電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置(11)、斷開在架空線(50)與電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置(11)之間流動(dòng)的電流的(HB2)、以及將(HB2)接地的(EGS4)。電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置(11)中設(shè)置有：具有接收架空線(50)的供電并進(jìn)行儲(chǔ)存的濾波電容器(16a)的濾波電路部(16)；將濾波電路部(16)的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓以驅(qū)動(dòng)負(fù)載即電動(dòng)機(jī)(7)的(INV12)；斷開(HB2)和(INV12)之間的供電路徑的(LB3)；以及消耗無法在架空線(50)側(cè)再生的剩余功率的(BCH)電路(14)。(EGS4)構(gòu)成為三極單投刀開關(guān)器，在(EGS4)的開關(guān)接點(diǎn)閉合時(shí)，(BCH)電路(14)中所具有的制動(dòng)電阻(15b)與(EGS4)的開關(guān)接點(diǎn)部(5)相連接，以使得制動(dòng)電阻(15b)與濾波電容器(16a)的正極和負(fù)極之間進(jìn)行電連接。
【專利說明】 電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置由架空線供電以進(jìn)行動(dòng)作。由于架空線電壓是非常高的電壓(例如DC1500V)，因此，即使斷開架空線的供電，仍會(huì)在主電路中的某一濾波電容器等中儲(chǔ)存有大量電荷，因而，仍然存在觸電的危險(xiǎn)性。
[0003]因而，在例如下述專利文獻(xiàn)I所揭示的電動(dòng)車控制裝置中具有由連接在轉(zhuǎn)換器和逆變器之間的多個(gè)接觸器和電阻器構(gòu)成的串聯(lián)電路，在對電動(dòng)車進(jìn)行檢查或維護(hù)時(shí)，利用接觸器控制部使多個(gè)接觸器接通規(guī)定時(shí)間，從而使濾波電容器中的電荷通過電阻器進(jìn)行放電。通過進(jìn)行上述控制，從而使得在對電動(dòng)車進(jìn)行檢查或維護(hù)時(shí)，即使操作者接觸到導(dǎo)電部也不用擔(dān)心會(huì)觸電。
現(xiàn)有專利文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開平8 — 019101號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0005]但是，根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)，不但需要用于控制與放電用的電阻器串聯(lián)連接的多個(gè)接觸器的邏輯電路，另外還需要用于控制邏輯電路的電源。因此，在對電動(dòng)車進(jìn)行檢查或進(jìn)行維護(hù)時(shí)，為了對濾波電容器中的電荷可靠地進(jìn)行放電，需要在電路結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上花費(fèi)各種精力，因而存在電路規(guī)模、電路成本升高的問題。
[0006]本發(fā)明是鑒于上述問題完成的，其目的在于提供一種能抑制電路規(guī)模、電路成本的增加，并能簡單且可靠地使濾波器電容器的電荷進(jìn)行放電的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
解決問題的技術(shù)方案
[0007]為了解決上述課題并達(dá)到目的，本發(fā)明的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括:電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置，該電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置將由架空線提供的直流功率或交流功率轉(zhuǎn)換為所希望的交流功率，并對負(fù)載即電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；第一斷路器，該第一斷路器斷開在上述架空線與上述電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置之間流動(dòng)的電流；以及接地開關(guān)器，該接地開關(guān)器將該第一斷路器接地，上述電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特征在于，上述電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置中設(shè)置有主電路部和第二斷路器，上述主電路部至少包括:濾波電路部，該濾波電路部具有接收上述架空線的供電并進(jìn)行儲(chǔ)存的濾波電容器；以及逆變器，該逆變器將該濾波電路部的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓以驅(qū)動(dòng)負(fù)載即電動(dòng)機(jī)，上述第二斷路器斷開第一斷路器與上述逆變器之間的供電路徑，上述接地開關(guān)器構(gòu)成為具有三極以上的開關(guān)接點(diǎn)的單投刀開關(guān)器，作為構(gòu)成上述主電路部的電路要素中的一個(gè)規(guī)定的電阻器與上述接地開關(guān)器的開關(guān)接點(diǎn)相連接，以使得在上述接地開關(guān)器的開關(guān)接點(diǎn)閉合時(shí)，上述規(guī)定的電阻器與上述濾波電容器的正極和負(fù)極之間進(jìn)行電連接。
