KR100659001B1 - Power conversion device for rail vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 컨버터 회로 및 인버터 회로와 필터 콘덴서 사이의 공진 전류의 영향을 최대한 저감시킬 수 있고, 또한 소형 및 경량화가 도모되는 철도 차량용 전력 변환 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.An object of the present invention is to provide a power conversion device for a railway vehicle that can minimize the influence of the resonance current between the converter circuit and the inverter circuit and the filter capacitor, and can be miniaturized and reduced in weight.
컨버터 유닛(13)의 배면 측의 인버터 유닛(15) 측에 직류 출력의 컨버터 유닛 외부 접속 단자(20a)를 설치하고, 또한 인버터 유닛(15)의 배면 측의 컨버터 유닛(13) 측에 인버터 유닛 외부 접속 단자(20b)를 설치하며, 컨버터 유닛 외부 접속 단자(20a)와 인버터 유닛 외부 접속 단자(20b) 사이를 직류 링크 도체(22)에 의해 접속한다. 이것에 의해, 직류 링크 부분의 배선 인덕턴스의 저감을 도모하고, 철도 차량용 전력 변환 장치의 소형 및 경량화를 도모한다.The converter unit external connection terminal 20a of the direct current output is provided on the inverter unit 15 side on the back side of the converter unit 13, and the inverter unit on the converter unit 13 side on the back side of the inverter unit 15. An external connection terminal 20b is provided, and a DC link conductor 22 is connected between the converter unit external connection terminal 20a and the inverter unit external connection terminal 20b. As a result, the wiring inductance of the DC link portion can be reduced, and the size and weight of the power converter for railway vehicles can be reduced.
철도 차량, 전력 변환 장치, 반도체 소자Railway vehicles, power converters, semiconductor devices
Description
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 철도 차량용 전력 변환 장치의 구성도.1 is a block diagram of a power conversion device for a railway vehicle according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 철도 차량용 전력 변환 장치의 구성도.2 is a block diagram of a power conversion device for a railway vehicle according to a second embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 철도 차량용 전력 변환 장치의 구성도.3 is a block diagram of a power conversion device for a railway vehicle according to a third embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 철도 차량용 전력 변환 장치의 구성도.4 is a configuration diagram of a power conversion device for a railway vehicle according to a fourth embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 철도 차량용 전력 변환 장치의 구성도.5 is a configuration diagram of a power conversion device for a railway vehicle according to a fifth embodiment of the present invention.
도 6은 종래의 철도 차량용 전력 변환 장치의 구성도.6 is a block diagram of a conventional railway vehicle power converter.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
11 : 철도 차량용 전력 변환 장치11: power converter for rolling stock
12 : 컨버터 회로12: converter circuit
13 : 컨버터 유닛13: converter unit
14 : 인버터 회로14: inverter circuit
15 : 인버터 유닛15: inverter unit
16 : 장치 하우징16: device housing
17 : 반도체 소자부17: semiconductor element
18 : 필터 콘덴서18: filter capacitor
19 : 단자부19: terminal
20 : 유닛 외부 접속 단자20: unit external connection terminal
21 : 주(主)회로 배선 도체(導體)21: main circuit wiring conductor
22 : 직류 링크 도체22: DC link conductor
본 발명은 교류 가선(架線)으로부터 급전(給電)되는 교류 철도 차량에서 사용되는 철도 차량용 전력 변환 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a railway vehicle electric power converter for use in an alternating current railroad car that is fed from an alternating current line.
철도 차량용 전력 변환 장치는 철도 차량 플로어(floor) 아래에 설치되며, 컨버터 회로에 의해 교류를 직류로 변환하고, 컨버터 회로에 의해 변환된 직류를 인버터 회로에 의해 교류로 변환하여 철도 차량의 모터 구동 전원으로 하고 있다.The power conversion device for a railroad car is installed under the floor of a railroad car, and converts alternating current into direct current by the converter circuit, and converts direct current converted by the converter circuit into alternating current by the inverter circuit to power the motor driving power of the railroad vehicle. I am doing it.
