CN104080640A - 电车主电路*** - Google Patents

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Abstract

本发明的电车主电路***包括：根据来自架空线(2)的供电电力的种类来切换电力的供给对象的交流直流切换电路(12)；对输入交流电压进行降压的变压器(14)；切换变压器(14)的抽头位置的分接开关(15)；将分接开关(15)的输出转换成直流电压的CNV(17)；对分接开关(15)和CNV(17)间的供电路径进行开闭的AC接触器(16)；储存CNV(17)的输出或架空线(2)的输出的FC(18)；对FC(18)的输出进行升压的CH(21)；储存CH(21)的输出的FC(22)；将FC(22)的输出转换成所希望的交流电压的INV(24)；连接在交流直流切换电路(12)与连接有FC(18)和CH(21)的直流母线(20a，20b)之间，且对交流直流切换电路(12)与CH(21)之间的供电路径进行开闭的DC接触器(19)；以及基于架空线电压的信息和外部指令信息对分接开关(15)、AC接触器(16)、DC接触器(19)、CNV(17)及CH(21)进行控制的控制部(30)。

Description

电车主电路***
技术领域
本发明涉及一种电车主电路***。
背景技术
近年来，在海外(尤其是欧洲市场)，由于欧洲铁路网络的统一和环境意识的提高，因此提出了对能够支持各种架空线电压(例如，AC15kV－16.7Hz、AC25kV－50Hz、DC1.5kV、DC3.0kV)的电车的需求，从而就希望配备能够支持这种多电源的电车主电路***。
另一方面，对于能够支持上述那样的交流和直流的多个多电源，更详细而言，支持交流电源和直流电源的任一种，且能够支持交流电源和直流电源中的至少一方为多个的交流直流多电源的电车主电路***，申请人对与其相关的技术文献进行了检索，但未能找到包含相关技术的适当的文献。另外，这里所提到的多个是指直流电源、交流电源均根据架空线电压的不同来进行区分。
另外，关于上述技术，若要提出参考文献，则可以列举出下述专利文献1、2等。专利文献1中，揭示了为了力图实现操作时间、故障时修复时间的缩短，将控制装置内的设备单元化的技术。专利文献2中，揭示了在由多个制造者进行制作的情况下，为了解决感应干扰的问题，确保控制装置内单元间的兼容性的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平5－199601号公报
专利文献2：日本专利特开2004－187368号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而，现有技术中，通常每次都要对各种各样的多个电源的组合进行设计。因此，在各个设计中所构建的电车主电路***中，元器件无法实现通用化，维护所需的元器件需根据电源的组合数来准备，从而导致维护性非常低效。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种可实现元器件的通用化，维护性优异的电车主电路***。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述问题，实现目的，本发明的控制电车驱动用电动机的电车主电路***的特征在于，在向架空线提供由第1交流电源产生的交流电、由输出电压高于该第1交流电源的第2交流电源产生的交流电、以及由第1直流电源产生的直流电的情况下，所述电车主电路***包括：交流直流切换电路，该交流直流切换电路根据来自所述架空线的供电电力的种类来切换电力的供给对象；变压器，该变压器在二次绕组一侧具有两个抽头位置，对所输入的交流电压进行降压，并从两个抽头位置输出所希望的交流电压；分接开关，该分接开关对所述变压器的抽头位置进行切换；整流器，该整流器将所述分接开关输出的交流电压转换成所希望的直流电压；交流接触器，该交流接触器对所述分接开关与所述整流器之间的供电路径进行开闭；滤波电容器，该滤波电容器储存所述整流器输出的直流电或由所述架空线提供的直流电；逆变器，该逆变器将所述滤波电容器输出的直流电压转换成所希望的交流电压；直流接触器，该直流接触器连接在所述交流直流切换电路与直流母线之间，对所述交流直流切换电路与所述逆变器之间的供电路径进行开闭，其中，该直流母线对所述整流器和所述逆变器进行电连接；以及控制部，该控制部基于与所述架空线的电压相关的信息和来自外部的指令信息，对所述分接开关、所述交流接触器、所述直流接触器以及所述整流器进行控制。
发明效果
根据本发明，可获得以下效果：能够接受来自交流直流多电源的供电来进行动作，其中，交流直流多电源是指交流电源和直流电源中的至少一个为多种。
附图说明
图1是表示包含实施方式1所涉及的电车主电路***的电车驱动***的一个结构例的图。
图2是说明将第1电源(AC15kV-16.7Hz)作为供电电源时的动作的图。
图3是说明将第2电源(AC25kV-50Hz)作为供电电源时的动作的图。
图4是说明将第3电源(DC1.5kV)作为供电电源时的动作的图。
图5是说明将第4电源(DC3.0kV)作为供电电源时的动作的图。
图6是表示将按图1那样构成的电车主电路***搭载到车辆底板部或车顶上时、从车辆上方或下方观察到的配置例的图。
图7是以表格形式一览地表示与第1～第4电源相对应的动作模式的图。
图8是表示拆卸下CH电路部时的电车主电路***的配置例的图。
图9是表示拆卸下CNV功率单元和分接开关、且使FC单元变小时的电车主电路***的配置例的图。
图10是表示实施方式2所涉及的水冷***的一个结构例的示意图。
图11是表示实施方式2所涉及的水冷***的不同于图10的结构例的示意图。
图12是从电车主电路***一侧观察实施方式2所涉及的分配模块的立体图。
图13是从水冷装置一侧观察实施方式2所涉及的分配模块的立体图。
图14是沿着图12的A-A线的向视剖视图。
图15是从电车主电路***一侧观察与图12的结构不同的分配模块的立体图。
图16是从水冷装置一侧观察与图12的结构不同的分配模块的立体图。
具体实施方式
下面参照附图，对本发明的实施方式所涉及的电车主电路***进行说明。另外，本发明并不局限于以下示出的实施方式。
实施方式1.