發(fā)明效果
[0008]根據(jù)本發(fā)明，能獲得抑制電路規(guī)模、抑制電路成本的增加，并且能可靠且簡單地對濾波電容器中的電荷進(jìn)行放電的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是表示實(shí)施方式I所涉及的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要部分的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示實(shí)施方式I的與圖1不同的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要部分的結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是表示實(shí)施方式2所涉及的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要部分的結(jié)構(gòu)的圖。
圖4是表示實(shí)施方式3所涉及的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要部分的結(jié)構(gòu)的圖。
圖5是表示實(shí)施方式4所涉及的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要部分的結(jié)構(gòu)的圖。
圖6是表示實(shí)施方式5所涉及的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要部分的結(jié)構(gòu)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行說明。另外，本發(fā)明并不局限于以下示出的實(shí)施方式。
[0011]實(shí)施方式I
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要部分的結(jié)構(gòu)的圖。如該圖所示，實(shí)施方式I的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括:導(dǎo)電弓I ;作為第一斷路器的高速斷路器(High speed Breaker,下文中記為“HB”)2 ;作為接地開關(guān)器的接地開關(guān)(Earth GroundSwitch，下文中記為”EGS”)4 ;電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置11 ;以及電動(dòng)機(jī)7。另外，電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置11包括:設(shè)置于該裝置內(nèi)且作為第二斷路器的線路斷路器(Line Breaker,以下記為“LB”)3 ;濾波電路部16，該濾波電路部16具有接收經(jīng)由導(dǎo)電弓1、HB2、LB3而從架空線50提供的直流功率并進(jìn)行儲(chǔ)存的濾波電容器16a ;逆變器(以下記為“INV”)12，該INV12將濾波電路部16的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓，以驅(qū)動(dòng)作為負(fù)載的電動(dòng)機(jī)7 ;以及制動(dòng)斬波器(Brake Chopper,以下記為“BCH” )電路14，該制動(dòng)斬波器電路14在電動(dòng)機(jī)7作為發(fā)電機(jī)工作時(shí)消耗無法返回架空線50側(cè)的剩余功率。此外，上述濾波電路部16、INV12、BCH電路14等構(gòu)成電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置11的主要電路部。
[0012]電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置11例如圖所示那樣安裝于車輛6的底板下部，HB2及EGS4例如圖所示那樣安裝于車輛6的上部，上述各部分間的電連接是使用設(shè)置于車輛6內(nèi)的裝配布線來進(jìn)行的。
[0013]另外，圖1中，電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置11的一端通過導(dǎo)電弓1、HB2、及LB3與架空線50相連接，另一端通過車輪9與軌道54相連接，該軌道54與大地電位具有相同電位。由架空線50提供的直流功率儲(chǔ)存在濾波電容器16a中并成為INV12的工作功率。
[0014]INV12基于由省略了圖示的控制部所輸出的控制信號(hào)(對省略了圖示的開關(guān)元件進(jìn)行PWM控制的信號(hào))，產(chǎn)生所希望的交流功率(交流電壓)以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7。電動(dòng)機(jī)7與車輪8相連結(jié)，將驅(qū)動(dòng)力傳輸?shù)杰囕?。
[0015]HB2是斷開在架空線50與電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置11之間流動(dòng)的電流的開關(guān)器。另外，EGS4構(gòu)成為具有開關(guān)接點(diǎn)部4 a，4 b，5的三極單投刀開關(guān)器，是手動(dòng)控制的開關(guān)器。開關(guān)接點(diǎn)部4 a，4 b，5中的開關(guān)接點(diǎn)部4 a，4 b是現(xiàn)有技術(shù)中已存在的開關(guān)接點(diǎn)部，而開關(guān)接點(diǎn)部5則是為了解決本發(fā)明的課題而設(shè)置的開關(guān)接點(diǎn)部。
