CN102347701B - 逆变器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种逆变器装置，用于改善逆变器装置的主电路部件的布局、和各部件之间的布线结构，从而对于安装有电路部件的基板实现空间节省。在设置于基板的上端部和下端部的半导体模块和输入端子台之间设置有电磁接触器、熔断器、和输入CT且各部件通过汇流条彼此连接的逆变器装置中，电磁接触器设置成其一次侧端子和二次侧端子分别面向输入端子台和半导体模块，并且熔断器和输入CT串联连接且与电磁接触器的侧面并排排列，经过熔断器和输入CT的R相和T相使得：电源输入端子与电磁接触器的二次侧端子通过汇流条7R-1和7T-1进行连接，并且电磁接触器的一次侧端子与熔断器通过汇流条7R-2和7T-2进行连接。

Description

逆变器装置
技术领域
本发明涉及一种应用于例如电梯设备的带内置电磁接触器的通用逆变器装置，尤其涉及一种安装在该逆变器装置的外壳内的基板上的主电路部件的布线结构。 
背景技术
众所周知，上述通用逆变器装置由一组装结构来构成，在该组装结构中，在安装于逆变器装置的外壳内的板金属基板上，安装包括电源输入端子台和主电路半导体模块的主电路部件，并且这些部件通过汇流条彼此连接(例如，参考JP-A-2007-312545)。 
而且，取决于逆变器装置的类型，还已知有一种通用逆变器装置，其中内置与主电路的一次侧连接的电磁接触器，使得逆变器在因警报而停止时断开主电路的输入，另外还添加有熔断器和输入CT(电流检测器)(例如，参考JP-A-9-56169)。 
图8A和8B是安装在逆变器装置中的电磁接触器(用于三相电路)的结构图，其中跨触点机构在外壳的任一端包括主电路的一次侧端子(1)、(3)、和(5)以及二次侧端子(2)、(4)、和(6)(数字表示端子号)。由于电磁接触器的详细结构和动作是公知的，因此这里省略其描述。 
上述的带内置电磁接触器的逆变器装置因对主电路的输入侧添加有各个电磁接触器、熔断器、和输入CT而具有大量的部件，期望在设计方面，通过将部件的布局和汇流条布线尽可能高的空间利用率设置在基板上，使逆变器装置构成得小且紧凑。 
接下来，关于部件和布线结构的布局，在图4和图5以及图6和图7中分别示出在设计阶段由发明人等调查的比较例1和比较例2。在各图中，附图标记1为板金属基板，2为电源输入端子台，3为构成主电路转换器部和 逆变器部的半导体模块，4为与半导体模块3的输入侧连接的电磁接触器，5为熔断器，6为输入CT，7为连接各部件的汇流条(铜跨条)，8为形成半导体模块3的电路基板的层叠汇流条，9为输出端子台，而10为与主电路连接的平滑电容器。 
比较例1 
在图4和图5所示的比较例1中，如图所示，半导体模块3和输入端子台2分开设置在基板1的上端部和下端部之间，并且在半导体模块3和输入端子台2之间的区域中，在上下方向上排列设置有电磁接触器4、熔断器5、和输入CT 6。而且，电磁接触器4垂直设置，其一次侧端子(参考图8A和图8B)面向输入端子台2，其二次侧端子面向半导体模块3。 
然后，熔断器5和输入CT 6介于三相电源的R、S、T相的R相以及T相之间，并且经由汇流条7串联连接在电磁接触器4的二次侧端子和半导体模块3之间，S相连接在电磁接触器4的二次侧端子和半导体模块3之间，并且电磁接触器4的一次侧端子经由汇流条7与输入端子台2的R、S、T相端子的各端子连接。 
然而，对于图4和图5的结构，由于熔断器5和输入CT 6的串联连接体(长度L)设置在电磁接触器4和半导体模块3之间，因此基板1的空间利用率低，对于这种结构，基板1的必需高度尺寸增大，并且逆变器装置的尺寸增大。 
比较例2 
与此同时，在图6和图7所示的比较例2中，介于R相以及T相之中的熔断器5和输入CT 6串联连接且设置在电磁接触器4侧面的空余空间中，电磁接触器4的二次侧端子和熔断器5通过弯折成S形的汇流条7R和7T进行连接。因此，基板1的所需高度尺寸相比于图4和图5的比较例1可减小。然而，若关注汇流条的布线路径，由于连接电磁接触器4的二次侧端子和熔断器5的端子(下侧)的汇流条7R和7T弯折成S形，因此包括绝缘距离(空间距离)的在电磁接触器4与设置于电磁接触器4侧面的熔断器5和输入CT 6之间保持的间隔D增大，因而基板1的所需水平宽度尺寸增大。 
发明内容
因此，本发明基于调查比较例1和比较例2的结果，具有如下目的：提供一种改善主电路部件的布局、和各部件之间的布线结构从而可对于基板实现空间节省的逆变器装置。 
为了实现该目的，根据本发明的一方面，一种逆变器装置包括组装结构，在该组装结构中在安装于外壳内的板金属基板上安装有包括电源输入端子台、主电路半导体模块、与半导体模块的一次侧连接的电磁接触器、熔断器、和输入CT的电路部件，并且各部件通过汇流条彼此连接，其中半导体模块和电源输入端子台设置在基板的上端区域和下端区域，并且在半导体模块和电源输入端子台之间的区域中对电磁接触器、熔断器、和输入CT进行布局，其中，电磁接触器垂直设置，其一次侧端子和二次侧端子分别面向电源输入端子台的连接端子和半导体模块，断路器和输入CT串联连接且与电磁接触器的侧面并排排列，经过熔断器和输入CT的相的布线路径使得：电源输入端子与电磁接触器的二次侧端子通过汇流条进行连接，并且与该相对应的电磁接触器的一次侧端子与熔断器和输入CT的连接体通过汇流条进行连接(权利要求1)。 
而且，不经过熔断器和输入CT的相的布线路径使得：电磁接触器的一次侧端子与电源输入端子通过汇流条进行连接，与端子对应的电磁接触器的二次侧端子与半导体模块通过汇流条进行连接(权利要求2)。 
根据上述结构，通过在电磁接触器的侧面空间并排设置熔断器和输入CT，可将基板的所需高度如比较例2那样(参考图6和图7)减小至最小尺寸。此外，从输入端子台经过电磁接触器的、熔断器和输入CT介于其中的相的布线路径使得：通过将熔断器的下侧端子通过汇流条与排列在大致相同高度位置的电磁接触器的一次侧端子进行连接，并对应地将电源输入端子与电磁接触器的二次侧端子进行连接，从而将电磁接触器和与其侧面并排排列的熔断器之间的间隔(绝缘空间距离)减小至最小尺寸，来对基板实现空间节省，因此可构成小、紧凑的逆变器装置。 
附图说明
图1A和图1B是表示根据本发明的实施例的逆变器装置的输入侧主电路部件的配置和布线结构的示图，其中图1A是基板的俯视图，图1B是图1A的布线路径的示意图。 
图2是与图1A对应的3D图。 
图3是在外壳内安装有图1A、图1B、和图2的主电路组装体的逆变器装置的3D图。 
图4是与图1A对应的比较例1所示的主电路部件的配置和布线结构的俯视图。 
图5是与图4对应的3D图。 
图6是与图1A对应的比较例2所示的主电路部件的配置和布线结构的俯视图。 
图7是与图6对应的3D图。 
图8A和图8B是与主电路的输入侧连接的电磁接触器的结构图，其中图8A是标注有端子符号的俯视图，图8B是表示内部结构的剖视图。 
具体实施方式
下面，基于图1A～图3所示的实施例，对本发明的实施方式进行描述。对于与图4～图7对应的实施例图中的构件给予相同附图标记和标号，并省略其描述。 
图1A、图1B、和图2所示的主电路部件的布局基本上与图6和图7所示的比较例2一样，介于输入电源的R相以及T相中的熔断器5和输入CT 6的串联连接体跨电磁接触器4与其左侧和右侧并排设置，但从输入端子台2经由电磁接触器4与熔断器5连接的汇流条的布线路径形成如下。 
即，对于熔断器5和输入CT 6介于其中的电源R相和T相，与上述的比较例2相反，从输入端子台2的R相和T相端子引出的汇流条7R-1和7T-1绕过电磁接触器4外壳的前方，并且与排列在电磁接触器4外壳的上侧的二次侧端子(2)和(6)连接，并且与熔断器5的下侧端子连接的汇流条7R-2和7T-2分别与排列在电磁接触器4外壳的下侧的一次侧端子(1)和(5)连接。与此同时，对于熔断器5或输入CT6未介于其中的S相，与比较例2 一样，输入端子台2的S相端子和电磁接触器4的一次侧端子(3)、以及二次侧端子(4)和半导体模块3的端子分别经由汇流条7S-1和7S-2进行连接。 
根据上述的布线路径，连接电磁接触器4和熔断器5的汇流条7R-2和7T-2可在水平方向上布线，从而在电磁接触器4和熔断器5之间保持最小所需空间距离d，而无需如比较例2(参考图6和图7)那样将S形汇流条引绕到电磁接触器4和熔断器5之间的间隔空间D。因此，与比较例2相比，对于基板1实现进一步的空间节省，可实现更小、更紧凑的逆变器装置。 
而且，如图示的实施例那样，熔断器5和输入CT 6介于排列在输入端子台2与电磁接触器4的左端和右端的R相以及T相中，并且对中央S相分配熔断器5或输入CT6未介于其中的相，可通过将汇流条与电磁接触器4的一次侧端子和二次侧端子之间的连接设定成与比较例2相反，对各相的汇流条无交叉地进行布线，从而保持各汇流条之间的所需相间间隔。 
图3是在逆变器装置的外壳10内安装有图1A、图1B、图2的主电路组装，且移除外壳的表面盖的状态的三维图。
附图说明：
1    基板 
2    输入端子板 
3    半导体模块 
4    电磁接触器 
5    熔断器 
6    输入CT 
7    汇流条 

