JPH0833336A - 電力変換装置 - Google Patents
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- JPH0833336A JPH0833336A JP16769694A JP16769694A JPH0833336A JP H0833336 A JPH0833336 A JP H0833336A JP 16769694 A JP16769694 A JP 16769694A JP 16769694 A JP16769694 A JP 16769694A JP H0833336 A JPH0833336 A JP H0833336A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/007—Physical arrangements or structures of drive train converters specially adapted for the propulsion motors of electric vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
- B60L9/16—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using AC induction motors
- B60L9/24—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using AC induction motors fed from AC supply lines
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
- H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
- H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- H02P29/68—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive based on the temperature of a drive component or a semiconductor component
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ＰＷＭコンバータ，インバータ電気車の電力変
換器の共用化を図りつつ、装置を小形化すること。 【構成】ＰＷＭコンバータ，ＰＷＭインバータから少な
くとも１相ずつ組み合わせて主回路ユニットを構成し、
主回路ユニットごとに共通の冷却器を持つよう構成す
る。 【効果】上記の様に構成した場合、冷却器の容量として
は、ＰＷＭコンバータ１相分の損失とＰＷＭインバータ
１相分の損失の和の最大値で設計すればよく、これはＰ
ＷＭコンバータ１相分の損失の最大値とＰＷＭインバー
タ１相分の損失の最大値の和より小さくできる。その結
果、ＰＷＭコンバータとＰＷＭインバータで電力変換器
を共用としたり、ＰＷＭコンバータ，ＰＷＭインバータ
ごとに冷却器の容量を設計したりする場合に比べ、容量
を小さくできる。
換器の共用化を図りつつ、装置を小形化すること。 【構成】ＰＷＭコンバータ，ＰＷＭインバータから少な
くとも１相ずつ組み合わせて主回路ユニットを構成し、
主回路ユニットごとに共通の冷却器を持つよう構成す
る。 【効果】上記の様に構成した場合、冷却器の容量として
は、ＰＷＭコンバータ１相分の損失とＰＷＭインバータ
１相分の損失の和の最大値で設計すればよく、これはＰ
ＷＭコンバータ１相分の損失の最大値とＰＷＭインバー
タ１相分の損失の最大値の和より小さくできる。その結
果、ＰＷＭコンバータとＰＷＭインバータで電力変換器
を共用としたり、ＰＷＭコンバータ，ＰＷＭインバータ
ごとに冷却器の容量を設計したりする場合に比べ、容量
を小さくできる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＰＷＭコンバータ，イ
ンバータを用いた交流電気車の電力変換装置に係り、特
に、これら電力変換装置の冷却に関する。
ンバータを用いた交流電気車の電力変換装置に係り、特
に、これら電力変換装置の冷却に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、２台の単相コンバータによって交
流を直流に変換し、この直流を３相交流に変換し誘導電
動機を駆動するインバータを有する交流電気車用電力変
換器は、コンバータの２相で１ユニットが、インバータ
の２相分で１ユニットが、インバータの残りの１相と過
電圧保護回路との組み合わせで１ユニットが構成され、
これにより、これら各ユニットは同じ構造のユニットと
して共用化し標準化を図ることが特開平4−71303号公報
に記載されている。
流を直流に変換し、この直流を３相交流に変換し誘導電
動機を駆動するインバータを有する交流電気車用電力変
換器は、コンバータの２相で１ユニットが、インバータ
の２相分で１ユニットが、インバータの残りの１相と過
電圧保護回路との組み合わせで１ユニットが構成され、
これにより、これら各ユニットは同じ構造のユニットと
して共用化し標準化を図ることが特開平4−71303号公報
に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】さて、上記電力変換装
置は何れもスイッチング素子により構成されており、こ
れら素子には冷却が必要である。上記従来技術は、ユニ
ットの共用化については触れられているが、冷却器の小
型化についてはなんら配慮がなされていない。
置は何れもスイッチング素子により構成されており、こ
れら素子には冷却が必要である。上記従来技術は、ユニ
ットの共用化については触れられているが、冷却器の小
型化についてはなんら配慮がなされていない。
【０００４】本発明の目的は、ユニットの共用化を図り
つつ、冷却器の小型化を図り、ひいては電力変換装置自
体を小形化することにある。
つつ、冷却器の小型化を図り、ひいては電力変換装置自
体を小形化することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、複数の自己
消弧形素子を直列接続した構成を１相分に有し、交流を
直流に変換するコンバータと、複数の自己消弧形素子を
直列接続した構成を１相分に有し、直流を交流に変換す
るインバータとを備えた電力変換装置において、少なく
とも前記コンバータの１相分と少なくとも前記インバー
タの１相分を同一の冷却器上に配置することにより達成
される。
消弧形素子を直列接続した構成を１相分に有し、交流を
直流に変換するコンバータと、複数の自己消弧形素子を
直列接続した構成を１相分に有し、直流を交流に変換す
るインバータとを備えた電力変換装置において、少なく
とも前記コンバータの１相分と少なくとも前記インバー
タの１相分を同一の冷却器上に配置することにより達成
される。
【０００６】
【作用】ＰＷＭ（パルス幅変調）コンバータ，インバー
タを動作させて電気車を停止状態から最高速度まで走ら
