JP2002271901A - Power converter - Google Patents

Power converter

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JP2002271901A
JP2002271901A JP2001070949A JP2001070949A JP2002271901A JP 2002271901 A JP2002271901 A JP 2002271901A JP 2001070949 A JP2001070949 A JP 2001070949A JP 2001070949 A JP2001070949 A JP 2001070949A JP 2002271901 A JP2002271901 A JP 2002271901A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure redundancy of the whole system not only for failure in an inverter, but also for failure in a motor fan. SOLUTION: In the case of the failure in the motor fan 16b which applies forced draft to a CVCF inverter 9', a circuit element of an inverter converting part cannot be cooled, so that the inverter which performs forced draft with the motor fan 16b is required to be disconnected. The CVCF inverter and a plurality of groups of VVVF inverters 4a' are disconnected from the system and the VVVF inverter 4b' is switched to the CVCF inverter so as to be driven. At that time, the VVVF inverters 4b' to be switched is arranged so as to be forcibly blown from another motor fan 16a, thereby ensuring redundancy for failure in the motor fan 16b.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は主電源用の複数群の
可変電圧可変周波数インバータ(以下、「VVVFイン
バータ」という。)と補助電源用の1群の定電圧定周波
数インバータ(以下、「CVCFインバータ」とい
う。)とを同一システムとした電力変換装置に関する。
The present invention relates to a plurality of groups of variable voltage variable frequency inverters (hereinafter, referred to as "VVVF inverters") for a main power supply and a group of constant voltage constant frequency inverters (hereinafter, "CVCF") for an auxiliary power supply. And an inverter).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、鉄道車両システムの冗長性を向上
させる目的で、複数個のVVVFインバータと1個のC
VCFインバータとを1システムとし、CVCFインバ
ータの故障の際にはそのCVCFインバータを停止させ
て切り離し、健全な複数個のVVVFインバータのうち
の1個をCVCFインバータに切り替えて動作させるシ
ステムが提案されている。図8にこのような鉄道車両シ
ステムにおける電力変換装置の従来例の回路構成を示し
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a plurality of VVVF inverters and one C
A system has been proposed in which a VCF inverter is used as one system, and when a CVCF inverter fails, the CVCF inverter is stopped and disconnected, and one of a plurality of sound VVVF inverters is switched to a CVCF inverter to operate. I have. FIG. 8 shows a circuit configuration of a conventional example of a power converter in such a railway vehicle system.

【0003】この従来の電力変換装置では、パンタグラ
フ1には、遮断器2a,2b及びフィルタリアクトル3
a,3bを介して複数台のVVVFインバータ4a′,
4b′の正入力端が接続され、その負入力端は車輪GB
1,GB2を通じて接地されている。また、VVVFイ
ンバータ4a′,4b′の正入力端、負入力端間にはそ
れぞれフィルタコンデンサ5が接続され、さらにVVV
Fインバータ4a′,4b′の出力端には車両駆動用の
主電動機6が主電源負荷として接続されている。なお、
これらのVVVFインバータ4a′,4b′のうちの所
定のVVVFインバータ4b′は、CVCFインバータ
としても駆動することができるように制御部7により制
御される。
In this conventional power converter, the pantograph 1 includes circuit breakers 2a and 2b and a filter reactor 3
a, 3b, a plurality of VVVF inverters 4a ',
4b 'is connected to the positive input terminal, and its negative input terminal is connected to the wheel GB.
1 and GB2. A filter capacitor 5 is connected between the positive input terminal and the negative input terminal of the VVVF inverters 4a 'and 4b'.
A main motor 6 for driving the vehicle is connected to the output terminals of the F inverters 4a 'and 4b' as a main power supply load. In addition,
A predetermined VVVF inverter 4b 'among these VVVF inverters 4a' and 4b 'is controlled by the control unit 7 so that it can be driven as a CVCF inverter.

【0004】制御部7はVVVFインバータ4b′を構
成する半導体素子を駆動するためのインバータ制御共通
部(以下、「共通部」という。)7a、直流電力をVV
VF交流電力に変換するように半導体素子を動作させる
駆動信号を生成するVVVF制御部7b、直流電力をC
VCF交流電力に変換するように半導体素子を動作させ
る駆動信号を生成するCVCF制御部7c及び後述する
切替スイッチ81〜84を制御する切替部8とで構成さ
れている。
[0004] The control unit 7 has an inverter control common unit (hereinafter, referred to as "common unit") 7a for driving a semiconductor element constituting the VVVF inverter 4b ', and supplies DC power to VV.
A VVVF control unit 7b for generating a drive signal for operating the semiconductor element so as to convert the DC power to VF AC power;
It comprises a CVCF control unit 7c for generating a drive signal for operating a semiconductor element so as to convert it to VCF AC power, and a switching unit 8 for controlling selector switches 81 to 84 described later.

【0005】また、パンタグラフ1には、遮断器2c及
びフィルタリアクトル3cを介してCVCFインバータ
9′の正入力端が接続され、その負入力端は車輪GB
1,GB2を通じて接地されている。このCVCFイン
バータ9′の正入力端、負入力端間にはフィルタコンデ
ンサ5aが接続され、さらにCVCFインバータ9′の
出力端には波形フィルタ回路10を介してトランス11
の一次側が接続されている。このトランス11の2次側
にはVVVFインバータ4a′,4b′の制御回路、車
内を空調するための回路、電動空気圧縮機3を駆動する
ための回路等の補助回路12が補助電源負荷として接続
されている。なお、波形フィルタ回路10を構成する電
気部品のリアクトル13と、トランス11とは何れも巻
物と称され、部品構成としては一体化したりすることも
ある。さらに、共通部7aとVVVF制御部7b及びC
VCF制御部7cとの間に切替スイッチ81、VVVF
インバータ4b′と主電動機6との間に切替スイッチ8
2、CVCFインバータ9′と波形フィルタ回路10と
の間に切替スイッチ83、そしてVVVFインバータ4
b′の出力端とCVCFインバータ9′の出力端との間
に切替スイッチ84が設けられ、これら切替スイッチ8
1〜84は切替部8により制御され、連動して動作す
る。
A positive input terminal of a CVCF inverter 9 'is connected to the pantograph 1 via a circuit breaker 2c and a filter reactor 3c, and its negative input terminal is connected to a wheel GB.
1 and GB2. A filter capacitor 5a is connected between the positive input terminal and the negative input terminal of the CVCF inverter 9 ', and a transformer 11 is connected to the output terminal of the CVCF inverter 9' via a waveform filter circuit 10.
Primary side is connected. An auxiliary circuit 12 such as a control circuit for the VVVF inverters 4a 'and 4b', a circuit for air conditioning the inside of the vehicle, and a circuit for driving the electric air compressor 3 is connected to the secondary side of the transformer 11 as an auxiliary power supply load. Have been. In addition, the reactor 13 and the transformer 11, which are the electrical components constituting the waveform filter circuit 10, are both called scrolls, and may be integrated as a component configuration. Further, the common unit 7a and the VVVF control units 7b and C
A changeover switch 81 between the VCF controller 7c and the VCF
Switch 8 between inverter 4 b ′ and main motor 6
2, a changeover switch 83 between the CVCF inverter 9 'and the waveform filter circuit 10, and a VVVF inverter 4
A switch 84 is provided between the output terminal of the CVCF inverter 9 'and the output terminal of the CVCF inverter 9'.
1 to 84 are controlled by the switching unit 8 and operate in conjunction with each other.

