電気車制御装置
【課題】本発明は回生電力貯蔵手段の故障による装置の拡大被害を抑えることが出来る電気車制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】電気車に搭載され、電気車を駆動するための電動機を制御する電力変換装置と、電気車両が回生ブレーキを作用させたときに、前記電力変換装置から発生される回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段とを有し、前記回生電力貯蔵手段を、電気車の車体と絶縁された装置箱に収納したことを特徴とする電気車制御装置。
【解決手段】電気車に搭載され、電気車を駆動するための電動機を制御する電力変換装置と、電気車両が回生ブレーキを作用させたときに、前記電力変換装置から発生される回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段とを有し、前記回生電力貯蔵手段を、電気車の車体と絶縁された装置箱に収納したことを特徴とする電気車制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気車制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギーの有効活用のために、回生ブレーキ時に電力変換装置から発生される回生電力を電力貯蔵手段に貯蔵し、力行時に電力貯蔵手段に貯蔵した回生電力を電力変換装置にて変換し、電気車を駆動する際に利用する電気車制御装置の開発が進められている。
【０００３】
従来の電気車制御装置について、図を参照し詳細に説明する。図１１は、従来の電気車制御装置のブロック図である。図１２は、図１１に記載の従来の電気車制御装置とは異なる方式の、従来の電気車制御装置のブロック図である。
【０００４】
図１１に記載した従来の電気車制御装置は、架線３を介して架線電力を集電するパンタグラフ４，接触器５及びリアクトル６を介して接続され架線電力を変換するインバータ１，インバータ１と並列接続されたフィル−タコンデンサ１０，インバータ１及びフィル−タコンデンサ１０と並列接続された複数のキャパシタセル１１から構成される電気二十層キャパシタ群２から構成されている。インバータ１の交流出力側には、電動機７が接続されている。
【０００５】
このように構成された電気車制御装置において、変電所（図示しない）から供給される架線電力は、架線３を介してパンタグラフ４で集電され、接触器５、フィルタリアクトル６を介してインバータ１に供給され、インバータ１によって３相交流電力に変換される。インバータ１は、電動機７に３相交流電力を供給する。インバータ１の直流側出力端から出力される直流電力は車輪８を介してレール９に流れ込み、変電所に戻る。
【０００６】
このように構成された電気車制御装置において、電気二重層キャパシタ群２は、複数のキャパシタセル１１が直列接続されて必要な定格電圧、容量を満足するように構成されており、フィルタコンデンサ１０に比べはるかに大容量のキャパシタンスを持っている。
【０００７】
電気二重層キャパシタ群２も含め、電気車制御装置を構成する各部品は金属製の装置筐体１２内に収納される。装置筐体１２は、一般的に車体床下に設置される。金属製の装置筐体１２は、ノイズによる半導体等の電子部品の誤作動やプリント基板等の誤動作を防止する目的で、装置筐体１２と車体１２とを金属によって接続し、装置筐体１２を接地電位を取っている。そのため、装置筐体１２は車体に同電位で取付けられ車輪８を介してレール９つまり大地電位に接地されることになる。
【０００８】
このように構成された従来の電気車制御装置は、回生運転時に電力変換装置から発生される回生電力を電力貯蔵手段である電気二重層キャパシタ群２に貯蔵し、力行時には、電気二十層キャパシタ２に貯蔵した回生電力を架線電力と共に、インバータ１で変換し電気車の運行に利用することが出来た。
【０００９】
しかし、上述した従来の電気車制御装置では、電気二十層キャパシタ群２の電圧が、架線電圧よりも低い場合には、電気二十層キャパシタ群に充電された電力を、電力変換装置１で架線電力と共に利用することが出来なかった。
【００１０】
そこで、図１２に示すようなインバータ１と電気二重層キャパシタ群２との間に、別の電力変換装置であるＤＣ／ＤＣコンバータ１３を介した電気車制御装置が考案された。
【００１１】
このように構成された電気車制御装置では、電気二重層キャパシタ群２の電圧が架線電圧より低いときでも、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３によって電気二重層キャパシタ群２の電圧を昇圧して、架線電力と共に電力変換装置１にて利用することが出来た（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３０５８０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、従来の電気車制御装置において、電気二重層キャパシタ群２を構成するキャパシタセル１１が故障した場合、接地されている装置筐体１２を通って電気二重層キャパシタ群２に蓄積されたエネルギーが解放され、地絡事故が発生する。このような地絡事故が発生すると、前述のように電気二重層キャパシタ群２に蓄積されたエネルギーはフィルタコンデンサ１０に比べはるかに大容量である為、装置の被害はさらに拡大され、焼損、発煙、火災などの原因となり得る。
【００１３】
更に、フィルタコンデンサ１０と比べて電気二重層キャパシタ群２は多数のキャパシタセル１１を直列或いは並列に接続して構成されるので部品点数も多く、想定される電気二十層キャパシタ群２の故障率もフィルタコンデンサ１０よりも高くなることから、上記のような地絡事故に対してフィルタコンデンサ１０よりも高いレベルでの配慮が必要である。キャパシタセル１１自体の信頼性を上げることも勿論必要だが、キャパシタセル１１の故障がシステム停止を招き、さらにシステム復旧も困難となることを回避せねばならない。
【００１４】
そこで、本発明は回生電力貯蔵手段の故障による装置の拡大被害を抑えることが出来る電気車制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題は、電動機を制御する電力変換装置と、車両が回生ブレーキを作用させたときに、前記電力変換装置が発生する回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段とを有し、前記回生電力貯蔵手段を電気車の車体と絶縁された装置箱に収納したことによって達成することが出来る。
【００１６】
上記課題は、電動機を制御する電力変換装置と、車両が回生ブレーキを作用させたときに、前記電力変換装置が発生する回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段とを有し、前記回生電力貯蔵手段を絶縁材料で構成された装置箱に収納したことによって達成することが出来る。
【００１７】
上記課題は、電動機を制御する電力変換装置と、車両が回生ブレーキを作用させたときに、前記電力変換装置が発生する回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段とを有し、前記回生電力貯蔵手段は、少なくともその内面が絶縁材料で覆われている筐体に収納されていることによって達成することが出来る。
