JP6961111B2 - 電力供給装置およびコンデンサ - Google Patents

Description

本発明は、電磁ノイズを低減する電力供給装置およびコンデンサに関する。

電気鉄道車両、電気自動車等には、電源から供給された電力を所望の交流電力に変換し、変換した電力を車両内の負荷に供給する電力供給装置が搭載されるものがある。この種の電力供給装置の一例が特許文献１に開示されている。この電力供給装置は、それぞれが直列に接続された２つのスイッチング素子と、各スイッチング素子に並列に接続された２つのダイオードとを有する複数のパワーモジュールを備える。スイッチング素子のオンオフが切り替えられることで、電力供給装置はバッテリから供給された電力をモータに供給するための交流電力に変換し、変換した電力をモータに供給する。スイッチング素子のオンオフの切換時に生じるノイズを低減するため、この電力供給装置はさらに、それぞれが対応するパワーモジュールの対応する各二次端子に接続される複数のコンデンサを備える。

特開２０１７−１１２７８９号公報

各コンデンサは、誘電体と誘電体を挟んで向き合う２つの電極とを有するコンデンサ素子と、コンデンサ素子を収容するケースと、一端が対応する各電極に接続され、ケースの外部に引き出された複数のリード線と、を備える。このコンデンサの一方の電極に接続されたリード線は、バスバーと電線を介して、パワーモジュールに接続される。具体的には、パワーモジュールの二次端子に接続されたバスバーに、この電線の一端が接続され、この電線の他端がコンデンサの一方の電極に接続されたリード線に接続される。なおコンデンサの他方の電極に接続されたリード線は、電線を介して、基準電位が印加されたフレームに接続される。

上述したように、コンデンサの一方の電極は、リード線、電線、およびバスバーを介してパワーモジュールの二次端子に電気的に接続される。またコンデンサの他方の電極は、リード線および電線を介してフレームに電気的に接続される。このとき、電線およびリード線の長さが長くなると、寄生インダクタンスと寄生インピーダンスとが増大し、コンデンサでのノイズのフィルタリングが十分でなく、所望の出力波形が得られないことがある。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、ノイズをフィルタリングする性能が高い電力供給装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の電力供給装置は、電源から供給された電力を、負荷に供給するための電力に変換し、変換した電力を出力端子から負荷に供給する電力供給装置であって、電力変換装置と、コンデンサと、バスバーと、導電性の支持部材と、を備える。電力変換装置は、電源から供給された電力を、負荷に供給するための電力に変換し、変換した電力を出力端子に出力する。コンデンサは、誘電体と、誘電体を挟んで向き合う２つの電極と、ケースと、第１端子と、第２端子と、を有し、電力変換装置と出力端子との間の回路に設けられる。ケースは、誘電体および２つの電極を収容し、両方の端面が閉じられた筒状の形状を有する。第１端子は、２つの電極の一方に電気的に接続され、ケースの一方の端面から外部に露出する。第２端子は、２つの電極の他方に電気的に接続され、ケースの他方の端面から外部に露出する。バスバーには、第１端子が固定される。バスバーは、第１端子と出力端子とを電気的に接続する。支持部材には、第２端子が固定され、基準電位が印可される。

本発明に係る電力供給装置が備えるコンデンサの第１端子は、バスバーに固定され、バスバーによって、電力供給装置の出力端子と電気的に接続される。またコンデンサの第２端子は、基準電位が印加される導電性の支持部材に固定される。このため、第１端子とバスバーとを電気的に接続するために、ケース外部に引き出されたリード線および電線を備える必要がない。また第２端子と支持部材とを電気的に接続するために、ケース外部に引き出されたリード線および電線を備える必要がない。この結果、リード線および電線に起因する寄生インダクタンスと寄生インピーダンスの発生が抑制されるため、ノイズをフィルタリングする性能が高い電力供給装置が得られる。

本発明の実施の形態１に係る電力供給装置のブロック図 実施の形態１に係るコンデンサの斜視図 実施の形態１に係るコンデンサの正面図 実施の形態１に係るコンデンサの断面図 実施の形態１に係るコンデンサ素子の構成を示す図 本発明の実施の形態２に係るコンデンサとフレームアースの正面図 実施の形態２に係るコンデンサとフレームアースの正面図 本発明の実施の形態３に係るコンデンサとフレームアースの正面図 実施の形態３に係るコンデンサとフレームアースの正面図 本発明の実施の形態に係る電力供給装置の変形例のブロック図

以下、本発明の実施の形態に係るコンデンサおよび電力供給装置について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。

（実施の形態１）
直流き電方式の電気鉄道車両に搭載された電力供給装置について、実施の形態１で説明する。図１に示すように、電気鉄道車両に搭載された集電装置３は、架線２を介して、直流電源である変電所から直流電力を取得し、実施の形態１に係る電力供給装置１に供給する。電力供給装置１は、電気鉄道車両に搭載された負荷４に電力を供給するために、集電装置３から供給された直流電力を三相交流電力に変換する。そして、電力供給装置１は、三相交流電力を出力端子１ａから負荷４に供給する。なお各出力端子１ａは、負荷４の対応する入力端子に電気的に接続される。

電力供給装置１は、一端が集電装置３に接続された接触器ＭＣ１と、一端が接触器ＭＣ１の他端に接続されたフィルタリアクトルＦＬ１と、一端がフィルタリアクトルＦＬ１の他端に接続され、他端が接地されているフィルタコンデンサＦＣ１と、一次端子間にフィルタコンデンサＦＣ１が接続された電力変換装置１１と、各一次端子が電力変換装置１１の対応する各二次端子に接続された変圧器１２と、を備える。電力供給装置１は、さらに、電力変換装置１１の出力に含まれるノイズを低減するため、電力変換装置１１と出力端子１ａとの間の回路に設けられるコンデンサ１３を備える。具体的には、電力供給装置１は、それぞれの一端が変圧器１２の対応する各二次端子に接続され、他端が接地された複数のコンデンサ１３を備える。なお実施の形態１では、電力供給装置１は、３つのコンデンサ１３を備える。電力供給装置１はさらに、接触器ＭＣ１を制御する接触器制御部１４と、電力変換装置１１が有するスイッチング素子を制御するスイッチング制御部１５と、をさらに備える。

接触器ＭＣ１は、直流電磁接触器から構成される。また接触器ＭＣ１は、接触器制御部１４によって制御される。接触器制御部１４が接触器ＭＣ１を投入すると、接触器ＭＣ１の一端と他端は互いに接続されるため、集電装置３とフィルタリアクトルＦＬ１は互いに電気的に接続される。この結果、電力変換装置１１は、集電装置３に電気的に接続される。また接触器制御部１４が接触器ＭＣ１を開放すると、接触器ＭＣ１の一端と他端は絶縁されるため、フィルタリアクトルＦＬ１は集電装置３から電気的に切り離される。この結果、電力変換装置１１は、集電装置３から電気的に切り離される。

フィルタリアクトルＦＬ１は、集電装置３からの入力電流に含まれる高調波成分を低減する。
フィルタコンデンサＦＣ１は、集電装置３から供給される直流電力で充電される。またフィルタコンデンサＦＣ１は、電圧を平滑化する。
なおフィルタリアクトルＦＬ１とフィルタコンデンサＦＣ１とがＬＣ形フィルタを構成することで、架線２からの入力電流に含まれるノイズ成分が低減される。

電力変換装置１１は、集電装置３から一次端子を介して供給された直流電力を三相交流電力に変換する。そして、電力変換装置１１は、各二次端子に接続された変圧器１２と、コンデンサ１３とを介して、負荷４に三相交流電力を供給する。詳細には、電力変換装置１１が有するスイッチング素子が、スイッチング制御部１５によって制御されることで、電力変換装置１１は直流電力を三相交流電力に変換し、三相交流電力を負荷４に供給する。
なお電力変換装置１１は、例えば、ＣＶＣＦ（Constant Voltage Constant Frequency）インバータから構成される。

変圧器１２の各一次端子は、電力変換装置１１の各二次端子に接続される。また変圧器１２の各二次端子は、出力端子１ａを介して負荷４に接続される。変圧器１２は、一次端子を介して入力された三相交流電力の電圧を降圧して、降圧した三相交流電力を二次端子から負荷４に供給する。なお変圧器１２は、入力された三相交流電力の電圧を負荷４の駆動に適した電圧まで降圧する。
各コンデンサ１３は、変圧器１２の対応する各二次端子に接続され、電力変換装置１１の出力に含まれるノイズを低減する。

接触器制御部１４は、接触器ＭＣ１の一端と、フィルタコンデンサＦＣ１の他端との間の電圧値を測定する図示しない電圧測定部から電圧値を取得する。電圧測定部から取得した電圧値が閾値電圧以上になると、接触器制御部１４は、接触器ＭＣ１を投入する。閾値電圧は、一例として、架線２の電圧値が取り得る値の範囲の下限値に設定される。

スイッチング制御部１５は、接触器ＭＣ１が投入されると、電力変換装置１１が出力する三相交流電力が、一定電圧、かつ、一定周波数に保たれるように、スイッチング素子を制御する。

