[发明专利]车辆用电力变换装置

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及车辆用电力变换装置。

背景技术

以往，在铁道车辆用VVVF(Variable Voltage Variable Frequency，变压变频)逆变器等车辆用电力变换装置中，1500A用的Si的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)模块正被实用化。在使用Si的IGBT模块(元件模块)来构成逆变器以用于1500A的情况下，元件模块的额定电流在用于3.3kV的情况下为每一个元件模块1500A左右，所以针对并联地驱动4台在铁道车辆中一般使用的感应电动机(IM：Induction Motor)的逆变器，搭载6个元件模块，构成3相的逆变器。另外，针对近年来正被实用化的PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor，永磁同步电动机)驱动用的逆变器，关于PMSM，对于1台马达需要1台3相逆变器。因此，为了驱动4台马达，需要4台逆变器，但每1台的逆变器的额定电流小到500A左右而就行。因此，构成在1个元件模块中搭载2个IGBT和二极管而得到的2in1的元件模块，使用3个该元件模块来构成1台逆变器，进而，将4台量的逆变器、共计12个2in1元件模块平面地安装到一个冷却器中来构成4in1的逆变器。

然而，关于上述的现有技术中的IM用的逆变器、PMSM用的逆变器中的任一个，元件模块都平面地安装到冷却器中，所以逆变器的外形的大小被元件模块所占的面积的大小较大地影响。因此，在使用Si的IGBT模块的当前的结构中，小型化存在界限。

发明内容

实施方式的车辆用电力变换装置具备半导体元件模块以及1个冷却单元。关于半导体元件模块，作为在进行开关动作的开关元件以及流过回流电流的回流二极管中应用SiC(碳化硅)、并进行驱动1台永磁铁式同步电动机的3相的交流输出的电路，具有3个相量的将所述回流二极管与所述开关元件反并联连接的支路串联连接而得到的1相的交流输出所涉及的电路。冷却单元冷却4个所述半导体元件模块。

另外，实施方式的车辆用电力变换装置具备：逆变器用的半导体元件模块，作为在进行开关动作的开关元件以及流过回流电流的回流二极管中应用SiC(碳化硅)、并进行用于驱动并联连接了的4台感应电动机的1相的交流输出的电路，具有将所述回流二极管与所述开关元件反并联连接的支路串联连接而得到的电路；以及1个冷却单元，冷却用于进行驱动所述4台感应电动机的3相的交流输出的3个所述逆变器用的半导体元件模块。

另外，实施方式的车辆用电力变换装置具备：逆变器用的半导体元件模块，作为在进行开关动作的开关元件以及流过回流电流的回流二极管中应用SiC(碳化硅)、并且进行感应电动机的驱动所涉及的3相的交流输出的电路，具有3个相量的将所述回流二极管与所述开关元件反并联连接的支路串联连接而得到的1相的交流输出所涉及的电路；以及1个冷却单元，冷却2个所述逆变器用的半导体元件模块，从将2个所述逆变器用的半导体元件模块并联连接的中性点进行驱动并联连接了的4台感应电动机的3相的交流输出。

附图说明

图1是示出第1实施方式的车辆用电力变换装置的电路构成的一个例子的图。

图2是例示半导体元件模块向冷却单元的设置的图。

图3是例示在向冷却单元设置了半导体元件模块的情况下的侧面的图。

图4是示出第2实施方式的车辆用电力变换装置的电路构成的一个例子的图。

图5是例示半导体元件模块向冷却单元的设置的图。

图6图5中的IV-IV的剖面图。

图7是示出第3实施方式的车辆用电力变换装置的电路构成的一个例子的图。

图8是例示半导体元件模块向冷却单元的设置的图。

图9是图8中的V-V的剖面图。

图10是示出第4实施方式的车辆用电力变换装置的电路构成的一个例子的图。

图11是例示变形例1的车辆用电力变换装置的外观的图。

图12是图11中的VIa-VIa的剖面图。

图13是图11中的VIb-VIb的剖面图。

图14是图11中的VIc-VIc的剖面图。

图15是例示向端子单元的连接的概念图。

图16是从图15中的C方向看去的侧视图。

图17是图15中的VII-VII的剖面图。

图18是例示变形例2的车辆用电力变换装置的外观的图。