JP2001258263A - 鉄道車両用電力変換装置 - Google Patents
鉄道車両用電力変換装置Info
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- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
- B60L9/16—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors
- B60L9/24—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from ac supply lines
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
- H05K7/20909—Forced ventilation, e.g. on heat dissipaters coupled to components
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/26—Rail vehicles
Abstract
(57)【要約】
【課題】大容量化及び小形・軽量化と保守・点検の省力
化に応えることができ、列車の高速化に対応することの
できる鉄道車両用電力変換装置を得ること。 【解決手段】車両の床下に吊り下げられる箱体の内部に
対して、長辺側がレール方向となるＬ字形の仕切板２ｄ
を設けて、風洞６を形成する。この仕切板２ｄの片側に
対して、高速度遮断器13Ａ，リレーユニット13Ｂ，イン
タフェースユニット13Ｃと制御装置13Ｄをレール方向に
順に収納する。仕切板２ｄの他側には、Ｌ字形の仕切板
２ｄの短辺側に対して一対の平滑リアクトル８Ａ，８Ｂ
を収納し、この平滑リアクトル８Ａ，８Ｂと仕切り２ｆ
を介して半導体冷却ユニット７を収納する。この半導体
ユニット７の放熱部７ａは、風洞６の入風口２ｅ側に突
設する。平滑リアクトル８Ａ，８Ｂには、風洞６の内側
に電動送風機９Ａ，９Ｂを固定する。
化に応えることができ、列車の高速化に対応することの
できる鉄道車両用電力変換装置を得ること。 【解決手段】車両の床下に吊り下げられる箱体の内部に
対して、長辺側がレール方向となるＬ字形の仕切板２ｄ
を設けて、風洞６を形成する。この仕切板２ｄの片側に
対して、高速度遮断器13Ａ，リレーユニット13Ｂ，イン
タフェースユニット13Ｃと制御装置13Ｄをレール方向に
順に収納する。仕切板２ｄの他側には、Ｌ字形の仕切板
２ｄの短辺側に対して一対の平滑リアクトル８Ａ，８Ｂ
を収納し、この平滑リアクトル８Ａ，８Ｂと仕切り２ｆ
を介して半導体冷却ユニット７を収納する。この半導体
ユニット７の放熱部７ａは、風洞６の入風口２ｅ側に突
設する。平滑リアクトル８Ａ，８Ｂには、風洞６の内側
に電動送風機９Ａ，９Ｂを固定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両用電力変
換装置に関する。
換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉄道車両には、パンダグラフから供給さ
れる交流電力を可変電圧可変周波数制御のインバータに
よって所定の交流電力に変換して、主電動機となる誘導
電動機を速度制御する電力変換装置が組み込まれてい
る。
れる交流電力を可変電圧可変周波数制御のインバータに
よって所定の交流電力に変換して、主電動機となる誘導
電動機を速度制御する電力変換装置が組み込まれてい
る。
【０００３】この鉄道車両用電力変換装置は、車両の床
下に吊り下げられた箱体に組み込まれ、この箱体の内部
には、電力用半導体素子などで構成される電力変換部の
他に、主回路に含まれる高調波分を除去するコンデンサ
や、万一の事故の発生に備えて、入力電源側と電力変換
部の間を切り離す高速度遮断器なども収納されている。
下に吊り下げられた箱体に組み込まれ、この箱体の内部
には、電力用半導体素子などで構成される電力変換部の
他に、主回路に含まれる高調波分を除去するコンデンサ
や、万一の事故の発生に備えて、入力電源側と電力変換
部の間を切り離す高速度遮断器なども収納されている。
【０００４】これらの電気機器の他に、前述したコンデ
ンサとともに主回路の脈動を抑えるためのインバータ側
の平滑リアクトルとこのインバータの電源側の平滑リア
クトルも収納される場合もあり、このうち、後者の電源
側のリアクトルの方が発熱量は大きい。
ンサとともに主回路の脈動を抑えるためのインバータ側
の平滑リアクトルとこのインバータの電源側の平滑リア
クトルも収納される場合もあり、このうち、後者の電源
側のリアクトルの方が発熱量は大きい。
【０００５】これらの平滑リアクトルは、箱体の外部に
取り付けられる場合もあるが、これらの平滑リアクトル
は、内部のコイルの層間と枠体との間を絶縁する絶縁樹
脂によって最高許容温度は約180度となっており、半導
体やコンデンサ及び後述する制御装置の基板などの約80
度と比べて高い。
取り付けられる場合もあるが、これらの平滑リアクトル
は、内部のコイルの層間と枠体との間を絶縁する絶縁樹
脂によって最高許容温度は約180度となっており、半導
体やコンデンサ及び後述する制御装置の基板などの約80
度と比べて高い。
【０００６】これらの平滑リアクトルや制御回路用品の
冷却方法には、従来から電動送風機による強制冷却方法
と列車の走行風を含む自然通風方法による冷却方法の二
つの方法が採用されている。
冷却方法には、従来から電動送風機による強制冷却方法
と列車の走行風を含む自然通風方法による冷却方法の二
つの方法が採用されている。
【０００７】このうち、前者の強制冷却方法は、冷却効
果は高いが、電動送風機が発生する振動や騒音のため
に、環境面に配慮すると、後者の自然通風方法が望まし
いとされている。
果は高いが、電動送風機が発生する振動や騒音のため
に、環境面に配慮すると、後者の自然通風方法が望まし
いとされている。
【０００８】一方、ますます高速化する列車に対応し
て、鉄道車両用電力変換装置は、大容量化と軽量化が要
求され、車両の床下の限られた空間に設置されるために
小形化が要請される。
て、鉄道車両用電力変換装置は、大容量化と軽量化が要
求され、車両の床下の限られた空間に設置されるために
小形化が要請される。
【０００９】さらに、保守・点検の省力化と保守・点検
時の作業性の向上も要求される。このうち、前者の大容
量化と小形・軽量化及び保守・点検の省力化は相矛盾す
るが、この矛盾する要求に応えるとともに、車両の長期
に亘る走行に対して所定の特性を維持するためにも、鉄
道車両用電力変換装置の内部に組み込まれた機器の冷却
対策はますます重要となる。
時の作業性の向上も要求される。このうち、前者の大容
量化と小形・軽量化及び保守・点検の省力化は相矛盾す
るが、この矛盾する要求に応えるとともに、車両の長期
に亘る走行に対して所定の特性を維持するためにも、鉄
道車両用電力変換装置の内部に組み込まれた機器の冷却
対策はますます重要となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の鉄道
車両用電力変換装置においては、冷却面においては、他
の電気機器と比べて約100度近くも高い許容上昇温度の
