JP7637573B2 - Drive system for a rail vehicle and method for installing said drive system - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電池を搭載する鉄道車両用の駆動システムおよび該駆動システムの設置方法に関する。 The present invention relates to a drive system for a railway vehicle equipped with a storage battery and a method for installing the drive system.
近年、リチウムイオン電池などの蓄電池の高エネルギー密度化や高出力密度化により、蓄電装置を搭載した鉄道車両として、1回の充電で100kmを超える走行を可能とする車両が導入されている。そのような鉄道車両では、モータを駆動する複数のインバータ装置や空調等の車両用補器に電力供給する補助電源装置への入力電力を確保するため、複数校の蓄電池を直並列に接続する構成を備える。 In recent years, due to the increasing energy density and power density of storage batteries such as lithium-ion batteries, railroad cars equipped with power storage devices that can travel more than 100 km on a single charge have been introduced. In such railroad cars, multiple storage batteries are connected in series and parallel to ensure input power to multiple inverter devices that drive the motors and auxiliary power devices that supply power to vehicle auxiliaries such as air conditioning.
一方、畜電池の直列数の増加により、高い絶縁性能(例えば、絶縁抵抗、耐電圧)が必要となるため、蓄電装置が大型化および高コスト化してしまう問題がある。 On the other hand, as the number of storage batteries connected in series increases, high insulation performance (e.g., insulation resistance, voltage resistance) is required, which creates the problem of the storage device becoming larger and more expensive.
また、特許文献1(特開2016-135030号公報)には、組電池箱を収納する金属箱を、絶縁部材により鉄道車両に対して絶縁している技術が示されている。この技術では、個々の組電池箱を樹脂製として絶縁することで、組電池箱内に収納されている機器や部品に要求される絶縁性能を低減している。 Patent Document 1 (JP Patent Publication 2016-135030A) describes a technology in which a metal box that houses a battery pack is insulated from the railway vehicle by an insulating material. In this technology, each battery pack box is made of resin and insulated, thereby reducing the insulation performance required for the devices and parts housed in the battery pack box.
蓄電装置から複数のコンバータ装置およびインバータ装置で構成された主変換装置並びに補助電源装置に電力を供給するに当たり、蓄電装置を構成する畜電池の直列数を増加させるためには、高い絶縁性能(例えば、絶縁抵抗、耐電圧)が必要となり、蓄電装置が大型化および高コスト化してしまうことになる。 When supplying power from a storage device to a main conversion device and auxiliary power supply device, which are made up of multiple converter devices and inverter devices, increasing the number of series connections of the storage batteries that make up the storage device requires high insulation performance (e.g., insulation resistance, voltage resistance), which results in the storage device becoming larger and more expensive.
そこで、本発明は、蓄電装置を構成する畜電池の直列数が増加しても、蓄電装置に要求される絶縁性能を低減し、蓄電装置の大型化および高コスト化を抑えることができる駆動システムを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a drive system that can reduce the insulation performance required of the storage device and prevent the storage device from becoming larger and more expensive, even if the number of storage batteries connected in series that make up the storage device increases.
上記課題を解決するために、代表的な本発明に係る鉄道車両用の駆動システムの一つは、交流電圧から変換した直流電圧を出力する複数のコンバータと、コンバータが出力する直流電圧を三相交流電圧に変換して電動機を駆動する複数のインバータと、複数の蓄電池を直列接続した直列蓄電池群を有しコンバータまたはインバータとの間で充放電を行う蓄電装置とを備え、複数のコンバータそれぞれと当該コンバータに対応する複数のインバータそれぞれとをつなぐ直流線路それぞれの線間に設けた各中性点および蓄電装置内の直列蓄電池群の任意の蓄電池間電位点が接地されるものである。 To solve the above problems, one representative driving system for railway vehicles according to the present invention includes multiple converters that output DC voltage converted from AC voltage, multiple inverters that convert the DC voltage output by the converters into three-phase AC voltage to drive an electric motor, and a storage device having a series battery group in which multiple storage batteries are connected in series and performing charging and discharging between the converters or the inverters, and each neutral point provided between each line of the DC lines connecting each of the multiple converters and each of the multiple inverters corresponding to the converters and any inter-battery potential point of the series battery group in the storage device are grounded.
