特許 7730998 単相・三相互換ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータ及び高速列車給電伝動システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-08-20

(45)【発行日】2025-08-28

(54)【発明の名称】単相・三相互換ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータ及び高速列車給電伝動システム

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/219 20060101AFI20250821BHJP

   H02M 7/12 20060101ALI20250821BHJP

   H02M 5/458 20060101ALI20250821BHJP

   H02M 1/10 20060101ALI20250821BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20250821BHJP

   B60L 9/18 20060101ALI20250821BHJP

【ＦＩ】

H02M7/219

H02M7/12 S

H02M5/458

H02M1/10

H02M7/48 Z

B60L9/18 A

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2024528553

(86)(22)【出願日】2022-10-10

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2024-11-28

(86)【国際出願番号】 CN2022124417

(87)【国際公開番号】W WO2023087974

(87)【国際公開日】2023-05-25

【審査請求日】2024-05-14

(31)【優先権主張番号】202111373498.2

(32)【優先日】2021-11-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】524149506

【氏名又は名称】成都尚▲華▼▲電▼气有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】▲呉▼ 波

(72)【発明者】

【氏名】李 群湛

(72)【発明者】

【氏名】李 ▲書▼▲謙▼

(72)【発明者】

【氏名】▲張▼ ▲偉▼▲鵬▼

(72)【発明者】

【氏名】▲楊▼ 智▲霊▼

【審査官】尾家 英樹

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００２３７４６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】実開昭６１－０６５８８５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１０－０４１７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第０３６４８３２２（ＥＰ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０９８４２２８７（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ７／００－ ７／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

単相・三相互換ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータであって、
複数の整流側パワーチューブブリッジアームを含み、整流側インダクタ及びトランスファスイッチによって対応する整流側パワーチューブブリッジアームに接続される３つの整流側入力端子をさらに含み、トランスファスイッチの開閉状態を変えることによって、前記ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータの整流側が外部三相電力入力と単相電力入力の両方に対応し、
外部三相電力入力の場合、前記複数の整流側パワーチューブブリッジアームは三相整流回路で動作し、
外部単相電力入力の場合、前記複数の整流側パワーチューブブリッジアームは単相整流回路で動作し、
正極直流バスＢＵＳ１＋と負極直流バスＢＵＳ１－との間に並列接続された、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ１１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ１２、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ１１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ１２、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ１１、及び整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ１２をさらに含み、
整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ１１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ１２、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ１１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ１２、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ１１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ１２は、それぞれ、交流端点ａ１１、交流端点ａ１２、交流端点ｂ１１、交流端点ｂ１２、交流端点ｃ１１、交流端点ｃ１２が設けられており、交流端点ａ１１、交流端点ａ１２、交流端点ｂ１１、交流端点ｂ１２、交流端点ｃ１１、交流端点ｃ１２は、それぞれ、整流側インダクタＩＮＡ１１、整流側インダクタＩＮＡ１２、整流側インダクタＩＮＢ１１、整流側インダクタＩＮＢ１２、整流側インダクタＩＮＣ１１、整流側インダクタＩＮＣ１２の一端に接続され、整流側インダクタＩＮＡ１１及び整流側インダクタＩＮＡ１２の他端は、接続して整流側の第１入力端子Ａ１１となり、整流側インダクタＩＮＣ１１及び整流側インダクタＩＮＣ１２の他端は、接続して整流側の第３入力端子Ａ１３となり、整流側インダクタＩＮＢ１１の他端はトランスファスイッチＫ１２の一端に接続され、整流側インダクタＩＮＢ１２の他端はトランスファスイッチＫ１３の一端に接続され、トランスファスイッチＫ１２の他端及びトランスファスイッチＫ１３の他端は、接続して整流側の第２入力端子Ａ１２となり、整流側インダクタＩＮＡ１２の整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ１２に対向して接続される他端と整流側インダクタＩＮＢ１１の整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ１１に対向して接続される他端との間にトランスファスイッチＫ１１が並列接続されており、整流側インダクタＩＮＢ１２の整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ１２に対向して接続される他端と整流側インダクタＩＮＣ１１の整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ１１に対向して接続される他端との間にトランスファスイッチＫ１４が並列接続されている、ことを特徴とする単相・三相互換ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータ。

【請求項2】

単相・三相互換ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータであって、
複数の整流側パワーチューブブリッジアームを含み、整流側インダクタ及びトランスファスイッチによって対応する整流側パワーチューブブリッジアームに接続される３つの整流側入力端子をさらに含み、トランスファスイッチの開閉状態を変えることによって、前記ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータの整流側が外部三相電力入力と単相電力入力の両方に対応し、
外部三相電力入力の場合、前記複数の整流側パワーチューブブリッジアームは三相整流回路で動作し、
外部単相電力入力の場合、前記複数の整流側パワーチューブブリッジアームは単相整流回路で動作し、
正極直流バスＢＵＳ２＋と負極直流バスＢＵＳ２－との間に並列接続された、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ２１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２２、及び整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ２１をさらに含み、
整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ２１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２２、及び整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ２１は、それぞれ、交流端点ａ２１、交流端点ｂ２１、交流端点ｂ２２、交流端点ｃ２１が設けられており、交流端点ａ２１、交流端点ｂ２１、交流端点ｂ２２、交流端点ｃ２１は、それぞれ、整流側インダクタＩＮＡ２１、整流側インダクタＩＮＢ２１、整流側インダクタＩＮＢ２２、及び整流側インダクタＩＮＣ２１の一端に接続され、整流側インダクタＩＮＡ２１の他端及び整流側インダクタＩＮＣ２１の他端は、それぞれ、整流側の第１入力端子Ａ２１及び整流側の第３入力端子Ａ２３となり、整流側インダクタＩＮＢ２１の他端はトランスファスイッチＫ２２の一端に接続され、整流側インダクタＩＮＢ２２の他端はトランスファスイッチＫ２３の一端に接続され、トランスファスイッチＫ２２の他端及びトランスファスイッチＫ２３の他端は、接続して整流側の第２入力端子Ａ２２となり、整流側インダクタＩＮＡ２１の整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ２１に対向して接続される他端と整流側インダクタＩＮＢ２１の整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２１に対向して接続される他端との間にトランスファスイッチＫ２１が並列接続されており、整流側インダクタＩＮＢ２２の整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２２に対向して接続される他端と整流側インダクタＩＮＣ２１の整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ２１に対向して接続される他端との間にトランスファスイッチＫ２４が並列接続されている、ことを特徴とする単相・三相互換ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータ。