图1是表示包含本发明的实施方式1所涉及的电车主电路***的电车驱动***的一个结构例的图。如图所示，实施方式1所涉及的电车驱动***构成为包括：电车主电路***1，配置在该电车主电路***1的周围的集电装置11，交流直流切换电路12，变压器14，以及电车驱动用电动机(马达)28。
电车主电路***1构成为包括：变压器14，分接开关(Tap Changer)15，AC(交流)接触器，整流器(Converter、以下记为“CNV”)17，作为第1滤波电容器(Filter Capacitor、以下记为“FC”)的FC18，DC(直流)接触器19，升压斩波器(Boost Chopper、以下记为“CH”)21，作为第2FC的FC22，制动斩波器(BrakeChopper、以下记为“BCH”)23，逆变器(Inverter、以下记为“INV”)24，搭载有辅助电源装置(Auxiliary Power Supply、以下记为“APS”)和蓄电池充电器(BatteryCharger、以下记为“BCG”)的APS&BCG25，以及对这些各设备或电路部进行控制的控制部30。
在集电装置11与交流直流切换电路12之间连接有检测架空线2的电压的电压检测器29，配置于电车主电路***1的输出端的INV24与马达28相连接。其中，作为马达28，优选采用感应电动机、同步电动机。
交流直流切换电路12根据来自架空线2的供电(供电电源)的种类来切换电力的提供对象。若进行更详细的说明，则在由架空线2提供交流电(例如、AC15kV－16.7Hz、AC25kV－50Hz)的情况下，将输出对象设为变压器14，在由架空线2提供直流电(例如、DC1.5kV、DC3.0kV)的情况下，将输出对象设为DC接触器19。另外，交流直流切换电路12中自动地进行供电对象的切换。
变压器14具有一次绕组和二次绕组，二次绕组中具有两个接点A、B来作为抽头位置，变压器14对输入电压进行降压，并从两个抽头位置输出所希望的电压。分接开关15基于来自后述控制部的控制信号，根据供电电源的种类来切换两个抽头位置。另外，关于抽头位置与供电电源的种类之间的关系将在后文中阐述。
AC接触器16配置在分接开关15与CNV17之间，对这些结构部之间的供电路径进行开闭。AC接触器16的输出侧设置有CNV17，CNV17的输出侧设置有FC18。CNV17是将交流电(交流电压)转换成所希望的直流电(直流电压)的功率转换部，经由CNV17转换后的直流电作为电荷储存于FC18。
DC接触器19连接在正侧直流母线20a与负侧直流母线20b之间，该正侧直流母线20a与负侧直流母线20b对FC18(或CNV17)与CH21(或INV24)之间进行电连接。通过该连接，DC接触器19对交流直流切换电路12与CH21之间的供电路径进行关闭。此外，通过该连接，在DC接触器19闭路时，交流直流切换电路12输出的直流电(直流电压)被提供(施加)至CH21。
CH21是用于对经由DC接触器19而施加的直流电压进行升压的电路，即是具有升压功能的DC/DC转换器。另外，当CH21作为升压电路进行动作时，CH21所具备的未图示的开关元件进行动作。另一方面，当使CH21不起作用时，作为单一的直通电路(在不影响其他电路动作的情况下传输电力的电路)进行动作。另外，关于CH21的动作与供电电源的种类之间的关系将在后文中阐述。
CH21的输出作为直流电储存于FC22。FC22的输出侧设置有BCH23，BCH23的输出侧设置有INV24。INV24是将直流电(直流电压)转换为所希望电压和所希望频率的交流电(交流电压)的功率转换部。经由INV24转换后的电力被提供至马达28，使马达28旋转，从而给电车提供驱动力。BCH23是在马达28作为发电机进行动作时、消耗无法返回至架空线2一侧的多余电力的电路。
APS&BCG25是包含向主电动机即马达28以外的设备(例如，制动装置、照明装置、门开闭装置、空调装置等，以下称为“辅助设备”)供电的电源(电池)装置、用于对该电源装置进行充电的充电装置等的结构部，图1中，构成为使用CH21的输出电力进行动作。
控制部30用于判定供电电源的种类，将电压检测器29的检测电压作为架空线电压信息VG进行监视。此外，作为驾驶室指令CMD，向控制部30输入由指令者发出的驾驶指令、控制指令等指令信息。控制部30基于这些架空线电压信息VG和驾驶室指令CMD，生成对分接开关15的抽头位置进行切换的分接开关切换指令TCG、对AC接触器16进行开闭控制的AC接触器开闭指令ACCG、对DC接触器19进行开闭控制的DC接触器开闭指令DCCG、对CNV17进行控制的CNV动作指令GSC、以及对CH21进行控制的CH动作指令CHSC，由此来对各部分进行控制。
接着，对实施方式1所涉及的电车主电路***的动作进行说明。另外，作为供电电力的种类，以下述欧洲国家的四种标准电源为例进行说明。