せたとき、通常ＰＷＭコンバータは変換電力が最大とな
る高速域で損失が最大となり、ＰＷＭインバータは自己
消弧形素子のスイッチング周波数の高い低速域で損失が
最大となるというように両者が最大損失となる速度は異
なる。したがって例えばＰＷＭコンバータ，ＰＷＭイン
バータの１相ずつを一つの冷却器上に構成した場合、冷
却器の容量としては、ＰＷＭコンバータ１相分の損失と
ＰＷＭインバータ１相分の損失の和の最大値とすればよ
く、このときの容量はＰＷＭコンバータ１相分の損失の
最大値とＰＷＭインバータ１相分の損失の最大値の和よ
り小さくできる。その結果、ＰＷＭコンバータとＰＷＭ
インバータで電力変換器を共用としたり、ＰＷＭコンバ
ータ，ＰＷＭインバータごとに冷却器の容量を設計した
りする場合に比べ、容量を小さくできる。
タを動作させて電気車を停止状態から最高速度まで走ら
せたとき、通常ＰＷＭコンバータは変換電力が最大とな
る高速域で損失が最大となり、ＰＷＭインバータは自己
消弧形素子のスイッチング周波数の高い低速域で損失が
最大となるというように両者が最大損失となる速度は異
なる。したがって例えばＰＷＭコンバータ，ＰＷＭイン
バータの１相ずつを一つの冷却器上に構成した場合、冷
却器の容量としては、ＰＷＭコンバータ１相分の損失と
ＰＷＭインバータ１相分の損失の和の最大値とすればよ
く、このときの容量はＰＷＭコンバータ１相分の損失の
最大値とＰＷＭインバータ１相分の損失の最大値の和よ
り小さくできる。その結果、ＰＷＭコンバータとＰＷＭ
インバータで電力変換器を共用としたり、ＰＷＭコンバ
ータ，ＰＷＭインバータごとに冷却器の容量を設計した
りする場合に比べ、容量を小さくできる。
【０００７】
【実施例】交流架線から給電される交流を電源とし、誘
導電動機を駆動する交流電気車の電力変換器としては、
例えば図９に示すＰＷＭコンバータ，インバータ電気車
がある。１はパンタグラフ（交流電源）、２は変圧器、
３はＰＷＭコンバータ、４はＰＷＭインバータ、５は誘
導電動機、６は直流回路のコンデンサである。７は電力
変換器の１相分を示し、一例としてＧＴＯ（ゲートター
ンオフサイリスタ）やＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポー
ラトランジスタ）など自己消弧形スイッチング素子とそ
れに逆並列に接続したダイオードを２直列接続したもの
をコンデンサ６の両端に接続し、その中点を出力点とし
てＰＷＭコンバータでは交流電源側に、ＰＷＭインバー
タでは誘導電動機側に接続したものである。ＰＷＭコン
バータ７ａ〜７ｄの４相と、ＰＷＭインバータ７ｅ〜７
ｇの３相は同じ回路構成となっている。電気車の力行時
にはＰＷＭコンバータ３で、単相の交流を直流に変換
し、ＰＷＭインバータ４で直流を可変電圧可変周波数の
３相交流に変換し誘導電動機５を駆動する。また回生時
には誘導電動機５を電源とし、ＰＷＭインバータ４で３
相交流を直流に変換し、ＰＷＭコンバータ３で直流を単
相交流に変換し、電力を交流電源側に回生する。８は抵
抗器及びサイリスタから成る過電圧保護回路で、直流回
路のコンデンサ６が過電圧になったときにサイリスタを
ターンオンしてコンデンサの電荷を抵抗器を通して放電
するためのものである。
導電動機を駆動する交流電気車の電力変換器としては、
例えば図９に示すＰＷＭコンバータ，インバータ電気車
がある。１はパンタグラフ（交流電源）、２は変圧器、
３はＰＷＭコンバータ、４はＰＷＭインバータ、５は誘
導電動機、６は直流回路のコンデンサである。７は電力
変換器の１相分を示し、一例としてＧＴＯ（ゲートター
ンオフサイリスタ）やＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポー
ラトランジスタ）など自己消弧形スイッチング素子とそ
れに逆並列に接続したダイオードを２直列接続したもの
をコンデンサ６の両端に接続し、その中点を出力点とし
てＰＷＭコンバータでは交流電源側に、ＰＷＭインバー
タでは誘導電動機側に接続したものである。ＰＷＭコン
バータ７ａ〜７ｄの４相と、ＰＷＭインバータ７ｅ〜７
ｇの３相は同じ回路構成となっている。電気車の力行時
にはＰＷＭコンバータ３で、単相の交流を直流に変換
し、ＰＷＭインバータ４で直流を可変電圧可変周波数の
３相交流に変換し誘導電動機５を駆動する。また回生時
には誘導電動機５を電源とし、ＰＷＭインバータ４で３
相交流を直流に変換し、ＰＷＭコンバータ３で直流を単
相交流に変換し、電力を交流電源側に回生する。８は抵
抗器及びサイリスタから成る過電圧保護回路で、直流回
路のコンデンサ６が過電圧になったときにサイリスタを
ターンオンしてコンデンサの電荷を抵抗器を通して放電
するためのものである。
【０００８】これら電力変換装置は、上記の如くスイッ
チング素子により構成されているため、これら素子を冷
却するための冷却器が必要である。この冷却器の容量
は、電気車を停止状態から最高速度まで走らせたときの
半導体損失，スナバ損失を計算し、その最大値の損失を
処理できる容量と決定する。冷却能力は、基本的にはフ
ィンの放熱面積で決まるので、損失が大きいほど、冷却
器の大きさ(重量，容積)も大きくなる。
チング素子により構成されているため、これら素子を冷
却するための冷却器が必要である。この冷却器の容量
は、電気車を停止状態から最高速度まで走らせたときの
半導体損失，スナバ損失を計算し、その最大値の損失を
処理できる容量と決定する。冷却能力は、基本的にはフ
ィンの放熱面積で決まるので、損失が大きいほど、冷却
器の大きさ(重量，容積)も大きくなる。
【０００９】さて、これらコンバータ，インバータ毎に
冷却やユニットを構成すると、個々に独立して製造しな
ければならないという問題がある。そこで、コンバータ
もインバータも素子の配列が同じであることに着目して
ユニット化を図る。しかしながら、ＰＷＭコンバータ３
は、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの単相交流とコンデンサ６
からなる直流回路の間の変換を行うのに対し、ＰＷＭイ
ンバータ４は、直流回路と誘導電動機５を駆動するため
の可変周波数可変電圧の３相交流の間の変換を行うもの
で両者の動作は異なる。したがって、電力変換器１相分
に発生する損失も異なり、ＰＷＭコンバータとＰＷＭイ
ンバータで冷却器の構成を同じにするとどちらか最大損
失の大きい方に合わせて冷却器の大きさを設計する必要
があり、最大損失の小さい変換器にとっては、オーバー
スペックとなり、その分装置が大形化してしまう。
冷却やユニットを構成すると、個々に独立して製造しな
ければならないという問題がある。そこで、コンバータ
もインバータも素子の配列が同じであることに着目して
ユニット化を図る。しかしながら、ＰＷＭコンバータ３
は、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの単相交流とコンデンサ６
からなる直流回路の間の変換を行うのに対し、ＰＷＭイ
ンバータ４は、直流回路と誘導電動機５を駆動するため
の可変周波数可変電圧の３相交流の間の変換を行うもの
で両者の動作は異なる。したがって、電力変換器１相分
に発生する損失も異なり、ＰＷＭコンバータとＰＷＭイ
ンバータで冷却器の構成を同じにするとどちらか最大損
