(57)【要約】【課題】電力変換装置の小型化を図りつつ、迅速、かつ、安全に停止させる。【解決手段】実施形態の電力変換装置は、昇圧チョッパ及びインバータを有する複数の組合せ回路を備え、各昇圧チョッパは、架線より集電装置を介して供給される直流電力を所定の電圧値に昇圧し、インバータは、昇圧チョッパから出力される直流電力を交流電力に変換する。離線補償用コンデンサは、離線補償用の電力を蓄え、離線時に電力を供給する。放電抵抗器は、離線補償用コンデンサと並列に接続され、直列に接続された放電接触器が閉状態とされことにより離線補償用コンデンサに蓄えられた電力を放電させる。【選択図】図１
2016127680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
架線より集電装置を介して供給される直流電力を所定の電圧値に昇圧する昇圧チョッパと、前記昇圧チョッパから出力される直流電力を交流電力に変換するインバータと、を有し、直列に接続された複数の組合せ回路と、
前記複数の組合せ回路と並列に接続され、離線補償用の電力を蓄える離線補償用コンデンサと、
前記離線補償用コンデンサと並列に接続された放電抵抗器と、
前記放電抵抗器と直列に接続された放電接触器と、
を備えた電力変換装置。
【請求項２】
前記昇圧チョッパとそれぞれ並列に接続された複数のフィルタコンデンサと、
前記フィルタコンデンサと並列に接続された複数のフィルタコンデンサ放電抵抗器と、
を備えた請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
複数の前記組合せ回路を構成している複数の昇圧チョッパのそれぞれは、同時に駆動されるスイッチング素子を備え、一つの昇圧用コイルを共用して昇圧動作を行う、
請求項１又は請求項２記載の電力変換装置。
【請求項４】
架線より集電装置を介して供給される直流電力を所定の電圧値に昇圧する昇圧チョッパと、前記昇圧チョッパから出力される直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記昇圧チョッパの後段、かつ、前記インバータの前段に前記昇圧チョッパと並列に接続され離線補償用の電力を蓄えるとともに、前記昇圧チョッパの出力のフィルタリングを行うフィルタ用コンデンサと、前記フィルタ用コンデンサと並列に接続された放電抵抗器と、前記放電抵抗器と直列に接続された放電接触器と、を有し、直列に接続された複数の組合せ回路を備え、
前記複数の組合せ回路を構成している前記放電接触器は、一つの制御コイルにより同時に駆動される、
電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道車両には、架線からの直流電力を所定電圧の直流電力に変換して車内設備（冷暖房装置、ドア開閉装置、表示装置など）に供給する鉄道車両用補助電源装置（以下、電力変換装置）が設けられている。
【０００３】
このような電力変換装置において、架線から集電装置を介して受電した直流電力を昇圧チョッパにより一定の直流電圧に安定化した後、単相インバータにより交流に変換し、変圧器により、架線と低圧回路を電気的に絶縁した後、整流して直流電力を負荷に対して出力するものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３２７２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の電力変換装置においては、昇圧チョッパのスイッチング周波数を高くする程、フィルタコンデンサの容量を小さくしてもリプルの少ない電圧を得ることができ、フィルタコンデンサ自体の小型化の他、コンデンサ電荷放電用の抵抗器も小型化でき、電力変換装置の小型化に寄与させることができる。
【０００６】
しかしながら、フィルタコンデンサの容量を小さくすると、電力変換装置内部に蓄えられるエネルギーも減少するため、振動などにより集電装置が一時的に離れる離線が起きると、電力供給が一時的（瞬間的）に停止する瞬間停電が発生し、電力変換装置の出力電圧もそれに応じて低下しやすくなる。
【０００７】
これを回避するためには、フィルタコンデンサを大きくする必要があり、電力変換装置の小型化が図れないとともに、電力変換装置を迅速、かつ、安全に停止させるためには、電力損失を抑制するための回路を設ける必要があり、回路構成の簡素化が図れなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、実施形態の電力変換装置は、昇圧チョッパ及びインバータを有する複数の組合せ回路を備えており、各昇圧チョッパは、架線より集電装置を介して供給される直流電力を所定の電圧値に昇圧し、インバータは、昇圧チョッパから出力される直流電力を交流電力に変換する。
これと並行して、離線補償用コンデンサは、離線補償用の電力を蓄え、離線時に電力を供給する。
また、放電抵抗器は、離線補償用コンデンサと並列に接続され、直列に接続された放電接触器が閉状態とされことにより離線補償用コンデンサに蓄えられた電力を放電させる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１実施形態の鉄道車両用の電力変換装置の概要構成ブロック図である。
【図２】図２は、第２実施形態の鉄道車両用の電力変換装置の概要構成ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して実施形態の電力変換装置を詳細に説明する。
実施形態の電力変換装置は、例えば、架線からの直流電力を所定電圧の直流電力に変換して負荷である車内設備（冷暖房装置、ドア開閉装置、表示装置など）に供給する鉄道車両用補助電源装置として用いられる。
【００１１】
［１］第１実施形態
図１は、第１実施形態の鉄道車両用の電力変換装置の概要構成ブロック図である。
電力変換装置１０は、直流架線（直流き電線）１１から直流電力が供給されるパンタグラフ１２と、線路１３を介して接地された車輪１４と、の間の電流経路に開放接触器（遮断器）１５が直列に接続されている。
【００１２】
さらに開放接触器１５の後段には、入力直流電圧を昇圧する昇圧チョッパ（非絶縁型昇圧チョークコンバータ）１６Ａ、１６Ｂが接続されている。
さらに昇圧チョッパ１６Ａの後段には、昇圧チョッパ１６Ａの出力である昇圧後の直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ１７Ａが接続され、昇圧チョッパ１６Ｂの後段には、昇圧チョッパ１６Ｂの出力である昇圧後の直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ１７Ｂが接続されている。
【００１３】
ここで、昇圧チョッパ１６Ａ、インバータ１７Ａは、第１の組合せ回路ＣＣ１を構成し、昇圧チョッパ１６Ｂ、インバータ１７Ｂは、第２の組合せ回路ＣＣ２を構成している。
また、インバータ１７Ａ及びインバータ１７Ｂは、出力端子から出力する交流電力の周波数を商用電源の周波数（５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚ）のｎ倍（ｎ：２以上の整数、実際には、数倍から数十倍）とする。
【００１４】
さらにインバータ１７Ａの出力端子には、インバータ１７Ａの出力電圧をさらに昇圧して出力する（絶縁）トランス１８Ａの一次側端子が接続され、インバータ１７Ｂの出力端子には、インバータ１７Ｂの出力電圧をさらに昇圧して出力する（絶縁）トランス１８Ｂの一次側端子が接続されている。
【００１５】
そしてトランス１８Ａの二次側端子には、トランス１８Ａが出力した交流電力の全波整流を行って再び直流電力として負荷ＬＤに出力するダイオード整流回路１９Ａが接続され、トランス１８Ｂの二次側端子には、トランス１８Ｂが出力した交流電力の全波整流を行って再び直流電力とし、ダイオード整流回路１９Ａの出力に重畳して負荷ＬＤに出力するダイオード整流回路１９Ｂが接続されている。
【００１６】
また電力変換装置１０は、直流架線１１から供給された直流電力の高周波成分を除去するフィルタコイル（フィルタリアクトル）２０と、直流架線１１からパンタグラフ１２が離れることにより電力供給が一時的、かつ、瞬間的に停止してしまう瞬間停電時に電力供給を継続する離線補償を行うための離線補償用コンデンサ２１と、離線補償用コンデンサ２１を放電させる際に電力を消費させるための放電抵抗器２２と、離線補償用コンデンサ２１に放電抵抗器２２を接続するための放電接触器２３と、を備えている。
【００１７】
また電力変換装置１０は、昇圧チョッパ１６Ａの後段に設けられたフィルタコンデンサ２４Ａと、フィルタコンデンサ２４Ａを放電させる際に電力を消費させるためにフィルタコンデンサ２４Ａに並列に接続された放電抵抗器２５Ａと、を備えている。
【００１８】
さらに電力変換装置１０は、昇圧チョッパ１６Ｂの後段に設けられたフィルタコンデンサ２４Ｂと、フィルタコンデンサ２４Ｂを放電させる際に電力を消費させるためにフィルタコンデンサ２４Ｂに並列に接続された放電抵抗器２５Ｂと、を備えている。
【００１９】
上記構成において、昇圧チョッパ１６Ａは、開放接触器１５に直列に接続された昇圧用コイル（チョッパリアクトル）３１と、制御部２６の制御下でチョッピング動作を行うスイッチング素子３２と、逆流防止ダイオード３３と、を備えている。
【００２０】
また昇圧チョッパ１６Ｂは、昇圧チョッパ１６Ａと、チョッパリアクトルとしての昇圧用コイル３１を共用しており、制御部２６の制御下でチョッピング動作を行うスイッチング素子３２と、逆流防止ダイオード３３と、を備えている。
【００２１】
また、インバータ１７Ａ、１７Ｂは、同一構成を採っており、それぞれ、直列接続されたスイッチング素子３４（上アーム）及びスイッチング素子３５（下アーム）並びに直列接続されたスイッチング素子３６（上アーム）及びスイッチング素子３７（下アーム）を備えている。ここで、スイッチング素子３４〜３７は、シリコン（Ｓｉ）と比較して、ワイドバンドギャップの材料であるガリウムナイトライド（ＧａＮ：窒化ガリウム）半導体で形成されている。
【００２２】
トランス１８Ａは、インバータ１７Ａから出力される交流電力を、一次コイル及び二次コイル（図示しない）の巻数比に対応した昇圧比で変換して後段のダイオード整流回路１９Ａへ出力する。同様に、トランス１８Ｂは、インバータ１７Ｂから出力される交流電力を、一次コイル及び二次コイル（図示しない）の巻数比に対応した昇圧比で変換して後段のダイオード整流回路１９Ｂへ出力する。
【００２３】
ここで、トランス１８Ａ及びトランス１８Ｂの一次側及び二次側との間は絶縁されているので、電力変換装置１０は絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータとして構成されている。
【００２４】
ダイオード整流回路１９Ａ及びダイオード整流回路１９Ｂは、同一構成を採っており、上アームを構成するダイオード４１、４２と、下アームを構成するダイオード４３、４４と、を備え、ダイオード４１及びダイオード４３は直列接続され、ダイオード４２及びダイオード４４は、直列接続されている。
【００２５】
制御部２６は、トランス１８Ａ、１８Ｂの入出力電流を図示しない電流検出器により検出し、検出電流値に応じて制御信号Ｃ１〜Ｃ４によりスイッチング素子３２、３６、３７のゲート電圧を制御する。
また、制御部２６は、制御信号Ｃ５により離線補償用コンデンサ２１に放電抵抗器２２を接続するための放電接触器２３の制御を行う。
【００２６】
上記構成において、離線補償用コンデンサ２１は、昇圧チョッパ１６Ａ及び昇圧チョッパ１６Ｂで共用されている。したがって、放電抵抗器２２も一つ設ければ良いこととなっている。
この構成の結果、フィルタコンデンサ２４Ａ、２４Ｂの容量は、昇圧チョッパ１６Ａ、１６Ｂのスイッチング周波数に応じた最小限の静電容量に抑制できる。
【００２７】
このため、フィルタコンデンサ２４Ａに並列に接続される放電抵抗器２５Ａ及びフィルタコンデンサ２４Ｂに並列に接続される放電抵抗器２５Ｂは、高抵抗値かつ少ない電流容量とできる。
【００２８】
この結果、フィルタコンデンサ２４Ａあるいはフィルタコンデンサ２４Ｂに常時並列接続しても電力損失は殆ど問題にならない。
したがって、放電抵抗器２５Ａ及び放電抵抗器２５Ｂのそれぞれに対し、直列に放電接触器を設ける必要が無いため、回路構成を簡略化することができ、ひいては、電力変換装置１０の小型化を図ることができる。
【００２９】
また、離線補償用コンデンサ２１を設けることにより、昇圧チョッパ１６Ａ、１６Ｂの入力電流に含まれるスイッチングリプル電流を取り除くことができる。このため、線路１３を介して接地された車輪１４から流れる帰線電流にスイッチングリプル電流成分が含まれなくなり、鉄道の信号機器の安定動作にも寄与することができる。
【００３０】
また、離線補償用コンデンサ２１は、直流架線１１からパンタグラフ１２が振動などによって離れる離線時には、蓄電電力を放電して昇圧チョッパ１６Ａ、１６Ｂに供給する。
【００３１】
次に第１実施形態の通常時（非離線時）の動作について説明する。
この場合において、電力変換装置１０を構成している二つの組合せ回路ＣＣ１、ＣＣ２は、制御部２６の制御下で同期して同一の動作を行っている。
【００３２】
電力変換装置１０は、直流架線（直流き電線）１１からパンタグラフ１２、開放接触器１５及びフィルタコイル２０を介して直流電力が供給されると、昇圧チョッパ１６Ａ及び昇圧チョッパ１６Ｂに直流電力が供給される。
【００３３】
これにより、制御部２６は、予め設定された出力指示電圧と、入力直流電圧を比較し、二つの昇圧チョッパ１６Ａ、１６Ｂにおいて、入力直流電圧を出力指示電圧に等しい電圧にするためのスイッチング素子３２のスイッチング周波数及びオンデューティに対応する制御信号Ｃ１、Ｃ２を出力する。
【００３４】
そして、昇圧チョッパ１６Ａ、１６Ｂのスイッチング素子３２は、制御信号Ｃ１、Ｃ２に基づくスイッチング周波数及びオンデューティでオン／オフし、昇圧チョッパ１６Ａ、１６Ｂは、入力直流電圧を昇圧して、対応するインバータ１７Ａ、１７Ｂにそれぞれ出力する。
【００３５】
このとき、昇圧チョッパ１６Ａの出力は、フィルタコンデンサ２４Ａによりリップル成分などが除去されてインバータ１７Ａに出力される。また、昇圧チョッパ１６Ｂの出力は、フィルタコンデンサ２４Ｂによりリップル成分などが除去されてインバータ１７Ｂに出力される。
【００３６】
これにより図中、インバータ１７Ａは、制御部２６の出力した制御信号Ｃ３に基づいて、フィルタコンデンサ２４Ａによりリップル成分などが除去された昇圧チョッパ１６Ａの出力である昇圧後の直流電力を交流電力に変換してトランス１８Ａの一次側に出力する。
【００３７】
同様にインバータ１７Ｂは、制御部２６の出力した制御信号Ｃ４に基づいて、フィルタコンデンサ２４Ｂによりリップル成分などが除去された昇圧チョッパ１６Ｂの出力である昇圧後の直流電力を交流電力に変換してトランス１８Ｂの一次側に出力する。
【００３８】
そして、トランス１８Ａは、一次側に入力された交流電力を所定の巻線比で昇圧し、絶縁状態を保ちつつ、二次側に接続された対応するダイオード整流回路１９Ａに出力する。
【００３９】
同様にトランス１８Ｂは、入力された交流電力を所定の巻線比で昇圧し、絶縁状態を保ちつつ、二次側に接続された対応するダイオード整流回路１９Ｂに出力する。
そして、ダイオード整流回路１９Ａ及びダイオード整流回路１９Ｂは、入力された交流電力を再び直流電力に変換してそれぞれ出力する。
【００４０】
これらの結果、ダイオード整流回路１９Ａ及びダイオード整流回路１９Ｂの出力は重畳されて、図示しない負荷に供給されることとなる。
【００４１】
上記動作と並行して、離線補償用コンデンサ２１は、直流架線（直流き電線）１１からパンタグラフ１２、開放接触器１５及びフィルタコイル２０を介して直流電力が供給されることにより充電され、離線補償を行うための電力を蓄えた状態を維持する。
そして、電源遮断時には、制御部２６の制御信号Ｃ５に基づいて、放電接触器２３が閉状態とされ、離線補償用コンデンサ２１に蓄えられた電力は、放電抵抗器２２を介して放電され、消費されることとなる。
また、フィルタコンデンサ２４Ａ、２４Ｂの容量は、上述したように、昇圧チョッパ１６Ａ、１６Ｂのスイッチング周波数に応じた最小限の静電容量に抑制されているため、蓄えられた電力は、放電抵抗器２５Ａ、２５Ｂを介して容易に放電され、消費される。
【００４２】
次に第１実施形態における離線時の動作について説明する。
離線するまでの動作は、通常時（非離線時）の動作と同様であるので、説明を援用する。
【００４３】
直流電力が供給されることにより充電され、離線補償を行うための電力を蓄えた状態を維持している離線補償用コンデンサ２１は、直流架線（直流き電線）１１から集電装置であるパンタグラフ１２が離れてしまった場合には、昇圧チョッパ１６Ａ及び昇圧チョッパ１６Ｂの入力端の電圧が低下するため、放電状態に移行する。
この結果、昇圧チョッパ１６Ａ、１６Ｂより後段の回路は、離線の影響を受けること無く、通常通りの動作を継続できる。
【００４４】
以上の説明のように、第１実施形態によれば、放電抵抗器２５Ａ及び放電抵抗器２５Ｂのそれぞれに対し、直列に放電接触器を設ける必要が無いため、回路構成を簡略化することができ、ひいては、電力変換装置１０の小型化が図れる。
【００４５】
また、離線補償用コンデンサ２１を設けることにより、昇圧チョッパ１６Ａ、１６Ｂの入力電流に含まれるスイッチングリプル電流を取り除くことができるので、鉄道の信号機器の安定動作に寄与できる。
【００４６】
さらに、離線補償用コンデンサ２１は、直流架線１１からパンタグラフ１２が振動などによって離れる離線時には、蓄電電力を放電して昇圧チョッパ１６Ａ、１６Ｂ、ひいては、その後段のインバータ１７Ａ、１７Ｂ、トランス１８Ａ、１８Ｂ、ダイオード整流回路１９Ａ、１９Ｂに電力を安定して供給することができ、負荷ＬＤの安定動作が図れる。
【００４７】
［２］第２実施形態
図２は、第２実施形態の鉄道車両用の電力変換装置の概要構成ブロック図である。
図２において、図１の第１実施形態と同様の部分には、同一の符号を付すものとする。
図２の電力変換装置１０Ａが、図１の電力変換装置１０と異なる点は、まず第１に離線補償用コンデンサ２１、放電抵抗器２２及び放電接触器２３を設けない点である。
【００４８】
第２に、フィルタコンデンサ２４Ａと並列に放電抵抗器５１Ａ及び放電抵抗器５１Ａと直列に接続した放電接触器５２Ａを設け、フィルタコンデンサ２４Ｂと並列に放電抵抗器５１Ｂ及び放電抵抗器５１Ｂと直列に接続した放電接触器５２Ｂを設けた点である。
【００４９】
第３に制御部２６Ａが直接制御する制御コイル５３により放電接触器５２Ａ及び放電接触器５２Ｂを同時駆動する点である。
上記構成において、昇圧チョッパ１６Ａ、インバータ１７Ａは、第１の組合せ回路ＣＣ１１を構成し、昇圧チョッパ１６Ｂ、インバータ１７Ｂは、第２の組合せ回路ＣＣ１２を構成している。
【００５０】
また、フィルタコンデンサ２４Ａ及びフィルタコンデンサ２４Ｂは、離線補償の機能を持たせるための十分な容量を持つように設定されている。ここで、電力変換装置１０Ａの停止時におけるフィルタコンデンサ２４Ａ及びフィルタコンデンサ２４Ｂの電荷放電時間を短縮するため、放電抵抗器５１Ａ及び放電抵抗器５１Ｂの抵抗値を小さくする必要がある。
【００５１】
一方、抵抗値の小さな放電抵抗器５１Ａ及び放電抵抗器５１Ｂを、フィルタコンデンサ２４Ａあるいはフィルタコンデンサ２４Ｂに常時並列接続とすると電力損失が大きくなるため、本第２実施形態では、放電接触器５２Ａ及び放電接触器５２Ｂを設けている。
【００５２】
ところで、放電接触器５２Ａ及び放電接触器５２Ｂが動作すべきタイミングは同じでよいため、放電接触器５２Ａ及び放電接触器５２Ｂの制御を行う制御コイル５３を共通化することで、放電接触器５２Ａ及び放電接触器５２Ｂを一つにまとめることができ、電力変換装置全体の小型化を図っている。
【００５３】
次に第２実施形態の通常時（非離線時）の動作について説明する。
この場合において、電力変換装置１０Ａを構成している二つの組合せ回路ＣＣ１１、ＣＣ１２は、制御部２６Ａの制御下で同期して同一の動作を行っている。
【００５４】
電力変換装置１０Ａは、直流架線（直流き電線）１１からパンタグラフ１２及び開放接触器１５を介して直流電力が供給されると、昇圧チョッパ１６Ａ及び昇圧チョッパ１６Ｂに直流電力が供給される。
【００５５】
これにより、制御部２６Ａは、予め設定された出力指示電圧と、入力直流電圧を比較し、二つの昇圧チョッパ１６Ａ、１６Ｂにおいて、入力直流電圧を出力指示電圧に等しい電圧にするためのスイッチング素子３２のスイッチング周波数及びオンデューティに対応する制御信号Ｃ１、Ｃ２を出力する。
【００５６】
そして、昇圧チョッパ１６Ａ、１６Ｂのスイッチング素子３２は、制御信号Ｃ１、Ｃ２に基づくスイッチング周波数及びオンデューティでオン／オフし、昇圧チョッパ１６Ａ、１６Ｂは、入力直流電圧を昇圧して、対応するインバータ１７Ａ、１７Ｂにそれぞれ出力する。
【００５７】
このとき、昇圧チョッパ１６Ａの出力は、フィルタコンデンサ２４Ａによりリップル成分などが除去されてインバータ１７Ａに出力される。また、昇圧チョッパ１６Ｂの出力は、フィルタコンデンサ２４Ｂによりリップル成分などが除去されてインバータ１７Ｂに出力される。
【００５８】
これにより図中、インバータ１７Ａは、制御部２６Ａの出力した制御信号Ｃ３に基づいて、フィルタコンデンサ２４Ａによりリップル成分などが除去された昇圧チョッパ１６Ａの出力である昇圧後の直流電力を交流電力に変換してトランス１８Ａの一次側に出力する。
【００５９】
同様にインバータ１７Ｂは、制御部２６Ａの出力した制御信号Ｃ４に基づいて、フィルタコンデンサ２４Ｂによりリップル成分などが除去された昇圧チョッパ１６Ｂの出力である昇圧後の直流電力を交流電力に変換してトランス１８Ｂの一次側に出力する。
【００６０】
そして、トランス１８Ａは、一次側に入力された交流電力を所定の巻線比で昇圧し、絶縁状態を保ちつつ、二次側に接続された対応するダイオード整流回路１９Ａに出力する。
【００６１】
同様にトランス１８Ｂは、入力された交流電力を所定の巻線比で昇圧し、絶縁状態を保ちつつ、二次側に接続された対応するダイオード整流回路１９Ｂに出力する。
そして、ダイオード整流回路１９Ａ及びダイオード整流回路１９Ｂは、入力された交流電力を再び直流電力に変換してそれぞれ出力する。
【００６２】
これらの結果、ダイオード整流回路１９Ａ及びダイオード整流回路１９Ｂの出力は重畳されて、図示しない負荷に供給されることとなる。
【００６３】
上記動作と並行して、フィルタコンデンサ２４Ａ及びフィルタコンデンサ２４Ｂは、直流架線（直流き電線）１１からパンタグラフ１２及び開放接触器１５を介して直流電力が供給されることにより充電され、離線補償を行うための電力を蓄えた状態を維持する。
【００６４】
そして、電源遮断時には、制御部２６Ａにより制御コイル５３に電流が流され、放電接触器５２Ａ、５２Ｂが閉状態とされ、フィルタコンデンサ２４Ａ及びフィルタコンデンサ２４Ｂに蓄えられた電力は、放電抵抗器５１Ａ、５１Ｂを介して放電され、消費されることとなる。
【００６５】
次に第２実施形態における離線時の動作について説明する。
離線するまでの動作は、通常時（非離線時）の動作と同様であるので、説明を援用する。
【００６６】
直流電力が供給されることにより充電され、離線補償を行うための電力を蓄えた状態を維持しているフィルタコンデンサ２４Ａ及びフィルタコンデンサ２４Ｂは、直流架線（直流き電線）１１から集電装置であるパンタグラフ１２が離れてしまった場合には、昇圧チョッパ１６Ａ及び昇圧チョッパ１６Ｂの入力端の電圧が低下するため、それぞれ放電状態に移行する。
この結果、昇圧チョッパ１６Ａ、１６Ｂより後段の回路は、離線の影響を受けること無く、通常通りの動作を継続できる。
【００６７】
以上の説明のように、第２実施形態によれば、フィルタコンデンサ２４Ａ及びフィルタコンデンサ２４Ｂが離線補償用の電力を蓄えるので、直流架線１１からパンタグラフ１２が振動などによって離れる離線時には、蓄電電力を放電して昇圧チョッパ１６Ａ、１６Ｂ、ひいては、その後段のインバータ１７Ａ、１７Ｂ、トランス１８Ａ、１８Ｂ、ダイオード整流回路１９Ａ、１９Ｂに電力を安定して供給することができ、負荷ＬＤの安定動作が図れる。
【００６８】
［３］実施形態の効果
以上の説明のように、各実施形態によれば、集電装置であるパンタグラフの短時間の離線に対しても電力中断しない電気車用の電力変換装置を得られ、また電気車用の電力変換装置の小型化および電力変換効率向上に寄与することができる。
【００６９】
［４］実施形態の変形例
以上の説明においては、詳細に述べなかったが、制御部２６あるいは制御部２６Ａを、ロジック回路として構成しても良いし、マイクロコンピュータとして、構成することも可能である。
【００７０】
この場合において、制御部２６あるいは制御部２６Ａとしてのマイクロコンピュータで実行される制御プログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供されるようにしてもよい。
本実施形態のマイクロコンピュータで実行される制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（FD）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
【００７１】
さらに、本実施形態のマイクロコンピュータで実行される制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施形態のマイクロコンピュータで実行される制御プログラムは、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
【００７２】
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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。
【符号の説明】
【００７３】
１０、１０Ａ  電力変換装置
１１    直流架線
１２    パンタグラフ（集電装置）
１３    線路
１４    車輪
１５    開放接触器
１６Ａ、１６Ｂ  昇圧チョッパ
１７Ａ、１７Ｂ  インバータ
１８Ａ、１８Ｂ  トランス
１９Ａ、１９Ｂ  ダイオード整流回路
２０    フィルタコイル
２１    離線補償用コンデンサ
２２、２５Ａ、２５Ｂ、５１Ａ、５１Ｂ  放電抵抗器
２３、５２Ａ、５２Ｂ  放電接触器
２４Ａ、２４Ｂ  フィルタコンデンサ
２６、２６Ａ  制御部
３１    昇圧用コイル
３２    スイッチング素子
３３    逆流防止ダイオード
３４〜３７    スイッチング素子
５３    制御コイル
Ｃ１〜Ｃ５    制御信号
ＣＣ１、ＣＣ２、ＣＣ１１、ＣＣ１２  組合せ回路
ＬＤ    負荷
【図１】
2016127680.tif 000003
【図２】
2016127680.tif 000004