JP2019034689A - 高速鉄道車両用電力変換装置および高速鉄道車両 - Google Patents
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Abstract
Description
図1〜図3を参照して、本発明の一実施形態による高速鉄道車両用電力変換装置100(以下、電力変換装置100と称する)が設置される高速鉄道車両10の構成について説明する。
次に、図3〜図15を参照して、本発明の一実施形態による電力変換装置100の構成について詳細に説明する。
電力変換装置100は、図3に示すように、主回路20を電気回路として含む電力変換装置本体100aを備えている。主回路20は、充電抵抗21と、開閉器22および補助開閉器23と、過電圧抑制抵抗24と、過電圧抑制トランジスタ(OVT)25とを含んでいる。なお、充電抵抗21および過電圧抑制抵抗24は、特許請求の範囲の「常時通電発熱しない主回路電気部品」の一例である。
電力変換装置本体100aは、図4に示すように、枕木方向(Y方向)に長い略箱状の筐体50により構成されている。また、筐体50の上部には、高速鉄道車両10の底部11a(図5参照)に固定するための複数の取り付け部50aが設けられている。
高速鉄道車両10では、図2および図15に示すように、X1側の保守用隙間G1には、誘導電動機15またはその他の電気機器16側(X1側)から電力変換装置100側(X2側)に向かって斜め上方に向くように傾斜する傾斜板17aが設けられている。同様に、保守用隙間G2には、誘導電動機15またはその他の電気機器16側(X2側)から電力変換装置100側(X1側)に向かって斜め上方に向くように傾斜する傾斜板17bが設けられている。これにより、高速鉄道車両10の走行時において、電力変換装置本体100aの前方(X1側)から後方(X2側)に向かって流れる走行風がX1側の傾斜板17aに沿うように上昇することより、電力変換装置100に設けられた放熱フィン66に走行風をより導くことが可能である。なお、高速鉄道車両10の走行方向が逆の場合(X2側からX1側に向かって高速鉄道車両10が走行する場合)には、X2側の傾斜板17bにより、放熱フィン66に走行風を導くことが可能である。また、図15においては、理解容易のため、取り付け部50a、覆い板51gおよび放熱フィン66以外の電力変換装置本体100aにおける構造の図示を適宜省略している。
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
11a 高速鉄道車両の底部
15 誘導電動機(電力変換装置本体に隣接する機器)
16 その他の機器(電力変換装置本体に隣接する機器)
17a、17b 傾斜板
20 主回路
21 充電抵抗(常時通電発熱しない主回路電気部品)
24 過電圧抑制抵抗(常時通電発熱しない主回路電気部品)
31 コンバータ
31a、31b、32a、32b、32c 半導体スイッチング素子
31e、31f、32g、32h フィルタコンデンサ
32 インバータ
40 制御ユニット
50e 開口部
51e 天井板
51l 下面(天井面)
60 電力変換ユニット
63 冷却体
65 受熱板
65a 上面(一方面)
65b 下面(他方面)
66 放熱フィン
100 高速鉄道車両用電力変換装置
100a 電力変換装置本体
B 電力変換装置本体の底部
G1、G2 保守用隙間
S1 空間
Claims (9)
- 高速鉄道車両の底部に設置される電力変換装置本体の底部から脱着可能なように前記電力変換装置本体に取り付けられ、交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータおよび前記コンバータから出力された直流電力を交流電力に変換するインバータを含む電力変換ユニットと、
前記電力変換装置本体内において前記電力変換ユニットと前記電力変換装置本体の天井面との間の空間に配置され、前記電力変換ユニット以外の主回路を構成するとともに常時通電発熱しない主回路電気部品と、を備えた、高速鉄道車両用電力変換装置。 - 前記電力変換装置本体内における前記電力変換ユニットと前記電力変換装置本体の天井面との間の前記空間において、種類の異なる複数の前記主回路電気部品が前記電力変換装置本体の天井板の下面である前記天井面に取り付けられている、請求項1に記載の高速鉄道車両用電力変換装置。
- 前記常時通電発熱しない主回路電気部品は、過電圧抑制抵抗および充電抵抗のうちの少なくとも1つを含む、請求項1または2に記載の高速鉄道車両用電力変換装置。
- 前記電力変換装置本体の底部には、開口部が設けられており、
前記電力変換ユニットは、前記開口部を介して、前記電力変換装置本体の底部から脱着可能なように構成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の高速鉄道車両用電力変換装置。 - 前記電力変換ユニットは、前記電力変換装置本体の内部に配置され、前記コンバータおよび前記インバータを構成する複数の半導体スイッチング素子と、前記半導体スイッチング素子上に配置された複数のフィルタコンデンサとを含み、
前記主回路電気部品は、前記フィルタコンデンサと、前記電力変換装置本体の天井面との間の空間に配置されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の高速鉄道車両用電力変換装置。 - 前記電力変換ユニットは、前記電力変換装置本体内であって、前記高速鉄道車両の両車側間の略中央に配置される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の高速鉄道車両用電力変換装置。
- 前記電力変換装置本体内において、前記電力変換ユニットに対して枕木方向に隣接するように配置され、前記インバータおよびコンバータの制御信号を生成する制御ユニットをさらに備える、請求項6に記載の高速鉄道車両用電力変換装置。
- 前記電力変換ユニットは、前記電力変換装置本体の底部から下方に露出するとともに前記高速鉄道車両の走行風によって冷却を行う複数の放熱フィンを受熱板の一方面に一体的に有する冷却体と、前記受熱板の他方面上に配置され、前記コンバータおよび前記インバータを構成する複数の半導体スイッチング素子と、を含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の高速鉄道車両用電力変換装置。
- 請求項8に記載の高速鉄道車両用電力変換装置と、
前記高速鉄道車両用電力変換装置の前記電力変換装置本体に隣接するとともに前記高速鉄道車両の底部に配置される機器との間に、前記電力変換装置本体を保守するための保守用隙間と、
前記保守用隙間に設けられ、前記機器側から前記電力変換装置本体側に向かって斜め上方に向くように、前記放熱フィンに走行風を導く傾斜板とを備える、高速鉄道車両。
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