JP4421132B2 - Railway vehicle power converter - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力変換用の半導体素子を備えた鉄道車両用電力変換装置に関し、より詳しくは、半導体素子および電線巻物部品の発熱を効率良く放熱できるとともに、半導体素子と電線巻物部品とを最短の長さでかつ簡単に電気接続することができ、さらには箱体の構造を簡単にすることができるように改良する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、鉄道車両の床下には電力変換装置が配設され、架線から供給される電力を半導体素子のスイッチングにより変換して車両駆動用の電動機に供給するようになっている。
【0003】
このような鉄道車両用電力変換装置の構造を図7および図8を参照して説明すると、鉄道車両1の床下に装着された電力変換装置2は、箱体3内の密閉部4に発熱量の大きい半導体素子5を収納するとともに、この半導体素子5を冷却ユニット6の受熱部6aに装着して冷却するようになっている。
また、箱体3外の側方開放部7に臨む冷却ユニット6の放熱部6bには多数の放熱フィンが配設され、スイッチングに伴って半導体素子5に発生する熱を大気中に放熱するようになっている。
【0004】
また、箱体3の上部に設けた上側開放部7aには、半導体素子5によって変換される電圧の波形を整形したり必要な電圧に変圧したりするためのリアクトルやトランス等の電線巻物部品8が配設されている。
これにより、リアクトルやトランス等の電線巻物部品8の発熱は外気に直接放熱できるので、箱体3の密閉部4内の温度上昇を抑制することができる。
【0005】
一方、電線巻物部品8はリード線9を介して半導体素子5に電気接続される。
このとき、リード線9を流れる高調波電流によるノイズの影響を極力抑えるため、リード線9の長さを最短とする必要がある。
そこで、電線巻物部品8から延びるリード線9は、箱体3に設けた貫通孔3aを介して密閉部4に引き込まれるとともに、その先端が冷却ユニット6の端子台6cに固定されて半導体素子5に電気接続される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した構造を有する従来の鉄道車両用電力変換装置においては、電線巻物部品8から半導体素子5に延びる多数のリード線9を箱体3内に引き込むため、箱体3に設けた多数の貫通孔3aに防水処理を施す必要がある。
【0007】
また、多数のリード線9を冷却ユニット6の端子台6cに電気接続する作業を箱体3の内部で行わざるを得ず、作業性が悪い。
同様に、箱体3に設けた冷却ユニット6を着脱する作業も大変である。
【0008】
また、電線巻物部品8は半導体素子5のスイッチング速度を高速とすることにより小型化が図られているが、箱体3の上部に配設する構造であり、かつ半導体素子5を収納する密閉部4と電線巻物部品8を配設する上側開放部7aとを隔壁3bによって区画する必要があるため、箱体3の構造が複雑なものとなる。
【0009】
そこで本発明の目的は、上述した従来技術が有する問題点を解消し、半導体素子および電線巻物部品の発熱を効率良く放熱できるとともに、半導体素子と電線巻物部品とを最短の長さでかつ簡単に電気接続することができ、さらには箱体の構造を簡単にすることができる鉄道車両用電力変換装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する請求項1に記載の手段は、
電力変換用の半導体素子を半導体冷却ユニットの受熱部の一方の側に装着するととともに、
前記受熱部の他方の側のうち前記半導体素子と対向する位置に放熱フィンを配設し、
前記半導体素子に電気接続される電線巻物部品を、前記放熱フィンに並設して前記受熱部に固定し、
前記受熱部は、前記半導体素子から前記受熱部を通って前記放熱フィンに至る方向において、前記電線巻物部品を装着する部分の厚みが、前記半導体素子を装着する部分よりも厚くなっていることを特徴とする鉄道車両用電力変換装置である。
【0011】
すなわち、請求項1に記載の鉄道車両用電力変換装置においては、半導体素子を冷却する半導体冷却ユニットに電線巻物部品を装着するから、電線巻物部品の発熱をも効率良く放熱することができる。
また、半導体素子および電線巻物部品を共に半導体冷却ユニットに装着するから、半導体素子および電線巻物部品を接近させて配設し両者を最短長さで電気接続できるばかりでなく、組立作業や箱体に対する取付作業等を容易に行うことができる。