【００１８】
上記課題は、電動機を制御する電力変換装置と、この電力変換装置が回生運転をした場合に、前記電力変換装置が発生する回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段とを有し、前記回生電力貯蔵手段は、複数の電力貯蔵バンクに分割配置され、前記回生電力貯蔵手段の複数の電力貯蔵バンクは、それぞれ外部との電気接続部となる端子台部あるいはコネクタ部を除き絶縁材料で覆われた構成であることによって達成することが出来る。
【００１９】
上記課題は、電動機を制御する電力変換装置と、この電力変換装置が回生運転をした場合に、前記電力変換装置が発生する回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段とを有し、前記回生電力貯蔵手段は、複数の電力貯蔵バンクに分割配置され、前記回生電力貯蔵手段の複数の電力貯蔵バンクは、絶縁材料の仕切りによって区画されることによって達成することが出来る。
【００２０】
上記課題は、電動機を制御する電力変換装置と、車両が回生ブレーキを作用させたときに、前記電力変換装置が発生する回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段と、前記回生電力貯蔵手段が故障した場合に、電流を遮断する電流遮断手段を備えたことによって達成することが出来る。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、回生電力貯蔵手段の故障による装置の拡大被害を抑えることが出来る電気車制御装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１の実施の形態）
本発明に基づく第１の実施の形態の電気車制御装置について図を参照し詳細に説明する。
【００２３】
図１（ａ）は、本発明に基づく第１の実施の形態の電気車制御装置の構成を示すブロックである。図１（ｂ）は、本発明に基づく第１の実施の形態の電気車制御装置の構成図である。尚、半導体素子のスイッチング制御を行う電子部品類、フィルタコンデンサ１０等は、他の電気部品類１５ａ、１５ｂと記載し、電気二重層キャパシタ群２の周辺回路部品類、例えば抵抗、ヒューズ、接触器等の比較的ノイズの影響を受けにくい部品類は、他の電気部品１５ｃと記載する。
【００２４】
本発明に基づく第１の実施の形態の電気車制御装置は、架線３を介して架線電力を集電するパンタグラフ４，接触器５及びリアクトル６を介して接続され架線電力を変換するインバータ１，インバータ１と並列接続されたフィル−タコンデンサ１０，インバータ１及びフィル−タコンデンサ１０と並列接続された複数のキャパシタセル１１から構成される電気二十層キャパシタ群２から構成されている。インバータ１の交流出力側には、電動機７が接続されている。
【００２５】
このように構成された電気車制御装置において、架線３よりパンタグラフ４により集電された直流電力は、接触器５、フィルタリアクトル６を介してインバータ１に供給され、インバータ１によって3相交流電力に変換され駆動用電動機７に供給される。
【００２６】
このように構成された電力変換装置のインバータ１は、車体に同電位で取付けられ、車輪８を介してレール９に接地を取られた装置筐体１２ａに収納される。それに対して、複数個のキャパシタセル１１により構成される電気二重層キャパシタ群２は、車体１４と絶縁手段のひとつである絶縁碍子１６を介して接続された前記装置筐体１２ａとは別個の装置筐体１２ｂに収納される。
【００２７】
このように構成された電気車制御装置において、電気二重層キャパシタ群２は、複数のキャパシタセル１１が直列接続されて必要な定格電圧、容量を満足するように構成されており、フィルタコンデンサ１０に比べはるかに大容量のキャパシタンスを持っている。
【００２８】
このように構成された電気車制御装置において、装置筐体１２ｂ内には前記電気二重層キャパシタ群２の他に、抵抗、ヒューズ、接触器等の比較的ノイズの影響を受けにくい部品１５ｃが収納されている。
【００２９】
このように構成された電気車制御装置は、回生ブレーキ時に接触器５を開き電気二重層キャパシタ群２に回生電力を蓄電し、電気二重層キャパシタ群２の電圧が架線３の電圧と同等以上に達した場合には力行時に電気二重層キャパシタ群２に蓄積された電力をインバータ１に供給可能となる。
【００３０】
このように構成された電気車制御装置において、インバータ１内で帯電部分が地絡事故を起こした場合、接触器５が解放され架線３からの架線電力を遮断し、フィルタコンデンサ１０に蓄電されているエネルギーは地絡部分にて開放する。
【００３１】
フィルタコンデンサ１０よりもはるかに大容量である電気二重層キャパシタ群２で地絡事故が起きるとそこで解放されるエネルギーが膨大であることは前述のとおりであり、従来の電気車制御装置では、接触器５を解放しても電気二重層キャパシタ群２は電力変換装置から切り離せないが、本実施の形態の電気車制御装置では、キャパシタセル１１で故障が起き、帯電部分が装置筐体に触れるような事故が起きた場合でも、電気二重層キャパシタ群２が収納される装置筐体１２ｂが絶縁碍子１６を介して車体１４に取付けられている為、装置筐体１２ｂから大地（アース電位）への流れ込みがない。
【００３２】
このように構成された電気車制御装置は、電気二重層キャパシタ群２を構成する多数のキャパシタセル１１のひとつの故障によって起こる地絡事故での装置、システムの損傷を最小限に抑えることができる。
【００３３】
このように構成された電気車制御装置は、電気二重層キャパシタ群２が収納される装置筐体１２ｂを車体と絶縁することで実現しているが、電子部品類は接地された装置筐体１２ａに収納されているので、ノイズによる誤動作の防止は図られている。
【００３４】
このように構成された電気車制御装置は、多数の部品から構成される回生電力貯蔵手段の地絡モードにあたる故障が起きても、内蔵する莫大なエネルギーの解放を防ぎ、拡大被害を最小限に抑えることが可能となる。
【００３５】
尚、本発明に基づく第１の実施の形態の電気車制御装置は、接触器５、フィルタリアクトル６も装置筐体１２ａ内に収納される図としているが、これらは単体で車体１４の床下に設置されたり、別な装置筐体に分割収納されても良い。
【００３６】
（第２の実施の形態）
本発明に基づく第２の実施の形態の電気車制御装置について、図を参照し詳細に説明する。図２は、本発明に基づく第２の実施形態の電気車制御装置の電気二重層キャパシタが収納される装置の構成図である。尚、図１に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００３７】
本発明に基づく第２の実施の形態の電気車制御装置において、電気二重層キャパシタ群２が収納される装置筐体１２ｃは車体１４に直接取付けられ、絶縁碍子１６等を介してはいないが、装置筐体１２ｃは、ＦＲＰ等の絶縁材で構成されている。インバータ１が収納される装置筐体１２ａ側は第１の実施形態と同じであり、図示していない。
【００３８】
本実施の形態の電気車制御装置によれば、電気二重層キャパシタ群２を構成するキャパシタセル１１が故障により帯電部分が装置筐体１２ｃに触れるようなことがあっても装置筐体１２ｃが絶縁材で構成されている為、電気二重層キャパシタ群２に蓄積されたエネルギーが解放されることが無く、拡大被害につながらない。
