CN105322764A - 电力转换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电力转换装置,其用于提高冷却效率。逆变器(10)具有:箱体基座(11a);配置在箱体基座(11a)的前侧并收纳构成电力转换电路的多个电子部件的主体部(10A);配置在箱体基座(11a)的后侧且一端与冷却风的进气口(121)连接的第一通道(120A);具备散热器基座(51)和散热片(52),并以使散热器基座(51)的板面方向垂直于第一通道(120A)的延伸设置方向的方式设置在箱体基座(11a)的后侧的第一散热器(50);以及设置于箱体基座(11a)的后侧的、散热器基座51上且在通电时发热的电抗器(L)。
Description
技术领域
本发明涉及电力转换装置。
背景技术
专利文献1中,记载了包括具有多个电子部件的主体部以及供冷却风流通的风洞部的电力转换装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-228019号公报
发明内容
本发明所要解决的问题
在上述电力转换装置中,为了实现冷却效率的进一步的提高,期望装置结构的进一步的最优化。
本发明是鉴于这样的问题点而做出的,其目的是提供能够提高冷却效率的电力转换装置。
用于解决问题的技术方案
为了解决上述问题,根据本发明的一个观点,应用一种电力转换装置,具有:箱体基座;主体部,其配置在所述箱体基座的一侧,并收纳构成电力转换电路的多个电子部件;第一通道,其配置在所述箱体基座的另一侧,且该第一通道的一端与冷却风的进气口连接;第一散热器,其具备第一散热器基座和第一散热片,并以使所述第一散热器基座的板面方向垂直于所述第一通道的延伸设置方向的方式,设置在所述箱体基座的另一侧;以及第一发热部件,其设置于所述箱体基座的另一侧的、所述第一散热器基座上,并在通电时发热。
另外,根据本发明的另一观点,应用一种电力转换装置,具有:箱体基座;主体部,其配置在所述箱体基座的一侧,并收纳构成电力转换电路的多个电子部件;通道,其配置在所述箱体基座的另一侧,并供冷却风流通;散热器,其设置在所述通道中,并具备散热器基座和散热片;发热部件,其设置于所述箱体基座的另一侧的所述散热器基座上,并在通电时发热;以及使所述冷却风沿着与所述散热器基座的板面方向垂直的方向与所述散热器碰触的单元。
发明效果
根据本发明的电力转换装置,能够提高冷却效率。
附图说明
图1是表示一个实施方式的电力转换系统的整体结构的一例的系统结构图。
图2是表示逆变器的各结构要素的配置结构的一例的立体图。
图3是表示逆变器的各结构要素的配置结构的一例的立体图。
图4是表示逆变器的各结构要素的配置结构的一例的示意性的俯视图及侧剖视图。
图5是表示利用散热器冷却电容器的变形例中的、逆变器的各结构要素的配置结构的一例的示意性的俯视图和侧剖视图。
图6是表示将功率模块设置于第一散热器的变形例中的、逆变器的各结构要素的配置结构的一例的示意性的俯视图和侧剖视图。
图7是表示将通道设为俯视呈大致L字型的变形例中的、逆变器的各结构要素的配置结构的一例的示意性的俯视图和侧剖视图。
附图标记说明
10逆变器(电力转换装置的一例)
10A主体部
11a箱体基座
50第一散热器
51散热器基座(第一散热器基座的一例)
52散热片(第一散热片的一例)
60第二散热器
61散热器基座(第二散热器基座的一例)
62散热片(第二散热片的一例)
70分隔板
75A排气风扇
75B排气风扇
80偏向部件
120通道
120A第一通道
120B第二通道
121进气口
122A排气口
122B排气口
123开口
128连接部
C电容器(第二发热部件的一例)
L电抗器(第一发热部品的一例、线圈状的部件的一例)
PM功率模块(第三发热部品的一例)
具体实施方式
以下,参照附图对一个实施方式进行说明。此外,在本说明书和附图中,对于实质上具有相同功能的结构要素,原则上使用相同的附图标记表示,并适当省略对这些结构要素的重复说明。另外,在图中标注的“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”的方向分别对应于本说明书中的说明中记载为“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”的方向。但是,一个实施方式的电力转换装置的各结构的位置关系不限于“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”的概念。
