(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に対して、前記負荷に電力供給する電源と並列に接続され、前記電源から供給された電力を蓄電する蓄電部と、
前記蓄電部と直列に設けられ、一方向の電流を許容するダイオードと、
前記ダイオードに流れる電流を検知する電流センサと、
前記電源と前記負荷との導通を、前記電流センサにより電流が検知されたときに導通する状態から遮断する状態に切り替える遮断部と、
前記電流センサにより電流が検知されたときに所定の制御を行う制御部と、
を備える電気車制御装置。
【請求項２】
電気車に搭載される請求項１記載の電気車制御装置であって、
前記負荷は、前記電気車の車輪を駆動するモータに対し、前記電源である架線から入力された直流電力を交流電力に変換して供給するインバータを含む、
請求項１記載の電気車制御装置。
【請求項３】
前記蓄電部から供給される電圧を昇圧して前記負荷に供給する昇圧回路と、
前記ダイオードは、前記ダイオードに対して前記電源側の電圧が前記蓄電部側の電圧に比して低くなった場合に前記蓄電部から前記電源側に電流を許容し、
前記制御部は、前記所定の制御として前記昇圧回路を作動させる、
請求項１または請求項２記載の電気車制御装置。
【請求項４】
前記ダイオードは、前記ダイオードに対して前記負荷側の電圧が前記蓄電部側の電圧に比して大きくなった場合に前記負荷から前記蓄電部に流れる電流を許容する、
請求項１または請求項２記載の電気車制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記所定の制御として、前記負荷を制御することで前記負荷から前記蓄電部側に供給される電力を抑制する、
請求項４記載の電気車制御装置。
【請求項６】
前記電源から架線に供給される電力を集電するパンタグラフと、
一端が前記遮断器の他端に接続され、他端が前記負荷と前記ダイオードとの接続点に接続されるリアクトルと
を備え、
前記遮断器は、前記電源に代えて前記パンタグラフと、前記負荷に代えて前記リアクトルとの間の導通を、前記電流センサにより検出された電流により遮断する、
請求項１から請求項５の少なくとも何れか１項に記載の電気車制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電気車制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気車の通常運転時に充放電回路（電源補助装置）を充電制御し、電気車の異常運転時に充放電回路を放電制御して蓄電器に蓄積された電力を、前記インバータを介して交流電動機に電力を供給させる充放電制御部を備えた制御装置が知られている。しかしながら、従来の制御装置では、ソフトウェア処理によって充放電制御を行うため、迅速に充放電を開始することができない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１４３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、より迅速に充放電を開始することができる電気車制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の電源補助装置は、蓄電部と、ダイオードと、昇圧回路と、電流センサと、遮断部と、制御部とを持つ。蓄電部は、負荷に対して、前記負荷に電力供給する電源と並列に接続され、前記電源から供給された電力を蓄電する。ダイオードは、前記蓄電部と直列に設けられ、一方向の電流を許容する。電流センサは、前記ダイオードに流れる電流を検知する。遮断部は、前記電源と前記負荷との導通を、前記電流センサにより電流が検知されたときに導通する状態から遮断する状態に切り替える。制御部は、前記電流センサにより電流が検知されたときに所定の制御を行う。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態の電源補助装置を含む電気車２の構成図。
