JP2016068900A - Power conversion system and cooling system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明による実施形態は、電力変換装置および冷却装置に関する。 Embodiments according to the present invention relate to a power conversion device and a cooling device.
従来から電気車の主電動機(モータ)等の駆動システムを動作させるために電力変換装置が用いられている。電力変換装置は、電気車の車輪を回転させるために、架線から得た電力を駆動システムに必要な電力に変換する。また、電気車の車両内では、空調や照明等の補助装置に用いられる低電圧電力も必要となる。このような低電圧電力を得るために、架線から得られた電力を低電圧電力に変換する補助装置用の電力変換装置も必要となる。これらの電力変換装置は、一般に個別の機器として構成されているが、小型化および軽量化のために、補助装置用の電力変換装置をモータ駆動用の電力変換装置に組み込み、電力変換装置を一体化することが望まれている。 Conventionally, a power converter is used to operate a drive system such as a main motor (motor) of an electric vehicle. The power conversion device converts the power obtained from the overhead line into the power required for the drive system in order to rotate the wheels of the electric vehicle. In addition, in an electric vehicle, low-voltage power used for auxiliary devices such as air conditioning and lighting is also required. In order to obtain such low-voltage power, a power conversion device for an auxiliary device that converts power obtained from an overhead wire into low-voltage power is also required. These power conversion devices are generally configured as individual devices. However, in order to reduce the size and weight, the power conversion device for the auxiliary device is incorporated in the power conversion device for driving the motor, and the power conversion device is integrated. It is hoped that
ところで、電力変換装置は、複数のパワー半導体素子(例えば、GTO(Gate Turn Off Thyristor)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor))により構成されたコンバータやインバータを含み、スイッチングにより損失(熱)を発生する。このため、電力変換装置は、冷却器を用いて冷却する必要がある。電力変換装置を冷却するために、電力変換装置は、その底面から下方へ延出し車両の走行風によって冷却される放熱フィンを備えているものがある。放熱フィンは、車両の走行中において電力変換装置を効率良く冷却するが、停車中においては冷却性能が低下する。モータ駆動用の電力変換装置は、走行中においてノッチ指令等によってスイッチングを実行し、停車中においてはスイッチングを実行しないので、停車中において冷却性能が低下しても差し支えない。 By the way, a power converter includes a converter and an inverter comprised by a plurality of power semiconductor elements (for example, GTO (Gate Turn Off Thyristor), IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)), and generates loss (heat) by switching. . For this reason, it is necessary to cool a power converter using a cooler. In order to cool a power converter, some power converters are provided with a radiation fin that extends downward from the bottom surface and is cooled by the traveling wind of a vehicle. The radiating fin efficiently cools the power conversion device while the vehicle is running, but the cooling performance is reduced while the vehicle is stopped. The power conversion device for driving a motor performs switching according to a notch command or the like during traveling, and does not perform switching while the vehicle is stopped. Therefore, the cooling performance may be lowered while the vehicle is stopped.
しかし、空調や照明等の補助装置は停車中も使用されるため、補助装置用の電力変換装置は常に冷却される必要がある。従って、モータ駆動用の電力変換装置と補助装置用の電力変換装置とを一体化した場合に、放熱フィンを用いた走行風冷却方式では、補助装置用の電力変換装置を充分に冷却することができないという問題が生じる。 However, since auxiliary devices such as air conditioning and lighting are used even when the vehicle is stopped, the power converter for the auxiliary device needs to be constantly cooled. Therefore, when the power conversion device for driving the motor and the power conversion device for the auxiliary device are integrated, the traveling wind cooling method using the radiation fins can sufficiently cool the power conversion device for the auxiliary device. The problem that it is not possible arises.
車両の停車中であっても、必要な冷却性能を有する電力変換装置を提供する。 Provided is a power conversion device having necessary cooling performance even when a vehicle is stopped.
