JP6602633B2 - Power converter - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、電力変換装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a power conversion apparatus.

鉄道車両では、走行用モータに供給する電力を制御する電力変換装置が、乗客を乗せる車体の床下に取り付けられる場合がある。このような電力変換装置では、鉄道車両の走行方向と直交する方向における重量バランスを考慮して設置する必要があるが、従来の技術では、メンテナンス作業時の利便性と重量バランスを両立させることができない場合があった。   In a railway vehicle, a power conversion device that controls electric power supplied to a traveling motor may be attached under the floor of a vehicle body on which a passenger is placed. In such a power conversion device, it is necessary to install in consideration of the weight balance in the direction orthogonal to the traveling direction of the railway vehicle. However, in the conventional technology, it is possible to achieve both convenience and weight balance during maintenance work. There were cases where it was not possible.

特開2015−116082号公報JP 2015-116082 A

本発明が解決しようとする課題は、メンテナンス作業時の利便性と重量バランスを両立させることができる電力変換装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a power converter that can achieve both convenience and weight balance during maintenance work.

実施形態の電力変換装置は、筐体と、制御装置と、電力変換部と、検出装置とを持つ。前記筐体は、鉄道車両の底面に取り付けられる。前記制御装置は、前記筐体における前記鉄道車両の進行方向に直交する方向に関する第1の側に取り付けられる。前記電力変換部は、前記筐体における前記鉄道車両の進行方向に直交する方向に関する中間部に取り付けられ、前記制御装置の制御に基づいて外部から供給された電力を前記鉄道車両の走行用モータに供給する電力に変換して出力する。前記検出装置は、前記筐体における前記鉄道車両の進行方向に直交する方向に関する前記第1の側と反対側の第2の側に取り付けられ、前記電力変換部における電力の状態を検出する。実施形態の電力変換装置は、前記電力変換部および前記検出装置が、前記筐体の前記第2の側に設けられた取り出し口から取り出し可能である。前記検出装置は、前記制御装置よりも取り外しが容易である。
The power conversion device of the embodiment includes a housing, a control device, a power conversion unit, and a detection device. The casing is attached to the bottom surface of the railway vehicle. The said control apparatus is attached to the 1st side regarding the direction orthogonal to the advancing direction of the said rail vehicle in the said housing | casing. The power conversion unit is attached to an intermediate portion of the housing in a direction orthogonal to the traveling direction of the railcar, and power supplied from the outside based on control of the control device is supplied to the travel motor of the railcar. It is converted into supplied power and output. The detection device is attached to a second side opposite to the first side with respect to a direction orthogonal to the traveling direction of the railcar in the casing, and detects a state of electric power in the power conversion unit. In the power conversion device according to the embodiment, the power conversion unit and the detection device can be taken out from a take-out port provided on the second side of the housing. The detection device is easier to remove than the control device.

実施形態の電力変換装置1が搭載される鉄道車両2を側面から見た模式図。The schematic diagram which looked at the railway vehicle 2 with which the power converter device 1 of embodiment is mounted from the side surface. 実施形態の電力変換装置1が搭載される鉄道車両2を正面から見た模式図。The schematic diagram which looked at the rail vehicle 2 with which the power converter device 1 of embodiment is mounted from the front. 実施形態の電力変換装置1の内部の概略を示す構成図。The block diagram which shows the outline inside the power converter device 1 of embodiment. 実施形態の電力変換装置1の回路構成図。The circuit block diagram of the power converter device 1 of embodiment. 実施形態の電力変換装置1において、筐体100からAC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114を取り出す作業の様子を示す図。The figure which shows the mode of the operation | work which takes out the AC / DC converter 112 and the DC / AC converter 114 from the housing | casing 100 in the power converter device 1 of embodiment.

以下、実施形態の電力変換装置を、図面を参照して説明する。   Hereinafter, the power converter of an embodiment is explained with reference to drawings.

図1は、実施形態の電力変換装置1が搭載される鉄道車両2を側面から見た模式図である。図2は、実施形態の電力変換装置1が搭載される鉄道車両2を正面から見た模式図である。電力変換装置1は、図1に示すように、鉄道車両2における底部2a側に配置される。また、電力変換装置1は、図2に示すように、鉄道車両2の進行方向(Y方向)と直交するX方向に延在するように配置される。電力変換装置1は、集電装置3から供給された架線電力が供給される。電力変換装置1は、架線電力を三相交流に変換して、走行用モータ4に供給する。これにより電力変換装置1は、走行用モータ4にトルクを発生させ、鉄道車両をY方向に走行させる。   Drawing 1 is a mimetic diagram which looked at rail car 2 with which power converter 1 of an embodiment is carried from the side. Drawing 2 is a mimetic diagram which looked at rail car 2 with which power converter 1 of an embodiment is carried from the front. As shown in FIG. 1, the power conversion device 1 is disposed on the bottom 2 a side of the railway vehicle 2. Moreover, the power converter device 1 is arrange | positioned so that it may extend in the X direction orthogonal to the advancing direction (Y direction) of the rail vehicle 2, as shown in FIG. The power converter 1 is supplied with the overhead line power supplied from the current collector 3. The power conversion device 1 converts overhead power into three-phase alternating current and supplies it to the traveling motor 4. As a result, the power conversion device 1 causes the traveling motor 4 to generate torque and causes the railway vehicle to travel in the Y direction.

図3は、実施形態の電力変換装置1の内部の概略を示す構成図である。電力変換装置1は、箱型の筐体100を備える。筐体100は、ボルトなどによって鉄道車両2の底部2aに取り付けられる。筐体100は、電力変換部(112および114)が収容される第1収容部100Aと、制御装置120および接触器122が収容される第2収容部100Bと、検出装置132および電源ユニット134が収容される第3収容部100Cとを備える。   Drawing 3 is a lineblock diagram showing an outline inside power converter 1 of an embodiment. The power conversion device 1 includes a box-shaped housing 100. The casing 100 is attached to the bottom 2a of the railway vehicle 2 with bolts or the like. The housing 100 includes a first housing portion 100A in which the power converters (112 and 114) are housed, a second housing portion 100B in which the control device 120 and the contactor 122 are housed, a detection device 132, and a power supply unit 134. A third housing portion 100C to be housed.

第1収容部100A、第2収容部100B、および第3収容部100Cは、筐体100における鉄道車両2の進行方向に直交する方向(X方向)に並べて、鉄道車両2に設置される。これにより、制御装置120および接触器122と、電力変換装置(112および114)と、検出装置検出装置132および電源ユニット134とは、筐体100における鉄道車両の進行方向に直交する方向、上記の順で並べられる。すなわち、制御装置120は、筐体100における鉄道車両2の進行方向に直交する方向に関する第1の側(+X方向側)に取り付けられる。電力変換装置(112および114)は、筐体100における鉄道車両2の進行方向に直交する方向に関する中間部に取り付けられる。検出装置132は、筐体100における鉄道車両2の進行方向に直交する方向に関する第1の側の反対側の第2の側(−X方向側)に取り付けられる。なお、第1収容部100Aと第2収容部100Bと第3収容部100Cとは、互いの収容部を区分する仕切り板が設けられていないが、必要に応じて仕切り板を設けてもよい。   100 A of 1st accommodating parts, the 2nd accommodating part 100B, and the 3rd accommodating part 100C are arranged in the railway vehicle 2 along with the direction (X direction) orthogonal to the advancing direction of the railway vehicle 2 in the housing | casing 100. FIG. Thereby, the control device 120 and the contactor 122, the power conversion devices (112 and 114), the detection device detection device 132, and the power supply unit 134 are in the direction orthogonal to the traveling direction of the railway vehicle in the housing 100, Arranged in order. That is, the control device 120 is attached to the first side (+ X direction side) in the casing 100 in the direction orthogonal to the traveling direction of the railway vehicle 2. The power converters (112 and 114) are attached to an intermediate portion in a direction perpendicular to the traveling direction of the railway vehicle 2 in the housing 100. The detection device 132 is attached to a second side (−X direction side) opposite to the first side with respect to the direction orthogonal to the traveling direction of the railway vehicle 2 in the housing 100. In addition, although the 1st accommodating part 100A, the 2nd accommodating part 100B, and the 3rd accommodating part 100C are not provided with the partition plate which divides each other accommodating part, you may provide a partition plate as needed.

筐体100内において、制御装置120と電力変換装置(112および114)と検出装置120とは、電力線1aおよび信号線1bにより接続される。電力線1aおよび信号線1bは、筐体100の天井部(100c)に設けられたガイド(不図示)により支持されて、他の装置と接続される。また、筐体100の天井部付近には抵抗部(R1)が設置される。抵抗部(R1)は、電力線1aを介して電力変換装置(112および114)に接続される。   In the housing 100, the control device 120, the power conversion devices (112 and 114), and the detection device 120 are connected by a power line 1a and a signal line 1b. The power line 1a and the signal line 1b are supported by a guide (not shown) provided on the ceiling (100c) of the housing 100 and connected to other devices. Further, a resistance portion (R1) is installed near the ceiling portion of the housing 100. The resistance unit (R1) is connected to the power converters (112 and 114) via the power line 1a.

