(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換回路を備えた複数のパワーユニットと、前記複数のパワーユニットへの電力入出力を行う複数の電線と、前記複数のパワーユニットに液体冷媒を供給する冷却装置と、前記複数のパワーユニットと前記冷却装置を接続する複数の配管を備えた電力変換装置であって、
電力変換装置の中央部に、前記複数の電線と、前記複数の配管を集約する空間を設け、
前記複数のパワーユニットに前記複数の電線を接続する主回路端子と、前記複数のパワーユニットに前記複数の配管を接続する複数のパワーユニット側配管コネクタと、前記冷却装置に前記複数の配管を接続する複数の冷却装置側配管コネクタを、前記空間に接する位置に設置することを特徴とする、電力変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置であって、
前記複数の冷却装置側配管コネクタは前記冷却装置の底面側に設置され、
前記複数の配管は、前記複数のパワーユニット側配管コネクタから、前記空間の下部を通って前記複数の冷却装置側配管コネクタに接続され、
前記複数の電線は、前記複数のパワーユニットの主回路端子から、前記空間の上部を通って、電力変換装置の入力と出力に接続されることを特徴とする、電力変換装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電力変換装置であって、
前記冷却装置は、液体冷媒を冷却する放熱器と、放熱器に冷却風を供給する送風機と、液体冷媒を循環させるポンプと、前記複数のパワーユニットに液体冷媒を分配して供給する分配管と、前記複数のパワーユニットから液体冷媒を受け取る集約管で構成され、
前記分配管と、前記集約管には前記複数の冷却装置側配管コネクタが設置されて、前記冷却装置の底面側に設置され、
前記送風機は、前記放熱器の風下側に設置され、
冷却風は電力変換装置の側面側から前記放熱器に供給され、前記放熱器と前記分配管と前記集約管の間の空間を通過して、電力変換装置の底面側から排気されることを特徴とする、電力変換装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電力変換装置であって、
前記分配管と前記集約管に設置される前記複数の冷却装置側配管コネクタは、千鳥状に配置されることを特徴とする、電力変換装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の電力変換装置であって、
前記冷却装置に液体冷媒を注入あるいは排出するためのバルブが、電力変換装置の側面側あるいは底面側の少なくとも１箇所に設置されることを特徴とする、電力変換装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の電力変換装置であって、
前記複数のパワーユニットは、電力変換装置から各々が着脱可能に構成されていることを特徴とする、電力変換装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電力変換装置であって、
鉄道車両の床下に設置されることを特徴とする、電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、電力変換を行う半導体素子を液冷方式で冷却するシステムを備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の床下には、車両駆動用の電動機への供給電力を制御する車両駆動用制御装置や、空調等の車上電気設備への供給電力を制御する補助電源装置などの電力変換装置が設置される。これらの電力変換装置には、電流のスイッチングを行って直流／交流を変換するための半導体素子が設置される。
【０００３】
半導体素子においては、通電時およびスイッチング時に熱が発生し、この熱により半導体素子が高温になると、変換効率の低下や素子破壊が懸念されるため、半導体素子を所定の温度範囲になるように冷却する必要がある。電力変換装置は主に搭載スペースの限られた車両床下等に搭載されるため、小型な装置構成で複数の半導体素子を効率良く冷却する必要がある。特に、高速車両など大容量の電力変換が要求される場合には、液冷方式が用いられる。液冷方式の構成として、特許第４４７９３０５号に示す構成が知られている。