さらに、一般的な鉄道車両用電力変換装置においては、半導体素子の発熱量の方が電線巻物部品の発熱量よりも多いから、半導体冷却ユニットの受熱部のうち半導体素子を装着した部分の温度の方が電線巻物部品を装着した部分の温度よりも高くなる。
これにより、半導体冷却ユニットの受熱部の厚みを全体的に等しくしたのでは、半導体素子の発熱の一部が電線巻物部品側に伝達されて電線巻物部品を装着した部分の受熱部の温度が高くなり、電線巻物部品の発熱を効率良く放熱することができなくなるおそれがある。
このとき、請求項1に記載の鉄道車両用電力変換装置においては、半導体冷却ユニットの受熱部のうち電線巻物部品を装着した部分の方が厚いから、半導体素子の発熱は電線巻物部品側に伝達されにくくなる。
これにより、半導体素子の発熱は放熱フィンの側により多く伝達されることとなり、放熱フィンを介して効率良く放熱することができる。
同時に、電線巻物部品を半導体素子から離間させることができるから、半導体素子の発熱の影響によって電線巻物部品の温度が高まることを防止し、電線巻物部品の発熱を効率良く放熱することができる。
【0012】
請求項2に記載の手段は、請求項1に記載の鉄道車両用電力変換装置において、前記半導体素子が、箱体の内側の密閉部に収納されていることを特徴とする。
【0013】
請求項3に記載の手段は、請求項2に記載の鉄道車両用電力変換装置において、前記放熱フィンが、前記箱体の側方開放部に臨む側に配設されていることを特徴とする。
すなわち、請求項3に記載の鉄道車両用電力変換装置によれば、装置の開放部に露出する放熱フィンに電線巻物部品を並設するから、電線巻物部品の発熱を直接外気に放熱したり放熱フィンを介して放熱したりすることができ、電線巻物部品の冷却効率を高めることができる。
【0014】
請求項4に記載の手段は、請求項1乃至3のいずれかに記載の鉄道車両用電力変換装置において、前記電線巻物部品が、前記受熱部を貫通して前記半導体素子の側に延びる端子を有することを特徴とする。
【0015】
すなわち、請求項4に記載の鉄道車両用電力変換装置によれば、電線巻物部品を放熱フィン側に配設したにもかかわらず、受熱部を貫通して延びる端子により、半導体素子側において電線巻物部品と半導体素子とを電気接続することができる。
【0016】
請求項5に記載の手段は、請求項4に記載の鉄道車両用電力変換装置において、前記電線巻物部品の端子が、前記半導体素子の端子と高さを揃えて配設されるともに導電性金属板から形成された接続導体を介して前記半導体素子の端子と電気接続されることを特徴とする。
【0017】
すなわち、請求項5に記載の鉄道車両用電力変換装置によれば、電線巻物部品の端子および半導体素子の端子を同じ高さ、すなわち半導体冷却ユニットの受熱部からの距離を等しくすることにより、両者の距離を最短とすることができる。
また、例えば銅板等の導電性金属板から形成した接続導体を用いてこれらの端子同士を接続するから、電気接続の低インダクタンス化を図ることができる。
【0018】
請求項6に記載の手段は、請求項1〜4のいずれかに記載の鉄道車両用電力変換装置において、前記半導体冷却ユニットが、前記受熱部のうち前記半導体素子および前記電線巻物部品をそれぞれ装着した部分と前記放熱フィンを設けた部分との間で延びるように前記受熱部に埋設されたヒートパイプを有することを特徴とする。
【0019】
すなわち、請求項6に記載の鉄道車両用電力変換装置においては、半導体素子および電線巻物部品の発熱がヒートパイプにより放熱フィンに伝達されて放熱されるから、半導体素子および電線巻物部品を効率良く冷却することができる。
【0020】
請求項7に記載の手段は、請求項1〜5のいずれかに記載の鉄道車両用電力変換装置において、前記半導体冷却ユニットが、前記受熱部のうち前記半導体素子を装着した部分にその基端部が埋設されるとともにその先端側に放熱フィンが装着されたヒートパイプを有することを特徴とする。
【0021】
すなわち、請求項7に記載の鉄道車両用電力変換装置においては、半導体素子および電線巻物部品から受熱部に入力した発熱が、ヒートパイプの基端から先端側に設けた多数の放熱フィンに伝達されて放熱されるから、半導体素子および電線巻物部品を効率良く冷却することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る鉄道車両用電力変換装置の一実施形態および参考例を、図1乃至図3を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明においては同一の部分に同一の符号を用いるとともに、鉄道車両の前後進方向を前後方向と、かつ枕木方向を左右方向と、鉛直方向を上下方向と言う。
