铁路车辆用驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铁路车辆用驱动装置，特别适合应用于具备蓄电装置的铁路车辆用驱动装置。
【背景技术】
[0002]近年来，在铁路车辆中，使用了再生制动器，其在制动时使主电动机作为发电机发挥作用而产生电力，由此得到制动力。再生制动器通过消耗由主电动机进行发电产生的电力来得到制动力，因此为了使用再生制动器需要负载。
[0003]在普通的铁路车辆中，将在与该铁路车辆相同的送电区域中行驶的其他的动力运行的铁路车辆作为负载。即，将再生制动器进行发电产生的电力返回到架线，由其他的铁路车辆将其作为动力运行电力来再利用，因此对铁路的节能做出贡献。
[0004]在此，当在相同的送电区域中行驶的铁路车辆的数量多的情况下，正在再生的铁路车辆和正在动力运行的铁路车辆的平衡为均衡的概率高，但在相同的送电区域中行驶的铁路车辆的数量少的情况下，有时正在再生的铁路车辆和正在动力运行的铁路车辆的平衡变得不均衡，存在正在再生的铁路车辆多而再生负载不足的情况。在该情况下，由于再生电力逆变器装置的直流电压变高，高于逆变器装置的允许电压。
[0005]因此，在高于允许电压之前进行缩减再生电力的轻负载再生控制，使得不足的制动力由空气制动器来补充。另外，在不存在成为负载的正在动力运行的铁路车辆的情况下，发生不向架线返回电力的再生制动实效，在实效过程中再生制动器不动作，只通过空气制动器停车。
[0006]在任何情况下都使用不能进行能量的再利用的空气制动器，因此再生制动器的节能效果减少。
[0007]这样，为了将再生制动电力返回到架线，需要存在消耗该电力的负载。因此，具有以下的方法，通过设置能够以再生制动电力进行蓄电的蓄电装置，无论是否存在其他的正在动力运行的铁路车辆，都能够得到再生制动器的节能效果。作为设置蓄电装置的位置，主要有在地面的供电设备中一并设置的情况和在车上的逆变器装置中一并设置的情况。
[0008]在此，当在地面的供电设备中一并设置蓄电装置的情况下，有可能与多个铁路车辆之间进行充放电，因此需要增大蓄电池容量，在城市核心区域等地方无法确保设置空间无法将蓄电设备设置在地面的情况多。另外，如果铁路车辆不在蓄电设备的近旁进行再生，则吸收效果低下。由此，作为蓄电装置的设置地点，认为在车上的逆变器装置中一并设置的情况多。
[0009]当在车上的逆变器装置中一并设置蓄电装置的情况下，不只吸收自身车辆的再生电力，还能够经由架线吸收其他车辆的再生电力，能够期待进一步的节能效果。
[0010]在专利文献I中，作为将蓄电装置设置在车上时的节能系统，公开了以下的系统，即在车辆惯性行驶中或停车中通过通信单元取得其他车辆的运行信息，与取得的信息对应地从蓄电装置进行充放电，在编组之间进行电力的授受。
[0011]但是，在专利文献I中，设置了蓄电装置的铁路车辆与其他铁路车辆进行电力的交换只限于惯性行驶中或停车中，并没有对动力运行中或再生中的动作进行记载。
[0012]因此，例如在装配有蓄电装置的铁路车辆动力运行的过程中，当在该铁路车辆周边存在很多没有装配蓄电装置的再生中的铁路车辆的情况下，如果装配了蓄电装置的铁路车辆从蓄电装置进行放电作为动力运行能量来利用，则对于没有装配蓄电装置的其他的再生中的铁路车辆来说，因为再生负荷减少所以容易成为轻负载再生状态。
[0013]在该情况下，即使在装配了蓄电装置的铁路车辆单体中得到了节能效果，但通过没有装配蓄电装置的其他铁路车辆进行轻负载再生控制，存在在整个馈电系统中没有削减耗电量的情况。
