(57)【要約】【課題】力行時に蓄電装置が過放電領域に達すると、インバータ装置の直流側電圧を昇圧できず、加速性能の低下や省エネルギー効果の悪化を招く。【解決手段】電力変換装置は、直流電源および当該直流電源と直列に接続した蓄電装置により３つの電位を有する電源と、一方向に流れる電流を導通または遮断する電流制御素子および当該電流制御素子と逆方向に電流を導通させる整流素子を組み合わせた電流制御手段を複数個有し、電源から供給される直流電力を三相交流電力に変換して交流電動機を駆動するインバータ装置と、インバータ装置および蓄電装置を制御する制御装置とを備え、制御装置は、直流電源および蓄電装置の両方からの直流電力を変換した三相交流電力により駆動される交流電動機の力行運転時に、蓄電装置の蓄電量を制御して、力行運転時の蓄電装置の放電量と当該力行運転時を含む交流電動機の所定期間の運転により予測される充電量とを一致させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源および当該直流電源と直列に接続した蓄電装置により、高圧側となる第一の電位、低圧側となる第二の電位および前記直流電源と前記蓄電装置との接続点に生じる第三の電位の３つの電位を有する電源と、
一方向に流れる電流を導通または遮断する電流制御素子および前記電流制御素子と並列に接続して当該電流制御素子と逆方向に電流を導通させる整流素子を組み合わせた電流制御手段を複数個有し、前記電源から供給される直流電力を三相交流電力に変換して交流電動機を駆動するインバータ装置と、
前記インバータ装置および前記蓄電装置の運転を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、前記直流電源および前記蓄電装置の両方からの直流電力を変換した前記三相交流電力により駆動される前記交流電動機の力行運転時に、前記蓄電装置の蓄電量を制御して、前記力行運転時の前記蓄電装置の放電量と当該力行運転時を含む前記交流電動機の所定期間の運転により予測される充電量とを一致させる
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置であって、
前記交流電動機の所定期間の運転により予測される充電量とは、前記交流電動機の回生ブレーキ時に予測される回生による充電量である
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電力変換装置であって、
前記直流電源および前記蓄電装置の両方からの直流電力または前記直流電源のみからの直流電力のいずれを前記三相交流電力に変換するかを判定するための前記蓄電装置の蓄電量を判定基準用蓄電量として設定する
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電力変換装置であって、
前記制御装置は、前記蓄電装置の蓄電量が前記判定基準用蓄電量を超える場合には、前記直流電源および前記蓄電装置の両方からの直流電力を前記三相交流電力に変換し、前記蓄電装置の蓄電量が前記判定基準用蓄電量以下である場合には、前記直流電源のみからの直流電力を前記三相交流電力に変換する
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力変換装置は、鉄道車両の駆動用電力変換装置である
ことを特徴とする鉄道車両の電力変換装置。
【請求項６】
請求項５に記載の鉄道車両の電力変換装置であって、
前記交流電動機の所定期間の運転とは、前記鉄道車両による一駅間の運転である
ことを特徴とする鉄道車両の電力変換装置。
【請求項７】
請求項５に記載の鉄道車両の電力変換装置であって、
前記交流電動機の所定期間の運転とは、前記鉄道車両による複数の駅間の運転である
ことを特徴とする鉄道車両の電力変換装置。
【請求項８】
請求項５に記載の鉄道車両の電力変換装置であって、
前記交流電動機の所定期間の運転により予測される充電量とは、前記鉄道車両の走行時に予測される回生による充電量の最大値である
ことを特徴とする鉄道車両の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電源と蓄電装置の少なくとも一方から直流電力を得る電力変換装置に関し、特に、鉄道車両の駆動用電力変換装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
近年、鉄道車両においては、蓄電装置を蓄電池や電気二重層キャパシタなどのエネルギー蓄積手段で構成して活用し、また、鉄道車両の構成機器の効率を向上させることにより、更なる省エネルギー化を実現する動きが活発となっている。
【０００３】
省エネルギー化を実現する方法の一つに、回生ブレーキ能力の拡大がある。回生ブレーキは、交流電動機の誘起電圧（以下、「電動機誘起電圧」という）が電力変換装置（インバータ装置）入力側の電源電圧（以下、「インバータ電源電圧」という）以下である必要があり、電動機誘起電圧がインバータ電源電圧よりも高くなる高速度域では、界磁を弱めることで、電動機誘起電圧がインバータ電源電圧以下となるように制御している。このために高速度域では、回生ブレーキ力が不足し、空気ブレーキによるブレーキ力の補足が行われている。
【０００４】
これに対し、特許文献１には、直流電源と蓄電装置とを直列に接続し、インバータ装置の直流側の電圧を昇圧することで高速度域における加速性能および回生ブレーキ力を向上する技術が示されている。この技術を鉄道車両に適用することで、車両の加減速性能を向上させるとともに、回生ブレーキ力が拡大することで架線に戻す電力を増加させ、更なる省エネルギー化が実現できる。また、高速度域における空気ブレーキの使用量を抑えることができるため、ブレーキシューの磨耗が減りメンテナンス費を削減する効果も得られる。
【０００５】
さらに、特許文献１に示される電力変換装置の構成は、直流電源と蓄電装置とを直列にした電源を用いた３レベルインバータ装置であり、通常、直流電源の電圧と蓄電装置の電圧とは異なることから、中間電位に対する上位電位との電位差（以下、「ＥｄｃＰ」とする）および下位電位に対する中間電位との電位差（以下、「ＥｄｃＮ」とする）は異なることになる。特許文献１では、交流電動機の回転速度が基準周波数より低い場合には、直流電源からの直流電力を三相交流電力に変換し、交流電動機の回転速度が基準周波数より高い場合には、直流電源と蓄電装置とからの直流電力を三相交流電力に変換して、交流電動機を駆動する技術が示されている。
【０００６】
蓄電装置で使用できるエネルギーは、車両に搭載した蓄電装置の容量によって制限される。鉄道車両は、線路形状等による速度や運転上の制限がない限り、通常の運転パターンは、一回の加速で最高速度まで達し、その後一回のブレーキで停止する。よって、蓄電装置からの放電時間または充電時間が長くなるため、蓄電装置を有効活用するためには、車両が搭載する蓄電装置の容量を十分大きくする必要がある。
【０００７】
しかしながら、鉄道車両では機器を艤装する制約上、搭載できる蓄電装置の容量に制限があるため、少ない蓄電装置の容量で高い効果を得るように、蓄電装置の充放電を制御する必要がある。このため、直流電源と蓄電装置とを直列にした電源による３レベルインバータ装置では、直流電源と蓄電装置とからの電力配分を蓄電装置の蓄電量（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  оｆ  Ｃｈａｒｇｅ）に応じて、管理することが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１７−４６４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
先の特許文献１に示される技術では、交流電動機の回転速度によって直流電源と蓄電装置との電力配分をしているため、現在の蓄電装置の蓄電量（ＳＯＣ）の状態や路線走行の仕方によっては、車両の力行中に蓄電装置の蓄電量（ＳＯＣ）が放電できない過放電領域に達する。