主変換装置

主変換装置（しゅへんかんそうち）は、新幹線を含む交流形電車の走行のための主回路用制御装置である。CI (Converter - Inverter) と略称される場合もある。

構造[編集]

主変換装置は、コンバータ部とインバータ部に加えて主制御装置やコンデンサ充電用回路などを一つのユニットにまとめたものである^[1]。主変圧器二次巻線より電源供給を受け、コンバータ部で単相交流から直流に整流（順変換）され、インバータ部で直流から三相交流へ変換（逆変換）される^[1]。また、回生ブレーキ使用時にはインバータ部及びコンバータ部を介して単相交流を出力する形となる。

登場当初、主回路素子にはGTOサイリスタが用いられていたが、1990年代後半からはより高速なスイッチングが可能で低損失なIGBTが主流となっている^[2]、2020年代はN700SにてSiCも使用されて、車両製作を簡略化している^[3]。 新幹線車両では、1990年（平成2年）に登場した300系以降で搭載されている。床下機器スペースの都合などから小型化の要求が強く、N700系では、冷却用送風機を廃止して走行風で冷却するブロアレスタイプが実用化されている^[4]。高速試験車両として落成したE954系では、環境負荷低減や省エネ化の観点から水冷式が採用された^[5]

なお、直流形電車にはコンバータ部がない（変電所にてコンバートされている）ため、単にVVVFやインバータなどと呼ばれたりする。

脚注[編集]

参考文献[編集]

• 井上亮二・坂本守・神田淳『N700系新幹線車両用主回路システム (PDF) 』富士時報　第79巻第2号（2006年）、富士電機、pp.110 - 117
• 吉田憲二『東海旅客鉄道及び西日本旅客鉄道向け新型新幹線用電機品 (PDF) 』東芝レビュー　第62巻第10号（2007年）、東芝、pp.50 - 53