【手続補正書】
【提出日】平成26年10月24日(2014.10.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】鉄道車両用駆動システムおよびこれを搭載した編成列車
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単相交流電源と接続された架線から単相交流電力を集電するパンタグラフと、
集電した前記単相交流電力を降圧する主変圧器と、
エンジンと三相交流発電機を有して三相交流電力を出力する発電ユニットと、
交流電力を直流電力に変換する第一の電力変換装置と、
前記第一の電力変換装置から出力される直流電力を交流電力に変換して電動機を駆動する第二の電力変換装置と、を備えた鉄道車両用駆動システムであって、
前記主変圧器及び前記発電ユニットと前記第一の電力変換装置との間に位置し、前記主変圧器及び前記発電ユニットのいずれか一方を接続先として前記第一の電力変換装置と接続させる切替え手段を備え、
前記第一の電力変換装置は、自己消弧能力を有する半導体素子とダイオードとが逆並列に接続された接続体を二個直列接続して構成される電力変換回路を三相分備え、
前記電力変換回路の三相分は前記切替え手段を介して前記発電ユニットと接続され、
前記電力変換回路の二相分は前記切替え手段を介して前記主変圧器と接続され、
前記第一の電力変換装置は、前記切替え手段により接続される交流電力の相数に応じて、当該交流電力を直流電力へ変換する動作を行い、
前記切替え手段は、車両が架線設置区間を走行するか、前記架線の無い区間または異常状態である架線区間を走行するかに基づいて前記接続先を切り替えること
を特徴とする鉄道車両用駆動システム。
【請求項２】
請求項１に記載の鉄道車両用駆動システムにおいて、
前記切替え手段は、前記第一の電力変換装置の交流側を、前記主変圧器の低圧側の巻線と前記発電ユニットの出力のいずれか一方に接続し、他方を開放して前記接続先の切り替えを行い、
前記車両が前記架線設置区間を走行している場合には、前記切替え手段により、前記主変圧器の低圧側の巻線と二相分の前記電力変換回路とを接続して、前記単相交流電力を前記第一の電力変換装置に供給し、
前記車両が前記架線の無い区間または異常状態である架線区間を走行している場合には、前記切替え手段により、前記発電ユニットの三相交流出力と三相分の前記電力変換回路とを接続して、前記三相交流電力を前記第一の電力変換装置に供給すること
を特徴とする鉄道車両用駆動システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の鉄道車両用駆動システムにおいて、
前記車両が前記架線設置区間を走行している場合には、前記電力変換回路の三相分の内、前記切替え手段を介して前記巻線と接続されていない一相分の前記電力変換回路を構成する前記半導体素子を非導通状態に保つこと
を特徴とする鉄道車両用駆動システム。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の鉄道車両用駆動システムにおいて、
前記切替え手段を介して前記主変圧器の巻線および前記発電ユニットと接続可能な二相分の前記電力変換回路は、前記主変圧器から供給される最大電力と前記発電ユニットから供給される最大電力の大きい方に合わせた電流容量を有すること
を特徴とする鉄道車両用駆動システム。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の鉄道車両用駆動システムにおいて、
前記主変圧器の巻線には接続されておらず、前記切替え手段を介して前記発電ユニットと接続可能な一相分の前記電力変換回路は、前記発電ユニットの最大電力に合わせた電流容量を有すること
を特徴とする鉄道車両用駆動システム。
【請求項６】
単相交流電源と接続された架線から単相交流電力を集電するパンタグラフと、
集電した前記単相交流電力を降圧する主変圧器と、
エンジンと三相交流発電機を有して三相交流電力を出力する発電ユニットと、
交流電力を直流電力に変換する第一の電力変換装置と、
前記第一の電力変換装置から出力される直流電力を交流電力に変換して電動機を駆動する第二の電力変換装置と、を備えた鉄道車両用駆動システムであって、
前記主変圧器及び前記発電ユニットと前記第一の電力変換装置との間に位置し、前記主変圧器及び前記発電ユニットのいずれか一方を接続先として前記第一の電力変換装置を接続させる切替え手段を備え、
前記第一の電力変換装置は、自己消弧能力を有する半導体素子とダイオードとが逆並列に接続された接続体を二個直列接続して構成される電力変換回路を二相分と、二つのダイオードを直列接続して構成される一相分の整流回路を備え、
前記電力変換回路の二相分及び前記一相分の整流回路は前記切替え手段を介して前記発電ユニットと接続され、
前記電力変換回路の二相分は前記切替え手段を介して前記主変圧器と接続され、
前記第一の電力変換装置は、前記切替え手段により接続される交流電力の相数に応じて、当該交流電力を直流電力へ変換する動作を行い、
前記切替え手段は、車両が架線設置区間を走行するか、前記架線の無い区間または異常状態である架線区間を走行するかに基づいて前記接続先を切り替えること
を特徴とする鉄道車両用駆動システム。
【請求項７】
請求項６に記載の鉄道車両用駆動システムにおいて、
前記切替え手段は、前記第一の電力変換装置の交流側を、前記主変圧器の低圧側の巻線と前記発電ユニットの出力のいずれか一方に接続し、他方を開放して前記接続先の切り替えを行い、
前記車両が前記架線設置区間を走行している場合には、前記切替え手段により、前記主変圧器の低圧側の巻線と二相分の前記電力変換回路とを接続して、前記単相交流電力を前記第一の電力変換装置に供給し、
前記車両が前記架線の無い区間または異常状態である架線区間を走行している場合には、前記切替え手段により、前記発電ユニットの三相交流出力と二相分の前記電力変換回路及び一相分の前記整流回路を接続して、前記三相交流電力を前記第一の電力変換装置に供給すること
を特徴とする鉄道車両用駆動システム。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の鉄道車両用駆動システムにおいて、
前記車両が前記架線の無い区間または異常状態である架線区間を走行している場合には、前記切替え手段により前記発電ユニットと接続された二相分の前記電力変換回路および一相分の前記整流回路へ三相交流電力を供給し、二相分の前記電力変換回路を構成する全ての前記半導体素子を非導通状態に保ち、前記半導体素子に逆並列接続された前記ダイオードおよび一相分の前記整流回路により、前記発電ユニットから出力される三相交流電力を整流して直流電力を得ること
を特徴とする鉄道車両用駆動システム。
【請求項９】
請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の鉄道車両用駆動システムにおいて、
前記切替え手段を介して前記主変圧器の巻線および前記発電ユニットと接続可能な二相分の前記電力変換回路は、前記主変圧器から供給される最大電力と前記発電ユニットから供給される最大電力の大きい方に合わせた電流容量を有すること
を特徴とする鉄道車両用駆動システム。
【請求項１０】
請求項６乃至請求項９のいずれかに記載の鉄道車両用駆動システムにおいて、
前記主変圧器の巻線には接続されておらず、前記切替え手段を介して前記発電ユニットと接続可能な一相分の前記整流回路は、前記発電ユニットの最大電力に合わせた電流容量を有すること
を特徴とする鉄道車両用駆動システム。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の鉄道車両用駆動システムにおいて、
車上の電気機器に電力を供給する補助電源装置を前記第一の電力変換装置の直流側に接続し、前記補助電源装置に直流電力を供給すること
を特徴とする鉄道車両用駆動システム。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の鉄道車両用駆動システムを搭載した鉄道車両を複数連結して構成される編成列車。