搭載蓄電裝置的電力變換裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種搭載了蓄電裝置的電力變換裝置。抑制對(duì)逆變器電路以及DC-DC變換電路進(jìn)行連接的直流部的諧振動(dòng)作、在DC-DC變換電路的開關(guān)時(shí)產(chǎn)生的浪涌電壓、相間的負(fù)載電流的不均衡，此外，實(shí)現(xiàn)逆變器電路以及DC-DC變換電路的穩(wěn)定控制。通過將構(gòu)成電力變換裝置的逆變器電路以及DC-DC變換電路與公共化的直流輸入側(cè)的電容器一起在同一單元中構(gòu)成，從而減小逆變器電路以及DC-DC變換電路間的布線電感以及各相間的電路電感的偏差。
【專利說明】搭載蓄電裝置的電力變換裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及搭載了蓄電裝置的電力變換裝置的系統(tǒng)構(gòu)成，特別，涉及具備將直流變換為交流的逆變器裝置、與該逆變器裝置并聯(lián)連接并將第I直流電壓變換為第2直流電壓的DC-DC變換裝置、和蓄電裝置的電力變換裝置的構(gòu)成方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)界中廣泛使用的逆變器裝置中，通過使用了脈沖寬度調(diào)制(PWM)方式的可變電壓可變頻率(VVVF)控制來將直流電力變換為交流電力的方式被廣泛利用。
[0003]例如，在鐵道車輛的領(lǐng)域中，廣泛采用再生制動(dòng)控制，即，通過使用VVVF逆變器裝置來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)從而使車輛加速，并且通過在制動(dòng)時(shí)以電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)進(jìn)行動(dòng)作從而將動(dòng)能變換為電能并返回至架空電車線(以下，稱為“架線”)。
[0004]此外，近年，應(yīng)用蓄電裝置而有效利用通過再生制動(dòng)得到的再生電力，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步節(jié)能化的技術(shù)被研究并實(shí)用化。
[0005]例如，在作為在先技術(shù)文獻(xiàn)而刊載的專利文獻(xiàn)1、2中，公開有以下技術(shù):對(duì)逆變器裝置的輸入側(cè)并聯(lián)連接蓄電裝置，通過對(duì)再生能量進(jìn)行蓄電來有效利用，從而使車輛高效率運(yùn)行。
[0006]作為現(xiàn)有技術(shù)，在先的專利文獻(xiàn)I中記載的電力變換裝置在圖6中示出。
[0007]在圖6中，I為直流電車線，2為集電裝置，3為接觸器，4為電抗器，5以及8為電容器，6為逆變器電路，7為電動(dòng)機(jī)，9為DC-DC變換電路，11為蓄電裝置，21為逆變器電路單元，22為DC-DC變換電路單元，31為電阻，32為開關(guān)元件。
[0008]這里，逆變器電路6以及DC-DC變換電路9 一般由使用了功率用半導(dǎo)體元件的開關(guān)元件構(gòu)成。在基于PWM方式的電力變換中，通過開關(guān)元件的開關(guān)動(dòng)作將直流電力變換為交流電力，但是在該電力變換時(shí)，產(chǎn)生高次諧波失真，逆變器電路6導(dǎo)致的高次諧波失真被由電抗器4和電容器5構(gòu)成的濾波器電路吸收，并且DC-DC變換電路9導(dǎo)致的高次諧波失真被由電抗器4和電容器8構(gòu)成的濾波器電路吸收，通過這樣的構(gòu)成，防止高次諧波失真向直流電車線I流入。此外，電阻31和開關(guān)元件32構(gòu)成用于使電容器的電荷放電的放電電路。
[0009]上述電力變換裝置，在對(duì)車輛進(jìn)行加速的動(dòng)力運(yùn)行時(shí)，從直流電車線I通過集電裝置2來輸入直流電力，在經(jīng)由斷路器3和電抗器4、電容器5向逆變器電路6提供電力后，通過由逆變器電路6將直流電力變換為三相交流電力來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7，使車輛加速。