【0006】このような構成の従来の電力変換装置にお
いては、CVCFインバータ9′が故障した場合、切替
部8がこれを検知して各切替スイッチ81〜84を図示
した状態とは反対側に切替動作する。このとき、遮断器
81は開放される。遮断器81が開放されると、CVC
Fインバータ9′は波形フィルタ路10と切り離され、
代わりに所定のVVVFインバータ4b′が主電動機6
と切り離されて、波形フィルタ回路10に接続されると
共に、VVVF制御部7bの代わりにCVCF制御部7
cが共通部7aに接続される。したがって、VVVFイ
ンバータ4b′がCVCFインバータとして動作するよ
うになり、その出力が波形フィルタ回路10を介してト
ランス11に供給され、補助回路12のための補助電源
として動作することになる。
In the conventional power converter having such a configuration, when the CVCF inverter 9 'fails, the switching unit 8 detects this and switches the switches 81 to 84 to the opposite side from the state shown in the figure. Operate. At this time, the circuit breaker 81 is opened. When the breaker 81 is opened, the CVC
F inverter 9 'is disconnected from waveform filter path 10,
Instead, a predetermined VVVF inverter 4b 'is
And connected to the waveform filter circuit 10 and, instead of the VVVF controller 7b, the CVCF controller 7
c is connected to the common unit 7a. Therefore, the VVVF inverter 4b 'operates as a CVCF inverter, and its output is supplied to the transformer 11 via the waveform filter circuit 10, and operates as an auxiliary power supply for the auxiliary circuit 12.

【0007】この従来例は最も変換回路数の少ない2個
のVVVFインバータと1個のCVCFインバータとで
説明したが、実用上は、車両システムに合わせ、4個の
VVVFインバータと1個のCVCFインバータとより
成るシステム、8個のVVVFインバータと1個のCV
CFインバータとより成るシステム等がある。
In this conventional example, two VVVF inverters and one CVCF inverter having the least number of conversion circuits have been described. However, in practice, four VVVF inverters and one CVCF inverter are adapted to the vehicle system. , 8 VVVF inverters and 1 CV
There is a system including a CF inverter.

【0008】例えば、機関車システムに、VVVFイン
バータからCVCFインバータに切替可能なシステムを
採用した場合は、機関車の軸数に合わせた複数個のVV
VFインバータと1個のCVCFインバータとでシステ
ム構成することになるが、機関車のような動力集中形の
システムでは、主電動機容量も大きく、それを制御する
電力変換回路より発生する熱損失の処理には通常、電動
送風機を利用した強制通風方式が採用される。
For example, when a locomotive system employs a system capable of switching from a VVVF inverter to a CVCF inverter, a plurality of VVs corresponding to the number of axes of the locomotive are used.
Although a system is composed of a VF inverter and one CVCF inverter, a power-concentrated type system such as a locomotive has a large main motor capacity and processes heat loss generated from a power conversion circuit that controls the main motor. Usually employs a forced ventilation system using an electric blower.

【0009】図9に機関車システムでの従来の電力変換
装置を示している。この従来の電力変換装置は、インバ
ータ4a′,4b′の機器配置を極力集約して電力変換
装置4a″,4b″としてまとめ、電力変換装置4
a″,4b″毎に電動送風機(BL)16で冷却する構
成としていた。
FIG. 9 shows a conventional power converter in a locomotive system. In this conventional power converter, the equipment arrangement of the inverters 4a 'and 4b' is consolidated as much as possible to form power converters 4a "and 4b".
The cooling was performed by the electric blower (BL) 16 for each of a ″ and 4b ″.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来例では、C
VCFインバータの故障によるVVVFインバータのC
VCFインバータヘの切替運転を説明したが、強制通風
方式では電動送風機の故障を考慮した冗長性も考慮する
ことが必要になってくる。すなわち、電動送風機は回転
機構部をもち、ベアリングの磨耗、給油の必要性等、保
守が必要になる部品であり、機関車システムとしての冗
長性を最大限確保するためには、この電動送風機の故障
に際しても機関車を止めないシステムが必要になってく
る。
In the above conventional example, C
C of VVVF inverter due to failure of VCF inverter
Although the switching operation to the VCF inverter has been described, in the forced ventilation system, it is necessary to consider redundancy in consideration of failure of the electric blower. In other words, the electric blower has a rotating mechanism and is a component that requires maintenance, such as wear of bearings and necessity of refueling. To ensure the maximum redundancy as a locomotive system, the electric blower must be A system that does not stop the locomotive in the event of a breakdown is needed.

【0011】ところが、従来の電力変換装置では、イン
バータの故障に対しては上述の如く冗長性の有るシステ
ムであるが、他方、電動送風機が故障するとCVCFイ
ンバータだけでなくVVVFインバータも冷却不能とな
り、切替機能を有したシステムであるにも拘わらず、機
関車システム全体を停止せざるを得ない問題点があっ
た。
However, in the conventional power converter, the system has redundancy as described above with respect to the inverter failure. On the other hand, when the electric blower fails, not only the CVCF inverter but also the VVVF inverter cannot be cooled. In spite of the system having the switching function, there is a problem that the entire locomotive system must be stopped.

【0012】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、インバータの故障に対してだけでな
く、電動送風機の故障に対しても、システム全体の冗長
性を確保できる電力変換装置を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and is not limited to a failure of an inverter but also to a failure of an electric blower. It is an object to provide a conversion device.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、通常
運転時は主電源用に使われる複数群の可変電圧可変周波
数インバータと、補助電源用に使われる1群の定電圧定
周波数インバータとを備え、前記定電圧定周波数インバ
ータの異常発生時にこれを切り離し、前記可変電圧可変
周波数インバータのうちの1群を定電圧定周波数インバ
ータに切り替えて補助電源用に運転する電力変換装置に
おいて、複数個の電動送風機で分担して多数群の前記イ
ンバータを構成する回路要素を強制通風冷却し、通常運
転時に補助電源用に使われる前記定電圧定周波数インバ
ータと、切替運転で補助電源用に使われる前記可変電圧
可変周波数インバータとを別々の電動送風機により冷却
する配置にしたことを特徴とするものである。
According to the present invention, a plurality of groups of variable voltage variable frequency inverters used for a main power supply during normal operation and a group of constant voltage constant frequency inverters used for an auxiliary power supply are provided. A power conversion device that disconnects the constant voltage constant frequency inverter when an abnormality occurs, switches one group of the variable voltage variable frequency inverters to a constant voltage constant frequency inverter, and operates for an auxiliary power supply. A plurality of circuit elements constituting the inverters are forcibly ventilated and cooled by sharing the electric blowers, and the constant voltage / constant frequency inverter used for the auxiliary power supply during the normal operation and the auxiliary power supply for the switching operation. The variable voltage variable frequency inverter and the variable voltage inverter are arranged to be cooled by separate electric blowers.

【0014】請求項1の発明の電力変換装置では、CV
CFインバータに強制通風している電動送風機の故障の
際にはインバータ変換部の回路要素が冷却できなくなる
ので、電動送風機により強制通風を行っていたインバー
タを切り離す必要があり、CVCFインバータと何群か
のVVVFインバータをシステムより切り離し、VVV
Fインバータのうちの1群をCVCFインバータに切り
替えて運転するようにするが、そのときには、切り替え
られるVVVFインバータには別個の電動送風機から強
制通風を行っているので、電動送風機の故障に対する冗
長性が確保される。
In the power converter according to the first aspect of the present invention, the CV
In the event of failure of the electric blower that is forcibly ventilating the CF inverter, the circuit elements of the inverter converter cannot be cooled, so it is necessary to disconnect the inverter that was performing forced ventilation with the electric blower. VVVF Inverter is disconnected from the system and VVV
One of the F inverters is switched to the CVCF inverter for operation. At this time, since the switched VVVF inverter is supplied with forced ventilation from a separate electric blower, there is no redundancy for failure of the electric blower. Secured.

【0015】請求項2の発明は、通常運転時は主電源用
に使われる複数群の可変電圧可変周波数インバータと、
補助電源用として使われる1群の定電圧定周波数インバ
ータとを備え、前記定電圧定周波数インバータの異常発
生時にこれを切り離し、前記可変電圧可変周波数インバ
ータのうちの1群を定電圧定周波数インバータに切り替
えて補助電源用に運転する電力変換装置において、複数
の電動送風機で分担して多数群の前記インバータを構成
する回路要素に対して強制通風冷却を行い、前記電動送
風機の各々は同じ数の前記可変電圧可変周波数インバー
タに強制通風を行い、前記電動送風機の1つは前記定電
圧定周波数インバータにも強制通風を行い、当該電動送
風機とは別の電動送風機で冷却される可変電圧可変周波
数インバータを切替運転時に補助電源用として定電圧定
周波数インバータに切り替える配置にしたことを特徴と
するものである。
[0015] The invention according to claim 2 comprises a plurality of groups of variable voltage variable frequency inverters used for a main power supply during normal operation;
A group of constant-voltage / constant-frequency inverters used for an auxiliary power supply; disconnecting the constant-voltage / constant-frequency inverter when an abnormality occurs; In a power converter that is switched to operate for an auxiliary power supply, forced ventilation cooling is performed on a circuit element constituting a large number of groups of inverters shared by a plurality of electric blowers, and each of the electric blowers has the same number of the above-described electric blowers. A variable voltage variable frequency inverter performs forced ventilation, and one of the electric blowers also performs forced ventilation on the constant voltage constant frequency inverter, and a variable voltage variable frequency inverter cooled by another electric blower different from the electric blower. In the switching operation, the switching to the constant voltage constant frequency inverter is performed for the auxiliary power supply.

【0016】請求項2の発明の電力変換装置では、CV
CFインバータに強制通風している電動送風機の故障の
際には、その電動送風機により冷却されているCVCF
インバータと何群かのVVVFインバータとをシステム
より切り離し、別の電動送風機により冷却されているV
VVFインバータのうちの1群をCVCFインバータに
切り替えて運転するようにするので、電動送風機の故障
に対する冗長性が確保される。加えて、各電動送風機に
より同じ数のVVVFインバータに強制通風するように
したことにより、複数個の電動送風機を同一性能のもの
で種類を増やさないようにすることができる。なお、C
VCFインバータにも強制通風を行う電動送風機は厳密
にはその分必要とされる冷却風量は多いが、被冷却体、
機関車機器室内への送風等を考慮すれば同一の電動送風
機を複数個使用することが可能となる。
In the power converter according to the second aspect of the present invention, the CV
In the event of failure of the electric blower forcibly ventilating the CF inverter, the CVCF cooled by the electric blower
The inverter and several groups of VVVF inverters are disconnected from the system and the V cooled by another electric blower
Since one group of the VVF inverters is operated by switching to the CVCF inverter, redundancy against failure of the electric blower is ensured. In addition, since the same number of VVVF inverters are forcibly ventilated by each electric blower, a plurality of electric blowers having the same performance can be prevented from increasing in number. Note that C
Strictly speaking, an electric blower that also performs forced ventilation for a VCF inverter requires a large amount of cooling air.
Taking into account the ventilation of the locomotive equipment room, it is possible to use a plurality of the same electric blowers.

【0017】請求項3の発明は、通常運転時は主電源用
に使われる複数群の可変電圧可変周波数インバータと、
補助電源用として使われる1群の定電圧定周波数インバ
ータとを備え、前記定電圧定周波数インバータの異常発
生時にこれを切り離し、前記可変電圧可変周波数インバ
ータのうちの1群を定電圧定周波数インバータに切り替
えて補助電源用に運転する電力変換装置において、複数
の電動送風機で分担して多数群の前記インバータを構成
する回路要素に対して強制通風冷却を行い、電動送風機
の各々は同じ数の前記可変電圧可変周波数インバータに
強制通風を行い、前記電動送風機のうちの2個から並列
に前記定電圧定周波数インバータに強制通風する配置に
したことを特徴とするものである。
The invention according to claim 3 is a plurality of groups of variable voltage variable frequency inverters used for a main power supply during normal operation,
A group of constant-voltage / constant-frequency inverters used for an auxiliary power supply; disconnecting the constant-voltage / constant-frequency inverter when an abnormality occurs; In a power converter that is switched to operate for an auxiliary power supply, forced ventilation cooling is performed on a plurality of circuit elements constituting the inverters, which are shared by a plurality of electric blowers, and each of the electric blowers has the same number of the variable blowers. It is characterized in that forced ventilation is performed to the voltage variable frequency inverter, and forced ventilation is performed in parallel to the constant voltage and constant frequency inverter from two of the electric blowers in parallel.

【0018】請求項3の発明の電力変換装置では、請求
項2の発明の電力変換装置と同様、複数個の電動送風機
の標準化を図っているが、電動送風機側にとって余分に
必要となるCVCFインバータの冷却風量を2個の電動
送風機で分担するので、他の電動送風機との共通化がさ
らに図りやすい。なお、CVCFインバータに強制通風
を行う2個の電動送風機のうちの1個の電動送風機の故
障により風量は半減するが、CVCFインバータの出力
で電動送風機を運転しているので負荷自体が減り、CV
CFインバータより発生する熱損失も減ることで、電動
送風機の故障による切り替え運転そのものが不要にな
る。
In the power converter according to the third aspect of the present invention, as with the power converter according to the second aspect of the present invention, a plurality of electric blowers are standardized, but an extra CVCF inverter is required on the electric blower side. Since the amount of cooling air is shared by the two electric blowers, it is easier to share with other electric blowers. The airflow is reduced by half due to the failure of one of the two electric blowers that perform forced ventilation to the CVCF inverter. However, since the electric blower is operated with the output of the CVCF inverter, the load itself is reduced, and the CVCF is reduced.
Since the heat loss generated from the CF inverter is also reduced, the switching operation itself due to the failure of the electric blower becomes unnecessary.

【0019】請求項4の発明は、通常運転時は主電源用
に使われる複数群の可変電圧可変周波数インバータと、
補助電源用として使われる1群の定電圧定周波数インバ
ータとを備え、前記定電圧定周波数インバータの異常発
生時にこれを切り離し、前記可変電圧可変周波数インバ
ータのうちの1群を定電圧定周波数インバータに切り替
えて補助電源用に運転する電力変換装置において、複数
の電動送風機で分担して多数群の前記インバータを構成
する回路要素に対して強制通風冷却を行い、電動送風機
の各々は同じ数の前記可変電圧可変周波数インバータに
強制通風を行い、前記定電圧定周波数インバータ中のイ
ンバータ変換部の出力と外部の負荷回路との間に接続さ
れるリアクトル、トランス等の巻物には、前記電動送風
機のうちの2個から並列に強制通風し、前記定電圧定周
波数インバータのインバータ変換部の半導体素子の冷却
には、前記電動送風機の1個から強制通風する配置にし
たことを特徴とするものである。
A fourth aspect of the present invention is directed to a plurality of groups of variable voltage variable frequency inverters used for a main power supply during normal operation,
A group of constant-voltage / constant-frequency inverters used for an auxiliary power supply; disconnecting the constant-voltage / constant-frequency inverter when an abnormality occurs; In a power converter that is switched to operate for an auxiliary power supply, forced ventilation cooling is performed on a plurality of circuit elements constituting the inverters, which are shared by a plurality of electric blowers, and each of the electric blowers has the same number of the variable blowers. The variable voltage frequency inverter performs forced ventilation, a reactor connected between the output of the inverter conversion unit in the constant voltage constant frequency inverter and an external load circuit, a winding of a transformer, etc., of the electric blower Forcibly ventilating the two components in parallel from each other, and cooling the semiconductor element of the inverter conversion section of the constant voltage / constant frequency inverter by the electric transmission It is characterized in that the arrangement for forced draft from one machine.