【００３９】
また、本実施の形態の電気車制御装置においても、電子部品類は接地された装置筐体１２ａに収納されているので、ノイズによる誤動作の防止は図られている。
【００４０】
（第３の実施の形態）
本発明に基づく第３の実施の形態の電気車制御装置について、図を参照し詳細に説明する。図３は、本発明に基づく第３の実施の形態の電気車制御装置の電気二重層キャパシタが収納される装置筐体の構成図である。尚、図１乃至図２に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００４１】
本発明に基づく第３の実施の形態の電気車制御装置において、電気二重層キャパシタ群２が収納される装置筐体１２ｄは車体１４に直接取付けられ、絶縁碍子等を介してはいないが、装置筐体１２ｄの内壁面に例えばＦＲＰ等を使った絶縁枠体１７を設けている。インバータ１が収納される装置筐体１２ａ側は第１の実施形態と同じであり、図示していない。
【００４２】
本実施の形態の電気車制御装置によれば、電気二重層キャパシタ群２を構成するキャパシタセル１１が故障により帯電部分が装置筐体１２ｄ側に飛散しても絶縁枠体１７がある為、電気二重層キャパシタ群２に蓄積されたエネルギーが解放されることが無く、拡大被害につながらない。
【００４３】
また、本実施の形態の電気車制御装置においても、電子部品類は接地された装置筐体１２ａに収納されているので、ノイズによる誤動作の防止は図られている。
【００４４】
（第４の実施の形態）
本発明に基づく第４の実施の形態の電気車制御装置について図を参照し詳細に説明する。図４（ａ）は、本発明に基づく第４の実施の形態の電気車制御装置の電気二重層キャパシタが収納される装置筐体の構成図である。図４（ｂ）は、本発明に基づく第４の実施の形態の電気車制御装置の電気二重層キャパシタ群２の構成図である。尚、図１乃至図３に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００４５】
本発明に基づく第４の実施の形態の電気車制御装置では、電気二重層キャパシタ群２が収納される装置筐体１２ｅは車体１４に直接取付けられているが、電気二重層キャパシタ群２の周囲に絶縁覆い１８を設けた構成としている。外部への電気接続端子部分２ａは絶縁覆い１８が部分的に開口されている個所から、突出している。尚、インバータ１が収納される装置筐体１２ａ側は第１の実施形態と同じであり、これは図示していない。
【００４６】
本実施の形態の電気車制御装置は、電気二重層キャパシタ群２を構成するキャパシタセル１１が故障により帯電部分が電気二重層キャパシタ群２の外側へ飛散しても、絶縁覆い１８で覆われているので装置筐体１２ｅへの飛散は無いので、電気二重層キャパシタ群２に蓄積されたエネルギーが解放されることが無く、拡大被害につながらない。
【００４７】
また、本実施の形態の電気車制御装置においても、電子部品類は接地された装置筐体１２ａに収納されているので、ノイズによる誤動作の防止は図られている。
【００４８】
尚、本発明に基づく電気車制御装置において、電機接続端子部分２ａや絶縁覆い１８の構造については他にも考えられるので、本実施の形態の電気接続端子部分２ａと絶縁覆い１８の構造のみに限定されないことは言うまでもない。
【００４９】
（第５の実施の形態）
本発明に基づく第５の実施の形態の電気車制御装置について、図を参照し詳細に説明する。図５は、本発明に基づく第５の実施形態の電気車制御装置の電気二重層キャパシタが収納される装置筐体の構成図である。尚、図１乃至図４に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００５０】
本発明に基づく第５の実施の形態の電気車制御装置において、キャパシタバンク１９（電力貯蔵バンク）は、複数のキャパシタセル１１により構成され、電気二重層キャパシタ群２は複数のキャパシタバンク１９から構成されている。キャパシタバンク１９は、直列あるいは並列接続され電気二重層キャパシタ群２が構成されている。
【００５１】
このように構成された電気車制御装置において、車体１４に直接取付けられた装置筐体１２ｅ内は、絶縁仕切り枠２０により区画され、それぞれにキャパシタバンク１９が収納されるように構成されている。ここでもキャパシタバンク１９の外部への電気接続端子部分は絶縁仕切り枠２０が部分的に開口されているのはもちろんである。尚、インバータ１が収納される装置筐体１２ａ側は第１の実施形態と同じであり、これも図示していない。
【００５２】
本実施の形態の電気車制御装置は、電気二重層キャパシタ群２を構成するキャパシタセル１１が故障により帯電部分が電気二重層キャパシタ群２の外側へ飛散しても、絶縁仕切り枠２０により区画された１個のキャパシタバンク１９内で被害が抑えられ、拡大被害を最小限に抑えることが可能である。
【００５３】
また、本実施の形態の電気車制御装置においても、電子部品類は接地された装置筐体１２ａに収納されているので、ノイズによる誤動作の防止は図られている。
【００５４】
（第６の実施の形態）
本発明に基づく第６の実施の形態の電気車制御装置について、図を参照し詳細に説明する。図６は、本発明に基づく第６の実施形態の電気車制御装置の構成を示すブロック図である。尚、図１乃至図５に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００５５】
本発明に基づく第６の実施の形態の電気車制御装置において、電気二重層キャパシタ群２のマイナス電位と電力変換装置であるインバータ１のマイナス電位が接続され、ヒューズ２１を介してアース電位となる車輪８に接続される。電気二重層キャパシタ群２の地絡事故の際にマイナス電位側を流れる地絡電流をヒューズ２１により高速で遮断する。これにより拡大被害の防止が図れる。
【００５６】
また、本実施の形態の電気車制御装置においても、電子部品類は接地された装置筐体１２ａに収納されているので、ノイズによる誤動作の防止は図られている。
【００５７】
尚、本実施の形態の電気車制御装置では電流遮断手段としてヒューズを適用した例を記載したが、機械的に接点を開放し電流を遮断する高速度遮断器等を用いても良いし、半導体遮断器等を用いても良い。
【００５８】
（第７の実施の形態）
本発明に基づく第７の実施の形態の電気車制御装置について、図を参照し詳細に説明する。図７は、本発明に基づく第７の実施の形態の電気車制御装置の構成図である。図１乃至６に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００５９】
本発明に基づく第７の実施の形態の電気車制御装置において、高速度遮断機２２は、キャパシタバンク１９毎に設けられている。
【００６０】
本実施の形態の電気車制御装置は、電気二重層キャパシタ群２を構成するキャパシタセル１１が故障により帯電部分が電気二重層キャパシタ群２の外側へ飛散しても、故障したキャパシタバンク１９に対応した高速度遮断機２２が開くことで１個のキャパシタバンク１９内で被害が抑えられ、拡大被害を最小限に抑えることが可能である。
【００６１】
また、本実施の形態の電気車制御装置においても、電子部品類は接地された装置筐体１２ａに収納されているので、ノイズによる誤動作の防止は図られている。
【００６２】
尚、本実施の形態の電気車制御装置では電流遮断手段としてヒューズを適用した例を記載したが、機械的に接点を開放し電流を遮断する高速度遮断器等を用いても良いし、半導体遮断器等を用いても良い。
【００６３】
（第８の実施の形態）
本発明に基づく第８の実施の形態の電気車制御装置について、図を参照し詳細に説明する。図８は、本発明に基づく第７の実施の形態の電気車制御装置のブロック図である。図１乃至７に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００６４】
本発明に基づく第８の実施の形態の電気車制御装置において、高速度遮断機２２は、直列接続された電気二重層キャパシタセル１１の車輪８側に各々設けられている。本実施の形態の電気車制御装置では、直列接続された電気二重層キャパシタセル１１回路２つが並列に接続されているので、高速度遮断機２２は、各々一つづつ設けられ、合計で２つ高速度遮断機２２を備えた電気車制御装置となっている。
【００６５】
本実施の形態の電気車制御装置は、電気二重層キャパシタ群２を構成するキャパシタセル１１が故障により帯電部分が電気二重層キャパシタ群２の外側へ飛散しても、故障したキャパシタセル１１に対応した側の高速度遮断機２２が開くことで被害が抑えられ、拡大被害を最小限に抑えることが可能である。
【００６６】
また、本実施の形態の電気車制御装置においても、電子部品類は接地された装置筐体１２ａに収納されているので、ノイズによる誤動作の防止は図られている。
【００６７】
尚、本実施の形態の電気車制御装置では電流遮断手段としてヒューズを適用した例を記載したが、機械的に接点を開放し電流を遮断する高速度遮断器等を用いても良いし、半導体遮断器等を用いても良い。
【００６８】
それぞれの実施の形態について述べてきたが、もちろんこれらを組合せて適用することも可能であり、より拡大被害防止を確実にすることもできる。又、電力変換部分を収納する装置筐体と電気二重層キャパシタを収納する装置筐体とを完全に別個として構成した実施例を記載して説明したが、各々の装置筐体を絶縁を介して結合させ一体化した装置として構成することも可能であり、図９に示すように電力変換部分を収納する装置筐体（車体に接地される）の一部分に絶縁して別な装置筐体を二重に設置し、そこに電気二重層キャパシタを収納することも、本発明で説明してきた技術の組合せで構成可能である。又、それぞれの本発明の実施形態は、従来例である図１１のブロック図を元に説明してきたが、もうひとつの従来例で示した図１２のブロック図のように、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して電気二重層キャパシタを接続した場合も、電気二重層キャパシタが収納される装置筐体側では全く同じ構成が可能であることはもちろんである。（ＤＣ／ＤＣコンバータは接地された装置筐体側への収納がノイズ対策上好ましい（図１０参照）。）
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】（ａ）本発明に基づく第１の実施の形態の電気車制御装置のブロック図である。
【００７０】
（ｂ）本発明に基づく第１の実施の形態の電気車制御装置の構成図である。
【図２】本発明に基づく第２の実施の形態の電気車制御装置の構成図である。
【図３】本発明に基づく第３の実施の形態の電気車制御装置の構成図である。
【図４】（ａ）本発明に基づく第４の実施の形態の電気車制御装置の構成図である。
【００７１】
（ｂ）本発明に基づく第４の実施の形態の電気車制御装置の電気二重層キャパシタの構成図である。
【図５】本発明に基づく第５の実施の形態の電気車制御装置の構成図である。
【図６】本発明に基づく第６の実施の形態の電気車制御装置構成のブロック図である。
【図７】本発明に基づく第７の実施の形態の電気車制御装置構成のブロック図である。
【図８】本発明に基づく第８の実施形態の電気車制御装置のブロック図である。
【図９】本発明に基づく他の実施の形態の電気車制御装置の構成図である。
【図１０】本発明に基づく他の実施の形態の電気車制御装置の構成図である。
【図１１】従来の電気車制御装置のブロック図である。
【図１２】従来の電気車制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００７２】
１・・・インバータ
２・・・電気二重層キャパシタ
３・・・架線、
４・・・パンタグラフ
５・・・接触器
６・・・フィルタリアクトル、
７・・・駆動用電動機
８・・・車輪
９・・・レール
１０・・・フィルタコンデンサ
１１・・・キャパシタセル
１２,１２ａ,１２ｂ,１２ｃ,１２ｄ,１２ｅ・・・装置筐体
１３・・・ＤＣ／ＤＣコンバータ
１４・・・車体
１５ａ,１５ｂ,１５ｃ・・・他の電気部品類
１６・・・絶縁碍子
１７・・・絶縁枠体
１８・・・絶縁覆い
１９・・・キャパシタバンク
２０・・・絶縁仕切り枠
２１・・・ヒューズ
２２・・・高速度遮断機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気車制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギーの有効活用のために、回生ブレーキ時に電力変換装置から発生される回生電力を電力貯蔵手段に貯蔵し、力行時に電力貯蔵手段に貯蔵した回生電力を電力変換装置にて変換し、電気車を駆動する際に利用する電気車制御装置の開発が進められている。
【０００３】
従来の電気車制御装置について、図を参照し詳細に説明する。図１１は、従来の電気車制御装置のブロック図である。図１２は、図１１に記載の従来の電気車制御装置とは異なる方式の、従来の電気車制御装置のブロック図である。
【０００４】
図１１に記載した従来の電気車制御装置は、架線３を介して架線電力を集電するパンタグラフ４，接触器５及びリアクトル６を介して接続され架線電力を変換するインバータ１，インバータ１と並列接続されたフィル−タコンデンサ１０，インバータ１及びフィル−タコンデンサ１０と並列接続された複数のキャパシタセル１１から構成される電気二十層キャパシタ群２から構成されている。インバータ１の交流出力側には、電動機７が接続されている。
【０００５】
このように構成された電気車制御装置において、変電所（図示しない）から供給される架線電力は、架線３を介してパンタグラフ４で集電され、接触器５、フィルタリアクトル６を介してインバータ１に供給され、インバータ１によって３相交流電力に変換される。インバータ１は、電動機７に３相交流電力を供給する。インバータ１の直流側出力端から出力される直流電力は車輪８を介してレール９に流れ込み、変電所に戻る。
【０００６】
このように構成された電気車制御装置において、電気二重層キャパシタ群２は、複数のキャパシタセル１１が直列接続されて必要な定格電圧、容量を満足するように構成されており、フィルタコンデンサ１０に比べはるかに大容量のキャパシタンスを持っている。
【０００７】
電気二重層キャパシタ群２も含め、電気車制御装置を構成する各部品は金属製の装置筐体１２内に収納される。装置筐体１２は、一般的に車体床下に設置される。金属製の装置筐体１２は、ノイズによる半導体等の電子部品の誤作動やプリント基板等の誤動作を防止する目的で、装置筐体１２と車体１２とを金属によって接続し、装置筐体１２を接地電位を取っている。そのため、装置筐体１２は車体に同電位で取付けられ車輪８を介してレール９つまり大地電位に接地されることになる。
【０００８】
このように構成された従来の電気車制御装置は、回生運転時に電力変換装置から発生される回生電力を電力貯蔵手段である電気二重層キャパシタ群２に貯蔵し、力行時には、電気二十層キャパシタ２に貯蔵した回生電力を架線電力と共に、インバータ１で変換し電気車の運行に利用することが出来た。
【０００９】
しかし、上述した従来の電気車制御装置では、電気二十層キャパシタ群２の電圧が、架線電圧よりも低い場合には、電気二十層キャパシタ群に充電された電力を、電力変換装置１で架線電力と共に利用することが出来なかった。
【００１０】
そこで、図１２に示すようなインバータ１と電気二重層キャパシタ群２との間に、別の電力変換装置であるＤＣ／ＤＣコンバータ１３を介した電気車制御装置が考案された。
【００１１】
このように構成された電気車制御装置では、電気二重層キャパシタ群２の電圧が架線電圧より低いときでも、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３によって電気二重層キャパシタ群２の電圧を昇圧して、架線電力と共に電力変換装置１にて利用することが出来た（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３０５８０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、従来の電気車制御装置において、電気二重層キャパシタ群２を構成するキャパシタセル１１が故障した場合、接地されている装置筐体１２を通って電気二重層キャパシタ群２に蓄積されたエネルギーが解放され、地絡事故が発生する。このような地絡事故が発生すると、前述のように電気二重層キャパシタ群２に蓄積されたエネルギーはフィルタコンデンサ１０に比べはるかに大容量である為、装置の被害はさらに拡大され、焼損、発煙、火災などの原因となり得る。
【００１３】
更に、フィルタコンデンサ１０と比べて電気二重層キャパシタ群２は多数のキャパシタセル１１を直列或いは並列に接続して構成されるので部品点数も多く、想定される電気二十層キャパシタ群２の故障率もフィルタコンデンサ１０よりも高くなることから、上記のような地絡事故に対してフィルタコンデンサ１０よりも高いレベルでの配慮が必要である。キャパシタセル１１自体の信頼性を上げることも勿論必要だが、キャパシタセル１１の故障がシステム停止を招き、さらにシステム復旧も困難となることを回避せねばならない。
【００１４】
そこで、本発明は回生電力貯蔵手段の故障による装置の拡大被害を抑えることが出来る電気車制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題は、電動機を制御する電力変換装置と、車両が回生ブレーキを作用させたときに、前記電力変換装置が発生する回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段とを有し、前記回生電力貯蔵手段を電気車の車体と絶縁された装置箱に収納したことによって達成することが出来る。
【００１６】
上記課題は、電動機を制御する電力変換装置と、車両が回生ブレーキを作用させたときに、前記電力変換装置が発生する回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段とを有し、前記回生電力貯蔵手段を絶縁材料で構成された装置箱に収納したことによって達成することが出来る。
【００１７】
上記課題は、電動機を制御する電力変換装置と、車両が回生ブレーキを作用させたときに、前記電力変換装置が発生する回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段とを有し、前記回生電力貯蔵手段は、少なくともその内面が絶縁材料で覆われている筐体に収納されていることによって達成することが出来る。
【００１８】
上記課題は、電動機を制御する電力変換装置と、この電力変換装置が回生運転をした場合に、前記電力変換装置が発生する回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段とを有し、前記回生電力貯蔵手段は、複数の電力貯蔵バンクに分割配置され、前記回生電力貯蔵手段の複数の電力貯蔵バンクは、それぞれ外部との電気接続部となる端子台部あるいはコネクタ部を除き絶縁材料で覆われた構成であることによって達成することが出来る。
【００１９】
上記課題は、電動機を制御する電力変換装置と、この電力変換装置が回生運転をした場合に、前記電力変換装置が発生する回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段とを有し、前記回生電力貯蔵手段は、複数の電力貯蔵バンクに分割配置され、前記回生電力貯蔵手段の複数の電力貯蔵バンクは、絶縁材料の仕切りによって区画されることによって達成することが出来る。
【００２０】
上記課題は、電動機を制御する電力変換装置と、車両が回生ブレーキを作用させたときに、前記電力変換装置が発生する回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段と、前記回生電力貯蔵手段が故障した場合に、電流を遮断する電流遮断手段を備えたことによって達成することが出来る。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、回生電力貯蔵手段の故障による装置の拡大被害を抑えることが出来る電気車制御装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１の実施の形態）
本発明に基づく第１の実施の形態の電気車制御装置について図を参照し詳細に説明する。
【００２３】
図１（ａ）は、本発明に基づく第１の実施の形態の電気車制御装置の構成を示すブロックである。図１（ｂ）は、本発明に基づく第１の実施の形態の電気車制御装置の構成図である。尚、半導体素子のスイッチング制御を行う電子部品類、フィルタコンデンサ１０等は、他の電気部品類１５ａ、１５ｂと記載し、電気二重層キャパシタ群２の周辺回路部品類、例えば抵抗、ヒューズ、接触器等の比較的ノイズの影響を受けにくい部品類は、他の電気部品１５ｃと記載する。
【００２４】
本発明に基づく第１の実施の形態の電気車制御装置は、架線３を介して架線電力を集電するパンタグラフ４，接触器５及びリアクトル６を介して接続され架線電力を変換するインバータ１，インバータ１と並列接続されたフィル−タコンデンサ１０，インバータ１及びフィル−タコンデンサ１０と並列接続された複数のキャパシタセル１１から構成される電気二十層キャパシタ群２から構成されている。インバータ１の交流出力側には、電動機７が接続されている。
【００２５】
このように構成された電気車制御装置において、架線３よりパンタグラフ４により集電された直流電力は、接触器５、フィルタリアクトル６を介してインバータ１に供給され、インバータ１によって3相交流電力に変換され駆動用電動機７に供給される。
【００２６】
このように構成された電力変換装置のインバータ１は、車体に同電位で取付けられ、車輪８を介してレール９に接地を取られた装置筐体１２ａに収納される。それに対して、複数個のキャパシタセル１１により構成される電気二重層キャパシタ群２は、車体１４と絶縁手段のひとつである絶縁碍子１６を介して接続された前記装置筐体１２ａとは別個の装置筐体１２ｂに収納される。
【００２７】
このように構成された電気車制御装置において、電気二重層キャパシタ群２は、複数のキャパシタセル１１が直列接続されて必要な定格電圧、容量を満足するように構成されており、フィルタコンデンサ１０に比べはるかに大容量のキャパシタンスを持っている。
【００２８】
このように構成された電気車制御装置において、装置筐体１２ｂ内には前記電気二重層キャパシタ群２の他に、抵抗、ヒューズ、接触器等の比較的ノイズの影響を受けにくい部品１５ｃが収納されている。
【００２９】
このように構成された電気車制御装置は、回生ブレーキ時に接触器５を開き電気二重層キャパシタ群２に回生電力を蓄電し、電気二重層キャパシタ群２の電圧が架線３の電圧と同等以上に達した場合には力行時に電気二重層キャパシタ群２に蓄積された電力をインバータ１に供給可能となる。
【００３０】
このように構成された電気車制御装置において、インバータ１内で帯電部分が地絡事故を起こした場合、接触器５が解放され架線３からの架線電力を遮断し、フィルタコンデンサ１０に蓄電されているエネルギーは地絡部分にて開放する。
【００３１】
フィルタコンデンサ１０よりもはるかに大容量である電気二重層キャパシタ群２で地絡事故が起きるとそこで解放されるエネルギーが膨大であることは前述のとおりであり、従来の電気車制御装置では、接触器５を解放しても電気二重層キャパシタ群２は電力変換装置から切り離せないが、本実施の形態の電気車制御装置では、キャパシタセル１１で故障が起き、帯電部分が装置筐体に触れるような事故が起きた場合でも、電気二重層キャパシタ群２が収納される装置筐体１２ｂが絶縁碍子１６を介して車体１４に取付けられている為、装置筐体１２ｂから大地（アース電位）への流れ込みがない。
【００３２】
このように構成された電気車制御装置は、電気二重層キャパシタ群２を構成する多数のキャパシタセル１１のひとつの故障によって起こる地絡事故での装置、システムの損傷を最小限に抑えることができる。
【００３３】
このように構成された電気車制御装置は、電気二重層キャパシタ群２が収納される装置筐体１２ｂを車体と絶縁することで実現しているが、電子部品類は接地された装置筐体１２ａに収納されているので、ノイズによる誤動作の防止は図られている。
【００３４】
このように構成された電気車制御装置は、多数の部品から構成される回生電力貯蔵手段の地絡モードにあたる故障が起きても、内蔵する莫大なエネルギーの解放を防ぎ、拡大被害を最小限に抑えることが可能となる。
【００３５】
尚、本発明に基づく第１の実施の形態の電気車制御装置は、接触器５、フィルタリアクトル６も装置筐体１２ａ内に収納される図としているが、これらは単体で車体１４の床下に設置されたり、別な装置筐体に分割収納されても良い。
【００３６】
（第２の実施の形態）
本発明に基づく第２の実施の形態の電気車制御装置について、図を参照し詳細に説明する。図２は、本発明に基づく第２の実施形態の電気車制御装置の電気二重層キャパシタが収納される装置の構成図である。尚、図１に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００３７】
本発明に基づく第２の実施の形態の電気車制御装置において、電気二重層キャパシタ群２が収納される装置筐体１２ｃは車体１４に直接取付けられ、絶縁碍子１６等を介してはいないが、装置筐体１２ｃは、ＦＲＰ等の絶縁材で構成されている。インバータ１が収納される装置筐体１２ａ側は第１の実施形態と同じであり、図示していない。
【００３８】
本実施の形態の電気車制御装置によれば、電気二重層キャパシタ群２を構成するキャパシタセル１１が故障により帯電部分が装置筐体１２ｃに触れるようなことがあっても装置筐体１２ｃが絶縁材で構成されている為、電気二重層キャパシタ群２に蓄積されたエネルギーが解放されることが無く、拡大被害につながらない。
【００３９】
また、本実施の形態の電気車制御装置においても、電子部品類は接地された装置筐体１２ａに収納されているので、ノイズによる誤動作の防止は図られている。
【００４０】
（第３の実施の形態）
本発明に基づく第３の実施の形態の電気車制御装置について、図を参照し詳細に説明する。図３は、本発明に基づく第３の実施の形態の電気車制御装置の電気二重層キャパシタが収納される装置筐体の構成図である。尚、図１乃至図２に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００４１】
本発明に基づく第３の実施の形態の電気車制御装置において、電気二重層キャパシタ群２が収納される装置筐体１２ｄは車体１４に直接取付けられ、絶縁碍子等を介してはいないが、装置筐体１２ｄの内壁面に例えばＦＲＰ等を使った絶縁枠体１７を設けている。インバータ１が収納される装置筐体１２ａ側は第１の実施形態と同じであり、図示していない。
【００４２】
本実施の形態の電気車制御装置によれば、電気二重層キャパシタ群２を構成するキャパシタセル１１が故障により帯電部分が装置筐体１２ｄ側に飛散しても絶縁枠体１７がある為、電気二重層キャパシタ群２に蓄積されたエネルギーが解放されることが無く、拡大被害につながらない。
【００４３】
また、本実施の形態の電気車制御装置においても、電子部品類は接地された装置筐体１２ａに収納されているので、ノイズによる誤動作の防止は図られている。
【００４４】
（第４の実施の形態）
本発明に基づく第４の実施の形態の電気車制御装置について図を参照し詳細に説明する。図４（ａ）は、本発明に基づく第４の実施の形態の電気車制御装置の電気二重層キャパシタが収納される装置筐体の構成図である。図４（ｂ）は、本発明に基づく第４の実施の形態の電気車制御装置の電気二重層キャパシタ群２の構成図である。尚、図１乃至図３に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００４５】
本発明に基づく第４の実施の形態の電気車制御装置では、電気二重層キャパシタ群２が収納される装置筐体１２ｅは車体１４に直接取付けられているが、電気二重層キャパシタ群２の周囲に絶縁覆い１８を設けた構成としている。外部への電気接続端子部分２ａは絶縁覆い１８が部分的に開口されている個所から、突出している。尚、インバータ１が収納される装置筐体１２ａ側は第１の実施形態と同じであり、これは図示していない。
【００４６】
本実施の形態の電気車制御装置は、電気二重層キャパシタ群２を構成するキャパシタセル１１が故障により帯電部分が電気二重層キャパシタ群２の外側へ飛散しても、絶縁覆い１８で覆われているので装置筐体１２ｅへの飛散は無いので、電気二重層キャパシタ群２に蓄積されたエネルギーが解放されることが無く、拡大被害につながらない。
【００４７】
また、本実施の形態の電気車制御装置においても、電子部品類は接地された装置筐体１２ａに収納されているので、ノイズによる誤動作の防止は図られている。
【００４８】
尚、本発明に基づく電気車制御装置において、電機接続端子部分２ａや絶縁覆い１８の構造については他にも考えられるので、本実施の形態の電気接続端子部分２ａと絶縁覆い１８の構造のみに限定されないことは言うまでもない。
【００４９】
（第５の実施の形態）
