JPS62268302A - 車両の補助電源システム - Google Patents
車両の補助電源システムInfo
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- JPS62268302A JPS62268302A JP61112337A JP11233786A JPS62268302A JP S62268302 A JPS62268302 A JP S62268302A JP 61112337 A JP61112337 A JP 61112337A JP 11233786 A JP11233786 A JP 11233786A JP S62268302 A JPS62268302 A JP S62268302A
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- Japan
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- inverter
- auxiliary power
- transformer
- main
- power supply
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- 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
- B60L1/02—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits
- B60L1/04—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits fed by the power supply line
- B60L1/10—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits fed by the power supply line with provision for using different supplies
- B60L1/12—Methods and devices for control or regulation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
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- B60L3/0092—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption with use of redundant elements for safety purposes
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-
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
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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〕
本発明は、電車線又は第３軌条から給電される直流電源
から交流負荷に電力を供給する四Ｍ（パルス幅変調）イ
ンバータを搭載した車両の補助電源システムに関する。
から交流負荷に電力を供給する四Ｍ（パルス幅変調）イ
ンバータを搭載した車両の補助電源システムに関する。
通常、電気車両は車両駆動用電源、冷暖房用電源、照明
電源、バッテリチャージャー、制御電源などの全ての電
源を電車線または第３軌条から得なければならない。直
流電車の場合、これら゛電車線等の電圧は直流６００■
〜１５００ Ｖで、高いものでは直流３０００ Ｖにも
なり、車両のすべての電源はこの直流６００Ｖ〜３００
０ Ｖの電車線又は第３軌条から得なければならない。
電源、バッテリチャージャー、制御電源などの全ての電
源を電車線または第３軌条から得なければならない。直
流電車の場合、これら゛電車線等の電圧は直流６００■
〜１５００ Ｖで、高いものでは直流３０００ Ｖにも
なり、車両のすべての電源はこの直流６００Ｖ〜３００
０ Ｖの電車線又は第３軌条から得なければならない。
第６図は主インバータにより車両冷房用電源を得る電源
システムの従来例を示した回路図で、図中１は負荷とし
てのクーラで、そのコンプレッサモータなどの交流電動
機は主ＰＷＭインバータ２から給電されて駆動される。