【0020】請求項4の発明の電力変換装置では、CV
CFインバータのインバータ変換部の回路要素を冷却す
るために強制通風を行っている電動送風機の故障の際
は、健全に動作している電動送風機で強制通風が行われ
ている1群のVVVFインバータがCVCFインバータ
に切り替わり、請求項1又は2の発明の電力変換装置と
同様に電動送風機の故障に対する冗長性が確保される。
なお、CVCFインバータの回路要素をなすリアクト
ル、トランス等巻物の冷却を考えると、これら巻物への
冷却風は電動送風機の故障により半減することになる
が、請求項3の発明の電力変換装置と同様、負荷自体が
減ることで巻物の冷却が可能であり、加えて巻物は熱時
定数が高く、風量の半減が温度上昇の差として現れるに
は時間を要すること、巻物の許容温度はインバータ変換
部の半導体素子のようにその温度で急激に破壊するので
なく、絶縁の寿命から決定されていることも考慮する
と、故障した電動送風機の交換までの期間の切替運転で
問題になることはない。
In the power converter according to the fourth aspect of the present invention, the CV
In the event of failure of the electric blower that is performing forced ventilation to cool the circuit elements of the inverter converter of the CF inverter, a group of VVVF inverters that are performing forced ventilation with the electrically operating blower are operating properly. Switching to the CVCF inverter ensures redundancy against failure of the electric blower as in the power converter of the first or second aspect of the present invention.
Considering cooling of windings such as reactors and transformers, which constitute circuit elements of the CVCF inverter, the cooling air to these windings will be reduced by half due to failure of the electric blower. The load itself can be cooled by reducing the load itself.In addition, the roll has a high thermal time constant, and it takes time for half of the air volume to appear as a difference in temperature rise. Considering that it is determined from the life of the insulation instead of being rapidly destroyed at that temperature as in the case of the semiconductor device described above, there is no problem in the switching operation until the failed electric blower is replaced.

【0021】請求項5の発明は、請求項1〜4の電力変
換装置において、前記定電圧定周波数インバータのイン
バータ変換部の出力と外部の負荷回路との間に接続され
るリアクトル、トランス等の巻物には、前記電動送風機
による強制通風を使わず、自然通風を行う配置にしたこ
とを特徴とするものであり、電動送風機の故障に対する
冗長性はインバータ変換部の半導体素子の冷却のみを考
慮すればよく、請求項1〜4の発明の電力変換装置と同
様、VVVFインバータのCVCFインバータヘの切替
運転で冗長性が確保できる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the power converter of the first to fourth aspects, a reactor, a transformer, or the like connected between an output of an inverter converter of the constant voltage / constant frequency inverter and an external load circuit is provided. The scroll is characterized by being arranged so that natural ventilation is performed without using forced ventilation by the electric blower.Redundancy against failure of the electric blower can be achieved by only cooling the semiconductor element of the inverter converter. Just as with the power converter according to the first to fourth aspects of the present invention, the switching operation of the VVVF inverter to the CVCF inverter can ensure redundancy.

【0022】請求項6の発明は、請求項1〜5の電力変
換装置において、前記インバータは、機関車の床上機器
室内に設置され、前記電動送風機は、各々のインバータ
の出力が接続される車両駆動用主電動機を冷却する電動
送風機と兼用する配置にしたことを特徴とするものであ
り、機関車の大容量の主電動機を冷却するための電動送
風機で電力変換装置側の強制通風も行い、機関車システ
ム全体として電動送風機の必要な数量を最適化できる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the power converter of the first to fifth aspects, the inverter is installed in a floor equipment room of a locomotive, and the electric blower is connected to an output of each inverter. It is characterized by being arranged to also serve as an electric blower that cools the driving main motor, and also performs forced ventilation on the power conversion device side with an electric blower for cooling the large capacity main motor of the locomotive, The required number of electric blowers can be optimized for the locomotive system as a whole.

【0023】請求項7の発明は、請求項6の電力変換装
置において、前記定電圧定周波数インバータのインバー
タ変換部とリアクトル、トランス等の巻物とを別々の筐
体に収納し、このインバータ変換部を収納する筐体は、
複数群の前記可変電圧可変周波数インバータと共に機関
車の床上機器室内に設置し、前記リアクトル、トランス
等を収納する匿体は機関車の床下の外気と通ずる部分に
設置したことを特徴とするものであり、リアクトル、ト
ランス等の巻物を自然通風で冷却するのは請求項5の発
明の電力変換装置と同様であるが、車両床下へこれを設
置したことで外気への排熱が効率良く行え、車両走行に
よる通風効果もあるのでリアクトル、トランス等の巻物
の小形、軽量化が可能となる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the power converter of the sixth aspect, the inverter conversion section of the constant voltage / constant frequency inverter and windings such as a reactor and a transformer are housed in separate housings. The housing that stores
A plurality of groups of variable voltage variable frequency inverters are installed in the equipment room on the floor of the locomotive together with the variable voltage variable frequency inverters, and the concealment body for storing the reactor, transformer, and the like is installed in a portion communicating with the outside air under the floor of the locomotive. Yes, cooling of reactors, transformers, and other scrolls by natural ventilation is the same as the power conversion device of the invention of claim 5, but by installing this under the vehicle floor, heat can be efficiently discharged to the outside air, Since there is also a ventilation effect by running the vehicle, it is possible to reduce the size and weight of scrolls such as reactors and transformers.

【0024】請求項8の発明は、請求項3又は4の電力
変換装置において、前記インバータは、機関車の床上機
器室内に設置され、前記電動送風機は、各々のインバー
タの出力が接続される車両駆動用主電動機を冷却する電
動送風機と兼用させると共に、前記定電圧定周波数イン
バータ又はリアクトル、トランス等の巻物はこれを冷却
する2個の電動送風機のほぼ中心に配置したことを特徴
とするものであり、2個の電動送風機から同量の冷却風
を並列に取り込むには、冷却風が合流する部分で相互に
影響を与えないようにすることが必要になるが、2個の
電動送風機のほぼ中心をこの冷却風の合流する部分とす
ることで、電動送風機からこの合流部までの冷却風洞形
状を合わせることができ、風量調整が容易となる。
According to an eighth aspect of the present invention, in the power converter according to the third or fourth aspect, the inverter is installed in a floor equipment room of a locomotive, and the electric blower is connected to an output of each inverter. The driving main motor is also used as an electric blower for cooling, and the constant-voltage / constant-frequency inverter or the scrolls such as the reactor and the transformer are arranged almost at the center of the two electric blowers for cooling the same. In order to take in the same amount of cooling air from two electric blowers in parallel, it is necessary to prevent mutual influence at the part where the cooling air merges. By setting the center as the portion where the cooling air merges, the shape of the cooling wind tunnel from the electric blower to the junction can be adjusted, and the air volume can be easily adjusted.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0026】<第1の実施の形態>図1は、本発明の第
1の実施の形態の電力変換装置のブロック図である。こ
の実施の形態の電力変換装置は、鉄道車両の駆動用とし
て使われる4群以上のVVVFインバータ4a′(その
うち1群はCVCFインバータとして使われるVVVF
インバータ4b′(VVVF/SIV)を含む)と電源
用として使われる1群のCVCFインバータ9′と、V
VVFインバータとCVCFインバータを電気的に切り
替える切替スイッチ群81〜84を備えている。また、
各インバータ変換部4a,4b,9及びCVCFインバ
ータ9′のトランスリアクトル等を冷却する2個の電動
送風機(BL)15a,15bが配置されている(本シ
ステムを「デュアルモード」という。)。
<First Embodiment> FIG. 1 is a block diagram of a power converter according to a first embodiment of the present invention. The power converter according to this embodiment includes four or more groups of VVVF inverters 4a 'used for driving railway vehicles (one group of which is a VVVF inverter used as a CVCF inverter).
An inverter 4b '(including VVVF / SIV)) and a group of CVCF inverters 9' used for power supply;
There are provided a group of changeover switches 81 to 84 for electrically switching between the VVF inverter and the CVCF inverter. Also,
Two electric blowers (BL) 15a, 15b for cooling the inverter converters 4a, 4b, 9 and the transformer reactor of the CVCF inverter 9 'are arranged (this system is called "dual mode").