【請求項3】

外部三相電力入力の場合、前記複数の整流側パワーチューブブリッジアームは三相整流回路で動作し、各整流側パワーチューブブリッジアームの電流能力が同じであり、
外部単相電力入力の場合、前記複数の整流側パワーチューブブリッジアームは単相整流回路で動作し、各整流側パワーチューブブリッジアームの電流能力が同じである、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の単相・三相互換ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータ。

【請求項4】

トランスファスイッチＫ１１及びトランスファスイッチＫ１４が切断され、かつ、トランスファスイッチＫ１２及びトランスファスイッチＫ１３が閉じられると、整流側の第１入力端子Ａ１１、整流側の第２入力端子Ａ１２、及び整流側の第３入力端子Ａ１３は、整流側三相入力端子を構成し、
トランスファスイッチＫ１１、トランスファスイッチＫ１２、及びトランスファスイッチＫ１４が閉じられ、かつ、トランスファスイッチＫ１３が切断されると、整流側の第１入力端子Ａ１１及び整流側の第２入力端子Ａ１２は、接続して整流側の第３入力端子Ａ１３と整流側単相入力端子を構成し、又は、
トランスファスイッチＫ１１、トランスファスイッチＫ１３、及びトランスファスイッチＫ１４が閉じられ、かつ、トランスファスイッチＫ１２が切断されると、整流側の第２入力端子Ａ１２及び整流側の第３入力端子Ａ１３は、接続して整流側の第１入力端子Ａ１１と整流側単相入力端子を構成する、ことを特徴とする請求項１に記載の単相・三相互換ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータ。

【請求項5】

整流側の第１入力端子Ａ１１の定格電流＝整流側の第２入力端子Ａ１２の定格電流＝整流側の第３入力端子Ａ１３の定格電流であり、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ１１の定格容量＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ１２の定格容量＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ１１の定格容量＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ１２の定格容量＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ１１の定格容量＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ１２の定格容量である、ことを特徴とする請求項１に記載の単相・三相互換ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータ。

【請求項6】

トランスファスイッチＫ２１及びトランスファスイッチＫ２４が切断され、かつ、トランスファスイッチＫ２２及びトランスファスイッチＫ２３が閉じられると、整流側の第１入力端子Ａ２１、整流側の第２入力端子Ａ２２、及び整流側の第３入力端子Ａ２３は、整流側三相入力端子を構成し、
トランスファスイッチＫ２１、トランスファスイッチＫ２２、及びトランスファスイッチＫ２４が閉じられ、かつ、トランスファスイッチＫ２３が切断されると、整流側の第１入力端子Ａ２１及び整流側の第２入力端子Ａ２２は、接続して整流側の第３入力端子Ａ２３と整流側単相入力端子を構成し、又は、
トランスファスイッチＫ２１、トランスファスイッチＫ２３、及びトランスファスイッチＫ２４が閉じられ、かつ、トランスファスイッチＫ２２が切断されると、整流側の第２入力端子Ａ２２及び整流側の第３入力端子Ａ２３は、接続して整流側の第１入力端子Ａ２１と整流側単相入力端子を構成する、ことを特徴とする請求項２に記載の単相・三相互換ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータ。

【請求項7】

整流側の第１入力端子Ａ２１の定格電流＝整流側の第２入力端子Ａ２２の定格電流＝整流側の第３入力端子Ａ２３の定格電流であり、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ２１の定格容量＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２１の定格容量の２倍＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２２の定格容量の２倍＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ２１の定格容量である、ことを特徴とする請求項２に記載の単相・三相互換ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータ。

【請求項8】

前記整流側パワーチューブブリッジアームはＩ型３レベル回路である、ことを特徴とする請求項４又は６に記載の単相・三相互換ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータ。

【請求項9】

前記正極直流バスと負極直流バスとの間の直流電圧定格値は、パワーチューブブリッジアーム直流耐圧を超えず、十分な安全マージンを残す前提で最高値を取る、ことを特徴とする請求項８に記載の単相・三相互換ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータ。

【請求項10】

請求項１に記載の単相・三相互換ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータを含む、ことを特徴とする高速列車給電伝動システム。

【請求項11】

請求項２に記載の単相・三相互換ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータを含む、ことを特徴とする高速列車給電伝動システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本願は、２０２１年１１月１９日に提出された、中国特許出願第２０２１１１３７３４９８．２号の利益を主張しており、当該出願の内容は、引用により本明細書に組み込まれている。

【0002】

本発明は、コンバータの分野に関し、具体的には、単相・三相互換ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータ及び高速列車給電伝動システムに関する。

【背景技術】

【0003】

従来の地下鉄やライトレールなどの軌道交通用のトラクション給電には、ほとんど直流１５００Ｖ方式が使用されている。直流方式は、給電が無相で、列車がスムーズに運行するなどの利点があるが、トラクションエネルギー消費量の約３０～５０％を占める回生エネルギーを直接又は経済的に利用することが難しいため、高価なインバータ装置やエネルギー貯蔵装置を増設する必要があり、また、インバータ装置やエネルギー貯蔵装置が動作しなくなり、列車の回生ブレーキが効かなくなって空気ブレーキに切り替わり、運転の安全が脅かされる場合がある。さらに、存在する迷走電流は周囲の金属パイプや建物の鋼構造物に電気化学的腐食を引き起こし、迷走電流はこれまでに解決されておらず、広範囲かつ長期的な被害を引き起こしてしまう。

