JPH0568301A - 車両用補助電源装置 - Google Patents

車両用補助電源装置

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JPH0568301A
JPH0568301A JP3230193A JP23019391A JPH0568301A JP H0568301 A JPH0568301 A JP H0568301A JP 3230193 A JP3230193 A JP 3230193A JP 23019391 A JP23019391 A JP 23019391A JP H0568301 A JPH0568301 A JP H0568301A
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JP
Japan
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cvcf
inverter
filter
power supply
inverters
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Pending
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JP3230193A
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English (en)
Inventor
Akira Kozuka
彰 小塚
Katsunori Naganuma
克範 長沼
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Toshiba Corp
Toshiba Transport Engineering Inc
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Transport Engineering Inc
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Transport Engineering Inc filed Critical Toshiba Corp
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Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/003Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to inverters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
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    • B60L2210/00Converter types
    • B60L2210/40DC to AC converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 CVCFインバータの1つの故障が発生して
も、列車の継続運転ができるようにする。 【構成】 CVCFインバータの1つに故障が発生した
場合には、故障したCVCFインバータを切り換えスイ
ッチによって系統より切り離すと共にそのフィルタコン
デンサを短絡し、かつ故障したCVCFインバータの出
力側のフィルタコンデンサに接続されている切り離しス
イッチおよび空調装置に接続されている切り離しスイッ
チを開放し、残った正常なCVCFインバータによって
直流・交流変換を行ない、三相変圧器によって合成し、
比較的小電力を消費するだけの車両用制御装置および車
内灯への給電を継続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、車両用補助電源装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】車両用補助電源装置としては、従来一般
に静止形変換のものが主流をなしており、その多くは架
線電圧の変動に対して常に一定の直流電圧を得るDC/
DCコンバータと、このDC/DCコンバータの出力を
もとにして車両用制御装置や電灯、コンプレッサ、空調
装置などに電力を供給するインバータとから構成され
る。
【0003】また近年では、車両用補助電源の分散化に
対応した中容量電源装置として、架線電圧を直列接続し
たフィルタコンデンサによって分圧し、各々のフィルタ
コンデンサに同期運転するCVCFインバータを接続し
て、各CVCFインバータの出力を三相変圧器によって
合成し、その後に負荷に電力を供給する構成のコンデン
サ分圧形多段接続インバータも実用化されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、これらのい
ずれの方式の車両用補助電源装置も、保守が容易な反
面、半導体素子を複雑な電子回路で制御するために、ノ
イズなどによって営業運転中に突然停止することがあ
る。その場合、車両を走行させるのに必要な制御装置
は、その制御電源をCVCFインバータの出力に依存し
ているために車両の走行が困難になる上に、車内灯も消