[0014]同样，在装配了蓄电装置的铁路车辆再生的过程中，当在该铁路车辆周边存在很多没有装配蓄电装置的正在动力运行的铁路车辆的情况下，如果在存在很多再生负载时以自身车辆的再生电力向蓄电装置进行充电，则返回到架线的电力减少。结果，没有装配蓄电装置的其他的正在动力运行的铁路车辆，不是从附近的再生中的铁路车辆供给电力，而是从遥远的变电站供给电力，因此送电损失增加。
[0015]专利文献1:日本特开2012-175803号公报
【发明内容】
[0016]本发明考虑到以上的点，提出了能够提高节能效果的铁路车辆用驱动装置。
[0017]为了解决该问题，在本发明中提供一种铁路车辆用驱动装置，其具备:第一电力变换装置，其将从架线输入的直流电力变换为三相交流，驱动三相交流电动机；蓄电装置，其设置在车上，能够以直流电力进行充放电；第二电力变换装置，其控制蓄电装置和第一电力变换装置之间流过的电流，该铁路车辆用驱动装置的特征在于，第二电力变换装置在第一电力变换装置进行动力运行动作的过程中或进行再生动作的过程中与架线的电压或第一电力变换装置的输入电压中的至少一方的电压对应地，将蓄电装置的动作模式切换为充电动作、放电动作或停止这3个动作模式中的至少2个以上的动作模式。
[0018]根据本发明，能够提高节能效果。
【附图说明】
[0019]图1是本实施方式的铁路车辆用驱动装置的电气电路图。
[0020]图2是表示动力运行时的第二电力变换装置的动作的图。
[0021]图3是表示供给电力和放电动作的关系的图。
[0022]图4是表不上限值和电流的关系的图。
[0023]图5是表示再生时的第二电力变换装置的动作的图。
[0024]图6是上限值和电流的关系的图。
[0025]图7是其他实施方式的铁路车辆用驱动装置的电气电路图。
[0026]图8是表示放电动作时的电流的流动的图。
[0027]图9是表示充电动作时的电流的流动的图。
[0028]符号说明
[0029]1、4:电力变换装置；2:导电弓；3:三相交流电动机；5:滤波电抗器；6:滤波电容器；7:蓄电装置；8、8a、8b:电抗器；9:电容器；10、11:开关；12:控制装置；la?Id、4a?4d:开关元件;P1、Pc:控制信号。
【具体实施方式】
[0030]以下，关于附图详细说明本发明的一实施方式。
[0031]图1表示本实施方式的铁路车辆用驱动装置100的电气电路。首先，说明铁路车辆用驱动装置100的各设备的结构。第一电力变换装置I具备开关元件Ia?lf，将从架线经由导电弓2供给的直流电力变换为三相交流电力，来驱动三相交流电动机3。
[0032]滤波电抗器5具有与滤波电容器6—起去除从架线流过来的电流中包含的脉动成分的作用。第二电力变换装置4是具备开关元件4a?4b而构成的DC-DC变换器，通过控制流过电抗器8的电流，来控制蓄电装置7的充电动作或放电动作。
[0033]电容器9具有吸收向蓄电装置7的充放电电流的脉动成分的作用。此外，在第二电力变换装置4的开关频率是高频的情况下或者由于电抗器8的容量大等原因将充放电电流中包含的脉动成分抑制在蓄电装置7的允许值以下的情况下，不一定必须设置电容器9。
[0034]开关10是用于将架线侧和主电路切断的开关，由至少2台以上的切断器、接触器构成，将针对滤波电容器6的充电电阻器与一方的切断器或接触器并联连接。
[0035]开关11是用于在未使用蓄电装置7的情况下或者发生了保护的情况下，将蓄电装置7电气切断的开关。开关11既可以只由真空切断器、电磁接触器构成，也可以组合能够手动地断开的闸刀开关。
[0036]控制装置12 —般是由微型计算机、模拟电路、以及IC元件构成的电子电路，将用于控制第一电力变换装置I的信号Pi以及用于控制第二电力变换装置4的信号Pc分别输出到第一电力变换装置I和第二电力变换装置4。
[0037]接着，说明铁路车辆用驱动装置100的