CN106953505B

CN106953505B - 电力转换装置和电梯

Info

Publication number: CN106953505B
Application number: CN201611113268.1A
Authority: CN
Inventors: 加藤香; 森和久; 大沼直人; 松本洋平
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2016-12-06
Publication date: 2020-04-03
Anticipated expiration: 2036-12-06
Also published as: CN106953505A; JP6457381B2; JP2017118605A

Abstract

本发明提供一种能小型化且能够可靠地冷却电容器的电力转换装置。电力转换装置包括：第一电力转换部(100)，其包括第一冷却器(106)和第一功率半导体组件(101)；第二电力转换部(400)，其包括第二冷却器(406)和第二功率半导体组件(401)；与第一和第二功率半导体组件电连接的电容器(131)；用于将电容器连接至第一和第二功率半导体组件的配线导体(111、121)；和支承第一和第二电力转换部的支承部件(171)，电容器位于第一和第二电力转换部之间，且位于由第一电力转换部、第二电力转换部、配线导体和支承部件所围成的空间，该空间构成通风道。

Description

电力转换装置和电梯

技术领域

本发明涉及使用功率半导体开关元件的电力转换装置和使用电力转换装置的电梯。

背景技术

近年来，由于安装有功率半导体开关元件的功率半导体组件的实现低损耗，电力转换装置的小型化即高密度安装得到了进一步的发展。特别是在电梯领域，由于电力转换装置设置于井道内或机房内这样的狭窄的空间中，所以出于施工作业和保养检修作业的高效化，要求通过高密度安装实现电力转换装置的小型化。

随着高密度安装的发展，人们的要求不仅停留于功率半导体组件及其冷却器的小型化，还要求平滑电容器等的小型化。但是，若使平滑电容器小型化，则容许纹波电流值将会降低，因此平滑电容器的温度会上升。这种温度上升会导致平滑电容器的寿命变短，所以需要有效地对平滑电容器进行冷却。

作为使电力转换装置小型化并同时高效地冷却平滑电容器的技术，已知有专利文献1中记载的现有技术。

专利文献1中记载的现有技术中，将构成换流器(converter)的半导体开关配置在冷却翅片上，并将构成逆变器的半导体开关配置在另一冷却翅片上。将这两个冷却翅片并排设置，在两个冷却翅片之间配置平滑电容器。通过这样的配置，实现了电力转换装置的小型化。并且，冷却风个别地通过各冷却翅片和平滑电容器。由此，各半导体开关和平滑电容器被高效地冷却。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-87212号公报(图7)

发明内容

发明要解决的技术问题

上述现有技术中，在平滑电容器处通过的冷却风会从冷却翅片与平滑电容器之间的空间逃逸，所以难以可靠地冷却平滑电容器。

为此，本发明提供一种可实现小型化并且能够可靠地冷却电容器的电力转换装置，以及使用该电力转换装置的电梯。

解决问题的技术手段

为解决上述问题，本发明的电力转换装置包括：第一电力转换部，其包括第一冷却器和设置于第一冷却器的第一功率半导体组件；第二电力转换部，其包括第二冷却器和设置于第二冷却器的第二功率半导体组件；与第一功率半导体组件和第二功率半导体组件电连接的电容器；用于将电容器连接至第一功率半导体组件和第二功率半导体组件的配线导体；和支承第一电力转换部和第二电力转换部的支承部件，电容器位于第一电力转换部与第二电力转换部之间，且位于由第一电力转换部、第二电力转换部、配线导体和支承部件所围成的空间，该空间构成通风道。

另外，本发明的电梯包括：轿厢和对重；在井道内悬吊轿厢和对重的主吊索；驱动主吊索的曳引机；和对曳引机的电动机供给电力的电力转换装置，电力转换装置为上述本发明的电力转换装置。

发明的效果

根据本发明，由于电容器位于由第一电力转换部、第二电力转换部、配线导体和支承部件所围成的空间，且该空间构成通风道，从而能够在通过高密度安装而实现小型化的同时可靠地冷却电容器。另外，电力转换装置中电容器的寿命变短得到抑制，所以电梯的可靠性得到提高。