失の大きい方に合わせて冷却器の大きさを設計する必要
があり、最大損失の小さい変換器にとっては、オーバー
スペックとなり、その分装置が大形化してしまう。
【００１０】また、電力変換器の１相分の半導体素子に
は、そのサージ電圧を吸収するためのスナバ回路が接続
されている（図９には図示せず）。スナバ回路のついた
１相分の回路構成の例を図１０に示す。１１はＧＴＯな
ど自己消弧形素子、１２は逆並列ダイオード、１３はス
ナバダイオード、１４はスナバコンデンサ、１５はスナ
バ抵抗器である。図９に示した１相分の回路には、自己
消弧形素子１１がスイッチングすることによって、電流
が流れ、１１，１２，１３に半導体損失、１５にスナバ
損失が発生する。これらの損失は熱となり、電力変換器
の温度を上昇させるが、この温度上昇をある値以下に抑
えるためには、冷却器により熱を電力変換器の外に発散
させる必要がある。冷却器としては、例えば半導体素子
に冷却板を接触させてフィンで熱を発散させて冷すとい
ったものがある。しかし、スナバ回路の損失も、コンバ
ータとインバータとでは異なり上記同様損失の大きな方
に冷却器の冷却能力をあわせるとオーバースペックとな
ってしまう。
は、そのサージ電圧を吸収するためのスナバ回路が接続
されている（図９には図示せず）。スナバ回路のついた
１相分の回路構成の例を図１０に示す。１１はＧＴＯな
ど自己消弧形素子、１２は逆並列ダイオード、１３はス
ナバダイオード、１４はスナバコンデンサ、１５はスナ
バ抵抗器である。図９に示した１相分の回路には、自己
消弧形素子１１がスイッチングすることによって、電流
が流れ、１１，１２，１３に半導体損失、１５にスナバ
損失が発生する。これらの損失は熱となり、電力変換器
の温度を上昇させるが、この温度上昇をある値以下に抑
えるためには、冷却器により熱を電力変換器の外に発散
させる必要がある。冷却器としては、例えば半導体素子
に冷却板を接触させてフィンで熱を発散させて冷すとい
ったものがある。しかし、スナバ回路の損失も、コンバ
ータとインバータとでは異なり上記同様損失の大きな方
に冷却器の冷却能力をあわせるとオーバースペックとな
ってしまう。
【００１１】この点を解決する一実施例を図１に基づい
て説明する。図１は、図９に示した電気車用コンバータ
・インバータの主回路を、機能にとらわれずに主回路の
同一性を保ったまま変形した図である。図１で１はパン
タグラフ（交流電源）、２は変圧器、５は誘導電動機、
６は直流回路のコンデンサ、７は電力変換器の１相分、
８は過電圧保護回路、９，１０は主回路ユニットを示
す。電力変換器の１相分７ａ〜７ｄがＰＷＭコンバー
タ、７ｅ〜７ｇがＰＷＭインバータを構成している。図
１ではＰＷＭコンバータは７ａ〜７ｄの４相、ＰＷＭイ
ンバータは７ｅ〜７ｇの３相あるので、ＰＷＭコンバー
タ４相のうち３相（どれでもよいが図１では、７ａ〜７
ｃの３相）をＰＷＭインバータ７ｅ〜７ｇと組み合わせ
て主回路ユニット９ａ〜９ｃとし、余ったＰＷＭコンバ
ータの１相７ｄは過電圧保護回路８と組み合わせて主回
路ユニット１０としている。
て説明する。図１は、図９に示した電気車用コンバータ
・インバータの主回路を、機能にとらわれずに主回路の
同一性を保ったまま変形した図である。図１で１はパン
タグラフ（交流電源）、２は変圧器、５は誘導電動機、
６は直流回路のコンデンサ、７は電力変換器の１相分、
８は過電圧保護回路、９，１０は主回路ユニットを示
す。電力変換器の１相分７ａ〜７ｄがＰＷＭコンバー
タ、７ｅ〜７ｇがＰＷＭインバータを構成している。図
１ではＰＷＭコンバータは７ａ〜７ｄの４相、ＰＷＭイ
ンバータは７ｅ〜７ｇの３相あるので、ＰＷＭコンバー
タ４相のうち３相（どれでもよいが図１では、７ａ〜７
ｃの３相）をＰＷＭインバータ７ｅ〜７ｇと組み合わせ
て主回路ユニット９ａ〜９ｃとし、余ったＰＷＭコンバ
ータの１相７ｄは過電圧保護回路８と組み合わせて主回
路ユニット１０としている。
【００１２】ＧＴＯを用いたＰＷＭコンバータ，インバ
ータ電気車の半導体損失及びスナバ損失について電気車
の停止状態から最高速度まで走行させたときの損失の変
化を計算した一例をそれぞれ図２，図３に示す。
ータ電気車の半導体損失及びスナバ損失について電気車
の停止状態から最高速度まで走行させたときの損失の変
化を計算した一例をそれぞれ図２，図３に示す。
【００１３】図２は、電気車の速度と電力変換器１相分
の半導体損失の関係を示したものである。３本の線のう
ち実線はＰＷＭインバータ、破線はＰＷＭコンバータ、
太線はＰＷＭコンバータ１相分とＰＷＭコンバータ１相
分の損失の和を示している。図２でＡ点より低速域でＰ
ＷＭインバータの損失が不連続に変化しているのは、Ｐ
ＷＭインバータでは、速度が上がるにつれてインバータ
周波数を上昇させるが、その時自己消弧形素子のスイッ
チング周波数もインバータ周波数の整数倍に同期させて
増やして行く。しかしＧＴＯなどでは、スイッチング周
波数に限度があるため、あるスイッチング周波数以上に
なると周波数を切り替えて下げているためである。また
Ａ点を超えるとＰＷＭインバータの出力電圧は一定値と
なり、スイッチング周波数がインバータ周波数と等しい
１パルスモードとなる。ＰＷＭコンバータの損失の最大
値は、Ａ点で５.５ｋＷ 、一方ＰＷＭインバータの損失
の最大値はＢ点で３.２ｋＷ 、また両者の合計の最大値
はＣ点で７.６ｋＷ となる。
の半導体損失の関係を示したものである。３本の線のう
ち実線はＰＷＭインバータ、破線はＰＷＭコンバータ、
太線はＰＷＭコンバータ１相分とＰＷＭコンバータ１相
分の損失の和を示している。図２でＡ点より低速域でＰ
ＷＭインバータの損失が不連続に変化しているのは、Ｐ
ＷＭインバータでは、速度が上がるにつれてインバータ
周波数を上昇させるが、その時自己消弧形素子のスイッ
チング周波数もインバータ周波数の整数倍に同期させて
増やして行く。しかしＧＴＯなどでは、スイッチング周
波数に限度があるため、あるスイッチング周波数以上に
なると周波数を切り替えて下げているためである。また
Ａ点を超えるとＰＷＭインバータの出力電圧は一定値と
なり、スイッチング周波数がインバータ周波数と等しい
１パルスモードとなる。ＰＷＭコンバータの損失の最大
値は、Ａ点で５.５ｋＷ 、一方ＰＷＭインバータの損失
の最大値はＢ点で３.２ｋＷ 、また両者の合計の最大値
はＣ点で７.６ｋＷ となる。
【００１４】これよりＰＷＭコンバータとインバータの
どちらにも共用化できる設計を行った場合、ＰＷＭコン
バータの最大値の５.５ｋＷ で冷却器を設計することに
なり２相分で１１ｋＷの容量になる。それがＰＷＭコン
バータとインバータを１相ずつ一つの冷却器上に構成す
ると、冷却器の容量は、７.６ｋＷ となり、１１ｋＷに
比べて６９％で済むことになる。同様に図３は電気車の
速度と電力変換器１相分のスナバ損失の関係を示したも
のである。３本の線のうち実線はＰＷＭインバータ、破
線はＰＷＭコンバータ、太線はＰＷＭコンバータ１相分
とＰＷＭコンバータ１相分の損失の和を示している。Ｐ
ＷＭコンバータの損失の最大値は、Ａ点１６ｋＷ、一方
ＰＷＭインバータの損失の最大値はＤ点で１３ｋＷ、ま
た両者の合計の最大値はＤ点で２５.５ｋＷ となる。こ
れよりＰＷＭコンバータとインバータのどちらにも共用