【0027】なお、図8及び図9に示した従来例のシス
テムと同一の符号を付した構成要素は、従来例と共通す
る要素である。例えば、1はパンタグラフ、6は主電動
機、10は波形フィルタ回路(この回路中に従来例と同
様にリアクトル13が備えられている)、11はトラン
ス、12は補助回路、17a,17bは通風ダクト、1
8a,18bは風の流れ、20は機関車である。
The components denoted by the same reference numerals as those of the conventional system shown in FIGS. 8 and 9 are the same as those of the conventional example. For example, 1 is a pantograph, 6 is a main motor, 10 is a waveform filter circuit (in this circuit, a reactor 13 is provided as in the conventional example), 11 is a transformer, 12 is an auxiliary circuit, and 17a and 17b are ventilation ducts. , 1
Reference numerals 8a and 18b denote wind flows, and reference numeral 20 denotes a locomotive.

【0028】この電動送風機BL群の通風系統として、
BL15bの系統は、通常CVCFインバータ9′とし
て運転されるものを含む系統とし、もう一方のBL15
aの系統は電気的に切り替えられた後にCVCFインバ
ータとして機能する、通常はVVVFインバータとして
動作するVVVFインバータ4b′を含む系統としてい
る。この場合、CVCFインバータ9′は、車両中央寄
りに配置される。
As a ventilation system of the electric blower BL group,
The system of the BL15b includes a system that normally operates as the CVCF inverter 9 ', and the system of the other BL15b.
The system a includes a VVVF inverter 4b 'that functions as a CVCF inverter after being electrically switched, and that normally operates as a VVVF inverter. In this case, CVCF inverter 9 'is arranged near the center of the vehicle.

【0029】このようにデュアルモードにおいて切り替
えられるVVVFインバータ4b′に送風する通風系統
を、CVCFインバータ9′とは別にすることにより、
電気的には健全であっても、CVCFインバータ9′の
通風系統上の電動送風機15bが故障した際に、VVV
Fインバータ4b′に対してVVVFインバータ→CV
CFインバータの切替を実施することにより、このVV
VFインバータ9′が電源用インバータ(SIV)とし
て運転を継続し、サービスを提供することができる。す
なわち電源システムの冗長性の確保、ひいては機関車シ
ステムの冗長性及び安定性が確保できる。さらに車両中
央寄りにCVCFインバータ9′を配置することによ
り、2個の電動送風機15a,15bからの通風がほぼ
左右対称形になり、冷却風洞形状を合わせることがで
き、風量調整が容易となる。
As described above, the ventilation system for blowing the VVVF inverter 4b 'switched in the dual mode is provided separately from the CVCF inverter 9'.
Even if it is electrically sound, when the electric blower 15b on the ventilation system of the CVCF inverter 9 'fails, the VVV
For V inverter 4b ', VVVF inverter → CV
By switching the CF inverter, this VV
The VF inverter 9 'can continue to operate as a power supply inverter (SIV) and provide services. That is, the redundancy of the power supply system and the redundancy and stability of the locomotive system can be secured. Further, by disposing the CVCF inverter 9 'near the center of the vehicle, the ventilation from the two electric blowers 15a and 15b becomes substantially symmetrical, and the cooling air tunnel shape can be matched, and the air volume can be easily adjusted.

【0030】<第2の実施の形態>図2は、本発明の第
2の実施の形態を示すもので、本実施の形態の電力変換
装置は、第1の実施の形態に対して、電動送風機(B
L)16′を4個にして、さらにこの4個の電動送風機
を同一性能のもので構成したことを特徴とする。なお、
図2において、図1に示した第1の実施の形態と共通す
る符号は、共通する要素を示している。
<Second Embodiment> FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. The power converter of this embodiment is different from the first embodiment in that the power Blower (B
L) The number of 16 'is four, and the four electric blowers have the same performance. In addition,
In FIG. 2, the same reference numerals as those in the first embodiment shown in FIG. 1 indicate the common elements.

【0031】CVCFインバータ9′に強制通風を行う
電動送風機16′は、厳密にはその分だけ必要とされる
冷却風量は多いが、ここに記載していない被冷却体、機
関車機器室内への送風等を考慮すれば、同一仕様の電動
送風機で充分対応することができる。
Although the electric blower 16 'forcibly ventilating the CVCF inverter 9' requires a large amount of cooling air to be strictly, the cooling air flow to the object to be cooled and the locomotive equipment room, which are not described here, is large. Taking into account the ventilation and the like, an electric blower of the same specification can sufficiently cope with it.

【0032】これにより、第2の実施の形態によれば、
第1の実施の形態と同様に機関車システムの冗長性及び
安定性が確保できる上に、電動送風機の種類を増加させ
ないで標準化を推進することができ、さらにはメンテナ
ンスの効率化を図ることも可能である。
Thus, according to the second embodiment,
As in the first embodiment, the redundancy and stability of the locomotive system can be ensured, and the standardization can be promoted without increasing the types of electric blowers, and the efficiency of maintenance can be improved. It is possible.

【0033】<第3の実施の形態>図3は、本発明の第
3の実施の形態の電力変換装置を示すもので、本実施の
形態では、第1の実施の形態におけるCVCFインバー
タ9′への通風を2個の電動送風機(BL)16a,1
6bにより並列に行うようにしたことを特徴とする。ま
た、2個のBL16a,16bには、第2の実施の形態
のように同一性能の電動送風機を使用し、標準化も同時
に可能にしている。なお、図3において、図1に示した
第1の実施の形態、図2に示した第2の実施の形態と共
通する符号は、共通する要素を示している。
<Third Embodiment> FIG. 3 shows a power converter according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the CVCF inverter 9 'in the first embodiment is shown. Ventilation to two electric blowers (BL) 16a, 1
6b in parallel. In addition, electric blowers having the same performance are used for the two BLs 16a and 16b as in the second embodiment, and standardization is also possible at the same time. In FIG. 3, the same reference numerals as those in the first embodiment shown in FIG. 1 and the second embodiment shown in FIG. 2 indicate the same elements.

【0034】この第3の実施の形態では、CVCFイン
バータの冷却風量を2個の電動送風機16a,16bで
分担するが、そのうちの1個が故障した際には、健全な
他方の電動送風機だけで通風する。
In the third embodiment, the cooling air volume of the CVCF inverter is shared by the two electric blowers 16a and 16b, but when one of them breaks down, only the other healthy one is used. To ventilate.

【0035】これにより、通風量は半減するが、CVC
Fインバータ9′の負荷として電動送風機を運転してい
るので、負荷自体も減少し発生熱損も減少し、冷却系に
大きな支障をきたすことはない。すなわち電動送風機1
6の2個中1個が故障した場合には、CVCFインバー
タ9′は他のVVVFインバータ4b′に切り替えるこ
となく、運転を継続することができ、電源システムの冗
長性が確保できる。これはすなわち、機関車システムの
冗長性と安定性を確保することができることを意味す
る。また、CVCFインバータ9′を車両中央寄りに配
置にすることにより、第3の実施の形態では電動送風機
16から見た通風ダクトが完全な左右対称形となり、第
1の実施の形態よりもさらに風量調整が容易になり、風
洞製作の標準化にも大きく寄与する。
As a result, the ventilation amount is reduced by half, but the CVC
Since the electric blower is operated as the load of the F inverter 9 ', the load itself is reduced and the generated heat loss is also reduced, so that there is no major obstacle to the cooling system. That is, the electric blower 1
In the event that one out of two of the six fails, the CVCF inverter 9 'can continue to operate without switching to the other VVVF inverter 4b', thereby ensuring the redundancy of the power supply system. This means that the redundancy and stability of the locomotive system can be ensured. Further, by disposing the CVCF inverter 9 'near the center of the vehicle, the ventilation duct viewed from the electric blower 16 is completely symmetrical in the third embodiment, and the air volume is further increased as compared with the first embodiment. Adjustment is easy, which greatly contributes to the standardization of wind tunnel production.

【0036】<第4の実施の形態>図4は、本発明の第
4の実施の形態の電力変換装置を示すもので、第3の実
施の形態と同様にCVCFインバータ9′への通風を2
個の電動送風機(BL)16a,16bにより並列に行
うようにし、さらにCVCFインバータ9′の通風にお
いて、CVCFインバータ9′の出力と負荷回路の間に
接続される波形フィルタ回路10中のリアクトル及びト
ランス11と、インバータ変換部9とを大きく2分し
て、巻物類には2個の電動送風機16a,16bより並
列に強制通風し、インバータ変換部9の素子冷却には1
個の電動送風機16aにより強制通風するようにしたこ
とを特徴としている。なお、図4において、第1〜第3
の実施の形態と共通する符号は、共通する要素を示して
いる。そして、17c,17c′はリアクトル・トラン
ス用通風ダクト、17dはCVCF変換器用ダクトであ
る。
<Fourth Embodiment> FIG. 4 shows a power converter according to a fourth embodiment of the present invention. As in the third embodiment, ventilation to the CVCF inverter 9 'is controlled. 2
The electric blowers (BL) 16a and 16b are used in parallel, and the reactor and the transformer in the waveform filter circuit 10 connected between the output of the CVCF inverter 9 'and the load circuit during the ventilation of the CVCF inverter 9'. 11 and the inverter converter 9 are largely divided into two parts, and the scrolls are forcedly ventilated in parallel from the two electric blowers 16a and 16b.
It is characterized in that forced ventilation is performed by the electric blowers 16a. It should be noted that in FIG.
The same reference numerals as those in the first embodiment denote the same elements. 17c and 17c 'are ventilation ducts for the reactor and transformer, and 17d is a duct for the CVCF converter.

【0037】これによれば、CVCFインバータ9′を
含む通風系統の電動送風機(BL)16bの故障の際
は、第1,2の実施の形態と同様、もう一方のBL16
aによって強制通風されるVVVFインバータ4b′を
CVCFインバータに切り替えることが必要であり、波
形フィルタ回路10中のリアクトル、トランス11等の
巻物への冷却風は電動送風機の故障により半減すること
になるが、第3の実施の形態と同様、負荷自体が減るの
で巻物の冷却は可能である。加えて熱時定数が高く、風
量の半減が温度上昇の差として現れるには時間を要する
ことや、巻物の許容温度は半導体素子のようにその温度
で急激に破壊するのではなく、絶縁の寿命から決定され
ていることを考慮すれば、1個のBL16aによる強制
通風冷却で運転継続するのに支障はない。したがって、
第3の実施の形態と同様に冗長性が確保できる。
According to this, when the electric blower (BL) 16b of the ventilation system including the CVCF inverter 9 'fails, as in the first and second embodiments, the other BL16
It is necessary to switch the VVVF inverter 4b 'forcedly ventilated by a to the CVCF inverter, and the cooling air to the windings such as the reactor and the transformer 11 in the waveform filter circuit 10 is reduced to half by the failure of the electric blower. As in the third embodiment, since the load itself is reduced, the scroll can be cooled. In addition, the thermal time constant is high, and it takes time for the halving of the air volume to appear as a difference in temperature rise, and the allowable temperature of the scroll is not abruptly destroyed at that temperature like a semiconductor element, but the life of insulation. In consideration of this, there is no problem in continuing the operation by forced ventilation cooling by one BL 16a. Therefore,
Redundancy can be ensured as in the third embodiment.

【0038】なお、上記の第3及び第4の実施の形態に
おいて、インバータ4a′,4b′,9′は、機関車の
床上機器室内に設置し、電動送風機16a,16bは、
各々のインバータの出力が接続される車両駆動用主電動
機6を冷却する電動送風機と兼用させると共に、CVC
Fインバータ9′又はリアクトル、トランス11等の巻
物はこれを冷却する2個の電動送風機16a,16bの
ほぼ中心に位置する配置にすることができる。
In the third and fourth embodiments, the inverters 4a ', 4b', 9 'are installed in the equipment room on the floor of the locomotive, and the electric blowers 16a, 16b are
The output of each inverter is connected to an electric blower that cools the main motor 6 for driving the vehicle.
Scrolls such as the F inverter 9 'or the reactor and the transformer 11 can be arranged substantially at the center of the two electric blowers 16a and 16b for cooling the same.

【0039】2個の電動送風機16a,16bから同量
の冷却風を並列に取り込むには冷却風が合流する部分で
相互に影響を与えないようにすることが必要になるが、
上記の構成にすることにより、2個の電動送風機16
a,16bのほぼ中心をこの冷却風の合流する部分とす
ることができ、電動送風機からこの合流部までの冷却風
洞形状を合わせることができ、風量調整が容易となる。
In order to take in the same amount of cooling air from the two electric blowers 16a and 16b in parallel, it is necessary to prevent mutual influence at the portion where the cooling air merges.
With the above configuration, two electric blowers 16
Substantially the center of a and 16b can be a portion where the cooling air merges, and the shape of the cooling wind tunnel from the electric blower to the merging portion can be adjusted, thereby facilitating air volume adjustment.

【0040】<第5の実施の形態>図5は、本発明の第
5の実施の形態の電力変換装置を示すもので、第1〜4
の実施の形態で行っているように波形フィルタ回路10
中のリアクトルやトランス11等の巻物の冷却に対して
電動送風機による強制通風を行わないで、自然通風方式
にしたことを特徴とする。
<Fifth Embodiment> FIG. 5 shows a power converter according to a fifth embodiment of the present invention.
Waveform filter circuit 10 as performed in the first embodiment.
It is characterized in that a natural ventilation system is used instead of forced ventilation by an electric blower for cooling the inside of the reactor or a scroll such as the transformer 11.

【0041】このような構成にすれば、電動送風機の故
障に対する冗長性は半導体素子の冷却のみを考慮すれば
よく、冗長性の確保はより平易となり、系の信頼性はよ
り向上する。すなわち、電源システム及び機関車システ
ムの冗長性を第1〜4の実施の形態と同等以上にでき、
システムの信頼性が向上する。
With such a configuration, the redundancy against the failure of the electric blower only needs to consider the cooling of the semiconductor element, the redundancy can be more easily ensured, and the reliability of the system can be further improved. That is, the redundancy of the power supply system and the locomotive system can be made equal to or more than that of the first to fourth embodiments,
System reliability is improved.

【0042】<第6の実施の形態>図6は、本発明の第
6の実施の形態の電力変換装置を示すもので、第1〜5
の実施の形態において、電力変換装置は、機関車20の
床上機器室内に設置され、電力変換装置を冷却する電動
送風機16a,16bは、それぞれの電力変換装置の出
力が接続される車両駆動用主電動機6を冷却する電動送
風機と兼用したことを特徴とする。
<Sixth Embodiment> FIG. 6 shows a power converter according to a sixth embodiment of the present invention.
In the embodiment, the power converter is installed in the equipment room above the floor of the locomotive 20, and the electric blowers 16 a and 16 b for cooling the power converter are provided with a vehicle drive main unit to which the output of each power converter is connected. The electric motor 6 is also used as an electric blower for cooling the electric motor 6.

【0043】これにより、本実施の形態によれば、機関
車システム全体として電動送風機の必要数量を最適化す
ることができ、そのうえ、この場合でも電力変換装置の
システムとしての冗長性は第1〜5の実施の形態と何ら
変わらず確保することができる。さらに電動送風機の集
約化、標準化により、よりコンパクトで最適な機関車シ
ステムを得ることができる。
Thus, according to the present embodiment, the required number of electric blowers can be optimized for the locomotive system as a whole. It can be secured without any difference from the fifth embodiment. Furthermore, by consolidating and standardizing the electric blower, a more compact and optimal locomotive system can be obtained.

【0044】<第7の実施の形態>図7は、本発明の第
7の実施の形態の電力変換装置を示すもので、第5の実
施の形態におけるCVCFインバータ9′のインバータ
変換部9における波形フィルタ回路10中のリアクトル
とトランス11のような巻物を収納した筐体を機関車2
0の床下の外気と通ずる部分に設置したことを特徴とす
る。これら巻物に対する自然通風冷却は第5の実施の形
態と同じであるが、車両床下であることにより、排熱が
効率良く行え、車両走行による通風効果もあるので、リ
アクトル、トランス等の巻物の小形、軽量化が可能とな
る。そして、冗長性は第5の実施の形態と同等である。
<Seventh Embodiment> FIG. 7 shows a power converter according to a seventh embodiment of the present invention. The housing containing the reactor in the waveform filter circuit 10 and a scroll such as the transformer 11 is mounted on the locomotive 2.
It is characterized in that it is installed in a part below the floor where it communicates with the outside air. The natural ventilation cooling for these scrolls is the same as that of the fifth embodiment, but since it is under the floor of the vehicle, the heat can be efficiently discharged and the vehicle has a ventilation effect. , Weight reduction becomes possible. The redundancy is equivalent to that of the fifth embodiment.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電動送風
機故障の際の電源システムの冗長性を確保し、ひいては
システム全体の冗長性と安定性を確保することができ
る。
As described above, according to the present invention, the redundancy of the power supply system in the event of a failure of the electric blower can be ensured, and the redundancy and stability of the entire system can be ensured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態の電力変換装置のブ
ロック図。
FIG. 1 is a block diagram of a power converter according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態の電力変換装置のフ
ロツク図。
FIG. 2 is a block diagram of a power converter according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施の形態の電力変換装置のブ
ロック図。
FIG. 3 is a block diagram of a power conversion device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施の形態の電力変換装置のブ
ロック図。
FIG. 4 is a block diagram of a power conversion device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5の実施の形態の電力変換装置のブ
ロック図。
FIG. 5 is a block diagram of a power conversion device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第6の実施の形態の電力変換装置のブ
ロック図。
FIG. 6 is a block diagram of a power converter according to a sixth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第7の実施の形態の電力変換装置のブ
ロック図。
FIG. 7 is a block diagram of a power conversion device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図8】従来例の電気システム系統のブロック図。FIG. 8 is a block diagram of a conventional electric system system.

【図9】従来例の電力変換装置のブロック図。FIG. 9 is a block diagram of a conventional power converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:パンタグラフ 4a,4b:VVVFインバータ変換部 4a′,4b′:VVVFインバータ 6:主電動機 9:CVCFインバータ変換部 9′:CVCFインバータ 10:波形フィルタ回路 11:トランス 12:補助回路 15a,15b:電動送風機 16′,16a,16b:電動送風機 17a,17b:通風ダクト 17c,17c′:リアクトル・トランス用通風ダクト 17d:CVCF変換器用ダクト 18a,18b:風の流れ 19:走行風(機関車外気) 20:機関車 1: Pantograph 4a, 4b: VVVF inverter converter 4a ', 4b': VVVF inverter 6: Main motor 9: CVCF inverter converter 9 ': CVCF inverter 10: Waveform filter circuit 11: Transformer 12: Auxiliary circuit 15a, 15b: Electric blowers 16 ', 16a, 16b: Electric blowers 17a, 17b: Ventilation ducts 17c, 17c': Ventilation ducts for reactors and transformers 17d: Ducts for CVCF converters 18a, 18b: Wind flow 19: Running wind (locomotive air) 20: Locomotive

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神田 正彦 東京都府中市晴見町2丁目24番地の1 東 芝トランスポートエンジニアリング株式会 社内 (72)発明者 山口 芳廣 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中事業所内 Fターム(参考) 5H007 AA06 BB06 CC03 CC32 FA13 FA19 GA09 HA02 HA05 HA06 5H115 PA14 PC02 PG01 PI03 PI29 PI30 PU08 PV09 QA01 QA10 TR01 TW10 TZ04 TZ14 UI28 UI29 UI34  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Masahiko Kanda 2-24-24 Harumi-cho, Fuchu-shi, Tokyo Toshiba Transport Engineering Stock Company In-house (72) Inventor Yoshihiro Yamaguchi 1-Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo 5H007 AA06 BB06 CC03 CC32 FA13 FA19 GA09 HA02 HA05 HA06 5H115 PA14 PC02 PG01 PI03 PI29 PI30 PU08 PV09 QA01 QA10 TR01 TW10 TZ04 TZ14 UI28 UI29 UI34

