JPH0339300Y2 - - Google Patents
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- JPH0339300Y2 JPH0339300Y2 JP15130785U JP15130785U JPH0339300Y2 JP H0339300 Y2 JPH0339300 Y2 JP H0339300Y2 JP 15130785 U JP15130785 U JP 15130785U JP 15130785 U JP15130785 U JP 15130785U JP H0339300 Y2 JPH0339300 Y2 JP H0339300Y2
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- Japan
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- power
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- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 36
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Description
【考案の詳細な説明】
Ａ 産業上の利用分野
本考案は直流式電気鉄道の給電装置に関する。
Ｂ 考案の概要
本考案は、交流電力を直流変換し該直流電力を
電車線に供給する順変換器と、前記電車線に発生
する直流回生電力を交流変換する逆変換器とを備
えた直流式電気鉄道の給電装置において、 前記逆変換器にバツテリーを併設するととも
に、このバツテリーと電車線を結ぶ電路にスイツ
チング回路を介挿し、電車線下に存在する電気車
が回生制動を行なつたときに生ずる電力を前記バ
ツテリーに充電させるとともに前記逆変換器によ
つて回生し、前記電気車の力行運転時には順変換
器の直流出力を電車線に供給するとともに前記バ
ツテリーの充電エネルギーを逆変換器によつて交
流電源側へ回生することにより、 逆変換器の電力容量を大きくしなくても電気車
の回生制動時に発生する回生電力をむだ無く回生
することができるようにしたものである。
電車線に供給する順変換器と、前記電車線に発生
する直流回生電力を交流変換する逆変換器とを備
えた直流式電気鉄道の給電装置において、 前記逆変換器にバツテリーを併設するととも
に、このバツテリーと電車線を結ぶ電路にスイツ
チング回路を介挿し、電車線下に存在する電気車
が回生制動を行なつたときに生ずる電力を前記バ
ツテリーに充電させるとともに前記逆変換器によ
つて回生し、前記電気車の力行運転時には順変換
器の直流出力を電車線に供給するとともに前記バ
ツテリーの充電エネルギーを逆変換器によつて交
流電源側へ回生することにより、 逆変換器の電力容量を大きくしなくても電気車
の回生制動時に発生する回生電力をむだ無く回生
することができるようにしたものである。
Ｃ 従来の技術
近年直流式電気鉄道において、電気車に回生制
動車両を採用して回生制動時の回生エネルギーを
電源側へもどすことにより省エネルギー化を図る
路線が増えてきている。上記のように電気車に回
生制動車両を採用した直流式電気鉄道の給電装置
は例えば第２図の如く示される。第２図において
変圧器１の一端は図示しない商用周波電源に接続
されている。変圧器１の他端は例えばサイリスタ
をブリツジ接続して構成された順変換器２を介し
て電車線３に接続されている。この電車線３には
例えばサイリスタをブリツジ接続して構成された
逆変換器４の一端が接続されている。逆変換器４
の他端は変圧器５を介して図示しない商用周波電
源に接続されている。６は回生制動を行なうこと
ができる電気車であり、７はレールである。上記
のように構成された装置において、商用周波電源
（図示省略）から変圧器１を介して導かれる交流
電力は順変換器２によつて直流電力に変換され、
該直流電力は電車線３を介して力行運転中の電気
車６に供給される。また、走行中の電気車６が例
えば駅（図示省略）に停車するために回生制動を
行なつたとする。この場合、電気車６に発生した
回生エネルギーは逆変換器４によつて交流電力に
変換された後、変換器５を介して図示しない商用
周波電源に回生される。
動車両を採用して回生制動時の回生エネルギーを
電源側へもどすことにより省エネルギー化を図る
路線が増えてきている。上記のように電気車に回
生制動車両を採用した直流式電気鉄道の給電装置
は例えば第２図の如く示される。第２図において
変圧器１の一端は図示しない商用周波電源に接続
されている。変圧器１の他端は例えばサイリスタ
をブリツジ接続して構成された順変換器２を介し
て電車線３に接続されている。この電車線３には
例えばサイリスタをブリツジ接続して構成された
逆変換器４の一端が接続されている。逆変換器４
の他端は変圧器５を介して図示しない商用周波電