化できる設計を行った場合、ＰＷＭコンバータの最大値
の１６ｋＷで冷却器を設計することになり２相分で３２
ｋＷの容量になる。それがＰＷＭコンバータとインバー
タを１相ずつ一つの冷却器上に構成すると、冷却器の容
量は、２５.５ｋＷ となり、３２ｋＷに比べて８０％で
済むことになる。したがって冷却器の容量を小さくでき
装置を小形化できる。また、ＰＷＭコンバータの１相だ
け余ってしまうが、図１の主回路ユニット１０に示した
ように過電圧保護回路などＰＷＭコンバータ，インバー
タ以外に必要な回路と一緒にすることにより無駄を省く
ことができる。
どちらにも共用化できる設計を行った場合、ＰＷＭコン
バータの最大値の５.５ｋＷ で冷却器を設計することに
なり２相分で１１ｋＷの容量になる。それがＰＷＭコン
バータとインバータを１相ずつ一つの冷却器上に構成す
ると、冷却器の容量は、７.６ｋＷ となり、１１ｋＷに
比べて６９％で済むことになる。同様に図３は電気車の
速度と電力変換器１相分のスナバ損失の関係を示したも
のである。３本の線のうち実線はＰＷＭインバータ、破
線はＰＷＭコンバータ、太線はＰＷＭコンバータ１相分
とＰＷＭコンバータ１相分の損失の和を示している。Ｐ
ＷＭコンバータの損失の最大値は、Ａ点１６ｋＷ、一方
ＰＷＭインバータの損失の最大値はＤ点で１３ｋＷ、ま
た両者の合計の最大値はＤ点で２５.５ｋＷ となる。こ
れよりＰＷＭコンバータとインバータのどちらにも共用
化できる設計を行った場合、ＰＷＭコンバータの最大値
の１６ｋＷで冷却器を設計することになり２相分で３２
ｋＷの容量になる。それがＰＷＭコンバータとインバー
タを１相ずつ一つの冷却器上に構成すると、冷却器の容
量は、２５.５ｋＷ となり、３２ｋＷに比べて８０％で
済むことになる。したがって冷却器の容量を小さくでき
装置を小形化できる。また、ＰＷＭコンバータの１相だ
け余ってしまうが、図１の主回路ユニット１０に示した
ように過電圧保護回路などＰＷＭコンバータ，インバー
タ以外に必要な回路と一緒にすることにより無駄を省く
ことができる。
【００１５】本発明の他の実施例を図４に示す。図１と
の違いは、電力変換器の１相分７にＩＧＢＴ３レベルコ
ンバータ，インバータを用いている点である。このため
直流の中性点をつくるため直流回路のコンデンサを６
ａ，６ｂに分割している。３レベルコンバータ，インバ
ータの１相分は、自己消弧形素子とそれに逆並列接続し
たダイオードからなる半導体素子を４つ直列接続し、そ
の両端を直流回路のコンデンサ６ａ，６ｂの両端に接続
し、１番目と２番目の半導体素子の接続点と３番目と４
番目の半導体素子の接続点を２つのダイオードを介して
接続し、その２つのダイオードの接続点を直流回路の中
点に接続したものである。図４には図示していないが図
１と同様半導体素子には、スナバ回路が接続される。
の違いは、電力変換器の１相分７にＩＧＢＴ３レベルコ
ンバータ，インバータを用いている点である。このため
直流の中性点をつくるため直流回路のコンデンサを６
ａ，６ｂに分割している。３レベルコンバータ，インバ
ータの１相分は、自己消弧形素子とそれに逆並列接続し
たダイオードからなる半導体素子を４つ直列接続し、そ
の両端を直流回路のコンデンサ６ａ，６ｂの両端に接続
し、１番目と２番目の半導体素子の接続点と３番目と４
番目の半導体素子の接続点を２つのダイオードを介して
接続し、その２つのダイオードの接続点を直流回路の中
点に接続したものである。図４には図示していないが図
１と同様半導体素子には、スナバ回路が接続される。
【００１６】このため、図１に示した電力変換装置より
主回路構成が複雑となり、コンバータ・インバータの共
用化は必要である。そこで、主回路ユニット９，１０
は、４相を一つの冷却器上に構成する構造となってお
り、主回路ユニット９にＰＷＭコンバータの２相７ａ，
７ｂ及びＰＷＭインバータの２相７ｅ，７ｆを配置し、
主回路ユニット１０にＰＷＭコンバータの２相７ｃ，７
ｄ及びＰＷＭインバータの１相７ｇ、そして過電圧保護
回路８を配置している。この場合も図１と同様にインバ
ータとコンバータを別々の冷却器上に構成する場合に比
べ、必要な冷却器容量を小さくすることができる。
主回路構成が複雑となり、コンバータ・インバータの共
用化は必要である。そこで、主回路ユニット９，１０
は、４相を一つの冷却器上に構成する構造となってお
り、主回路ユニット９にＰＷＭコンバータの２相７ａ，
７ｂ及びＰＷＭインバータの２相７ｅ，７ｆを配置し、
主回路ユニット１０にＰＷＭコンバータの２相７ｃ，７
ｄ及びＰＷＭインバータの１相７ｇ、そして過電圧保護
回路８を配置している。この場合も図１と同様にインバ
ータとコンバータを別々の冷却器上に構成する場合に比
べ、必要な冷却器容量を小さくすることができる。
【００１７】図５にＩＧＢＴ３レベルコンバータ，イン
バータを例にして２相を一体とした主回路ユニットの構
成を示す。図５において１６はＩＧＢＴ（モジュール
型）と逆並列ダイオードからなる半導体素子、１７がダ
イオード、１８，１９がこれらの半導体素子，ダイオー
ドを冷却する冷却器である。１８は冷却板で半導体素子
１６，ダイオード１７を接触させて発生した熱をフィン
１９に伝える。フィン１９には例えば風を図の矢印の向
きに流したりして熱を放散させる。もちろんフィンの向
きを変えて縦方向から風を流しても構わない。１６ａ〜
１６ｄ，１７ａ，１７ｂ及び１６ｅ〜１６ｈ，１７ｃ，
１７ｄからなる回路がＩＧＢＴ３レベルコンバータ，イ
ンバータの１相分を構成しており、２相分の回路が同じ
冷却器上に配置されている。このとき一方をコンバー
タ，他方をインバータとして用いる。こうすることによ
り前述したように、共用化・標準化を図りながら、必要
な冷却能力を小さくすることができ、その分冷却器のフ
ィン１９の大きさを小さくでき、電力変換装置を小形化
できる。
バータを例にして２相を一体とした主回路ユニットの構
成を示す。図５において１６はＩＧＢＴ（モジュール
型）と逆並列ダイオードからなる半導体素子、１７がダ
イオード、１８，１９がこれらの半導体素子，ダイオー
ドを冷却する冷却器である。１８は冷却板で半導体素子
１６，ダイオード１７を接触させて発生した熱をフィン
１９に伝える。フィン１９には例えば風を図の矢印の向
きに流したりして熱を放散させる。もちろんフィンの向
きを変えて縦方向から風を流しても構わない。１６ａ〜
１６ｄ，１７ａ，１７ｂ及び１６ｅ〜１６ｈ，１７ｃ，
１７ｄからなる回路がＩＧＢＴ３レベルコンバータ，イ
ンバータの１相分を構成しており、２相分の回路が同じ
冷却器上に配置されている。このとき一方をコンバー
タ，他方をインバータとして用いる。こうすることによ
り前述したように、共用化・標準化を図りながら、必要
な冷却能力を小さくすることができ、その分冷却器のフ
ィン１９の大きさを小さくでき、電力変換装置を小形化
できる。
【００１８】また図４に示したように４相分を一つの冷
却器に配置する場合には、図６に示すようにフィン１９
の両側に２つの冷却板１８ａ，１８ｂを取付け、両面に
２相ずつ配置すればよい。この斜視図を図７に示す。１
６はＩＧＢＴと逆並列ダイオードからなる半導体素子、
１７がダイオード、１８，１９がこれらの半導体素子，
ダイオードを冷却する冷却器である。１８は冷却板で半