Claims (1)

1.一种逆变器装置，包括：
组装结构，在该组装结构中，在安装于外壳内的板金属基板上安装有包括电源输入端子台、主电路半导体模块、与所述半导体模块的一次侧连接的电磁接触器、熔断器、和输入CT的电路部件，并且各部件通过汇流条彼此连接，其中，所述半导体模块和所述电源输入端子台分开设置在所述基板的上端区域和下端区域之间，并且在所述半导体模块和电源输入端子台之间的区域中对所述电磁接触器、熔断器和输入CT进行布局，其中，
所述电磁接触器垂直设置，其一次侧端子和二次侧端子分别面向所述电源输入端子台的连接端子和所述半导体模块，所述熔断器和输入CT串联连接且与所述电磁接触器的侧面并排排列，经过熔断器和输入CT的相的布线路径使得：电源输入端子与所述电磁接触器的所述二次侧端子通过汇流条进行连接，并且与该相对应的所述电磁接触器的所述一次侧端子与所述熔断器和输入CT的连接体通过汇流条进行连接，
不经过熔断器和输入CT的相的布线路径使得：所述电磁接触器的所述一次侧端子与所述电源输入端子通过汇流条进行连接，与该一次侧端子对应的所述电磁接触器的所述二次侧端子与所述半导体模块通过汇流条进行连接。
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