[0010]此外，在使車輛減速的再生制動(dòng)時(shí)，通過與上述動(dòng)力運(yùn)行時(shí)相同的路徑將由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的再生電力返回至直流電車線，由此上述再生電力作為同一線路上的其他車輛的動(dòng)力運(yùn)行電力來使用。另一方面，設(shè)為以下的裝置構(gòu)成:在前述的再生制動(dòng)時(shí)，即使是在同一線路上進(jìn)行動(dòng)力運(yùn)行的電車不足的狀態(tài)下，通過由蓄電裝置11吸收由電動(dòng)機(jī)7產(chǎn)生的再生電力從而使再生制動(dòng)連續(xù)動(dòng)作，能夠降低不能將再生電力全部返回的再生失效的次數(shù)，從而有效利用電力。在該情況下，再生電力由電動(dòng)機(jī)7經(jīng)由逆變器電路6和電容器5、電容器8、DC-DC變換電路9而在蓄電裝置11中蓄積。這里，充電至蓄電裝置11的電力由DC-DC變換電路9控制。
[0011]此外，在蓄電裝置11中蓄積的電力通過與上述蓄電裝置11的充電時(shí)相同的路徑被放電，作為在動(dòng)力運(yùn)行時(shí)對(duì)車輛進(jìn)行加速的電力來使用，并且在直流電車線I停電等沒有受到電力供給的情況下，能夠作為使車輛緊急行駛至車站的電力來使用。
[0012]在作為在先技術(shù)文獻(xiàn)而刊載的專利文獻(xiàn)2中，如圖7所示，對(duì)DC-DC變換電路9與逆變器電路6連接的一側(cè)的直流輸入部沒有并聯(lián)連接電容器(相當(dāng)于圖6所示的電容器8)，而是構(gòu)成為共用與逆變器電路6的輸入部并聯(lián)連接的電容器5。在本構(gòu)成中，如后所述，存在由于逆變器電路6和DC-DC變換電路9之間的布線電感23的影響，從而DC-DC變換電路9的開關(guān)元件10的浪涌電壓過大這樣的課題。
[0013]此外，在作為在先技術(shù)文獻(xiàn)而刊載的專利文獻(xiàn)3中，與專利文獻(xiàn)2相同地，共用逆變器電路和DC-DC變換電路的電容器，但是為了防止開關(guān)元件的浪涌電壓與電源電壓重疊，需要進(jìn)行母線的分割。此外，由于在相間在直至電源電極的取出位置為止的距離中存在差別，所以在相間，電路的電感不同，存在涉及到對(duì)開關(guān)時(shí)的浪涌電壓有影響、相間的電流不均衡的課題。
[0014]專利文獻(xiàn)I JP特開2012-186947號(hào)公報(bào)
[0015]專利文獻(xiàn)2 JP特開2009-89503號(hào)公報(bào)
[0016]專利文獻(xiàn)3 JP特開2008-199788號(hào)公報(bào)
[0017]在作為這些在先技術(shù)文獻(xiàn)而刊載的專利文獻(xiàn)所示的電路中，如以下所示，存在較大的三個(gè)課題。
[0018]第一個(gè)是，由于逆變器電路和DC-DC變換電路之間的連接是單元間的連接，所以一般使用電線。由此，在專利文獻(xiàn)I所示的構(gòu)成中，在對(duì)逆變器電路和DC-DC變換電路進(jìn)行連接的電線的布線電感、和與DC-DC變換電路并聯(lián)連接的電容器之間有可能會(huì)引起諧振現(xiàn)象。特別，鐵道車輛用中使用的電容器的電容為數(shù)千μ F的級(jí)別，如果將逆變器電路和DC-DC變換電路之間由電線連接，則由該電容器的靜電電容以及布線(電線)的電感決定的諧振頻率接近于逆變器和DC-DC變換電路的開關(guān)動(dòng)作頻率，存在對(duì)逆變器電路和DC-DC變換電路進(jìn)行連接的直流部的電流、電壓發(fā)生諧振的情況。如果產(chǎn)生該諧振動(dòng)作，則存在在直流階段成為過電流/過電壓的可能性、以及在逆變器電路或DC-DC變換電路的輸出側(cè)成為過電流的可能性。
[0019]另一方面，如專利文獻(xiàn)2所示，如果在DC-DC變換電路與逆變器電路連接的一側(cè)的直流部中，設(shè)為不具有在最近并聯(lián)連接的電容器的構(gòu)成，則在DC-DC變換電路的開關(guān)時(shí)產(chǎn)生的浪涌電壓由于布線電感的影響會(huì)變得過大，DC-DC變換電路的開關(guān)元件可能會(huì)被破壞。由此，在通過不同的單元由電線對(duì)逆變器電路和DC-DC變換電路進(jìn)行連接的情況下，難以去掉與DC-DC變換電路并聯(lián)連接的電容器。
