CN106335375A - 铁道车辆用主电路装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种铁道车辆用主电路装置，通过将单元开关和充电电阻安装于整体式机架中，从而能够进行组装接线作业，并且能够实现小型化。配置在铁道车辆中的铁道车辆用主电路装置具备：整体式机架(15)；被收纳于整体式机架(15)内的单元开关(4a、4b)；以及被收纳于整体式机架(15)内的充电电阻(13)，单元开关(4a、4b)纵向地配置在作为所述铁道车辆的侧面侧的位置处，充电电阻(13)纵向地配置在作为所述铁道车辆的中央侧的位置处。

Description

铁道车辆用主电路装置

技术领域

本发明涉及收纳充电电阻和单元开关且配置在铁道车辆中的铁道车辆用主电路装置。

背景技术

在现有技术中，配置在铁道车辆中的铁道车辆用主电路装置中，从高架线经由集电装置取入的主电路电流流入断流器箱，通过了该断流器箱的主电路电流经由滤波电抗器而被输入到逆变器装置，变换成可变电压可变频率的3相交流。然后，通过变换后的电流驱动感应电动机，该电流还经由车体、车轮而流入铁轨，返回到变电站。

作为这样的铁道车辆用主电路装置，例如为了实现以上的电路，有在铁道车辆车体的地板下方安装收纳了高速断路器和两个单元开关的断流器箱的装置(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：JP特开平3-251005

上述的现有铁道车辆用主电路装置中，高速断路器通常处于合闸状态，若使集电装置与高架线接触，接通一个单元开关，则容量大的滤波电容器经由充电电阻而被充电。在充电完成后，另一个单元开关被接通，变成可运行状态，若驾驶员操作主控制器，则主电动机控制部就根据其操作量而使电动机工作。

在此，如图12～图14所示，现有的铁道车辆用主电路装置将高速断路器3、单元开关4以及充电电阻13收纳在断流器箱11中，该断流器箱11其内部由多个腔室构成，在各腔室分别收纳高速断路器3、单元开关4、充电电阻13以及其他电气产品。

更具体来说，单元开关4单独被收纳在断流器箱11的腔室中，在断流器箱11内进行单元开关4的安装、控制电路布线、主电路布线接线作业。因此，如图13以及图14所示，需要在单元开关4的前后(枕木方向)设置控制电路布线接线作业空间S1、主电路布线接线作业空间S2，妨碍了空间的节省。此外，无法与单元开关4靠近地配置充电电阻13，将单元开关4和充电电阻13并排设置在车辆行进方向上，所以成为了断流器箱11的尺寸变大的主要原因。

此外，在上述现有的结构中，由于在断流器箱11的框体内进行控制电路布线的接线，所以需要慎重进行作业，不能遗失子螺钉类。此外，虽然考虑了通过向单元开关4的接线作业空间配置充电电阻13来实现小型化的方案，但是若向单元开关4的接线作业空间配置充电电阻13，则单元开关的组装接线作业就会变得很困难，所以实际情况是，在所述接线作业空间内无法配置充电电阻13，无法实现小型化。

发明内容

本发明考虑以上情况而完成，其目的在于，提供一种铁道车辆用主电路装置，其通过将单元开关和充电电阻安装在整体式机架内，从而能够进行组装接线作业，并且能够实现小型化。

为了实现该目的，本发明提供一种配置在铁道车辆中的铁道车辆用主电路装置，具备：整体式机架；收纳在所述整体式机架内的单元开关；以及收纳在所述整体式机架内的充电电阻，所述单元开关纵向地配置在作为所述铁道车辆的侧面侧的位置处，所述充电电阻纵向地配置在作为所述铁道车辆的中央侧的位置处。

发明效果

根据本发明，能够提供一种铁道车辆用主电路装置，其通过将单元开关和充电电阻安装在整体式机架内，从而能够进行组装接线作业，并且能够实现小型化。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1涉及的铁道车辆用驱动系统的简要结构的图。