本実施形態による電力変換装置は、電源線からの電力を、電気車の負荷に供給する電力へ変換する電力変換装置である。第1変換部は、電気車の少なくとも空調または照明を含む補助部に電力を供給する。第2変換部は、電気車の駆動部に電力を供給する。第1放熱フィンは、第1変換部に設けられ、電力変換装置の外部へ延伸する。第2放熱フィンは、第2変換部に設けられ、電力変換装置の外部へ延伸する。送風機は、車両の停車中において第1放熱フィンに送風する。 The power conversion device according to the present embodiment is a power conversion device that converts power from a power line into power supplied to a load of an electric vehicle. The first conversion unit supplies power to an auxiliary unit including at least air conditioning or lighting of the electric vehicle. The second conversion unit supplies power to the drive unit of the electric vehicle. The first heat dissipating fin is provided in the first converter and extends to the outside of the power converter. A 2nd radiation fin is provided in the 2nd conversion part, and is extended outside the power converter. The blower blows air to the first heat radiation fin while the vehicle is stopped.
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment does not limit the present invention.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態による電力変換装置1等の構成の一例を示すブロック図である。電力変換装置1は、鉄道等の電気車の車両の電力制御に用いられる装置であり、車両の床下または屋根上に配置される。電力変換装置1が電力を供給する負荷は、後述の通り、例えば、モータ3および補助装置90である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the
パンタグラフPGは、電源としての架線2と電気的に接触し、架線からの電力を電力変換装置1へ供給し、あるいは、回生電力を架線2へ供給する。パンタグラフPGからの電力は、例えば、単相交流電力であり、変圧器4を介して電力変換装置1へ供給される。電力変換装置1は、変圧器4からの交流電力の周波数や電圧等を変換して三相交流電力を生成し、この三相交流電力をモータ3へ供給する。駆動部としてのモータ3は、電気車を走行させるために電気車の車輪を駆動させる。モータ3は、例えば、三相交流モータであり、ネオジム磁石等の強磁性体を用いた永久磁石同期電動機(PMSM)である。
The pantograph PG is in electrical contact with the
また、電力変換装置1は、変圧器4からの交流電力の周波数や電圧等を低電圧交流電力に変換して補助装置90へ供給する。補助部としての補助装置90は、モータ3のような駆動装置とは別に車両に必要な空調や照明等の電気機器である。
Further, the
電力変換装置1は、コンバータ10と、インバータ20、80と、コントローラ30と、遮断機40と、電流検出器50、55と、電圧検出器60、65と、接触器70とを備えている。なお、モータ3がPMSMでない場合は、接触器70は設けなくてもよい。
The
コンバータ10は、架線2からの単相交流電力を直流電力へ変換する。インバータ20は、コンバータ10からの直流電力を三相交流電力へ変換する。インバータ20において変換された三相交流電力は、接触器70を介してモータ3へ供給される。インバータ80は、コンバータ10からの直流電力を低電圧(例えば、100V〜200V)の単相または三相交流電力へ変換する。インバータ80において変換された交流電力は、補助装置90へ供給される。コンバータ10およびインバータ20、80は、複数のゲート(例えば、IGBT、GTO等のパワー半導体素子)を備え、それらのゲートをスイッチング制御することによって、交流電力を直流電力へ変換し、あるいは、直流電力を交流電力へ変換する。
Converter 10 converts single-phase AC power from
接触器70は、モータ3とインバータ20との間を電気的に接続し、あるいは、開放する電磁開閉器である。例えば、接触器70は、モータ開放接触器(MCOK)でよい。
The
コントローラ30は、電流検出器50、55からの電流値、電圧検出器60、65からの電圧値、制御信号等を受け取り、それらの値や信号に基づいて、コンバータ10、インバータ20、80のスイッチングを制御し、並びに、接触器70の接続/開放を制御する。
The
電流検出器50は、変圧器4とコンバータ10との間に流れる電流を検出する。電流検出器55は、インバータ20と接触器70との間に流れる電流を検出する。電圧検出器60は、コンバータ10に供給される電力の電圧を検出する。電圧検出器65は、インバータ80に供給される電力の電圧を検出する。