[0020]此外，如果設(shè)為專利文獻(xiàn)3所示這樣的對(duì)母線進(jìn)行了分割的構(gòu)成，則由于從母線至電容器的布線長的影響而布線電感增加，在該文獻(xiàn)所示這樣的開關(guān)元件的配置構(gòu)成中，在相間在直至電源電極的取出位置為止的距離中存在差別，所以在相間，電路的電感不同，與相間的開關(guān)時(shí)的浪涌電壓和負(fù)載電流的不均衡有關(guān)。
[0021]第二個(gè)，電力變換裝置內(nèi)的電容器，其容積和重量較大，由于車輛地板下面的裝配的制約等，臺(tái)數(shù)等過度增加而大型化是不優(yōu)選的。此外，開關(guān)元件為了冷卻其開關(guān)動(dòng)作導(dǎo)致的發(fā)熱而安裝在冷卻器上，但是對(duì)安裝逆變器用的開關(guān)元件的冷卻器、以及安裝DC-DC變換電路冷卻器進(jìn)行分割后作為2單元的冷卻器采用會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的大型化而不優(yōu)選。由此，優(yōu)選臺(tái)數(shù)少且能夠公共化的部分進(jìn)行公共化。
[0022]第三個(gè)，從控制動(dòng)作的方面來看，在逆變器電路以及DC-DC變換電路中分別設(shè)置電容器來檢測(cè)其電壓進(jìn)行控制動(dòng)作的情況下，在各個(gè)電容器的電壓值中產(chǎn)生差。此外，在分別設(shè)置傳感器的情況下，由于傳感器的檢測(cè)誤差的影響而在檢測(cè)的電壓值中產(chǎn)生差分。并且，此外，即使在逆變器電路以及DC-DC變換電路中具有公共的電容器來檢測(cè)其電壓并進(jìn)行控制動(dòng)作的情況下，如果逆變器電路和DC-DC變換電路的布線變長，則每一個(gè)中檢測(cè)的電容器的電壓中會(huì)產(chǎn)生差分。由于這樣的電容器電壓的差分，存在在控制動(dòng)作中出現(xiàn)問題的情況。
[0023]例如，在專利文獻(xiàn)I和專利文獻(xiàn)2的構(gòu)成中，如果設(shè)為在逆變器電路的各相和DC-DC變換電路的相之間能夠?qū)﹂_關(guān)信號(hào)的相以及主電路各相的輸出布線進(jìn)行切換，則在逆變器電路的一相發(fā)生了故障等時(shí)將DC-DC變換電路的相作為逆變器的一相來代用，能夠具有冗余性而使車輛能夠繼續(xù)行駛。其中，在該情況下，由于先前所示的電容器電壓的差分，逆變器的輸出控制電壓在相間變得不均衡而成為感應(yīng)障礙的要因，在逆變器負(fù)載為電動(dòng)機(jī)的情況下，成為轉(zhuǎn)矩變動(dòng)的要因。此外，在使用在外部設(shè)置供電設(shè)備對(duì)蓄電裝置進(jìn)行充電的方式的情況下，有時(shí)充電效率降低從而穩(wěn)定的控制變得困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0024]為了解決上述課題，本發(fā)明是一種電力變換裝置，具備:第I電力變換部，其將第I直流電力變換為交流電力；交流負(fù)載，其與第I電力變換部的交流側(cè)連接；第2電力變換部，其將第I直流電力變換為電壓電平與該第I直流電力的電壓電平不同的第2直流電力；第I電容器，其被公共連接在第I電力變換部以及第2電力變換部接收第I直流電力的一側(cè)；蓄電部，其對(duì)由第2電力變換部變換的第2直流電力進(jìn)行蓄積；第I電抗器，其設(shè)置在第2電力變換部和蓄電部之間；和第2電容器，其與蓄電部并聯(lián)連接；在同一單元內(nèi)一體構(gòu)成地集中第I電力變換部、第2電力變換部以及第I電容器，并減小第I電力變換部和第2電力變換部之間的布線電感。
[0025]此外，為了減小布線電感，通過母線構(gòu)成而在同一單元內(nèi)編入第I電力變換部、第2電力變換部、以及第I電容器，并通過母線按照最短路徑來連接第I電容器和第I以及第2電力變換部，正極電源用母線以及負(fù)極電源用母線優(yōu)選在確保絕緣的基礎(chǔ)上按照均一距離重合。
[0026]進(jìn)一步地，可以在第I電抗器和蓄電部之間設(shè)置斷路器，將蓄電部以及斷路器的串聯(lián)電路與第2電容器并聯(lián)連接，將第I電阻與第2電容器并聯(lián)連接，經(jīng)由第2電力變換部以及第I電阻來進(jìn)行第I電容器的放電。
[0027]此外，也可以構(gòu)成為，將與第I電容器并聯(lián)連接的由開關(guān)部以及電阻的串聯(lián)電路構(gòu)成的放電電路設(shè)置在上述同一單元內(nèi)。