图2是表示配置在本发明的实施方式1涉及的铁道车辆用驱动系统中的断流器箱附近的简要结构的图。

图3是示意性表示本发明的实施方式1涉及的断流器箱的内部结构的俯视图。

图4是表示本发明的实施方式1涉及的断流器箱的电路结构的图。

图5是示意性表示将本发明的实施方式1涉及的断流器箱悬置在铁道车辆车体的地板下方的状态的图。

图6(a)是表示收纳在本发明的实施方式1涉及的断流器箱中的单元开关的低压/高压接口位置的侧视图，(b)是其主视图。

图7(a)是表示收纳在本发明的实施方式1涉及的断流器箱内的充电电阻的高压接口位置的俯视图，(b)是其主视图。

图8(a)是表示本发明的实施方式1涉及的单元开关以及充电电阻的组件的俯视图，(b)是其侧视图，(c)是其主视图。

图9(a)是示意性表示本发明的实施方式1涉及的单元开关以及充电电阻的组件的分解立体图，(b)是示意性表示组装后的状态的立体图。

图10是示意性表示本发明的实施方式2涉及的逆变器装置的内部结构的俯视图。

图11是示意性表示将本发明的实施方式2涉及的逆变器装置悬置在铁道车辆车体的地板下方的状态的图。

图12是示意性表示现有技术中的断流器箱的内部结构的立体图。

图13是示意性表示从沿图12所示的A-A线的剖面观察到的内部结构的俯视图。

图14是示意性表示现有技术中的单元开关的立体图。

符号说明

1...高架线；2...集电装置；3...高速断路器；4a，4b...单元开关；5...滤波电抗器；6...逆变器装置；7...感应电动机；8...车体；9...车轮；10...铁轨；11...断流器箱；12...滤波电容器；13...充电电阻；14，24...单元开关/充电电阻组件；15...整体式机架；30，32，34，40，50...高压接口；31...低压接口；33...导体条；36a，36b...背面的上部两侧；37a，37b...车辆侧面侧的端部两侧；45...冷却器；100...铁道车辆用驱动系统；151...底面；152...背面；153...侧面。

具体实施方式

接着，参照附图说明本发明的实施方式涉及的铁道车辆用主电路装置。另外，以下说明的实施方式是用于说明本发明的例示，并不是将本发明仅限定于这些实施方式。因此，本发明只要不脱离其主旨就能够以各种方式来实施。此外，在各附图中，为了便于理解说明，各部件的厚度、尺寸、放大率或缩小率等与实际情况并不一致。

(实施方式1)

图1是表示实施方式1涉及的铁道车辆用驱动系统的简要结构的图，图2是表示配置在铁道车辆用驱动系统中的断流器箱附近的简要结构的图，图3是示意性表示断流器箱的内部结构的俯视图，图4是表示断流器箱的电路结构的图，图5是示意性表示将断流器箱悬置在铁道车辆车体的地板下方的状态的图，图6是表示收纳在断流器箱内的单元开关的低压/高压接口位置的图((a)是侧视图，(b)是主视图，图7是表示收纳在断流器箱内的充电电阻的高压接口位置的图((a)是俯视图，(b)是主视图)，图8是表示单元开关以及充电电阻的组件的图((a)是俯视图，(b)是侧视图，(c)是主视图)，图9是示意性表示单元开关以及充电电阻的组件的图((a)是分解立体图，(b)是组装后的状态的立体图)。

另外，“车辆中央侧”是指在车体8的地板下方配置断流器箱11时作为车辆的中央侧的方向，“车辆侧面侧”是指在车体8的地板下方配置断流器箱11时作为车辆的侧面侧(外侧)的方向。

如图1以及图2所示，实施方式1涉及的铁道车辆用驱动系统100中，从高架线1经由集电装置2获取主电路电流，其流向断流器箱11，通过断流器箱11后的主电路电流经由滤波电抗器5后被输入到逆变器装置6。输入到逆变器装置6的电流被变换成可变电压可变频率的3相交流，驱动感应电动机7，然后经由车体8、车轮9流入铁轨10，返回到未图示的变电站。

如图3～图9所示，在断流器箱11中收纳有高速断路器3、单元开关/充电电阻组件14及24。单元开关/充电电阻组件14及24具有：单元开关4a及4b、充电电阻13、收纳单元开关4a及4b和充电电阻13的整体式机架15。如图3所示，单元开关/充电电阻组件14和单元开关/充电电阻组件24并排设置在车辆行进方向上。

这样，在实施方式1中，形成将单元开关4a及4b和充电电阻13组件化为功能单位的结构(实施方式1中是2个组件：单元开关/充电电阻组件14及24)。在此所说的功能单位，例如可列举利用单元开关/充电电阻组件14和单元开关/充电电阻组件24对各个电容器进行充电等按各自不同的功能(作用)进行分组的情况。另外，在实施方式1中，单元开关/充电电阻组件14及24相当于本发明的“铁道车辆用主电路装置”。

通常，高速断路器3处于合闸状态。若使集电装置2与高架线1接触，并接通单元开关4a，则容量大的滤波电容器12经由充电电阻13而被充电。充电完成后，接通单元开关4b，车辆变成可运行状态。若驾驶员操作未图示的主控制器，则逆变器装置6内的主电动机控制部根据其操作量使未图示的电动机工作。

