JPS60234401A - 列車用補助電源装置 - Google Patents
列車用補助電源装置Info
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- JPS60234401A JPS60234401A JP9036184A JP9036184A JPS60234401A JP S60234401 A JPS60234401 A JP S60234401A JP 9036184 A JP9036184 A JP 9036184A JP 9036184 A JP9036184 A JP 9036184A JP S60234401 A JPS60234401 A JP S60234401A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION 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
- B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION 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
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/26—Rail vehicles
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- 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】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、直流電力を変換して車両内の各種交流負荷
に交流電力を供給する列車用補助電源装置に関する。
に交流電力を供給する列車用補助電源装置に関する。
鉄道車両では主電動機などの走行機器を制御するための
制御電源や、車内照明のための照明電源として補助電源
が塔載されているが、乗客に対するサービス向上のため
に冷房装置が多く使用されるようになってきたのでこの
冷房装置へ電力を供給するために大容量の補助電源装置
が必要であるが、車両内の限定されたスペースに収納せ
ねばならないので、この補助電源装置は小形軽量である
ことが望まれる。
制御電源や、車内照明のための照明電源として補助電源
が塔載されているが、乗客に対するサービス向上のため
に冷房装置が多く使用されるようになってきたのでこの
冷房装置へ電力を供給するために大容量の補助電源装置
が必要であるが、車両内の限定されたスペースに収納せ
ねばならないので、この補助電源装置は小形軽量である
ことが望まれる。
第３図は補助電源装置の従来例を示す結線図である。こ
の第３図において１なる架線から供給される直流電力は
パンタグラフ２により車内に取り入れられ、遮断器３を
介して直流直巻電動機でなる走行電動機４に供給された
のち、車輪５からし−ル６を経て変電所へ帰路するので
あるが、パンタグラフ２で取り入れられる直流電力は一
方では補助電源装置としてのインバータ装置１０に与え
られる。このインバー、９１０は入力側にスイッチ１１
とフィルタリアクトル１２とフィルタコンデンサ１３を
備え、このフィルタリアクトル１２とフィルタコンデン
サ１３により脈動分を除去された直流電力は、ゲートタ
ーンオフサイリスタ（以下ではＧＴＯサイリスクと略記
する）１４と帰還ダイオード１５とを逆並列接続してな
るアームをブリッジ接続することによって形成されるイ
ンバータにより交流電力に変換され変圧器１６により所
望の電圧を出力する。ここで架線１から供給される直流
電力は、変電所間隔が長いことに起因して走行電動機４
が始動停止するたびに、またパンタグラフ２が架線１の
セクションを通過するたびにその電圧は不規則にかつ大
幅に変動する。この電圧変動の激しい直流電力を一定電
圧の交流電力に変換するにはＧＴＯサイリスタ１４や帰
還ダイオード１５の定格に余裕を持たせる必要があるし
、制御上ｌども工夫をせねばならないので、このインパ
ーク装置１０はその容−瞼に比して高価で大形なものと
なる。
の第３図において１なる架線から供給される直流電力は
パンタグラフ２により車内に取り入れられ、遮断器３を
介して直流直巻電動機でなる走行電動機４に供給された
のち、車輪５からし−ル６を経て変電所へ帰路するので
あるが、パンタグラフ２で取り入れられる直流電力は一
方では補助電源装置としてのインバータ装置１０に与え
られる。このインバー、９１０は入力側にスイッチ１１
とフィルタリアクトル１２とフィルタコンデンサ１３を
備え、このフィルタリアクトル１２とフィルタコンデン
サ１３により脈動分を除去された直流電力は、ゲートタ