【0004】

このため、より高速化、より多くの輸送量が求められる中、一部の大都市の軌道交通では、現在、直流方式に加え、幹線鉄道に単相電源周波数交流２５ｋＶ方式を利用するしかなく、その利点としては、給電能力が高く、システムの構成が簡単であり、その欠点としては、車載変圧器が重く、かさばるため、高速列車の貴重なスペースを占有し、軸重が増加し、乗客の輸送効率に影響を与える。

【0005】

現在、軌道交通の技術分野における交流トラクション給電には、単相電源周波数交流給電が主流であるが、同じ給電容量（能力）のもとで、三相発電機、電動機、変圧器、送電線がすべて、単相の同様のコンポーネントの製造や建設よりも材料を節約し、かつ、構造が簡単で、優れた性能を持ち、三相電力のパワーの瞬時値は一定に保たれる。この点に関して、本願の発明者のチームは、地上三相トラクション給電及び車載三相給電システムを提案した（出願番号ＺＬ２０１７２１６７５４３２．８の中国特許出願「三相トラクション給電システム」を参照））。さらに、本願の発明者らのチームは、車載三相給電伝動と単相給電伝動との互換性の問題を解決するために、「高速列車給電伝動システム、ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータ及びその制御方法」（ＣＮ１１３７９９６６３Ａ）」も提案した。これらの技術手段は、既存の直流１５００Ｖ方式の欠点を克服し、さらに単相電源周波数交流２５ｋＶ方式の欠点も克服し、三相と単相の車載給電（トラクション伝動）システムの互換性と汎用性、地上三相と単相のトラクション伝動方式の互換性を実現する。

【0006】

現在解決しなければならない技術的課題は、三相と単相の車載給電（トラクション伝動）システムの互換性を実現する時に、どのように車載ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクション駆動コンバータの単相と三相入力の両方に対応する最適な構造と変換の問題を解決するかである。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

以上に鑑み、本発明は、コンバータ整流側の構造及び入力端子トランスファスイッチが設けられ、トランスファスイッチを閉じたり切断したりすることによって、単相と三相の最適な互換を実現する、単相・三相互換ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータを提供する。具体的には、三相交流入力のモードでは、３つの整流側入力端子は整流側三相入力端子を構成し、このとき、コンバータ整流側は、三相整流のモードで作動し、かつ三相整流回路で動作し、単相交流入力のモードでは、３つの整流側入力端子のうちの２つの整流側入力端子は、接続して別の整流側入力端子と整流側単相入力端子を構成し、このとき、コンバータ整流側は、単相整流モードで作動し、単相整流回路で動作する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の技術的目的を達成させるために、具体的な技術的手段は以下の通りである。

【0009】

単相・三相互換ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータは、
複数の整流側パワーチューブブリッジアームを含み、整流側インダクタ及びトランスファスイッチによって対応する整流側パワーチューブブリッジアームに接続される３つの整流側入力端子をさらに含み、トランスファスイッチの開閉状態を変えることによって、前記ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータの整流側が外部三相電力入力と単相電力入力の両方に対応し、
外部三相電力入力の場合、前記複数の整流側パワーチューブブリッジアームは三相整流回路で動作し、
外部単相電力入力の場合、前記複数の整流側パワーチューブブリッジアームは単相整流回路で動作する。

【0010】

さらに、外部三相電力入力の場合、前記複数の整流側パワーチューブブリッジアームは三相整流回路で動作し、各整流側パワーチューブブリッジアームの電流能力が同じであり、外部単相電力入力の場合、前記複数の整流側パワーチューブブリッジアームは単相整流回路で動作し、各整流側パワーチューブブリッジアームの電流能力が同じである。

【0011】

さらに、正極直流バスＢＵＳ１＋と負極直流バスＢＵＳ１－との間に並列接続された、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ１１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ１２、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ１１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ１２、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ１１、及び整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ１２を含み、
整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ１１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ１２、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ１１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ１２、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ１１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ１２は、それぞれ、交流端点ａ１１、交流端点ａ１２、交流端点ｂ１１、交流端点ｂ１２、交流端点ｃ１１、交流端点ｃ１２が設けられており、交流端点ａ１１、交流端点ａ１２、交流端点ｂ１１、交流端点ｂ１２、交流端点ｃ１１、交流端点ｃ１２は、それぞれ、整流側インダクタＩＮＡ１１、整流側インダクタＩＮＡ１２、整流側インダクタＩＮＢ１１、整流側インダクタＩＮＢ１２、整流側インダクタＩＮＣ１１、整流側インダクタＩＮＣ１２の一端に接続され、整流側インダクタＩＮＡ１１及び整流側インダクタＩＮＡ１２の他端は、接続して整流側の第１入力端子Ａ１１となり、整流側インダクタＩＮＣ１１及び整流側インダクタＩＮＣ１２の他端は、接続して整流側の第３入力端子Ａ１３となり、整流側インダクタＩＮＢ１１の他端は、トランスファスイッチＫ１２の一端に接続され、整流側インダクタＩＮＢ１２の他端は、トランスファスイッチＫ１３の一端に接続され、トランスファスイッチＫ１２の他端及びトランスファスイッチＫ１３の他端は、接続して整流側の第２入力端子Ａ１２となり、整流側インダクタＩＮＡ１２の整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ１２に対向して接続される他端と整流側インダクタＩＮＢ１１の整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ１１に対向して接続される他端との間にトランスファスイッチＫ１１が並列接続されており、整流側インダクタＩＮＢ１２の整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ１２に対向して接続される他端と整流側インダクタＩＮＣ１１の整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ１１に対向して接続される他端との間にトランスファスイッチＫ１４が並列接続されている。

