JP2007184464A

JP2007184464A - 鉄道車両用制御装置

Info

Publication number: JP2007184464A
Application number: JP2006002415A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Yoshinari; 博昭吉成
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-01-10
Filing date: 2006-01-10
Publication date: 2007-07-19

Abstract

【課題】冷却効率の向上及び小型化を図ることができる鉄道車両用制御装置を提供することである。
【解決手段】鉄道車両床下に配置される鉄道車両用制御装置を形成する半導体素子を冷却する複数の半導体冷却凝縮器２を収納する冷却風流路１と、冷却風流路１内に冷却風方向に対して直列に配置された前段の半導体冷却凝縮器２の排風１０ａが後段の半導体冷却凝縮器２ｂを流れないよう冷却風流路１内を仕切る仕切板５、６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道車両を駆動する電動機を電力変換装置により制御する鉄道車両用制御装置に関する。

鉄道車両を駆動する電動機を電力変換装置により制御する鉄道車両用制御装置は、筐体内に電力変換装置を形成する半導体素子を内蔵して構成される。そして、半導体素子からの発熱を放熱するために複数の半導体素子冷却ユニットが設けられ、半導体冷却ユニットの放熱部各々に対して一つの冷却風の通路を設けて小形化を図ったものがある（例えば、特許文献１参照）。

図１６は従来の鉄道車両用制御装置の一例を示す構成図である。鉄道車両用制御装置は冷却風流路１内に複数の半導体冷却凝縮器２ａ、２ｂを配置して構成されている。図１６では、冷却風流路１内に半導体冷却凝縮器２ａ、２ｂが直列に配置され、冷却風９ａが前段の半導体冷却凝縮器２ａを通り、前段の半導体冷却凝縮器２ａを通った排風１０ａが後段の半導体冷却凝縮器２ｂを通り、排風１０ｂとして排出される。また、前段の半導体冷却凝縮器２ａの両側面を抜けた冷却風９ｂは後段の半導体冷却凝縮器２ｂに入らないまま通り抜け、前段の半導体冷却凝縮器２ａからの排風１０ａが後段の半導体冷却凝縮器２ｂへ直接入る構成となっている。

図１７は従来の鉄道車両用制御装置の他の一例を示す構成図である。図１７に示すものは、図１６のものに対し整風仕切板５を追加して設けたものである。整風仕切板５は前段の半導体冷却凝縮器２ａの両側面を抜けた冷却風９ｂを後段の半導体冷却凝縮器２ｂに導くようにしたものである。

図１８は従来の鉄道車両用制御装置の別の一例を示す構成図である。図１８に示すものは、冷却風流路１内に前段の半導体冷却凝縮器２ａと後段の半導体冷却凝縮器２ｂとをずらして半導体冷却凝縮器２ａ、２ｂが配置され、前段の半導体冷却凝縮器２ａの側面を通り抜けた冷却風９ａ１の一部を後段の半導体冷却凝縮器２ｂに直接当てることが可能としたものである。

図１９は従来の鉄道車両用制御装置の別の他の一例を示す構成図である。図１９に示すものは、冷却風流路１内に複数の半導体冷却凝縮器２ａ、２ｂ、２ｃが並列に配置され、電動送風機３により冷却風９を各々の半導体冷却凝縮器２ａ、２ｂ、２ｃにほぼ均等に入風するようにしたものである。
特開２００４−１４０８９４号公報

しかし、図１６や図１７に示す従来の鉄道車両用制御装置では、前段の半導体冷却凝縮器２ａからの排風１０ａを後段の半導体冷却凝縮器２ｂに取り込んでしまう。このため、後段の半導体冷却凝縮器２ｂの熱容量は前段の半導体冷却凝縮器２ａの排風あおりによる温度上昇分を考慮に入れて決めなければならない。このことから、半導体冷却凝縮器２ａ、２ｂは前後段で同じ容量であっても、後段の半導体冷却凝縮器２ｂは前段の半導体冷却凝縮器２ａに比べて多くの熱容量を必要とすることになる。