【0023】
第1参考例
まず最初に図1乃至図3を参照し、第1参考例の鉄道車両用電力変換装置について詳細に説明する。
【0024】
図1乃至図3に示したように、鉄道車両1の床下に装着された本第1参考例の電力変換装置10は、箱体11内の密閉部4に発熱量の大きい半導体素子5を収納するとともに、この半導体素子5を半導体冷却ユニット12の受熱部12aに装着して冷却するようになっている。
【0025】
半導体冷却ユニット12の受熱部12aは前後方向および上下方向に延びる側面視で矩形状の厚板部材で、側方開放部7に臨む側の半導体素子5と対向する位置には、多数の放熱フィン12bがそれぞれ配設されている。
これにより、多数の放熱フィン12bが鉄道車両の走行に伴う走行風にさらされるから、スイッチングに伴って半導体素子5に発生する熱を効率的に大気中に放熱することができる。
【0026】
多数の放熱フィン12bの間の隙間12cには、半導体素子5によって変換される電圧の波形を整形したり必要な電圧に変圧したりするためのリアクトルやトランス等の電線巻物部品13がそれぞれ並設され、受熱部12aに密着するように固定されている。
これらの電線巻物部品13は、受熱部12aを貫通して半導体素子5側に延びる端子13aをそれぞれ有している。
各端子13aの先端は、半導体素子5の端子5aとその高さを揃えて、すなわち受熱部12aからの距離が揃うように配設されている。
【0027】
半導体素子5の各端子5aおよび電線巻物部品13の各端子13aには、一対の銅板14aによって絶縁板14bを挟持して形成した電気接続導体14がボルト15によってそれぞれ螺着され、各端子5a,13a間を互いに電気接続している。
【0028】
半導体素子5、電線巻物部品13および電気接続導体14がそれぞれ組み付けられた半導体冷却ユニット12は、箱体11の側方に開設された開口11aを介して箱体11に装着され、半導体素子5が密閉部4内に位置する。
また、半導体冷却ユニット12の外周に沿って固着したフランジ12dの先端が、開口11aの周縁に沿って固着された断面形状コ字形の板金部材11bの内側に位置し、飛び石や雨水等が箱体11内の密閉部4に入り込むことを防止している。
【0029】
すなわち、本第1参考例の鉄道車両用電力変換装置10においては、半導体素子5を冷却する半導体冷却ユニット12に電線巻物部品13を装着する。
これにより、半導体素子5と半導体冷却ユニット12および電線巻物部品13を箱体11の外部において一体に組み立てることができるから、組み立ての作業効率を大幅に向上させることができる。
また、箱体11に対する取付作業を容易に行うことができるばかりでなく、箱体11を含む鉄道車両用電力変換装置10全体の構造を極めて簡単なものとすることができる。
【0030】
また、側方開放部7に露出する放熱フィン12cに電線巻物部品13を並設するから、電線巻物部品13の発熱を直接外気に放熱したり放熱フィン12cを介して放熱したりすることができ、電線巻物部品13の冷却効率を高めることができる。
【0031】
また、電線巻物部品13を放熱フィン12b側に配設したにもかかわらず、半導体冷却ユニット12を貫通して延びる端子13aを設けたことにより、半導体素子5側において半導体素子5と電気接続できるから、組立作業性を向上させることができる。
【0032】
また、電線巻物部品13の端子13aおよび半導体素子5の端子5aを同じ高さ、すなわち半導体冷却ユニット12の受熱部12bからの距離を等しくすることにより、両端子13a,5a間の距離を最短とすることができる。
さらに、銅板等から形成した電気接続導体14を用いて両端子13a,5a同士を互いに接続するから、電気接続の低インダクタンス化を図ることができる。
【0033】
実施形態
次に図4を参照し、一実施形態の鉄道車両用電力変換装置について詳細に説明する。
【0034】
図4に示した本実施形態の鉄道車両用電力変換装置20は、上述した第1参考例の半導体冷却ユニット12の形状を変更したもので、それ以外の部分は同一となっている。
【0035】
すなわち、半導体素子5および電線巻物部品13を冷却するための半導体冷却ユニット21の受熱部のうち、半導体素子5を装着する受熱部21aの厚み寸法T1に対して、電線巻物部品13を装着する受熱部21bの厚み寸法T2の方が大きく設定されている。
【0036】
これにより、電線巻物部品13よりも発熱量の多い半導体素子5の発熱が、半導体冷却ユニット21の放熱フィン21cの側により多く伝達されるから、放熱フィン21cを介して効率良く放熱することができる。
【0037】