平滑リアクトルは別置とした方が、製作が容易となる。
車両用電力変換装置においては、冷却面においては、他
の電気機器と比べて約100度近くも高い許容上昇温度の
平滑リアクトルは別置とした方が、製作が容易となる。
【００１１】しかし、別置となると、平滑リアクトルを
冷却するための風洞と、この平滑リアクトルに接続され
る電力変換部を接続する導体のために床下の所要空間が
増え、車両の床下の電気機器の配置が錯綜する。
冷却するための風洞と、この平滑リアクトルに接続され
る電力変換部を接続する導体のために床下の所要空間が
増え、車両の床下の電気機器の配置が錯綜する。
【００１２】一方、平滑リアクトルを他の電気機器とと
もに箱体に収納する方法では、これらの電気機器を冷却
空気の流路に対して直列（１系統）に配置すると、発熱
量のより大きい電源側の平滑リアクトルを冷却するため
の風量を、発熱量の少ないインバータ側の平滑リアクト
ルにも通過させることになるので、圧力損失も考慮する
と効率が悪くなり、大容量化、軽量化と小形化の要請に
応えられない。
もに箱体に収納する方法では、これらの電気機器を冷却
空気の流路に対して直列（１系統）に配置すると、発熱
量のより大きい電源側の平滑リアクトルを冷却するため
の風量を、発熱量の少ないインバータ側の平滑リアクト
ルにも通過させることになるので、圧力損失も考慮する
と効率が悪くなり、大容量化、軽量化と小形化の要請に
応えられない。
【００１３】さらに、これらの平滑リアクトルは、最高
許容温度は等しいので、上流側に配置した平滑リアクト
ルと比べて下流側に配置された平滑リアクトルは冷却条
件が悪くなり、上流側の平滑リアクトルと比べて上昇温
度が高くなる。
許容温度は等しいので、上流側に配置した平滑リアクト
ルと比べて下流側に配置された平滑リアクトルは冷却条
件が悪くなり、上流側の平滑リアクトルと比べて上昇温
度が高くなる。
【００１４】そのため、二つの平滑リアクトルの流路を
並列（２系統）にすると、この並列の流路とこの流路の
前段に設ける整風板や邪魔板のために、流路の構成が複
雑となり、これも大容量化、軽量化及び小形化と保守・
点検の省力化の要請に応えられない。
並列（２系統）にすると、この並列の流路とこの流路の
前段に設ける整風板や邪魔板のために、流路の構成が複
雑となり、これも大容量化、軽量化及び小形化と保守・
点検の省力化の要請に応えられない。
【００１５】そこで、本発明の第１の目的は、大容量化
及び小形化・軽量化と保守・点検の省力化に応えること
ができ、列車の高速化に対応することのできる鉄道車両
用電力変換装置を得ることであり、第２の目的は、振動
や騒音を減らすことのできる鉄道車両用電力変換装置を
得ることである。
及び小形化・軽量化と保守・点検の省力化に応えること
ができ、列車の高速化に対応することのできる鉄道車両
用電力変換装置を得ることであり、第２の目的は、振動
や騒音を減らすことのできる鉄道車両用電力変換装置を
得ることである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】請求項１に対応する発明
は、半導体電力変換冷却ユニットと一対の平滑リアクト
ル及びこれらの冷却する一対の電動送風機が車両の床下
に吊設された箱体の内部に収納された鉄道車両用電力変
換装置において、箱体のレール方向の片側に入気口が形
成され箱体の枕木方向の片側に排気口が形成された横断
面Ｌ字形の風洞を設け、箱体の枕木方向の片側の風洞の
隣接部に半導体電力変換冷却ユニットを風洞の入気側に
放熱部を突き出して収納し、風洞の排気側に一対の平滑
リアクトルをレール方向に収納し、これらの平滑リアク
トルの入気側に電動送風機を隣接したことを特徴とす
る。
は、半導体電力変換冷却ユニットと一対の平滑リアクト
ル及びこれらの冷却する一対の電動送風機が車両の床下
に吊設された箱体の内部に収納された鉄道車両用電力変
換装置において、箱体のレール方向の片側に入気口が形
成され箱体の枕木方向の片側に排気口が形成された横断
面Ｌ字形の風洞を設け、箱体の枕木方向の片側の風洞の
隣接部に半導体電力変換冷却ユニットを風洞の入気側に
放熱部を突き出して収納し、風洞の排気側に一対の平滑
リアクトルをレール方向に収納し、これらの平滑リアク
トルの入気側に電動送風機を隣接したことを特徴とす
る。
【００１７】請求項２に対応する発明は、風洞の下流側
のリアクトルの入気側の電動送風機の入気側の箱体の底
板に対して、補助入気口を形成したことを特徴とする。
請求項３に対応する発明は、一対の平滑リアクトルを円
筒状とし、各平滑リアクトルを筒体に収納し、この筒体
を箱体に吊設したことを特徴とする。請求項４に対応す
る発明は、電動送風機の外枠を円筒状とし、この外枠を
介して電動送風機を筒体の入気側に固定したことを特徴
とする。
のリアクトルの入気側の電動送風機の入気側の箱体の底
板に対して、補助入気口を形成したことを特徴とする。
請求項３に対応する発明は、一対の平滑リアクトルを円
筒状とし、各平滑リアクトルを筒体に収納し、この筒体
を箱体に吊設したことを特徴とする。請求項４に対応す
る発明は、電動送風機の外枠を円筒状とし、この外枠を
介して電動送風機を筒体の入気側に固定したことを特徴
とする。
【００１８】請求項５に対応する発明は、一対の平滑リ
アクトルのうち、発熱量の大なる平滑リアクトルを風洞
の排気側の下流側に配置したことを特徴とする。請求項
６に対応する発明は、風洞の入気口にエアーフィルタを
設け、このエアーフィルタのメッシュよりも粗い網板を
補助入気口に設け、この網板のメッシュより更に粗い排
気網板を風洞の排気口に設けたことを特徴とする。
アクトルのうち、発熱量の大なる平滑リアクトルを風洞
の排気側の下流側に配置したことを特徴とする。請求項
６に対応する発明は、風洞の入気口にエアーフィルタを
設け、このエアーフィルタのメッシュよりも粗い網板を
補助入気口に設け、この網板のメッシュより更に粗い排
気網板を風洞の排気口に設けたことを特徴とする。
【００１９】請求項７に対応する発明は、風洞の枕木方
向の他側に制御用電気品を収納する電気品室を形成した
ことを特徴とする。請求項８に対応する発明は、一対の
平滑リアクトルのうち、風洞の上流側のリアクトルの入
気側の電動送風機の枠体の下流側に整風板を設けたこと
を特徴とする。
向の他側に制御用電気品を収納する電気品室を形成した
ことを特徴とする。請求項８に対応する発明は、一対の
平滑リアクトルのうち、風洞の上流側のリアクトルの入
気側の電動送風機の枠体の下流側に整風板を設けたこと
を特徴とする。
【００２０】請求項９に対応する発明は、箱体の排気口
に開放カバーを設け、この開放カバーの半導体電力変換
ユニット側及び箱体の枕木方向の他側の電動送風機の下
側の底板に点検カバーを設けたことを特徴とする。請求
項10に対応する発明は、一対の排気口が形成された長方
形のパッキンを一対の平滑リアクトルの排風側に設けた
ことを特徴とする。
に開放カバーを設け、この開放カバーの半導体電力変換
ユニット側及び箱体の枕木方向の他側の電動送風機の下
側の底板に点検カバーを設けたことを特徴とする。請求
項10に対応する発明は、一対の排気口が形成された長方
形のパッキンを一対の平滑リアクトルの排風側に設けた
ことを特徴とする。
【００２１】請求項11に対応する発明は、平滑リアクト
ルと電動送風機の枠体の間に防振ゴムを設けたことを特