(1)第1电源：AC15kV-16.7Hz
(2)第2电源：AC25kV-50Hz
(3)第3电源：DC1.5kV
(4)第4电源：DC3.0kV
首先，说明将第1电源作为供电电源时的动作。图2是对将第1电源(AC15kV-16.7Hz)作为供电电源时的动作进行说明的图，详细而言，是在图1的结构图上示出了接受第1电源的供电来进行动作的部位(单元)的图。图2中，由实线示出的部位是与动作相关的部位，由虚线示出的部位是不进行动作的部位。
由于第1电源为交流电源，因此，来自第1电源的交流电被提供至变压器14。分接开关15的抽头位置被切换至A侧，交流电通过被控制为ON的AC接触器16被提供至CNV17。由虚线示出的DC接触器19和CH21中，DC接触器19被控制为OFF，并停止CH21的斩波动作。由于CH21停止斩波动作，因此，CH21进行直通动作，CNV17的输出被储存于FC18、22，并且CNV17的输出电压还被施加至INV24。INV24利用FC18、22的储存电荷，向马达28提供所需的电力，由此来驱动马达28。APS&BCG25也利用FC18、22的储存电荷，向辅助设备提供所需的电力，由此来使辅助设备动作。
接着，说明将第2电源作为供电电源时的动作。图3是对将第2电源(AC25kV-50Hz)作为供电电源时的动作进行说明的图，详细而言，是在图1的结构图上示出了接受第2电源的供电来进行动作的部位的图。图3中，由实线示出的部位是与动作相关的部位，由虚线示出的部位是不进行动作的部位。
由于第2电源也是交流电源，因此，来自第2电源的交流电被提供至变压器14。分接开关15的抽头位置被切换至B侧。通过将抽头位置切换至B侧，即使在施加输出电压高于第1电源的第2电源的情况下，也能够使来自变压器14的二次绕组的输出电压等同于施加第1电源的情况。由此，施加至CNV17的施加电压与第1电源的情况相同，从而能够实现单元的通用化。另外，在此之后进行的动作与第1电源的情况相同，因此，省略详细的说明。
另外，第1电源与第2电源之间的电源频率之差例如表现为变压器14的结构的差异等，但是作为变压器14，只要进行与电源频率较低的第1电源相对应的设计即可，由此设计得到的变压器14也能适用于第2电源。
接着，说明将第3电源作为供电电源时的动作。图4是对将第3电源(DC1.5kV)作为供电电源时的动作进行说明的图，详细而言，是在图1的结构图上示出了接受第3电源的供电来进行动作的部位的图。图4中，由实线示出的部位是与动作相关的部位，由虚线示出的部位是不进行动作的部位或与动作无关的部位。
由于第3电源是直流电源，因此，来自第3电源的直流电通过被控制为ON的DC接触器19而被提供至CH21。由虚线示出的分接开关15、AC接触器16及CNV17中，分接开关15的抽头位置是任意的，AC接触器16被控制为OFF，CNV17不动作。另一方面，CH21进行斩波动作，对所输入的电压进行升压。CH21的输出储存于FC22，并且CH21的输出电压被施加至INV24。INV24利用FC22的储存电荷，向马达28提供所需的电力，由此来驱动马达28。APS&BCG25也利用FC22的储存电荷，向辅助设备提供所需的电力，由此来使辅助设备动作。
最后，说明将第4电源作为供电电源时的动作。图5是对将第4电源(DC3.0kV)作为供电电源时的动作进行说明的图，详细而言，是在图1的结构图上示出了接受第4电源的供电来进行动作的部位的图。图5中，由实线示出的部位是与动作相关的部位，由虚线示出的部位是不进行动作的部位或与动作无关的部位。
由于第4电源也是直流电源，因此，来自第4电源的直流电也通过被控制为ON的DC接触器19而被提供至CH21。由虚线示出的分接开关15、AC接触器16及CNV17的状态或动作与第3电源时相同。另一方面，在第4电源的情况下，除了特别需要使CH21进行动作的情况外，CH21不动作，而只进行直通动作。这是因为第4电源的电压高于第3电源的电压，没有必要使CH21进行升压动作。通过这种CH21的动作，施加至INV24的施加电压与第3电源的情况相同，从而能够实现单元的通用化。另外，在此之后进行的动作与第3电源的情况相同，因此，省略详细的说明。
上述动作是第1～第4电源的情况下的各自的动作，但在运行路线中，即使是构建有这些第1～第4电源中的两个以上的架空线，由于一次提供的电力是这些第1～第4电源中的任意一个，因此，也能够支持所有的电源。
图6是表示将按图1那样构成的电车主电路***搭载到车辆底板部或车顶上时从车辆上方或下方观察到的配置例的图。在图6所示的示例中，将例如图1所示的电车主电路***划分成第1～第9部位来进行配置。若进行具体的说明，则第1部位51对应于水冷装置61，第2部位52对应于APS&BCG功率单元62，第3部位53对应于放电电阻63A和APS电感器63B，第4部位54对应于INV&BCH功率单元64A和CNV功率单元64B，第5部位55对应于FC单元65，第6部位56对应于APS&BCG输出电路部66，第7部位57对应于分接开关67A、AC接触器67B和DC接触器67C，第8部位58对应于控制模块68，第9部位59对应于CH电路部69。
