高速铁道车辆用电力转换系统以及高速铁道车辆用电力转换系统的控制方法技术方案

在沿着相连接的多台车辆的行进方向排列的多个电力转换装置中设置有对电力进行转换的转换部、将在转换部产生的热散放到行驶风中的散热部、控制被转换电力的控制部。第一电力转换装置的控制部基于与设置于第一电力转换装置中的散热部相比在行进方向的更前方配置的、将热量散放到行驶风中的其他的散热部的数量、以及到在行进方向的前方邻接的其他的散热部的距离的信息中的至少一方，使得在第一电力转换装置的转换部中被转换的电力进行增减。

Power conversion system for high-speed railway vehicle and control method for power conversion system of high speed railway vehicle

A plurality of power conversion device arranged in the direction of travel along the connecting multiple vehicles are arranged in the conversion of power conversion, will be produced in the conversion of heat into the driving heat dissipation part, the wind control department converted power. The first power conversion control device based on the radiating part and is arranged on the first power conversion device in the direction of travel more than in front of the configuration, in front of adjacent heat quantity, on the other driving radiating part in the wind and in the direction of travel of the heat of other information in the distance at least one makes the conversion in the first switching power conversion device of the power change.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高速铁道车辆用电力转换系统以及高速铁道车辆用电力转换系统的控制方法相关申请的交叉引用本国际申请要求2011年11月30日在日本专利局提交的日本专利技术专利申请第2011-262328号的优先权，所述日本专利技术专利申请的全部内容通过引用而并入本文。
本专利技术涉及高速铁道车辆用电力转换系统以及高速铁道车辆用电力转换系统的控制方法。
技术介绍
在以往的行驶于交流电化区间的电车中具有包括将交流转换为直流的转换器部以及将直流转换为交流的逆变器部等电力转换装置(以下，称为「主转换装置」。)。在主转换装置中设置有对转换器部或逆变器部所使用的半导体元件进行冷却的送风机。近年来，在电车的
中小型化或轻量化的需求不断高涨，因此，主转换装置也要求实现小型化或轻量化。在专利文献1中公开了通过使用电车行驶时流动于车辆的外侧的风(以下，称为「行驶风」)来冷却主转换装置中的半导体元件，由此，废除主转换装置的送风机以实现小型化及轻量化的技术。具体而言，公开了在车辆的车底板下面装载有主转换装置，利用轨道与车辆底面之间的行驶风对主转换装置进行冷却的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开第2009-096318号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，由专利技术人的测量结果可知，在采用如上所述的行驶风冷却方式的主转换装置中，会由于电车的车辆中主转换装置的配置位置或电车的编组中车辆的位置等条件而在主转换装置的温度中产生差异。具体而言，已发现由于从配置于车底板下面的主转换装置等设备排放的热而引起在车辆的底面附近的行驶风中存在温度分布的不均。因此，在通过温度较低的行驶风冷却的主转换装置与通过温度较高的行驶风冷却的主转换装置之间产生了温度差异。例如，当两个主转换装置在车辆的行进方向上配置为一前一后时，配置于行进方向后方的主转换装置会因受到在前方配置的主转换装置的排热的影响从而温度容易上升。具体而言，已发现在行进方向的前方端以及后方端分别装载有主转换装置的车辆中，与装载在前方端的主转换装置中的半导体元件相比，装载在后方端的主转换装置中的半导体元件的温度高出几℃。