徴とする。請求項12に対応する発明は、一対の電動送風
機の羽根の向きを互いに逆とし、回転方向を逆向きとし
たことを特徴とする。
ルと電動送風機の枠体の間に防振ゴムを設けたことを特
徴とする。請求項12に対応する発明は、一対の電動送風
機の羽根の向きを互いに逆とし、回転方向を逆向きとし
たことを特徴とする。
【００２２】このような手段によって、請求項１に対応
する発明では、風洞の入気路と直交方向に折曲して形成
された排気路に一対のリアクトルを収納することで、こ
の排気路を通過する冷却空気の流速を下げて、各リアク
トルの冷却条件の差を減らす。
する発明では、風洞の入気路と直交方向に折曲して形成
された排気路に一対のリアクトルを収納することで、こ
の排気路を通過する冷却空気の流速を下げて、各リアク
トルの冷却条件の差を減らす。
【００２３】請求項２に対応する発明では、風洞の上流
側の平滑リアクトルと比べて冷却条件が低下する下流側
の平滑リアクトルを、補助入気口から流入する冷却空気
によって冷却する。
側の平滑リアクトルと比べて冷却条件が低下する下流側
の平滑リアクトルを、補助入気口から流入する冷却空気
によって冷却する。
【００２４】請求項３に対応する発明では、互いに筒状
の平滑リアクトルと筒体によって、これらの間を通過す
る冷却空気の圧力損失を減らし、コイルの冷却も全周均
等にする。
の平滑リアクトルと筒体によって、これらの間を通過す
る冷却空気の圧力損失を減らし、コイルの冷却も全周均
等にする。
【００２５】請求項４に対応する発明では、円筒状をし
た電動送風機の外枠で、この外枠の外側から風洞の排気
口への冷却空気の流出を防ぐ。請求項５に対応する発明
では、補助入気口から流入し下流側の電動送風機で吸入
される冷却空気で発熱量の大なる平滑リアクトルを冷却
する。
た電動送風機の外枠で、この外枠の外側から風洞の排気
口への冷却空気の流出を防ぐ。請求項５に対応する発明
では、補助入気口から流入し下流側の電動送風機で吸入
される冷却空気で発熱量の大なる平滑リアクトルを冷却
する。
【００２６】請求項６に対応する発明では、半導体変換
部の放熱部に付着する塵埃をエアーフィルタで防ぎ、補
助入気口から流入する粗い塵埃は補助入気口の網板で防
ぐ。請求項７に対応する発明では、外気との接触面積の
広い電気品室の側板によって制御用電気品の温度上昇を
抑える。
部の放熱部に付着する塵埃をエアーフィルタで防ぎ、補
助入気口から流入する粗い塵埃は補助入気口の網板で防
ぐ。請求項７に対応する発明では、外気との接触面積の
広い電気品室の側板によって制御用電気品の温度上昇を
抑える。
【００２７】請求項８に対応する発明では、風洞の上流
側と下流側の冷却条件の差を整風板によって平準化す
る。請求項９に対応する発明では、排気口から外部に排
出される冷却空気は開放カバーを介して行い、半導体電
力変換ユニットの点検は点検かバーを開いて行う。
側と下流側の冷却条件の差を整風板によって平準化す
る。請求項９に対応する発明では、排気口から外部に排
出される冷却空気は開放カバーを介して行い、半導体電
力変換ユニットの点検は点検かバーを開いて行う。
【００２８】請求項10に対応する発明では、筒体の外周
から排気口に流出する冷却空気をパッキンによって防
ぐ。請求項11に対応する発明では、電動送風機の回転で
発生する振動の伝播を防振ゴムによって防ぐ。請求項12
に対応する発明では、電動送風機の回転方向を互いに逆
向きとすることで、電動送風機の回転で発生する振動を
相殺させる。
から排気口に流出する冷却空気をパッキンによって防
ぐ。請求項11に対応する発明では、電動送風機の回転で
発生する振動の伝播を防振ゴムによって防ぐ。請求項12
に対応する発明では、電動送風機の回転方向を互いに逆
向きとすることで、電動送風機の回転で発生する振動を
相殺させる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の鉄道車両用電力変
換装置の一実施形態を図面を参照して説明する。図１
は、本発明の鉄道車両用電力変換装置の第１の実施の形
態を示す正面図で、車両の車体の床下に吊設された状態
を車体の側方（枕木方向）から見た図を示し、図２は、
図１の右側面図（すなわち、レール方向から見た図）で
ある。
換装置の一実施形態を図面を参照して説明する。図１
は、本発明の鉄道車両用電力変換装置の第１の実施の形
態を示す正面図で、車両の車体の床下に吊設された状態
を車体の側方（枕木方向）から見た図を示し、図２は、
図１の右側面図（すなわち、レール方向から見た図）で
ある。
【００３０】また、図３は図１のＡ−Ａ断面図、図４は
図３のＢ−Ｂ断面図、図５は図４のＣ−Ｃ断面図であ
る。図１，図２，図３及び図４と図５において、車体１
の下側には、この車体１の床下に垂設されたＬ字形の二
組のブラケット１ａに対して、鉄道車両用電力変換装置
の箱体２が上端の両側に溶接された平板２ａを介して吊
り下げられている。
図３のＢ−Ｂ断面図、図５は図４のＣ−Ｃ断面図であ
る。図１，図２，図３及び図４と図５において、車体１
の下側には、この車体１の床下に垂設されたＬ字形の二
組のブラケット１ａに対して、鉄道車両用電力変換装置
の箱体２が上端の両側に溶接された平板２ａを介して吊
り下げられている。
【００３１】箱体２の枕木方向の側面の片側には、図１
に示すように蜂の巣状に打抜き穴が加工された開放カバ
ー３が図３の横断面図に示す排風口２ｃの外側に設けら
れ、複数のボルトで固定されている。
に示すように蜂の巣状に打抜き穴が加工された開放カバ
ー３が図３の横断面図に示す排風口２ｃの外側に設けら
れ、複数のボルトで固定されている。
【００３２】この開放カバー３の図１において右側に
は、図３の横断面図においてはＵ字状に形成された点検
カバー４Ａが、複数のボルトで固定されている。箱体２
の図１において裏面側には、図３及び図５に示すよう
に、大形の点検カバー４Ｂが複数のボルトで固定されて
いる。
は、図３の横断面図においてはＵ字状に形成された点検
カバー４Ａが、複数のボルトで固定されている。箱体２
の図１において裏面側には、図３及び図５に示すよう
に、大形の点検カバー４Ｂが複数のボルトで固定されて
いる。
【００３３】箱体２の図１において右側面図には、図２
の右側面図及び図３の横断面図で示すエアーフィルタ５
が入風口２ｂに着脱自在に固定されている。このエアー
フィルタ５の濾材には、鋼材でメッシュの細かい網が採
用されている。
の右側面図及び図３の横断面図で示すエアーフィルタ５
が入風口２ｂに着脱自在に固定されている。このエアー
フィルタ５の濾材には、鋼材でメッシュの細かい網が採
用されている。
【００３４】箱体２の内部には、図３の横断面図に示す
ように、内部を枕木方向に区切る略逆Ｌ字形の仕切り２
ｄが長辺側をレール方向に向けて設けられ、箱体２の底
板には、図３の電動送風機９Ａの後方に形成された入気
口２ｅに対して、小さい打抜き穴が蜂の巣状に加工され
た小形の開放板14が下側からボルトで固定されている。
ように、内部を枕木方向に区切る略逆Ｌ字形の仕切り２
ｄが長辺側をレール方向に向けて設けられ、箱体２の底
板には、図３の電動送風機９Ａの後方に形成された入気
口２ｅに対して、小さい打抜き穴が蜂の巣状に加工され
た小形の開放板14が下側からボルトで固定されている。
【００３５】箱体２の底板には、入気口２ｅの図３にお
いて前方の電動送風機９Ａ，９Ｂの下方の位置に対し
