JP3194066B2 - Power converter - Google Patents

Power converter

Info

Publication number
JP3194066B2
JP3194066B2 JP10454994A JP10454994A JP3194066B2 JP 3194066 B2 JP3194066 B2 JP 3194066B2 JP 10454994 A JP10454994 A JP 10454994A JP 10454994 A JP10454994 A JP 10454994A JP 3194066 B2 JP3194066 B2 JP 3194066B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
power converter
ground
cooler
midpoint
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP10454994A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH07298642A (en
Inventor
安藤  武
堀江  哲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP10454994A priority Critical patent/JP3194066B2/en
Publication of JPH07298642A publication Critical patent/JPH07298642A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3194066B2 publication Critical patent/JP3194066B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電力変換装置に係り、
特に、半導体素子を冷却器に絶縁して装着する構造の交
流電気車の電力変換装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power converter,
In particular, the present invention relates to a power converter for an AC electric vehicle having a structure in which a semiconductor element is insulated and mounted on a cooler.

【0002】[0002]

【従来の技術】交流を電源とする従来の交流電気車の電
力変換装置の構成を図7に示す。図7において、1は交
流電源、2は変圧器、3,4は電力変換器、5は誘導電
動機、6a,6bは直流回路のコンデンサであり、交流
電源1から変圧器2を介して単相の交流を電力変換器
(コンバータ)3に供給し、コンバータ3によって直流
に変換し、直流をコンデンサ6a,6bを介して電力変
換器(インバータ)4によって可変電圧可変周波数の3
相交流に変換し、この3相交流を交流電気車(図示せ
ず)を駆動する誘導電動機5に供給する。交流電気車の
電力変換装置は、変圧器2のところで絶縁されているの
で、電位を確定させるために接地回路を設ける。7〜1
0は接地回路であり、直流回路のコンデンサ6の中点か
ら抵抗器7、整流回路8、グランドスイッチ9を通して
車体(図示せず)に接地されている。整流回路8の出力
には、グランドリレー10が接続され、グランドリレー
10に直流が流れるようにしている。接地回路には、通
常は電流は流れないが、電力変換装置の回路が地絡した
ときには、地絡電流が流れ、グランドリレー10は、こ
の地絡電流が流れたことを検出し、図示しない保護装置
を作動する。また、この電力変換装置の耐圧試験を行う
ときは、グランドスイッチ9を開いて電力変換装置と接
地側の間に所定の電圧を加えて行う。
2. Description of the Related Art FIG. 7 shows a configuration of a conventional power converter for an AC electric vehicle using AC as a power source. In FIG. 7, 1 is an AC power supply, 2 is a transformer, 3 and 4 are power converters, 5 is an induction motor, 6a and 6b are DC circuit capacitors, and are single-phase from the AC power supply 1 via the transformer 2. Is supplied to a power converter (converter) 3 and converted into a direct current by the converter 3, and the direct current is converted into a variable voltage variable frequency 3 by a power converter (inverter) 4 via capacitors 6a and 6b.
The three-phase AC is supplied to an induction motor 5 that drives an AC electric vehicle (not shown). Since the power converter of the AC electric vehicle is insulated at the transformer 2, a ground circuit is provided to determine the potential. 7-1
Numeral 0 denotes a ground circuit, which is grounded to the vehicle body (not shown) through a resistor 7, a rectifier circuit 8, and a ground switch 9 from the midpoint of the capacitor 6 of the DC circuit. The output of the rectifier circuit 8 is connected to a ground relay 10 so that a direct current flows through the ground relay 10. Normally, no current flows through the ground circuit. However, when a ground fault occurs in the circuit of the power conversion device, a ground fault current flows. Activate the device. When a withstand voltage test is performed on the power converter, the ground switch 9 is opened and a predetermined voltage is applied between the power converter and the ground.

