JP6999048B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
電力変換装置17(図2に示す実線の枠組み)は、車体16に取付けられている。また、3レベルインバータの中性点27は、このインバータの1相を構成する半導体素子19~22及びクランプダイオード23、24を取り付けているパワーユニットのフレーム18(図2に示す破線の枠組み)と電気的に接続する構成とする。ここで、パワーユニットのフレーム18は、図3に示すように、パワーユニット用の冷却器のフレームを兼用するものである。
パワーユニットを構成する上で、パワーユニットのフレーム34には、片面側に半導体素子32が取り付けられ、残る片面側にパワーユニット冷却器33が取り付けられる構成となっている。本発明は、主回路を構成する半導体素子のスイッチング動作による電位変動に伴い、該半導体素子とフレーム間の浮遊容量を介してパワーユニットのフレームにノイズ電流が流れることに対して、パワーユニットのフレームを3レベルインバータ中性点に接続することにより、車体へノイズ電流が流れ出すことを積極的に防ぐものである。
図4の(a)には、図2に示す、3レベルインバータの中性点27と半導体素子を取り付けているパワーユニット(及び冷却器)のフレーム18を電気的に接続する配線とノイズ吸収コア29との配線例を示す。3レベルインバータの中性点27と電気的に接続している配線28(実線で示す)と、半導体素子を取り付けているパワーユニット(及び冷却器)のフレーム18と電気的に接続している配線30(破線で示す)を、ノイズ吸収コア29に複数回巻き付けた上で直結する構成としている。すなわち、配線28と配線30とを複数回ノイズ吸収コア29に巻き付ける以外の接続構成は、図2の示す接続構成と同様である。
図4の(b)には、ノイズ吸収コアとして採用する部品の一例を斜視図として示す。
実施例1の構成上の違いとして、実施例1では、ノイズの低減にコアを使用するが、実施例2では、コアの代わりにコンデンサを使用する。すなわち、図5に示すように、ノイズ吸収コンデンサ31の一端を3レベルインバータの中性点27側に接続し、ノイズ吸収コンデンサ31の他端をパワーユニット(及び冷却器)のフレーム18側に接続する。
3 インバータパワーユニット、4 主電動機、
5、19~22、32 半導体素子、
6、23、24 クランプダイオード、
7、25、26 フィルタコンデンサ、
8 予備充電抵抗器、9 予備充電用電磁接触器、10 電磁接触器、
11 接地抵抗器、12 グランドスイッチ、13 主変圧器、
14 真空接触器、15 パンタグラフ、16 車体、
18 パワーユニットのフレーム、27 3レベルインバータの中性点、
28、30 配線、29 ノイズ吸収コア、
31 ノイズ吸収コンデンサ、33 パワーユニット冷却器、
34 パワーユニット及び冷却器のフレーム
Claims (9)
- 3レベル電力変換回路を備える電力変換装置であって、
前記3レベル電力変換回路を構成する半導体素子が取り付けられているフレームを当該3レベル電力変換回路の中性点に電気的に接続する配線の経路に、ノイズ吸収コアを設置する
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1に記載の電力変換装置であって、
前記ノイズ吸収コアに対して、前記フレームと電気的に接続する配線と前記3レベル電力変換回路の中性点に電気的に接続する配線とをそれぞれ複数回巻き付けた上で直結する
ことを特徴とする電力変換装置。 - 3レベル電力変換回路を備える電力変換装置であって、
前記3レベル電力変換回路を構成する半導体素子が取り付けられているフレームを当該3レベル電力変換回路の中性点に電気的に接続する配線の経路に、ノイズ吸収コンデンサを設置する
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1~3のいずれか1項に記載の電力変換装置であって、
前記3レベル電力変換回路の中性点に電気的に接続する配線として、当該中性点から接地抵抗を介して接地に到る接地線を用いる
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1~4のいずれか1項に記載の電力変換装置であって、
前記フレームは、当該電力変換装置内に収納されている
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1~5のいずれか1項に記載の電力変換装置であって、
前記フレームは、前記半導体素子を冷却する冷却器のフレームでもある
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1~6のいずれか1項に記載の電力変換装置であって、
当該電力変換装置は、直流電力を交流電力に変換するインバータおよび交流電力を直流電力に変換するコンバータの少なくともいずれか1つから構成される
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1~7のいずれか1項に記載の電力変換装置であって、
スイッチング動作をする前記半導体素子として、IGBT、ハイブリッドSiCまたはフルSiCのいずれか1つを用いる
ことを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1~8のいずれか1項に記載の電力変換装置を搭載した鉄道車両。
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