【０００４】
特許第４４７９３０５号に記載の電力変換装置は、第１の半導体電子部品と、前記第１の半導体電子部品とは分離された第２の半導体電子部品とを有し、前記第１の半導体電子部品を冷却するために、前記第１の半導体電子部品に設けられた第１のヒートシンクと、前記第２の半導体電子部品を冷却するために、前記第２の半導体電子部品に設けられた第２のヒートシンクを備えている。前記第１のヒートシンクと前記第２のヒートシンクは、共通の放熱器、送風機、および循環ポンプによって液体冷媒が供給、循環する液冷ヒートシンクである。第１のヒートシンクと第２のヒートシンクとに流れる液体冷媒の流量を調整する手段として、前記半導体電子部品の発生熱損失を運転状態から計算し、前記液体冷媒の流量を調整する制御装置と、この制御装置の制御により、前記液体冷媒の流量を調整する流量調整弁とを備えている。このような構成とすることで、第１の半導体電子部品と第２の半導体電子部品のそれぞれの発生熱損失に応じて液体冷媒の流量を調整できるため、システムの冷却効率が向上し、ラジエータや循環ポンプを小型化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４７９３０５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電力変換装置の電力変換容量が大きくなると、冷却性能を確保するためにヒートシンクに供給する液体冷媒の流量を多くする必要があり、圧力損失の低減のために液体冷媒の配管径を大きくする必要がある。また、電力変換容量が大きくなると、電流増大に伴って電線径も大きくする必要がある。さらに、複数の電力変換回路で装置を構成する場合、配管や電線の本数が多くなる。そのため、電力変換装置をさらに小型化するには、放熱器や循環ポンプだけでなく、配管や電線の配置に関しても考慮して設計する必要がある。
【０００７】
また、前記半導体電子回路部品は、過電流などにより故障した際には交換する必要があり、さらに、循環ポンプなどは定期的なメンテナンスが必要である。このことから、装置交換やメンテナンスのしやすさも考慮して構成部品を配置する必要がある。
【０００８】
本発明は上述した課題を解決するためのものであり、小型でメンテナンスのしやすい電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の課題を解決する第１の発明における電力変換装置は、電力変換回路を備えた複数のパワーユニットと、前記複数のパワーユニットへの電力入出力を行う複数の電線と、前記複数のパワーユニットに液体冷媒を供給する冷却装置と、前記複数のパワーユニットと前記冷却装置を接続する複数の配管を備えた電力変換装置であって、電力変換装置の中央部に、前記複数の電線と、前記複数の配管を集約する空間を設け、前記複数のパワーユニットに前記複数の電線を接続する主回路端子と、前記複数のパワーユニットに前記複数の配管を接続する複数のパワーユニット側配管コネクタと、前記冷却装置に前記複数の配管を接続する複数の冷却装置側配管コネクタを、前記空間に接する位置に設置することを特徴とする。
【００１０】
第２の発明における電力変換装置は、前記複数の冷却装置側配管コネクタは前記冷却装置の底面側に設置され、前記複数の配管は、前記複数のパワーユニット側配管コネクタから、前記空間の下部を通って前記複数の冷却装置側配管コネクタに接続され、前記複数の電線は、前記複数のパワーユニットの主回路端子から、前記空間の上部を通って、電力変換装置の入力と出力に接続されることを特徴とする。
【００１１】