[0028]進(jìn)一步地，可以在第I電力變換部的交流側(cè)，設(shè)置用于對(duì)交流負(fù)載以及外部供電設(shè)備進(jìn)行切換連接的切換器，在通過該切換器的切換而在第I電力變換部的交流側(cè)連接外部供電設(shè)備的情況下，經(jīng)由第I電力變換部以及第2電力變換部對(duì)蓄電部充電從該外部供電設(shè)備供電的電力。
[0029]發(fā)明效果
[0030]根據(jù)本發(fā)明，能夠防止將逆變器電路和DC-DC變換電路并聯(lián)連接的直流部的諧振現(xiàn)象。
[0031]此外，通過減小逆變器電路以及DC-DC變換電路的布線電感的構(gòu)成，能夠抑制開關(guān)元件的動(dòng)作時(shí)的浪涌電壓并降低相間不均衡。
[0032]并且，此外，通過電容器的臺(tái)數(shù)削減、冷卻器的小型化，能夠完成系統(tǒng)整體的裝置小型化，并較為經(jīng)濟(jì)。進(jìn)一步地，通過電容器的公共化，在故障時(shí)的緊急運(yùn)轉(zhuǎn)中也能夠防止逆變器的控制電壓的相間不均衡，成為具有可靠性的系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例1涉及的電力變換裝置的主電路的構(gòu)成例的圖。
[0034]圖2是表示本發(fā)明的圖1所示的一體單元的機(jī)器構(gòu)成例的圖。
[0035]圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施例2涉及的電力變換裝置的主電路的構(gòu)成例的圖。
[0036]圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施例3涉及的電力變換裝置的主電路的構(gòu)成例的圖。
[0037]圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施例4涉及的電力變換裝置的主電路的構(gòu)成例的圖。
[0038]圖6是表示現(xiàn)有的電力變換裝置的主電路構(gòu)成例的圖。
[0039]圖7是表示現(xiàn)有的電力變換裝置的另外的主電路構(gòu)成例的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0040]以下，使用【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0041](實(shí)施例1)
[0042]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例1涉及的電力變換裝置的主電路的構(gòu)成例的圖。
[0043]在圖1的電力變換裝置中，I為直流電車線，2為集電裝置，3為接觸器，4為電抗器，20為逆變器電路6和DC-DC變換電路9的一體單元，7為電動(dòng)機(jī)，11為蓄電裝置，12為與蓄電裝置11并聯(lián)連接的電容器，13為電抗器。在逆變器電路6和DC-DC變換電路9的一體單元20內(nèi)(圖中，由點(diǎn)線框包圍的部分)，5為電容器，10a、1b為用于進(jìn)行DC-DC變換的開關(guān)元件。此外，將逆變器電路6以及DC-DC變換電路9的布線中包含的電感表示為布線電感23。31為電阻，32為開關(guān)元件，構(gòu)成用于使電容器5以及電容器12的電荷放電的放電電路。
[0044]作為圖1的動(dòng)作例，首先，說明通過再生制動(dòng)使車輛減速的情況。
[0045]通過再生制動(dòng)從電動(dòng)機(jī)7產(chǎn)生的再生電力經(jīng)由逆變器電路6和電容器5、電抗器
4、接觸器3從集電裝置2輸出至直流電車線I。但是，例如，在變電所不能吸收該再生電力的情況下或在同一軌道上不存在動(dòng)力運(yùn)行車輛從而不能消耗該再生電力的情況下等，該再生電力從逆變器電路6以及電容器5經(jīng)由DC-DC變換電路9、電抗器13、電容器12被充電至蓄電裝置11。