源に接続されている。６は回生制動を行なうこと
ができる電気車であり、７はレールである。上記
のように構成された装置において、商用周波電源
（図示省略）から変圧器１を介して導かれる交流
電力は順変換器２によつて直流電力に変換され、
該直流電力は電車線３を介して力行運転中の電気
車６に供給される。また、走行中の電気車６が例
えば駅（図示省略）に停車するために回生制動を
行なつたとする。この場合、電気車６に発生した
回生エネルギーは逆変換器４によつて交流電力に
変換された後、変換器５を介して図示しない商用
周波電源に回生される。
Ｄ 考案が解決しようとする問題点
上記のように構成された装置において、電気車
６の力行運転時および回生制動時に流れる電流モ
ードは第３図にように示される。この第３図にお
いて時刻t0から時刻t1に到る領域が電気車６の力
行運転時の電流波形を示し、時刻t1から時刻t2に
到る領域が電気車６の回生制動時の電流波形を示
している。電気車６が時刻t1において回生制動を
開始した直後の回生電流のピーク値は非常に大き
くなり、大電力が発生する。この回生制動開始直
後に発生する大電力をむだ無く商用周波電源側へ
回生するためには、逆変換器４の容量を大きな電
力容量にしておく必要がある。このため経済性が
悪くなるとともに、設備面積が拡大してしまう。
そこで経済性、設備面積、逆変換器の利用率等の
問題点を考慮して、逆変換器４の容量を通常動作
が行なえる程度の容量にしておくと、回生制動を
開始した直後に発生する大きな回生エネルギーの
回生が不能となり、有効な電力利用ができなくな
つてしまう。
６の力行運転時および回生制動時に流れる電流モ
ードは第３図にように示される。この第３図にお
いて時刻t0から時刻t1に到る領域が電気車６の力
行運転時の電流波形を示し、時刻t1から時刻t2に
到る領域が電気車６の回生制動時の電流波形を示
している。電気車６が時刻t1において回生制動を
開始した直後の回生電流のピーク値は非常に大き
くなり、大電力が発生する。この回生制動開始直
後に発生する大電力をむだ無く商用周波電源側へ
回生するためには、逆変換器４の容量を大きな電
力容量にしておく必要がある。このため経済性が
悪くなるとともに、設備面積が拡大してしまう。
そこで経済性、設備面積、逆変換器の利用率等の
問題点を考慮して、逆変換器４の容量を通常動作
が行なえる程度の容量にしておくと、回生制動を
開始した直後に発生する大きな回生エネルギーの
回生が不能となり、有効な電力利用ができなくな
つてしまう。
本考案は上記の点に鑑みなされたもので、逆変
換器の電力容量を大きくしなくても回生制動時に
発生する回生電力をむだ無く回生することができ
る直流式電気鉄道の給電装置を提供することを目
的としている。
換器の電力容量を大きくしなくても回生制動時に
発生する回生電力をむだ無く回生することができ
る直流式電気鉄道の給電装置を提供することを目
的としている。
Ｅ 問題点を解決するための手段
本考案は、交流電力を直流変換し該直流電力を
電車線に供給する順変換器と、前記電車線に発生
する直流回生電力を交流変換する逆変換器と、こ
の逆変換器に併設されたバツテリーと、このバツ
テリーと前記電車線を結ぶ電路に介挿され、電車
線電圧が所定値以上のとき電車線に発生する電力
をバツテリーに導くとともに、電車線電圧が所定
値以下のときバツテリーの充電電荷を前記逆変換
器の直流入力側へ導くスイツチング回路とを備え
たことを特徴としている。
電車線に供給する順変換器と、前記電車線に発生
する直流回生電力を交流変換する逆変換器と、こ
の逆変換器に併設されたバツテリーと、このバツ
テリーと前記電車線を結ぶ電路に介挿され、電車
線電圧が所定値以上のとき電車線に発生する電力
をバツテリーに導くとともに、電車線電圧が所定
値以下のときバツテリーの充電電荷を前記逆変換
器の直流入力側へ導くスイツチング回路とを備え
たことを特徴としている。
Ｆ 作用
上記のように構成された装置において、電車線
下に存在する電気車が回生制動を行なつたときに
生ずる電力のうち、回生制動開始直後の大エネル
ギーはスイツチング回路によつてバツテリーに充
電され、逆変換器で回生可能な容量の電力は逆変
換器によつて交流電源側に回生される。前記電気
車の力行運転時には、順変換器の直流出力電力が
供給される。このとき電車線電圧が所定値以下で
あれば、前記バツテリーの充電エネルギーはスイ
ツチング回路を介して逆変換器に導かれ交流電源
側へ返還される。このように電気車の回生制動開
始直後の大エネルギーをバツテリーに充電せしめ
ることができるので、逆変換器の電力容量を通常
動作が行なえる程度の容量に抑えることができ
る。
下に存在する電気車が回生制動を行なつたときに
生ずる電力のうち、回生制動開始直後の大エネル
ギーはスイツチング回路によつてバツテリーに充
電され、逆変換器で回生可能な容量の電力は逆変
換器によつて交流電源側に回生される。前記電気
車の力行運転時には、順変換器の直流出力電力が
供給される。このとき電車線電圧が所定値以下で
あれば、前記バツテリーの充電エネルギーはスイ
ツチング回路を介して逆変換器に導かれ交流電源
側へ返還される。このように電気車の回生制動開
始直後の大エネルギーをバツテリーに充電せしめ
ることができるので、逆変換器の電力容量を通常
動作が行なえる程度の容量に抑えることができ
る。
Ｇ 実施例
以下、図面を参照しながら本考案の一実施例を
説明する。第１図において第２図と同一部分は同
一符号を持つて示している。第１図において第２
図と異なる点は、逆変換器４の直流入力側をダイ
オード１１のカソード、アノードを介して電車線
３に接続するとともに、電車線３にダイオード１
２のアノード、カソードを介してバツテリー１３
の正極端子を接続し、且つバツテリー１３および
ダイオード１２の共通接続点１４と逆変換器４お
よびダイオード１１の共通接続点１５とを結ぶ電
路に図示極性のサイリスタ１６を介挿し、さらに
電車線３に直流変圧器１７を介して電圧リレー１
８を接続したことであり、他の部分は同一の構成
になつている。ここで前記サイリスタ１６は、直
流変圧器１７の２次電圧（電車線３の電圧に比例
した電圧）が電圧リレー１８の設定値以下になつ
たときオン制御されるものである。また、逆変換
器４は通常動作が行なえる程度の容量にしてお
く。さらにサイリスタ１６は、直流変圧器１７の
２次電圧（電車線３の電圧に比例した電圧）が電
圧リレー１８の設定値以上であるときオフ状態と
なつている。
説明する。第１図において第２図と同一部分は同
一符号を持つて示している。第１図において第２
図と異なる点は、逆変換器４の直流入力側をダイ
オード１１のカソード、アノードを介して電車線
３に接続するとともに、電車線３にダイオード１
２のアノード、カソードを介してバツテリー１３
の正極端子を接続し、且つバツテリー１３および
ダイオード１２の共通接続点１４と逆変換器４お
よびダイオード１１の共通接続点１５とを結ぶ電
路に図示極性のサイリスタ１６を介挿し、さらに
電車線３に直流変圧器１７を介して電圧リレー１
８を接続したことであり、他の部分は同一の構成
になつている。ここで前記サイリスタ１６は、直
流変圧器１７の２次電圧（電車線３の電圧に比例
した電圧）が電圧リレー１８の設定値以下になつ
たときオン制御されるものである。また、逆変換
器４は通常動作が行なえる程度の容量にしてお
く。さらにサイリスタ１６は、直流変圧器１７の
２次電圧（電車線３の電圧に比例した電圧）が電
圧リレー１８の設定値以上であるときオフ状態と
なつている。
いま電車線３下を走行中の電気車６が回生制動
を行なうと回生電力が発生する。このとき回生制
動開始直後には立上りの大きなピーク電流i2が発
生し、このピーク電流i2は破線の矢印のように電
車線３およびダイオード１２を介してバツテリー
１３に流れ込み、バツテリー１３を充電せしめ
る。また、電気車６から流れる回生電流が逆変換
器４で吸収することのできる電流値i1であれば、
その回生電流i1は実線の矢印のように電車線３を
介して逆変換器４へ流れ込み、逆変換動作により
商用周波電源（図示省略）側へ回生される。次に
電気車６が力行運転を行なうと順変換器２から力
行電力が供給される。このとき電車線３で電圧降
下が発生して直流変圧器１７の２次電圧が電圧リ
レー１８の設定電圧以下になると、図示しない制
御回路からサイリスタ１６のゲートにオンゲート
信号が供給され該サイリスタ１６が導通状態とな
る。これによつてバツテリー１３から破線の矢印
に示すようにサイリスタ１６を介して逆変換器４
の入力側に電流i3が流れ込む。前記電流i3による
直流電力は逆変換器４によつて交流変換されて図
示しない商用周波電源側へ返還される。前記バツ
テリー１３から逆変換器４に流れ込む電流i3の中
には、前述した回生制動時にバツテリー１３に蓄
えられたピーク電流i2による電力も含まれてお
り、回生制動直後に発生する大電力を商用周波電
源側へ返還して有効に利用することができる。
を行なうと回生電力が発生する。このとき回生制
動開始直後には立上りの大きなピーク電流i2が発
生し、このピーク電流i2は破線の矢印のように電
車線３およびダイオード１２を介してバツテリー
１３に流れ込み、バツテリー１３を充電せしめ
る。また、電気車６から流れる回生電流が逆変換
器４で吸収することのできる電流値i1であれば、
その回生電流i1は実線の矢印のように電車線３を
介して逆変換器４へ流れ込み、逆変換動作により
商用周波電源（図示省略）側へ回生される。次に
電気車６が力行運転を行なうと順変換器２から力
行電力が供給される。このとき電車線３で電圧降
下が発生して直流変圧器１７の２次電圧が電圧リ
レー１８の設定電圧以下になると、図示しない制
御回路からサイリスタ１６のゲートにオンゲート
信号が供給され該サイリスタ１６が導通状態とな
る。これによつてバツテリー１３から破線の矢印
に示すようにサイリスタ１６を介して逆変換器４
の入力側に電流i3が流れ込む。前記電流i3による
直流電力は逆変換器４によつて交流変換されて図
