編組列車及構成編組列車的車輛的增加方法
【專利摘要】本發(fā)明的課題是分散構成編組列車的列車軸載重，以1輛為單位增減編組列車。為了達成上述課題，本發(fā)明的編組列車具備：集電單元，從列車的外部獲得電力；變壓單元，對從集電單元供給的電力進行變壓；電力變換單元，將從變壓單元輸出的電力變換為電壓可變頻率可變的交流電力；和交流電動機，被電力變換單元驅(qū)動，該編組列車連結(jié)多個車輛而構成，編組列車的特征在于，還具備：第1電力供給線纜，一端與變壓單元的次級側(cè)連接，另一端與電力變換單元連接，向電力變換單元供給從變壓單元輸出的電力；和第2電力供給線纜，一端能夠與變壓單元的次級側(cè)連接，另一端被電開路。
【專利說明】編組列車及構成編組列車的車輛的增加方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及編組列車。

【背景技術】
[0002]一般，利用鐵道的乘客的數(shù)量隨著列車運行的地域和區(qū)間、或季節(jié)和時間段等而不同。此外，在利用了鐵道的運輸中，運輸量并不限于每次都相同。因此，根據(jù)乘客數(shù)量或運輸量等來靈活地調(diào)整構成編組列車的車輛的數(shù)量與運行效率的提高和運行成本的削減相關聯(lián)。作為變更編組長度的技術，有JP特開平4-126658號(專利文獻I)。在專利文獻I中，公開了在具備多個將在供電車輛的兩側(cè)配置了 I輛受電動力車輛以3輛為I個單位的動力單元的編組中，通過在各個動力單元彼此之間配置拖車，從而在每一個車體中增減編組長度的技術。
[0003]此外，為了削減軌道的保養(yǎng)費用，期望分散列車對軌道施加的壓力。作為分散構成編組的車輛的軸載重的技術，有EP2292125A1 (專利文獻2)。在專利文獻2中，公開了在構成編組的一部分車輛(專利文獻2Fig2 =6,14,16)的底面具備空間，并在該空間內(nèi)能夠配置電池或壓縮機的技術。
[0004]專利文獻I JP特開平4-126658號
[0005]專利文獻2:EP2292125A1
[0006]在專利文獻I中，在從任意的編組中增減I輛時，存在重新編組變得復雜的問題。例如，在有20輛編組時對除了 3?5號車的17輛進行編組的情況下，在之后要變更為18輛編組時，需要在將原本排除在外的3輛計算在內(nèi)恢復成20輛編組之后，再將2號車及12號車或者10號車及11號車排除在外，因此重新編組并不容易。
[0007]在專利文獻2中，一開始就不存在變更車輛的數(shù)量的前提。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明提供一種使構成編組的列車的軸載重分散來容易實現(xiàn)每次I輛的車輛的增減的編組列車。
[0009]一種編組列車，具備:集電單元，從列車的外部獲得電力；變壓單元，對從集電單元供給的電力進行變壓；電力變換單元，將從變壓單元輸出的電力變換為電壓可變頻率可變的交流電力；和交流電動機，被電力變換單元驅(qū)動，該編組列車連結(jié)多個車輛而構成，所述編組列車的特征在于，還具備--第I電力供給線纜，一端與變壓單元的次級側(cè)連接，另一端與電力變換單元連接，向電力變換單元供給從變壓單元輸出的電力；和第2電力供給線纜，一端能夠與變壓單元的次級側(cè)連接，另一端被電開路。
[0010]或者，一種構成編組列車的車輛的增加方法，編組列車具備:集電單元，從列車的外部獲得電力；變壓單元，對從集電單元供給的電力進行變壓；電力變換單元，將從變壓單元輸出的電力變換為電壓可變頻率可變的交流電力；和交流電動機，被電力變換單元驅(qū)動，該構成編組列車的車輛的增加方法的特征在于，在編組列車中進一步追加具備電力變換單元及交流電動機的驅(qū)動車的情況下，驅(qū)動車被連結(jié)在構成編組列車且具備包括與被電開路的連接端子連接的端部的電力供給線纜的車輛上，經(jīng)由連接端子供給來自變壓單元的電力并驅(qū)動驅(qū)動車的交流電動機。