遮断器40は、主電源スイッチ、重大な故障が生じたときに電力を遮断する高速度遮断器、ノッチをオフ状態にしたときに電力を遮断する遮断器等を含む。
The
なお、上記構成はパンタグラフPGを介して供給される電力が交流である場合を示しているが、供給される電力が直流であっても構わない。この場合、電力変換装置はコンバータ10が無い構成となる。あるいは、直流電力は、第2の実施形態のように、他のパンダグラフ(例えば、図4のPG2)を介してコンバータ10とインバータ20、80との間に供給される。
In addition, although the said structure has shown the case where the electric power supplied via pantograph PG is alternating current, the supplied electric power may be direct current. In this case, the power converter is configured without the
本実施形態による電力変換装置1は、パンタグラフPGおよび変圧器40を介して得た架線2からの単相交流電力を受け取る。この電力は、遮断器40や電流検出器50を介してコンバータ10へ送電される。コンバータ10は、単相交流電力を直流電力へ変換する。
The
インバータ20は、コンバータ10からの直流電力を三相交流電力に変換し、電流検出器55、接触器70を介してモータ3へ出力する。インバータ80は、コンバータ10からの直流電力を低電圧交流電力に変換し、補助装置90へ出力する。即ち、コンバータ10は、モータ3および補助装置90の両方への電力を変換するが、インバータ20は、補助装置90への電力を変換することなく、モータ3への電力を変換する機能を有し、インバータ80は、モータ3への電力を変換することなく、補助装置90への電力を変換する機能を有する。
The
コントローラ30は、電流検出器50、55および電圧検出器60、65からのフィードバック信号を受け、かつ、運転台からのノッチ指令に応じてゲート信号をコンバータ10およびインバータ20、80に出力する。コンバータ10、インバータ20、80の各パワー半導体素子(例えば、IGBT、GTO)は、ゲート信号を受けてスイッチングする。
尚、本実施形態において、電力変換装置1は、補助装置90に交流電力を供給しているが、直流電圧を補助装置90に供給する場合、インバータ80を省略し、電力変換装置1は、補助装置90にコンバータ10からの直流電力を補助装置90に直接供給してもよい。
In the present embodiment, the
ところで、コンバータ10、インバータ20、80を構成するパワー半導体素子は、使用時に導通損失およびスイッチング損失を発生する。導通損失は、パワー半導体素子がオン状態またはオフ状態であるときに生じる損失である。スイッチング損失は、パワー半導体素子がオン状態からオフ状態へスイッチングする際、あるいは、オフ状態からオン状態へスイッチングする際に発生する損失である。鉄道車両に用いられる電力変換装置1は、スイッチング周波数が比較的高いので、コンバータ10、インバータ20、80の損失は、スイッチング損失が支配的となる。これらの損失は、コンバータ10、インバータ20、80のパワー半導体素子の抵抗により発生し、コンバータ10、インバータ20、80の発熱の原因となる。コンバータ10、インバータ20、80が発熱し、コンバータ10、インバータ20、80を高温状態、例えば、設定された使用限界の温度域で使用し続けると、それらの寿命が短縮化し、短絡等の故障を引き起こす原因となる。従って、コンバータ10、インバータ20、80は、冷却装置によって冷却する必要がある。
By the way, the power semiconductor elements constituting the
冷却装置としては、例えば、図2に示すように、コンバータ10、インバータ20、80に設けられた放熱フィンFが用いられる。図2は、電力変換装置1およびその周辺の概略的な構成の一例を示す断面図を示す。本実施形態において、電力変換装置1は、車両100の床下に配置されている。コンバータ10、インバータ20、80のパワー半導体素子は、受熱板110上に設けられており、放熱フィンFは、受熱板110の底部から電力変換装置1の底部を通して下方へ向かって延伸している。放熱フィンFは、電力変換装置1の外部へ突出しており外気に触れている。また、複数の放熱フィンFは、電力変換装置1の底面において、それぞれ車両の進行方向(図3のD1方向)に延伸しており、車両の進行方向に対して垂直する方向に配列されている。これにより、放熱フィンFは、車両の走行時に空気抵抗をあまり受けず、かつ、効率良く熱を発散させることができる。熱板110および放熱フィンFは、熱伝導率の高い材料、例えばアルミニウム等の金属で形成されている。このように構成された放熱フィンFは、コンバータ10、インバータ20、80からの熱を伝導し、車両が走行しているときに床下を通過する走行風によって放熱する。
As the cooling device, for example, as shown in FIG. 2, heat radiating fins F provided in the
図3は、電力変換装置1および放熱フィンFの構成の一例を示す斜視図である。放熱フィンFのうちコンバータ10およびインバータ80(第1変換部)に設けられている放熱フィンをF10とする。放熱フィンFのうちインバータ20(第2変換部)に設けられている放熱フィンをF20とする。放熱フィンF10およびF20は、上述の通り、車両の走行方向D1と同方向に延伸している。
FIG. 3 is a perspective view showing an example of the configuration of the