[0046]另一方面，在車輛進(jìn)行加速動(dòng)作的動(dòng)力運(yùn)行時(shí)，從直流電車線I經(jīng)由集電裝置2、接觸器3、電抗器4，向電容器5以及逆變器電路6提供動(dòng)力運(yùn)行電力，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7。此外，與此同時(shí)，也從蓄電裝置11對(duì)動(dòng)力運(yùn)行電力進(jìn)行放電，經(jīng)由電容器12、電抗器13、DC-DC變換電路9將該動(dòng)力運(yùn)行電力提供給電容器5以及逆變器電路6。
[0047]在該圖1的電路中，通過采用一體單元20(圖中，由點(diǎn)線框包圍的部分)來構(gòu)成包含電容器5在內(nèi)的逆變器電路6和DC-DC變換電路9，能夠縮短逆變器電路6和DC-DC變換電路9之間的布線，也能夠減小逆變器電路6和DC-DC變換電路9之間的布線中包含的布線電感23。針對(duì)一體單元20，圖2示出用于減小該布線電感23的機(jī)器構(gòu)成例。
[0048]圖2是將由DC-DC變換電路9和逆變器電路6代表的電力變換裝置集中一體構(gòu)成從而進(jìn)行同一單元化的機(jī)器構(gòu)成例。101為電力變換裝置的電容器，102為安裝了開關(guān)元件的基板，103以及104表示母線。這里，圖2的電容器101相當(dāng)于圖1的電容器5，安裝在圖2的基板102上的開關(guān)元件相當(dāng)于構(gòu)成圖1的DC-DC變換電路9的開關(guān)元件10a、10b和構(gòu)成逆變器電路6的開關(guān)元件。圖2中示出通過母線將這些進(jìn)行布線連接而構(gòu)成為一體單元20的構(gòu)成例。
[0049]如圖2所示，設(shè)為在最近配置電容器101和安裝了開關(guān)元件的基板102的構(gòu)成，采用最短路徑通過母線連接，進(jìn)一步地，在確保絕緣的基礎(chǔ)上將電源的正極用的母線103以及負(fù)極用的母線104重合來構(gòu)成。由此，能夠?qū)D1中的包含布線電感23的開關(guān)電路的電感減小至與逆變器電路相同的值的程度。
[0050]由此，與采用各個(gè)單元編入并由電線連接逆變器電路6以及DC-DC變換電路9的情況相比，能夠?qū)⒛孀兤麟娐?以及DC-DC變換電路9間的布線電感23以及包含開關(guān)元件的電路的電感降低至數(shù)十?數(shù)百分之一。因此，能夠?qū)㈦娙萜?以及布線電感23所產(chǎn)生的諧振頻率設(shè)定為遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于逆變器電路6以及DC-DC變換電路9的動(dòng)作頻率的頻率。
[0051]由此，在先前說明的再生制動(dòng)時(shí)和動(dòng)力運(yùn)行動(dòng)作時(shí)進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作的逆變器電路6以及DC-DC變換電路9中，相對(duì)于這些開關(guān)動(dòng)作頻率，電路的諧振頻率充分高，能夠防止將逆變器電路6以及DC-DC變換電路9連接起來的直流部的電流和電壓的諧振。
[0052]進(jìn)一步地，通過減小電路的電感，也能夠抑制DC-DC變換電路9的開關(guān)元件10a、1b進(jìn)行開關(guān)時(shí)產(chǎn)生的浪涌電壓，具有浪涌電壓向電源電路的重疊也變少的效果。
[0053]此外，通過減小逆變器電路6和DC-DC變換電路9之間的布線電感23，能夠使電容器共用化。通過基于該電容器的共用化所引起的臺(tái)數(shù)削減、冷卻器的小型化，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體的裝置小型化且較為經(jīng)濟(jì)。
[0054]并且，此外，通過電容器的公共化，以及將電容器的電壓傳感器設(shè)為公共并在控制中使用，例如，在逆變器一相發(fā)生了故障的情況下，能夠使DC-DC變換電路的相作為逆變器的一相份來進(jìn)行動(dòng)作。并且，在該情況下，輸出控制電壓值也被公共化，能夠防止逆變器的控制電壓的相間不均衡。
[0055](實(shí)施例2)
[0056]圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施例2涉及的電力變換裝置的主電路的構(gòu)成例的圖。
[0057]在圖3的電力變換裝置中，以下說明與圖1的實(shí)施例1中所示的構(gòu)成不同的部分。
