JPH02307303A - 交流電車の駆動方式 - Google Patents
交流電車の駆動方式Info
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- JPH02307303A JPH02307303A JP12679589A JP12679589A JPH02307303A JP H02307303 A JPH02307303 A JP H02307303A JP 12679589 A JP12679589 A JP 12679589A JP 12679589 A JP12679589 A JP 12679589A JP H02307303 A JPH02307303 A JP H02307303A
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- power running
- running
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、回生制動を行う交流電車の駆動システムに
係り、特に回生時に転流失敗の生じない交流電車の駆動
方式に関する。
係り、特に回生時に転流失敗の生じない交流電車の駆動
方式に関する。
この種の交流電車の駆動回路として、第２図に示すよう
に構成したものが一般的に知られている。第２図におい
て、参照符号１０は架線の交流電圧源を示し、主変圧器
１２の１次巻線１２−１に接続され、２次巻線１２−２
には単相サイリスタ純ブリツジコンバータ１４が接続さ
れる。３０はパワートランジスタ３１〜３６．フリーホ
イールダイオード４１〜４６、コンデンサ５０等からな
る可変電圧可変周波数（ＶＶＶＦ）インバータであり、
平滑リアクトル１６．１８および接触器２０゜２２を介
して前記コンバータ１４の出力に接続される。ＶＶＶＦ
インバータの出力は、誘導型ｇｌＪ機６０に接続される
。なお、平滑リアクトル１８と接触器２２の間には抵抗
２４が直列に挿入される。
に構成したものが一般的に知られている。第２図におい
て、参照符号１０は架線の交流電圧源を示し、主変圧器
１２の１次巻線１２−１に接続され、２次巻線１２−２
には単相サイリスタ純ブリツジコンバータ１４が接続さ
れる。３０はパワートランジスタ３１〜３６．フリーホ
イールダイオード４１〜４６、コンデンサ５０等からな
る可変電圧可変周波数（ＶＶＶＦ）インバータであり、
平滑リアクトル１６．１８および接触器２０゜２２を介
して前記コンバータ１４の出力に接続される。ＶＶＶＦ
インバータの出力は、誘導型ｇｌＪ機６０に接続される
。なお、平滑リアクトル１８と接触器２２の間には抵抗
２４が直列に挿入される。
このように構成される駆動回路において、力行時には接
触器２０をオン状態（接触器２２はオフ状態）にし、コ
ンバータ１４のサイリスタ１４−１〜１４−４を位相制
御することにより、ＶＶＶＦインバータ３０の駆動に最
適な直流電圧Ｅｄを得る。このコンバータ部の力行時の
動作例を、第３図（ａ）〜（ｉ）に示す、第３図（ａ）
は、コンバータ１４の入力電圧波形であり、この入力電
圧Ｅ２に対して第３図（ｂ）、 （ｃ）で示すように制
御角αでサイリスタ１４−１〜１４−１に対してオン信
号を与える。これにより各サイリスタ１４−３〜１４−
４のアノード・カソード間には第３図（ｄ）、 （ｆ）
で示すような電圧、および第３図（ｅ）、 （（１）で
示すオン電流が生じる。従って、第３図（ｈ）で示すよ
うに、コンバータ１４の出力電圧Ｅｄ２は第３図（ｄ）
、（ｆ）の電圧が合成された電圧波形であるが、平滑リ
アクトル１６を介すことによりインバータ３０の入力端
には所要の直流電圧Ｅ、が得られる。第３図（ｉ）はこ
の場合のコンバータ１４の出力電流■、を示し、第３図
（ｅ）、 （（１）の電流が合成された脈流電流である
。このようにして得られたコンバータ１４の出力をＶＶ
ＶＦインバータ３０は、図示しない制御装置からの速度
指令に応じた可変電圧可変周波数の３相交流電圧に変換
して、誘導電動機６０を駆動する。
触器２０をオン状態（接触器２２はオフ状態）にし、コ
ンバータ１４のサイリスタ１４−１〜１４−４を位相制
御することにより、ＶＶＶＦインバータ３０の駆動に最