上述した電力供給装置１は、電力変換装置１１の出力に含まれるノイズを低減するために、３つのコンデンサ１３を備える。コンデンサ１３の一端は、変圧器１２の二次端子に接続され、コンデンサ１３の他端には、基準電位が印加される。具体的には、図２に示すように、各コンデンサ１３の一端は、バスバー２１に接続される。バスバー２１は、変圧器１２の二次端子と出力端子１ａとの間の回路に設けられる。変圧器１２の二次端子は、バスバー２１と出力端子１ａとを介して負荷４に電気的に接続される。また各コンデンサ１３の他端は、基準電位が印加された支持部材２３に接続される。各コンデンサ１３の構造と動作は同じであるため、１つのコンデンサ１３の構造について詳細に説明する。

図２から図４に示すように、コンデンサ１３は、後述のコンデンサ素子１６を収容するケース１３ｃと、ケース１３ｃから露出した第１端子１３ａと、ケース１３ｃから露出した第２端子１３ｂと、コンデンサ素子１６と、コンデンサ素子１６と第１端子１３ａとを電気的に接続するリードタブ１７ａと、コンデンサ素子１６と第２端子１３ｂとを電気的に接続するリードタブ１７ｂと、を備える。

ケース１３ｃは、両方の端面が閉じられた筒状の形状を有する。なおケース１３ｃは、第１端子１３ａおよび第２端子１３ｂのそれぞれと絶縁されている。具体的には、ケース１３ｃは、アルミニウムで形成される円筒形状の部材と、円筒形状の部材の両端を塞ぐ絶縁体とを備える。またケース１３ｃの両端面には、第１端子１３ａと第２端子１３ｂを通すための貫通孔が形成される。

第１端子１３ａはケース１３ｃの一方の端面に形成された貫通孔から外部に露出する。また第１端子１３ａは、バスバー２１に当接した状態でバスバー２１に固定される。具体的には、第１端子１３ａは、バスバー２１に当接した状態で、締結部材２２によってバスバー２１に固定される。なお締結部材２２は、導体、例えば、銅、アルミニウム等の金属で形成される。第１端子１３ａがバスバー２１に当接した状態でバスバー２１に固定されるため、第１端子１３ａは、バスバー２１に電気的に接続される。また導体で形成された締結部材２２は、第１端子１３ａとバスバー２１との間の通電に寄与する。このため、第１端子１３ａとバスバー２１との間の導電効率が高くなる。

好ましくは、第１端子１３ａは、締結部材２２が挿入される挿入穴を有してもよい。この場合、締結部材２２がネジ形状を有し、第１端子１３ａが有する挿入孔に締結部材２２が嵌合する溝が形成されることが好ましい。第１端子１３ａが有する挿入穴に挿入された締結部材２２によって、第１端子１３ａは、バスバー２１に当接した状態で、バスバー２１に固定される。第１端子１３ａがネジ端子から構成されることで、第１端子１３ａがバスバー２１に、電気鉄道車両の振動に耐え得る程度に固定され、電気鉄道車両の振動によって、第１端子１３ａがバスバー２１から離隔することが抑制される。

さらに好ましくは、バスバー２１は、第１端子１３ａが嵌合する形状を有してもよい。例えば、バスバー２１に第１端子１３ａが嵌合する凹部を形成してもよい。この場合、第１端子１３ａがバスバー２１の凹部に嵌合した状態で、締結部材２２が第１端子１３ａをバスバー２１に固定する。これにより、第１端子１３ａがバスバー２１に、電気鉄道車両の振動に耐え得る程度に固定され、電気鉄道車両の振動によって、第１端子１３ａがバスバー２１から離隔することが抑制される。

第２端子１３ｂは、ケース１３ｃの他方の端面に形成された貫通孔から外部に露出する。また第２端子１３ｂには、基準電位が印加される。具体的には、第２端子１３ｂは、基準電位が印加された支持部材２３に当接した状態で、締結部材２４によって支持部材２３に固定される。なお支持部材２３および締結部材２４は、導体、例えば、銅、アルミニウム等で形成される。第２端子１３ｂが支持部材２３に当接した状態で支持部材２３に固定されるため、第２端子１３ｂには、基準電位が印加される。実施の形態１の例では、支持部材２３は接地されており、第２端子１３ｂは接地される。また導体で形成された締結部材２４は、第２端子１３ｂと支持部材２３との間の通電に寄与する。このため、第２端子１３ｂと支持部材２３との間の導電効率が高くなる。