本発明によれば、蓄電装置に要求される絶縁性能が低減されるため、その絶縁性能を確保するために蓄電装置が大型化および高コスト化することを抑えることができる。
また、上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施をするための形態における説明により明らかにされる。
According to the present invention, the insulation performance required for the power storage device is reduced, and therefore it is possible to prevent the power storage device from becoming larger and more expensive in order to ensure the insulation performance.
Furthermore, problems, configurations and effects other than those described above will become apparent from the description of the following embodiments.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態として実施例について説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。なお、図面の記載において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略し、また、本発明に直接的に影響しない構成要素(例えば、センサ、コントローラ等)については省略している。 Below, with reference to the drawings, an embodiment will be described as a form for carrying out the present invention. Note that the present invention is not limited to this embodiment. Note that in the description of the drawings, the same reference numerals are used for common parts, duplicated explanations are omitted, and components that do not directly affect the present invention (e.g., sensors, controllers, etc.) are omitted.
図1は、本発明の実施例に係る鉄道車両用の駆動システムを搭載した鉄道車両の基本構成の概略を示す図である。
図1に示す基本構成は、本発明に係る駆動装置21を搭載した車両1aおよび駆動装置を車載していない車両1bである。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of the basic configuration of a railway vehicle equipped with a railway vehicle traction system according to an embodiment of the present invention.
The basic configuration shown in FIG. 1 is a vehicle 1a equipped with a
車両1aには、車輪3aと3bを有する台車2aおよび車輪3cと3dを有する台車2bによりレール11から支持される。車両1bも同様に、車輪3eと3fを有する台車2cおよび車輪3gと3hを有する台車2dを有する。車両1aおよび1bは、車間連結器6で連結されて列車編成を構成する。ただし、列車編成は、図1に示す形態に限らない。また、車両1bを連結せず、車両1aのみで運用することも可能である。
Car 1a is supported on
図2は、実施例に係る駆動装置21を交流電車に搭載した構成の一例を示す図である。
駆動装置21は、変圧装置7、主変換装置8、電動機17、蓄電装置9、補助電源装置10および車両用補器19で構成され、集電装置5から架線4の交流電力を車両内へ取り込む。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a configuration in which the
The
変圧装置7は、集電装置5で取り込んだ交流電力を適切な電圧値に変圧して主変換装置8に出力する。
The
主変換装置8は、コンバータ装置14およびインバータ装置15で構成され、所要の電力変換を行って電動機17を駆動する。その内、コンバータ装置14は、変圧装置7から入力される交流電圧を直流電圧に変換し、インバータ装置15は、コンバータ装置14が変換した直流電圧を所要の三相交流電圧に変換して電動機17を駆動する。
The
蓄電装置9は、主変換装置8の直流線路に接続され、コンバータ装置14の出力電力やインバータ装置15からの回生電力によって充電を行い、任意のタイミングで放電することを可能とする。
The