【0003】一方、図8は、電力変換器を構成する半導
体素子を冷却器に取り付けた構成及び回路を模式的に表
したもので、電力変換器の一例として3レベルインバー
タの1相分の回路を示している。図8において、11a
〜11dはIGBTなど自己消弧形素子にダイオードを
逆並列接続した半導体素子、12a,12bはダイオー
ドであり、直流回路のコンデンサ6a,6bが接続され
ている。13a〜13d,14a,14bは、半導体素
子11a〜11d、ダイオード12a,12bの入った
半導体モジュール、15は半導体モジュール13,14
を冷却するための冷却器である。16a〜16fは半導
体モジュール13,14と冷却器15の間の静電容量で
ある。半導体モジュール13,14は、その一面が冷却
面として直接冷却器15に取り付けられているが、半導
体素子11、ダイオード12と冷却器15の間は絶縁さ
れており、通常冷却器15は接地される。半導体モジュ
ール13,14は、冷却性能を確保するため、例えば1
個当たり10cm四方くらいの冷却面を持っており、冷
却器15との間には静電容量16が存在する。
On the other hand, FIG. 8 schematically shows a configuration and a circuit in which a semiconductor element constituting a power converter is mounted on a cooler. As an example of a power converter, a circuit for one phase of a three-level inverter is shown. Is shown. In FIG. 8, 11a
Reference numerals 11d denote semiconductor elements in which diodes are connected in anti-parallel to self-extinguishing elements such as IGBTs, and 12a and 12b are diodes to which capacitors 6a and 6b of a DC circuit are connected. 13a to 13d, 14a and 14b are semiconductor modules including semiconductor elements 11a to 11d and diodes 12a and 12b, and 15 is semiconductor modules 13 and 14.
Is a cooler for cooling. 16a to 16f are capacitances between the semiconductor modules 13, 14 and the cooler 15. One of the semiconductor modules 13 and 14 is directly attached to the cooler 15 as a cooling surface, but the semiconductor element 11, the diode 12 and the cooler 15 are insulated from each other, and the cooler 15 is normally grounded. . The semiconductor modules 13 and 14 are, for example, 1 to secure cooling performance.
Each unit has a cooling surface of about 10 cm square, and a capacitance 16 exists between the cooling unit 15 and the cooling unit 15.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】図8に示すような静電
容量16を有する電力変換器を図7のような交流電気車
に用いて、冷却器15を車体に接地すると、半導体素子
11のスイッチングに伴う高周波電流が静電容量16を
通して車体側に流れ出す。この漏洩電流は、車体筐体内
を迷走し、接地回路を通って電力変換器側に戻る。筐体
を流れる漏洩電流は、誘導無線など鉄道の信号通信シス
テムに雑音障害を及ぼす原因になることがある。また、
接地回路を流れてグランドリレー10を誤動作させるこ
とがある。本発明の目的は、鉄道の信号通信システムに
及ぼす雑音障害を軽減し、また、接地回路のグランドリ
レーの誤動作を防止する電力変換装置を提供することに
ある。
When a power converter having a capacitance 16 as shown in FIG. 8 is used in an AC electric vehicle as shown in FIG. A high-frequency current accompanying the switching flows to the vehicle body through the capacitance 16. This leakage current strays in the vehicle body casing and returns to the power converter through the ground circuit. Leakage current flowing through the housing may cause noise disturbance in railway signal communication systems such as induction radio. Also,
The ground relay 10 may malfunction by flowing through the ground circuit. An object of the present invention is to provide a power conversion device that reduces noise disturbance on a signal communication system of a railway and prevents a malfunction of a ground relay of a ground circuit.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、電力変換器を構成する半導体素子を収納した半導体
モジュールを取り付けた冷却器と電力変換器の直流回路
の中点を短絡線で接続する。また、電力変換器と冷却器
の間の絶縁性能を確認する耐圧試験を行なうにあたっ
て、冷却器を電力変換器の直流回路の中点または接地点
に接続する切り替えスイッチを設ける。
In order to achieve the above object, a mid point of a DC circuit of a power converter and a cooler in which a semiconductor module accommodating a semiconductor element constituting a power converter is connected by a short-circuit line. I do. In performing a withstand voltage test for confirming insulation performance between the power converter and the cooler, a switch for connecting the cooler to a middle point or a ground point of the DC circuit of the power converter is provided.

【0006】[0006]