適な直流電圧Ｅｄを得る。このコンバータ部の力行時の
動作例を、第３図（ａ）〜（ｉ）に示す、第３図（ａ）
は、コンバータ１４の入力電圧波形であり、この入力電
圧Ｅ２に対して第３図（ｂ）、 （ｃ）で示すように制
御角αでサイリスタ１４−１〜１４−１に対してオン信
号を与える。これにより各サイリスタ１４−３〜１４−
４のアノード・カソード間には第３図（ｄ）、 （ｆ）
で示すような電圧、および第３図（ｅ）、 （（１）で
示すオン電流が生じる。従って、第３図（ｈ）で示すよ
うに、コンバータ１４の出力電圧Ｅｄ２は第３図（ｄ）
、（ｆ）の電圧が合成された電圧波形であるが、平滑リ
アクトル１６を介すことによりインバータ３０の入力端
には所要の直流電圧Ｅ、が得られる。第３図（ｉ）はこ
の場合のコンバータ１４の出力電流■、を示し、第３図
（ｅ）、 （（１）の電流が合成された脈流電流である
。このようにして得られたコンバータ１４の出力をＶＶ
ＶＦインバータ３０は、図示しない制御装置からの速度
指令に応じた可変電圧可変周波数の３相交流電圧に変換
して、誘導電動機６０を駆動する。
また、回生時には、接触器２２をオン状態（接触器２０
はオフ状態）にし、第４図（ａ）〜（ｉ）に示す動作例
のようにコンバータ１４のサイリスタ１４−１〜１４−
４に対して、制御角αを９０”より大きく（γ＝１８０
°−α）制御する。これによりコンバータ１４の出力電
圧を負にして、誘導電動機６０のエネルギを架線の交流
電圧電源ｌＯへ回生する動作を行う。
はオフ状態）にし、第４図（ａ）〜（ｉ）に示す動作例
のようにコンバータ１４のサイリスタ１４−１〜１４−
４に対して、制御角αを９０”より大きく（γ＝１８０
°−α）制御する。これによりコンバータ１４の出力電
圧を負にして、誘導電動機６０のエネルギを架線の交流
電圧電源ｌＯへ回生する動作を行う。
一般に、信号障害の原因となる等価妨害電流を小さく、
かつ、効率も良くなるようにするため、制御角α、制御
進み角γは、ともに小さくなるような制御方式が望まし
く、また、最小のγ角γ０．は、転流型なり角Ｕを見込
んだ一定の余裕のある値に選定される。
かつ、効率も良くなるようにするため、制御角α、制御
進み角γは、ともに小さくなるような制御方式が望まし
く、また、最小のγ角γ０．は、転流型なり角Ｕを見込
んだ一定の余裕のある値に選定される。
さらに、ＶＶＶＦインバータ３０内の素子の発生損失を
小さくする観点から、インバータ内の素子の耐圧から決
まる一定電圧に、コンバータ１４の出力電圧（インバー
タ内の入力電圧）が制御されている。
小さくする観点から、インバータ内の素子の耐圧から決
まる一定電圧に、コンバータ１４の出力電圧（インバー
タ内の入力電圧）が制御されている。
しかしながら、前述した交流電車の駆動方式によれば、
力行時には主変圧器１２の２次側電圧を、架線の等価妨
害電流Ｊｐが小さく、しかも効率を良くするために、コ
ンバータ１４のサイリスタ１４−１〜１４−１の制御角
αを小さくなるように選定するのが良いが、その場合、
回生時において、電源電圧の低下や回生電流の増大（重
なり角Ｕが増加）が生じた際に、転流失敗が起こり易く
なるという問題がある。また、転流失敗を起こさないよ
うに第２図のように回生抵抗２４を挿入する方法を採用
することもできるが、そのため損失が増大し、γ角を大
きくすると等価妨害電流Ｊｐが増大するという難点があ
る。
力行時には主変圧器１２の２次側電圧を、架線の等価妨
害電流Ｊｐが小さく、しかも効率を良くするために、コ
ンバータ１４のサイリスタ１４−１〜１４−１の制御角
αを小さくなるように選定するのが良いが、その場合、
回生時において、電源電圧の低下や回生電流の増大（重
なり角Ｕが増加）が生じた際に、転流失敗が起こり易く
なるという問題がある。また、転流失敗を起こさないよ
うに第２図のように回生抵抗２４を挿入する方法を採用
することもできるが、そのため損失が増大し、γ角を大
きくすると等価妨害電流Ｊｐが増大するという難点があ
る。
そこで、本発明の目的は、力行時には架線の等価妨害電
流が小さくなり、回生時には回生抵抗を挿入しなくとも
転流失敗を起こすことのない交流電車の駆動方式を提供
するにある。
