CN104160608B - 车辆用驱动控制装置 - Google Patents

Abstract

提供一种车辆用驱动控制装置，能够抑制大型化并实现制造成本的减少。根据实施方式，车辆用驱动控制装置具有：多个电力转换装置(14)，分别与多台电动机(12)连接，将从直流电源(19)供给的直流电转换成交流电并向上述电动机输出；控制装置(18)，控制电力转换装置；框体(60)，收纳上述电力转换装置、控制装置，具有与车辆的地板相向的顶壁(62)、与地面相向的底壁(63)以及连接顶壁与底壁的侧壁；动力单元(68)，具有安装有构成电力转换装置的多个半导体元件的冷却器(80)、与冷却器相向配设并具备与上述半导体元件连接的第一连接器的第一控制基板(82)、以及位于上述第一控制基板的正交方向并具备与上述第一控制基板的第一连接器连接的第二连接器的第二控制基板(84)。

Description

车辆用驱动控制装置

技术领域

本发明的实施方式涉及铁道车辆用的驱动控制装置。

背景技术

例如，铁道车辆具有驱动车轮、空调装置等的多个电动机以及驱动控制这些电动机的驱动控制装置。驱动控制装置具有：将从电源供给的交流电压转换为直流电压并向电动机输出的换流器或者将直流电流转换成三相交流电压并向电动机输出的逆变器等电力转换装置；以及控制电力转换装置和电动机的控制装置。进而，驱动控制装置具有例如连接到电力转换装置和电动机之间的接触器或断路器。接触器是对电力转换装置和电动机的连接进行开闭的元件，在驱动控制装置的运转停止时或产生异常时等将连接开放。作为这种元件，例如存在日本专利第4297971号公报(以下称为专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4297971号公报

发明内容

发明要解决的课题

近年来，作为铁道车辆用的电动机，永磁铁同步电动机正在被应用。永磁铁同步电动机与感应电动机相比较，具有高效率的优点。但是，每一台永磁铁同步电动机都需要驱动用逆变器。在铁道车辆的情况下，由于是通过编组中的多台电动机驱动各车轮的构成，因此驱动多台电动机的驱动控制装置所需要的逆变器的数量增加，元件数需要增加，接触器需要增加。因此，驱动控制装置的外形、质量大型化，并且导致制造成本的增大。