【0012】

さらに、トランスファスイッチＫ１１及びトランスファスイッチＫ１４が切断され、かつ、トランスファスイッチＫ１２及びトランスファスイッチＫ１３が閉じられると、前記整流側の第１入力端子Ａ１１、整流側の第２入力端子Ａ１２、及び整流側の第３入力端子Ａ１３は、整流側三相入力端子を構成し、トランスファスイッチＫ１１、トランスファスイッチＫ１２、及びトランスファスイッチＫ１４が閉じられ、かつ、トランスファスイッチＫ１３が切断されると、整流側の第１入力端子Ａ１１及び整流側の第２入力端子Ａ１２は、接続して整流側の第３入力端子Ａ１３と整流側単相入力端子を構成し、又は、トランスファスイッチＫ１１、トランスファスイッチＫ１３、及びトランスファスイッチＫ１４が閉じられ、かつ、トランスファスイッチＫ１２が切断されると、整流側の第２入力端子Ａ１２及び整流側の第３入力端子Ａ１３は、接続して整流側の第１入力端子Ａ１１と整流側単相入力端子を構成する。

【0013】

さらに、整流側の第１入力端子Ａ１１の定格電流＝整流側の第２入力端子Ａ１２の定格電流＝整流側の第３入力端子Ａ１３の定格電流であり、整整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ１１の定格容量＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ１２の定格容量＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ１１の定格容量＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ１２の定格容量＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ１１の定格容量＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ１２の定格容量である。

【0014】

さらに、正極直流バスＢＵＳ２＋と負極直流バスＢＵＳ２－との間に並列接続された、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ２１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２２、及び整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ２１を含み、
前記整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ２１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２２、及び整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ２１は、それぞれ、交流端点ａ２１、交流端点ｂ２１、交流端点ｂ２２、交流端点ｃ２１が設けられており、交流端点ａ２１、交流端点ｂ２１、交流端点ｂ２２、交流端点ｃ２１は、それぞれ、整流側インダクタＩＮＡ２１、整流側インダクタＩＮＢ２１、整流側インダクタＩＮＢ２２、及び整流側インダクタＩＮＣ２１の一端に接続され、整流側インダクタＩＮＡ２１の他端及び整流側インダクタＩＮＣ２１の他端は、それぞれ、整流側の第１入力端子Ａ２１及び整流側の第３入力端子Ａ２３となり、整流側インダクタＩＮＢ２１の他端は、トランスファスイッチＫ２２の一端に接続され、整流側インダクタＩＮＢ２２の他端はトランスファスイッチＫ２３の一端に接続され、トランスファスイッチＫ２２の他端及びトランスファスイッチＫ２３の他端は、接続して整流側の第２入力端子Ａ２２となり、整流側インダクタＩＮＡ２１の整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ２１に対向して接続される他端と整流側インダクタＩＮＢ２１の整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２１に対向して接続される他端との間にトランスファスイッチＫ２１が並列接続されており、整流側インダクタＩＮＢ２２の整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２２に対向して接続される他端と整流側インダクタＩＮＣ２１の整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ２１に対向して接続される他端との間にトランスファスイッチＫ２４が並列接続されている。

【0015】

さらに、トランスファスイッチＫ２１及びトランスファスイッチＫ２４が切断され、かつ、トランスファスイッチＫ２２及びトランスファスイッチＫ２３が閉じられると、前記整流側の第１入力端子Ａ２１、整流側の第２入力端子Ａ２２、及び整流側の第３入力端子Ａ２３は、整流側三相入力端子を構成し、トランスファスイッチＫ２１、トランスファスイッチＫ２２、及びトランスファスイッチＫ２４が閉じられ、かつ、トランスファスイッチＫ２３が切断されると、整流側の第１入力端子Ａ２１及び整流側の第２入力端子Ａ２２は、接続して整流側の第３入力端子Ａ２３と整流側単相入力端子を構成し、又は、トランスファスイッチＫ２１、トランスファスイッチＫ２３、及びトランスファスイッチＫ２４が閉じられ、かつ、トランスファスイッチＫ２２が切断されると、整流側の第２入力端子Ａ２２及び整流側の第３入力端子Ａ２３は、接続して整流側の第１入力端子Ａ２１と整流側単相入力端子を構成する。

【0016】

さらに、整流側の第１入力端子Ａ２１の定格電流＝整流側の第２入力端子Ａ２２の定格電流＝整流側の第３入力端子Ａ２３の定格電流であり、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ２１の定格容量＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２１の定格容量の２倍＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２２の定格容量の２倍＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ２１の定格容量である。

【0017】

さらに、前記整流側パワーチューブブリッジアームは、Ｉ型３レベル回路であり、前記整流側三相入力端子の定格線間電圧は、好ましくは３０００Ｖ、前記整流側単相入力端子の定格電圧は、好ましくは３０００Ｖとしてもよい。

【0018】

さらに、前記正極直流バスと負極直流バスとの間の直流電圧定格値は、パワーチューブブリッジアーム直流耐圧を超えず、十分な安全マージンを残す前提で最高値を取る。

【0019】

本発明はまた、上記のいずれかのＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータを含む高速列車給電伝動システムを提供する。

【発明の効果】

【0020】

従来技術と比べて、本発明によるＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータの有益な効果は以下の通りである。
１．三相交流入力と単相交流入力の両方に対応し、適用範囲が広く、しかも三相入力端子に加えて単相入力端子を付加する必要がなく、結線が簡単になる。
２．システムを三相バランスに常に保つことができ、列車給電システムの安全・安定・経済的な運行を確保できる。
３．本発明によるＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータを列車トラクション伝動給電システム（高速列車給電伝動システムとも呼ばれる）に使用することにより、列車トラクション伝動給電システムは三相トラクション給電システムにも、単相トラクション給電システムにも適用され、適用範囲が広く、給電方式が柔軟である。
４．本発明によるＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータは、幹線鉄道だけでなく、都市軌道や都市鉄道にも使用することができる。
本発明の他の特徴及び利点は、後の発明を実施するための形態の部分で詳細に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0021】