流が小さくなり、回生時には回生抵抗を挿入しなくとも
転流失敗を起こすことのない交流電車の駆動方式を提供
するにある。
本発明に係る交流電車の駆動方式は、架線に供給される
交流電力をパンタグラフを介して主変圧器の１次巻線側
に取り入れ、この主変圧器の２次巻線側に誘起される電
力を純ブリッジサイリスタ整流器、平滑リアクトルおよ
び可変電圧可変周波数インバータを介して３相交流電力
を得、これにより力行時は誘導電動機を駆動して速度制
御運転を行い、さらにブレーキ時には回生制動を行うよ
う構成した交流電車の駆動方式において、 前記主変圧器の２次巻線側にタップを設け、このタップ
を力行時と回生時とで切換える手段によって、前記純ブ
リッジサイリスタ整流器への入力電圧を力行時よりも回
生時の方が高くなるよう切換えることを特徴とする。
交流電力をパンタグラフを介して主変圧器の１次巻線側
に取り入れ、この主変圧器の２次巻線側に誘起される電
力を純ブリッジサイリスタ整流器、平滑リアクトルおよ
び可変電圧可変周波数インバータを介して３相交流電力
を得、これにより力行時は誘導電動機を駆動して速度制
御運転を行い、さらにブレーキ時には回生制動を行うよ
う構成した交流電車の駆動方式において、 前記主変圧器の２次巻線側にタップを設け、このタップ
を力行時と回生時とで切換える手段によって、前記純ブ
リッジサイリスタ整流器への入力電圧を力行時よりも回
生時の方が高くなるよう切換えることを特徴とする。
本発明に係る交流電車の駆動方式によれば、回生時には
力行時よりも高い電圧が、純ブリツジサイリスク整流器
からなるコンバータの入力電圧となるように、主変圧器
の２次巻線側に設けたタップの切換え操作を行う、この
なめ、高い入力電圧をコンバータの入力電圧とすること
ができ、回生抵抗を挿入してなくとも転流失敗を起こす
ことがない、また、力行時には逆に主変圧器の２次巻線
電圧を、架線の高調波成分および入力電流実効値とが小
さくなるような理想的な値にできる。
力行時よりも高い電圧が、純ブリツジサイリスク整流器
からなるコンバータの入力電圧となるように、主変圧器
の２次巻線側に設けたタップの切換え操作を行う、この
なめ、高い入力電圧をコンバータの入力電圧とすること
ができ、回生抵抗を挿入してなくとも転流失敗を起こす
ことがない、また、力行時には逆に主変圧器の２次巻線
電圧を、架線の高調波成分および入力電流実効値とが小
さくなるような理想的な値にできる。
従って、架線の最低電圧で、しかもコンバータのサイリ
スタ制御角αを小さく（α与Ｏ）できるため架線の等価
妨害電流を小さくすることができる。
スタ制御角αを小さく（α与Ｏ）できるため架線の等価
妨害電流を小さくすることができる。
次に、本発明に係る交流電車の駆動方式の実施例につき
、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
第１図は、本発明の一実施例を示す交流電車の駆動方式
を説明するための要部駆動回路図である。なお、説明の
便宜上、第２図に示す構成と同一の構成要素には同一の
参照符号を付してその詳細な説明を省略する。すなわち
、第１図において主変圧器１２の２次側にはタップが設
けられており、２次巻線１２−２は接触器７０を介する
と共に３次巻線１２−３は接触器７２を介してそれぞれ
コンバータ１４に接続され、さらに平滑リアクトル１８
は回生抵抗を介さずに接触器２２に直接接続される構成
となっている点が異なり、他の構成は第２図と同様であ
る。
を説明するための要部駆動回路図である。なお、説明の
便宜上、第２図に示す構成と同一の構成要素には同一の
参照符号を付してその詳細な説明を省略する。すなわち
、第１図において主変圧器１２の２次側にはタップが設
けられており、２次巻線１２−２は接触器７０を介する
と共に３次巻線１２−３は接触器７２を介してそれぞれ
コンバータ１４に接続され、さらに平滑リアクトル１８
は回生抵抗を介さずに接触器２２に直接接続される構成
となっている点が異なり、他の構成は第２図と同様であ
る。
このように構成される駆動回路において、力行時には接
触器２０と同じタイミングで接触器７０をオン状態（接
触器２２．７２はオフ状態）にし、回生時には接触器２
