(57)【要約】【課題】同一の追従特性を有した集電装置で、構成された、並列集電方式では、走行速度と架線支持間隔から、それぞれの集電装置に加振される周波数は、ほぼ同一であるため、追従特性の悪い速度帯では、複数の並列に接続された集電装置が同時に離線してしまう可能性が高かった。【解決手段】図２に示したＰａｎ１、Ｐａｎ２の様な追従特性を持つ集電装置を、図１の２、３の様に、パンタグラフ間引き通し母線４により接続する事により、片方の集電装置の追従特性が悪い周波数域では、他方が、最大の追従特性となるため、並列に接続された他方の集電装置により、架線からの電力供給が継続され、複数の集電装置が同時に離線する機会を低減する事ができ、離線による、負荷装置側での様々な問題点を回避する事が出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に複数の集電装置を有する電気車において、該複数の集電装置の追従特性を意図的にずらして構成することにより、前記複数の集電装置が同時に離線する機会を低減し、広い速度範囲で集電性能が得られるようにしたことを特徴とする電気車集電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、並列に複数の集電装置を接続した電気車の集電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気車システムにおいて、高速で運転される車両では、架線と集電装置間の離線により、様々なシステム上の問題点が発生する。例えば、補助電源装置の停止による室内灯の消灯や、インバータ装置の入力フィルタ回路への再着線時の過電流などの問題点が発生する。
【０００３】
これらの問題点を回避するために、夫々の装置で、バックアップコンデサの容量を増やして、離線中の電力中断を保証したり、再着線時のインバータ装置フィルタ回路への突入電流を抑制するために制限抵抗を挿入したりの対策がとられている。
【０００４】
しかしながら、これらの対策の実現のために、電力用コンデンサの追加や、電力用抵抗器、主回路用スイッチなど、形状も大きく、質量も比較的大きな装置を車輌に搭載する必要があり、場所的な制約、電気車両の場合、移動物の質量増によるエネルギー損失、保守機器の増加など様々な弊害の代償のもとに、構成されている。
【０００５】
電気車の集電装置離線対策としては、複数の集電装置間を母線で接続し、車両側の負荷機器（走行用制御装置や補助電源装置など）に対して並列に複数の集電装置が接続される様に構成し、仮に１台の集電装置が離線しても、他の集電装置より電力供給を継続する方法も行われている。（たとえば、特許文献１）
しかしながら、集電装置の追従特性は、複数の集電装置間でほぼ同じであり、１台の集電装置が離線しやすい速度域では、残りの集電装置も離線しやすい特性にあり、走行方向の前方に位置する集電装置の架線と集電装置間の振動により、後方の集電装置も離線を起こし、集電装置同士が同時に離線を起こすと、並列集電システムとしていても、負荷側への電力中断の回避が十分とは言えない面もあった。
【特許文献１】特開２００３−３１９５０５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
並列集電の回路構成が可能な、電気車両において、複数集電装置の同時離線による電力中断の機会を低減したい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、電気車両において、並列接続して使用される集電装置の追従特性を、車両速度と、架線の支持間隔により決まる振動周波数に対して、使用速度域の全域で、集電装置の追従域（振幅）が大きくなる様に、複数の集電装置間で、ピーク点をずらして、設計された、集電装置を、並列接続して使用する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による集電装置の構成の結果、全速度域で、平均的に追従域の拡大が可能であり、追従域の狭い速度帯において、他方の集電装置は、逆に高い追従特性を有しており、同時離線の発生確率を低減し、集電装置間の干渉も受け難い状態が構成できる。追従特性の見掛け上の特性は、バネ系を増やした様な特性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
簡単のために、実施例では、２台の並列接続の例で説明しているが、並列集電装置の数が多い程、より理想的な追従域の拡大が図れる。
【実施例１】
【００１０】
図１は、負荷に対して２台の集電装置が並列に接続されるもっとも簡単な事例を示す。
第１のパンタグラフ２（第２パンタグラフ３と図２の様に追従特性異なる）、第２のパンタグラフ３（第１のパンタグラフ１と図２の様に追従特性異なる）は、この電気車の負荷である静止型電源装置（ＳＩＶ）５と走行制御装置（ＶＶＶＦ）６に対して、架線１に並列に接続されている。  図１の冷房装置７、充電装置８、空気圧縮機９、蛍光灯１０は、静止型電源装置（ＳＩＶ）５の負荷例。図１の１１は、走行制御装置（ＶＶＶＦ）６の負荷例で、この電気車の駆動電動機である。
【００１１】
図１の2台の集電装置は、高速域の追従特性が、図２示す様に、１台の山が、他方の谷になる様にバネ系の設定を行う。図２の事例では、低速の追従域、中速の追従域、高速の追従域と、３つの山を持つ、三元系バネの構成による集電装置である。すなわち、図１の第１のパンタグラフ２の追従特性をＰａｎ１、第２のパンタグラフ３の追従特性をＰａｎ２とする。それぞれの追従特性の山と、谷がほぼ同じ加振周波数域に位置する事で、追従特性の悪い方のパンタグラフを他方のパンタグラフの追従特性が、カバーして、並列に集電しているパンタグラフの双方が、離線してしまう可能性を低減する様に動作する。
【００１２】
山と谷が組み合わされば、二元系バネ構成と三元系バネ構成の集電装置の組み合わせでも良い。
【００１３】
一方の集電装置の追従特性が、谷である時、他方は、山であるので、常に他方の集電装置が、離線を補うべく追従して、どちらかの集電装置で、電力の供給が維持される。
【００１４】
従来の構成では、同一追従特性の集電装置で構成される事が一般的であり、一方の集電装置の追従特性が谷にある時、他方の集電装置も、個体差の誤差分を除き、ほぼ同様の追従特性にあるため、同時離線の可能性が高くなる。
【００１５】
本発明は、従来構成の持つ欠点を補うべく、意図的に、追従特性の異なる集電装置を組み合わせる事により、同時離線機会の低減を図ったものである。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明は、２台以上の複数の集電装置を負荷に対して並列に接続する事が出来て、それぞれの集電装置の追従特性が、一方の谷にある時に他方が山、逆に、一方が山にある時に、他方が谷になる様な、追従特性を持っている時に成立する。尚、交流電気車では、集電装置母線により、異相セクション間の短絡となるため、一般的に集電装置間を引き通し母線で接続する事は行われないが、セクション構成の異なる新幹線電車等では、集電装置間の引き通し母線による接続が実施されており、この場合にも本発明は、適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】２台の集電装置を負荷に対して並列に接続した場合の接続図の例を示す。
【図２】２台の集電装置の追従特性の構成例を示す。
【符号の説明】
【００１８】
１    架線
２    第１のパンタグラフ
３    第２のパンタグラフ
４    パンタグラフ間、引き通し母線。
５    静止型電源装置（ＳＩＶ）
６    走行制御装置（ＶＶＶＦ）
７    冷房装置
８    充電装置
９    空気圧縮機
１０    蛍光灯
１１    駆動電動機    
【図１】
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【図２】
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