これにより、インバータ装置の直流側の電圧を昇圧させることができず、加速性能の低下や、加速性能低下によって省エネルギー効果の悪化を招く課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る電力変換装置は、直流電源および当該直流電源と直列に接続された蓄電装置により、高圧側となる第一の電位、低圧側となる第二の電位および直流電源と蓄電装置との接続点に生じる第三の電位の３つの電位を有する電源と、一方向に流れる電流を導通または遮断する電流制御素子および当該電流制御素子と並列に接続して当該電流制御素子と逆方向に電流を導通させる整流素子を組み合わせた電流制御手段を複数個有し、電源から供給される直流電力を三相交流電力に変換して交流電動機を駆動するインバータ装置と、インバータ装置および蓄電装置の運転を制御する制御装置とを備え、制御装置は、直流電源および蓄電装置の両方からの直流電力を変換した三相交流電力により駆動される交流電動機の力行運転時に、蓄電装置の蓄電量を制御して、力行運転時の蓄電装置の放電量と当該力行運転時を含む交流電動機の所定期間の運転により予測される充電量とを一致させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、蓄電装置の蓄電量が使用可能な範囲で、力行時の昇圧動作により、車両の加速性能を向上させる。また、力行放電量が回生充電量と一致するようにＳＯＣを設定することにより蓄電装置の過放電を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る電力変換装置の構成の一例を示す図である。
【図２】インバータ装置を駆動するために使用する、変調波信号、キャリア信号および出力パルス信号を示す図である。
【図３】駅間が長い路線の場合における、動作特性および昇圧動作判定基準用の蓄電量の設定を示す図である。
【図４】駅間が短い路線の場合における、動作特性および昇圧動作判定基準用の蓄電量の設定を示す図である。
【図５】本発明に係る昇圧動作判定基準に用いる蓄電量の領域分類を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施する形態として、実施例１〜３について図面を用いて説明する。
まず、本発明の実施例１〜３に係る電力変換装置は、鉄道車両用の電力変換装置として共通するので、その構成を制御波形と共に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る電力変換装置の構成の一例を示す図である。
図１の破線で囲まれた部分に示すインバータ装置２は、高圧側から低圧側に流れる電流を導通または遮断できる電流制御素子と、電流制御素子と逆方向に電流を導通できるダイオードを組み合わせた第１の電流制御手段Ｔｕ１から第１２の電流制御手段Ｔｗ４（（Ｔｕ１，Ｔｖ１，Ｔｗ１）、（Ｔｕ２，Ｔｖ２，Ｔｗ２）、（Ｔｕ３，Ｔｖ３，Ｔｗ３）および（Ｔｕ４，Ｔｖ４，Ｔｗ４））により構成される。
【００１５】
一般的に電流制御素子としては、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌaｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）やパワーＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）などのパワー半導体素子が用いられる。これらのパワー半導体素子は、材料としてシリコンを用いているものが多いが、近年になってＳｉＣ（炭化珪素）やＧａＮ（窒化ガリウム）を用いたものも増えており、システムの低損失化に貢献している。そのため、本発明に係る電力変換装置に使用する電流制御素子についても、ＳｉＣやＧａＮを用いたものでもよい。
【００１６】
インバータ装置２は、直流電源１（電圧Ｅｃｆ）および蓄電装置２１（電圧Ｅｂ）から出力される直流電力を三相交流電力に変換して、交流電動機８を駆動する。
【００１７】
図１の一点鎖線で囲まれた部分に示す直流電源１は、一般的に平滑リアクトル５と集電装置であるパンタグラフ４を介して直流電車線３に接続する構成である。その他には、交流架線による交流電力を整流して直流電力を得る構成、または、第三軌条方式により直流電力を得る構成、または、非接触電力伝送により交流電力を得て整流器により直流電力に変換する構成などが用いられる。
【００１８】
交流電動機８は、誘導電動機や永久磁石型同期電動機等が用いられる。図１では、インバータ装置２が１台の交流電動機８を駆動する構成を示しているが、インバータ装置２が複数台の交流電動機８を駆動する構成であってもよい。
【００１９】
蓄電装置２１は、例えば二次電池やキャパシタで構成され、車両の力行時には電力を放電し、車両の回生ブレーキ時には電力を充電する機能を持つ。
【００２０】
制御装置１１は、蓄電装置２１の蓄電量、電流、電圧および温度などの蓄電状態の情報並びにインバータ装置２の電圧、電流および周波数等の動作状態の情報を取得して、後述する図２に示すＰＷＭ変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；パルス幅変調）により出力パルスを生成し、この出力パルスを電流制御手段Ｔｕ１からＴｗ４に与え、電流制御手段Ｔｕ１からＴｗ４のオン、オフを切り替える。さらに、制御装置１１は、上記の各情報を基に蓄電装置２１の運転（充放電）も制御する。これにより、直流電源１および蓄電装置２１の直流電力が三相交流電力に変換され、交流電動機８が駆動される。
【００２１】
次に、インバータ装置２の動作態様について説明する。
図２は、インバータ装置２を駆動するために使用する、変調波信号、キャリア信号および出力パルス信号を示す図である。
【００２２】
図１に示すように、蓄電装置２１を低圧側に接続した場合、図２の（ａ）に示すように、変調波Ｖｃ３２と、振幅ＥｃｆのキャリアＡ（３１Ａ）または振幅ＥｂのキャリアＢ（３１Ｂ）との比較によって、出力パルス３４を決定する。
【００２３】
図２では、三相交流のうち一相分について示し、インバータ装置２が出力する交流電圧の指令値をインバータ装置２の直流側電圧で正規化した変調波Ｖｃ３２、三角波状のキャリアＡ（３１Ａ）およびキャリアＢ（３１Ｂ）を示している。すなわち、キャリアは２種類あり、キャリアＡは直流電源１の電圧、キャリアＢは蓄電装置２１の電圧でそれぞれ正規化したものである。
【００２４】
オン指令およびオフ指令の生成について示すと、変調波Ｖｃ３２と振幅ＥｃｆのキャリアＡ（３１Ａ）との比較によって、電流制御手段Ｔｕ１、Ｔｕ３、Ｔｖ１、Ｔｖ３、Ｔｗ１およびＴｗ３を制御し、変調波Ｖｃ３２と振幅ＥｂのキャリアＢ（３１Ｂ）との比較によって、電流制御手段Ｔｕ２、Ｔｕ４、Ｔｖ２、Ｔｖ４、Ｔｗ２およびＴｗ４を制御する。電流制御手段Ｔｕ１からＴｗ４は、変調波Ｖｃ３２とキャリアＡまたはＢとの大小関係に基づいて、変調波Ｖｃ３２がキャリアＡまたはＢより大きい場合はオン指令となり、変調波Ｖｃ３２がキャリアＡまたはＢより小さい場合はオフ指令となる。
【００２５】
例えば、力行時においては、図２の（ａ）の区間Ｘでは、変調波Ｖｃ３２が、キャリアＡ（３１Ａ）およびキャリアＢ（３１Ｂ）より小さいところでは、電流制御手段Ｔｘ１オフ、Ｔｘ２オフ、Ｔｘ３オンおよびＴｘ４オンとなり、変調波Ｖｃ３２が、キャリアＡ（３１Ａ）より小さく、キャリアＢ（３１Ｂ）より大きいところでは、電流制御手段Ｔｘ１オフ、Ｔｘ２オン、Ｔｘ３オンおよびＴｘ４オフとなる動作を繰り返す。これにより、蓄電装置２１から交流電動機８を駆動するための電力を放電する。なお、ここで、電流制御手段Ｔｘの「ｘ」は、「ｕ」、「ｖ」および「ｗ」（ｕ相、ｖ相およびｗ相）のいずれかに置き換わることを意味する（以下も同様）。
【００２６】
また、図２の（ａ）の区間Ｙでは、変調波Ｖｃ３２が、キャリアＡ（３１Ａ）より小さく、キャリアＢ（３１Ｂ）より大きいところでは、電流制御手段Ｔｘ１オフ、Ｔｘ２オン、Ｔｘ３オンおよびＴｘ４オフとなり、変調波Ｖｃ３２がキャリアＡ（３１Ａ）およびキャリアＢ（３１Ｂ）より大きいところでは、電流制御手段Ｔｘ１オン、Ｔｘ２オン、Ｔｘ３オフおよびＴｘ４オフとなる動作を繰り返す。これにより、直流電源１から交流電動機８を駆動するための電力を放電する。
【００２７】
以上のように、変調波Ｖｃ３２がキャリアＢ（３１Ｂ）と交差する場合に、蓄電装置２１から放電または蓄電装置２１に充電する動作が行われる。
【００２８】
ところで、車両を加速させるときには、交流電動機８を任意の回転数で駆動するため、交流電動機８の回転数が上がるに従い、変調波Ｖｃ３２の振幅を大きくし、かつ周波数を上げていくＶＶＶＦ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；可変電圧可変周波数）制御を行う。このとき、変調波Ｖｃ３２の中心３３を蓄電装置２１の状態に応じオフセット調整を行う。すなわち、変調波Ｖｃの中心３３を上下にずらすことにより、Ｔｘ１からＴｘ４のそれぞれのオン時間を変え、交流電動機８を駆動するための電力として、直流電源１が負担する電力および蓄電装置２１が負担する電力により電力配分を制御することができる。