ここで、車両が走行している場合、モータ3および補助装置90の両方が使用される。従って、コンバータ10およびインバータ20、80は、全て動作しており、コンバータ10およびインバータ20、80のパワー半導体素子は、多くの熱を発生する。このとき、車両は走行中であるので、コンバータ10およびインバータ20、80に設けられた放熱フィンF10およびF20は、走行風によって放熱し、コンバータ10およびインバータ20、80のパワー半導体素子の温度上昇を抑制することができる。即ち、放熱フィンF10およびF20は、走行風によって高効率で放熱(熱交換)を行うことができる。
Here, when the vehicle is traveling, both the
車両が駅等に停止している場合、走行風が得られないため、放熱フィンF10およびF20の放熱効率(熱交換効率)が低下する。このとき、車両が停止しているので、モータ30は動作していない。このため、インバータ20は、スイッチング動作を停止した状態となっており、あまり熱を発生していない。従って、インバータ20(第2変換部)に設けられた放熱フィンF20(第2放熱フィン)は、走行中において走行風を充分に受ける必要があるものの、停車中においては走行風を受けなくても構わない。
If the vehicle is stopped at a station or the like, since the traveling wind can not be obtained, the heat dissipation efficiency of the heat radiation fins F 10 and F 20 (heat exchange efficiency) is lowered. At this time, since the vehicle is stopped, the
一方、車両が停止している場合であっても、空調や照明等の補助装置90は、走行中と同様に動作しており電力を必要とする。このため、コンバータ10およびインバータ80は、スイッチング動作を実行している状態となっており、走行中と同様に熱を発生する。従って、コンバータ10およびインバータ80(第1変換部)に設けられた放熱フィンF10(第1放熱フィン)は、停車中においても強制的に送風を行う必要がある。
On the other hand, even when the vehicle is stopped, the
そこで、本実施形態による電力変換装置1は、送風機200を備えている。送風機200は、電力変換装置1の底部の放熱フィンF10の近傍に設けられており、車両の停車中において放熱フィンF10に送風するように構成されている。単数または複数の送風機200は、放熱フィンF10のD1方向の一端の近傍または両端の近傍に設けられており、放熱フィンF10の延伸方向(D1方向)に沿って強制的に送風する。送風機200は、車両の停車中において送風を行い、車両の走行中においては送風を停止してもよい。この場合、送風機200は、走行風の妨げとならないように、小さい(厚みが薄い)ことが好ましい。勿論、送風機200は、車両の走行中において走行風と同じ方向に送風する場合には、送風を継続してもよい。
Therefore, the
送風機200は、電力変換装置1の外部に着脱可能に設けられていることが好ましい。送風機200を着脱可能にすることによって、送風機200は、同一の構成を有する複数の電力変換装置1のうち一部の電力変換装置1に、必要に応じて取り付けることができる。例えば、電力変換装置1は、列車を構成する複数の車両のそれぞれに設けられるが、補助装置90に電力を供給する電力変換装置1はそのうちの一部である場合がある。この場合、送風機200は、補助装置90に電力を供給する電力変換装置1に設ければよく、その他の電力変換装置1に設ける必要は無い。より詳細には、10両編成の列車に対して8台の電力変換装置1が設けられており、そのうち、2台の電力変換装置1が各車両の補助装置90に電力を供給するものと仮定する。この場合、送風機200は、補助装置90に電力を供給する2台の電力変換装置1に設ければ足り、残りの6台の電力変換装置1に設ける必要は無い。
It is preferable that the
このように、送風機200を電力変換装置1の外部に着脱可能にすることによって、電力変換装置1の構成(ハードウェア)を共通化することができる。即ち、上記具体例において、列車に設けられた8台の電力変換装置1は、全て同一の構成でよい。そして、8台の電力変換装置1のうち、補助装置90に電力供給する2台の電力変換装置1だけに送風機200を取り付ければよい。
In this way, by making the
尚、補助装置90が、直流電力を受けて動作する場合、図1のインバータ80を省略して、補助装置90はコンバータ10からの直流電力を受ける場合がある。この場合、インバータ80が設けられていないので、送風機200は、コンバータ10(第1変換部)にだけ設けられた第1放熱フィンF10に設けられる。停車中において、送風機200は、コンバータ10(第1変換部)にだけ設けられた第1放熱フィンF10へ強制的に送風すればよい。このように、強制送風の対象となる第1放熱フィンF10は、補助装置90に電力を供給するコンバータおよび/またはインバータに応じて変更される。
When the
以上のように本実施形態による電力変換装置1は、送風機200を備え、送風機200が車両の停車中において第1放熱フィンF10に強制的に送風する。これにより、送風機200は、車両の停車中においても、補助装置90に電力を供給するコンバータ10および/またはインバータ80(第1変換部)の熱を発散させ、コンバータ10および/またはインバータ80を冷却することができる。その結果、コンバータ10および/またはインバータ80のパワー半導体素子が熱により劣化しあるいは故障することを抑制することができる。
