電力機車控制裝置和電力機車控制方法制造方法及圖紙

提供一種電力機車控制裝置和電力機車控制方法，可以減小電源裝置的尺寸。電力機車控制裝置（100）包括：主變換裝置（2a），利用變流器把從架空線供給的交流電力變換成直流電力，利用逆變器把該直流電力變換成控制驅動用電動機（7a）的交流電力；降壓電路（4a），把直流電力的電壓降壓；輔助電源電路（5a），利用逆變器把降壓得到的直流電力變換成交流電力，并供給到電力機車內的包括壓縮機在內的設備；以及客車電源電路（6a），把降壓得到的直流電力供給到電力機車牽引的客車內的包括空調裝置在內的設備。

【技術實現步驟摘要】
電力機車控制裝置和電力機車控制方法（相關申請的引用）本申請基于并要求2013年4月16日提交的在先日本專利申請2013-085359的優先權的權益，該申請的全部內容在此引入。
本實施方式涉及電力機車控制裝置和電力機車控制方法。
技術介紹
在電力機車上搭載用來從交流架空線供給電力、向電力機車的各裝置供給所要形態的電力的電源裝置即控制裝置。例如，設置有用來控制驅動用電動機的主變換裝置、用來供給電力機車內的壓縮機和冷卻用的吹風機等的電源的輔助電源裝置、和用來向電力機車牽引的客車供給空調裝置等的電源的客車電源裝置等。而且，針對每個電力機車設置有收存了適當的臺數的電源裝置的多個電力變換裝置。例如，在具有6個動軸、六臺驅動用電動機的電力機車的控制裝置的情況下，搭載兩臺收存了三臺主變換裝置和一臺輔助電源裝置的電力變換裝置，進而在電力機車內設置了兩臺客車電源裝置。現有技術文獻專利文獻1：日本特開2009-72049號公報
技術實現思路
（專利技術要解決的問題）但是，構成控制裝置的這些電力變換裝置、電源裝置尺寸大，所以需要用來設置的大的空間。其結果，為了在與電力機車的種類對應的設置空間內收存電力變換裝置、電源裝置，有可能需要對裝置的配置再次設計，而且也成為維護保養作業復雜化等的原因。而且，用戶也希望減小設置空間。因此，存在對于使電力變換裝置、電源裝置小型化的潛在的需求。（用來解決問題的方案）根據一實施方式，提供一種電力機車控制裝置，包括：主變換裝置，利用變流器把從架空線供給的交流電力變換成直流電力，并利用逆變器把該直流電力變換成控制驅動用電動機的交流電力；降壓電路，把上述直流電力的電壓降壓；輔助電源電路，利用逆變器把上述降壓得到的直流電力變換成交流電力，并供給到電力機車內的包括壓縮機在內的設備；以及客車電源電路，把上述降壓得到的直流電力供給到電力機車牽引的客車內的包括空調裝置在內的設備。根據上述的一實施方式，可以提供減小了電力機車控制裝置的尺寸的電力機車控制裝置。附圖說明圖1是示出實施方式1的電力機車控制裝置的構成的圖。圖2是示出實施方式1的電力機車控制裝置電力變換裝置的詳細的電路構成的圖。圖3是用來說明實施方式1的電力機車控制裝置的降壓斬波器的動作的控制方法的圖。圖4是用來說明實施方式1的電力機車控制裝置的切換裝置的構成和動作的圖。圖5是示出變形例的電力機車控制裝置100的輔助電源切換電路21中設置的分配電路的構成的圖。圖6是示意性地示出現有的電力變換裝置和電源裝置的構成的圖。（附圖標記說明）1：控制器；2、3：主變換裝置；4：降壓電路；5：輔助電源電路；6：客車電源電路；7、8：驅動用電動機；10：電力變換裝置；20：切換裝置；21：輔助電源切換電路；21a：分配電路；21b：第一切換電路；21c：第二切換電路；22：客車電源切換電路；22a：分配電路；22b：第一切換電路；22c：第二切換電路；30：控制部；100：電力機車控制裝置；120：交流/直流變流器；121：VVVF逆變器；125：平滑電路；126、127：降壓斬波器；128：逆變器具體實施方式[實施方式1]參照附圖詳細說明實施方式1。另外，以下說明具有六臺主電動機的電力機車，但本申請不限于該方式。圖1是示出實施方式1的電力機車控制裝置100的構成的圖。電力機車控制裝置100包括：電力變換裝置（PCC）10a、10b、10c、切換裝置20和控制部30。電力變換裝置10a（10b、10c），對經由交流架空線、變壓器取入的電力進行變換，分別控制驅動用電動機7a、8a（7b、8b、7c、8c）的驅動動作。另外，電力變換裝置10a（10b、10c）把經由交流架空線、變壓器取入的電力變換成輔助電源用的電力和客車電源用的電力并輸出。切換裝置20選擇分別從電力變換裝置10a、10b、10c輸出的輔助電源用的電力11a、11b、11c內的兩個電力。一個電力作為恒壓恒頻的電源供給到壓縮機等的恒頻負載。另一個電力作為變壓變頻的電源供給到冷卻用的吹風機等的變頻負載。另外，切換裝置20選擇分別從電力變換裝置10a、10b、10c輸出的輔助電源用的電力12a、12b、12c內的兩個電力，作為客車用電源輸出。客車用的電源向牽引的客車供給雙系統的直流600V。控制部30控制切換裝置20的動作。切換裝置20的動作見后述。然后，說明電力變換裝置10a、10b、10c的構成和動作。另外，電力變換裝置10a、10b、10c是相同的構成，所以以電力變換裝置10a為代表進行說明。電力變換裝置10a包括：控制器1a、主變換裝置2a、主變換裝置3a、降壓電路4a、輔助電源電路5a和客車電源電路6a。主變換裝置2a、3a分別控制驅動用電動機7a、8a的驅動動作。降壓電路4a把從主變換裝置2a、3a的交流/直流變流器取出的直流電力的電壓（例如，1800V）降壓到預定的電壓值（例如，600V）。然后，降壓電路4a把降壓得到的直流電力輸出到輔助電源電路5a和客車電源電路6a。輔助電源電路5a經由逆變器把直流電力變換成輔助電源用交流電力并輸出到切換裝置20。客車電源電路6a把直流電力變換成客車電源用直流電力并輸出到切換裝置20。控制器1a對電力變換裝置10a的動作進行總體控制。主變換裝置2a、3a的交流/直流變流器和逆變器、輔助電源電路5a的逆變器、向輔助電源電路5a和客車用電源電路6a供給直流電力的降壓電路4a由IGBT等的開關元件構成。控制器1a控制開關元件來控制各個裝置和電路的動作。圖2是示出實施方式1的電力機車控制裝置100的電力變換裝置10a的詳細的電路構成的圖。電力變換裝置10a、10b、10c是相同的構成，所以以電力變換裝置10a為代表進行說明。另外，主變換裝置2a和主變換裝置3a是相同的構成，所以說明主變換裝置2a。向變壓器103的初級側供給從架空線（未圖示）經由動臂裝置（pantograph，受電弓）101取出的交流電力。被變壓器103降壓得到的交流電力經由設置在次級側的接觸器104、充電電阻連接用接觸器105、充電電阻106連接到交流/直流變流器120。如果駕駛員從駕駛臺進行開始操作，則接觸器105進行動作，充電電流經由充電電阻106流過主電路，對電路的濾波電容器109充電。然后，接觸器104在隨后的定時進行動作。變流器120是把輸入的單相交流電壓變換成直流電壓（例如，1800V）的變換器，組合變流器用的半導體元件107而構成。控制器1a通過經由選通放大器（未圖示）直接驅動變流器用的半導體元件107，控制直流電壓。在變流器120的后級（與變壓器3相反的一側）連接有平滑電路125、濾波電容器109、降壓斬波器126。降壓斬波器126具有半導體元件110a、二極管110b、接地110c、電抗器110d、電容器113。平滑電路125由電抗器、電容器構成，與濾波電容器109一起把從變流器120輸出的直流電壓的脈動成分平滑化。VVVF逆變器121具有6個半導體元件115。基于從VVVF逆變器121的輸入側供給的直流電壓生成三相的交流電壓。VVVF逆變器121對直流電壓以與應當輸出的交流電壓的振幅對應的寬度的脈沖進行節取。控制器1a通過經由選通放大器（未圖示）直接驅動VVVF逆變器用的半導體元件本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電力機車控制裝置，其特征在于包括：主變換裝置，利用變流器把從架空線供給的交流電力變換成直流電力，利用逆變器把該直流電力變換成控制驅動用電動機的交流電力；降壓電路，把上述直流電力的電壓降壓；輔助電源電路，利用逆變器把上述降壓得到的直流電力變換成交流電力，并供給到電力機車內的包括壓縮機在內的設備；以及客車電源電路，把上述降壓得到的直流電力供給到電力機車牽引的客車內的包括空調裝置在內的設備。

