状態を経由する。

0024

第4の接点dと第1の接点aとが接続された状態は、交流接触器100にオン信号を供給する第1の状態に相当する。第4の接点部dと第2の接点部bとが接続された状態は、交流接触器100および直流接触器310のいずれにもオン信号を供給しない第2の状態に相当する。第4の接点部dと第3の接点部cとが接続された状態は、直流接触器310にオン信号を供給する第3状態に相当する。

0025

以下、走行用電力変換装置200の電力源を集電装置400からバッテリ装置300に切り替える動作について説明する。図3は、実施形態において走行モードを通常走行モードから非常走行モードに切り替える流れの一例を示すフローチャートである。走行電力制御部240は、通常時において、通常走行モードで鉄道車両を走行させる(ステップS100)。このとき、走行電力制御部240は、所定の周波数のキャリア信号および変調信号に従ってPWM(Pulse Width Modulation)制御を行うことで、走行用直流−交流変換部230におけるスイッチング素子をオンオフ制御する。なお、通常走行モードでは架線から交流接触器100を介して電力供給が行われており、電源切替操作部100の第4の接点部dが、第1の接点部aと接続された状態となっている。

0026

次に、架線電力が異常停止したなどの非常時に、電源切替操作部600は、第4の接点部dが第2の接点部bに切り替える操作が行われる(ステップS102)。これに応じ、電源切替操作部600は、交流接触器100に対するオン信号の供給を停止する。これにより、交流接触器100は、電力を導通する状態から電力を遮断する状態に切り替える(ステップS104)。この状態において、走行用電力変換装置200は、メイントランスの走行用巻線102およびバッテリ装置300の双方から電力供給が遮断された状態となっている。

0027

次に、電源切替操作部600は、第4の接点部dが第3の接点部cに切り替える操作が行われる(ステップS106)。これに応じ、電源切替操作部600は、直流接触器310に対するオン信号の供給を開始する。これにより、直流接触器310は、電力を遮断する状態から電力を導通する状態に切り替える(ステップS108)。

0028

次に、走行電力制御部240は、非常走行モードで鉄道車両を走行させる(ステップS110)。このとき、走行電力制御部240は、直流接触器310を介して供給されたバッテリ装置300の電力を変換して、走行用モータMに供給する。走行電力制御部240は、通常走行モードよりも電力損失を少なくすることが望ましい。走行電力制御部240は、例えば、通常時のキャリア信号よりも低い周波数の非常時のキャリア信号および変調信号に従ってPWM制御を行うことで、走行用直流−交流変換部230におけるスイッチング素子をオンオフ制御する。

0029

以下、走行用電力変換装置200の電力源をバッテリ装置300から集電装置400に切り替える動作について説明する。図4は、実施形態において走行モードを非常走行モードから通常走行モードに切り替える流れの一例を示すフローチャートである。走行電力制御部240は、非常走行モードで鉄道車両を走行させる(ステップS200)。なお、非常走行モードではバッテリ装置300から直流接触器310を介して電力供給が行われており、電源切替操作部100の第4の接点部dが、第3の接点部cと接続された状態となっている。

0030

次に、架線電力が復帰したなどの通常時に、電源切替操作部600は、第4の接点部dが第2の接点部bに切り替える操作が行われる(ステップS202)。これに応じ、電源切替操作部600は、直流接触器310に対するオン信号の供給を停止する。これにより、直流接触器310は、電力を導通する状態から電力を遮断する状態に切り替える(ステップS204)。この状態において、走行用電力変換装置200は、メイントランスの走行用巻線102およびバッテリ装置300の双方から電力供給が遮断された状態となっている。

0031

次に、電源切替操作部600は、第4の接点部dが第3の接点部aに切り替える操作が行われる(ステップS206)。これに応じ、電源切替操作部600は、交流接触器100に対するオン信号の供給を開始する。これにより、交流接触器100は、電力を遮断する状態から電力を導通する状態に切り替える(ステップS208)。