本发明鉴于以上问题而完成，其课题在于提供一种铁道车辆用的驱动控制装置，能够抑制大型化并实现制造成本的减少。

用于解决课题的方案

根据实施方式，对设置于车辆的多台电动机进行驱动的车辆用驱动控制装置具备如下的结构。即，具备：

(1)多个电力转换装置，分别与设置于车辆的多台电动机连接，将从直流电源供给的直流电转换成交流电并向上述电动机输出；

(2)控制装置，控制上述电力转换装置；

(3)框体，收纳上述电力转换装置、上述控制装置，该框体具有：

(i)与上述车辆的地板相向的顶壁、

(ii)与地面相向的底壁、以及

(iii)连接上述顶壁和上述底壁的侧壁；以及

(4)动力单元，该动力单元具有：

(i)安装有构成上述电力转换装置的多个半导体元件的冷却器、

(ii)与上述冷却器相向配设并具备与上述半导体元件连接的第一连接器的第一控制基板、以及

(iii)位于上述第一控制基板的正交方向并具备与上述第一控制基板的第一连接器连接的第二连接器的第二控制基板。

附图说明

图1是表示将第一实施方式涉及的驱动控制装置装配到车辆的地板的状态的侧视图。

图2是概略地表示上述驱动控制装置的框图。

图3是表示上述驱动控制装置的逆变器的逆变电路的图。

图4是表示上述驱动控制装置的外观的立体图。

图5是从不同方向表示上述驱动控制装置的外观的立体图。

图6是表示上述驱动控制装置的内部构造的立体图。

图7是上述驱动控制装置的侧视图。

图8是将支撑上述驱动控制装置的装置罩的铰链部放大表示的立体图。

图9是表示上述驱动控制装置的装置罩的侧视图。

图10是表示将装置罩拆下的状态的驱动控制装置的侧视图。

图11是上述驱动控制装置的装置罩部分的剖视图。

图12是表示上述驱动控制装置的动力单元的立体图。

图13是表示上述动力单元的冷却器及散热片罩的分解立体图。

图14是上述动力单元的俯视图。

图15是从第一控制基板侧观察上述动力单元的立体图。

图16是表示上述动力单元的第二控制基板的立体图。

图17是表示上述动力单元的第一控制基板及第二控制基板的分解立体图。

图18是表示上述动力单元的导轨的立体图。

图19是表示上述动力单元的第二控制基板及支撑框架的立体图。

图20是表示上述动力单元的连接器支撑框架以及输出连接器的立体图。

图21是从里侧观察上述连接器支撑框架的立体图。

图22是表示上述动力单元的PN输入端子的立体图。

图23是上述PN输入端子的剖视图。

图24是表示上述动力单元以及框体的侧视图。

图25是表示上述框体侧的连接器支撑框架以及输入连接器的立体图。

图26是表示上述动力单元以及框体的连接器连接部分的驱动控制装置的剖视图。

图27是表示上述动力单元以及与该动力单元连接的框体侧的构成要素的立体图。

图28是表示上述动力单元的输出连接器和框体侧的输入连接器的连接状态的立体图。

图29是表示安装于上述框体的连结连接器的俯视图。

图30是表示上述驱动控制装置的控制装置的立体图。

图31是概略地表示第二实施方式的驱动控制装置的剖视图。

图32是表示第三实施方式涉及的驱动控制装置的立体图。

图33是概略地表示第四实施方式涉及的驱动控制装置的框图。

具体实施方式

以下参照附图的同时对实施方式涉及的驱动控制装置进行说明。

(第1实施方式)

图1表示将第一实施方式涉及的驱动控制装置10设置于铁道车辆8的地板的状态，图2是表示驱动控制装置的整体概略结构的框图。

如图1及图2所示，驱动控制装置10是如下的驱动控制装置，即：装配于铁道车辆8与轨道7a之间的车体地板，对用于驱动铁道车辆的车轮7的多台例如4台电动机12a～d(存在多个相同种类的装置的情况下，有时会根据需要标记像a、b、c、d……那样的后缀)进行驱动。电动机12例如使用永磁铁同步电动机。驱动控制装置10具备：分别与一个电动机12连接的四个电力转换装置例如逆变器(IV)14a～d；连接在各逆变器和电动机12之间的四个接触器16；对逆变器14、接触器16以及电动机12进行控制的控制装置18。

各逆变器14将从直流电源19供给的直流电转换成交流电并向电动机12输出。如图3所示，各逆变器14作为双电平电力转换装置构成，具备三相的逆变电路11、对构成逆变电路的半导体元件进行冷却的后述的冷却器、检测器等。

(电路)

逆变电路11具有U相、V相、W相的各单元。U相单元11u具有在直流电源19的直流正极端子P和直流负极端子N之间依次串联连接的第一、第二开关元件21u、22u。同样地，V相单元11v具有在直流正极端子P和直流负极端子N之间依次串联连接的第一、第二开关元件21v、22v，W相单元11w具有在直流正极端子P和直流负极端子N之间依次串联连接的第一、第二开关元件21w、22w。这多个半导体开关元件例如包括IGBT((insulated gate bipolartransistor，绝缘栅双极晶体管)或GTO等自消弧型半导体元件，例如由IGBT和与该IGBT反并联连接的二极管被模块化。各开关元件内的二极管或IGBT例如由Si或作为低损耗半导体元件的氮化硅(SiC)元件形成。

U相单元11U、V相单元11V、W相单元11W并联连接，进而串联连接的滤波电容26、27与各单元并联连接。滤波电容26、27例如是电源平滑用电容，是铝壳干式电容等。U相单元11U的第一开关元件21u和第二开关元件22u之间连接有输出端子30u，同样地，V相单元11V的第一开关元件21v和第二开关元件22v之间连接有输出端子30v，W相单元11W的第一开关元件21w和第二开关元件22w之间连接有输出端子30w。

u、v、w的三相的输出端子30u、30v、30w经由一个接触器16连接到电动机12，将三相的交流电输出到电动机12。上述各相的第一至第四开关元件21u、22u、21v、22v、21w、22w安装在构成冷却器的受热块的受热面上。

(装置的整体构造)

接着，对驱动控制装置10的整体构成进行详细地说明。

图4及图5是表示驱动控制装置10的外观的立体图，图6是将框体的装置罩拆下来表示驱动控制装置的内部构造的立体图，图7是将框体的装置罩拆下来表示驱动控制装置的内部构造的侧视图。

如图4至图7所示，驱动控制装置10具备细长的矩形箱状的框体60。该框体60具备：矩形框状的多个主体框架61、固定于主体框架61的细长的矩形的顶壁62、固定于主体框架61并与顶壁平行地相向的细长矩形的底壁63、固定于主体框架61并构成框体的长边方向两端的一对端壁64a、64b、以及以与端壁64a、64b成直角地交叉的方式固定于主体框架并相互相向的一对侧壁65a、65b。在顶壁62及主体框架61的外周部，安装有多个耳挂67。通过将这些耳挂67固定到车辆8的车体地板的侧面，框体60被装配到车辆8(参照图1)。在装配到车辆8的地板的状态下，框体60的顶壁62与车辆的地板相向，底壁63定位成与地面、轨道7a侧相向。

