鐵路車輛用驅(qū)動裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鐵路車輛用驅(qū)動裝置，特別適合應用于具備蓄電裝置的鐵路車輛用驅(qū)動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，在鐵路車輛中，使用了再生制動器，其在制動時使主電動機作為發(fā)電機發(fā)揮作用而產(chǎn)生電力，由此得到制動力。再生制動器通過消耗由主電動機進行發(fā)電產(chǎn)生的電力來得到制動力，因此為了使用再生制動器需要負載。
[0003]在普通的鐵路車輛中，將在與該鐵路車輛相同的送電區(qū)域中行駛的其他的動力運行的鐵路車輛作為負載。即，將再生制動器進行發(fā)電產(chǎn)生的電力返回到架線，由其他的鐵路車輛將其作為動力運行電力來再利用，因此對鐵路的節(jié)能做出貢獻。
[0004]在此，當在相同的送電區(qū)域中行駛的鐵路車輛的數(shù)量多的情況下，正在再生的鐵路車輛和正在動力運行的鐵路車輛的平衡為均衡的概率高，但在相同的送電區(qū)域中行駛的鐵路車輛的數(shù)量少的情況下，有時正在再生的鐵路車輛和正在動力運行的鐵路車輛的平衡變得不均衡，存在正在再生的鐵路車輛多而再生負載不足的情況。在該情況下，由于再生電力逆變器裝置的直流電壓變高，高于逆變器裝置的允許電壓。
[0005]因此，在高于允許電壓之前進行縮減再生電力的輕負載再生控制，使得不足的制動力由空氣制動器來補充。另外，在不存在成為負載的正在動力運行的鐵路車輛的情況下，發(fā)生不向架線返回電力的再生制動實效，在實效過程中再生制動器不動作，只通過空氣制動器停車。
[0006]在任何情況下都使用不能進行能量的再利用的空氣制動器，因此再生制動器的節(jié)能效果減少。
[0007]這樣，為了將再生制動電力返回到架線，需要存在消耗該電力的負載。因此，具有以下的方法，通過設置能夠以再生制動電力進行蓄電的蓄電裝置，無論是否存在其他的正在動力運行的鐵路車輛，都能夠得到再生制動器的節(jié)能效果。作為設置蓄電裝置的位置，主要有在地面的供電設備中一并設置的情況和在車上的逆變器裝置中一并設置的情況。
[0008]在此，當在地面的供電設備中一并設置蓄電裝置的情況下，有可能與多個鐵路車輛之間進行充放電，因此需要增大蓄電池容量，在城市核心區(qū)域等地方無法確保設置空間無法將蓄電設備設置在地面的情況多。另外，如果鐵路車輛不在蓄電設備的近旁進行再生，則吸收效果低下。由此，作為蓄電裝置的設置地點，認為在車上的逆變器裝置中一并設置的情況多。
[0009]當在車上的逆變器裝置中一并設置蓄電裝置的情況下，不只吸收自身車輛的再生電力，還能夠經(jīng)由架線吸收其他車輛的再生電力，能夠期待進一步的節(jié)能效果。
[0010]在專利文獻I中，作為將蓄電裝置設置在車上時的節(jié)能系統(tǒng)，公開了以下的系統(tǒng)，即在車輛慣性行駛中或停車中通過通信單元取得其他車輛的運行信息，與取得的信息對應地從蓄電裝置進行充放電，在編組之間進行電力的授受。
[0011]但是，在專利文獻I中，設置了蓄電裝置的鐵路車輛與其他鐵路車輛進行電力的交換只限于慣性行駛中或停車中，并沒有對動力運行中或再生中的動作進行記載。
[0012]因此，例如在裝配有蓄電裝置的鐵路車輛動力運行的過程中，當在該鐵路車輛周邊存在很多沒有裝配蓄電裝置的再生中的鐵路車輛的情況下，如果裝配了蓄電裝置的鐵路車輛從蓄電裝置進行放電作為動力運行能量來利用，則對于沒有裝配蓄電裝置的其他的再生中的鐵路車輛來說，因為再生負荷減少所以容易成為輕負載再生狀態(tài)。
[0013]在該情況下，即使在裝配了蓄電裝置的鐵路車輛單體中得到了節(jié)能效果，但通過沒有裝配蓄電裝置的其他鐵路車輛進行輕負載再生控制，存在在整個饋電系統(tǒng)中沒有削減耗電量的情況。
[0014]同樣，在裝配了蓄電裝置的鐵路車輛再生的過程中，當在該鐵路車輛周邊存在很多沒有裝配蓄電裝置的正在動力運行的鐵路車輛的情況下，如果在存在很多再生負載時以自身車輛的再生電力向蓄電裝置進行充電，則返回到架線的電力減少。結(jié)果，沒有裝配蓄電裝置的其他的正在動力運行的鐵路車輛，不是從附近的再生中的鐵路車輛供給電力，而是從遙遠的變電站供給電力，因此送電損失增加。