도 6은 종래의 철도 차량용 전력 변환 장치의 구성도이며, 도 6의 (a)는 사시도, 도 6의 (b)는 평면도, 도 6의 (c)는 측면도, 도 6의 (d)는 배면도이다. 철도 차량용 전력 변환 장치(11)는 철도 차량 플로어 아래에 설치되며, 컨버터 회로(12)를 수납한 컨버터 유닛(13)과, 인버터 회로(14)를 수납한 인버터 유닛(15)을 장치 하우징(16)에 조립 구성하여 형성된다. 컨버터 유닛(13)과 인버터 유닛(15)은 차체(車體) 측방 측(도 6의 (a)의 상측 방향)으로부터 차량 플로어 아래에 착탈(着脫) 가능하게 장치 하우징(16)에 조립 구성되어 유지된다.FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional railway vehicle power conversion device, FIG. 6A is a perspective view, FIG. 6B is a plan view, FIG. 6C is a side view, and FIG. 6D is a rear view. It is also. The railway
컨버터 회로(12)는 복수개의 반도체 소자의 스위칭 동작에 의해 교류를 직류로 변환하는 것이고, 인버터 회로(14)는 컨버터 회로(12)에 의해 변환된 직류를 교류로 변환하는 것이며, 각각 반도체 소자부(17)를 갖고 있다. 또한, 컨버터 유닛(13) 및 인버터 유닛(15)에는 각각 직류 링크로 접속되는 필터 콘덴서(18)를 내장하고 있으며, 필터 콘덴서(18)는 서지(surge) 흡수용 콘덴서도 겸하고 있다.The
여기서, 필터 콘덴서(18)의 단자부(19)는 반도체 소자부(17) 측을 향한 구성으로 되어 있으며, 컨버터 회로(12)의 반도체 소자부(17)와 필터 콘덴서(18) 사이의 접속 배선, 및 인버터 회로(14)의 반도체 소자부(17)와 필터 콘덴서(18) 사이의 접속 배선을 최대한 단축할 수 있게 하고 있다.Here, the
또한, 컨버터 유닛(13) 및 인버터 유닛(15)은 차체 측방 측으로부터 장치 하우징(16)에 장착되기 때문에, 컨버터 유닛(13) 및 인버터 유닛(15)과 장치 하우징(16)의 전기 접속은 컨버터 유닛(13) 및 인버터 유닛(15)의 배면 측에서 실행되게 되어 있다.In addition, since the
즉, 유닛 외부 접속 단자(20)는 컨버터 유닛(13) 및 인버터 유닛(15)의 배면 측에 설치되고, 주회로 배선 도체(21)나 직류 링크 도체(22)에 접속된다. 주회로 배선 도체(21)는 장치 하우징(16)의 천장면에 배치되고, 컨버터 유닛(13)과 인버터 유닛(15)에 각각 천장면으로부터 도체 배선에 의해 접속되는 구성으로 되어 있으 며, 주회로 배선 도체(21)는 유닛 외부 접속 단자(20)에 볼트 접속된다.That is, the unit
직류 링크 부분의 회로 구성은 컨버터 유닛(13)의 반도체 소자부(17)→컨버터 유닛(13)의 필터 콘덴서(18)→컨버터 유닛(13)의 외부 접속 단자(20a)→주회로 배선 도체(21)→인버터 유닛(15)의 외부 접속 단자(20b)→인버터 유닛(15)의 필터 콘덴서(18)→인버터 유닛(15)의 반도체 소자부(17)로 되어 있으며, 반도체 소자부(17)와 필터 콘덴서(18) 사이의 배선 최단화(最短化)를 우선시킴으로써, 컨버터 유닛(13)과 인버터 유닛(15) 사이의 배선을 짧게 하는 것이 어려워지고 있다. 이 직류 링크 도체(22) 부분의 배선이 갖는 인덕턴스에 의해 컨버터 유닛(13)과 인버터 유닛(15) 사이의 전류가 진동하는 현상이 발생하는 경우가 있어, 직류 링크 도체(22) 등의 단면적을 확대하거나, 박육화(薄肉化)하거나, 중첩시키거나 하는 것 등에 의해 인덕턴스의 저감을 도모할 필요가 있었다.The circuit structure of the DC link portion is composed of the
철도 차량용 PWM 인버터와 콘덴서 사이의 평균 배선 길이가 길어져 임피던스 증가나 고주파 성분을 주로 하는 실효 전류 증대에 의해 PWM 인버터와 콘덴서 사이의 배선에 과대한 발열이 생기는 것을 방지하기 위해, 철도 차량용 PWM 인버터의 캐리어 주파수 F에 대하여 공진주파수 2F 이상의 리액터(reactor)와 콘덴서로 이루어지는 직렬 회로를 필터용 콘덴서의 양단(兩端)에 설치한 것이 있다(예를 들어, 일본 공개특허2002-135904호 공보 참조). Carrier of the PWM inverter for railway vehicles, in order to prevent excessive heat generation in the wiring between the PWM inverter and the capacitor due to an increase in the average wiring length between the railway inverter PWM inverter and the capacitor and an increase in the impedance or an effective current mainly including high frequency components. In some cases, a series circuit comprising a reactor and a capacitor having a resonance frequency of 2F or more with respect to the frequency F is provided at both ends of the filter capacitor (see, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-135904).