0032

次に、走行電力制御部240は、通常走行モードで鉄道車両を走行させる(ステップS210)。

0033

以上説明した電力変換システム1は、メイントランスの走行用巻線102と走行用電力変換装置200との間に交流接触器100を設け、交流接触器100と走行用電力変換装置200との間に直流接触器310を介してバッテリ装置300を接続する。また、電力変換システム1は、交流接触器100と直流接触器310とを単一の接触器箱150に収容する。これにより、電力変換システム1によれば、走行用電力変換装置200の構成を変更することなく、非常時に走行用モータMを駆動するためにバッテリ装置300を追加することができる。また、電力変換システム1によれば、交流接触器100および直流接触器310を追加する作業を容易にすることができる。

0034

また、電力変換システム1によれば、非常時においてバッテリ装置300を放電させて、直流電力を走行用電力変換装置200に供給することができる。これにより、電力変換システム1によれば、非常時に、バッテリ装置300の放電電力を使用して走行用モータMを駆動させることで、鉄道車両を走行させることができる。

0035

さらに、電力変換システム1によれば、架線から交流電力が供給されていない場合、交流接触器100を、電力を遮断する状態に切り替えると共に、直流接触器310を、電力を導通する状態に切り替えることで、交流接触器100と直流接触器310との双方が電力を導通する状態にさせないインターロックをとって、バッテリ装置300から放電された電力を走行用電力変換装置200に供給する。これにより、電力変換システム1によれば、バッテリ装置300から放電した直流電力がメイントランスの走行用巻線102に供給されることを抑制することができる。この結果、電力変換システム1によれば、メイントランスの走行用巻線102を直流電力から保護することができる。また、同様にバッテリ装置300による電力供給から架線による電力供給に切り替える場合、交流接触器100と直流接触器310との双方が電力を導通する状態にさせないインターロックをとることで、メイントランスの走行用巻線102から供給された交流電力がバッテリ装置300に供給されることを抑制することができる。この結果、電力変換システム1によれば、バッテリ装置300を高圧交流電力から保護することができる。

0036

さらに、電力変換システム1によれば、交流接触器100にオン信号を供給する第1の状態、交流接触器100および直流接触器310のいずれにもオン信号を供給しない第2の状態、および直流接触器310にオン信号を供給する第3の状態をこれらの順序または逆の順序に従って切り替えるので、交流接触器100と直流接触器310との双方が同時に電力を導通する状態となる期間をなくすことができる。これにより、電力変換システム1は、より確実にメイントランスの走行用巻線102およびバッテリ装置300を保護することができる。
さらに、電力変換システム1は、交流接触器100と直流接触器310とを単一の接触器箱150に収容することで、交流接触器100と直流接触器310との配線が容易になりより確実に交流接触器100と直流接触器310との双方が電力を導通する状態にさせないインターロックをとることができ、メイントランスの走行用巻線102およびバッテリ装置300を保護することができる。

0037

走行モード切替処理)
以下、他の実施形態について説明する。他の実施形態の電力変換システム1は、第1の走行モードと、第2の走行モードとの間で、鉄道車両の走行モードを切り替える点で、上述した実施形態とは異なる。以下、この点を中心に説明する。なお、他の実施形態の説明は、図1に示した電力変換システム1に適用した場合を説明するものとする。

0038

電力変換システム1は、集電装置400から交流電力が供給されている通常時において、通常走行モードで鉄道車両を走行させる。通常走行モードは、第1の走行モードの一例である。通常走行モードにおいて、走行電力制御部340は、所定の周波数(キャリア周波数ともいう)のキャリア信号に基づいて走行用直流−交流変換部230におけるスイッチング素子を駆動させることで走行用モータMに走行トルクを発生させる。

