[发明专利]电车驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及利用制动电阻来消耗在再生制动动作中产生的剩余能量的电车驱动装置。

背景技术

在面向铁道的电车的驱动装置中，具有在刹车时利用制动电阻来消耗在驱动车轮的马达中产生的再生能量的称作发电制动的工作模式。在该模式中，将根据驱动马达的逆变器(inverter)的直流电压输入侧的滤波电容器电压而计算出的导通率与制动斩波器载波三角波进行比较。根据该比较结果，生成制动斩波器(chopper)开关电路的门信号，控制开关元件的导通状态。

这种在制动斩波器开关电路工作时产生的高频波分量有时会给馈电系统带来感应干扰(inductive interference)。在与降低高频波分量有关的类似的公知技术中，有日本特开平9-140165号公报和日本特开2006-67638号公报等。在这些文献中，都对由转换器产生的高频波的降低进行了阐述。

发明内容

在以往的车辆系统中，制动斩波器开关电路因为使用固定的载波频率而产生特定频率的高频波分量。图17表示由以往的制动斩波器开关电路的开关而产生的高频波的仿真结果。在馈电系统中，例如为了使用轨道进行通信等，设定了针对各种信号体系的高频波分量的界限值。线100等表示这些界限值。波形111表示逆变器为1个时从制动斩波器开关电路产生的高频波的频谱波形，波形112表示机车4重联(8个逆变器电路)时从制动斩波器开关电路产生的高频波的频谱波形。在这个例子中，制动斩波器开关电路的开关频率fBCH是327Hz，马达的旋转频率(FR)是8.6Hz。

在开关频率fBCH中，产生表示由制动斩波器开关电路的开关而产生的高频波分量的波纹(ripple)113。波纹114、115分别表示由制动斩波器开关电路产生的2次和3次高频波分量。其他的波纹表示从逆变器产生的高频波分量。像这样地，由制动斩波器开关电路产生的高频波的波纹113的容限(margin)(从波纹峰值到最严格的界限值的富余值)小。

制动斩波器开关电路的开关频率fBCH固定，但由逆变器引起的波纹的频率与车速成比例地变化。因此，由于该特定频率fBCH的高频波分量和由逆变器产生的高频波分量的重叠而产生的高频波分量，有可能会对馈电系统的通信线路等带来感应干扰。

本发明目的在于提供一种利用制动电阻器来消耗再生能量的电车驱动装置，在该电车驱动装置中能够降低由制动斩波器开关电路产生的高频波分量。

在本发明的一实施例中，在利用制动电阻器来消耗再生能量的电车驱动装置中，设置多个制动斩波器开关电路，通过使各开关电路的载波三角波的相位或频率变化，来降低由制动斩波器开关电路产生的高频波分量。其结果是，能够稳定地进行利用馈电系统(轨道)的通信。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施例的结构的框图。

图2是表示由相位运算部8运算的载波三角波的相位θBCHn的坐标图。

图3A是表示载波三角波以及流通率AL(上段)、从比较器10输出的门信号(中断)和门信号的合成信号(下段)的关系的图。

图3B是表示载波三角波以及其他的流通率AL(上段)、从比较器10输出的门信号(中断)与门信号的合成信号(下段)的关系的图。

图3C是表示载波三角波以及另一其他的流通率AL(上段)、从比较器10输出的门信号(中断)与门信号的合成信号(下段)的关系的图。

图4是表示应用了第1实施例的制动斩波器开关电路的高频波的仿真结果的图。

图5是表示本发明的第2实施例的结构的框图。

图6是表示本发明的第3实施例的结构的框图。

图7是表示频率运算部12的结构的例子的框图。

图8是表示频率运算部12的其他结构的例子的图。

图9是表示本发明的第4实施例的结构的框图。

图10是表示本发明的第5实施例的结构的框图。

图11是表示本发明的第6实施例的结构的框图。

图12是表示本发明的第7实施例的结构的框图。

图13是表示本发明的第8实施例的结构的框图。

图14是表示本发明的第8实施例的其他结构的框图。

图15是表示本发明的第9实施例的结构的框图。

图16是表示本发明的第9实施例的其他结构的框图。

图17是表示以往的制动斩波器开关电路的高频波的仿真结果的图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施例进行说明。

实施例1

图1是表示本发明的电车驱动装置的第1实施例的概略结构的框图。