第３の発明における電力変換装置は、前記冷却装置は、液体冷媒を冷却する放熱器と、放熱器に冷却風を供給する送風機と、液体冷媒を循環させるポンプと、前記複数のパワーユニットに液体冷媒を分配して供給する分配管と、前記複数のパワーユニットから液体冷媒を受け取る集約管で構成され、前記分配管と、前記集約管には前記複数の冷却装置側配管コネクタが設置されて、前記冷却装置の底面側に設置され、前記送風機は、前記放熱器の風下側に設置され、冷却風は電力変換装置の側面側から前記放熱器に供給され、前記放熱器と前記分配管と前記集約管の間の空間を通過して、電力変換装置の底面側から排気されることを特徴とする。
【００１２】
第４の発明における電力変換装置は、前記分配管と前記集約管に設置される前記複数の冷却装置側配管コネクタは、千鳥状に配置されることを特徴とする。
【００１３】
第５の発明における電力変換装置は、前記冷却装置に液体冷媒を注入あるいは排出するためのバルブが、電力変換装置の側面側あるいは底面側の少なくとも１箇所に設置されることを特徴とする。
【００１４】
第６の発明における電力変換装置は、前記複数のパワーユニットは、電力変換装置から各々が個別に着脱可能に構成されていることを特徴とする。
【００１５】
第７の発明における電力変換装置は、鉄道車両の床下に設置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
前記のように、電力変換装置の電力変換容量が大きく、さらに複数の電力変換回路で装置を構成する場合、配管や電線の径が大きくなり、これらの本数が多くなる。第１の発明によれば、必要な設置スペースの大きい配管や電線を、装置中央の空間に集約することで、電力変換装置を小型化することができる。
【００１７】
また、電力変換装置のメンテナンスを行う際には、電力変換装置の底面側から作業することが想定される。第２の発明によれば、冷却装置の底面側に配管コネクタを設置し、配管が筐体内の空間の下部を通って配管コネクタに接続される構造とすることで、冷却装置から配管を着脱する作業、および筐体から冷却装置を着脱する作業が容易になるため、メンテナンス性を向上することができる。
【００１８】
また、電力変換装置内で冷却風が通過するスペースを極力削減するために、冷却風は底面側から排気されることが望ましい。第３の発明によれば、冷却装置内の空間を有効に使用することで、電力変換装置を小型化することができる。
【００１９】
第４の発明によれば、冷却装置の底面側から配管を着脱する作業が容易となり、メンテナンス性を向上することができる。
【００２０】
第５の発明によれば、液体冷媒を注入、あるいは排出する作業を、冷却装置の側面側あるいは底面側から容易に行うことができるようになるため、メンテナンス性を向上することができる。
【００２１】
第６の発明によれば、パワーユニットを個別に着脱可能であるため、メンテナンス性を向上することができる。
【００２２】
第１から第６の発明は、鉄道車両の床下に設置する電力変換装置に適した構造である。よって、第７の発明によれば、小型でメンテナンスのしやすい電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例１に関わる電力変換装置の機器配置を表す平面図。
【図２】本発明の実施例１に関わる電力変換装置に搭載される冷却装置の構成と、パワーユニットに液体冷媒を供給する配管を表す平面図。
【図３】本発明の実施例１に関わる電力変換装置に搭載される冷却装置の構成と、パワーユニットから冷却装置に液体冷媒を戻す配管を表す平面図。
【図４】本発明の実施例１に関わる電力変換装置のモータ駆動用主回路電線の構成を表す平面図。
【図５】本発明の実施例１に関わる電力変換装置の補助電源用主回路電線の構成を表す平面図。
【図６】図２および図３のＡ矢視図であり、本発明の実施例１に関わる電力変換装置の配管経路を表す。
【図７】図４および図５のＢ矢視図であり、本発明の実施例１に関わる電力変換装置の電線経路を表す。
【図８】図２および図３のＣ矢視図であり、本発明の実施例１に関わる電力変換装置に搭載される冷却装置の配管コネクタの位置を表す。
【図９】本発明の実施例２に関わる電力変換装置に搭載される冷却装置の構成を表す平面図。