如图6所示，框体60内被划分成沿着框体的长边方向排列的多个例如三个收纳部，即，位于中央的第一收纳部(主收纳部)66a、位于一端侧的第二收纳部(主收纳部)66b、位于另一端侧的第三收纳部(副收纳部)66c。并且，在框体的第一收纳部66a中主要配置有四个逆变器14以及后述的动力单元68，在第二收纳部66b中主要收纳有控制装置18，进而，在副收纳部66c中主要收纳有四个接触器16。

如图4至图7所示，框体60的一对侧壁65a、65b具有分别与第一、第二、第三收纳部66a、66b、66c相向的开口，能够通过这些开口向各收纳部内进行存取。另外，框体60具备多个装置罩70，该多个装置罩70分别转动自如地且能够拆卸地安装于侧壁65a、65b，对侧壁的开口进行开闭。

(装置罩的构成)

各装置罩70由周缘部向框体60侧弯折的矩形板形成，例如各装置罩70的上端部通过两个或三个铰链部72转动自如地支撑在侧壁65a或侧壁65b。由此，装置罩70覆盖侧壁的开口，能够在构成侧壁的一部分的关闭位置和开放开口的开放位置之间转动。在该装置罩70的底壁63侧，设有将装置罩锁定在关闭位置的锁定杆71。进而，在装置罩70的中央部分安装有开闭装置罩或装卸装置罩时使用的把手73。

如图8所示，各铰链部72具有安装在框体60的侧壁65a、65b的枢轴74a和安装于装置罩70的筒状的承受体74b，枢轴74a转动自如地且能够沿着轴方向拔出地插入于该承受体74b。由此，承受体74b转动自如地被枢轴74a支撑。并且，如图8、图9、图10所示，使装置罩70沿着枢轴74的轴方向滑动，从枢轴74拔出承受体74b，从而能够将装置罩70从框体60拆下。另外，铰链部72也可以构成为将枢轴74a安装于装置罩70侧，将承受体74b安装于框体的侧壁侧。

(止动器的构成)

如图6、图7、图9至图11所示，框体60具有防止装置罩70不小心脱落的止动器76。在此，止动器76由形成于主体框架61并向装置罩70侧突出的金属板形成。止动器76在被关闭在关闭位置的装置罩70向铰链部72的脱离方向移动时与装置罩卡合，限制装置罩向脱离方向的移动。由此，能够切实地防止装置罩70不小心脱落。另外，通过使装置罩70向开放位置侧转动，止动器76不能与装置罩70卡合，能够将装置罩70从框体60拆下。

另外，止动器76不限于设置在主体框架61，也可以设置在装置罩70。在该情况下，装置罩70向脱离方向移动时，止动器76与主体框架61抵接，限制装置罩的移动。

(动力单元的构成)

如图5及图6所示，驱动控制装置10具有安装于框体60并且其一部分配置在第一收纳部66a内的动力单元68。动力单元68通过侧壁65b的开口，能够装卸地插入到框体60内，固定于框体60。其脱离方向A是框体60的宽度方向，是与侧壁65a正交的方向。

图12至图15分别表示动力单元68。如这些图所示，动力单元68具备：基本框架78、冷却器80、构成安装于冷却器80的四个逆变器14的多个半导体元件(第一至第四开关元件20u～23u、20v～23v、20w～23w以及第一及第二二极管24u、25u、25v、24w、25w)、具有第一连接器81的第一控制基板82、具有与第一连接器连接的第二连接器83的第二控制基板84。

以下对其各自的部件进行说明。首先，如图14所示，基本框架78具备矩形框85a和支撑框85b。支撑框85b从矩形框85a的两个侧部分别向与矩形框85a正交的方向(动力单元68的脱离方向A)延伸出来。在各支撑框85b的延伸端安装有把手85c。

另外，如图13所示，冷却器80具有：由传热性高的材料例如铝形成的矩形板状的冷却块87、以及立起设置在冷却块87的一侧面上的多个散热片86。冷却块87的周缘部固定于矩形框85a，配置在矩形框85a内。

冷却块87和散热片86一体化地构成。此时，散热片86的材料是例如铝等传导性高的材料。多数的散热片86的长边方向与车辆8的行驶方向大致平行地延伸，并且从铁道车辆8向着轨道7a的方向隔开预定间隙地排列。另外，在将动力单元68安装于框体60的状态下，散热片86向框体60的外侧突出。因此，车辆8行驶时产生的行驶风能够在散热片86之间通风。

