用于车辆的电力变换装置以及铁路车辆的制作方法_3

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在安装室17的内部。
[0075]<操作方式和有益效果>
[0076]接下来将解释具有以上提及的构造的用于车辆的电力变换装置3的操作方式。
[0077]当从架空线4或图未示出的电源供应直流电到用于车辆的电力变换装置3以防止浪涌电流(inrush current)到电力单元20时,直流电力最初充电到图2所示的滤波电容器21中,并且此后,被供应到电力单元20的半导体元件23。当向半导体元件23供应直流电时,半导体元件23响应于来自选通放大器22的开启/关闭信号执行开关,因此执行从直流电到交流电的电力变换。因此,确保了使铁路车辆1移动所需的电力。
[0078]在执行电力变换时从半导体元件23产生的热量可以按热接收板35、传热片材24、散热板25和冷却翅片26的顺序,顺序地传递到设置在冷却空气室16内部的散热部分20B,并且散热部分20B通过热量的辐射、对流和传导传热而散发热量到冷却空气室16中的相邻的空气环境中。由于这种将热量散发到冷却室中的空气中,冷却空气室16中的外部空气变暖使得在冷却空气室16中引起从空气室开口 16A朝着空气室开口 16B流动的自然对流。
[0079]因此,从发热部分20A传递的热量可以被传递到通过空气室开口 16A不断地流入冷却空气室16的内部的外部空气,并且发热部分20A可以由于通过辐射、对流和传导热量到此气流中而实现的热交换被冷却。在这种传热中,传热部分20B包括多个冷却翅片26,并且因此,热量与流入冷却空气室16中的外部空气之间的热交换可以平稳地进行。因此,增强了传热性能,并且因此,可以迅速地冷却发热部分20A。
[0080]特别是,传热片材24被设置在发热部分20A与散热部分20B之间,并且因此,从发热部分20A的半导体元件23产生的热量可以以很小的热阻被高效地传递到散热部分20B。另外,传热片材24夹在热接收板35与散热板25之间,并且因此,通过使用传热片材24的柔性(弹性)可以吸收热接收板35和散热板25的任何极小的表面不平整、挠曲部分等。因此,传热片材24与热接收板35和散热板25在两两之间不形成间隙的情况下实现密切地紧密接触。由于这种构造,热量可以以极高的效率从发热部分20A传递到散热部分20B。因此,可以表现出极高的冷却性能,并且因此,能够防止发热部分20A升温及安装室17升温。
[0081]传热片材24夹在热接收板35与散热板25之间,并且与两个板实现紧密接触,并且因此,热接收板35可以以极稳定的方式安装在散热板25上而具有很小的游隙(play)。因此,通过使用分别设置在热接收板35的四个拐角处的四个第二固定螺钉41,发热部分20A可以以足够稳定的方式固定在热接收板35上。
[0082]在此实施例中,热接收板35直接安装在散热板25上且传热片材24夹在两者之间,并且传热片材24在厚度方向上的导热率被配置为大于传热片材24在平面方向上的导热率。由于这种构造,从发热部分20A产生的热量可以被更高效地传递到散热部分20B,并且因此,可以期待很高的冷却性能。
[0083]发热部分20A和散热部分20B分别设置在由隔板1?隔开的安装室17和冷却空气室16的内部。因此,可以用不使用包装的结构在安装室17内部形成密闭地密封状态。因此,可以在增强装置的防水性能的同时,使电力变换装置3的整个构造由于不使用包装的结构而得到简化。
[0084]发热部分20A通过使用第二固定螺钉41可拆卸地安装在散热部分20B上,该散热部分20B安装在隔板1?上。因此,在使散热部分20B保持原样的同时,仅需要安装或移除发热部分20A,并且发热部分20A可以通过开口部分18引入到箱体10中或从箱体10移除。因此,能够增强安装或移除发热部分20A的容易性,使得,例如,可以平稳地进行发热部分20A等的维护操作。
[0085]另外,电力单兀20米用这样一种结构:发热部分20A和散热部分20B彼此可分尚,并且因此,可以单独设计发热部分20A和散热部分20B,由此可以简化并微型化电力单元20的构造。
[0086]由于传热片材24包括非粘性层24b,所以在移除发热部分20A时,传热片材24和热接收板35可以容易地彼此分离。因此,可以进一步增强安装或移除发热部分20A的可操作性。另外,例如,当安装或移除发热部分20A时,几乎不产生传热片材24的剥离或断裂等,并且因此,传热片材24可以在不超过必要替换的情况下被使用。
[0087]如以上所述,根据此实施例,从电力单元20的发热部分20A产生的热量可以高效地传递到散热部分20B,并且因此,可以实现出色的冷却性能。因此,可以有效地防止发热部分20A升温以及安装室17升温,并且同时,也可以增强安装或移除发热部分20A的可操作性。
[0088]由于铁路车辆1包括具有如上所述构造的电力变换装置3,所以可以稳定电力供应,并且因此,铁路车辆1可以实现出色的行驶性能。
[0089]?第一实施例的修改>>
[0090]在如上所述的第一实施例中,发热部分20A在传热片材24被夹在发热部分20A与散热部分20B之间的状态下通过形成在隔板15D中的安装开口部分31直接安装在散热部分20B上。然而,发热部分20A的安装不限于这种模式。例如,如图7所示,发热部分20A可以安装到散热部分20B,但是使隔板lf5D夹在两者之间,S卩,不形成隔板lf5D中的安装开口部分31。
[0091]在这种情况下,传热片材24不设置在散热板25上,而是设置在隔板15D的发热部分20A —侧,使得传热片材24夹在发热部分20A的热接收板35与隔板1?之间。第三螺栓通孔50在与形成在散热板25中的第二螺纹孔30相对应的位置处形成在隔板15D中。
[0092]另外,在传热片材24被夹在隔板15D与发热部分20A之间的状态下,使热接收板35从安装室17 —侧与隔板lf5D重叠,并且热接收板通过第二固定螺钉41固定到散热部分20B,隔板1?被夹在两者之间,所述第二固定螺钉41穿过第二螺栓通孔40及第三螺栓通孔50与第二螺纹孔30螺接。
[0093]即使电力变换装置3具有以上提及的构造,从半导体元件23产生的热量可以按照热接收板35、传热片材24、隔板1?和传热板25的顺序传递到散热部分20B —侧,并且因此,根据此修改的电力变换装置3可以获得与以上提及的第一实施例基本上相等的操作方式和有益效果。
[0094]具体地讲,在此修改中,传递到隔板15D的热量可以不仅传递到散热板25,而且可以更大程度地传递到其余的隔板15A至15C,使得可以通过使用隔板15A至lf5D的整个面积来散热,由此可以预期更高的冷却性能。
[0095]在第一实施例中,然而,热量可以通过传热片材24从热接收板35直接传递到散热板25。因此,第一实施例更优选。
[0096]实例2
[0097]〈〈第二实施例》
[0098]接下来解释第二实施例的用于车辆的电力变换装置。
[0099]使此实施例不同于第一实施例的构造如下文所述。在第一实施例中,冷却空气室16被设置为使得冷却空气室16使用隔板1?在垂直方向L3上穿透(penetrate)箱体10。在第二实施例中,冷却空气室16被设置为使得冷却空气室16在纵向L1上穿透箱体10。
[0100]在第二实施例中,与第一实施例的构成元件相同的构成元件具有相同的符号,并且省略这些元件的解释。
[0101]〈用于车辆的电力变换装置的构造〉
[0102]如图8和图9所示,在此实施例的电力变换装置60中,箱体10的底壁部分61构成隔板,并且冷却空气室16和安装室17通过底壁部分61被垂直地隔开。因此,此实施例的冷却空气室16为外部空气室类型(在安装室下方的空气的开放体积),其中冷却空气室16被设置在安装室17下方。
[0103]空气室开口 16A面对车体2的一侧,并且空气室开口 16B面对车体2的另一侧。因此,冷却空气室16被形成为使得空气室开口 16B和空气室开口 16A被设置为在纵向L1上彼此平行。
[0104]在图8和图9所示的实例中,冷却空气室16被暴露。然而,除空气室开口 16A和空气室开口 16B之外,冷却空气室16可以被覆盖材料覆盖。
[0105]电力单元20仅关于以下构造不同于第一实施例的电力单元20。也就是说,此实施例的电力单元20安装在底壁部分61上,而第一实施例的电力单元20安装在隔板1?上。因此,简单地解释电力单元20。
[0106]如图9所示,电力单元20的散热部分20B通过第一固定螺钉29从冷却空气室16一侧(下侧)安装在底壁部分61上。使电力单元20的发热部分20A通过形成在底壁部分61中的安装开口部分31从安装室17 —侧(上侧)与散热板25重叠,传热片材24被夹在两者之间,并且发热部分20A通过第二固定螺钉41直接固定到散热板25。
[0107]滤波电容器21和选通放大器22在这样一种状态下位于安装室17中,该状态是:滤波电容器21和选通放大器22也分别通过诸如螺钉(图未示出)的紧
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