[0058]圖3中，在將電容器12與蓄電裝置11連接的一側(cè)，與該蓄電裝置11串聯(lián)地設(shè)置斷路器14，并且與電容器12并聯(lián)地設(shè)置電阻15，這一點(diǎn)不同。進(jìn)一步地，省略了圖1所示的由電阻31以及開關(guān)元件32構(gòu)成的放電電路。
[0059]該電路構(gòu)成，在想要使一體單元20內(nèi)的電容器5放電的情況下，在打開斷路器14后，使DC-DC變換電路9中的上臂側(cè)的開關(guān)元件1a接通。由此，由從電容器5通過DC-DC變換電路9中的上臂開關(guān)元件10a、電抗器13、電阻15的路徑，來構(gòu)成通過電容器5的閉合電路，能夠作為電容器5的放電電路來使用。
[0060]通過該電路構(gòu)成，與圖1所示的在包含電容器5的逆變器電路6和DC-DC變換電路9的一體單元20的外部的正極和負(fù)極間設(shè)置電阻31以及開關(guān)元件32來構(gòu)成放電電路的情況相比，能夠省略一個(gè)該放電用的開關(guān)元件，能夠使裝置小型化。
[0061](實(shí)施例3)
[0062]圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施例3涉及的電力變換裝置的主電路的構(gòu)成例的圖。
[0063]在圖4的電力變換裝置中，以下說明與圖1的實(shí)施例1所示的構(gòu)成不同的部分。
[0064]相對(duì)于圖1所示的電路構(gòu)成，本構(gòu)成在包含電容器5的逆變器電路6和DC-DC變換電路9的一體單元20之內(nèi)，與電容器5并聯(lián)地設(shè)置電阻31以及開關(guān)元件32的串聯(lián)電路。
[0065]電阻31以及開關(guān)元件32的串聯(lián)電路是用于進(jìn)行電容器5以及電容器12的放電的放電電路。通過將該放電電路安裝在包含電容器5的逆變器6和DC-DC變換電路9的一體單元20中，從而降低直至該放電電路為止的布線電感。由此，能夠瞬間進(jìn)行電容器5以及電容器12的放電，在由于電容器的過電壓保護(hù)等而想要瞬間放電的情況下，能夠更早地進(jìn)行放電動(dòng)作。
[0066](實(shí)施例4)
[0067]圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施例4涉及的電力變換裝置的主電路的構(gòu)成例的圖。
[0068]在圖5的電力變換裝置中，以下說明與圖1的實(shí)施例1所示的構(gòu)成不同的部分。
[0069]相對(duì)于圖1所示的電路構(gòu)成，本構(gòu)成在逆變器電路6的三相交流輸出側(cè)設(shè)置切換器41，將該切換器41的輸出側(cè)與電動(dòng)機(jī)7或外部供電接線部42連接。該外部供電接線部42是接受來自車站內(nèi)、車輛基地等所具備的外部供電設(shè)備43的電力的部分。
[0070]在該構(gòu)成中，在從外部對(duì)蓄電裝置11進(jìn)行充電的情況下，將切換器41切換為與外部供電設(shè)備43連接的一側(cè)，從外部供電設(shè)備43供電的電力通過外部供電接線部42后而由逆變器電路6接收電力。逆變器電路6將所接收的三相交流電力變換為直流電力，對(duì)電容器5進(jìn)行充電。在使逆變器電路6動(dòng)作而對(duì)電容器5進(jìn)行了充電的狀態(tài)下，如果使DC-DC變換電路9動(dòng)作，則能夠?qū)π铍娧b置11進(jìn)行充電。
[0071]此時(shí)，如圖5所示的構(gòu)成，將包含電容器5的逆變器電路6和DC-DC變換電路9作為一體單元20，縮短逆變器電路6以及DC-DC變換電路9的連接部分的布線從而減小電感。這樣，通過公共地處理將逆變器電路6以及DC-DC變換電路9連接起來的電容器5，能夠?qū)榱四孀兤麟娐?進(jìn)行電容器5的充電控制而探測(cè)的電容器5的電壓值、和為了 DC-DC變換電路9對(duì)蓄電裝置11進(jìn)行充電控制而探測(cè)的電容器5的電壓值設(shè)為相同。
[0072]由此，能夠減小從外部供電設(shè)備43向蓄電裝置11的充電控制所造成的損失，此外，通過減小控制誤差能夠穩(wěn)定地進(jìn)行充電控制。
[0073]符號(hào)說明:
[0074]I...直流電車線
[0075]2...集電裝置
[0076]3...接觸器
[0077]4，13...電抗器
[0078]5,8,12，101...電容器
[0079]6.。逆變器電路