補助電源装置10は、主変換装置8の直流線路に接続され、直流電力を交流電力に変換して車両内の空調装置や照明に代表される車両用補器19に交流電力を供給する。
The
図3は、実施例に係る駆動装置21を直流電車に搭載した構成の一例を示す図である。
駆動装置21は、DC/DCコンバータ装置36、インバータ装置15、電動機17、蓄電装置9、補助電源装置10および車両用補器19で構成され、集電装置5から架線4の直流電力を車両内へ取り込む。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a configuration in which the
The
DC/DCコンバータ装置36は、集電装置5から入力される直流電圧を適切な直流電圧値に変圧して、インバータ装置15、蓄電装置9および補助電源装置10に入力する。その他の構成は、図2に示す構成と同様であるので、説明を省略する。
The DC/
ここで、図2に示すコンバータ装置14は、出力側に中性点電位を持ち、コンバータ装置14を構成する図示しないスイッチング素子(図4から6に示す、スイッチング素子26)により変圧装置7に印加する電圧を制御できればよい。
The
また、図3に示すDC/DCコンバータ装置36は、架線側(以下、「1次側」という)とインバータ装置側(以下、「2次側」という)とが絶縁され、出力側に当たる2次側に中性点電位を持ち、双方向に電力供給が可能であればよい。
The DC/
次に、コンバータ装置14の構成例を図4から図6に示し、DC/DCコンバータ装置36の構成例を図7に示す。
Next, configuration examples of the
図4は、図2におけるコンバータ装置14の概略構成の一例を示す図である。
コンバータ装置14は、1群側の単相3レベルコンバータ14aおよび2群側の単相3レベルコンバータ14bの2群で構成される。ここで、1群と2群とは、電気的に並列関係であり、必要な変換電力を満足するように複数設けられる。ただし、必ずしも2群構成である必然性はない。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the
The
単相3レベルコンバータ14aおよび14bいずれもが、コンデンサ16aと16b、スイッチング素子26、ダイオード27および接地抵抗器37により構成される。コンデンサ16aと16bは直列接続され、その中間点を中性点102として接地している。そのため、上側のコンデンサ16aは正の対地電圧、下側のコンデンサ16bは負の対地電圧、となる。
Each of the single-phase three-
単相3レベルコンバータ14aおよび14bの中性点102は、コンデンサ16aと16bとの接続点でもあり、接地抵抗器37を介して電気的に接続され、アース100に接続され接地される。
The
単相3レベルコンバータ14aおよび14bは、スイッチング素子26のオン、オフを切り替え、変圧装置7にパルス状の交流電圧を印加する。印加電圧としては、コンデンサ16aと16bそれぞれの絶対値電圧を|E|[V]とすると、0[V]、±|E|[V]、±2|E|[V]の3レベルとなる。
The single-phase three-
また、単相3レベルコンバータ14aおよび14bは、変圧装置7に印加する電圧を制御し、インバータ装置15、補助電源装置10および蓄電装置9に必要な直流電圧を生成する。
In addition, the single-phase three-
コンバータ装置14の出力を受けるインバータ装置15には、直流電力を交流電力に変換する回路が単体ないしは複数実装されている。
The
図5は、図2におけるコンバータ装置14の概略構成の別の一例を示す図である。
図5に示す単相3レベルコンバータ14aおよび14bの構成は、図4に示す単相3レベルコンバータ14aおよび14bの構成に対して、ダイオード27を不要とする。また、コンバータ装置14の各動作モードにおいて、電流が通過するスイッチング素子やダイオードの数が減るため、高効率となる。
FIG. 5 is a diagram showing another example of the schematic configuration of the
The configuration of the single-phase three-
また、図5に示す単相3レベルコンバータ14aおよび14bの構成は、上述のとおり図4に示す構成とは異なるが、コンデンサ16aと16bとの接続点でもある中性点102の接地の態様や変圧装置7への印加電圧は、図4の場合と同様である。
In addition, the configuration of the single-phase three-
図6は、図2におけるコンバータ装置14の概略構成の更なる別の一例を示す図である。
図6に示す構成では、図4および図5に示すそれぞれの構成に対して、スイッチング素子26の数が減るために、小型化ができる。コンバータ装置14は、1群側の単相2レベルコンバータ14cおよび2群側の単相2レベルコンバータ14dの2群で構成される。
FIG. 6 is a diagram showing yet another example of a schematic configuration of the
The configuration shown in Fig. 6 can be made smaller than the configurations shown in Fig. 4 and Fig. 5 because the number of switching