【作用】冷却器と電力変換器の直流回路の中点を短絡線
で結ぶことにより、電力変換器と冷却器の間に存在する
静電容量を通って流れる漏洩電流を、車体筐体や接地回
路に流すことなく、直接電力変換器側にバイパスするこ
とができるので、鉄道の信号通信システムへの雑音障害
や接地回路のグランドリレーの誤動作を引き起こす原因
を除去することができる。また、冷却器を直流回路の中
点または接地点に接続する切り替えスイッチを設けるこ
とにより、通常運転時には冷却器を直流回路の中点側に
接続して漏洩電流をバイパスし、耐圧試験を行うときに
は接地点に切り替え、グランドスイッチを開き、電力変
換器の回路と接地点の間に電圧をかけることにより、絶
縁性能を調べることができる。
[Function] By connecting the midpoint of the DC circuit between the cooler and the power converter with a short-circuit line, the leakage current flowing through the capacitance existing between the power converter and the cooler is reduced to the body casing and the ground. Since the signal can be bypassed directly to the power converter without flowing through the circuit, it is possible to eliminate the cause of noise disturbance in the signal communication system of the railway and malfunction of the ground relay of the ground circuit. Also, by providing a changeover switch that connects the cooler to the midpoint or ground point of the DC circuit, during normal operation, the cooler is connected to the midpoint side of the DC circuit to bypass the leakage current, and to perform the withstand voltage test. By switching to the ground point, opening the ground switch, and applying a voltage between the power converter circuit and the ground point, the insulation performance can be examined.

【0007】[0007]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。なお、図面において同一符号は同一対象物を示す。
図1は、本発明の一実施例を示す回路構成図であり、電
力変換器の一例として3レベルインバータの1相分、冷
却器、接地回路を示す。11a〜11dはIGBTなど
自己消弧形素子にダイオードを逆並列接続した半導体素
子、12a,12bはダイオード、6a,6bは直流回
路のコンデンサを示し、3レベルインバータの1相分で
ある。15は半導体素子11、ダイオード12を冷却す
るための冷却器である。7は抵抗器、8は整流回路、9
はグランドスイッチ、10はグランドリレーを示し、直
流回路のコンデンサ6の中点を接地する接地回路であ
る。17は冷却器15と3レベルインバータの中点(直
流回路のコンデンサ6a,6bの中点)の間を接続する
短絡線である。ここでは、電力変換器の一例として3レ
ベルインバータを挙げたが、2レベルインバータ、コン
バータ(整流回路)などスイッチング素子を含む回路で
あれば何でも構わない。また、半導体スイッチング素子
としてもIGBTに限らずGTO、トランジスタ、サイ
リスタなどを用いてもよい。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same object.
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing one embodiment of the present invention, and shows one phase of a three-level inverter, a cooler, and a ground circuit as an example of a power converter. Reference numerals 11a to 11d denote semiconductor elements in which diodes are connected in anti-parallel to self-extinguishing elements such as IGBTs, 12a and 12b denote diodes, 6a and 6b denote DC circuit capacitors, each of which corresponds to one phase of a three-level inverter. Reference numeral 15 denotes a cooler for cooling the semiconductor element 11 and the diode 12. 7 is a resistor, 8 is a rectifier circuit, 9
Denotes a ground switch, and 10 denotes a ground relay, which is a ground circuit for grounding the middle point of the capacitor 6 of the DC circuit. A short-circuit line 17 connects between the cooler 15 and the middle point of the three-level inverter (the middle point of the capacitors 6a and 6b of the DC circuit). Here, a three-level inverter is described as an example of the power converter, but any circuit including a switching element such as a two-level inverter and a converter (rectifier circuit) may be used. Further, the semiconductor switching element is not limited to the IGBT, but may be a GTO, a transistor, a thyristor, or the like.

【0008】半導体素子11、ダイオード12の冷却器
15への取付け構造は、図8に示すように、半導体素子
11、ダイオード12を収めた半導体モジュール13,
14の一面を冷却面として直接冷却器15に取り付けた
ものとなっており、半導体素子11、ダイオード12と
冷却器15の間は絶縁されている。半導体モジュール1
3,14は、冷却性能を確保するため、例えば1個当た
り10cm四方くらいの冷却面を持っており、冷却器1
5との間には16a〜16fのような静電容量が存在す
る。この静電容量16は、物理的に存在するコンデンサ
ではないが、半導体素子11のスイッチングによって発
生する高周波電流が、この静電容量16を通して漏洩電
流として、冷却器15側に流れ出すことがある。また、
直流回路のコンデンサ6a,6bの中点には接地回路が
接続され、整流回路8の出力に接続されたグランドリレ
ー10に直流が流れるようにしている。接地回路には、
通常は電流は流れないが、電力変換装置の回路が地絡し
たときには、地絡電流が流れ、グランドリレー10は、
この地絡電流が流れたことを検出し、図示しない保護装
置を作動する。また、この電力変換装置の耐圧試験を行
うときは、グランドスイッチ9を開いて電力変換装置と
接地側の間に所定の電圧を加え、絶縁性能を調べる。
As shown in FIG. 8, the semiconductor element 11 and the diode 12 are attached to the cooler 15 by a semiconductor module 13 containing the semiconductor element 11 and the diode 12.
14 is directly attached to the cooler 15 with one surface as a cooling surface, and the semiconductor device 11, the diode 12, and the cooler 15 are insulated. Semiconductor module 1
Each of the cooling units 3 and 14 has, for example, a cooling surface of about 10 cm square in order to secure cooling performance.
5, there exists a capacitance such as 16a to 16f. Although the capacitance 16 is not a physically existing capacitor, a high-frequency current generated by switching of the semiconductor element 11 may flow out to the cooler 15 as a leakage current through the capacitance 16. Also,
A grounding circuit is connected to the midpoint of the capacitors 6a and 6b of the DC circuit so that DC flows to a ground relay 10 connected to the output of the rectifier circuit 8. In the grounding circuit,
Normally, current does not flow, but when the circuit of the power conversion device grounds, a ground fault current flows, and the ground relay 10
Detecting that the ground fault current has flowed, the protection device (not shown) is activated. When performing a withstand voltage test of the power converter, the ground switch 9 is opened, a predetermined voltage is applied between the power converter and the ground side, and insulation performance is examined.

