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新幹線単相き電用静止形周波数変換装置の開発

東海道新幹線のダイヤの高密度化、車両の加速性能向上に伴う短時間で見た場合の列車負荷電力の増大によるき電系統の電圧降下対策を目的として、東海道新幹線向け単相き電用静止形周波数変換装置を新設、平成21 年2 月に運転開始した。本装置は50Hz から60Hz へ周波数変換を行い電力供給を行うことにより、き電系統の電圧を適正に維持するものである。なお、今後さらにき電用変電所の負荷電力が増加した場合、電力変換装置の無効電力の供給だけではき電電圧が維持できないことが想定され、変換器制御方式として固定力率出力方式の交流電圧制御を行う静止形周波数変換装置を開発・適用した。運用パターンに対する解析検討により、各種運用系統において列車負荷増大に対する有効電力融通限界を高めるためにはインバータ出力の力率が重要な要素であることを明らかにし、インバータ制御は、最適出力力率による固定力率出力方式のインバータ制御を実現している。

 本研究の成果に対して、電気学会は、2012年、久野村 健 (東海旅客鉄道株式会社 建設工事部)、飯尾 尚隆 (株式会社東芝 交通電力システム技術部)、石塚 智嗣 (東芝三菱電機産業システム株式会社 パワーエレクトロニクス部)に電気学会 進歩賞Dを贈った。

文献

[1] 久野村 健、飯尾尚隆、石塚智嗣,「固定力率出力方式の交流電圧制御を行う静止形周波数変換装置」,電気学会D 論文誌,  ( 平成21 年7 月 )
[2] 久野村 健、飯尾尚隆,「Electronic Frequency Converter Feeding Single-Phase Circuit for Shinkansen」,IPEC 札幌, ( 平成22 年6 月 )
[3] 久野村 健、飯尾尚隆,「固定力率出力方式の交流電圧制御を行う静止形周波数変換装置」,電気学会電力技術研究会 ( 平成20 年12 月 ) [4] 久野村 健,「静止形周波数変換装置」, 電気学会 特集号, ( 平成22 年8 月 )
[5] 久野村 健 ,「新幹線単相き電用静止形周波数変換装置の開発」,
JREA( 平成21 年12 月 )

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周波数変換、新幹線、インバーター制御
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