また、送風機200は、電力変換装置1の外部に着脱可能に設けられている。これにより、複数の電力変換装置1のハードウェアの構成を共通にすることができる。その結果、電力変換装置1の製造コストを低廉にすることができる。また、送風機200についても、同様にハードウェアの構成を共通化し、製造コストを低廉にすることができる。
Moreover, the
(変形例1)
図4は、第1の実施形態の変形例1による電力変換装置1の構成の一例を示すブロック図である。本変形例による電力変換装置1は、交流電力用のパンダグラフPG1と、直流電力用のパンダグラフPG2とを備えている。交流電力用のパンダグラフPG1は、変圧器4を介して電力変換装置1に供給される。直流電力用のパンダグラフPG2は、コンバータ10とインバータ20との間に接続されており、架線2からの直流電力をコンバータ10および/またはインバータ20に供給する。
(Modification 1)
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the
変圧器4は、1次コイル4a、2次コイル4bおよび3次コイル4cからなる。パンダグラフPG1からの電力は、1次コイル4aから2次コイル4bおよび/または3次コイル4cへ変圧されて供給され得る。また、コンバータ10からの電力は、2次コイル4bから1次コイル4aを経て3次コイル4cへ変圧されて供給され得る。
The transformer 4 includes a
第1放熱フィンF10は、第1変換部としてのコンバータ10に設けられる。第2放熱フィンは、第2変換部としてのインバータ20に設けられる。送風機200は、図3に示すように、第1放熱フィンF10に送風可能なように電力変換装置1の外部に着脱可能に設けられている。本変形例のその他の構成は、第1の実施形態の対応する構成と同様でよい。
First radiating fin F 10 is provided in
本変形例では、架線2は、パンダグラフPG2を介して直流電力を電力変換装置1へ供給するものとする。この場合、車両の走行中において、直流電力は、インバータ20へ供給され、インバータ20は、この直流電力を三相交流電力へ変換する。インバータ20からの三相交流電力は、接触器70を介してモータ3へ供給される。
In this modification, the
一方、直流電力は、コンバータ10にも供給され、コンバータ10は、この直流電力を単相交流電力へ変換する。コンバータ10からの単相交流電力は、2次コイル4bから出力され、1次コイル4aによって昇圧される。1次コイル4aで昇圧された単相交流電力は、3次コイル4cで変圧されて補助装置90へ供給される。このとき、車両は走行中であるので、コンバータ10に設けられた放熱フィンF10およびインバータ20に設けられた放熱フィンF20は、ともに走行風によって冷却される。尚、車両の走行中において、送風機200は、作動していても、あるいは、作動していなくてもよい。
On the other hand, DC power is also supplied to
車両が停車している場合、インバータ20はスイッチング動作を停止した状態となり、モータ3へ電力を供給しない。しかし、コンバータ10は、停車中であっても、補助装置90に電力を供給するためにスイッチング動作を実行している。送風機200はコンバータ10に設けられた第1放熱フィンF10に対応して取り付けられている。よって、送風機200は、コンバータ10に設けられた放熱フィンF10を強制的に冷却するために、放熱フィンF10へ送風することができる。これにより、本変形例は、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
When the vehicle is stopped, the
以上のように、本変形例によれば、直流電力が電力変換装置1へ供給される場合であっても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本変形例は、交流電力用のパンダグラフPG1および変圧器4をも備えているので、架線2が単相交流電力を供給する場合であっても、直流電力を供給する場合であっても、対応することができる。
As described above, according to the present modification, even when DC power is supplied to the
(変形例2)
図5は、第1の実施形態の変形例2に従った電力変換装置1および送風機200の構成の一例を示す斜視図である。本変形例の送風機200aは、第1放熱フィンF10の延伸方向(車両の進行方向D1)の片側に設けられるとともに、風避け板201aを備えている。風避け板201aは、送風機200aの送風口側に設けられ、送風機200aの底部を支点として回転可能に設けられている。これにより、風避け板201aは、その先端を電力変換装置1の底部に接触させ、あるいは、その先端を電力変換装置1の底部から離間させるように回転する。その結果、風避け板201aは、第1放熱フィンF10に向かって開口する送風機200aの送風口を閉じ、あるいは、開放することができる。尚、200bは、ダクトまたは他の電気製品のカバー等である。
(Modification 2)
FIG. 5 is a perspective view illustrating an example of the configuration of the
車両の走行中において、風避け板201aは、送風機200aの底部から電力変換装置1の底部へ向かって傾斜するように位置付けられ、送風機200aの送風口を塞いでいる。これにより、風避け板201aは、走行風を第1放熱フィンF10へ低抵抗でスムーズに流すことができる。
During traveling of the vehicle, the
