(57)【要約】【課題】小型化を図りつつメンテナンス頻度を低減する。【解決手段】実施形態の電力変換装置は、交流電気車に搭載され、架線から供給された交流電力の電力変換を行う電力変換装置であり、電力変換装置の電力変換ユニット内において、コンバータ回路及びインバータ回路は横並びに配置されて一体に形成され、さらに交流入力端子に接続される交流入力ライン及び交流出力端子に接続される交流出力ラインは、ユニット筐体内及び装置筐体内で互いに交差せず、かつ、装置筐体内における配線引き回しが最短となる面からそれぞれ引き出されている。【選択図】図１
2013169114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電気車に搭載され、架線から供給された交流電力の電力変換を行う電力変換装置において、
交流入力端子及び交流出力端子を有し、前記交流入力端子を介して入力された前記交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路及び前記コンバータ回路により変換された直流電力を交流電力に変換して前記交流出力端子を介して出力するインバータ回路を内蔵した電力変換ユニットと、
前記電力変換ユニットを制御する制御ユニットと、
前記電力変換ユニット及び前記制御ユニットを収納する装置筐体と、を備え、
前記電力変換ユニット内で前記コンバータ回路及び前記インバータ回路は横並びに配置されて一体に形成され、さらに前記交流入力端子に接続される交流入力ライン及び前記交流出力端子に接続される交流出力ラインは、前記ユニット筐体内及び前記装置筐体内で互いに交差せず、かつ、前記装置筐体内における配線引き回しが最短となる面からそれぞれ引き出されている、
電力変換装置。
【請求項２】
前記電力変換ユニットは、ユニット筐体に収納されており、
前記交流入力ライン及び前記交流出力ラインは、前記ユニット筐体と前記装置筐体との間の配線引き回しが最短となる前記装置筐体の面からそれぞれ引き出されている、
請求項１記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記ユニット筐体内で、前記交流入力ライン及び前記交流出力ラインは、前記横並びの方向に沿って、それぞれ逆方向に引き回されている、
請求項２記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記ユニット筐体内で、前記交流入力ライン及び前記交流出力ラインは、前記横並びの方向と直交する方向に引き回されている、
請求項２記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記交流入力ライン及び前記交流出力ラインは、前記横並びの方向と直交する方向であって、互いに同一の方向あるいは異なる方向に引き回されている、
請求項２記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記交流入力ラインあるいは前記交流出力ラインが引き出される面は、前記搭載時にメンテナンス可能な面である、
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記電力変換ユニットと一体に形成され、前記電力変換ユニットを構成するトランジスタを駆動する複数のゲートアンプを有するゲートアンプユニットを備えた、
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記ゲートアンプユニットを構成する前記複数のゲートアンプは、横並びに一列に配置されているとともに、互いに絶縁されている、
請求項７記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記複数のゲートアンプは、それぞれ絶縁シールドにより囲われ、あるいは、隣接は位置されたゲートアンプとの間に板状の絶縁シールドが配置されている、
請求項８記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道列車用の電力変換装置では、架線からの交流電力を集電装置を介して入力し、電力変換装置で直流に変換し、所定の交流電力に変換するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、交流鉄道種回路システムに用いられている従来の電力変換装置には、パンタグラフ（集電装置）、遮断器、接触器（コンタクタ）及び主変圧器を介して交流電力が供給されていた。
