架線蓄電装置ハイブリッド電気車のインバータ入力電圧向上による回生電力量増大に関する基礎検討

摘要

蓄電装置の性能向上により，従来の電源と組み合わせたハイブリッド駆動システムが，自動車や鉄道車両などで実用化されている。通常，図1のような主回路で構成される直流電化区間用の車両に，蓄電装置とその電力制御用にチョッパ装置を付加することで，ハイブリッド電源化が可能である。架線と蓄電装置のハイブリッド車両は，路面電車では都市内の架線レス区間の走行用として，また近郊電車では非電化区間への電気車の乗り入れ用途として実用化されている。さらには，文献に示すように，架線区間での車両負荷のピークカツトなども期待できる。このようなハイブリッド電源車両では，蓄電装置とDCチョッパを搭載しているので，これらを用いれば，架線電圧よりも高いインバータ入力電圧を実現することができる。そこで本稿ではこのことに着目し，回生時に架線と主回路の間にある高速度遮断器(HB)を開放し，蓄電装置-DCチョッパ-インバータ-誘導電動機からなる主回路システムを構成し，インバータ入力電圧を上昇させることで回生電力量を架線に接続されている場合よりも増大させることを提案する。このような機能は前述の架線•蓄電装置ハイブリッド車両の付加的な機能として実現することを考える。本稿では，架線をHBで切り離した際のインバータ入力電圧上昇による回生電力量増大効果と，その際の主回路機器の損失について基礎的な検討を行ったので報告する。