て、図示しない長方形の開口部が形成され、この開口部
には点検カバーが下側から複数のボルトで固定されてい
る。
いて前方の電動送風機９Ａ，９Ｂの下方の位置に対し
て、図示しない長方形の開口部が形成され、この開口部
には点検カバーが下側から複数のボルトで固定されてい
る。
【００３６】箱体２の図３において中間部の右側には、
仕切板２ｆが枕木方向に設けられ、この仕切板２ｆの図
３において後方は、右に折曲されて仕切り２ｇを形成
し、この仕切り２ｇの中央部には、角穴２ｇ１が形成さ
れている。
仕切板２ｆが枕木方向に設けられ、この仕切板２ｆの図
３において後方は、右に折曲されて仕切り２ｇを形成
し、この仕切り２ｇの中央部には、角穴２ｇ１が形成さ
れている。
【００３７】これらの仕切り２ｇ及び仕切り２ｆと、前
述したＬ形の仕切り２ｄによって、図３に示すように入
気口２ｂから矢印Ｄに示すように箱体２の内部に冷却空
気が流入し、矢印Ｅに示すように更に流下して、排風口
２ｃから矢印Ｆ１，Ｆ２に示すように流出する、略Ｌ字
形の冷却空気の風洞６を形成している。
述したＬ形の仕切り２ｄによって、図３に示すように入
気口２ｂから矢印Ｄに示すように箱体２の内部に冷却空
気が流入し、矢印Ｅに示すように更に流下して、排風口
２ｃから矢印Ｆ１，Ｆ２に示すように流出する、略Ｌ字
形の冷却空気の風洞６を形成している。
【００３８】このうち、角穴２ｇ１には、点検カバー４
Ａの後方に収納された半導体冷却ユニット７の後部に突
き出た放熱部７ａが、図３及び図５で示すように、その
上下を覆う図５で示すカバー２ｇ２とともに貫通してい
る。
Ａの後方に収納された半導体冷却ユニット７の後部に突
き出た放熱部７ａが、図３及び図５で示すように、その
上下を覆う図５で示すカバー２ｇ２とともに貫通してい
る。
【００３９】この風洞６の内部には、仕切り２ｆの左側
に対して図３及び図４で示す平滑リアクトル８Ａ，８Ｂ
が、アルミニウム合金の鋳物で製作された筒体10の上端
の図４で示す一対のフック10ｃを介して、図４に示すよ
うに箱体２の天井板の下面に溶接されたコ字状の枠２ｂ
にボルトで吊設されている。
に対して図３及び図４で示す平滑リアクトル８Ａ，８Ｂ
が、アルミニウム合金の鋳物で製作された筒体10の上端
の図４で示す一対のフック10ｃを介して、図４に示すよ
うに箱体２の天井板の下面に溶接されたコ字状の枠２ｂ
にボルトで吊設されている。
【００４０】このうち、左側の平滑リアクトル８Ａが従
来の技術で述べた発熱量の大なる平滑リアクトルであ
り、右側の平滑リアクトル８Ｂが発熱量の小なる平滑リ
アクトルである。
来の技術で述べた発熱量の大なる平滑リアクトルであ
り、右側の平滑リアクトル８Ｂが発熱量の小なる平滑リ
アクトルである。
【００４１】各筒体10は、渦電流による発熱を防ぐため
に図示しない溝が軸方向に形成されてＣ字状となってお
り、図示しない溝には、硬質ゴムが挿入され固定されて
いる。このうち、左側の筒体10の後端には、電動送風機
９Ａの外枠９ａ（略円筒状）が固定され、右側の筒体10
の後端にも、電動送風機９Ｂの外枠９ｂが固定されてい
る。
に図示しない溝が軸方向に形成されてＣ字状となってお
り、図示しない溝には、硬質ゴムが挿入され固定されて
いる。このうち、左側の筒体10の後端には、電動送風機
９Ａの外枠９ａ（略円筒状）が固定され、右側の筒体10
の後端にも、電動送風機９Ｂの外枠９ｂが固定されてい
る。
【００４２】箱体２の前面に形成された排気口２ｃに
は、図１の正面図側から見ると開放カバー３と外形が略
同一で、左側に円形の排気口11ａが、右側にも同様の排
気口が形成されたゴムパッキン板11が挿入され、上下が
箱体２の天井板及び底板に接触し、左側は仕切り２ｄの
左側の内面に、右側は仕切り２ｆの左側面に接触してい
る。左右の筒体10の前端面は、パッキン板11の裏面に接
触している。
は、図１の正面図側から見ると開放カバー３と外形が略
同一で、左側に円形の排気口11ａが、右側にも同様の排
気口が形成されたゴムパッキン板11が挿入され、上下が
箱体２の天井板及び底板に接触し、左側は仕切り２ｄの
左側の内面に、右側は仕切り２ｆの左側面に接触してい
る。左右の筒体10の前端面は、パッキン板11の裏面に接
触している。
【００４３】仕切板２ｄの後部には、従来の技術で述べ
た高速度遮断器（気中遮断器）13Ａが左端に収納され、
この右側には、制御用継電器などを収納したリレーユニ
ット13Ｂが収納されている。
た高速度遮断器（気中遮断器）13Ａが左端に収納され、
この右側には、制御用継電器などを収納したリレーユニ
ット13Ｂが収納されている。
【００４４】このリレーユニット13Ｂの更に右側には、
この鉄道車両用電力変換装置の内部に入力される信号線
が接続されるインタフェースユニット13Ｃが収納され、
このインタフェースユニット13Ｃの更に右側には、順変
換部と逆変換部の主回路を制御する制御装置13Ｄが収納
されている。
この鉄道車両用電力変換装置の内部に入力される信号線
が接続されるインタフェースユニット13Ｃが収納され、
このインタフェースユニット13Ｃの更に右側には、順変
換部と逆変換部の主回路を制御する制御装置13Ｄが収納
されている。
【００４５】電動送風機９Ａと平滑リアクトル８Ａの図
３において左側の仕切りの更に左側に形成された細長い
空間には、主回路電流を検出する図示しない変流器や主
回路電圧を測定する計器用変圧器などが収納されてい
る。
３において左側の仕切りの更に左側に形成された細長い
空間には、主回路電流を検出する図示しない変流器や主
回路電圧を測定する計器用変圧器などが収納されてい
る。
【００４６】箱体２の天井板の下側には、平滑リアクト
ル８Ａ，８Ｂの後方と半導体冷却ユニット７の上方の位
置に対して、これらを接続するケーブルを収納する図示
しないダクトが配設されている。
ル８Ａ，８Ｂの後方と半導体冷却ユニット７の上方の位
置に対して、これらを接続するケーブルを収納する図示
しないダクトが配設されている。
【００４７】次に、このように構成された鉄道車両用電
力変換装置の作用を説明する。車両の走行中は、一対の
電動送風機８Ａ，８Ｂが回転することによって、箱体２
のレール方向の片側に形成された入風口１ｂから、図３
の矢印Ｄに示すようにエアーフィルタ５を経て冷却空気
が半導体ユニット７の放熱部の風洞６ａに吸入される。
力変換装置の作用を説明する。車両の走行中は、一対の
電動送風機８Ａ，８Ｂが回転することによって、箱体２
のレール方向の片側に形成された入風口１ｂから、図３
の矢印Ｄに示すようにエアーフィルタ５を経て冷却空気
が半導体ユニット７の放熱部の風洞６ａに吸入される。
【００４８】この風洞６ａに流入した冷却空気は、半導
体ユニット７の放熱部７ａの熱を吸収し冷却し、図３の
矢印Ｅに示すように下流側の風洞６ｂに流入して流速が
低下し、一対の電動送風機９Ａ，９Ｂによって、各平滑
リアクトル８Ａ，８Ｂのコイル８ａ，８ｂを冷却した
後、排風口２ｃから矢印Ｆ１，Ｆ２に示すように車体の
側方（枕木方向）に流出する。
体ユニット７の放熱部７ａの熱を吸収し冷却し、図３の
矢印Ｅに示すように下流側の風洞６ｂに流入して流速が
低下し、一対の電動送風機９Ａ，９Ｂによって、各平滑
リアクトル８Ａ，８Ｂのコイル８ａ，８ｂを冷却した
後、排風口２ｃから矢印Ｆ１，Ｆ２に示すように車体の
側方（枕木方向）に流出する。
【００４９】このとき、風洞６ｂに流入した冷却空気の
電動送風機９Ａ，９Ｂによる吸入量は、流路の上流側に
位置する電動送風機９Ｂによる吸入力の作用で、電動送
風機９Ｂで吸入される冷却空気に比べて、下流側の電動
送風機９Ａで吸入される風量が少なくなる。
電動送風機９Ａ，９Ｂによる吸入量は、流路の上流側に
位置する電動送風機９Ｂによる吸入力の作用で、電動送
風機９Ｂで吸入される冷却空気に比べて、下流側の電動
送風機９Ａで吸入される風量が少なくなる。
【００５０】しかし、この下流側の電動送風機９Ａの吸
入力によって、この電動送風機９Ａの後方の底板に形成
された通風口２ｅから開放板14を経て低温の冷却空気が
風洞６ｂの内部に流入し、この冷却空気によって、下流
側の平滑リアクトル８Ａのコイル８ａが冷却される。
入力によって、この電動送風機９Ａの後方の底板に形成
された通風口２ｅから開放板14を経て低温の冷却空気が
風洞６ｂの内部に流入し、この冷却空気によって、下流
側の平滑リアクトル８Ａのコイル８ａが冷却される。
【００５１】したがって、発熱量の大なる平滑リアクト
ル８Ａは、上流側の平滑リアクトル８Ｂを冷却する冷却
空気と比べて低温の冷却空気で冷却されるので、内部の
コイルの温度上昇を平滑リアクトル８Ｂのコイルと同程
度の温度に冷却することができる。
ル８Ａは、上流側の平滑リアクトル８Ｂを冷却する冷却
空気と比べて低温の冷却空気で冷却されるので、内部の
コイルの温度上昇を平滑リアクトル８Ｂのコイルと同程
度の温度に冷却することができる。
【００５２】なお、平滑リアクトル８Ａ，８Ｂの外周の
筒体10の前端面には、ゴムパッキン板11の裏面が接触し
ているので、冷却空気が筒体10の外周から排風口２ｃや
箱体の外部に漏れるおそれはない。
筒体10の前端面には、ゴムパッキン板11の裏面が接触し
ているので、冷却空気が筒体10の外周から排風口２ｃや
箱体の外部に漏れるおそれはない。
【００５３】また、排風口２ｃは、車両の側方側に形成
されているが、列車の駅における停止中は、半導体ユニ
ット７と平滑リアクトル８Ａ，８Ｂには通電されないの
で、排気口２ｃからホームの方向に排出される冷却空気
の温度は低く、問題ない。
されているが、列車の駅における停止中は、半導体ユニ
ット７と平滑リアクトル８Ａ，８Ｂには通電されないの
で、排気口２ｃからホームの方向に排出される冷却空気
の温度は低く、問題ない。
【００５４】また、排風口２ｃから排出される冷却空気
は、車両の側方側となるので、この鉄道車両用制御装置
のレール方向に隣接された駆動用電動機や補助電源の冷
却を阻害するおそれを防ぐこともできる。
は、車両の側方側となるので、この鉄道車両用制御装置
のレール方向に隣接された駆動用電動機や補助電源の冷
却を阻害するおそれを防ぐこともできる。
【００５５】さらに、通風口２ｅに取り付けられた開放
板14のメッシュは、入風口１ｂに取り付けられたエアー
フィルタ５のメッシュと比べて粗いが、平滑リアクトル
８Ａ，８Ｂは円筒状で冷却面の凹凸がないので、塵埃が
堆積して冷却効果が低下するおそれはない。
板14のメッシュは、入風口１ｂに取り付けられたエアー
フィルタ５のメッシュと比べて粗いが、平滑リアクトル
８Ａ，８Ｂは円筒状で冷却面の凹凸がないので、塵埃が
堆積して冷却効果が低下するおそれはない。
【００５６】また、仕切り２ｄとこの仕切り２ｄの後方
の点検カバー４Ｂの間に収納された高速度遮断器13Ａ，
継電器ユニット13Ｂ及びインタフェースユニット13と制
御装置13Ｄは、片側が外気と接する点検カバー４Ｂ及び
この周りの側板と、冷却空気が流入する仕切り２ｄの間
に設けられているので、これらの電気機器の温度上昇を
抑えることができる。
の点検カバー４Ｂの間に収納された高速度遮断器13Ａ，
継電器ユニット13Ｂ及びインタフェースユニット13と制
御装置13Ｄは、片側が外気と接する点検カバー４Ｂ及び
この周りの側板と、冷却空気が流入する仕切り２ｄの間
に設けられているので、これらの電気機器の温度上昇を
抑えることができる。
【００５７】また、点検カバー４Ｂを開くことによっ
て、車両の側方側から点検することができ、外部に引き
出す場合も同様にできるので、保守・点検を容易に行う
ことができる。
て、車両の側方側から点検することができ、外部に引き
出す場合も同様にできるので、保守・点検を容易に行う
ことができる。
【００５８】同様に、電動送風機９Ａ，９Ｂを保守・点
検する場合には、この電動送風機９Ａ，９Ｂの下側の底
板に形成され前述した長方形の開口部に取り付けられた
点検かバーを外して行う。
検する場合には、この電動送風機９Ａ，９Ｂの下側の底
板に形成され前述した長方形の開口部に取り付けられた
点検かバーを外して行う。
【００５９】一方、図３において一対の平滑リアクトル
８Ａ，８Ｂとこの後方に重ねられた電動送風機９Ａ，９
Ｂの枕木方向の厚さの合計が、半導体ユニット７の素子
と図示しない受熱ブロックの厚さとほぼ等しいので、Ｌ
字形の仕切り２ｄと開放カバー３及び点検カバー４Ａと
の間に形成された空間に対して無駄な空間を形成するこ
となく配置することができ、箱体２を小形化することが
できる。
８Ａ，８Ｂとこの後方に重ねられた電動送風機９Ａ，９
Ｂの枕木方向の厚さの合計が、半導体ユニット７の素子
と図示しない受熱ブロックの厚さとほぼ等しいので、Ｌ
字形の仕切り２ｄと開放カバー３及び点検カバー４Ａと
の間に形成された空間に対して無駄な空間を形成するこ
となく配置することができ、箱体２を小形化することが
できる。
【００６０】なお、上記実施の形態では、平滑リアクト
ル８Ａ，８Ｂは、発熱量と上昇温度が異なった場合で説
明したが、ほぼ等しいか近い場合には、底板に形成され
た入風口２ｅの大きさを減らして調整することで、両方
の平滑リアクトルの冷却条件を平準化することができ
る。
ル８Ａ，８Ｂは、発熱量と上昇温度が異なった場合で説
明したが、ほぼ等しいか近い場合には、底板に形成され
た入風口２ｅの大きさを減らして調整することで、両方
の平滑リアクトルの冷却条件を平準化することができ
る。
【００６１】同じ理由で、平滑リアクトル８Ａ，８Ｂの
発熱量の差が前述した差の約100度よりも大きいときに
は、入風口２ｅの大きさを増やすことで、同様に平準化
することができる。
発熱量の差が前述した差の約100度よりも大きいときに
は、入風口２ｅの大きさを増やすことで、同様に平準化
することができる。
【００６２】図６は、本発明の鉄道車両用電力変換装置
の第２の実施の形態を示す横断面図で、前述した第１の
実施の形態で示した図３に対応し、特に請求項８に対応
する図である。
の第２の実施の形態を示す横断面図で、前述した第１の
実施の形態で示した図３に対応し、特に請求項８に対応
する図である。
【００６３】図６において、前述した第１の実施の形態
で示した図３と特に異なるところは、電動送風機９Ｂの
外枠９ｂの下流側の背面に対して、整風板15を取り付け
て、電動送風機９Ｂの吸入風量を増やしたことである。
で示した図３と特に異なるところは、電動送風機９Ｂの
外枠９ｂの下流側の背面に対して、整風板15を取り付け
て、電動送風機９Ｂの吸入風量を増やしたことである。
【００６４】この場合には、一対の平滑リアクトル９
Ａ，９Ｂの発熱量の差が少ない場合に適用でき、その発
熱量の差の大小によって、整風板15の取付角度や外形を
変えて対応することができる。
Ａ，９Ｂの発熱量の差が少ない場合に適用でき、その発
熱量の差の大小によって、整風板15の取付角度や外形を
変えて対応することができる。
【００６５】図７は、本発明の鉄道車両用電力変換装置
の第３の実施の形態を示す横断面図で、前述した第１及
び第２の実施の形態で示した図３及び図６に対応し、特
に請求項12に対応する図である。
の第３の実施の形態を示す横断面図で、前述した第１及
び第２の実施の形態で示した図３及び図６に対応し、特
に請求項12に対応する図である。
【００６６】図７において、前述した第１及び第２の実
施の形態で示した図３及び図６と異なるところは、電動
送風機９Ｂの翼のねじり方向を変え、そのために回転方
向も変えたことである。
施の形態で示した図３及び図６と異なるところは、電動
送風機９Ｂの翼のねじり方向を変え、そのために回転方
向も変えたことである。
【００６７】このように構成された鉄道車両用電力変換
装置においては、互いに逆方向に回転する電動送風機９
Ａ，９Ｂによって、これらの電動送風機９Ａ，９Ｂから
発生した振動を打ち消すことができるので、この振動の
伝播による車体の振動と、この振動に起因する乗客の不
快感を防ぐことができる。
装置においては、互いに逆方向に回転する電動送風機９
Ａ，９Ｂによって、これらの電動送風機９Ａ，９Ｂから
発生した振動を打ち消すことができるので、この振動の
伝播による車体の振動と、この振動に起因する乗客の不
快感を防ぐことができる。
【００６８】図８は、本発明の鉄道車両用電力変換装置
の第４の実施の形態を示す横断面図で、前述した第１，
第２及び第３の実施の形態で示した図３，図６及び図７
に対応し、特に請求項11に対応する図である。
の第４の実施の形態を示す横断面図で、前述した第１，
第２及び第３の実施の形態で示した図３，図６及び図７
に対応し、特に請求項11に対応する図である。
【００６９】図８において、前述した実施の形態で示し
た図３，図６及び図７と特に異なるところは、電動送風
機９Ａ，９Ｂの外枠９ａ，９ｂを防振ゴム15を介して各
平滑リアクトル８Ａ，８Ｂの外周の筒体10の背面側に固
定したことで、他は、前述した実施の形態で示した図３
と同一である。
た図３，図６及び図７と特に異なるところは、電動送風
機９Ａ，９Ｂの外枠９ａ，９ｂを防振ゴム15を介して各
平滑リアクトル８Ａ，８Ｂの外周の筒体10の背面側に固
定したことで、他は、前述した実施の形態で示した図３
と同一である。
【００７０】すなわち、各平滑リアクトル８Ａ，８Ｂの
外周の筒体10の背面側には、防振ゴム15が90゜間隔に取
り付けられ、これらの防振ゴム15の後面側に電動送風機
９Ａ，９Ｂが固定されている。
外周の筒体10の背面側には、防振ゴム15が90゜間隔に取
り付けられ、これらの防振ゴム15の後面側に電動送風機
９Ａ，９Ｂが固定されている。
【００７１】このように構成された鉄道車両用電力変換
装置においては、電動送風機９Ａ，９Ｂで発生した振動
が筒体10に伝播することを防ぐことができ、この筒体10
から箱体を介して車両の内部へ伝播する事態を防ぐこと
ができる。
装置においては、電動送風機９Ａ，９Ｂで発生した振動
が筒体10に伝播することを防ぐことができ、この筒体10
から箱体を介して車両の内部へ伝播する事態を防ぐこと
ができる。
【００７２】図９は、本発明の鉄道車両用電力変換装置
の第５の実施の形態を示す横断面図で、前述した実施の
形態で示した図３，図６，図７及び図８に対応する図で
ある。図９において、前述した実施の形態で示した図
３，図６，図７及び図８と特に異なるところは、防振ゴ
ムを筒体10の取付脚10ｃと箱体の天井板との間に設けた
ことで、他は、図３，図６，図７及び図８と同一であ
る。
の第５の実施の形態を示す横断面図で、前述した実施の
形態で示した図３，図６，図７及び図８に対応する図で
ある。図９において、前述した実施の形態で示した図
３，図６，図７及び図８と特に異なるところは、防振ゴ
ムを筒体10の取付脚10ｃと箱体の天井板との間に設けた
ことで、他は、図３，図６，図７及び図８と同一であ
る。
【００７３】すなわち、箱体の天井板の内面には、コ字
状の４本の補強板２ｂが溶接され、この補強板２ｂの下
面には二組の防振ゴム15が取り付けられ、筒体10は、こ
の二組の防振ゴム15を介して箱体の天井板に吊り下げら
れている。
状の４本の補強板２ｂが溶接され、この補強板２ｂの下
面には二組の防振ゴム15が取り付けられ、筒体10は、こ
の二組の防振ゴム15を介して箱体の天井板に吊り下げら
れている。
【００７４】このように防振ゴム15が箱体の天井板の補
強板２ｂの下面側に取り付けられ、これらの防振ゴム15
を介して平滑リアクトルの筒体10が吊り下げられた鉄道
車両用電力変換装置においても、これらの筒体10の後面
側に固定された電動送風機の振動の筒体10を介しての伝
播を防ぐことができる。
強板２ｂの下面側に取り付けられ、これらの防振ゴム15
を介して平滑リアクトルの筒体10が吊り下げられた鉄道
車両用電力変換装置においても、これらの筒体10の後面
側に固定された電動送風機の振動の筒体10を介しての伝
播を防ぐことができる。
【００７５】
【発明の効果】請求項１に対応する発明によれば、半導
体電力変換冷却ユニットと一対の平滑リアクトル及びこ
れらの冷却する一対の電動送風機が車両の床下に吊設さ
れた箱体の内部に収納された鉄道車両用電力変換装置に
おいて、箱体のレール方向の片側に入気口が形成され箱
体の枕木方向の片側に排気口が形成された横断面Ｌ字形
の風洞を設け、箱体の枕木方向の片側の風洞の隣接部に
半導体電力変換冷却ユニットを風洞の入気側に放熱部を
突き出して収納し、風洞の排気側に一対の平滑リアクト
ルをレール方向に収納し、これらの平滑リアクトルの入
気側に電動送風機を隣接することで、風洞の入気路に直
交方向に折曲して形成された排気路に一対のリアクトル
を収納し、この排気路を通過する冷却空気の流速を下げ
て、各リアクトルの冷却条件の差を減らしたので、大容
量化及び小形・軽量化と保守・点検の省力化に応えるこ
とができ、列車の高速化に対応することのできる鉄道車
両用電力変換装置を得ることができる。
体電力変換冷却ユニットと一対の平滑リアクトル及びこ
れらの冷却する一対の電動送風機が車両の床下に吊設さ
れた箱体の内部に収納された鉄道車両用電力変換装置に
おいて、箱体のレール方向の片側に入気口が形成され箱
体の枕木方向の片側に排気口が形成された横断面Ｌ字形
の風洞を設け、箱体の枕木方向の片側の風洞の隣接部に
半導体電力変換冷却ユニットを風洞の入気側に放熱部を
突き出して収納し、風洞の排気側に一対の平滑リアクト
ルをレール方向に収納し、これらの平滑リアクトルの入
気側に電動送風機を隣接することで、風洞の入気路に直
交方向に折曲して形成された排気路に一対のリアクトル
を収納し、この排気路を通過する冷却空気の流速を下げ
て、各リアクトルの冷却条件の差を減らしたので、大容
量化及び小形・軽量化と保守・点検の省力化に応えるこ
とができ、列車の高速化に対応することのできる鉄道車
両用電力変換装置を得ることができる。
【００７６】請求項２に対応する発明によれば、一対の
平滑リアクトルの下流側のリアクトルの入気側の電動送
風機の入気側の箱体の底板に、補助入気口を形成するこ
とで、上流側の平滑リアクトルと比べて冷却条件が低下
する下流側の平滑リアクトルを、補助入気口から流入す