冷却块87的安装有散热片86的面的相反面形成受热面84b。在该受热面84b上，多个半导体元件(第一至第四开关元件21u、22u、21v、22v、21w、22w)经由导热脂等相互隔开间隙地排列配置。

另外，在冷却块87的受热面84b上，在多个半导体元件之间固定有细长的方柱形状的绝缘体300，后述的PN输入端子108通过螺纹止动等固定于该绝缘体。该PN输入端子108与多个半导体元件(第一至第四开关元件21u、22u、21v、22v、21w、22w)连接。通过设置这样的绝缘体300，在任一半导体元件出故障或者被破坏的情况下，能够通过绝缘体300来保护其他正常的半导体元件不被该破坏了的半导体元件碰伤。同时，通过固定到绝缘体300，能够防止PN输入端子108的变形等。

(散热片罩的构成)

动力单元68为了保护散热片86而具备具有覆盖散热片86的形状的散热片罩88。该散热片罩88通过矩形的前面部88a和与前面部88a的两端部连接的两个矩形的侧面部88b形成为大致U字形状。前面部88a位于散热片86与冷却块87相接的端部的相反侧的端部，即散热片86的延伸端侧，侧面部88b位于散热片86的行驶风的流入侧及流出侧。该散热片罩88通过螺栓等固定于基本框架78的矩形框85a。另外，散热片罩88在铁道车辆8侧以及轨道7a侧不覆盖散热片86而具有开口部。

散热片罩88的前面部88a除了周缘部以外都形成为网眼状。进而，在前面部88a上设置有两个把手90以及对把手的周围进行加强的加强肋91。在将动力单元68相对于框体60进行装卸时，可以用手握住把手90来推入或拉出动力单元。在散热片罩88的两侧面部88b上形成有用于使行驶风穿过的多个通孔92。各通孔92例如是沿着动力单元68的装卸方向延伸的细长的长孔。另外，在各侧面部88b上，沿着装卸方向延伸的多个加强肋93设置在通孔92之间。

这样一来，散热片罩88并不限于在散热片罩88上设置把手90，并且为了耐受装卸操作而设置了加强肋91、93，也可通过采用将散热片86的上端部及下端部开放的结构，抑制散热片罩88的重量增大。另外，考虑到手接触的可能性，散热片86被设定成接地电位。

(第一控制基板的构成)

接着，对与冷却块87上的半导体元件连接的两片第一控制基板82进行说明。如图14、图15以及图17所示，两片第一控制基板82与冷却块87的受热面84b大致平行地相向配置于车辆8侧和轨道7a侧的上下，安装于基本框架78。各第一控制基板82例如是门放大器基板，与各逆变器14的半导体元件连接，输出开关信号。在第一控制基板82的背面及外周侧设有第一连接器81。

(第二控制基板的构成)

对具有与上述第一连接器81连接的第二连接器83的两个第二控制基板84进行说明。第二控制基板84例如是向门放大器基板输出控制信号的门控制基板。如图14所示，动力单元68具有两片第二控制基板84，这些第二控制基板84分别滑动自如地安装于基本框架78的两个支撑框85b上。更详细而言，如图14至图19所示，第二控制基板84经由绝缘层95安装于比该第二控制基板84大一圈的矩形的支撑基板(支撑金属板)94上。另外，如图15、图16所示，覆盖第二控制基板84的网状的罩96安装于支撑基板94。进而，支撑基板94的一端部向第二控制基板84侧成直角弯折，在该弯折部安装有把手97。在第二控制基板84的与把手97相反侧的端部设有第二连接器83。

另一方面，在基本框架78的各支撑框85b上安装有上下一对的在中央部具有凹部的导轨98。上下导轨98沿着支撑框85b的长边方向延伸，并且以凹部相向的方式位于相互平行的位置。并且，使第二控制基板84的支撑基板94的两侧边缘部分别与导轨98的凹部部分卡合，从而能够沿着导轨滑动至第一控制基板82附近。此时，通过与导轨98的凹部卡合，第二控制基板84插拔自如地被支撑框85b支撑。沿着导轨98安装的两个第二控制基板84在相互不同的位置上具有第二连接器83，因此在冷却块87侧与位于上下方向的第一控制基板82的第一连接器81结合。由此，两个第二支撑基板84在与第一控制基板32正交的方向上，且在第二支撑基板84之间隔开间隙地相向配置。