图6的结构的特征在于，其中的某些部分是分离电路功能的一部分来进行配置的，而其中的某些部分是合并多个电路功能来进行配置的。例如，图1所示的APS&BCG25在图6中被分离成三个电路部即APS&BCG功率单元62、APS电感器63B以及APS&BCG输出电路部66，分别作为不同的部位来进行配置。此外，例如图1所示的分接开关15、AC接触器16和DC接触器19在图6中作为分接开关67A、AC接触器67B和DC接触器67C，合并成第7部位57来进行配置。对于CNV17、INV24和BCH23也是同样，作为INV&BCH功率单元64A和CNV功率单元64B，合并成第4部位54来进行配置。
由此，通过将电路功能的一部分分离地进行配置，或者将多个电路功能合并地进行配置，能够有效地灵活利用车辆底板部或车顶上部这样的有限空间。
图7是以表格形式一览地表示与第1～第4电源相对应的动作模式的图。图7中，根据是否支持第1电源(电源1)～第4电源(电源4)中的哪一个，划分成实例1至实例15为止的15个实例。图中的黑色圆点表示支持该电源的意思。例如，实例1表示支持电源1～4全部。此外，实例3表示支持两个交流电源即电源1、2和一个直流电源即电源4(反过来说，不支持电源3)。对于其他实例也可进行相同的说明。
此外，在图表的右半部分，示出了AC接触器、DC接触器的状态，分接开关的抽头位置，以及有无CNV动作指令CGSC和CH动作指令。如参照图2～图5的附图进行说明的那样，在利用交流电源即电源1、2进行动作的情况下，AC接触器被控制为ON，在利用直流电源即电源3、4进行动作的情况下，AC接触器被控制为OFF。因此，在实例6、12、13那样不具有直流电源的实例中被控制为ON，在实例11、14、15那样不具有交流电源的实例中被控制为OFF，在其他实例中被切换控制为ON/OFF中的任一个。
此外，DC接触器具有与AC接触器相反的关系，在实例6、12、13那样不具有直流电源的实例中被控制为OFF，在实例11、14、15那样不具有交流电源的实例中被控制为ON，在其他实例中被切换控制为ON/OFF中的任一个。
下面，对分接开关的抽头位置、CNV动作指令CGSC和CH动作指令CHSC也进行相同的说明。
如参照图2～图5的附图进行说明的那样，分接开关的抽头位置在电源为交流电源(电源1、2)的情况下具有意义。因此，在实例11、14、15那样不具有交流电源的实例中，分接开关的抽头位置可以是任意位置。此外，在具有交流电源即电源1、2中的任一个的情况下，抽头位置被固定。例如，在实例4、7、8、12那样只有作为电源1来作为交流电源的实例中，抽头位置被固定为A，在实例5、9、10、13那样只有电源2来作为交流电源的实例中，抽头位置被固定为B，在其他实例中切换控制为A/B的任一个。
CNV动作指令CGSC在电源为交流电源(电源1、2)的情况下被适当输出(ON)，在电源为直流电源(电源3、4)的情况下被控制为始终OFF。即，CNV动作指令CGSC在实例6、12、13的情况下被输出，在实例11、14、15的情况下被控制为始终OFF，在其他实例下，可切换始终OFF和适当输出的情况。
CH动作指令CHSC在电源3的情况下被适当输出(ON)，在电源3以外的情况下被控制为始终OFF。即，CH动作指令CHSC仅在实例14的情况下不被控制为始终OFF，而是被适当地输出，在实例3、6、8、10、12、13、15的情况下被控制为始终OFF，在其他实例下，可切换始终OFF和适当输出的情况。
另外，若从电源种类这样的观点来整理图7的各实例，则如下所述。
(1)实例1：支持两个交流电源、两个直流电源
(2)实例2、3：支持两个交流电源、一个直流电源
(3)实例4、5：支持一个交流电源、两个直流电源
(4)实例6：支持两个交流电源
(5)实例7～10：支持一个交流电源、一个直流电源
(6)实例11：支持两个直流电源
(7)实例12、13：支持一个交流电源
(8)实例14、15：支持一个直流电源
接着，说明电源的种类与对电车的要求(功能)之间的关联性。
例如，需要利用一个规格的电车在使用电源1的路线a、使用电源2的路线b、使用电源3的路线c、以及使用电源4的路线d之间进行运行，在具有上述要求的情况下，图1所示的电车主电路***可满足这种要求。
此外，如图1所示的电车主电路***那样设计为可在四种电源下进行动作的电车也能够满足各种要求。例如，假定具有以下要求的情况，即：需要应用于在使用电源1的路线a、使用电源2的路线b、以及使用电源4的路线d之间行驶的电车。在此情况下，可以直接使用图1所示的电车主电路***，但也可以从图1的结构中拆卸下CH21。在此情况下，即使拆卸下CH21，只要对FC18和FC22之间的直流母线进行电连接即可，结构上的设计变更很小。