【0009】電力変換器を動作させる通常のモードで
は、電力変換器の半導体素子11a〜11dがスイッチ
ング動作し、このスイッチングに伴って高周波電流を発
生する。この高周波電流は、静電容量16を通して漏洩
電流として、冷却器15側に流れ出し、短絡線17を通
り、電流経路18のように流れ、直接半導体素子11a
〜11dに戻る。このように、本実施例では、半導体素
子11a〜11d、ダイオード12a,12bと冷却器
15の間の静電容量16a〜16fを通る漏洩電流は、
短絡線17を通り、電流経路18のように流れるため、
車体筐体や接地回路をバイパスすることになり、信号通
信システムへの雑音障害やグランドリレー10の誤動作
を防止することができる。
In a normal mode for operating the power converter, the semiconductor elements 11a to 11d of the power converter perform a switching operation, and generate a high-frequency current in accordance with the switching. This high-frequency current flows out to the cooler 15 side as a leakage current through the capacitance 16, passes through the short-circuit line 17, flows like a current path 18, and directly flows into the semiconductor element 11 a
Return to 11d. As described above, in the present embodiment, the leakage current passing through the capacitances 16a to 16f between the semiconductor elements 11a to 11d and the diodes 12a and 12b and the cooler 15 is:
Since it flows through the short-circuit line 17 and like the current path 18,
By bypassing the vehicle body casing and the ground circuit, it is possible to prevent noise disturbance to the signal communication system and malfunction of the ground relay 10.

【0010】本発明の他の一実施例を図2に示す。図1
と同様3レベルインバータの例を示している。図1との
違いは、冷却器15に接続された短絡線17にスイッチ
19を設け、短絡線17を3レベルインバータの中点
(直流回路のコンデンサ6a,6bの中点)とグランド
スイッチ9の接地側とに切り替えることができるように
する。電力変換器を動作させる通常のモードでは、スイ
ッチ19を3レベルインバータの中点(直流回路のコン
デンサ6a,6bの中点)側に切り替え、電力変換器の
半導体素子11a〜11dのスイッチングに伴って発生
する高周波電流が、静電容量16を通して漏洩電流とし
て、冷却器15側に流れ出し、短絡線17を通り、図1
と同様に直接半導体素子11a〜11dに戻る。また、
耐圧試験を行うときには、スイッチ19を接地側に切り
替えるとともに、グランドスイッチ9を開いて電力変換
器を接地側から切り離し、耐圧試験用の電圧を印加す
る。このようにスイッチ19を接地側に切り替え、グラ
ンドスイッチ9を開放することによって、電力変換器と
冷却器15の間の絶縁や電力変換器が地絡することがな
いかを調べることができる。また、グランドスイッチ9
とスイッチ19を連動させてグランドスイッチ9を開く
ときにスイッチ19が接地側とつながるようにすれば、
耐圧試験を行うときのスイッチ19を切り替える手間を
増やすこともない。
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. FIG.
3 shows an example of a three-level inverter. The difference from FIG. 1 is that a switch 19 is provided on the short-circuit line 17 connected to the cooler 15, and the short-circuit line 17 is connected to the middle point of the three-level inverter (the middle point of the capacitors 6 a and 6 b of the DC circuit) and the ground switch 9. Be able to switch to the ground side. In the normal mode for operating the power converter, the switch 19 is switched to the middle point of the three-level inverter (the middle point of the capacitors 6a and 6b of the DC circuit), and the switching of the semiconductor elements 11a to 11d of the power converter is performed. The generated high-frequency current flows out to the cooler 15 side as a leakage current through the capacitance 16, passes through the short-circuit line 17, and
Return to the semiconductor elements 11a to 11d directly in the same manner as described above. Also,
When performing the withstand voltage test, the switch 19 is switched to the ground side, the ground switch 9 is opened to disconnect the power converter from the ground side, and a voltage for the withstand voltage test is applied. By switching the switch 19 to the ground side and opening the ground switch 9 in this way, it is possible to check the insulation between the power converter and the cooler 15 and whether the power converter is grounded. Also, the ground switch 9
If the switch 19 is connected to the ground side when the ground switch 9 is opened by interlocking the switch 19 with the
There is no need to increase the trouble of switching the switch 19 when performing the withstand voltage test.