システムの従来例を示した回路図で、図中１は負荷とし
てのクーラで、そのコンプレッサモータなどの交流電動
機は主ＰＷＭインバータ２から給電されて駆動される。
そして、該主ＰＷＭインバータ２は、電車線３に接続さ
れフィルタスイッチなどで構成した起動装置４に接続さ
れ、これら起動装置４と主ＰＷＭインバータ２の間には
、電車線３側に流れるインバータ２への入力高調波電流
を抑制するための平滑コンデンサ５が並列接続される。
れフィルタスイッチなどで構成した起動装置４に接続さ
れ、これら起動装置４と主ＰＷＭインバータ２の間には
、電車線３側に流れるインバータ２への入力高調波電流
を抑制するための平滑コンデンサ５が並列接続される。
図中６はインバータ２の制御電源などを得る補助電源装
置であるが、これは前記主電源回路の前記起動装置４の
出力側に接続される。
置であるが、これは前記主電源回路の前記起動装置４の
出力側に接続される。
第７図は該補助電源装置６の基本回路の一例を示すもの
で、直流を交流に変換する補助ＰＷＭインバータ６１と
、主電源回路からの絶縁を行い、かつインバータ６１の
交流電圧を必要な電圧まで降圧する絶縁変圧器６２を介
してこのインバータ６１に接続される整流器６３とで構
成される。
で、直流を交流に変換する補助ＰＷＭインバータ６１と
、主電源回路からの絶縁を行い、かつインバータ６１の
交流電圧を必要な電圧まで降圧する絶縁変圧器６２を介
してこのインバータ６１に接続される整流器６３とで構
成される。
このようにして、インバータ６１のＰＷＭ １ｔｄＨ卸
により整流器６３の主電圧の調整を行い、整流器６３の
直流出力は必要に応じてＤＣ／ＡＣ変換器（図示せず）
を介して交流電源として供給されるが、２種類以上の電
源を得るには、変圧器６２の２次巻線を複数にするかタ
ップを設げることにより、各種の交流および直流が得ら
れる。
により整流器６３の主電圧の調整を行い、整流器６３の
直流出力は必要に応じてＤＣ／ＡＣ変換器（図示せず）
を介して交流電源として供給されるが、２種類以上の電
源を得るには、変圧器６２の２次巻線を複数にするかタ
ップを設げることにより、各種の交流および直流が得ら
れる。
このような第６図、第７図に示した従来の補助電源用の
回路では、補助電源用の補助ＰＷＭインバータ６１に用
いられる半導体素子は、主ＰＷＭインバータ２の素子と
同じ、例えば２５００ Ｖ以上の耐圧をもった高電圧の
自己消弧形素子が必要となる。一般に、２５００ Ｖ以
上の高電圧自己消弧素子にはＧＴＯサイリスクなどが該
当するが、これらの素子は大電流素子でかつ高価である
。
回路では、補助電源用の補助ＰＷＭインバータ６１に用
いられる半導体素子は、主ＰＷＭインバータ２の素子と
同じ、例えば２５００ Ｖ以上の耐圧をもった高電圧の
自己消弧形素子が必要となる。一般に、２５００ Ｖ以
上の高電圧自己消弧素子にはＧＴＯサイリスクなどが該
当するが、これらの素子は大電流素子でかつ高価である
。
このような素子を小容量の補助電源用のインバータに適
用すると、補助電源装置６は非常に高価で大きなものと
なってしまう。
用すると、補助電源装置６は非常に高価で大きなものと
なってしまう。
また、補助電源装置６の電源を直接主電源回路の主ＰＷ
Ｍインバータ２と同じ直流主回路からとるので、補助Ｐ
ＷＭインバータ６１の故障は主ＰＷＭインバータ２の動
作に直接影響し、電源回路全体の信頼性が低下する。
Ｍインバータ２と同じ直流主回路からとるので、補助Ｐ
ＷＭインバータ６１の故障は主ＰＷＭインバータ２の動
作に直接影響し、電源回路全体の信頼性が低下する。
さらに、補助ＰＷＭインバータ６１の故障に対する保護
対策が主ＰＩＴＭインバータ２と同じものとなり、補助
電源装置６は一層高価なものとなってしまう。
対策が主ＰＩＴＭインバータ２と同じものとなり、補助
電源装置６は一層高価なものとなってしまう。
本発明は前記従来例の不都合を解消し、インバータ搭載
車両に用いるものとして、小形及び軽量ですみ、しかも
低価格で信頼性の高い車両の補助電源システムを提供す
ることにある。
車両に用いるものとして、小形及び軽量ですみ、しかも
低価格で信頼性の高い車両の補助電源システムを提供す
ることにある。
本発明は前記目的を達成するため、電車線又は第３軌条
から給電される直流電源からＰＷＭインバータを介して
交流負荷に電力を供給する直流電気における車両の補助
電源システムにおいて、前記ＰＷＭインバータの直流側
に接続される平滑コンデンサを２分割して直列接続し、
前記ＰＷＭインバータの少なくとも２アーム以上の交流
端子と前記コンデンサの接続点との間にそれぞれ変圧器