另外，将接受这种电源1、电源2和电源4的供电来进行动作的电车主电路***作为基本规格来进行构建，从而可掌握图7所示的各实例，以作为在该基本规格的基础上进行发展的发展***。由于本实例对应于图7的实例3，因此，例如对于从实例3到实例1的扩展，可根据以下考虑方法来对***进行发展，即：在FC18和FC22之间增加CH21，在控制部30中附加控制CH21的功能。
此外，例如假定还具有以下要求的情况，即：需要应用于在使用电源1的路线a、和使用电源2的路线b之间行驶的电车。在此情况下，与上述的考虑相反，可从图1的结构中拆卸下交流直流切换电路12、DC接触器19和CH21。在此情况下，可按图8那样改变图6所示的电车主电路***的配置例。该图8中，如虚线部所示，可拆卸下DC接触器67C和CH电路部69。
另外，即使在拆卸下这些结构部的情况下，也只要进行较小的结构上的设计变更即可。此外，由于拆卸交流直流切换电路12、DC接触器19和CH21来减少单元数量，因此不会产生降低***的可靠性的担忧。
并且，例如在具有需要应用于在使用电源3的路线c、和使用电源4的路线d之间行驶的电车的要求的情况下，可从图1的结构中拆卸下交流切换电路12、分接开关15、AC接触器16、CNV17以及FC18。在此情况下，可按图9那样改变图6所示的电车主电路***的配置例。该图9中，如虚线部所示，可拆卸下CNV功率单元64B和分接开关67A，同时还可减小FC单元65。
另外，在实施方式1中，对能够支持第1和第2电源(电源1、2)这两种交流电源、以及支持第3和第4(电源3、4)这两种直流电源的电车主电路***进行了说明，但通过应用实施方式1的技术思想，当然也可以进一步支持多种交流电源、直流电源。
如上所述，实施方式1所涉及的电车主电路***能够提供可支持各种电源的组合(实例1～实例15)的***结构，因而能获得以下效果，即：实现了所有实例的元器件的通用化，提高了备用元器件的管理、维护的操作性，还增加了可靠性。此外，由于无需每次进行设计，因此还获得到以下效果，即：产品制作周期缩短，也能够方便地支持向其他电源的变更。
实施方式2.
实施方式2中，对用于实施方式1所涉及的电车主电路***的优选水冷***进行说明。图10是表示实施方式2所涉及的水冷***的一个结构例的示意图，示出了用于图1所示的电车主电路***的优选水冷***的结构。图10中，水冷***100A构成为包括：水冷装置101，该水冷装置101具有泵102、送风机103、热交换器104；主水管106，该主水管106从该水冷装置101开始引导至收纳了电车主电路***的壳体110内，然后返回水冷装置101；水冷板108(108a～d)，该水冷板(108a～d)设置于壳体110侧，且搭载有作为被冷却体的半导体元件105(105a～d)；以及挠性管107等，该挠性管107在各端部具有用于连接水冷板108和主水管106的连接器109。
在该水冷***100A中，使水冷板108所接受到的半导体元件105产生的热量通过泵102在主水管106内循环，通过利用热交换器104向外部散热，由此对半导体元件105进行冷却。若对图示的一个示例进行说明，则水冷板108a对搭载于APS&BCG功率单元62的半导体元件105a进行冷却，水冷板108b对搭载于INV&BCH功率单元64A的半导体元件105b进行冷却，水冷板108c对搭载于CNV功率单元64b的半导体元件105c进行冷却，水冷板108d对搭载于CH电路部69的半导体元件105d进行冷却。
在图10的结构中，主水管106用于将冷却水分配至水冷板108，因此需要使用相对较粗、且牢固的水管。因此，主水管106在壳体110内占据了较大的空间，并且配置的自由度也不高。然而，若在应用于图1所示的电车主电路***那样的规格明确的装置的情况下，则没有太大的问题。
另一方面，图11是表示实施方式2所涉及的水冷***的不同于图10的结构例的示意图。图11所示的水冷***100B中，拆卸下图10的结构中所设置的主水管106，取而代之地在水冷装置101和壳体110之间配置分配模块121。其中，分配模块121的结构例如图12～图14所示。
在分配模块121的一个面侧，设置有用于向水冷板108提供冷却水的四个出水孔123，以及用于使接收到水冷板108的热量的冷却水返回至水冷装置101一侧的四个进水孔124(参照图12、14)。此外，在分配模块121的另一个面侧，设置有用于将冷却水导入分配模块121的进水孔125，以及用于将来自分配模块121的冷却水导出至水冷装置101的出水孔126(参照图12、13)。
挠性管117利用连接器109嵌入到出水孔123和进水孔124中，该挠性管117的长度大于图10所示的挠性管。挠性管117如图11所示那样能够弯曲地进行配置，因此能够进行自由度较高、且柔软性较高的配置。
另外，在不需要CH21的情况下，由于不需要第9部位的CH电路部69，因此，从水冷***100B的分配模块121中拆卸下连接水冷板108d、以及连接在该水冷板108d和分配模块121之间的挠性管117(用螺栓等塞住相对应的出水孔123、进水孔124)，由此壳体110内的空间变大，维护性也得以提高。
此外，图11所示的水冷***100B对于实施方式1所说明的对***的要求的一部分进行变更的情况是有效的。如实施方式1中所说明的那样，例如在设计为可在第1～第4这四种交流直流电源下进行动作的电车中，若构成为仅在由第3和第4电源产生的两种直流电源下进行动作的电车，则在此情况下由于能够拆卸下分接开关15、AC接触器16、CNV17和FC18，因此能够在空出的空间内配置水冷装置101。
图10所示的水冷***100A中，由于利用了主水管106，因此在不进行大幅度的设计变更的情况下难以移动水冷装置101。与此相对地，图11所示的水冷***100B中，由于利用了分配模块121和挠性管117，因此能够灵活地应对上述的规格变更，从而能够有效地灵活利用设置于车辆底板部或车顶上的车辆用控制装置内的有限空间。此外，由于使用比主水管106更为便宜的挠性管117，因此也能够缩减成本。
另外，图11所示的分配模块121中，举例示出了按纵向一列的方式将四个出水孔123和四个进水孔124配置为直线状，但也可以如图15、16所示的分配模块121A那样，按纵向两列的方式来配置四个出水孔123和四个进水孔124。另外，图12、图14、图15等中所示的出水孔123和进水孔124的数量只是一个示例，这些出水孔和进水孔的数量当然是任意的。
此外，上述实施方式1、2所示的结构是本发明内容的一个示例，可以与其他公知技术进行组合，当然也可以在不脱离本发明的要点的范围内进行变更来构成，例如省略其中的一部分等。
工业上的实用性
如上所述，本发明作为可支持多种交流直流多电源的电车主电路***是有用的。
标号说明
1 电车主电路***
2 架空线
11 集电装置
12 交流直流切换电路
14 变压器
15，67A 分接开关
16，67B AC接触器
17 CNV (整流器)
18 第1FC (第1滤波电容器)
19，67C DC接触器
20a 正侧直流母线
20b 负侧直流母线
21 CH(升压斩波器)
22 第2FC(第2滤波电容器)
23 BCH(制动斩波器)
24 INV(逆变器)
25 APS&BCG(辅助电源装置&蓄电池充电器)
28 马达
29 电压检测器
30 控制部
51～59 第1～第9部位
61，101 水冷装置
62 APS&BCG功率单元
63A 放电电阻
63B APS电感器
64A INV&BCH功率单元
64B CNV功率单元
65 FC单元
66 APS&BCG输出电路部
68 控制模块
69 CH电路部
100A，100B 水冷***
102 泵
103 送风机
104 热交换器
105(105a～d) 半导体元件
106 主水管
107，117 挠性管
108(108a～d) 水冷板
109 连接器
110 壳体
121 分配模块
123，126 出水孔
124，125 进水孔

Claims (20)

1.一种电车主电路***，该电车主电路***对电车驱动用电动机进行控制，其特征在于，
在向架空线提供由第1交流电源产生的交流电、由输出电压高于该第1交流电源的第2交流电源产生的交流电、以及由第1直流电源产生的直流电的情况下，所述电车主电路***包括：
交流直流切换电路，该交流直流切换电路根据来自所述架空线的供电电力的种类来切换电力的供给对象；
变压器，该变压器在二次绕组一侧具有两个抽头位置，对所输入的交流电压进行降压，并从两个抽头位置输出所希望的交流电压；分接开关，该分接开关对所述变压器的抽头位置进行切换；
整流器，该整流器将所述分接开关输出的交流电压转换成所希望的直流电压；
交流接触器，该交流接触器对所述分接开关与所述整流器之间的供电路径进行开闭；
滤波电容器，该滤波电容器储存所述整流器输出的直流电或由所述架空线提供的直流电；逆变器，该逆变器将所述滤波电容器输出的直流电压转换成所希望的交流电压；
直流接触器，该直流接触器连接在所述交流直流切换电路与直流母线之间，对所述交流直流切换电路与所述逆变器之间的供电路径进行开闭，其中，该直流母线对所述整流器和所述逆变器进行电连接；以及
控制部，该控制部基于与所述架空线的电压相关的信息和来自外部的指令信息，对所述分接开关、所述交流接触器、所述直流接触器以及所述整流器进行控制。
2.如权利要求1所述的电车主电路***，其特征在于，
在向所述架空线提供由所述第1交流电源、所述第2交流电源以及所述第1直流电源中的所述第1交流电源产生的交流电、或所述第2交流电源产生的交流电的情况下，拆卸下所述交流直流切换电路和所述直流接触器来构成所述电车主电路***。