另外，由于单元开关/充电电阻组件14和单元开关/充电电阻组件24具有相同的结构，所以在此针对单元开关/充电电阻组件14的结构进行说明。

在整体式机架15内，将单元开关4a及4b并排设置在车辆行进方向上，在整体式机架15内的单元开关4a及4b的枕木方向的车辆中央侧配置有三个充电电阻13。

如图8以及图9所示，整体式机架15在主视下大致具有L字形状。该整体式机架15具有：底面151、立设于底面151的车辆中央侧端部的背面152、配置于底面151以及背面152的两侧的侧面153及154。

如图5、图6、图8以及图9所示，单元开关4a及4b在整体式机架15内被纵向地配置成：将单元开关4a及4b的控制电路、即低压接口31侧设为车辆侧面侧，将主电路、即高压接口32侧设为车辆中央侧。

如图5以及图7～图9所示，充电电阻13配置在比整体式机架15内的单元开关4a及4b更靠近车辆中央侧的位置上(即，单元开关4a及4b的高压接口32侧)。该充电电阻13被纵向地配置成：将高压接口30侧设为车辆中央侧。

在此，单元开关4a及4b的高压接口32的位置在进行组件化时隐藏在充电电阻13的后方，无法形成与外部的接线。因此，如图8所示，使用导体条33这样的导电性部件，将高压接口32引导至充电电阻13的上部，将高压接口32的位置设为单元开关/充电电阻组件14的高压接口34的位置。这样，通过将接口设置在容易实现与外部的接线的位置处，能够实现与外部的接线。

此外，整体式机架15将底面151的车辆侧面侧的端部两侧37a及37b、和背面152的上部两侧36a及36b作为与断流器箱11之间的固定位置。即，在实施方式1中，将整体式机架15和断流器箱11之间的固定设为对角固定。借助该固定位置，将与断流器箱11之间的安装材料只要设置在背面152的上部即可，不必还设置在下部，所以能够缩短整体式机架15(即，单元开关/充电电阻组件14)的高度方向的尺寸。由此，能够成为收纳在铁轨10与车体8的地板下方之间的狭小空间内的尺寸的组件。另外，整体式机架15与断流器箱11之间的固定通过螺栓、螺钉等期望的固定部件可实现安装或拆卸。

进一步地，由于整体式机架15与断流器箱11之间的固定是对角固定，所以能够提高抗振性。此外，由于以组件单体的形式独立，所以在安装到断流器箱11时，只要使底面151滑动而插入到断流器箱11内即可，安装简单。

这样，单元开关/充电电阻组件14及24不是将配置在断流器箱11内的所有单元开关4a及4b和充电电阻13设为一个组件，而是分成期望的功能单位实现组件化，所以能够将充电电阻13配置在单元开关4a及4b的主电路布线接线作业空间中，能够实现断流器箱11的小型化。此外，由于在断流器箱11外进行单元开关4a及4b的控制电路布线接线作业，所以进行控制电路布线的接线的子螺钉类的处理变得很容易。此外，通过将单元开关4a及4b的高压接口32侧和充电电阻13配置在车辆中央侧，从而能够将高压布线集中到断流器箱11的高压接口40的附近，能够缩短主电路布线长。此外，与现有技术同样地设置更换构成单元开关4a及4b的部件时的低压接口31侧的接线作业空间，所以能够与现有技术同样地从车辆侧面侧进行更换。

此外，通过分成期望的功能单位来进行组件化，从而1组件的质量变轻，制造时、检查时组件向断流器箱11内的装卸变得很容易。此外，当电气产品发生故障时，从断流器箱11仅卸载包含该电气产品的组件来更换电气产品即可，因此与将所有的单元开关4a及4b和充电电阻13作为一个组件的情况相比，装卸不费工夫。

此外，如图4所示，单元开关/充电电阻组件14及24能够将与外部之间的主电路的接口设为最小的两点。进一步地，单元开关/充电电阻组件14及24只要安装或卸载固定整体式机架15的固定部件和两点接口，就能够简单地从断流器箱11进行装卸。

此外，进一步地，作为组件化的效果，能够列举由脱机化带来的作业性的提高、由作业并行化带来的生产率发提高、由项目沿用带来的设计时间的缩短。

另外，若如现有技术(参照图12以及图13)那样，在断流器箱11内将充电电阻13并排设置在单元开关4的车辆行进方向侧，则除了断流器箱11在车辆行进方向上的尺寸会变大以外，在单元开关4之间也会空出绝缘距离以上的间隙，进而会成为断流器箱11的尺寸变大的主要原因。

因此，只要如实施方式1这样，竖立地配置充电电阻13，就能够更高密度地收纳电气产品，从而能够缩小车辆行进方向上的尺寸。此时，存在将断流器箱11收纳在铁轨10与车体8的地板下方之间的狭小空间内、可将充电电阻13安装于整体式机架15、可向断流器箱11装卸单元开关/充电电阻组件14及24、使车辆行进方向的尺寸最小化、具有安装在铁道车辆上的用品所需的抗振性、以单元开关/充电电阻组件14及24单体的形式独立等要求，而单元开关/充电电阻组件14及24均能够满足这些要求。