の一次巻線を接続し、この変圧器の二次巻線を介して補
助電源装置を接続したことを要旨とするものである。
から給電される直流電源からＰＷＭインバータを介して
交流負荷に電力を供給する直流電気における車両の補助
電源システムにおいて、前記ＰＷＭインバータの直流側
に接続される平滑コンデンサを２分割して直列接続し、
前記ＰＷＭインバータの少なくとも２アーム以上の交流
端子と前記コンデンサの接続点との間にそれぞれ変圧器
の一次巻線を接続し、この変圧器の二次巻線を介して補
助電源装置を接続したことを要旨とするものである。
本発明によれば、主電源回路のＰＷＭインバータは２個
直列接続したアームの半導体スイッチを互いにオン、オ
フして、その交流端子にインバータの入力電圧に応じた
矩形波の交流電圧が発生することに着目し、この交流電
圧を変圧器を介して降圧し、必要な電源電圧を得るよう
にした。
直列接続したアームの半導体スイッチを互いにオン、オ
フして、その交流端子にインバータの入力電圧に応じた
矩形波の交流電圧が発生することに着目し、この交流電
圧を変圧器を介して降圧し、必要な電源電圧を得るよう
にした。
これにより補助電源用変換器は変圧器の二次側に接続さ
れるので、変換器に使用する半導体素子はその耐圧を自
由に選定できる。
れるので、変換器に使用する半導体素子はその耐圧を自
由に選定できる。
また、主電源回路側には信頼性の高い変圧器のみが接続
されるだけであるから、補助電源用変換器の故障等がこ
の主インバータに悪影響するーおそれはない。
されるだけであるから、補助電源用変換器の故障等がこ
の主インバータに悪影響するーおそれはない。
以下、図面について本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図は本発明による車両の補助電源システムの一実施
例を示す回路図で、前記従来例を示す第６図と同一構成
要素には同一参照番号を付したものである。
例を示す回路図で、前記従来例を示す第６図と同一構成
要素には同一参照番号を付したものである。
主電源回路については、主ＰＷＭインバータ２の直流側
に接続される平滑コンデンサを除いては前記従来例と同
じであり、１は交流負荷としてのターラで、これは電車
線３に起動装置４を介して接続された主ＰＷＭインバー
タ２の交流出力側に接続されるが、これらの詳細説明は
先に述べた通りなので省略する。なお、図中、２Ｌ ２
２はインハータ２を構成する半導体スイッチの一部を示
す。
に接続される平滑コンデンサを除いては前記従来例と同
じであり、１は交流負荷としてのターラで、これは電車
線３に起動装置４を介して接続された主ＰＷＭインバー
タ２の交流出力側に接続されるが、これらの詳細説明は
先に述べた通りなので省略する。なお、図中、２Ｌ ２
２はインハータ２を構成する半導体スイッチの一部を示
す。
本発明は、前記起動装置４と主ＰＷＭインバータ２との
間に並列に接続される平滑コンデンサを２分割して５１
．５２とし、これらを相互に直列接続した。
間に並列に接続される平滑コンデンサを２分割して５１
．５２とし、これらを相互に直列接続した。
これら平滑コンデンサ５１と５２の接続点Ａと主四台イ
ンバータ２の第１のアーム（例えば直列接続された半導
体スイッチ２１．２２からのアーム）の交流端子Ｂとの
間に補助変圧器７１の一次巻線を接続する。同様に第２
アームの交流端子Ｃとの間に補助変圧器７２を、第３相
アームの交流端子りとの間に補助変圧器７３を接続する
。なお、インバータアーム第１相、第２相、第３相のス
イッチングは３相動作するので、これら補助変圧器７１
〜７３は１２０゜ずつずれた同一動作となる。
ンバータ２の第１のアーム（例えば直列接続された半導
体スイッチ２１．２２からのアーム）の交流端子Ｂとの
間に補助変圧器７１の一次巻線を接続する。同様に第２
アームの交流端子Ｃとの間に補助変圧器７２を、第３相
アームの交流端子りとの間に補助変圧器７３を接続する
。なお、インバータアーム第１相、第２相、第３相のス
イッチングは３相動作するので、これら補助変圧器７１
〜７３は１２０゜ずつずれた同一動作となる。
そして、各変圧器７１〜７３の二次巻線に補助電源袋Ｎ
８を接続し、その出力端子９１．９２から必要な電源を
得る。
８を接続し、その出力端子９１．９２から必要な電源を
得る。
第２図は前記補助電源装置８の一例を示す回路図で、補
助電源として例えばインバータ制御電源などの安定した
直流電圧を得るために、前記変圧器７１〜７３に接続さ
れ、かつ相互に並列接続されたダイオード整流器８１〜
８３と、これら整流器８１〜８３に接続される変換器８
４とで構成した。この変換器８４は、出力に直流電源が