同時に、電線巻物部品13を半導体素子5から離間させることができるから、半導体素子5の発熱の影響によって電線巻物部品13の温度が高まることを防止し、電線巻物部品13の発熱を効率良く放熱することができる。
さらには、電線巻物部品13の発熱を受熱部21bを介さずに放熱フィン21cに直接伝達することもできる。
【0038】
第2参考例
次に図5を参照し、第2参考例の鉄道車両用電力変換装置について詳細に説明する。
【0039】
図5に示した本第2参考例の鉄道車両用電力変換装置30は、前述した第1参考例の半導体冷却ユニット12の構造を変更したもので、それ以外の部分は同一となっている。
【0040】
すなわち、半導体素子5および電線巻物部品13を冷却するための半導体冷却ユニット31の受熱部31aには、半導体素子5と電線巻物部品13をそれぞれ装着した部分と放熱フィン31bを設けた部分との間で前後方向に延びるようにヒートパイプ32が埋設されている。
【0041】
このヒートパイプ32は、密封された管状容器の内部に冷媒を封入したものである。
管状容器内の冷媒は、半導体冷却ユニット31の受熱部31aのうち半導体素子5および電線巻物部品13の発熱によって温度が高い部分で加熱されて蒸発し気化熱を奪うとともに、管状容器の内部を移動し、放熱フィン31bに臨んで温度が低い部分で凝縮して放熱する。
【0042】
したがって、本第2参考例の鉄道車両用電力変換装置30においては、半導体素子5および電線巻物部品13の発熱がヒートパイプ32によって放熱フィン31bに伝達されて放熱されるから、半導体素子5および電線巻物部品13を効率良く冷却することができる。
【0043】
第3参考例
次に図6を参照し、第3参考例の鉄道車両用電力変換装置について詳細に説明する。
【0044】
図6に示した本第3参考例の鉄道車両用電力変換装置40は、上述した第2参考例の半導体冷却ユニット31の構造をさらに変更したもので、それ以外の部分は同一となっている。
【0045】
すなわち、本第3参考例における半導体冷却ユニット41は、厚板状の受熱部42と、この受熱部42に植設された多数のヒートパイプユニット43とを有している。
【0046】
ヒートパイプユニット43は、平面視でU字形に湾曲したヒートパイプ44が左右方向に延びるようにその基端部44aを受熱部42に埋設するとともに、その先端側44bに互いに平行に前後方向および上下方向に延びる多数枚の放熱フィン45を装着したものである。
【0047】
したがって、本第3参考例の鉄道車両用電力変換装置40においては、半導体素子5および電線巻物部品13から受熱部42に入力した発熱が、ヒートパイプ44の基端部44aから先端側44bに設けた多数の放熱フィン45に伝達されて外気に放熱されるから、半導体素子5および電線巻物部品13を効率良く冷却することができる。
【0048】
以上、本発明に係る鉄道車両用電力変換装置の一実施形態および参考例について詳しく説明したが、本発明は上述した一実施形態および参考例によって限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した一実施形態および参考例においてはいずれも放熱フィンを半導体素子に対して左右方向に対向配置しているが、半導体素子の数よりも多い放熱フィンを配設することもできる。
また、電線巻物部品を配設する位置は、放熱フィンの間に限定されない。
【0049】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の鉄道車両用電力変換装置においては半導体素子を冷却する半導体冷却ユニットに電線巻物部品を装着するから、半導体素子と半導体冷却ユニットおよび電線巻物部品を装置の箱体の外において一体に組み立てることができ、組立作業の効率を大幅に向上させることができるばかりでなく、箱体に対する取付作業をも容易に行うことができ、さらには鉄道車両用電力変換装置の全体構造を極めて簡単なものとすることができる。
また、開放部に露出する放熱フィンに電線巻物部品を並設するから、電線巻物部品の発熱を直接外気に放熱したり放熱フィンを介して放熱したりすることができ、電線巻物部品の冷却効率を高めることができる。
また、電線巻物部品を放熱フィンに並設したにもかかわらず、半導体冷却ユニットを貫通して延びる端子を設けたことにより半導体素子側において半導体素子と電気接続できるから、組立作業性を向上させることができる。
また、電線巻物部品の端子および半導体素子の端子を同じ高さ、すなわち半導体冷却ユニットの受熱部からの距離を等しくするから、両端子間の距離を最短とすることができる。