[0011]發(fā)明效果
[0012]本發(fā)明的編組列車能夠靈活應對編組長度的變更，能夠提供抑制了對軌道的負荷的編組列車。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是表不本發(fā)明的一實施方式的驅(qū)動系統(tǒng)圖。
[0014]圖2是表不本發(fā)明的一實施方式的驅(qū)動系統(tǒng)圖。
[0015]圖3是表示將本發(fā)明應用于6輛編組中時的編組列車內(nèi)的結(jié)構例以及要追加的車輛的結(jié)構例的圖。
[0016]圖4是表示將本發(fā)明應用于6輛編組中而重新編組為7輛編組時的編組列車內(nèi)的結(jié)構例的圖。
[0017]圖5是表不本發(fā)明的一實施方式的驅(qū)動系統(tǒng)圖。
[0018]圖6是表示將本發(fā)明應用于6輛編組中時的編組列車內(nèi)的結(jié)構例以及要追加的車輛的結(jié)構例的圖。
[0019]圖7是表示將本發(fā)明應用于6輛編組中而重新編組為7輛編組時的編組列車內(nèi)的結(jié)構例的圖。
[0020]圖8是表示將本發(fā)明應用于3輛編組中時的編組列車內(nèi)的結(jié)構例以及要追加的車輛的結(jié)構例的圖。
[0021]圖9是表示將本發(fā)明應用于3輛編組中而重新編組為4輛編組時的編組列車內(nèi)的結(jié)構例的圖。
[0022]圖10是表示將本發(fā)明應用于3輛編組中而重新編組為5輛編組時的編組列車內(nèi)的結(jié)構例的圖。
[0023]圖11是表示將本發(fā)明應用于I輛編組中時的編組列車內(nèi)的結(jié)構例以及要追加的車輛的結(jié)構例的圖。
[0024]圖12是表示將本發(fā)明應用于6輛編組中而重新編組為7輛編組時的編組列車的模樣的圖。

【具體實施方式】
[0025]以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實施方式。
[0026]實施例1
[0027]圖1是表示本實施例的驅(qū)動系統(tǒng)的圖。在本說明書中，將具備電力變換單元及交流電動機的車輛稱為M車，將不具備這些結(jié)構的車輛稱為T車，本實施例實現(xiàn)向編組列車重新追加M車。在向編組列車內(nèi)追加T車的情況下，只要將要追加的T車的前后車輛的通信線等接通即可。即，本實施例與M車、T車無關地表示能夠追加車輛的編組列車。在本說明書中，將對構成編組列車的列車進一步追加車輛的情況稱為加車，將從構成編組列車的列車之中移除車輛的情況稱為減車。
[0028]編組列車具備:集電單元1，從與作為單相交流電源的變電站連接的高架線(未圖示)獲取單相交流電力；變壓單元2，對高架線電壓進行降壓；電源用電力變換單元41，將變壓后的交流電力變換為直流電力；電力線連結(jié)器31，連結(jié)在變壓單元2與電源用電力變換單元41之間；平滑電容器51，與電源用電力變換單元41的直流側(cè)連接，對直流電壓進行平滑；電動機驅(qū)動用電力變換單元61，將平滑電容器51兩端的電壓作為電壓源，由半導體元件的組合構成且驅(qū)動交流電動機71 ;開路端子32，被電開路；電力供給線纜8，供給開路端子32與變壓單元2之間的電力；和鐵道車輛用驅(qū)動系統(tǒng)，具有能夠切斷電力供給線纜8的電力的接觸器9。