[0016]開關(guān)接點(diǎn)部4a的一端與HB2的一端(導(dǎo)電弓I側(cè)的連接端)相連接，另一端接地。開關(guān)接點(diǎn)部4b的一端與HB2的另一端(電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置11側(cè)的連接端)相連接，另一端接地。另一方面，開關(guān)接點(diǎn)部5的一端與電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置11的正側(cè)直流母線30A(也可以是與正側(cè)直流母線30A電位相同的端子)相連接，開關(guān)接點(diǎn)部5的另一端與BCH電路14中的開關(guān)元件15a和制動(dòng)電阻15b的連接端32A相連接。
[0017]接著，參照圖1對實(shí)施方式I所涉及的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要部分的動(dòng)作進(jìn)行說明。
[0018]在對電動(dòng)車進(jìn)行檢查或維護(hù)時(shí)，使HB2及LB3開路，導(dǎo)電弓I與架空線50分離。在上述操作或控制后，手動(dòng)控制使EGS4的各接點(diǎn)閉合。利用對EGS4進(jìn)行的手動(dòng)控制，使HB2的兩個(gè)端部都接地而成為大地電位。此外，現(xiàn)有的EGS不具有開關(guān)接點(diǎn)部5，因而通過進(jìn)行使HB2的兩個(gè)端部成為接地電位的動(dòng)作來達(dá)到目的。
[0019]另一方面，在實(shí)施方式I的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，還利用開關(guān)接點(diǎn)部5對正側(cè)直流母線30A、與開關(guān)元件15a和制動(dòng)電阻15b的連接端32A之間進(jìn)行電連接。利用該動(dòng)作，使濾波電容器16a的正極與負(fù)極經(jīng)由制動(dòng)電阻15b進(jìn)行電連接，因此，形成用于對濾波電容器16a中的儲(chǔ)存電荷進(jìn)行放電的放電電路。濾波電容器16a中的儲(chǔ)存電荷以放電曲線的方式進(jìn)行放電，該放電曲線取決于由濾波電容器16a的電容值、和制動(dòng)電阻15b的電阻值之積所決定的時(shí)間常數(shù)。
[0020]如上述專利文獻(xiàn)I所述那樣，在現(xiàn)有的放電控制中，需要另外構(gòu)成放電控制用的電路，并且需要構(gòu)成特別的控制單元來進(jìn)行放電控制。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，需要另外的放電控制用電路、控制單元，因而電路規(guī)模和電路成本會(huì)上升。
[0021]與此相對地，在實(shí)施方式I的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，無需用于放電控制的特別的控制電路和特別的控制單元。另外，實(shí)施方式I的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要點(diǎn)能通過以下結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn):即，將原本構(gòu)成為雙極單投刀開關(guān)器的EGS構(gòu)成為三極單投刀開關(guān)器，并且將追加設(shè)置的開關(guān)接點(diǎn)部5的接點(diǎn)通過裝配布線與BCH電路14進(jìn)行電連接。此外，BCH電路14是設(shè)置于大多數(shù)電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置11中的電路部。
[0022]由此，根據(jù)實(shí)施方式I的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),能抑制電路規(guī)模及電路成本的增加,并能簡單且可靠地對濾波電容器16a中的電荷進(jìn)行放電。
[0023]另外，根據(jù)實(shí)施方式I的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，能與EGS3聯(lián)動(dòng)地對濾波電容器16 a中的電荷進(jìn)行放電，因而無需用于電荷放電的特別操作，能減輕操作者的負(fù)擔(dān)。
[0024]此外，根據(jù)實(shí)施方式I的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，依賴于電路動(dòng)作的部分極少，因而還具有能提高與電荷放電的控制相關(guān)的可靠性，能提高操作者所具有的安心感的效果。
[0025]此外，圖1所示的BCH電路14也可以采用多個(gè)并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，選取多個(gè)BCH電路中的任一個(gè)BCH電路來與開關(guān)接點(diǎn)部5相連接即可。例如在采用圖2所示的結(jié)構(gòu)的情況下，從兩個(gè)BCH電路14a、14b中選擇BCH電路14a，使開關(guān)接點(diǎn)部5的一端連接至與BCH電路14a相連接的正側(cè)直流母線30A，使開關(guān)接點(diǎn)部5的另一端連接至BCH電路14a中的開關(guān)元件15aa和制動(dòng)電阻15ba的連接端即可。