这样一来，通过将第一控制基板82和第二控制基板84配置在相互正交的方向上，能够有效地利用第二收纳部内的空间。另外，通过将第二控制基板84设置于不重叠地与第一控制基板82正交的方向上，能够容易地进行该第一及第二控制基板82、84的检查、保养。通过第一连接器81及第二连接器83将第一控制基板82和第二控制基板84直接连接，从而不需要连接配线等，能够实现设置空间的减少以及制造成本的减少。进而，滑动自如地支撑第二控制基板84，与第一控制基板82进行连接器连接，由此能够容易地装卸第二控制基板84，组装、检查、保养能够容易地进行。另外，通过构成为将第二控制基板84安装于支撑基板84上，将该支撑基板滑动自如地支撑在基本框架上，从而第二控制基板84不会直接在导轨98上滑动，能够防止因滑动造成的第二控制基板84的损伤。

(连接器的构成)

另外，如图14、图15、图18、图19、图20、图21所示，动力单元68具备连接器支撑框架100和输出连接器104u1～104w4。连接器支撑框架100是沿着与动力单元68的装卸方向A正交的方向(与冷却器80的受热面84平行的方向)延伸的细长的连接器支撑框架。输出连接器104u1～104w4隔着环氧树脂等绝缘板102安装于连接器支撑框架100。连接器支撑框架100及输出连接器设置在动力单元68的上部，即框体60的顶壁62的附近。如图20所示，输出连接器包括与四个逆变器14的U、V、W的输出分别连接的三个输出连接器104u1、v1、w1、三个输出连接器104u2、v2、w2、三个输出连接器104u3、v3、w3以及三个输出连接器104u4、v4、w4。这些输出连接器104u1至104w4沿着连接器支撑框架100的长边方向排列成一列，并且相互隔开间隙地配置。

(连接器定位销的构成)

另外，如图20及图21所示，连接器支撑框架100的输出连接器104u1～104w4之间立起设置有多个定位销106，从连接器支撑框架向着动力单元68的装卸方向A延伸。定位销106分别设置于输出连接器列的端部以及另一方的端部、输出连接器104w1、104u2之间、输出连接器104w3、104u4之间。

通过将动力单元68插入并安装于框体60，定位销106与设置在框体60侧的连接器支撑框架的定位孔卡合，相对于设置于框体60侧的连接器将输出连接器104u1至104w4定位，其后，输出连接器104u1至104w4分别嵌合到框体侧的连接器。

(动力单元的PN输入端子的构成)

如图14、图15所示，动力单元68具备构成用于向逆变器14流过电流的直流正极端子P和直流负极端子N的PN输入端子108。该PN输入端子108设置在动力单元68的下部，即框体60的底壁63附近。PN输入端子108如图22、图23所示，具有板状的正极端子110a和形成为与该正极端子大致相同的大小的板状的负极端子110b，这些正极端子110a及负极端子110b隔着绝缘层112而相互重叠，相互沿着相同方向延伸。例如，由环氧树脂等形成的绝缘层112具有比正极端子110a及负极端子110b大的面积，从正极端子110a及负极端子110b的外周部向外侧延伸出预定宽度。PN输入端子108例如安装于基本框架78，从该基本框架超过第一控制基板82而向装卸方向A延伸。并且，PN输入端子108与框体60的底壁63大致平行地延伸。

这样一来，在PN输入端子108中，将正极端子110a及负极端子110b相互重叠配置，并且在全长上相互顺延地延伸，通过这样构成，PN输入端子108被连接器化。连接器化了的PN输入端子108能够容易地插入设置于滤波电容26、27的接合部(连接端子122)。并且，将正极端子110a及负极端子110b相互重叠配置，并且在全长上相互顺延地延伸，通过这样构成，能够减少电感。

PN输入端子108和上述输出连接器104u1至104w4分开设置于动力单元68的上下，能够抑制噪声从PN输入端子侧向输出连接器流入。同时地，与PN输入端子108和上述输出连接器104u1至104w4排列配置的情况相比较，能够减少动力单元68在宽度方向上的尺寸。另外，通过将输出连接器104u1至104w4配置在框体60的顶壁62侧,将PN输入端子108相对于输出连接器配置在框体60的底壁63侧，能够防止来自流过信号等电流的轨道或地面的外部噪声向输出连接器流入。

(滤波电容的构成)

接着，对具有与上述PN输入端子108接合的接合部的滤波电容26、27进行说明。如图6所示，在框体60的第一收纳部66a，构成逆变器14的多个滤波电容26、27设置于底壁63上。如图24所示，这些滤波电容26、27具有能够与动力单元68的PN输入端子108接合的连接端子122。滤波电容26、27在将动力单元68安装于框体60时，配置成位于两片第二控制基板84之间。另外，滤波电容26、27经由后述的高压侧连接器与电源连接。

如图24至图26所示，在框体60的第一收纳部66a内设有细长的连接器支撑框架124，沿着与动力单元68的装卸方向A正交的方向延伸。连接器支撑框架124配置成与动力单元68的连接器支撑框架100平行地邻接相向。

