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電鉄用直流き電システム

国内特許コード P07A011806
整理番号 /NO33048
掲載日 2007年11月30日
出願番号 特願2000-073281
公開番号 特開2001-260719
登録番号 特許第3618273号
出願日 平成12年3月16日(2000.3.16)
公開日 平成13年9月26日(2001.9.26)
登録日 平成16年11月19日(2004.11.19)
発明者
  • 持永 芳文
  • 中道 好信
  • 長谷 伸一
  • 上村 正
  • 渡辺 秀夫
出願人
  • 公益財団法人鉄道総合技術研究所
  • 株式会社明電舎
発明の名称 電鉄用直流き電システム
発明の概要 【課題】 エネルギー蓄積装置として、電気車からの回生電力を単に電池に蓄積して回生するのみでは、装置の利用効率及び設備効率が劣る。
【解決手段】 昇降圧チョッパ12は、き電線電圧が充電制御設定電圧以上にあるときにき電線から直流電力貯蔵装置11への充電電流を制御し、き電線電圧が放電制御設定電圧以下にあるときに直流電力貯蔵装置からき電線への放電電流を制御するのに、直流電力貯蔵装置の電圧のうち、き電線への充放電に寄与しない電圧分を低くして所期の充放電電圧を得る高い昇降圧比にする。ストッパースイッチ13は直流電力貯蔵装置から昇降圧チョッパを通してき電線側への自然放電を阻止する。フィルタコンデンサ14とリアクトル15は昇降圧チョッパからき電線側に流れる高調波を抑止する。電流検出器20は昇降圧チョッパの充放電電流を制御するための電流検出を行う。
従来技術、競合技術の概要


電鉄用直流き電システムは、図2に概略構成を示すように、変電所1で交流電源から整流器2(順変換器)を通して得る直流電力を、き電線3およびトロリー線4を通して負荷となる直流電気車5に給電できるようにする。



最近の直流電気車は、その減速時のエネルギーをき電線側に回生することで省エネを図る電力回生方式が多く採用されている。この回生電力は、き電線やトロリー線から他の電気車への供給電力として消費するか、変電所の回生変電設備から交流電力として回生することができる。



回生電力を変電所の交流電源側へ回生する場合、変電所から交流電源への逆潮流の問題や回生変電設備のコストの問題がある。この問題を解消する方式として、直流側に設ける抵抗器で熱として消費するものもある。



上記の回生電力を抵抗器で消費する方式では電気車が回生機能をもつにもかかわらず、電力回生効率を高めることができなくなる。この課題を解消する方式として、回生電力を直流側に設けた直流電力貯蔵装置に貯蔵しておき、この貯蔵電力を電気車の力行に際しての給電電力の一部として放電する方式がある(例えば、特開平11-91415号公報)。



この方式は、図3に示す構成にされる。整流器6からき電線に直流電力を供給するにおいて、整流器6の直流側に電流制御回路(昇降圧チョッパ)7と直流電力貯蔵装置(二次電池、キャパシタ、電気二重層キャパシタ)8からなるエネルギー蓄積装置を設備し、電気車が回生状態にある場合は電流制御回路7を通して直流電力貯蔵装置8を充電し、電気車が力行状態にある場合は直流電力貯蔵装置8から電流制御回路7を通して放電させる。

産業上の利用分野


本発明は、電鉄用直流き電システムに係り、特に電気車からの回生電力を蓄積するエネルギー蓄積装置を設けたシステムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
交流電源から整流器または順変換器を介してき電線に直流電力を供給し、該整流器または順変換器の直流側に設けたエネルギー蓄積装置により、電気車からの回生電力を直流電力貯蔵装置の充電電力として回生する電鉄用直流き電システムにおいて、
前記エネルギー蓄積装置は、き電線電圧が充電制御設定電圧以上にあるときにき電線から前記直流電力貯蔵装置への充電電流を制御し、き電線電圧が放電制御設定電圧以下にあるときに前記直流電力貯蔵装置からき電線への放電電流を制御する昇降圧チョッパを備え、
前記エネルギー蓄積装置は、前記直流電力貯蔵装置の電圧のうち、き電線との充放電に寄与しない電圧を基にして定める電圧分だけ低くした構成とし、
前記昇降圧チョッパは、前記直流電力貯蔵装置の電圧からき電線への所期の充放電電圧を得る高い昇降圧比にした構成とし、
前記昇降圧チョッパとき電線との間に、前記直流電力貯蔵装置から昇降圧チョッパを通してき電線側への自然放電を阻止するストッパースイッチを設けたことを特徴とする電鉄用直流き電システム。

【請求項2】
前記エネルギー蓄積装置は、前記昇降圧チョッパからき電線側に流れる高調波を抑止するフィルタを設けたことを特徴とする請求項1に記載の電鉄用直流き電システム。

【請求項3】
前記エネルギー蓄積装置は、前記昇降圧チョッパの充放電電流を制御する電流制御手段を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の電鉄用直流き電システム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2000073281thum.jpg
出願権利状態 登録
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