铁道车辆用驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术的课题在于，提出一种在搭载制动斩波器时抑制追加设备的制动斩波器系统。本发明专利技术的铁道车辆用驱动装置具有：变压器，其对从对交流电力进行集电的集电装置输入的交流电力进行变压；第一电力变换装置，其将由所述变压器变压后的交流电力变换为直流电力；第二电力变换装置，其将直流电力变换为三相交流电力；和滤波电容器，其设置在所述第一和所述第二电力变换装置之间，该铁道车辆用驱动装置具有充电电阻，其设置在所述第一电力变换装置与所述变压器之间，限制从所述变压器向所述滤波电容器流入的充电电流，所述第一电力变换装置在车辆制动时将由所述三相交流电动机产生的再生电力提供给所述充电电阻，通过所述充电电阻来消耗所述再生电力。

【技术实现步骤摘要】
铁道车辆用驱动装置以及铁道车辆
本专利技术涉及铁道车辆用的驱动装置，且涉及面向交流车以及交直流车的驱动装置的驱动方法。
技术介绍
在交流电化区间行驶的电气铁道车辆，搭载有由第一电力变换装置和第二电力变换装置构成的车辆驱动控制装置，所述第一电力变换装置将从架线经由变压器而输入的交流电力变换成直流电力，所述第二电力变换装置将直流电力变换为三相交流电力。在上述车辆行驶于直流区间的情况下，成为来自架线的电力被输入到第一电力变换装置与第二电力变换装置之间的直流输出部的结构。电气铁道车辆在加速时，在交流区间从架线经由变压器、第一电力变换装置和第二电力变换装置向电动机供给三相交流电力，在直流区间从架线经由第二电力变换装置向电动机供给三相交流电力，对电动机进行驱动。电气铁道车辆在减速时使用再生制动，所述再生制动在交流区间经由第二电力变换装置、第一电力变换装置和变压器使由电动机产生的三相交流电力返回架线，在直流区间经由第二电力变换装置使电力返回架线，由此对发电得到的电力进行再利用。但是，在如导电弓从架线离线时或通过死区段(deadsection)时那样无法使电力返回架线的情况、行驶于不许可使电力返回架线的路线的情况、或架线的电压上升至规定值以上而无法使电力返回架线的情况下，利用气闸使车辆减速。气闸的闸皮根据使用频度而产生磨耗，因此存在气闸的使用频度高的情况下磨耗加剧，闸皮的更换周期变短这一课题。因此，设计并实用化了一种在不能使用再生制动的情况下，通过由被称为制动电阻的电阻器来消耗电动机所产生的电力从而获得制动力的制动斩波器系统。通过该制动斩波器系统能够减少气闸的使用频度。另一方面，制动斩波器系统需要与第一电力变换装置以及第二电力变换装置分开设置斩波器装置、电阻器和电抗器，存在车辆驱动装置变大这一安装上的课题。对此，专利文献1中记载了通过将第一电力变换装置作为斩波器装置来使用，从而减少构成制动斩波器系统的设备的方法。在先技术文献专利文献专利文献1：JP特开2004-312939公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，在专利文献1中，虽然斩波器装置留用了原有的设备，但还另外需要电抗器和制动电阻，因此装置尺寸的小型化的效果较小。本专利技术鉴于这些现有技术的课题而作，提出了一种减少了追加设备的制动斩波器系统。解决课题的手段作为用于解决上述课题的手段，铁道车辆用驱动装置具有：变压器，其对从对交流电力进行集电的集电装置输入的交流电力进行变压；第一电力变换装置，其将由所述变压器变压后的交流电力变换为直流电力；第二电力变换装置，其将直流电力变换为三相交流电力；和滤波电容器，其设置在所述第一和所述第二电力变换装置之间，所述铁道车辆用驱动装置具有充电电阻，所述充电电阻设置在所述第一电力变换装置与所述变压器之间，限制从所述变压器向所述滤波电容器流入的充电电流，所述第一电力变换装置在车辆制动时将由所述三相交流电动机产生的再生电力提供给所述充电电阻，通过所述充电电阻来消耗所述再生电力。