多个输入连接器126隔着环氧树脂等的绝缘板125安装于连接器支撑框架124。这些输入连接器126u1至126w4(三个输入连接器126u1、v1、w1、三个输入连接器126u2、v2、w2、三个输入连接器126u3、v3、w3以及三个输入连接器126u4、v4、w4)沿着连接器支撑框架124的长边方向排列成一列，并且相互隔开间隙地配置。与该输入连接器126u1至126w4接合的是上述输出连接器104u1至104w4。另外，如图25所示，在连接器支撑框架124以及绝缘板235上形成有多个定位孔128。定位孔128分别形成于输入连接器列的端部以及另一方的端部、以及输入连接器104w1、104u2之间、输入连接器104w3、104u4之间。

如图26所示，在连接器支撑框架124上安装有多个导体130，各导体的一端分别连接到输入连接器104u1至126w4。另外，多个导体130的另一端分别与设在接触器16侧的多个连接器132连接，进而经由这些连接器132与多个接触器16连接。

(定位销的构成)

如图24所示，动力单元68从框体60的侧壁开口插入并安装到框体60的第一收纳部66a。如图26至图28所示，上述安装时，动力单元68侧的定位销106分别插入到框体60侧的连接器支撑框架124的定位孔128。定位销106和定位孔128接合，从而框体侧的输入连接器126u1至126w4分别与动力单元68侧的输出连接器104u1至104w4以相向的方式定位。然后，按照定位销106和定位孔128的引导，进一步将动力单元68按入到框体60的预定位置，动力单元68侧的输出连接器104u1至104w4分别嵌合到框体60侧的输入连接器126u1至126w4。另外，同时，动力单元68的PN输入端子108与滤波电容26、27的连接端子122卡合、导通。由此，设置于动力单元68的逆变器14分别与对应的接触器16连接，并且经由滤波电容26、27与电源19连接(经由受电弓、保险丝、开关与电源连接)。

(动力单元整体)

如图5至图7、图27所示，安装于框体60的动力单元68通过将矩形框85a固定到框体60的侧壁65b以及主体框架61而配置在预定位置。动力单元68的散热片86及散热片罩88位于向框体60的外侧突出的位置，能够接受到车辆的行驶风。动力单元68的其他部分配置于框体60的第一收纳部66a内。此时，安装于动力单元68的两片第二控制基板84，在滤波电容26、27的两侧排列，能够高效地配置于滤波电容和主体框架61的比较狭窄的空间。另外，各第二控制基板64的延伸端侧位于框体60的相反侧的侧壁65a的附近。因此，通过拆下装置罩70，能够从侧壁65a的开口侧对第二控制基板64进行检查、保养，并且能够将第二控制基板64相对于动力单元68进行拔插。

这样一来，通过将动力单元68高效地配置于第一收纳部66a内，能够减少设置空间，实现驱动控制装置10的小型化。另外，能够容易地进行动力单元68的保养、检查。进而，构成逆变器14的元件中，将比较大型且重量重的滤波电容26、27载置于框体60的底壁63上，将逆变器14的其它构成要素设置于动力单元68，并能够经由连接器及输出端子与滤波电容连接，从而能够实现动力单元68的小型化以及轻量化，能够容易地进行动力单元68的拆卸操作。

(外部连接器的构成)

如图4、图6、图29所示，在框体60的侧壁65a的外表面、铁道车辆8侧设有多个例如四个高压侧连接器(连结连接器)134a、134b、134c、134d以及多个例如三个高压侧连接器(连结连接器)136a、136b、136c。高压侧连接器134a、134b、134c、134d贯穿框体60而与第一收纳部66a相向设置，通过配置于框体60内的配线138，直接连接到四个接触器16的输出。高压侧连接器134a、134b、134c、134d例如是拧入式的连接器，从这些高压侧连接器的外侧连接并固定有与马达12连接的连结连接器140。

高压侧连接器136a、136b、136c以贯穿框体60的方式与第二收纳部66b相向设置。在框体60内，配线与高压侧连接器136a连接，该配线直接连接到滤波电容26、27。高压侧连接器136a、136b、136c例如是拧入式的连接器，在这些高压侧连接器上连接并固定有与未图示的高压线连接的连结连接器。

通过这样在框体60的外表面设置连接器，经由配线将该连接器直接与内部设备连接，从而不需要在框体内设置端子台，能够减少框体的设置空间。另外，这些连接器仅通过橡胶密封件来进行防水，因此不需要像以往那样将配线穿过框体60的壁而拉出到外部并将该拉出部密封，从而能够实现组装性的提高、制造成本的减少以及设置空间的减少。连接器不限于拧入式，也可以使用嵌合式的其他类型的连接器。