添付の図面は、本発明の実施例の更なる理解を提供するために使用され、明細書の一部を構成し、以下の発明を実施するための形態と共に本発明の実施例を説明するために使用されるが、本発明の実施例を限定するものではない。

【図1】１つの例示的な実施例に示される単相・三相互換ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータの模式図である。

【図2】１つの例示的な実施例に示される別の単相・三相互換ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータの模式図である。

【図3】１つの例示的な実施例に示される列車トラクション伝動給電システム構造及び結線の模式図である。

【図4】１つの例示的な実施例に示される別の列車トラクション伝動給電システム構造及び結線の模式図である。

【図5】１つの例示的な実施例に示されるＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータの制御のフローチャートである。

【図6】１つの例示的な実施例に示される別のＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータの制御のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本発明の技術的態様を当業者によりよく理解させるために、以下では、図面及び特定の実施形態を参照して本発明をさらに説明する。

【0023】

実施例１
図１及び図２に示すように、本実施例は、複数の整流側パワーチューブブリッジアームを含み、整流側インダクタ及びトランスファスイッチによって対応する整流側パワーチューブブリッジアームに接続される３つの整流側入力端子をさらに含み、トランスファスイッチの開閉状態を変えることによって、前記ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータの整流側が外部三相電力入力と外部単相電力入力の両方に対応し、外部三相電力入力の場合、前記複数の整流側パワーチューブブリッジアームは三相整流回路で動作し、外部単相電力入力の場合、前記複数の整流側パワーチューブブリッジアームは単相整流回路で動作する、単相・三相互換ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータを提供する。

【0024】

ここで、整流側パワーチューブブリッジアームの数は実際の状況に応じて決定され、パワーチューブブリッジアームのスイッチングデバイスは、通常、半導体スイッチングデバイス、例えばＩＧＢＴなどであり、具体的に実施する際に、各スイッチングデバイスには、必要に応じて逆方向に並列接続されたダイオード又は他の回路網が設けられてもよく、具体的には、スイッチングデバイスの数やスイッチングデバイスの種類は、実際の状況に応じて設計すればよい。

【0025】

また、本実施例のコンバータ装置は、インバータ側パワーチューブブリッジアーム（図１に示すインバータ側パワーチューブブリッジアームＭＢＡ１、インバータ側パワーチューブブリッジアームＭＢＢ１、インバータ側パワーチューブブリッジアームＭＢＣ１では、インバータ側パワーチューブブリッジアームＭＢＡ１の交流端点ｘ１からインバータ側第１出力端子Ｂ１１が引き出され、インバータ側パワーチューブブリッジアームＭＢＢ１の交流端点ｙ１からインバータ側第２出力端子Ｂ１２が引き出され、インバータ側パワーチューブブリッジアームＭＢＣ１の交流端点ｚ１からインバータ側第３出力端子Ｂ１３が引き出される。また、図２に示すインバータ側パワーチューブブリッジアームＭＢＡ２、インバータ側パワーチューブブリッジアームＭＢＢ２、インバータ側パワーチューブブリッジアームＭＢＣ２では、インバータ側パワーチューブブリッジアームＭＢＡ２の交流端点ｘ２からインバータ側第１出力端子Ｂ２１が引き出され、インバータ側パワーチューブブリッジアームＭＢＢ２の交流端点ｙ２からインバータ側第２出力端子Ｂ２２が引き出され、インバータ側パワーチューブブリッジアームＭＢＣ２の交流端点ｚ２からインバータ側第３出力端子Ｂ２３が引き出される）をさらに含む。また、本実施例を実施する際には、外部三相電力入力の場合、整流側パワーチューブブリッジアームはすべて作動するように制御することができ、そのうちの特定の又はいくつかのパワーチューブブリッジアームを切断するように制御する必要がない。同様に、外部単相電力入力の場合も、整流側パワーチューブブリッジアームはすべて作動するように制御することができ、そのうちの特定の又はいくつかのパワーチューブブリッジアームを切断するように制御する必要がない。この２つの場合、切り替えは、対応するトランスファスイッチの開閉状態を変えるだけでよく、それによって、対応する整流側パワーチューブブリッジアームを閉じるか又は切断するように制御することによりコンバータの制御が複雑になることが回避され、操作されやすく、安全性及び信頼性が高い。

【0026】

好ましくは、外部三相電力入力の場合、前記複数の整流側パワーチューブブリッジアームは、三相整流回路で動作し、かつ、各整流側パワーチューブブリッジアームの電流能力が同じである。外部単相電力入力の場合、前記複数の整流側パワーチューブブリッジアームは、単相整流回路で動作し、かつ、各整流側パワーチューブブリッジアームの電流能力が同じである。

【0027】

ここで、各整流側パワーチューブブリッジアームの電流能力が同じであるとは、パワーエレクトロニクスデバイスを制御することで、各整流側パワーチューブブリッジアームの利用率を同じにすることを意味し、すなわち、実際の動作において、パワーエレクトロニクスデバイスを制御することにより、各整流側パワーチューブブリッジアームは同時に全負荷で動作し、又は実際の利用率が同じであり、パワーエレクトロニクスデバイスの容量の浪費が回避される。

【0028】

図２に示す形態では、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ２１の定格電流＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２１の定格電流の２倍＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２２の定格電流の２倍＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ２１の定格電流＝Ｉ１とすると、
外部三相電力入力の場合、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ２１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２１と整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２２、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ２１とは、共同で整流側の三相整流回路を構成する。この場合、整流側の第１入力端子Ａ２１の実際電流＝整流側の第２入力端子Ａ２２実際電流＝整流側の第３入力端子Ａ２３実際電流＝Ｉ２である場合、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ２１の実際電流＝Ｉ２、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２１の実際電流＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２２の実際電流＝Ｉ２／２、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ２１の実際利用容量＝Ｉ２となるように制御する。このとき、Ｉ２＝Ｉ１では、各整流側パワーチューブブリッジアームは、同時に全負荷で動作し、Ｉ１＜Ｉ２では、整流側パワーチューブブリッジアームは、実際利用率が同じである。

【0029】

外部単相電力入力の場合、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ２１と整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２２と整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ２１は、共同で整流側の単相整流回路を構成する。このとき、整流側の第１入力端子Ａ２１実際電流＝整流側の第２入力端子Ａ２２実際電流＝整流側の第３入力端子Ａ２３実際電流＝Ｉ３の場合、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ２１の実際電流＝２／３Ｉ３、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２１の実際電流＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２２の実際電流＝Ｉ３／３、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ２１の実際利用容量＝２／３Ｉ３となるように制御する。このとき、Ｉ３＝３／２Ｉ１では、各整流側パワーチューブブリッジアームは、同時に全負荷で動作し、Ｉ３＜３／２Ｉ１では、各整流側パワーチューブブリッジアームは、実際利用率が同じである。

【0030】

同じ制御方式は、図１に示す形態にも適用される。本発明によるアイデアに基づいて当業者が考えることができる他のブリッジアームの数の組み合わせ及び容量パラメータ設定も、本発明によって保護される対象に属する。

【0031】

好ましくは、図１に示すように、本実施例は、正極直流バスＢＵＳ１＋と負極直流バスＢＵＳ１－との間に並列接続された、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ１１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ１２、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ１１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ１２、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ１１、及び整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ１２を含んでもよく、
整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ１１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ１２、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ１１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ１２、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ１１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ１２は、それぞれ、交流端点ａ１１、交流端点ａ１２、交流端点ｂ１１、交流端点ｂ１２、交流端点ｃ１１、交流端点ｃ１２が設けられており、交流端点ａ１１、交流端点ａ１２、交流端点ｂ１１、交流端点ｂ１２、交流端点ｃ１１、交流端点ｃ１２は、それぞれ、整流側インダクタＩＮＡ１１、整流側インダクタＩＮＡ１２、整流側インダクタＩＮＢ１１、整流側インダクタＩＮＢ１２、整流側インダクタＩＮＣ１１、整流側インダクタＩＮＣ１２の一端に接続され、整流側インダクタＩＮＡ１１及び整流側インダクタＩＮＡ１２の他端は、接続して整流側の第１入力端子Ａ１１となり、整流側インダクタＩＮＣ１１及び整流側インダクタＩＮＣ１２の他端は、接続して整流側の第３入力端子Ａ１３となり、整流側インダクタＩＮＢ１１の他端はトランスファスイッチＫ１２の一端に接続され、整流側インダクタＩＮＢ１２の他端はトランスファスイッチＫ１３の一端に接続され、トランスファスイッチＫ１２の他端及びトランスファスイッチＫ１３の他端は、接続して整流側の第２入力端子Ａ１２となり、整流側インダクタＩＮＡ１２の整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ１２に対向して接続される他端と整流側インダクタＩＮＢ１１の整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ１１に対向して接続される他端との間にトランスファスイッチＫ１１が並列接続されており、整流側インダクタＩＮＢ１２の整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ１２に対向して接続される他端と整流側インダクタＩＮＣ１１の整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ１１に対向して接続される他端との間にトランスファスイッチＫ１４が並列接続されている。ここで、本実施例では、正極直流バスＢＵＳ１＋と負極直流バスＢＵＳ１－との間に並列接続されたバスコンデンサＢＵＳＣ１をさらに含んでもよい。

【0032】

具体的には、トランスファスイッチＫ１１及びトランスファスイッチＫ１４が切断され、かつ、トランスファスイッチＫ１２及びトランスファスイッチＫ１３が閉じられると、前記整流側の第１入力端子Ａ１１、整流側の第２入力端子Ａ１２、及び整流側の第３入力端子Ａ１３は、整流側三相入力端子を構成し、トランスファスイッチＫ１１、トランスファスイッチＫ１２、及びトランスファスイッチＫ１４が閉じられ、かつ、トランスファスイッチＫ１３が切断されると、整流側の第１入力端子Ａ１１及び整流側の第２入力端子Ａ１２は、接続して整流側の第３入力端子Ａ１３と整流側単相入力端子を構成し、又は、トランスファスイッチＫ１１、トランスファスイッチＫ１３、及びトランスファスイッチＫ１４が閉じられ、かつ、トランスファスイッチＫ１２が切断されると、整流側の第２入力端子Ａ１２及び整流側の第３入力端子Ａ１３は、接続して整流側の第１入力端子Ａ１１と整流側単相入力端子を構成する。

【0033】

具体的には、整流側の第１入力端子Ａ１１の定格電流＝整流側の第２入力端子Ａ１２の定格電流＝整流側の第３入力端子Ａ１３の定格電流、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ１１の定格容量＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ１２の定格容量＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ１１の定格容量＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ１２の定格容量＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ１１の定格容量＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ１２の定格容量である。このような定格容量を設定することによって、６つの整流側パワーチューブブリッジアームを含むＡＣ－ＤＣ－ＡＣコンバータ装置の容量利用率を最適にすることができる。

【0034】

また、好ましくは、図２に示すように、本実施例は、正極直流バスＢＵＳ２＋と負極直流バスＢＵＳ２－との間に並列接続された、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ２１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２２、及び整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ２１を含んでもよく、
前記整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ２１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２１、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２２、及び整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ２１は、それぞれ、交流端点ａ２１、交流端点ｂ２１、交流端点ｂ２２、交流端点ｃ２１が設けられており、交流端点ａ２１、交流端点ｂ２１、交流端点ｂ２２、交流端点ｃ２１は、それぞれ、整流側インダクタＩＮＡ２１、整流側インダクタＩＮＢ２１、整流側インダクタＩＮＢ２２、及び整流側インダクタＩＮＣ２１の一端に接続され、整流側インダクタＩＮＡ２１の他端及び整流側インダクタＩＮＣ２１の他端は、それぞれ、整流側の第１入力端子Ａ２１及び整流側の第３入力端子Ａ２３となり、整流側インダクタＩＮＢ２１の他端は、トランスファスイッチＫ２２の一端に接続され、整流側インダクタＩＮＢ２２の他端は、トランスファスイッチＫ２３の一端に接続され、トランスファスイッチＫ２２の他端及びトランスファスイッチＫ２３の他端は、接続して整流側の第２入力端子Ａ２２となり、整流側インダクタＩＮＡ２１の整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ２１に対向して接続される他端と整流側インダクタＩＮＢ２１の整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２１に対向して接続される他端との間にトランスファスイッチＫ２１が並列接続されており、整流側インダクタＩＮＢ２２の整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２２に対向して接続される他端と整流側インダクタＩＮＣ２１の整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ２１に対向して接続される他端との間にトランスファスイッチＫ２４が並列接続されている。ここで、本実施例は、正極直流バスＢＵＳ２＋と負極直流バスＢＵＳ２－との間に並列接続されたバスコンデンサＢＵＳＣ２をさらに含んでもよい。

【0035】

具体的には、トランスファスイッチＫ２１及びトランスファスイッチＫ２４が切断され、かつ、トランスファスイッチＫ２２及びトランスファスイッチＫ２３が閉じられると、前記整流側の第１入力端子Ａ２１、整流側の第２入力端子Ａ２２、及び整流側の第３入力端子Ａ２３は、整流側三相入力端子を構成し、トランスファスイッチＫ２１、トランスファスイッチＫ２２、及びトランスファスイッチＫ２４が閉じられ、かつ、トランスファスイッチＫ２３が切断されると、整流側の第１入力端子Ａ２１及び整流側の第２入力端子Ａ２２は、接続して整流側の第３入力端子Ａ２３と整流側単相入力端子を構成し、又は、トランスファスイッチＫ２１、トランスファスイッチＫ２３、及びトランスファスイッチＫ２４が閉じられ、かつ、トランスファスイッチＫ２２が切断されると、整流側の第２入力端子Ａ２２及び整流側の第３入力端子Ａ２３は、接続して整流側の第１入力端子Ａ２１と整流側単相入力端子を構成する。

【0036】

具体的には、整流側の第１入力端子Ａ２１の定格電流＝整流側の第２入力端子Ａ２２の定格電流＝整流側の第３入力端子Ａ２３の定格電流、整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＡ２１の定格容量＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２１の定格容量の２倍＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＢ２２の定格容量の２倍＝整流側パワーチューブブリッジアームＬＢＣ２１の定格容量である。このような定格容量を設定することによって、４つの整流側パワーチューブブリッジアームを含むＡＣ－ＤＣ－ＡＣコンバータ装置の容量利用率を最適にすることができる。

【0037】

本実施例では、整流側三相入力端子の定格線間電圧は３０００Ｖ、整流側単相入力端子の定格電圧は３０００Ｖとしてもよい。また、整流側パワーチューブブリッジアームはＩ型３レベル回路であってもよい。なお、Ｉ型３レベル回路を使用することによって、三相給電伝動システムへの使用が可能になる一方、３０００Ｖ入力電圧の要件を満たすまでコンバータ電圧レベルが向上し得、これは、入力電圧レベル３０００Ｖに応じて選択される最適な回路手段である。

【0038】

本実施例では、前記正極直流バスと負極直流バスとの間の直流電圧定格値は、パワーチューブブリッジアームの直流耐圧を超えず、十分な安全マージンを残す前提で最高値を取る。

【0039】

本発明をよりよく理解するために、図３及び図４に示すように、本実施例による単相・三相ＡＣ－ＤＣ－ＡＣコンバータ装置は、単相・三相に対応する高速列車給電伝動システム（本発明と同出願日の、公開番号ＣＮ１１３７９９６６３Ａの別の特許出願「高速列車給電伝動システム、ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータ、及びその制御方法」を参照）に適用することができる。

【0040】

一例として、図１に示すように６つの整流側パワーチューブブリッジアームを含むＡＣ－ＤＣ－ＡＣコンバータ装置の形態が単相・三相に対応する高速列車給電伝動システムに適用される場合（図３又は図４参照）、その制御方法の流れは図５を参照することができ、ここで、適用シーンのニーズを決定することは、具体的には、高速列車給電伝動システムの目標作動モードが単相給電伝動モードか三相給電伝動モードかを判断することを意味してもよい。さらに、適用シーンに応じてトランスファスイッチＫ１１、トランスファスイッチＫ１２、トランスファスイッチＫ１３、及びトランスファスイッチＫ１４を操作して、３つの整流側入力端子（整流側の第１入力端子Ａ１１、整流側の第２入力端子Ａ１２、及び整流側の第３入力端子Ａ１３）で三相入力端子又は単相入力端子を構成する。