【図１０】鉄道車両の進行方向の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本発明の実施例１に関わる電力変換装置の機器配置を表す平面図である。電力変換装置１００は、電力変換回路を備えた５台のパワーユニット２００、パワーユニット２００に液体冷媒を供給する冷却装置３００、パワーユニット２００の電力変換を制御する制御装置５１０、パワーユニットから出力される三相交流の電流を平滑化する交流リアクトル５２０、パワーユニットから出力される三相交流の電圧を平滑化する交流コンデンサ５３０、地絡発生時に電流を遮断する接触器５４０、モータ出力の三相交流のノイズを除去するモータ出力コア５５１、補助電源出力の三相交流のノイズを除去する補助電源出力コア５５２、モータ出力端子５６０、補助電源出力端子５７０、入力端子５８０で構成されている。これらの機器は電力変換装置１００の側面側または端部側に設置されており、図１に示す電力変換装置１００の中央部の点線で囲まれた部分には空間４００が設けられている。
【００２６】
パワーユニット２００の配管コネクタと主回路端子について、第１パワーユニット２１０を例に説明する。第１パワーユニット２１０には、冷却装置３００から液体冷媒が供給される入口側配管コネクタ２１４と、液体冷媒を冷却装置３００に戻す出口側配管コネクタ２１５と、主回路端子２１６が、空間４００に接する位置に設置されている。その他のパワーユニット２２０、２３０、２４０、２５０に関しても同様の構成である。
【００２７】
また、冷却装置３００には、パワーユニット２００に液体冷媒を供給する分配管側配管コネクタ３５１と、パワーユニット２００から液体冷媒を受け取る集約管側配管コネクタ３６１がそれぞれ５箇所設置されている。
【００２８】
冷却装置および液体冷媒を流す配管の構成について説明する。図２は、本発明の実施例１に関わる電力変換装置に搭載される冷却装置の構成と、パワーユニットに液体冷媒を供給する配管を表す平面図である。また、図３は、パワーユニットから冷却装置に液体冷媒を戻す配管を表す平面図である。冷却装置３００は、液体冷媒を冷却する放熱器３１０、放熱器３１０に冷却風を供給する送風機３２０、液体冷媒を循環するポンプ３３０、液体冷媒の温度上昇による膨張を吸収する膨張タンク３４０、複数のパワーユニット２００に液体冷媒を供給する分配管３５０、複数のパワーユニット２００から液体冷媒を受け取る集約管３６０、液体冷媒の注入および排出を行うバルブ３７０と、これらをつなぐ冷却装置内配管３８０で構成される。液体冷媒はポンプ３３０から分配管３５０に供給される。分配管３５０では分配管側配管コネクタ３５１が５台設置されており、液体冷媒は分配管側配管コネクタ３５１を介して５本の入口側配管４１１に分配される。入口側配管４１１を通過した液体冷媒は入口側配管コネクタ２１４から各パワーユニット２００に供給される。パワーユニット２００で熱を受け取った液体冷媒は、出口側配管コネクタ２１５から出口側配管４１２に供給され、集約管側配管コネクタ３６１を介して集約管３６０に供給される。液体冷媒は集約管３６０から放熱器３１０に供給され、送風機３２０により供給される冷却風と熱交換して冷却され、ポンプ３３０に戻る。
【００２９】
次に冷却装置３００内の機器配置について説明する。放熱器３１０は電力変換装置１００の側面側に配置される。放熱器３１０の背面には送風機３２０が２台設置される。電力変換装置１００の中央側には、分配管３５０、集約管３６０が配置される。放熱器３１０の横には、バルブ３７０が電力変換装置１００の側面側を向く方向に設置される。分配管３５０、集約管３６０の横にはポンプ３３０が設置され、ポンプの給水側には膨張タンク３４０が設置される。
【００３０】
次にパワーユニット２００の構成について、第１パワーユニット２１０を例に説明する。第１パワーユニット２１０は、スイッチングにより電力の変換を行う複数の半導体素子２１１、内部に液体冷媒の流路を備える冷却板２１２、主回路電圧を平滑化するフィルタコンデンサ２１３で構成される。半導体素子２１１は冷却板２１２の両面に実装され、フィルタコンデンサ２１３は半導体素子２１１の外側にそれぞれ設置される。つまり、冷却板２１２を中心として両側面に半導体素子２１１、フィルタコンデンサ２１３が設けられる。冷却板２１２には、入口側配管コネクタ２１４と、出口側配管コネクタ２１５が接続され、冷却板２１２の内部に設けられた流路と連通させることで液体冷媒の流路が構成される。また、半導体素子２１１と、フィルタコンデンサ２１３と、主回路端子２１６を電気的に接続することで第１パワーユニット２１０の主回路が構成される。その他のパワーユニット２２０、２３０、２４０、２５０に関しても同様の構成である。
