[發明專利]電氣機車的電力轉換裝置

有效

• 申請號: 201480056440.7
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN105636819B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 戶田伸一;安岡育雄;相馬三郎
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: B60L1/00
• 分類號: B60L1/00;B60L3/00;H02M7/12;H02M7/48
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司11327
• 代理人: 姜虎,陳英俊

技術領域

本發明的實施方式涉及電氣機車的電力轉換裝置。

背景技術

從交流架線被供給電力的電氣機車的電力轉換裝置主要具備：主電力轉換裝置，對驅動用電動機進行控制；以及輔助電力轉換裝置(輔助電源裝置)，用于提供機車內的壓縮機和冷卻用的鼓風機等的電源。

主電力轉換裝置以及輔助電力轉換裝置在接受交流架線電力的主變壓器中分別設置有各自的次級線圈，并由它們通過各自的轉換器(AC/DC轉換電路)轉換成直流電力。

而且，在主電力轉換裝置中，在轉換器的后段連接有可變電壓-可變頻率的逆變器。

另外，在輔助電力轉換裝置中，在轉換器的后段連接有固定電壓-固定頻率的逆變器(APU：Auxiliary Power Unit，輔助動力單元)。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2007-151392號公報

發明內容

發明所要解決的技術問題

然而，在上述以往的輔助電力轉換裝置中，為了減少三相交流輸出的高次諧波成分并形成接近正弦波的波形，設置有三相的LC共振濾波器(低通濾波器)。

在電氣機車的情況下，該LC共振濾波器中的電抗器L為電感380μH左右，需要具有380V-50Hz、230kVA左右的負載能力。

因此，存在如下的技術問題，即、電抗器L的重量為400kg以上，相當大型，是導致包含該APU電路的電力轉換裝置大型化的一個原因。

用于解決技術問題的技術方案

實施方式的電氣機車的電力轉換裝置的絕緣變壓器從交流架線接受高壓交流電力的供給，進行高壓/低壓轉換并輸出低壓交流電力。

AC/DC轉換器被輸入低壓交流電力，進行交流/直流轉換并輸出到逆變器。

另一方面，PWM控制部向逆變器輸出PWM控制信號，所述PWM控制信號具有用于從逆變器的輸出中去除特定的高次諧波成分或者使特定的高次諧波成分衰減到規定級別以下的規定圖形。

而且，電壓控制部對AC/DC轉換器的輸出直流電壓進行控制。

其結果是，逆變器被輸入AC/DC轉換器的輸出信號，在電壓控制部的控制下進行直流/交流轉換，并供給到負載。

附圖說明

圖1是第一實施方式的鐵道車輛用電力轉換裝置的概要結構框圖。

圖2是PWM控制部輸出的PWM控制信號的波形說明圖。

圖3是第一實施方式的變形例的鐵道車輛用電力轉換裝置的概要結構框圖。

圖4是第二實施方式的鐵道車輛用電力轉換裝置的概要結構框圖。

具體實施方式

下面，參照附圖，對具體實施方式進行說明。

[1]第一實施方式

圖1是第一實施方式的鐵道車輛用電力轉換裝置的概要結構框圖。

在以下的說明中，高壓以及低壓設為遵從電技省令第3條規定的電壓分類。

鐵道車輛用電力轉換裝置10大體具備：輔助電力轉換裝置11，向搭載在鐵道車輛上的各種設備供給電力；以及主電力轉換裝置13，驅動鐵道車輛驅動用的三相交流電機12。

另外，鐵道車輛用電力轉換裝置10在受電弓16與車輪18之間串聯連接有高速斷路器19、變壓器20的初級側線圈20-1，所述受電弓16從交流架線(交流電線)15(高電位側電源)被供給交流電力，所述車輪18通過線路17接地(低電位側電源)。

輔助電力轉換裝置11具備：第一轉換器21，連接在變壓器20的低壓側(低壓交流電力側)的第一次級側線圈20-2L上，將所供給的低壓交流電力轉換成直流電力；濾波電容器22，設置在第一轉換器21的輸出側端子間，用于去除高次諧波電流；第一逆變器23，與第一轉換器21串聯連接，將從第一轉換器21輸入的直流電力轉換成三相交流電力；直流電壓傳感器24，與濾波電容器22并聯連接，對濾波電容器22的兩端電壓、即第一轉換器21的輸出直流電壓進行檢測，并輸出直流電壓檢測信號DCD；以及三相電抗器26，連接在第一逆變器23的輸出端子上，用于抑制向負載25施加的施加電壓的變化率。