好ましくは、第２端子１３ｂは、ネジ端子から構成されればよい。この場合、第２端子１３ｂが有するネジ穴に挿入された締結部材２４によって、第２端子１３ｂは、支持部材２３に当接した状態で、支持部材２３に固定される。第２端子１３ｂがネジ端子から構成されることで、第２端子１３ｂが支持部材２３に、電気鉄道車両の振動に耐え得る程度に固定され、電気鉄道車両の振動によって、第２端子１３ｂが支持部材２３から離隔することが抑制される。

さらに好ましくは、支持部材２３に第２端子１３ｂが嵌合する凹部を形成してもよい。この場合、第２端子１３ｂが支持部材２３の凹部に嵌合した状態で、締結部材２４が第２端子１３ｂを支持部材２３に固定する。これにより、第２端子１３ｂが支持部材２３に、電気鉄道車両の振動に耐え得る程度に固定され、電気鉄道車両の振動によって、第２端子１３ｂが支持部材２３から離隔することが抑制される。

コンデンサ素子１６は、図５に示すように、電極１６ａと、電極１６ｂと、電極１６ａと電極１６ｂとに挟まれたセパレータ１６ｃと、電極１６ａと電極１６ｂとを挟むセパレータ１６ｄと、を備える。電極１６ａのセパレータ１６ｃに当接する面に、形成された酸化皮膜が誘電体として機能する。
リードタブ１７ａは、電極１６ａと第１端子１３ａとを電気的に接続する。
リードタブ１７ｂは、電極１６ｂと第２端子１３ｂとを電気的に接続する。

以上説明したとおり、本発明の実施の形態に係る電力供給装置１では、コンデンサ１３の第１端子１３ａがバスバー２１に当接した状態でバスバー２１に固定され、コンデンサ１３の第２端子１３ｂが支持部材２３に当接した状態で支持部材２３に固定される。換言すれば、電力供給装置１は、コンデンサ１３をバスバー２１および支持部材２３に当接するために、リード線または電線を必要としない。この結果、リード線または電線に起因する寄生インダクタンスと寄生インピーダンスの発生が抑制されるため各電極がリード線および電線を介してバスバーまたはフレームに接続される従来のコンデンサと比べて、コンデンサ１３のノイズをフィルタリングする性能は高い。

また電線を使ってコンデンサをバスバーに接続する場合、電線の切り方によって、寄生インダクタンスと寄生インピーダンスとが異なってしまう。このため、電線の切り方によっては、寄生インダクタンスと寄生インピーダンスとが大きくなり、コンデンサでのノイズのフィルタリングが十分でなくなることがある。これに対し、実施の形態１に係る電力供給装置１では、コンデンサ１３をバスバー２１に接続するために電線を用いないので、寄生インダクタンスと寄生インピーダンスとの変動が抑制される。この結果、所望の電力変換装置１１の出力電圧を得ることができる。

さらに第１端子１３ａが出力端子１ａに隣接する、換言すれば、第１端子１３ａから出力端子１ａまでのバスバー２１の長さを短くすることで、バスバー２１に起因する寄生インダクタンスと寄生インピーダンスとを低減することが可能である。バスバー２１は、第１端子１３ａから出力端子１ａまでの長さが、例えば、３００ｍｍ以下になるように形成されることが好ましい。

（実施の形態２）
コンデンサ１３は、種々の電力変換装置１１の出力のノイズをフィルタリングするために設けられる。電力変換装置１１ごとに、ノイズのフィルタリングに適したコンデンサ１３の静電容量は異なる。コンデンサ１３の静電容量が異なると、コンデンサ１３の寸法が異なる。実施の形態１の例では、コンデンサ１３の寸法が異なる場合、電力供給装置１は、異なる形状のバスバー２１または支持部材２３を備える必要がある。そのため、電力変換装置１１の出力電圧の測定結果に応じて、適した静電容量のコンデンサ１３を配置し、電力供給装置１を組み立てる際の作業が繁雑になる。実施の形態２では、コンデンサ１３の第２端子１３ｂに当接する位置が調節可能な支持部材２５を備える電力供給装置１について説明する。

図６に示すように、実施の形態２に係る電力供給装置１が有するコンデンサ１３は、支持部材２３の代わりに、支持部材２５に固定される。また電力供給装置１は、コンデンサ１３を収容する筐体４０を備える。なお筐体４０には基準電位が印加されている。筐体４０が接地されている場合を例にして、実施の形態２に係る電力供給装置１について説明する。
支持部材２５は、接地された筐体４０に固定された導電性の固定部材２６と、固定部材２６に対して移動可能であって、固定部材２６に当接する導電性の可動部材２７から構成される。なお固定部材２６および可動部材２７は、導体、例えば、銅、アルミニウム等の金属で形成される。
電力供給装置１はさらに、可動部材２７を固定部材２６に固定する締結部材２８と、固定部材２６を筐体４０に固定する締結部材４１と、を備える。なお締結部材２８，４１は、導体、例えば、銅、アルミニウム等の金属で形成される。導体で形成された締結部材２８は、可動部材２７と固定部材２６との間の通電に寄与する。このため、可動部材２７と固定部材２６との間の導電効率が高くなる。また導体で形成された締結部材４１は、固定部材２６と筐体４０との間の通電に寄与する。このため、固定部材２６と筐体４０との間の導電効率が高くなる。

固定部材２６は、可動部材２７に向く面と、筐体４０に向く面とを有する。固定部材２６の可動部材２７に向く面に複数の貫通孔２６ａが形成されている。また固定部材２６の筐体４０に向く面に貫通孔２６ｂが形成されている。
可動部材２７は、コンデンサ１３の第２端子１３ｂに向く面と、固定部材２６に向く面とを有する。可動部材２７の固定部材２６に向く面には、貫通孔２７ａが形成されている。
筐体４０の固定部材２６に向く面には挿入孔４０ａが形成されている。
締結部材２８は、貫通孔２６ａ，２７ａを通り、可動部材２７を固定部材２６に固定する。
締結部材４１は、貫通孔２６ｂを通り、挿入孔４０ａに挿入され、固定部材２６を筐体４０に固定する。

図７に示すように、コンデンサ１３の寸法にあわせて、可動部材２７を固定部材２６に対して移動させ、締結部材２８を図６の場合とは異なる貫通孔２６ａと、貫通孔２７ａに通して、可動部材２７を固定部材２６に固定すればよい。

以上説明したとおり、実施の形態２に係る電力供給装置１によれば、コンデンサ１３の寸法に応じて、支持部材２５の第２端子１３ｂに当接する位置を調節することが可能である。このため、コンデンサ１３の寸法に応じてバスバー２１と支持部材２５を変形させる必要がない。この結果、電力供給装置１の組み立て作業が簡略化される。

（実施の形態３）
電力変換装置１１が使用電圧に対して十分な絶縁耐力を有しているかを判定するために耐圧試験が行われることがある。コンデンサ１３の第２端子１３ｂが接地されている状態で耐圧試験が行われると、コンデンサ１３に高電圧が印加され、コンデンサ１３が破損する可能性がある。そこで、コンデンサ１３の第２端子１３ｂを基準電位が印加された支持部材から切り離す機構を有する電力供給装置１について実施の形態３で説明する。

図８に示すように、実施の形態３に係る電力供給装置１が有するコンデンサ１３は、支持部材２５の代わりに、支持部材２９に固定される。
支持部材２９は、基準電位が印加された筐体４０に固定された導電性の基準部材３０と、コンデンサ１３の第２端子１３ｂが当接した状態で第２端子１３ｂが固定される導電性の取付部材３１と、機械的な動作によって、取付部材３１と基準部材３０とを電気的に接続し、または、取付部材３１を基準部材３０から電気的に切り離すスイッチ機構３２と、を備える。なお実施の形態３では、筐体４０は接地されているものとする。また基準部材３０、取付部材３１、およびスイッチ機構３２は、導体、例えば、銅、アルミニウム等の金属で形成される。

また電力供給装置１は、取付部材３１を基準部材３０に固定する締結部材３５をさらに備える。さらに電力供給装置１は、基準部材３０を筐体４０に固定する締結部材４２と、取付部材３１および筐体４０のそれぞれに当接する絶縁部材４３と、取付部材３１を筐体４０に固定する締結部材４４と、をさらに備える。なお締結部材４２は、導体、例えば、銅、アルミニウム等の金属で形成される。導体で形成された締結部材４２は、基準部材３０と筐体４０との間の通電に寄与する。このため、基準部材３０と筐体４０との間の導電効率が高くなる。また締結部材４４は、絶縁体、例えば、樹脂、セラミック等で形成される。

基準部材３０は、取付部材３１に向く面と、筐体４０に向く面とを有する。基準部材３０の筐体４０に向く面に貫通孔３０ａが形成されている。
取付部材３１は、第２端子１３ｂに向く面と、筐体４０に向く面とを有する。取付部材３１の筐体４０に向く面に貫通孔３１ａが形成されている。
スイッチ機構３２は、取付部材３１に固定される軸部３３と、軸部３３に取り付けられ軸部３３の周りに回転可能な回転部３４と、を有する。なおスイッチ機構３２を構成する軸部３３と回転部３４は、導体、例えば、銅、アルミニウム等の金属で形成される。