【００３１】
まず、モータ駆動用の主回路電線の構成について説明する。図４は、本発明の実施例１に関わる電力変換装置のモータ駆動用主回路電線の構成を表す平面図である。図中の破線４２１は単相交流電線を、点線４２２は直流電線を、長破線４２３は三相交流電線を示す。単相交流電線４２１は、入力端子５８０から接触器５４０を介して第２パワーユニット２２０および第４パワーユニット２４０の主回路端子２２６、２４６に接続される。第２パワーユニット２２０および第４パワーユニット２４０は、単相交流を直流に変換するコンバータ回路であり、直流電線４２２に直流電力を出力する。第２パワーユニット２２０および第４パワーユニット２４０の主回路端子２２６、２４６は、直流電線４２２を介して第１パワーユニット２１０および第３パワーユニット２３０の主回路端子２１６、２３６に接続される。第１パワーユニット２１０および第３パワーユニット２３０は直流を三相交流に変換するインバータ回路であり、三相交流電線４２３に三相交流電力を出力する。第１パワーユニット２１０および第３パワーユニット２３０の主回路端子２１６、２３６は、三相交流電線４２３およびモータ出力コア５５１を介してモータ出力端子５６０に接続される。
【００３２】
次に、補助電源用の主回路電線の構成について説明する。図５は、本発明の実施例１に関わる電力変換装置の補助電源用の主回路電線の構成を表す平面図である。補助電源用の主回路では、コンバータ回路を構成する第２パワーユニット２２０及び第４パワーユニット２４０の主回路端子２２６、２４６が、直流電線４２２を介して第５パワーユニット２５０の主回路端子２５６に接続され、補助電源回路を構成する第５パワーユニット２５０において直流が補機供給用の三相交流に変換される。第５パワーユニット２５０から出力された三相交流は、三相交流電線４２３を介してリアクトル５２０および交流コンデンサ５３０に供給され、補助電源出力コア５５２を介して補助電源出力端子５７０に接続される。
【００３３】
次に、配管経路と配管コネクタの位置について、第１パワーユニット２１０を例に説明する。図６は、図２および図３のＡ矢視図であり、本発明の実施例１に関わる電力変換装置の配管経路を表す。入口側配管４１１、出口側配管４１２が設置される空間４００は、内壁４１３により分割された密閉部４１４と開放部４１５で構成される。送風機３２０のモータ３２２は台座３２３の上に設置され、分配管３５０および集約管３６０は台座３２３の下の開放部４１５に配置される。第１パワーユニット２１０の入口側配管コネクタ２１４に接続された入口側配管４１１と、出口側配管コネクタ２１５に接続された出口側配管４１２は、密閉部４１４の下部に集められ、内壁４１３に設けられた貫通穴を介して、分配管側配管コネクタ３５１および集約側配管コネクタ３６１と接続される。入口側配管４１１、出口側配管４１２と内壁４１３に設けられた貫通穴との隙間は、パテなどにより埋められ、密閉部４１４は外気に対し密閉される。その他のパワーユニット２２０、２３０、２４０、２５０に接続される配管についても同様の構成である。
【００３４】
次に電線経路について、第１パワーユニット２１０を例に説明する。図７は、図４および図５のＢ矢視図であり、本発明の実施例１に関わる電力変換装置の電線経路を表す。第１パワーユニット２１０の主回路端子２１６に接続された三相交流電線４２３は、密閉部４１４内の上部に設けられた電線設置空間４１６に集められ、電線設置空間４１６を通過してモータ出力コア５５１、モータ出力端子５６０に接続されることで、図４に示すモータ駆動用主回路が構成される。その他のパワーユニット２２０、２３０、２４０、２５０に接続される電線についても同様の構成である。