単相2レベルコンバータ14cおよび14dは、いずれもコンデンサ16aと16b、スイッチング素子26および接地抵抗器37により構成される。単相2レベルコンバータ14cおよび14dそれぞれのコンデンサ16aと16bとの接続点である中性点102は、接地抵抗器37を介して電気的に接続され、アース100に接続され接地される。
The single-phase two-
また、単相2レベルコンバータ14cおよび14dの変圧装置7への出力電圧は、コンデンサ16aと16bの絶対値電圧を|E|[V]とすると、0[V]、±2|E|[V]の2レベルとなる。
In addition, the output voltage of the single-phase two-
図7は、図3におけるDC/DCコンバータ装置36の概略構成の一例を示す図である。
DC/DCコンバータ装置36は、1群側のDC/DCコンバータ36aおよび2群側のDC/DCコンバータ36bの2群で構成される。ここで、1群と2群とは、電気的に並列関係であり、必要な変換電力を満足するように複数設けられる。ただし、必ずしも2群の構成である必然性はない。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the DC/
The DC/
DC/DCコンバータ36aおよび36bいずれもが、コンデンサ16aと16bと16c、スイッチング素子26、変圧器35および接地抵抗器37により構成される。
Both DC/
コンデンサ16aと16bは、直列接続され、その中間点を中性点102として接地している。そのため、上側のコンデンサ16aは正の対地電圧、下側のコンデンサ16bは負の対地電圧となる。
DC/DCコンバータ36aおよび36bの中性点102は、コンデンサ16aと16bとの接続点であり、電気的に接続され、接地抵抗器37を介してアース100に接続され接地される。
The
DC/DCコンバータ36aおよび36bは、スイッチング素子26のオン、オフを切り替え、変圧器35にパルス状の交流電圧を印加する。変圧器35の両側に印可する電圧の位相および振幅を制御し、1次側または2次側に一定の電圧を出力する。
The DC/
DC/DCコンバータ装置36の出力を受けるインバータ装置15には、直流電力を交流電力に変換する回路が単体ないしは複数実装されている。
The
図8は、図2および図3における蓄電装置9の概略構成の一例と主変換装置8との接続態様を示す図である。
蓄電装置は、一般に複数の蓄電池が直並列に接続されるが、図8に示す蓄電装置9も同様に、複数個の蓄電池23が直並列に接続されている。直列接続された蓄電池23の任意の蓄電池間電位点101は、正極側と負極側それぞれがヒューズ39を介して蓄電池23に接続される。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the
In a power storage device, a plurality of storage batteries are generally connected in series and parallel, and the
蓄電装置9の正極および負極は、リアクトル38、遮断装置30を介して主変換装置8へ接続される。また、蓄電池間電位点101は、接地抵抗器37を介してアース100に接続され接地される。
The positive and negative poles of the
主変換装置8および補助電源装置10の中性点102並びに蓄電装置9の蓄電池間電位点101には、個々に接地抵抗器37が接続される。各接地抵抗37は、電気的に一点で接続された後、アース100に接続され接地される(図8では、補助電源装置10を図示せず)。
Each
図9は、中性点や蓄電池間電位点で個別に接地した場合の電流経路を示す図である。
個々の装置で個別に接地した場合には、アース100に電流が流れる。この電流は、主変換装置8や補助電源装置10のスイッチング動作や、コンデンサ16aと16bや蓄電池23の特性のばらつきにより、瞬間的に正極と負極間の電圧が不一致となることで生じる。そのため、高周波成分を含んだ電流となる。
FIG. 9 is a diagram showing a current path when the neutral point and the battery potential point are individually grounded.
If each device is individually grounded, a current flows to the
アース100は、駆動装置21を収納している箱筐体や車両1aに電気的に接続されている。高周波成分を含んだ電流が流れると、電磁ノイズにより地上側の信号機器に悪影響を与える可能性がある。
The
図10は、中性点や蓄電池間電位点を接続して接地した場合の電流経路を示す図である。
図8に示す構成とすることで、図10に示すとおり、アース100には理想状態として電流が流れなくなる。
FIG. 10 is a diagram showing a current path when the neutral point and the potential point between the storage batteries are connected and grounded.