【0011】本発明の他の一実施例を図3に示す。図
1、図2では電力変換器としてインバータ、コンバータ
などの1相分のみを示したが、実際の電力変換器はこれ
を複数台3a〜3c接続して構成している。図3は、例
えば1相ごとに冷却器1台というように、冷却器15が
複数台15a〜15cに分かれる場合の構成を示す。こ
の場合でも、各冷却器15a〜15cごとに短絡線17
を設けて、各冷却器15a〜15cに接続された短絡線
17をスイッチ19に接続し、直流回路のコンデンサ6
a,6bの中点とグランドスイッチ9の接地側とを切り
替える構成とすればよい。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. 1 and 2 show only one phase, such as an inverter and a converter, as a power converter, but an actual power converter is configured by connecting a plurality of units 3a to 3c. FIG. 3 shows a configuration in which the cooler 15 is divided into a plurality of coolers 15a to 15c, for example, one cooler for each phase. Even in this case, the short-circuit line 17 is provided for each of the coolers 15a to 15c.
And the short-circuit line 17 connected to each of the coolers 15a to 15c is connected to the switch 19, and the capacitor 6 of the DC circuit is connected.
The configuration may be such that the midpoint between a and 6b and the ground side of the ground switch 9 are switched.

【0012】本発明を種々の電力変換器に適用した他の
一実施例を図4〜6に示す。図4は、2レベルコンバー
タ3a,3bと2レベルインバータ4で構成した電力変
換器に対して、1相ごとに1つの冷却器15a〜15g
を設けた例である。変圧器2aは2レベルコンバータ3
aに、また、変圧器2bは2レベルコンバータ3bにそ
れぞれ接続し、2レベルコンバータ3a,3bを直流回
路のコンデンサ6a,6bに並列接続し、直流回路のコ
ンデンサ6a,6bに2レベルインバータ4を接続す
る。この場合も、各冷却器15a〜15gごとに短絡線
17を設けて、各冷却器15a〜15gに接続された短
絡線17をスイッチ19に接続し、直流回路のコンデン
サ6a,6bの中点とグランドスイッチ9の接地側とを
切り替える構成とする。
Another embodiment in which the present invention is applied to various power converters is shown in FIGS. FIG. 4 shows one cooler 15a to 15g for each phase for a power converter composed of two-level converters 3a and 3b and a two-level inverter 4.
This is an example in which is provided. The transformer 2a is a two-level converter 3.
a, the transformer 2b is connected to the two-level converter 3b, respectively, the two-level converters 3a, 3b are connected in parallel to the capacitors 6a, 6b of the DC circuit, and the two-level inverter 4 is connected to the capacitors 6a, 6b of the DC circuit. Connecting. Also in this case, the short-circuit line 17 is provided for each of the coolers 15a to 15g, the short-circuit line 17 connected to each of the coolers 15a to 15g is connected to the switch 19, and It is configured to switch between the ground switch 9 and the ground side.