[0080]7...電動(dòng)機(jī)
[0081 ]9...DC-DC 變換電路
[0082]10a, 1b, 32...開關(guān)元件
[0083]11...蓄電裝置
[0084]14...斷路器
[0085]15,31...電阻
[0086]20...包含電容器的逆變器電路和DC-DC變換電路的一體單元
[0087]21...逆變器電路單元
[0088]22...DC-DC變換電路單元
[0089]23...布線電感
[0090]41...切換器
[0091]42...外部供電接線部
[0092]43...外部供電設(shè)備
[0093]102...安裝了開關(guān)元件的基板
[0094]103,104...母線
【權(quán)利要求】
1.一種電力變換裝置，具備: 第I電力變換部，其將第I直流電力變換為交流電力； 交流負(fù)載，其與上述第I電力變換部的交流側(cè)連接； 第2電力變換部，其將上述第I直流電力變換為電壓電平與該第I直流電力的電壓電平不同的第2直流電力； 第I電容器，其被公共連接在上述第I電力變換部以及上述第2電力變換部接收上述第I直流電力的一側(cè)； 蓄電部，其對(duì)由上述第2電力變換部變換的上述第2直流電力進(jìn)行蓄積； 第I電抗器，其設(shè)置在上述第2電力變換部和上述蓄電部之間；和 第2電容器，其與上述蓄電部并聯(lián)連接， 在同一單元內(nèi)一體構(gòu)成地集中上述第I電力變換部、上述第2電力變換部以及上述第I電容器，并減小上述第I電力變換部和上述第2電力變換部之間的布線電感。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力變換裝置，其特征在于， 通過母線連接在上述同一單元內(nèi)一體構(gòu)成地集中上述第I電力變換部、上述第2電力變換部以及上述第I電容器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力變換裝置，其特征在于， 通過上述母線連接以最短路徑來連接上述第I電力變換部、上述第2電力變換部以及上述第I電容器， 在確保絕緣的基礎(chǔ)上以均一距離重合地構(gòu)成正極電源用母線以及負(fù)極電源用母線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的電力變換裝置，其特征在于， 通過檢測(cè)上述第I電容器的電壓來使上述第I電力變換裝置的電壓檢測(cè)以及上述第2電力變換裝置的電壓檢測(cè)公共化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的電力變換裝置，其特征在于， 在上述第I電抗器和上述蓄電部之間設(shè)置斷路器，將該蓄電部以及該斷路器的串聯(lián)電路與上述第2電容器并聯(lián)連接， 進(jìn)而將第I電阻與上述第2電容器并聯(lián)連接， 經(jīng)由上述第2電力變換部以及上述第I電阻來進(jìn)行上述第I電容器的放電。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的電力變換裝置，其特征在于， 在上述一體構(gòu)成的同一單元內(nèi)，設(shè)置與上述第I電容器并聯(lián)連接的由開關(guān)部以及電阻的串聯(lián)電路構(gòu)成的放電電路， 經(jīng)由上述放電電路來進(jìn)行上述第I電容器以及上述第2電容器的放電。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的電力變換裝置，其特征在于， 在上述第I電力變換部的交流側(cè)，設(shè)置用于對(duì)上述交流負(fù)載以及外部供電設(shè)備進(jìn)行切換連接的切換器， 在通過上述切換器的切換而在上述第I電力變換部的交流側(cè)連接上述外部供電設(shè)備的情況下，經(jīng)由上述第I電力變換部以及上述第2電力變換部對(duì)上述蓄電部充電從上述外部供電設(shè)備供電的電力。
【文檔編號(hào)】H02M7/48GK104242705SQ201410272854
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月21日
【發(fā)明者】筱宮健志, 中村恭之, 綾田昌高, 杉浦徹, 仲田清 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所