By using the configuration shown in FIG. 8, no current flows through
実際には、図10に示す場合においてもアース100に微小な電流が流れるが、図9に示す場合に比べて小さく、更に、接地抵抗37により低減される。
In reality, even in the case shown in FIG. 10, a small current flows through
蓄電装置9が備えるリアクトル38は、突入電流の防止や充放電電流の平滑化を目的とし、更に、図8に示す構成では、主変換装置8内の2つの群間で不要な電流が流れることを防いでいる。
The
また、図11は、蓄電装置9がリアクトル38を搭載しない場合における主変換装置8内の2つの群間に流れる電流経路を示す図である。
Figure 11 also shows the current paths that flow between the two groups in the
1群側のコンバータ14aと2群側のコンバータ14bの正極側コンデンサ16aに電位差が生じると、図11に示す点線矢印の経路で電流が流れる。1群側のコンバータ14aと2群側のコンバータ14bの負極側コンデンサ16bに電位差が生じると、図11に示す一点鎖線矢印の経路で電流が流れる。また、電流の向きは、電圧の大きい群から小さい群に向かって流れる。
When a potential difference occurs between the
ここで、図11に示す電流は、蓄電装置9の充放電を意図して流した電流が、群間に電位差が生じてしまったため、他方の群に流れてしまっている状態である。よって、この電流により電力損失が生じてしまう。
The current shown in FIG. 11 is a state in which a current intended to charge and discharge the
図12は、コンバータ14aおよび14bと蓄電装置9の正極および負極との間にそれぞれリアクトル38を搭載した場合における蓄電装置9を充電した際に流れる電流経路を示す図である。
Figure 12 shows the current paths that flow when the
充電電流によりリアクトル38内に磁界が発生し、その磁界により、リアクトル38は充電電流と逆方向の電流に対して高インピーダンスとなる。そのため、群間に流れる電流を防ぎ、電力損失を抑えることができる。また、接地抵抗37によりリアクトル38の状態に依らず、常に群間に流れる電流を抑えることができる。
The charging current generates a magnetic field inside the
次に、リアクトル38の構成について説明する。
リアクトル38の正極側と負極側とは、ほぼ同一の電流が流れるため、磁気的に結合し小型化を図る。
Next, the configuration of the
Since substantially the same current flows through the positive and negative poles of the
図13は、個別の鉄心42を用いたリアクトル38の概略構成を示す図である。
リアクトル38を、正極側と負極側で個々の鉄心42によりコイルを構成する一般的な場合に相当する。
FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a
This corresponds to a typical case in which the
一方、図14は、鉄心42を共通化したリアクトル38の概略構成を示す図である。
リアクトル38を、正極側と負極側のコイルとして1つの鉄心42に2つの巻線を巻いて構成する。そのため、正極側と負極側のコイルとは磁気的に結合している。
On the other hand, FIG. 14 is a diagram showing a schematic configuration of a
The
図14に示す構成は、図13に示す構成に対して、鉄心42が1つとなるため小型化が可能である。正極側および負極側の各巻線は、鉄心内の磁束を強め合う向きに電流が流れるように、蓄電池23や主変換装置8と接続する。
The configuration shown in FIG. 14 can be made smaller than the configuration shown in FIG. 13 because it has only one
更に、遮断装置30の構成について説明する。
中性点102に対して正極側または負極側のみが充放電し、電圧が不一致となることを防ぐために、遮断装置30の正極側および負極側は、連動して動作する必要がある。
