JPH02228201A

JPH02228201A - 車両用電力変換装置

Info

Publication number: JPH02228201A
Application number: JP1045164A
Authority: JP
Inventors: Takuma Henmi; 琢磨逸見; Yoshitomo Nishimura; 西村　致知
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-02-28
Filing date: 1989-02-28
Publication date: 1990-09-11

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】Ｃ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、各種制御装置、空調装置、照明装置等の
負荷の電源はパンタグラフより得る直流電圧を電力変換
装置によって変換され供給される。

電力変換装置の例として、インバータ装置がある。

第３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７はパンタグラフ１、制限抵抗器５及び
直流フィルタリアクトル３を介して接続し、直流フィル
タコンデンサ６はインバータ回路７の入力端に並列接続
する。そして、インバータ回路７の三相交流出力に負荷
８を接続する。但し、実際には変電所のインピーダンス
及び架線のインピーダンス、また、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５と
直流フィルタ３に合成して考える。

（発明が解決しようとする課題）このインバータ装置は、負荷８の変動（空調装置の起動
時等）や架線電圧の急変があると、直流フィルタリアク
トル３とコンデンサ６との電圧分担に変動が生じる。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７は一定の変換比で三相交流出力電圧を発
生させるので。

この交流電圧も同様に変動を生じる。さらに出力電圧が
変動するために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夕日路７
の位相制御回路が補正しきれないと出力電圧に周期的な
変動を生じ、例えば交流負荷の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。

本発明は、上述の共振現象の防止と車両塔載機器のため
、追加ハードの小型化を考慮した直流フィルタを持つ電
力変換装置を提供することを目的とする。

〔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を２分割し一方のりアクドルと
並列に抵抗器を追設し、制限抵抗器を削除する。

（作　　用）振動現象による共振成分電流は高周波になるにつれ、並
列の抵抗器へ分流する。これにより共振周波数成分が直
流フィルタを通るようにできる。

また、直流フィルタリアクトルに並列に抵抗を接続する
ことで、入力の制限抵抗の代りにフィルタのダンピング
分を形成するので入力制限抵抗は削除できる。

さらに直流フィルタリアクトルを分割することで直流分
はりアクドルを流れるので追設する抵抗器を小容量化す
ることができる。

（実　施　例）本発明によるインバータ装置の構成を第１図に示す。

架線電圧はパンダグラフ１から直流フィルタリアクトル
２、直流フィルタリアクトル３とそれと並列の抵抗４を
介してインバータ回路７へ供給される。また、直流フィ
ルタコンデンサ６はインバータ回路７の直流入力端に並
列接続する。そしてインバータ回路７の三相交流出力に
は、空調装置、照明装置等の負荷８が並列に接続される
。

追設した抵抗とりアクドルを一体化した構成を第２図に
示す、まるい鉄心１０に巻線１１を巻きつける。そして
コーティングされた後巻線１１をおおうように断熱性の
布１３を巻き、巻線１１のない中心の部分に抵抗１２を
巻きそれぞれの端子を接続する。

本発明の回路のように直流フィルタリアクトル３に並列
に抵抗４を接続すると、共振とは関係ない定常入力電流
は大部分がりアクドルを流れ、共振電流の成分に対して
は、直流フィルタリアクトこれによる電流が並列抵抗４
を流れる。

これにより、共振周波数成分がこの直流フィルタを通る
ことができるようになる。

Ｌを小さくすれば電流が小さくなるので、直流フィルタ
リアクトルを分割して９片方のりアクドルと並列に抵抗
を入れることで抵抗４の容量を小さくすることができる
・。

そして、並列抵抗４を接続すると入力の有効分の抵抗は
、並列抵抗をＲ〔Ω〕直流フィルタリアクトルをＬ　（
Ｈ）角速度をＷ　（’ｒａｄ／ｓｌとすると分を形成し
、かつインバータ、回路７で転流失敗した時など、この
抵抗器があるため、インバータ装置で短絡することがな
くなるため、従来の入力の制限抵抗を削除することがで
きる。

この作用例を第４図にて説明する。（ａ）は直流フィル
タリアクトルを１００ｍ）１．　　直流フィルタコンデ
ンサを２００μＦとして実用的な変換装置の場合のこの
フィルタの角周波数−ゲイン特性を示し、（ｂ）は本発
明により、直流フィルタリアクトル２を２０ｍＨ，リア
クトル３を９ｋＨ１抵抗４を４Ωとし、コンデンサ６を
２００μＦとして実用的な変換装置を構成した場合のこ
のフィルタの角周波数−ゲイン特性を示す。

第４図から明らかなように、フィルタ回路のピークゲイ
ンが２３ｄＢから４ｄＢに低減しており、本発明の作用
効果が明らかである。

なお、架線等に影響を与える。周波数域での特性はりア
クドル２の値をかえることにより所望の値とすることが
でき、かつピークゲインを低減することができるのであ
る。

前述の共振現象を防ぐには。

■　インバータの容量を大きくして負荷変動による影響
を相対豹に軽くする。

■　直流フィルタコンデンサの容量を大きくする。

■　直流フィルタリアクトルに並列に抵抗を入れる。

に）制限抵抗の値を大きくする。

等が考えられるが、Ｑ）■（３）はハードウェアが大き
くなり、車両塔載用としては、改善が必要であり、に）
はインバータ装置としての効率が下がるので不適である
。

これに対し１本発明は、振動現象の防止と、直流フィル
タリアクトルを分割することで、抵抗を小容量化し、直
流フィルタリアクトルと抵抗を一体化することで省スペ
ース化ができ、制限抵抗を削除することでインバータ装
置の効率が高くなるという効果が得られる。

上述の実施例においては、電力変換装置としてインバー
タ回路を用いて説明したが、インバータ装置の代りにＤ
Ｃ−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〕

直流フィルタリアクトルを分割し並列に抵抗を接続する
ことで共振分電流は周波数が高くなるにつれ、抵抗に分
流するので共振周波数成分がフィルタを通ることができ
るので共振現象を防止できる。また、直流フィルタリア
クトルを分割することで抵抗が小容量になり追設抵抗を
小型化することができる。さらに入力制限抵抗を削除す
ることでインバータ装置の効率を高くできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づ〈実施例のインバータ装置の構成
図、第２図は第１図の直流フィルタリアクトルと抵抗を
一体化した外形図、第３図は従来の装置の構成図、第４
図は従来と本発明実施例の作用例を示す。１・・・パンタグラフ、２・・・直流フィルタリアクトル。３・・・直流フィルタリアクトル、４・・・抵抗、　　　　　　５・・・制限抵抗器。６・・・直流フィルタコンデンサ、７・・・インバータ回路、　　８・・・負荷、１０・・
・鉄心　　　　　　　１１・・・巻線、１２・・・抵抗
。１３・・・断熱性の布。代理人　弁理士　則　近　憲　佑同第子丸健第図

Claims

【特許請求の範囲】

直流フィルタリアクトルを複数に分割しその一つに並列
に抵抗を接続し、かつ直流フィルタコンデンサを接続し
てなる直流フィルタを有する車両用電力変換装置。