る冷却空気によって冷却したので、大容量化及び小形・
軽量化と保守・点検の省力化に応えることができ、列車
の高速化に対応することのできる鉄道車両用電力変換装
置を得ることができる。
平滑リアクトルの下流側のリアクトルの入気側の電動送
風機の入気側の箱体の底板に、補助入気口を形成するこ
とで、上流側の平滑リアクトルと比べて冷却条件が低下
する下流側の平滑リアクトルを、補助入気口から流入す
る冷却空気によって冷却したので、大容量化及び小形・
軽量化と保守・点検の省力化に応えることができ、列車
の高速化に対応することのできる鉄道車両用電力変換装
置を得ることができる。
【００７７】請求項３に対応する発明によれば、一対の
平滑リアクトルを円筒状とし、各平滑リアクトルを筒体
に収納し、この筒体を箱体に吊設することで、互いに筒
状の平滑リアクトルと筒体によって、これらの間を通過
する冷却空気の圧力損失を減らしコイルの冷却も全周均
等にしたので、大容量化及び小形・軽量化と保守・点検
の省力化に応えることができ、列車の高速化に対応する
ことのできる鉄道車両用電力変換装置を得ることができ
る。
平滑リアクトルを円筒状とし、各平滑リアクトルを筒体
に収納し、この筒体を箱体に吊設することで、互いに筒
状の平滑リアクトルと筒体によって、これらの間を通過
する冷却空気の圧力損失を減らしコイルの冷却も全周均
等にしたので、大容量化及び小形・軽量化と保守・点検
の省力化に応えることができ、列車の高速化に対応する
ことのできる鉄道車両用電力変換装置を得ることができ
る。
【００７８】請求項４に対応する発明によれば、電動送
風機の外枠を円筒状とし、この外枠を介して電動送風機
を筒体の入気側に固定することで、円筒状をした電動送
風機の外枠でこの外枠の外側から風洞の排気口に流出す
る冷却空気を防いだので、大容量化及び小形・軽量化と
保守・点検の省力化に応えることができ、列車の高速化
に対応することのできる鉄道車両用電力変換装置を得る
ことができる。
風機の外枠を円筒状とし、この外枠を介して電動送風機
を筒体の入気側に固定することで、円筒状をした電動送
風機の外枠でこの外枠の外側から風洞の排気口に流出す
る冷却空気を防いだので、大容量化及び小形・軽量化と
保守・点検の省力化に応えることができ、列車の高速化
に対応することのできる鉄道車両用電力変換装置を得る
ことができる。
【００７９】請求項５に対応する発明によれば、一対の
平滑リアクトルのうち、発熱量の大なる平滑リアクトル
を風洞の排気側の下流側に配置することで、発熱量の大
なる平滑リアクトルを補助入気口から流入し下流側の電
動送風機で吸入される冷却空気で冷却したので、大容量
化及び小形・軽量化と保守・点検の省力化に応えること
ができ、列車の高速化に対応することのできる鉄道車両
用電力変換装置を得ることができる。
平滑リアクトルのうち、発熱量の大なる平滑リアクトル
を風洞の排気側の下流側に配置することで、発熱量の大
なる平滑リアクトルを補助入気口から流入し下流側の電
動送風機で吸入される冷却空気で冷却したので、大容量
化及び小形・軽量化と保守・点検の省力化に応えること
ができ、列車の高速化に対応することのできる鉄道車両
用電力変換装置を得ることができる。
【００８０】請求項６に対応する発明によれば、風洞の
入気口にエアーフィルタを設け、このエアーフィルタの
メッシュよりも粗い網板を補助入気口に設け、網板のメ
ッシュより更に粗い排気網板を風洞の排気口に設けるこ
とで、半導体変換部の放熱部に付着する塵埃をエアーフ
ィルタで防ぎ、補助入気口から流入する粗い塵埃は補助
入気口の網板で防いだので、大容量化及び小形・軽量化
と保守・点検の省力化に応えることができ、列車の高速
化に対応することのできる鉄道車両用電力変換装置を得
ることができる。
入気口にエアーフィルタを設け、このエアーフィルタの
メッシュよりも粗い網板を補助入気口に設け、網板のメ
ッシュより更に粗い排気網板を風洞の排気口に設けるこ
とで、半導体変換部の放熱部に付着する塵埃をエアーフ
ィルタで防ぎ、補助入気口から流入する粗い塵埃は補助
入気口の網板で防いだので、大容量化及び小形・軽量化
と保守・点検の省力化に応えることができ、列車の高速
化に対応することのできる鉄道車両用電力変換装置を得
ることができる。
【００８１】請求項７に対応する発明によれば、風洞の
枕木方向の他側に制御用電気品を収納する電気品室を形
成することで、外気との接触面積の広い電気品室の側板
によって制御用電気品の温度上昇を抑えたので、大容量
化及び小形・軽量化と保守・点検の省力化に応えること
ができ、列車の高速化に対応することのできる鉄道車両
用電力変換装置を得ることができる。
枕木方向の他側に制御用電気品を収納する電気品室を形
成することで、外気との接触面積の広い電気品室の側板
によって制御用電気品の温度上昇を抑えたので、大容量
化及び小形・軽量化と保守・点検の省力化に応えること
ができ、列車の高速化に対応することのできる鉄道車両
用電力変換装置を得ることができる。
【００８２】請求項８に対応する発明によれば、一対の
平滑リアクトルのうち、上流側のリアクトルの入気側の
電動送風機の枠体の下流側に整風板を設けることで、上
流側と下流側の冷却条件の差を整風板によって平準化し
たので、大容量化及び小形・軽量化と保守・点検の省力
化に応えることができ、列車の高速化に対応することの
できる鉄道車両用電力変換装置を得ることができる。
平滑リアクトルのうち、上流側のリアクトルの入気側の
電動送風機の枠体の下流側に整風板を設けることで、上
流側と下流側の冷却条件の差を整風板によって平準化し
たので、大容量化及び小形・軽量化と保守・点検の省力
化に応えることができ、列車の高速化に対応することの
できる鉄道車両用電力変換装置を得ることができる。
【００８３】請求項９に対応する発明によれば、箱体の
排気口に開放カバーを設け、この開放カバーの半導体電
力変換ユニット側及び箱体の枕木方向の他側と底板の電
動送風機の下側に点検カバーを設けることで、排気口か
ら外部に排出される冷却空気は開放カバーから排出し、
半導体電力変換ユニットの点検は点検カバーを開いて行
うようにしたので、大容量化及び小形・軽量化と保守・
点検の省力化に応えることができ、列車の高速化に対応
することのできる鉄道車両用電力変換装置を得ることが
できる。
排気口に開放カバーを設け、この開放カバーの半導体電
力変換ユニット側及び箱体の枕木方向の他側と底板の電
動送風機の下側に点検カバーを設けることで、排気口か
ら外部に排出される冷却空気は開放カバーから排出し、
半導体電力変換ユニットの点検は点検カバーを開いて行
うようにしたので、大容量化及び小形・軽量化と保守・
点検の省力化に応えることができ、列車の高速化に対応
することのできる鉄道車両用電力変換装置を得ることが
できる。
【００８４】請求項10に対応する発明によれば、一対の
排気口が形成された長方形のパッキンを一対の平滑リア
クトルの排風側に設けることで、筒体の外周から排気口
に流出する冷却空気をパッキによって防いだので、大容
量化及び小形・軽量化と保守・点検の省力化に応えるこ
とができ、列車の高速化に対応することのできる鉄道車
両用電力変換装置を得ることができる。
排気口が形成された長方形のパッキンを一対の平滑リア
クトルの排風側に設けることで、筒体の外周から排気口
に流出する冷却空気をパッキによって防いだので、大容