【００２９】
なお、先の「ＥｄｃＰ」に相当する電圧Ｅｃｆと、先の「ＥｄｃＮ」に相当する電圧Ｅｂが同値であるか否かは問わず、キャリアＡ（３１Ａ）をＥｃｆ、キャリアＢ（３１Ｂ）をＥｂの各電圧で正規化する。その上で、出力電力の調整のために、変調波Ｖｃ３２のオフセット調整を行うことに加え、変調波Ｖｃ３２の振幅調整を行うことで、任意の電圧比による運用を可能にする。
【００３０】
図２の（ａ）では、変調波Ｖｃ３２がキャリアＡ（３１Ａ）とキャリアＢ（３１Ｂ）の両方と交差するため、交流電動機８を駆動するための電力は、直流電源１が負担する電力と蓄電装置２１が負担する電力とで電力配分される。このように、直流電源１に加えて蓄電装置２１からも交流電動機８を駆動するための電力を供給できる状態を、「力行昇圧動作有効モード」と定義する。
【００３１】
一方、図２の（ｂ）では、変調波Ｖｃ３２がキャリアＡ（３１Ａ）とのみ交差し、キャリアＢ（３１Ｂ）とは交差しないため、交流電動機８を駆動するための電力は、直流電源１のみで供給されることとなり、蓄電装置２１から電力は供給されない。このように、蓄電装置２１から交流電動機８を駆動するための電力を供給しない状態を、「力行昇圧動作無効モード」と定義する。
【００３２】
次に、本発明において、力行時における昇圧動作有無の判定に使用する蓄電装置２１の蓄電量（ＳＯＣ）の設定について説明する。本発明では、昇圧動作判定基準用の蓄電量を「ＳＯＣｐ」と定義すると共に、蓄電量を以下では「ＳＯＣ」という。
【００３３】
図５は、本発明に係る昇圧動作判定基準に用いる蓄電量の領域分類を示す図である。図５には、先に定義した昇圧動作判定基準用の蓄電量「ＳＯＣｐ」を用いて、蓄電装置２１のＳＯＣが、ＳＯＣｐより高い場合に「力行昇圧動作有効モード」（図５に示すＰ１領域）とし、ＳＯＣｐより低い場合に「力行昇圧動作無効モード」（図５に示すＰ２領域）とするマッピングを示している。なお、Ｐ１領域およびＰ２領域は、図５に示すように、蓄電装置２１が使用可能なＳＯＣである、ＳＯＣｍｉｎからＳＯＣｍａｘの範囲内に設定される。
【実施例１】
【００３４】
図３は、本発明の実施例１として、駅間が長い路線の場合の例として、駅間における、車両速度、蓄電装置２１のＳＯＣおよび蓄電装置２１の蓄電装置電力の各動作特性を示す図である。
【００３５】
図３の（ａ）では、駅Ａと駅Ｂの駅間を走行する場合、ＳＯＣｐが低く設定されているため、駅間で速度が下がり再力行するような場合に、蓄電装置２１から電力が放電されるため、駅Ｂに到達する前の回生ブレーキにより蓄電装置２１を充電しても、放電量の方が充電量よりも大きいことにより蓄電装置２１のＳＯＣが駅Ａを発車するときの蓄電量まで戻らないことになる。
【００３６】
これにより、路線を走行していくうちに、徐々に蓄電装置２１のＳＯＣが低下して、使用可能な蓄電量の下限ＳＯＣｍｉｎに達して過放電状態に至る。このため、インバータ装置２の直流側電圧を昇圧することができず、加速性能の低下を招き、延いては加速性能の低下によって省エネルギー効果の悪化に至ることとなる。すなわち、省エネルギー効果に寄与させるために、昇圧動作が適切なタイミングで動作するようにＳＯＣｐが設定されていないという状態にある。
【００３７】
一方、図３の（ｂ）では、駅Ａと駅Ｂの駅間を走行する場合、ＳＯＣｐを図２の（ａ）の場合よりも高く設定している。この場合、図３の（ｂ）に示すように、再力行時には蓄電装置２１のＳＯＣがＳＯＣｐに達していることから、この再力行時には、図５に示す「力行昇圧動作無効モード」のＰ２領域となり、蓄電装置２１の放電動作は行われない。そして、駅Ｂに到達する前に動作する回生ブレーキにより蓄電装置２１が充電され、蓄電装置２１のＳＯＣは駅Ａを発車する時点でのＳＯＣと同じ値まで戻ることになる。
【００３８】