また、銅板等の導電性金属板等から形成した電気接続導体を用いて端子同士を電気接続するから、電気接続の低インダクタンス化を図ることができる。
特に、半導体冷却ユニットの受熱部のうち半導体素子を装着する部分よりも電線巻物部品を装着する部分の方が厚いから、半導体素子の発熱は放熱フィンの側により多く伝達されることとなって放熱フィンを介して効率良く放熱することができ、さらには電線巻物部品が半導体素子から離間させることができるから、半導体素子の発熱の影響によって電線巻物部品の温度が高まることを防止して電線巻物部品の発熱を効率良く放熱することができる。
また、半導体冷却ユニットの受熱部にヒートパイプを埋設し、半導体素子および電線巻物部品の発熱をヒートパイプによって放熱フィンに伝達するから、半導体素子および電線巻物部品を効率良く冷却することができる。
また、半導体冷却ユニットの受熱部にその基端部を埋設したヒートパイプの先端側に多数の放熱フィンを装着するから、半導体素子および電線巻物部品の発熱を多数の放熱フィンを介して放熱し半導体素子および電線巻物部品を効率良く冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1参考例の鉄道車両用電力変換装置の全体を前方から見た状態で模式的に示す正面図。
【図2】 図1に示した鉄道車両用電力変換装置を左右方向から見た状態で模式的に示す側面図。
【図3】 図2中に示したA−A矢視線に沿った断面図。
【図4】 一実施形態の鉄道車両用電力変換装置の要部を図3と同様に示す断面図。
【図5】 第2参考例の鉄道車両用電力変換装置の要部を図3と同様に示す断面図。
【図6】 第3参考例の鉄道車両用電力変換装置の要部を図3と同様に示す断面図。
【図7】 従来の鉄道車両用電力変換装置の全体を前方から見た状態で模式的に示す正面図。
【図8】 従来の鉄道車両用電力変換装置の要部を前方から見た状態で模式的に示す断面図。
【符号の説明】
1 鉄道車両
2 従来の電力変換装置
3 箱体
4 密閉部
5 半導体素子
5a 端子
6 冷却ユニット
7 側方開放部
7a 上側開放部
8 電線巻物部品
9 リード線
10 第1参考例の鉄道車両用電力変換装置
11 箱体
12 半導体冷却ユニット
12a 受熱部
12b 放熱フィン
12c 隙間
12d フランジ
13 電線巻物部品
13a 端子
14 電気接続導体
15 ボルト
20 一実施形態の鉄道車両用電力変換装置
21 半導体冷却ユニット
21a,21b 受熱部
21c 放熱フィン
30 第2参考例の鉄道車両用電力変換装置
31 半導体冷却ユニット
31a 受熱部
31b 放熱フィン
32 ヒートパイプ
40 第3参考例の鉄道車両用電力変換装置
41 半導体冷却ユニット
42 受熱部
43 ヒートパイプユニット
44 ヒートパイプ
45 放熱フィン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a railway vehicle power conversion device including a semiconductor element for power conversion. More specifically, the present invention can efficiently dissipate heat generated by a semiconductor element and a wire wound part, and the semiconductor element and the wire wound part can be reduced to the shortest. The present invention relates to a technique for improving the length so that the electrical connection can be made easily and the structure of the box can be simplified.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a power converter is disposed under the floor of a railway vehicle so that power supplied from an overhead line is converted by switching of a semiconductor element and supplied to a motor for driving the vehicle.
[0003]
The structure of such a railway vehicle power conversion device will be described with reference to FIGS. 7 and 8. The
A large number of heat dissipating fins are arranged in the
[0004]
Further, the upper
Thereby, since heat_generation | fever of the
[0005]
On the other hand, the wire wound
At this time, in order to suppress the influence of noise caused by the harmonic current flowing through the
Therefore, the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional railway vehicle power converter having the above-described structure, a large number of
[0007]
Also, the work of electrically connecting a large number of
Similarly, the work of attaching and detaching the
[0008]
In addition, the
[0009]
Accordingly, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, to efficiently dissipate heat generated by the semiconductor element and the wire wound part, and to easily remove the semiconductor element and the wire wound part with the shortest length. An object of the present invention is to provide a railway vehicle power conversion device that can be electrically connected and can further simplify the structure of the box.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The means according to
While mounting a semiconductor element for power conversion on one side of the heat receiving part of the semiconductor cooling unit,
Disposing a radiation fin at a position facing the semiconductor element on the other side of the heat receiving portion,
Wire scroll parts that are electrically connected to the semiconductor element are arranged in parallel with the heat dissipating fins and fixed to the heat receiving part,
In the heat receiving part, in the direction from the semiconductor element through the heat receiving part to the heat radiating fin, the thickness of the part where the wire wound part is attached is thicker than the part where the semiconductor element is attached. This is a feature of a railway vehicle power converter.
[0011]
That is, in the railway vehicle power conversion device according to the first aspect, since the wire wound part is mounted on the semiconductor cooling unit that cools the semiconductor element, the heat generated by the wire wound part can be efficiently radiated.
In addition, since both the semiconductor element and the electric wire scroll part are mounted on the semiconductor cooling unit, the semiconductor element and the electric wire scroll part are arranged close to each other and not only can be electrically connected with the shortest length but also the assembly work and the box Installation work etc. can be performed easily.
Furthermore, in a general railway vehicle power conversion device, the amount of heat generated by the semiconductor element is larger than the amount of heat generated by the wire scroll part, so the temperature of the portion where the semiconductor element is mounted in the heat receiving portion of the semiconductor cooling unit. The temperature becomes higher than the temperature of the portion where the wire wound part is mounted.
As a result, if the thickness of the heat receiving part of the semiconductor cooling unit is made equal overall, the temperature of the heat receiving part of the part where the heat generated by the semiconductor element is transmitted to the wire wound part side and the wire wound part is mounted is high. Therefore, there is a possibility that the heat generated by the wire wound part cannot be efficiently radiated.
At this time, in the railway vehicle power converter according to
As a result, the heat generated by the semiconductor element is more transmitted to the side of the heat radiating fin, and can be efficiently radiated through the heat radiating fin.