ーンオフサイリスタ（以下ではＧＴＯサイリスクと略記
する）１４と帰還ダイオード１５とを逆並列接続してな
るアームをブリッジ接続することによって形成されるイ
ンバータにより交流電力に変換され変圧器１６により所
望の電圧を出力する。ここで架線１から供給される直流
電力は、変電所間隔が長いことに起因して走行電動機４
が始動停止するたびに、またパンタグラフ２が架線１の
セクションを通過するたびにその電圧は不規則にかつ大
幅に変動する。この電圧変動の激しい直流電力を一定電
圧の交流電力に変換するにはＧＴＯサイリスタ１４や帰
還ダイオード１５の定格に余裕を持たせる必要があるし
、制御上ｌども工夫をせねばならないので、このインパ
ーク装置１０はその容−瞼に比して高価で大形なものと
なる。
第４図は上述のインバータ装置１０を使用した列車用補
助電源装置の従来例を示す配置図である。
助電源装置の従来例を示す配置図である。
この第４図において、架線１からパンタグラフ２を介し
て取り入れられた直流電力は直流引き通し電線２０によ
り、パンタグラフ２を備えていない各車両ｌこ分配され
る。これら各車両にはそれぞれに第１図に示すものと同
じ内容で構成されているインバータ装置１０が備えられ
ており、上述の直流引き通し電線２０からこのインバー
タ装置ｉｔ１０に直流電力が供給され、車輪５とレール
６を経てこの直流電力は変電所に帰路１−る。インバー
タ装置１０はこの直流電力を交流電力に変換して車内の
交流負荷２１に供給する。このように各車両毎にインバ
ータ装置１０を備えた分散電源方式は、各インバータ装
置１０をそれぞれの負荷２１に対応した最適状態にｆＩ
？ｌＩ御することができるので、補助電源装置として効
率の高い運転をさせることができるが、装置が分割され
るため、補助電源装置の単位容量当りの重量・容積とも
に大きくなる欠点がある。さらに架線ｌからの電圧変動
の激しい直流電力が直接印加されるので、各インバータ
装置ｌＯはこのためにも大形かつ高価になる欠点を有す
る。
て取り入れられた直流電力は直流引き通し電線２０によ
り、パンタグラフ２を備えていない各車両ｌこ分配され
る。これら各車両にはそれぞれに第１図に示すものと同
じ内容で構成されているインバータ装置１０が備えられ
ており、上述の直流引き通し電線２０からこのインバー
タ装置ｉｔ１０に直流電力が供給され、車輪５とレール
６を経てこの直流電力は変電所に帰路１−る。インバー
タ装置１０はこの直流電力を交流電力に変換して車内の
交流負荷２１に供給する。このように各車両毎にインバ
ータ装置１０を備えた分散電源方式は、各インバータ装
置１０をそれぞれの負荷２１に対応した最適状態にｆＩ
？ｌＩ御することができるので、補助電源装置として効
率の高い運転をさせることができるが、装置が分割され
るため、補助電源装置の単位容量当りの重量・容積とも
に大きくなる欠点がある。さらに架線ｌからの電圧変動
の激しい直流電力が直接印加されるので、各インバータ
装置ｌＯはこのためにも大形かつ高価になる欠点を有す
る。
第５図は同じくインバータ装置１０を使用した列車用補
助電源装置の別の従来例を示す配置図である。この第５
図において、架線１からパンタグラフ２を介して取り入
れられた直流電力はインパーク装置１０に印加されたの
ち、車輪５とレール６を経て変電所へ帰路する。このイ
ンバータ装置１０から変換出力される定電圧交流電力は
交流引き通し電線２２により各車両に分配され、それぞ
れの交流負荷２１に給電するようになされるので、この
インバータ装置工０は各車両の合計負荷に対応できる容
量を必要とする。この第３図に示すような集中電源方式
では、前述の分散電源方式にくらべてインバータ装置１
０の単位容量当りの重量・容積を小さくできるのである
が、負荷に応じた最適な制御は行なえないので容量に余
裕が必要になるし、使用効率も低下する欠点がある。さ
らに交流引き通し電線２２は負荷２１に対して有効電力
を供給するだけではなく、無効電力も供給しなければな
らないので、断面積が大なる電線を用いねばならないと
いう欠点もあわせて有する。
助電源装置の別の従来例を示す配置図である。この第５
図において、架線１からパンタグラフ２を介して取り入
れられた直流電力はインパーク装置１０に印加されたの
ち、車輪５とレール６を経て変電所へ帰路する。このイ
ンバータ装置１０から変換出力される定電圧交流電力は
交流引き通し電線２２により各車両に分配され、それぞ
れの交流負荷２１に給電するようになされるので、この
インバータ装置工０は各車両の合計負荷に対応できる容
量を必要とする。この第３図に示すような集中電源方式
では、前述の分散電源方式にくらべてインバータ装置１
０の単位容量当りの重量・容積を小さくできるのである
が、負荷に応じた最適な制御は行なえないので容量に余
裕が必要になるし、使用効率も低下する欠点がある。さ