このような走行形態を、駅間あるいは複数の駅を含む区間内で継続していれば、蓄電装置２１のＳＯＣが使用可能な蓄電量の下限ＳＯＣｍｉｎに達することを防止することができる。これにより、インバータ装置２の直流側電圧を昇圧できる状態にし、加速性能を向上させ、延いては、加速性能の向上によって省エネルギー効果を高めることができる。
【００３９】
ここでは、図３の（ｂ）では、ＳＯＣｐの設定レベルを、駅Ａの発車時と駅Ｂの到着時とにおいて蓄電装置２１のＳＯＣが等しくなるレベルに設定している。このように、駅Ａの発車時と駅Ｂの到着時とにおいて蓄電装置２１のＳＯＣを等しくするためには、駅Ａから駅Ｂを走行する際に想定される蓄電装置２１の充電電力量、すなわち図３の（ｂ）で回生ブレーキ時に示す斜線部分（斜線面積）に相当する蓄電装置電力量によって、ＳＯＣｐの設定値を決めればよい。
【実施例２】
【００４０】
先の実施例１では、一駅間を走行する場合の例を示したが、本発明の実施例２として、複数の駅間を走行することを基準にしてＳＯＣｐを決めてもよい。この場合、複数の駅間を走行する中で、上り勾配や下り勾配などの違いにより回生パターンが異なるような走行路線においては、想定される回生電力量が最も大きくなる区間を基準にしてＳＯＣｐの設定レベルを決めればよい。すなわち、回生ブレーキ時に、より蓄電装置２１への充電動作を行うことにより、回生ブレーキ時の昇圧動作を可能として省エネルギー効果を高めるためである。
【実施例３】
【００４１】
図４は、本発明の実施例３として、駅間が短い路線の場合の例として、駅間における、車両速度、蓄電装置２１のＳＯＣおよび蓄電装置２１の蓄電装置電力の各動作特性を示す図である。
【００４２】
図４の（ａ）では、駅Ａと駅Ｂの駅間を走行する場合、ＳＯＣｐが低く設定されているため、駅Ａと駅Ｂ間を走行しても、駅間距離が短いため再力行が発生せず、駅Ａの発車時と駅Ｂの到着時とにおいて蓄電装置２１のＳＯＣは概ね等しくなるように動作していくことになる。このため、ＳＯＣｐの設定値を低く設定しても格別問題はない。
【００４３】
一方、図４の（ｂ）のように、駅Ａの発車時において蓄電装置２１のＳＯＣが低い場合は、力行時に蓄電装置２１のＳＯＣがＳＯＣｐに達し、蓄電装置２１の過放電が抑制される。また、力行時の放電電力量よりも回生ブレーキ時の充電電力量の方が多いため、徐々に蓄電装置２１のＳＯＣは上昇していくことになる。このように、駅間が短く回生ブレーキ時の充電電力量が多いことが想定される路線では、ＳＯＣｐの設定レベルを低く設定する。
【００４４】
また、駅間が短い路線でも、実施例２で示したように、複数の駅間を走行することを基準にしてＳＯＣｐを決めてもよい。この場合、複数の駅間を走行する中で、想定される回生電力量が最も大きくなる区間を基準にしてＳＯＣｐの設定値を決めればよい。
【符号の説明】
【００４５】
１…直流電源、２…インバータ装置、３…直流電車線、４…パンタグラフ、
５…平滑リアクトル、６…蓄電装置に並列接続された平滑コンデンサ、
７…直流電源に並列接続された平滑コンデンサ、８…交流電動機、９…接地、
１１…制御装置、２１…蓄電装置、３１Ａ…キャリアＡ、３１Ｂ…キャリアＢ、
３２…変調波Ｖｃ、３３…変調波Ｖｃの中心、３４…出力パルス、
Ｅｂ…蓄電装置２１の電圧、Ｅｃｆ…直流電源１の電圧、
Ｐ１…力行昇圧動作有効モード領域、Ｐ２…力行昇圧動作無効モード領域、
ＳＯＣ…蓄電装置２１の蓄電量、
ＳＯＣｐ…昇圧動作判定基準用に使用する蓄電装置２１の蓄電量、
ＳＯＣｍａｘ…蓄電装置２１の使用可能なＳＯＣ上限、
ＳＯＣｍｉｎ…蓄電装置２１の使用可能なＳＯＣ下限、Ｔｕ１…第１の電流制御手段、
Ｔｕ２…第２の電流制御手段、Ｔｕ３…第３の電流制御手段、
Ｔｕ４…第４の電流制御手段、Ｔｖ１…第５の電流制御手段、
Ｔｖ２…第６の電流制御手段、Ｔｖ３…第７の電流制御手段、
Ｔｖ４…第８の電流制御手段、Ｔｗ１…第９の電流制御手段、
Ｔｗ２…第１０の電流制御手段、Ｔｗ３…第１１の電流制御手段、
Ｔｗ４…第１２の電流制御手段、Ｖｃ…インバータ装置２の変調波
【図１】
2019193490.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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