【０００４】
そして、電力変換装置は、交流電力を直流電力に変換するコンバータユニットと、コンバータユニットにより変換された直流電力を三相交流電力に変換するインバータユニットを有し、コンバータユニットとインバータユニットとは、直流リンク回路により接続されていた。
これらのコンバータユニット及びインバータユニットは、それぞれスイッチング素子としての複数のＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）を備えていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１１０３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、電力変換装置の小型化及び軽量化を図るためには、従来別体とされていたコンバータユニット及びインバータユニットを一体のユニットとすることが考えられる。
しかしながら、現状の構成のまま一体化すると、大型化かつ重量が増してしまい、組み立てやメンテナンスの際に、取り扱いが困難になる恐れがあった。一方で、半導体素子等の電気部品の小型化の開発が進み、コンバータユニット及びインバータユニットを一体化の開発が必要とされてきている。
また、コンバータユニット及びインバータユニットの一体化においては装置内の素子数の増加のため、故障率が上昇するといった虞があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題に鑑み、小型化を図りつつメンテナンス頻度を低減することが可能な電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の電力変換装置は、交流電気車に搭載され、架線から供給された交流電力の電力変換を行う電力変換装置である。
電力変換装置の電力変換ユニットは、交流入力端子及び交流出力端子を有し、前記交流入力端子を介して入力された前記交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路及び前記コンバータ回路により変換された直流電力を交流電力に変換して前記交流出力端子を介して出力するインバータ回路を内蔵している。
また、制御ユニットは、電力変換ユニットを制御する。
さらに、装置筐体は、電力変換ユニット及び制御ユニットを収納する。
上記構成において、電力変換ユニット内でコンバータ回路及びインバータ回路は横並びに配置されて一体に形成され、さらに交流入力端子に接続される交流入力ライン及び交流出力端子に接続される交流出力ラインは、ユニット筐体内及び装置筐体内で互いに交差せず、かつ、装置筐体内における配線引き回しが最短となる面からそれぞれ引き出されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、交流電気車に搭載される交流電気車用の電力変換装置の概要構成ブロック図である。
【図２】図２は、電力変換ユニットの概要構成説明図である。
【図３】図３は、電力変換ユニットの基本回路図である。
【図４】図４は、第２実施形態の一例の説明図である。
【図５】図５は、第３実施形態の一例の説明図である。
【図６】図６は、第４実施形態の電力変換ユニットの概要構成説明図である。
【図７】図７は、第４実施形態の電力変換ユニット及びゲートアンプユニットの概要構成説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に図面を参照して、実施形態について詳細に説明する。
［１］第１実施形態
図１は、交流電気車に搭載される交流電気車用の電力変換装置の概要構成ブロック図である。
交流電気車１０は、図１に示すように、き電線（架線）１１にパンタグラフ（集電装置）１２を介して接続されるとともに、車輪１３及び線路１４を介して設置される電力変換装置１５と、電力変換装置１５からの電力供給を受けて交流電気車１０を駆動するモータ１６と、を備えている。
【００１１】
電力変換装置１５は、大別すると、電力変換装置１５全体を制御するコントローラ２１と、スイッチングトランジスタとしての複数のＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）を有し、パンタグラフ１２を介して入力された交流電力を直流電力に変換し、さらに変換した直流電力を三相交流電力に変換する電力変換ユニット２２と、コントローラ２１の制御下で電力変換ユニット２２を構成する複数の高耐圧ＩＧＢＴのゲートを駆動するゲートアンプユニット２３と、コントローラ２１、電力変換ユニット２２、ゲートアンプユニット２３及びその他の電力変換装置１５の構成ユニット（例えば、交流コンタクタ、電源ユニット、耐圧試験ユニット、放電抵抗、フィルタコンデンサ、電流検出ユニット、電圧検出ユニット等）を収納する装置筐体（ケーシング）２４と、を備えている。