At the same time, since the wire wound part can be separated from the semiconductor element, it is possible to prevent the temperature of the wire wound part from increasing due to the heat generated by the semiconductor element, and to efficiently dissipate the heat generated by the wire wound part.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the railway vehicle power converter according to the first aspect, the semiconductor element is housed in a sealed portion inside the box.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the power converter for a railway vehicle according to the second aspect, the radiating fin is disposed on a side facing the side opening portion of the box. .
That is, according to the power conversion device for a railway vehicle according to
[0014]
Means according to
[0015]
That is, according to the power conversion apparatus for a railway vehicle according to
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the power converter for a railway vehicle according to the fourth aspect , wherein the terminal of the wire wound part is arranged with the same height as the terminal of the semiconductor element, and is a conductive metal. It is electrically connected to a terminal of the semiconductor element through a connection conductor formed from a plate.
[0017]
That is, according to the power conversion device for a railway vehicle according to
In addition, since these terminals are connected to each other using a connection conductor formed of a conductive metal plate such as a copper plate, for example, the inductance of the electrical connection can be reduced.
[0018]
According to a sixth aspect of the present invention, in the railway vehicle power converter according to any one of the first to fourth aspects, the semiconductor cooling unit is mounted with the semiconductor element and the wire wound part in the heat receiving part, respectively. And a heat pipe embedded in the heat receiving portion so as to extend between the portion provided with the heat dissipating fin.
[0019]
That is, in the railcar power converter according to
[0020]
According to a seventh aspect of the present invention, in the railway vehicle power converter according to any one of the first to fifth aspects, the semiconductor cooling unit has a base end at a portion of the heat receiving portion where the semiconductor element is mounted. It is characterized by having a heat pipe in which a portion is embedded and a radiating fin is mounted on the tip side.
[0021]
In other words, in the railway vehicle power conversion device according to
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment and a reference example of a railway vehicle power converter according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.
In the following description, the same reference numerals are used for the same parts, and the forward / backward direction of the railway vehicle is referred to as the front / rear direction, the sleeper direction is referred to as the left / right direction, and the vertical direction is referred to as the up / down direction.
[0023]
First Reference Example First, a railway vehicle power converter according to a first reference example will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.
[0024]
As shown in FIGS. 1 to 3, the
[0025]
The
Thereby, since
[0026]
Each of these wire wound
The tip of each terminal 13a is arranged so that the height of the terminal 5a of the
[0027]
[0028]
The
Further, the tip of the
[0029]
That is, in the railway vehicle
Thereby, since the
Moreover, not only can the attachment work to the
[0030]
Moreover, since the wire wound
[0031]
Further, even though the
[0032]
Further, by making the terminal 13a of the wire wound
Furthermore, since the
[0033]
Embodiment Next, with reference to FIG. 4, the railway vehicle power converter device of one Embodiment is demonstrated in detail.
[0034]
The
[0035]
That is, among the heat receiving portions of the
[0036]
As a result, the heat generated by the
[0037]
At the same time, since the wire wound
Furthermore, the heat generation of the wire wound
[0038]
Second Reference Example Next, with reference to FIG. 5, a power conversion apparatus for railcars according to a second reference example will be described in detail.
[0039]
The
[0040]
That is, the heat receiving portion 31a of the
[0041]
The
The refrigerant in the tubular container is heated at a high temperature portion of the heat receiving portion 31a of the
[0042]
Therefore, in the railway vehicle
[0043]
Third Reference Example Next, with reference to FIG. 6, a railway vehicle power converter according to a third reference example will be described in detail.
[0044]
The railway vehicle
[0045]
In other words, the
[0046]
The
[0047]
Therefore, in the railway vehicle
[0048]
As mentioned above, although one Embodiment and the reference example of the railway vehicle power converter device which concern on this invention were described in detail, this invention is not limited by one Embodiment and the reference example which were mentioned above, A various change is possible. Needless to say.
For example, in both the above-described embodiment and the reference example, the heat dissipating fins are disposed opposite to the semiconductor element in the left-right direction, but more heat dissipating fins than the number of semiconductor elements can be provided.
Moreover, the position which arrange | positions an electric wire roll component is not limited between the radiation fins.