量化及び小形・軽量化と保守・点検の省力化に応えるこ
とができ、列車の高速化に対応することのできる鉄道車
両用電力変換装置を得ることができる。
【００８５】請求項11に対応する発明によれば、平滑リ
アクトルと電動送風機の枠体の間に防振ゴムを設けるこ
とで、電動送風機の回転で発生する振動の伝播を防振ゴ
ムによって防いだので、大容量化及び小形・軽量化と保
守・点検の省力化に応えることができ、列車の高速化に
対応することのでき、振動や騒音を減らすことのできる
鉄道車両用電力変換装置を得ることができる。
アクトルと電動送風機の枠体の間に防振ゴムを設けるこ
とで、電動送風機の回転で発生する振動の伝播を防振ゴ
ムによって防いだので、大容量化及び小形・軽量化と保
守・点検の省力化に応えることができ、列車の高速化に
対応することのでき、振動や騒音を減らすことのできる
鉄道車両用電力変換装置を得ることができる。
【００８６】請求項12に対応する発明によれば、一対の
電動送風機の羽根の向きを互いに逆とし、回転方向を逆
向きとすることで、電動送風機の回転で発生する振動を
相殺させたので、大容量化及び小形・軽量化と保守・点
検の省力化に応えることができ、列車の高速化に対応す
ることのでき、振動や騒音を減らすことのできる鉄道車
両用電力変換装置を得ることができる。
電動送風機の羽根の向きを互いに逆とし、回転方向を逆
向きとすることで、電動送風機の回転で発生する振動を
相殺させたので、大容量化及び小形・軽量化と保守・点
検の省力化に応えることができ、列車の高速化に対応す
ることのでき、振動や騒音を減らすことのできる鉄道車
両用電力変換装置を得ることができる。
【図１】本発明の鉄道車両用電力変換装置の第１の実施
の形態を示す正面図。
の形態を示す正面図。
【図２】図１の右側面図。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図。
【図５】図４のＣ−Ｃ断面図。
【図６】本発明の鉄道車両用電力変換装置の第２の実施
の形態を示す横断面図。
の形態を示す横断面図。
【図７】本発明の鉄道車両用電力変換装置の第３の実施
の形態を示す横断面図。
の形態を示す横断面図。
【図８】本発明の鉄道車両用電力変換装置の第４の実施
の形態を示す横断面図。
の形態を示す横断面図。
【図９】本発明の鉄道車両用電力変換装置の第５の実施
の形態を示す横断面図。
の形態を示す横断面図。
１…車体、２…箱体、２ａ…平板、２ｂ…入風口、２ｃ
…排風口、２ｄ…仕切板、２ｅ…入気口、２ｆ…仕切
り、３…開放カバー、４Ａ，４Ｂ…点検カバー、５…エ
アーフィルタ、６…風洞、７…半導体冷却ユニット、８
Ａ，８Ｂ…平滑リアクトル、９Ａ，９Ｂ…電動送風機、
10…筒体、11…パッキン板、13Ａ…高速度遮断器、13Ｂ
…リレーユニット、13Ｃ…インタフェースユニット、13
Ｄ…制御装置、14…開放板、15…整風板、16…防振ゴ
ム。
…排風口、２ｄ…仕切板、２ｅ…入気口、２ｆ…仕切
り、３…開放カバー、４Ａ，４Ｂ…点検カバー、５…エ
アーフィルタ、６…風洞、７…半導体冷却ユニット、８
Ａ，８Ｂ…平滑リアクトル、９Ａ，９Ｂ…電動送風機、
10…筒体、11…パッキン板、13Ａ…高速度遮断器、13Ｂ
…リレーユニット、13Ｃ…インタフェースユニット、13
Ｄ…制御装置、14…開放板、15…整風板、16…防振ゴ
ム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｍ 7/04 Ｈ０２Ｍ 7/04 Ｂ (72)発明者 橋本 隆 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 Ｆターム(参考） 5H006 AA01 CC02 HA02 HA07 HA84 5H007 AA01 BB06 CC03 HA03 HA05 HA07 5H115 PA05 PC02 PG01 PI02 PU09 PV12 TR01 TR13 TU12 UI29 UI31 UI40 5H740 BA01 BA11 BB08 BB10 MM08 PP01 PP02 PP05 PP07 PP10
Claims (12)
- 【請求項１】 半導体電力変換冷却ユニットと一対の平
滑リアクトル及びこれらの冷却する一対の電動送風機が
車両の床下に吊設された箱体の内部に収納された鉄道車
両用電力変換装置において、前記箱体のレール方向の片
側に入気口が形成され前記箱体の枕木方向の片側に排気
口が形成された横断面Ｌ字形の風洞を設け、前記箱体の
枕木方向の片側の前記風洞の隣接部に前記半導体電力変
換冷却ユニットを前記風洞の入気側に放熱部を突き出し
て収納し、前記風洞の排気側に前記一対の平滑リアクト
ルをレール方向に収納し、これらの平滑リアクトルの入
気側に前記電動送風機を隣接したことを特徴とする鉄道
車両用電力変換装置。 - 【請求項２】 前記一対の平滑リアクトルの下流側のリ
アクトルの入気側の前記電動送風機の入気側の前記箱体
の底板に、補助入気口を形成したことを特徴とする請求
項１記載の鉄道車両用電力変換装置。 - 【請求項３】 前記一対の平滑リアクトルを円筒状と
し、各平滑リアクトルを筒体に収納し、この筒体を前記
箱体に吊設したことを特徴とする請求項１または請求項
２記載の鉄道車両用電力変換装置。 - 【請求項４】 前記電動送風機の外枠を円筒状とし、こ
の外枠を介して前記電動送風機を前記筒体の入気側に固
定したことを特徴とする請求項３記載の鉄道車両用電力
変換装置。 - 【請求項５】 前記一対の平滑リアクトルのうち、発熱
量の大なる平滑リアクトルを前記風洞の排気側の下流側
に配置したことを特徴とする請求項１ないし請求項４記
載の鉄道車両用電力変換装置。 - 【請求項６】 前記風洞の入気口にエアーフィルタを設
け、このエアーフィルタのメッシュよりも粗い網板を前
記補助入気口に設け、前記網板のメッシュより更に粗い
排気網板を前記風洞の排気口に設けたことを特徴とする
請求項１ないし請求項５記載の鉄道車両用電力変換装
置。 - 【請求項７】 前記風洞の枕木方向の他側に制御用電気
品を収納する電気品室を形成したことを特徴とする請求
項１ないし請求項６記載の鉄道車両用電力変換装置。 - 【請求項８】 前記一対の平滑リアクトルのうち、上流
側のリアクトルの入気側の前記電動送風機の枠体の下流
側に整風板を設けたことを特徴とする請求項１ないし請
求項７記載の鉄道車両用電力変換装置。 - 【請求項９】 前記箱体の排気口に開放カバーを設け、
この開放カバーの前記半導体電力変換ユニット側及び前
記箱体の枕木方向の他側と前記底板の前記電動送風機の
下側に点検カバーを設けたことを特徴とする請求項１な
いし請求項８記載の鉄道車両用電力変換装置。 - 【請求項１０】 一対の排気口が形成された長方形のパ
ッキンを前記一対の平滑リアクトルの排風側に設けたこ
とを特徴とする請求項１ないし請求項９記載の鉄道車両
用電力変換装置。 - 【請求項１１】 前記平滑リアクトルと前記電動送風機
の枠体の間に防振ゴムを設けたことを特徴とする請求項
１ないし請求項10記載の鉄道車両用電力変換装置。 - 【請求項１２】 前記一対の電動送風機の羽根の向きを
互いに逆とし、回転方向を逆向きとしたことを特徴とす
る請求項１ないし請求項11記載の鉄道車両用電力変換装
置。
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