另外，在实施方式1中，说明了配置两个单元开关/充电电阻组件14及24的情况，但是并不限于此，组件数目可根据预期而适当决定。此外，1个组件中的充电电阻13的配置数目可根据预期而适当决定。

(实施方式2)

接着，参照附图，说明本发明的实施方式2。图10是示意性表示实施方式2涉及的逆变器装置的内部结构的俯视图，图11是示意性表示将实施方式2涉及的逆变器装置悬置在铁道车辆车体的地板下方的状态的图。另外，在实施方式2中，对与在实施方式1中说明过的部件相同的部件附加相同符号，并省略其详细的说明。

如图10以及图11所示，实施方式2涉及的铁道车辆用驱动系统与实施方式1涉及的铁道车辆用驱动系统的主要不同点在于，将单元开关/充电电阻组件14配置于逆变器装置6中，将该逆变器装置6配置在车辆的车体8的地板下方。

如图10以及图11所示，配置在实施方式2涉及的逆变器装置6中的单元开关/充电电阻组件14被纵向地配置成：使单元开关4a及4b的高压接口32侧位于逆变器装置6的高压接口50侧(车辆中央侧)。此外，充电电阻13配置在单元开关4a及4b的高压接口32侧。另外，符号45是冷却器。

单元开关4a及4b的高压接口32的位置与实施方式1相同，使用导体条33(实施方式2中未图示)这样的导电性部件，将高压接口32引导到充电电阻13的上部，将高压接口32的位置设为单元开关/充电电阻组件14的高压接口34的位置。这样，通过在与外部的接线容易的部位设置接口，从而将单元开关/充电电阻组件14配置在逆变器装置6内的情况下，也能够进行与外部的接线。

此外，单元开关/充电电阻组件14与实施方式1相同，通过将整体式机架15固定于逆变器装置6的框体内，从而以可装卸的方式固定到逆变器装置6的规定位置。

这样，在将单元开关/充电电阻组件14配置在逆变器装置6内的情况下，也能够满足与实施方式1相同的要求，可以得到能够进行组装接线作业的同时实现小型化等的相同的效果。

另外，在实施方式2中，说明了在逆变器装置6中配置单元开关/充电电阻组件14的情况，但并不限于此，也可在逆变器装置6中配置单元开关/充电电阻组件14及24等多个组件。

此外，本发明涉及的铁道车辆用主电路装置也可根据预期而应用于断流器箱11、逆变器装置6以外的设备类型中。

Claims (8)

1.一种铁道车辆用主电路装置，其配置在铁道车辆中，该铁道车辆用主电路装置具备：

整体式机架；

单元开关，被收纳在所述整体式机架内；以及

充电电阻，被收纳在所述整体式机架内，

所述单元开关纵向地配置在作为所述铁道车辆的侧面侧的位置处，所述充电电阻纵向地配置在作为所述铁道车辆的中央侧的位置处。

2.根据权利要求1所述的铁道车辆用主电路装置，其中，

所述铁道车辆用主电路装置具备：多个收纳所述单元开关和所述充电电阻的整体式机架，

所述单元开关和所述充电电阻按功能单位被收纳在各个所述整体式机架内。

3.根据权利要求1或2所述的铁道车辆用主电路装置，其中，

所述铁道车辆用主电路装置被悬置在所述铁道车辆的地板下方。

4.根据权利要求1所述的铁道车辆用主电路装置，其中，

所述单元开关被配置成：低压接口侧位于所述铁道车辆的侧面侧，高压接口侧位于所述铁道车辆的中央侧，

所述充电电阻配置在所述单元开关的高压接口侧。

5.根据权利要求1所述的铁道车辆用主电路装置，其中，

在所述单元开关的高压接口上连接导电性部件，经由该导电性部件，使该单元开关的高压接口位于所述充电电阻的上方。

6.根据权利要求1所述的铁道车辆用主电路装置，其中，

收纳了所述单元开关以及充电电阻的整体式机架配置在断流器的框体内，

所述整体式机架将该整体式机架下部的所述铁道车辆的侧面侧两侧和所述铁道车辆的中央侧上部两侧以可装卸的方式固定到所述断流器的框体。

7.根据权利要求1所述的铁道车辆用主电路装置，其中，

收纳了所述单元开关以及所述充电电阻的整体式机架配置在逆变器装置的框体内。

8.根据权利要求7所述的铁道车辆用主电路装置，其中，

所述整体式机架将该整体式机架下部的所述铁道车辆的侧面侧两侧和所述铁道车辆的中央侧上部两侧以可装卸的方式固定到所述逆变器装置的框体。