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 通常運転時は主電源用に使われる複数群
の可変電圧可変周波数インバータと、補助電源用に使わ
れる1群の定電圧定周波数インバータとを備え、前記定
電圧定周波数インバータの異常発生時にこれを切り離
し、前記可変電圧可変周波数インバータのうちの1群を
定電圧定周波数インバータに切り替えて補助電源用に運
転する電力変換装置において、 複数個の電動送風機で分担して多数群の前記インバータ
を構成する回路要素を強制通風冷却し、通常運転時に補
助電源用に使われる前記定電圧定周波数インバータと、
切替運転で補助電源用に使われる前記可変電圧可変周波
数インバータとを別々の電動送風機により冷却する配置
にしたことを特徴とする電力変換装置。
1. A normal voltage operation comprising a plurality of groups of variable voltage variable frequency inverters used for a main power supply during normal operation and a group of constant voltage constant frequency inverters used for an auxiliary power supply. When an abnormality occurs, the inverter is disconnected and a group of the variable voltage variable frequency inverters is switched to a constant voltage constant frequency inverter to operate for an auxiliary power supply. The constant voltage constant frequency inverter used for auxiliary power supply during normal operation by forcibly ventilation cooling circuit elements constituting the inverter,
A power converter, wherein the variable voltage variable frequency inverter used for an auxiliary power supply in the switching operation is cooled by a separate electric blower.
【請求項2】 通常運転時は主電源用に使われる複数群
の可変電圧可変周波数インバータと、補助電源用として
使われる1群の定電圧定周波数インバータとを備え、前
記定電圧定周波数インバータの異常発生時にこれを切り
離し、前記可変電圧可変周波数インバータのうちの1群
を定電圧定周波数インバータに切り替えて補助電源用に
運転する電力変換装置において、 複数の電動送風機で分担して多数群の前記インバータを
構成する回路要素に対して強制通風冷却を行い、前記電
動送風機の各々は同じ数の前記可変電圧可変周波数イン
バータに強制通風を行い、前記電動送風機の1つは前記
定電圧定周波数インバータにも強制通風を行い、当該電
動送風機とは別の電動送風機で冷却される可変電圧可変
周波数インバータを切替運転時に補助電源用として定電
圧定周波数インバータに切り替える配置にしたことを特
徴とする電力変換装置。
2. A normal voltage operation comprising a plurality of groups of variable voltage variable frequency inverters used for a main power supply and a group of constant voltage constant frequency inverters used for an auxiliary power supply. When an abnormality occurs, the inverter is separated, and one of the variable voltage variable frequency inverters is switched to a constant voltage constant frequency inverter to operate for an auxiliary power supply. Perform forced ventilation cooling on circuit elements constituting the inverter, each of the electric blowers performs forced ventilation on the same number of the variable voltage variable frequency inverters, and one of the electric blowers is supplied with the constant voltage / constant frequency inverter. Also performs forced ventilation, and switches the variable voltage variable frequency inverter, which is cooled by an electric blower different from the electric blower, Power conversion device is characterized in that the arrangement for switching the constant-voltage constant-frequency inverter as use.
【請求項3】 通常運転時は主電源用に使われる複数群
の可変電圧可変周波数インバータと、補助電源用として
使われる1群の定電圧定周波数インバータとを備え、前
記定電圧定周波数インバータの異常発生時にこれを切り
離し、前記可変電圧可変周波数インバータのうちの1群
を定電圧定周波数インバータに切り替えて補助電源用に
運転する電力変換装置において、 複数の電動送風機で分担して多数群の前記インバータを
構成する回路要素に対して強制通風冷却を行い、電動送
風機の各々は同じ数の前記可変電圧可変周波数インバー
タに強制通風を行い、前記電動送風機のうちの2個から
並列に前記定電圧定周波数インバータに強制通風する配
置にしたことを特徴とする電力変換装置。
3. A constant voltage constant frequency inverter comprising a plurality of groups of variable voltage variable frequency inverters used for a main power supply during normal operation and a group of constant voltage constant frequency inverters used for an auxiliary power supply. When an abnormality occurs, the inverter is separated, and one of the variable voltage variable frequency inverters is switched to a constant voltage constant frequency inverter to operate for an auxiliary power supply. The forced ventilation cooling is performed on the circuit elements constituting the inverter, each of the electric blowers performs forced ventilation on the same number of the variable voltage variable frequency inverters, and the constant voltage constant is performed in parallel from two of the electric blowers. An electric power converter, wherein forced air is passed through a frequency inverter.
【請求項4】 通常運転時は主電源用に使われる複数群
の可変電圧可変周波数インバータと、補助電源用として
使われる1群の定電圧定周波数インバータとを備え、前
記定電圧定周波数インバータの異常発生時にこれを切り
離し、前記可変電圧可変周波数インバータのうちの1群
を定電圧定周波数インバータに切り替えて補助電源用に
運転する電力変換装置において、 複数の電動送風機で分担して多数群の前記インバータを
構成する回路要素に対して強制通風冷却を行い、電動送
風機の各々は同じ数の前記可変電圧可変周波数インバー
タに強制通風を行い、前記定電圧定周波数インバータ中
のインバータ変換部の出力と外部の負荷回路との間に接
続されるリアクトル、トランス等の巻物には、前記電動
送風機のうちの2個から並列に強制通風し、前記定電圧
定周波数インバータのインバータ変換部の半導体素子の
冷却には、前記電動送風機の1個から強制通風する配置
にしたことを特徴とする電力変換装置。
4. A normal voltage operation comprising a plurality of groups of variable voltage variable frequency inverters used for a main power supply and a group of constant voltage constant frequency inverters used for an auxiliary power supply. When an abnormality occurs, the inverter is separated, and one of the variable voltage variable frequency inverters is switched to a constant voltage constant frequency inverter to operate for an auxiliary power supply. The forced ventilation cooling is performed on the circuit elements constituting the inverter, each of the electric blowers performs forced ventilation on the same number of the variable voltage variable frequency inverters, and the output of the inverter conversion unit in the constant voltage constant frequency inverter and the external Scrolls such as reactors and transformers connected to the load circuit are connected to forced ventilation from two of the electric blowers in parallel. , Wherein the cooling of the semiconductor element of the inverter conversion unit of the constant-voltage constant-frequency inverters, power conversion device is characterized in that the arrangement for forced draft from one of said electric blower.
【請求項5】 前記定電圧定周波数インバータのインバ
ータ変換部の出力と外部の負荷回路との間に接続される
リアクトル、トランス等の巻物には、前記電動送風機に
よる強制通風を使わず、自然通風を行う配置にしたこと
を特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電力変換
装置。
5. A winding such as a reactor or a transformer connected between an output of an inverter conversion unit of the constant-voltage / constant-frequency inverter and an external load circuit does not use forced ventilation by the electric blower. The power converter according to any one of claims 1 to 4, wherein the power converter is arranged to perform the following.
【請求項6】 前記インバータは、機関車の床上機器室
内に設置され、前記電動送風機は、各々のインバータの
出力が接続される車両駆動用主電動機を冷却する電動送
風機と兼用する配置にしたことを特徴とする請求項1〜
5のいずれかに記載の電力変換装置。
6. The inverter is installed in a floor equipment room of a locomotive, and the electric blowers are arranged so as to also serve as electric blowers for cooling a vehicle drive main motor to which outputs of the respective inverters are connected. Claims 1 to
6. The power converter according to any one of 5.
【請求項7】 前記定電圧定周波数インバータのインバ
ータ変換部とリアクトル、トランス等の巻物とを別々の
筐体に収納し、このインバータ変換部を収納する筐体
は、複数群の前記可変電圧可変周波数インバータと共に
機関車の床上機器室内に設置し、前記リアクトル、トラ
ンス等を収納する匿体は機関車の床下の外気と通ずる部
分に設置したことを特徴とする請求項6に記載の電力変
換装置。
7. A housing for housing the inverter converter of the constant voltage / constant frequency inverter and scrolls such as reactors and transformers in a separate housing, wherein the housing for housing the inverter converter comprises a plurality of groups of the variable voltage variable units. 7. The power converter according to claim 6, wherein the power converter is installed in a locomotive floor equipment room together with a frequency inverter, and the concealment body that stores the reactor, the transformer, and the like is installed in a portion that communicates with outside air under the locomotive floor. .
【請求項8】 前記インバータは、機関車の床上機器室
内に設置され、前記電動送風機は、各々のインバータの
出力が接続される車両駆動用主電動機を冷却する電動送
風機と兼用させると共に、前記定電圧定周波数インバー
タ又はリアクトル、トランス等の巻物はこれを冷却する
2個の電動送風機のほぼ中心に配置したことを特徴とす
る請求項3又は4に記載の電力変換装置。
8. The inverter is installed in a floor equipment room of a locomotive, and the electric blower is also used as an electric blower for cooling a main motor for driving a vehicle to which an output of each inverter is connected. The power converter according to claim 3 or 4, wherein a winding such as a voltage constant frequency inverter or a reactor or a transformer is disposed substantially at the center of two electric blowers for cooling the same.
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