らに交流引き通し電線２２は負荷２１に対して有効電力
を供給するだけではなく、無効電力も供給しなければな
らないので、断面積が大なる電線を用いねばならないと
いう欠点もあわせて有する。
この発明は、電圧変動の激しい４直流電力を負荷に適合
する交流電力に変換供給することで小形軽量となる列車
用補助電源装置を提供することを目的とする。
する交流電力に変換供給することで小形軽量となる列車
用補助電源装置を提供することを目的とする。
この発明は、電圧変動の激しい血流電力を直流コンバー
タにより安定な定電圧直流電力に変換し、この定電圧直
流電力を各車両に分配し、各車両はその車両の負荷に最
適な交流電力を出力１−るインバータを備えることによ
り補助電源装置を小形軽量化しようとするものである。
タにより安定な定電圧直流電力に変換し、この定電圧直
流電力を各車両に分配し、各車両はその車両の負荷に最
適な交流電力を出力１−るインバータを備えることによ
り補助電源装置を小形軽量化しようとするものである。
第１図は本発明の実施例を示す配置図である。
この第１図において、電圧変動の激しい架線１からの直
流′出力はバンククラ７２により車両内に取り込まれて
直流コンバータ装置３０に印加されたのち、車輪５とレ
ール６を経て変電所へ帰路する直流コンバータ装置３０
は、たとえばチョッパやスイツチンクレギュレータなど
により架線工からの電圧変動が激しい直流電力を一定電
圧の直流電力ｌこ変換するのであるが、このときの直流
出力電圧は交流負荷の電圧に合わせて自由にえらぶこと
ができる。この直流コンバータ装置３０から出力される
定電圧直流電力は直流引き通し電線３１により各車両に
分配される。各車両に備えられているインバ〜り装置３
２はこの定電圧直流電力を交流電力に変換して交流負荷
３３ζこ供給するのであるが、このとき引き通し電＃３
１１こ流れる電力は有効電力の６であるから、直流コン
バータ装置３０の容量と直流引き通し電線３１の断面積
とは必要最小限度のものでよい。また架線１から供給さ
れる直流電圧は高圧（一般に１，５００ボルト）が多い
が、各車両内の交流負荷は低圧（一般に１００〜２００
ボルト）が多い。そこで直流コンバータ装置３０の出力
電圧をこの交流負荷の電圧ζこ適合するように選定して
おくと、インバータ装置３２は） 耐電圧性能は高くな
いが周波数特性が良好で安価なトランジスタなどで構成
することができるので、当該インバータ装置３２は小形
・軽量かつ安価なものとなる。
流′出力はバンククラ７２により車両内に取り込まれて
直流コンバータ装置３０に印加されたのち、車輪５とレ
ール６を経て変電所へ帰路する直流コンバータ装置３０
は、たとえばチョッパやスイツチンクレギュレータなど
により架線工からの電圧変動が激しい直流電力を一定電
圧の直流電力ｌこ変換するのであるが、このときの直流
出力電圧は交流負荷の電圧に合わせて自由にえらぶこと
ができる。この直流コンバータ装置３０から出力される
定電圧直流電力は直流引き通し電線３１により各車両に
分配される。各車両に備えられているインバ〜り装置３
２はこの定電圧直流電力を交流電力に変換して交流負荷
３３ζこ供給するのであるが、このとき引き通し電＃３
１１こ流れる電力は有効電力の６であるから、直流コン
バータ装置３０の容量と直流引き通し電線３１の断面積
とは必要最小限度のものでよい。また架線１から供給さ
れる直流電圧は高圧（一般に１，５００ボルト）が多い
が、各車両内の交流負荷は低圧（一般に１００〜２００
ボルト）が多い。そこで直流コンバータ装置３０の出力
電圧をこの交流負荷の電圧ζこ適合するように選定して
おくと、インバータ装置３２は） 耐電圧性能は高くな
いが周波数特性が良好で安価なトランジスタなどで構成
することができるので、当該インバータ装置３２は小形
・軽量かつ安価なものとなる。
第２図は本発明の第２の実施例を示す配置図である。こ
の第２図において架線１１パンタグラフ２、車輪５、レ
ール６、直流コンバータ装置３０、直流引き通し電線３
１に付した符号とこれらの名称・用途・機能は第１図に
示す実施例と同じであるから、その説明は省略する。
の第２図において架線１１パンタグラフ２、車輪５、レ
ール６、直流コンバータ装置３０、直流引き通し電線３
１に付した符号とこれらの名称・用途・機能は第１図に
示す実施例と同じであるから、その説明は省略する。
第２図に示す実施例においては、各車両の負荷が照明負
荷３６のような定電圧を要求する負荷と冷房負荷３８の
ような電動機負荷とて構成されている場合に、それぞれ
の負荷ｔこ別個に特性の異なるインバータ装置が使用さ
れる。すなわち照明負荷３６には一定電圧の交流電力を
出力する定電圧インバータ装置３５から電力が供給され
、可変電圧可変周波数の交流電力を出力するＶＶＶＦイ
ンバータ装置３７には冷房負荷３８が接続される。
