2改善车辆的空气动力特性

　　2002年7月，与原有的头车组成3辆编组，试验验证了改善空气动力特性的效果。首先是头车，为了抑制列车冲入隧道时在隧道另侧出口处发生的微气压波，要尽量减小头车部断面变化，为此最大限度地延长了头车的长度(从9.1m延至23m)。此外是新型车体，为了减小编组的断面变化，将车体由以往的圆形断面改变为与转向架形状相同的方形断面，试验证明，由此可减小列车进出隧道时的空气振动与运行阻力。而且，中间车采用内部具有厚空气层的双层窗结构，可以增加声音穿透的损失进而降低了车内噪声。

　　3降低供电系统成本的技术研究

　　山梨试验线的电力变流器如图5所示，由单元逆变器组成多段结构，通过变压器将各段的输出电压叠加后输出。

　　为了供给连续可变的电压与频率，单元逆变器采用由2条桥臂构成的单相桥式PWM控制逆变器。下面叙述降低供电系统成本的技术。

　　3.1高效、小型电力变流器的开发

　　采用低损耗电子元件取代传统的GTO，由于简化了保护电路而大幅度地降低了损耗量并实现装置的小型化。制作了1系1段的新装置替换传统装置，目前，新装置在顺利运行中。由此，预计能降低运转成本与建设成本，促进实用化。

　　3.2增大电力变流器输出电压的控制

　　电力变流器的定额由最大输出电流与最大输出电压来决定，不过，只在最高速区域加速时，才需要最大输出电压，根据这一情况，开发了几种能提高输出电压而不改变电力变流器容量的控制方式。

　　(1)调制率偏置控制

　　在需要高输出电压期间，停止PWM调制，原封不动地输出直流电压以提高输出电压。调制率偏置控制的动作原理示于图6。当输出电压达到最大调制率以上时，停止2条桥臂中的一条桥臂的PWM控制而输出直流电压，另一条桥臂的输出电压就成为正弦波。

　　(2)逐段饱和控制

　　逐段饱和控制的工作原理示于图7。在尚未达到最大调制率时，各段均输出相同电压，而超过最大调制率的段则根据输出电压停止PWM控制器并依次饱和，这样，一相中的正常输出电压就成为正弦波。

　　(3)相电压分配控制

　　在三相3线供电回路中正常电压为零的中性点，积极施加偏置电压，方法之一就是相电压分配控制，其动作原理示于图8。该方法是用其他两相分担超过最大调制率一相的不足部分，以使线间电压为正弦波。由于是在一相电压不足期间给中性点施加电压，其不足部分用其他两相的电压分担从而可扩大线间电压。

　　(4)叠加3次谐波控制

　　该方法与在中性点施加偏置电压的方法同样是在三相的相电压上叠加与其同相的3次谐波(图9)。用此方法使相电压的峰值降低，从而可以输出其峰值以上的电压。由于各相的电压波形相同，从线间电压看，3次谐波成分被抵消，而仅剩下正弦波的基波成分。

　　上述各种控制方法，也可以组合应用，由此输出电压最大可增加30%以上。这些控制方法中的一部分，已在山梨线的运行试验中确认了其动作特性与效果。预定今后将研究适用于营业线的最佳系统结构。

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