그러나, 일본 공개특허2002-135904 호에는 새롭게 리액터와 콘덴서로 이루어지는 직렬 회로가 필요하게 된다. 현재는 교류 철도 차량에서 사용되는 철도 차량 용 전력 변환 장치의 소형 및 경량화가 추진되고 있으며, 유닛 및 부품의 배치에 의해, 반도체 소자부(17)와 필터 콘덴서(18) 사이의 배선을 최대한 단축하여, 필터 콘덴서(18)와의 사이의 공진 전류를 억제하는 것이 요청되고 있다. 이 경우, 이 직류 링크 부분의 배선 인덕턴스를 최대한 저감시키기 위해 배선 사이즈나 표면적을 확대하면, 최종적으로 철도 차량용 전력 변환 장치의 소형 및 경량화와는 상반되는 구성으로 된다.However, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-135904 newly requires a series circuit composed of a reactor and a capacitor. At present, miniaturization and weight reduction of the power conversion device for railroad cars used in AC railroad vehicles are being promoted. By arranging units and parts, the wiring between the
본 발명의 목적은 컨버터 회로 및 인버터 회로와 필터 콘덴서 사이의 공진 전류의 영향을 최대한 저감시킬 수 있고, 또한 소형 및 경량화가 도모되는 철도 차량용 전력 변환 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a power conversion device for a railway vehicle that can reduce the influence of the resonant current between the converter circuit and the inverter circuit and the filter capacitor as much as possible, and can be miniaturized and reduced in weight.
본 발명의 철도 차량용 전력 변환 장치는 컨버터 유닛의 배면 측의 인버터 유닛 측에 직류 출력의 컨버터 유닛 외부 접속 단자를 설치하고, 또한 인버터 유닛의 배면 측의 컨버터 유닛 측에 인버터 유닛 외부 접속 단자를 설치하여, 컨버터 유닛 외부 접속 단자와 인버터 유닛 외부 접속 단자 사이를 직류 링크 도체에 의해 접속하도록 한 것을 특징으로 한다.In the power conversion device for a railway vehicle of the present invention, a converter unit external connection terminal of direct current output is provided on the inverter unit side on the back side of the converter unit, and an inverter unit external connection terminal is provided on the converter unit side on the back side of the inverter unit. And a DC link conductor is connected between the converter unit external connection terminal and the inverter unit external connection terminal.
또한, 컨버터 유닛 외부 접속 단자는 컨버터 유닛의 배면 측 대신에 컨버터 유닛의 측면 측의 인버터 유닛 측에 설치하고, 인버터 유닛 외부 접속 단자는 인버터 유닛의 배면 측 대신에 인버터 유닛의 측면 측의 컨버터 유닛 측에 설치하도록 할 수도 있다.In addition, the converter unit external connection terminals are provided on the inverter unit side on the side of the converter unit instead of the back side of the converter unit, and the inverter unit external connection terminals are on the converter unit side on the side of the inverter unit instead of the back side of the inverter unit. It can also be installed on.
또한, 필터 콘덴서는 컨버터 유닛의 인버터 유닛 측 및 인버터 유닛의 컨버 터 유닛 측의 한쪽 또는 양쪽에 배치하고, 직류 링크 도체를 짧게 하도록 할 수도 있다.In addition, the filter capacitor may be disposed on one or both sides of the inverter unit side of the converter unit and the converter unit side of the inverter unit, and the DC link conductor may be shortened.
또한, 컨버터 유닛과 인버터 유닛 사이에 필터 콘덴서를 배치하며, 컨버터 유닛의 측면 측의 인버터 유닛 측에 직류 출력의 컨버터 유닛 외부 접속 단자를 설치하고, 인버터 유닛의 측면 측의 컨버터 유닛 측에 직류 입력의 인버터 유닛 외부 접속 단자를 설치하여, 컨버터 유닛 외부 접속 단자와 인버터 유닛 외부 접속 단자 사이를 직류 링크 도체에 의해 접속하도록 할 수도 있다.In addition, a filter capacitor is disposed between the converter unit and the inverter unit, and a converter unit external connection terminal of a DC output is provided on the inverter unit side on the side of the converter unit, and a DC input on the converter unit side on the side of the inverter unit. An inverter unit external connection terminal may be provided so as to connect between the converter unit external connection terminal and the inverter unit external connection terminal by a DC link conductor.
또한, 컨버터 유닛 및 인버터 유닛의 배면 측에 필터 콘덴서를 배치하며, 컨버터 유닛의 배면 측의 인버터 유닛 측에 직류 출력의 컨버터 유닛 외부 접속 단자를 설치하고, 인버터 유닛의 배면 측의 컨버터 유닛 측에 직류 입력의 인버터 유닛 외부 접속 단자를 설치하여, 컨버터 유닛 외부 접속 단자와 인버터 유닛 외부 접속 단자 사이를 직류 링크 도체에 의해 접속하도록 할 수도 있다.In addition, a filter capacitor is disposed on the back side of the converter unit and the inverter unit, and an external connection terminal of the converter unit of direct current output is provided on the inverter unit side of the back side of the converter unit, and a direct current is provided on the converter unit side of the back side of the inverter unit. An inverter unit external connection terminal of an input may be provided so as to connect between the converter unit external connection terminal and the inverter unit external connection terminal by a DC link conductor.