本発明に基づく第５の実施の形態の電気車制御装置について、図を参照し詳細に説明する。図５は、本発明に基づく第５の実施形態の電気車制御装置の電気二重層キャパシタが収納される装置筐体の構成図である。尚、図１乃至図４に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００５０】
本発明に基づく第５の実施の形態の電気車制御装置において、キャパシタバンク１９（電力貯蔵バンク）は、複数のキャパシタセル１１により構成され、電気二重層キャパシタ群２は複数のキャパシタバンク１９から構成されている。キャパシタバンク１９は、直列あるいは並列接続され電気二重層キャパシタ群２が構成されている。
【００５１】
このように構成された電気車制御装置において、車体１４に直接取付けられた装置筐体１２ｅ内は、絶縁仕切り枠２０により区画され、それぞれにキャパシタバンク１９が収納されるように構成されている。ここでもキャパシタバンク１９の外部への電気接続端子部分は絶縁仕切り枠２０が部分的に開口されているのはもちろんである。尚、インバータ１が収納される装置筐体１２ａ側は第１の実施形態と同じであり、これも図示していない。
【００５２】
本実施の形態の電気車制御装置は、電気二重層キャパシタ群２を構成するキャパシタセル１１が故障により帯電部分が電気二重層キャパシタ群２の外側へ飛散しても、絶縁仕切り枠２０により区画された１個のキャパシタバンク１９内で被害が抑えられ、拡大被害を最小限に抑えることが可能である。
【００５３】
また、本実施の形態の電気車制御装置においても、電子部品類は接地された装置筐体１２ａに収納されているので、ノイズによる誤動作の防止は図られている。
【００５４】
（第６の実施の形態）
本発明に基づく第６の実施の形態の電気車制御装置について、図を参照し詳細に説明する。図６は、本発明に基づく第６の実施形態の電気車制御装置の構成を示すブロック図である。尚、図１乃至図５に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００５５】
本発明に基づく第６の実施の形態の電気車制御装置において、電気二重層キャパシタ群２のマイナス電位と電力変換装置であるインバータ１のマイナス電位が接続され、ヒューズ２１を介してアース電位となる車輪８に接続される。電気二重層キャパシタ群２の地絡事故の際にマイナス電位側を流れる地絡電流をヒューズ２１により高速で遮断する。これにより拡大被害の防止が図れる。
【００５６】
また、本実施の形態の電気車制御装置においても、電子部品類は接地された装置筐体１２ａに収納されているので、ノイズによる誤動作の防止は図られている。
【００５７】
尚、本実施の形態の電気車制御装置では電流遮断手段としてヒューズを適用した例を記載したが、機械的に接点を開放し電流を遮断する高速度遮断器等を用いても良いし、半導体遮断器等を用いても良い。
【００５８】
（第７の実施の形態）
本発明に基づく第７の実施の形態の電気車制御装置について、図を参照し詳細に説明する。図７は、本発明に基づく第７の実施の形態の電気車制御装置の構成図である。図１乃至６に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００５９】
本発明に基づく第７の実施の形態の電気車制御装置において、高速度遮断機２２は、キャパシタバンク１９毎に設けられている。
【００６０】
本実施の形態の電気車制御装置は、電気二重層キャパシタ群２を構成するキャパシタセル１１が故障により帯電部分が電気二重層キャパシタ群２の外側へ飛散しても、故障したキャパシタバンク１９に対応した高速度遮断機２２が開くことで１個のキャパシタバンク１９内で被害が抑えられ、拡大被害を最小限に抑えることが可能である。
【００６１】
また、本実施の形態の電気車制御装置においても、電子部品類は接地された装置筐体１２ａに収納されているので、ノイズによる誤動作の防止は図られている。
【００６２】
尚、本実施の形態の電気車制御装置では電流遮断手段としてヒューズを適用した例を記載したが、機械的に接点を開放し電流を遮断する高速度遮断器等を用いても良いし、半導体遮断器等を用いても良い。
【００６３】
（第８の実施の形態）
本発明に基づく第８の実施の形態の電気車制御装置について、図を参照し詳細に説明する。図８は、本発明に基づく第７の実施の形態の電気車制御装置のブロック図である。図１乃至７に記載したものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００６４】
本発明に基づく第８の実施の形態の電気車制御装置において、高速度遮断機２２は、直列接続された電気二重層キャパシタセル１１の車輪８側に各々設けられている。本実施の形態の電気車制御装置では、直列接続された電気二重層キャパシタセル１１回路２つが並列に接続されているので、高速度遮断機２２は、各々一つづつ設けられ、合計で２つ高速度遮断機２２を備えた電気車制御装置となっている。
【００６５】
本実施の形態の電気車制御装置は、電気二重層キャパシタ群２を構成するキャパシタセル１１が故障により帯電部分が電気二重層キャパシタ群２の外側へ飛散しても、故障したキャパシタセル１１に対応した側の高速度遮断機２２が開くことで被害が抑えられ、拡大被害を最小限に抑えることが可能である。
【００６６】
また、本実施の形態の電気車制御装置においても、電子部品類は接地された装置筐体１２ａに収納されているので、ノイズによる誤動作の防止は図られている。
【００６７】
尚、本実施の形態の電気車制御装置では電流遮断手段としてヒューズを適用した例を記載したが、機械的に接点を開放し電流を遮断する高速度遮断器等を用いても良いし、半導体遮断器等を用いても良い。
【００６８】
それぞれの実施の形態について述べてきたが、もちろんこれらを組合せて適用することも可能であり、より拡大被害防止を確実にすることもできる。又、電力変換部分を収納する装置筐体と電気二重層キャパシタを収納する装置筐体とを完全に別個として構成した実施例を記載して説明したが、各々の装置筐体を絶縁を介して結合させ一体化した装置として構成することも可能であり、図９に示すように電力変換部分を収納する装置筐体（車体に接地される）の一部分に絶縁して別な装置筐体を二重に設置し、そこに電気二重層キャパシタを収納することも、本発明で説明してきた技術の組合せで構成可能である。又、それぞれの本発明の実施形態は、従来例である図１１のブロック図を元に説明してきたが、もうひとつの従来例で示した図１２のブロック図のように、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して電気二重層キャパシタを接続した場合も、電気二重層キャパシタが収納される装置筐体側では全く同じ構成が可能であることはもちろんである。（ＤＣ／ＤＣコンバータは接地された装置筐体側への収納がノイズ対策上好ましい（図１０参照）。）
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】（ａ）本発明に基づく第１の実施の形態の電気車制御装置のブロック図である。
【００７０】
（ｂ）本発明に基づく第１の実施の形態の電気車制御装置の構成図である。
【図２】本発明に基づく第２の実施の形態の電気車制御装置の構成図である。
【図３】本発明に基づく第３の実施の形態の電気車制御装置の構成図である。
【図４】（ａ）本発明に基づく第４の実施の形態の電気車制御装置の構成図である。