专利技术效果根据本专利技术，通过将现有的制动斩波器装置所需的电抗器、制动电阻与其他设备共用，能够削减设备数，并减少驱动装置的部件数，除了能够实现装置的小型化/轻量化之外，还具有通过部件个数的减少而降低故障的风险且提高可靠性的效果。附图说明图1是表示实施例1中的系统构成的图。图2是表示实施例1中的另一系统构成的图。图3是表示实施例1、实施例2、实施例3中的电流的路径1的图。图4是表示实施例1、实施例2、实施例3中的电流的路径2的图。图5是表示实施例1、实施例2、实施例3中的控制逻辑的图。图6是表示实施例2中的系统构成的图。图7是表示实施例3中的系统构成的图。图8是表示实施例3中的另一系统构成的图。图9是表示实施例3中的另一系统构成的图。具体实施方式以下利用附图对多个具体的实施例进行说明。【实施例1】图1中示出本专利技术的铁道车辆用驱动装置中的第一实施例。首先，对设备的构成进行说明。第一电力变换装置1将从交流架线用导电弓2经由开关3和变压器4而供给的交流电力变换为直流电力来提供给第二电力变换装置9。在此，第一电力变换装置1由开关元件1a～1d构成。具体来说，各开关元件1a～1d由IGBT等的晶体管、和与该晶体管反并联连接的二极管构成，1a与1b、1c与1d分别串联连接，1a与1b的串联电路和1c与1d的串联电路并联连接。此外，开关元件1a与1b的中间点，与变压器的二次侧绕组的一侧连接，开关元件1c与1d的中间点，与变压器的二次侧绕组的另一侧连接。开关3既可以是能够阻断电流的真空阻断器，也可以是通过电磁铁的动作来对电机电路进行开闭的电磁接触器，还可以是将真空阻断器与电磁接触器串联连接的构成。在第一电力变换装置1与变压器4之间串联连接有将充电电阻5与电磁接触器6并联连接而成的电路和电磁接触器12。在充电电阻5及电磁接触器6与电磁接触器12之间，对变压器4并联连接有制动电抗器14，制动电抗器14未使用时通过电磁接触器13而被断开。在此，在图1中电磁接触器12连接在变压器4与充电电阻5以及电磁接触器6之间，但也可以连接在变压器4与制动电抗器14之间。即，既可以如图2所示在变压器4与开关元件1c以及1d之间设置电磁接触器12，也可以设置在变压器的两端。此外，使制动电抗器14断开的电磁接触器13也既可以设置在制动电抗器14的任意一侧，也可以不是设置在制动电抗器14的单端而是设置在两端。第一电力变换装置1与第二电力变换装置9之间被称为直流级，在直流级设置有对架线电压频率的2倍的整流脉动进行吸收的滤波电路7、滤波电容器8。滤波电路7不必一定设置。第二电力变换装置9将从第一电力变换装置1供给的直流变换为三相交流电力来对三相电动机10进行驱动。控制装置11输出对第一电力变换装置1以及第二电力变换装置9进行控制的信号Pc和Pi。接着，对驱动装置的具体的动作进行说明。首先，对用于利用充电电阻5来防止从架线向滤波电容器8流入过电流的动作进行说明。控制装置11若确认接通了开关3，则仅接通开关12。此时，由于电流经由充电电阻5流向滤波电容器8，因此即使在滤波电容器8未被充电的状态下，也会防止过电流的流动。接着，在滤波电容器8的电压超过了规定值时接通开关6。接通开关6的电压既可以设为固定值，也可以根据变压器的二次电压而发生变化。接着，对由充电电阻5来消耗再生电力时的动作进行说明。控制装置11在车辆再生中，在探测到导电弓的离线、通过死区段、行驶于不许可使电力返回架线的路线、架线电压的规定值以上的上升中的任意一种状况的情况下，判断为无法使再生电力返回架线，控制装置11切换为使电力变换装置1作为制动斩波器来执行动作的模式(以下称为制动斩波器模式)。在制动斩波器模式下，首先使第一电力变换装置1和第二电力变换装置9停止，使电磁接触器12和电磁接触器6断开。虽然开关3不必一定断开，但在导电弓2与架线接触的情况下最好断开。此时，在开关3为将真空阻断器和电磁接触器串联连接的构成的情况下，为了抑制真空阻断器的动作次数而仅使电磁接触器断开。在确认了这些设备被断开后，接通电磁接触器13而将制动电抗器14连接到主电路。若接通了电磁接触器13，则控制装置11使第二电力变换装置9再次进行再生动作，并使第一电力变换装置1作为控制流过充电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁道车辆用驱动装置，具有：集电装置，其对交流电力进行集电；变压器，其对从所述集电装置输入的交流电力进行变压；第一电力变换装置，其将由所述变压器变压后的交流电力变换为直流电力；第二电力变换装置，其将从所述第一电力变换装置供给的直流电力变换为三相交流电力并对三相交流电动机进行驱动；和滤波电容器，其设置在所述第一电力变换装置与所述第二电力变换装置之间，一方连接于高压侧而另一方连接于低压侧，所述铁道车辆用驱动装置的特征在于，还具有充电电阻，所述充电电阻设置在所述第一电力变换装置与所述变压器之间，限制从所述变压器向所述滤波电容器流入的充电电流，所述第一电力变换装置，在车辆制动时将由所述三相交流电动机产生的再生电力提供给所述充电电阻，通过所述充电电阻来消耗所述再生电力。

【技术特征摘要】
2013.09.13 JP 2013-1899891.一种铁道车辆用驱动装置，具有：集电装置，其对交流电力进行集电；变压器，其对从所述集电装置输入的交流电力进行变压；第一电力变换装置，其将由所述变压器变压后的交流电力变换为直流电力；第二电力变换装置，其将从所述第一电力变换装置供给的直流电力变换为三相交流电力并对三相交流电动机进行驱动；和滤波电容器，其设置在所述第一电力变换装置与所述第二电力变换装置之间，一方连接于高压侧而另一方连接于低压侧，所述铁道车辆用驱动装置的特征在于，还具有：充电电阻，其设置在所述第一电力变换装置与所述变压器之间，限制从所述变压器向所述滤波电容器流入的充电电流；和第1接触器，其与所述充电电阻并联连接，所述第一电力变换装置，在车辆制动时将由所述三相交流电动机产生的再生电力提供给所述充电电阻，通过所述充电电阻来消耗所述再生电力，在车辆制动时，成为所述第1接触器被断开的状态，再生电流流过所述充电电阻和所述变压器的二次侧绕组。2.根据权利要求1所述的铁道车辆用驱动装置，其特征在于，所述第一电力变换装置具有4个开关元件，第1开关元件与第2开关元件被串联连接的中间点与所述变压器的二次侧绕组的一侧连接，第3开关元件与第4开关元件被串联连接的中间点与所述变压器的二次侧绕组的另一侧连接，所述充电电阻连接在所述第1开关元件与第2开关元件被串联连接的中间点和所述变压器的二次侧绕组的一侧之间，所述第一电力变换装置具有在将再生电力提供给所述充电电阻时，对使所述第1以及第4开关元件通流的第1通流路径、和使所述第2以及第3开关元件通流的第2通流路径进行切换的单元，在所述第一电力变换装置向所述充电电阻供给了再生电力的动作次数、或动作时间、或流过所述充电电阻的电流的总量中的至少一个超过了规定值的情况下，对所述通流路径进行切换。3.根据权利要求1所述的铁道车辆用驱动装置，其特征在于，所述第一电力变换装置具有4个开关元件，第1开关元件与第2开关元件被串联连接的中间点与所述变压器的二次侧绕组的一侧连接，第3开关元件与第4开关元件被串联连接的中间点与所述变压器的二次侧绕组的另一侧连接，所述充电电阻连接在所述第1开关元件与第2开关元件被串联连接的中间点和所述变压器的二次侧绕组的一侧之间，所述第一电力变换装置，在将再生电力提供给所述充...

【专利技术属性】
技术研发人员：绫田昌高，野崎雄一郎，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP