JP2000092608A - 特に鉄道車両を推進するモジュ―ル設計の回路構成体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 できる限り空間的に節約した、特に鉄道車両
を推進するモジュール設計の回路構成体を提供する。 【解決手段】 第１のモジュール（Ｍ₁）は高電圧に接
続され、第２のモジュール（Ｍ_n）は接地電位に接続さ
れている。第１のモジュール（Ｍ₁）は高電圧にあり、
第２または第３のモジュール（Ｍ₂）の低電位のパワー
エレクトロニクス・アセンブリ（４）に接続された第１
のパワーエレクトロニクス・アセンブリ（４）を有す
る。アセンブリ（４）は立方形状の誘電体材料ハウジン
グ（１０）中に配置される。ハウジング（１０）は並行
に配置され、接地電位のプレート（９）の高さに関して
相互に短い距離を置いている。２つのモジュール
（Ｍ₁，Ｍ₂）の直列回路を生成する接触構成体の接触子
（１６，１７）用の電気的接続部は２つのモジュール
（Ｍ₁，Ｍ₂）のハウジング（１０）の両側面（１４，１
５）を通る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は特許請求の範囲の
請求項１の前文に権利主張されているように、特に鉄道
車両の推進のための、モジュール設計の回路構成体に基
づいている。

【０００２】

【従来の技術】最初に述べた類いの回路構成体は、特に
ドイツ国特許出願公開明細書第１９６３０ ２８４ Ａ
１号の図６に述べられている。この回路構成体は相互に
直列に接続されると共に、相互に並列に接続された出力
を有するｎ個の部分変換器モジュール４０．１，…，４
０．ｎを備えている。各出力はおのおのがトラクション
・モータ４２．１，…，４２．ｍを有する部分変換器モ
ジュール４１．１，…，４１．ｍに接続することができ
る。部分変換器モジュール４０．１，…，４０．ｎは変
換器モジュールの数ｎに対応する鉄道車両の推進のため
のトラクション・ワイヤ３６及びレール３７の間に比較
的高い交流電圧を分配している。低い出力電圧は部分変
換器モジュール４０．１，…，４０．ｎの各出力で生成
され、モジュール数ｎに対応して低減され、各ケースに
て変圧器６（図１）によって入力電圧から直流絶縁分離
され、かつ部分変換器モジュール４３．１，…，４３．
ｍを介してトラクション・モータ４２．１，…，４２．
ｍに給電している。逆に、鉄道車両がブレーキをかけて
いるとき、各トラクション・モータは部分変換器モジュ
ールを介して電源システムに電力を送ることもできる。
低電圧のみが各部分変換器モジュールに供給されるの
で、各モジュールは通常の耐圧を有する半導体スイッチ
１１（図１）を使用してコスト的に効果的方法で動作す
ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、特許請求の範
囲にて特定されている本発明の目的は、できる限り空間
的に節約した最初に述べた類いの新規な回路構成体を提
供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明による回路構成体
において、各モジュールは通常立方体形状に構成された
誘電材料のハウジングを有し、個々のハウジングは取付
けボード上に相互に近接して配置され、かつパワーエレ
クトロニクス・アセンブリはハウジングの隣接する側壁
を通っている接触構成体を介して相互に接続されてい
る。こうして、回路構成体は極端に空間を節約した方法
でしかも誘電体的に安全な方法で、鉄道車両の床の高さ
に位置することができて有益な平坦な領域に収容するこ
とができる。個々の誘電体材料のハウジングは相互に近
接して配置されているので、前面、上面及び底面は接地
またはフレーム電位に接続されている電気的導電層を有
している。また、個々のモジュールの電気的接続部は隣
接する側壁を密接して通っているので、回路構成体全体
は触れても安全な誘電体的に十分にシールされたハウジ
ング中に納まっている。個々のモジュールの誘電体材料
ハウジングは同一の設計であるので、ハウジングは一方
では特にコスト的に効果的に製造することができ、他方
では必要ならば、モジュールは相互に交換することがで
きると共に、交換モジュールと置換することができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】ここで、幾つかの図面を通して同
一または対応する部分には同様の参照番号が付されてい
る図面を参照すると、ブロック図として図示している鉄
道車両用の駆動装置は、例えば１５または２５ｋＶの交
流電圧がかかっている高電圧ケーブル上に案内すること
ができると共に、入力誘導コイル２を介して回路構成体
３の（高電位にある）第１の入力に接続している電気的
ピックアップ１を備えている。回路構成体３の第２の入
力は接地電位またはフレームに接続している。回路構成
体３は、おのおのが直流の絶縁分離点を有するｎ（ｎ＝
２，３，…）個の直列接続のパワーエレクトロニクス・
モジュールＭ₁，Ｍ₂，…，Ｍ_nから形成されており、そ
のうちのモジュールＭ₁は高電圧にあり、またモジュー
ルＭ_nはフレームまたは接地電位にある。各モジュール
は同一の設計であると共に、誘電体材料のハウジングに
よって囲まれ変換器システムとして構成されているパワ
ーエレクトロニクスと同様に、２つの入力を有し、この
際、一方の入力は直列回路の上流側のモジュールに接続
し、他方の入力は直列回路の下流側モジュールに接続し
ている。これとは対照的に、モジュールＭ₁の第１の入
力は高電圧にあり、モジュールＭ_nの第２の入力は接地
電位またはフレーム電位にある。各モジュールは２つの
入力に接続したパワーエレクトロニクス・アセンブリ４
と、直流絶縁分離点を形成する変圧器５と、変圧器５の
下流側に接続すると共に、モジュールから出ている２つ
の出力を有するパワーエレクトロニクス・アセンブリ６
を有している。２つの出力は並列に配置され、ｍ（ｍ＝
１，２，…）個の変換器システム７を介してｍ個の駆動
装置８に接続している。

【０００６】図２から図４にて判かるように、各モジュ
ールは実質的に立方形の設計であって、フレームまたは
接地電位にあるプレート９（図４）上に相互に平行にか
つそれらの高さに比して相互に短い距離を置いて配置さ
れている。各モジュールは通常立方形状に構成された誘
電体材料のハウジング１０を有していることが図３及び
図４から判かる。上面１１及び底面１２と同様に（前面
部で閉じている）前面１３上において、各誘電体材料の
ハウジング１０はフレームまたは接地電位に維持するこ
とができる電気的導電層を有している。２つのモジュー
ルの直列回路を生成する接触構成体の接触子１６，１７
に対する電気的接続部は各ケースにおいて、２つの隣接
するモジュールの相互に面している側面（１４，１５）
を通っている。

【０００７】各モジュールＭ₁，Ｍ₂，…は誘電体材料の
ハウジング１０の前面１３と直角をなしてプレート９上
に移動可能に取り付けられている。接触構成は隣接する
２つのモジュールを相互に移動することによって動作す
ることができる。接触構成体の２つの接触子１６，１７
のうちの一方、即ち接触子１７は、押圧方向（図３の双
方向矢印１８）に関して傾斜し、移動すると直ちに相接
触子１６と相互作用をなし、かつモジュールが押圧され
る方向に応じて、相接触子１６のスプリング式に取り付
けられたピン２０に対して嵌合及び解放される案内面１
９を有している。

【０００８】モジュールＭ₂の底面にはスライドの形態
をとると共にハンドル２２，２３を有する実質的に矩形
状の案内要素２１のあることが図４から了知することが
できる。ランナとして機能する縦側面には、この案内要
素は、プレート９に形成された２つのレール（図示せ
ず）上を案内されるローラ２４を有している。各ハンド
ルは誘電体材料のハウジング１０の前面１３及び１７は
背面についてこの誘電体材料のハウジング１０を越えて
突出している。このモジュールは特に有益な方法で扱う
ことができる。

【０００９】この回路構成体の組立ての際、個々のモジ
ュールＭ₁，Ｍ₂，…，Ｍ_nを次から次へとプレート９に
押し付ける。プレート９は鉄道車両の床の高さの下方に
配置することができる平坦領域の底面を表している。押
圧プロセスの際、接触子１６，１７を電気的に直接相互
に接続して、直列回路を形成する。個々のモジュールは
相互に短い距離しか置いていないので、隣接するモジュ
ールの誘電体材料ハウジング１０のコートした表面１
１，１２及び１３は接触子１６，１７を外側で効果的に
シールドしており、この結果、回路構成体は触れても安
全なように、平坦領域のコンパクトで、誘電体にシール
ドされたブロックとして収容される。

【００１０】本発明の多数の修正及び変形は前記教示に
鑑みて明らかに可能である。従って、特許請求の範囲の
範囲内で、この発明を本願で特に説明した以外に実施し
得ることを思量すべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるモジュール構造の回路構成体を有
する鉄道車両用の駆動装置のブロック図である。

【図２】極端に簡略化した形態で図示した、図１に示す
回路構成体の斜視図である。

【図３】図１及び図２に示す回路構成体の２つの隣接す
るモジュールＭ₁，Ｍ₂の図であり、そのモジュールＭ₂
は第４図に見られる線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面を有
す。

【図４】断面図が描かれていないモジュールの一部を僅
かに拡大して図示した、線ＩＶ−ＩＶに沿っての断面に
ついて、図３に示したモジュールＭ₂の側面図である。

【符号の説明】

１ 電気的ピックアップ ２ 入力誘導コイル ３ 回路構成体 ４ パワーエレクトロニクス・アセンブリ ５ 変圧器 ６ パワーエレクトロニクス・アセンブリ ７ 変換器システム ８ 駆動装置（モータ） ９ プレート １０ 誘電体材料のハウジング １１ 上面 １２ 底面 １３ 前面 １４，１５ 側面 １６，１７ 相接触子 １８ 双方向矢印 １９ 案内面 ２０ ピン ２１ 案内要素 ２２，２３ ハンドル ２４ ローラ Ｍ₁〜Ｍ_n モジュール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロルフ シフェルリ スイス国，ヴイル，ブリュエデルシュター ル 342

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２つの直列接続のパワーエレ
   クトロニクス・モジュール（Ｍ₁，Ｍ₂，…，Ｍ_n）を有
   する、特に鉄道車両を推進するモジュール設計の回路構
   成体（３）であって、前記モジュールはおのおのが直流
   絶縁分離点を有すると共に、そのうちの第１のモジュー
   ル（Ｍ₁）が高電圧に接続され、第２のモジュール
   （Ｍ_n）がフレームまたは接地電位に接続され、前記第
   １のモジュール（Ｍ₁）が高電圧にある第１のパワーエ
   レクトロニクス・アセンブリ（４）を有すると共に、前
   記第２または第３のモジュール（Ｍ₂）の（より低電位
   にある）パワーエレクトロニクス・アセンブリ（４）に
   接続されてなる前記回路構成体（３）において、 前記少なくとも２つのモジュール（Ｍ₁，Ｍ_n）及び設け
   ることができる前記第３のモジュール（Ｍ₂）の前記パ
   ワーエレクトロニクス・アセンブリ（４）が、通常は立
   方体形状に構成されている誘電体材料のハウジング（１
   ０）中に配置されていることと、 前記誘電体材料の各ハウジング（１０）が同一設計であ
   り、相互に並列に配置されると共に、それらの高さに関
   して、フレームまたは接地電位にあるプレート（９）上
   で相互に短い距離を離隔し、上面（１１）及び底面（１
   ２）と同様に前面部で終端している前面（１３）上にて
   フレームまたは接地電位に接続している電気的導電層を
   有することと、 これらの２つのモジュール（Ｍ₁，Ｍ₂）の直列接続を形
   成する接触構成体の接触子（１６，１７）に対する電気
   的接続部が各ケースにて、前記各モジュール（Ｍ₁，
   Ｍ₂）のうちの２つの誘電体材料のハウジング（１０）
   の相互に面する側面（１４，１５）を通っていること、
   とを特徴とする前記回路構成体。
2. 【請求項２】 請求項１記載の回路構成体において、前
   記モジュール（Ｍ₁，Ｍ₂，…，Ｍ_n）は各ケースにて、
   前記誘電体材料のハウジング（１０）の前記前面（１
   ３）に関して垂直に移動できるように前記プレート
   （９）に取り付けられていることを特徴とする前記回路
   構成体。
3. 【請求項３】 請求項２記載の回路構成体において、前
   記接触構成体が相互に関して２つの隣接するモジュール
   （Ｍ₁，Ｍ₂）を移動させることによって動作可能である
   ことを特徴とする前記回路構成体。
4. 【請求項４】 請求項３記載の回路構成体において、前
   記接触構成体の２つの接触子（１６，１７）のうちの一
   方（１７）が、押圧方向（１８）に関して角度をなして
   位置合せされている、相接触子（１６）に対する案内面
   （１９）を有していることを特徴とする前記回路構成
   体。
5. 【請求項５】 請求項１から４の何れかに記載の回路構
   成体において、前記モジュール（Ｍ₂）のうちの少なく
   とも１つは前記プレート（９）上を移動可能な案内要素
   （２１）を有していることを特徴とする前記回路構成
   体。
6. 【請求項６】 請求項５記載の回路構成体において、前
   記案内要素（２１）はスライドのように構成されている
   ことを特徴とする前記回路構成体。
7. 【請求項７】 請求項６記載の回路構成体において、前
   記スライドは前記前面（１１）及び／又は前記誘電体材
   料のハウジング（１０）の背面に突き出ている少なくと
   も１つのハンドル（２２，２３）を有していることを特
   徴とする前記回路構成体。
8. 【請求項８】 請求項７記載の回路構成体において、前
   記プレート（９）上の案内レール上で支持されている各
   ローラ（２４）が前記スライドの各ランナ上に取り付け
   られていることを特徴とする前記回路構成体。