0039

電力変換システム1は、集電装置400から交流電力が供給されていない非常時において、非常走行モードで鉄道車両を走行させる。非常走行モードは、通常走行モードよりも電力の損失を抑制する走行モードであって、第2の走行モードの一例である。非常走行モードにおいて、走行電力制御部240は、所定の周波数(キャリア周波数ともいう)よりも低い周波数のキャリア信号に基づいて走行用直流−交流変換部230におけるスイッチング素子を駆動させることで走行用モータMに走行トルクを発生させる。

0040

図5は、他の実施形態において走行モードを切り替える流れの一例を示すフローチャートである。走行電力制御部240は、通常時において、通常走行モードで鉄道車両を走行させる(ステップS300)。このとき、走行電力制御部240は、所定の周波数のキャリア信号および変調信号に従ってPWM(Pulse Width Modulation)制御を行うことで、走行用直流−交流変換部230におけるスイッチング素子をオンオフ制御する。図6は、通常時および非常時におけるキャリア信号、変調波、およびPWM信号の一例を示す図である。走行電力制御部240は、(A1)に示す所定の周波数の通常時のキャリア信号および変調信号に基づいて、(B1)に示すPWM信号を生成する。走行電力制御部240は、PWM信号に従って走行用直流−交流変換部230におけるスイッチング素子をオンオフ制御することで、走行用モータMに走行用交流電力を供給する。

0041

次に、電力変換システム1は、架線電力が異常停止したか否かを判定する(ステップS302)。電力変換システム1は、マスターコントローラにおける操作部が操作された場合に、架線電力が異常停止したと判定してよいが、これに限定されない。電力変換システム1は、走行用電力変換装置200に設けたセンサ(不図示)または負荷用の電力変換装置における電圧センサ(不図示)により架線電力の電圧が仕様範囲より低下した範囲にある場合に異常を判定してよい。

0042

電力変換システム1は、架線電力が異常停止した場合、非常用としての直流接触器310を導通状態に切り替える(ステップS304)。これにより、バッテリ装置300の放電電力が直流接触器310を介して走行用交流−直流変換部220に供給される。

0043

走行電力制御部240は、非常走行モードで鉄道車両を走行させる(ステップS306)。このとき、走行電力制御部240は、通常時のキャリア信号よりも低い周波数の非常時のキャリア信号および変調信号に従ってPWM制御を行うことで、走行用直流−交流変換部230におけるスイッチング素子をオンオフ制御する。走行電力制御部240は、(A2)に示す非常時のキャリア信号および変調信号に基づいて、(B2)に示すPWM信号を生成する。走行電力制御部240は、PWM信号に従って走行用直流−交流変換部230におけるスイッチング素子をオンオフ制御することで、走行用モータMに走行用交流電力を供給する。

0044

通常走行モードは、図6における(A1)および(B1)に示すように、時刻T1からT2において5回立ち上がりおよび立ち下がるPWM信号によって走行用直流−交流変換部230を制御したのに対し、非常走行モードは、図6における(A2)および(B2)に示すように、時刻T1からT2において2回立ち上がりおよび立ち下がるPWM信号によって走行用直流−交流変換部230を制御することができる。

0045

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、メイントランスの走行用巻線(500および102)と走行用電力変換装置200とを接続する電力線104の途中に設けられた交流接触器100と、電力線104における交流接触器100と走行用電力変換装置200との途中に接続されたバッテリ装置300と、バッテリ装置300と電力線104とを接続する電力線320の途中に設けられた直流接触器310と、交流接触器100と直流接触器310とを収容する接触器箱150とを持つので、バッテリ装置300および接触器箱150を電力線104に接続することで、既存の装置構成の変更を抑制して、非常時に鉄道車両を走行させることができる。

0046

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

0047

1…電力変換システム、100…交流接触器、100A…交流接触器箱、150…接触器箱、102、500…メイントランス、104、320…電力線、200…走行用電力変換装置、210…走行用充電回路、220…走行用交流−直流変換部、230…走行用直流−交流変換部、240…走行電力制御部、300…バッテリ装置、310…直流接触器、310A…直流接触器箱、400…集電装置、600…電源切替操作部

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