荷３６のような定電圧を要求する負荷と冷房負荷３８の
ような電動機負荷とて構成されている場合に、それぞれ
の負荷ｔこ別個に特性の異なるインバータ装置が使用さ
れる。すなわち照明負荷３６には一定電圧の交流電力を
出力する定電圧インバータ装置３５から電力が供給され
、可変電圧可変周波数の交流電力を出力するＶＶＶＦイ
ンバータ装置３７には冷房負荷３８が接続される。
冷房負荷３８には誘導電動機が使用されており。
この電動機を全電圧で始動させると定格電流の数倍の始
動電流が流れるので、電源装置はこの始動電流を供給で
きるような容量にしておかねばならないが、ＶＶＶＰイ
ンバータ装置３７を使用して、この装置から低い周波数
と低い電圧の交流電力を出力してこの詩４電動機を始動
させ、次いで周波数と電圧を徐々に上昇させれば、上述
のように大きな始動電流を流すことなく当該誘導電動機
を始動させることができるので、このＶＶＶＦインパー
ク装置３７には電動機始動のための余分な容量は不必侠
となる。
動電流が流れるので、電源装置はこの始動電流を供給で
きるような容量にしておかねばならないが、ＶＶＶＰイ
ンバータ装置３７を使用して、この装置から低い周波数
と低い電圧の交流電力を出力してこの詩４電動機を始動
させ、次いで周波数と電圧を徐々に上昇させれば、上述
のように大きな始動電流を流すことなく当該誘導電動機
を始動させることができるので、このＶＶＶＦインパー
ク装置３７には電動機始動のための余分な容量は不必侠
となる。
上述した補助電源装置は架線１から供給される直流電力
が電源となっているが、他の電源たとえば車両内に設置
されるエンジン発ｔ′ＪＦｓを電源にする場合にも適用
できる。
が電源となっているが、他の電源たとえば車両内に設置
されるエンジン発ｔ′ＪＦｓを電源にする場合にも適用
できる。
この発明によれば電圧変動の激しい直流電力を直流コン
バータ装量により、負荷に適合した電圧の定電圧直流電
力に変換し、この定電圧直流電力を直流引き通し電線に
より各車両に分配し、各車両に設置されているインバー
タ装置がこの定電圧直流電力をその負荷に適合する定電
圧交流電力あるいは可変電圧可変周波数の交流電力に変
換して、それぞれの負荷にこの交流電力を供給するよう
に構成する。列車用補助電源装置をこのように構成する
ことにより、直流コンバータ装置の容量と直流引き通し
電線の断面積は負荷の有効電力に見合う容量と断面積に
制限することができるし、インバータ装置は入力直流電
圧か一定であるから容量に余裕を必要とせず小形・軽量
となる。さらに電動機負荷に対しても始動電流を考、慰
しないでもよい容量のインバータ装置ｌこするこきがで
きるので。
バータ装量により、負荷に適合した電圧の定電圧直流電
力に変換し、この定電圧直流電力を直流引き通し電線に
より各車両に分配し、各車両に設置されているインバー
タ装置がこの定電圧直流電力をその負荷に適合する定電
圧交流電力あるいは可変電圧可変周波数の交流電力に変
換して、それぞれの負荷にこの交流電力を供給するよう
に構成する。列車用補助電源装置をこのように構成する
ことにより、直流コンバータ装置の容量と直流引き通し
電線の断面積は負荷の有効電力に見合う容量と断面積に
制限することができるし、インバータ装置は入力直流電
圧か一定であるから容量に余裕を必要とせず小形・軽量
となる。さらに電動機負荷に対しても始動電流を考、慰
しないでもよい容量のインバータ装置ｌこするこきがで
きるので。
全体として小形・軽量で安価な補助電源装置となる。さ
らに負荷に最適な制御が行なえるので装置の効率向上も
期待できる。
らに負荷に最適な制御が行なえるので装置の効率向上も
期待できる。
第１図および第２図は、それぞれ本発明の異なる実施例
を示す構成図、第３図ないし第５図は。 それぞれ従来例を示す回路図ないし構成図である。 １・・・架線、２ パンタグラフ、３−・遮断器。 ４・・走行電動機、５・車輪、６・・・レール、１０・
・インバータ装置、１１・ スイッチ、１２ フィルタ
リアクトル、１３ フィルタコンデンサ、１４・・ＧＴ
Ｏサイリスタ、１５ 帰還ダイオード、１６・・・変圧
器、２０・・直流引き通し電線、２１・交流負荷、２２
・・・交流引き通し電線、３０・・直流コンバータ装置
、３１・・・直流引き通し電線、３２・・・インバータ
装置、３３・・交流負荷、３５・・・定電圧インバータ
装置、３６・、照明負荷、３７・・ＶＶＶＦインバータ
装置、３８ 冷房負荷。
を示す構成図、第３図ないし第５図は。 それぞれ従来例を示す回路図ないし構成図である。 １・・・架線、２ パンタグラフ、３−・遮断器。 ４・・走行電動機、５・車輪、６・・・レール、１０・
・インバータ装置、１１・ スイッチ、１２ フィルタ
リアクトル、１３ フィルタコンデンサ、１４・・ＧＴ
Ｏサイリスタ、１５ 帰還ダイオード、１６・・・変圧