【0013】図5は、3レベルコンバータ3a,3bと
3レベルインバータ4で構成された電力変換器に対し
て、コンバータ4相に1つの冷却器15a及びインバー
タ3相に1つの冷却器15bの構成とした例である。変
圧器2aは3レベルコンバータ3aに、また、変圧器2
bは3レベルコンバータ3bにそれぞれ接続し、3レベ
ルコンバータ3a,3bを直流回路のコンデンサ6a,
6bに並列接続し、直流回路のコンデンサ6a,6bに
3レベルインバータ4を接続する。この場合も、各冷却
器15a,15bごとに短絡線17を設けて、各冷却器
15a,15bに接続された短絡線17をスイッチ19
に接続し、3レベルインバータの中点(直流回路のコン
デンサ6a,6bの中点)とグランドスイッチ9の接地
側とを切り替える構成とする。
FIG. 5 shows, for a power converter composed of three-level converters 3a and 3b and a three-level inverter 4, a configuration having one cooler 15a for four phases of the converter and one cooler 15b for three phases of the inverter. This is an example. The transformer 2a is connected to a three-level converter 3a,
b is connected to the three-level converter 3b, respectively, and the three-level converters 3a, 3b are connected to the capacitors 6a,
6b, and a three-level inverter 4 is connected to the capacitors 6a and 6b of the DC circuit. Also in this case, a short-circuit line 17 is provided for each of the coolers 15a and 15b, and the short-circuit line 17 connected to each of the coolers 15a and 15b is switched to a switch 19.
, And switches between the middle point of the three-level inverter (the middle point of the capacitors 6a and 6b of the DC circuit) and the ground side of the ground switch 9.

【0016】図6は、サイリスタブリッジ回路によるコ
ンバータ3a,3bと2レベルインバータ4に対して、
サイリスタブリッジ回路3a,3b1台につき1つの冷
却器15a,15b、インバータの1相につき1つの冷
却器15c〜15eの構成とした例である。変圧器2a
はサイリスタブリッジ回路によるコンバータ3a、ま
た、変圧器2bはサイリスタブリッジ回路によるコンバ
ータ3bにそれぞれ接続し、コンバータ3a,3bを直
列接続し、直列接続したコンバータ3a,3bを直流回
路のコンデンサ6に接続し、直流回路のコンデンサ6に
2レベルインバータ4を接続する。この場合、接地回路
は、サイリスタブリッジ回路を2直列接続したその中点
に接続し、各冷却器15a〜15eごとに短絡線17を
設けて、各冷却器15a〜15eに接続された短絡線1
7をスイッチ19に接続し、サイリスタブリッジ回路を
2直列接続したその中点とグランドスイッチ9の接地側
とを切り替える構成とする。なお、サイリスタブリッジ
を直列接続しない場合には、接地回路の接続点は、変圧
器2の2次巻線の中点とすることもある。また、グラン
ドリレー10として、交流に対して使用できるものを用
いるときには、図6に示したように整流回路なしで用い
ることができる。以上説明したように、種々の構成の電
力変換器に対して、図1〜図3と同様に、本発明が適用
できる。
FIG. 6 shows converters 3a and 3b and a two-level inverter 4 using a thyristor bridge circuit.
In this example, one cooler 15a, 15b is provided for each thyristor bridge circuit 3a, 3b, and one cooler 15c to 15e is provided for one phase of the inverter. Transformer 2a
Is connected to the converter 3a by a thyristor bridge circuit, the transformer 2b is connected to the converter 3b by the thyristor bridge circuit, respectively, the converters 3a and 3b are connected in series, and the converters 3a and 3b connected in series are connected to the capacitor 6 of the DC circuit. , The two-level inverter 4 is connected to the capacitor 6 of the DC circuit. In this case, the grounding circuit is connected to the midpoint of two thyristor bridge circuits connected in series, provided with a short-circuit line 17 for each of the coolers 15a to 15e, and connected to the short-circuit line 1 connected to each of the coolers 15a to 15e.
7 is connected to a switch 19, and a midpoint between two thyristor bridge circuits connected in series and the ground side of the ground switch 9 are switched. If the thyristor bridge is not connected in series, the connection point of the ground circuit may be the middle point of the secondary winding of the transformer 2. When a ground relay that can be used for alternating current is used, it can be used without a rectifier circuit as shown in FIG. As described above, the present invention can be applied to power converters having various configurations, similarly to FIGS.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電力変換器とその冷却器との間に静電容量が存在し、そ
の静電容量を介して電力変換器のスイッチングに伴って
発生する高調波電流が流れても、高調波電流を車体筐体
や接地回路に流すことなく、直接電力変換器側にバイパ
スすることができるので、鉄道の信号通信システムに雑
音障害を与えたり、接地回路のグランドリレーを誤動作
させることがない、という効果を得ることができる。ま
た、冷却器を直流回路の中点または接地点に接続する切
り替えスイッチを設けることにより、通常運転時には冷
却器を直流回路の中点側に接続して漏洩電流をバイパス
し、耐圧試験を行うときには接地点に切り替え、グラン
ドスイッチを開き、電力変換器の回路と接地点の間に電
圧をかけることにより、絶縁性能を容易に調べることが
できる、という効果を得ることができる。
As described above, according to the present invention,
Even if there is a capacitance between the power converter and its cooler, and a harmonic current generated by the switching of the power converter flows through the capacitance, the harmonic current flows through the body casing. To bypass directly to the power converter side without flowing to the power circuit or the ground circuit, and to obtain the effect of not giving noise disturbance to the signal communication system of the railway or causing the ground relay of the ground circuit to malfunction. Can be. Also, by providing a changeover switch that connects the cooler to the midpoint or ground point of the DC circuit, during normal operation, the cooler is connected to the midpoint side of the DC circuit to bypass the leakage current, and to perform the withstand voltage test. By switching to the ground point, opening the ground switch, and applying a voltage between the circuit of the power converter and the ground point, it is possible to obtain an effect that the insulation performance can be easily checked.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す回路構成図FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の一実施例を示す回路構成図FIG. 2 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の一実施例を示す回路構成図FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【図4】本発明の他の一実施例を示す回路構成図FIG. 4 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の他の一実施例を示す回路構成図FIG. 5 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【図6】本発明の他の一実施例を示す回路構成図FIG. 6 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