<1.电力转换系统的整体结构>
首先,参照图1对本实施方式的电力转换系统的整体结构的一例进行说明。
如图1所示,电力转换系统1具有:作为电力转换装置的一例的逆变器(DC-AC变换器)10;以及与逆变器10连接、并作为外部装置的一例的太阳能电池阵列20。
太阳能电池阵列20将由太阳光产生的光能直接转换成直流电并向逆变器10供给。该太阳能电池阵列20通过将相互连接的多个太阳能电池排列成面板状所构成的太阳能电池面板(太阳能电池模块)20a配置多张而构成,例如,设置在建筑物的屋顶等。并且,太阳能电池阵列20将串联连接的多张太阳能电池面板20a的组件作为串列而具有一个以上的串列,按照各串列与逆变器10连接,且按照各串列向逆变器10供给直流电。
此外,在本实施方式中,对使用太阳能电池阵列20作为外部装置的情况进行说明,但作为外部装置,只要是能够向电力转换装置供给电力的装置即可,也可以使用太阳能电池阵列20以外的外部装置。例如,可以使用燃料电池等电池或风力发电机等发电机等作为外部装置。
逆变器10将从太阳能电池阵列20按照各串列所输入的直流电转换成规定的交流电(例如,单相交流电)并向系统电源30输出。另外,在逆变器10中设有电气设备40的电源连接用的端子(未图示),逆变器10从该端子与电气设备40连接,由此能够从逆变器10向电气设备40输出交流电。
该逆变器10具有:箱体基座11a(参照下述的图4(b));配置在作为箱体基座11a的一侧的一例的前侧的主体部10A;以及配置在作为箱体基座11a的另一侧的一例的后侧的风洞部10B。此外,主体部10A和风洞部10B的相对于箱体基座11a的位置关系也可以与上述相反。主体部10A具有:构成电力转换电路的多个电子部件(详细内容下面叙述);以及收纳这些多个电子部件等的主体壳体13。风洞部10B具有:形成供冷却风流通的风洞的通道120(参照下述的图2等)、以及收纳通道120等的通道壳体12。在本实施方式中,通道壳体12和主体壳体13分别具有大致呈长方体状的形状,但也可以为其他的形状。即,通道壳体12和主体壳体13构成箱体11。此外,箱体11也可以由一个壳体构成。
在通道壳体12的例如外侧四角的附近,设置有用于将逆变器10安装到壁面(未图示)的安装托架18。此外,在除图1以外的各图中,省略了安装托架18的图示。
在主体壳体13上设置有能够开闭的面板14,该面板14在处于关闭状态时覆盖配置在该主体壳体13内的多个电子部件。在面板14上设置有用于进行该面板14的开闭操作的手柄15、以及进行各种显示的显示部16。
另外,在本实施方式中,对使用逆变器10作为电力转换装置的情况进行说明,但作为电力转换装置,只要是能够将所输入的电力转换成规定的电力的装置即可,也可以使用逆变器10以外的电力转换装置。例如,作为电力转换装置可以使用将交流电转换成直流电的装置(AC-DC变换器)、将直流电转换成其他的直流电的装置(DC-DC变换器)、将交流电转换成其他的交流电的装置(AC-AC变换器)等。
此外,上面所说明的电力转换系统1的整体结构仅是一例,也可以是上述以外的结构。
<2.逆变器的各结构要素的配置结构>
接下来,参照图2、图3、以及图4(a)和(b)对逆变器10的各结构要素的配置结构的一例进行说明。此外,在图2中,省略了除功率模块以外的主体部10A的各结构、箱体基座11a的图示。另外,在图3中,从图2所示的结构中省略电容器、第二散热器等的图示。另外,图4(a)是示意性地图示图2所示的结构的俯视图,图4(b)是从右方向观察图4(a)所示的结构的侧剖视图,在这些图4(a)和(b)中,用粗线箭头示意性地图示冷却风的流动方向的一例。
在图2、图3、图4(a)和(b)中,如上所述,逆变器10具有箱体基座11a、主体部10A、以及风洞部10B。主体部10A被区分配置在箱体基座11a的前侧,风洞部10B被区分配置在箱体基座11a的后侧(参照图4(a))。
(2-1.主体部)
如上所述,主体部10A具有构成电力转换电路的多个电子部件、以及设有面板14的主体壳体13(参照图4(b))。