The configuration of the
In order to prevent a situation in which only the positive side or only the negative side is charged or discharged with respect to the
図15および図16それぞれは、遮断装置30の内部構成の一例を示す図である。
図15は、遮断装置30として、複数の主接点43を持つ遮断器30aを使用した場合の構成である。2つの主接点43は、動作コイル44に電圧を印加すると動作する。この動作コイル44には、操作リレー45により電圧の印加または非印加が切り替えられる。2つの主接点43それぞれが、主変換装置8の直流線路それぞれに接続される(図8、参照)。
15 and 16 are diagrams each showing an example of the internal configuration of the
15 shows a configuration in which a
図16は、遮断装置30として、2つの遮断器30bおよび遮断器30cを使用した場合で、遮断器30cの補助接点46を遮断器30bの動作コイル44に接続させる構成である。操作リレー45を投入して遮断器30cの動作コイル44に電圧を印加すると、遮断器30cの主接点43および補助接点46は連動して動作する。補助接点46の動作により、遮断器30bの動作コイル44に対する電圧の印加または非印加が切り替わることで、遮断器30bの主接点43が、遮断器30cの主接点43に連動して動作することになる。遮断器30bおよび遮断器30cの主接点43それぞれが、主変換装置8の直流線路それぞれに接続される(図8、参照)。。
Figure 16 shows a configuration in which two circuit breakers, 30b and 30c, are used as the
図15に示す遮断装置30は、遮断器1台で構成できるため小型化が可能だが、複数の主接点を有する遮断器に限定されるため、最適な仕様の遮断器を選択できない可能性がある。
The
図16に示す遮断装置30は、複数の遮断器を使用するため、図15に示す構成に比べて大型となるが、主接点は1つ以上あればよいため、すべての遮断器が選定対象となり得る。なお、操作リレー45は、駆動装置21における制御により動作する。
The
更に、図8に示すヒューズ39は、蓄電装置9が内部短絡や地絡した時に、電流遮断が可能な配置構成としている。
Furthermore, the
図17は、蓄電装置9の正極または負極が短絡した場合の電流経路を示す図である。短絡箇所40を介して電流が流れるが、ヒューズ39により遮断可能である。
Figure 17 shows the current path when the positive or negative electrode of the
図18は、蓄電装置9の正極が地絡した場合の電流経路を示す図である。地絡箇所41を電流が流れるが、ヒューズ39により遮断可能である(図18で×点で示す)。図19は、蓄電装置9の負極が地絡した場合の電流経路を示す図である。地絡箇所41を電流が流れるがヒューズ39により遮断可能である(図19で×点で示す)。
Figure 18 is a diagram showing the current path when a ground fault occurs at the positive electrode of the
また、図18および図19において、ヒューズ39が遮断されるまでに流れる電流により発生する装置の故障を防ぐため、接地抵抗37が電流値を抑える。更に、図18および図19に示す以外の地絡箇所41においても、電流が必ずヒューズ39を通るため遮断可能である。ただし、短絡や地絡時に、ヒューズ39が遮断するために十分な電流が流れることを前提としている。
In addition, in Figures 18 and 19,
蓄電装置9が備える蓄電池23は、1群と2群において共通であり、配線数の削減が可能である。また、蓄電池23が群ごとに独立していると、各群に等しい数の蓄電池23を実装する必要があるが、群共通の場合には、蓄電池23の数を最適化することができる。
The
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and various modifications are possible without departing from the gist of the present invention.