[0026]實(shí)施方式2 實(shí)施方式I中示出了將電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置安裝于具有導(dǎo)電弓的車輛的一個(gè)例子，實(shí)施方式2中，參照圖3說明將電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置安裝于不具有導(dǎo)電弓的車輛的情況。圖3是表示實(shí)施方式2所涉及的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要部分的結(jié)構(gòu)的圖。
[0027]在圖3中，示出了具有導(dǎo)電弓I的車輛6A和不具有導(dǎo)電弓I的車輛6B。車輛6A上安裝有電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置11A，車輛6B上安裝有電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置11B。上述電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置11A、11B各自的結(jié)構(gòu)及與架空線50之間的連接結(jié)構(gòu)都與實(shí)施方式I相同，對于車輛6A相關(guān)的部位附加字符A進(jìn)行表示，對于車輛6B相關(guān)的部位附加字符B來進(jìn)行表示。
[0028]另一方面，在實(shí)施方式2中，EGS4構(gòu)成為具有開關(guān)接點(diǎn)部4 a ,4 b，5A、5B的四極單投刀開關(guān)器。即，在實(shí)施方式2的EGS4中，對實(shí)施方式I的EGS4追加開關(guān)接點(diǎn)部5B。
[0029]在圖3中，開關(guān)接點(diǎn)部5A對應(yīng)于圖1的開關(guān)接點(diǎn)部5，其連接對象也與圖1的情況相同。以下進(jìn)行具體說明，開關(guān)接點(diǎn)部5A的一端與電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置IlA的正側(cè)直流母線30A(也可以是與正側(cè)直流母線30A電位相同的端子)相連接，開關(guān)接點(diǎn)部5A的另一端與BCH電路14A中的開關(guān)元件15aA和制動(dòng)電阻15bA的連接端32A相連接。另一方面，開關(guān)接點(diǎn)部5B的一端與電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置IlB的正側(cè)直流母線30B (也可以是與正側(cè)直流母線30B電位相同的端子)相連接，開關(guān)接點(diǎn)部5B的另一端與BCH電路14B中的開關(guān)元件15aB和制動(dòng)電阻15bB的連接端32B相連接。
[0030]利用上述連接，若對EGS4進(jìn)行手動(dòng)控制，則在閉合開關(guān)接點(diǎn)部4a、4b的各接點(diǎn)的同時(shí)，也閉合開關(guān)接點(diǎn)部5A、5B的各接點(diǎn)。若開關(guān)接點(diǎn)部5 A的接點(diǎn)閉合，則正側(cè)直流母線30A與連接端32A之間進(jìn)行電連接。利用該動(dòng)作，使濾波電容器16aA的正極與負(fù)極經(jīng)由制動(dòng)電阻15bA進(jìn)行電連接，因此，能對濾波電容器16aA中的儲(chǔ)存電荷進(jìn)行快速放電。另外，若開關(guān)接點(diǎn)部5B的接點(diǎn)閉合，則正側(cè)直流母線30B與連接端32B之間進(jìn)行電連接。利用該動(dòng)作，使濾波電容器16a B的正極與負(fù)極經(jīng)由制動(dòng)電阻15bB進(jìn)行電連接，因此，能對濾波電容器16aB中的儲(chǔ)存電荷進(jìn)行快速放電。
[0031]由此，在實(shí)施方式2的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，也不需要用于放電控制的特別的控制電路。另外，實(shí)施方式2的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要點(diǎn)能通過以下結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn):S卩，將原本構(gòu)成為雙極單投刀開關(guān)器的EGS至少構(gòu)成為四極單投刀開關(guān)器，并且將追加設(shè)置的開關(guān)接點(diǎn)部5A、5B的各接點(diǎn)通過裝配布線而分別與BCH電路14A、14B進(jìn)行電連接。
[0032]由此，根據(jù)實(shí)施方式2的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，對設(shè)置于具有導(dǎo)電弓的車輛的EGS追加兩個(gè)開關(guān)接點(diǎn)部，將其中一個(gè)開關(guān)接點(diǎn)部的接點(diǎn)、與設(shè)置于不具有導(dǎo)電弓的車輛的電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置的BCH電路之間進(jìn)行電連接，因此，即使電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置安裝于不具有導(dǎo)電弓的車輛這樣結(jié)構(gòu)的車輛、和電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置安裝于具有導(dǎo)電弓的車輛這樣結(jié)構(gòu)的車輛相混合，也能獲得與實(shí)施方式I相同的效果。