作为多个电子部件,只要是构成电力转换电路的一部分的电子部件即可,包含种类、数量、通电时的发热的有无等在内并不特别地限定。其中,在本实施方式中,对多个电子部件中的、作为通电时发热的第三发热部件的一例的功率模块PM例如包含有三个的情况进行说明。此外,功率模块PM有时也收纳在通道壳体12内。
此外,在各图中,省略了收纳在主体壳体13内的功率模块PM以外的电子部件的图示。
功率模块PM具备由IGBT等半导体元件构成的开关元件,将所输入的电力转换成规定的电力并进行输出。
(2-2.风洞部)
如上所述,风洞部10B具有通道120和通道壳体12。另外,风洞部10B具有:作为设置在通道120中的第一散热器的一例的散热器50(以下也称作“第一散热器50”);作为通电时发热的第一发热部件的一例的电抗器L。
(2-2-1.进气口和排气口)
通道壳体12具有四面的外周壁12A、12B、12C、12D和底板12E,前方被箱体基座11a堵塞。
在该通道壳体12上形成有:成为使冷却风从外部进气时的入口的进气口121;以及成为使冷却风向外部排出时的出口的两个排气口122A、122B(以下,适当统称为“排气口122”)。此外,在通道壳体12上既可以形成两个以上进气口121,也可以形成仅一个排气口122或三个以上排气口122。另外,在图1至图3中图示了在排气口122A上设置有排气口罩的情况,排气口罩的结构不限于图示的例子,也可以不设置排气口罩。另外,也可以在进气口121上设置过滤器等。
在本实施方式中,进气口121形成在通道壳体12的下侧的外周壁12A的例如左右方向的大致中央部。此外,进气口121也可以形成在通道壳体12的下侧以外的外周壁上。另外,排气口122A形成在通道壳体12的右侧的外周壁12B的例如比上下方向的中央部靠上侧的位置,排气口122B形成在通道壳体12的左侧的外周壁12C上的与上述右侧的外周壁12B的排气口122A对置的位置。此外,通道壳体12上的排气口122A、122B的形成位置也可以是不相互对置的位置。另外,排气口122A、122B也可以形成在通道壳体12的右侧和左侧以外的外周壁。
在通道壳体12内的排气口122A、122B附近,分别设置有用于将冷却风向外部排出的排气风扇75A、75B(以下,适当统称为“排气风扇75”)。此外,也可以取代设置排气风扇75,在通道壳体12内的进气口121附近设置用于使冷却风从外部进气的进气风扇。
(2-2-2.通道)
通道120由第一通道120A和第二通道120B构成。此外,通道120也可以仅由一个通道或三个以上通道构成。
第一通道120A由箱体基座11a的一部分、底板12E的一部分、以及配置在它们之间的分隔壁12a、12b构成,且两端成为开口。该第一通道120A其一端与进气口121连接,并沿着上下方向延伸设置。即,第一通道120A的延伸设置方向是上下方向。此外,第一通道120A的延伸设置方向不限于上下方向,也可以是其他的方向。分隔壁12a、12b分别在通道壳体12内从进气口121的右端部和左端部沿着上下方向延伸设置至比与排气口122A、122B的下端部对应的上下方向位置更靠上侧的位置。因此,第一通道120A的另一端的开口123位于比与排气口122A、122B的下端部对应的上下方向位置更靠上侧的位置。此外,分隔壁12a、12b也可以分别延伸设置至与排气口122A、122B的下端部对应的上下方向位置。
第二通道120B沿着相对于上下方向倾斜的方向延伸设置,并与第一通道120A的另一端连接。在本实施方式中,第二通道120B沿着作为相对于上下方向倾斜的方向的一例的左右方向延伸设置。即,第二通道120B的延伸设置方向是左右方向。此外,第二通道120B也可以沿着相对于左右方向倾斜的方向等延伸设置。另外,第二通道120B以使第一通道120A的另一端位于其左右方向中间位置(例如,中央位置)的方式与第一通道120A的另一端连接,通道120整体上俯视呈大致T字型。此外,也可以是,第二通道120B以使第一通道120A的另一端位于其左端侧或右端侧的方式与第一通道120A的另一端连接。
该第二通道120B由箱体基座11a的一部分、底板12E的一部分、以及配置在它们之间的分隔壁12c、12d、12e构成,且两端成为开口。并且,第二通道120B其两端与排气口122A、122B连接。此外,在将通道壳体12的排气口122的数量设为一个的情况下等,第二通道120B的一端与排气口122连接而另一端被闭塞即可。分隔壁12c、12d分别在通道壳体12内从排气口122B、122A各自的下端部附近沿着左右方向延伸设置在分隔壁12b、12a各自的整个上下方向中间部上。分隔壁12e在通道壳体12内沿着左右方向延伸设置在排气口122A、122B各自的整个上端部附近之间。