２と同じタイミングで接触器７２をオン状態（接触器２
０．７０はオフ状態）にする。すなわち、力行時は主変
圧器１２の２次巻線１２−２の出力電圧を取り出すこと
によりコンバータ１４の入力電圧を低くし、回生時は主
変圧器１２の３次巻線１２−ｓの出力電圧を取り出すこ
とによりコンバータ１４の入力電圧を高くするようタッ
プを切換える。従って、力行時にはＶＶＶＦインバータ
３０が要求する直流電圧値を確保できると共に入力高調
波および入力電流実効値が最小となる適切な値に選定す
ることができる。また、回生時にはγ角を小さくし、等
価妨害電流ＪＰが少なく、しかも回生抵抗がなくとも転
流失敗のない適切な電圧 ・値に、コンバータ１４の入
力電圧を選定できる。
触器２０と同じタイミングで接触器７０をオン状態（接
触器２２．７２はオフ状態）にし、回生時には接触器２
２と同じタイミングで接触器７２をオン状態（接触器２
０．７０はオフ状態）にする。すなわち、力行時は主変
圧器１２の２次巻線１２−２の出力電圧を取り出すこと
によりコンバータ１４の入力電圧を低くし、回生時は主
変圧器１２の３次巻線１２−ｓの出力電圧を取り出すこ
とによりコンバータ１４の入力電圧を高くするようタッ
プを切換える。従って、力行時にはＶＶＶＦインバータ
３０が要求する直流電圧値を確保できると共に入力高調
波および入力電流実効値が最小となる適切な値に選定す
ることができる。また、回生時にはγ角を小さくし、等
価妨害電流ＪＰが少なく、しかも回生抵抗がなくとも転
流失敗のない適切な電圧 ・値に、コンバータ１４の入
力電圧を選定できる。
前述した実施例から明らかなように、本発明の交流電車
の駆動方式によれば、回生時は主変圧器の２次側タップ
を切換えてコンバータの入力電圧を高くできるなめ、回
生時には回生抵抗がなくとも転流失敗の発生を防止する
ことができる。また、力行時には逆にタップを切換えて
力行時の主変圧器の２次側電圧を等価妨害電流Ｊｐが小
さく、効率が良くなるような電圧値に選定することがで
きる。
の駆動方式によれば、回生時は主変圧器の２次側タップ
を切換えてコンバータの入力電圧を高くできるなめ、回
生時には回生抵抗がなくとも転流失敗の発生を防止する
ことができる。また、力行時には逆にタップを切換えて
力行時の主変圧器の２次側電圧を等価妨害電流Ｊｐが小
さく、効率が良くなるような電圧値に選定することがで
きる。
なお、制御角αを小さくできるなめ、力率も改善される
。
。
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明は前記実施例に限定されることなく、本発明の精神を
逸脱しない範囲内において種々の設計変更をなし得るこ
とは勿論である。
明は前記実施例に限定されることなく、本発明の精神を
逸脱しない範囲内において種々の設計変更をなし得るこ
とは勿論である。
第１図は本発明に係る交流電車の駆動方式の一実施例を
示す要部駆動回路図、第２図は従来の交流電車の駆動方
式を説明するための駆動回路、第３図は第１図及び第２
図に使用するコンバータの力行時の動作例を示す電圧電
流波形図、第４図は第１図及び第２図に使用するコンバ
ータの回生時の動作例を示す電圧電流波形図である。 １０・・・架線の交流電圧源 １２・・・主変圧器 １２−１・・・１次巻線１
２−２・・・２次巻線 １２−５・・・３次巻線１
４・・・コンバータ １４−１〜１４−４・・・サイリスタ １６．１８・・・平滑リアクトル ２０．２２・・・接触器 ２４・・・回生抵抗３０
・・・ＶＶＶＦインバータ ３１〜３６・・・パワートランジシスタ４１〜４６・・
・フリーホイールダイオード５０・・・コンデンサ
６０・・・誘導電動機７０．７２・・・接触器 特許出願人 富士電機株式会社 出願人代理人 弁理士 浜１）治雄〜己 １ｄ０ ＦＩＧ、４
示す要部駆動回路図、第２図は従来の交流電車の駆動方
式を説明するための駆動回路、第３図は第１図及び第２
図に使用するコンバータの力行時の動作例を示す電圧電
流波形図、第４図は第１図及び第２図に使用するコンバ
ータの回生時の動作例を示す電圧電流波形図である。 １０・・・架線の交流電圧源 １２・・・主変圧器 １２−１・・・１次巻線１
２−２・・・２次巻線 １２−５・・・３次巻線１
４・・・コンバータ １４−１〜１４−４・・・サイリスタ １６．１８・・・平滑リアクトル ２０．２２・・・接触器 ２４・・・回生抵抗３０
・・・ＶＶＶＦインバータ ３１〜３６・・・パワートランジシスタ４１〜４６・・
・フリーホイールダイオード５０・・・コンデンサ
６０・・・誘導電動機７０．７２・・・接触器 特許出願人 富士電機株式会社 出願人代理人 弁理士 浜１）治雄〜己 １ｄ０ ＦＩＧ、４
Claims (1)
- （１）架線に供給される交流電力をパンタグラフを介し
て主変圧器の１次巻線側に取り入れ、この主変圧器の２
次巻線側に誘起される電力を純ブリッジサイリスタ整流
器、平滑リアクトルおよび可変電圧可変周波数インバー
タを介して３相交流電力を得、これにより力行時は誘導
電動機を駆動して速度制御運転を行い、さらにブレーキ
時には回生制動を行うよう構成した交流電車の駆動方式
において、 前記主変圧器の２次巻線側にタップを設け、このタップ
を力行時と回生時とで切換える手段によって、前記純ブ
リッジサイリスタ整流器への入力電圧を力行時よりも回
生時の方が高くなるよう切換えることを特徴とする交流
電車の駆動方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12679589A JPH02307303A (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 交流電車の駆動方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12679589A JPH02307303A (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 交流電車の駆動方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02307303A true JPH02307303A (ja) | 1990-12-20 |
Family
ID=14944138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12679589A Pending JPH02307303A (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 交流電車の駆動方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02307303A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011068044A1 (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-09 | 三菱電機株式会社 | 変圧装置 |
| JP2011139039A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-07-14 | Mitsubishi Electric Corp | 変圧装置 |
-
1989
- 1989-05-22 JP JP12679589A patent/JPH02307303A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011068044A1 (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-09 | 三菱電機株式会社 | 変圧装置 |
| JP2011139039A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-07-14 | Mitsubishi Electric Corp | 変圧装置 |
| US8648684B2 (en) | 2009-12-04 | 2014-02-11 | Mitsubishi Electric Corporation | Voltage transforming apparatus |
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