上述以外的技术问题、技术特征和技术效果，可根据以下实施方式的说明变得明确。

附图说明

图1a是表示本发明实施例1的电力转换器的概略结构的后视图。

图1b是表示本发明实施例1的电力转换装置的概略结构的俯视图。

图1c是表示本发明实施例1的电力转换装置的概略结构的主视图。

图2是实施例1的电力转换装置的电路图。

图3a是表示实施例1的通风机构之一例的后视图。

图3b是表示实施例1的通风机构之一例的俯视图。

图3c是表示实施例1的通风机构之一例的主视图。

图4a是表示实施例1之变形例的电力转换装置的概略结构的后视图。

图4b是表示实施例1之变形例的电力转换装置的概略结构的俯视图。

图4c是表示实施例1之变形例的电力转换装置的概略结构的主视图。

图5a是表示变形例的通风机构之一例的后视图。

图5b是表示变形例的通风机构之一例的俯视图。

图5c是表示变形例的通风机构之一例的主视图。

图6a是表示本发明实施例2的电力转换装置的概略结构的后视图。

图6b是表示本发明实施例2的电力转换装置的概略结构的俯视图。

图7表示实施例2的电力转换装置的电路结构。

图8a是表示实施例2之变形例的电力转换装置的概略结构的后视图。

图8b是表示实施例2之变形例的电力转换装置的概略结构的俯视图。

图9a是表示本发明实施例3的电力转换装置的概略结构的后视图。

图9b是表示本发明实施例3的电力转换装置的概略结构的俯视图。

图9c是表示本发明实施例3的电力转换装置的概略结构的主视图。

图10a是表示本实施例3的通风机构之一例的后视图。

图10b是表示本实施例3的通风机构之一例的俯视图。

图10c是表示本实施例3的通风机构之一例的主视图。

图11表示本实施例3的电力转换装置的电路结构。

图12是表示本发明实施例4的电梯的概略结构的框图。

图13a是表示本发明实施例5的电力转换装置的概略结构的后视图。

图13b是表示本发明实施例5的电力转换装置的概略结构的俯视图。

图13c是表示本发明实施例5的电力转换装置的概略结构的主视图。

图14是表示本发明实施例6的电力转换装置的概略结构的后视图和A部分立体图。

具体实施方式

使用附图对本发明的实施例进行详细说明。各图中，附图标记相同的表示相同的构成部件或具有类似功能的构成部件。

(实施例1)

图1a～c表示本发明实施例1的电力转换装置的概略结构。图1a、1b和1c分别是后视图、俯视图和主视图。

大致上，本电力转换装置包括功率半导体组件101、401，电容器131，P侧配线导体111，N侧配线导体121，功率半导体组件101的冷却器106，功率半导体组件401的冷却器406，和板状支承部件171。在此，冷却器106、406具有散热用的冷却翅片。另外，板状支承部件171由用于容纳图示电力转换装置的壳体的一部分和/或固定板等构成。

在功率半导体组件101的P端子104上，使用螺钉154连接P侧配线导体111的P侧配线导体端子114。并且，通过使电容器131的电容器端子134与P侧配线导体111连接，使得电容器端子134经由P侧配线导体111与功率半导体组件101的P端子104连接。

在功率半导体组件101的N端子102上，使用螺钉152连接N侧配线导体121的N侧配线导体端子112。并且，通过使电容器131的电容器端子132与N侧配线导体121连接，使得电容器端子132经由N侧配线导体121与功率半导体组件101的N端子102连接。

在功率半导体组件401的P端子404上，使用螺钉454连接P侧配线导体111的P侧配线导体端子414。并且，通过使电容器131的电容器端子134与P侧配线导体111连接，使得电容器端子134经由P侧配线导体111与功率半导体组件401的P端子404电连接。

在功率半导体组件401的N端子402上，使用螺钉452连接N侧配线导体121的N侧配线导体端子412。并且，通过使电容器131的电容器端子132与N侧配线导体121连接，使得电容器端子132经由N侧配线导体121与功率半导体组件401的N端子402电连接。

其中，P侧配线导体111与N侧配线导体121之间由绝缘体161绝缘。

另外，电力转换部100由冷却器106和设置在冷却器106的基座上的功率半导体组件101构成，电力转换部400由冷却器406和设置在冷却器406的基座上的功率半导体组件401构成。电力转换部100和400被并排设置在板状支承部件171上，在电力转换部100与电力转换部400之间的空间中配置电容器131。P侧配线导体111和N侧配线导体121均由平板状的金属导体板构成，隔着绝缘体161彼此层叠。而且，层叠的P侧配线导体111和N侧配线导体121以覆盖电容器131和配置有电容器131的电力转换部100和400之间的空间上的方式配置，如上所述地与功率半导体组件101、401和电容器131连接。

其中，如图1a所示，P、N侧配线导体(111、121)所处的自板状支承部件171的上表面起的高度，与功率半导体组件(101、102)的P、N端子(104、102、404、402)的高度大致相等。另外，电容器131的高度尺寸(除去端子132、134后的主体部分的高度)，设定得比各配线导体的高度低。因此，各配线导体将功率半导体组件间以大致最短距离连接。从而能够减小配线电感。

功率半导体组件101具有大致长方体的外形形状，沿大致矩形状的上表面的一边配置有P端子104和N端子102，在与该一边相对的边的大致中央配置有输出端子103。另外，功率半导体组件401也具有大致长方体的外形形状，沿大致矩形状的上表面的一边配置有P端子404和N端子402，在与该一边相对的边的大致中央配置有输出端子403。

电力转换部100、400以功率半导体组件101的配置有P、N端子的一边与功率半导体组件401的配置有P、N端子的一边相对、且平行的方式相对配置。

P侧配线导体111在大致矩形状的配线部的一边和与该边相对的边上，以位于配线部的对角线上的方式分别设置P侧导体端子114和414。另外，N侧配线导体121也在大致矩形状的配线部的一边和与该边相对的边，以位于配线部的对角线上的方式分别设置N侧导体端子112和412。P侧配线导体111的大致矩形的配线部与N侧配线导体121的大致矩形的配线部，以大致整个面重叠的方式隔着绝缘体161层叠在一起。

在P侧配线导体111的配线部中，设置有P侧配线导体端子114的边的长度和设置有P侧配线导体端子414的边的长度，分别与功率半导体组件101的配置有P、N端子的边的长度和功率半导体组件401的配置有P、N端子的边的长度大致相等。并且，在N侧配线导体121的配线部中，设置有N侧配线导体端子112的边的长度和设置有N侧配线端子412的边的长度，分别与功率半导体组件101的配置有P、N端子的边的长度和功率半导体组件401的配置有P、N端子的边的长度大致相等。而且，在P侧配线导体111的配线部中，设置有P侧配线导体端子114的边和设置有P侧配线导体端子414的边被配置成，分别与功率半导体组件101的配置有P、N端子的边和功率半导体组件401的配置有P、N端子的边彼此相邻且平行。并且，在N侧配线导体121的配线部中，设置有N侧配线导体端子112的边和设置有N侧配线端子412的边被配置成，分别与功率半导体组件101的配置有P、N端子的边和功率半导体组件401的配置有P、N端子的边彼此相邻且平行。从而，配置有电容器131的电力转换部100、400间的空间上的大致整个面被P侧配线导体111和N侧配线导体121覆盖。另外，P侧配线导体111和N侧配线导体121与功率半导体组件101、401之间的间隙较小。

另外，本实施例1中应用了相同形状且相同尺寸的功率半导体组件101、401，且使用了相同形状且相同尺寸的冷却器106、406。因此如图1a～c所示，本实施例1的电力转换装置具有关于电容器131左右对称的外观。

根据如上所述的结构，电容器131被配置在由电力转换部100的功率半导体组件101和冷却器106，电力转换部400的功率半导体组件401和冷却器406，P侧配线导体111和N侧配线导体121，以及板状支承部件171所围成的空间内。该空间实质上成为通风道，所以能够使充足的冷却风吹到电容器131上。因此，能够可靠地冷却电容器131。而且，配置有电容器131的电力转换部100、400间的空间上的大致整个面被P侧配线导体111和N侧配线导体121覆盖，并且P侧配线导体111和N侧配线导体121与功率半导体组件101、401之间的间隙较小，所以在通风道中流动的冷却风基本上不会在途中泄漏地穿过通风道。因此，电容器的冷却效率得到提高。

另外，在本实施例1中，冷却风以从通风道的两端的开口部中的一个开口部去往另一个开口部的方式在通风道内通过。并且，为了使该方向的冷却风通过冷却器106、406，冷却器106、406以冷却翅片的凹凸面在通风道的开口部一侧露出的方式配置。

另外，根据上述结构，通过在由冷却器和功率半导体组件构成的电力转换部100、400之间配置电容器，能够实现电力转换装置的小型化或高密度安装。而且，在这样的配置的基础上，功率半导体组件101、401之间由具有宽度比端子部大的平板状的配线部、且彼此层叠在一起的P、N侧配线导体所连接，所以电力转换装置的主电路电感减小。因此，能够抑制因功率半导体组件的高速、低损耗化而引起的浪涌电压(尖峰电压)的增加。

图2表示本实施例1的电力转换装置的电路结构。本实施例1中，功率半导体组件101、401中设置(容纳)有MOSFET。在一个功率半导体组件内串联连接有2个MOSFET，该串联连接电路的两端分别与P、N端子连接，串联连接点与输出端子(图示省略)连接。另外，也可以根据电流容量将MOSFET的并联连接电路串联连接2个。

不限于图2所示的MOSFET，也可以使用其它的半导体开关元件，例如以外置方式连接有续流二极管的MOSFET、IGBT等。

在此，对于电容器131而言，纹波电流引起的温度上升由式(1)给出。

Δt_n＝(I_n/I₀)²×Δt₀…(1)

式(1)中，Δt_n表示“温度上升”，I_n表示“纹波电流”，I₀表示“额定纹波电流”，Δt₀表示“I₀对应的温度上升”。

如式(1)所示，纹波电流相对于额定纹波电流变得越大，则温度上升变得越大。因此，越是使电容器131小型化导致额定纹波电流减小，则容许的纹波电流也变得越小，所以容易引起寿命变短。

而在本实施例1中，如上所述将电容器131配置在由电力转换部100、电力转换部400、P侧配线导体111和N侧配线导体121、以及板状支承部件171所构成的通风道内。使用该通风道沿P侧配线导体111和N侧配线导体121、板状支承部件171的主面输送冷却风。由此抑制电容器131的温度上升Δt_n，能够防止电容器的寿命变短。

图3a～c表示本实施例1的通风机构之一例。图3a、3b和3c分别是后视图、俯视图和主视图。

如图3a～c所示，在电力转换装置的正面一侧，在配置电容器131的通风道的两端的开口部中的一个开口部处设置有风扇182。由此能够高效地冷却电容器131。另外，在电力转换部100和400的正面一侧，风扇181、183被分别并排设置在风扇182的两侧。由此能够高效地冷却电力转换部100和400。

另外，风扇181、182、183可以用于向通风道内吸气，也可以用于从通风道排气。

图4a～c表示实施例1的变形例的电力转换装置的概略结构。图4a、4b和4c分别是后视图、俯视图和主视图。

如图4a～c所示，在电容器131的通风道内，沿电力转换部100、400的侧面，在电容器与电力转换部100和400之间分别设置有热屏蔽板172、173。利用热屏蔽板172、173屏蔽从冷却器去往电容器131的辐射热。由此，抑制辐射热导致的电容器131的温度上升，能够防止电容器131的寿命变短。

图5a～c表示本变形例的通风机构之一例。图5a、5b和5c分别是后视图、俯视图和主视图。

如图5a～c所示，本变形例也能够使用与实施例1(图3a～c)同样的通风机构，即能够使用风扇181、182和183。

其中，屏蔽板172、173由绝缘体或金属等构成。考虑到与周围的电气部件的干扰优选绝缘体，考虑到冷却性能优选金属。由于由金属构成，所以屏蔽板172、173吸收的热被通过通风道的冷却风高效地散热。

(实施例2)

图6a～b表示本发明实施例2的电力转换装置的概略结构。图6a和6b分别是后视图和俯视图。以下主要说明与实施例1的不同点。

如图6a～b所示，本电力转换装置包括功率半导体组件101、401，电容器131，P侧配线导体111，N侧配线导体121，上下臂配线导体123，配线导体间绝缘体161，功率半导体组件101的冷却器106，功率半导体组件401的冷却器406，以及板状支承部件171。

另外，电力转换部100由冷却器106和设置在冷却器106的基座上的功率组件101构成，电力转换部400由冷却器406和设置在冷却器406的基座上的功率组件401构成。

在此，功率半导体组件101、401如后所述，内置有一个MOSFET或一个MOSFET的并联连接电路，所以虽然具有P、N端子，但不具有输出端子。

在功率半导体组件101的P端子104上，使用螺钉154连接P侧配线导体111。另外，在功率半导体组件401的N端子402上，使用螺钉452连接N侧配线导体121。并且，通过使电容器131的电容器端子134与P侧配线导体111连接，使得电容器端子134经由P侧配线导体111与功率半导体组件101的P端子104电连接。另外，通过使电容器131的电容器端子132与N侧配线导体121连接，使得电容器端子132经由N侧配线导体121与功率半导体组件401的N端子402电连接。

上下臂配线导体123通过螺钉157与功率半导体组件101的源极端子107连接，并且通过螺钉457与功率半导体组件401的漏极端子407连接。由此，功率半导体组件101的源极端子107与功率半导体组件401的漏极端子经由上下臂配线导体123电连接，所以构成一组上下臂电路。

在电力转换部100、400之间，即在配置有电容器131的空间上，与实施例1的P侧配线导体111和N侧配线导体121同样地，本实施例2的P侧配线导体111、N侧配线导体121和上下臂配线导体123隔着绝缘体161彼此层叠在一起。

在本实施例2中，由电力转换部100的功率半导体组件101和冷却器106，电力转换部400的功率半导体组件401和冷却器406，P侧配线导体111、N侧配线导体121和上下臂配线导体123，以及板状支承部件171所围成的空间也成为通风道，所以能够高效地、可靠地冷却电容器131。另外，在本实施例2的电力转换装置中，也与实施例1(图3a～c)同样地可以设置风扇作为通风机构。

图7表示本实施例2的电力转换装置的电路结构。功率半导体组件101、401分别由1个MOSFET元件构成。另外，各功率半导体组件也可以根据其电流容量由1个MOSFET的并联连接电路构成。

图8a～b表示实施例2的变形例的电力转换装置的概略结构。图8a和8b分别是后视图和俯视图。

如图8a～b所示，本变形例与实施例1的变形例(图4a～c)同样，设置有热屏蔽板172、173。由此，能够抑制辐射热导致的电容器131的寿命变短。另外，与实施例1的变形例(图5a～c)同样，也可以设置风扇作为通风机构。

如实施例1、2所示，与功率半导体组件的端子的配置和电路结构无关地，通过在电力转换部之间配置电容器，并利用层叠配线导体将功率半导体组件间连接而形成通风道，能够抑制电容器的寿命变短，同时实现电力转换装置的高密度安装。

(实施例3)

图9a～c表示本发明实施例3的电力转换装置的概略结构。图9a、9b和9c分别是后视图、俯视图和主视图。以下主要说明与实施例1的不同点。

如图9a～c所示，本电力转换装置实质上是在图10b中的纵向上并排设置了3台实施例1(图1a～c)的电力转换装置。其中，冷却器和配线导体以及板状支承部件是共用的。由此，电力转换部100构成三相逆变器电路，电力转换部400构成三相换流器电路(例如PWM整流器)，电容器131、231、331构成直流支撑电路(平滑电容器部)。