【００３５】
次に冷却装置３００内の冷却風の流れについて説明する。図６に示すように、冷却風３９０は電力変換装置１００の側面から吸気され、放熱器３１０を通過して液体冷媒と熱交換する。送風機３２０の羽根車ケーシング３２１は、放熱器３１０と、分配管３５０、集約管３６０の間の空間に設置されており、放熱器３１０を通過した冷却風は羽根車ケーシング３２１を通過して、電力変換装置１００の底面側から排気される。
【００３６】
冷却装置３００の配管コネクタの位置について説明する。図８は、図２および図３のＣ矢視図であり、本発明の実施例１に関わる電力変換装置に搭載される冷却装置の配管コネクタの位置を表す。実施例１では分配管３５０は集約管３６０の下に配置されており、分配管３５０上に設置される５個の配管コネクタ３５１と、集約管３６０上に設置される５個の配管コネクタ３６１は互いに千鳥状に配置される。
【００３７】
次に、パワーユニットの着脱について、第１パワーユニット２１０を例に説明する。第１パワーユニット２１０を電力変換装置１００から取り外す際には、入口側配管コネクタ２１４、出口側配管コネクタ２１５を第１パワーユニット２１０から取り外し、主回路端子２１６から直流電線４２２及び三相交流電線４２３を取り外し、さらに、図示していないが制御装置５１０に接続される制御配線を第１パワーユニット２１０から取り外すことで、第１パワーユニット２１０を電力変換装置１００から個別に取り外すことができる。また、取り付ける際には、入口側配管コネクタ２１４、出口側配管コネクタ２１５を第１パワーユニット２１０に接続し、主回路端子２１６に直流電線４２２、三相交流電線４２３を接続し、さらに、制御配線を制御装置５１０に接続することで、第１パワーユニット２１０を電力変換装置１００へ個別に取り付けることができる。このように、第１パワーユニット２１０は電力変換装置１００から個別に着脱可能であり、その他のパワーユニット２２０、２３０、２４０、２５０についても同様に個別に着脱可能である。
【００３８】
図１０は、鉄道車両の進行方向の断面図を示している。電力変換装置１００は、鉄道車両６００の床下に搭載されており、冷却装置３００は鉄道車両の側面から吸気を行い、鉄道車両の底面へ排気を行う。また、各パワーユニットは、冷却装置３００とは逆側の鉄道車両の側面から着脱可能に配置される。
【００３９】
ここで、実施例１の効果について説明する。電力変換装置の電力変換容量が大きく、さらに複数のパワーユニットで電力変換装置を構成する場合、配管や電線の径が大きくなり、これらの本数が多くなる。実施例１のように、電力変換装置１００の中央部に空間４００を設け、設置スペースの大きい配管４１１、４１２や電線４２１、４２２、４２３を空間４００に集約することで、配管及び電線の接続作業のためのスペースを共通化でき、電力変換装置１００を小型化することができる。
【００４０】
また、冷却装置３００のメンテナンスを行う際には、電力変換装置１００の底面側から作業することが想定される。冷却装置３００の底面側に分配配管コネクタ３５１〜３５５と集約配管コネクタ３６１〜３６５を設置し、入口側及び出口側配管４１１、４１２が空間４００の下部を通って配管コネクタに接続される構造とすることで、冷却装置３００から配管４１１、４１２を着脱する作業、および電力変換装置１００から冷却装置３００を着脱する作業が容易になるため、メンテナンス性を向上することができる。さらに、配管コネクタ３５１、３６１を千鳥状に配置することで、冷却装置３００の底面側から配管４１１、４１２を着脱する作業が容易となり、メンテナンス性を更に向上することができる。
【００４１】
また、電力変換装置１００では、防水性を考慮し、モータ出力端子３１０、補助電源出力端子５７０、入力端子５８０は電力変換装置１００の上部に設置することが望ましい。そのため、実施例１のように、電線４２１、４２３を空間４００の上部の電線設置空間４１６に集めることで、電線経路を最短で構成することができるため、電線の抵抗およびインダクタンスを低減できると共に、電線分の重量を削減できる。
【００４２】