[0049]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, in the railway vehicle power converter according to the present invention, the wire wound part is mounted on the semiconductor cooling unit that cools the semiconductor element. Therefore, the semiconductor element, the semiconductor cooling unit, and the wire wound part are attached to the apparatus. As well as being able to be assembled integrally outside the box, not only can the efficiency of the assembly work be greatly improved, but also the mounting work on the box can be easily performed, and further a power conversion device for railway vehicles The overall structure can be made very simple.
In addition, since the wire scroll component is arranged in parallel with the heat dissipating fin exposed in the open part, the heat generated by the wire scroll component can be directly radiated to the outside air or can be dissipated through the heat dissipating fin. Can be increased.
In addition, even though the wire roll parts are arranged in parallel with the heat dissipating fins, by providing a terminal extending through the semiconductor cooling unit, it is possible to electrically connect the semiconductor element on the semiconductor element side, thereby improving the assembly workability. Can do.
Further, since the terminals of the wire wound part and the terminals of the semiconductor element are made the same height, that is, the distance from the heat receiving portion of the semiconductor cooling unit is made equal, the distance between the two terminals can be minimized.
Moreover, since the terminals are electrically connected using an electrical connection conductor formed from a conductive metal plate such as a copper plate, the inductance of the electrical connection can be reduced.
In particular, the heat receiving portion of the semiconductor cooling unit is thicker in the portion where the wire wound part is mounted than in the portion where the semiconductor element is mounted. Heat can be efficiently dissipated through the fins, and further, the wire wound part can be separated from the semiconductor element, so that the temperature of the wire wound part is prevented from increasing due to the heat generated by the semiconductor element, and the wire wound part. Can be efficiently dissipated.
Moreover, since the heat pipe is embedded in the heat receiving portion of the semiconductor cooling unit and the heat generated by the semiconductor element and the wire wound part is transmitted to the heat radiation fin by the heat pipe, the semiconductor element and the wire wound part can be efficiently cooled.
In addition, since a large number of radiating fins are attached to the front end side of the heat pipe in which the base end portion is embedded in the heat receiving portion of the semiconductor cooling unit, the heat generated from the semiconductor element and the wire wound part is dissipated through the radiating fins. The element and the wire wound part can be efficiently cooled.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view schematically showing the entire railway vehicle power converter of a first reference example as viewed from the front.
FIG. 2 is a side view schematically showing the railway vehicle power conversion device shown in FIG. 1 as viewed from the left-right direction.
3 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 2;
4 is a cross-sectional view showing the main part of the railway vehicle power converter according to one embodiment, similar to FIG. 3;
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the main part of a railway vehicle power converter according to a second reference example, similar to FIG. 3;
6 is a cross-sectional view showing a main part of a railway vehicle power converter according to a third reference example, similar to FIG.
FIG. 7 is a front view schematically showing the entire conventional railway vehicle power converter as viewed from the front.
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a main part of a conventional railway vehicle power converter when viewed from the front.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
7a Upper
Claims (7)
前記受熱部の他方の側のうち前記半導体素子と対向する位置に放熱フィンを配設し、
前記半導体素子に電気接続される電線巻物部品を、前記放熱フィンに並設して前記受熱部に固定し、
前記受熱部は、前記半導体素子から前記受熱部を通って前記放熱フィンに至る方向において、前記電線巻物部品を装着する部分の厚みが、前記半導体素子を装着する部分よりも厚くなっていることを特徴とする鉄道車両用電力変換装置。While mounting a semiconductor element for power conversion on one side of the heat receiving part of the semiconductor cooling unit,
Disposing a radiation fin at a position facing the semiconductor element on the other side of the heat receiving portion,
Wire scroll parts that are electrically connected to the semiconductor element are arranged in parallel with the heat dissipating fins and fixed to the heat receiving part,
In the heat receiving part, in the direction from the semiconductor element through the heat receiving part to the heat radiating fin, the thickness of the part where the wire wound part is attached is thicker than the part where the semiconductor element is attached. A power conversion device for railway vehicles.
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