其中，图9a～c中对共用部分以外的各部分，按每个与实施例1的结构对应的单位结构(一相份)改变标注的标记，与图1a～c的各部分对应的部分具有相同结构和功能。因此，本实施例3的电力转换装置包括功率半导体组件101、201、301、401、501、601，电容器131、231、331，P侧配线导体111(共用部)，P侧配线导体端子114、214、314、414、514、614，N侧配线导体121(共用部)，N侧配线导体端子122、222、322、422、522、622，功率半导体组件101、201、301的冷却器106(共用部)，功率半导体组件401、501、601的冷却器406(共用部)，以及板状支承部件171。

在本实施例3中，由电力转换部100的功率半导体组件101、201、301，功率半导体组件101、201、301的冷却器106，电力转换部400的功率半导体组件401、501、601，功率半导体组件401、501、601的冷却器406，P侧配线导体111，N侧配线导体121以及板状支承部件171所围成的空间也成为通风道，所以能够高效地、可靠地冷却电容器131、231、331。

图10a～c表示本实施例3的通风机构之一例。图10a、10b和10c分别是后视图、俯视图和主视图。

如图10a～c所示，本实施例3中也与实施例1(图3a～c)同样，能够设置风扇181、182、183作为通风机构。本实施例3中，虽然每个电容器离风扇182的距离不同，但是利用共用的冷却器106、406和P、N侧配线导体以及板状支承部件171形成一个风路，所以能减小通风道中形成的间隙，能够可靠地冷却各电容器。另外，风扇181、182、183的设置位置并不限定于图10a所示的位置，也可设置于通风道的电容器131一侧的开口部。

另外，本实施例3(图9a～c、10a～c)中也与实施例1的变形例(图4a～c、5a～c)同样，可以设置热屏蔽板。

图11表示本实施例3的电力转换装置的电路结构。本图中省略了电力转换部100(逆变器)的交流输出端子(103、203、303)和电力转换部400(换流器)的交流输入端子(403、503、603)。

如图11所示，一个功率半导体组件中串联连接有2个MOSFET元件，构成一相份的上下臂电路。3个功率半导体组件即三相份的上下臂电路并联连接，构成逆变器电路(电力转换部100)。另外，同样地构成换流器电路(电力转换部400)。其中，本实施例3中将3个电容器131、231、331并联连接，但并联数并不限定于3个，可以是任意的个数。另外，也可以将多个电容器串联连接。

另外，也可以替代换流器电路，使用由三相二极管桥式电路构成的二极管整流器。在这种情况下，作为电力转换部400的功率半导体组件，使用二极管组件。在该二极管组件中，设置与三相二极管桥式电路的一相份相当的二极管的串联连接电路。

(实施例4)

图12是表示本发明实施例4的电梯的概略结构的框图。

主吊索1301的两端分别连接有轿厢1302和对重1303。轿厢1302和对重1303由主吊索1301悬吊在未图示的井道内。主吊索1301卷绕在曳引机所具有的绳轮(sheave)上。当通过曳引机所具有的电动机1105使绳轮旋转时，主吊索被驱动，轿厢1302在井道内升降。

作为电动机1105使用感应电动机或永磁式同步电动机等交流电动机。电动机1105通过从电力转换装置1000供给的交流电力而被旋转驱动。

在电力转换装置1000中，换流器(PWM整流器)1001从三相交流电源1101经接触器1102和交流电抗器1103输入交流电力，将输入的交流电力转换为直流电力。进而，逆变器1002经平滑电容器1009输入换流器1001所输出的直流电力，将其转换为三相交流电力，向电动机1105输出。在此，作为电力转换装置1000，应用上述实施例3(图9a～c、10a～c)的电力转换装置。