筐体４０の基準部材３０に向く面には挿入孔４０ｂが形成されている。また筐体４０の取付部材３１に向く面には挿入孔４０ｃが形成されている。
絶縁部材４３は、取付部材３１と筐体４０に挟まれて位置する。なお絶縁部材４３は、絶縁体、例えば、樹脂、セラミック等で形成される。これにより、絶縁部材４３は、取付部材３１と筐体４０とを電気的に切り離す。また絶縁部材４３には、貫通孔４３ａが形成されている。なお貫通孔４３ａは、取付部材３１と筐体４０とが向き合う方向に延びる。

締結部材３５は、回転部３４が基準部材３０に当接した状態で、回転部３４を基準部材３０に固定する。回転部３４が基準部材３０に固定されると、取付部材３１と基準部材３０とは電気的に接続される。この結果、取付部材３１に当接した状態で取付部材３１に固定される第２端子１３ｂは、接地される。
締結部材４２は、貫通孔３０ａを通り、挿入孔４０ｂに挿入され、基準部材３０を筐体４０に固定する。
また締結部材４４は、貫通孔３１ａ，４３ａを通り、挿入孔４０ｃに挿入され、取付部材３１と筐体４０の間に絶縁部材４３を挟んだ状態で、取付部材３１を筐体４０に固定する。

図９に示すように、回転部３４が軸部３３の周りに基準部材３０から離れる方向に回転すると、回転部３４と基準部材３０とは離隔する。このため、取付部材３１は、基準部材３０から電気的に切り離される。この結果、コンデンサ１３の第２端子１３ｂは、基準電位が印加された基準部材３０から切り離される。回転部３４と基準部材３０とが離隔することで、電力変換装置１１の耐圧試験を行う際にコンデンサ１３に高電圧が印加されることが防止される。

以上説明した通り、実施の形態３に係る電力供給装置１では、スイッチ機構３２は、回転部３４が軸部３３の周りに回転する機械的動作によって、取付部材３１を基準部材３０に電気的に接続し、または、取付部材３１を基準部材３０から電気的に切り離す。

本発明の実施の形態は、上述の例に限られない。
例えば、電力供給装置１の回路構成は、電力変換を行う回路であれば、任意である。一例として、電力供給装置１は、ＤＣ（Direct Current：直流）−ＤＣコンバータから構成される電力変換装置を備えてもよい。図１０に示す電力供給装置１は、電力変換装置１１に代えて、ＤＣ−ＤＣコンバータから構成される電力変換装置１８を備える。電力変換装置１８の対応する各二次端子にコンデンサ１３の一端が接続される。

第１端子１３ａをバスバー２１に固定するための構造、および、第２端子１３ｂを支持部材２３，２５，２９に固定するための構造は、上述の例に限られない。
一例として、第１端子１３ａは、バスバー２１に当接する端部にフランジを有してもよい。同様に、第２端子１３ｂは、支持部材２３，２５，２９に当接する端部にフランジを有してもよい。
他の一例として、バスバー２１は、第１端子１３ａの挿入孔に嵌合する突起を有してもよい。この場合、バスバー２１の突起は、締結部材２２が通る貫通孔を有する。また、この貫通孔にはネジ形状の締結部材２２が嵌合する溝が形成されることが好ましい。同様に、支持部材２３，２５，２９は、第２端子１３ｂの挿入孔に嵌合する突起を有してもよい。この場合、支持部材２３，２５，２９の突起は、締結部材２４が通る貫通孔を有する。また、この貫通孔にはネジ形状の締結部材２４が嵌合する溝が形成されることが好ましい。

第１端子１３ａは、上述したようにバスバー２１に直接的に当接しなくてもよい。一例として、第１端子１３ａは、バスバー２１との間に第１導電性部材を挟んだ状態でバスバー２１に固定されてもよい。第１導電性部材は、例えば、弾性の導電リングで構成される。同様に、第２端子１３ｂは、支持部材２３，２５，２９のいずれかとの間に第２導電性部材を挟んだ状態で支持部材２３，２５，２９のいずれかに固定されてもよい。

バスバー２１と第１端子１３ａの間の導電効率を高めるため、第１端子１３ａとバスバー２１との接触面は、鏡面に仕上げられることが好ましい。同様に、第２端子１３ｂと支持部材２３，２５，２９との接触面は、鏡面に仕上げられることが好ましい。
あるいは、バスバー２１と第１端子１３ａの間の導電効率を高めるため、電力供給装置１は、第１端子１３ａとバスバー２１との接触面に塗布された導電性のコンパウンドをさらに備えてもよい。同様に、電力供給装置１は、第２端子１３ｂと支持部材２３，２５，２９との接触面に塗布された導電性のコンパウンドをさらに備えてもよい。

また電力供給装置１は、バスバー２１に固定された第１端子１３ａの周りに塗布された導電性の接着剤をさらに備えてもよい。
第１端子１３ａをバスバー２１に固定する方法は、上述の例に限られず、例えば、半田付け、溶接等を含む。同様に、第２端子１３ｂを支持部材２３，２５，２９のいずれかに固定する方法は、上述の例に限られず、例えば、半田付け、溶接等を含む。

第１端子１３ａおよび第２端子１３ｂの形状は、上述の例に限られない。例えば、第１端子１３ａおよび第２端子１３ｂは、先端が細くなるテーパー状の形状を有してもよい。
また例えば、第１端子１３ａおよび第２端子１３ｂは、板状の形状を有してもよい。この場合、第１端子１３ａの先端部分は折り曲げられ、折り曲げられた先端部分がバスバー２１に当接すればよい。そして、第１端子１３ａの先端部分に形成された貫通孔を締結部材２２が通り、締結部材２２によって、第１端子１３ａがバスバー２１に固定されればよい。同様に、第２端子１３ｂの先端部分は折り曲げられ、折り曲げられた先端部分が支持部材２３，２５，２９のいずれかに当接すればよい。そして、第２端子１３ｂの先端部分に形成された貫通孔を締結部材２４が通り、締結部材２４によって、第２端子１３ｂが支持部材２３，２５，２９のいずれかに固定されればよい。

固定部材２６と可動部材２７の形状および構造は、固定部材２６に対して可動部材２７が移動可能である形状および構造であれば、任意である。一例として、固定部材２６に形成された溝に沿って可動部材２７がスライドしてもよい。

スイッチ機構３２の形状は、機械的動作によって、取付部材３１と基準部材３０とを電気的に接続し、または、取付部材３１を基準部材３０から電気的に切り離すことができる形状であれば、任意である。一例として、スイッチ機構３２は、ナイフスイッチから構成されてもよい。

電力供給装置１は、交流き電方式の電気鉄道車両にも搭載可能である。この場合、電力供給装置１は、交流電力を直流電力に変換するコンバータをさらに備える。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。

１ 電力供給装置、１ａ 出力端子、２ 架線、３ 集電装置、４ 負荷、１１，１８
電力変換装置、１２ 変圧器、１３ コンデンサ、１３ａ 第１端子、１３ｂ 第２端子、１３ｃ ケース、１４ 接触器制御部、１５ スイッチング制御部、１６ コンデンサ素子、１６ａ，１６ｂ 電極、１６ｃ，１６ｄ セパレータ、１７ａ，１７ｂ リードタブ、２１ バスバー、２２，２４，２８，３５，４１，４２，４４ 締結部材、２３，２５，２９ 支持部材、２６ 固定部材、２６ａ，２６ｂ，２７ａ，３０ａ，３１ａ，４３ａ 貫通孔、２７ 可動部材、３０ 基準部材、３１ 取付部材、３２ スイッチ機構、３３ 軸部、３４ 回転部、４０ 筐体、４０ａ，４０ｂ，４０ｃ 挿入孔、４３ 絶縁部材、ＦＣ１ フィルタコンデンサ、ＦＬ１ フィルタリアクトル、ＭＣ１ 接触器。

Claims (13)