(2-2-3.第一散热器和电抗器)
第一散热器50具备作为第一散热器基座的一例的散热器基座51、以及作为第一散热片的一例的多个散热片52。散热片52从散热器基座51的一侧的表面向与该散热器基座51的板面方向垂直的方向突出。上述电抗器L以位于通道壳体12内的方式设置在散热器基座51的另一侧的表面。并且,第一散热器50以使多个散热片52位于通道120内、散热器基座51的板面方向与上下方向垂直的方式设置在通道壳体12内。即,散热器基座51的板面方向是与上下方向垂直的面方向,多个散热片52从散热器基座51的一侧的表面向上下方向突出。即,散热片52的突出方向是上下方向,散热片52的板面方向是与前后方向垂直的面方向。并且,第一散热器50设置于通道壳体12内的冷却风沿着上下方向所碰触的位置。也就是说,使冷却风能够沿着上下方向与第一散热器50碰触的、第一通道120A和第一散热器50的结构相当于使冷却风沿着与散热器基座的板面方向垂直的方向与散热器碰触的单元的一例。
此外,作为设置在上述第一散热器50中的发热部件,只要是通电时发热的电子部件即可,包含种类、数量等在内并不特别地限定。其中,在本实施方式中,对作为线圈状的部件的一例的电抗器L例如设置有三个的情况进行说明。此外,也可以设置电抗器L以外的线圈状的部件(例如,变压器等)、或者设置线圈状以外的电子部件(例如,功率模块PM等)。电抗器L设置为例如将绕组的轴向作为上下方向,并将用于保护绕组的保护罩例如用螺钉紧固在散热器基座51的另一侧的表面上。此外,电抗器L也可以设置成例如将绕组的轴向作为左右方向,并使绕组的端面(直接或者经由导热板)与散热器基座51的另一侧的表面接触。
第一散热器50以使多个散热片52位于第二通道120B内、且设置在散热器基座51的电抗器L位于第二通道120B外的方式,设置在第二通道120B的与第一通道120A连接的连接部128附近。
具体而言,在通道壳体12内的第二通道120B的外部的、本例中的上侧,由箱体基座11a的一部分、底板12E的一部分、右侧的外周壁12B的一部分、左侧的外周壁12C的一部分、以及上述分隔壁12e形成出收纳电抗器L的收纳空间125。此外,通道壳体12内的收纳空间125的位置不限于第二通道120B的上侧,也可以是其他的位置。另外,在通道壳体12内不一定必须形成收纳空间125。并且,第一散热器50以使多个散热片52位于第二通道120B内、且设有电抗器L的散热器基座51堵塞分隔壁12e的开口(未图示)的方式,设置在分隔壁12e的上表面。
另外,多个散热片52被划分为与第一通道120A的开口123对应的部分520(以下,也称作“开口对应部520”)、以及与开口123的外侧对应的部分523(以下,也称作“开口外对应部523”)。
开口外对应部523在开口对应部520侧具有突出高度比开口对应部520高的部分524(以下,也称作“第一开口非对应部524”),在开口对应部520的相反侧具有突出高度变化的部分525(以下,也称作“第二开口非对应部525”)。即,开口外对应部523的与开口对应部520相反一侧的端部以突出高度朝向该端部侧逐渐减小的方式倾斜。此外,开口外对应部523也可以形成为在整个区域上突出高度比开口对应部520高。或者,开口外对应部523形成为突出高度与开口对应部520相等、或形成为突出高度比开口对应部520低。
开口对应部520的左右方向大致中央的部分522(以下,也称作“第一开口对应部522”)的突出高度比其他部分521(以下,也称作“第二开口对应部521”)低。此外,开口对应部520也可在其左右方向大致中央部分被分割。或者,开口对应部520也可以形成为在整个区域上突出高度相等。并且,在散热器基座51的与第一开口对应部522对应的位置上在上下方向上与散热片52重叠地设有分隔板70,该分隔板70的板面方向与左右方向垂直,并将第一通道120A的开口123一分为二。此外,分隔板70的设置位置只要是能够将第二通道120B内的第一通道120A的开口123一分为二的位置即可,而不限于上述位置。另外,不一定必须设置分隔板70。
(2-2-4.第二散热器)