[0033]實(shí)施方式3
在實(shí)施方式I中，說明了將對新設(shè)置于EGS的開關(guān)接點(diǎn)部與電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置的BCH電路之間進(jìn)行電連接的情況，但在實(shí)施方式3中，參照圖4說明使用充電電路來作為BCH電路以外的其他電路的一個(gè)例子的情況。圖4是表示實(shí)施方式3所涉及的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要部分的結(jié)構(gòu)的圖。圖4中，對于與圖1相同或等同的結(jié)構(gòu)部附加相同標(biāo)號(hào)，省略重復(fù)說明。[0034]在實(shí)施方式3中，如圖4所示，電抗器21與充電電路22的串聯(lián)電路與LB3并聯(lián)連接，且串聯(lián)連接在HB2和INV12之間。充電電路22是控制濾波電容器16a的充電的電路，包括:充電電阻22a、以及用于將充電電路22與電路分離開的接觸器22b。此外，充電電路22的動(dòng)作是眾所周知的，因此省略說明其動(dòng)作。
[0035]圖4中，實(shí)施方式3的EGS4與實(shí)施方式I相同，構(gòu)成為具有開關(guān)接點(diǎn)部4 a ,4 b ,5的三極單投刀開關(guān)器。開關(guān)接點(diǎn)部5的一端與充電電路22中的充電電阻22a和接觸器22b的連接端36相連接，開關(guān)接點(diǎn)部5的另一端接地。
[0036]利用上述連接，若對EGS4進(jìn)行手動(dòng)控制而閉合開關(guān)接點(diǎn)部5的接點(diǎn)，則充電電阻22a和接觸器22b的連接端36接地。此時(shí)，濾波電容器16a的正極和負(fù)極通過充電電阻22a和軌道54進(jìn)行電連接，使濾波電容器16a中的儲(chǔ)存電荷快速放電。
[0037]由此，在實(shí)施方式3的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，也不需要用于放電控制的特別的控制電路。另外，實(shí)施方式3的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要點(diǎn)能通過以下結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn):即，將原本構(gòu)成為雙極單投刀開關(guān)器結(jié)構(gòu)的EGS至少構(gòu)成為三極單投刀開關(guān)器，并且將追加設(shè)置的開關(guān)接點(diǎn)部5的一端接地，同時(shí)使開關(guān)接點(diǎn)部5的另一端通過裝配布線而與充電電阻22a進(jìn)行電連接。
[0038]由此，根據(jù)實(shí)施方式3的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，對設(shè)置于具有導(dǎo)電弓的車輛的EGS追加設(shè)置一個(gè)開關(guān)接點(diǎn)部，并使該開關(guān)接點(diǎn)部的一端接地，使其另一端與裝置內(nèi)的充電電路所具有的充電電阻進(jìn)行電連接，因此，能獲得與實(shí)施方式I所說明的使用BCH電路的情況相同的效果。
[0039]此外，在實(shí)施方式3中，以對新設(shè)置于EGS的開關(guān)接點(diǎn)部、與安裝于具有導(dǎo)電弓的車輛上的電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置的充電電路之間進(jìn)行電連接的情況作為一個(gè)例子進(jìn)行了說明，但是與實(shí)施方式2相同，也適用于安裝于不具有導(dǎo)電弓的車輛上的電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置。
[0040]實(shí)施方式4
實(shí)施方式I至3對電動(dòng)車為直流電動(dòng)車的情況進(jìn)行了說明，但是實(shí)施方式4中，參照圖5說明電動(dòng)車為交流電動(dòng)車的情況下的實(shí)施方式。圖5是表示實(shí)施方式4所涉及的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要部分的結(jié)構(gòu)的圖。圖5中，對于與圖1相同或等同的結(jié)構(gòu)部附加相同標(biāo)號(hào)，省略重復(fù)說明。
[0041]如圖5所示,在接受交流功率來進(jìn)行動(dòng)作的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，在電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置11的輸入側(cè)設(shè)置變壓器20，對電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置11施加交流電壓。因此，在電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置11中，在INV12的輸入側(cè)設(shè)置有將變壓器20進(jìn)行了降壓后的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的轉(zhuǎn)換器(以下記為“CNV”)18。此外，在圖5所示的濾波電路部16中，將低側(cè)的濾波電容器16a和高側(cè)的濾波電容器16b串聯(lián)連接以連接在直流母線間。
