蓄电装置制造方法及图纸

实施方式的蓄电装置具备蓄电元件、可变电压源、联结电抗器、电流检测器及控制电路。蓄电元件与具有第1极及第2极的直流电线路连接，能够进行对直流电线路的充放电。可变电压源串联地连接在直流电线路的第1极与蓄电元件的正极之间，能够产生直流电线路与蓄电元件的差分的范围的直流电压。联结电抗器连接在直流电线路的第1极与可变电压源之间。电流检测器检测在联结电抗器中流通的电流。控制电路使用由电流检测器检测的电流，对可变电压源进行驱动控制，以调整电路整体的输出电压与所述充电元件的输出电压的差分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蓄电装置
本专利技术的实施方式涉及蓄电装置。
技术介绍
直流电气铁路的电力供给系统即直流馈电系统，被认为负载变动激烈、架线的电压变动大。近年来，在这样的直流电气铁路中，行驶中的车辆减速(制动)时，使发动机作为发电机发挥功能，将发电的电力(再生电力)返回至馈电侧的再生车的导入正在进展。这样的被返回到馈电侧的再生电力，在周边必须存在吸收(使用)该再生电力的负载例如正在加速的车辆等。在没有那样的负载的情况下，再生车将陷入再生失效。另一方面，直流馈电系统由于使用二极管整流器从交流的电力系统制出直流电源，因此为了将这样的再生电力返回到交流的电力系统而必须设置再生逆变器。另外，即使设置再生逆变器，如果交流电源系统中不存在消耗再生逆变器再生的电力的负载，则上游的送电网(电力公司的电力系统)会发生逆潮流，铁路事业者不能获得降低购买电力量的效果。另一方面，为了吸收车辆的再生电力，在直流馈电系统内设置蓄电设备的情况存在。在该情况下，能够用蓄电设备吸收再生车的剩余再生电力，另外，通过将蓄积于蓄电设备的能量放电，能够降低馈电用变电所的输入能量。另外，通过设置蓄电设备，也能够抑制架线电压的变动。另一方面，需要在蓄电设备使用的蓄电池与架线之间连接电压变换用的变换器。作为在蓄电池与架线之间使用电压变换用的变换器的现有的技术，有例如通过使蓄电元件的电压升压而联结于馈电线的升降压斩波电路对蓄电池充放电的技术。在该技术中，变换器的输出和馈电线中流通的电力相等，需要具有蓄电设备的额定输出相当的升降压斩波电路的变换器。另外，在该技术中，如果没有将蓄电池的电压设定为比架线的电压的变动最低值低，则在架线的电压降低的情况下通过升压斩波电路的回流二极管在架线中流通无控制的电流的问题存在。因此，必须将蓄电池的电压设定为比架线的电压的变动的最下限值低的电压，作为变换器，要求较大的额定电流。另外在该技术中，从电抗器产生噪音，需要对装置或者设置装置的建筑物施行噪音对策。对此，有对于变换器串联地插入变换器并将该变换器负担的偏置电压量设为一定电压来进行控制的技术。在该技术的情况下，串联补偿用的变换器分担负载，因此能够使一个一个的变换器小型化。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2001－287572号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，在上述的现有技术中，除了输出一定电压的串联补偿用的变换器以外，还将用于在架线的电压一直上升到超过额定的电压值的情况下抑制电压的电流控制电路与蓄电池串联地连接而设置，因此在结果上需要2个电力变换器，设备变大。另外，在该技术的情况下，是蓄电池相对于电容器串联地连接的构成，因此蓄电池的电位从轨道的电位上升，为了防止与接地的短路，必须强化蓄电池侧的绝缘，安全性的确保困难。本专利技术要解决的课题在于，提供能够在应对负载变动、架线的电压变动的同时提高安全性并且能够提高蓄电设备的控制性的蓄电装置。