導体素子１６、ダイオード１７を接触させて発生した熱
をフィン１９に伝える。フィン１９には例えば風を図の
矢印の向きに流すことにより熱を放散させる。もちろん
フィンの向きを変えて縦方向から風を流しても構わな
い。１６ａ〜１６ｄ，１７ａ，１７ｂ及び１６ｅ〜１６
ｈ，１７ｃ，１７ｄからなる回路がＩＧＢＴ３レベルコ
ンバータ及びインバータの１相分を構成しており、２相
分の回路が同じ冷却板１８ａ上に配置されている。同様
に冷却板１８ｂ上にも半導体素子１６，ダイオード１７
からなる２相分の回路が配置されており、一つの主回路
ユニットに対し４相分の電力変換器が構成されている。
却器に配置する場合には、図６に示すようにフィン１９
の両側に２つの冷却板１８ａ，１８ｂを取付け、両面に
２相ずつ配置すればよい。この斜視図を図７に示す。１
６はＩＧＢＴと逆並列ダイオードからなる半導体素子、
１７がダイオード、１８，１９がこれらの半導体素子，
ダイオードを冷却する冷却器である。１８は冷却板で半
導体素子１６、ダイオード１７を接触させて発生した熱
をフィン１９に伝える。フィン１９には例えば風を図の
矢印の向きに流すことにより熱を放散させる。もちろん
フィンの向きを変えて縦方向から風を流しても構わな
い。１６ａ〜１６ｄ，１７ａ，１７ｂ及び１６ｅ〜１６
ｈ，１７ｃ，１７ｄからなる回路がＩＧＢＴ３レベルコ
ンバータ及びインバータの１相分を構成しており、２相
分の回路が同じ冷却板１８ａ上に配置されている。同様
に冷却板１８ｂ上にも半導体素子１６，ダイオード１７
からなる２相分の回路が配置されており、一つの主回路
ユニットに対し４相分の電力変換器が構成されている。
【００１９】図７に示す４相分の電力変換器を一つの冷
却器上に配置した４相一体主回路ユニットは、例えば２
相分の電力変換器を一つの冷却器上に配置した２相一体
主回路ユニット２台分に比べ、冷却器や主回路ユニット
収納箱への取付部の共用化などにより小形化が可能であ
る。また主回路ユニットを、それを収納する箱内に取付
ける場合を考えると、２相一体主回路ユニットを、箱内
に２台収納する場合に比べ、４相一体主回路ユニット
を、箱内に１台収納する場合のほうが取付け作業が簡略
となるため、省力化，作業時間の短縮化が図られ、製造
コストの低減が図られる。また図７に示すように、冷却
器１８，１９の両側に電力変換器を２相分ずつ配置する
場合、冷却器１８，１９に対し対称に配置することによ
り、部品の共用化が図られる。またこのとき冷却器の一
方の側に損失の大きい回路と小さい回路とを配置し、他
方の側に、損失の大きい回路と冷却器をはさんで対称の
位置に損失の小さい回路を、損失の小さい回路と冷却器
をはさんで対称の位置に損失の大きい回路を配置するこ
とにより、冷却性能のバランスがとれ、冷却器の冷却能
力向上が図られる。
却器上に配置した４相一体主回路ユニットは、例えば２
相分の電力変換器を一つの冷却器上に配置した２相一体
主回路ユニット２台分に比べ、冷却器や主回路ユニット
収納箱への取付部の共用化などにより小形化が可能であ
る。また主回路ユニットを、それを収納する箱内に取付
ける場合を考えると、２相一体主回路ユニットを、箱内
に２台収納する場合に比べ、４相一体主回路ユニット
を、箱内に１台収納する場合のほうが取付け作業が簡略
となるため、省力化，作業時間の短縮化が図られ、製造
コストの低減が図られる。また図７に示すように、冷却
器１８，１９の両側に電力変換器を２相分ずつ配置する
場合、冷却器１８，１９に対し対称に配置することによ
り、部品の共用化が図られる。またこのとき冷却器の一
方の側に損失の大きい回路と小さい回路とを配置し、他
方の側に、損失の大きい回路と冷却器をはさんで対称の
位置に損失の小さい回路を、損失の小さい回路と冷却器
をはさんで対称の位置に損失の大きい回路を配置するこ
とにより、冷却性能のバランスがとれ、冷却器の冷却能
力向上が図られる。
【００２０】図８にＩＧＢＴ３レベル制御の場合を例に
して電力変換器３相分および過電圧保護回路を一体とし
た主回路ユニットの構成を示す。電力変換器３相分は図
７に示す半導体素子１６，ダイオード１７からなる回路
と同一であり、残り１相分は半導体素子２０ａ，２０ｄ
および抵抗器２０ｂ，２０ｃからなる過電圧保護回路で
ある。図８では抵抗器２０は冷却板１８上に配置されて
いるが、主回路ユニット外に配置し、そこから結線して
もかまわない。冷却板１８ａには電力変換器１相分（例
えばインバータ）と過電圧保護回路が配置され、冷却板
１８ｂには電力変換器２相分（コンバータ１相分とイン
バータ１相分）の回路が配置されている。図７に示す主
回路ユニットと図８に示す主回路ユニットとの違いは、
図７に示す主回路ユニットにおける４相分の電力変換器
のうち、１相分を過電圧保護回路に置き換えたことのみ
であり、他の３相分の電力変換器や冷却器等の構成は同
じであり、部品の共用化が図られる。
して電力変換器３相分および過電圧保護回路を一体とし
た主回路ユニットの構成を示す。電力変換器３相分は図
７に示す半導体素子１６，ダイオード１７からなる回路
と同一であり、残り１相分は半導体素子２０ａ，２０ｄ
および抵抗器２０ｂ，２０ｃからなる過電圧保護回路で
ある。図８では抵抗器２０は冷却板１８上に配置されて
いるが、主回路ユニット外に配置し、そこから結線して
もかまわない。冷却板１８ａには電力変換器１相分（例
えばインバータ）と過電圧保護回路が配置され、冷却板
１８ｂには電力変換器２相分（コンバータ１相分とイン
バータ１相分）の回路が配置されている。図７に示す主
回路ユニットと図８に示す主回路ユニットとの違いは、
図７に示す主回路ユニットにおける４相分の電力変換器
のうち、１相分を過電圧保護回路に置き換えたことのみ
であり、他の３相分の電力変換器や冷却器等の構成は同
じであり、部品の共用化が図られる。
【００２１】なお、交流電気車の場合は、図７の主回路
ユニット内の電力変換器４相分のうちいずれか２相分を
コンバ−タとして用い、残り２相分をインバ−タとして
用い、図８の主回路ユニット内の電力変換器３相分のう
ち２相分をコンバ−タとして用い、残り１相分をインバ
−タとして用いることによって、冷却器を小型化し、か
つ、装置の共用化が図られる。
ユニット内の電力変換器４相分のうちいずれか２相分を
コンバ−タとして用い、残り２相分をインバ−タとして
用い、図８の主回路ユニット内の電力変換器３相分のう
ち２相分をコンバ−タとして用い、残り１相分をインバ
−タとして用いることによって、冷却器を小型化し、か
つ、装置の共用化が図られる。
【００２２】また、冷却板１８ａ側にコンバータ２相，
冷却器１８ｂ側にインバータ２相とすることもできる
し、片側にコンバータ，インバータ１相ずつとしても、
両面の冷却は同一冷却であるので上記同様の効果があ
る。
冷却器１８ｂ側にインバータ２相とすることもできる
し、片側にコンバータ，インバータ１相ずつとしても、
両面の冷却は同一冷却であるので上記同様の効果があ
る。
【００２３】スナバ損失についても２相分あるいは４相
分のスナバ抵抗器を例えばフィンに流した風の風下側に
置いて半導体といっしょに冷却することでコンバータと
インバータのスナバ損失の和で冷却でき、その分冷却能
力を小さくできる。
分のスナバ抵抗器を例えばフィンに流した風の風下側に