【００７１】
（ｂ）本発明に基づく第４の実施の形態の電気車制御装置の電気二重層キャパシタの構成図である。
【図５】本発明に基づく第５の実施の形態の電気車制御装置の構成図である。
【図６】本発明に基づく第６の実施の形態の電気車制御装置構成のブロック図である。
【図７】本発明に基づく第７の実施の形態の電気車制御装置構成のブロック図である。
【図８】本発明に基づく第８の実施形態の電気車制御装置のブロック図である。
【図９】本発明に基づく他の実施の形態の電気車制御装置の構成図である。
【図１０】本発明に基づく他の実施の形態の電気車制御装置の構成図である。
【図１１】従来の電気車制御装置のブロック図である。
【図１２】従来の電気車制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００７２】
１・・・インバータ
２・・・電気二重層キャパシタ
３・・・架線、
４・・・パンタグラフ
５・・・接触器
６・・・フィルタリアクトル、
７・・・駆動用電動機
８・・・車輪
９・・・レール
１０・・・フィルタコンデンサ
１１・・・キャパシタセル
１２,１２ａ,１２ｂ,１２ｃ,１２ｄ,１２ｅ・・・装置筐体
１３・・・ＤＣ／ＤＣコンバータ
１４・・・車体
１５ａ,１５ｂ,１５ｃ・・・他の電気部品類
１６・・・絶縁碍子
１７・・・絶縁枠体
１８・・・絶縁覆い
１９・・・キャパシタバンク
２０・・・絶縁仕切り枠
２１・・・ヒューズ
２２・・・高速度遮断機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機を制御する電力変換装置と、
この電力変換装置が回生運転をした場合に、前記電力変換装置が発生する回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段とを有し、
前記回生電力貯蔵手段を電気車の車体と絶縁された装置箱に収納したことを特徴とする電気車制御装置。
【請求項２】
電動機を制御する電力変換装置と、
この電力変換装置が回生運転をした場合に、前記電力変換装置が発生する回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段とを有し、
前記回生電力貯蔵手段を絶縁材料で構成された装置箱に収納したことを特徴とする電気車制御装置。
【請求項３】
電動機を制御する電力変換装置と、
この電力変換装置が回生運転をした場合に、前記電力変換装置が発生する回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段とを有し、
前記回生電力貯蔵手段は、少なくともその内面が絶縁材料で覆われている筐体に収納されていることを特徴とする電気車制御装置。
【請求項４】
電動機を制御する電力変換装置と、
この電力変換装置が回生運転をした場合に、前記電力変換装置が発生する回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段とを有し、
前記回生電力貯蔵手段は、複数の電力貯蔵バンクに分割配置され、前記回生電力貯蔵手段の複数の電力貯蔵バンクは、それぞれ外部との電気接続部となる端子台部あるいはコネクタ部を除き絶縁材料で覆われた構成であることを特徴とする電気車制御装置。
【請求項５】
電動機を制御する電力変換装置と、
この電力変換装置が回生運転をした場合に、前記電力変換装置が発生する回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段とを有し、
前記回生電力貯蔵手段は、複数の電力貯蔵バンクに分割配置され、前記回生電力貯蔵手段の複数の電力貯蔵バンクは、絶縁材料の仕切りによって区画されることを特徴とする電気車制御装置。
【請求項６】
電動機を制御する電力変換装置と、
この電力変換装置が回生運転をした場合に、前記電力変換装置が発生する回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段と、
前記回生電力貯蔵手段が故障した場合に、電流を遮断する電流遮断手段を備えたことを特徴とする電気車制御装置。
【請求項１】
電動機を制御する電力変換装置と、
この電力変換装置が回生運転をした場合に、前記電力変換装置が発生する回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段とを有し、
前記回生電力貯蔵手段を電気車の車体と絶縁された装置箱に収納したことを特徴とする電気車制御装置。
【請求項２】
電動機を制御する電力変換装置と、
この電力変換装置が回生運転をした場合に、前記電力変換装置が発生する回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段とを有し、
前記回生電力貯蔵手段を絶縁材料で構成された装置箱に収納したことを特徴とする電気車制御装置。
【請求項３】
電動機を制御する電力変換装置と、
この電力変換装置が回生運転をした場合に、前記電力変換装置が発生する回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段とを有し、
前記回生電力貯蔵手段は、少なくともその内面が絶縁材料で覆われている筐体に収納されていることを特徴とする電気車制御装置。
【請求項４】
電動機を制御する電力変換装置と、
この電力変換装置が回生運転をした場合に、前記電力変換装置が発生する回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段とを有し、
前記回生電力貯蔵手段は、複数の電力貯蔵バンクに分割配置され、前記回生電力貯蔵手段の複数の電力貯蔵バンクは、それぞれ外部との電気接続部となる端子台部あるいはコネクタ部を除き絶縁材料で覆われた構成であることを特徴とする電気車制御装置。
【請求項５】
電動機を制御する電力変換装置と、
この電力変換装置が回生運転をした場合に、前記電力変換装置が発生する回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段とを有し、
前記回生電力貯蔵手段は、複数の電力貯蔵バンクに分割配置され、前記回生電力貯蔵手段の複数の電力貯蔵バンクは、絶縁材料の仕切りによって区画されることを特徴とする電気車制御装置。
【請求項６】
電動機を制御する電力変換装置と、
この電力変換装置が回生運転をした場合に、前記電力変換装置が発生する回生電力を一時的に貯蔵する回生電力貯蔵手段と、
前記回生電力貯蔵手段が故障した場合に、電流を遮断する電流遮断手段を備えたことを特徴とする電気車制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−１４４１２（Ｐ２００６−１４４１２Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８４３３１（Ｐ２００４−１８４３３１）
【出願日】平成１６年６月２３日（２００４．６．２３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２３日（２００４．６．２３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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