另外,在第一通道120A中设置有作为第二散热器的一例的散热器60(以下,也称作“第二散热器60”)。此外,例如,在将功率模块PM设置在风洞部10B中的情况下等,也可以不在第一通道120A中设置第二散热器60。第二散热器60具备作为第二散热器基座的一例的散热器基座61、以及作为第二散热片的一例的多个散热片62。散热片62从散热器基座61的一侧的表面向与该散热器基座61的板面方向垂直的方向突出。在散热器基座61的另一侧的表面上,上述功率模块PM以位于主体壳体13内的方式例如设置有三个。并且,第二散热器60以使多个散热片62位于第一通道120A内、设有功率模块PM的散热器基座61堵塞箱体基座11a的开口(未图示)、且散热器基座61的板面方向与前后方向垂直的方式设置在第一通道120A中。此时,多个散热片62的板面方向成为与左右方向垂直的面方向。
另外,如图3和图4(b)所示,在第一通道120A内的上述第二散热器60的散热片62与进气口121之间、即散热片62的下侧,设置有局部性地使冷却风的风向偏向的偏向部件80。偏向部件80例如通过使板部件在两个位置处弯曲而成形,具有沿着上下方向延伸设置的第一板部81、从第一板部81向斜前方倾斜地延伸设置的第二板部82、以及沿着上下方向延伸设置的第三板部83。第一板部81例如通过焊接等固定在底板12E。通过这种结构,偏向部件80使来自如图4(b)所示配置的电容器C的后侧的冷却风的风向局部性地向前方向偏向。
此外,偏向部件80的结构不限于上述内容。另外,在不需要使冷却风的风向偏向的情况下等,也可以不在第一通道120A内设置偏向部件80。另外,偏向部件80对冷却风的风向的偏向方向也可以根据第一通道120A内的发热部件、散热器的配置方式等来适当变更。
(2-2-5.电容器)
另外,在箱体11中,作为通电时发热的第二发热部件的一例的电容器C设置为其至少一部分位于第一通道120A内。此外,作为设置在第一通道120A中的发热部件,只要是通电时发热的电子部件即可,包含种类、数量等在内并不特别限定。其中,在本实施方式中,对圆筒型的电容器C例如设置有四个的情况进行说明。电容器C被电容器罩覆盖,并且设置为设有端子的一端部位于主体壳体13内、除此以外的部分位于第一通道120A内。具体而言,电容器C设置于第一通道120A内的、比上述第二散热器60更靠冷却风的流动方向上游侧、即比第二散热器60更靠下侧的位置。此外,电容器C也可以设置于第一通道120A内的、比第二散热器60更靠冷却风的流动方向下游侧、即比第二散热器60更靠上侧的位置。
(2-2-6.发热部件的配置顺序)
在此,对上述功率模块PM、电抗器L、以及电容器C之间的耐热温度和发热量的关系的一例进行说明。即,在功率模块PM、电抗器L、以及电容器C之间,按照电抗器L、功率模块PM、电容器C的顺序,耐热温度增高。另外,在功率模块PM、电抗器L、以及电容器C之间,按照功率模块PM、电抗器L、及电容器C的顺序,发热量增多。
在本实施方式中,如上所述,在第一通道120A中,设有配置有功率模块PM的第二散热器60,并且在比第二散热器60更靠冷却风的流动方向上游侧的位置上设置有电容器C,在第二通道120B中,设有配置有电抗器L的第一散热器50。即,在功率模块PM、电抗器L、以及电容器C之间,从冷却风的流动方向上游侧朝向下游侧自上述的耐热温度低的部件起依次配置,即按照电容器C、功率模块PM、电抗器L的顺序配置。此外,功率模块PM、电抗器L、以及电容器C之间的配置顺序不限于从冷却风的流动方向上游侧朝向下游侧自耐热温度低的部件起依次配置的情况,也可以从冷却风的流动方向上游侧朝向下游侧自发热量多的部件起依次配置等。
此外,上面所说明的逆变器10的各结构要素的配置结构仅是一例,也可以是上述以外的配置结构。
<3.基于本实施方式的效果>
如上所说明,在本实施方式的逆变器10中,在箱体基座11a的前侧配置有收纳多个电子部件的主体部13。另外,在箱体基座11a的后侧配置有第一通道120A,并以使设置有电抗器L的散热器基座51的板面方向与第一通道120A的延伸设置方向垂直的方式设有第一散热器50。由此,能够通过箱体基座11a划分收纳多个电子部件的主体部13和配置有电抗器L的风洞部12,因此能够保护电子部件免受来自电抗器L的热量。另外,通过上述结构,能够使由进气口121吸入并在第一通道120A内流动的冷却风沿着与散热器基座51的板面方向垂直的方向与第一散热器50碰触。由此,例如,与使冷却风相对于第一散热器50沿着与板面方向平行的方向流动的情况相比,能够提高电抗器L的冷却效率。