必要の場合はＤＣ／ＤＣＣ／式−タであり、交流電源が
必要の場合はＤＣ／ＡＣＣ／式−タとなる。
助電源として例えばインバータ制御電源などの安定した
直流電圧を得るために、前記変圧器７１〜７３に接続さ
れ、かつ相互に並列接続されたダイオード整流器８１〜
８３と、これら整流器８１〜８３に接続される変換器８
４とで構成した。この変換器８４は、出力に直流電源が
必要の場合はＤＣ／ＤＣＣ／式−タであり、交流電源が
必要の場合はＤＣ／ＡＣＣ／式−タとなる。
次に動作を説明すると、第１図のインバータ２はＰＷＭ
制御インバータで、インバータアームの交流端子Ｂと平
滑コンデンサ５１．５２の中間点Ａとの間には第３図（
ａ）に示すような電車線電圧Ｅｄの１７２を波高値とす
る交流電圧が発生する。
制御インバータで、インバータアームの交流端子Ｂと平
滑コンデンサ５１．５２の中間点Ａとの間には第３図（
ａ）に示すような電車線電圧Ｅｄの１７２を波高値とす
る交流電圧が発生する。
時刻１．では半導体スイッチ２１がオフし、２２がオン
する。変圧器７１にはコンデンサ５２のコンデンサ電圧
が加わる。
する。変圧器７１にはコンデンサ５２のコンデンサ電圧
が加わる。
ｔ３ではｔ、と同じ動作、ｔ４ではｔ２と同じ動作、以
下同様に半導体スイッチ２１．２２が交互にオン、オフ
をくり返していく。
下同様に半導体スイッチ２１．２２が交互にオン、オフ
をくり返していく。
また、同様に変圧器７２に対し１２０°変圧器、７３は
変圧器７２に対し１２０°おくれた動作となる。
変圧器７２に対し１２０°おくれた動作となる。
変圧器７の二次巻線電圧をダイオード整流器８１で整流
すると、第３図（ｂ）に示すような電車線３の電圧に比
例した平滑直流電圧が得られる。この直流電圧の値は電
車線電圧に応じて変動し、安定ではないので、８４のよ
うな変換器を介して安定化を図る。
すると、第３図（ｂ）に示すような電車線３の電圧に比
例した平滑直流電圧が得られる。この直流電圧の値は電
車線電圧に応じて変動し、安定ではないので、８４のよ
うな変換器を介して安定化を図る。
第４図は本発明の第２実施例を示す図で、前記第１実施
例の第１図と異なるところは変圧器７１〜７３の二次巻
線を３相結線し、補助電源装置８の入力を３相入力とし
たことである。第５図はこの第２実施例の補助電源装置
８の一例を示すもので、３相交流入力をダイオード整流
器８５で整流するようにした。この第４図の第２実施例
の場合、主ＰＷＨインバータ２の出力には常に規定以上
の電圧が発生していることが必要となるが、交流負荷が
車両駆動用交流電動機以外は常時主インバータ出力があ
るので不都合はない。
例の第１図と異なるところは変圧器７１〜７３の二次巻
線を３相結線し、補助電源装置８の入力を３相入力とし
たことである。第５図はこの第２実施例の補助電源装置
８の一例を示すもので、３相交流入力をダイオード整流
器８５で整流するようにした。この第４図の第２実施例
の場合、主ＰＷＨインバータ２の出力には常に規定以上
の電圧が発生していることが必要となるが、交流負荷が
車両駆動用交流電動機以外は常時主インバータ出力があ
るので不都合はない。
ところで、前記実施例は主ＰＷＭコンデンサ２が３相の
場合で示したが、単相インバータでも３相以上の多相で
も全く同様に適用でき、さらに、主ＰＷＭインバータ２
を停止させるような運転状態でも、変圧器７の接続され
たインバータの１アームは動作させておけばよいので、
電源回路全体としての効率の向上が図れる。
場合で示したが、単相インバータでも３相以上の多相で
も全く同様に適用でき、さらに、主ＰＷＭインバータ２
を停止させるような運転状態でも、変圧器７の接続され
たインバータの１アームは動作させておけばよいので、
電源回路全体としての効率の向上が図れる。
以上述べたように、本発明による車両の補助電源システ
ムは、補助電源用変換器は変圧器の二次側に接続される
ので、変換器に使用する半導体素子とその耐圧は自由に
選定できるので、補助電源装置に最適な低価格素子を使
用できるので大幅な価格低減と小形軽量化が図れるもの
である。
ムは、補助電源用変換器は変圧器の二次側に接続される
ので、変換器に使用する半導体素子とその耐圧は自由に
選定できるので、補助電源装置に最適な低価格素子を使
用できるので大幅な価格低減と小形軽量化が図れるもの
である。
また、主回路側には信頼性の高い変圧器のみが接続され
るだけであるから、主回路及び補助電源システム全体の
信頼性が大幅に向上する。
るだけであるから、主回路及び補助電源システム全体の
信頼性が大幅に向上する。
第１図は本発明による車両の補助電源システムの一実施