えてしまうために、保安上の問題が生じる恐れがあっ
た。
【0005】また、コンデンサ分圧形多段接続インバー
タ方式の場合、同期運転している複数のCVCFインバ
ータのうち1系統のみが故障しても、他の健全なCVC
Fインバータを運転できなくなり、無駄がある問題があ
った。そこで、このような不具合を防ぐために、運転し
ている他の補助電源が延長給電を行なう方式をとってい
るが、各装置の容量は延長給電を考慮して設計されるた
め、通常時には容量が過剰となり、設備上の無駄がある
問題点があった。
【0006】この発明は、このような従来の問題点に鑑
みなされたもので、延長給電を行なうことなく、同期運
転しているCVCFインバータのうちの1系統に故障が
発生しても、この故障した系統を切り離し、他の健全な
複数のCVCFインバータの同期運転を継続し、最小限
必要な負荷に電力を供給することができる車両用補助電
源装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、直流電源入
力に対して直列接続された複数のフィルタコンデンサに
よって架線電圧を分圧し、各々のフィルタコンデンサに
CVCFインバータを接続し、これらのCVCFインバ
ータを同期運転してその出力を交流フィルタによって波
形整形した後に三相変圧器によって合成して交流出力を
得るようにし、この三相変圧器の出力に空調装置と共に
照明装置と車両用制御装置を接続した車両用補助電源装
置において、
【0008】前記CVCFインバータ各々の入力部に、
通常は各フィルタコンデンサをCVCFインバータに接
続し、スイッチングによって各フィルタコンデンサ両端
を短絡し、かつCVCFインバータを系統から切り離す
ことができる切り換えスイッチを設け、CVCFインバ
ータ各々の出力部と空調装置の入力部にそれぞれ、通常
は閉じていて異常時に開となる切り離しスイッチを設
け、
【0009】同期運転している複数のCVCFインバー
タのうち1系統が故障した場合に、故障したCVCFイ
ンバータを前記切り換えスイッチで系統より切り離すと
共にそのフィルタコンデンサを短絡し、かつ故障したC
VCFインバータの出力側のフィルタコンデンサに接続
されている切り離しスイッチおよび空調装置に接続され
ている切り離しスイッチを開放するようにしたものであ
る。
【0010】
【作用】この発明の車両用補助電源装置では、直流電源
に直列接続されている複数のフィルタコンデンサによっ
て分圧し、各フィルタコンデンサに接続されているCV
CFインバータに直流電圧を入力し、これに対して各C
VCFインバータが直流・交流変換して交流電力を出力
する。そして、この交流電力が三相変圧器に合成され、
車両用制御装置、車内灯、空調装置になどに供給され
る。
【0011】そして、CVCFインバータの1つに故障
が発生した場合には、故障したCVCFインバータを切
り換えスイッチによって系統より切り離すと共にそのフ
ィルタコンデンサを短絡し、かつ故障したCVCFイン
バータの出力側のフィルタコンデンサに接続されている
切り離しスイッチおよび空調装置に接続されている切り
離しスイッチを開放し、残った正常なCVCFインバー
タによって直流・交流変換を行ない、三相変圧器によっ
て合成し、比較的小電力を消費するだけの車両用制御装
置および車内灯への給電を継続する。
【0012】こうして、複数台のCVCFインバータの
1つに故障が発生しても、故障したCVCFインバータ
を切り離し、他の健全な複数のCVCFインバータの同
期運転を継続し、運行上、最小限必要な負荷に電力を供
給することができる。
【0013】
【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説
する。
【0014】図1はこの発明の一実施例の回路構成を示
しており、架線電圧を3分圧する車両用補助電源装置の
実施例を示している。図1において、直流架線から集電
するパンタグラフ1には、直流リアクトル2が接続され
ている。この直流リアクトル2には、直列接続されたフ
ィルタコンデンサ3〜5のうちフィルタコンデンサ3の
正極側が接続されている。
【0015】フィルタコンデンサ3〜5の端子電圧はそ
れぞれ、切り換えスイッチ6〜8を介して3つのCVC
Fインバータ9〜11各々に接続されており、この切り
換えスイッチ6〜8それぞれは、通常時には各フィルタ
コンデンサ3〜5の端子電圧をCVCFインバータ9〜
11に与え、故障発生時には切り換え動作によって各フ
ィルタコンデンサ3〜5の両端を短絡するようになって
いる。
【0016】各CVCFインバータ9〜11の出力それ
ぞれには、交流フィルタ回路12〜14が接続されてお
り、この各交流フィルタ回路12〜14の出力それぞれ
が切り離しスイッチ15〜17を介して三相変圧器18
に接続されている。
【0017】三相変圧器18の出力には、車両用制御装
置20、車内灯としての蛍光灯21が接続され、さら
に、切り離しスイッチ19を介して空調装置22が接続
されている。次に、上記の構成の車両用補助電源装置の
動作について説明する。
【0018】CVCFインバータ9〜11がすべて健全
な場合には、切り換えスイッチ6〜8すべてをCVCF
インバータ9〜11側に接続しておき、切り離しスイッ
チ15〜17,19はすべて閉状態におく。
【0019】この状態で、パンタグラフ1から取り入れ