【図２】第１の実施形態の電圧および放電電流Ｉｂの推移、並びに遮断器６および第１のスイッチング部３２の動作の一例を示す図。
【図３】第２の実施形態の電気車２Ａの構成図を示す図。
【図４】第３の実施形態の電気車２Ｂの構成図を示す図。
【図５】第４の実施形態の電気車２Ｃの構成図を示す図。
【図６】第４の実施形態の電圧および回生電流Ｉｂ＃の推移、並びに回生制御信号のオン／オフ状態の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態の電源補助装置を、図面を参照して説明する。以下の実施形態では、電源補助装置は電気車に用いられるものとして説明する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の電源補助装置を含む電気車２の構成図である。電気車２は、パンタグラフ４と、遮断器６と、フィルタリアクトル８と、平滑コンデンサ１０と、車輪１２と、インバータ１４と、モータ１６と、インバータ制御部２０と、電源補助装置３０とを備える。電気車２は、第１の供給線Ｅ１と、第２の供給線Ｅ２（グランド側）を有する。第１の供給線Ｅ１には、パンタグラフ４、遮断器６、フィルタリアクトル８、およびインバータ１４が接続されている。第２の供給線Ｅ２には、車輪１２、およびインバータ１４が接続されている。
【０００９】
パンタグラフ４は、直流変電所１（電源）から架線Ｐに供給された直流電力を電気車２に供給する。遮断器６は、所定の条件下でフィルタリアクトル８への直流電力の供給を遮断する。フィルタリアクトル８は、遮断器６を介して供給した電力の高周波を吸収する。
【００１０】
平滑コンデンサ１０の一端には、フィルタリアクトル８により高周波成分が抑制された電力が印加される。平滑コンデンサ１０の他端には、電気車２の車輪１２が接続されている。車輪１２は、線路Ｒを介して接地されていることで、グランドとして機能する。平滑コンデンサ１０は、両端に印加された直流の電圧リップルを平滑化して、平滑化した直流電力の電圧をインバータ１４へ印加する。
【００１１】
インバータ１４は、平滑コンデンサ１０から供給された直流電圧を、インバータ制御部２０から入力された制御信号（例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号）に基づいて、所望の周波数の三相交流電圧に変換し、変換した三相交流電圧をモータ１６へ供給する。モータ１６は、三相交流電圧によってロータを回転させ、駆動力を出力する。
【００１２】
モータ１６の出力する駆動力は、図示しない歯車等の連結機構を介して車輪１２に伝達され、電気車２を走行させる。モータ１６は、例えば、かご型三相誘導電動機である。また、モータ１６が回生運転時には、モータ１６で発電された交流の回生電力は、インバータ１４により直流の回生電力に変換される。直流に変換された回生電力は、インバータ１４の平滑コンデンサ１０側に供給される。
【００１３】
インバータ制御部２０は、例えばマスターコントローラ（不図示）から入力された信号（ノッチ数など）に基づいて、ＰＷＭ制御信号を生成し、生成したＰＷＭ制御信号をインバータ１４へ出力する。
【００１４】
電源補助装置３０は、負荷（例えばインバータ１４）に対して電源（例えば直流変電所１）やコンデンサと並列に接続される。すなわち、第１の供給線Ｅ１における所望の箇所と、第２の供給線Ｅ２における所望の箇所とに、電源補助装置３０の両端がそれぞれ接続される。
【００１５】
電源補助装置３０は、第１のスイッチング部３２と、第２のスイッチング部３５と、ダイオード４０と、蓄電部４２と、電流センサ４３と、リアクトル４４と、平滑コンデンサ４６と、電源補助装置制御部５０とを備える。また、電源補助装置３０は、第１の経路ＣＨ１、第２の経路ＣＨ２、および第３の経路ＣＨ３が並列に設けられた回路である。
【００１６】
第１の経路ＣＨ１には、平滑コンデンサ４６が設けられる。第２の経路ＣＨ２には、第１のスイッチング部３２、および第２のスイッチング部３５が設けられる。第１のスイッチング部３２は、スイッチング素子３３とダイオード３４とが並列に接続された回路である。スイッチング素子３３は、オン状態で合流点ＣＰ１方向に流れる電流を許容すると共に、バイパスするダイオード３４によってオフ状態であっても合流点ＣＰ２方向に流れる電流を許容する。第２のスイッチング部３５も同様に、スイッチング素子３６とダイオード３７とが並列に接続された回路である。スイッチング素子３６は、オン状態で合流点ＣＰ２方向に流れる電流を許容すると共に、バイパスするダイオード３７によってオフ状態であっても合流点ＣＰ３方向に流れる電流を許容する。
【００１７】
第２の経路ＣＨ２に設けられた第１のスイッチング部３２および第２のスイッチング部３５の間（合流点ＣＰ２）から第３の経路ＣＨ３に向けて分岐し、第３の経路ＣＨ３の合流点ＣＰ４に接続される経路ＣＨ４が設けられる。経路ＣＨ４にはリアクトル４４が設けられている。スイッチング素子３３をオンオフすることで、図中、合流点ＣＰ３の電位を、図中、ＣＰ４の電位に比して高くすることができる。
【００１８】
第３の経路ＣＨ３の合流点ＣＰ１側の一端は、第２の供給線Ｅ２に接続され、第３の経路の合流点ＣＰ３側の他端は、第１の供給線Ｅ１に接続される。第３の経路ＣＨ３には、合流点ＣＰ３と合流点ＣＰ４との間に、ダイオード４０と、電流センサ４３とが直列で設けられる。ダイオード４０は、合流点ＣＰ４方向（蓄電部４２）から合流点ＣＰ３方向に流れる放電電流Ｉｂを許容し、合流点ＣＰ３方向から合流点ＣＰ４方向に流れる電流を遮断する。蓄電部４２は、合流点ＣＰ１と合流点ＣＰ４との間に設けられる。蓄電部４２は、蓄電池や、コンデンサ等の電気を蓄えることができる蓄電器である。
【００１９】
電流センサ４３は、例えばダイオード４０と合流点ＣＰ４との間に設けられる。電流センサ４３は、例えば電流により生じる磁束強度をホールＩＣによって検知する電流センサである。電流センサ４３は、所定値以上の電流を検知する。
【００２０】
電源補助装置制御部５０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサにより実現される。電源補助装置制御部５０は、例えば電気車２が有する電気車２の運転状態を検知する各種検知センサの検知結果に基づいて、電気車２の運転状態を監視する。電気車２が正常に運転されている状態では、電源補助装置制御部５０は、スイッチング素子３３をオフ制御し、スイッチング素子３６をオン制御する。これによりパンタグラフ４を介して供給された直流電流の一部は、スイッチング素子３６、およびリアクトル４４を介して蓄電部４２に蓄電される。
【００２１】
電源補助装置制御部５０は、電流センサ４３の検知結果を取得する。電源補助装置制御部５０は、電流センサ４３の検知結果に基づいて、遮断器６に遮断信号を出力する。遮断器６は、遮断信号を取得していない場合、パンタグラフ４から供給された電力をフィルタリアクトル８に供給させた状態である。一方、遮断器６は、電流センサ４３から出力された遮断信号を取得すると、パンタグラフ４からフィルタリアクトル８に供給される直流電力の供給を遮断する遮断状態となる。
【００２２】
電気車２が正常に運転されている場合、パンタグラフ４からインバータ１４に電力が供給されているため、第１の供給線Ｅ１と第２の供給線Ｅ２との電位差、すなわち電圧が蓄電部４２側の電圧よりも高くなっている。しかしながら、電気車２が正常に運転されていない状態では、第１の供給線Ｅ１と第２の供給線Ｅ２との間の電圧が、蓄電部４２の両端の電圧より低くなる場合がある。
【００２３】
電気車２が正常に運転されていない状態とは、例えば直流変電所１の停電や、架線Ｐの異常、パンタグラフ４の異常、線路Ｒの破断などに起因して、パンタグラフ４から正常に電力が電気車２に供給されなくなった状態である。この状態になったことに応じて、蓄電部４２に蓄電されている電流に基づく放電電流Ｉｂは、ダイオード４０を介してインバータ１４側に供給される。これにより第１の供給線Ｅ１と第２の供給線Ｅ２との間の電圧を蓄電部４２の電圧に遅滞なく補償することができる。また、遮断器６が、遮断信号を取得してパンタグラフ４とフィルタリアクトル８との導通を遮断する。
【００２４】
更に、電気車２が正常に運転されていない状態では、電源補助装置制御部５０が、スイッチング素子３３を一定周期でオンとオフを繰り返す制御を行う。これにより蓄電部４２に蓄電されている直流電力は、リアクトル４４、およびダイオード３７を介して昇圧されてインバータ１４側に放電される。この結果、インバータ１４の入力電圧を、蓄電部４２の電圧以上の電圧まで補償することができる。
【００２５】
図２は、第１の実施形態の電圧および放電電流Ｉｂの推移、並びに遮断器６および第１のスイッチング部３２の動作の一例を示す図である。図中、電圧Ｖｃはインバータ１４の入力電圧値を示し、電圧Ｖｂは蓄電部４２の電圧値を示している。また、放電電流Ｉｂはダイオード４０を流れる電流値、すなわち電流センサにより検知される電流値である。電圧Ｖｂが、電圧Ｖｃより大きくなった場合、ダイオード４０は蓄電部４２から供給される放電電流Ｉｂを許容する。放電電流Ｉｂが閾値Ｔｈ１以上となった場合、電源補助装置制御部５０は、電流センサ４３が放電電流Ｉｂの変化を検知し遮断信号を遮断器６に出力する。遮断器６は、遮断信号を取得すると導通状態（図中、オン）から遮断状態（図中、オフ）となる。
【００２６】
遮断器６のパンタグラフ４側には、図示は省略するが他の機器が接続されている場合がある。この場合、遮断器６を遮断状態にしない場合、蓄電部４２から供給される電力は、他の機器にも供給されるため、十分にインバータ１４に供給されない場合がある。本実施形態では、遮断器６を遮断状態にすることにより、蓄電部４２から供給される電力を、インバータ１４に集中的に供給することができる。この結果、インバータ１４の入力電圧が所定値以下となった場合であっても、蓄電部４２側から放電電流Ｉｂが供給されることによりインバータ１４の入力電圧を所定値以上に迅速に補償することができる。
【００２７】
なお、図示するように電源補助装置制御部５０は、放電電流Ｉｂが閾値Ｔｈ１以上となったことを示す信号を電流センサ４３から取得した場合、スイッチング素子３３をオン制御して蓄電部４２に蓄電された電力の電圧を昇圧してインバータ１４側に供給してもよい。
【００２８】
なお、第１の実施形態の電気車２は、遮断器６と電流センサ４３との間に遮断器制御部（不図示）を設け、遮断器制御部が、電流センサ４３の検知結果に基づいて、遮断信号を遮断器６に出力してもよい。また、ダイオード４０と蓄電部４２との間にシャント抵抗を設け、遮断器制御部がシャント抵抗間の電圧の変化を検知し、検知結果に基づいて遮断信号を出力してもよい。
【００２９】
また、第１の実施形態において電流センサ４３を設ける位置は、ダイオード４０と蓄電部４２との間に限らず、例えば第１の供給線Ｅ１とダイオード４０との間であってもよい。また、電流センサ４３を設ける位置は、ダイオード４０を流れる放電電流Ｉｂの変化を検知することができる位置であればよい。
【００３０】
また、電流センサ４３と遮断器６とはリレー回路により接続されていてもよい。この場合、電流センサ４３により所定値以上の電流値が検出された場合、リレー回路により接続された遮断器６が遮断状態に動作する。
【００３１】
以上説明した第１の実施形態の電源補助装置３０によれば、第３の経路ＣＨ３に蓄電部４２側からインバータ１４側に流れる電流を許容するダイオード４０を設け、ダイオード４０に対して電源側の電圧が蓄電部４２側の電圧に比して低くなった場合に蓄電部４２に蓄電された電力をインバータ１４に供給するため、より迅速に放電を開始することができる。また、電流センサ４３の検知結果に基づいて、電源補助装置制御部５０が、遮断部６を遮断状態にすることで、パンタグラフ４と、インバータ１４および電源補助装置３０との導通を遮断するため、蓄電部４２から放電される電力をインバータ１４に集中的に供給することができる。また、スイッチング素子３３をオン制御して蓄電部４２に蓄電された電力の電圧を昇圧してインバータ１４側に供給することで、インバータ１４の入力電圧を高く維持することができる。
【００３２】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の電源補助装置３０Ａを含む電気車２Ａは、交流変電所１Ａから架線Ｐを介して交流電力の供給を受け、供給された交流電力をコンバータ６２が直流電流に変換してインバータ１４に供給する点で、第１の実施形態の電源補助装置３０を含む電気車２と相違する。以下、この相違点を中心に説明する。
【００３３】
図３は、第２の実施形態の電気車２Ａの構成図を示す図である。第２の実施形態の電気車２Ａは、変圧器６０と、コンバータ６２と、コンバータ制御部６４とを備える。変圧器６０は、遮断器６および車輪１２とコンバータ６２との間に設けられる。変圧器６０は、パンタグラフ４により供給された交流電力の電圧を、電気車２Ａで使用するのに適切な電圧に変換する。コンバータ６２は、変圧器６０と平滑コンデンサ１０との間に設けられる。コンバータ６２は、変圧器６０から供給された交流電力を直流電力に変換して、インバータ１４側に供給する。コンバータ制御部６４は、コンバータ６２を制御して、変圧器６０から供給された交流電力を所望の直流電力に変換させる。
【００３４】
以上説明した第２の実施形態の電源補助装置３０Ａは、第１の実施形態と同様の効果を奏すると共に、交流変電所１Ａから架線Ｐを介して交流電力が供給された場合であっても、コンバータ６２が交流電力を直流電力に変換してインバータ１４または蓄電部４２に供給することができる。
【００３５】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態の電源補助装置３０Ｂを含む電気車２Ｂは、ダイオード４０と電流センサ４３との間に、リアクトル４４よりインダクタンス値が小さいリアクトル４５を設けた点で、第１の実施形態の電源補助装置３０を含む電気車２と相違する。以下、この相違点を中心に説明する。
【００３６】
図４は、第３の実施形態の電気車２Ｂの構成図を示す図である。リアクトル４５は、ダイオード４０と電流センサ４３との間に設けられる。リアクトル４５は、リアクトル４４に比してＬ値が小さいリアクトルである。例えばインバータ１４の入力電圧Ｖｃが蓄電部４２側の電圧Ｖｂ未満となり、ダイオード４０により蓄電部４２から供給される電流をインバータ１４側に許容される場合、放電電流Ｉｂが急峻に立ち上がり流れる場合がある。しかしながら、本実施形態ではリアクトル４５を設けたため、急峻な放電電流Ｉｂの立ち上がりを抑制することができる。また、リアクトル４５のリアクトル値は、リアクトル４４のリアクトル値より小さいので放電電流Ｉｂがリアクトル４４側に流れることはない。
【００３７】
以上説明した第３の実施形態の電源補助装置３０Ｂによれば、第１の実施形態と同様の効果を奏すると共に、リアクトル４５を設けたため、ダイオード４０により許容される蓄電部４２からインバータ１４側に流れる放電電流Ｉｂの急峻な立ち上がりを抑制できるので、インバータ１４により用いられるのに適した電力を供給することができる。
【００３８】
（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態の電源補助装置３０Ｃを含む電気車２Ｃは、インバータ１４側における直流電圧の最大電圧が蓄電部４２の電圧を上回らない点で、第１の実施形態の電源補助装置３０を含む電気車２と相違する。以下、この相違点を中心に説明する。
【００３９】
図５は、第４の実施形態の電気車２Ｃの構成図を示す図である。インバータ制御部２０は、後述する回生制御信号を取得すると、例えばインバータ１４が備えるスイッチング素子を制御してモータ１６とインバータ１４の入力側とを開放状態にして、ブレーキ力の一部を機械ブレーキに負担させる。すなわち、インバータ制御部２０は、回生ブレーキの絞り込み制御を実行する。これによりインバータ１４から電源補助装置３０側およびパンタグラフ４側に供給される回生電力が抑制される。
【００４０】
電源補助装置３０Ｃは、負荷に対して電源やコンデンサと並列に接続される。すなわち、第１の供給線Ｅ１における所望の箇所と、第２の供給線Ｅ２における所望の箇所とに両端がそれぞれ接続される。
【００４１】
電源補助装置３０Ｃは、平滑コンデンサ１０の両端子間に接続される。電源補助装置３０Ｃは、第１のスイッチング部３２と、第２のスイッチング部３５と、ダイオード４０＃と、蓄電部４２と、電流センサ８０と、リアクトル７０と、平滑コンデンサ４６と、電源補助装置制御部５０とを備える。また、電源補助装置３０Ｃは、第１の経路ＣＨ１、第２の経路ＣＨ２、および第３の経路ＣＨ３が並列に設けられた回路である。
【００４２】
第１の経路ＣＨ１＃には、平滑コンデンサ４６が設けられる。第２の経路ＣＨ２＃には、第１のスイッチング部３２、および第２のスイッチング部３５が設けられる。第１のスイッチング部３２は、スイッチング素子３３とダイオード３４とが並列に接続された回路である。スイッチング素子３３は、オン状態で合流点ＣＰ２＃方向から流れる電流を許容すると共に、バイパスするダイオード３４によってオフ状態であっても合流点ＣＰ２＃方向に流れる電流を許容する。第２のスイッチング部３５も同様に、スイッチング素子３６とダイオード３７とが並列に接続された回路である。スイッチング素子３６は、オン状態で合流点ＣＰ３＃方向から流れる電流を許容すると共に、バイパスするダイオード３７によってオフ状態であっても合流点ＣＰ３＃方向に流れる電流を許容する。また、合流点ＣＰ３＃と第３の経路ＣＨ４＃とが電気線を介して接続されている。
【００４３】
第２の経路ＣＨ２＃に設けられた第１のスイッチング部３２および第２のスイッチング部３５の間（合流点ＣＰ２＃）から第３の経路ＣＨ３＃の合流点ＣＰ４＃に向けて分岐する経路ＣＨ４＃が設けられ、そこにリアクトル７０が設けられている。スイッチング素子３３をオンオフすることで、図中、合流点ＣＰ３＃の電位を、図中、ＣＰ４＃の電位に比して高くすることができる。また、経路ＣＨ４＃は、第１の供給線Ｅ１に接続されている。
【００４４】
第３の経路ＣＨ３＃の合流点ＣＰ１＃側は、第２の供給線Ｅ２に接続され、第３の経路の合流点ＣＰ５＃は、第４の経路ＣＨ４＃に接続される。第３の経路ＣＨ３＃には、合流点ＣＰ５＃と合流点ＣＰ４＃との間にダイオード４０＃と、電流センサ８０とが設けられる。ダイオード４０＃は、合流点ＣＰ５＃方向から合流点ＣＰ４＃（蓄電部４２）方向に流れる電流を許容し、合流点ＣＰ４＃方向から合流点ＣＰ５＃方向に流れる電流を遮断する。
【００４５】
電流センサ８０は、例えばダイオード４０＃と合流点ＣＰ４＃との間に設けられる。電流センサ４３は、例えば電流により生じる磁束強度をホールＩＣによって検知する電流センサである。電流センサ８０は、所定値以上の回生電流Ｉｂ＃を検知すると、回生制御信号をインバータ制御部２０に供給する。蓄電部４２は、合流点ＣＰ４＃と合流点ＣＰ１＃との間に設けられる。
【００４６】
電源補助装置制御部５０は、スイッチング素子３３を一定周期でオンとオフを繰り返す制御を行う。これによりパンタグラフ４を介して供給された直流電流の一部は、リアクトル７０により昇圧され、昇圧された電力はダイオード３７を介して蓄電部４２に蓄電される。また、電源補助装置制御部５０は、スイッチング素子３６をオン制御し、スイッチング素子３３をオフ制御する。これにより蓄電部４２から供給された電力の電圧は、スイッチング素子３６を介してインバータ１４側に供給される。
【００４７】
モータ１６の回生運転時には、インバータ１４側における直流電圧の最大電圧が蓄電部４２の電圧で補償される。すなわちインバータ１４側における直流電圧の最大電圧が蓄電部４２の電圧を上回らない。モータ１６の回生運転時において、直流に変換された回生電力が所定値以上になる場合がある。この場合、パンタグラフ４側に負荷がかかりパンタグラフ４側に接続されている機器に異常が生じる場合がある。しかしながら、本実施形態では所定値以上の回生電力は、インバータ１４側から蓄電部４２に流れる回生電流Ｉｂ＃がダイオード４０＃により許容され、蓄電部４２がインバータ１４側の回生電流Ｉｂ＃を吸収する。これにより、インバータ１４側における直流電圧の最大電圧が蓄電部４２の電圧に迅速に補償されるため、例えばパンタグラフ４側に接続されている機器に異常が生じることを防止することができる。
【００４８】
図６は、第４の実施形態の電圧および回生電流Ｉｂ＃の推移、並びに回生制御信号のオン／オフ状態の一例を示す図である。図中、電圧Ｖｃはインバータ１４側の電圧値を示し、電圧Ｖｂは蓄電部４２の電圧値を示している。また、回生電流Ｉｂ＃はダイオード４０＃に流れる電流値である。すなわち回生電流Ｉｂ＃は、電流センサ８０により検知される電流値である。電圧Ｖｃが電圧Ｖｂ以上となった場合、インバータ１４側から供給される回生電力の電流がダイオード４０＃を介して蓄電部４２に供給される。回生電流Ｉｂ＃が閾値Ｔｈ２以上となった場合、インバータ制御部２０が、電流センサ８０による回生電流Ｉｂ＃の検知結果に基づいて、回生制御信号を出力し、インバータ１４を制御して蓄電部４２側に供給されている回生電力を抑制するようにインバータ１４をオフ制御する。この結果、インバータ１４側における直流電圧の最大電圧が蓄電部４２に迅速に吸収されると共に、電流センサ８０の検知結果に応じてインバータ１４が回生電力を制御することで、例えばパンタグラフ４側に接続されている機器に異常が生じることを防止することができる。
【００４９】
なお、回生制御信号は、回生運転の抑制度合（絞り込み度合）を示す信号であってもよい。また、第４の実施形態において電流センサ８０を設ける位置は、ダイオード４０＃と蓄電部４２との間に限らず、例えば合流点ＣＰ５＃とダイオード４０＃との間であってもよい。また、電流センサ８０を設ける位置は、ダイオード４０＃が導通したことによって変化する電流値を検知することができる位置であればよい。
【００５０】
以上説明した第４の実施形態によれば、第３の経路ＣＨ３＃にインバータ１４側から蓄電部４２側に流れる電流を許容するダイオード４０＃を設け、ダイオード４０＃に対してインバータ１４側から供給された回生電力によりインバータ１４側の電圧が蓄電部４２側の電圧に比して大きくなった場合に、インバータ１４側の回生電力を蓄電部４２が、より迅速に吸収することができる。また、電流センサ８０の検知結果に基づいて、インバータ制御部２０が、インバータ１４を制御することでインバータ１４から蓄電部４２側に供給される電力を抑制するため、インバータ１４側から蓄電部４２等に流れる電力が過大になるのを抑制することができる。
【００５１】
なお、第１の実施形態から第４の実施形態では、電源補助装置制御部５０とインバータ制御部２０とは別体として説明したが、電源補助装置制御部５０とインバータ制御部２０とは１つの制御部として統合されてもよい。
【００５２】
また、第１の実施形態から第４の実施形態では、電源補助装置３０を電気車に適用する場合について説明したが、電源補助装置３０は電気車に限らず他の電源と負荷とを有する装置に適用してもよい。
【００５３】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、負荷（１４）に対して、負荷に電力供給する電源（１）と並列に接続され、電源から供給された電力を蓄電する蓄電部（４２）と、蓄電部と直列に設けられ、一方向の電流を許容する（４０、４０＃）と、ダイオードに流れる電流を検知する電流センサ（４３、８０）と、電流センサにより電流が検知されたたときに所定の制御を行う制御部（２０、５０）とを持つことにより、より迅速に充放電を開始することができる電源補助装置を提供することができる。
【００５４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５５】
２Ａ〜２Ｃ…電気車、４…パンタグラフ、６…遮断器、１４…インバータ、１６…モータ、２０…インバータ制御部、３０…電源補助装置、３２…第１のスイッチング部、３５…第２のスイッチング部、４０、４０＃…ダイオード、４３…電流センサ、４４…リアクトル、５０…電源補助装置制御部、７０…リアクトル、８０…電流センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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