[0029]將電源驅(qū)動用電力變換單元41和電動機驅(qū)動用電力變換單元61統(tǒng)稱為電力變換單元。此外，在實施例中，連結(jié)2輛以上的車輛，將可運行的列車稱為編組列車，但即使是僅由I輛運行的列車，只要具備圖1所示的設備結(jié)構就能夠獲得本實施例的效果。圖1的各個設備與構成編組列車的車輛的配置是自由的，為了分散軸載重，期望例如在不同的車輛上分開搭載變壓單元1、電源驅(qū)動用電力變換單元41與電動機驅(qū)動用電力變換單元61?；谇笆龅闹绷麟娏Γ瑥钠交娙萜?1的輸出側(cè)進行對產(chǎn)生提供給車內(nèi)空調(diào)和照明器具的商用交流電力的電力變換單元APS(auxiliary power unit)的供電即可。電力線連結(jié)器31是用于向可動部過渡電力線的布線單元，若設置在車輛與車輛之間，就能夠容易進行車輛彼此連結(jié)的解除。集電單元I使用集電裝置(pantograph)或第三軌道即可，電源用電力變換單元41使用轉(zhuǎn)換器即可，電動機驅(qū)動用電力變換單元61使用逆變器即可。電力供給線纜能夠供給單相交流。另外，電力線連結(jié)器通過是否連接有布線，作為結(jié)果能夠選擇性地控制斷流和通電，因此被稱為斷流單元。
[0030]搭載了圖1的設備的編組列車向交流電動機71供給電力而行駛。運行圖1的編組列車時，設置成打開了接觸器9的狀態(tài)、即打開狀態(tài)。由此，能夠防止電源供給線纜8的端部的開路端子32變成高電壓。只要在變壓單元2與開路端子32之間具備接觸器9即可。接觸器9是能夠選擇性地控制斷流和通電的斷流單元，在處于打開的狀態(tài)、即打開狀態(tài)時成為斷流，在處于閉合的狀態(tài)、即閉合狀態(tài)時成為通電。構成編組列車的任一輛車輛具備開路端子32，在圖1的編組列車上進一步追加M車時，連結(jié)到具備開路端子32的車輛上，通過開路端子32而向M車進行供電。
[0031]圖2表示在能夠?qū)Υ钶d了圖1的設備的編組列車追加的M車上所搭載的設備。與具備圖1的開路端子32的車輛連結(jié)，連結(jié)開路端子32、和所追加的M車的開路端子33。當確認了已電連接開路端子32和開路端子33時，閉合圖1的接觸器9，向交流電動機72供給來自變壓單元2的電力。電源用電力變換單元42、平滑電容器52、電動機驅(qū)動用電力變換單元62只要與圖1相同即可。當然，在追加M車時若不進行來自變壓單元2的電力供給，則可以在連結(jié)開路端子32和開路端子33之前閉合接觸器9。
[0032]圖3表示在由車輛101至車輛601構成的6輛編組的列車上進一步增加加車用M車101時，各車輛所具備的設備結(jié)構。6輛編組列車能夠在該狀態(tài)下行駛，具備車輛201、車輛401以及車輛501這3輛M車。開路端子32是車輛2所具備的端子，加車用M車101被插入到車輛201與車輛301之間。在車輛201的連結(jié)面中，比起車輛101側(cè)，在車輛301側(cè)所具備的連結(jié)面連結(jié)開路端子32更容易。此外，圖3省略了變壓單元2與開路端子32之間的電源供給線纜8上所具備的接觸端子。
[0033]圖4表示在圖3的6輛編組的車輛201與車輛301之間追加加車用M車101而變成了由車輛102?車輛702構成的7輛編組列車的狀態(tài)。插入加車用M車101時，連接圖3的開路端子32和開路端子33。開路端子32和開路端子33的連接方法可以是互相連接端子本身，也可以另行準備連接用線纜來連接端子間。插入加車用M車101并確認了開路端子32與開路端子33的電連接之后，閉合電力供給線纜8所具備的未圖示的接觸器，向車輛302的轉(zhuǎn)換器4供給來自車輛102的變壓單元2的電力，經(jīng)由逆變器6控制作為車輛302的電機的交流電動機。