図１８に示す従来の鉄道車両用制御装置では、冷却風流路１内に前段の半導体冷却凝縮器２ａと後段の半導体冷却凝縮器２ｂとをずらして半導体冷却凝縮器２ａ、２ｂが配置されるため冷却風流路１の幅が大きくなり、鉄道車両用制御装置を小型化することが難しい。冷却風流路１の幅を小さくするためには、後段の半導体冷却凝縮器２ｂを前段の半導体冷却凝縮器２ａとラップさせることになるが、そうすると前段の半導体冷却凝縮器２ａからの排風１０ａを後段の半導体冷却凝縮器２ｂに一部取り込んでしまうことになるので、後段の半導体冷却凝縮器２ｂの冷却能力を落とすことになる。

図１９に示す従来の鉄道車両用制御装置では、フレッシュな冷却風９をすべての半導体冷却凝縮器２ａ、２ｂ、２ｃが取り込むことができるが、各半導体冷却凝縮器２ａ、２ｂ、２ｃの発熱量の大小にかかわらず各半導体冷却凝縮器２ａ、２ｂ、２ｃを通過する風量を変えることはできないため、最大の発熱量を有する半導体冷却凝縮器２を基準にして電動送風機３の風量を決める必要がある。

本発明の目的は、冷却効率の向上及び小型化を図ることができる鉄道車両用制御装置を提供することである。

本発明の鉄道車両用制御装置は、鉄道車両床下に配置される鉄道車両用制御装置を形成する半導体素子を冷却する複数の半導体冷却凝縮器を収納する冷却風流路と、前記冷却風流路内に冷却風方向に対して直列に配置された前段の半導体冷却凝縮器の排風が後段の半導体冷却凝縮器を流れないよう前記冷却風流路内を仕切る仕切板とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、冷却効率の向上及び小型化を図ることができる。

(第１の実施の形態)
図１は本発明の第１の実施の形態に係わる鉄道車両用制御装置の基本構成図、図２はその側面図、図３は鉄道車両用制御装置の半導体冷却凝縮器の一例を示す構成図、図４は半導体冷却凝縮器に取り付けられた半導体素子により構成される電力変換装置（コンバータ）の一例を示す構成図、図５は半導体冷却凝縮器に取り付けられた半導体素子により構成される電力変換装置（インバータ）の一例を示す構成図である。

鉄道車両用制御装置を構成する半導体素子は、半導体冷却凝縮器に取り付けられて配置される。図３（ａ）は半導体素子が取り付けられた半導体冷却凝縮器の正面図、図３（ｂ）はその側面図である。半導体冷却凝縮器２は複数個の放熱フィン１３を有し、半導体冷却凝縮器２に取り付けられた半導体素子１４の発熱を放熱するものである。

図４は、例えば交流車両用の３レベルＰＷＭコンバータ／インバータ回路に適用される電力変換装置のコンバータ回路の一例を示す回路図である。

図４において、パンタグラフＰにて架線Ｋｐから変圧器ＴＲを介して単相交流電圧が入力される。変圧器ＴＲは車輪Ｓｋを介してレールＲｅに接地されている。コンバータ回路のＵｃ相の第１のスイッチング要素および第４のスイッチング要素は、逆導通ダイオードが内蔵されたスイッチング素子Ｑｕ１ｃ、Ｑｘ２ｃで形成されている。

また、Ｕｃ相の第２のスイッチング要素は、逆導通ダイオードが内蔵されたスイッチング素子Ｑｕ２ａｃおよび逆導通ダイオードが内蔵されたスイッチング素子Ｑｕ２ｂｃを並列接続して形成され、同様に、Ｕｃ相の第３のスイッチング要素も、逆導通ダイオードが内蔵されたスイッチング素子Ｑｘ１ａｃおよび逆導通ダイオードが内蔵されたスイッチング素子Ｑｘ１ｂｃを並列接続して形成される。そして、クランプダイオードＤｕｐｃ、Ｄｕｎｃが第２のスイッチング要素および第３のスイッチング要素と並列に接続されている。

コンバータ回路のＶｃ相についても同様に、Ｖｃ相の第１のスイッチング要素および第４のスイッチング要素は、逆導通ダイオードが内蔵されたスイッチング素子Ｑｖ１ｃ、Ｑｙ２ｃで形成されている。

また、Ｖｃ相の第２のスイッチング要素は、逆導通ダイオードが内蔵されたスイッチング素子Ｑｖ２ａｃおよび逆導通ダイオードが内蔵されたスイッチング素子Ｑｖ２ｂｃを並列接続して形成され、同様に、Ｖｃ相の第３のスイッチング要素も、逆導通ダイオードが内蔵されたスイッチング素子Ｑｙ１ａｃおよび逆導通ダイオードが内蔵されたスイッチング素子Ｑｙ１ｂｃを並列接続して形成される。そして、クランプダイオードＤｖｐｃ、Ｄｖｎｃが第２のスイッチング要素および第３のスイッチング要素と並列に接続されている。

図５は、例えば交流車両用の３レベルＰＷＭコンバータ／インバータ回路に適用される電力変換装置のインバータ回路の一例を示す回路図である。

図５において、インバータ回路のＵｉ相の第２のスイッチング要素および第３のスイッチング要素は、逆導通ダイオードが内蔵されたスイッチング素子Ｑｕ２ｉ、Ｑｘ１ｉで形成されている。

また、Ｕｉ相の第１のスイッチング要素は、逆導通ダイオードが内蔵されたスイッチング素子Ｑｕ１ａｉおよび逆導通ダイオードが内蔵されたスイッチング素子Ｑｕ１ｂｉを並列接続して形成され、同様に、Ｕｉ相の第４のスイッチング要素も、逆導通ダイオードが内蔵されたスイッチング素子Ｑｘ２ａｉおよび逆導通ダイオードが内蔵されたスイッチング素子Ｑｘ２ｂｉを並列接続して形成される。そして、クランプダイオードＤｕｐｉ、Ｄｕｎｉが第２のスイッチング要素および第３のスイッチング要素と並列に接続されている。

また、Ｖｉ相の第１のスイッチング要素は、逆導通ダイオードが内蔵されたスイッチング素子Ｑｖ１ａｉおよび逆導通ダイオードが内蔵されたスイッチング素子Ｑｖ１ｂｉを並列接続して形成され、同様に、Ｖｉ相の第４のスイッチング要素も、逆導通ダイオードが内蔵されたスイッチング素子Ｑｙ２ａｉおよび逆導通ダイオードが内蔵されたスイッチング素子Ｑｙ２ｂｉを並列接続して形成される。そして、クランプダイオードＤｕｐｉ、Ｄｕｎｉが第２のスイッチング要素および第３のスイッチング要素と並列に接続されている。

さらに、Ｗｉ相の第１のスイッチング要素は、逆導通ダイオードが内蔵されたスイッチング素子Ｑｗ１ａｉおよび逆導通ダイオードが内蔵されたスイッチング素子Ｑｗ１ｂｉを並列接続して形成され、同様に、Ｗｉ相の第４のスイッチング要素も、逆導通ダイオードが内蔵されたスイッチング素子Ｑｚ２ａｉおよび逆導通ダイオードが内蔵されたスイッチング素子Ｑｚ２ｂｉを並列接続して形成される。そして、クランプダイオードＤｕｐｉ、Ｄｕｎｉが第２のスイッチング要素および第３のスイッチング要素と並列に接続されている。

この３回路で３相の３レベルＰＷＭインバータ回路を構成する。インバータ回路のＰＷＭ制御は、コンバータ回路の出力電圧Ｖｐｎを電圧源として可変電圧可変周波数の電力を負荷電動機Ｍ１〜Ｍ４に供給する。

車両用制御装置は、図１に示すように、冷却風流路１内に２個の半導体冷却凝縮器２ａ、２ｂが直列に配置して構成され、前段の半導体冷却凝縮器２ａの下部と後段の半導体冷却凝縮器２ｂの上部を繋げるように傾斜仕切板４が取り付けられている。また、整風仕切板５が設けられ、この整風仕切板５により前段の半導体冷却凝縮器２ａの両側面を抜けた冷却風９ｂを後段の半導体冷却凝縮器２ｂに導くようにしている。さらに、前段の半導体冷却凝縮器２ａの排風が後段に入り込まないように、前段の半導体冷却凝縮器２ａの側面を仕切る側面仕切板６が設けられている。