一方、車両の停車中において、風避け板201aは、送風機200aの底部を支点として電力変換装置1の底部から離れる方向へ回転し、送風機200aの送風口を開放する(図5の201aの破線参照)。これにより、風避け板201aは、送風機200aからの強制風を第1放熱フィンF10へスムーズに流すことができる。このとき、風避け板201aは、ダクトとしても機能し、送風機200aからの強制風を第1放熱フィンF10へ効率良く送風することができる。
On the other hand, when the vehicle is stopped, the
風避け板201aは、バネ等の弾性体の蓄勢を用いて、その先端を電力変換装置1の底面へ押し付けるように構成されていてもよい。この場合、風避け板201aは、送風機200aからの強制風の風力で送風機200aの送風口を開放する。あるいは、風避け板201aを動作させるモータを設け、該モータが車両の停車を示すノッチ信号に基づいて風避け板201を回転させ、送風機200aの送風口を開放してもよい。
The
代替的に、車両の車輪の回転運動を風避け板201aに伝達する機構を設け、その機構が車両の車輪の回転運動に応じて風避け板201aを動作させ、送風機200aの送風口を開放するようにしてもよい。
Alternatively, a mechanism for transmitting the rotational motion of the vehicle wheel to the
さらに代替的に、弾性体の蓄勢を用いることなく、風避け板201aを動作させるモータが、風避け板201aの先端を電力変換装置1の底面へ近づけてもよい。この場合、モータは、車両の走行中を示すノッチ信号に基づいて、風避け板201aの先端を電力変換装置1の底面へ近づけ、送風機200aの送風口を塞ぐ。一方、モータは、車両の停車を示すノッチ信号に基づいて風避け板201aを回転させ、送風機200aの送風口を開放する。
Further alternatively, a motor that operates the
これにより、本変形例によれば、車両の走行中における走行風および送風機200aからの強制風をスムーズに第1放熱フィンF10に送ることができる。さらに、本変形例は、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
Thus, according to this modification can be sent to the first heat radiation fin F 10 forced air from the traveling wind and
尚、上記第1の実施形態、変形例1および変形例2において、送風機200と第1放熱フィンF10との間にダクトは設けられていない。しかし、送風機200と第1放熱フィンF10との間の距離が離れている場合には、送風機200と第1放熱フィンF10との間に、送風機200の強制風を第1放熱フィンF10へ導くダクトを設けてもよい。これにより、送風機200および電力変換装置1の配置位置の自由度が増大する。
The above-mentioned first embodiment,
なお、上記説明では、第1放熱フィンF10の延伸方向(車両の進行方向D1)の片側に送風機200aを設けるとして説明したが、第1放熱フィンF10の延伸方向の両側に1つずつ設けても良く、この場合、一方を常用系、他方を待機系とし、常用系が故障した際に待機系を動作させることも可能である。
The above description has been described as providing a
(第2の実施形態)
図6は、第2の実施形態に従った電力変換装置1および送風機210の構成の一例を示す斜視図である。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a perspective view showing an example of the configuration of the
冷却装置としての送風機210は、ブロア211と、ダクト213とを備えている。ダクト213は、電力変換装置1の底部に設けられており、第1放熱フィンF10を覆う。ダクト213は、送風機210の筐体を成しており、電力変換装置1の外部に着脱可能に設けられている。送風部としてのブロア211は、ダクト213の一端に設けられ、該ダクト213を介して放熱フィンF10へ送風する。
A
ブロア211は、その両側面に吸気口215を備え、吸気口215から矢印Ain方向に外気を取り込む。吸気口215から取り込まれた外気は、ブロア211によってダクト213を介して放熱フィンF10へ送風される。ダクト213の他端には排気口217が設けられており、排気口217はダクト215内の空気を矢印Aout方向に排気する。放熱フィンF10は、ダクト213の一端および他端に設けられた吸気口215と排気口217との間に位置する。
The
電力変換装置1および放熱フィンF10の構成は、第1の実施形態のそれらの構成と同様でよい。
Configuration of the
送風機210は、第1放熱フィンF10を覆うように設けられているので、車両の走行中および停車中の両方において第1放熱フィンF10に強制的に送風する。これにより、送風機210は、放熱フィンF10を冷却することができる。さらに、送風機210は、電力変換装置1の外部に着脱可能に設けられている。従って、第2の実施形態は、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
尚、第2放熱フィンF20は、第1の実施形態のそれと同様に、車両の走行によって得られる走行風によって冷却すればよい。 The second heat radiation fin F 20 is, similar to that of the first embodiment, it may be cooled by running wind is obtained by the running of the vehicle.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1・・・電力変換装置、3・・・モータ、10・・・コンバータ、20、80・・・インバータ、30・・・コントローラ、40・・・遮断機、50、55・・・電流検出器、60、65・・・電圧検出器、70・・・接触器、90・・・補助装置、F10、F20・・・放熱フィン、200、210・・・送風機、201・・・風避け板、211・・・ブロア、213・・・ダクト
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記電気車の少なくとも空調または照明を含む補助部に電力を供給する第1変換部と、
前記電気車の駆動部に電力を供給する第2変換部と、
前記第1変換部に設けられ、前記電力変換装置の外部へ延伸する第1放熱フィンと、
前記第2変換部に設けられ、前記電力変換装置の外部へ延伸する第2放熱フィンと、
前記車両の停車中において前記第1放熱フィンに送風する送風機とを備えた電力変換装置。 A power conversion device that converts power from a power line into power supplied to a load of an electric vehicle,
A first converter for supplying power to an auxiliary unit including at least air conditioning or lighting of the electric vehicle;
A second conversion unit for supplying power to the drive unit of the electric vehicle;
A first heat dissipating fin provided in the first converter and extending to the outside of the power converter;
A second heat dissipating fin provided in the second converter and extending to the outside of the power converter;
A power conversion device comprising: a blower that blows air to the first radiating fin while the vehicle is stopped.
前記第2変換部は、前記補助部への電力を変換せずに前記駆動部への電力を変換する、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電力変換装置。 The first conversion unit converts power to both the auxiliary unit and the drive unit,
4. The power conversion device according to claim 1, wherein the second conversion unit converts the power to the driving unit without converting the power to the auxiliary unit. 5.
前記電力変換装置の外部へ延伸する放熱フィンを覆い、該電力変換装置の外部に着脱可能に設けられたダクトと、
前記ダクトに設けられ、前記放熱フィンへ送風する送風部とを備えた冷却装置。 A cooling device provided in a power conversion device that converts power from a power line into power supplied to a load of an electric vehicle,
Covering the heat dissipating fins extending to the outside of the power converter, and a duct detachably provided outside the power converter;
The cooling device provided with the ventilation part provided in the said duct and ventilating to the said radiation fin.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014203243A JP2016068900A (en) | 2014-10-01 | 2014-10-01 | Power conversion system and cooling system |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2018038115A (en) * | 2016-08-29 | 2018-03-08 | 株式会社東芝 | Electric power conversion system and railway vehicle |
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2014
- 2014-10-01 JP JP2014203243A patent/JP2016068900A/en active Pending
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