CN104953855A

CN104953855A - 电力转换装置

Info

Publication number: CN104953855A
Application number: CN201510135987.2A
Authority: CN
Inventors: 新井孝夫; 大坪启一; 宫内拓; 合田智哉
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2015-03-26
Publication date: 2015-09-30
Also published as: TW201546603A; JP6303130B2; JP2015195652A

Abstract

本发明的目的在于提供一种能够确保其它的散热部件的散热并确保电抗器的散热的电力转换装置。使用多个开关元件将直流电力转换为交流电力后供给至输出线路，并且，在该输出线路设置至少包括电抗器和电容器的滤波电路以使所述交流电力所包含的高频成分衰减，该电力转换装置包括：从箱体的内侧经由开口向外侧突出的用于收纳所述电抗器的壳体；和设置于所述箱体与所述壳体之间的覆盖所述开口的部件，该部件具有用于引出与所述多个开关元件相连接的所述输出线路的孔，将所述多个开关元件与所述箱体的内侧的所述壳体错开位置地配置，并且至少使所述壳体与所述箱体相对之处隔热。

Description

电力转换装置

技术领域

本发明涉及电力转换装置。

背景技术

现有技术中，提出有将直流电力转换为交流电力的电力转换装置。这样的电力转换装置，通过PWM控制使桥接的多个开关元件(功率模块)周期性地导通/关断动作而生成交流电力。此时，由于在功率模块和其周边的电抗器(例如，升压电路的直流电抗器、滤波电路的交流电抗器)等中流过大电流而发热，因此电力转换装置需要散热构造。

作为这样的散热构造，提出了如下的方案：在设置将箱体分离为内部电路部和导管部的分隔板、具有将功率模块的热散热的冷却翅片、将冷却翅片冷却的冷却风扇和电抗器的电动机控制装置(电力转换装置)中，在分隔板设置穿孔，将电抗器的线圈和铁芯插入穿孔配置在导管内，利用冷却风扇将同样配置在导管内的冷却翅片与电抗器一起冷却(专利文献1)。

另外，提出了如下的电力装换装置：利用压铸加工在箱体一体成型带冷却翅片的凹陷，在该凹陷配置电抗器，进行电抗器的散热，并且使箱体形成为密闭构造将电抗器密闭在箱体内(专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-130779号公报

专利文献2：米国专利申请公开第2008/0291632号说明书

发明内容

发明想要解决的技术问题

但是，如专利文献1所示，在将电抗器设置到导管部时，存在电抗器露出到箱体外而成为短路等的原因的情况。另外，在专利文献2中记载的方案中，存在电抗器的热传递到凹陷，向安装于箱体的其它的散热部件传递，该其它的散热部件的散热效果变弱的问题。

本发明是鉴于这样的技术问题而完成的发明，目的在于提供能够确保其它的散热部件的散热并确保电抗器的散热的电力转换装置。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的电力转换装置，其特征在于：使用多个开关元件将直流电力转换为交流电力后供给至输出线路，并且，在该输出线路设置至少包括电抗器和电容器的滤波电路以使所述交流电力所包含的高频成分衰减，该电力转换装置包括：从箱体的内侧经由开口向外侧突出的用于收纳所述电抗器的壳体；和设置于所述箱体与所述壳体之间的覆盖所述开口的部件，该部件具有用于引出与所述多个开关元件相连接的所述输出线路的孔，将所述多个开关元件与所述箱体的内侧的所述壳体错开位置地配置，并且至少使所述壳体与所述箱体相对的之间隔热。

本发明的电力转换装置，其目的在于提供一种能够确保其它的散热部件的散热并确保电抗器的散热的电力转换装置。

附图说明

图1是本实施例的电力转换装置的电路图。

图2是本实施例的电力转换装置的正视图。

图3是本实施例的电力转换装置的背面侧的立体图。

图4是本实施例的收纳电抗器的壳体的分解立体图。

图5是本实施例的电力转换装置的右侧面的简略图。

具体实施方式

本实施方式，通过对收纳电抗器的壳体和收纳其它的散热部件(例：逆变电路)的箱体之间进行隔热，使得电抗器的热难以传递到其它的散热部件，能够确保其它的散热部件的散热并确保电抗器的散热。

【实施例1】

如图1所示，电力转换装置1包括开闭器3a～3d、升压电路4、逆变电路5、滤波电路6、系统互连用的继电器7和控制电路9，将多个直流电源(在此，太阳能电池2a～2d为4个)输出的直流电力转换为与商用电力系统8同步的交流电力，将该交流电力叠加到商用电力系统8。

太阳能电池2a～2d输出的直流电力各自经由开闭器3a～3d后汇集被输入到升压电路4。开闭器3a～3d在进行维修等的情况下打开，阻断从太阳能电池2a～2d向电力转换装置1(升压电路4以降的电路)供给的直流电力。

升压电路4包括由直流电抗器DCL、开关元件、二极管、电容器构成的非绝缘型的斩波电路。升压电路4通过利用规定的频率使开关元件进行导通/关断动作将被输入的直流电力的电压升压至所期望的电压，并输出至逆变电路5。

逆变电路5由将多个开关元件全桥连接而成的电路构成，利用PWM控制使这些开关元件在使占空比改变的同时周期性地进行导通/关断动作，将直流电力转换为与商用电力系统同步的交流电力。转换后的交流电力被供给到连接开关元件与商用电力系统之间的输出线路L。此外，逆变电路5的构成不限于桥连接，也能够使用中性点钳位方式等。

滤波电路6由设置在输出线路L的交流电抗器ACL和电容器形成，使逆变电路5输出的交流电力的高频成分衰减。高频成分衰减后的交流电力经由系统互连用的继电器7被叠加到商用电力系统。

控制电路9由微型计算机等构成，进行升压电路4和逆变电路5的开关元件的导通/关断动作的控制。

如图2、图3所示，构成这些电力转换装置1的电子部件收纳于箱体10的内部。在此、图3(a)是电力转换装置的背面侧的立体图，图3(b)是将壳体40(后述)从箱体10分离时的背面侧的立体图。

包含逆变电路5的多个开关元件等的开关模块IPM直接安装在箱体10的底部15，除此之外的电子部件分开安装于多个基板16并安装于箱体10。另外，直流电抗器DCL、交流电抗器ACL配置在向箱体10的外侧突出的壳体40(详细在后文述说)。

箱体10具有大致长方体形状，上壁11、下壁12、左壁13、右壁14、底部15通过将铝合金等利用压铸加工而一体成型。在由电力转换装置1的上壁11、下壁12、左壁13、右壁14形成的正面侧的缘部安装有橡胶制的密封件19，将正面盖按压到该密封件19而关闭，由此来确保箱体10和正面盖之间的密闭性。另外，在上壁11、下壁12、左壁13、右壁14安装有防护件G。此外，图3表示为了容易理解而将防护件G取下的图。

在箱体10的内侧的底部15的中央配置有开关模块IPM(由于隐藏于基板16，因此在图2中用虚线表示)，在其外侧设置有用于对开关模块IPM进行散热的翅片F1。另外，在箱体10的底部15与开关模块IPM错开位置地隔着翅片F1设置有两个孔17。在箱体10的底部15的外侧，在左壁13侧的孔的位置与箱体10的底部15相对地设置有用于配置直流电抗器DCL的壳体40。另外，在箱体10的底部15的外侧在右壁14侧的孔17的位置与箱体10的底部15相对地设置有用于配置交流电抗器ACL的壳体40。这些壳体40从箱体10的内侧向外侧经由开口H突出。

在箱体10的底部15左壁13侧的直流电抗器DCL的下侧配置有开闭器3a～3d，在底部15右壁14侧的交流电抗器ACL的下侧配置有输出交流电力用的端子21。

接着，对交流电抗器ACL的具体的配置进行述说。此外，直流电抗器DCL与交流电抗器ACL同样地配置，因此省略说明。

交流电抗器ACL通过螺钉固定等被安装于壳体40中。壳体40呈具有开口的大致长方体形状，从该开口H收纳交流电抗器ACL，在将交流电抗器ACL螺钉固定到壳体40后，对壳体40内充填热导电性好的树脂。另外，在壳体40的外侧设置有多个翅片F2，电抗器产生的热经由树脂和该翅片F2被散热。

在该壳体40和箱体10之间配置有板状的安装部件30。安装部件30覆盖壳体40的开口并且与壳体40一起通过螺钉固定被配置在箱体10。在壳体40和安装部件30之间配置成隔着厚度1mm左右的导热性低且具有隔热性的硅橡胶等的橡胶制的第一密封件33。

在安装部件30设置有用于通过交流电抗器ACL的配线(输出线路L)的圆形的孔32，孔32的周围形成有从壳体40向箱体10侧突出大约5mm左右的凸部36(间隔件)。另外，在凸部36的内侧缘部形成有比凸部36高的肋37。这些壳体40和安装部件30与箱体10同样通过对铝合金等进行压铸加工而得到。

在将安装部件30配置到箱体10时，肋37被嵌入孔17，进行安装部件30的定位。另外，在该凸部36和箱体10之间配置成隔着厚度1mm左右的导热性低的硅橡胶等的橡胶制的第二密封件34。此外，凸部36(间隔件)可以设置在箱体10侧，也可以由另外的部件设置。

这样，在本实施方式中，能够利用凸部36和第二密封件34在箱体10和安装部件30(壳体40)之间形成大约5mm～6mm左右的间隙S(空气隔热层)(参照图5)，因此，在箱体10和壳体40之间能够获得基于空气得到的隔热效果。所以，交流电抗器ACL的热难以被传递到其它的散热部件(例如，构成逆变电路的开关元件等)，能够确保其它的散热部件的散热。另外，交流电抗器ACL的散热能够由壳体40的翅片F2确保。

在壳体40和箱体10之间配置安装部件30，在壳体40和安装部件30之间以及安装部件30和箱体之间分别配置有第一密封件33、第二密封件34，因此，能够将壳体40和箱体之间密闭来提高防水性。

另外，在本实施方式中，在壳体40安装有交流电抗器ACL，因此，交流电抗器ACL的热因间隙S的隔热效果而难以传递到箱体10，安装开关模块IPM的箱体10的部分难以受到交流电抗器ACL的发热的影响，能够确保开关模块IPM的散热。

另外，在本实施方式中，设置于壳体40的凸部36与箱体10相接，该接触面积小，实质上没有向箱体10传递的交流电抗器ACL的热的影响。此外，也可以设置隔热性的密封件。

以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，但是以上的说明是为了容易理解本发明的记载，并不限定本发明。本发明在不脱离其主旨的情况下，能够改变、改良并且本发明当然也包含其等价发明。

例如，在壳体40和箱体10相对的之间设置空气隔热层进行隔热，但是也可以在该空气隔热层配置隔热部件，也可以使安装部件30为具有隔热性的部件。

工业上的可利用性

本实施方式的电力转换装置1也能够作为包括太阳能电池2a～2d等的直流电源的电力转换系统等加以利用。

附图标记说明

1 电力转换装置

2a～2d 太阳能电池

3a～3d 开闭器

4 升压电路

5 逆变电路

6 滤波电路

7 继电器

8 商用电力系统

9 控制电路

10 箱体

11 上壁

12 下壁

13 左壁

14 右壁

15 底部

16 基板

17 孔

19 密封件

21 端子

30 安装部件

32 孔

33 第一密封件

34 第二密封件

36 凸部

37 肋

40 壳体

IPM 开关模块

F1、F2 翅片

L 输出线路

G 防护件

H 开口

S 间隙

Claims

1.一种电力转换装置，其特征在于：

使用多个开关元件将直流电力转换为交流电力后供给至输出线路，并且，在该输出线路设置至少包括电抗器和电容器的滤波电路以使所述交流电力所包含的高频成分衰减，

所述电力转换装置包括：

从箱体的内侧经由开口向外侧突出的用于收纳所述电抗器的壳体；和

设置于所述箱体与所述壳体之间的覆盖所述开口的部件，该部件具有用于引出与所述多个开关元件相连接的所述输出线路的孔，

将所述多个开关元件与所述壳体错开位置地配置在所述箱体的内侧，并且至少使所述壳体与所述箱体相对之处隔热。

2.如权利要求1所述的电力装换装置，其特征在于：

在所述部件与所述箱体之间设置空气隔热层。

3.如权利要求1所述的电力装换装置，其特征在于：

所述部件具有隔热性。

4.如权利要求2所述的电力装换装置，其特征在于，包括：

配置在所述部件与所述壳体之间的第一密封件，其在间隔件的周围形成所述空气隔热层；和

配置在所述间隔件与所述箱体之间的第二密封件。

5.如权利要求1至4中任一项所述的电力装换装置，其特征在于：

所述电抗器可导热地被安装在所述壳体，在所述壳体形成有翅片。