3.如权利要求2所述的电车主电路***，其特征在于，
在向所述架空线提供由所述第1交流电源和所述第2交流电源中的所述第1交流电源产生的交流电的情况下，所述电车主电路***具有以下结构中的任一种，即：将所述分接开关的抽头位置固定成规定的抽头位置而构成的结构，或者拆卸下该分接开关而构成的结构。
4.如权利要求2所述的电车主电路***，其特征在于，
在向所述架空线提供由所述第1交流电源和所述第2交流电源中的所述第2交流电源产生的交流电的情况下，所述电车主电路***具有以下结构中的任一种，即：将所述分接开关的抽头位置固定成规定的抽头位置而构成的结构，或者拆卸下该分接开关而构成的结构。
5.如权利要求1所述的电车主电路***，其特征在于，
在向所述架空线提供由所述第1交流电源、所述第2交流电源以及所述第1直流电源中的所述第1交流电源产生的交流电、或所述第1直流电源产生的直流电的情况下，所述电车主电路***具有以下结构中的任一种，即：将所述分接开关的抽头位置固定成规定的抽头位置而构成的结构，或者拆卸下该分接开关而构成的结构。
6.如权利要求5所述的电车主电路***，其特征在于，
在向所述架空线提供由所述第1交流电源、所述第2交流电源以及所述第1直流电源中的所述第1交流电源产生的交流电的情况下，拆卸下所述交流直流切换电路和所述直流接触器来构成所述电车主电路***。
7.如权利要求5所述的电车主电路***，其特征在于，
在向所述架空线提供由所述第1交流电源、所述第2交流电源以及所述第1直流电源中的所述第1直流电源产生的直流电的情况下，拆卸下所述交流直流切换电路和所述交流接触器来构成所述电车主电路***。
8.一种电车主电路***，该电车主电路***对电车驱动用电动机进行控制，其特征在于，
在向架空线提供由第1交流电源产生的交流电、由输出电压高于该第1交流电源的第2交流电源产生的交流电、以及由第1直流电源产生的直流电的情况下，所述电车主电路***包括：
交流直流切换电路，该交流直流切换电路根据来自所述架空线的供电电力的种类来切换电力的供给对象；
变压器，该变压器在二次绕组一侧具有两个抽头位置，对所输入的交流电压进行降压，并从两个抽头位置输出所希望的交流电压；
分接开关，该分接开关对所述变压器的抽头位置进行切换；
整流器，该整流器将所述分接开关输出的交流电压转换成所希望的直流电压；
交流接触器，该交流接触器对所述分接开关与所述整流器之间的供电路径进行开闭；
第1滤波电容器，该第1滤波电容器储存所述整流器输出的直流电或由所述架空线提供的直流电；
斩波电路，该斩波电路将所述第1滤波电容器输出的直流电压升压至所希望的直流电压；
第2滤波电容器，该第2滤波电容器储存所述斩波电路输出的直流电；
逆变器，该逆变器将所述第2滤波电容器输出的直流电压转换成所希望的交流电压；
直流接触器，该直流接触器连接在所述交流直流切换电路与直流母线之间，对所述交流直流切换电路与所述斩波电路之间的供电路径进行开闭，其中，该直流母线对所述整流器和所述斩波电路进行电连接；以及
控制部，该控制部基于与所述架空线的电压相关的信息和来自外部的指令信息，对所述分接开关、所述交流接触器、所述直流接触器、所述整流器以及所述斩波电路进行控制。
9.如权利要求8所述的电车主电路***，其特征在于，
在向所述架空线提供由所述第1交流电源、所述第2交流电源以及所述第1直流电源中的所述第1交流电源产生的交流电、或所述第1直流电源产生的直流电的情况下，所述电车主电路***具有以下结构中的任一种，即：将所述分接开关的抽头位置固定成规定的抽头位置而构成的结构，或者拆卸下该分接开关而构成的结构。
10.一种电车主电路***，该电车主电路***对电车驱动用电动机进行控制，其特征在于，
在向架空线提供由第1交流电源产生的交流电、由输出电压高于该第1交流电源的第2交流电源产生的交流电、由第1直流电源产生的直流电、由输出电压高于该第1直流电源的第2直流电源产生的直流电的情况下，所述电车主电路***包括：
交流直流切换电路，该交流直流切换电路根据来自所述架空线的供电电力的种类来切换电力的供给对象；
变压器，该变压器在二次绕组一侧具有两个抽头位置，对所输入的交流电压进行降压，并从两个抽头位置输出所希望的交流电压；
分接开关，该分接开关对所述变压器的抽头位置进行切换；
整流器，该整流器将所述分接开关输出的交流电压转换成所希望的直流电压；
交流接触器，该交流接触器对所述分接开关与所述整流器之间的供电路径进行开闭；
第1滤波电容器，该第1滤波电容器储存所述整流器输出的直流电或由所述架空线提供的直流电；
斩波电路，该斩波电路将所述第1滤波电容器输出的直流电压升压至所希望的直流电压；
第2滤波电容器，该第2滤波电容器储存所述斩波电路输出的直流电；
逆变器，该逆变器将所述第2滤波电容器输出的直流电压转换成所希望的交流电压；