另外,在本实施方式中,尤其是,在第一通道120A中,以使散热器基座61的板面方向与第一通道120A的延伸设置方向平行、且散热片62位于第一通道120A内的方式设置有第二散热器60。由此,能够通过第二散热器60冷却功率模块PM,该功率模块PM是在第一散热器50的上游侧与电抗器L不同的发热部件。如此,能够将在第一通道120A内流动的冷却风没有浪费地有效利用,因此能够进一步提高冷却效率。
另外,在本实施方式中,尤其是,在箱体基座11a的后侧,配置有第二通道120B,该第二通道120B沿着相对于第一通道120A的延伸设置方向倾斜的方向延伸设置,并且与第一通道120A的另一端连接,其两端与排气口122A、122B连接。并且,第一散热器50以使散热片52位于第二通道120B内、电抗器L位于第二通道120B外的方式,设置在连接部128附近。由此,能够在第一通道120A和第二通道120B之间的连接部128中使冷却风的风向偏向的位置上配置第一散热器50,由此能够提高电抗器L的冷却效率。
另外,通过上述结构,能够划分作为电抗器L的设置空间的收纳空间125和作为冷却风的通风空间的第二通道120B,因此能够保护电抗器L免受外部气体影响。具体而言,例如,在将逆变器10设置在海岸附近那样的情况下,能够抑制由包含大量盐分的外部气体引起的对电抗器L的腐蚀。另外,电抗器L是发热量较大的发热部件,但向第一散热器50的传热性比功率模块PM低。因此,关于第一散热器50,通过如上所述使冷却风从与散热器基座51的板面方向垂直的方向与第一散热器50碰触,能够提高冷却效率,另一方面,电抗器L由于耐热温度较高,通过密闭地收纳在箱体基座11a的后侧的收纳空间125中,能够保护电子部件免受电抗器L的热量。
另外,在本实施方式中,尤其是,从散热器基座51向第一通道120A的延伸设置方向突出的多个散热片52在与开口123的外侧对应的部分523上具有突出高度比与第一通道120A的开口123对应的部分520高的部分524。由此,能够抑制冷却风与第一散热器50碰触的部分中的紊流的发生,能够使风向的偏向顺畅,从而能够抑制风量减少。
另外,在本实施方式中,尤其是,板面方向与散热片52的板面方向垂直的分隔板70设置成在第二通道120B内将第一通道120A的开口123一分为二。由此,能够促进冷却风与第一散热器50碰触的部分中的冷却风的分流,因此能够抑制紊流的产生,并且能够抑制风量减少。
另外,在本实施方式中,尤其是,多个散热片52在与第一通道120A的开口123对应的部分520中,与分隔板70对应的部分522的突出高度比其他的部分521低。由此,能够将分隔板70设置成在散热片52的突出方向上与该散热片52重叠,因此能够使逆变器10的第一通道120A的延伸设置方向上的尺寸小型化。
另外,在本实施方式中,尤其是,在排气口122A、122B附近,设置有将冷却风排出的排气风扇75A、75B。由此,例如,与将进气风扇设置在进气口121的情况相比,能够抑制冷却风与散热器50、60、电容器C等碰触时产生的紊流,并且能够抑制风量的减少。
另外,在本实施方式中,尤其是,电抗器L、电容器C、以及功率模块PM从冷却风的流动方向上游侧朝向下游侧自耐热温度低的部件起依次配置。即,由于耐热温度对部件的寿命产生影响(尤其是,电容器C等部件的耐热温度较低,使用温度对部件的寿命产生很大影响),通过越是散热量大(冷却能力高)的上游侧就越配置耐热温度低的部件,能够在耐热温度以下使用各发热部件,由此能够延长部件的寿命(在本例中,尤其是电容器C的寿命)。
另外,在本实施方式中,尤其是,局部性地使冷却风的风向偏向的偏向部件80设置在第一通道120A内的第二散热器60的散热片62的进气口121侧。由此,能够使冷却风集中地碰触位于偏向部件80的下游侧的第二散热器60的散热片62,因此能够进一步提高冷却效率。尤其是,流过电容器C的后侧的空隙的冷却风容易直接流入第二散热器60的后侧的空隙,如果直接流入,则无助于冷却,因此,通过将偏向部件80设置在底板12E侧,能够有效利用冷却风。
另外,在本实施方式中,尤其是,在第一通道10A中,从冷却风的流动方向上游侧依次设置有电容器C、及配置有功率模块PM的第二散热器60。由此,能够较长地保持电容器C的寿命,同时能够对发热量最大的功率模块PM使用第二散热器60有效地冷却。