【技術特征摘要】
2013.04.16 JP 2013-0853591.一種電力機車控制裝置，其特征在于包括：主變換裝置，利用變流器把從架空線供給的交流電力變換成直流電力，利用逆變器把該直流電力變換成控制驅動用電動機的交流電力；降壓電路，把上述直流電力的電壓降壓；輔助電源電路，利用逆變器把上述降壓得到的直流電力變換成交流電力，并供給到電力機車內的包括壓縮機在內的設備；以及客車電源電路，把上述降壓得到的直流電力供給到電力機車牽引的客車內的包括空調裝置在內的設備，上述主變換裝置、降壓電路、輔助電源電路和客車電源電路設置在一個筐體內，進而，在上述筐體內設置有兩臺上述主變換裝置和兩臺上述降壓電路；各個上述降壓電路把各個上述主變換裝置的直流電力的電壓降壓；從各個降壓電路輸出的上述降壓得到的電力一起輸入到上述輔助電源電路和客車電源電路；進行控制以使各個降壓電路的輸出電力變得均勻。2.如權利要求1所述的電力機車控制裝置，其特征在于：在上述筐體內設置有控制上述主變換裝置、降壓電路、輔助電源電路的各自的切換元件的動作的控制器。3.如權利要求2所述的電力機車控制裝置，其特征在于：設置有三個上述筐體；包括：切換電路，把從各個上述筐體的輔助電源電路或客車電源電路輸出的三個電力分...

【專利技術屬性】
技術研發人員：戶田伸一，安岡育雄，伊東正尚，
申請(專利權)人：株式會社東芝，
類型：發明
國別省市：日本;JP