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交流電気鉄道用電源切替制御装置

国内特許コード P07A012266
整理番号 /NO32800
掲載日 2007年12月21日
出願番号 特願平09-073840
公開番号 特開平10-271610
登録番号 特許第3226828号
出願日 平成9年3月26日(1997.3.26)
公開日 平成10年10月9日(1998.10.9)
登録日 平成13年8月31日(2001.8.31)
発明者
  • 持永 芳文
  • 安喰 浩司
  • 兎束 哲夫
  • 新井 浩一
  • 吉舗 幸信
  • 武政 尚
出願人
  • (財)鉄道総合技術研究所
  • (株)東芝
発明の名称 交流電気鉄道用電源切替制御装置
従来技術、競合技術の概要 図6は従来の異電源の突き合わせ個所である中性セクションを有する交流電気鉄道の主回路の概略構成を示す図である。これは異電源、すなわち電圧の大きさが異なる出発点側電源(起点側電源)1および終着点側電源2が所定間隔を存して設置され、両電源1,2が突き合わされる個所で例えば1000mの長さの中性セクション3の中点と電源1の一端側には、出発点側切替開閉器4が並列に接続され、また中性セクション3の中点と電源2の一端側には、終着点側切替開閉器5が並列に接続されている。中性セクション3の一部であって、電気車6が走行する軌道の一部に長さが例えば550mの軌道回路20が設置されている。このような構成のき電回路により、電気車6には常時集電子7を介して電力が供給されるようになっている。電気車6の内部には、図7に示すように3巻線を有する変圧器21が設置され、この一次巻線は該集電子7に電気的に接続され、また二次巻線の一方は交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ22、コンバータ22の出力電圧を平滑するコンデンサ23、直流電圧を交流電圧に変換するインバータ24からなる電力変換装置を介して駆動用電動機25に電力が供給されるように構成され、また二次巻線の他方は空調装置等の補機用の電動機26が接続されている。なお、き電回路を保護するためのき電回路保護継電器(図示せず)が設置されている。このような構成のものにおいて、電気車6は出発点側より終着点側に向って走行する。電気車6が出発点側にあるときは、出発点側切替開閉器4が閉合されており、このとき終着点側切替開閉器5は開放されている。この状態から、電気車6が進行して中性セクション3に進入し、さらに電気車6が進行して軌道回路20に位置したとき、出発点側切替開閉器4が開放され、この出発点側切替開閉器4が開放された時点から、約300ms後に終着点側切替開閉器5が閉合されるように、図示しない開閉器制御装置が構成されている。このようなことから、出発点側電源1と終点側電源2の短絡を防止することができ、電気車6の進行が可能である。
産業上の利用分野 本発明は、例えば電圧の大きさが異なる異電源の突き合わせ個所である中性セクションを、電気車が走行する際に、電気車内に設置されている変圧器に発生する過電流を抑制可能な交流電気鉄道用電源切替制御装置に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 出発点側電源と終着点側電源の突き合わせ箇所となる中性セクションに、出発点側切替開閉器と終着点側切替開閉器を並列に接続し、該両切替開閉器を交互に切替えて電気車内に有する変圧器に前記両電源のいずれかから電力を供給し、該変圧器に接続された補機用電動機を駆動可能にした交流電気鉄道用電源切替制御装置において、前記中性セクションに前記電気車が在線する場合には、前記電気車内の変圧器の電源切替直前の残留磁束および電源切替後の安定磁束をそれぞれ演算し、該両演算値の差が許容値以内であるときに前記終着点側切替開閉器に投入指令を与える磁束演算手段を備えた交流電気鉄道用電源切替制御装置。
【請求項2】 前記磁束演算手段は、第1および第2のA/D変換器と、第1および第2の演算器と、第1および第2の比較器と、論理積回路からなり、前記第1および第2のA/D変換器は電圧検出器により検出された前記中性セクションおよび前記終着点側電源の瞬時電圧をそれぞれ所定の周期でデジタル値に変換するものであり、前記第1および第2の演算器は、前記両A/D変換器で変換されたデジタル電圧値をそれぞれ入力し所定の演算式により前記変圧器の残留磁束および安定磁束をそれぞれ演算するものであり、前記第1の比較器は前記両演算器により演算された値を比較し、両者の差が一定値以下であるとき出力信号を出力するものであり、前記第2の比較器は前記第1および第2のA/D変換器の出力の差が一定値以下であるとき出力信号を出力するものであり、前記論理積回路は前記第1および第2の比較器の出力信号がともに存在したとき前記終着点側切替開閉器に投入指令を与えるものである請求項1記載の交流電気鉄道用電源切替制御装置。
【請求項3】 前記磁束演算手段は、第1および第2のA/D変換器と、第1および第2の演算器と、第1および第2の比較器と、電圧設定器と、論理積回路からなり、前記第1および第2のA/D変換器は電圧検出器により検出された前記中性セクションおよび前記終着点側電源の瞬時電圧をそれぞれ所定の周期でデジタル値に変換するものであり、前記第1および第2の演算器は、前記両A/D変換器で変換されたデジタル電圧値をそれぞれ入力し所定の演算式により前記変圧器の残留磁束および安定磁束をそれぞれ演算するものであり、前記第1の比較器は前記両演算器により演算された値を比較し、両者の差が一定値以下であるとき出力信号を出力するものであり、前記出発点側切替開閉器が開路した時点から前記終着点側切替開閉器が閉合される時点までの開閉器切替時間を測定し、前記電圧設定器は、該測定した開閉器切替時間の大小に応じて前記中性セクションの電圧と前記終着点側電源の電圧の瞬時値の差が大小となるように設定するものであり、前記第2の比較器は前記第1および第2のA/D変換器の出力にそれぞれ前記電圧設定器の設定値をそれぞれ加算、減算した算出値との差が一定値以下であるとき出力信号を出力するものであり、前記論理積回路は前記第1および第2の比較器の出力信号がともに存在したとき前記終着点側切替開閉器に投入指令を与えるものである請求項1記載の交流電気鉄道用電源切替制御装置。
産業区分
  • 鉄道
  • 電力応用
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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