【図7】従来の交流電気車の電力変換装置の構成を示す
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a conventional power conversion device for an AC electric vehicle.

【図8】電力変換器を構成する半導体素子を冷却器に取
り付けた構成を示す図
FIG. 8 is a diagram showing a configuration in which a semiconductor element constituting a power converter is attached to a cooler;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 交流電源 2 変圧器 3,4 電力変換器 5 誘導電動機 6 直流回路のコンデンサ 7 抵抗器 8 整流回路 9 グランドスイッチ 10 グランドリレー 11 半導体素子 12 ダイオード 13,14 半導体モジュール 15 冷却器 16 静電容量 17 短絡線 18 電流経路 19 スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC power supply 2 Transformer 3,4 Power converter 5 Induction motor 6 Capacitor of DC circuit 7 Resistor 8 Rectifier circuit 9 Ground switch 10 Ground relay 11 Semiconductor element 12 Diode 13,14 Semiconductor module 15 Cooler 16 Electrostatic capacity 17 Short-circuit line 18 Current path 19 Switch

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/5387 H02M 7/04 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 7/5387 H02M 7/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 分割したコンデンサの分割点に中点を有
する直流回路の両端に、1相分として直列接続された4
個の第1〜第4の半導体素子の直列接続体の両端が接続
され、該直列接続体の第1と第2の半導体素子の接続点
及び第3と第4の半導体素子の接続点に前記直流回路の
中点が接続され、前記直列接続体の第2と第3の半導体
素子の接続点に交流出力端子が接続され、該直列接続体
の動作により前記直流回路と前記交流端子間で直流と交
流の電力変換を行う3レベル電力変換器と、前記半導体
素子を絶縁して装着した冷却器とが電気車車両内に設置
される電力変換装置において、 前記冷却器と前記直流回路の中点とを短絡線によって接
続することを特徴とする電力変換装置。
1. A DC circuit having a midpoint at a dividing point of a divided capacitor and connected in series as one phase to both ends of the DC circuit.
Both ends of a serial connection of the first to fourth semiconductor elements are connected to the connection point of the first and second semiconductor elements and the connection point of the third and fourth semiconductor elements of the series connection. A midpoint of the DC circuit is connected, an AC output terminal is connected to a connection point of the second and third semiconductor elements of the series connection body, and the operation of the series connection body causes a DC connection between the DC circuit and the AC terminal. And a three-level power converter for performing AC power conversion and a cooler having the semiconductor element insulated and installed in an electric vehicle, wherein a midpoint of the cooler and the DC circuit is provided. And a power converter, wherein the power converter is connected by a short-circuit line.
【請求項2】 分割したコンデンサの分割点に中点を有
する直流回路の両端に、1相分として直列接続された2
個の半導体素子の直列接続体の両端が接続され、前記直
列接続体の直列接続点に交流出力端子が接続され、該直
列接続体の動作により前記直流回路と前記交流端子間で
直流と交流の電力変換を行う2レベル電力変換器と、前
記半導体素子を絶縁して装着した冷却器とが電気車車両
内に設置される電力変換装置において、 前記冷却器と前記直流回路の中点とを短絡線によって接
続することを特徴とする電力変換装置。
2. A DC circuit having a midpoint at a dividing point of a divided capacitor and connected in series as one phase to both ends of the DC circuit.
The two ends of a series connection of semiconductor elements are connected, an AC output terminal is connected to a series connection point of the series connection, and the operation of the series connection allows direct current and alternating current between the DC circuit and the AC terminal. In a power converter in which a two-level power converter for performing power conversion and a cooler having the semiconductor element insulated and mounted are installed in an electric vehicle, a short circuit between the cooler and a midpoint of the DC circuit is provided. A power converter characterized by being connected by a wire.
【請求項3】 請求項1または請求項2において、前記
電力変換器は、前記直流回路の中点を接地点に接地する
接地回路と、その接地回路に地絡電流が流れたことを検
出するリレーと、前記電力変換器の通常運転時には前記
冷却器と前記直流回路の中点とを接続し、耐圧試験時に
は前記冷却器と前記接地点とを接続する切替え手段を備
えることを特徴とする電力変換装置。
3. The power converter according to claim 1 or 2, wherein the power converter detects a ground circuit that grounds a middle point of the DC circuit to a ground point, and detects that a ground fault current flows in the ground circuit. A relay, comprising: a switching unit that connects the cooler and the midpoint of the DC circuit during normal operation of the power converter, and a switching unit that connects the cooler and the ground point during a withstand voltage test. Conversion device.
JP10454994A 1994-04-20 1994-04-20 Power converter Expired - Fee Related JP3194066B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10454994A JP3194066B2 (en) 1994-04-20 1994-04-20 Power converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10454994A JP3194066B2 (en) 1994-04-20 1994-04-20 Power converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07298642A JPH07298642A (en) 1995-11-10
JP3194066B2 true JP3194066B2 (en) 2001-07-30