用于解决课题的手段实施方式的蓄电装置具备蓄电元件、可变电压源、联结电抗器、电流检测器、控制电路。蓄电元件与具有第1极及第2极的直流电线路连接，能够进行对直流电线路的充放电。可变电压源串联地连接在直流电线路的第1极与蓄电元件的正极之间，能够产生直流电线路与蓄电元件的差分的范围的直流电压。联结电抗器连接在直流电线路的第1极与可变电压源之间。电流检测器检测在联结电抗器中流通的电流。控制电路使用由电流检测器检测的电流，对可变电压源进行驱动控制，以调整电路整体的输出电压与所述充电元件的输出电压的差分。附图说明图1是表示第1实施方式的蓄电装置的构成的图。图2是表示第2实施方式的蓄电装置的构成的图。图3是表示第3实施方式的蓄电装置的构成的图。图4是表示第4实施方式的蓄电装置的构成的图。图5是表示半导体断路器的构成例的图。图6是表示蓄电装置的控制电路的第1构成例(第5实施方式)的图。图7是表示蓄电装置的控制电路的第2构成例(第5实施方式)的图。具体实施方式以下，参照附图对实施的方式进行详细地说明。(第1实施方式)参照图1对一个实施的方式的蓄电装置进行说明。直流电气铁路的电力供给系统即直流馈电系统，作为送电线，用架线、轨道及电车等车辆(未图示)构成直流电线路1。在该直流电线路1中，架线是正极侧电位的电线路，是作为第1极的正极1a。轨道是负极侧电位的电线路，是作为第2极的负极1b。该直流电线路1上连接有二极管整流器和能够再生的车辆(再生车)。也将再生车叫做车辆负载。如图1所示，该实施方式的蓄电装置2具有蓄电元件10、可变电压源9、联结电抗器4、电流检测器24及控制电路25等。蓄电元件10是能够进行对直流电线路1的充放电、并具有接近恒压源的特性的蓄电池、所谓的电池。蓄电元件10除了是蓄电池以外，例如也可以是具有较大的静电电容的电容器。可变电压源9串联地连接在直流电线路1的正极1a与蓄电元件10的正极之间。可变电压源9是将例如外部的交流电压变换为直流电压并产生电压的交直变换器、即逆变器电路。该可变电压源9是能够产生直流电线路1与蓄电元件10的差分的范围的直流电压的小型的电路构成的电压源。联结电抗器4连接在直流电线路1的正极1a与可变电压源9之间的电路上。联结电抗器4是将可变电源9联结在直流电线路1上，并且串联地连接在直流电线路1与可变电源9之间的电抗器(将绝缘的电线卷绕成螺线管状的线圈)，是为了去除来自可变电源9的电流中包含的波动而设置的。电流检测器24连接在联结电抗器4与可变电压源9之间的电路上。电流检测器24检测在联结电抗器4中流通的电流。控制电路25使用由电流检测器24检测的电流，对可变电压源9进行驱动控制，以调整电路整体的输出电压(直流电线路1的正极1a与负极1b间的电压)与蓄电元件10的输出电压的差分并使蓄电装置2能够输出所期望的电流。控制电路25对可变电压源9进行驱动控制，以使可变电压源9的输出电压小于蓄电元件10的电压。在此，所谓的驱动控制，是控制可变电压源9而使可变电压源9产生的电压变化。可变电压源9能够产生正负两方的电压。另外，关于可变电压源9的详细构成，在下面的实施方式以后进行说明。控制电路25在直流电线路1的电压大于蓄电元件10的电压时，对可变电压源9进行驱动控制以产生负的电压。另外，控制电路25对可变电压源9进行驱动控制，以使可变电压源9的输出电压小于蓄电元件10的电压。在该第1实施方式中，在直流电线路1上产生了负载变动、电压变动的情况下，该变动量被电流检测器24检测为电流，所以控制电路25根据由电流检测器24检测的电流对可变电压源9进行驱动控制以调整直流电线路1与蓄电元件10的输出电压的差分，而使可变电压源9产生变动量(超过或不足量)的电压，因而能够稳定地进行对直流电线路1的电力供给。