[0015]專利文獻1:日本特開2012-175803號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明考慮到以上的點，提出了能夠提高節(jié)能效果的鐵路車輛用驅(qū)動裝置。
[0017]為了解決該問題，在本發(fā)明中提供一種鐵路車輛用驅(qū)動裝置，其具備:第一電力變換裝置，其將從架線輸入的直流電力變換為三相交流，驅(qū)動三相交流電動機；蓄電裝置，其設置在車上，能夠以直流電力進行充放電；第二電力變換裝置，其控制蓄電裝置和第一電力變換裝置之間流過的電流，該鐵路車輛用驅(qū)動裝置的特征在于，第二電力變換裝置在第一電力變換裝置進行動力運行動作的過程中或進行再生動作的過程中與架線的電壓或第一電力變換裝置的輸入電壓中的至少一方的電壓對應地，將蓄電裝置的動作模式切換為充電動作、放電動作或停止這3個動作模式中的至少2個以上的動作模式。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，能夠提高節(jié)能效果。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實施方式的鐵路車輛用驅(qū)動裝置的電氣電路圖。
[0020]圖2是表示動力運行時的第二電力變換裝置的動作的圖。
[0021]圖3是表示供給電力和放電動作的關(guān)系的圖。
[0022]圖4是表不上限值和電流的關(guān)系的圖。
[0023]圖5是表示再生時的第二電力變換裝置的動作的圖。
[0024]圖6是上限值和電流的關(guān)系的圖。
[0025]圖7是其他實施方式的鐵路車輛用驅(qū)動裝置的電氣電路圖。
[0026]圖8是表示放電動作時的電流的流動的圖。
[0027]圖9是表示充電動作時的電流的流動的圖。
[0028]符號說明
[0029]1、4:電力變換裝置；2:導電弓；3:三相交流電動機；5:濾波電抗器；6:濾波電容器；7:蓄電裝置；8、8a、8b:電抗器；9:電容器；10、11:開關(guān)；12:控制裝置；la?Id、4a?4d:開關(guān)元件;P1、Pc:控制信號。
【具體實施方式】
[0030]以下，關(guān)于附圖詳細說明本發(fā)明的一實施方式。
[0031]圖1表示本實施方式的鐵路車輛用驅(qū)動裝置100的電氣電路。首先，說明鐵路車輛用驅(qū)動裝置100的各設備的結(jié)構(gòu)。第一電力變換裝置I具備開關(guān)元件Ia?lf，將從架線經(jīng)由導電弓2供給的直流電力變換為三相交流電力，來驅(qū)動三相交流電動機3。
[0032]濾波電抗器5具有與濾波電容器6—起去除從架線流過來的電流中包含的脈動成分的作用。第二電力變換裝置4是具備開關(guān)元件4a?4b而構(gòu)成的DC-DC變換器，通過控制流過電抗器8的電流，來控制蓄電裝置7的充電動作或放電動作。
[0033]電容器9具有吸收向蓄電裝置7的充放電電流的脈動成分的作用。此外，在第二電力變換裝置4的開關(guān)頻率是高頻的情況下或者由于電抗器8的容量大等原因?qū)⒊浞烹婋娏髦邪拿}動成分抑制在蓄電裝置7的允許值以下的情況下，不一定必須設置電容器9。
[0034]開關(guān)10是用于將架線側(cè)和主電路切斷的開關(guān)，由至少2臺以上的切斷器、接觸器構(gòu)成，將針對濾波電容器6的充電電阻器與一方的切斷器或接觸器并聯(lián)連接。
[0035]開關(guān)11是用于在未使用蓄電裝置7的情況下或者發(fā)生了保護的情況下，將蓄電裝置7電氣切斷的開關(guān)。開關(guān)11既可以只由真空切斷器、電磁接觸器構(gòu)成，也可以組合能夠手動地斷開的閘刀開關(guān)。
[0036]控制裝置12 —般是由微型計算機、模擬電路、以及IC元件構(gòu)成的電子電路，將用于控制第一電力變換裝置I的信號Pi以及用于控制第二電力變換裝置4的信號Pc分別輸出到第一電力變換裝置I和第二電力變換裝置4。
[0037]接著，說明鐵路車輛用驅(qū)動裝置100的