【００１２】
図２は、電力変換ユニットの概要構成説明図である。
電力変換ユニット２２は、図１及び図２に示すように、交流入力端子ＴＩ及び交流出力端子ＴＯを有し、交流入力端子を介して入力された交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路２２Ｃ及びコンバータ回路２２Ｃが変換した直流電力を三相交流電力に変換するインバータ回路２２Ｉが一体のユニットとして形成されている。
【００１３】
コンバータ回路２２Ｃとインバータ回路２２Ｉは、交流電気車１０に搭載された状態で交流電気車１０の進行方向に対して交差する（直交する）方向に横並びに配置されている。これは、電力変換ユニット２２の下部に配置されている図示しない冷却器（放熱部）に交流電気車１０の走行時の走行風があたって、効率的に冷却を行わせることで、電力変換ユニット２２をブロワレス構成とした場合でも、冷却効率を向上させて、電力変換ユニットひいては電力変換装置１５の小型化（コンパクト化）を図り、ぎ装上の自由度が向上し、メンテナンス性（保守性）が向上するからである。
【００１４】
そして、電力変換ユニット２２のユニット筐体２２Ｂの車両進行方向のいずれか一方の面（図１では、上方の面）には、交流入力端子ＴＩが接続される交流入力端子盤ＢＴＩ及び交流出力端子ＴＯが接続される交流出力端子盤ＢＴＯが設けられている。
さらに、交流入力端子盤及び交流出力端子盤は、装置筐体２４に設けられた外部交流入力端子盤２４Ｉ及び外部交流出力端子盤２４Ｏに対向する位置に設けられており、各端子盤間を接続する配線の引き回しを短くして、装置筐体２４内における発熱量の増加を抑制する構成を採っている。
【００１５】
図３は、電力変換ユニットの基本回路図である。
コンバータ回路２２Ｃは、図３に示すように、薄板状の導体を絶縁体フィルムにより被覆したいわゆるラミネート導体ＣＸにより直列接続されたＵ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤと、Ｘ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤと、を備え、両ＩＧＢＴモジュールＭＤの接続点に、金属バー製の配線用導体ＣＵを介して交流入力端子ＴＩを構成する第１交流入力端子ＴＣＵが接続されている。
【００１６】
また、コンバータ回路２２Ｃは、ラミネート導体ＣＹにより直列接続されたＶ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤと、Ｙ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤと、を備え、両ＩＧＢＴモジュールＭＤの接続点に、金属バー製の配線用導体ＣＶを介して交流入力端子ＴＩを構成する第２交流入力端子ＴＣＶが接続されている。
さらに各ＩＧＢＴモジュールＭＤは、ＩＧＢＴに対して並列にダイオードが逆接続されている。
【００１７】
そして、Ｕ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤを構成するＩＧＢＴのコレクタと、Ｖ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤを構成するＩＧＢＴのコレクタと、は、互いに接続されて、正側直流電源ラインＤＣＰを構成している。ここで、正側直流電源ラインＤＣＰの実際の配線材としては、上述したラミネート導体が用いられている。
【００１８】
同様に、Ｘ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤを構成するＩＧＢＴのエミッタと、Ｙ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤを構成するＩＧＢＴのエミッタと、は、互いに接続されて、負側直流電源ラインＤＣＮを構成している。この場合においても、負側直流電源ラインＤＣＮの実際の配線材料としては、上述したラミネート導体が用いられている。
