[發(fā)明專利]交流電動(dòng)車輛的電源設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580034505.2
• 申請(qǐng)日: 2015-05-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106488858B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 渡邊秀夫;小川吉晴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社明電舍
• 主分類號(hào): B60M3/00
• 分類號(hào): B60M3/00;B60M3/04
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所11038
• 代理人: 曹瑾

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于AC(交流)電動(dòng)車輛的電源設(shè)備，并且特別地涉及用于使電動(dòng)車輛通過(guò)不同電源之間的區(qū)段的電源切換系統(tǒng)。

背景技術(shù)

由于諸如新干線(Shinkansen)的AC(交流)電動(dòng)車輛是單相的，因此AC電源作為三相從電力公司接收到，并且被轉(zhuǎn)換為單相，并且通過(guò)利用三相單相轉(zhuǎn)換器饋送到AC電動(dòng)車輛。作為這種三相單相轉(zhuǎn)換器，有在次級(jí)側(cè)配備有兩個(gè)單相電源(M座和T座)的斯科特(Scott)變壓器和在次級(jí)側(cè)配備有兩個(gè)單相電源(A座和B座)的Woodbridge變壓器等。

由此，電動(dòng)車輛運(yùn)行通過(guò)其相位彼此不同的電源，并且在變電站和饋電分段點(diǎn)處提供不同電源彼此面對(duì)的區(qū)段，以防止不同相之間的短路。在常規(guī)的鐵路線中，在其中不同電源彼此面對(duì)的這一區(qū)段處提供死區(qū)(dead section)，并且在新干線中，提供作為切換區(qū)段的中央?yún)^(qū)段，并且切換電源。

在新干線中采用的中央?yún)^(qū)段采用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。但是，在這種系統(tǒng)中存在許多問(wèn)題。在下文中，示出了主要問(wèn)題。

在中央?yún)^(qū)段中，執(zhí)行轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的打開(kāi)/關(guān)閉，以每當(dāng)電動(dòng)車輛通過(guò)時(shí)切換電源。因此，需要能夠經(jīng)受頻繁打開(kāi)/關(guān)閉的設(shè)備。在現(xiàn)有技術(shù)中，每當(dāng)執(zhí)行50,000次打開(kāi)/關(guān)閉時(shí)需要檢查設(shè)備，每當(dāng)執(zhí)行100,000次時(shí)需要更換真空閥，并且每當(dāng)執(zhí)行200,000次時(shí)需要更換轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，因此，運(yùn)行成本變高。

此外，經(jīng)常發(fā)生由轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的打開(kāi)/關(guān)閉電涌和電極之間絕緣的劣化引起的電極之間的短路故障。因此，饋電系統(tǒng)的可靠性變差，并且由于例如提供故障檢測(cè)繼電器而使得系統(tǒng)變得復(fù)雜。作為針對(duì)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的打開(kāi)/閉合電涌的措施，存在其中在中央?yún)^(qū)段處提供電容器C和電阻器R的業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)商。

此外，需要檢測(cè)電動(dòng)車輛處于中央?yún)^(qū)段中的軌道上，以執(zhí)行轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的打開(kāi)/關(guān)閉，并且需要用于電動(dòng)車輛軌上檢測(cè)的軌道電路來(lái)檢測(cè)該電動(dòng)車輛處于中央?yún)^(qū)段中的軌道上。

當(dāng)電源被切換時(shí)，瞬時(shí)停電發(fā)生大約300±50ms，并且因此采取以下措施(1)至(3)。但是，利用這些措施(1)至(3)，成本增加。

(1)在車輛中，當(dāng)停電恢復(fù)時(shí)，自動(dòng)執(zhí)行逆變器的停止和重啟，并且因此車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)變得復(fù)雜。此外，海外制造商的車輛不能通過(guò)日本的切換區(qū)段。

(2)發(fā)生由電源的切換引起的瞬時(shí)停電，并且沖擊電流反復(fù)地流到板載變壓器。作為針對(duì)這一點(diǎn)的措施，需要在車輛上安裝被設(shè)計(jì)為強(qiáng)健的板載變壓器。因此，降低變壓器的尺寸和重量變得困難，并且與車輛重量的降低相反。

(3)在東海道新干線中，由于當(dāng)發(fā)生瞬時(shí)停電時(shí)乘坐的舒適度變差，因此在中央?yún)^(qū)段中發(fā)生停電之前關(guān)閉凹口一段時(shí)間，并且在停電恢復(fù)之后打開(kāi)凹口一段時(shí)間，從而改善由瞬時(shí)停電引起的乘坐舒適度的變差。但是，為了做到這一點(diǎn)，需要采用具有高列車檢測(cè)精度的ATC(自動(dòng)列車控制)系統(tǒng)。

如上所述，在用于AC電動(dòng)車輛的電源設(shè)備中，本發(fā)明解決了執(zhí)行電源的相位切換而不在中央?yún)^(qū)段中引起瞬時(shí)停電的問(wèn)題。

現(xiàn)有技術(shù)參考

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利No.4082033

專利文獻(xiàn)2：日本專利No.4207640

專利文獻(xiàn)3：日本專利No.4396606

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是考慮這種常規(guī)問(wèn)題做出的。關(guān)于其一個(gè)方面，在用于AC電動(dòng)車輛的電源設(shè)備中，其中在入口側(cè)電源和出口側(cè)電源的不同電源彼此面對(duì)的區(qū)段處提供中央?yún)^(qū)段，所述中央?yún)^(qū)段具有在其兩端處提供的入口側(cè)空氣區(qū)段和出口側(cè)空氣區(qū)段，用于AC電動(dòng)車輛的電源設(shè)備包括：相位轉(zhuǎn)換器，其具有：在中央?yún)^(qū)段處的第一抽頭切換變壓器，其初級(jí)繞組連接到入口側(cè)電源并且次級(jí)繞組具有切換抽頭；在中央?yún)^(qū)段處的第二抽頭切換變壓器，其初級(jí)繞組連接到出口側(cè)電源并且次級(jí)繞組具有切換抽頭；以及在中央?yún)^(qū)段處的第三變壓器，其第一繞組的兩端分別連接到第一抽頭切換變壓器的切換抽頭和第二抽頭切換變壓器的切換抽頭，并且第二繞組連接到中央?yún)^(qū)段中的電車線和軌道，其中相位轉(zhuǎn)換器將第一抽頭切換變壓器的抽頭位置設(shè)置為大輸出位置，并且將第二抽頭切換變壓器的抽頭位置設(shè)置為小輸出位置，直到電動(dòng)車輛的所有受電弓通過(guò)入口側(cè)空氣區(qū)段，其中在電動(dòng)車輛的前受電弓到達(dá)出口側(cè)空氣區(qū)段之前，在電動(dòng)車輛的所有受電弓通過(guò)入口側(cè)空氣區(qū)段之后，相位轉(zhuǎn)換器將第二抽頭切換變壓器的抽頭位置逐漸切換到輸出增加方向，同時(shí)第一抽頭切換變壓器的抽頭位置在輸出減少方向上切換，以及其中在電動(dòng)車輛的所有受電弓通過(guò)出口側(cè)空氣區(qū)段之后，相位轉(zhuǎn)換器將第一抽頭切換變壓器的抽頭位置設(shè)置為大輸出位置，并且將第二抽頭切換變壓器的抽頭位置設(shè)置為小輸出位置。