【0041】

具体的には、図３に示す結線形態（整流側の第１入力端子Ａ１１は、フィードアウトケーブルＬＮＡ１及びフィードアウトスイッチＫＱＡ１を介して給電ケーブルＬＡに接続され、整流側の第２入力端子Ａ１２は、フィードアウトケーブルＬＮＢ１及びフィードアウトスイッチＫＱＢ１を介して給電ケーブルＬＢに接続され、整流側の第３入力端子Ａ１３は、フィードアウトケーブルＬＮＣ１及びフィードアウトスイッチＫＱＣ１を介して給電ケーブルＬＣに接続され、給電ケーブルＬＡ、給電ケーブルＬＢ、及び給電ケーブルＬＣは、それぞれ、給電バスＭＡ、給電バスＭＢ、及び給電バスＭＣに接続され、トランスファスイッチＫは、給電バスＭＡと給電バスＭＢとの間に並列接続される。）では、トランスファスイッチＫが閉じられたか否かを判定することによって、高速列車給電伝動システムの目標作動モードを判定することができ、トランスファスイッチＫが切断される場合、高速列車給電伝動システムの目標作動モードは三相給電伝動モードであり、その場合、トランスファスイッチＫ１１及びトランスファスイッチＫ１４を切断して、トランスファスイッチＫ１２及びトランスファスイッチＫ１３を閉じる必要がある。トランスファスイッチＫが閉じられる場合、高速列車給電伝動システムの目標作動モードは単相給電伝動モードであり、この場合、トランスファスイッチＫ１１、トランスファスイッチＫ１２、トランスファスイッチＫ１４を閉じ、トランスファスイッチＫ１３を切断する必要がある。なお、トランスファスイッチＫ１１、トランスファスイッチＫ１３、トランスファスイッチＫ１４を閉じ、トランスファスイッチＫ１２を切断することで、整流側の第２入力端子Ａ１２と整流側の第３入力端子Ａ１３を接続して、整流側の第１入力端子Ａ１１と整流側単相入力端子を構成するという操作は、整流側の第１入力端子Ａ１１が給電ケーブルＬＣに電気的に接続され、第２入力端子Ａ１２が給電ケーブルＬＢに電気的に接続され、第３入力端子Ａ１３が給電ケーブルＬＡに電気的に接続される図４に示す結線形態に適用することができ、他の結線関係は図示の通りである。他の適用可能な結線関係に関しては、当業者であれば、実際の状況に応じて調整すればよいため、ここではこれ以上説明しない。また、図３及び図４には、集電装置ＣＡ、集電装置ＣＢ、集電装置ＣＣ、集電ケーブルＬＡ０、集電ケーブルＬＢ０、集電ケーブルＬＣ０、集電スイッチＫＬＡ、集電スイッチＫＬＢ、集電スイッチＫＬＣ、電圧変成器ＰＴＡＢ、電圧変成器ＰＴＢＣ、電圧変成器ＰＴＣＡ、計測コントローラＣＴＬも関与している。

【0042】

図２に示すように４つの整流側パワーチューブブリッジアームを含むＡＣ－ＤＣ－ＡＣコンバータ装置の形態では、どのように単相・三相に対応する高速列車給電伝動システムに適用するかは、当業者が前記の説明を参照することができ、制御方法は、図６を参照することができ、具体的な結線関係及び対応する操作方式についてもこれ以上説明しない。

【0043】

実施例２
本発明の実施例２は、上記の実施例１の単相・三相互換ＡＣ－ＤＣ－ＡＣトラクションコンバータを含む高速列車給電伝動システムを提供する。本発明の実施例２の高速列車給電伝動システムは、三相トラクション給電システムにも、単相トラクション給電システムにも適用され、適用範囲が広く、給電方式が柔軟である。

【0044】

以上は、本発明の好ましい実施形態に過ぎず、上記の好ましい実施形態は本発明に対する限定とみなすべきではなく、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で定められた範囲に準じるものである。当業者は、本発明の精神及び範囲を逸脱しない範囲で、いくつかの改良及び修正を加えることもでき、これらの改良及び修正もまた、本発明の保護範囲とみなされるものとする。

【符号の説明】

【0045】

Ａ１１，Ａ２１ 整流側の第１入力端子
Ａ１２，Ａ２２ 整流側の第２入力端子
Ａ１３，Ａ２３ 整流側の第３入力端子
ａ１１，ａ１２，ａ２１ 交流端点
ｂ１１，ｂ１２，ｂ２１，ｂ２２ 交流端点
ｃ１１，ｃ１２，ｃ２１ 交流端点
Ｂ１１，Ｂ２１ インバータ側第１出力端子
Ｂ１２，Ｂ２２ インバータ側第２出力端子
Ｂ１３，Ｂ２３ インバータ側第３出力端子
ＢＵＳ１＋，ＢＵＳ２＋ 正極直流バス
ＢＵＳ１－，ＢＵＳ２－ 負極直流バス
ＢＵＳＣ１，ＢＵＳＣ２ バスコンデンサ
ＩＮＡ１１，ＩＮＡ１２，ＩＮＡ２１ 整流側インダクタ
ＩＮＢ１１，ＩＮＢ１２，ＩＮＢ２１，ＩＮＢ２２ 整流側インダクタ
ＩＮＣ１１，ＩＮＣ１２，ＩＮＣ２１ 整流側インダクタ
Ｋ１１，Ｋ１２，Ｋ１３，Ｋ１４，Ｋ２１，Ｋ２２，Ｋ２３，Ｋ２４ トランスファスイッチ
ＬＢＡ１１，ＬＢＡ１２，ＬＢＡ２１ 整流側パワーチューブブリッジアーム
ＬＢＢ１１，ＬＢＢ１２，ＬＢＢ２１，ＬＢＢ２２ 整流側パワーチューブブリッジアーム
ＬＢＣ１１，ＬＢＣ１２，ＬＢＣ２１ 整流側パワーチューブブリッジアーム
ＭＢＡ１，ＭＢＡ２ インバータ側パワーチューブブリッジアーム
ＭＢＢ１，ＭＢＢ２ インバータ側パワーチューブブリッジアーム
ＭＢＣ１，ＭＢＣ２ インバータ側パワーチューブブリッジアーム
ｘ１，ｘ２ 交流端点
ｙ１，ｙ２ 交流端点
ｚ１，ｚ２ 交流端点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】