すなわち、冷却風９ａが前段の半導体冷却凝縮器２ａを通り、前段の半導体冷却凝縮器２ａを通った排風１０ａは傾斜仕切板４および側面仕切板６により案内されて後段の半導体冷却凝縮器２ｂの上部に導かれる。すなわち、側面仕切板６は、前段の半導体冷却凝縮器２ａの側面を仕切り、前段の半導体冷却凝縮器２ａを通った排風１０ａが後段の半導体冷却凝縮器２ｂに入り込まないように、排風１０ｂとして排出される。

傾斜仕切板４の斜線部で示した両側面上部を冷却風流路１の天井まで側面仕切板６にて塞ぐことで、前段の半導体冷却凝縮器２ａからの排風１０ａが後段の半導体冷却凝縮器２ｂの上部から逃げ、後段の半導体冷却凝縮器２ｂには前段の半導体冷却凝縮器２ａの側面を通り抜けたフレッシュな冷却風９ｂが図２で示す傾斜仕切板４の斜め下側から整風仕切板５により流入する。これにより、前段の半導体冷却凝縮器２ａの排風１０ａと側面からの流入冷却風が混ざり合うことはない。

このように、冷却風流路１内で前段の冷却器凝縮部２ａと後段の冷却器凝縮部２ｂとの間に前方を前段下部に、後方を後段上部に接続した傾斜仕切板４を設け、前段の半導体冷却凝縮器２ａの排風を後段の半導体冷却凝縮器２ｂの上方から逃がすので、後段の半導体冷却凝縮器２ｂには前段の半導体冷却凝縮器２ａからの熱量によるかさ上げ分を考えなくてもよい。このため、後段の半導体冷却凝縮器２ｂの必要熱容量を小さくすることができ、半導体冷却凝縮器２の冷却効率を向上させることができる。

さらに、傾斜仕切板４の上部は排風流路として側面仕切板６で覆われるため、傾斜仕切板４の下部は、後段の半導体冷却凝縮器２ｂへの冷却風取り込み口となることから、後段の半導体冷却凝縮器２ｂは前段の半導体冷却凝縮器２ａの側面を通ってきたフレッシュな冷却風９ｂを前段の半導体冷却凝縮器２ａの排風１０ａと混ざることなく取り込める。これにより、後段の半導体冷却凝縮器２ｂの必要熱容量を小さくすることができ、半導体冷却凝縮器２の冷却効率を向上させることができる。

次に、図６は本発明の第１の実施の形態に係わる鉄道車両用制御装置の他の一例の構成図、図７はその側面図である。この一例では、冷却風流路１に３個の半導体冷却凝縮器２ａ、２ｂ、２ｃを直列に配列するとともに２個の傾斜仕切板４ａ、４ｂを設け、２個の整風仕切板５ａ、５ｂを設けたものである。半導体冷却凝縮器２ｂには整風仕切板５ａにより半導体冷却凝縮器２ａの側面を抜けた冷却風９ｂ１を導くようにし、半導体冷却凝縮器２ｃには整風仕切板５ｂにより半導体冷却凝縮器２ａ、２ｂの側面を抜けた冷却風９ｂ２を導くようにしている。

図８は本発明の第１の実施の形態に係わる鉄道車両用制御装置の別の一例の構成図である。この一例では、冷却風流路１に４個の半導体冷却凝縮器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを直列に配列するとともに３個の傾斜仕切板４ａ、４ｂ、４ｃを設け、３個の整風仕切板５ａ、５ｂ、５ｃを設けたものである。半導体冷却凝縮器２ｂには整風仕切板５ａにより半導体冷却凝縮器２ａの側面を抜けた冷却風９ｂ１を導くようにし、半導体冷却凝縮器２ｃには整風仕切板５ｂにより半導体冷却凝縮器２ａ、２ｂの側面を抜けた冷却風９ｂ２を導くようにし、半導体冷却凝縮器２ｄには整風仕切板５ｃにより半導体冷却凝縮器２ａ、２ｂ、２ｃの側面を抜けた冷却風９ｂ３を導くようにしている。

図９は本発明の第１の実施の形態に係わる鉄道車両用制御装置のさらに別の他の一例の構成図である。この一例では、冷却風流路１に５個の半導体冷却凝縮器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅを直列に配列するとともに４個の傾斜仕切板４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを設け、４個の整風仕切板５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを設けたものである。半導体冷却凝縮器２ｂには整風仕切板５ａにより半導体冷却凝縮器２ａの側面を抜けた冷却風９ｂ１を導くようにし、半導体冷却凝縮器２ｃには整風仕切板５ｂにより半導体冷却凝縮器２ａ、２ｂの側面を抜けた冷却風９ｂ２を導くようにし、半導体冷却凝縮器２ｄには整風仕切板５ｃにより半導体冷却凝縮器２ａ、２ｂ、２ｃの側面を抜けた冷却風９ｂ３を導くようにし、半導体冷却凝縮器２ｅには整風仕切板５ｄにより半導体冷却凝縮器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの側面を抜けた冷却風９ｂ４を導くようにしている。

ここで、図８や図９のように冷却風流路１に配列される半導体冷却凝縮器２の数が多くなると、冷却風流路１内の圧力損失が増加する。冷却風流路１内の圧力損失の増加により、冷却風流路１に流れる風量が落ちる場合には、半導体冷却凝縮器２の放熱量が低下する。そこで、冷却能力を高めるために、図１０に示すように、傾斜仕切板４の上部に前段排風取入口１１を設ける。これにより、前段の排風ではあるが、半導体冷却凝縮器２の上部にしかこの排風はあたらないため、冷却効率の低下を伴わず必要な冷却風量を確保することができる。

第１の実施の形態によれば、前段の排風の影響を受けずに後段の半導体冷却凝縮器２を冷却風方向に直列に配置することができ、後段の半導体冷却凝縮器２の必要熱容量を小さくすることができる。これにより、半導体冷却凝縮器２の冷却効率を向上させることができる。

(第２の実施の形態)
図１１は本発明の第２の実施の形態に係わる鉄道車両用制御装置の構成図である。この第２の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、屈曲した冷却風流路１に適用したものである。図１示した第１の実施の形態と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。

図１１に示すように、冷却風流路１の前段の半導体冷却凝縮器２ａと後段の冷却器凝縮部２ｂとの間で冷却風流路１が屈曲しており、冷却器凝縮部２ａ、２ｂ間に前方を前段下部に、後方を後段上部にした傾斜仕切板４を設ける。さらに、傾斜仕切板４の上部は排風流路として側面仕切板６で覆われるため、傾斜仕切板４の下部は後段の半導体冷却凝縮器２ｂへの冷却風取り込み口となる。これにより、屈曲した冷却風流路１内でも後段の半導体冷却凝縮器２ｂは前段の半導体冷却凝縮器２ａの側面を通ってきたフレッシュな冷却風９を整風仕切板７などを使って前段の排風１０ａと混ざることなく取り込める。

第２の実施の形態によれば、前段の冷却器凝縮部２ａと後段の冷却器凝縮部２ｂとの間で冷却風流路が屈曲していても、後段の半導体冷却凝縮器２ｂは前段の半導体冷却凝縮器２ａの側面を通ってきたフレッシュな冷却風を前段排風１０ａと混ざることなく取り込めるので、後段の半導体冷却凝縮器２ｂの必要熱容量を小さくすることができ、半導体冷却凝縮器２ａの冷却効率を向上させることができる。

(第３の実施の形態)
図１２は本発明の第３の実施の形態に係わる鉄道車両用制御装置の説明図であり、図１２（ａ）は構成図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＡ−Ａ線の矢視図である。この第３の実施の形態は、冷却風流路１内に冷却風方向に対して並列に複数の半導体冷却凝縮器２ａ〜２ｊを配置したものであり、各々の半導体冷却凝縮器２ａ〜２ｊからの排風をそれぞれ別々に電動送風機３に導く排風流路１２ａ〜１２ｊを仕切板８で形成したものである。

図１２において、冷却風流路１に複数の半導体冷却凝縮器２ａ〜２ｊが冷却風方向に並列に配置されている。この場合、個々の半導体冷却凝縮器２ａ〜２ｊの排風側と電動送風機３との間で冷却風流路１を仕切板８により仕切り、お互いに隣接する半導体冷却凝縮器２同士で排風のやり取りがないようにする。電動送風機３の各半導体冷却凝縮器２からの排風取入間口は、仕切板８により各半導体冷却凝縮器２の数だけ仕切られて、その間口の大きさは各半導体冷却凝縮器２ａ〜２ｊに必要な冷却風量で決まる。

第３の実施の形態によれば、冷却風流路１内で並列に置かれた熱容量の異なる各半導体冷却凝縮器２ａ〜２ｊの排風側と電動送風機３の吸入口の間に仕切板８を設置し、この仕切板８の位置を変えることで各半導体冷却凝縮器２ａ〜２ｊの冷却風量を変えるので、各冷却器凝縮器２ａ〜２ｊに必要な冷却風量を個々に与えることができる。従って、鉄道車両用制御装置に設置されている全て半導体冷却凝縮器２ａ〜２ｊを一括して冷却するための電動送風機３を小型化することができる。

(第４の実施の形態)
図１３は本発明の第４の実施の形態に係わる鉄道車両用制御装置の説明図である。この第４の実施の形態は、図９に示した第１の実施の形態の冷却風流路１を複数個用意し、冷却風方向に対して複数の冷却風流路１を並列に配列したものである。図９と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。

図１３において、図９に示した複数の半導体冷却凝縮器２ａ〜２ｅが直列に配置された２個の冷却風流路１を用意し、その２個の冷却風流路１を冷却風方向に対して並列に並べる。これにより、冷却風流路１内の半導体冷却凝縮器２ａ〜２ｅの冷却効率を保ったままで冷却器を増設することができる。

第４の実施の形態によれば、鉄道車両システムの高出力化要求に対して容易に容量アップすることができ、鉄道車両全体を考慮したときに鉄道車両用制御装置を集約できる。従って、鉄道車両床下の鉄道車両用制御装置の占有スペースを削減することができる。

(第５の実施の形態)
図１４は本発明の第５の実施の形態に係わる鉄道車両用制御装置の説明図であり、図１４（ａ）は構成図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＡ−Ａ線の矢視図である。この第５の実施の形態は、図１２に示した第３の実施の形態に対し、冷却風流路１内に冷却風方向に対して並列に配置された複数の半導体冷却凝縮器２ａ１〜２ｊ１に加え、冷却風流路１内に冷却風方向に対して直列に複数の半導体冷却凝縮器２ａ２〜２ｊ２を配置したものである。図１２と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。

第５の実施の形態によれば、第３の実施の形態に効果に加え、冷却風方向に複数の半導体冷却凝縮器２を配置するので、鉄道車両システムの高出力化要求に対して容量アップすることができる。また、鉄道車両全体を考慮したときに鉄道車両用制御装置を集約できるので鉄道車両床下の鉄道車両用制御装置占有スペースを削減することができる。

(第６の実施の形態)
図１５は本発明の第６の実施の形態に係わる鉄道車両用制御装置の構成図である。この第６の実施の形態は、図１３に示した第４の実施の形態に対し、並列に配列された複数の冷却風流路１の各々の冷却風流路１からの排風１０ｂをそれぞれ別々に電動送風機３に導く排風流路１２Ａ、１２Ｂを設け、排風流路１２Ａ、１２Ｂを形成する仕切板８の取付位置により排風流路１２Ａ、１２Ｂの排風量を決めるようにしたものである。図１３と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。

図１５において、排風流路１２Ａ、１２Ｂは、並列に配列された複数の冷却風流路１の排風１０ｂをそれぞれ別々に電動送風機３に導く。排風流路１２Ａ、１２Ｂの排風量は排風流路１２Ａ、１２Ｂを形成する仕切板８の取付位置により調整する。例えば、仕切板８を排風流路１２Ａ側に寄せて配置した場合には、排風流路１２Ａより排風流路１２Ｂの方が流路が大きくなるので排風流路１２Ｂの排風量が多くなる。逆に、仕切板８を排風流路１２Ｂ側に寄せて配置した場合には、排風流路１２Ｂより排風流路１２Ａの方が流路が大きくなるので排風流路１２Ａの排風量が多くなる。また、仕切板８を中間位置に配置した場合には、排風流路１２Ａ、１２Ｂの排風量はほぼ同じとなる。このようにして、排風流路１２Ａ、１２Ｂの排風量を決める。

第６の実施の形態によれば、複数の半導体冷却凝縮器２が冷却風方向に直列に配置された冷却風流路１を、冷却風方向に対して２個並列に並べるので、鉄道車両システムの高出力化要求に対して容量アップすることができる。また、鉄道車両全体を考慮したときに鉄道車両用制御装置を集約できるので鉄道車両床下の鉄道車両用制御装置占有スペースを削減することができる。

本発明の第１の実施の形態に係わる鉄道車両用制御装置の基本構成図。図２の側面図。本発明の第１の実施の形態に係わる鉄道車両用制御装置の半導体冷却凝縮器の一例を示す構成図。本発明の第１の実施の形態における半導体冷却凝縮器に取り付けられた半導体素子により構成される電力変換装置（コンバータ）の一例を示す構成図。本発明の第１の実施の形態における半導体冷却凝縮器に取り付けられた半導体素子により構成される電力変換装置（インバータ）の一例を示す構成図。本発明の第１の実施の形態に係わる鉄道車両用制御装置の他の一例の構成図。図６の側面図。本発明の第１の実施の形態に係わる鉄道車両用制御装置の別の一例の構成図。本発明の第１の実施の形態に係わる鉄道車両用制御装置のさらに別の他の一例の構成図。本発明の第１の実施の形態における傾斜仕切板の一例の説明図。本発明の第２の実施の形態に係わる鉄道車両用制御装置の構成図。本発明の第３の実施の形態に係わる鉄道車両用制御装置の説明図。本発明の第４の実施の形態に係わる鉄道車両用制御装置の説明図。本発明の第５の実施の形態に係わる鉄道車両用制御装置の説明図。本発明の第６の実施の形態に係わる鉄道車両用制御装置の構成図。従来の鉄道車両用制御装置の一例を示す構成図。従来の鉄道車両用制御装置の他の一例を示す構成図。従来の鉄道車両用制御装置の別の一例を示す構成図。従来の鉄道車両用制御装置の別の他の一例を示す構成図。

符号の説明

１…冷却風流路、２…半導体冷却凝縮器、３…電動送風機、４…傾斜仕切板、５…整風仕切板、６…側面仕切板、７…整風仕切板、８…仕切板、９…冷却風、１０…排風、１１…前段排風取入口、１２…排風流路、１３…放熱フィン、１４…半導体素子

Claims

鉄道車両床下に配置される鉄道車両用制御装置を形成する半導体素子を冷却する複数の半導体冷却凝縮器を収納する冷却風流路と、前記冷却風流路内に冷却風方向に対して直列に配置された前段の半導体冷却凝縮器の排風が後段の半導体冷却凝縮器を流れないよう前記冷却風流路内を仕切る仕切板とを備えたことを特徴とする鉄道車両用制御装置。
前記仕切板は、前段の半導体冷却凝縮器の排風を後段の半導体冷却凝縮器の上部に導く傾斜仕切板と、前段の半導体冷却凝縮器の排風が後段に入り込まないように前段の半導体冷却凝縮器の側面を仕切る側面仕切板と、前記側面仕切板の外側を通って後段の半導体冷却凝縮器に冷却風を直接的に導く整風仕切板とを備えたことを特徴とする請求項１記載の鉄道車両用制御装置。
前記冷却風流路は、屈曲した冷却風流路であることを特徴とする請求項１または２記載の鉄道車両用制御装置。
鉄道車両床下に配置される鉄道車両用制御装置を形成する半導体素子を冷却する複数の半導体冷却凝縮器を収納する冷却風流路と、前記冷却風流路内に冷却風方向に対して並列に配置された複数の半導体冷却凝縮器の各々の半導体冷却凝縮器からの排風をそれぞれ別々に電動送風機に導く排風流路と、前記排風流路を形成するとともに前記排風流路の排風量を取付位置で決める仕切板とを備えたことを特徴とする鉄道車両用制御装置。
冷却風方向に対して複数の前記冷却風流路を並列に配列したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の鉄道車両用制御装置。
前記冷却風流路内に冷却風方向に対して並列に配置された複数の半導体冷却凝縮器に加え、前記冷却風流路内に冷却風方向に対して直列に複数の半導体冷却凝縮器を配置したことを特徴とする請求項４記載の鉄道車両用制御装置。
並列に配列された複数の冷却風流路の各々の冷却風流路からの排風をそれぞれ別々に電動送風機に導く排風流路を設け、排風流路を形成する仕切板の取付位置により排風流路の排風量を決めることを特徴とする請求項４記載の鉄道車両用制御装置。