変換器容量の低減を目的とした電気鉄道用パワーラインコンディショナの制御法

石倉規雄; 平木英治; 田中俊彦

文献

J-GLOBAL ID：200902239357504486 整理番号：09A0926492

変換器容量の低減を目的とした電気鉄道用パワーラインコンディショナの制御法

New Control Method of Active Power Quality Compensator with Reduced-Capacity Three-Leg Inverter for Electrified Railways

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資料名：
巻： 129 号： 9 ページ： 907-913 (J-STAGE) 発行年： 2009年
JST資料番号： X0451A ISSN： 0913-6339 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：日本 (JPN) 言語：日本語 (JA)

交流電気鉄道では,スコット変圧器で三相交流電力を受電し,上りと下りの二組の単相電力をき電しているが,電車が加減速を頻繁に繰り返すため,二組のき電線で不平衝が生じ,電圧不平衝と電圧変動が大きくなる。この問題を解決するために,α相およびβ相にそれぞれ単相インバータを接続し,各インバータの直流側を接続した不平衡補償装置が提案されている。しかし,高調波電流の補償が行われていないため電源電流には高調波電流が残存している。これに対し,3レグインバータを用いた鉄道用アクティブパワーラインコンディショナが提案されている。これは,3レグを有する三相インバータを用いた点に特長があり,無効電流,高調波電流および有効電流の不平衝分が補償されるが,変換器容量が増大する問題があった。本論文では,電気鉄造用アクテイブパワーラインコンディショとして動作する3レグインバータの変換器容量の低減を目的として,電源側で力率を制御可能なアクティブパワーラインコンディショナの制御法を提案した。これは有効電流を検出し目標とする電源の力率に制御するための基本波無効電流の大きさを演算することで任意の力率を有する電源電流を得るものである。本論文では,PSIMを用いた計算機シミュレーションにより提案方法の有効性を確認し,また実験によりその有効性を確認した。それらの結果から,力率0.9の正弦波の電源電流が得られることが分かった。また,変換器容量を約13%低減可能であることを示した。

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電力変換器

引用文献 (11件)：

(1) Y. Mochinaga, T. Uzuka, S. Hase, Y. Hisamizu, and Y. Ishizeki: “Development of Single Phase Feeding Power Conditioner for Shinkansen Depot.”, IEEJ Trans. on PE, Vol. 120, No. 8/9, pp. 1084-1090 (2000) (in Japanese)
(2) S. T. Senini and P. J. Wolfs: “Novel Topology for Correction of Unbalanced Load in Single Phase Electric Traction Systems”, in PESC Rec. IEEE Annual Power Electronics Specialists Conf., Vol. 3, pp. 1208-1212, Cairns, Australia (2002-6)
(3) Z. Sun, X. Jiang, D. Zhu, and G. Zhang: “A Novel Power Quality Compensator Topology for Electrified Railway”, in IEEE Trans. on PE, Vol. 19, No. 4, pp. 1036-1042 (2004)
(4) T. Tanaka, N. Ishikura, and E. Hiraki: “A Constant DC Voltage Control Based Compensation Method of an Active Power Quality Compensator for Electrified Railways”, IEEJ Trans. Electrical and Electronic Engineering, Vol. 4, No. 4, pp. 435-441 (2009)
(5) T. Tanaka, H. Fukui, E. Hiraki, S. Watanabe, and S. Fukuma: “A New Current Balancer in Single-Phase Three-Wire Secondary Distribution Feeders Using the Correlation Coefficients”, IEEJ Trans. on IA, Vol. 127, No. 6, pp. 675-681 (2007-6) (in Japanese)

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