滤波装置及电动车驱动控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及滤波装置及电动车驱动控制装置。
【背景技术】
[0002] 作为现有的电动车驱动控制装置，例如在下述专利文献1中记载了以下结构：为 了抑制逆变器驱动电动机时所产生的噪声电流流出到直流架空线侧，在逆变器的输入侧 (直流架空线侧）具有由滤波电抗器和滤波电容器构成的滤波装置。
[0003] 另一方面，在逆变器产生的噪声电流较大的情况下，或噪声电流限制值较低的情 况下（即，耐噪声电流量较小的情况），为了使噪声电流的流出阻止更可靠，可以如下述专 利文献2所述那样构成二阶滤波器。
[0004] 在该专利文献2所揭示的滤波装置中，使用进行了磁耦合的滤波电抗器来构成用 于比专利文献1的滤波装置进一步提高噪声电流的抑制效果（流出阻止效果）的二阶滤波 器，并将从构成第一阶滤波器的第一滤波电抗器和构成第二阶的滤波器的第二滤波电抗器 的连接点引出的中间抽头与第三滤波电抗器电连接。第三滤波电抗器用于抵消因第一和第 二滤波电抗器间的磁耦合而产生的负的等效电感。通过设置第三滤波电抗器，从而能获得 原本设想的二阶滤波器。因此，能使未设置第三滤波电抗器时恶化的高频带中的噪声电流 的衰减特性为二阶滤波器原有的特性。通过使用磁耦合的滤波电抗器，能使滤波电抗器小 型化。 现有技术文献 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本专利特开平02-151202号公报 专利文献2 :日本专利特开2002-315101号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0006] 但是，在上述专利文献2的滤波装置中，与中间抽头相连接的第二滤波电容器发 生短路故障时，来自架空线的短路电流不会流过第一滤波电抗器而仅流过第二滤波电抗 器，因此，流过发生短路故障的第三滤波电容器中的故障电流增大，可能使设置于架空线和 滤波装置之间的断路器的上位系统的断路器进行动作。在使上位系统的断路器进行动作的 情况下，同样会停止对其他电动车进行供电，因此，存在会给铁路服务商的所有车辆运行带 来较大障碍的问题。
[0007] 即使在上位系统的断路器不进行动作而使本车断路器进行动作的情况下，难以判 断是第二滤波电容器发生故障还是逆变器发生故障，因此，不能使逆变器进行动作。因此， 存在车辆无法自行行驶到基地等，会对铁路服务商的车辆运行带来少许障碍的问题。
[0008] 在第二滤波电容器发生短路故障的情况下，滤波特性发生较大变化，因此存在噪 声电流的抑制效果恶化的问题。
[0009] 上述问题在以下情况下也同样会发生：S卩，对于具有用于改善特定频率区域的噪 声电流的衰减率的电感元件和电容元件的特定频率旁路用滤波器，在其与供电源相连接而 两者之间不具有足够大的电感元件的情况下，在特定频率旁路用滤波器中发生短路故障的 情况。
[0010] 本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于获得一种滤波装置，该滤波装置中， 即使在与供电源之间没有足够大的电感元件的状态下与供电源相连接的电容元件中发生 了短路故障的情况下，也能迅速去除故障并在故障去除后使逆变器进行动作。 解决技术问题所采用的技术方案
[0011] 本发明的滤波装置去除逆变器所产生的噪声电流，其特征在于，包括：滤波电容 器，该滤波电容器与上述逆变器的直流部并联设置；滤波电抗器，该滤波电抗器设置于上述 滤波电容器的高电位侧和直流电的供电源之间；以及串联电路部，该串联电路部串联连接 电路断开部、电感元件及电容元件而成，该电路断开部在有大于额定电流的电流流过时断 开，所述串联电路部的一端与所述滤波电容器的低电位侧相连接，且该串联电路部与所述 滤波电抗器的一端相连接。 发明效果
[0012] 根据本发明，即使在与供电源之间未设置有足够大的电抗器的状态下与供电源的 相连接的电容元件中发生了短路故障的情况下，也能获得可靠地排除故障，并在故障排除 后使逆变器进行动作的效果。
【附图说明】