例を示す回路図、第２図は第１図の実施例において使用
される補助電源装置の一例を示す回路図、第３図は本発
明による実施例を説明するための動作波形図、第４図は
本発明の他の異なる実施例を示す回路図、第５図は第４
図の実施例において使用される補助電源装置の一例を示
す回路図、第６図は従来例を示す回路図、第７図は第６
図従来例において使用される補助電源装置の詳細を示す
回路図である。 １・・・クーラ ２・・・主ＰＷＭインバー
タ２Ｌ ２２・・・半導体スイッチ ３・・・電車線 ４・・・起動装置５・・・
平滑コンデンサ ５Ｌ ５２・・・平滑コンデンサ６
・・・補助電源装置 ６１・・・補助ＰＷＭインバータ ６２・・・絶縁変圧器 ６３・・・整流器７１〜
７３・・・補助変圧器 ８・・・補助電源装置８１〜
８３・・・ダイオード整流器 ８４・・・変換器 ８５・・・ダイオード整
流器９Ｌ ９２・・・出力端子
例を示す回路図、第２図は第１図の実施例において使用
される補助電源装置の一例を示す回路図、第３図は本発
明による実施例を説明するための動作波形図、第４図は
本発明の他の異なる実施例を示す回路図、第５図は第４
図の実施例において使用される補助電源装置の一例を示
す回路図、第６図は従来例を示す回路図、第７図は第６
図従来例において使用される補助電源装置の詳細を示す
回路図である。 １・・・クーラ ２・・・主ＰＷＭインバー
タ２Ｌ ２２・・・半導体スイッチ ３・・・電車線 ４・・・起動装置５・・・
平滑コンデンサ ５Ｌ ５２・・・平滑コンデンサ６
・・・補助電源装置 ６１・・・補助ＰＷＭインバータ ６２・・・絶縁変圧器 ６３・・・整流器７１〜
７３・・・補助変圧器 ８・・・補助電源装置８１〜
８３・・・ダイオード整流器 ８４・・・変換器 ８５・・・ダイオード整
流器９Ｌ ９２・・・出力端子
Claims (1)
- 電車線又は第３軌条から給電される直流電源からＰＷＭ
インバータを介して交流負荷に電力を供給する直流電気
車における車両の補助電源システムにおいて、前記ＰＷ
Ｍインバータの直流側に接続される平滑コンデンサを２
分割して直列接続し、前記ＰＷＭインバータの少なくと
も２アーム以上の交流端子と前記コンデンサの接続点と
の間にそれぞれ変圧器の一次巻線を接続し、この変圧器
の二次巻線を介して補助電源装置を接続したことを特徴
とする車両の補助電源システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61112337A JPS62268302A (ja) | 1986-05-15 | 1986-05-15 | 車両の補助電源システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61112337A JPS62268302A (ja) | 1986-05-15 | 1986-05-15 | 車両の補助電源システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62268302A true JPS62268302A (ja) | 1987-11-20 |
Family
ID=14584156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61112337A Pending JPS62268302A (ja) | 1986-05-15 | 1986-05-15 | 車両の補助電源システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62268302A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5350994A (en) * | 1992-06-05 | 1994-09-27 | Fuji Electric Co., Ltd. | Electric system for an electric vehicle |
-
1986
- 1986-05-15 JP JP61112337A patent/JPS62268302A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5350994A (en) * | 1992-06-05 | 1994-09-27 | Fuji Electric Co., Ltd. | Electric system for an electric vehicle |
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