JPH02223301A - 車両用電力変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は車両用の電力変換装置に関する。

（従来の技術） 車両においては、各負荷たとえば各種制御装置、空調装
置や照明装置等の電源を集電器（以下、パンタグラフと
言う、）に接続された電力変換装置により得ている。こ
の電力変換装置は高圧の架線電圧を各装置に適した低電
圧に変換し各装置に電力を供給するものであり、たとえ
ば、インバータ装置が用いられる。

第４図はこのインバータ装置の構成図である。

インバータ回路５はパンタグラフ１に制限抵抗器２及び
直流フィルタリアクトル３を介して接続する。また直流
フィルタコンデンサ４はインバータ回路５の直流入力端
に並列接続する。そしてインバータ回路の３相交流出力
に空調装置等の負荷７を接続する。但し実際には変電所
の内部インピーダンス及び架線のインピーダンスの直流
フィルタリアクトルの内部抵抗等も存在するが、これら
は制限抵抗２と直流フィルタリアクトル３に合成して考
えることとする。

（発明が解決しようとする課題） 第２図は第４図の構成図の直流フィルタの周波数−ゲイ
ン特性を示している。つまりフィルタはローパス形であ
るが、フィルタの共振周波数の付近が増幅域になってい
る。

インバータ回路５はこのような直流フィルタと空調装置
７の間で動いているが、負荷７の変動（空調装置の起動
時等）や架線電圧の急変があると、直流フィルタのりア
クドル３とコンデンサ４との電圧分担に変動が生じる６
そして、この変動した直流フィルタコンデンサ電圧から
インバータ回路５は一定の変換比で３相交流出力電圧を
発生させるので、この交流電圧もその包絡線に変動を生
じる。さらに出力電圧が変動するため負荷電流が変動す
る。そしてこの負荷電流の変動により再び直流フィルタ
コンデンサ電圧が変動するというループができ共振現象
が発生することがある。

このような入力電圧の周期的な変動をインバータ回路５
の位相制御回路が補正し切れないと出力電圧に周期的な
変動を生じ、同じ３相交流出力の負荷である蛍光灯にフ
リッカが発生して旅客サービス上問題となることがある
。

本発明の目的は、負荷や架線電圧の急変時に共振現象を
発生させないような直流フィルタをもった電力変換装置
を提供するものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 直流フィルタリアクトルと並列に抵抗器を追設する。

（作用） 入力電流の直流成分はりアクドルを流れるが共振成分電
流は並列抵抗へ選択的に分流することにより、直流フィ
ルタ全体をして共振電流に対するゲインを下げることが
できる。

（実施例） 本発明に基づく一実施例を図面を用いて説明する。第１
図は本発明によるインバータ装置の構成を示す。

架線電圧は、パンタグラフ１から制限抵抗２と直流フィ
ルタリアクトル３を介してインバータ回路５へ供給され
る。また直流フィルタコンデンサ４はインバータ回路５
の直流入力端に並列接続する。そしてインバータ回路５
の３相交流出力には空調装置、照明装置等の負荷７が並
列に接続される。そして抵抗６を直流フィルタリアクト
ル３に並列接続する。

以下、その作用を説明する。

共振現象の発生には入力側直流フィルタの抵抗成分がリ
アクールの内部抵抗および制限抵抗のみで非常に小さく
、ダンピングが少ないため共振周波数の付近で第２図に
示すようなシャープな共振特性を示すことが大きな要因
となっている。

本提案の回路のようにリアクトルに並列抵抗を接続する
と共振とは関係ない定常入力電流に対しては大部分がり
アクドルを通過し、共振電流の成分に対しては、リアク
トルの両端にＬ　ｄ　ｘで表わさｄす れる電圧が発生して、これによる電流が並列抵抗を流れ
ダンピングに寄与する。このためフィルタのゲインの周
波数特性は第３図に示すようになり、従来回路と比較す
ると共振周波数付近でのゲインが大幅に下り、従来の回
路では交流出力のハンチングが発生していた場合でも安
定な出力で供給することか可能である。

前述の共振現象を防ぐ方法としては、 ■　インバータの容量を大きくして負荷変動による影響
を相対的に軽くする。

■　直流フィルタコンデンサの容量を大きくする。

■　制限抵抗の抵抗値を大きくする。

等が考えられるが、ａ）、■はハードウェアが大きくな
ってしまい、車両搭載用としては適さないものになり、
■はインバータ装置としての効率が下がるため、やはり
不適である。

これに対して本発明の直流フィルタ改良案である第１図
の回路は、正常時には並列抵抗にはほとんど電流は流れ
ず急変時のみ電流が流れる回路でありハードウェアも小
形軽量なものでハンチング防止に十分な効果がある。

上述の実施例においては、電力変換装置としてインバー
タ装置を用いて説明したが、インバータ装置の代りに直
流−直流（ＤＣ−ＤＣ）コンバータ装置を用いても上述
の作用・効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、直流リアクトルと並列に共振現象発生
時の周波数成分を選択的に分流する並列抵抗を接続する
ことにより、最小限のハードウェア追加で負荷や架線電
圧急変時の電力変換装置の共振現象の発生を防ぐことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく一実施例のインバータ装置の構
成図、第２図は従来装置の周波数−ゲイン特性図、第３
図は本発明に基づく一実施例の周波数−ゲイン特性図、
第４図は従来装置の構成図を示す。 １・・・パンタグラフ。 ２・・・制限抵抗器。 ３・・・直流フィルタリアクトル、 ４・・・直流フィルタコンデンサ、 ５・・・インバータ回路、 ６・・・抵抗、 ７・・・負荷（空調、照明装置等）。 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車両用の電力変換装置において、負荷であるクーラのコ
   ンプレッサ駆動用モータ電流の変動をトリガとして、入
   力の直流フィルタコンデンサ電圧が変動し、それを元に
   変換した出力である３相交流電圧が変動し、その結果さ
   らに負荷電流が変動するというループができることによ
   る共振現象が発生しないように、直流フィルタリアクト
   ルと並列に抵抗を接続し、ＬＣフィルタ回路のダンピン
   グを強化し、入力の直流フィルタコンデンサ電圧の変動
   を抑えるようにした直流フィルタを持った車両用電力変
   換装置。