なお、第1収容部100A、第2収容部100B、および第3収容部100Cには、鉄道車両2の底部2aにボルト留めされる取り付け部(不図示)が形成される。筐体100は、鉄道車両2が走行する場合において、底面100fが鉄道車両2の底部2aと対向し、取り付け部と鉄道車両2の底部2aとがボルトにより固定される。   Note that a mounting portion (not shown) that is bolted to the bottom portion 2a of the railway vehicle 2 is formed in the first housing portion 100A, the second housing portion 100B, and the third housing portion 100C. When the railway vehicle 2 travels, the bottom surface 100f of the housing 100 faces the bottom 2a of the railway vehicle 2, and the mounting portion and the bottom 2a of the railway vehicle 2 are fixed by bolts.

筐体100の第2の側面100eには、+Z方向側(上方側)に設けられたヒンジ機構により開閉可能に支持されるカウルカバー100Eが設けられる。カウルカバー100Eは、検出装置132、電源ユニット134、AC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114を筐体100から取り出す場合に、開操作または取り外し操作される。これにより、第2の側面100eは、電力変換部(112および114)の取り出し口100Dとして開口状態にされる。なお、筐体100の第1の側にも、開閉可能に支持されるカウルカバー設けられてもよい。第1の側のカウルカバーは、例えば制御装置120および制御用ファン122のメンテナンス作業を実施する場合に、開操作または取り外し操作される。   The second side surface 100e of the housing 100 is provided with a cowl cover 100E that is supported so as to be opened and closed by a hinge mechanism provided on the + Z direction side (upper side). The cowl cover 100E is opened or removed when the detection device 132, the power supply unit 134, the AC / DC conversion device 112, and the DC / AC conversion device 114 are removed from the housing 100. Thereby, the 2nd side surface 100e is made into an open state as the taking-out port 100D of a power converter part (112 and 114). A cowl cover that is supported so as to be opened and closed may also be provided on the first side of the housing 100. The cowl cover on the first side is opened or removed when performing maintenance work on the control device 120 and the control fan 122, for example.

第1収容部100Aには、例えば、主として、AC/DC変換装置112と、DC/AC変換装置114と、過電圧抑制用抵抗R1とが収容される。AC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114は、第1収容部100Aの底面100fに載置される。なお、AC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114は、下方に放熱用フィンを備え、底面100fに形成された孔部から放熱用フィンを突出させる。AC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114は、鉄道車両2の進行方向と直交する方向に長辺を有する箱体を有し、鉄道車両2の進行方向(Y方向)において並べて配置される。   For example, AC / DC converter 112, DC / AC converter 114, and overvoltage suppressing resistor R1 are mainly housed in first housing portion 100A, for example. The AC / DC conversion device 112 and the DC / AC conversion device 114 are placed on the bottom surface 100f of the first housing portion 100A. Note that the AC / DC conversion device 112 and the DC / AC conversion device 114 include heat radiation fins below, and project the heat radiation fins from the holes formed in the bottom surface 100f. The AC / DC converter 112 and the DC / AC converter 114 have a box having a long side in a direction orthogonal to the traveling direction of the railway vehicle 2 and are arranged side by side in the traveling direction (Y direction) of the railway vehicle 2. The

AC/DC変換装置112とDC/AC変換装置114は、第1収容部100Aに、取り外しが容易な状態で収容される。「取り外し容易な状態で収容される」とは、筐体100が鉄道車両2の底部2aにボルト等により固定的に取り付けられた状態で、AC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114を筐体100から取り外して、取り外したAC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114を取り出し口100Dから取り外すことができる状態である。AC/DC変換装置112とDC/AC変換装置114は、後述するように昇降台車200に載置されて取り出し口100Dから取り出されてもよく、予め筐体100内に設けられたレールによりスライドして取り出し口100Dから取り出されてもよい。   The AC / DC conversion device 112 and the DC / AC conversion device 114 are housed in the first housing portion 100A in an easily removable state. “Accommodated in an easily removable state” means that the AC / DC conversion device 112 and the DC / AC conversion device 114 are in a state where the casing 100 is fixedly attached to the bottom 2a of the railcar 2 with bolts or the like. The AC / DC converter 112 and the DC / AC converter 114 that have been detached from the housing 100 and can be removed from the outlet 100D. The AC / DC conversion device 112 and the DC / AC conversion device 114 may be placed on the lift carriage 200 and taken out from the takeout port 100D as will be described later, and are slid by a rail provided in the housing 100 in advance. May be taken out from the take-out port 100D.