Family

ID=14383563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10454994A Expired - Fee Related JP3194066B2 (en) 1994-04-20 1994-04-20 Power converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3194066B2 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3646044B2 (en) * 2000-04-03 2005-05-11 東芝三菱電機産業システム株式会社 Power converter
JP2003079162A (en) * 2001-09-03 2003-03-14 Toshiba Transport Eng Inc Power converter
JP5321071B2 (en) * 2009-01-08 2013-10-23 富士電機株式会社 Power converter
JP5330020B2 (en) * 2009-02-19 2013-10-30 株式会社東芝 Electric vehicle power converter
JP2011217538A (en) * 2010-03-31 2011-10-27 Toshiba Corp Power conversion apparatus
JP6509760B2 (en) * 2016-03-01 2019-05-08 富士電機株式会社 Power converter
JP6735708B2 (en) * 2016-07-15 2020-08-05 東芝三菱電機産業システム株式会社 Cell unit
JP6999048B2 (en) * 2018-10-22 2022-01-18 株式会社日立製作所 Power converter

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07298642A (en) 1995-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2436163C (en) Inverter drive system
JP3864327B2 (en) PWM cycloconverter
JP3723983B2 (en) Series multiple 3-phase PWM cycloconverter
US6496343B2 (en) Overvoltage protection apparatus for a matrix converter
JP3194066B2 (en) Power converter
US20230121403A1 (en) Configurable power module for ac and dc applications
EP0630777B1 (en) Power converting device for reducing induction trouble
JPH10243660A (en) Power converting apparatus
JP4059098B2 (en) AC-AC power converter backup device
JPH08237936A (en) Noise filter for voltage type inverter
JP3661737B2 (en) Voltage type inverter
JP3211073B2 (en) Power converter for AC electric vehicles
JPH1132426A (en) Protection equipment for inverter
JP3937236B2 (en) Series multiple 3-phase PWM cycloconverter device, serial multiple 3-phase PWM cycloconverter operation method, and serial multiple 3-phase PWM power converter
JP3315303B2 (en) Motor control device
AU749079B2 (en) Power converter
JPH09103078A (en) Power converter
JP4069460B2 (en) Series multiple 3-phase PWM cycloconverter
JPWO2021024455A1 (en) Power conversion system
JPH0446042B2 (en)
CN110690843A (en) Motor driving device
JP3215164B2 (en) Voltage source inverter device
KR20090005207A (en) Power converter
JP2000188803A (en) Electric rolling stock control device
JPH0919161A (en) Power converter for ac electric vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080601

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090601

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100601

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110601

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120601

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120601

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130601

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees