專利名稱：：功率轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及電車用的功率轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
：裝載在電車的功率轉(zhuǎn)換裝置由整流器電路或逆變器電路構(gòu)成，整流器電路或逆變器電路使得由IGBT(InsuratedGateBipolarTransistor,絕緣柵極雙極型晶體管)或IPM(IntelligentPowerModule,智能功率模塊)等構(gòu)成的開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作以進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換。用于這些功率轉(zhuǎn)換電路的開(kāi)關(guān)元件會(huì)產(chǎn)生因通電而產(chǎn)生的導(dǎo)通損耗、以及因開(kāi)關(guān)動(dòng)作而產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)損耗。因此，為了得到開(kāi)關(guān)元件的穩(wěn)定的動(dòng)作，需要將因損耗而產(chǎn)生的熱量高效散發(fā)至大氣中，將開(kāi)關(guān)元件的溫度冷卻至既定值以下。在以往的電車用的功率轉(zhuǎn)換裝置中，其結(jié)構(gòu)一般為在冷卻器上配置開(kāi)關(guān)元件，利用風(fēng)扇對(duì)冷卻器進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷，使得從開(kāi)關(guān)元件產(chǎn)生的熱量進(jìn)行散熱。然而存在的問(wèn)題是在強(qiáng)制風(fēng)冷方式中需要冷卻風(fēng)扇及其控制裝置，會(huì)導(dǎo)致裝賞大型化。另一方面，為了使裝置小型化，設(shè)計(jì)出利用電車行駛產(chǎn)生的行駛風(fēng)對(duì)開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行冷卻的方式(例如下述專利文獻(xiàn)l等)。另外，該專利文獻(xiàn)l所披露的方式的優(yōu)點(diǎn)包括構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，維護(hù)成本低廉，沒(méi)有冷卻風(fēng)扇所引起的噪聲等、可以降低對(duì)環(huán)境的負(fù)載。專利文獻(xiàn)1:日本專利特開(kāi)2000—92819號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問(wèn)題然而，在利用電車的行駛風(fēng)對(duì)開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行冷卻的方式具有的缺點(diǎn)是與始終可以得到一定風(fēng)量的利用風(fēng)扇進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷的方式比較，得到的行駛風(fēng)因電車的速度而變化，不是一定的，如何高效利用電車周圍有限的行駛風(fēng)對(duì)開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行冷卻是十分重要的。因此，不能最大限度地利用行駛風(fēng)的結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致冷卻器的大型化，產(chǎn)生質(zhì)量增加等影響。具體而言，以下的觀點(diǎn)十分重要(1)如何在冷卻器上配置構(gòu)成功率轉(zhuǎn)換電路的多個(gè)開(kāi)關(guān)元件才好(2)在構(gòu)成需要并聯(lián)連接多個(gè)開(kāi)關(guān)元件的大容量的功率轉(zhuǎn)換電路時(shí)，如何在冷卻器上配置并聯(lián)連接的元件才是最佳(3)如何設(shè)置與外部氣體接觸的冷卻器的翅片的高度或間隔才好然而，由于在上述專利文獻(xiàn)l中沒(méi)有考慮到上述(1)至(3)項(xiàng)所示的任何一種觀點(diǎn)，因此難以進(jìn)一步使功率轉(zhuǎn)換裝置小型化、輕量化。本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種利用行駛風(fēng)進(jìn)行冷卻的功率轉(zhuǎn)換裝置，通過(guò)揭示一種并聯(lián)連接多個(gè)開(kāi)關(guān)元件時(shí)的高效的配置結(jié)構(gòu)、以及冷卻器的翅片的高效的構(gòu)造，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)該功率轉(zhuǎn)換裝置的小型化、輕量化。用于解決問(wèn)題的方法為了解決上述問(wèn)題、達(dá)到目的，本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置裝載在電車，具有冷卻構(gòu)成功率轉(zhuǎn)換電路的多個(gè)開(kāi)關(guān)元件的冷卻器，其特征是，上述冷卻器具有至少成為上述開(kāi)關(guān)元件安裝面的翅片底座、以及配置在其相反面的多個(gè)翅片而構(gòu)成，上述各翅片為了散熱而與外部氣體接觸那樣配置，在上述功率轉(zhuǎn)換電路是具有多組由上述開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成的正側(cè)臂及負(fù)側(cè)臂所組成的支路的單相或者多相橋式電路時(shí)，將構(gòu)成上述各相的支路的各開(kāi)關(guān)元件在上述翅片底座上沿電車的行進(jìn)方向依次排列而配置。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置，冷卻器具有至少成為開(kāi)關(guān)元件安裝面的翅片底座、以及配置在其相反面的多個(gè)翅片而構(gòu)成，各翅片為了散熱而與外部氣體接觸那樣配置，將構(gòu)成各相的支路的各開(kāi)關(guān)元件的組在翅片底座上沿電車的行進(jìn)方向依次排列而配置。利用該配置結(jié)構(gòu)，具有的效果是可以提供一種可以高效冷卻多個(gè)開(kāi)關(guān)元件、可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)小型化、輕量化的功率轉(zhuǎn)換裝圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的功率轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的、功率轉(zhuǎn)換裝置對(duì)電車的裝載狀態(tài)的一個(gè)例子的圖。圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的整流器用冷卻器與各開(kāi)關(guān)元件的配置關(guān)系的一個(gè)例子的圖。圖4是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1的流過(guò)翅片中的風(fēng)速特性的圖。圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的、對(duì)翅片底座的開(kāi)關(guān)元件配置的一個(gè)例子的圖。圖6是表示開(kāi)關(guān)元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的整流器部及逆變器部的相對(duì)于電車速度的產(chǎn)生損耗的一個(gè)例子的圖。圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的整流器用冷卻器的一個(gè)例子的圖。圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的逆變器用冷卻器的一個(gè)例子的圖。圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的整流器用冷卻器(逆變器用冷卻器)的冷卻性能的一個(gè)例子的圖。圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的整流器部的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的、對(duì)翅片底座的開(kāi)關(guān)元件配置的一個(gè)例f的圖。圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的整流器部的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。圖M是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的、對(duì)翅片底座的開(kāi)關(guān)元件配置的一個(gè)例子的圖。圖15是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的翅片底座的內(nèi)部構(gòu)造的一部分的圖。圖16是沿著圖15的A—A線的向視剖視圖。圖17是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5的、整流器部的對(duì)翅片底座的開(kāi)關(guān)元件配置和散熱管的配置的一個(gè)例子的圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明1架空線2集電裝置3車輪4軌道6變壓器9車體IO接觸器11電氣設(shè)備20、20a、20b整流器部30、30P、30N電容器40A翅片底座(整流器部)40B翅片底座(逆變器部)42A翅片(整流器部)42B翅片(逆變器部)45IGBT芯片46散熱管50A整流器用冷卻器50B逆變器用冷卻器[JD1A、UD2A、UD1B、UD2B二極管UPC、VPC、UNC、VNC、UPI、VPI、WPI、麗、VNI、WNI、UPCA、UPCB、跳A、UNCB、VPCA、VPCB、VNCA、VNCB、UPC1、UPC2、UNC3、UNC4、VPC1、VPC2、VNC3、VNC4、UPC1A、UPC2A、UNC3A、UNC4A、UPC1B、UPC2B、UNC3B、UNC4B、VPC1A、VPC2A、VNC3A、VNC4A、VPC1B、VPC2B、VNC3B、VNC4B開(kāi)關(guān)元件60逆變器部80電動(dòng)機(jī)IOO功率轉(zhuǎn)換裝置具體實(shí)施例方式下面，基于附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的理想的實(shí)施方9式。另外，本發(fā)明不限于以下的實(shí)施方式。實(shí)施方式1.圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的功率轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。該圖所示的功率轉(zhuǎn)換裝置100包括構(gòu)成功率轉(zhuǎn)換電路的整流器部20、電容器30及逆變器部60、和接觸器10而構(gòu)成。另外，與配置于功率轉(zhuǎn)換裝置100的輸入端的接觸器10連接變壓器6，與配置于功率轉(zhuǎn)換裝置100的輸出端的逆變器部60連接驅(qū)動(dòng)電車的電動(dòng)機(jī)80。另外，使用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)或同步電動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)機(jī)80時(shí)較為理想。另外，圖1中，變壓器6的一次繞組的一端通過(guò)集電裝置2與架空線1連接，另一端通過(guò)車輪3與地電位即軌道4連接。從架空線1提供的功率(一般為交流20KV至25KV)通過(guò)集電裝置2輸入至變壓器6的一次繞組，并且，在變壓器6的二次繞組中產(chǎn)生的功率通過(guò)接觸器10輸入至整流器部20。接觸器10配置在變壓器6的二次繞組與整流器部20之間，進(jìn)行供電電路的開(kāi)關(guān)。另外，在圖l的例子中，圖示了將具有2條的交流輸入線的2條線接通、斷開(kāi)的結(jié)構(gòu)，但也可以在任意一條交流輸入線配置接觸器。整流器部20具有將由開(kāi)關(guān)元件UPC、VPC構(gòu)成的正側(cè)臂(例如在U相中為UPC)、和由開(kāi)關(guān)元件UNC、VNC構(gòu)成的負(fù)側(cè)臂(例如在U相中為UNC)分別串聯(lián)連接的電路部(以下稱作"支路(leg)")。即，在整流器部20中，構(gòu)成具有2組(U相、V相)支路的單相橋式電路。作為開(kāi)關(guān)元件UPC、VPC、UNC、VNC，使用內(nèi)置反并聯(lián)二極管的IGBT元件或IPM元件時(shí)較為理想。另外，也可以增加支路的數(shù)量作為多相橋式電路，該結(jié)構(gòu)也包含在本發(fā)明的要點(diǎn)內(nèi)。整流器部20通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)元件UPC、VPC、UNC、VNC進(jìn)行P麗控制，將輸入的交流電壓轉(zhuǎn)換為期望的直流電壓并輸出。另外，整流器部20的詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和控制方法有各種已知例，此處省略詳細(xì)的說(shuō)明。另外，在圖l的例子中，表/安了作為雙電平整流器電路的整流器部20，但除此以外，例如也可以由三電平整流器電路(已知)等構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)例在后面敘述。與整流器部20的輸出端并聯(lián)連接成為直流電源的電容器30，并且連接將電容器30的直流電壓作為輸入、將其轉(zhuǎn)換為任意電壓和頻率的交流電壓并輸出的逆變器部60。逆變器部60具有將由開(kāi)關(guān)元件UPI、VPI、WPI構(gòu)成的正側(cè)臂(例如在U相中為UPI)、和由開(kāi)關(guān)元件UNI、VNI、麗I構(gòu)成的負(fù)側(cè)臂(例如在U相中為UNI)分別串聯(lián)連接的支路。即，在逆變器部60中，構(gòu)成具有3組(U相、V相、W相)支路的三相橋式電路。作為開(kāi)關(guān)元件UP工、VPI、WPI、UNI、VNI、麗I，使用內(nèi)置反并聯(lián)二極管的IGBT元件或IPM元件時(shí)較為理想。逆變器部60通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)元件UPI、VPI、WPI、UNI、VNI、WNI進(jìn)行P麗控制，將輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換為期望的交流電壓并輸出。另外，逆變器部60的詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和控制方法有各種已知例，此處省略詳細(xì)的說(shuō)明。另外，在圖l的例子中，表示了作為雙電平逆變器電路的逆變器部60，但除此以外，例如也可以由三電平逆變器電路(己知)等構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)例在后面敘述。另外，在圖l的例子中，表示了支路的數(shù)量是3(三相)時(shí)的結(jié)構(gòu)例，但支路的數(shù)量不限于此。另外，在圖1中，作為實(shí)施方式1所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的理想的實(shí)施方式，表示了作為適用于交流輸入的電車時(shí)的一個(gè)例子，但對(duì)于地鐵或郊外電車等使用較多的直流輸入的電車也可以同樣適用。另外，在適用于直流輸入的電車時(shí)，除了不需要變壓器6及整流器部20的結(jié)構(gòu)外，可以采用與圖1相同的結(jié)構(gòu)，當(dāng)然也可以將本實(shí)施方式所涉及的內(nèi)容適用于該直流輸入的電車。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的、功率轉(zhuǎn)換裝置對(duì)電車的的裝載狀態(tài)的一個(gè)例子的圖。如圖2所示，功率轉(zhuǎn)換裝置100與其他電氣設(shè)備11都配置在電車的車體9的底板下。另外，在功率轉(zhuǎn)換裝置100的底面，分別配置由翅片底座40A和多個(gè)翅片42A組成的整流器用冷卻器50A、以及由翅片底座40B和多個(gè)翅片42B組成的逆變器用冷卻器50B，翅片42A、42B與外部氣體接觸。根據(jù)這樣配置的功率轉(zhuǎn)換裝置100，由于電車的行駛而在與行進(jìn)方向的反方向產(chǎn)生的行駛風(fēng)W流過(guò)翅片42A、42B，從開(kāi)關(guān)元件產(chǎn)生的熱量通過(guò)翅片42A、42B散發(fā)到大氣中。圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的整流器用冷卻器50A與開(kāi)關(guān)元件UPC、UNC、VPC、VNC的配置關(guān)系的一個(gè)例子的圖。另外，在以后的說(shuō)明中，除了需要特別區(qū)別的部分以外，將整流器用冷卻器50A的翅片底座40A、翅片42A、和逆變器用冷卻器50B的翅片底座40B、翅片42B分別記為翅片底座40、翅片42作為代表。如圖3所示，開(kāi)關(guān)元件UPC、VPC、UNC、VNC配置在翅片底座40的平面上。另外，如下面說(shuō)明所示，開(kāi)關(guān)元件為長(zhǎng)方形，其長(zhǎng)邊方向配置為與行進(jìn)方向成直角。另外，翅片42通過(guò)釬焊等固定在翅片底座40上，朝可以接受電車的行駛風(fēng)的方向配置多片。另外，翅片42及翅片底座40的材質(zhì)為鋁時(shí)較為理想。圖4是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1的流過(guò)多個(gè)翅片42中的風(fēng)速特性的圖，表示從圖2的車輛側(cè)面觀察翅片底座40及翅片42時(shí)的行駛風(fēng)W的流動(dòng)、以及多個(gè)翅片42中的風(fēng)速。如圖4所示，由于電車的行駛而從翅片42的前部(圖的左側(cè))流入的行駛風(fēng)W越向后部(圖的右側(cè))流動(dòng)，就越向翅片42的外側(cè)(遠(yuǎn)離翅片底座40的方向)流出，從仿真可知風(fēng)速具有在前部最大、越向后部越下降的特性。該特性是因?yàn)?，在行駛風(fēng)W流過(guò)翅片42之間的過(guò)程中，由于翅片42的下部沒(méi)有被導(dǎo)管等約束，因此行駛風(fēng)W向翅片42的下側(cè)漏出，是因?yàn)橛捎谂c該翅片42A的表面摩擦，風(fēng)速逐漸減慢。因此，翅片底座40和翅片42的行進(jìn)方向的長(zhǎng)度盡可能短時(shí)較為理想。圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的、對(duì)翅片底座40的開(kāi)關(guān)元件配置的一個(gè)例子的圖，圖6是表示開(kāi)關(guān)元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。一般而言，IGBT模塊、IPM模塊等開(kāi)關(guān)元件的形狀是長(zhǎng)方形，在其內(nèi)部并聯(lián)連接有許多IGBT芯片而構(gòu)成。其結(jié)果如圖6所示，IGBT芯片45的典型的配置結(jié)構(gòu)中，在長(zhǎng)邊方向排列的元件數(shù)比在短邊方向排列的元件數(shù)多。在使用這樣的開(kāi)關(guān)元件時(shí)，如圖5所示，由于通過(guò)將開(kāi)關(guān)元件(UPC等)的長(zhǎng)邊配置在與行進(jìn)方向成直角的方向，可以使翅片42的行進(jìn)方向的尺寸最小化，因此可以將行駛風(fēng)W在風(fēng)下游側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的位置的風(fēng)速的下降抑制在最低限度，可以將風(fēng)下游側(cè)開(kāi)關(guān)元件的溫度上升抑制在最低限度。并且，如圖5所示，各相的支路沿與電車的行進(jìn)方向相同的方向依次排列而配置。即，將構(gòu)成1個(gè)支路的正側(cè)臂的開(kāi)關(guān)元件(例如UPC)及負(fù)側(cè)臂的開(kāi)關(guān)元件(例如UNC)依次配置在與電車的行進(jìn)方向相同的方向。通過(guò)這樣配置，具有的優(yōu)點(diǎn)是由于從行駛風(fēng)W通過(guò)的翅片42A的前部流入到穿過(guò)后部為止而通過(guò)的開(kāi)關(guān)元件數(shù)始終為2，而與整流器部20、或者逆變器部60的橋式電路的相數(shù)無(wú)關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)最小化，因此可以減輕受到風(fēng)上游側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的發(fā)熱的影響而導(dǎo)致的行駛風(fēng)W的溫度上升，可以減輕受到其余波的影響而導(dǎo)致的風(fēng)下游側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的溫度上升。接下來(lái)，參照?qǐng)D7說(shuō)明相對(duì)于電車速度的整流器部20及逆變器部60的損耗特性。另外，圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的整流器部20及逆變器部60相對(duì)于電車速度的產(chǎn)生損耗的一個(gè)例子的圖，表示一般的交流輸入的電車的特性。首先，說(shuō)明整流器部20的損耗特性。如圖7(a)所示，整流器部20的損耗具有的特性是，隨著速度的增加而增加，在速度為最高速度的30%至50%左右達(dá)到最大，到最高速為止一直大致維持在該值。另外，該特性是因電車的轉(zhuǎn)矩控制特性而引起的。以電車的動(dòng)力運(yùn)行時(shí)為例進(jìn)行說(shuō)明，由于從起動(dòng)到最高速度的30%至50%左右對(duì)電動(dòng)機(jī)80進(jìn)行恒轉(zhuǎn)矩控制，因此所需功率與速度成比例地增加。因此，在電源電壓為一定的情況下，整流器部20的電流會(huì)與速度大致成比例地增加，整流器部20的產(chǎn)生損耗形成大致與速度成比例增加的特性。另一方面，在電車的速度為最高速度的30%至50%左右以上的區(qū)域內(nèi)，由于對(duì)電動(dòng)機(jī)80進(jìn)行恒功率控制，因此所需功率與速度無(wú)關(guān)，大致為一定。因此，在電源電壓為一定的情況下，整流器部20的電流與速度無(wú)關(guān)，大致為一定，整流器部20中的產(chǎn)生損耗的特性為與速度無(wú)關(guān)，大致一定。接下來(lái)說(shuō)明逆變器部60的損耗特性。如圖7(b)所示，逆變器部60的損耗具有的特性是速度越低越大，在速度到達(dá)最高速度的30%至50%左右為止為比較大，但在這之后的速度區(qū)域中大幅下降，到最高速為止一直大致維持在該值。另外，該特性主要是因電動(dòng)機(jī)電流的特性和逆變器部60的開(kāi)關(guān)頻率的特性而引起的。與整流器部20相同以電車的動(dòng)力運(yùn)行時(shí)為例進(jìn)行說(shuō)明，由于從起動(dòng)到最高速度的30%至50%左右對(duì)電動(dòng)機(jī)80以最大轉(zhuǎn)矩進(jìn)行恒轉(zhuǎn)矩控制，因jit電動(dòng)機(jī)電流為最大。由于進(jìn)一步進(jìn)行以開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)頻率為1000Hz左右的非同歩PWM控制，因此產(chǎn)生較多導(dǎo)通損耗、和開(kāi)關(guān)損耗，逆變器部60的損耗為最大。另一方面，在電車速度為最高速度的30%至50%左右以上的區(qū)域中，逆13變器部60的開(kāi)關(guān)元件為稱作同步單脈沖模式的P麗模式。由于該模式是已知技術(shù)，開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)次數(shù)在逆變器部60的輸出電壓半個(gè)周期中只有1次，因此開(kāi)關(guān)損耗大幅減少。另外，由于在同步單脈沖模式下，隨著電車的速度增加，逆變器部60的輸出頻率也增加，因此開(kāi)關(guān)損耗有慢慢增加的傾向，但由于其值并非那么大，因此逆變器部60中的產(chǎn)生損耗的特性為與電車的速度無(wú)關(guān)，大致--定。圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的整流器用冷卻器50A的一個(gè)例子的圖，是從電車的行進(jìn)方向觀察整流器用冷卻器50A的形狀的主視圖。在該圖中，將翅片底座40A的厚度(以下稱作"翅片底座厚")表示作為T(mén)l，將翅片42A的高度(以下稱作"翅片高")表示作為H，將翅片42A的間隔(以下稱作"翅片間距")表示作為L(zhǎng)C，將翅片42A的厚度(以下稱作"翅片厚")表示作為T(mén)2。另外，圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的逆變器用冷卻器50B的一個(gè)例子的圖，是從電車的行進(jìn)方向觀察逆變器用冷卻器50B的形狀的主視圖。在該圖中，將翅片底座40B的翅片底座厚表示作為T(mén)l，將翅片42B的翅片高表示作為H，將翅片42B的翅片間距表示作為L(zhǎng)I，將翅片42B的翅片厚表示作為T(mén)2。艮口，整流器用冷卻器50A和逆變器用冷卻器50B的各形狀的主要不同點(diǎn)在于，各翅片的翅片間距不同。圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1的整流器用冷卻器50A(逆變器用冷卻器50B)的冷卻性能的一個(gè)例子的圖。圖10中，橫軸是翅片間距(翅片42A(42B)彼此之間的翅片間隔)，縱軸表示冷卻性能指標(biāo)(產(chǎn)生相同損耗時(shí)的翅片的溫度上升值)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)值。閣10中，連接黑圓標(biāo)記的點(diǎn)的曲線表示車速為20km/h時(shí)的冷卻性能特性，連接白圓標(biāo)記的點(diǎn)的曲線表示車速為45km/h時(shí)的冷卻性能特性，連接黑三角標(biāo)記的點(diǎn)的曲線表示車速為70km/h時(shí)的冷卻性能特性。另外，圖10是翅片42的參數(shù)為翅片高H:150mm、翅片厚T2:3mm、冷卻器的翅片底座厚T1:20mm時(shí)的數(shù)據(jù)。翅片高H受到電車底板下的下方容許尺寸的限制，通常選定為100mm至200mm范圍內(nèi)的值。翅片底座厚Tl從確保能經(jīng)受得住過(guò)負(fù)載而導(dǎo)致的過(guò)渡性的開(kāi)關(guān)元件損耗增加那樣的熱容量的觀點(diǎn)而言，通常選定為20咖至40mro的值。由于翅片42露出在電車下部，另外，在雪或從電車底板下的雪塊下落時(shí)使軌道的鋪路石彈起有可能與翅片42碰撞，從防止此時(shí)的翅片42損壞的觀點(diǎn)而言，翅片厚T2通常選定為2咖至4咖的值。上述參數(shù)中，由于翅片高H和翅片底座厚T1幾乎不會(huì)給圖IO所示的特性帶來(lái)影響，因此在翅片高H和翅片底座厚Tl分別為IOO隱至200mm、20mm至40mni的范圍內(nèi)的值時(shí)，也可以采用圖IO所示的數(shù)據(jù)。此處，若使翅片厚T2變化，則圖IO的特性也會(huì)發(fā)生若干變化，但其變化量的特性為翅片厚T2以3mm為基準(zhǔn)，在使翅片厚T2增加lmm時(shí)，最佳間距大約增加1.5咖，在使翅片厚T2減少lmra時(shí)，最佳間距大約減少1.5mm。這可以理解為是因?yàn)椋诠潭ǔ崞g距的條件下使翅片厚T2增加(或者減少)時(shí)，翅片42之間的間隙會(huì)縮小(或者增加)翅片厚增加(減少)的量，另一方面，行駛風(fēng)W流過(guò)翅片間時(shí)的阻力增加(或者減少)，而風(fēng)速下降(或者增加)，從而使得翅片間距的最佳值增加(或者減少)。返回圖10說(shuō)明冷卻性能。從圖10可知，如果是同一翅片間距，則車速越高的冷卻性能越提高。另外可知，在同一車速下，無(wú)論翅片間距過(guò)窄還是過(guò)寬，冷卻性能都會(huì)惡化，存在與車速相應(yīng)的最佳的翅片間距。存在與車速相應(yīng)的最佳的翅片間距的原因，是在同一車速下使翅片間距變窄時(shí)會(huì)同時(shí)產(chǎn)生如下兩種現(xiàn)象，一種現(xiàn)象是由于翅片底座40具有的翅片42的片數(shù)增加，因此散熱表面積增加，有助于冷卻性能的提高；一種現(xiàn)象是行駛風(fēng)W通過(guò)翅片間時(shí)的阻力增大，翅片間的風(fēng)速減少，導(dǎo)致冷卻性能的下降。反之，在使翅片間距變寬時(shí)會(huì)同時(shí)產(chǎn)生如下兩種現(xiàn)象，一種現(xiàn)象是由于翅片底座40具有的翅片42的片數(shù)減少，因此散熱表面積減少，導(dǎo)致冷卻性能的下降；一種現(xiàn)象是行駛風(fēng)W通過(guò)翅片間時(shí)的阻力減少，翅片間的風(fēng)速的下降減小，有助于冷卻性能的提高。即，兩者的平衡點(diǎn)就是該車速的冷卻性能的最大化點(diǎn)。另外，如果是使用可以得到與車速無(wú)關(guān)的一定風(fēng)量的風(fēng)扇的強(qiáng)制風(fēng)冷方式(以往方式)，則即使為了增加散熱表面積而使翅片間距變窄時(shí)，也由于通過(guò)增大風(fēng)速而可以確保冷卻性能，因此也可以說(shuō)對(duì)于翅片間距等沒(méi)有較大的限制。另一方面，在利用電車的行駛風(fēng)的冷卻方式中，由于行駛風(fēng)W的風(fēng)速是根據(jù)車速而變化，因此如何決定翅片間距是十分重要的要點(diǎn)。圖7中表示，整流器部20的損耗在車速較高的區(qū)域內(nèi)損耗最大，與之相反，逆變器部60的損耗在車速較低的區(qū)域內(nèi)損耗最大。