另一方面，已知半导体元件具有可使用的温度上限，如果超过该温度上限，则半导体元件会因热而被损坏。为了防止因热而导致的损坏，要求在低于上述温度上限的温度下使用半导体元件。例如，采用使其具有如下保护功能的方法：监视半导体元件附近的温度，当监视的温度到达上述温度上限时，判断在主转换装置中产生了因温度上升而导致的故障，并使主转换装置停止。但是，如上所述，在使到达温度上限的主转换装置停止的方法中，作为电车的编组整体运转的主转换装置的数量减少。也就是说，用于电车行驶的主转换装置的数量减少，换言之，用于电车行驶的输出减少，有可能使得电车加速时的加速度降低。如上所述，通过专利技术人的调查判明了，因为温度上升而使主转换装置停止的可能性，换言之，热方面严酷的条件是非常限定的。例如，盛夏时户外气温高的白天的条件、以及在编组中主转换装置停止的车辆数量多的条件成立，与此同时，主转换装置被配置在受到在行进方向的前方配置的设备的排热的影响的位置的条件成立时，该主转换装置存在因为温度上升而停止的可能性。现在，主转换装置被设计为，即使在如上所述的因温度上升而使主转换装置停止的条件下，也不会使主转换装置停止。也就是说，进行了如下设计：较大地确保主转换装置的冷却能力，以使得即使在所设想的热方面最严酷的条件下，主转换装置的温度也不会到达温度上限。换言之，这种设计意味着，在电车运行的大部分时间内，主转换装置的冷却能力过剩。这成为了实现主转换装置小型化及轻量化上的限制条件。本专利技术的一个方面在于提供高速铁道车辆用电力转换系统以及高速铁道车辆用电力转换系统的控制方法，其能够维持作为具有多个电力转换装置的电力转换系统整体的输出，并能够实现小型化及轻量化。解决问题的技术方案本专利技术的第1方面的高速铁道车辆用电力转换系统的特征在于，具备多个电力转换装置，所述多个电力转换装置沿着相连接的多台车辆的行进方向排列，对从外部供给的电力进行转换并将所述转换的电力供给电动机，在所述电力转换装置中设置有转换部、散热部以及控制部，所述转换部对所述从外部供给的电力进行转换，所述散热部配置于所述车辆的底面，将在所述转换部产生的热散放到沿着所述底面流动的行驶风中，所述控制部基于所述多台车辆的驾驶者所输入的控制信号控制在所述转换部中被转换的电力，在所述多个电力转换装置内的第一电力转换装置中设置的第一控制部，基于与设置于所述第一电力转换装置中的第一散热部相比在所述行进方向的更前方配置的其他的散热部的数量、以及到在所述行进方向的前方邻接的所述其他的散热部的距离的信息中的至少一方，进行使得基于所述控制信号确定的、在设置于所述第一电力转换装置内的第一转换部中被转换的电力增减的控制。根据本专利技术的第1方面的高速铁道车辆用电力转换系统，与均等地控制在多个电力转换装置的转换部中被转换的电力的方法相比，进行减少在下述转换部中被转换的电力的控制：在行进方向的前方配置的其他的散热部的数量较多的电力转换装置内的转换部、或到在行进方向的前方相邻配置的其他的散热部的距离较近的电力转换装置内的转换部。同时进行增加在下述转换部中被转换的电力的控制：在前方配置的其他的散热部的数量较少的电力转换装置内的转换部、或到在前方相邻配置的其他的散热部的距离较远的电力转换装置内的转换部。换言之，通过减少在进入散热部的行驶风的温度较高的电力转换装置中被转换的电力，来减轻该电力转换装置中的热负荷。另一方面，通过增加在进入散热部的行驶风的温度较低的电力转换装置中被转换的电力，来实现对作为电力转换系统整体所转换的电力的维持。由此，与均等地控制在多个电力转换装置的转换部中被转换的电力的方法相比，因为能够将对散热部所要求的散热能力抑制得较低，所以能够实现散热部的小型化及轻量化。另外，与基于转换部的温度控制在转换部中被转换的电力的方法相比，能够以简单的构成及简单的控制维持作为电力转换系统整体的输出，并且能够实现小型化及轻量化。而且，每个电力转换装置中的被转换的电力的增减比例通过考虑所有电力转换装置中的该电力转换装置的相对的配置位置、或沿着车辆的底面流动的行驶风的流动等影响而决定。可以例示如下决定方法：通过安装测量转换部的温度的测量部，来收集车辆运行时的转换部的温度数据，并基于收集到的温度数据作出决定以使得所有电力转换装置中的热负荷均等的方法。在上述专利技术的第1方面中优选下述构成，在所述电力转换装置中还设置有测量所述转换部的温度的测量部，当指示所述第一转换部的温度超过预定的开始阈值的、所述测量部的测量信号被输入时，所述第一控制部减少在所述第一转换部中被转换的电力，当所述第一转换部的温度超过所述预定的开始阈值时，在所述多个电力转换装置内的、所述第一电力转换装置之外的第二电力转换装置中设置的第二控制部，开始进行通过增加在设置于所述第二电力转换装置中的第二转换部中被转换的电力，以补偿在所述第一转换部中减少的电力的控制。像这样由测量部所测量的转换部的温度超过预定的开始阈值时，通过进行减少在温度超值的第一转换部中被转换的电力的控制，并进行增加在除此之外的第二转换部中被转换的电力以补偿在第一转换部中减少的电力的控制，由此，即使在第一电力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速铁道车辆用电力转换系统,其特征在于,具备多个电力转换装置,所述多个电力转换装置沿着相连接的多台车辆的行进方向排列,对从外部供给的电力进行转换并将被转换的电力供给电动机,在所述电力转换装置中设置有转换部、散热部以及控制部,所述转换部对所述从外部供给的电力进行转换,所述散热部配置于所述车辆的底面,将在所述转换部产生的热散放到沿着所述底面流动的行驶风中,所述控制部基于所述多台车辆的驾驶者所输入的控制信号控制在所述转换部中被转换的电力,在所述多个电力转换装置内的第一电力转换装置中设置的第一控制部,基于与设置于所述第一电力转换装置中的第一散热部相比在所述行进方向的更前方配置的其他的散热部的数量、以及到在所述行进方向的前方邻接的所述其他的散热部的距离的信息中的至少一方,进行使得基于所述控制信号确定的、在设置于所述第一电力转换装置内的第一转换部中被转换的电力增减的控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.30 JP 2011-2623281.一种高速铁道车辆用电力转换系统,其特征在于,具备多个电力转换装置,所述多个电力转换装置沿着相连接的多台车辆的行进方向排列,对从外部供给的电力进行转换并将被转换的电力供给电动机,在所述电力转换装置中设置有转换部、散热部以及控制部,所述转换部对所述从外部供给的电力进行转换,所述散热部配置于所述车辆的底面,将在所述转换部产生的热散放到沿着所述底面流动的行驶风中,所述控制部基于所述多台车辆的驾驶者所输入的控制信号控制在所述转换部中被转换的电力,在所述多个电力转换装置内的第一电力转换装置中设置的第一控制部,基于与设置于所述第一电力转换装置中的第一散热部相比在所述行进方向的更前方配置的其他的散热部的数量、以及到在所述行进方向的前方邻接的所述其他的散热部的距离的信息中的至少一方,进行使得基于所述控制信号确定的、在设置于所述第一电力转换装置内的第一转换部中被转换的电力增减的控制。2.根据权利要求1所述的高速铁道车辆用电力转换系统,其特征在于,在所述电力转换装置中,还设置有测量所述转换部的温度的测量部,当指示所述第一转换部的温度超过预定的开始阈值的、所述测量部的测量信号被输入时,所述第一控制部减少在所述第一转换部中被转换的电力,当所述第一转换部的温度超过所述预定的开始阈值时,在所述多个电力转换装置内的、所述第一电力转换装置之外的第二电力转换装置中设置的第二控制部开始进行通过增加在设置于所述第二电力转换装置中的第二转换部中被转换的电力,以补偿在所述第一转换部中减少的电力的控制。3.根据权利要求2所述的高速铁道车辆用电力转换系统,其特征在于,所述第一控制部,当所述第一转换部的温度超过所述预定的开始阈值时,进行将所述第一转换部所转换的电力减少至预定的电力的控制。4.根据权利要求2或3所述的高速铁道车辆用电力转换系统,其特征在于,由于所述第一转换部的温度超过了所述预定的开始阈值,而开始进行减少所述第一转换部所转换的电力的控制后,当指示所述第一转换部的温度低于比所述预定的开始阈值低的预定的结束阈值的、第一测量部的测量信号被输入所述第一控制部时,所述第一控制部结束进行减少所述第一转换部所转换的电力的控制,当指示所述第一转换部的温度低于所述预定的结束阈值的所述第一测量部的测量信号被输入时,所述第二控制部结束进行增加在所述第二转换部中被转换的电力的控制。5.一种高速铁道车辆用电力转换系统,其特征在于,具备多个电力转换装置,所述多个电力转换装置沿着相连接的多台车辆的行进方向排列,对从外部供给的电力进行转换并将被转换的电力供给电动机,在所述电力转换装置中设置有转换部、散热部、测量部以及控制部,所述转换部对所述从外部供给的电力进行转换,所述散热部配置于所述车辆的底面,将在所述转换部产生的热散放到沿着所述底面流动的行驶风中,所述测量部测量所述转换部的温度,所述控制部基于所述多台车辆的驾驶者所输入的控制信号控制在所述转换部中被转换的电力,在所述多个电力转换装置内的第一电力转换装置中设置的第一控制部,当指示设置于所述第一电力转换装置中的第一转换部的温度超过预定的开始阈值的第一测量部的测量信号被输入时,减少所述第一转换部所转换的电力,在所述多个电力转换装置内的、所述第一电力转换装置之外的第二电力转换装置中设置的第二控制部,当所述第一转换部的温度超过所述预定的开始阈值时,开始进行通过增加在设置于所述第二电力转换装置中的第二转换部中被转换的电力,以补偿在所述第一转换部中减少的电力的控制。6.根据权利要求5所述的高速铁道车辆用...

【专利技术属性】
技术研发人员：上野雅之，佐藤贤司，加藤宏和，
申请(专利权)人：东海旅客铁道株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP