JP4455145B2 - 鉄道車両駆動制御装置 - Google Patents
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Description
a:車両が走行する軌道が、金属製(導電性)のレールで構成されており、
b:かつ、そのレールを金属製(導電性)の車輪で走行し、
c:さらに、その車輪が金属製(導電性)の車軸で結合されている。
前記電動機と前記電力変換装置との間の交流回路にインダクタンスLとコンデンサCと抵抗Rとで構成されるLCRフィルタ回路を設け、
前記LCRフィルタ回路は、前記電動機と前記電力変換装置との間に存在する前記交流回路を構成する複数の電路に、各々前記インダクタンスLと前記抵抗Rとを並列に接続し、かつ前記コンデンサCの一端は前記交流回路を構成する各電路であって、前記インダクタンスLと前記抵抗Rとの接続点と前記電動機との接続点間に接続する共に、前記コンデンサCの他端は前記交流回路を構成する各電路間であって、前記インダクタンスLと前記抵抗Rとの接続点と前記電動機との接続点間に接続し、
前記電動機の軸電圧発生の原因となる、前記電力変換装置―前記電動機の固定子巻線―前記固定子巻線と前記電動機の枠間に存在する浮遊静電容量―前記電動機の枠という第1の経路で前記鉄道車両や前記レールに流れる高周波電流を、前記LCRフィルタ回路により抑制し、
前記電力変換装置―前記電動機の固定子巻線に存在する浮遊静電容量―前記電力変換装置の第2の経路で流れる高周波電流を、前記LCRフィルタ回路により抑制するようにしたことを特徴とする鉄道車両駆動制御装置である。
前記電動機と前記電力変換装置との間の交流回路にインダクタンスLとコンデンサCとで構成されるLCフィルタ回路を設け、
前記LCフィルタ回路は、前記電動機と前記電力変換装置との間に存在する前記交流回路を構成する複数の電路に、各々前記インダクタンスLを直列に接続し、かつ前記コンデンサCの一端は前記交流回路を構成する各電路であって、前記インダクタンスLと前記電動機との接続点間に接続する共に、前記コンデンサCの他端は前記交流回路を構成する各電路間であって、前記インダクタンスLと前記電動機との接続点間に接続し、
前記電動機の軸電圧発生の原因となる、前記電力変換装置―前記電動機の固定子巻線―前記固定子巻線と前記電動機の枠間に存在する浮遊静電容量―前記電動機の枠という第1の経路で前記鉄道車両や前記レールに流れる高周波電流を、前記LCフィルタ回路により抑制し、
前記電力変換装置―前記電動機の固定子巻線に存在する浮遊静電容量―前記電力変換装置の第2の経路で流れる高周波電流を、前記LCフィルタ回路により抑制するようにしたことを特徴とする鉄道車両駆動制御装置である。
たことを特徴とする請求項3記載の鉄道車両駆動制御装置である。
a:「電力変換装置」→「交流電動機の巻線」→「巻線と交流電動機の枠間の浮遊容量」→「交流電動機の枠」という経路で車体や軌道に流出する高周波電流と、
b:「電力変換装置」→「交流電動機の各相の各巻線の間に存在する浮遊容量」→「電力変換装置」という経路で流れる高周波電流の両方の高周波電流を抑制することができ、これにより、車輪(車軸)の軸端間電圧の発生を抑制して信号保安機器20への障害を防止することが可能になる。
a:「電力変換装置1」→「電動機2の巻線」→「巻線と電動機2の枠間の浮遊静電容量」→「電動機の枠51」という経路で車体や軌道に流出する高周波電流と、
b:「電力変換装置1」→「電動機2の3相の各巻線の間(U相巻線とV相巻線間、V相巻線とW相巻線間、W相巻線とU相巻線間)に存在する浮遊静電容量」→「電力変換装置1」という経路で流れるU相〜V相、V相〜W相、またはW相〜U相の高周波電流の両方の高周波電流を抑制することができ、これにより、車輪(車軸)の軸端間電圧の発生を抑制して信号保安機器20への障害を防止することが可能になる。
なお、(1)式において、Lはインダクタンスの値[H]、Cはコンデンサの静電容量[F]、
πは円周率である。
a:「電力変換装置」→「交流電動機の巻線」→「巻線と交流電動機の枠間の浮遊静電容量」→「交流電動機の枠」という経路で車体や軌道に流出する高周波電流と、
b:「電力変換装置」→「交流電動機の3相の各巻線の間(U相巻線とV相巻線間、V相巻線とW相巻線間、W相巻線とU相巻線間)に存在する浮遊静電容量」→「電力変換装置」という経路で流れるU相〜V相、V相〜W相、またはW相〜U相の高周波電流
の両方の高周波電流を抑制することができ、これにより、車輪(車軸)の軸端間電圧の発生を抑制して信号保安機器20への障害を確実に防止するとともに、軌道に設置されている信号保安機器20が使用している信号周波数である25Hzから40kHzの範囲および80kHz以上の範囲と、LCRフィルタ回路3の共振周波数とが一致することを防止し、LCRフィルタ回路3に流れる共振周波数の交流電流が信号保安機器20に悪影響を与えることを確実に防止できる。
<変形例>
本発明は、前述した実施の形態に限定されず、例えば次のように構成してもよい。前述の実施の形態では電力変換装置1から電動機2に供給される電力としては三相交流電力例えば三相交流電圧の場合で、電動機2も三相交流電動機を例に挙げて説明したが、これ以外の他の交流であっても同様に実施できる。
Claims (9)
- レールを走行する鉄道車両の車輪に、動力伝達機構を介さずにその回転子の駆動力を直接伝達する直接駆動形交流電動機と、直流電力を交流電力に変換して前記電動機に供給する電力変換装置とを有する鉄道車両駆動制御装置において、
前記電動機と前記電力変換装置との間の交流回路にインダクタンスLとコンデンサCと抵抗Rとで構成されるLCRフィルタ回路を設け、
前記LCRフィルタ回路は、前記電動機と前記電力変換装置との間に存在する前記交流回路を構成する複数の電路に、各々前記インダクタンスLと前記抵抗Rとを並列に接続し、かつ前記コンデンサCの一端は前記交流回路を構成する各電路であって、前記インダクタンスLと前記抵抗Rとの接続点と前記電動機との接続点間に接続する共に、前記コンデンサCの他端は前記交流回路を構成する各電路間であって、前記インダクタンスLと前記抵抗Rとの接続点と前記電動機との接続点間に接続し、
前記電動機の軸電圧発生の原因となる、前記電力変換装置―前記電動機の固定子巻線―前記固定子巻線と前記電動機の枠間に存在する浮遊静電容量―前記電動機の枠という第1の経路で前記鉄道車両や前記レールに流れる高周波電流を、前記LCRフィルタ回路により抑制し、
前記電力変換装置―前記電動機の固定子巻線に存在する浮遊静電容量―前記電力変換装置の第2の経路で流れる高周波電流を、前記LCRフィルタ回路により抑制するようにしたことを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。 - 前記LCRフィルタ回路と前記電動機との間の交流回路を構成する複数の電路に、前記電力変換装置が故障したとき、又は前記電力変換装置、前記電動機を電気的に保護するための保護装置が動作したとき前記交流回路を開放するための開閉器をそれぞれ直列に設けたことを特徴とする請求項1記載の鉄道車両駆動制御装置。
- レールを走行する鉄道車両の車輪に、動力伝達機構を介さずにその回転子の駆動力を直接伝達する直接駆動形交流電動機と、直流電力を交流電力に変換して前記電動機に供給する電力変換装置とを有する鉄道車両駆動制御装置において、
前記電動機と前記電力変換装置との間の交流回路にインダクタンスLとコンデンサCとで構成されるLCフィルタ回路を設け、
前記LCフィルタ回路は、前記電動機と前記電力変換装置との間に存在する前記交流回路を構成する複数の電路に、各々前記インダクタンスLを直列に接続し、かつ前記コンデンサCの一端は前記交流回路を構成する各電路であって、前記インダクタンスLと前記電動機との接続点間に接続する共に、前記コンデンサCの他端は前記交流回路を構成する各電路間であって、前記インダクタンスLと前記電動機との接続点間に接続し、
前記電動機の軸電圧発生の原因となる、前記電力変換装置―前記電動機の固定子巻線―前記固定子巻線と前記電動機の枠間に存在する浮遊静電容量―前記電動機の枠という第1の経路で前記鉄道車両や前記レールに流れる高周波電流を、前記LCフィルタ回路により抑制し、
前記電力変換装置―前記電動機の固定子巻線に存在する浮遊静電容量―前記電力変換装置の第2の経路で流れる高周波電流を、前記LCフィルタ回路により抑制するようにしたことを特徴とする鉄道車両駆動制御装置。 - 前記LCフィルタ回路と前記電動機との間の交流回路を構成する複数の電路に、前記電力変換装置が故障したときの前記交流回路を開放するための開閉器をそれぞれ直列に設け
たことを特徴とする請求項3記載の鉄道車両駆動制御装置。 - 前記LCRフィルタ回路の共振周波数を40kHzを超え80kHz未満の範囲になるように回路定数を設定するか、又は鉄道用信号機や踏切を制御するための信号保安機器で使用している周波数帯域を除く周波数帯域となるように回路定数を設定したことを特徴とする請求項1記載の鉄道車両駆動制御装置。
- 前記LCRフィルタ回路の共振周波数を40kHzを超え80kHz未満の範囲になるように回路定数を設定するか、又は鉄道用信号機や踏切を制御するための信号保安機器で使用している周波数帯域を除く周波数帯域となるように回路定数を設定したことを特徴とする請求項2記載の鉄道車両駆動制御装置。
- 前記LCフィルタ回路の共振周波数を40kHzを超え80kHz未満の範囲になるように回路定数を設定するか、又は鉄道用信号機や踏切を制御するための信号保安機器で使用している周波数帯域を除く周波数帯域となるように回路定数を設定したことを特徴とする請求項3記載の鉄道車両駆動制御装置。
- 前記LCフィルタ回路の共振周波数を40kHzを超え80kHz未満の範囲になるように回路定数を設定するか、又は鉄道用信号機や踏切を制御するための信号保安機器で使用している周波数帯域を除く周波数帯域となるように回路定数を設定したことを特徴とする請求項4記載の鉄道車両駆動制御装置。
- 少なくとも前記電力変換装置と前記LCRフィルタ回路または少なくとも前記電力変換装置と前記LCフィルタ回路を、静電遮蔽及び磁気遮蔽が可能な材料からなる同一の装置箱に収納したことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の鉄道車両駆動制御装置。
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