通過連接成將車輛302的轉(zhuǎn)換器的輸出電力還供給給APS，從而即使在車輛202的轉(zhuǎn)換器4發(fā)生了故障的情況下，車輛102的APS也能夠通過來自車輛302的轉(zhuǎn)換器4的供電而工作。在從圖4的7輛編組的列車中減少I輛M車時，以與追加時相反順序進行即可。在本實施例中，將具備電力變換單元及交流電動機的車輛稱為了 M車，但是例如只要車輛301具備交流電動機，則加車用M車101也可以不具備交流電動機。
[0034]圖12表示圖3及圖4中的M車的加車前后的編組列車的模樣。
[0035]編組列車在運行當中，不會進行經(jīng)由開路端子32的供電，但是通過另行具備電力變換單元等，從而也可以在編組列車運行中在APS等輔助設備中加以利用。此時，只要閉合接觸器9而設為通電狀態(tài)即可。
[0036]實施例2
[0037]圖5是能夠與實施例1相同地增加M車的編組列車的驅(qū)動系統(tǒng)的第二實施例。集電單元1、變壓單元2、電源用電力變換單元41、平滑電容器51、電動機用電力變換單元61、交流電動機71的結(jié)構也與實施例1相同，搭載了圖5的結(jié)構的編組列車驅(qū)動交流電動機71。電力線連結(jié)器34、35、36只要設置在連接各個車輛與車輛的之間即可。
[0038]實施例2中追加的M車的結(jié)構只要與圖2相同即可。在實施例2的編組列車中，通過將接觸器35設為打開狀態(tài)，從而在M車追加用的電力供給線纜8上的接觸器35與接觸器32的區(qū)間不施加電壓的情況下就能夠運行。此外，由于向接觸器35施加高電壓，因此通過在接觸器35的變壓器側(cè)的開路端子安裝絕緣單元來提高安全性。該可裝卸的絕緣單元使用絕緣體即可，例如可列舉橡膠蓋、陶瓷制的蓋、由絕緣子支撐的蓋。
[0039]在編組列車上追加M車時，移除安裝的絕緣單元，連接圖5的開路端子32和要追加的M車的開路端子33，確認各端子已被電連接之后，閉合接觸器35，從而能夠向所追加的M車的交流電動機72供給來自變壓單元2的電力。此外，與實施例1相同，在追加M車時，若停止來自變壓單元2的供電，則也可以在連接各端子之前閉合接觸器35。
[0040]此外，在本實施例中，還可以考慮在接觸器35處于閉合狀態(tài)下追加M車的方法、不具備接觸器35的情況下追加M車的方法。此時，在停止來自變壓單元2的供電之后，連接要追加的M車的開路端子33和開路端子32。確認了開路端子33與開路端子32的電連接之后，開始來自變壓單元2的供電，從而能夠安全地進行對編組列車內(nèi)的M車的追加。
[0041]為了進一步確保安全性，電力供給線纜8也可以除了絕緣單元外還具備在實施例1中使用過的作為斷流單元的接觸器9。另外，無論是否施加了高電壓，只要在圖5的接觸器35的被開路的端部或開路端子32中分別具備絕緣單元，就能夠進一步保護電力供給線纜8。
[0042]實施例3
[0043]圖6是使用了實施例1的結(jié)構的第三實施例。
[0044]在實施例1中，不僅在具備變壓單元2的車輛101旁邊追加了加車用M車101，還在車輛201與車輛301之間追加了加車用M車101。另一方面，在本實施例中，在具備變壓單元2的車輛103與連結(jié)在車輛103上的車輛203之間連結(jié)加車用M車103，在編組列車中能夠追加M車。本實施例的驅(qū)動系統(tǒng)只要與圖1或圖3相同即可，能夠通過調(diào)節(jié)電源供給線纜8的長度來實現(xiàn)。本實施例中，能夠?qū)⒂绍囕v103至車輛603構成的編組列車所具備的電源供給線纜8的長度設置得比實施例1約短與I車輛相應的量。因此，比較實施例1和實施例3的6輛編組的列車的狀態(tài)的話，本實施例至少輕約與I車輛的電源供給線纜相應的量，能夠?qū)崿F(xiàn)更有效的運用。