(接地电容的配置构成)

如图6及图30所示，控制装置18具备收纳于框体60的第二收纳部66b的各种设备。另外，控制装置18具备多个例如三个接地电容141，这些接地电容141在第二收纳部66b内设置于顶壁62的内表面侧。接地电容141容易成为噪声产生源，因此设置在顶壁62，并且配置成高压线、马达框架接地线、动力单元的接地线等不与其他高压、低压线并行。由此，能够将来自接地电容141的噪声对控制装置18的影响控制在最小限度。

(接触器的配置)

如图6、图7、图26所示，4台接触器16设置在框体60的第三收纳部66c内。接触器16在侧壁65a侧和侧壁65b侧分别各配置两台，在侧壁65a侧及侧壁65b侧在框体60的上下方向(从车辆8到轨道7a的方向)排列配置。这样一来，通过将四台接触器在宽度方向及高度方向上排列配置，能够高效地将接触器收纳于小的设置空间，由此能够实现框体60的小型化。

根据以上这样构成的车辆用控制驱动装置10，能够抑制大型化并能够实现制造成本的减少。

接着，说明各种其他实施方式涉及的驱动控制装置。在以下说明的各种实施方式中，与上述第一实施方式相同的构成部分标以相同的附图标记并省略其详细说明，以不同的部分为中心进行说明。

(第2实施方式)

图31是概略地表示第二实施方式涉及的驱动控制装置的剖视图。根据第二实施方式，驱动控制装置10的框体60具备反射板150，该反射板150将动力单元的PN输入端子和滤波电容的连接端子的连接部的图像向着框体的外方反射。反射板150的表面例如形成为镜面。反射板150例如固定于框体60的顶壁62的内表面。反射板150的镜面相对于顶壁62向斜方向倾斜，向着上述连接部。另外，在顶壁62上形成有供由反射板150反射的图像透光的观察窗152。由此，能够从框体60的外侧透过观察窗152通过目视确认上述连接部的连接状态，能够容易地检查难以从外侧检查的深处的部位。

在第二实施方式中，驱动控制装置10的其它构成与上述第一实施方式相同。

(第3实施方式)

图32是概略地表示第三实施方式涉及的驱动控制装置。根据本实施方式，驱动控制装置10用的框体60分离成第一框体60a和第二框体60b，上述第一框体60a具有收纳逆变器及动力单元的第一收纳部以及收纳控制装置的第二收纳部，上述第二框体60b具有收纳接触器的第三收纳部。由此，能够将驱动控制装置10的接触器16独立于其他部位而设置，能够提高驱动控制装置10的设置部位的自由度。

(第4实施方式)

图33是概略地表示第四实施方式涉及的驱动控制装置10的构成的框图。如该图所示，根据第四实施方式，驱动控制装置10具备：与四台永磁铁同步电动机12分别连接的四个逆变器14；并联连接到这四个逆变器14的输入侧与电源19之间的一台接触器16；控制逆变器14、接触器16以及电动机12的控制装置18。驱动控制装置10的其它构成与上述第一实施方式相同。

这样一来，通过将接触器16减少到一台，能够使驱动控制装置10小型化，并且能够实现制造成本的减少。

在以上这样构成的第二至第四实施方式中，也能够提供一种能够抑制大型化并实现制造成本减少的驱动控制装置。

已说明了本发明的若干个实施方式，这些实施方式是作为例子提出的，并非要限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种各样的方式实施，能够在不脱离发明主旨的范围内进行各种各样的省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围和主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明及与其均等的范围内。例如，支撑脚的设置数量以及形状并不限定于上述实施方式，可以根据需要进行各种变更。

工业上的可利用性

本发明用于搭载有对电动机进行驱动控制的驱动控制装置的铁道车辆。

附图标记说明

8：车辆；10：驱动控制装置；12：电动机；14：逆变器(电力转换装置)；16：接触器；18：控制装置；19：电源；24、25：二极管；26、27：滤波电容；32u、32v、32w：电极；36a：固定电极；36b：可动电极；37：框体；38：真空阀；42：动作臂；44：按压器；48：按压杆；50：柱塞；51：电磁线圈；52：螺旋弹簧；60：框体；61：主体框架；62：顶壁；63：底壁；65a、65b：侧壁；66a：第一收纳部；66b：第二收纳部；66c：第三收纳部；68：动力单元；70：装置罩；72：铰链部；76：止动器；80：冷却器；81：第一连接器；82：第一控制基板；83：第二连接器；84：第二控制基板；86：散热片；87：冷却块；88：散热片罩；98：导轨；100：连接器支撑框架；104u1～104w3：输出连接器；106：定位销；108：PN输入端子；134a、134b、134c、134d：高压侧连接器(连结连接器)；136a、136b、136c：低压侧连接器(连结连接器)。

Claims (14)

1.一种车辆用驱动控制装置，其特征在于，具备：

(1)多个电力转换装置，该多个电力转换装置分别与设置于车辆的多台电动机连接，将从直流电源供给的直流电转换成交流电并向上述电动机输出；

(2)控制装置，该控制装置控制上述电力转换装置；

(3)框体，该框体收纳上述电力转换装置、上述控制装置，上述框体具有：

(i)与上述车辆的地板相向的顶壁、

(ii)与地面相向的底壁、以及

(iii)连接上述顶壁和上述底壁的侧壁；以及

(4)动力单元，该动力单元具有：

(i)安装有构成上述电力转换装置的多个半导体元件的冷却器、

(ii)第一控制基板，该第一控制基板与上述半导体元件连接、以及

(iii)第二控制基板，在该第二控制基板上设置有与上述第一控制基板的第一连接器连接的第二连接器，

上述第一控制基板与上述冷却器相向配设，

在上述第一控制基板的背面及外周侧设有上述第一连接器，

上述第一控制基板和上述第二控制基板配置在相互正交的方向上。

2.根据权利要求1所述的车辆用驱动控制装置，其特征在于，上述动力单元具有能够相对于上述框体朝预定方向装卸的可装卸机构。

3.根据权利要求2所述的车辆用驱动控制装置，其特征在于，上述冷却器具备：

冷却块，该冷却块具有安装有上述多个半导体元件的受热面；

多个散热片，该散热片从该冷却块向上述框体的外侧延伸；以及

散热片罩，该散热片罩覆盖上述散热片中的上述框体的侧壁侧。

4.根据权利要求3所述的车辆用驱动控制装置，其特征在于，上述散热片设定为接地电位。

5.根据权利要求1所述的车辆用驱动控制装置，其特征在于，上述动力单元具备：

基本框架，该基本框架支撑上述动力单元；

一对导轨，该一对导轨设置于上述基本框架，沿着上述第二控制基板的长边方向延伸；以及

支撑基板，该支撑基板的外周部与上述导轨卡合，该支撑基板经由绝缘层与上述第二控制基板连接。

6.根据权利要求5所述的车辆用驱动控制装置，其特征在于，上述动力单元在上述动力单元的顶壁侧具备多个输出连接器，该多个输出连接器在连接器支撑框架上排列成一列地被安装，并且分别与上述多个电力转换装置的输出连接。

7.根据权利要求6所述的车辆用驱动控制装置，其特征在于，在上述连接器支撑框架中具备多个定位销，该多个定位销向安装于上述基本框架的上述冷却块的相反方向延伸。

8.根据权利要求7所述的车辆用驱动控制装置，其特征在于，上述动力单元具备与上述电力转换装置的电源连接的PN输入端子，该PN输入端子具有：

板状的正极端子；以及

经由绝缘层与上述正极端子重叠设置的板状的负极端子。

9.根据权利要求8所述的车辆用驱动控制装置，其特征在于，上述PN输入端子在上述动力单元中设置于上述框体的上述底壁侧。

10.根据权利要求8所述的车辆用驱动控制装置，其特征在于，上述框体具备配置在上述框体的上述底壁上的电容，

上述电容具有与上述PN输入端子卡合的连接端子。

11.根据权利要求10所述的车辆用驱动控制装置，其特征在于，上述电容与配置在上述框体内的电源连接器连接，

上述框体具有将上述电源连接器和上述电容的连接部向着上述框体的外方反射的反射板。

12.根据权利要求1所述的车辆用驱动控制装置，其特征在于，上述框体具备：

包括上述顶壁、上述底壁、上述侧壁的主体框架；以及

经由铰链部安装于上述主体框架的装置罩，

上述铰链部具备：

安装在上述主体框架和上述装置罩中的任一方的具有棒状轴的枢轴；以及

安装在安装有上述枢轴的上述主体框架和装置罩中的另一方的筒状的承受体，

进而，在上述主体框架中具备止动器，该止动器对设置于装置罩的上述枢轴或上述承受体向着拔出方向的移动进行限制。

13.根据权利要求1所述的车辆用驱动控制装置，其特征在于，包括以向外部露出的方式设置于上述框体的多个连结连接器，上述连结连接器和配设于上述框体内的上述电力转换装置或接触器通过配线被连接。

14.根据权利要求1所述的车辆用驱动控制装置，其特征在于，上述框体具有：

收纳上述电力转换装置以及控制装置的主收纳部；以及

收纳上述多个接触器的副收纳部，

上述副收纳部能够从上述主收纳部分离地与上述主收纳部连结。