られた直流電力は、直流フィルタリアクトル2を経た
後、フィルタコンデンサ3〜5の作用によって架線電圧
が3分圧され、各CVCFインバータ9〜11に切り換
えスイッチ6〜8を介して供給される。
【0020】各CVCFインバータ9〜11では、直流
入力が高調波成分を含んだ商用周波数の交流電力に変換
され、これらの高調波成分を含んだ商用周波数の交流出
力が交流フィルタ回路15〜17に通されることによっ
て高調波成分が減衰され、この後の商用周波数交流が三
相変圧器18に入力され、ここで合成されて商用周波数
の交流電力が出力されるようになり、これが車両用制御
装置20、蛍光灯21、空調装置22に供給される。
【0021】いま、CVCFインバータ9〜11の1
つ、CVCFインバータ9が故障した場合には、切り換
えスイッチ6をフィルタコンデンサ3が短絡される側に
切り換え、さらに切り離しスイッチ15および19を開
放する。この結果、CVCFインバータ9は切り離さ
れ、空調装置22も切り離され、残された健全なCVC
Fインバータ10,11が同期運転を継続する。
【0022】このとき、三相変圧器18からは、故障前
の2/3に低減された出力が負荷である車両用制御装置
20、蛍光灯21へ供給されることになるが、なお動作
を継続することができ、車両の運行に不可欠な車両用制
御装置20を停止させることを防止し、同時に保安上の
問題を引き起こす恐れのある車内灯の消灯も防止できる
ことになる。
【0023】なおここで、CVCFインバータ9〜11
の1つ、例えば、CVCFインバータ9が故障した場合
には、三相変圧器18の一次電圧が3分圧で運転してい
るときと同じとなるように、CVCFインバータ10,
11を位相制御する。
【0024】このようにして、複数台のCVCFインバ
ータのうちの1台に故障が発生しても、故障したインバ
ータのみを切り離し、健全なCVCFインバータで運転
を継続するようにしているため、車両用制御装置20や
蛍光灯21のように列車を運行させるのに、また保安上
必要不可欠となる負荷に対する給電は継続することがで
き、運行上それほど重要でない空調装置に対してのみ負
荷から切り離し、若干のサービスの低下はあっても列車
を継続運転することができるのである。
【0025】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、1つの
CVCFインバータが故障しても、この故障したCVC
Fインバータだけを切り離し、同時に空調装置のような
高負荷の装置で車両の運行上不可欠ではない装置を切り
離し、残りの健全なCVCFインバータの同期運転を継
続し、三相変圧器によって合成して運行上必要な最小限
の負荷に対して電力供給を継続するようにしているた
め、従来のようにインバータ装置の容量を故障時の延長
給電までも考慮した容量のものとする必要がなくて容量
を無駄にする必要がなく、また、CVCFインバータの
故障時にも車両用制御装置や車内灯には電力供給を継続
して車両の運行を継続することができて保安上の問題を
来す恐れなく営業運転を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の回路ブロック図。
【符号の説明】
1 パンタグラフ 2 直流リアクトル 3〜5 フィルタコンデンサ 6〜8 切り換えスイッチ 9〜11 CVCFインバータ 12〜14 交流フィルタ回路 15〜17 切り離しスイッチ 18 三相変圧器 19 切り離しスイッチ 20 車両用制御装置 21 蛍光灯 22 空調装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源入力に対して直列接続された複
    数のフィルタコンデンサによって架線電圧を分圧し、各
    々のフィルタコンデンサにCVCFインバータを接続
    し、これらのCVCFインバータを同期運転してその出
    力を交流フィルタによって波形整形した後に三相変圧器
    によって合成して交流出力を得るようにし、この三相変
    圧器の出力に空調装置と共に照明装置と車両用制御装置
    を接続した車両用補助電源装置において、 前記CVCFインバータ各々の入力部に、通常は各フィ
    ルタコンデンサをCVCFインバータに接続し、スイッ
    チングによって各フィルタコンデンサ両端を短絡し、か
    つCVCFインバータを系統から切り離すことができる
    切り換えスイッチを設け、CVCFインバータ各々の出
    力部と空調装置の入力部にそれぞれ、通常は閉じていて
    異常時に開となる切り離しスイッチを設け、 同期運転している複数のCVCFインバータのうち1系
    統が故障した場合に、故障したCVCFインバータを前
    記切り換えスイッチで系統より切り離すと共にそのフィ
    ルタコンデンサを短絡し、かつ故障したCVCFインバ
    ータの出力側のフィルタコンデンサに接続されている切
    り離しスイッチおよび空調装置に接続されている切り離
    しスイッチを開放するようにして成る車両用補助電源装
    置。
JP3230193A 1991-09-10 1991-09-10 車両用補助電源装置 Pending JPH0568301A (ja)

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