直流接触器，该直流接触器连接在所述交流直流切换电路与直流母线之间，对所述交流直流切换电路与所述斩波电路之间的供电路径进行开闭，其中，该直流母线对所述整流器和所述斩波电路进行电连接；以及
控制部，该控制部基于与所述架空线的电压相关的信息和来自外部的指令信息，对所述分接开关、所述交流接触器、所述直流接触器、所述整流器以及所述斩波电路进行控制。
11.如权利要求10所述的电车主电路***，其特征在于，
在向所述架空线提供由所述第1交流电源、所述第2交流电源、所述第1直流电源以及所述第2直流电源中的所述第1交流电源产生的交流电、所述第2交流电源产生的交流电、或所述第2直流电源产生的直流电的情况下，拆卸下所述斩波电路来构成所述电车主电路***。
12.如权利要求10所述的电车主电路***，其特征在于，
在向所述架空线提供由所述第1交流电源、所述第2交流电源、所述第1直流电源以及所述第2直流电源中的所述第1交流电源产生的交流电、所述第1直流电源产生的直流电、或所述第2直流电源产生的直流电的情况下，所述电车主电路***具有以下结构中的任一种，即：将所述分接开关的抽头位置固定成规定的抽头位置而构成的结构，或者拆卸下该分接开关而构成的结构。
13.如权利要求10所述的电车主电路***，其特征在于，
在向所述架空线提供由所述第1交流电源、所述第2交流电源、所述第1直流电源以及所述第2直流电源中的所述第2交流电源产生的交流电、所述第1直流电源产生的直流电、或所述第2直流电源产生的直流电的情况下，所述电车主电路***具有以下结构中的任一种，即：将所述分接开关的抽头位置固定成规定的抽头位置而构成的结构，或者拆卸下该分接开关而构成的结构。
14.如权利要求10所述的电车主电路***，其特征在于，
在向所述架空线提供由所述第1交流电源、所述第2交流电源、所述第1直流电源以及所述第2直流电源中的所述第1交流电源产生的交流电、或所述第2交流电源产生的交流电的情况下，拆卸下所述交流直流切换电路、所述直流接触器、以及所述斩波电路来构成所述电车主电路***。
15.如权利要求10所述的电车主电路***，其特征在于，
在向所述架空线提供由所述第1交流电源、所述第2交流电源、所述第1直流电源以及所述第2直流电源中的所述第1交流电源产生的交流电、或所述第1直流电源产生的直流电的情况下，所述电车主电路***具有以下结构中的任一种，即：将所述分接开关的抽头位置固定成规定的抽头位置而构成的结构，或者拆卸下该分接开关而构成的结构。
16.如权利要求10所述的电车主电路***，其特征在于，
在向所述架空线提供由所述第1交流电源、所述第2交流电源、所述第1直流电源以及所述第2直流电源中的所述第1交流电源产生的交流电、或所述第2直流电源产生的直流电的情况下，所述电车主电路***通过拆卸下所述斩波电路来构成，并且具有以下结构中的任一种，即：将所述分接开关的抽头位置固定成规定的抽头位置而构成的结构，或者拆卸下该分接开关而构成的结构。
17.如权利要求10所述的电车主电路***，其特征在于，
在向所述架空线提供由所述第1交流电源、所述第2交流电源、所述第1直流电源以及所述第2直流电源中的所述第2交流电源产生的交流电、或所述第1直流电源产生的直流电的情况下，所述电车主电路***具有以下结构中的任一种，即：将所述分接开关的抽头位置固定成规定的抽头位置而构成的结构，或者拆卸下该分接开关而构成的结构。
18.如权利要求10所述的电车主电路***，其特征在于，
在向所述架空线提供由所述第1交流电源、所述第2交流电源、所述第1直流电源以及所述第2直流电源中的所述第2交流电源产生的交流电、或所述第2直流电源产生的直流电的情况下，所述电车主电路***通过拆卸下所述斩波电路来构成，并且具有以下结构中的任一种，即：将所述分接开关的抽头位置固定成规定的抽头位置而构成的结构，或者拆卸下该分接开关而构成的结构。
19.如权利要求10所述的电车主电路***，其特征在于，
在向所述架空线提供由所述第1交流电源、所述第2交流电源、所述第1直流电源以及所述第2直流电源中的所述第1直流电源产生的直流电、或所述第2直流电源产生的直流电的情况下，拆卸下所述交流直流切换电路、所述变压器、所述分接开关、所述交流接触器、以及所述整流器来构成所述电车主电路***。
20.如权利要求1所述的电车主电路***，其特征在于，
所述电车主电路***构成为使来自水冷装置的冷却水循环、从而对被冷却体进行冷却的水冷***，
在所述水冷装置与搭载有所述电车主电路***的壳体之间设置有分配模块，该分配模块用于将来自所述水冷装置的冷却水引导至搭载有被冷却体的水冷板，且使冷却后的冷却水返回至所述水冷装置，而且所述分配模块与所述水冷板之间通过挠性管相连接。
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