示しない商用周波電源側へ返還される。前記バツ
テリー１３から逆変換器４に流れ込む電流i3の中
には、前述した回生制動時にバツテリー１３に蓄
えられたピーク電流i2による電力も含まれてお
り、回生制動直後に発生する大電力を商用周波電
源側へ返還して有効に利用することができる。
尚、スイツチング回路は実施例のようにダイオ
ード１１，１２，サイリスタ１６で構成するに限
らず同一の機能を有する他の素子で構成しても良
い。
ード１１，１２，サイリスタ１６で構成するに限
らず同一の機能を有する他の素子で構成しても良
い。
上記のような力行運転時および回生運転時の動
作が繰り返されることによつて、電気車６の回生
制動時における回生電力を有効に利用できる。ま
た、バツテリー１３を設けたので、逆変換器４の
容量を回生制動開始直後に発生する大電力に対応
できるような大容量にしなくても済み、大幅な経
費削減が図れる。
作が繰り返されることによつて、電気車６の回生
制動時における回生電力を有効に利用できる。ま
た、バツテリー１３を設けたので、逆変換器４の
容量を回生制動開始直後に発生する大電力に対応
できるような大容量にしなくても済み、大幅な経
費削減が図れる。
Ｅ 考案の効果
以上のように本考案によれば次のような効果が
得られる。すなわち、 (1) 逆変換器にバツテリーを併設したので、逆変
換器の電力容量を大きくする必要がなく、経費
削減が図れる。
得られる。すなわち、 (1) 逆変換器にバツテリーを併設したので、逆変
換器の電力容量を大きくする必要がなく、経費
削減が図れる。
(2) スイツチング回路を設けたので、電車線電圧
が所望の設定電圧であるときにバツテリーの充
電エネルギーを逆変換器の入力側に供給するこ
とができる。
が所望の設定電圧であるときにバツテリーの充
電エネルギーを逆変換器の入力側に供給するこ
とができる。
(3) 電気車で発生する回生電力をむだなく有効利
用することができる。
用することができる。
(4) 電気車は空気ブレーキを使用する必要がなく
なり、回生制動を有効に活用することができ
る。
なり、回生制動を有効に活用することができ
る。
第１図は本考案の一実施例を示す回路図、第２
図は従来の給電装置の一例を示す回路図、第３図
は第２図の動作を説明するための電流波形図であ
る。 ２……順変換器、３……電車線、４……逆変換
器、６……電気車、１１，１２……ダイオード、
１３……バツテリー、１６……サイリスタ、１７
……直流変圧器、１８……電圧リレー。
図は従来の給電装置の一例を示す回路図、第３図
は第２図の動作を説明するための電流波形図であ
る。 ２……順変換器、３……電車線、４……逆変換
器、６……電気車、１１，１２……ダイオード、
１３……バツテリー、１６……サイリスタ、１７
……直流変圧器、１８……電圧リレー。
Claims (1)
- 交流電力を直流変換し該直流電力を電車線に供
給する順変換器と、前記電車線に発生する直流回
生電力を交流変換する逆変換器と、この逆変換器
に併設されたバツテリーと、このバツテリーと前
記電車線を結ぶ電路に介挿され、電車線電圧が所
定値以上のとき電車線に発生する電力をバツテリ
ーに導くとともに、電車線電圧が所定値以下のと
きバツテリーの充電電荷を前記逆変換器の直流入
力側へ導くスイツチング回路とを備えたことを特
徴とする直流式電気鉄道の給電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15130785U JPH0339300Y2 (ja) | 1985-10-02 | 1985-10-02 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15130785U JPH0339300Y2 (ja) | 1985-10-02 | 1985-10-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6259527U JPS6259527U (ja) | 1987-04-13 |
| JPH0339300Y2 true JPH0339300Y2 (ja) | 1991-08-19 |
Family
ID=31068259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15130785U Expired JPH0339300Y2 (ja) | 1985-10-02 | 1985-10-02 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0339300Y2 (ja) |
-
1985
- 1985-10-02 JP JP15130785U patent/JPH0339300Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6259527U (ja) | 1987-04-13 |
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