考慮到該情況，整流器部20的翅片42A的翅片間距是在車速較高的區(qū)域使冷卻性能提高的較窄時(shí)較佳，逆變器部60的翅片42B的翅片間距是在車速較低的區(qū)域使冷卻性能提高的較窄時(shí)較佳。即，在整流器部20與逆變器部60中，選定不同的最佳翅片間距時(shí)較為理想。實(shí)施方式2.圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的整流器部的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。該圖所示的整流器部20a與圖1所示的實(shí)施方式1的整流器部20的電路結(jié)構(gòu)相比，不同之處在于并聯(lián)連接各臂的開(kāi)關(guān)元件這一點(diǎn)。圖11中，在U相正側(cè)臂中并聯(lián)連接開(kāi)關(guān)元件UPCA、UPCB，在U相負(fù)側(cè)臂屮并聯(lián)連接開(kāi)關(guān)元件UNCA、UNCB，在V相正側(cè)臂中并聯(lián)連接開(kāi)關(guān)元件VPCA、VPCB，在V相負(fù)側(cè)臂中并聯(lián)連接開(kāi)關(guān)元件VNCA、VNCB。接下來(lái)，說(shuō)明并聯(lián)連接這些開(kāi)關(guān)元件時(shí)較為理想的開(kāi)關(guān)元件的配置例。圖12是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的、對(duì)翅片底座40的開(kāi)關(guān)元件配置的一個(gè)例子的圖。如該圖所示，在實(shí)施方式l所示的配置方法的基礎(chǔ)上，各臂都將并聯(lián)連接的開(kāi)關(guān)元件沿與行進(jìn)方向成直角的方向排列配置。通過(guò)如上所述進(jìn)行配置，在各臂的并聯(lián)連接元件的每對(duì)彼此之間(例如U相正側(cè)臂中的UPCA和UPCB)，由于距離風(fēng)上游側(cè)的翅片前部邊緣的距離相等，閃此可以使溫度大致相等。一般而言，由于開(kāi)關(guān)元件的正向電壓降取決于溫度而變化，因此若并聯(lián)連接元件的每對(duì)彼此之間的溫度不同，則會(huì)產(chǎn)生的問(wèn)題包括各正向電壓降不同，每對(duì)彼此之間的電流的分流比惡化，電流集中于某一個(gè)開(kāi)關(guān)元件等。另一方面，在本實(shí)施方式中，由于并聯(lián)連接的各開(kāi)關(guān)元件配置在相距風(fēng)上游側(cè)翅片前部邊緣相等的距離，因此并聯(lián)連接元件的每對(duì)彼此之間的溫度會(huì)大致平均化，可以實(shí)現(xiàn)良好的電流的分流。另外，由于可以使翅片42的行進(jìn)方向的尺寸最小化，因此可以將行駛風(fēng)W在風(fēng)下游側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的位置的風(fēng)速下降抑制在最低限度，可以將風(fēng)下游側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的溫度上升抑制在最低限度。另外具有的優(yōu)點(diǎn)是可以將行駛風(fēng)W從翅片42的前部流入到穿后部為止而通過(guò)的開(kāi)關(guān)元件數(shù)，與不并聯(lián)連接時(shí)的數(shù)量相同從而最小化，可以減輕受到風(fēng)上游側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的發(fā)熱的影響而導(dǎo)致的行駛風(fēng)W的溫度上升，可以減輕受到其余波的影響而導(dǎo)致的風(fēng)下游側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的溫度上升。并且，具有的優(yōu)點(diǎn)是由于從行駛風(fēng)W通過(guò)的翅片42的前部流入到穿過(guò)H部為止而通過(guò)的開(kāi)關(guān)元件數(shù)始終為2，而與整流器部20、或者逆變器部60的橋式電路的相數(shù)無(wú)關(guān)，可以最小化，因此可以減輕受到風(fēng)上游側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的發(fā)熱的影響而導(dǎo)致的行駛風(fēng)W的溫度上升，可以減輕受到其余波的影響而導(dǎo)致的風(fēng)下游側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的溫度上升。實(shí)施方式3.圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的整流器部20b的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。該圖所示的整流器部20b與圖1所示的實(shí)施方式1的整流器部20的電路結(jié)構(gòu)相比，不同之處在于是成為所謂的三電平電路的結(jié)構(gòu)這一點(diǎn)。圖13中，在U相正側(cè)，并聯(lián)連接的開(kāi)關(guān)元件UPC1A、UPC1B與并聯(lián)連接的丌-關(guān)兀件UPC2A、UPC2B串聯(lián)連接，并且，在該連接點(diǎn)連接有并聯(lián)連接的二極管UD1A、UD1B的陰極側(cè)，其陽(yáng)極側(cè)與電容器30P和30N的中點(diǎn)(連接點(diǎn))連接。同樣，在U相負(fù)側(cè)臂，并聯(lián)連接的開(kāi)關(guān)元件UNC3A、UNC3B與并聯(lián)連接的開(kāi)關(guān)元件UNC4A、UNC4B串聯(lián)連接，并且，在該連接點(diǎn)連接有并聯(lián)連接的二極管UD2A、UD2B的陽(yáng)極側(cè)，其陰極側(cè)與電容器30P和30N的中點(diǎn)(連接點(diǎn))連接。另外，V相i卜:側(cè)臂及V相負(fù)側(cè)臂的結(jié)構(gòu)分別與U相正側(cè)臂、V相正臂的結(jié)構(gòu)相同，省略該連接結(jié)構(gòu)相關(guān)的詳細(xì)說(shuō)明。另外，以下所示的表1是表示使該整流器部20b以lkHz左右的開(kāi)關(guān)頻率進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)的各幵關(guān)元件及各二極管元件的每l相的損耗比例。另外，在下表中，以U相為代表表示，設(shè)1相的損耗是100%。各元件的損耗比例<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>參照表1可知，開(kāi)關(guān)元件UPC2、UNC3的損耗多于其他元件。接下來(lái)，說(shuō)明并聯(lián)連接這些開(kāi)關(guān)元件時(shí)較為理想的開(kāi)關(guān)元件的配置例。圖M是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的、對(duì)翅片底座40的開(kāi)關(guān)元件配置的一個(gè)例子的圖。如該圖所示，構(gòu)成各相的支路(=正側(cè)臂及負(fù)側(cè)臂)的開(kāi)關(guān)元件組在翅片底座40上沿著行進(jìn)方向縱向排列配置。具體而言，若以U相的支路說(shuō)明，則正側(cè)臂的開(kāi)關(guān)元件UPC1A、UPC2A、以及負(fù)側(cè)臂的開(kāi)關(guān)元件UNC3A、UNC4A以該順序沿行進(jìn)方向配置。另外，與U相的支路相鄰，且在與行進(jìn)方向成直角的方向，并聯(lián)連接的正側(cè)臂的開(kāi)關(guān)元件LJPC1B、UPC2B、以及負(fù)側(cè)臂的開(kāi)關(guān)元件UNC3B、UNC4B以該順序配置。另外，關(guān)f二極管UDlA、UD2A、UD1B、UD2B，如表1所示，由于其損耗比例只占整體的10%左右，比較小，因此此處不予考慮。另外，關(guān)于其他相的開(kāi)關(guān)元件也一樣，依次配置在行進(jìn)方向的直角方向?，F(xiàn)在假設(shè)開(kāi)關(guān)元件配置照?qǐng)D14那樣，假設(shè)行進(jìn)方向和翅片的方向是與圖14所示的行進(jìn)方向成直角的方向，則行駛風(fēng)W會(huì)通過(guò)損耗較大的4個(gè)元件(例如UPC2A、UPC2B、VPC2A、VPC2B)，位于風(fēng)下游側(cè)的開(kāi)關(guān)元件會(huì)受到來(lái)自風(fēng)上游側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的發(fā)熱的影響，其溫度會(huì)上升。另一方面，通過(guò)如上所述進(jìn)行配置，由于可以使翅片42的行進(jìn)方向的尺才最小化，因此可以將行駛風(fēng)W在風(fēng)下游側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的位置的風(fēng)速的下降抑制在最低限度，可以將風(fēng)下游側(cè)開(kāi)關(guān)元件的溫度上升抑制在最低限度。另外具有的優(yōu)點(diǎn)是由于可以使行駛風(fēng)W從翅片42的前部流入到穿過(guò)后部為止而通過(guò)的開(kāi)關(guān)元件數(shù)、及其總計(jì)損耗(U相中為UPC1A+UPC2A+UNC3A+IJNC4A)最小化，因此可以減輕受到風(fēng)上游側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的發(fā)熱的影響而導(dǎo)致的行駛風(fēng)W的溫度上升，可以減輕受到其余波的影響而導(dǎo)致的風(fēng)下游側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的溫度上升。另外，在本實(shí)施方式3中，以整流器部20為例進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以適用于逆變器部60。實(shí)施方式4.圖15是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4的翅片底座的內(nèi)部構(gòu)造的一部分的圖，圖16是沿著圖15的A—A線的向視剖視圖。在這些各圖所示的翅片底座40中，在幵關(guān)元件正下方的內(nèi)部，插入沿著行進(jìn)方向配置的多條散熱管46。散熱管46是已知的單元，以直徑IO誦左右的銅為主原料，在內(nèi)部稱為管心(wick)的進(jìn)行了毛細(xì)加工的中空管中封入少量的水等工作液，進(jìn)行真空密封。通過(guò)如上所述的結(jié)構(gòu)，例如均散熱管內(nèi)的水由于風(fēng)下游側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的發(fā)熱而變成水蒸氣，帶走其周圍的熱量，并且，水蒸氣向溫度較低的風(fēng)上游側(cè)移動(dòng)，冷凝并散發(fā)熱量，再次變?yōu)樗⑾蝻L(fēng)下游側(cè)移動(dòng)，通過(guò)重復(fù)這樣的循環(huán)，可以使高溫側(cè)的熱量向低溫側(cè)轉(zhuǎn)移。其結(jié)果是，可以實(shí)現(xiàn)翅片底座40的風(fēng)上游側(cè)和風(fēng)下游側(cè)的溫度平均化，進(jìn)一步提高風(fēng)下游側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的冷卻性能。實(shí)施方式5.圖17是表示本發(fā)明的實(shí)施方式5的、對(duì)整流器部20的翅片底座40A的開(kāi)關(guān)元件配置和散熱管的配置的一個(gè)例子的圖。與圖14相同，構(gòu)成各相的支路(=正側(cè)臂和負(fù)側(cè)臂)的開(kāi)關(guān)元件組在翅片底座40上沿著行進(jìn)方向縱向排列配置。以U相的支路的單側(cè)進(jìn)行說(shuō)明，則沿著行進(jìn)方向，正側(cè)臂的開(kāi)關(guān)元件UPC1A、UPC2A和負(fù)側(cè)臂的開(kāi)關(guān)元件UNC3A、UNC4A以該順序配置。另外，圖14中省略的二極管UD1A、UD2A如圖17所示，配置在正側(cè)臂的開(kāi)關(guān)元件UPC2A與負(fù)側(cè)臂的開(kāi)關(guān)元件UNC3A之間。它們的損耗如表1所示，為整體的10%左右，比較小。對(duì)亍其他支路的結(jié)構(gòu)也一樣。接下來(lái)，說(shuō)明散熱管46A、46B的配置。另外，雖然散熱管46A、46B配置了多條，但以U相的支路的單側(cè)為例進(jìn)行說(shuō)明。在翅片底座40中內(nèi)置有散熱管46A和散熱管46B，散熱管46A通過(guò)正側(cè)臂的開(kāi)關(guān)元件UPC1A、UPC2A的正下方，且將一端延長(zhǎng)至偏離UPC1A的正下方的位置，將另一端延長(zhǎng)至偏離UPC2A的正下方的位置；散熱管46B通過(guò)負(fù)側(cè)臂的開(kāi)關(guān)元件UNC3A、UNC4A的正下方，且將一端延長(zhǎng)至偏離UNC3A的正下方的位置，將另一端延長(zhǎng)至偏離UNC4A的正下方的位置。另外，散熱管46A與46B這兩者是分割形成的。再進(jìn)一步，說(shuō)明上述那樣構(gòu)成的情況下的動(dòng)作。由于正側(cè)臂的開(kāi)關(guān)元件UPC1A、UPC2A的產(chǎn)生損耗較大，因此該開(kāi)關(guān)元件正下方的翅片底座40的溫度較高。另一方面，由于二極管UD1A的產(chǎn)生損耗較小，因此該二極管正下方的翅片底座40的溫度較低。g卩，在正側(cè)臂的開(kāi)關(guān)元件UPC1A、UPC2A的正下方與二極管UD1A的正下方產(chǎn)生溫差。在這樣的環(huán)境下，由于散熱管46A的作用，在正側(cè)臂的開(kāi)關(guān)元件UPC1A、UPC2A產(chǎn)生的熱量的一部分會(huì)轉(zhuǎn)移至二極管UD1A附近的翅片底座40。同樣，由于散熱管46B的作用，在負(fù)側(cè)臂的開(kāi)關(guān)元件UNC3A、LJNC4A產(chǎn)生的熱量的一部分會(huì)轉(zhuǎn)移至二極管UD2A附近的翅片底座40。由于這樣的動(dòng)作，開(kāi)關(guān)元件UPC1A、UPC2A、UNC3A、UNC4A的熱量不僅會(huì)從位于該開(kāi)關(guān)元件附近的部分的翅片42散熱，還會(huì)從位于二極管UD1A、UD2A附近的部分的翅片42散熱，可以對(duì)損耗較大的開(kāi)關(guān)元件UPC1A、UPC2A、UNC3A、UNC4A進(jìn)行高效的冷卻。換言之，可以將因損耗較小而在冷卻上有余量的二極管UD1A、UD2A附近的翅片42，有效地用于損耗較大的開(kāi)關(guān)元件UPC1A、UPC2A、UNC3A、UNC4A的冷卻，而不增大翅片尺寸，就可以使開(kāi)關(guān)元件UPC1A、UPC2A、UNC3A、UNC4A的冷卻性能提高。通過(guò)這樣構(gòu)成，利用開(kāi)關(guān)元件UPC1A、UPC2A、UNC3A、UNC4A可以流過(guò)更大的電流，即使翅片尺寸相同，也能增加可以轉(zhuǎn)換的功率容量。對(duì)于其他支路的動(dòng)作也一樣。本實(shí)施方式5的要點(diǎn)在于，著眼于構(gòu)成功率轉(zhuǎn)換電路的多個(gè)開(kāi)關(guān)元件(此處表示包含二極管的半導(dǎo)體元件)的各損耗的大小，通過(guò)將損耗較大的元件的發(fā)熱轉(zhuǎn)移至損耗較小的元件附近，可以將位于因損耗較小而在冷卻上有余量的元件附近的翅片，有效地用于損耗較大的元件的冷卻。另外，在實(shí)施方式5中作為一個(gè)例子，表示了適合單相三電平整流器電路的結(jié)構(gòu)，但除此以外，例如當(dāng)然也可以適用于三相逆變器電路等，并且當(dāng)然也可以根據(jù)電路結(jié)構(gòu)或元件配置，對(duì)散熱管進(jìn)行適當(dāng)分割而形成。另外，上述各實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)是本
發(fā)明內(nèi)容的一個(gè)例子，也可以與其他己知的技術(shù)組合，并且，在不脫離本發(fā)明要點(diǎn)的范圍內(nèi)，當(dāng)然也可以省略一部分等、進(jìn)行變更而構(gòu)成。并且，在本說(shuō)明書(shū)中，以適用于電車為主說(shuō)明了
發(fā)明內(nèi)容，但適用用途當(dāng)然不限于電車，也可以適用于電動(dòng)汽車等相關(guān)領(lǐng)域。工業(yè)上的實(shí)用性如上所述，本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置，在利用行駛風(fēng)對(duì)開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行冷卻的功率轉(zhuǎn)換裝置中，作為可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)小型化、輕量化的發(fā)明是有用的。權(quán)利要求1.一種功率轉(zhuǎn)換裝置，裝載在電車，具有冷卻構(gòu)成功率轉(zhuǎn)換電路的多個(gè)開(kāi)關(guān)元件的冷卻器，其特征在于，所述冷卻器具有至少成為所述開(kāi)關(guān)元件安裝面的翅片底座、以及配置在其相反面的多個(gè)翅片而構(gòu)成，所述各翅片為了散熱而與外部氣體接觸那樣配置，在所述功率轉(zhuǎn)換電路是具有多組由所述開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成的正側(cè)臂及負(fù)側(cè)臂所組成的支路的單相或者多相橋式電路時(shí)，將構(gòu)成所述各相的支路的各開(kāi)關(guān)元件在所述翅片底座上沿電車的行進(jìn)方向依次排列而配置。2.如權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，在所述功率轉(zhuǎn)換電路是具有多組由所述開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成的正側(cè)臂及負(fù)側(cè)臂所組成的支路的單相或者多相橋式電路時(shí)，各相的所述支路在所述翅片底座上沿與電車的行進(jìn)方向成直角的方向依次排列而配置。3.如權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，在所述正側(cè)臂及負(fù)側(cè)臂分別是并聯(lián)連接多個(gè)開(kāi)關(guān)元件而構(gòu)成時(shí)，將所述并聯(lián)連接而構(gòu)成的同種臂的組在所述翅片底座上沿與電車的行進(jìn)方向成直角的方向依次排列而配置。4.如權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，在所述正側(cè)臂及負(fù)側(cè)鋝分別是并聯(lián)連接多個(gè)開(kāi)關(guān)元件而構(gòu)成時(shí)，并聯(lián)連接的所述開(kāi)關(guān)元件位于相距所述翅片底座的電車行進(jìn)方向前部邊緣相等的距離而配置。5.如權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，在所述開(kāi)關(guān)元件為長(zhǎng)方形時(shí)，所述開(kāi)關(guān)元件的長(zhǎng)邊向著與電車的行進(jìn)方向成直角的方向，短邊向著電車的行進(jìn)方向那樣排列在所述翅片底座上而配置。6.如權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述電車是在交流電氣化區(qū)間行駛的交流電車，具有作為所述功率轉(zhuǎn)換電路將交流轉(zhuǎn)換為直流的整流器部；以及與所述整流器部的輸出連接并將直流轉(zhuǎn)換為交流、向驅(qū)動(dòng)電車的電動(dòng)機(jī)提供功率的逆變器部，這時(shí)，所述整流器部用的所述冷卻器與所述逆變器部用的所述冷卻器是分別分開(kāi)形成而構(gòu)成的。7.如權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，安裝在所述整流器部用的所述翅片底座的多個(gè)所述翅片的翅片間距、以及安裝在所述逆變器部用的所述翅片底座的多個(gè)所述翅片彼此之間的翅片間距被設(shè)定為不同的值。8.如權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，安裝在所述整流器部用的所述翅片底座的多個(gè)所述翅片的翅片間距、被設(shè)定為小于安裝在所述逆變器部用的所述翅片底座的多個(gè)所述翅片彼此之間的翅片間距的值。9.如權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，在所述翅片的厚度位f2mm至4mm的范圍內(nèi)時(shí)，安裝在所述整流器部用的所述翅片底座的多個(gè)所述翅片的翅片間距被設(shè)定為6.5mm至11.5mm之間的值，安裝在所述逆變器部用的所述翅片底座的多個(gè)所述翅片的翅片間距被設(shè)定為8.5mm至15.5mm之間的值。10.如權(quán)利要求l所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，在所述翅片的厚度為3mm時(shí)，安裝在所述整流器部用的所述翅片底座的多個(gè)所述翅片的翅片間距被設(shè)定在8誦至10mm之間，安裝在所述逆變器部用的所述翅片底座的多個(gè)所述翅片的翅片間距被設(shè)定在10mm至14mm之間。11.如權(quán)利要求l所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，串聯(lián)連接的第一至第四開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成作為所述支路，成為正側(cè)臂的所述第一開(kāi)關(guān)元件的一端與直流電源的正側(cè)連接，成為負(fù)側(cè)轉(zhuǎn)的所述第四開(kāi)關(guān)元件的一端與直流電源的正側(cè)連接，包括第一二極管和第二二極管，所述第一二極管的陰極連接于與所述第一開(kāi)關(guān)元件一起成為正側(cè)臂的所述第二開(kāi)關(guān)元件的一端與所述第一開(kāi)關(guān)元件的另一端連接的連接點(diǎn)，所述第一二極管的陽(yáng)極連接于所述直流電源的中點(diǎn)，所述第二二極管的陽(yáng)極連接于與所述第四開(kāi)關(guān)元件一起成為負(fù)側(cè)臂的所述第三開(kāi)關(guān)元件的一端與所述第四開(kāi)關(guān)元件的另一端連接的連接點(diǎn)，所述第二二極管的陰極連接于所述直流電源的中點(diǎn)，將所述第二開(kāi)關(guān)元件的另一端與所述第三開(kāi)關(guān)元件的另一端的連接點(diǎn)向外部引出，在構(gòu)成這樣的三電平電路時(shí)，將構(gòu)成所述支路的各開(kāi)關(guān)元件在所述翅片底座上沿電車的行進(jìn)方向依次排列而配置。12.如權(quán)利要求11所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，在所述功率轉(zhuǎn)換裝置是具有多組由所述第一至第四開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成的所述支路的單相或者多相橋式電路時(shí)，各相的所述支路在所述翅片底座上沿著與電車的行進(jìn)方向成直角的方向依次排列配置。13.如權(quán)利要求l所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，串聯(lián)連接的第一至第四開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成作為所述支路，成為正側(cè)臂的所述第一開(kāi)關(guān)元件的一端與直流電源的正側(cè)連接，成為負(fù)側(cè)臂的所述第四開(kāi)關(guān)元件的一端與直流電源的正側(cè)連接，包括第一二極管和第二二極管，所述第一二極管的陰極連接于與所述第一開(kāi)關(guān)元件一起成為正側(cè)臂的所述第二開(kāi)關(guān)元件的一端與所述第一開(kāi)關(guān)元件的另一端連接的連接點(diǎn)，所述第一二極管的陽(yáng)極連接于所述直流電源的中點(diǎn)，所述第二二極管的陽(yáng)極連接于與所述第四開(kāi)關(guān)元件一起成為負(fù)側(cè)臂的所述第三開(kāi)關(guān)元件的一端與所述第四開(kāi)關(guān)元件的另一端連接的連接點(diǎn)，所述第二二極管的陰極連接于所述直流電源的中點(diǎn)，將所述第二開(kāi)關(guān)元件的另一端與所述第三開(kāi)關(guān)元件的另一端的連接點(diǎn)向外部引出，在構(gòu)成這樣的三電平電路時(shí)，將構(gòu)成所述支路的各開(kāi)關(guān)元件以所述第一幵關(guān)元件、所述第二開(kāi)關(guān)元件、所述第三開(kāi)關(guān)元件、所述第四開(kāi)關(guān)元件的順序，在所述翅片底座上依次沿電車的行進(jìn)方向排列而配置。14.如權(quán)利要求l所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，在所述翅片底座的內(nèi)部，通過(guò)所述開(kāi)關(guān)元件的正下方且沿電車的行進(jìn)方向埋入多個(gè)散熱管而構(gòu)成。15.如權(quán)利要求l所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，在所述翅片底座的內(nèi)部，通過(guò)所述正側(cè)臂的所述開(kāi)關(guān)元件的正下方和通過(guò)所述負(fù)側(cè)臂的所述開(kāi)關(guān)元件的正下方且沿電車的行進(jìn)方向埋入多個(gè)散熱管而構(gòu)成。16.如權(quán)利要求l所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，在所述翅片底座的內(nèi)部埋入散熱管而構(gòu)成，將所述散熱管的一端和另一端分別配置在裝載在所述翅片底座上的構(gòu)成所述功率轉(zhuǎn)換電路的多個(gè)所述開(kāi)關(guān)元件中損耗較大的所述幵關(guān)元件的正下方附近、和損耗較小的所述開(kāi)關(guān)元件的正下方附近。17.如權(quán)利要求l所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，串聯(lián)連接的第一至第四開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成作為所述支路，成為正側(cè)臂的所述第一開(kāi)關(guān)元件的一端與直流電源的正側(cè)連接，成為負(fù)側(cè)臂的所述第四開(kāi)關(guān)元件的一端與直流電源的正側(cè)連接，包括第一二極管和第二二極管，所述第一二極管的陰極連接于與所述第一開(kāi)關(guān)元件一起成為正側(cè)臂的所述第二開(kāi)關(guān)元件的一端與所述第一開(kāi)關(guān)元件的另一端連接的連接點(diǎn)，所述第一二極管的陽(yáng)極連接于所述直流電源的中點(diǎn)，所述第二二極管的陽(yáng)極連接于與所述第四開(kāi)關(guān)元件一起成為負(fù)側(cè)臂的所述第三開(kāi)關(guān)元件的一端與所述第四開(kāi)關(guān)元件的另一端連接的連接點(diǎn)，所述第二二極管的陰極連接于所述直流電源的中點(diǎn)，將所述第二開(kāi)關(guān)元件的另一端與所述第三開(kāi)關(guān)元件的另一端的連接點(diǎn)向外部引出，在構(gòu)成這樣的三電平電路時(shí)，并且，構(gòu)成所述支路的各開(kāi)關(guān)元件以所述第一開(kāi)關(guān)元件、所述第二開(kāi)關(guān)元件、所述第三開(kāi)關(guān)元件、所述第四開(kāi)關(guān)元件的順序在所述翅片底座上沿電車的孚f進(jìn)方向依次排列而配置時(shí)，在所述翅片底座內(nèi)部埋入分割形成的至少2條所述散熱管，2條所述散熱管如下一條是通過(guò)所述第一開(kāi)關(guān)元件、所述第二開(kāi)關(guān)元件正下方且所述散熱管的一端延伸配置到偏離所述第一開(kāi)關(guān)元件的正下方的部分，另一端延伸配置到偏離所述第二開(kāi)關(guān)元件的正下方的所述第一二極管的正下方附近；另一條是通過(guò)所述第三開(kāi)關(guān)元件、所述第四開(kāi)關(guān)元件正下方且所述散熱管的一端延伸配'置到偏離所述第三開(kāi)關(guān)元件的正下方的部分，另一端延伸配置到偏離所述第四幵關(guān)元件的正下方的所述第二二極管的正下方附近。全文摘要本發(fā)明揭示了利用行駛風(fēng)對(duì)開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行冷卻的功率轉(zhuǎn)換裝置中，并聯(lián)連接多個(gè)開(kāi)關(guān)元件時(shí)的高效的配置結(jié)構(gòu)、以及冷卻器的翅片的高效的構(gòu)造。冷卻器(50A)具有至少成為開(kāi)關(guān)元件安裝面的翅片底座(40A)、以及配置在其相反面的多個(gè)翅片(42A)而構(gòu)成，各翅片(42A)為了散熱而與外部氣體接觸那樣配置，在功率轉(zhuǎn)換電路是具有多組由正側(cè)臂(UPC、VPC)及負(fù)側(cè)臂(UNC、VNC)組成的支路的單相或者多相橋式電路時(shí)，將構(gòu)成各相的支路的各開(kāi)關(guān)元件組(UPC和UNC、以及VPC和VNC)在翅片底座(40A)上沿電車的行進(jìn)方向依次排列而配置。文檔編號(hào)H02M7/48GK101682268SQ200780053260公開(kāi)日2010年3月24日申請(qǐng)日期2007年6月11日優(yōu)先權(quán)日2007年6月11日發(fā)明者北中英俊,藪內(nèi)正隆申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社