1. 電源から供給された電力を、負荷に供給するための電力に変換し、変換した前記電力を出力端子から前記負荷に供給する電力供給装置であって、
   前記電源から供給された前記電力を、前記負荷に供給するための前記電力に変換し、変換した前記電力を前記出力端子に出力する電力変換装置と、
   誘電体と、前記誘電体を挟んで向き合う２つの電極と、前記誘電体および前記２つの電極を収容し、両方の端面が閉じられた筒状の形状を有するケースと、前記２つの電極の一方に電気的に接続され、前記ケースの一方の端面から外部に露出した第１端子と、前記２つの電極の他方に電気的に接続され、前記ケースの他方の端面から外部に露出した第２端子と、を有し、前記電力変換装置と前記出力端子との間の回路に設けられるコンデンサと、
   前記第１端子が固定され、前記第１端子と前記出力端子とを電気的に接続するバスバーと、
   前記第２端子が固定され、基準電位が印加される導電性の支持部材と、
   を備える電力供給装置。
2. 電源から供給された電力を、負荷に供給するための電力に変換し、変換した前記電力を出力端子から前記負荷に供給する電力供給装置であって、
   前記電源から供給された前記電力を、前記負荷に供給するための前記電力に変換し、変換した前記電力を前記出力端子に出力する電力変換装置と、
   誘電体と、前記誘電体を挟んで向き合う２つの電極と、前記誘電体および前記２つの電極を収容するケースと、前記２つの電極の一方に電気的に接続され、前記出力端子に隣接し、前記ケースの外部に露出した第１端子と、前記２つの電極の他方に電気的に接続され、前記ケースの外部に露出した第２端子と、を有し、前記電力変換装置と前記出力端子との間の回路に設けられるコンデンサと、
   前記第１端子が固定され、前記第１端子と前記出力端子とを電気的に接続するバスバーと、
   前記第２端子が固定され、基準電位が印加される導電性の支持部材と、
   を備える電力供給装置。
3. 前記ケースは、両方の端面が閉じられた筒状の形状を有し、
   前記第１端子は、前記ケースの一方の端面から外部に露出し、
   前記第２端子は、前記ケースの他方の端面から外部に露出する、
   請求項２に記載の電力供給装置。
4. 前記バスバーは、前記第１端子から前記出力端子までの長さが３００ｍｍ以下になるように形成される、
   請求項２または３に記載の電力供給装置。
5. 前記第１端子は、前記バスバーに当接した状態で前記バスバーに固定される、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の電力供給装置。
6. 前記第１端子は、前記バスバーとの間に第１導電性部材を挟んだ状態で前記バスバーに固定される、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の電力供給装置。
7. 前記第２端子は、前記支持部材に当接した状態で前記支持部材に固定される、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の電力供給装置。
8. 前記第２端子は、前記支持部材との間に第２導電性部材を挟んだ状態で前記支持部材に固定される、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の電力供給装置。
9. 前記コンデンサを収容する筐体をさらに備え、
   前記支持部材は、
   前記筐体に固定され、前記基準電位が印加される導電性の固定部材と、
   前記固定部材に対して移動可能であって、前記固定部材に当接する導電性の可動部材と、を有し、
   前記第２端子は、前記可動部材に当接した状態で前記可動部材に固定される、
   請求項１から８のいずれか１項に記載の電力供給装置。
10. 前記支持部材は、
    前記基準電位が印加される導電性の基準部材と、
    前記第２端子が当接する導電性の取付部材と、
    機械的な動作によって、前記取付部材と前記基準部材とを電気的に接続し、または、前記取付部材を前記基準部材から電気的に切り離すスイッチ機構を有する、
    請求項１から９のいずれか１項に記載の電力供給装置。
11. 複数の前記コンデンサと、
    複数の前記バスバーと、を備え、
    前記複数のバスバーのそれぞれに、対応する前記コンデンサの前記第１端子が固定され、前記複数のバスバーのそれぞれは、前記第１端子と対応する前記出力端子とを電気的に接続する、
    請求項１から１０のいずれか１項に記載の電力供給装置。
12. 電源から供給された電力を、負荷に供給するための電力に変換し、変換した前記電力を出力端子から前記負荷に供給する電力供給装置が備えるコンデンサであって、
    誘電体と、
    前記誘電体を挟んで向き合う２つの電極と、
    前記誘電体および前記２つの電極を収容し、両方の端面が閉じられた筒状の形状を有するケースと、
    前記２つの電極の一方に電気的に接続され、前記ケースの一方の端面から外部に露出した第１端子と、
    前記２つの電極の他方に電気的に接続され、前記ケースの他方の端面から外部に露出した第２端子と、
    を備え、
    前記第１端子は、前記出力端子に接続されるバスバーに固定され、前記バスバーによって前記出力端子と電気的に接続され、
    前記第２端子は、基準電位が印加される導電性の支持部材に固定される、
    コンデンサ。
13. 電源から供給された電力を、負荷に供給するための電力に変換し、変換した前記電力を出力端子から前記負荷に供給する電力供給装置が備えるコンデンサであって、
    誘電体と、
    前記誘電体を挟んで向き合う２つの電極と、
    前記誘電体および前記２つの電極を収容するケースと、
    前記２つの電極の一方に電気的に接続され、前記出力端子に隣接し、前記ケースの外部に露出した第１端子と、
    前記２つの電極の他方に電気的に接続され、前記ケースの外部に露出した第２端子と、
    を備え、
    前記第１端子は、前記出力端子に接続されるバスバーに固定され、前記バスバーによって前記出力端子と電気的に接続され、
    前記第２端子は、基準電位が印加される導電性の支持部材に固定される、
    コンデンサ。

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