另外，电梯控制装置1200包括转换器控制装置1203和检测装置1204。驱动电路1201和1202根据转换器控制装置1203所生成的控制信号而输出驱动信号，基于该驱动信号，构成换流器(PWM整流器)1001和逆变器1002的功率半导体组件的MOSFET进行开关动作。由此，来自三相交流电源1101的三相交流电力被转换为可变电压且可变频率的三相交流电力，电动机1105被可变速驱动。在此，检测装置1204监视轿厢1302、轿厢门1305和未图示的层站门的动作状态，当检测出它们的异常动作时，将异常检测信号发送到转换器控制装置1203。转换器控制装置1203根据接收到的异常检测信号控制电梯的动作。另外，检测装置1204根据异常动作的种类切断接触器1102，使电梯紧急停止。

其中，换流器(PWM整流器)1001和逆变器1002中，作为调制单元能够适当选择二相调制或三相调制。二相调制和三相调制中，换流器(PWM整流器1001)和逆变器1002的电力损耗量(功率损耗量)不同，所以换流器(PWM整流器1001)和逆变器1002的发热量不同。对此，转换器控制装置1203根据调制单元来相应地控制风扇1205a、1205b和1205c(分别相当于图10a～c的风扇183、182和181)的转速，从而能够有效地冷却换流器(PWM整流器)1001、逆变器1002和电容器1009。

根据本实施例4的电梯，通过应用实施例3的电力转换装置，能够抑制电力转换装置的电容器的寿命变短，所以能够防止电梯的故障。因此，电梯的可靠性得到提高。

(实施例5)

图13a～c表示本发明实施例5的电力转换装置的概略结构。图13a、13b和13c分别是后视图、俯视图和主视图。以下主要说明与实施例1的不同点。

本实施例5与实施例1不同，冷却风从冷却器106、406中的一个冷却器去往另一个冷却器，并穿过配置有电容器131的上述通风道。因此，冷却器106和406的冷却翅片的方向为相对于实施例1的方向旋转了90度的方向，翅片的凹凸部中的冷却风所通过的凹部，沿着从一个冷却器去往另一个冷却器的方向配置。因此，冷却翅片的凹凸部露出在与该方向正交的冷却器的外侧侧面上。并且，配置有电容器131的通风道的开口部被密封板184和185封闭。

由此，冷却风从一个电力转换部的冷却器通过电容器131，进而通过另一个电力转换部的冷却器，从另一个电力转换部的冷却器的外侧侧面排出到电力转换装置外。由此，能够高效地、可靠地冷却电容器131和功率半导体组件101、401。

其中，本实施例5中，作为通风机构在一个冷却器(图13a～c中为冷却器106)的外侧侧面设置有风扇181。由此，电容器131和功率半导体组件101、401的冷却效率得到提高。

(实施例6)

图14表示本发明实施例6的电力转换装置的概略结构。上图是与图1a同样的后视图，下图是表示上图的A部分的配线导体部的A部分立体图。

本实施例6中，从板状支承部件171的表面至电容器131的上表面的高度，高于从板状支承部件171的表面至功率半导体组件上表面的P、N端子的高度。另外，P、N侧配线导体111、112的配线部，具有从与功率半导体组件连接的连接部向电容器131的高度方向立起的侧面部(111a、121a)，该侧面部与位于电容器131上的矩形状的配线部相连。

由此，由电力转换部100的功率半导体组件101和冷却器106，电力转换部400的功率半导体组件401和冷却器406，包含侧面部(111a、121a)的P侧配线导体111和N侧配线导体121，以及板状支承部件171所围成的空间内成为通风道。而且，电容器131的相对于功率半导体组件的上表面突出的部分的周围被P、N侧配线导体111、121的侧面部111a、121a覆盖，所以P侧配线导体111和N侧配线导体121与功率半导体组件101、401之间的间隙变小，所以通风道中流动的冷却风基本上不会在途中漏出地穿过通风道。因此，能够高效地、可靠地冷却电容器131。

另外，本发明并不限定于上述的实施例1～6，也包括各种变形例。例如，上述的各实施例为了易于理解地说明本发明而进行了详细说明，但并不限定于必须具备说明过的全部结构。另外，能够对各实施例的结构的一部分追加、删除、置换其它的结构。

附图标记说明

100、400…电力转换部

101、201、301、401、501、601…功率半导体组件

102、202、302、402、502、602…N端子

103、203、303、403、503、603…输出端子

104、204、304、404、504、604…P端子

106、406…冷却器

107…源极端子

407…漏极端子

111…P侧配线导体

114、214、314、414、514、614…P侧配线导体端子

121…N侧配线导体

122、222、322、422、522、622…N侧配线导体端子

123…上下臂连接导体

131、231、331…电容器

132、134、232、234、332、334…电容器端子

152、154、157、252、254、352、354…螺钉

452、454、457、552、554、652、654…螺钉

161…绝缘体

171…板状支承部件

172、173…热屏蔽板

181、182、183…风扇

1000…电力转换装置

1001…换流器电路

1002…逆变器电路

1009…平滑电容器

1101…三相交流电源

1102…断路器

1103…交流电抗器

1105…电动机

1200…电梯控制装置

1201、1202…驱动电路

1203…转换器控制装置

1204…检测装置

1205a、1205b、1205c…风扇

1301…主吊索

1302…轿厢

1303…对重

1305…轿厢门。

Claims

1.一种电力转换装置，包括：

第一电力转换部，其包括第一冷却器和设置于所述第一冷却器的第一功率半导体组件；

第二电力转换部，其包括第二冷却器和设置于所述第二冷却器的第二功率半导体组件；

与所述第一功率半导体组件和所述第二功率半导体组件电连接的电容器；

用于将所述电容器连接至所述第一功率半导体组件和所述第二功率半导体组件的配线导体；和

支承所述第一电力转换部和所述第二电力转换部的支承部件，

所述电力转换装置的特征在于：

所述电容器位于所述第一电力转换部与所述第二电力转换部之间，

所述电容器位于由所述第一电力转换部、所述第二电力转换部、所述配线导体和所述支承部件所围成的空间，

所述配线导体包括将所述电容器连接至所述第一功率半导体组件和所述第二功率半导体组件各自的P端子的P侧配线导体，和将所述电容器连接至所述第一功率半导体组件和所述第二功率半导体组件各自的N端子的N侧配线导体，

所述P侧配线导体和所述N侧配线导体由平板状的金属导体板构成，隔着绝缘体彼此层叠，

层叠的所述P侧配线导体和所述N侧配线导体覆盖所述空间的整个顶面，使得所述空间构成通风道，

在所述第一电力转换部和所述第二电力转换部各自的正面一侧设置有第一风扇和第二风扇，

在所述电力转换装置的正面一侧，在所述通风道的两端的开口部中的一个开口部或另一个开口部设置有第三风扇，所述第一风扇和第二风扇在所述第三风扇的两侧与所述第三风扇并排设置。

2.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：

冷却风以从所述通风道的所述一个开口部去往所述另一个开口部的方式通过所述通风道。

3.如权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于：

包括位于所述第一冷却器与所述电容器之间的第一热屏蔽板，和位于所述第二冷却器与所述电容器之间的第二热屏蔽板。

4.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：

在所述第一功率半导体组件和所述第二功率半导体组件中分别设置有半导体开关元件。

5.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：

所述第一电力转换部包括设置于所述第一冷却器的第三功率半导体组件和第四功率半导体组件，

所述第二电力转换部包括设置于所述第二冷却器的第五功率半导体组件和第六功率半导体组件，

所述电容器与所述第三功率半导体组件、所述第四功率半导体组件、所述第五功率半导体组件和所述第六功率半导体组件电连接，

所述配线导体将所述电容器连接至所述第三功率半导体组件、所述第四功率半导体组件、所述第五功率半导体组件和所述第六功率半导体组件。

6.一种电梯，包括：

轿厢和对重；

在井道内悬吊所述轿厢和所述对重的主吊索；

驱动所述主吊索的曳引机；和

对所述曳引机的电动机供给电力的电力转换装置，

所述电梯的特征在于：

所述电力转换装置为权利要求5所述的电力转换装置。