[0045]圖7表示追加了圖6中的加車用M車103的狀態(tài)。
[0046]實施例4
[0047]圖8表示對由車輛105至車輛305構成的編組列車按順序追加加車用T車105、及加車用M車105的實施例。在編組列車內(nèi)增加加車用T車105及加車用M車105的順序可以是任意的，本實施例中先追加了加車用T車105。此外，在本實施例中能夠?qū)崿F(xiàn)一個變壓單元21到三個轉(zhuǎn)換器4的電力供給，但是本發(fā)明的效果、即能夠以I輛為單位追加M車并不依賴于變壓單元可供電的轉(zhuǎn)換器的數(shù)量。
[0048]圖9表示在圖8的編組列車的車輛205與車輛305之間增加了加車用T車105時的編組列車內(nèi)的驅(qū)動系統(tǒng)。加車用T車105對應于圖9的車輛306。由此，在對編組列車內(nèi)追加T車時，T車只要至少具備接通線即可。
[0049]圖10表示在圖9的編組列車的車輛206與車輛306之間追加了加車用M車106時的編組列車內(nèi)的驅(qū)動系統(tǒng)。通過連結(jié)開路端子32及開路端子33，從而能夠向圖10的車輛307的轉(zhuǎn)換器供給來自變壓單元21的電力。
[0050]若在圖8的編組列車中比加車用T車105先追加了加車用M車105，則在車輛205與車輛305之間追加加車用M車105即可。
[0051]此外，在圖10的狀態(tài)下移除了作為M車的車輛107、車輛307、車輛507的情況下，若在移除后的電力供給線纜的開路端子安裝絕緣單元，則即使在移除了 M車之后的編組列車中也能夠?qū)崿F(xiàn)安全的運行。
[0052]實施例5
[0053]圖11表示在I輛編組列車中逐漸增加T車或M車的實施例。在本實施例中，為了擔保編組列車的行駛性能，假定將編組列車內(nèi)的M車的比例設為5成或其以上。此時，為了使前進、后退中的粘接性能相等，期望交替地追加M車和T車。在圖11中，在作為M車的車輛108所具備的開路端子32的某一側(cè)連結(jié)加車用T車108。接下來，在增加M車的情況下，在所追加的加車用T車108的未與車輛108連結(jié)的一側(cè)連結(jié)加車用M車108。另外，接著追加T車的情況下，在所追加的加車用M車108的未與加車用T車108連結(jié)的一側(cè)連結(jié)加車用T車208。
[0054]當然，若在與車輛108d的開路端子32相反的一側(cè)連結(jié)車輛，則也可以在由多個車輛構成的編組列車中同樣交替地追加M車和T車。
[0055]符號說明
[0056]I…集電單元
[0057]2，21…變壓單元
[0058]31，34、35、36…電力線連結(jié)器
[0059]9…接觸器
[0060]32，33…開路端子
[0061]4…轉(zhuǎn)換器
[0062]41，42…驅(qū)動用電力變換單元
[0063]51，52…平滑電容器
[0064]6…逆變器
[0065]61, 62…電動機驅(qū)動用電力變換單元
[0066]71, 72…交流電動機
【權利要求】
1.一種編組列車，具備:集電單元，從列車的外部獲得電力；變壓單元，對從所述集電單元供給的電力進行變壓；電力變換單元，將從所述變壓單元輸出的電力變換為電壓可變頻率可變的交流電力；和交流電動機，被所述電力變換單元驅(qū)動， 該編組列車連結(jié)多個車輛而構成， 所述編組列車的特征在于，還具備: 第I電力供給線纜，一端與所述變壓單元的次級側(cè)連接，另一端與所述電力變換單元連接，向所述電力變換單元供給從所述變壓單元輸出的電力；和 第2電力供給線纜，一端能與所述變壓單元的次級側(cè)連接，另一端被電開路。
2.根據(jù)權利要求1所述的編組列車，其特征在于， 所述第2電力供給線纜具備: 能夠選擇性地控制斷流和通電的斷流單元；或者 位于所述第2電力供給線纜的被電開路的端子的絕緣單元；或者 所述斷流單元和所述絕緣單元這兩者。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的編組列車，其特征在于， 在所述編組列車中還追加具備所述電力變換單元及所述交流電動機的驅(qū)動車的情況下， 在構成所述編組列車且具備所述第2電力供給線纜的被電開路的端子的車輛上連結(jié)所述驅(qū)動車，經(jīng)由所述被電開路的端子向所述驅(qū)動車供給來自所述變壓單元的電力，驅(qū)動所述驅(qū)動車所具備的所述交流電動機。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的編組列車，其特征在于， 所述電力供給線纜供給來自所述變壓器的單相交流電力。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的編組列車，其特征在于， 運行所述編組列車時，將所述斷流單元設為斷流狀態(tài)， 在追加所述驅(qū)動車的情況下，確認所述被電開路的端子與所述驅(qū)動車的電連接之后將所述斷流單元設為通電狀態(tài)。
6.根據(jù)權利要求3至5中任一項所述的編組列車，其特征在于， 在移除追加到所述編組列車中的所述驅(qū)動車時，將所述斷流單元設為斷流狀態(tài)。
7.一種構成編組列車的車輛的增加方法，所述編組列車具備:集電單元，從列車的外部獲得電力；變壓單元，對從所述集電單元供給的電力進行變壓；電力變換單元，將從所述變壓單元輸出的電力變換為電壓可變頻率可變的交流電力；和交流電動機，被所述電力變換單元驅(qū)動， 該構成編組列車的車輛的增加方法的特征在于， 在所述編組列車中還追加具備所述電力變換單元及所述交流電動機的驅(qū)動車的情況下， 所述驅(qū)動車被連結(jié)在構成所述編組列車且具備包括與被電開路的連接端子連接的端部的電力供給線纜的車輛上，經(jīng)由所述連接端子供給來自所述變壓單元的電力并驅(qū)動所述驅(qū)動車的所述交流電動機。
8.根據(jù)權利要求7所述的構成編組列車的車輛的增加方法，其特征在于， 所述電力供給線纜具備:能夠選擇性地控制斷流和通電的斷流單元；或者 位于所述連接端子的絕緣單元；或者 所述斷流單元和所述絕緣單元這兩者， 在所述編組列車具備所述斷流單元的情況下，追加所述驅(qū)動車時，將所述斷流單元從斷流狀態(tài)變?yōu)橥姞顟B(tài)， 在所述編組列車具備所述絕緣單元的情況下，在追加所述驅(qū)動車時，移除所述絕緣單J Li ο
9.根據(jù)權利要求7或8所述的構成編組列車的車輛的增加方法，其特征在于， 所述電力供給線纜供給來自所述變壓器的單相交流電力。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的構成編組列車的車輛的增加方法，其特征在于， 在追加所述驅(qū)動車的情況下，確認了所述被電開路的端子與所述驅(qū)動車的電連接之后將所述斷流單元設為通電狀態(tài)。
【文檔編號】B60L9/24GK104340076SQ201410379826
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年8月4日 優(yōu)先權日:2013年8月8日
【發(fā)明者】島田基巳, 巖崎充雄, 岡本健司, 稻荷田聰, 安藤武, 望月健人 申請人:株式會社日立制作所