1a,1b…車両、2a,2b,2c,2d…台車、
3a,3b,3c,3d,3e,3f,3g,3h…車輪、4…架線、5…集電装置、
6…車間連結器、7…変圧装置、8…主変換装置、9…蓄電装置、10…補助電源装置、
11…レール、14…コンバータ装置、14a,14b…単相3レベルコンバータ、
14c,14d…単相2レベルコンバータ、15…インバータ装置、
16a,16b,16c…コンデンサ、17…電動機、19…車両用補器、
21…駆動装置、23…蓄電池、26…スイッチング素子、27…ダイオード、
30…遮断装置、30a,30b,30c…遮断器、35…変圧器、
36…DC/DCコンバータ装置、36a,36b…DC/DCコンバータ、
37…接地抵抗器、38…リアクトル、39…ヒューズ、40…短絡箇所、
41…地絡箇所、42…鉄心、43…主接点、44…動作コイル、45…操作リレー、
46…補助接点、100…アース、101…蓄電池間電位点、102…中性点
1a, 1b...vehicles, 2a, 2b, 2c, 2d...bogies,
3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g, 3h...wheels, 4...overhead wire, 5...current collector,
6... inter-car coupler, 7... transformer, 8... main converter, 9... power storage device, 10... auxiliary power supply device,
11... rail, 14... converter device, 14a, 14b... single-phase three-level converter,
14c, 14d... single-phase two-level converter, 15... inverter device,
16a, 16b, 16c...capacitor, 17...motor, 19...vehicle auxiliary device,
21: Drive device; 23: Storage battery; 26: Switching element; 27: Diode;
30... circuit breaker; 30a, 30b, 30c... circuit breaker; 35... transformer;
36...DC/DC converter device, 36a, 36b...DC/DC converters,
37: ground resistor, 38: reactor, 39: fuse, 40: short circuit location,
41: ground fault location; 42: iron core; 43: main contact; 44: operating coil; 45: operating relay;
46: auxiliary contact, 100: earth, 101: battery potential point, 102: neutral point
Claims (12)
前記コンバータが出力する前記直流電圧を三相交流電圧に変換して電動機を駆動する複数のインバータと、
複数の蓄電池を直列接続した直列蓄電池群を有し前記コンバータまたは前記インバータとの間で充放電を行う蓄電装置と
を備え、
前記複数のコンバータそれぞれと当該コンバータに対応する前記複数のインバータそれぞれとをつなぐ直流線路それぞれの線間に設けた各中性点および前記蓄電装置内の前記直列蓄電池群の任意の蓄電池間電位点が接地される
ことを特徴とする鉄道車両用の駆動システム。 A plurality of converters that convert AC voltages and output DC voltages;
a plurality of inverters that convert the DC voltage output by the converter into a three-phase AC voltage to drive an electric motor;
a power storage device having a series-connected battery group in which a plurality of batteries are connected in series, and performing charging and discharging between the battery group and the converter or the inverter;
a neutral point provided between each of the DC lines connecting each of the plurality of converters and each of the plurality of inverters corresponding to the converter, and any inter-battery potential point of the group of series batteries in the power storage device are grounded.
前記各中性点は、前記直流線路それぞれの線間に設けた複数のコンデンサの直列回路の各中間点である
ことを特徴とする鉄道車両用の駆動システム。 2. A drive system for a rail vehicle according to claim 1,
11. A traction system for a railway vehicle, wherein each of the neutral points is a midpoint of a series circuit of a plurality of capacitors provided between each of the DC lines.
前記各中性点および前記蓄電池間電位点は、それぞれ抵抗器を介して接続されて接地される
ことを特徴とする鉄道車両用の駆動システム。 A drive system for a railway vehicle according to claim 1 or 2,
13. A traction system for a railway vehicle, wherein the neutral point and the inter-battery potential point are each connected via a resistor to ground.
前記蓄電装置の正極および負極は、前記直流線路それぞれの正極側および負極側にそれぞれリアクトルを介して接続される
ことを特徴とする鉄道車両用の駆動システム。 A drive system for a railway vehicle according to any one of claims 1 to 3,
a positive electrode and a negative electrode of the power storage device are connected to a positive electrode side and a negative electrode side of each of the DC lines via reactors, respectively.