AC/DC変換装置112は、第1収容部100Aに収容された状態で、電力線1aおよび信号線1bを介して第2収容部100Bおよび第3収容部100Cと接続される。AC/DC変換装置112は、信号線1bを介してゲート基板(不図示)に接続される。ゲート基板は、例えば、図3に示すように第1収容部100Aに形成された作業窓112eによりメンテナンス実施者により交換等が実施される。さらに、AC/DC変換装置112は、第1収容部100Aに収容された状態で、DC/AC変換装置114と電力線1a(中間リンク)を介して接続される。   The AC / DC converter 112 is connected to the second storage unit 100B and the third storage unit 100C via the power line 1a and the signal line 1b while being stored in the first storage unit 100A. The AC / DC converter 112 is connected to a gate substrate (not shown) through the signal line 1b. For example, the gate substrate is replaced by a maintenance person through a work window 112e formed in the first housing 100A as shown in FIG. Furthermore, the AC / DC conversion device 112 is connected to the DC / AC conversion device 114 via the power line 1a (intermediate link) while being accommodated in the first accommodation unit 100A.

DC/AC変換装置114は、第1収容部100Aに収容された状態で、電力線1aおよび信号線1bを介して第2収容部100Bおよび第3収容部100Cと接続される。DC/AC変換装置114は、信号線1bを介してゲート基板に接続される。ゲート基板は、筐体100に形成された作業窓によりメンテナンス実施者により交換等が行われる。第1収容部100Aには、走行用モータ4に接続される出力コネクタ(不図示)が設けられ、DC/AC変換装置114により出力された交流電力を電力ケーブルに供給する。   The DC / AC converter 114 is connected to the second storage unit 100B and the third storage unit 100C via the power line 1a and the signal line 1b in a state of being stored in the first storage unit 100A. The DC / AC converter 114 is connected to the gate substrate through the signal line 1b. The gate substrate is exchanged by a maintenance person through a work window formed in the housing 100. The first housing portion 100A is provided with an output connector (not shown) connected to the traveling motor 4, and supplies AC power output from the DC / AC converter 114 to the power cable.

第2収容部100Bには、例えば、主として、制御装置120と、接触器122とが収容される。   For example, the control device 120 and the contactor 122 are mainly housed in the second housing portion 100B.

制御装置120は、第2収容部100Bに設置された状態において、信号線1bを介して第1収容部100Aおよび第3収容部100Cと接続される。制御装置120には、鉄道車両2の運転操作に対応した操作信号が供給され、操作信号に基づく制御信号を、信号線1bを介して第1収容部100Aに出力する。   The control device 120 is connected to the first storage unit 100A and the third storage unit 100C via the signal line 1b in a state where it is installed in the second storage unit 100B. The control device 120 is supplied with an operation signal corresponding to the driving operation of the railway vehicle 2, and outputs a control signal based on the operation signal to the first accommodating portion 100A via the signal line 1b.

接触器122は、第2収容部100Bに取り付けられる。接触器122は、第2収容部100Bに設置された状態において、電力線1aを介して第1収容部100Aと接続される。さらに、接触器122は、信号線1bを介して制御装置120と接続される。接触器122は、集電装置3から電力が供給され、電力線1aを介して電力を第1収容部100Aに供給する。   The contactor 122 is attached to the 2nd accommodating part 100B. The contactor 122 is connected to the first housing portion 100A via the power line 1a in a state where it is installed in the second housing portion 100B. Furthermore, the contactor 122 is connected to the control device 120 via the signal line 1b. The contactor 122 is supplied with electric power from the current collector 3 and supplies electric power to the first housing part 100A via the electric power line 1a.

第3収容部100Cには、例えば、主として、検出装置132と、電源ユニット134とが収容される。検出装置132は第3収容部100Cにおける下方側に載置され、電源ユニット134は検出装置132の上方側に配置される。検出装置132は、信号線1bを介して第2収容部100Bと接続され、電力線1aを介して第1収容部100Aと接続される。また、電源ユニット134は、AC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114におけるスイッチング素子を開閉動作させる駆動電圧を供給する。   For example, the detection unit 132 and the power supply unit 134 are mainly stored in the third storage unit 100C, for example. The detection device 132 is placed on the lower side of the third housing portion 100 </ b> C, and the power supply unit 134 is arranged on the upper side of the detection device 132. The detection device 132 is connected to the second housing portion 100B via the signal line 1b, and is connected to the first housing portion 100A via the power line 1a. Further, the power supply unit 134 supplies a driving voltage for opening and closing the switching elements in the AC / DC converter 112 and the DC / AC converter 114.

検出装置132および電源ユニット134は、第3収容部100Cに、取り外し容易な状態で収容される。「取り外し容易な状態で収容される」とは、筐体100が鉄道車両の底部2aに固定的に取り付けられた状態で、検出装置132および電源ユニット134がメンテナンス実施者により取り外されることをいう。また、検出装置132および電源ユニット134は、制御装置120よりも取り外しが容易な状態で収容される。「取り外しが容易」とは、制御装置120よりも接続を解除するボルトが少ないことを意味してもよいし、制御装置120よりも接続される配線が少ないために検出装置132および電源ユニット134の取り外しの手間が少ないことを意味してもよい。また、検出装置132および電源ユニット134は、制御装置120よりも重量が軽いので、取扱易く、取り外しが容易となっている。   The detection device 132 and the power supply unit 134 are accommodated in the third accommodating portion 100C in an easily removable state. “Accommodated in an easily removable state” means that the maintenance device detaches the detection device 132 and the power supply unit 134 in a state in which the casing 100 is fixedly attached to the bottom 2a of the railway vehicle. Further, the detection device 132 and the power supply unit 134 are accommodated in a state that is easier to remove than the control device 120. “Easy to remove” may mean that there are fewer bolts to release the connection than the control device 120, and because there are fewer wires connected than the control device 120, the detection device 132 and the power supply unit 134 It may mean that there is little time and effort for removal. Further, since the detection device 132 and the power supply unit 134 are lighter in weight than the control device 120, they are easy to handle and easy to remove.

検出装置132および電源ユニット134は、第1収容部100AからAC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114を取り外す場合に、第3収容部100Cから取り外される。検出装置132および電源ユニット134が取り外された場合、筐体100の取り出し口100DからAC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114が視認可能となる。なお、検出装置132および電源ユニット134が取り外された場合、AC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114の下方に配置された放熱用フィン112dおよび114dも視認可能となる。   The detection device 132 and the power supply unit 134 are removed from the third housing portion 100C when the AC / DC conversion device 112 and the DC / AC conversion device 114 are removed from the first housing portion 100A. When the detection device 132 and the power supply unit 134 are removed, the AC / DC conversion device 112 and the DC / AC conversion device 114 are visible from the take-out port 100D of the housing 100. When the detection device 132 and the power supply unit 134 are removed, the heat radiation fins 112d and 114d disposed below the AC / DC conversion device 112 and the DC / AC conversion device 114 are also visible.

図4は、実施形態の電力変換装置1の回路構成図である。電力変換装置1は、変圧器TRSと、第2収容部100Bに収容された制御装置120および接触器122と、第1収容部100Aに収容されたAC/DC変換装置112、DC/AC変換装置114、過電圧抑制用抵抗R1と、第3収容部100Cに収容された検出装置132および電源ユニット134とを備える。なお、制御装置120には、例えば、運転手が操作するマスターコントローラから操作状態に基づくノッチ指令が送信される。   FIG. 4 is a circuit configuration diagram of the power conversion device 1 according to the embodiment. The power conversion device 1 includes a transformer TRS, a control device 120 and a contactor 122 accommodated in the second accommodation unit 100B, an AC / DC conversion device 112 and a DC / AC conversion device accommodated in the first accommodation unit 100A. 114, an overvoltage suppressing resistor R1, and a detection device 132 and a power supply unit 134 housed in the third housing portion 100C. For example, a notch command based on the operation state is transmitted to the control device 120 from a master controller operated by the driver.

変圧器TRSは、集電装置3により供給された交流電力を変圧して、接触器122に供給する。接触器122は、制御装置120により送信された制御信号に応じて変圧器TRSから供給された交流電力を第1収容部100AのAC/DC変換装置112に供給する。   The transformer TRS transforms the AC power supplied from the current collector 3 and supplies it to the contactor 122. The contactor 122 supplies the AC power supplied from the transformer TRS to the AC / DC converter 112 of the first housing unit 100A in accordance with the control signal transmitted by the controller 120.

AC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114には、フィルタコンデンサCと、過電圧抑制用抵抗R1とが並列して接続される。AC/DC変換装置112には、接触器122を介して交流電力が供給される。AC/DC変換装置112は、制御装置120の制御に従ってスイッチング素子を動作させて架線電力を所定電圧の直流電力に変換し、DC/AC変換装置114に供給する。DC/AC変換装置114は、走行用モータ4における各相の電力を生成するスイッチング素子を備える。DC/AC変換装置114は、スイッチング素子が任意に導通(オン)・阻止(オフ)動作されることによって、直流電圧を任意の電圧と任意の周波数の3相交流電圧に変換する。各スイッチング素子は、例えば逆並列に接続されたダイオードを内蔵したIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)である。   A filter capacitor C and an overvoltage suppressing resistor R1 are connected in parallel to the AC / DC converter 112 and the DC / AC converter 114. AC power is supplied to the AC / DC converter 112 via the contactor 122. The AC / DC conversion device 112 operates the switching element according to the control of the control device 120 to convert the overhead power into DC power having a predetermined voltage and supplies the DC power to the DC / AC conversion device 114. The DC / AC converter 114 includes a switching element that generates electric power of each phase in the traveling motor 4. The DC / AC converter 114 converts a DC voltage into a three-phase AC voltage having an arbitrary voltage and an arbitrary frequency by arbitrarily switching (ON) and blocking (OFF) the switching element. Each switching element is, for example, an IGBT (insulated gate bipolar transistor) including a diode connected in antiparallel.

フィルタコンデンサCは、AC/DC変換装置112の出力端とDC/AC変換装置114の入力端との間に並列に接続される。フィルタコンデンサCは、AC/DC変換装置112からDC/AC変換装置114に供給される直流電力のリプル変動を抑制する。   The filter capacitor C is connected in parallel between the output terminal of the AC / DC converter 112 and the input terminal of the DC / AC converter 114. The filter capacitor C suppresses ripple fluctuation of the DC power supplied from the AC / DC converter 112 to the DC / AC converter 114.

DC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114には、過電圧抑制用抵抗R1が接続されている。過電圧抑制用抵抗R1には、スイッチSWが直列して接続される。過電圧抑制用抵抗R1およびスイッチSWは、フィルタコンデンサCに並列して接続される。スイッチSWは、制御装置120から制御信号が入力された場合に導通し、過電圧抑制用抵抗R1を介して、過電圧を抑制させ、DC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114を保護する。   An overvoltage suppressing resistor R1 is connected to the DC / DC converter 112 and the DC / AC converter 114. A switch SW is connected in series to the overvoltage suppressing resistor R1. The overvoltage suppressing resistor R1 and the switch SW are connected in parallel to the filter capacitor C. The switch SW conducts when a control signal is input from the control device 120, suppresses the overvoltage via the overvoltage suppression resistor R1, and protects the DC / DC conversion device 112 and the DC / AC conversion device 114.

制御装置120は、電力変換装置1における各部を統括的に制御する。制御装置120は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサが記憶部(不図示)に記憶されているプログラムを実行することによって機能する。また、制御装置120は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェアを有していてもよい。制御装置120は、接触器122を導通させ、AC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114のゲート基板にPWM指令を供給する。これにより、電源ユニット134からDC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114に供給されるゲート電圧はPWM指令に基づきスイッチング素子のゲートをオンオフさせ、走行用モータ4に交流電力を供給させる。また、制御装置120は、検出装置132により過電圧または地絡等の異常が検出された場合に、例えば電力変換装置1の動作を停止させる。   The control device 120 comprehensively controls each unit in the power conversion device 1. The control device 120 functions, for example, when a processor such as a CPU (Central Processing Unit) executes a program stored in a storage unit (not shown). The control device 120 may have hardware such as an LSI (Large Scale Integration) or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit). The control device 120 causes the contactor 122 to conduct and supplies a PWM command to the gate substrate of the AC / DC conversion device 112 and the DC / AC conversion device 114. As a result, the gate voltage supplied from the power supply unit 134 to the DC / DC converter 112 and the DC / AC converter 114 turns on and off the gate of the switching element based on the PWM command, and causes the traveling motor 4 to supply AC power. Moreover, the control apparatus 120 stops operation | movement of the power converter device 1, for example, when abnormality, such as an overvoltage or a ground fault, is detected by the detection apparatus 132. FIG.

過電圧抑制用抵抗R1は、AC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114に並列して接続してもよい。過電圧抑制用抵抗R1は、スイッチSWが直列に接続され、スイッチSWが導通することで電流が流れ、過電圧を抑制する。電圧検出部は、例えば検出装置132に設けられ、AC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114間の電圧を検出する。検出装置132は、電圧検出部により検出される電圧を閾値と比較することで、過電圧を検出する。また、検出装置132は、電力変換装置1における電力線1aの地絡などの異常を検出してもよい。   The overvoltage suppressing resistor R1 may be connected in parallel to the AC / DC converter 112 and the DC / AC converter 114. In the overvoltage suppressing resistor R1, the switch SW is connected in series, and when the switch SW is turned on, a current flows and suppresses the overvoltage. The voltage detection unit is provided in the detection device 132, for example, and detects the voltage between the AC / DC conversion device 112 and the DC / AC conversion device 114. The detection device 132 detects an overvoltage by comparing the voltage detected by the voltage detection unit with a threshold value. Further, the detection device 132 may detect an abnormality such as a ground fault of the power line 1a in the power conversion device 1.

以下、実施形態の電力変換装置1において、AC/DC変換装置112とDC/AC変換装置114を取り外す工程について説明する。図5は、実施形態の電力変換装置1において、筐体100からAC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114を取り出す作業の様子を示す図である。図5の上図は、筐体100から検出装置132および電源ユニット134を取り外す様子を示す図であり、図5の下図は、DC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114を筐体100から取り出す様子を示す図である。   Hereinafter, the process of removing the AC / DC converter 112 and the DC / AC converter 114 in the power converter 1 of the embodiment will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating an operation of taking out the AC / DC conversion device 112 and the DC / AC conversion device 114 from the housing 100 in the power conversion device 1 according to the embodiment. The upper diagram in FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which the detection device 132 and the power supply unit 134 are removed from the housing 100, and the lower diagram in FIG. 5 is the DC / DC conversion device 112 and the DC / AC conversion device 114 in the housing 100. It is a figure which shows a mode that it takes out from.

(1)まず、第3収容部100Cのカウルカバー100Eが開操作され、第3収容部100Cから検出装置132および電源ユニット134が取り出される。これにより取り出し口100DからAC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114が視認可能となる。
(2)次に、AC/DC変換装置112とDC/AC変換装置114とを接続する中間リンクを取り外し、AC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114から電力線1aおよび信号線1bを取り外す。これにより、AC/DC変換装置112とDC/AC変換装置114とをそれぞれ別個に取り出し可能にする。
(3)次に、図5の下図に示すように、昇降台車200のローラ200bをAC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114の下方に配置し、AC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114を底面100fから上方に持ち上げる。このとき、AC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114は、放熱用フィン112dおよび114dが、筐体100の下方における孔部から鉄道車両の底部2a側に持ち上げられる。
(4)次に、図5の下図に示すように、AC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114が持ち上げられた状態において、DC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114は、昇降台車200の支持台200aに載せられた状態で取り外し方向に移動させることで、AC/DC変換装置112およびDC/AC変換装置114が取り出される。
(1) First, the cowl cover 100E of the third housing portion 100C is opened, and the detection device 132 and the power supply unit 134 are removed from the third housing portion 100C. As a result, the AC / DC converter 112 and the DC / AC converter 114 can be visually recognized from the extraction port 100D.
(2) Next, the intermediate link connecting the AC / DC converter 112 and the DC / AC converter 114 is removed, and the power line 1a and the signal line 1b are removed from the AC / DC converter 112 and the DC / AC converter 114. . As a result, the AC / DC converter 112 and the DC / AC converter 114 can be separately taken out.
(3) Next, as shown in the lower diagram of FIG. 5, the roller 200b of the lift carriage 200 is disposed below the AC / DC converter 112 and the DC / AC converter 114, and the AC / DC converter 112 and the DC / DC The AC conversion device 114 is lifted upward from the bottom surface 100f. At this time, in the AC / DC conversion device 112 and the DC / AC conversion device 114, the heat radiation fins 112d and 114d are lifted from the hole below the housing 100 to the bottom 2a side of the railway vehicle.
(4) Next, as shown in the lower diagram of FIG. 5, in a state where the AC / DC converter 112 and the DC / AC converter 114 are lifted, the DC / DC converter 112 and the DC / AC converter 114 The AC / DC converter 112 and the DC / AC converter 114 are taken out by moving in the removal direction while being placed on the support base 200a of the lift carriage 200.

以上説明した実施形態の電力変換装置1は、鉄道車両2の進行方向に直交する方向に関する第1の側から第2の側に、制御装置、電力変換装置、および検出装置をこの順に並べて配置し、電力変換装置および検出装置を第2の側の取り出し口100Dから取り出すように構成したので、電力変換装置を容易に取り出すことができ、メンテナンス作業時の利便性を向上させることができる。また、実施形態の電力変換装置1によれば、制御装置、電力変換装置、および検出装置をこの順に並べたので、電力変換装置を鉄道車両2の進行方向に直交する方向の中間に配置させることで、電力変換装置1の重量バランスを向上させることができる。この結果、実施形態の電力変換装置1によれば、メンテナンス作業時の利便性と重量バランスを両立させることができる。   In the power conversion device 1 according to the embodiment described above, the control device, the power conversion device, and the detection device are arranged in this order from the first side to the second side in the direction orthogonal to the traveling direction of the railcar 2. Since the power conversion device and the detection device are configured to be extracted from the second-side extraction port 100D, the power conversion device can be easily extracted, and convenience during maintenance work can be improved. Moreover, according to the power converter device 1 of the embodiment, since the control device, the power converter device, and the detection device are arranged in this order, the power converter device is arranged in the middle of the direction orthogonal to the traveling direction of the railway vehicle 2. Thus, the weight balance of the power converter 1 can be improved. As a result, according to the power conversion device 1 of the embodiment, it is possible to achieve both convenience and weight balance during maintenance work.

また、実施形態の電力変換装置1によれば、鉄道車両2の進行方向に直交する方向に関する第1の側に制御装置120を筐体100に取り付けたので、電力変換装置にメンテナンス作業を実施する際に制御装置を取り外す必要が無く、メンテナンス作業時の利便性を向上させることができる。   Moreover, according to the power converter device 1 of the embodiment, since the control device 120 is attached to the housing 100 on the first side in the direction orthogonal to the traveling direction of the railcar 2, the maintenance work is performed on the power converter device. At this time, it is not necessary to remove the control device, and convenience during maintenance work can be improved.

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、鉄道車両2の底面に取り付けられる筐体100と、筐体100における鉄道車両2の進行方向に直交する方向に関する第1の側に取り付けられる制御装置(120)と、筐体100における鉄道車両2の進行方向に直交する方向に関する中間部に取り付けられた電力変換部(112および114)と、筐体100における鉄道車両2の進行方向に直交する方向に関する第1の側と反対側の第2の側に取り付けられた検出装置(134)とを持ち、電力変換装置および検出装置が、筐体100の第2の側に設けられた取り出し口100Dから取り出し可能であるので、メンテナンス作業時の利便性と重量バランスを両立させることができる。   According to at least one embodiment described above, the housing 100 attached to the bottom surface of the railway vehicle 2 and the control device attached to the first side in the direction perpendicular to the traveling direction of the railway vehicle 2 in the housing 100 ( 120), a power conversion unit (112 and 114) attached to an intermediate portion in a direction orthogonal to the traveling direction of the railcar 2 in the casing 100, and a direction orthogonal to the traveling direction of the railcar 2 in the casing 100. The power conversion device and the detection device are taken out from a take-out port 100D provided on the second side of the housing 100. The detection device (134) is attached to the second side opposite to the first side. Therefore, it is possible to achieve both convenience and weight balance during maintenance work.

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、2…鉄道車両、4…走行用モータ、100…筐体、100A…第1収容部、100B…第2収容部、100C…第3収容部、100D…取り出し口、100f…底面、112…AC/DC変換装置、112d…放熱用フィン、114…DC/AC変換装置、120…制御装置、122…接触器、132…検出装置、134…電源ユニット、200…昇降台車 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power converter device, 2 ... Railway vehicle, 4 ... Motor for driving | running | working, 100 ... Case, 100A ... 1st accommodating part, 100B ... 2nd accommodating part, 100C ... 3rd accommodating part, 100D ... Extraction port, 100f ... Bottom surface, 112 ... AC / DC converter, 112d ... fin for heat dissipation, 114 ... DC / AC converter, 120 ... control device, 122 ... contactor, 132 ... detector, 134 ... power supply unit, 200 ... lifting carriage

Claims (2)

鉄道車両の底面に取り付けられる筐体と、
前記筐体における前記鉄道車両の進行方向に直交する方向に関する第1の側に取り付けられる制御装置と、
前記筐体における前記鉄道車両の進行方向に直交する方向に関する中間部に取り付けられ、前記制御装置の制御に基づいて外部から供給された電力を前記鉄道車両の走行用モータに供給する電力に変換して出力する電力変換部と、
前記筐体における前記鉄道車両の進行方向に直交する方向に関する前記第1の側と反対側の第2の側に取り付けられ、前記電力変換部における電力の状態を検出する検出装置とを備え、
前記電力変換部および前記検出装置は、前記筐体の前記第2の側に設けられた取り出し口から取り出し可能であ
前記検出装置は、前記制御装置よりも取り外しが容易である、
電力変換装置。
A housing attached to the bottom of the railway vehicle;
A control device attached to a first side in a direction perpendicular to a traveling direction of the railcar in the housing;
Attached to an intermediate portion of the housing in a direction orthogonal to the traveling direction of the railway vehicle, the electric power supplied from the outside is converted into electric power supplied to the traveling motor of the railway vehicle based on the control of the control device. Output power converter,
A detection device that is attached to a second side opposite to the first side with respect to a direction orthogonal to the traveling direction of the railcar in the housing, and that detects a state of power in the power conversion unit;
The power conversion unit and the detection device, Ri can der taken out from the takeout port provided in said second side of said housing,
The detection device is easier to remove than the control device,
Power conversion device.
前記電力変換部は、前記鉄道車両の底部側に放熱用のフィンを備え、
前記筐体は、前記放熱用のフィンを底部側に突出させる孔部が設けられ、
前記電力変換部は、前記放熱用のフィンが前記孔部から前記鉄道車両の底面側に持ち上げられた状態で前記筐体から取り出される、
請求項1に記載の電力変換装置。
The power conversion unit includes a heat dissipation fin on the bottom side of the railcar,
The housing is provided with a hole for projecting the heat dissipating fin to the bottom side,
The power conversion unit is taken out from the casing in a state where the fins for heat dissipation are lifted from the hole part to the bottom surface side of the railway vehicle.
The power conversion device according to claim 1.
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