以上の構成において、金属バー製の配線用導体ＣＵ及び配線用導体ＣＶは、図示しないフィルタコンデンサ（ＦＣ）の上方を跨いで、それぞれ、交流入力端子盤ＢＴＩあるいは交流出力端子盤ＢＴＯに接続されている。
【００１９】
一方、インバータ回路２２Ｉは、図３に示すように、ラミネート導体ＩＸにより直列接続されたＵ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤと、Ｘ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤと、を備え、両ＩＧＢＴモジュールＭＤの接続点に、金属バー製の配線用導体ＩＵを介して交流出力端子ＴＯを構成する第１交流出力端子ＴＩＵが接続されている。
【００２０】
また、インバータ回路２２Ｉは、ラミネート導体ＩＹにより直列接続されたＶ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤと、Ｙ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤと、を備え、両ＩＧＢＴモジュールＭＤの接続点に、金属バー製の配線用導体ＩＶを介して交流出力端子ＴＯを構成する第２交流出力端子ＴＩＶが接続されている。
【００２１】
さらにインバータ回路２２Ｉは、ラミネート導体ＩＺにより直列接続されたＷ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤと、Ｚ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤと、を備え、両ＩＧＢＴモジュールＭＤの接続点に、金属バー製の配線用導体ＩＷを介して交流出力端子ＴＯを構成する第３交流出力端子ＴＩＷが接続されている。
【００２２】
インバータ回路２２Ｉにおいても、各ＩＧＢＴモジュールＭＤは、ＩＧＢＴに対して並列にダイオードが逆接続されている。
そして、Ｕ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤを構成するＩＧＢＴのコレクタ、Ｖ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤを構成するＩＧＢＴのコレクタ及びＷ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤを構成するＩＧＢＴのコレクタには、正側直流電源ラインＤＣＰが接続されている。
【００２３】
同様に、Ｘ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤを構成するＩＧＢＴのエミッタ、Ｙ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤを構成するＩＧＢＴのエミッタ及びＷ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤを構成するＩＧＢＴのエミッタには、負側直流電源ラインＤＣＮが接続されている。
【００２４】
ところで、上記構成において、ＩＧＢＴモジュールＭＤを構成するＩＧＢＴにおいて、スイッチング時（ターンオン時）の立ち上がり特性が急峻な（ターンオン時間が短い）ＩＧＢＴを用いた場合、オーバーシュートにより発生する過電流（オーバーシュート電流）によりＩＧＢＴ素子自体が破損する虞がある。
【００２５】
このため、コンバータ回路２２Ｃと、インバータ回路２２Ｉと、を一体のユニットとして構成した場合の故障率（故障確率）を低減し、信頼性を向上するために、本実施形態のＩＧＢＴにおいては、過電流に起因するＩＧＢＴ素子の破損を抑制するために、スイッチング時のオーバーシュート電流を所定の基準電流値よりも抑制可能なターンオン時間を有するＩＧＢＴ素子、すなわち、ターンオン時の立ち上がり特性が比較的緩慢な（ターンオン時間が比較的長く、オーバーシュート電流が少ない）ＩＧＢＴ素子を用い、スイッチング時のオーバーシュートに起因する過電流（オーバーシュート電流）を抑制している。
この結果、本実施形態によれば、ＩＧＢＴ素子の故障率を抑制し、コンバータ回路２２Ｃと、インバータ回路２２Ｉと、を一体のユニットとして構成できるようになった。
【００２６】
一方、コンバータ回路２２Ｃと、インバータ回路２２Ｉと、を一体のユニットとして構成できるようになったトレードオフとして、電力変換ユニット２２の発熱量が増加することとなり、筐体内において、出来る限り迅速に排熱出来ることが要求された。
このため、本実施形態においては、電力変換ユニット２２内における熱分布を均一化するとともに、電力変換ユニット２２から外部に配線を引き回すに際し、その引き回し量を低減すべく配線経路を設定している。
【００２７】
より具体的には、電力変換ユニット２２内における熱分布を均一化するために、図２に示したように、交流入力端子ＴＩからコンバータ回路２２Ｃへの配線経路（交流入力ライン）と、インバータ回路２２Ｉから交流出力端子ＴＯへの配線経路（交流出力ライン）とは、ユニット筐体２２Ｂ内及び装置筐体２４内で互いに交差せず、かつ、装置筐体２４内における配線引き回しが最短となる面からそれぞれ引き出され、互いに離間して設けるようにしている。
さらに交流入力ライン及び交流出力ラインは、コンバータ回路２２Ｃ及びインバータ回路２２Ｉの横並びの方向と直交する方向であって、互いに同一の方向に引き回されている。
【００２８】
この結果、交流入力端子ＴＩからコンバータ回路２２Ｃへ向かう配線用導体（配線部材）において電流が流れる際に生じる熱およびインバータ回路２２Ｉから交流出力端子ＴＯへ向かう配線用導体において電流が流れる際に生じる熱の分布が電力変換ユニット２２内で拡がり、発熱集中が起こることがないため、ブロワレス構成としても、確実に冷却することが出来るようになっている。
【００２９】
さらに交流入力端子ＴＩ及び交流出力端子ＴＯを、電力変換ユニット２２を収納している装置筐体２４の近傍に位置するように設けているので、装置筐体２４内における配線用導体の引き回し量を少なくでき、ひいては、装置筐体２４内における発熱体の量を減らすことができ、排熱が間に合わずに、装置筐体２４内に熱がこもるような状況の発生を抑制できる。
【００３０】
したがって、本第１実施形態によれば、発熱により小型化が阻害されることもなく、メンテナンス頻度を低減することができる。
さらにまた、交流入力端子ＴＩ及び交流出力端子ＴＯを同一方向に設置することができ、車両への搭載時におけるメンテナンス方向を統一することができ、メンテナンス効率を低下させることがない。
【００３１】
［２］第２実施形態
以上の第１実施形態においては、交流入力端子盤ＢＴＩ及び交流出力端子盤ＢＴＯが電力変換ユニット２２のユニット筐体２２Ｂの車両進行方向のいずれか一方の面に設けられる場合の実施形態であったが、本第２実施形態は、コンバータ回路あるいはインバータ回路の金属バー製の配線用導体を交流電気車の互いに相異なる車側部側にそれぞれ引き出し、電力変換ユニットのユニット筐体の車両進行方向のいずれか任意の面に交流入力端子ＴＩが接続される交流入力端子盤及び交流出力端子が接続される交流出力端子盤を設けた場合のものである。
【００３２】
すなわち、本第２実施形態は、交流入力ライン及び交流出力ラインは、コンバータ回路２２Ｃ及びインバータ回路２２Ｉの横並びの方向に沿って、それぞれ逆方向に引き回され、さらに横並びの方向と直交する方向であって、互いに同一の方向あるいは互いに異なる方向に引き回された場合の実施形態である。
【００３３】
図４は、第２実施形態の一例の説明図である。
交流入力ラインを構成する金属バー製の配線用導体ＣＵ及び配線用導体ＣＶと、交流出力ラインを構成する金属バー製の配線用導体ＩＵ、配線用導体ＩＶ及び配線用導体ＩＷと、は、図４に示すように、コンバータ回路２２Ｃ及びインバータ回路２２Ｉの横並びの方向に沿って、それぞれ逆方向（図４中、左方向及び右方向）に引き回されている。
【００３４】
さらに、配線用導体ＣＵ及び配線用導体ＣＶと、配線用導体ＩＵ、配線用導体ＩＶ及び配線用導体ＩＷと、は、横並びの方向と直交する方向であって、互いに同一の方向、すなわち、端子盤ＢＴＩ、端子盤ＢＴＯの設置方向に引き回されている。
【００３５】
なお、装置筐体２４におけるメンテナンス面が、図４中、下方に位置する場合には、端子盤ＢＴＩＸ及び端子盤ＢＴＯＸの設置方向に交流入力ライン及び交流出力ラインを引き回すように構成することも可能である。
【００３６】
これらの結果、本第２実施形態によれば、交流入力端子ＴＩからコンバータ回路２２Ｃへ向かう配線用導体（配線部材）において電流が流れる際に生じる熱およびインバータ回路２２Ｉから交流出力端子ＴＯへ向かう配線用導体において電流が流れる際に生じる熱の分布が電力変換ユニット２２内で拡がり、発熱集中が起こることがないため、ブロワレス構成としても、確実に冷却することが出来るようになっている。
したがって、第１実施形態と同様に本第２実施形態によれば、発熱により小型化が阻害されることもなく、メンテナンス頻度を低減することができる。
【００３７】
さらに配線用導体ＣＵ及び配線用導体ＣＶと、配線用導体ＩＵ、配線用導体ＩＶ及び配線用導体ＩＷと、は、コンバータ回路２２Ｃとインバータ回路２２Ｉの横並びの方向と直交する方向であって、互いに同一の方向に引き回すことにより車両への搭載時におけるメンテナンス方向を統一することができ、メンテナンス効率を低下させることがない。
【００３８】
以上の説明は、コンバータ回路２２Ｃとインバータ回路２２Ｉの横並びの方向と直交する方向であって、互いに同一の方向に交流入力ライン及び交流出力ラインを引き回す場合のものであったが、メンテナンス面の設置に応じて、コンバータ回路２２Ｃとインバータ回路２２Ｉの横並びの方向と直交する方向であって、互いに異なる方向、例えば、端子盤ＢＴＩに交流入力ラインを接続するように引き回し、端子盤ＢＴＯＸに交流出力ラインを接続するように引き回すことも可能である。
【００３９】
［３］第３実施形態
以上の第１実施形態及び第２実施形態においては、ユニット筐体内で、交流入力ライン及び交流出力ラインを最終的に、コンバータ回路２２Ｃ及びインバータ回路２２Ｉの横並びの方向と直交する方向に引き回す実施形態であったが、本第３実施形態は、ニット筐体内で、交流入力ライン及び交流出力ラインを最終的に、コンバータ回路２２Ｃ及びインバータ回路２２Ｉの横並びの方向に沿って、互いに逆方向に引き回す場合の実施形態である。
【００４０】
図５は、第３実施形態の一例の説明図である。
交流入力ラインを構成する金属バー製の配線用導体ＣＵ及び配線用導体ＣＶと、交流出力ラインを構成する金属バー製の配線用導体ＩＵ、配線用導体ＩＶ及び配線用導体ＩＷと、は、図４に示すように、コンバータ回路２２Ｃ及びインバータ回路２２Ｉの横並びの方向に沿って、それぞれ逆方向（図４中、左方向及び右方向）に引き回され、それぞれ端子盤ＢＴＩ、端子盤ＢＴＯに接続されている。
【００４１】
これらの結果、本第３実施形態によれば、交流入力端子ＴＩからコンバータ回路２２Ｃへ向かう配線用導体（配線部材）において電流が流れる際に生じる熱およびインバータ回路２２Ｉから交流出力端子ＴＯへ向かう配線用導体において電流が流れる際に生じる熱の分布が電力変換ユニット２２内で拡がり、発熱集中が起こることがないため、ブロワレス構成としても、確実に冷却することが出来る。
したがって、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、本第３実施形態によれば、発熱により小型化が阻害されることもなく、メンテナンス頻度を低減することができる。
【００４２】
［４］第４実施形態
以上の第１実施形態乃至第３実施形態は、電力変換ユニット２２と、ゲートアンプユニット２３とを、別体に設けるものであったが、本第４実施形態は、さらなる小型可を目指して、電力変換ユニット２２と、ゲートアンプユニット２３とを、一体に設ける場合の実施形態である。
【００４３】
図６は、第４実施形態の電力変換ユニットの概要構成説明図である。
図６において、図５と同様の部分には、同一の符号を付すものとし、その詳細な説明を援用する。
図６において、図５と異なる部分は、ユニット筐体２２Ｂ内に、ゲートアンプユニット２３を一体に構成した点である。
ユニット筐体２２Ｂ内の一端部には、ゲートアンプユニット２３を構成する複数のゲートアンプが直流電源ライン（図６では、負側直流電源ラインＤＣＮ）に横並びに一列に配置されている。
ここで、ゲートアンプユニット２３は、コンバータ回路２２ＣのＵ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤを構成するＩＧＢＴを駆動するゲートアンプＧＡＣＵと、コンバータ回路２２ＣのＸ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤを構成するＩＧＢＴを駆動するゲートアンプＧＡＣＸと、コンバータ回路２２ＣのＶ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤを構成するＩＧＢＴを駆動するゲートアンプＧＡＣＶと、コンバータ回路２２ＣのＹ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤを構成するＩＧＢＴを駆動するゲートアンプＧＡＣＹと、を備えている。