[0042]在交流電動(dòng)車的情況下，如圖所示，一般使串聯(lián)連接的濾波電容器16a、16b的中間點(diǎn)通過接地電阻28接地，并且在濾波電路部16和INV12之間設(shè)置有串聯(lián)連接了過電壓抑制晶閘管26a和過電壓抑制電阻26b的過電壓抑制電路26。此外，過電壓抑制電路26的動(dòng)作是眾所周知的，因此省略說明其動(dòng)作。
[0043]在圖5中，實(shí)施方式4的EGS4構(gòu)成為具有開關(guān)接點(diǎn)部4 a ,4 b，5a、5b的四極單投刀開關(guān)器。此處，開關(guān)接點(diǎn)部4a、4b的連接與實(shí)施方式I至3相同。另一方面，開關(guān)接點(diǎn)部5a的一端與負(fù)側(cè)直流母線40(或與負(fù)側(cè)直流母線40電位相同的端子)相連接，開關(guān)接點(diǎn)部5a的另一端與接地電阻28的一端(接地側(cè)端)相連接。另外，開關(guān)接點(diǎn)部5b的一端與濾波電容器16a、16b的中間點(diǎn)(或接地電阻28的另一端)相連接，開關(guān)接點(diǎn)部5b的另一端與過電壓抑制電路26中的過電壓抑制晶閘管26a和過電壓抑制電阻26b的連接端相連接。
[0044]利用上述連接，若對EGS4進(jìn)行手動(dòng)控制，使開關(guān)接點(diǎn)部5a、5b的各接點(diǎn)同時(shí)閉合，則負(fù)側(cè)直流母線40與接地電阻28的一端(接地側(cè)端)之間進(jìn)行電連接。利用該動(dòng)作，第一濾波電容器即濾波電容器16a的正極和負(fù)極通過接地電阻28進(jìn)行電連接，使濾波電容器16a的儲(chǔ)存電荷快速放電。另外，若開關(guān)接點(diǎn)部5b的接點(diǎn)閉合，則濾波電容器16a、16b的中間點(diǎn)、與過電壓抑制晶閘管26a和過電壓抑制電阻26b的連接端進(jìn)行電連接。利用該動(dòng)作，第二濾波電容器即濾波電容器16b的正極和負(fù)極通過過電壓抑制電阻26b進(jìn)行電連接，使濾波電容器16b中的儲(chǔ)存電荷快速放電。
[0045]由此，在實(shí)施方式4的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，也不需要用于放電控制的特別的控制電路。另外，實(shí)施方式4的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要點(diǎn)能通過以下結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn):即，將原本構(gòu)成為雙極單投刀開關(guān)器的EGS至少構(gòu)成為四極單投刀開關(guān)器，并且將第一濾波電容器即濾波電容器16a的正極和負(fù)極與追加設(shè)置的開關(guān)接點(diǎn)部5a相連接，以使得第一濾波電容器即濾波電容器16a的正極和負(fù)極與接地電阻28的兩端進(jìn)行電連接，并將第二濾波電容器即濾波電容器16b的正極和負(fù)極與追加設(shè)置的開關(guān)接點(diǎn)部5b相連接，以使得第二濾波電容器即濾波電容器16b的正極和負(fù)極與過電壓抑制電阻26b的兩端進(jìn)行電連接。
[0046]由此，根據(jù)實(shí)施方式4的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，對設(shè)置于具有導(dǎo)電弓的車輛的EGS追加兩個(gè)開關(guān)接點(diǎn)部，利用其中的一個(gè)開關(guān)接點(diǎn)部的閉合動(dòng)作來將第一濾波電容器的正極和負(fù)極與接地電阻進(jìn)行電連接，并利用另一個(gè)開關(guān)接點(diǎn)部的閉合動(dòng)作來將第二濾波電容器的正極和負(fù)極與過電壓抑制電阻進(jìn)行電連接，因此，即使電動(dòng)車是交流電動(dòng)車，也能獲得與實(shí)施方式I相同的效果。
[0047]此外，實(shí)施方式4中舉例說明了將濾波電路部的濾波電容器劃分為第一、第二濾波電容器的情況，但是若是在構(gòu)成為使第一、第二濾波電容器的中間點(diǎn)不接地的單一濾波電容器的情況下，只需對EGS追加一個(gè)開關(guān)接點(diǎn)部，另外，在上述情況下，單一濾波電容器的正極和負(fù)極只需與接地電阻或過電壓抑制電阻中的任意一個(gè)相連接即可。
[0048]實(shí)施方式5
在實(shí)施方式I至4中，說明了驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的INV是雙電平INV的情況，但是在實(shí)施方式5中，參照圖6說明驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的INV是三電平INV的情況。圖6是表示實(shí)施方式5所涉及的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要部分的結(jié)構(gòu)的圖。圖6中，對于與圖1相同或等同的結(jié)構(gòu)部附加相同標(biāo)號(hào)，省略重復(fù)說明。
[0049]在實(shí)施方式5中，如圖6所示，作為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)換器，設(shè)置三電平INV12a。對應(yīng)于該結(jié)構(gòu)，在濾波電路部16中，濾波電容器16c、16d串聯(lián)連接且連接在直流母線間。另夕卜，對應(yīng)于濾波電路部16的結(jié)構(gòu)，在BCH電路14中，BCH電路14c、14d串聯(lián)連接且連接在直流母線間。此外，三電平INV12a的動(dòng)作是眾所周知的，因此省略說明其動(dòng)作。