また、電力変換装置内で冷却風が通過するスペースを極力削減するために、冷却風は底面側から排気されることが望ましい。実施例１のように、放熱器３１０を電力変換装置１００の側面側に配置し、その背面に送風機３２０を配置し、放熱器３１０と分配管３５０、集約管３６０の間の空間に送風機３２０の羽根車ケーシング３２１を設置して底面に排気する構成とすることで、冷却装置３００内の空間を有効に使用することができ、電力変換装置１００を小型化することができる。
【００４３】
また、冷却装置３００のバルブ３７０を、電力変換装置１００の側面側を向く方向に設置することで、液体冷媒を注入、あるいは排出する作業を、電力変換装置１００の側面側から容易に行うことができるようになるため、メンテナンス性を向上することができる。
【００４４】
また、複数のパワーユニット２００を個別に着脱できる構成とすることで、メンテナンス性を向上することができる。
【００４５】
また、実施例１は、鉄道車両の床下に設置するのに適した構造であり、鉄道車両の床下に設置することで、小型でメンテナンスのしやすい電力変換装置を提供することができる。
【００４６】
なお、実施例１は、電力変換装置１００の中にパワーユニット２００が５台搭載されることを想定しているが、パワーユニット２００の台数は５台に限定されるものではない。また、主回路電線の構成に関しても、図４、図５の構成に限定されるものではない。また、図６および図７では半導体素子２１１が冷却板２１２の片面に４台設置されることを想定しているが、半導体素子２１１の台数はこれに限定されるものではない。また、分配管３５０および集約管３６０は上下逆になっても良い。
【００４７】
さらに、放熱器の風上側には、必要に応じてエアフィルタを設置しても良い。また、送風機は防振ゴムなどにより、放熱器や台座から振動絶縁されることが望ましい。
【実施例２】
【００４８】
図９は、本発明の実施例２に関わる電力変換装置に搭載される冷却装置の構成を表す平面図である。実施例１では、放熱器３１０とポンプ３３０の間に、バルブ３７０と膨張タンク３４０を設置していたが、実施例２のように、集約管３６０と放熱器３１０の間に、リザーブタンク３４１を設置し、リザーブタンク上部にバルブ３７０を設置する構成としても良い。実施例１では、バルブから外付けポンプを使って液体冷媒の注入を行うことを想定しているが、実施例２のような構成では、リザーブタンクに液体冷媒を注ぐことで流路内に液体冷媒を注入することができる。ただし、液体冷媒を注入する際の流路内の気抜きを考慮すると、実施例２のリザーブタンク３４１は液体冷媒流路の最高点に設置される必要がある。
【符号の説明】
【００４９】
１００  電力変換装置
２００  パワーユニット
２１０  第１パワーユニット
２１１  半導体素子
２１２  冷却板
２１３  フィルタコンデンサ
２１４  入口側配管コネクタ
２１５  出口側配管コネクタ
２２０  第２パワーユニット
２３０  第３パワーユニット
２４０  第４パワーユニット
２５０  第５パワーユニット
２１６、２２６、２３６、２４６、２５６  主回路端子
３００  冷却装置
３１０  放熱器
３２０  送風機
３２１  羽根車ケーシング
３２２  モータ
３２３  台座
３３０  ポンプ
３４０  膨張タンク
３４１  リザーブタンク
３５０  分配管
３５１  分配管側配管コネクタ
３６０  集約管
３６１  集約管側配管コネクタ
４００  空間
４１１  入口側配管
４１２  出口側配管
４１３  内壁
４１４  密閉部
４１５  開放部
４２１  単相交流電線
４２２  直流電線
４２３  三相交流電線
５１０  制御装置
５２０  リアクトル
５３０  交流コンデンサ
５４０  接触器
５５１  モータ出力コア
５５２  補助電源出力コア
５６０  モータ出力端子
５７０  補助電源出力端子
５８０  入力端子
６００  車体
７００  レール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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