さらにゲートアンプユニット２３は、インバータ回路２２ＩのＵ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤを構成するＩＧＢＴを駆動するゲートアンプＧＡＩＵと、インバータ回路２２ＩのＸ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤを構成するＩＧＢＴを駆動するゲートアンプＧＡＩＸと、インバータ回路２２ＩのＶ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤを構成するＩＧＢＴを駆動するゲートアンプＧＡＩＶと、インバータ回路２２ＩのＹ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤを構成するＩＧＢＴを駆動するゲートアンプＧＡＩＹと、インバータ回路２２ＩのＷ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤを構成するＩＧＢＴを駆動するゲートアンプＧＡＩＷと、インバータ回路２２ＩのＺ相用のＩＧＢＴモジュールＭＤを構成するＩＧＢＴを駆動するゲートアンプＧＡＩＺと、を備えている。
さらに各ゲートアンプＧＡＣＵ〜ＧＡＣＹ、ＧＡＩＵ〜ＧＡＩＺは、互いに近接配置することによる悪影響（干渉）を防止するため、隣接するゲートアンプから絶縁するための絶縁シールドＳＨにより囲われている。
なお、絶縁シールドＳＨは、各ゲートアンプを必ずしも囲う必要はなく、絶縁が可能であれば、隣接するゲートアンプ間に板状の絶縁シールドを配置するようにすることも可能である。
【００４４】
図７は、第４実施形態の電力変換ユニット及びゲートアンプユニットの概要構成説明図である。図７において、図３と同様の部分には、同一の符号を付し、その詳細な説明を援用する。
ゲートアンプユニット２３を構成する各ゲートアンプＧＡＣＵ〜ＧＡＣＹ、ＧＡＩＵ〜ＧＡＩＺは、コントローラ２１の制御下で、対応するＩＧＢＴモジュールＭＤを構成するＩＧＢＴのゲートに駆動制御信号を出力している。
以上の説明は、電力変換ユニットの構成が図５の場合と同様な場合について説明したが、電力変換ユニットの構成が、図２あるいは図４と同様な場合であっても、同様に適用が可能である。
以上の説明のように、本第４実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて、ユニット筐体２２Ｂ内に、ゲートアンプユニット２３を一体に構成しているので、上記各実施形態の効果に加えて、ゲートアンプユニット２３の設置面積を低減でき、より一層の電力変換装置の小型化を図ることができる。
【００４５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４６】
１０    交流電気車
１２    パンタグラフ
１３    車輪
１４    線路
１５    電力変換装置
１６    モータ
２１    コントローラ
２２    電力変換ユニット
２２Ｂ  ユニット筐体
２２Ｃ  コンバータ回路
２２Ｉ  インバータ回路
２３    ゲートアンプユニット
２４    装置筐体
２４Ｉ  外部交流入力端子盤（交流入力ライン）
２４Ｏ  外部交流出力端子盤（交流出力ライン）
ＢＴＩ、ＢＴＩＸ  交流入力端子盤（交流入力ライン）
ＢＴＯ、ＢＴＯＸ  交流出力端子盤（交流出力ライン）
ＣＵ、ＣＶ    配線用導体（コンバータ回路用、交流入力ライン））
ＣＸ、ＣＹ    ラミネート導体（コンバータ回路用）
ＤＣＮ  負側直流電源ライン
ＤＣＰ  正側直流電源ライン
ＧＡＣＵ〜ＧＡＣＹ  ゲートアンプ（コンバータ回路用）
ＧＡＩＵ〜ＧＡＩＺ  ゲートアンプ（インバータ回路用）
ＩＵ〜ＩＷ    配線用導体（交流出力ライン）
ＩＸ〜ＩＺ    ラミネート導体
ＳＨ    絶縁シールド
ＴＣＵ  第１交流入力端子
ＴＣＶ  第２交流入力端子
ＴＩ    交流入力端子
ＴＩＵ  第１交流出力端子
ＴＩＶ  第２交流出力端子
ＴＩＷ  第３交流出力端子
ＴＯ    交流出力端子
【図１】
2013169114.tif 000003
【図２】
2013169114.tif 000004
【図３】
2013169114.tif 000005
【図４】
2013169114.tif 000006
【図５】
2013169114.tif 000007
【図６】
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【図７】
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