[0050]圖6中，實(shí)施方式5的EGS4與實(shí)施方式I相同，構(gòu)成為具有開關(guān)接點(diǎn)部4 a ,4 b ,5的三極單投刀開關(guān)器。此處，開關(guān)接點(diǎn)部4a、4b的連接與實(shí)施方式I至4相同。另一方面，開關(guān)接點(diǎn)部5的一端與正側(cè)直流母線30A (也可以是與正側(cè)直流母線30A電位相同的端子)相連接，開關(guān)接點(diǎn)部5的另一端與位于低側(cè)的BCH電路14c中的開關(guān)元件15ac和制動(dòng)電阻15bc的連接端相連接。
[0051]利用上述連接，若對EGS4進(jìn)行手動(dòng)控制以使開關(guān)接點(diǎn)部5的接點(diǎn)閉合，則濾波電路部16的正極和負(fù)極通過制動(dòng)電阻15bc進(jìn)行電連接，使濾波電容器16c、16d中的儲(chǔ)存電荷快速放電。
[0052]由此，在實(shí)施方式5的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，也不需要用于放電控制的特別的控制電路。另外，實(shí)施方式5的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要點(diǎn)能通過以下結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn):即，將原本構(gòu)成為雙極單投刀開關(guān)器的EGS至少構(gòu)成為三極單投刀開關(guān)器，并且將濾波電路部16的正極和負(fù)極與追加設(shè)置的開關(guān)接點(diǎn)部5相連接，以使得濾波電路部16的正極和負(fù)極與制動(dòng)電阻15bc的兩端進(jìn)行電連接。
[0053]由此，根據(jù)實(shí)施方式5的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，對設(shè)置于具有導(dǎo)電弓的車輛的EGS追加設(shè)置一個(gè)開關(guān)接點(diǎn)部，利用該開關(guān)接點(diǎn)部的閉合動(dòng)作來使濾波電路部的正極和負(fù)極與制動(dòng)電阻的一個(gè)進(jìn)行電連接，由此，即使采用使用了三電平INV的結(jié)構(gòu)來代替使用了雙電平INV的結(jié)構(gòu)，也能獲得與實(shí)施方式I相同的效果。
工業(yè)上的實(shí)用性
[0054]如上所述，本發(fā)明作為能簡單且可靠地對濾波電容器中的電荷進(jìn)行放電的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是有用的。
標(biāo)號(hào)說明
[0055]I 導(dǎo)電弓
2高速斷路器(HB)
3線路斷路器(LB)
4接地開關(guān)(EGS)
4a，4b，5，5A，5B，5a，5b 開關(guān)接點(diǎn)部
6、6A、6B 車輛 7 電動(dòng)機(jī)
8、9 車輪
11、IlAUlB 電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置 12 逆變器(INV)
12a 三電平逆變器(三電平INV)
14、14a?14d、14A、14B 制動(dòng)斬波器電路(BCH電路)
15a、15aa、15ac、15aA、15aB 開關(guān)兀件 15b、15ba、15bc、15bA、15bB 制動(dòng)電阻 16 濾波電路部
16a?16d、16aA、16aB 濾波電容器
20變壓器
21電抗器
22充電電路 22a 充電電阻22b 接觸器
26過電壓抑制電路26a 過電壓抑制晶閘管26b 過電壓抑制電阻
28接地電阻30A.30B 正側(cè)直流母線
40負(fù)側(cè)直流母線
50架空線
54軌道
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)， 包括:電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置，該電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置將由架空線提供的直流功率或交流功率轉(zhuǎn)換為所希望的交流功率，并對負(fù)載即電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；第一斷路器，該第一斷路器斷開在所述架空線與所述電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置之間流動(dòng)的電流；以及接地開關(guān)器，該接地開關(guān)器將該第一斷路器接地，所述電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特征在于， 所述電動(dòng)車用功率轉(zhuǎn)換裝置中設(shè)置有主電路部和第二斷路器，所述主電路部至少包括:濾波電路部，該濾波電路部具有接收所述架空線的供電并進(jìn)行儲(chǔ)存的濾波電容器；以及逆變器，該逆變器將該濾波電路部的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓以驅(qū)動(dòng)負(fù)載即電動(dòng)機(jī)，所述第二斷路器斷開第一斷路器與所述逆變器之間的供電路徑， 