置いて半導体といっしょに冷却することでコンバータと
インバータのスナバ損失の和で冷却でき、その分冷却能
力を小さくできる。
【００２４】
【発明の効果】このように本発明によれば電力変換装置
の共用化が図られると共に、ＰＷＭコンバータ，インバ
ータ電気車の電力変換器に必要な冷却器の容量を小さく
することができ、結果として、電気車用電力変換装置小
形化できるという効果を得ることができる。
の共用化が図られると共に、ＰＷＭコンバータ，インバ
ータ電気車の電力変換器に必要な冷却器の容量を小さく
することができ、結果として、電気車用電力変換装置小
形化できるという効果を得ることができる。
【図１】本発明の一実施例を示す回路構成図。
【図２】電気車の速度と半導体損失の関係を示す図。
【図３】電気車の速度とスナバ損失の関係を示す図。
【図４】本発明の他の一実施例を示す回路構成図。
【図５】コンバータ，インバータの２相を一体とした主
回路ユニットの構成の一例を示す図。
回路ユニットの構成の一例を示す図。
【図６】コンバータ，インバータの４相を一体とした主
回路ユニットの構成の一例を示す図。
回路ユニットの構成の一例を示す図。
【図７】４相を一体とした主回路ユニットの斜視図。
【図８】４相を一体とした主回路ユニットの斜視図。
【図９】ＰＷＭコンバータ・インバータの主回路図。
【図１０】電力変換器の１相分のスナバ回路を含む回路
構成を示す図。
構成を示す図。
１…交流電源、２…変圧器、３…ＰＷＭコンバータ、４
…ＰＷＭインバータ、５…誘導電動機、６…直流回路の
コンデンサ、７…電力変換器の１相分、８…過電圧保護
回路、９，１０…主回路ユニット、１１…自己消弧形素
子、１２…逆並列ダイオード、１３…スナバダイオー
ド、１４…スナバコンデンサ、１５…スナバ抵抗器、１
６…半導体素子、１７…ダイオード、１８…冷却板、１
９…フィン。
…ＰＷＭインバータ、５…誘導電動機、６…直流回路の
コンデンサ、７…電力変換器の１相分、８…過電圧保護
回路、９，１０…主回路ユニット、１１…自己消弧形素
子、１２…逆並列ダイオード、１３…スナバダイオー
ド、１４…スナバコンデンサ、１５…スナバ抵抗器、１
６…半導体素子、１７…ダイオード、１８…冷却板、１
９…フィン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 秀治 茨城県勝田市市毛1070番地 株式会社日立 製作所水戸工場内 (72)発明者 ▲高▼久 敏彦 茨城県勝田市堀口832番地の２ 日立シス テムプラザ勝田 日立水戸エンジニアリン グ株式会社内 (72)発明者 高崎 利夫 茨城県勝田市市毛1070番地 株式会社日立 製作所水戸工場内
Claims (10)
- 【請求項１】複数の自己消弧形素子を直列接続した構成
を１相分に有し、交流を直流に変換するコンバータと、
複数の自己消弧形素子を直列接続した構成を１相分に有
し、直流を交流に変換するインバータとを備えた電力変
換装置において、少なくとも前記コンバータの１相分と
少なくとも前記インバータの１相分を同一の冷却器上に
配置した電力変換装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記電力変換装置は電
気車に搭載され、この電気車を駆動する誘導電動機を制
御するものである電力変換装置。 - 【請求項３】請求項１において、前記コンバータは１相
分に前記自己消弧形素子を２個直列接続した構成を有す
る単相２レベルコンバータである電力変換装置。 - 【請求項４】請求項１において、前記コンバータは１相
分に前記自己消弧形素子を４個直列接続した構成を有す
る単相３レベルコンバータである電力変換装置。 - 【請求項５】請求項１において、前記インバータは１相
分に前記自己消弧形素子を２個直列接続した構成を有す
る３相２レベルインバータである電力変換装置。 - 【請求項６】請求項１において、前記インバータは１相
分に前記自己消弧形素子を４個直列接続した構成を有す
る３相３レベルインバータである電力変換装置。 - 【請求項７】両端が直流回路のコンデンサに接続され、
交流接続点を有する複数の自己消弧形素子の直列接続回
路を複数備えた電力変換装置において、前記交流接続点
が交流電源に接続された直列接続回路と，前記交流接続
点が電動機に接続された直列接続回路とを同一の冷却器
上に配置した電力変換装置。 - 【請求項８】請求項７において、前記冷却器上の一面に
前記交流接続点が交流電源に接続された直列接続回路
と，前記交流接続点が電動機に接続された直列接続回路
とを配置し、この冷却器上の他面に前記交流接続点が交
流電源に接続された直列接続回路と，前記交流接続点が
電動機に接続された直列接続回路とを配置した電力変換
装置。 - 【請求項９】自己消弧形素子を２つ直列接続してその相
互接続点を交流接続点とし、その両端を直流回路のコン
デンサに並列接続した回路を１相分とし、この１相分の
回路を複数並列接続した回路構成を有し、これら１相分
の回路は、前記交流接続点が交流電源に接続された回路
と，交流接続点が電動機に接続された回路とを有する電
力変換装置において、前記交流接続点が交流電源に接続
された回路と，前記交流接続点が電動機に接続された回
路とを同一の冷却器上に配置した電力変換装置。 - 【請求項１０】第１〜第４の自己消弧形素子を直列接続
してその両端を中性点を有する直流回路のコンデンサの
両端に接続し、前記第２，第３の自己消弧形素子の相互
接続点を交流接続点とし、前記第１，第２の自己消弧形
素子の相互接続点と前記第３，第４の自己消弧形素子の
相互接続点を第１，第２の直列接続したダイオードを介
して接続し、この第１，第２のダイオードの相互接続点
を前記直流回路の中性点に接続した構成を有する回路に
より１相分の回路を構成し、この１相分の回路を複数並
列接続した回路構成を有し、前記交流接続点が交流電源
に接続された回路と、前記交流接続点が電動機に接続さ
れた回路とを同一の冷却器上に配置した電力変換装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16769694A JP3314256B2 (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 電気車の電力変換装置 |
| AU24856/95A AU679857B2 (en) | 1994-07-20 | 1995-07-05 | Electric power conversion device for alternating electric car |
| EP19950110833 EP0693820A1 (en) | 1994-07-20 | 1995-07-11 | Electric power conversion device for alternating current electric car |
| ZA955748A ZA955748B (en) | 1994-07-20 | 1995-07-11 | Electric power conversion device for alternating electric car |
| KR1019950021233A KR960004060A (ko) | 1994-07-20 | 1995-07-19 | 전기차용 전력 변환장치 |
| CN95107290A CN1036512C (zh) | 1994-07-20 | 1995-07-20 | 用于交流电车的电力变换装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16769694A JP3314256B2 (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 電気車の電力変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0833336A true JPH0833336A (ja) | 1996-02-02 |
| JP3314256B2 JP3314256B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=15854533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16769694A Expired - Fee Related JP3314256B2 (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 電気車の電力変換装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0693820A1 (ja) |
| JP (1) | JP3314256B2 (ja) |
| KR (1) | KR960004060A (ja) |
| CN (1) | CN1036512C (ja) |
| AU (1) | AU679857B2 (ja) |
| ZA (1) | ZA955748B (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004006901A (ja) * | 2003-05-30 | 2004-01-08 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
| JP2005151747A (ja) * | 2003-11-18 | 2005-06-09 | Toyota Motor Corp | 電気機器の冷却構造 |
| JP2006512036A (ja) * | 2002-12-23 | 2006-04-06 | ダナハー モーシヨン ストックホルム アクチボラグ | インバーター型電動機駆動装置 |
| JP2007209200A (ja) * | 2007-05-14 | 2007-08-16 | Toshiba Corp | 電気車制御装置 |
| JP2007324626A (ja) * | 2007-08-31 | 2007-12-13 | Mitsubishi Electric Corp | パワーモジュール |
| WO2010106652A1 (ja) * | 2009-03-18 | 2010-09-23 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 無停電電源装置 |
| US8174833B2 (en) | 2007-06-11 | 2012-05-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Electric power converting apparatus |
| JP2013120912A (ja) * | 2011-12-08 | 2013-06-17 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 電子部品ユニット及び電子部品ユニットの放熱方法 |
| WO2015170377A1 (ja) * | 2014-05-07 | 2015-11-12 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置および電力変換装置の電力変換方法 |
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| JP2017200305A (ja) * | 2016-04-27 | 2017-11-02 | 株式会社日立製作所 | 鉄道車両の電力変換装置 |
| WO2018131310A1 (ja) * | 2017-01-13 | 2018-07-19 | 三菱電機株式会社 | 電力用半導体装置及び電力用半導体装置の製造方法 |
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Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3383588B2 (ja) * | 1998-08-04 | 2003-03-04 | 株式会社東芝 | 電力変換装置 |
| WO2004105220A2 (en) * | 2003-05-16 | 2004-12-02 | Ballard Power Systems Corporation | Power module system |
| JP3974092B2 (ja) * | 2003-07-09 | 2007-09-12 | 株式会社東芝 | 電気車制御装置 |
| JP4611820B2 (ja) * | 2005-07-04 | 2011-01-12 | 本田技研工業株式会社 | 車両用電装ユニットの冷却装置 |
| JP4857017B2 (ja) * | 2006-04-27 | 2012-01-18 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電力変換装置 |
| JP4848209B2 (ja) | 2006-05-31 | 2011-12-28 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置 |
| FI120855B (fi) | 2007-02-15 | 2010-03-31 | Kone Corp | Laitteisto ja menetelmä moottorin tehonsyötön ohjaamiseksi |
| EP2181883B1 (en) * | 2007-08-22 | 2012-10-17 | Mitsubishi Electric Corporation | Controller for ac electric train |
| FI121834B (fi) | 2008-02-29 | 2011-04-29 | Kone Corp | Tehonsyöttöjärjestely |
| JP5732871B2 (ja) * | 2011-01-25 | 2015-06-10 | 富士電機株式会社 | 電力変換装置のスタック構造 |
| JP5548280B2 (ja) * | 2011-01-31 | 2014-07-16 | 株式会社日立製作所 | 駆動システムおよび鉄道車両用駆動システム |
| JP5437312B2 (ja) * | 2011-05-31 | 2014-03-12 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
