[发明专利]电力转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及例如以在铁路车辆、电动汽车等电车中使用的同步机的驱动为对象的电力转换装置，特别涉及可以应对高速运转时的同步机的感应电压的电力转换装置。

背景技术

以往，在电动车辆等中使用的电力转换装置中，从架线经由动臂装置集电的交流电力通过转换器转换为直流电力。或者，从动臂装置直接集电直流电力。该直流电力通过用于抑制电源电压的变动的能量积蓄用的电容器而输入到逆变器。然后，输入到该逆变器的直流电力转换为可变电压/可变频率的交流电力，而供给到永久磁铁型的同步机。

此处，所述同步机内置了永久磁铁，所以在旋转中也始终感应出电动势。该感应电压与速度成比例地变大，在电车高速行驶中的情况下，产生超过电源电压的感应电压。因此，通过在牵引时用逆变器一起控制该感应电压和同步机的电流、即进行所谓弱磁场控制，控制同步机的驱动扭矩，并且在再生时控制同步机的制动扭矩。

但是，在使用了永久磁铁型的同步机的电车的控制中，通常，在惯性运动中使逆变器停止。但是，如果使逆变器停止，则同步机作为发电机发挥作用，再生能量通过逆变器内的二极管流入到电源侧，其结果，不是惯性运动而变成制动动作。

为了防止这样的现象，在以往技术中，在同步机与逆变器之间设置负载接触器，在惯性运转中，以不使同步机的再生能量流入到逆变器侧的方式，断开(OFF)处于同步机与逆变器之间的负载接触器而切断电源线路。另外，即使在从惯性运转向牵引运转再起动时，也防止再生能量不需要地流入到逆变器侧而使逆变器的开关元件破损，所以在使负载接触器导通(ON)之前，预先控制转换器，以使逆变器的直流侧的电路的电压成为同步机的端子之间的感应电压的最高值以上的方式升压，之后导通(ON)负载接触器(例如，参照下述专利文献1)。

专利文献1：日本特开2007-28852号公报(第68页、第63图)

发明内容

在以往的电力转换装置中，在如上所述从牵引运转或者再生运转转移到惯性运转时，通过连接在同步机与逆变器之间的负载接触器，切断路径。另外，即使在从惯性运转转移到牵引运转或者再生运转的再起动时，也接通连接在同步机与逆变器之间的负载接触器。因此，以往，存在如下课题：如果如从牵引运转或者再生运转转移到惯性运转、或者相反地从惯性运转转移到牵引运转或者再生运转那样，频繁地引起向各运转模式的转移，则相伴于此负载接触器的开闭动作次数变多，负载接触器的动作寿命变短。

另外，设置在同步机与逆变器之间的负载接触器由于需要切断大的电流而变得大型。因此，存在小型、轻量化被阻碍，并且成本增加这样的课题。

另外，以往存在如下课题：在从惯性运转转移到牵引运转时，需要防止从同步机向逆变器侧流入电流，并且需要在使逆变器的直流侧的电路电压充分地上升之后起动逆变器，从发出逆变器的运转指令到逆变器实际上再起动为止的时滞变大。

本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于提供一种电力转换装置，即使在运转模式频繁地切换的情况下，也无需如以往那样在同步机与逆变器之间设置负载接触器，可以实现小型、轻量化以及成本降低。

本发明提供一种电力转换装置，其中，具备：

第1电力转换器，从电源得到直流电压；

电容器，与所述第1电力转换器的输出侧连接；

第2电力转换器，将该电容器的直流电压转换为交流电压而输出到同步机；

旋转信息检测单元，对所述同步机的旋转信息进行检测；以及

控制单元，根据由该旋转信息检测单元检测出的旋转信息，对所述第1电力转换器以及所述第2电力转换器进行控制，

所述控制单元在从惯性运转的起动开始时，根据由所述旋转信息检测单元检测出的同步机的旋转信息，控制所述第2电力转换器，以使所述同步机产生的电压成为所述电容器的充电电压以下，并且对所述第1电力转换器进行控制，以使所述电容器的充电电压成为同步机产生的电压以上。

根据本发明的电力转换装置，即使在如从牵引运转或者再生运转转移到惯性运转、或者相反地从惯性运转转移到牵引运转或者再生运转那样，频繁地引起向各运转模式的转移的情况下，也可以可靠地抑制从同步机向电源侧电力不需要地逆流的现象，并且可以防止产生不需要的制动扭矩。因此，可以去除以往设置在同步机与第2电力转换器之间的负载接触器，起到可以实现电力转换装置的小型、轻量化、以及成本降低这样的显著的效果。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1中的电力转换装置的结构图。

图2是详细示出该装置的电压指令运算单元的结构图。