JPH04117102A - 車両用補助電源装置 - 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、車両用補助電源装置に関し、特に車内のニア
コンディショナー、照明等のサービス機器に電力を供給
する車両用補助電源装置に関する。

（従来の技術） 従来の車両用補助電源装置を第３図、及び第４図より説
明する。

第３図なおいて、架線の直流電力をパンタグラフ１で集
電し、断流器２を介してフィルタリアクトル３とフィル
タコンデンサ４とからなるフィルタ回路で入力された直
流電力を平滑化する。そして平滑化された直流電力は、
ＧＴＯサイリスタ５で構成されるインバータ回路で三相
交流電力となる。さらに変圧器６で所定の交流電圧に降
圧されて、サービス機器に給電される。

過電圧検出器７がフィルタコンデンサ４に並列に接続さ
れており、フィルタコンデンサ４の過電圧を検出した際
にはすべてのＧＴＯサイリスタ５をオフする。

パンタグラフ１からの入力電圧の急昇によりフィルタコ
ンデンサ４に急速に充電されるのを防ぐために、サイリ
スタスイッチ８と充電抵抗器９が並列接続されて、フィ
ルタリアクトル３とフィルタコンデンサ４の間に挿入さ
れている。

また、断流器２とフィルタリアクトル３の間と接地端間
に放電接触器１０と放電抵抗器１１が直列接続された放
電回路が挿入されている。

車両用補助電源装置を起動させる場合には、そのメイン
スイッチを投入すると、放電接触器１０が開いて、その
後断流器２が閉じて装置は起動する。

車両用補助電源装置を停止させる場合には、メインスイ
ッチを開放すると、断流器２が開き、その後放電接触器
１０が閉じて、フィルタコンデンサ４の電荷が放電抵抗
器１１で放電される。

今、架線電圧の急昇により、過電圧検出器７が設定値以
上のフィルタコンデンサ４の端子電圧を検出した際には
、ＧＴＯサイリスタ５をを過電圧から保護するために、
す入てのＧＴＯサイリスタ５をオフする。そのめ、車両
用補助電源出力は停止する。このとき、フィルタコンデ
ンサ４の電荷は充電抵抗器９、フィルタリアクトル３、
断流器２を経由してパンタグラフ１に接続されている他
の機器へ放電される。そして過電圧検出器７が設定値以
下のフィルタコンデンサ４の端子電圧を検出したら、Ｇ
ＴＯサイリスタを再びオンさせて、車両用補助電源装置
は再起動する６ パンタグラフ１の離線が頻繁に発生する場合、フィルタ
コンデンサ４の電荷が他の機器に吸い取られて車両用補
助電源装置が停止することがある。

これを防止するために、入力回路に逆流阻止ダイオード
が挿入されることがある。

第４図に逆流阻止ダイオード１２を挿入した車両用補助
電源装置の主回路図を示す。

逆流阻止ダイオード１２がパンタグラフ１と断流器２の
間に接続されている。

過電圧検出器７は、フィルタコンデンサ４の過電圧を検
出した際、すべてのＧＴＯサイリスタ５をオフする。そ
して、フィルタコンデンサ４の電荷は逆流阻止ダイオー
ド１２の作用のために架線に流出せず、補助電源装置内
の高抵抗によって放電される。

（発明が解決しようとする課題） 上記のような車面補助電源装置においては、過電圧検出
時に、車両用補助電源装置内の高抵抗によってフィルタ
コンデンサの電荷を放電する。

そのため、フィルタコンデンサの電圧が正常な値に復帰
するまでに、非常に長い時間が必要である。

この間、車両用補助電源装置の出力が停止するために、
車両内のニアコンディショナ、照明等のサービス機器の
稼動ができず１乗客へのサービスが低下するといった問
題点があった。

本発明は、この問題点を解決するためになされたもので
、過電圧発生による電源停止俊速やかに再起動が可能な
車両用補助電源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） 本発明は、以上の目的を達成するために、架線からの直
流電力を集電する集電器と、この集電器からの直流電力
を平滑化するフィルタリアクトル及びフィルタコンデン
サを有するフィルタ回路と、このフィルタ回路により平
滑化された直流電力を交流電力に変換するスイッチング
素子により構成されるインバータと、集電器と、フィル
タ回路の間に設けられた逆流阻止ダイオード及び断流器
と、フィルタコンデンサの端子電圧を検出する電圧検出
器と、この電圧検出器によりフィルタコンデンサの端子
電圧が所定値以上であることが検出さ信たときに、スイ
ッチング素子をオフするゲ−ト制御手段と、断流器とフ
ィルタ回路の間に一端が接続され他端が接地された放電
接触器及び抵抗器の直列回路と、ゲート制御手段により
、スイッチング素子がオフされた後に断流器を開放する
電源停止手段と、断流器開放後に放電接触器が投入され
るフィルタコンデンサ放電手段と、放電接触器を投入し
てから所定時間後に放電接触器を閉路し、前記断流器を
投入する電源再起動手段とを有することを特徴とするも
のである。

（作　用） このように構成されたものにおいては、ある一定値以上
のフィルタコンデンサ端子電圧を電圧検出器が検出する
と、ゲート制御手段がスイッチング素子をオフした後、
電源停止手段により断流器を開放し、その後フィルタコ
ンデンサ放電手段により放電接触器使を投入してフィル
タコンデンサの電荷を抵抗器で放電させ、そして電源再
起動手段により放電接触器投入後の一定時間経過後に放
電接触器を閉路し断流器を投入して車両用補助電源装置
を再起動する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図及び第２図を参照して説
明する。

第１図において、１はパンダグラフであり、架線からの
直流電力を集電する。１２は逆流阻止ダイオードであり
、離線時の架線への電流の逆流を防止する。２Ａは断流
器である。３はフィルタリアクトル、４はフィルタコン
デンサであり、フィルタ回路を構成して入力された直流
電力を平滑化する。

５はＧＴ○サイリスタであり、ＧＴ○サイリスタ５がブ
リッジ接続されてインバータ回路を形成し、パンタグラ
フ１から入力された直流電力を三相交流電力に変換する
。６は変圧器であり、インバータ回路から出力された交
流電力を所定の電圧に降圧してニアコンディショナ等の
サービス機器へ給電を行う。７は過電圧検出器であり、
フィルタコンデンサ７の端子電圧を検出し、過電圧検出
時にはインバータ回路のＧＴＯサイリスタ５をオフする
。８はサイリスタスイッチ、９はサイリスタスイッチ８
に並列接続された充電抵抗器である。通常はサイリスタ
スイッチ８はオンされているが、架線へパンタグラフ１
が着線した場合等の入力電圧急昇時、フィルタコンデン
サ４に急速充電されるのを防ぐために、サイリスクスイ
ッチ８をオフして充電抵抗器９を介して充電する。ＩＯ
Ａは放電接触器、１１は放電抵抗器であり、互いに直列
接続されて放電回路を形成し、一端が断流器２＾とフィ
ルタリアクトル３の間に接続され、他端は接地されてい
る。

１３は過電圧検出器であり、前記放電回路に並列接続さ
れ、放電回路両端電圧を検出する。

第２図において、１４は制御電源、１５はメインスイッ
チである。

制御母線ＰＮ間には、継電器のｂ接点１６ｂ、ダイオー
ド１７、放電接触器１０Ａの励磁コイル１０ｏが直列接
続されて挿入されている。また、抵抗器１８、コンデン
サ１９の直流回路が放電接触器１０Ａの励磁コイルｔＯ
Ｃに並列接続されており、また限時継電器２０がダイオ
ード１７のアノード側とＮ間に接続されている。

一方、放電接触器１０＾の補助ａ接点１０ａ、限時継電
器２０のａ接点２０ａ、断流器２Ａの励磁コイル２゜が
直列接続された回路が、ＰＮ間に挿入されている。

さらに、過電圧検出器１３のａ接点１３ａ、限時継電器
２１のｂ接点２１ｂ、継電器の励磁コイル１６ｏがそれ
ぞれ直列接続された回路がＰＮ間に挿入されている。ま
た、過電圧検出器１３のａ接点１３ａに対して継電器の
ａ接点１６ａ□が並列接続されている。

そして、継電器のａ接点１６ａ２と、限時継電器２１の
励磁コイルが直列接続された回路がＰＮ間に挿入されて
いる。

上記のように構成された実施例の動作を以下に説明する
。

車両用補助電源装置のメインスイッチ１５を閉じると制
御回路に制御回路電源１４が給電される。すると制御回
路電源１４の電圧が継電器のｂ接点１６ｂ。

ダイオード１７を経て、放電接触器１０Ａが開く。さら
に、放電接触器１０Ａの補助ａ接点１０ａが閉じ、また
限時継電器２０の励磁コイルが励磁される。そのため限
時継電器２０のａ接点２０ａが応動時間後に閉しる。こ
れによって断流器２Ａの励磁コイル２゜が励磁され断流
器２Ａが開路される。

これによって、パンタグラフ１より採り入れられた電流
は、逆流阻止ダイオード１２、断流器２Ａ、フィルタリ
アクトル３、充電抵抗器９を通り、フィルタコンデンサ
４に供給され、さらに６個のＧＴＯサイリスタ５によっ
て構成される三相ブリッジインバータ回路により交流電
流に変換され、さらに変圧器６によりサービス機器の所
定の電圧に降圧される。

その後、過電圧検出器７があらかじめ設定した値（設定
値）以下のフィルタコンデンサ４の端子電圧検出時には
、サービス機器に電力供給を続ける。

架線電圧が急昇した場合に、過電圧検出器７は設定値以
上の電圧を検出すると、ＧＴ○サイリスタ５にオフ信号
を送る。ここで、過電圧検出器１３の設定値を過電圧検
出器７の設定値より低く設定しである。そのため、過電
圧検出器７が動作した後に、過電圧検出器１３は、設定
値以上の電圧を検出したら過電圧検出器１３のａ接点１
３ａを閉じる。

これにより、限時継電器２１のｂ接点２１ｂを通じて継
電器の励磁コイル１６ｃを励磁するため、継電器のａ接
点１６ａ□、１６ａｚが閉じる。このとき、継電器のｂ
接点１６ｂが開く。そのため限時継電器２０の励磁コイ
ルが消磁されて限時継電器２０のａ接点２０ａが開く。

それによって断流器２人の励磁コイル２ｃは消磁されて
、断流器２Ａは開放される。また継電器のし接点１６ｂ
が開くことによって抵抗器１８とコンデンサ１９によっ
て徐々に放電が行なわれるので、放電接触器１０Ａの励
磁コイル１０ｃは緩やかに消磁され、断流器２＾の開放
後に放電接触器１０＾は閉じる。

そして、フィルタコンデンサ４の電荷は、充電抵抗器９
、フィルタリアクトル３、放電接触器１０Ａを経て放電
抵抗器１１で放電される。

このとき、継電器のａ接点１６ａ□は閉じている。

そこで、限時継電器２１の応動時間をフィルタコンデン
サ１８と放電抵抗１９で決まる放電接触器１０＾の励磁
コイル１０ｃの消磁するまでの時間の３倍以上に選んで
、フィルタコンデンサ４の放電が終了してから限時継電
器２１のｂ接点２１ｂが開くように設定する。それによ
って、継電器の励磁コイル１６゜が消磁された後、継電
器のｂ接点１６ｂが閉じて、車両用補助電源装置は自動
的に再起動する。

以上の結果により明らかなように、フィルタコンデンサ
４が過電圧となった場合に放電抵抗器１１を利用してフ
ィルタコンデンサ４の電荷を短時間で放電して、車間用
補助電源装置を再起動することができる。

なお、過電圧検出器７の機能を過電圧検出器１３にもた
せて過電圧検出器を１つとした場合でも。

同様なシステムを構成することができる。

〔発明の効果〕

架線電圧が急昇して車両用補助電源装置が停止した際に
、停止時間を従来装置より短くできるので１乗客へのサ
ービスの向上を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車両用補助電源装置の実施例を示す主
回路図、第２図は本発明の車両用補助電源装置の実施例
を示す制御回路図、第３図、第４図は従来の車両用補助
電源装置の主回路図である。 １・・・パンタグラフ、　　　　　３・・−フィルタリ
アクトル。 ４・・フィルタコンデンサ、　　５・・・サイリスタス
イッタ、１２・・・逆流阻止ダイオード、　２＾・・・
断流器、７・・過電圧検出器、　　　　１０＾・・・放
電接触器、１１・・放電抵抗器。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 架線からの直流電力を集電する集電器と、 この集電器からの直流電力を平滑化するフィルタリアク
   トル及びフィルタコンデンサを有するフィルタ回路と、 このフィルタ回路により平滑化された直流電力を交流電
   力に変換するスイッチング素子により構成されるインバ
   ータと、 集電器とフィルタ回路の間に設けられた逆流阻止ダイオ
   ード及び断流器と、 フィルタコンデンサの端子電圧を検出する電圧検出器と
   、 この電圧検出器によりフィルタコンデンサの端子電圧が
   所定値以上であることが検出されたときにスイッチング
   素子をオフするゲート制御手段と、断流器とフィルタ回
   路の間に一端が接続され他端が接地された放電接触器及
   び抵抗器の直列回路と、 ゲート制御手段によりスイッチング素子がオフされた後
   に断流器を開放する電源停止手段と、断流器開放後に放
   電接触器が投入されるフィルタコンデンサ放電手段と、 放電接触器を投入してから所定時間後に放電接触器を閉
   路し、前記断流器を投入する電源再起動手段とを有する
   車両用補助電源装置。