前記蓄電装置の前記正極に接続される前記リアクトルと前記蓄電装置の前記負極に接続される前記リアクトルとは、磁気的に結合している
ことを特徴とする鉄道車両用の駆動システム。 5. A drive system for a rail vehicle according to claim 4,
a reactor connected to the positive electrode of the power storage device and a reactor connected to the negative electrode of the power storage device, the reactor being magnetically coupled to each other;
前記蓄電装置の正極および負極は、前記直流線路それぞれの正極側および負極側にそれぞれ遮断装置を介して接続される
ことを特徴とする鉄道車両用の駆動システム。 A drive system for a railway vehicle according to any one of claims 1 to 5,
A traction system for a railway vehicle, characterized in that the positive and negative electrodes of the storage device are connected to the positive and negative sides of the DC lines via circuit breakers, respectively.
前記蓄電装置の前記正極に接続される前記遮断装置および前記蓄電装置の前記負極に接続される前記遮断装置は、複数の主接点を持つ遮断器1台によって構成される
ことを特徴とする鉄道車両用の駆動システム。 7. A drive system for a rail vehicle according to claim 6,
A drive system for a railway vehicle, characterized in that the circuit breaker connected to the positive electrode of the storage device and the circuit breaker connected to the negative electrode of the storage device are composed of a single circuit breaker having a plurality of main contacts.
前記蓄電装置の前記正極に接続される前記遮断装置および前記蓄電装置の前記負極に接続される前記遮断装置は、一方の主接点に連動する補助接点が残る一方の主接点の動作コイルに接続される構造を有する
ことを特徴とする鉄道車両用の駆動システム。 7. A drive system for a rail vehicle according to claim 6,
A drive system for a railway vehicle, characterized in that the circuit breaker connected to the positive electrode of the storage device and the circuit breaker connected to the negative electrode of the storage device have a structure in which an auxiliary contact linked to one of the main contacts is connected to an operating coil of the remaining main contact.
前記蓄電池間電位点と前記蓄電装置の正極側の前記直列蓄電池群との間および前記蓄電池間電位点と前記蓄電装置の負極側の前記直列蓄電池群との間にそれぞれヒューズが設けられる
ことを特徴とする鉄道車両用の駆動システム。 A drive system for a railway vehicle according to any one of claims 1 to 8,
A traction system for a railway vehicle, characterized in that fuses are provided between the inter-battery potential point and the series battery group on the positive electrode side of the storage device, and between the inter-battery potential point and the series battery group on the negative electrode side of the storage device.
前記複数のコンバータそれぞれと当該コンバータに対応する前記複数のインバータそれぞれとをつなぐ直流線路それぞれの線間に設けた各中性点および前記蓄電装置内の前記直列蓄電池群の任意の蓄電池間電位点を接地する
ことを特徴とする鉄道車両用の駆動システムの設置方法。 a plurality of converters that convert an AC voltage into a DC voltage and output the DC voltage; a plurality of inverters that convert the DC voltage output by the converters into a three-phase AC voltage to drive an electric motor; and an electric storage device having a series storage battery group in which a plurality of storage batteries are connected in series and performing charging and discharging between the series storage battery group and the converters or the inverters, the electric storage device being mounted on a railway vehicle as a drive system;
a neutral point provided between each of the DC lines connecting each of the plurality of converters and each of the plurality of inverters corresponding to the converter, and any inter-battery potential point of the group of series batteries in the power storage device are grounded.
前記直流線路それぞれの線間に設けた複数のコンデンサの直列回路の各中間点を前記各中性点として接地する
ことを特徴とする鉄道車両用の駆動システムの設置方法。 11. A method for installing a drive system for a rail vehicle according to claim 10, comprising the steps of:
a series circuit of a plurality of capacitors provided between the DC lines and each of the intermediate points of the series circuit is grounded as each of the neutral points.
前記各中性点および前記蓄電池間電位点を、それぞれ抵抗器を介して接続して接地する
ことを特徴とする鉄道車両用の駆動システムの設置方法。 12. A method for installing a drive system for a rail vehicle according to claim 10 or 11, comprising the steps of:
A method for installing a traction system for a railway vehicle, comprising the steps of: connecting each of the neutral points and the inter-battery potential point via a resistor to ground.
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