[0013] 图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电动车驱动控制装置的一个结构例的 图。 图2是表示图1所示的滤波电路部分的等效电路的图 图3是表示图2的等效电路的仿真结果的图。 图4是表示专利文献1等所揭示的电动车驱动控制装置的结构的图。 图5是表示专利文献2所揭示的电动车驱动控制装置的结构的图。 图6是表示图5所示的滤波装置的滤波特性的图。 图7是用于说明图4所示的电动车驱动控制装置中电容器发生短路故障而有短路电流 流过时的图。 图8是用于说明图5所示的电动车驱动控制装置中架空线侧的电容器发生短路故障而 有短路电流流过时的图。 图9是表示本发明的实施方式2所涉及的电动车驱动控制装置的一个结构例的图。 图10是表示在一阶结构的滤波装置中、在相比滤波电抗器更靠近架空线一侧插入有 特定频率旁路用滤波器的情况下的一个例子的图。 图11是表示在一阶结构的滤波装置中、在相比滤波电抗器更靠近负载一侧插入有特 定频率旁路用滤波器的情况下的一个例子的图。 图12是表示在使用磁耦合的滤波电抗器的二阶结构的滤波装置中、在相比第二滤波 电抗器更靠近架空线一侧插入有特定频率旁路用滤波器的情况下的一个例子的图。 图13是表示在使用磁耦合的滤波电抗器的二阶结构的滤波装置中、在相比第一滤波 电抗器更靠近负载一侧插入有特定频率旁路用滤波器的情况下的一个例子的图。 图14是表示在使用未进行磁耦合的滤波电抗器的二阶结构的滤波装置中、在相比第 二滤波电抗器更靠近架空线一侧插入有特定频率旁路用滤波器的情况下的一个例子的图。 图15是表示在使用未进行磁耦合的滤波电抗器的二阶结构的滤波装置中、在相比第 一滤波电抗器更靠近负载一侧插入有特定频率旁路用滤波器的情况下的一个例子的图。 图16是表示在图12所示的滤波结构装置中改善了 25Hz附近的衰减率的滤波特性的 图。
【具体实施方式】
[0014] 下面参照附图，对本发明的实施方式所涉及的滤波装置及电动车驱动控制装置进 行说明。此外，本发明并非由以下所示的实施方式所限定。
[0015] 实施方式1. 图1是表示包括本发明的实施方式1所涉及的电动车驱动控制装置的一个结构例的 图。实施方式1的电动车驱动控制装置中，作为主要构成部包括滤波装置5、逆变器6、电动 机（感应电动机或同步电动机）7。滤波装置5配置在设置于直流电的供电源侧的断路器4 和逆变器6之间，包括第一至第三滤波电抗器（51a至51c)、第一及第二滤波电容器（52a、 52b)、及作为电路断开部的熔断器53。熔断器53会因流过大于额定电流的电流而熔化并断 开电路。作为电路断开部，只要在流过大于额定电流的电流的情况下能断开电路，也可以不 采用熔断器。
[0016] 在图1中，对于施加于作为直流电的供电源的架空线1和轨道2之间的直流电压， 在集电器3与直流电压的高电位侧相接触时，通过断路器4及滤波装置5而施加到逆变器 6的直流部的高电位侧母线55a。逆变器6的直流部的低电位侧母线55b通过车轮8与轨 道2相连接。逆变器6将接受到的直流电转换为可变电压可变频率控制（VVVF控制）或固 定电压可变频率控制（CVVF控制）的交流电，并提供给车辆驱动用电动机7。滤波装置5去 除逆变器6所产生的噪声电流，防止噪声电流流出到架空线1。
[0017] 图1所示的第一及第二滤波电抗器（51a，51b)由带中间抽头的电抗器构成，根据 中间抽头位置来分割为两个电感元件即第一滤波电抗器51a及第二滤波电抗器51b。带中 间抽头的电抗器中相比中间抽头更靠近逆变器侧为第一滤波电抗器51a，相比中间抽头更 靠近供电源侧为第二滤波电抗器51b。第一滤波电抗器和第二滤波电抗器也可以构成为独 立的电抗器。在由两个独立的电抗器构成的情况下，可以相互磁耦合，也可以不进行磁耦 合。
[0018] 第一及第二滤波电抗器（51a，51b)与逆变器6的直流部的高电位侧母线55a相连 接。由于是带中间抽头的电抗器，因此第一滤波电抗器51a与第二滤波电抗器51b磁耦合。
[0019] 第一滤波电容器52a的一端连接至与第一滤波电抗器51a的一端相连接的逆变器 6的直流部的高电位侧母线55a，第一滤波电容器52a的另一端连接至逆变器6的直流部的 低电位侧母线55b。即，第一滤波电容器52a与逆变器6的直流部并联设置。该第一滤波电 容器52a与第一滤波电抗器51a-同构成第一阶的滤波电路（LowPassFilter(低通滤波 器）：LPF电路）。将第一滤波电抗器51a简称为滤波电抗器，将第一滤波电容器52a简称 为滤波电容器。
[0020] 熔断器53的一端连接至从第一滤波