<4.变形例等>
此外,实施方式不限于上述内容,在不脱离其主旨和技术思想的范围能够进行各种变形。以下,逐一说明这样的变形例。
(4-1.用散热器冷却电容器的情况)
在上述实施方式中,将电容器C的一部分收纳在通道壳体12中用冷却风直接冷却的情况为例进行了说明,但也可以将电容器C收纳在主体壳体13中使用散热器进行冷却。
如图5(a)和(b)所示,在本变形例中,在第一通道120A中,在比第二散热器60更靠冷却风的流动方向上游侧的位置、即比第二散热器60更靠下侧的位置上,设置有作为第二散热器的一例的散热器90(以下,也称作“第二散热器90”)。
第二散热器90具备作为第二散热器基座的一例的散热器基座91、以及作为第二散热片的一例的多个散热片92。散热片92从散热器基座91的一侧的表面向与该散热器基座91的板面方向垂直的方向突出。在散热器基座91的另一侧的表面上,例如平板型的电容器C’以位于主体壳体13内的方式例如设置有四个。并且,第二散热器90以使多个散热片92位于第一通道120A内、设置有电容器C’的散热器基座91堵塞箱体基座11a的开口(未图示)、且散热器基座91的板面方向与前后方向垂直的方式,设置于第一通道120A中的比第二散热器60更靠下侧的位置。此时,多个散热片92的板面方向成为与左右方向垂直的面方向。
在本变形例中,也能够实现与上述实施方式相同的效果。
(4-2.将功率模块设置在第一散热器50中的情况)
在上述实施方式中,对作为电力转换装置的逆变器10具备电抗器L的情况进行了说明,但也可以考虑不具备电抗器L的电力转换装置。在这种情况下,也可以取代电抗器L而将功率模块PM设置在第一散热器50中。
如图6(a)和(b)所示,在本变形例中,例如三个功率模块PM设置在第一散热器50的散热器基座51上,由此设置在收纳空间125内。即,在本变形例中,与上述实施方式不同,在主体壳体13中不收纳功率模块PM,并且在第一通道120A中不设置第二散热器60,而且在收纳空间125中取代电抗器L而配置有功率模块PM。
在本变形例中,也能够实现与上述实施方式同样的效果。
(4-3.通道俯视呈大致L字型的情况)
在上述实施方式中,以通道120整体上俯视呈大致T字型的情况为例进行了说明,但通道也可以整体上俯视时呈大致L字型。
如图7(a)和(b)所示,在本变形例中,与上述实施方式不同,在通道壳体12中形成有进气口121和排气口122A,而不形成排气口122B,并且也不设置排气风扇75B。
并且,第二通道120B’以使第一通道120A的另一端位于其左端侧的方式,与第一通道120A的另一端连接,通道120’整体上俯视呈大致L字型。该第二通道120B’由箱体基座11a的一部分、底板12E的一部分、以及配置在它们之间的分隔壁12c、12e’构成,第二通道120B’的一端(在该例中为右端)成为开口。并且,第二通道120B’其右端与排气口122A连接而左端被堵塞。并且,第一散热器50’以使作为第一散热片的一例的多个散热片52’位于第二通道120B’内、作为设置有例如两个电抗器L的第一散热器基座的一例的散热器基座51’堵塞分隔壁12e’的开口(未图示)的方式设置在分隔壁12e’的上表面。
在本变形例中,也能够获得与上述实施方式相同的效果。
(4-4.其他)
此外,在上面,通道壳体12的风洞被构成为由第一通道120A和第二通道120B等两个通道形成的情况进行了说明,但通道壳体12的风洞也可以由一个通道形成。
此外,在以上的说明中,在具有“垂直”、“平行”、“平面”等记载的情况下,这些记载不具有严格的含义。即,这些“垂直”、“平行”、“平面”允许设计上、制造上的公差、误差,是“实质上垂直”、“实质上平行”、“实质上平面”的含义。
另外,在以上的说明中,在具有外观上的尺寸、大小“相同”、“相等”、“不同”等记载的情况下,该记载不具有严格的含义。即,这些“相同”、“相等”、“不同”允许设计上、制造上的公差、误差,是“实质上相同”、“实质上相等”、“实质上不同”的含义。
另外,除以上已经叙述的内容以外,也可以将基于上述实施方式和各变形例的方法适当组合加以利用。
另外,虽然没有一一例示,但上述实施方式和各变形例在不脱离其主旨的范围内能够施加各种变更来实施。
Claims (16)
1.一种电力转换装置,其特征在于,具有:
箱体基座;
主体部,其配置在所述箱体基座的一侧,并收纳构成电力转换电路的多个电子部件;
第一通道,其配置在所述箱体基座的另一侧,且该第一通道的一端与冷却风的进气口连接;
第一散热器,其具备第一散热器基座和第一散热片,并以使所述第一散热器基座的板面方向垂直于所述第一通道的延伸设置方向的方式设置在所述箱体基座的另一侧;以及
第一发热部件,其设置在所述箱体基座的另一侧的、所述第一散热器基座上,并在通电时发热。
2.根据权利要求1所述的电力转换装置,其特征在于,
所述电力转换装置还具有第二散热器,该第二散热器具备第二散热器基座和第二散热片,并以使所述第二散热器基座的板面方向与所述第一通道的延伸设置方向平行、且所述第二散热片位于所述第一通道内的方式设置于所述第一通道。
3.根据权利要求2所述的电力转换装置,其特征在于,
所述电力转换装置还具有第二通道,该第二通道在所述箱体基座的另一侧,沿着相对于所述第一通道的延伸设置方向倾斜的方向延伸设置,并且与所述第一通道的另一端连接,该第二通道的一端或两端与所述冷却风的排气口连接,
所述第一散热器以使所述第一散热片位于所述第二通道内、且所述第一发热部件位于所述第二通道外的方式,设置在所述第二通道的与所述第一通道连接的连接部附近。
4.根据权利要求3所述的电力转换装置,其特征在于,
所述第一散热器具有从所述第一散热器基座向所述第一通道的延伸设置方向突出的多个所述第一散热片,
所述多个第一散热片在与所述第一通道的所述另一端的开口的外侧对应的部分上具有突出高度比与所述第一通道的所述开口对应的部分高的部分。
5.根据权利要求4所述的电力转换装置,其特征在于,
所述多个第一散热片在与所述第一通道的所述开口对应的部分上具有突出高度比其他部分低的部分。
6.根据权利要求4所述的电力转换装置,其特征在于,
所述电力转换装置还具有分隔板,该分隔板设置为在两端具有所述排气口的所述第二通道内将所述第一通道的所述开口一分为二,且该分隔板的板面方向与所述第一散热片的板面方向垂直。
7.根据权利要求5所述的电力转换装置,其特征在于,
所述电力转换装置还具有分隔板,该分隔板设置为在两端具有所述排气口的所述第二通道内将所述第一通道的所述开口一分为二,且该分隔板的板面方向与所述第一散热片的板面方向垂直。
8.根据权利要求6所述的电力转换装置,其特征在于,
所述多个第一散热片在与所述第一通道的所述开口对应的部分上,与所述分隔板对应的部分的突出高度比其他部分低。
9.根据权利要求7所述的电力转换装置,其特征在于,
所述多个第一散热片在与所述第一通道的所述开口对应的部分上,与所述分隔板对应的部分的突出高度比其他部分低。
10.根据权利要求3~9中任一项所述的电力转换装置,其特征在于,
所述电力转换装置还具有排气风扇,该排气风扇设置于所述排气口附近,并构成为将所述冷却风排出。
11.根据权利要求2~9中任一项所述的电力转换装置,其特征在于,
所述电力转换装置还具有:
第二发热部件,其设置为至少一部分位于所述第一通道内,并在通电时发热;以及
第三发热部件,其设置于所述主体部中的所述第二散热器基座上,并在通电时发热,
所述第一发热部件、所述第二发热部件以及所述第三发热部件从所述冷却风的流动方向上游侧朝向下游侧自耐热温度低的部件起依次配置。
12.根据权利要求11所述的电力转换装置,其特征在于,
所述电力转换装置还具有偏向部件,该偏向部件设置于所述第一通道内的所述第二散热器的所述第二散热片与所述进气口之间,并局部性地使所述冷却风的风向偏向。
13.根据权利要求11所述的电力转换装置,其特征在于,
在所述第一通道中,从所述冷却风的流动方向上游侧依次设有作为所述第二发热部件的电容器、以及配置有作为所述第三发热部件的功率模块的第二散热器。
14.根据权利要求12所述的电力转换装置,其特征在于,
在所述第一通道中,从所述冷却风的流动方向上游侧依次设有作为所述第二发热部件的电容器、以及配置有作为所述第三发热部件的功率模块的第二散热器。
15.根据权利要求1~9中任一项所述的电力转换装置,其特征在于,
所述第一发热部件是线圈状的部件。
16.根据权利要求15所述的电力转换装置,其特征在于,
所述第一发热部件是电抗器。
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