[發明專利]鐵道車輛用電力轉換裝置

有效

• 申請號: 201010198834.X
• 申請日: 2010-06-07
• 公開（公告）號: CN101908817A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 山口智司;菱田昭裕;田中健;河野恭彥;仲田清
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02M7/48
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 汪惠民

技術領域

本發明涉及鐵道車輛用電力轉換裝置的一般主電路安裝構造，尤其涉及電力轉換裝置的主電路安裝構造。

背景技術

設置于鐵道車輛的鐵道車輛用電力轉換裝置，通過由多個IGBT構成的主電路的開關動作，對從鐵道架線輸入的電力進行電力轉換，來控制鐵道車輛用電動機。作為該電力轉換裝置的主要構成裝置的主電路，由作為開關元件的IGBT、其驅動電路、IGBT的冷卻器、用于使從架線輸入的直流電力穩定化的濾波電容器等構成。

圖3表示現有的電力轉換裝置的立體圖，圖5表示現有的電力轉換裝置的側視圖。

參照圖3、圖5，對電力轉換裝置的構造進行說明。在框體20內，IGBT1被安裝在具有冷卻塊4及冷卻葉片5的半導體冷卻單元的冷卻塊4上，將發熱損失向裝置外的大氣釋放。上述半導體冷卻單元、U、V、W三相份的IGBT1、以及濾波電容器2被收納在同一框體20內，構成了電力轉換單元6。

對IGBT1施加的選通信號從選通控制電路7輸出，經由選通布線8被輸送給各IGBT1。濾波電容器2被二分割地配置在圖3的左右兩側。選通控制電路7配置在被分割為兩個的濾波電容器2的中央的空間。這里，將IGBT1、選通控制電路7、選通布線8、冷卻單元、導體桿、及雖未圖示但對這些部件進行支承并將它們結合的由框架構成的一體構成部分，特別稱為功率單元。

在圖3及圖5所示的構造的電力轉換單元6中，由于濾波電容器2是被分割成兩個并配置在兩側的構造，所以濾波電容器2在圖3中的前后方向的厚度，比不分割時的濾波電容器增大。結果，在框架構成上，選通控制電路7配置在比較靠里面的位置，難以對選通控制電路7進行視覺確認和電路檢查等維護作業。尤其是，由于成為選通控制電路7的維護空間的被分割的濾波電容器2的間隔尺寸狹小，所以，存在著對光纖等的拆裝訪問十分困難這一問題。而且，由于將三相份的選通控制電路集成配置在中央，所以，電力轉換單元6內的選通布線8集中于中央，難以確保布線區域用的空間。即，考慮了噪聲應對方案的通量線劃分變得不充分，難以實現噪聲應對方案。并且，選通控制電路7配置在容易充滿熱的中央部，尤其是上段的選通控制電路會被下段的選通控制電路發出的熱加熱，從而成為熱條件嚴峻的環境條件。

另外，圖3及圖5所示的構造，由于濾波電容器被二分割成為2a、2b，所以濾波電容器2及與其連接的布線導體、支承部件等部件個數增多，成為裝置構造復雜化、重量增加的原因。

作為解決這樣的課題的構成，例如有專利文獻1中記載的構造。利用圖4，對專利文獻1中記載的構造進行說明。

圖4所示的構造與上述的構造同樣，在框體20內，IGBT1被安裝在具有冷卻塊4及冷卻葉片5的半導體冷卻單元的冷卻塊4上，將發熱損失向裝置外的大氣釋放。通過將具有冷卻塊4及冷卻葉片5的半導體冷卻單元、濾波電容器2和U、V、W三相份的IGBT1收納到1個框體20內，構成了電力轉換單元6。

由于選通控制電路7被左右排列地設置在濾波電容器2的下面，所以，選通控制電路的訪問變得容易。而且，濾波電容器在選通控制電路上以被統一成一個而未分割的方式配置。

【專利文獻1】日本特開2003-23778號公報

但是，在上述構成中存在以下所述的問題點。

圖4所示的電力轉換裝置成為濾波電容器2和上述的功率單元被分割的構成，在將濾波電容器2固定支承到框體20上之后，將功率單元與濾波電容器2的布線連接，使得濾波電容器2和功率單元被分別固定于框體20。

這里，在將電力轉換裝置搭載到鐵道車輛上來進行商業運營時，當為了電力轉換裝置的維護而將電力轉換裝置從框體上拆下時，需要將濾波電容器與框體的固定支承部件卸下，拆開濾波電容器與上述單元之間的布線，將濾波電容器從框體上取出，并卸下上述單元與框體的固定支承部件，將上述單元從框體上取出。由于該框體被搭載于鐵道車輛底板的有限空間，所以框體較小，在該框體中進行將濾波電容器與上述單元之間的布線拆除的作業，對于作業者來說是非常困難、且花費時間的作業。而且，用于從框體取下電力轉換裝置的工時多、比較繁雜。

并且，由于濾波電容器及上述單元分別被框體固定支承，所以，固定支承部件等部件個數增多，在將電力轉換裝置向框體安裝時和維護時，成為不僅使作業者的工時增多，而且導致重量增加的原因。

發明內容

鑒于此，本發明的目的在于，提供一種能夠提高維護性且可以實現裝置的小型化的電力轉換裝置。