(57)【要約】【課題】充放電スナバ回路とクランプスナバ回路への配線のインダクタンスを極力小さくして、自己消弧型素子のターンオフ過電圧を抑制すること。【解決手段】自己消弧型素子１０−１〜１０−ｎが多直列接続されて圧接してなるスタック１４を中心として、一方側に充放電スナバ回路１１−１〜１１−ｎを配置すると共に、もう一方側にクランブスナバ回路１２を配置する。【選択図】      図１
2005304158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超電導磁石に与えられる推進力および浮上案内力により車両が浮上推進走行する超電導磁気浮上式鉄道用の自励式電力変換装置における自己消弧型素子の多直列接続回路において、
複数個直列接続された自己消弧型素子を圧接してなるスタックと、
前記複数個直列接続された自己消弧型素子毎にそれぞれ接続された充放電スナバ回路と、
前記複数個直列接続された自己消弧型素子に対して一括して接続されたクランプスナバ回路とを備え、
前記スタックを中心として、一方側に前記充放電スナバ回路を配置すると共に、もう一方側に前記クランプスナバ回路を配置して成ることを特徴とする超電導磁気浮上式鉄道用自励式電力変換装置における自己消弧型素子の多直列接続回路。
【請求項２】
超電導磁石に与えられる推進力および浮上案内力により車両が浮上推進走行する超電導磁気浮上式鉄道用の自励式電力変換装置における自己消弧型素子の多直列接続回路において、
複数個直列接続された自己消弧型素子を圧接してなるスタックと、
前記複数個直列接続された自己消弧型素子毎にそれぞれ接続された充放電スナバ回路とを備え、
前記各自己消弧型素子に対して前記各充放電スナバ回路の構造配置が同じとなるようにしたことを特徴とする超電導磁気浮上式鉄道用自励式電力変換装置における自己消弧型素子の多直列接続回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超電導磁気浮上式鉄道用自励式電力変換装置における自己消弧型素子の多直列接続回路の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、鉄道の分野においては、超電導磁石を用いた浮上式鉄道、すなわち超電導磁気浮上車の開発が進められてきている。
【０００３】
この超電導磁気浮上式鉄道は、車両に搭載した超電導磁石に与えられる推進力および浮上案内力によって、車両が浮上推進走行するものである。
【０００４】
図３は、この種の従来の超電導磁気浮上式鉄道用の自励式電力変換装置における自己消弧型素子の多直列接続回路の一構成例を示す回路図である。
【０００５】
なお、図３では、自己消弧型素子のｎ直列接続回路の構成例について示している。
【０００６】
図３において、スタック１４は、ヒートシンク１３−１〜１３−２ｎで挟まれたｎ個の自己消弧型素子１０−１、１０−２、１０−ｎを直列接続し圧接した構成となっている。
【０００７】
また、多直列接続された自己消弧型素子をターンオフする際に、自己消弧型素子の主電極間に発生するターンオフ過電圧を抑制するために、スナバ回路としては、充放電スナバ回路１１とクランプスナバ回路１２とが組み合わされて使用される。このような構成の自己消弧型素子は、例えば特許文献１に記載されている。
【０００８】
ここで、充放電スナバ回路１１は、多直列接続された自己消弧型素子１０−１、１０−２、１０−ｎ毎にそれぞれ接続され、主に多直列接続された自己消弧型素子１０−１、１０−２、１０−ｎのオフ時の電圧分担を維持する目的で使用される。
【０００９】
また、クランプスナバ回路１２は、多直列接続された自己消弧型素子１０−１、１０−２、１０−ｎに対して一括して接続され、主に自励式電力変換装置の直流コンデンサから自己消弧型素子１０−１、１０−２、１０−ｎまでの直流回路一巡のインダクタンスによって、自己消弧型素子１０−１、１０−２、１０−ｎのターンオフ時に主電極間に発生するターンオフ過電圧を抑制する目的で使用される。
【００１０】
この場合、従来における自己消弧型素子１０−１、１０−２、１０−ｎが多直列接続されたスタック１４と、充放電スナバ回路１１と、クランプスナバ回路１２の配置としては、スタック１４の片側に、各自己消弧型素子１０−１、１０−２、１０−ｎに接続された充放電スナバ回路１１−１、１１−２、１１−ｎ、およびｎ直列接続された自己消弧型素子１０−１、１０−２、１０−ｎに対して一括して接続されるクランプスナバ回路１２が配置されている。
【特許文献１】特許第３００２００８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、このような配置構成の超電導磁気浮上式鉄道用の自励式電力変換装置における自己消弧型素子の多直列接続回路においては、多直列接続自己消弧型素子１０−１、１０−２、１０−ｎを圧接したスタック１４から、クランプスナバ回路１２への配線が長くなって、配線インダクタンスが大きくなるため、自己消弧型素子１０−１、１０−２、１０−ｎがターンオフする際に、自己消弧型素子１０−１、１０−２、１０−ｎの主電極間に発生するターンオフ過電圧が大きくなるという問題がある。
【００１２】
また、各充放電スナバ回路１１−１、１１−２、１１−ｎで、自己消弧型素子１０−１、１０−２、１０−ｎまでの配線の長さが異なるため、充放電スナバ回路１１−１、１１−２、１１−ｎの配線のインダクタンスｘｄｉ／ｄｔによって、各自己消弧型素子１０−１、１０−２、１０−ｎに現われるターンオフ過電圧の大きさに差が生じ、１個の自己消弧型素子のみのターンオフ過電圧が大きくなるという問題がある。
【００１３】
そして、このように自己消弧型素子１０−１、１０−２、１０−ｎのターンオフ過電圧が大きい場合には、自己消弧型素子１０−１、１０−２、１０−ｎに印加される直流電圧を小さくして使用する必要があり、直流電圧を低減して装置容量が小さくなる結果となる。
【００１４】
また、同じ装置容量を取るためには、自己消弧型素子の直列接続数を増加させる必要があることから、装置の外形が大型化し、装置の価格が増加する等の問題がある。
【００１５】
本発明の目的は、充放電スナバ回路とクランプスナバ回路への配線のインダクタンスを極力小さくして、自己消弧型素子のターンオフ過電圧を抑制することが可能な超電導磁気浮上式鉄道用自励式電力変換装置における自己消弧型素子の多直列接続回路を提供することにある。
【００１６】
また、本発明のもう一つの目的は、各充放電スナバ回路の自己消弧型素子までの配線のインダクタンスを均等化して、充放電スナバ回路の配線のインダクタンスによって、各自己消弧型素子の主電極間に発生するターンオフ過電圧の大きさを同等とすることが可能な超電導磁気浮上式鉄道用自励式電力変換装置における自己消弧型素子の多直列接続回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の目的を達成するために、超電導磁石に与えられる推進力および浮上案内力により車両が浮上推進走行する超電導磁気浮上式鉄道用の自励式電力変換装置における自己消弧型素子の多直列接続回路において、
請求項１に対応する発明では、複数個直列接続された自己消弧型素子を圧接してなるスタックと、複数個直列接続された自己消弧型素子毎にそれぞれ接続された充放電スナバ回路と、複数個直列接続された自己消弧型素子に対して一括して接続されたクランプスナバ回路とを備え、スタックを中心として、一方側に充放電スナバ回路を配置すると共に、もう一方側にクランプスナバ回路を配置している。
【００１８】
従って、請求項１に対応する発明の超電導磁気浮上式鉄道用自励式電力変換装置における自己消弧型素子の多直列接続回路においては、スタックを中心として、一方側に充放電スナバ回路を配置すると共に、もう一方側にクランプスナバ回路を配置することにより、充放電スナバ回路とクランプスナバ回路への配線のインダクタンスを極力低減して、自己消弧型素子のターンオフ過電圧を抑制することができる。
【００１９】
また、請求項２に対応する発明では、複数個直列接続された自己消弧型素子を圧接してなるスタックと、複数個直列接続された自己消弧型素子毎にそれぞれ接続された充放電スナバ回路とを備え、各自己消弧型素子に対して各充放電スナバ回路の構造配置が同じとなるようにしている。
【００２０】
従って、請求項２に対応する発明の超電導磁気浮上式鉄道用自励式電力変換装置における自己消弧型素子の多直列接続回路においては、各自己消弧型素子に対して各充放電スナバ回路の構造配置が同じとなるようにすることにより、各充放電スナバ回路の自己消弧型素子までの配線のインダクタンスを均等化して、充放電スナバ回路の配線のインダクタンス（ｘｄｉ／ｄｔ）によって、各自己消弧型素子の主電極間に発生するターンオフ過電圧の大きさを同等とすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の超電導磁気浮上式鉄道用自励式電力変換装置における自己消弧型素子の多直列接続回路によれば、充放電スナバ回路とクランプスナバ回路への配線のインダクタンスを極力小さくして、自己消弧型素子のターンオフ過電圧を抑制することが可能となる。
【００２２】
さらに、各充放電スナバ回路の自己消弧型素子までの配線のインダクタンスを均等化して、充放電スナバ回路の配線のインダクタンスによって、各自己消弧型素子の主電極間に発生するターンオフ過電圧の大きさを同等とすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態による超電導磁気浮上式鉄道用自励式電力変換装置における自己消弧型素子の多直列接続回路の一例を示す構成図であり、図３と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００２５】
すなわち、本実施の形態による自己消弧型素子の多直列接続回路は、図１に示すように、前記図３における、自己消弧型素子１０−１〜１０−ｎが多直列接続されて圧接してなるスタック１４を中心として、一方側に充放電スナバ回路１１−１〜１１−ｎを配置すると共に、もう一方側にクランブスナバ回路１２を配置する構成としている。
【００２６】
次に、以上のように構成した本実施の形態による超電導磁気浮上式鉄道用自励式電力変換装置における自己消弧型素子の多直列接続回路においては、スタック１４を中心として、一方側に各充放電スナバ回路１１−１〜１１−ｎを配置すると共に、もう一方側にクランブスナバ回路１２を配置していることにより、充放電スナバ回路１１−１〜１１−ｎだけでなく、クランプスナバ回路１２から、自己消弧型素子１０−１〜１０−ｎが多直列接続されたスタック１４までの配線を短くすることが可能となる。
【００２７】
これにより、自己消弧型素子１０−１〜１０−ｎと充放電スナバ回路１１−１〜１１−ｎとクランプスナバ回路１２間の配線のインダクタンスを極力低減させて、自己消弧型素子１０−１〜１０−ｎのターンオフ過電圧を抑制することができる。
【００２８】
上述したように、本実施の形態による超電導磁気浮上式鉄道用自励式電力変換装置における自己消弧型素子の多直列接続回路では、スタック１４を中心として、一方側に充放電スナバ回路１１−１〜１１−ｎを配置すると共に、もう一方側にクランプスナバ回路１２を配置するようにしているので、充放電スナバ回路１１−１〜１１−ｎとクランプスナバ回路１２への配線のインダクタンスを極力低減して、自己消弧型素子１０−１〜１０−ｎのターンオフ時に発生するターンオフ過電圧を抑制することが可能となる。
【００２９】
（第２の実施の形態）
図２は、本実施の形態による超電導磁気浮上式鉄道用自励式電力変換装置における自己消弧型素子の多直列接続回路の一例を示す構成図であり、図３と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００３０】
すなわち、本実施の形態による自己消弧型素子の多直列接続回路は、図２に示すように、前記図３における自己消弧型素子１０−１〜１０−ｎに対して、各充放電スナバ回路１１−１〜１１−ｎの構造配置が同じとなるように構成している。
【００３１】
図２では、一例として、導体のブロック１５−１〜１５−（ｎ−１）を、自己消弧型素子１０−１〜１０−ｎを冷却するヒートシンク１３−１〜１３−２ｎ間に設置することで、充放電スナバ回路１１−１〜１１−ｎの構造配置が、自己消弧型素子１１−１〜１１−ｎに対して同じとなるようにしている。
【００３２】
次に、以上のように構成した本実施の形態による超電導磁気浮上式鉄道用自励式電力変換装置における自己消弧型素子の多直列接続回路においては、自己消弧型素子１０−１〜１０−ｎに対して、各充放電スナバ回路１１−１〜１１−ｎの構造配置が同じとなるように構成していることにより、多直列接続された自己消弧型素子１０−１〜１０−ｎと充放電スナバ回路１１−１〜１１−ｎの配線のインダクタンスを均等化することが可能となる。
【００３３】
これにより、充放電スナバ回路１１−１〜１１−ｎの配線のインダクタンスｘｄｉ／ｄｔによって各自己消弧型素子１０−１〜１０−ｎの主電極間に発生するターンオフ過電圧の大きさを同等とすることができる。
【００３４】
上述したように、本実施の形態による超電導磁気浮上式鉄道用自励式電力変換装置における自己消弧型素子の多直列接続回路では、自己消弧型素子１０−１〜１０−ｎに対して、各充放電スナバ回路１１−１〜１１−ｎの構造配置が同じとなるようにしているので、各充放電スナバ回路１１−１〜１１−ｎの自己消弧型素子１０−１〜１０−ｎまでの配線のインダクタンスを均等化して、充放電スナバ回路１１−１〜１１−ｎの配線のインダクタンス（ｘｄｉ／ｄｔ）によって、各自己消弧型素子１０−１〜１０−ｎの主電極間に発生するターンオフ過電圧の大きさを同等とすることが可能となる。
【００３５】
（その他の実施の形態）
尚、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で、種々に変形して実施することが可能である。
また、各実施の形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合には組合わせた作用効果を得ることができる。
さらに、上記各実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより、種々の発明を抽出することができる。
例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題（の少なくとも一つ）が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果（の少なくとも一つ）が得られる場合には、この構成要件が削除された構成を発明として抽出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による超電導磁気浮上式鉄道用自励式電力変換装置における自己消弧型素子の多直列接続回路の第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】本発明による超電導磁気浮上式鉄道用自励式電力変換装置における自己消弧型素子の多直列接続回路の第２の実施の形態を示す構成図。
【図３】従来の超電導磁気浮上式鉄道用自励式電力変換装置における自己消弧型素子の多直列接続回路の一例を示す構成図。
【符号の説明】
【００３７】
１０−１〜１０−ｎ…自己消弧型素子、１１−１〜１１−ｎ…充放電スナバ回路、１１−a…充放電スナバダイオード、１１−b…充放電スナバコンデンサ、１１−c…充放電スナバ抵抗、１２…クランプスナバ回路、１２a…クランプスナバコンデンサ、１２b…クランプスナバ抵抗、１２c…クランプスナバダイオード、１３−１〜１３−２ｎ…ヒートシンク、１４…多直列接続された自己消弧型素子を圧接するスタック、１５−１〜１５−（ｎ−１）…導体ブロック。
【図１】
2005304158.tif 000003
【図２】
2005304158.tif 000004
【図３】
2005304158.tif 000005