[发明专利]功率转换装置及功率转换方法

说明书

技术领域

本发明涉及功率转换装置及功率转换方法。

背景技术

交流型的电气铁道车辆(以下称为电车)从交流架空线经由受电弓(pantographa)等集电装置来得到交流电，并利用主变压器来进行降压，从而获得一种功率转换装置的交流电源。交流功率转换装置具备：将交流电转换成直流电的转换器部、将直流电转换成交流电以驱动主电动机的逆变器部、以及将转换器部与逆变器部相连接的直流中间电容器。转换器部的控制中，采用PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)方式，进行高效率功率因数1控制，以使得转换器输入功率的功率因数无限接近1。

为了实现高效率功率因数1控制，转换器的微机控制部从主变压器的初级电路检测出架空线电压，并进行控制，以使得转换器的输入电压与架空线电压的相位一致。为了准确获得架空线电压的相位，需要检测出架空线电压的频率。

另外，以往，停电时再生逆变器动作中的PWM转换器起到发电机的作用，对因与本身的输出频率相同步地进行控制动作而产生的输出频率相对于架空线电压的频率范围的偏差进行检测。为了在架空线电压频率不同的区间内对用于检测输出频率的偏差的阈值进行切换，也需要检测出架空线电压的频率。

因此，专利文献1所公开的电车用频率检测器设置有与架空线电源频率种类数相同个数的BPF(Band-Pass Filter：带通滤波器)，使BPF的中心频率与各电源频率相一致来进行设定，将输出最大的BPF的中心频率作为架空线频率来检测出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开昭63-56101号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

专利文献1所公开的电车用频率检测器中，需要设置与已知的架空线频率的种类数相同个数的BPF以及包络线处理电路，从而电路变得复杂。另外，在日本国内频率为50Hz或60Hz，但其他国家采用16.7Hz或25Hz来作为架空线频率。专利文献1所公开的电车用频率检测器中，根据车辆所行驶的区间的频率种类来准备多个BPF，设定各BPF的滤波特性，另外，还需要设定各包络线处理电路，从而无法标准化电路结构。另外，在架空线频率与预先设定的BPF的中心频率之间产生偏差的情况下，转换器的动作变得不稳定。

本发明鉴于上述情况而得以完成，其目的在于，以更简单的电路结构来检测出输入电压的频率，并使转换器的动作更稳定。

用于解决技术问题的手段

为了达成上述目的，本发明的功率转换装置具备变压器、频率检测部、滤波调节部以及转换部。变压器对所输入的交流电压进行变压。频率检测部基于经过了带通滤波器的交流电压超过阈值的时刻之间的间隔，来检测交流电压的频率。滤波调节部将频率检测部所检测出的交流电压的频率作为带通滤波器的中心频率，从而计算出滤波特性，并基于滤波特性来调节带通滤波器。转换部基于经过了带通滤波器的交流电压，来进行控制以使得功率因数变为规定值以上，将经过变压器进行变压后的交流电压转换成直流电压来进行输出。

发明效果

根据本发明，能以更简单的电路结构来检测输入电压的频率，并能使转换器的动作更为稳定。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的功率转换装置的结构例的框图。

图2是表示实施方式所涉及的功率转换装置配置到电车上的配置例的框图。

图3是表示实施方式所涉及的频率检测部的结构例的框图。

图4是表示实施方式中的BPF的输出例的图。

图5是表示实施方式所涉及的频率检测部所进行的频率检测的示例的图。

图6是表示实施方式所涉及的频率检测部所进行的频率检测的示例的图。

图7是表示实施方式所涉及的频率检测部所进行的频率检测的动作的一个示例的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。此外，图中对相同或同等的部分标注相同标号。