所述接地開關(guān)器構(gòu)成為具有三極以上的開關(guān)接點(diǎn)的單投刀開關(guān)器， 作為構(gòu)成所述主電路部的電路要素中的一個(gè)規(guī)定的電阻器與所述接地開關(guān)器的開關(guān)接點(diǎn)相連接，以使得在所述接地開關(guān)器的開關(guān)接點(diǎn)閉合時(shí)，所述規(guī)定的電阻器與所述濾波電容器的正極和負(fù)極之間進(jìn)行電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述主電路部具有在所述電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)工作時(shí)消耗無法在所述架空線側(cè)再生的剩余功率的制動(dòng)斬波器電路， 使用所述制動(dòng)斬波器電路中所具有的制動(dòng)電阻來作為所述規(guī)定的電阻器。
3.如權(quán)利要求2 所述的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述制動(dòng)斬波器電路具有并聯(lián)連接的多個(gè)制動(dòng)斬波器電路， 使用所述多個(gè)制動(dòng)斬波器電路中的任意一個(gè)制動(dòng)斬波器電路中所具有的制動(dòng)電阻來作為所述規(guī)定的電阻器。
4.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述主電路部具有對所述濾波電容器的充電進(jìn)行控制的充電電路， 使用所述充電電路中所具有的充電電阻來作為所述規(guī)定的電阻器。
5.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是通過變壓器接收來自交流架空線的供電以進(jìn)行動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)， 所述主電路部還具有:轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器將由所述變壓器進(jìn)行降壓后的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓；以及過電壓抑制電路，該過電壓抑制電路對所述濾波電路部的過電壓進(jìn)行抑制， 使用所述過電壓抑制電路中所具有的過電壓抑制電阻來作為所述規(guī)定的電阻器。
6.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是通過變壓器接收來自交流架空線的供電以進(jìn)行動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)， 所述主電路部還具有:轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器將由所述變壓器進(jìn)行降壓后的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓；以及接地電阻，該接地電阻將構(gòu)成所述濾波電路部、且串聯(lián)連接的一個(gè)濾波電容器和另一個(gè)濾波電容器之間的中間點(diǎn)接地， 使用所述接地電阻來作為所述規(guī)定的電阻器。
7.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是通過變壓器接收來自交流架空線的供電以進(jìn)行動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)， 所述主電路部還具有:轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器將由所述變壓器進(jìn)行降壓后的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓；過電壓抑制電路，該過電壓抑制電路抑制所述濾波電路部的過電壓；以及接地電阻，該接地電阻將構(gòu)成所述濾波電路部、且串聯(lián)連接的低側(cè)濾波電容器和高側(cè)濾波電容器之間的中間點(diǎn)接地， 通過將所述接地電阻用作所述規(guī)定的電阻器中的一個(gè)，來形成與所述低側(cè)濾波電容器相關(guān)的放電電路，并且通過將所述過電壓抑制電路中所具有的過電壓抑制電阻用作所述規(guī)定的電阻器中的一個(gè)，來形成與所述高側(cè)濾波電容器相關(guān)的放電電路。
8.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述主電路的逆變器構(gòu)成為三電平逆變器， 所述主電路部的濾波電路部具有串聯(lián)連接且連接在直流母線間的低側(cè)濾波電容器及高側(cè)濾波電容器， 并且所述主電路部還具有制動(dòng)斬波器電路，該制動(dòng)斬波器電路在所述三電平逆變器的輸入側(cè)分別與所述低側(cè)濾波電容器和所述高側(cè)濾波電容器并聯(lián)連接， 使用低側(cè)濾波 電容器中所具有的制動(dòng)電阻來作為所述規(guī)定的電阻器，并且將所述制動(dòng)電阻中的未與負(fù)側(cè)直流母線相連接一側(cè)的一端、和正側(cè)直流母線的一端與所述接地開關(guān)器相連接，從而能形成與所述低側(cè)濾波電容器和所述高側(cè)濾波電容器相關(guān)的放電電路。
【文檔編號(hào)】B60L9/16GK103987561SQ201180075417
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月12日
【發(fā)明者】永塚吉生 申請人:三菱電機(jī)株式會(huì)社