| WO2013102224A2 (en) * | 2011-12-31 | 2013-07-04 | General Electric Company | Power converter and method for off-highway vehicles |
| DE102012217905B3 (de) * | 2012-10-01 | 2013-11-07 | Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg | 3-Level-Stromrichterhalbbrücke |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2932628B2 (ja) | 1990-07-11 | 1999-08-09 | 三菱電機株式会社 | 電気車制御装置 |
| US5184291A (en) * | 1991-06-13 | 1993-02-02 | Crowe Lawrence E | Converter and inverter support module |
| US5253613A (en) * | 1992-04-30 | 1993-10-19 | General Electric Company | High power AC traction inverter cooling |
-
1994
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1995
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- 1995-07-20 CN CN95107290A patent/CN1036512C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006512036A (ja) * | 2002-12-23 | 2006-04-06 | ダナハー モーシヨン ストックホルム アクチボラグ | インバーター型電動機駆動装置 |
| JP2004006901A (ja) * | 2003-05-30 | 2004-01-08 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
| JP2005151747A (ja) * | 2003-11-18 | 2005-06-09 | Toyota Motor Corp | 電気機器の冷却構造 |
| JP2007209200A (ja) * | 2007-05-14 | 2007-08-16 | Toshiba Corp | 電気車制御装置 |
| JP4594958B2 (ja) * | 2007-05-14 | 2010-12-08 | 株式会社東芝 | 電気車制御装置 |
| US8174833B2 (en) | 2007-06-11 | 2012-05-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Electric power converting apparatus |
| JP2007324626A (ja) * | 2007-08-31 | 2007-12-13 | Mitsubishi Electric Corp | パワーモジュール |
| JP4583423B2 (ja) * | 2007-08-31 | 2010-11-17 | 三菱電機株式会社 | パワーモジュール |
| JP5436537B2 (ja) * | 2009-03-18 | 2014-03-05 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 無停電電源装置 |
| WO2010106652A1 (ja) * | 2009-03-18 | 2010-09-23 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 無停電電源装置 |
| US9548630B2 (en) | 2009-03-18 | 2017-01-17 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Compact uninterruptible power supply apparatus with cooling units |
| US9775266B2 (en) | 2009-03-18 | 2017-09-26 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Modular uninterruptible power supply apparatus |
| JP2013120912A (ja) * | 2011-12-08 | 2013-06-17 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 電子部品ユニット及び電子部品ユニットの放熱方法 |
| US10008953B2 (en) | 2014-05-07 | 2018-06-26 | Hitachi, Ltd. | Power conversion device and power conversion method for power conversion device |
| WO2015170377A1 (ja) * | 2014-05-07 | 2015-11-12 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置および電力変換装置の電力変換方法 |
| JPWO2015170377A1 (ja) * | 2014-05-07 | 2017-04-20 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置および電力変換装置の電力変換方法 |
| JP2016010306A (ja) * | 2014-06-26 | 2016-01-18 | 株式会社東芝 | 電力変換装置および車両用制御装置 |
| JP2017200305A (ja) * | 2016-04-27 | 2017-11-02 | 株式会社日立製作所 | 鉄道車両の電力変換装置 |
| WO2018131310A1 (ja) * | 2017-01-13 | 2018-07-19 | 三菱電機株式会社 | 電力用半導体装置及び電力用半導体装置の製造方法 |
| JPWO2018131310A1 (ja) * | 2017-01-13 | 2019-04-25 | 三菱電機株式会社 | 電力用半導体装置及び電力用半導体装置の製造方法 |
| US12232300B2 (en) | 2017-01-13 | 2025-02-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Power semiconductor device and method for manufacturing power semiconductor device |
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