器、２０・・直流引き通し電線、２１・交流負荷、２２
・・・交流引き通し電線、３０・・直流コンバータ装置
、３１・・・直流引き通し電線、３２・・・インバータ
装置、３３・・交流負荷、３５・・・定電圧インバータ
装置、３６・、照明負荷、３７・・ＶＶＶＦインバータ
装置、３８ 冷房負荷。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）直流電源からの電力を交流電力に変換して複数車両
が連結されてなる列車の交流負荷に供給するようなされ
ている列車用補助電源装置において、前記直流電源から
の電力を電圧変動の少ない直流電力に変換する直流コン
バータと、該直流コンバータ出力を各車両に供給する引
き通し電線と、該引き通し電線から得られる定電圧直流
電力を各車両ごとに所望の交流電力に変換するインバー
タとを備えてなることを％徴とする列車用補助電源装置
。 ２、特許請求の範囲第１項記載の列車用補助電源装置に
おいて、各車両ごとに所望の交流電力に変換するインバ
ータは定電圧負荷に対して定電圧定周波数交流電力を出
力するインバータと、交流電動機に対して可変電圧可変
周波数交流電力を出方するインバータとでなることを特
徴とする列車用補助電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59090361A JPH0618441B2 (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 列車用補助電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59090361A JPH0618441B2 (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 列車用補助電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60234401A true JPS60234401A (ja) | 1985-11-21 |
| JPH0618441B2 JPH0618441B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=13996396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59090361A Expired - Lifetime JPH0618441B2 (ja) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | 列車用補助電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0618441B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6469201A (en) * | 1987-09-10 | 1989-03-15 | Fuji Electric Co Ltd | Power supplying device for dc electric car |
| JP2014075864A (ja) * | 2012-10-03 | 2014-04-24 | Kinki Sharyo Co Ltd | 鉄道車両 |
| CN111332122A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-06-26 | 深圳市波斯曼技术有限公司 | 采用分布式小功率电源模块的供电系统 |
-
1984
- 1984-05-07 JP JP59090361A patent/JPH0618441B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6469201A (en) * | 1987-09-10 | 1989-03-15 | Fuji Electric Co Ltd | Power supplying device for dc electric car |
| JP2014075864A (ja) * | 2012-10-03 | 2014-04-24 | Kinki Sharyo Co Ltd | 鉄道車両 |
| CN111332122A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-06-26 | 深圳市波斯曼技术有限公司 | 采用分布式小功率电源模块的供电系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0618441B2 (ja) | 1994-03-09 |
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