또한, 컨버터 유닛 외부 접속 단자, 인버터 유닛 외부 접속 단자 및 필터 콘덴서의 단자부는 장치 하우징으로의 착탈 동작과 동시에 삽입/발출(揷入/拔出)이 실행되는 원터치 방식 커넥터로 구성할 수도 있다.In addition, the converter unit external connection terminal, the inverter unit external connection terminal, and the terminal portion of the filter capacitor may be constituted by a one-touch connector in which insertion / extraction is performed simultaneously with the attachment / detachment operation to the device housing.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 철도 차량용 전력 변환 장치의 구성도이며, 도 1의 (a)는 사시도, 도 1의 (b)는 평면도, 도 1의 (c)는 측면도, 도 1의 (d)는 배면도이다. 이 제 1 실시예는, 도 6에 나타낸 종래예에 대하여, 컨버터 유닛(13)의 배면 측의 인버터 유닛(15) 측에 필터 콘덴서(18)의 단자부(19)에 접속하기 위한 직류 출력의 컨버터 유닛 외부 접속 단자(20a)를 설치하고, 인버터 유닛 (15)의 배면 측의 컨버터 유닛(13) 측에 필터 콘덴서(18)에 접속하기 위한 직류 입력의 인버터 유닛 외부 접속 단자(20b)를 설치하여, 컨버터 유닛 외부 접속 단자(20a)와 인버터 유닛 외부 접속 단자(20b) 사이를 직류 링크 도체(22)에 의해 접속하도록 한 것이다. 도 6과 동일한 요소에는 동일한 부호를 첨부하여 중복되는 설명을 생략한다.1 is a block diagram of a power conversion device for a railway vehicle according to a first embodiment of the present invention, Figure 1 (a) is a perspective view, Figure 1 (b) is a plan view, Figure 1 (c) is a side view, FIG. 1 (d) is a rear view. This first embodiment is a converter of direct current output for connecting to the
컨버터 유닛(13) 및 인버터 유닛(15)에는 각각 필터 콘덴서(18)가 내장되어 있으며, 컨버터 유닛(13)과 인버터 유닛(15)은 서로 인접시켜 장치 하우징(16) 내에 배치된다. 그리고, 컨버터 유닛(13)의 직류 출력의 컨버터 유닛 외부 접속 단자(20a)는 컨버터 유닛(13)의 배면 측의 인버터 유닛(15) 측에 설치되어 있다. 도 1에서는 상하에 3개의 컨버터 유닛 외부 접속 단자(20a)가 설치된 경우를 나타내고 있다.The
마찬가지로, 인버터 유닛(15)의 직류 입력의 인버터 유닛 외부 접속 단자(20b)는 인버터 유닛(15)의 배면 측의 컨버터 유닛(13) 측에 설치되고, 도 1에서는 상하에 3개의 인버터 유닛 외부 접속 단자(20b)가 설치된 경우를 나타내고 있다. 3개의 컨버터 유닛 외부 접속 단자(20a)와 3개의 인버터 유닛 외부 접속 단자(20b)는 각각 직류 링크 도체(22)에 의해 접속된다.Similarly, the inverter unit
이와 같이, 컨버터 유닛(13)과 인버터 유닛(15)이 서로 인접시켜 장치 하우징(16) 내에 배치되고, 직류 입출력의 외부 접속 단자(20a, 20b)가 각각 서로 인접하는 유닛(13, 15) 측에 설치되며, 그 사이를 직류 링크 도체(22)에 의해 전기 접속시켜 구성되어 있다. 이것에 의해, 직류 링크 부분의 배선 길이를 짧게 하고 있 다.In this way, the
또한, 컨버터 유닛(13)의 외부 접속 단자(20a)와 필터 콘덴서(18)의 단자부(19), 인버터 유닛(15)의 외부 접속 단자(20b)와 필터 콘덴서(18)의 단자부(19)는 원터치 방식의 커넥터로 형성되어 있으며, 이들 유닛(13, 15)의 장치 하우징(16)으로의 착탈 동작과 동시에 커넥터의 삽입/발출(揷入/拔出)이 실행되는 구조로 되어 있다. 이것에 의해, 각 유닛(13, 15) 사이의 작업 스페이스가 불필요해지고, 각 유닛(13, 15)을 근접하여 배치하는 것이 가능해져, 유닛(13, 15) 사이의 배선이 더 짧아진다.In addition, the
여기서, 직류 링크 부분의 회로 구성은 컨버터 유닛(13)의 반도체 소자부(17)→컨버터 유닛(13)의 필터 콘덴서(18)→컨버터 유닛(13)의 외부 접속 단자(20a)→직류 링크 도체(22)→인버터 유닛(15)의 외부 접속 단자(20b)→인버터 유닛(15)의 필터 콘덴서(18)→인버터 유닛(15)의 반도체 소자부(17)로 이루어지고, 유닛(13, 15) 사이의 전류가 이 부분을 흐르게 되어, 적정하게 직류 링크의 회로를 구성할 수 있다.Here, the circuit structure of the DC link portion is the
이상의 설명에서는, 컨버터 유닛(13) 및 인버터 유닛(15)의 양쪽에 각각 필터 콘덴서(18)가 내장되어 있는 경우에 대해서 설명했지만, 어느 한쪽에 필터 콘덴서(18)를 내장하도록 할 수도 있다.In the above description, the case where the
제 1 실시예에 의하면, 직류 입출력의 유닛 외부 접속 단자(20a, 20b)를 서로 인접하는 유닛(13, 15)의 배면 측의 서로 인접하는 측에 설치하기 때문에, 직류 링크 부분의 직류 링크 도체(22)의 배선 길이를 짧게 하는 것이 가능해지고, 배선 인덕턴스를 저감시킬 수 있다. 따라서, 철도 차량용 전력 변환 장치의 소형 및 경량화를 실현할 수 있고, 각 유닛 외부 접속 단자(20a, 20b)를 커넥터화함으로써, 소형 및 경량화를 더 도모할 수 있으며, 메인터넌스(maintenance)성도 향상된다.According to the first embodiment, since the unit
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 철도 차량용 전력 변환 장치의 구성도이며, 도 2의 (a)는 사시도, 도 2의 (b)는 평면도, 도 2의 (c)는 측면도, 도 2의 (d)는 배면도이다. 이 제 2 실시예는, 도 1에 나타낸 제 1 실시예에 대하여, 컨버터 유닛 외부 접속 단자(20a)는 컨버터 유닛(13)의 배면 측의 인버터 유닛(15) 측 대신에 컨버터 유닛(13)의 측면 측의 인버터 유닛(15) 측에 설치하고, 인버터 유닛 외부 접속 단자(20b)는 인버터 유닛(15)의 배면 측의 컨버터 유닛(13) 측 대신에 인버터 유닛(15)의 측면 측의 컨버터 유닛(13) 측에 설치한 것이다. 도 1과 동일한 요소에는 동일한 부호를 첨부하여 중복되는 설명을 생략한다.2 is a configuration diagram of a power conversion device for a railway vehicle according to a second embodiment of the present invention, Figure 2 (a) is a perspective view, Figure 2 (b) is a plan view, Figure 2 (c) is a side view, FIG. 2 (d) is a rear view. In the second embodiment, with respect to the first embodiment shown in FIG. 1, the converter unit
도 2에 있어서, 컨버터 유닛(13) 및 인버터 유닛(15)에는 각각 필터 콘덴서(18)가 내장되어 있으며, 컨버터 유닛(13)과 인버터 유닛(15)은 서로 인접시켜 장치 하우징(16) 내에 배치된다. 그리고, 컨버터 유닛(13)의 직류 출력의 컨버터 유닛 외부 접속 단자(20a)는 컨버터 회로(12)의 반도체 소자부(17) 근방에 설치되어 있다. 즉, 컨버터 유닛(13)의 측면 측의 인버터 유닛(15) 측에 설치되어 있다. 도 2에서는 상하에 3개의 컨버터 유닛 외부 접속 단자(20a)가 설치된 경우를 나타내고 있다.In Fig. 2, the
마찬가지로, 인버터 유닛(15)의 직류 입력의 인버터 유닛 외부 접속 단자(20b)는 인버터 회로(14)의 반도체 소자부(17) 근방에 설치되어 있다. 즉, 인버터 유닛(15)의 측면 측의 컨버터 유닛(13) 측에 설치되고, 도 2에서는 상하에 3개의 인버터 유닛 외부 접속 단자(20b)가 설치된 경우를 나타내고 있다. 이들 3개의 컨버터 유닛 외부 접속 단자(20a)와 3개의 인버터 유닛 외부 접속 단자(20b)는 각각 직류 링크 도체(22)에 의해 접속된다.Similarly, the inverter unit
이와 같이, 필터 콘덴서(18)가 내장된 컨버터 유닛(13)과 인버터 유닛(15)이 서로 인접시켜 장치 하우징(16) 내에 배치되고, 직류 입출력의 외부 접속 단자(20a, 20b)가 각각 서로 인접하는 유닛(13, 15)의 측면에 설치되며, 그 사이를 직류 링크 도체(22)에 의해 전기 접속시킨 구성으로 되어 있다.In this way, the
또한, 컨버터 유닛(13)의 외부 접속 단자(20a)와 필터 콘덴서(18)의 단자부(19), 인버터 유닛(15)의 외부 접속 단자(20b)와 필터 콘덴서(18)의 단자부(19)는, 제 1 실시예와 동일하게, 원터치 방식의 커넥터로 형성되어 있으며, 이들 유닛(13, 15)의 장치 하우징(16)으로의 착탈 동작과 동시에 커넥터의 삽입/발출(揷入/拔出)이 실행되는 구조로 되어 있다. 이것에 의해, 각 유닛(13, 15) 사이의 작업 스페이스가 불필요해지고, 각 유닛(13, 15)을 근접하여 배치하는 것이 가능해져, 유닛(13, 15) 사이의 배선이 더 짧아진다.In addition, the
제 2 실시예에 의하면, 직류 입출력의 유닛 외부 접속 단자(20a, 20b)를 서로 인접하는 유닛(13, 15)의 측면 측의 서로 인접하는 측에 설치하기 때문에, 제 1 실시예와 동일하게, 직류 링크 부분의 직류 링크 도체(22)의 배선 길이를 짧게 하는 것이 가능해지고, 배선 인덕턴스를 저감시킬 수 있다. 따라서, 철도 차량용 전력 변환 장치의 소형 및 경량화를 실현할 수 있고, 각 유닛 외부 접속 단자(20a, 20b)를 커넥터화함으로써, 소형 및 경량화를 더 도모할 수 있으며, 메인터넌스성도 향상된다.According to the second embodiment, since the unit
도 3은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 철도 차량용 전력 변환 장치의 구성도이며, 도 3의 (a)는 사시도, 도 3의 (b)는 평면도, 도 3의 (c)는 측면도, 도 3의 (d)는 배면도이다. 이 제 3 실시예는, 도 2에 나타낸 제 2 실시예에 대하여, 컨버터 유닛(13)의 필터 콘덴서(18)는 컨버터 유닛(13)의 인버터 유닛(15) 측에, 인버터 유닛(15)의 필터 콘덴서(18)는 인버터 유닛(15)의 컨버터 유닛(13) 측에 배치한 것이다. 도 2와 동일한 요소에는 동일한 부호를 첨부하여 중복되는 설명을 생략한다.3 is a configuration diagram of a power conversion device for a railway vehicle according to a third embodiment of the present invention, Figure 3 (a) is a perspective view, Figure 3 (b) is a plan view, Figure 3 (c) is a side view, Fig. 3 (d) is a rear view. In the third embodiment, with respect to the second embodiment shown in FIG. 2, the
도 3에 있어서, 컨버터 유닛(13) 및 인버터 유닛(15)에는 각각 필터 콘덴서(18)가 내장되어 있으며, 필터 콘덴서(18)는 세로 배치에 의해 서로 인접하도록 배치되어 있다. 컨버터 유닛(13)의 직류 출력의 컨버터 유닛 외부 접속 단자(20a)는 컨버터 회로(12)의 반도체 소자부(17) 근방에 설치되고, 컨버터 유닛(13)의 측면 측의 인버터 유닛(15) 측에 설치되어 있다. 도 3에서는 상하에 3개의 컨버터 유닛 외부 접속 단자(20a)가 설치된 경우를 나타내고 있다.In FIG. 3, the
마찬가지로, 인버터 유닛(15)의 직류 입력의 인버터 유닛 외부 접속 단자(20b)는 인버터 회로(14)의 반도체 소자부(17) 근방에, 인버터 유닛(15)의 측면 측의 컨버터 유닛(13) 측에 설치된다. 도 3에서는 상하에 3개의 인버터 유닛 외부 접속 단자(20b)가 설치된 경우를 나타내고 있다. 이들 3개의 컨버터 유닛 외부 접속 단자(20a)와 3개의 인버터 유닛 외부 접속 단자(20b)는 각각 직류 링크 도체 (22)에 의해 접속된다.Similarly, the inverter unit
이와 같이, 필터 콘덴서(18)가 세로 배치에 의해 내장된 컨버터 유닛(13)과 인버터 유닛(15)이 서로 인접시켜 장치 하우징(16) 내에 배치되며, 직류 입출력의 외부 접속 단자(20a, 20b)가 각각 서로 인접하는 유닛(13, 15)의 측면에 설치되고, 또한 컨버터 유닛(13) 및 인버터 유닛(15) 내부의 필터 콘덴서(18) 배치도 각각 서로 인접하는 유닛 측의 각각 서로 인접하는 유닛의 측면에 설치되며, 그 사이를 직류 링크 도체(22)에 의해 전기 접속시킨 구성으로 되어 있다.In this manner, the
제 3 실시예에 의하면, 제 2 실시예의 효과에 더하여, 컨버터 유닛(13)의 필터 콘덴서(18)와 인버터 유닛(15)의 필터 콘덴서(18) 사이의 배선도 짧게 할 수 있다.According to the third embodiment, in addition to the effects of the second embodiment, the wiring between the
도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 철도 차량용 전력 변환 장치의 구성도이며, 도 4의 (a)는 사시도, 도 4의 (b)는 평면도, 도 4의 (c)는 측면도, 도 4의 (d)는 배면도이다. 이 제 4 실시예는, 도 2에 나타낸 제 2 실시예에 대하여, 필터 콘덴서(18)를 컨버터 유닛(13) 및 인버터 유닛(15)의 외부에 설치하고, 필터 콘덴서(18)가 컨버터 유닛(13)과 인버터 유닛(15) 사이에 위치하도록 컨버터 유닛(13)과 인버터 유닛(15)을 인접시켜 차체 측방 측으로부터 차량 플로어 아래에 착탈 가능하게 장치 하우징(16)에 조립 구성하며, 필터 콘덴서(18)에 접속하기 위한 직류 출력의 컨버터 유닛 외부 접속 단자(20a)를 컨버터 유닛(13)의 측면 측의 인버터 유닛(15) 측에 설치하고, 필터 콘덴서(18)에 접속하기 위한 직류 입력의 인버터 유닛 외부 접속 단자(20b)를 인버터 유닛(15)의 측면 측의 컨버터 유닛(13) 측에 설 치하며, 컨버터 유닛 외부 접속 단자(20a)와 인버터 유닛 외부 접속 단자(20b) 사이를 필터 콘덴서를 통하여 직류 링크 도체(22)에 의해 접속하도록 한 것이다. 도 2와 동일한 요소에는 동일한 부호를 첨부하여 중복되는 설명을 생략한다.4 is a configuration diagram of a power conversion device for a railway vehicle according to a fourth embodiment of the present invention, Figure 4 (a) is a perspective view, Figure 4 (b) is a plan view, Figure 4 (c) is a side view, FIG. 4 (d) is a rear view. In the fourth embodiment, with respect to the second embodiment shown in Fig. 2, the
도 4에 있어서, 컨버터 유닛(13)과 인버터 유닛(15)은 서로 인접시켜 장치 하우징(16) 내에 배치되며, 필터 콘덴서(18)는 컨버터 유닛(13) 및 인버터 유닛(15)의 외부에 설치되어 있다. 즉, 필터 콘덴서(18)는 컨버터 유닛(13)과 인버터 유닛(15) 사이에 위치하도록 설치된다. 그리고, 컨버터 유닛(13)의 직류 출력의 컨버터 유닛 외부 접속 단자(20a)는 컨버터 유닛(13)의 측면 측의 인버터 유닛(15) 측에 설치되고, 마찬가지로 인버터 유닛(15)의 직류 입력의 인버터 유닛 외부 접속 단자(20b)는 인버터 유닛(15)의 측면 측의 컨버터 유닛(13) 측에 설치된다. 컨버터 유닛 외부 접속 단자(20a)는 직류 링크 도체(22)를 통하여 필터 콘덴서(18)의 단자부(19)에 접속되고, 마찬가지로 인버터 유닛 외부 접속 단자(20b)는 직류 링크 도체(22)를 통하여 필터 콘덴서(18)의 단자부(19)에 접속된다.In FIG. 4, the
이와 같이, 컨버터 유닛(13), 인버터 유닛(15), 필터 콘덴서(18)는 서로 인접시켜 장치 하우징(16) 내에 배치되고, 각각의 직류의 유닛 외부 접속 단자(20a, 20b)가 각각 서로 인접하는 유닛(13, 15) 측의 각각 서로 인접하는 유닛(13, 15)의 측면에 설치되며, 그 사이를 직류 링크 도체(22)에 의해 전기 접속시킨 구성으로 되어 있다.In this way, the
제 4 실시예에 의하면, 제 2 실시예의 효과에 더하여, 필터 콘덴서(18)를 유닛(13, 15)의 외부에 배치하기 때문에, 유닛(13, 15)의 소형 및 경량화를 도모할 수 있고, 또한 메인터넌스성의 향상도 도모할 수 있다.According to the fourth embodiment, in addition to the effects of the second embodiment, since the
도 5는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 철도 차량용 전력 변환 장치의 구성도이며, 도 5의 (a)는 사시도, 도 5의 (b)는 평면도, 도 5의 (c)는 측면도, 도 5의 (d)는 배면도이다. 이 제 5 실시예는, 도 1에 나타낸 제 1 실시예에 대하여, 필터 콘덴서(18)를 컨버터 유닛(13) 및 인버터 유닛(15)의 외부에 설치하고, 필터 콘덴서(18)가 컨버터 유닛(13) 및 인버터 유닛(15)의 배면 측에 위치하도록 컨버터 유닛(13)과 인버터 유닛(15)을 인접시켜 차체 측방 측으로부터 차량 플로어 아래에 착탈 가능하게 장치 하우징(16)에 조립 구성하며, 필터 콘덴서(18)에 접속하기 위한 직류 출력의 컨버터 유닛 외부 접속 단자(20a)를 컨버터 유닛(13)의 측면 측의 인버터 유닛(15) 측에 설치하고, 필터 콘덴서(18)에 접속하기 위한 직류 입력의 인버터 유닛 외부 접속 단자(20b)를 인버터 유닛(15)의 배면 측의 컨버터 유닛(13) 측에 설치하며, 컨버터 유닛 외부 접속 단자(20a)와 인버터 유닛 외부 접속 단자(20b) 사이를 필터 콘덴서(18)를 통하여 직류 링크 도체(22)에 의해 접속하도록 한 것이다. 도 1과 동일한 요소에는 동일한 부호를 첨부하여 중복되는 설명을 생략한다.5 is a configuration diagram of a power conversion device for a railway vehicle according to a fifth embodiment of the present invention, Figure 5 (a) is a perspective view, Figure 5 (b) is a plan view, Figure 5 (c) is a side view, FIG. 5d is a rear view. In the fifth embodiment, with respect to the first embodiment shown in Fig. 1, the
도 5에 있어서, 컨버터 유닛(13)과 인버터 유닛(15)은 서로 인접시켜 장치 하우징(16) 내에 배치되며, 필터 콘덴서(18)는 컨버터 유닛(13) 및 인버터 유닛(15)의 외부에 설치되어 있다. 즉, 컨버터 유닛(13) 및 인버터 유닛(15)의 배면 측에 위치하도록 설치된다. 그리고, 컨버터 유닛(13)의 직류 출력의 컨버터 유닛 외부 접속 단자(20a)는 컨버터 유닛(13)의 배면 측의 인버터 유닛(15) 측에 설치되 고, 마찬가지로 인버터 유닛(15)의 직류 입력의 인버터 유닛 외부 접속 단자(20b)는 인버터 유닛(15)의 배면 측의 컨버터 유닛(13) 측에 설치된다. 컨버터 유닛 외부 접속 단자(20a)는 직류 링크 도체(22)를 통하여 필터 콘덴서(18)의 단자부(19)에 접속되고, 마찬가지로 인버터 유닛 외부 접속 단자(20b)는 직류 링크 도체(22)를 통하여 필터 콘덴서(18)의 단자부(19)에 접속된다.In FIG. 5, the
이와 같이, 컨버터 유닛(13)과 인버터 유닛(15)은 서로 인접시켜 장치 하우징(16) 내에 배치되며, 필터 콘덴서(18)는 컨버터 유닛(13) 및 인버터 유닛(15)의 배면 측에 배치된다. 즉, 컨버터 유닛(13)과 필터 콘덴서(18)와 인버터 유닛(15)이 "コ"자 형상으로 배치되고, 각각의 직류의 외부 접속 단자(20a, 20b)가 각각 서로 인접하는 유닛(13, 15) 측의 각각 서로 인접하는 유닛(13, 15)의 측면에 설치되며, 그 사이를 직류 링크 도체(22)에 의해 전기 접속시킨 구성으로 되어 있다.In this way, the
제 5 실시예에 의하면, 제 1 실시예의 효과에 더하여, 유닛(13, 15)을 삽입 방향으로 소형화하는 것이 가능해지고, 메인터넌스성의 향상도 도모할 수 있다.According to the fifth embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the
본 발명에 의하면, 직류 링크 부분에 접속되는 직류 링크 도체를 단축할 수 있기 때문에, 직류 링크 부분의 배선 인덕턴스를 저감시킬 수 있게 되고, 철도 차량용 전력 변환 장치의 소형 및 경량화를 도모할 수 있다. 또한, 원터치 방식 커넥터를 사용한 경우에는, 장치 하우징으로의 착탈 동작과 동시에 전기 접속을 행할 수 있기 때문에, 컨버터 유닛이나 인버터 유닛의 메인터넌스성 향상을 도모할 수 있다.According to the present invention, since the DC link conductor connected to the DC link portion can be shortened, the wiring inductance of the DC link portion can be reduced, and the size and weight of the power conversion device for a railway vehicle can be reduced. In addition, when the one-touch connector is used, electrical connection can be performed at the same time as the attachment / detachment operation to the device housing, so that the maintenance property of the converter unit and the inverter unit can be improved.
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