这样，根据第1实施方式，通过将能够产生直流电线路1与蓄电元件10的差分的范围的直流电压的小型的可变电压源9安装于蓄电装置2，并由控制电路25对可变电压源9进行驱动控制以产生该差分的范围的直流电压，从而能够在应对直流馈电系统的架线的电压变动、负载变动的同时使包含可变电压源9的蓄电装置2整体小型化，并能够在降低蓄电装置的设备导入成本的同时提高蓄电设备的控制性。即，通过构成如上所述那样的蓄电装置2，能够相应于电流指令控制联结电抗器4的电流，此时的可变电压源9产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄电装置，具备：蓄电元件，与具有第1极及第2极的直流电线路连接，能够进行对所述直流电线路的充放电；可变电压源，串联地连接在所述直流电线路的第1极与所述蓄电元件的正极之间，能够产生所述直流电线路与所述蓄电元件的差分的范围的直流电压；联结电抗器，连接在所述直流电线路的第1极与所述可变电压源之间；电流检测器，检测在所述联结电抗器中流通的电流；以及控制电路，使用由所述电流检测器检测的电流，对所述可变电压源进行驱动控制，以调整电路整体的输出电压与所述充电元件的输出电压的差分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.13 JP 2015-0512431.一种蓄电装置，具备：蓄电元件，与具有第1极及第2极的直流电线路连接，能够进行对所述直流电线路的充放电；可变电压源，串联地连接在所述直流电线路的第1极与所述蓄电元件的正极之间，能够产生所述直流电线路与所述蓄电元件的差分的范围的直流电压；联结电抗器，连接在所述直流电线路的第1极与所述可变电压源之间；电流检测器，检测在所述联结电抗器中流通的电流；以及控制电路，使用由所述电流检测器检测的电流，对所述可变电压源进行驱动控制，以调整电路整体的输出电压与所述充电元件的输出电压的差分。2.如权利要求1所述的蓄电装置，其中，具有监视所述可变电压源的负载状态的负载状态检测部，所述控制电路，根据由所述负载状态检测部检测到的所述可变电压源的负载状态，对所述可变电压源进行驱动控制。3.如权利要求1或2所述的蓄电装置，其中，所述控制电路，对所述可变电压源进行驱动控制，以使在所述蓄电元件中流通的电流达到一定值以下。4.如权利要求1至3中任一项所述的蓄电装置，其中，所述控制电路，在所述直流电线路的电压比所述蓄电元件的电压大时，对所述可变电压源进行驱动控制，以产生负的电压。5.如权利要求1至4中任一项所述的蓄电装置，其中，所述控制电路，对所述可变电压源进行驱动控制，以使所述可变电压源的输出电压比所述蓄电元件的电压小。6.如权利要求1至5中任一项所述的蓄电装置，其中，所述控制电路，在检测到的所述蓄电元件的状态超过了规定的阈值的情况下，对所述可变电压源进行驱动控制，以抑制在所述蓄电元件中流通的电流。7.如权利要求1至6中任一项所述的蓄电装置，其中，所述控制电路，从上位系统接受电力指令，通过基于该电力指令的驱动控制使所述可变电压源的产生电压变化，控制所述蓄电元件的充放电。8.如权利要求1至7中任一项所述的蓄电装置，其中，所述控制电路，基于所述蓄电元件的状态和所述直流电线路的电压，对所述可变电压源输出充放电指令，并进行控制以使基于所述蓄电元件和所述可变电压源的电压与所述充放电指令一致。9.如权利要求1至8中任一项所述的蓄电装置，其中，所述控制电路，进行驱动控制，以使所述可变电压源将所述蓄电元件作为电源对所述直流电线路供给电力。...

【专利技术属性】
技术研发人员：野木雅之，真木康次，佐竹信彦，
申请(专利权)人：株式会社东芝，东芝基础设施系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP