DE102020116252A1 - Leistungswandlervorrichtung mit zwei gleichstromspannungsmodi sowie motorantriebsvorrichtung - Google Patents

Leistungswandlervorrichtung mit zwei gleichstromspannungsmodi sowie motorantriebsvorrichtung Download PDF

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Abstract

Eine Leistungswandlervorrichtung 1 umfasst eine Invertereinheit 11, die eine eingegebene Gleichspannung in eine Wechselspannung umwandelt und ausgibt; eine erste Kondensatorgruppe 12, deren Anode an die Anode der Gleichstromeingangsseite der Invertereinheit 11 angeschlossen ist; eine zweite Kondensatorgruppe 13, deren Kathode an die Kathode der Gleichstromeingangsseite der Invertereinheit 11 angeschlossen ist; einen ersten Klemmenabschnitt 14, der an die Anode der ersten Kondensatorgruppe 12 angeschlossen ist; einen zweiten Klemmenabschnitt 15, der an die Kathode der ersten Kondensatorgruppe 12 angeschlossen ist; einen dritten Klemmenabschnitt 16, der an die Anode der zweiten Kondensatorgruppe 13 angeschlossen ist; und einen vierten Klemmenabschnitt 17, der an die Kathode der zweiten Kondensatorgruppe 13 angeschlossen ist, wobei der Abstand zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 und der Abstand zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem vierten Klemmenabschnitt 17 im Wesentlichen gleich sind.

Description

  • Allgemeiner Stand der Technik
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leistungswandlervorrichtung mit zwei Gleichstromspannungsmodi und eine Motorantriebsvorrichtung.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Bei Motorantriebsvorrichtungen, die den Antrieb von Motoren in Werkzeugmaschinen, Schmiedepressen, Spritzgussmaschinen, Industriemaschinen oder verschiedenen Arten von Robotern steuern, wird eine von einer Wechselstromquelle eingegebene Wechselspannung durch einen Gleichrichter (einen Wandler) in eine Gleichspannung umgewandelt und an einen Gleichspannungszwischenkreis ausgegeben, und dann die Gleichspannung in dem Gleichspannungszwischenkreis durch einen Inverter in eine Wechselspannung umgewandelt und diese Wechselspannung als Antriebsspannung an die Motoren, die für jede Antriebsachse ausgebildet sind, geliefert. Der „Gleichspannungszwischenkreis“ bedeutet einen Kreisabschnitt, der den Gleichstromausgang des Gleichrichters und den Gleichstromeingang des Inverters elektrisch verbindet, und wird auch als „Gleichspannungszwischenkreiseinheit“, „Gleichstromzwischenkreis“,
    „Gleichstromzwischenkreiseinheit‟, Gleichstrom-Stromschiene" oder „Gleichstrom-Zwischenkreis‟ oder dergleichen bezeichnet.
  • In dem Gleichspannungszwischenkreis ist ein Kondensator mit der Funktion zur Unterdrückung des Pulsierens des Gleichstromausgangs des Gleichrichters und der Funktion zum Speichern der Gleichstromleistung ausgebildet. Ein solcher Kondensator wird auch als Glättungskondensator oder als Gleichspannungszwischenkreiskondensator bezeichnet. Je größer die Gleichstromleistung ist, die in dem Gleichspannungszwischenkreis gespeichert werden kann, desto mehr Antriebsleistung kann der Inverter den Motoren liefern, was den Freiheitsgrad der Motorsteuerung erhöht. Daher wird für den Kondensator, der in dem Gleichspannungszwischenkreis ausgebildet ist, ein einzelner Kondensator mit einer großen Kapazität verwendet, oder werden mehrere Kondensatoren in Parallelschaltung verwendet.
  • Ein Elektrolytkondensator, der häufig als Kondensator in einem Gleichspannungszwischenkreis verwendet wird, weist den Vorteil auf, dass er bei einem gleichen Volumen eine große Kapazität sicherstellen kann, doch besteht der Nachteil, dass die Durchschlagsfestigkeit gering ist. Damit der hohen Gleichspannung in dem Gleichspannungszwischenkreis widerstanden werden kann, kommt es daher vor, dass Kondensatorgruppen, in denen mehrere Kondensatoren seriell angeschlossen werden oder mehrere Kondensatoren parallel angeschlossen werden, in Reihe angeschlossen werden.
  • Zum Beispiel wird bei Motorantriebsvorrichtungen, die in Gebieten mit einer hohen Wechselspannung wie den USA oder Europa usw. verwendet werden, auch die Gleichspannung nach der Gleichrichtung durch den Gleichrichter, das heißt, die Gleichspannung, die an den Kondensator in dem Gleichspannungszwischenkreis angelegt wird, hoch (zum Beispiel 400 V). In einem solchen Fall wird häufig durch serielles Anschließen mehrerer Kondensatoren dafür gesorgt, dass die an die einzelnen Kondensatoren angelegte Spannung die Durchschlagsfestigkeit nicht übersteigt. Da andererseits bei Motorantriebsvorrichtungen, die in Gebieten mit einer niedrigen Wechselspannung verwendet werden, auch die Gleichspannung, die an den Kondensator in dem Gleichspannungszwischenkreis angelegt wird, niedrig wird (zum Beispiel 200 V), kommt es vor, dass die Durchschlagsfestigkeit des Kondensators nicht überstiegen wird. In einem solchen Fall ist es nicht nötig, mehrere Gleichspannungszwischenkreiskondensatoren seriell anzuschließen.
  • Da sich somit der Aufbau der Gleichstromeingangsseite (das heißt, des Gleichspannungszwischenkreises) in der benötigten Motorantriebsvorrichtung in Gebieten mit einer niedrigen Wechselspannung und in Gebieten mit einer hohen Wechselspannung unterscheidet, ist es nötig, individuell mehrere Arten von Invertern herzustellen. Daher besteht das Problem, dass die Komponentenanzahl hoch wird. Nun kann durch eine Vorgangsweise, wodurch bei der Herstellung einer Antriebsvorrichtung zwei Kondensatorgruppen aus mehreren parallel angeschlossenen Kondensatoren gebildet werden und für ein selektives Umstellen der Anschlussbeziehung der beiden Kondensatorgruppen unter Verwendung einer Umstelleinheit gesorgt wird, eine effiziente Herstellung einer Motorantriebsvorrichtung, die dem Gebiet, in das sie geliefert wird, entspricht, bei geringen Kosten ermöglicht werden. Zum Beispiel werden die beiden Kondensatorgruppen bei der Herstellung einer Motorantriebsvorrichtung, die in ein Gebiet mit einer hohen Wechselstromquellenspannung geliefert wird, unter Verwendung der Umstelleinheit seriell angeschlossen, und werden die beiden Kondensatorgruppen bei des Herstellung einer Motorantriebsvorrichtung, die in ein Gebiet mit einer niedrigen Wechselstromquellenspannung geliefert wird, unter Verwendung der Umstelleinheit parallel angeschlossen.
  • Beispielsweise ist wie in der Patentoffenlegungsschrift 2004-358543 beschrieben eine Stromquellenvorrichtung für ein Gerät, das einen Lichtbogen anwendet, bekannt, die dadurch gekennzeichnet ist, dass bei der durch ein Gleichstromerzeugungsmittel, das aus einem Eingangsgleichrichter, der einen an einer Eingangsklemme erhaltenen Wechselstrom gleichrichtet, einem ersten Inverter und einen zweiten Inverter, die an die Ausgangsseite des Eingangsgleichrichters angeschlossen sind, einem Hochfrequenztransformator, der jeweils an die jeweilige Ausgangsseite dieser Inverter angeschlossen ist, und einem Ausgangsgleichrichter, der an die Ausgangsseite dieses Hochfrequenztransformators angeschlossen ist, gebildet ist; und ein Umstellmittel, das die Gleichspannung der Eingangsseite der jeweiligen Inverter gemäß zwei Arten von Eingangsspannungssystemen umstellt, gebildeten Stromquellenvorrichtung für ein Gerät, das einen Lichtbogen anwendet, die Ausgangsklemme des Eingangsgleichrichters in dem an die Eingangsklemmen der Inverter angeschlossenen Bereich frei zwischen seriell und parallel umstellbar gestaltet ist und den Invertereingangsklemmen eine bestimmte Gleichspannung geliefert wird, und ein Spannungsausgleichssteuermittel bereitgestellt ist, das im Fall eines seriellen Anschlusses ein Ungleichgewicht der Spannungsverteilung zwischen der Eingangsklemmenspannung des ersten Inverters und der Eingangsklemmenspannung des zweiten Inverters unterdrückt.
  • Beispielsweise ist wie in der Patentoffenlegungsschrift Hei-5-38061 beschrieben eine Ladeschaltungsvorrichtung bekannt, die dadurch gekennzeichnet ist, dass bei der Ladeschaltungsvorrichtung, die eine Batterie unter Verwendung einer Stromquelle, die durch eine Eingangsstromquellenschaltung, deren Verdrahtungsmuster auf einer Leiterplatte gebildet ist, umgewandelt wurde, lädt, die Eingangsstromquellenschaltung auf dem Verdrahtungsmuster, bei dem Verdrahtungsabschnitte, die der Verdrahtung für eine Vollweg-Gleichrichterschaltung und der Verdrahtung für eine Halbweg-Gleichrichterschaltung gemeinsam sind, als Stege gebildet sind, durch Montieren von entsprechenden Komponenten zwischen bestimmten Stegen und von Brückenkomponenten zwischen Stegen ohne entsprechende Komponenten eine Vollweg-Gleichrichterschaltung oder eine Halbweg-Gleichrichterschaltung bildet.
  • Beispielsweise ist wie in der Gebrauchsmusteroffenlegungsschrift Hei-5-23795 beschrieben eine Stromquellenvorrichtung bekannt, wobei die Stromquellenvorrichtung vom Aufbau eines Inverters, die durch Umstellen der internen Verbindungen mit zwei Arten von Wechselstromquellen mit einer niedrigen Spannung und einer hohen Spannung als Eingangsstromquelle betrieben wird, eine Eingangsgleichrichter, der die Eingangsstromquelle gleichrichtet; einen ersten und einen zweiten Glättungskondensator, wovon jeweils ein Ende an die positive und an die negativen Ausgangsklemme des Eingangsglättungskondensators angeschlossen ist; einen Anschlussumsteller, der die anderen Enden der Glättungskondensatoren bei einer niedrigen Spannung der Eingangsstromquelle jeweils an die negative und an die positive Ausgangsklemme des Eingangsgleichrichters anschließt und die anderen Enden der Glättungskondensatoren bei einer hohen Spannung der Eingangsstromquelle direkt verbindet; zwei Schaltelemente für einen Inverter, die seriell zwischen der positiven und der negativen Ausgangsklemme des Gleichrichters angeschlossen sind und abwechselnd geschaltet werden; zwei Gleichstromtrenn- und Inverterstromquellenkondensatoren, die seriell zwischen der positiven und der negativen Ausgangsklemme des Gleichrichters angeschlossen sind; und einen Ausgangstransformator, dessen primäre Wicklung zwischen dem Anschlusspunkt der beiden Schaltelemente und dem Anschlusspunkt der beiden Gleichstromtrenn- und Inverterstromquellenkondensatoren ausgebildet ist und an dessen sekundäre Wicklung eine Last angeschlossen wird, umfasst.
  • Beispielsweise ist wie in der Patentoffenlegungsschrift 2005-243742 beschrieben eine Leiterplatte bekannt, die dadurch gekennzeichnet ist, dass mehrere Verdrahtungsabschnitte, die wenigstens ein Paar von gegenüberliegenden Elektroden, die einen Kondensator bilden, und an die Elektroden angeschlossene Klemmen umfassen, und eine Umstelleinheit, die den Anschluss zwischen den Klemmen dieser Verdrahtungsabschnitte selektiv umstellt, bereitgestellt sind, wobei durch ein selektives Verbinden zwischen Klemmen durch die Umstelleinheit eine bestimmte Kondensatorkapazität gebildet wird.
  • Beispielsweise ist wie in der Patentoffenlegungsschrift Hei-10-295081 beschrieben eine Spannungsteilerschaltung mit einem Kondensator-Reihenaufbau bekannt, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Kollektor eines NPN-Transistors über einen ersten Widerstand an die Anode eines ersten Kondensators angeschlossen ist, der Emitter des NPN-Transistors an die Kathode des ersten Kondensators angeschlossen ist, zwischen der Anode des ersten Kondensators und der Basis des NPN-Transistors ein zweiter Widerstand angeschlossen ist, der Kollektor eines PNP-Transistors über einen dritten Widerstand an die Kathode eines zweiten Kondensators angeschlossen ist, der Emitter des PNP-Transistors an die Anode des zweiten Kondensators angeschlossen ist, zwischen der Kathode des zweiten Kondensators und der Basis des PNP-Transistors ein vierter Widerstand angeschlossen ist, der Emitter des NPN-Transistors und der Emitter des PNP-Transistors verbunden sind, und die Basis des NPN-Transistors und die Basis des PNP-Transistors verbunden sind.
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Eine Umstellkomponente, die verwendet wird, um eine Motorantriebsvorrichtung individuell für eine Verwendung mit einer niedrigen Wechselstromquellenspannung und eine Verwendung mit einer hohen Wechselstromquellenspannung herzustellen und die Anschlussbeziehung von zwei Kondensatorgruppen aus mehreren parallel angeschlossenen Kondensatoren umzuschalten, wird aufgrund des Umstands, dass ein großer Strom fließt, häufig durch eine Sammelschiene gebildet. Eine Sammelschiene besteht aus einem Metall wie zum Beispiel Kupfer, Messing oder Aluminium oder dergleichen und wird durch eine Blechbearbeitung hergestellt. Doch bei einer Blechbearbeitung sind die Kosten für die Metallform hoch, was zu einem Anstieg der Herstellungskosten für die Motorantriebsvorrichtung führt. Und da es nötig ist, für jede aus der Verwendung mit der niedrigen Wechselstromquellenspannung und der Verwendung mit der hohen Wechselstromquellenspannung Umstellkomponenten vorzubereiten, muss bei der Herstellung ein Vorrat an verschiedenen Umstellkomponenten gewährleistet sein, wodurch die Verwaltung der Herstellung kompliziert wird. Daher werden eine Leistungswandlervorrichtung und eine Motorantriebsvorrichtung, die leicht herzustellen und billig sind und an eine Verwendung mit einer niedrigen Wechselstromquellenspannung und an eine Verwendung mit einer hohen Wechselstromquellenspannung angepasst werden können, gewünscht.
  • Nach einer Form der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Leistungswandlervorrichtung eine Invertereinheit, die eine eingegebene Gleichspannung in eine Wechselspannung umwandelt und ausgibt; eine erste Kondensatorgruppe, wobei die erste Kondensatorgruppe aus einem oder aus mehreren parallel angeschlossenen Kondensatoren besteht, wobei eine Anode der ersten Kondensatorgruppe elektrisch an eine Anode der Gleichstromeingangsseite der Invertereinheit angeschlossen ist; eine zweite Kondensatorgruppe, wobei die zweite Kondensatorgruppe aus einem oder aus mehreren parallel angeschlossenen Kondensatoren besteht, wobei eine Kathode der zweiten Kondensatorgruppe elektrisch an eine Kathode der Gleichstromeingangsseite der Invertereinheit angeschlossen ist; einen ersten Klemmenabschnitt, der elektrisch an die Anode der ersten Kondensatorgruppe angeschlossen ist; einen zweiten Klemmenabschnitt, der elektrisch an die Kathode der ersten Kondensatorgruppe angeschlossen ist; einen dritten Klemmenabschnitt, der elektrisch an die Anode der zweiten Kondensatorgruppe angeschlossen ist; und einen vierten Klemmenabschnitt, der elektrisch an die Kathode der zweiten Kondensatorgruppe angeschlossen ist, wobei der Abstand zwischen dem ersten Klemmenabschnitt und dem dritten Klemmenabschnitt und der Abstand zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt und dem vierten Klemmenabschnitt im Wesentlichen gleich sind.
  • Nach einer Form der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Motorantriebsvorrichtung einen Gleichrichter, der eine von einer Wechselstromquelle eingegebene Wechselstromleistung in eine Gleichspannung umwandelt und ausgibt; und die oben beschriebene Leistungswandlervorrichtung, die an den Gleichrichter angeschlossen ist und die von dem Gleichrichter eingegebene Gleichspannung in eine Wechselspannung zum Antrieb eines Motors umwandelt und ausgibt.
  • Figurenliste
  • Die vorliegende Erfindung wird durch Bezugnahme auf die nachstehenden beiliegenden Zeichnungen noch klarer verstanden werden.
    • 1A ist eine Ansicht, die eine Leistungswandlervorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, und ist eine Vorderansicht, die die Anordnung des ersten bis vierten Klemmenabschnitts in der Leistungswandlervorrichtung beispielhaft zeigt.
    • 1B ist eine Ansicht, die die Leistungswandlervorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, und ist ein Schaltbild der Leistungswandlervorrichtung.
    • 2A ist eine Schnittansicht, die den aus einem Steg an einer Durchgangsöffnung bestehenden ersten bis vierten Klemmenabschnitt beispielhaft zeigt.
    • 2B ist eine Vorderansicht, die den aus einem Steg an einer Durchgangsöffnung bestehenden ersten bis vierten Klemmenabschnitt beispielhaft zeigt.
    • 3A ist eine Ansicht, die die Leistungswandlervorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung im niedrigen Gleichspannungsmodus zeigt, und ist eine Vorderansicht, die ein Einrichtungsbeispiel für einen ersten elektrischen Leiter und einen zweiten elektrischen Leiter zeigt.
    • 3B ist ein Schaltbild der Leistungswandlervorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung im niedrigen Gleichspannungsmodus.
    • 4A ist eine Ansicht, die die Leistungswandlervorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung im hohen Gleichspannungsmodus zeigt, und ist eine Vorderansicht, die ein Einrichtungsbeispiel für einen dritten elektrischen Leiter zeigt.
    • 4B ist ein Schaltbild der Leistungswandlervorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung im hohen Gleichspannungsmodus.
    • 5 ist eine Ansicht, die ein beispielhaftes Aussehen der Leistungswandlervorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
    • 6 ist eine Ansicht, die eine Motorantriebsvorrichtung zeigt, die mit einer Leistungswandlervorrichtung nach der ersten bis vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung versehen ist.
    • 7A ist eine Ansicht, die eine Leistungswandlervorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, und ist eine Vorderansicht, die die Anordnung des ersten bis vierten Klemmenabschnitts in der Leistungswandlervorrichtung beispielhaft zeigt.
    • 7B ist ein Schaltbild der Leistungswandlervorrichtung nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 8A ist eine Vorderansicht, die ein Einrichtungsbeispiel für den ersten bis dritten elektrischen Leiter bei der Leistungswandlervorrichtung nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, und zeigt das Einrichtungsbeispiel für den ersten bis dritten elektrischen Leiter im niedrigen Gleichspannungsmodus.
    • 8B ist eine Vorderansicht, die ein Einrichtungsbeispiel für den ersten bis dritten elektrischen Leiter bei der Leistungswandlervorrichtung nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, und zeigt das Einrichtungsbeispiel für den ersten bis dritten elektrischen Leiter im hohen Gleichspannungsmodus.
    • 9A ist ein Schaltbild, das eine Leistungswandlervorrichtung nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, wobei die Leistungswandlervorrichtung bei nicht angeschlossenen elektrischen Leitern gezeigt ist.
    • 9B ist ein Schaltbild, das die Leistungswandlervorrichtung nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, wobei die Leistungswandlervorrichtung im niedrigen Gleichspannungsmodus gezeigt ist.
    • 9C ist ein Schaltbild, das die Leistungswandlervorrichtung nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, wobei die Leistungswandlervorrichtung im hohen Gleichspannungsmodus gezeigt ist.
    • 10 ist ein Schaltbild, das eine Leistungswandlervorrichtung nach einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
    • 11 ist ein Ablaufdiagramm, das die Prüfverarbeitung bei der Herstellung der Leistungswandlervorrichtung nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
    • 12 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Abwandlung der Prüfverarbeitung bei der Herstellung der Leistungswandlervorrichtung nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
  • Ausführliche Erklärung
  • Nachstehend werden die Leistungswandlervorrichtung mit zwei Gleichstromspannungsmodi und die Motorantriebsvorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt. Zur Erleichterung des Verständnisses ist der Maßstab dieser Zeichnungen willkürlich verändert. Die in den Zeichnungen gezeigten Formen stellen ein Beispiel für die Ausführung dar, doch besteht keine Beschränkung auf die dargestellten Ausführungsformen. Um die Erklärung einfach zu gestalten, kommt es vor, dass das „elektrische Verbinden/Anschließen“ der einzelnen Elemente einfach als „Verbinden/Anschließen“ bezeichnet wird.
  • 1A ist eine Ansicht, die eine Leistungswandlervorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, und ist eine Vorderansicht, die die Anordnung des ersten bis vierten Klemmenabschnitts in der Leistungswandlervorrichtung beispielhaft zeigt. 1B ist eine Ansicht, die die Leistungswandlervorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, und ist ein Schaltbild der Leistungswandlervorrichtung. Wenn im Folgenden Elemente in verschiedenen Zeichnungen mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, bedeutet dies, dass es sich um Aufbauelemente mit der gleichen Funktion handelt.
  • Die Leistungswandlervorrichtung 1 nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Invertereinheit 11, eine erste Kondensatorgruppe 12, eine zweite Kondensatorgruppe 13, einen ersten Klemmenabschnitt 14, zweite Klemmenabschnitte 15 und 15', dritte Klemmenabschnitte 16 und 16', einen vierten Klemmenabschnitt 17, einen ersten Widerstand 18 und einen zweiten Widerstand 19. Ferner umfasst die Leistungswandlervorrichtung 1 der Gleichstromeingangsseite eine Anodengleichstromklemme 41 und eine Kathodengleichstromklemme 42.
  • Die Invertereinheit 11 wandelt eine eingegebene Gleichspannung in eine Wechselspannung um und gibt diese aus. Das heißt, die Invertereinheit 11 wandelt eine zwischen der Anode und der Kathode der Gleichstromseite der Invertereinheit 11 angelegte Gleichspannung durch eine Ein/Aus-Steuerung von einzelnen Schaltelementen auf Basis von Schaltbefehlen von einer Invertersteuereinheit (nicht dargestellt) in eine Wechselspannung um und gibt diese Wechselspannung zwischen Klemmen der Wechselstromseite der Invertereinheit 11 aus. Außerdem kann die Invertereinheit 11 auch eine zwischen den Klemmen der Wechselstromseite der Invertereinheit 11 angelegte Wechselspannung durch eine Ein/Aus-Steuerung von einzelnen Schaltelementen auf Basis von Schaltbefehlen von der Invertersteuereinheit in eine Gleichspannung umwandeln und diese Gleichspannung zwischen der Anode und der Kathode der Gleichstromseite der Invertereinheit 11 ausgeben.
  • Die Invertersteuereinheit (nicht dargestellt) kann beispielsweise in Form eines Softwareprogramms aufgebaut werden oder durch eine Kombination aus verschiedenen elektronischen Schaltungen und einem Softwareprogramm aufgebaut werden. Wenn sie in Form eines Softwareprogramms aufbaut wird, können die Funktionen der oben beschriebenen einzelnen Einheiten durch Betreiben einer Rechenverarbeitungsvorrichtung wie etwa eines DSP oder einer FGPA oder dergleichen gemäß diesem Softwareprogramm umgesetzt werden. Oder die Invertersteuereinheit kann auch als integrierte Halbleiterschaltung, in die ein Softwareprogramm, das die Funktionen der einzelnen Einheiten umsetzt, geschrieben ist, ausgeführt werden. Die Invertersteuereinheit kann zum Beispiel auch in einer numerischen Steuervorrichtung einer Werkzeugmaschine ausgebildet werden.
  • Die Invertereinheit 11 besteht aus einem Brückenkreis aus Schaltelementen und daran antiparallel angeschlossenen Dioden. Wenn eine an die Wechselstromseite der Invertereinheit 11 angeschlossene Last ein dreiphasiges elektrisches Gerät ist, wird der Kreis zur Ausgabe eines dreiphasigen Wechselstroms als dreiphasiger Brückenkreis aufgebaut, und wenn sie ein einphasiges elektrisches Gerät ist, wird er zur Ausgabe eines einphasigen Wechselstroms als einphasiger Brückenkreis aufgebaut. Ein Beispiel für die Last, die an die Wechselstromseite der Invertereinheit 11 angeschlossen wird, ist etwa ein Motor. Beispiele für die Schaltelemente, die den Brückenkreis der Invertereinheit 11 bilden, sind etwa ein IGBT, ein GTO oder ein Transistor, doch stellt die Form der Schaltelemente selbst keine Beschränkung für die vorliegende Ausführungsform dar und kann es sich auch um andere Schaltelemente handeln.
  • An die Anode und die Kathode der Gleichstromseite der Invertereinheit 11 werden die erste Kondensatorgruppe 12 und die zweite Kondensatorgruppe 13 angeschlossen.
  • Die erste Kondensatorgruppe 12 besteht aus einem oder aus mehreren untereinander elektrisch parallel angeschlossenen Kondensatoren. Die Anode der ersten Kondensatorgruppe 12 wird elektrisch an die Anode der Gleichstromeingangsseite der Invertereinheit 11 angeschlossen.
  • Die zweite Kondensatorgruppe 13 besteht aus einem oder aus mehreren untereinander elektrisch parallel angeschlossenen Kondensatoren. Die Kathode der zweiten Kondensatorgruppe 13 wird elektrisch an die Kathode der Gleichstromeingangsseite der Invertereinheit 11 angeschlossen.
  • Die erste Kondensatorgruppe 12 und die zweite Kondensatorgruppe 13 weisen die Funktion zur Speicherung einer Gleichstromleistung, die für die Ausgabe einer Wechselspannung von der Invertereinheit 11 verwendet wird, und, falls an der Gleichstromseite der Leistungswandlervorrichtung 1 ein Gleichrichter (in 1A und in 1B nicht dargestellt) ausgebildet ist, die Funktion zur Unterdrückung des Pulsierens des Gleichstromausgangs des Gleichrichters auf. Die einzelnen Kondensatoren, die die erste Kondensatorgruppe 12 und die zweite Kondensatorgruppe 13 bilden, sind zum Beispiel Elektrolytkondensatoren, doch können sie als alternatives Beispiel auch Filmkondensatoren oder dergleichen sein.
  • Die Anzahl der Kondensatoren, die die erste Kondensatorgruppe 12 und die zweite Kondensatorgruppe 13 bilden, stellt keine wesentliche Beschränkung für die vorliegende Ausführungsform dar. In 1A und 1B ist als ein Beispiel ein Fall gezeigt, in dem die erste Kondensatorgruppe 12 und die zweite Kondensatorgruppe 13 jeweils durch paralleles Anschließen von vier Kondensatoren gebildet wird. Wenn die erste Kondensatorgruppe 12 und die zweite Kondensatorgruppe 13 jeweils aus einem Kondensator besteht, kann sie zum Beispiel aus einem einzelnen Kondensator mit einer großen Kapazität gebildet werden.
  • Der erste Widerstand 18 wird elektrisch parallel an die erste Kondensatorgruppe 12 angeschlossen, und ein Ende des ersten Widerstands 18 wird elektrisch an den später beschriebenen ersten Klemmenabschnitt 14 angeschlossen.
  • Der zweite Widerstand 19 wird elektrisch parallel an die zweite Kondensatorgruppe 13 angeschlossen, und ein Ende des zweiten Widerstands 19 wird elektrisch an den später beschriebenen vierten Klemmenabschnitt 17 angeschlossen.
  • Der erste Widerstand 18 und der zweite Widerstand 19 weisen eine Funktion als Spannungsteilerwiderstand zur Verhinderung, dass die in dem später beschriebenen hohen Gleichspannungsmodus an die erste Kondensatorgruppe 12 und die zweite Kondensatorgruppe 13 angelegte Spannung aus dem Gleichgewicht gerät, auf. Daher werden der Widerstandswert des ersten Widerstands 18 und der Widerstandswert des zweiten Widerstands 19 auf die gleiche Größe eingerichtet.
  • Ob die erste Kondensatorgruppe 12 und die zweite Kondensatorgruppe 13 bei der Herstellung der Leistungswandlervorrichtung 1 parallel angeschlossen werden oder seriell angeschlossen werden, wird durch die Beziehung zwischen der Durchschlagsfestigkeit der einzelnen Kondensatoren in der ersten Kondensatorgruppe 12 und der zweiten Kondensatorgruppe 13 und der Größe der Spannung des Gleichspannungszwischenkreises der Gleichstromeingangsseite der Leistungswanderschaltung 1 bestimmt. Wenn die Größe der Spannung des Gleichspannungszwischenkreises kleiner als die Durchschlagsfestigkeit pro einzelnem Kondensator ist, wird eine Leistungswandlervorrichtung 1 für den niedrigen Gleichspannungsmodus, in dem die erste Kondensatorgruppe 12 und die zweite Kondensatorgruppe 13 parallel angeschlossen werden, hergestellt. Wenn die Größe der Spannung des Gleichspannungszwischenkreises größer als die Durchschlagsfestigkeit pro einzelnem Kondensator ist, wird eine Leistungswandlervorrichtung 1 für den hohen Gleichspannungsmodus, in dem die erste Kondensatorgruppe 12 und die zweite Kondensatorgruppe 13 seriell angeschlossen werden, hergestellt. Durch selektives Umstellen der elektrischen Anschlussbeziehung zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14, den zweiten Klemmenabschnitten 15 und 15', den dritten Klemmenabschnitten 16 und 16' und dem vierten Klemmenabschnitt 17 kann individuell eine Leistungswandlervorrichtung 1 für den niedrigen Gleichspannungsmodus und eine Leistungswandlervorrichtung 1 für den hohen Gleichspannungsmodus hergestellt werden. Dadurch können viele Komponenten zwischen der Leistungswandlervorrichtung 1 für den niedrigen Gleichspannungsmodus und der Leistungswandlervorrichtung 1 für den hohen Gleichspannungsmodus standardisiert werden und können die Herstellungskosten und die Mühe für die Herstellung der Leistungswandlervorrichtung 14 verringert werden.
  • Der erste Klemmenabschnitt 14 wird elektrisch an die Anode der ersten Kondensatorgruppe 12 angeschlossen. Außerdem wird der erste Klemmenabschnitt 14 elektrisch an die Anodengleichstromklemme 41 zum Anschluss der Gleichstromseite der Leistungswandlervorrichtung 1 an eine externe Vorrichtung (zum Beispiel einen Gleichrichter) angeschlossen. Da die Anode der ersten Kondensatorgruppe 12 wie oben beschrieben elektrisch an die Anode der Gleichstromeingangsseite der Invertereinheit 11 angeschlossen wird, erreichen die Anodengleichstromklemme 41 und der erste Klemmenabschnitt 14 und die Anode der Gleichstromeingangsseite der Invertereinheit 11 das gleiche Potential.
  • Die zweiten Klemmenabschnitte 15 und 15' werden elektrisch an die Kathode der ersten Kondensatorgruppe 12 angeschlossen. Da die zweiten Klemmenabschnitte 15 und die zweiten Klemmenabschnitte 15' das gleiche Potential aufweisen, kann auch auf den zweiten Klemmenabschnitt 15' verzichtet werden und nur der zweite Klemmenabschnitt 15 ausgebildet werden.
  • Die dritten Klemmenabschnitte 16 und 16' werden elektrisch an die Anode der zweiten Kondensatorgruppe 13 angeschlossen. Da der dritte Klemmenabschnitt 16 und der dritte Klemmenabschnitt 16' das gleiche Potential aufweisen, kann auch auf den dritten Klemmenabschnitt 16' verzichtet werden und nur der dritte Klemmenabschnitt 16 ausgebildet werden.
  • Der vierte Klemmenabschnitt 17 wird elektrisch an die Kathode der zweiten Kondensatorgruppe 13 angeschlossen. Außerdem wird der vierte Klemmenabschnitt 17 elektrisch an die Kathodengleichstromklemme 42 zum Anschluss der Gleichstromseite der Leistungswandlervorrichtung 1 an eine externe Vorrichtung (zum Beispiel einen Gleichrichter) angeschlossen. Da die Kathode der zweiten Kondensatorgruppe 13 wie oben beschrieben elektrisch an die Kathode der Gleichstromeingangsseite der Invertereinheit 11 angeschlossen wird, erreichen die Kathodengleichstromklemme 42 und der vierte Klemmenabschnitt 17 und die Kathode der Gleichstromeingangsseite der Invertereinheit 11 das gleiche Potential.
  • 2A ist eine Schnittansicht, die den aus einem Steg an einer Durchgangsöffnung bestehenden ersten bis vierten Klemmenabschnitt beispielhaft zeigt. 2B ist eine Vorderansicht, die den aus einem Steg an einer Durchgangsöffnung bestehenden ersten bis vierten Klemmenabschnitt beispielhaft zeigt. Wie in 2A und 2B gezeigt ist, ist jede aus dem ersten Klemmenabschnitt 14, den zweiten Klemmenabschnitten 15 und 15', den dritten Klemmenabschnitten 16 und 16' und dem vierten Klemmenabschnitt 17 zum Beispiel als Steg an einer Durchgangsöffnung ausgebildet. Der Steg 51 ist ein Leitermuster, das zum physischen Anbringen und elektrischen Anschließen von Komponenten verwendet wird. Die Form der Öffnung des Stegs 51 stellt keine wesentliche Beschränkung für die vorliegende Ausführungsform dar, es kann sich wie in 2A und 2B beispielhaft gezeigt um eine runde Öffnung handeln oder auch um eine längliche Öffnung oder um eine eckige Öffnung handeln. Der erste Klemmenabschnitt 14, die zweiten Klemmenabschnitte 15 und 15', die dritten Klemmenabschnitte 16 und 16' und der vierte Klemmenabschnitt 17, die aus dem Steg 51 bestehen, werden auf einem isolierenden Substrat 50, das eine Leiterplatte oder eine Formplatte ist, ausgebildet.
  • Bei der ersten Ausführungsform sind wie in 1A gezeigt der Abstand zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem dritten Klemmenabschnitt 16, die auf dem Substrat 50 ausgebildet werden, und der Abstand zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem vierten Klemmenabschnitt 17 gleich. Diese beiden Abstände brauchen nicht genau gleich zu sein, sondern können in einem solchen Maße im Wesentlichen gleich sein, dass ein später besprochener erster elektrischer Leiter 21 und zweiter elektrischer Leiter 22, die mit der gleichen Länge ausgeführt werden, jeweils eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 und zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem vierten Klemmenabschnitt 17 vornehmen können. Die weiteren Abstände außer den oben angeführten Abständen zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 und zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem vierten Klemmenabschnitt 17, also zwischen den einzelnen Klemmen des ersten Klemmenabschnitts 14, des zweiten Klemmenabschnitts 15 und 15', des dritten Klemmenabschnitts 16 und 16' sowie des vierten Klemmenabschnitts 17 können bei ersten Ausführungsform beliebig festgelegt werden.
  • Bei dem isolierenden Substrat 50 können der erste Klemmenabschnitt 14 und der dritte Klemmenabschnitt 16 durch den ersten elektrischen Leiter 21 elektrisch verbunden werden und der zweite Klemmenabschnitt und der vierte Klemmenabschnitt 17 durch den zweiten elektrischen Leiter 22 elektrisch verbunden werden. Außerdem können bei dem isolierenden Substrat 50 der zweite Klemmenabschnitt 15' und der dritte Klemmenabschnitt 16' durch einen dritten elektrischen Leiter 23 elektrisch verbunden werden. Wenn auf den zweiten Klemmenabschnitt 16' und den dritten Klemmenabschnitt 16' verzichtet wird, können der zweite Klemmenabschnitt 15 und der dritte Klemmenabschnitt 16 durch den dritten elektrischen Leiter 23 elektrisch verbunden werden.
  • Der erste elektrische Leiter 21, der zweite elektrische Leiter 22 und der dritte elektrische Leiter 23 sind Umstellkomponenten, um die Anschlussbeziehung zwischen der ersten Kondensatorgruppe 12 und der zweiten Kondensatorgruppe 13 in der Leistungswandlervorrichtung 1 selektiv umzustellen. Jeder aus dem ersten elektrischen Leiter 21, dem zweiten elektrischen Leiter 22 und dem dritten elektrischen Leiter 23 ist beispielsweise eine Sammelschiene (bus bar), ein leitendes Kabel oder ein mit einem Isolierfilm versehenes leitendes Element, das an der Außenfläche von einem Isolierfilm bedeckt ist, oder dergleichen. Die Sammelschiene und das leitende Kabel sind Leiter zum Leiten von Strom mit einer großen Kapazität, und werden durch eine Blechbearbeitung eines Metalls wie etwa Kupfer, Messing oder Aluminium hergestellt. Auch bei dem mit einem Isolierfilm versehenen leitenden Element ist der Bereich des leitenden Elements ein Leiter zum Leiten von Strom mit einer großen Kapazität, der durch eine Blechbearbeitung eines Metalls wie etwa Kupfer, Messing oder Aluminium hergestellt wird. Besonders, wenn jeder aus dem ersten elektrischen Leiter 21, dem zweiten elektrischen Leiter 22 und dem dritten elektrischen Leiter 23 durch ein mit einem Isolierfilm versehenes leitendes Element gebildet wird, wird der Isolierfilm im Anschlußbereich dieses mit einem Isolierfilm versehenen leitenden Elements an die einzelnen Klemmenabschnitten abgelöst und liegt das leitende Element nach außen hin frei. Das leitende Kabel und das mit einem Isolierfilm versehene leitende Element können Elemente mit einer hohen Starrheit sein oder können auch Elemente sein, die über Biegsamkeit verfügen. Bei der nachstehenden Ausführungsform wird als ein Beispiel ein Fall erklärt, bei dem der erste elektrische Leiter 21, der zweite elektrische Leiter 22 und der dritte elektrische Leiter 23 durch eine Sammelschiene gebildet werden.
  • Da bei der ersten Ausführungsform der Abstand zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 und der Abstand zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem vierten Klemmenabschnitt 17 im Wesentlichen gleich sind, werden der erste elektrische Leiter 21 und der zweite elektrische Leiter 22 durch eine Blechbearbeitung unter Verwendung der gleichen Form so hergestellt, dass sie gleich lang werden. Daher genügt es nach der ersten Ausführungsform, wenn insgesamt zwei Arten von Umstellkomponenten, eine Art von Umstellkomponente für den ersten elektrischen Leiter 21 und den zweiten elektrischen Leiter 22 sowie eine Art von Umstellkomponente für den dritten elektrischen Leiter 23, durch eine Blechbearbeitung hergestellt werden. Da der erste elektrische Leiter 21 und der zweite elektrische Leiter 22 somit als gemeinsame Umstellkomponenten hergestellt werden können, können die Arten der Umstellkomponenten reduziert werden.
  • Durch Umstellen der elektrischen Anschlussbeziehung zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem dritten Klemmenabschnitt 16, zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem vierten Klemmenabschnitt 17, und zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15' und dem dritten Klemmenabschnitt 16' unter Verwendung des ersten elektrischen Leiters 21, des zweiten elektrischen Leiters 22 und des dritten elektrischen Leiters 23 kann die Anschlussbeziehung der ersten Kondensatorgruppe 12 und der zweiten Kondensatorgruppe 13 in der Leistungswandlervorrichtung 1 selektiv umgestellt werden. Wenn auf den zweiten Klemmenabschnitt 15' und den dritten Klemmenabschnitt 16' verzichtet wird, kann die Anschlussbeziehung der ersten Kondensatorgruppe 12 und der zweiten Kondensatorgruppe 13 in der Leistungswandlervorrichtung 1 durch Umstellen der elektrischen Anschlussbeziehung zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem dritten Klemmenabschnitt 16, zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem vierten Klemmenabschnitt 17, und zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 unter Verwendung des ersten elektrischen Leiters 21, des zweiten elektrischen Leiters 22 und des dritten elektrischen Leiters 23 selektiv umgestellt werden.
  • 3A ist eine Ansicht, die die Leistungswandlervorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung im niedrigen Gleichspannungsmodus zeigt, und ist eine Vorderansicht, die ein Einrichtungsbeispiel für einen ersten elektrischen Leiter und einen zweiten elektrischen Leiter zeigt. 3B ist ein Schaltbild der Leistungswandlervorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung im niedrigen Gleichspannungsmodus.
  • Bei der Leistungswandlervorrichtung 1, bei der eine Wechselstromquelle mit einer niedrigen Spannung an den an die Gleichstromseite angeschlossenen Gleichrichter (nicht dargestellt) angeschlossen wird, wird auch die Gleichspannungszwischenkreisspannung, die die in die Invertereinheit 11 eingegebene Gleichspannung ist, eine niedrige Spannung (z.B. 200 V). Wenn angenommen wird, dass die Leistungswandlervorrichtung 1 in einer Umgebung verwendet wird, in der die Größe der Gleichspannungszwischenkreisspannung größer als die Durchschlagsfestigkeit pro Kondensator ist, wird bei der Herstellung der Leistungswandlervorrichtung 1 ein wie in 3A und 3B gezeigter elektrischer Anschluss für den niedrigen Gleichspannungsmodus vorgenommen. Das heißt, in dem niedrigen Gleichspannungsmodus wird zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 eine elektrische Verbindung durch den ersten elektrischen Leiter 21 vorgenommen und zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem vierten Klemmenabschnitt 17 eine elektrische Verbindung durch den zweiten elektrischen Leiter 22 vorgenommen. Die elektrischen Leiter, die jeweils die Verbindung zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 sowie zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem vierten Klemmenabschnitt 17 vornehmen, wurden zur Bequemlichkeit mit „erster“ und „zweiter“ bezeichnet. Doch da der Abstand zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 und der Abstand zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem vierten Klemmenabschnitt 17 wie oben beschrieben im Wesentlichen gleich sind, sind der erste elektrische Leiter 21 und der zweite elektrischer Leiter 22 elektrische Leiter mit der gleichen Form.
  • Wie in 3B gezeigt ist, kommt es in dem niedrigen Gleichspannungsmodus durch die Vornahme einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 und die Vornahme einer elektrischen Verbindung zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem vierten Klemmenabschnitt 17 zu einem Zustand, in dem die erste Kondensatorgruppe 12 und die zweite Kondensatorgruppe 13 elektrisch parallel angeschlossen sind. Das heißt, bei der Leistungswandlervorrichtung 1 im niedrigen Gleichspannungsmodus wirken die parallel angeschlossenen acht Kondensatoren als Glättungskondensatoren (Gleichspannungskreiskondensatoren). Da die zwischen der Anodengleichstromklemme 41 und der Kathodengleichstromklemme 42 auftretende Gleichspannung an diese acht parallel angeschlossenen Kondensatoren angelegt wird, wirken der erste Widerstand 18 und der zweite Widerstand 19 nicht als Spannungsteilerwiderstand. Wenn die zwischen der Anodengleichstromklemme 41 und der Kathodengleichstromklemme 42 auftretende Gleichspannung zum Beispiel 200 V beträgt, werden an die einzelnen Kondensatoren der ersten Kondensatorgruppe 12 und der zweiten Kondensatorgruppe 13 jeweils 200 V angelegt.
  • 4A ist eine Vorderansicht, die ein Einrichtungsbeispiel für einen dritten elektrischen Leiter zeigt. 4B ist eine Ansicht, die die Leistungswandlervorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung im hohen Gleichspannungsmodus zeigt, und ist ein Schaltbild der Leistungswandlervorrichtung.
  • Bei der Leistungswandlervorrichtung 1, bei der eine Wechselstromquelle mit einer hohen Spannung an den an die Gleichstromseite angeschlossenen Gleichrichter (nicht dargestellt) angeschlossen wird, wird auch die Gleichspannungszwischenkreisspannung, die die in die Invertereinheit 11 eingegebene Gleichspannung ist, eine hohe Spannung (z.B. 400 V). Wenn angenommen wird, dass die Leistungswandlervorrichtung 1 in einer Umgebung verwendet wird, in der die Größe der Gleichspannungszwischenkreisspannung kleiner als die Durchschlagsfestigkeit pro Kondensator ist, wird bei der Herstellung der Leistungswandlervorrichtung 1 ein wie in 4A und 4B gezeigter elektrischer Anschluss für den hohen Gleichspannungsmodus vorgenommen. Das heißt, in dem hohen Gleichspannungsmodus wird zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15' und dem dritten Klemmenabschnitt 16' eine elektrische Verbindung durch den dritten elektrischen Leiter 23 vorgenommen. Wenn auf den zweiten Klemmenabschnitt 15' und den dritten Klemmenabschnitt 16' verzichtet wurde und nur der zweite Klemmenabschnitt 15 und der dritte Klemmenabschnitt 16 ausgebildet wurden, wird in dem hohen Gleichspannungsmodus durch den dritten elektrischen Leiter 23 eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 vorgenommen.
  • Wie in 4B gezeigt ist, kommt es in dem hohen Gleichspannungsmodus durch die Vornahme einer elektrischen Verbindung zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15' und dem dritten Klemmenabschnitt 16' durch den dritten elektrischen Leiter 23 zu einem Zustand, in dem die erste Kondensatorgruppe 12 und die zweite Kondensatorgruppe 13 seriell angeschlossen sind. Das heißt, bei der Leistungswandlervorrichtung 1 im hohen Gleichspannungsmodus wirken die erste Kondensatorgruppe 12 und die zweite Kondensatorgruppe 13, die untereinander seriell angeschlossen sind, als Glättungskondensatoren (Gleichspannungskreiskondensatoren). Wie oben beschrieben sind der erste Widerstand 18 und der zweite Widerstand 19, die den gleichen Widerstandswert aufweisen, jeweils parallel an die erste Kondensatorgruppe 12 und die zweite Kondensatorgruppe 13 angeschlossen. Daher erfährt die zwischen der Anodengleichstromklemme 41 und der Kathodengleichstromklemme 42 angelegte Spannung eine Spannungsteilung durch den ersten Widerstand 18 und den zweiten Widerstand 19 und wird an jede aus der ersten Kondensatorgruppe 12 und der zweiten Kondensatorgruppe 13 eine Spannung mit der gleichen Größe angelegt. Wenn die zwischen der Anodengleichstromklemme 41 und der Kathodengleichstromklemme 42 angelegte Spannung zum Beispiel 400 V beträgt, werden an jeden Kondensator der ersten Kondensatorgruppe 12 200 V angelegt und an jeden Kondensator der zweiten Kondensatorgruppe 13 200 V angelegt. Da die erste Kondensatorgruppe 12 und die zweite Kondensatorgruppe 13 somit nach dem in 4A und 4B gezeigten hohen Gleichspannungsmodus durch die Vornahme der elektrischen Verbindung zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15' (oder 15) und dem dritten Klemmenabschnitt 16' (oder 16) durch den dritten elektrischen Leiter 23 seriell angeschlossen werden, kann verglichen mit dem in 3A und 3B gezeigten niedrigen Gleichspannungsmodus der Eingabe einer höheren Gleichspannung entsprochen werden.
  • 5 ist eine Ansicht, die ein beispielhaftes Aussehen der Leistungswandlervorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
  • Wie in 5 beispielhaft gezeigt ist, sind auf einem isolierenden Substrat 50, das eine Seitenfläche eines Gehäuses der Leistungswandlervorrichtung 1 bildet, der erste Klemmenabschnitt 14, die zweiten Klemmenabschnitte 15 und 15', die dritten Klemmenabschnitte 16 und 16', der vierte Klemmenabschnitt 17, der erste Widerstand 18, der zweite Widerstand 19, die Anodengleichstromklemme 41 und die Kathodengleichstromklemme 42 ausgebildet. In 5 ist zur Erleichterung der Erklärung sowohl der durch Anschließen des ersten elektrischen Leiters 21 und des zweiten elektrischen Leiters 22 zustande kommende niedrige Gleichspannungsmodus als auch der durch Anschließen des dritten elektrischen Leiters 23 zustande kommende hohe Gleichspannungsmodus dargestellt, doch wird tatsächlich einer dieser Gleichspannungsmodi gewählt.
  • Wie oben erklärt wurde, wird nach der ersten Ausführungsform bei der Herstellung einer Leistungswandlervorrichtung 1 für den niedrigen Gleichspannungsmodus eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 durch den ersten elektrischen Leiter 21 vorgenommen und eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem vierten Klemmenabschnitt 17 durch den zweiten elektrischen Leiter 22 vorgenommen. Wie oben beschrieben sind der erste elektrische Leiter 21 und der zweite elektrische Leiter 22 Umstellkomponenten mit der gleichen Form. Bei der Herstellung einer Leistungswandlervorrichtung 1 für den hohen Gleichspannungsmodus wird eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15' und dem dritten Klemmenabschnitt 16' durch den dritten elektrischen Leiter 23 vorgenommen. Auf diese Weise kann die Anschlussbeziehung zwischen der ersten Kondensatorgruppe 12 und der zweiten Kondensatorgruppe 13 durch Umstellen der elektrischen Anschlussbeziehung zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 und dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem zweiten Klemmenabschnitt 15' und dem dritten Klemmenabschnitt 16' unter Verwendung des ersten elektrischen Leiters 21, des zweiten elektrischen Leiters 22 und des dritten elektrischen Leiters 23 selektiv umgestellt werden.
  • 6 ist eine Ansicht, die eine Motorantriebsvorrichtung zeigt, die mit einer Leistungswandlervorrichtung nach der ersten bis vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung versehen ist. In 6 sind zur Vereinfachung der Erklärung dreiphasige Verdrahtungen in Bezug auf eine Wechselstromquelle 3 und einen Motor 4 wie üblich durch eine Kombination aus einer Leitung (-) und drei Schrägstrichen (///) dargestellt.
  • Durch Ausbilden der Leistungswandlervorrichtung nach der oben beschriebenen ersten Ausführungsform oder der nachstehend beschriebenen zweiten oder dritten Ausführungsform in einer Motorantriebsvorrichtung 100 kann eine Motorantriebsvorrichtung 100, wodurch sowohl einer niedrigen Wechselstromquellenspannung als auch einer hohen Wechselstromquellenspannung entsprochen werden kann, leicht und bei geringen Kosten hergestellt werden. Hier wird ein Fall erklärt, bei dem in der Motorantriebsvorrichtung 100 die Leistungswandlervorrichtung 1 nach der oben beschriebenen ersten Ausführungsform ausgebildet wurde, doch gilt die gleiche Erklärung auch für den Fall der Ausbildung einer Leistungswandlervorrichtung nach der nachstehend besprochenen zweiten oder dritten Ausführungsform.
  • Die Motorantriebsvorrichtung 100 umfasst einen Gleichrichter 2 und die Leistungswandlervorrichtung 1 mit der Invertereinheit 11.
  • Die Wechselstromquelle 3 ist an die Wechselstromseite des Gleichrichters 2 angeschlossen. Die Phasenanzahl der Wechselstromquelle 3 stellt keine wesentliche Beschränkung für die vorliegenden Ausführungsform dar, und sie kann zum Beispiel dreiphasig sein oder auch einphasig sein. Bei dem dargestellten Beispiel wird angenommen, dass die Wechselstromquelle 3 dreiphasig ist. Um Beispiele für die Wechselstromquelle 3 zu geben, gibt es etwa eine dreiphasige Wechselstromquelle von 400 V, eine dreiphasige Wechselstromquelle von 200 V, eine dreiphasige Wechselstromquelle von 600 V oder eine einphasige Wechselstromquelle von 100 V usw.
  • An die Gleichstromseite des Gleichrichters 2 werden die Anodengleichstromklemme 41 und die Kathodengleichstromklemme 42 der Leistungswandlervorrichtung 1 angeschlossen. Bei der Leistungswandlervorrichtung 1, die die Anodengleichstromklemme 41 und die Kathodengleichstromklemme 42 als Gleichstromeingangsklemmen einsetzt, kann die Anschlussbeziehung der ersten Kondensatorgruppe 12 und der zweiten Kondensatorgruppe 13 selektiv umgestellt werden. Diese erste Kondensatorgruppe 12 und zweite Kondensatorgruppe 13 unterdrücken das Pulsieren der von dem Gleichrichter 2 ausgegebenen Gleichspannung und speichern eine Gleichstromleistung für die Ausgabe einer Wechselspannung durch die Invertereinheit 11. Sie wirken als sogenannte Gleichspannungszwischenkreiskondensatoren.
  • Der Gleichrichter 2 wandelt die von der Wechselstromquelle 3 eingegebene Wechselspannung in eine Gleichspannung um und gibt sie aus. Als Beispiele für den Gleichrichter 2 gibt es etwa eine Diodengleichrichterschaltung, eine Gleichrichterschaltung mit einem Leitungswinkel von 120 Grad oder einen PWM-Wandler, der im Inneren mit Schaltelementen versehen ist. Bei dem Beispiel, das in 6 gezeigt ist, ist die Wechselstromquelle 3 dreiphasig und wird der Gleichrichter 2 daher als dreiphasiger Brückenkreis aufgebaut. Wenn die Wechselstromquelle 3 einphasig ist, wird der Gleichrichter 2 als einphasiger Brückenkreis aufgebaut. Wenn der Gleichrichter 2 eine Gleichrichterschaltung mit einem Leitungswinkel von 120 Grad oder ein PWM-Wandler ist, nimmt der Gleichrichter 2 nicht nur eine Umwandlung der von der Wechselstromquelle 3 eingegebenen Wechselspannung in eine Gleichspannung und deren Ausgabe vor, sondern wandelt er bei einer Stromquellenregeneration auch eine von der Gleichstromseite eingegebene Gleichspannung in eine Wechselspannung um und gibt diese an die Wechselstromquelle 3 aus. Wenn der Gleichrichter 2 ein PWM-Wandler ist, besteht er aus einem Brückenkreis aus Schaltelementen und daran antiparallel angeschlossenen Dioden. In diesem Fall gibt es als Beispiele für die Schaltelemente etwa einen FET, einen IGBT, einen Thyristor, einen GTO, eine SiC oder einen Transistor, doch stellt die Art der Schaltelemente selbst keine Beschränkung für die vorliegenden Ausführungsform dar und kann es sich auch um andere Schaltelemente handeln. An der Wechselstromeingangsseite des Gleichrichters 2 sind eine Wechselstromdrossel und ein Wechselstromleistungsfilter ausgebildet, doch sind sie hier nicht dargestellt.
  • An die Wechselstromseite der Leistungswandlervorrichtung 1 mit der Invertereinheit 11 ist der Motor 4 angeschlossen. Bei der vorliegenden Ausführungsform bestehen für die Art des Motors 4 keine wesentlichen Beschränkungen und kann er beispielsweise ein Induktionsmotor oder auch ein Synchronmotor sein. Die Phasenanzahl des Motors 4 stellt keine wesentliche Beschränkung für die vorliegende Ausführungsform dar, und er kann beispielweise dreiphasig oder auch einphasig sein. Bei dem dargestellten Beispiel wird angenommen, dass der Motor 4 dreiphasig ist. Beispiele für die Maschine, in der der Motor 4 ausgebildet ist, umfassen etwa eine Werkzeugmaschine, einen Roboter, eine Schmiedepresse, eine Spritzgussmaschine, eine Industriemaschine, verschiedene Arten von Elektrogeräten, Bahnen, Kraftfahrzeuge, Flugzeuge, oder dergleichen.
  • Die Leistungswandlervorrichtung 1 wandelt die von dem Gleichrichter 2 über die Anodengleichstromklemme 41 und die Kathodengleichstromklemme 42 eingegebene Gleichspannung in eine Wechselspannung zum Antrieb des Motors 4 um und gibt sie zwischen den Klemmen der Wechselstromseite aus. Die Verarbeitung zur Umwandlung der Gleichspannung in eine Wechselspannung wird durch die Invertereinheit 11 in der Leistungswandlervorrichtung 1 vorgenommen. Die Invertereinheit 11 wird so wie eine allgemeine Motorantriebsvorrichtung durch die oben beschriebene Invertersteuereinheit (nicht dargestellt) gesteuert. Das heißt, die Invertersteuereinheit 11 erzeugt auf Basis der durch einen Geschwindigkeitssensor erfassten tatsächlichen Geschwindigkeit des Motors 4 (einer Geschwindigkeitsrückmeldung), des in den Spulen des Motors 4 fließenden Stroms (einer Stromrückmeldung), eines bestimmten Drehmomentbefehls, eines Betriebsprogramms für den Motor 4 und dergleichen zum Beispiel gemäß einem PWM-Steuerverfahren einen Spannungsbefehl, um die Geschwindigkeit, das Drehmoment, oder die Position des Rotors des Motors 4 zu steuern. Der Spannungsumwandlungsbetrieb der Invertereinheit 11 wird auf Basis des durch die Invertersteuereinheit erzeugten Spannungsbefehls gesteuert und als Folge der Betrieb des Motors 4 gesteuert. Die Invertersteuereinheit kann die oben beschriebenen Funktionen zum Beispiel durch Betreiben einer Rechenverarbeitungsvorrichtung wie etwa eines DSP oder einer FGPA oder dergleichen, die in der Motorantriebsvorrichtung 100 vorhanden ist, umsetzen.
  • In der Leistungswandlervorrichtung 1 wird der niedrige Gleichspannungsmodus durch paralleles Anschließen der ersten Kondensatorgruppe 12 und der zweiten Kondensatorgruppe 13 unter Verwendung des ersten elektrischen Leiters 21 und des zweiten elektrischen Leiters 22 ausgeführt und der hohe Gleichspannungsmodus durch serielles Anschließen der ersten Kondensatorgruppe 12 und der zweiten Kondensatorgruppe 13 unter Verwendung des dritten elektrischen Leiters 23 ausgeführt. Daher ist es durch Ausbilden der Leistungswandlervorrichtung 1 in der Motorantriebsvorrichtung 100 möglich, eine Motorantriebsvorrichtung 100, wodurch sowohl einer niedrigen Wechselstromquellenspannung als auch einer hohen Wechselstromquellenspannung entsprochen werden kann, leicht und bei geringen Kosten herzustellen.
  • Anschließend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erklärt. 7A ist eine Ansicht, die eine Leistungswandlervorrichtung nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, und ist eine Vorderansicht, die die Anordnung des ersten bis vierten Klemmenabschnitts in der Leistungswandlervorrichtung beispielhaft zeigt. 7B ist ein Schaltbild der Leistungswandlervorrichtung nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Was die zweite Ausführungsform betrifft, ist bei der ersten Ausführungsform zudem der Abstand zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem dritten Klemmenabschnitt so gestaltet, dass er dem Abstand zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 und dem Abstand zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem vierten Klemmenabschnitt 17 im Wesentlichen gleich ist.
  • Das heißt, bei der Leistungswandlervorrichtung 1 nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sind der Abstand zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem dritten Klemmenabschnitt 16, der Abstand zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem vierten Klemmenabschnitt 17 und der Abstand zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 so gestaltet, dass sie gleich werden. Diese drei Abstände brauchen nicht genau gleich zu sein, sondern können in einem solchen Maße im Wesentlichen gleich sein, dass der erste elektrische Leiter 21, der zweite elektrische Leiter 22 und der dritte elektrische Leiter 23, die mit der gleichen Länge ausgeführt werden, jeweils eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem dritten Klemmenabschnitt 16, zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem vierten Klemmenabschnitt 17 und zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 vornehmen können.
  • Die weiteren Abstände außer den oben angeführten Abständen „zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem dritten Klemmenabschnitt 16, zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem vierten Klemmenabschnitt 17 und zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem dritten Klemmenabschnitt 16“, also zwischen den einzelnen Klemmen des ersten Klemmenabschnitts 14, des zweiten Klemmenabschnitts 15 und 15', des dritten Klemmenabschnitts 16 und 16' sowie des vierten Klemmenabschnitts 17 können beliebig festgelegt werden.
  • Da der Abstand zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem dritten Klemmenabschnitt 16, der Abstand zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem vierten Klemmenabschnitt 17 und der Abstand zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem dritten Klemmenabschnitt bei der zweiten Ausführungsform im Wesentlichen gleich sind, werden der erste elektrische Leiter 21, der zweite elektrische Leiter 22 und der dritte elektrische Leiter 23 durch eine Blechbearbeitung unter Verwendung der gleichen Form so hergestellt, dass sie gleich lang werden. Da der erste elektrische Leiter 21, der zweite elektrische Leiter 22 und der dritte elektrische Leiter 23 daher nach der zweiten Ausführungsform als gemeinsame Umschaltkomponente hergestellt werden können, ist eine noch weitere Verringerung der Umschaltkomponentenarten als durch die erste Ausführungsform möglich.
  • Wie oben erklärt wurde, kann die Anschlussbeziehung zwischen der ersten Kondensatorgruppe 12 und der zweiten Kondensatorgruppe 13 in der Leistungswandlervorrichtung 1 nach der zweiten Ausführungsform durch Umstellen der elektrischen Anschlussbeziehung zwischen dem ersten Klemmenabschnitts 14 und dem dritten Klemmenabschnitt 16, dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 unter Verwendung des ersten elektrischen Leiters 21, des zweiten elektrischen Leiters 22 und des dritten elektrischen Leiters, die durch den gleichen Blechbearbeitungsprozess hergestellt werden, selektiv umgestellt werden.
  • Abgesehen von den oben beschriebenen Umständen, die die Abstände zwischen den einzelnen Klemmen betreffen, sind die jeweiligen Aufbauten der Invertereinheit 11, der ersten Kondensatorgruppe 12, der zweiten Kondensatorgruppe 13, des ersten elektrischen Leiters 21, des zweiten elektrischen Leiters 22 und des dritten elektrischen Leiters 23 sowie die jeweiligen Anschlussbeziehungen dazwischen jenen bei der ersten Ausführungsform gleich.
  • 8A ist eine Vorderansicht, die ein Einrichtungsbeispiel für den ersten bis dritten elektrischen Leiter bei der Leistungswandlervorrichtung nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, und zeigt das Einrichtungsbeispiel für den ersten bis dritten elektrischen Leiter im niedrigen Gleichspannungsmodus. 8B ist eine Vorderansicht, die ein Einrichtungsbeispiel für den ersten bis dritten elektrischen Leiter bei der Leistungswandlervorrichtung nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, und zeigt das Einrichtungsbeispiel für den ersten bis dritten elektrischen Leiter im hohen Gleichspannungsmodus.
  • Wenn eine Leistungswandlervorrichtung 1 für den niedrigen Gleichspannungsmodus hergestellt wird, wird wie in 8A gezeigt zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 eine elektrische Verbindung durch den ersten elektrischen Leiter 21 vorgenommen und zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem vierten Klemmenabschnitt 17 eine elektrische Verbindung durch den zweiten elektrischen Leiter 22 vorgenommen. Dadurch werden die in 7B gezeigte erste Kondensatorgruppe 12 und zweite Kondensatorgruppe 13 parallel angeschlossen.
  • Wenn eine Leistungswandlervorrichtung 1 für den hohen Gleichspannungsmodus hergestellt wird, wird wie in 8B gezeigt zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 eine elektrische Verbindung durch den dritten elektrischen Leiter 23 vorgenommen. Dadurch werden die in 7B gezeigte erste Kondensatorgruppe 12 und zweite Kondensatorgruppe 13 seriell angeschlossen.
  • Da somit bei der zweiten Ausführungsform der Abstand zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem dritten Klemmenabschnitt, der Abstand zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem vierten Klemmenabschnitt 17 und der Abstand zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 im Wesentlichen gleich sind, können für die Verbindungen zwischen diesen Klemmen Umstellkomponenten aus elektrischen Leitern mit der gleichen Form (das heißt, der erste elektrische Leiter 21, der zweite elektrische Leiter 22 und der dritte elektrische Leiter 23) verwendet werden.
  • Anschließend wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erklärt. 9A ist ein Schaltbild, das eine Leistungswandlervorrichtung nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, wobei die Leistungswandlervorrichtung bei nicht angeschlossenen elektrischen Leitern gezeigt ist. 9B ist ein Schaltbild, das die Leistungswandlervorrichtung nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, wobei die Leistungswandlervorrichtung im niedrigen Gleichspannungsmodus gezeigt ist. 9C ist ein Schaltbild, das die Leistungswandlervorrichtung nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, wobei die Leistungswandlervorrichtung im hohen Gleichspannungsmodus gezeigt ist.
  • Was die dritte Ausführungsform betrifft, sind der erste Widerstand 18 und der zweite Widerstand 19 bei der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform bei der Leistungswandlervorrichtung 1 für den niedrigen Gleichspannungsmodus nicht eingerichtet und werden sie bei der Leistungswandlervorrichtung 1 für den hohen Gleichspannungsmodus angebracht.
  • Wie oben beschrieben weisen der erste Widerstand 18 und der zweite Widerstand 19 die Funktion als Spannungsteilerwiderstände auf, um zu verhindern, dass die jeweils an die im hohen Gleichspannungsmodus seriell angeschlossene erste Kondensatorgruppe 12 und zweite Kondensatorgruppe 13 angelegte Spannung aus dem Gleichgewicht gerät. Da andererseits die Spannung, die an die erste Kondensatorgruppe 12 angelegt wird, und die Spannung, die an die zweite Kondensatorgruppe 13 angelegt wird, im niedrigen Spannungsmodus gleich groß werden, da die erste Kondensatorgruppe 12 und die zweite Kondensatorgruppe 13 parallel angeschlossen werden, wirken der erste Widerstand 18 und der zweite Widerstand 19 nicht als Spannungsteilerwiderstand. Nun wird bei der dritten Ausführungsform bei der Herstellung einer Leistungswandlervorrichtung 1 für den niedrigen Gleichspannungsmodus auf die Einrichtung des ersten Widerstands 18 und des zweiten Widerstands 19 verzichtet, und werden der erste Widerstand 18 und der zweite Widerstand bei der Herstellung einer Leistungswandlervorrichtung 1 für den hohen Spannungsmodus angebracht. Im Allgemeinen werden auf dem isolierenden Substrat Stege für den Anschluss des ersten Widerstands 18 und des zweiten Widerstands 19 ausgebildet, doch werden diese aufgrund der Nichteinrichtung des ersten Widerstands 18 und des zweiten Widerstands 19 im niedrigen Gleichspannungsmodus leeren Stege bei der dritten Ausführungsform wirksam als erster Klemmenabschnitt 14 und vierter Klemmenabschnitt 17 benutzt.
  • Wie in 9A gezeigt ist, wird der erste Widerstands 18 durch Anschließen eines Endes davon an den ersten Klemmenabschnitt 14 parallel an die erste Kondensatorgruppe 12 angeschlossen. Der zweite Widerstand 19 wird durch Anschließen eines Endes davon an den vierten Klemmenabschnitt 17 parallel an die zweite Kondensatorgruppe 13 angeschlossen.
  • Wenn eine Leistungswandlervorrichtung 1 für den niedrigen Gleichspannungsmodus hergestellt wird, werden der erste Widerstand 18 und der zweite Widerstand 19 wie in 9B gezeigt nicht eingerichtet. Zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14, der durch die Nichteinrichtung ein leerer Steg ist, und dem dritten Klemmenabschnitt 16 wird eine elektrische Verbindung durch den ersten elektrischen Leiter 21 hergestellt. Zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem vierten Klemmenabschnitt 17, der durch die Nichteinrichtung ein leerer Steg ist, wird eine elektrische Verbindung durch den zweiten elektrischen Leiter 22 hergestellt. Dadurch werden die in 9B gezeigte erste Kondensatorgruppe 12 und zweite Kondensatorgruppe 13 parallel angeschlossen.
  • Wenn eine Leistungswandlervorrichtung 1 für den hohen Gleichspannungsmodus hergestellt wird, wird der erste Widerstand 18 durch Anschließen eines Endes davon an den ersten Klemmenabschnitt 14 parallel zu der ersten Kondensatoreinheit 12 angebracht. Der zweite Widerstand 19 wird durch Anschließen eines Endes davon an den vierten Klemmenabschnitt 17 parallel zu der zweiten Kondensatoreinheit 13 angebracht. Zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 wird eine elektrische Verbindung durch den dritten elektrischen Leiter 23 hergestellt. Dadurch werden die in 9B gezeigte erste Kondensatorgruppe 12 und zweite Kondensatorgruppe 13 seriell angeschlossen.
  • Bei der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform war es nötig, für jedes aus den beiden Verbindungsstellen für den ersten Widerstand 18, den beiden Verbindungsstellen für den zweiten Widerstand 19, dem ersten Klemmenabschnitt 14, dem zweiten Klemmenabschnitt 15 (oder 15'), dem dritten Klemmenabschnitt 16 (oder 16') und dem vierten Klemmenabschnitt 17 einen Steg auf dem isolierenden Substrat auszubilden. Im Gegensatz dazu können bei der dritten Ausführungsform eine der beiden Verbindungsstellen für den ersten Widerstand 18 und der erste Klemmenabschnitt 14 gemeinsam benutzt werden und eine der beiden Verbindungsstellen für den zweiten Widerstand 19 und der vierte Klemmenabschnitt 17 gemeinsam benutzt werden und kann daher die Fläche, die die auf dem isolierenden Substrat eingerichteten Komponenten belegen, reduziert werden. Der Abstand zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 und der Abstand zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem vierten Klemmenabschnitt 17 können so wie im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform erklärt gleich sein, oder der Abstand zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem dritten Klemmenabschnitt 16, der Abstand zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem vierten Klemmenabschnitt 17 und der Abstand zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 können so wie im Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsform erklärt gleich sein.
  • Bei den Leistungswandlervorrichtungen 1 nach der wie oben erklärten ersten bis dritten Ausführungsform wird die Einrichtung der Anschlussbeziehung zwischen der ersten Kondensatorgruppe 12 und der zweiten Kondensatorgruppe 13 unter Verwendung des ersten elektrischen Leiters 21, des zweiten elektrischen Leiters 22 und des dritten elektrischen Leiters 23 zur Zeit der Herstellung der Leistungswandlervorrichtung 1 (oder zur Zeit der Herstellung der Motorantriebsvorrichtung 100, die die Leistungswandervorrichtung 1 aufweist) vorgenommen. Das heißt, ein Arbeiter nimmt während des Prozesses zur Herstellung einer Leistungswandlervorrichtung 1, an die eine Wechselstromquelle mit einer niedrigen Spannung angeschlossen werden wird, eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 durch den ersten elektrischen Leiter 21 und eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 und dem vierten Klemmenabschnitt 17 durch den zweiten elektrischen Leiter 22 vor, wodurch eine Leistungswandlervorrichtung 1 für den niedrigen Gleichspannungsmodus hergestellt wird. Und während des Prozesses zur Herstellung einer Leistungswandlervorrichtung 1, an die eine Wechselstromquelle mit einer hohen Spannung angeschlossen werden wird, nimmt der Arbeiter eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 (oder 15') und dem dritten Klemmenabschnitt 16 (oder 16') durch den dritten elektrischen Leiter 23 vor, wodurch eine Leistungswandlervorrichtung für den hohen Gleichspannungsmodus hergestellt wird. Oder der Arbeiter kann die Einrichtung der Anschlussbeziehung zwischen der ersten Kondensatorgruppe 12 und der zweiten Kondensatorgruppe 13 während einer Reparatur einer bereits hergestellten Leistungswandlervorrichtung 1 unter Verwendung des ersten elektrischen Leiters 21, des zweiten elektrischen Leiters 22 und des dritten elektrischen Leiters 23 von dem niedrigen Gleichspannungsmodus zu dem hohen Gleichspannungsmodus oder von dem hohen Gleichspannungsmodus zu dem niedrigen Gleichspannungsmodus umstellen. Bei der oben erklärten ersten bis dritten Ausführungsform wurde angenommen, dass die Herstellung der Leistungswandlervorrichtung 1 von einem Arbeiter vorgenommen wird, doch kann die Herstellung der Leistungswandlervorrichtung 1 auch von einem Arbeiter und einer Werkzeugmaschine gemeinsam vorgenommen werden oder kann die Leistungswandlervorrichtung 1 auch nur von einer Werkzeugmaschine allein hergestellt werden.
  • Anschließend wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung erklärt. 10 ist ein Schaltbild, das eine Leistungswandlervorrichtung nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
  • Die vierte Ausführungsform ist so ausgeführt, dass zur Zeit der Herstellung der Leistungswandlervorrichtung 1 nach der ersten bis dritten Ausführungsform geprüft werden kann, ob in der Leistungswandlervorrichtung 1 eine Anomalie besteht oder nicht. Beispiele für Anomalien der Leistungswandlervorrichtung 1, die durch die Prüfung bei der vierten Ausführungsform gefunden werden können, sind etwa Kurzschlüsse oder Brandschäden von Kondensatoren in der ersten Kondensatorgruppe 12 und der zweiten Kondensatorgruppe 13, Defekte von Halbleiterschaltelementen in der Leistungswandlervorrichtung 1, Kurzschlüsse von verschiedenen Verdrahtungen in der Leistungswandlervorrichtung 1 oder dergleichen. Durch die Prüfung bei der vierten Ausführungsform kann auch bestimmt werden, ob der Arbeiter eine Leistungswandlervorrichtung 1 mit dem beabsichtigten Gleichstromleistungsmodus hergestellt hat oder nicht.
  • Nach der vierten Ausführungsform umfasst die Leistungswandlervorrichtung 1 ferner eine erste Spannungserfassungseinheit 31, eine zweite Spannungserfassungseinheit 32 und eine Alarmausgabeeinheit 33.
  • Die erste Spannungserfassungseinheit 31 erfasst die zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 entstehende Spannung V41. Da sich wie oben beschrieben die Anodengleichstromklemme 41 und der erste Klemmenabschnitt 14 bei dem gleichen Potential befinden und sich die Kathodengleichstromklemme 42 und der vierte Klemmenabschnitt 17 bei dem gleichen Potential befinden, weisen die zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 entstehende Spannung und die zwischen der Anodengleichstromklemme 41 und der Kathodengleichstromklemme 42 entstehende Spannung die gleiche Größe V41 auf. Daher erfasst die erste Spannungserfassungseinheit 31 wie in 10 gezeigt die zwischen der Anodengleichstromklemme 41 und der Kathodengleichstromklemme 42 entstehende Spannung V41, um die zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 entstehende Spannung zu erfassen. Die zwischen der Anodengleichstromklemme 41 und der Kathodengleichstromklemme 42 entstehende Spannung V41 wird als sogenannte „Gleichspannungszwischenkreisspannung“ bezeichnet und wird zur Steuerung der Invertereinheit 11 in der Leistungswandlervorrichtung 1 und zur Steuerung der Motorantriebsvorrichtung 100, die die Leistungswandlervorrichtung 1 aufweist, benutzt. Da die Leistungswandlervorrichtung 1 oder die Motorantriebsvorrichtung 100 daher im Allgemeinen mit einem Spannungsdetektor zur Erfassung der Gleichspannungszwischenkreisspannung versehen ist, kann dieser Spannungsdetektor auch als erste Spannungserfassungseinheit 31 benutzt werden.
  • Die zweite Spannungserfassungseinheit 32 erfasst die zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 (oder 16') entstehende Spannung V43. So wie bei der oben beschriebenen ersten Spannungserfassungseinheit 31 ist es bei Vorhandensein eines Spannungsdetektors zur Erfassung der Gleichspannungszwischenkreisspannung in der Leistungswandlervorrichtung 1 oder der Motorantriebsvorrichtung 100 möglich, diesen Spannungsdetektor als zweite Spannungserfassungseinheit 32 zu benutzen.
  • Die erste Spannungserfassungseinheit 31 und die zweite Spannungserfassungseinheit 32 werden zum Beispiel durch eine Kombination aus einem Operationsverstärker, einer Logik-IC und einem Isolierelement oder durch einen AD-Wandler vom isolierenden Typ oder dergleichen gebildet.
  • Bei geladener Kondensatorgruppe 12 und zweiter Kondensatorgruppe 13 gibt die Alarmausgabeeinheit 33 je nach der durch die erste Spannungserfassungseinheit 31 erfassten Spannung V41 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 und der durch die zweite Spannungserfassungseinheit 32 erfassten Spannung V43 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 einen Alarm aus.
  • Die Alarmausgabeeinheit 33 kann zum Beispiel in Form eines Softwareprogramms aufgebaut werden oder auch durch eine Kombination aus verschiedenen elektronischen Schaltungen und einem Softwareprogramm aufgebaut werden. Wenn die Alarmausgabeeinheit 33 zum Beispiel in Form eines Softwareprogramms aufgebaut wird, kann die Funktion der obigen Alarmausgabeeinheit 33 durch Betreiben einer Rechenverarbeitungsvorrichtung gemäß diesem Softwareprogramm umgesetzt werden. Oder sie kann auch als integrierte Halbleiterschaltung, in die ein Softwareprogramm, das die Funktion der Alarmausgabeeinheit 33 umsetzt, geschrieben ist, ausgeführt werden.
  • Die Prüfung der Leistungswandlervorrichtung 1 wird durch Beobachten der Spannung V41 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 und der Spannung V43 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 vorgenommen. Die Bedingungen für die Ausgabe eines Alarms durch die Alarmausgabeeinheit 33 sind bei einer Leistungswandlervorrichtung 1, die zur Verwendung im niedrigen Gleichspannungsmodus hergestellt wurde, und einer Leistungswandlervorrichtung 1, die zur Verwendung im hohen Gleichspannungsmodus hergestellt wurde, unterschiedlich. Als Vorstufe für die Vornahme der Prüfung der Leistungswandlervorrichtung 1 werden die erste Kondensatorgruppe 12 und die zweite Kondensatorgruppe 13 vorab geladen. Dann wird vorab eine Information, die angibt, ob es sich um den niedrigen Gleichspannungsmodus oder um den hohen Gleichspannungsmodus handelt, über eine Eingabevorrichtung (nicht dargestellt) wie etwa eine Tastatur, eine Maus oder ein Touchpanel oder dergleichen in die Alarmausgabeeinheit 33 eingegeben. Nachdem diese beiden Vorbereitungen getroffen wurde, wird für eine Leistungswandlervorrichtung 1, die zur Verwendung im niedrigen Gleichspannungsmodus hergestellt wurde, und für eine Leistungswandlervorrichtung 1, die zur Verwendung im hohen Gleichspannungsmodus hergestellt wurde, jeweils eine wie nachstehend beschriebene Prüfung vorgenommen.
  • Da die erste Kondensatorgruppe 12 und die zweite Kondensatorgruppe 13 im Fall einer Leistungswandlervorrichtung 1, die zur Verwendung im niedrigen Gleichspannungsmodus hergestellt wurde, durch den ersten elektrischen Leiter 21 und den zweiten elektrischen Leiter 22 parallel angeschlossen sind, sollten die Spannung V41 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 und die Spannung V43 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 übereinstimmen, sofern keine Anomalie besteht. Anders gesagt heißt dies, dass bei der Leistungswandlervorrichtung 1 irgendeine Anomalie besteht, wenn die Spannung V41 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 und die Spannung V43 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 nicht übereinstimmen. Daher wird von der Alarmausgabeeinheit 33 ein Alarm ausgegeben, wenn bei einer Leistungswandlervorrichtung 1, die zur Verwendung im niedrigen Gleichspannungsmodus hergestellt wurde, die durch die erste Spannungserfassungseinheit 31 erfasste Spannung V41 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 und die durch die zweite Spannungserfassungseinheit 32 erfasste Spannung V43 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 nicht übereinstimmen. Es besteht nun die Möglichkeit, dass bei den jeweiligen Spannungen der ersten Kondensatorgruppe 12 und der zweiten Kondensatorgruppe 13 eine geringfügige Spannungsschwankung auftritt. Daher wird dafür gesorgt, dass die Alarmausgabeeinheit 33 einen Alarm ausgibt, wenn der Unterschied zwischen der durch die erste Spannungserfassungseinheit 31 erfassten Spannung V41 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 und der durch die zweite Spannungserfassungseinheit 32 erfassten Spannung V43 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 in einem Zustand, in dem die erste Kondensatorgruppe 12 und die zweite Kondensatorgruppe 13 der zur Verwendung im niedrigen Gleichspannungsmodus 1 hergestellten Leistungswandlervorrichtung 1 geladen wurden, außerhalb eines vorab festgelegten ersten Spannungsbereichs liegt. Dieser erste Spannungsbereich, der für die Bestimmungsverarbeitung durch die Alarmausgabeeinheit 33 verwendet wird, wird zum Beispiel auf ein Ausmaß von ± einigen % der Spannung V41 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 (der Gleichspannungszwischenkreisspannung) festgelegt.
  • Da die erste Kondensatorgruppe 12 und die zweite Kondensatorgruppe 13 im Fall einer Leistungswandlervorrichtung 1, die zur Verwendung im hohen Gleichspannungsmodus hergestellt wurde, durch den dritten elektrischen Leiter 23 seriell angeschlossen sind, sollte die Spannung V41 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 das Doppelte der Spannung V43 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 betragen, sofern keine Anomalie besteht. Anders gesagt heißt dies, dass bei der Leistungswandlervorrichtung 1 irgendeine Anomalie besteht, wenn die Spannung V41 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 nicht das Doppelte der Spannung V43 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 beträgt. Daher wird von der Alarmausgabeeinheit 33 ein Alarm ausgegeben, wenn bei einer Leistungswandlervorrichtung 1, die zur Verwendung im hohen Gleichspannungsmodus hergestellt wurde, die durch die erste Spannungserfassungseinheit 31 erfasste Spannung V41 nicht im Wesentlichen das Doppelte der durch die zweite Spannungserfassungseinheit 32 erfassten Spannung V43 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 beträgt. Wie oben beschrieben besteht die Möglichkeit, dass bei den jeweiligen Spannungen der ersten Kondensatorgruppe 12 und der zweiten Kondensatorgruppe 13 eine geringfügige Spannungsschwankung auftritt. Daher wird dafür gesorgt, dass die Alarmausgabeeinheit 33 einen Alarm ausgibt, wenn der Unterschied zwischen der durch die erste Spannungserfassungseinheit 31 erfassten Spannung V41 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem Doppelten der durch die zweite Spannungserfassungseinheit 32 erfassten Spannung V43 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 in einem Zustand, in dem die erste Kondensatorgruppe 12 und die zweite Kondensatorgruppe 13 der zur Verwendung im hohen Gleichspannungsmodus 1 hergestellten Leistungswandlervorrichtung 1 geladen wurden, außerhalb eines vorab festgelegten zweiten Spannungsbereichs liegt. Dieser zweite Spannungsbereich, der für die Bestimmungsverarbeitung durch die Alarmausgabeeinheit 33 verwendet wird, wird zum Beispiel auf ein Ausmaß von ± einigen % der Spannung V41 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 (der Gleichspannungszwischenkreisspannung) festgelegt.
  • Es kann auch eine Meldeeinheit (nicht dargestellt) ausgebildet werden, die einem Arbeiter unter Verwendung des von der Alarmausgabeeinheit 33 ausgegebenen Alarms meldet, dass eine Anomalie aufgetreten ist. Das Mittel für die Methode der Meldeeinheit kann zum Beispiel eine der Leistungswandlervorrichtung 1, der Motorantriebsvorrichtung 100 oder einer übergeordneten Steuervorrichtung zugehörige Anzeigevorrichtung, die Anzeigevorrichtung eines Personal Computers, eines tragbaren Endgeräts sowie eines Touchpanels oder dergleichen sein. Beispielsweise kann an der Anzeigevorrichtung die Darstellung „Anomalie aufgetreten“ angezeigt werden. Oder es ist zum Beispiel auch möglich, die Meldeeinheit durch ein Sprechausgabe oder ein Audiogerät, das Töne erzeugt, wie einen Lautsprecher, einen Summer, ein Läutwerk oder dergleichen umzusetzen. Oder es ist auch eine Ausführung als Drucker, der einen Ausdruck auf Papier oder dergleichen vornimmt, möglich. Oder die Umsetzung kann auch in Form einer beliebigen Kombination dieser Ausführungsweisen erfolgen.
  • 11 ist ein Ablaufdiagramm, das die Prüfverarbeitung bei der Herstellung der Leistungswandlervorrichtung nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
  • Bei der Herstellung der Leistungswandlervorrichtung 1 nimmt der Arbeiter im Fall der Herstellung einer Leistungswandlervorrichtung 1 für den niedrigen Gleichspannungsmodus eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 (oder 16') durch den ersten elektrischen Leiter 21 und eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 (oder 15') und dem vierten Klemmenabschnitt 17 durch den zweiten elektrischen Leiter 22 vor. Im Fall der Herstellung einer Leistungswandlervorrichtung 1 für den hohen Spannungsmodus nimmt er eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt 15 (oder 15') und dem dritten Klemmenabschnitt 16 (oder 16') durch den dritten elektrischen Leiter 23 vor.
  • Bei der Prüfung der hergestellten Leistungswandlervorrichtung 1 lädt der Arbeiter vorab die erste Kondensatoreinheit 12 und die zweite Kondensatoreinheit 13. Außerdem gibt er vorab eine Information, ob die Leistungswandlervorrichtung 1 als Prüfobjekt für den niedrigen Gleichspannungsmodus oder für den hohen Gleichspannungsmodus bestimmt ist, über eine Eingabevorrichtung wie etwa eine Tastatur, eine Maus, ein Touchpanel oder dergleichen in die Alarmausgabeeinheit 33 ein.
  • Die Spannungen der geladenen ersten Kondensatoreinheit 12 und zweiten Kondensatoreinheit 13 werden durch die erste Spannungserfassungseinheit 31 und die zweite Spannungserfassungseinheit 32 erfasst. Konkret erfasst die erste Spannungserfassungseinheit 31 die Spannung V41, die zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 entsteht. Die zweite Spannungserfassungseinheit 32 erfasst die Spannung V43, die zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 (oder 16') entsteht.
  • In Schritt S101 bestimmt die Alarmausgabeeinheit 33 ob die Leistungswandlervorrichtung 1 als Prüfobjekt für den niedrigen Gleichspannungsmodus oder für den hohen Gleichspannungsmodus bestimmt ist. Die Bestimmung durch die Alarmausgabeeinheit 33 wird auf Basis der vorab in die Alarmausgabeeinheit 33 eingegebenen Information, ob es sich um den niedrigen Gleichspannungsmodus oder um den hohen Gleichspannungsmodus handelt, vorgenommen. Wenn in Schritt S101 bestimmt wird, dass es sich um den niedrigen Gleichspannungsmodus handelt, wird zu Schritt S102 übergegangen, und wenn bestimmt wird, dass es sich um den hohen Gleichspannungsmodus handelt, wird zu Schritt S104 übergegangen.
  • In Schritt S102 bestimmt die Alarmausgabeeinheit 33, ob der Unterschied „V41 - V43“ zwischen der durch die erste Spannungserfassungseinheit 31 erfassten Spannung V41 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 und der durch die zweite Spannungserfassungseinheit 32 erfassten Spannung V43 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 außerhalb des vorab festgelegten ersten Spannungsbereichs liegt oder nicht. Der erste Spannungsbereich wird vor dem Beginn der Prüfung im Voraus festgelegt. Zum Beispiel wird ein erster Spannungsbereich, der bei Ansetzen eines ersten Schwellenwerts Vth1 als positiver Wert als Bereich von -Vth1 bis Vth1 definiert ist, festgelegt. Die Alarmausgabeeinheit 33 kann durch Bestimmen, ob der Absolutwert „|V41 - V43|‟ von „V41 - V43“ den ersten Schwellenwert Vth1 überschreitet oder nicht, bestimmen, ob der Unterschied „V41 - V43“ zwischen der Spannung V41 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 und der Spannung V43 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 außerhalb des ersten Spannungsbereichs liegt oder nicht. Wenn in Schritt S102 bestimmt wird, dass der Unterschied „V41 - V43“ zwischen der Spannung V41 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 und der Spannung V43 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 innerhalb des ersten Spannungsbereichs liegt, ist die zur Verwendung im niedrigen Gleichspannungsmodus hergestellte Leistungswandlervorrichtung 1 normal und wird danach die Prüfverarbeitung beendet. Wenn in Schritt S102 bestimmt wird, dass der Unterschied „V41 - V43“ zwischen der Spannung V41 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 und der Spannung V43 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 außerhalb des ersten Spannungsbereichs liegt, wird zu Schritt S103 übergegangen.
  • In Schritt S104 bestimmt die Alarmausgabeeinheit 33, ob der Unterschied „V41 - 2V43“ zwischen der durch die erste Spannungserfassungseinheit 31 erfassten Spannung V41 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem Doppelten der durch die zweite Spannungserfassungseinheit 32 erfassten Spannung V43 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 außerhalb des vorab festgelegten zweiten Spannungsbereichs liegt oder nicht. Der zweite Spannungsbereich wird vor dem Beginn der Prüfung im Voraus festgelegt. Zum Beispiel wird ein zweiter Spannungsbereich, der bei Ansetzen eines zweiten Schwellenwerts Vth2 als positiver Wert als Bereich von -Vth2 bis Vth2 definiert ist, festgelegt. Die Alarmausgabeeinheit 33 kann durch Bestimmen, ob der Absolutwert „|V41 - 2V43|‟ von „V41 - 2V43“ den zweiten Schwellenwert Vth2 überschreitet oder nicht, bestimmen, ob der Unterschied „V41 - 2V43“ zwischen der Spannung V41 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem Doppelten der Spannung V43 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 außerhalb des zweiten Spannungsbereichs liegt oder nicht. Wenn in Schritt S104 bestimmt wird, dass der Unterschied „V41 - 2V43“ zwischen der Spannung V41 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem Doppelten der Spannung V43 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 innerhalb des zweiten Spannungsbereichs liegt, ist die zur Verwendung im hohen Gleichspannungsmodus hergestellte Leistungswandlervorrichtung 1 normal und wird danach die Prüfverarbeitung beendet. Wenn in Schritt S104 bestimmt wird, dass der Unterschied „V41 - 2V43“ zwischen der Spannung V41 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 und dem Doppelten der Spannung V43 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 außerhalb des zweiten Spannungsbereichs liegt, wird zu Schritt S103 übergegangen.
  • In Schritt S103 gibt die Alarmausgabeeinheit 33 einen Alarm aus und wird danach die Prüfverarbeitung beendet. Es ist wie oben beschrieben möglich, in einer an die Alarmausgabeeinheit 33 anschließenden Stufe die Meldeeinheit (nicht dargestellt) auszubilden und einen Arbeiter auf Basis des von der Alarmausgabeeinheit 33 ausgegebenen Alarms von dem Auftreten einer Anomalie in Kenntnis zu setzen.
  • 12 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Abwandlung der Prüfverarbeitung bei der Herstellung der Leistungswandlervorrichtung nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Bei der vorliegenden Abwandlung wurde die Bestimmungsbedingung in Schritt S104 von 11 verändert.
  • Die einzelnen Verarbeitungen der Schritte S201 bis S203 entsprechen den jeweiligen Verarbeitungen der Schritte S101 bis S103 von 11.
  • In Schritt S204 bestimmt die Alarmausgabeeinheit 11, ob der Unterschied „V43 - V41 × 1/2“ zwischen der halben Spannung der durch die erste Spannungserfassungseinheit 31 erfassten Spannung V41 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 und der durch die zweite Spannungserfassungseinheit 32 erfassten Spannung V43 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 außerhalb des vorab festgelegten zweiten Spannungsbereichs liegt oder nicht. Die Alarmausgabeeinheit kann durch Bestimmen, ob der Absolutwert „|V43 - V41 × 1/2|‟ von „V43 - V41 × 1/2“ den zweiten Schwellenwert Vth2 überschreitet oder nicht, bestimmen, ob der Unterschied „V43 - V41 × 1/2“ zwischen der halben Spannung der Spannung V41 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 und der Spannung V43 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 außerhalb des zweiten Spannungsbereichs liegt oder nicht. Wenn in Schritt S204 bestimmt wird, dass der Unterschied „V43 - V41 × 1/2“ zwischen der halben Spannung der Spannung V41 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 und der Spannung V43 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 innerhalb des zweiten Spannungsbereichs liegt, ist die zur Verwendung im hohen Gleichspannungsmodus hergestellte Leistungswandlervorrichtung 1 normal und wird danach die Prüfverarbeitung beendet. Wenn in Schritt S204 bestimmt wird, dass der Unterschied „V43 - V41 × 1/2“ zwischen der halben Spannung der Spannung V41 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem ersten Klemmenabschnitt 14 und der Spannung V43 zwischen dem vierten Klemmenabschnitt 17 und dem dritten Klemmenabschnitt 16 außerhalb des zweiten Spannungsbereichs liegt, wird zu Schritt S203 übergegangen.
  • Es ist auch eine Ausführung möglich, bei der die oben beschriebenen Verarbeitungen S101 bis S104 sowie die Verarbeitungen S201 bis S204 durch eine Prüfvorrichtung, die die Alarmausgabeeinheit 33 enthält, automatisch verarbeitet werden. Wenn, zum Beispiel, die Leistungswandlervorrichtung 1 oder die Motorantriebsvorrichtung 100 einen Spannungsdetektor zur Erfassung der Gleichspannungszwischenkreisspannung umfasst, kann dieser Spannungsdetektor als erste Spannungserfassungseinheit 31 und zweite Spannungserfassungseinheit 32 benutzt werden. In einem solchen Fall kann die Prüfvorrichtung, die die Alarmausgabeeinheit 33 enthält, so ausgeführt sein, dass sie die oben beschriebenen Verarbeitungen S101 bis S104 oder die Verarbeitungen S201 bis S204 automatisch ausführt, wenn sie erkannt hat, dass sie an diese erste Spannungserfassungseinheit 31 und zweite Spannungserfassungseinheit 32 angeschlossen wurde. Oder wenn die Leistungswandlervorrichtung 1 oder die Motorantriebsvorrichtung 100 keinen Spannungsdetektor zur Erfassung der Gleichspannungszwischenkreisspannung umfasst, kann die Prüfvorrichtung, die die erste Spannungserfassungseinheit 31, die zweite Spannungserfassungseinheit 32 und die Alarmausgabeeinheit 33 enthält, so ausgeführt sein, dass sie die oben beschriebenen Verarbeitungen S101 bis S104 oder die Verarbeitungen S201 bis S204 automatisch ausführt, wenn sie erkannt hat, dass sie an eine Leistungswandlervorrichtung 1 als Prüfobjekt angeschlossen wurde.
  • Nach den Formen der vorliegenden Offenbarung können eine Leistungswandlervorrichtung und eine Motorantriebsvorrichtung, die leicht herzustellen und billig sind und an eine Verwendung mit einer niedrigen Wechselstromquellenspannung und an eine Verwendung mit einer hohen Wechselstromquellenspannung angepasst werden können, verwirklicht werden.

Claims (11)

  1. Leistungswandlervorrichtung (1), umfassend eine Invertereinheit (11), die eine eingegebene Gleichspannung in eine Wechselspannung umwandelt und ausgibt; eine erste Kondensatorgruppe (12), wobei die erste Kondensatorgruppe (12) aus einem oder aus mehreren parallel angeschlossenen Kondensatoren besteht, wobei eine Anode der ersten Kondensatorgruppe (12) elektrisch an eine Anode der Gleichstromeingangsseite der Invertereinheit (11) angeschlossen ist; eine zweite Kondensatorgruppe (13), wobei die zweite Kondensatorgruppe (13) aus einem oder aus mehreren parallel angeschlossenen Kondensatoren besteht, wobei eine Kathode der zweiten Kondensatorgruppe (13) elektrisch an eine Kathode der Gleichstromeingangsseite der Invertereinheit (11) angeschlossen ist; einen ersten Klemmenabschnitt (14), der elektrisch an die Anode der ersten Kondensatorgruppe (12) angeschlossen ist; einen zweiten Klemmenabschnitt (15, 15'), der elektrisch an die Kathode der ersten Kondensatorgruppe (12) angeschlossen ist; einen dritten Klemmenabschnitt (16, 16'), der elektrisch an die Anode der zweiten Kondensatorgruppe (13) angeschlossen ist; und einen vierten Klemmenabschnitt (17), der elektrisch an die Kathode der zweiten Kondensatorgruppe (13) angeschlossen ist, wobei der Abstand zwischen dem ersten Klemmenabschnitt (14) und dem dritten Klemmenabschnitt (16, 16') und der Abstand zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt (15, 15') und dem vierten Klemmenabschnitt (17) im Wesentlichen gleich sind.
  2. Leistungswandlervorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei der Abstand zwischen dem ersten Klemmenabschnitt (14) und dem dritten Klemmenabschnitt (16), der Abstand zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt (15) und dem vierten Klemmenabschnitt (17), und der Abstand zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt (15) und dem dritten Klemmenabschnitt (16) im Wesentlichen gleich sind.
  3. Leistungswandlervorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, umfassend einen ersten elektrischen Leiter (21) zur Vornahme einer elektrischen Verbindung zwischen dem ersten Klemmenabschnitt (14) und dem dritten Klemmenabschnitt (16, 16'), einen zweiten elektrischen Leiter (22) zur Vornahme einer elektrischen Verbindung zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt (15, 15') und dem vierten Klemmenabschnitt (17), und einen dritten elektrischen Leiter (23) zur Vornahme einer elektrischen Verbindung zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt (15, 15') und dem dritten Klemmenabschnitt (16, 16').
  4. Leistungswandlervorrichtung (1) nach Anspruch 3, wobei als Modi der Gleichspannung, die in die Invertereinheit (11) eingegeben wird, selektiv zwischen einem niedrigen Gleichspannungsmodus, in dem durch den ersten elektrischen Leiter (21) eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Klemmenabschnitt (14) und dem dritten Klemmenabschnitt (16, 16') vorgenommen wird und durch den zweiten elektrischen Leiter (22) eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt (15, 15') und dem vierten Klemmenabschnitt (17) vorgenommen wird, und einem hohen Gleichspannungsmodus, in dem durch den dritten elektrischen Leiter (23) eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Klemmenabschnitt (15, 15') und dem dritten Klemmenabschnitt (16, 16') vorgenommen wird, umgestellt wird.
  5. Leistungswandlervorrichtung (1) nach Anspruch 4, umfassend einen ersten Widerstand (18), wobei der erste Widerstand (18) parallel an die erste Kondensatorgruppe (12) angeschlossen wird, wobei bei dem parallelen Anschluss ein Ende des ersten Widerstands (18) an den ersten Klemmenabschnitt (14) angeschlossen wird; und einen zweiten Widerstand (19), wobei der zweite Widerstand (19) parallel an die zweite Kondensatorgruppe (13) angeschlossen wird, wobei bei dem parallelen Anschluss ein Ende des zweiten Widerstands (19) an den vierten Klemmenabschnitt (17) angeschlossen wird, wobei in dem hohen Gleichspannungsmodus der erste Widerstand (18) parallel an die erste Kondensatorgruppe (12) angeschlossen wird und der zweite Widerstand (19) parallel an die zweite Kondensatorgruppe (13) angeschlossen wird, und in dem niedrigen Gleichspannungsmodus der erste Widerstand (18) von der ersten Kondensatorgruppe (12) entfernt wird und der zweite Widerstand (19) von der zweiten Kondensatorgruppe (13) entfernt wird.
  6. Leistungswandlervorrichtung (1) nach Anspruch 4, ferner umfassend eine erste Spannungserfassungseinheit (31), die die zwischen dem vierten Klemmenabschnitt (17) und dem ersten Klemmenabschnitt (14) entstehende Spannung erfasst; eine zweite Spannungserfassungseinheit (32), die die zwischen dem vierten Klemmenabschnitt (17) und dem dritten Klemmenabschnitt (16, 16') entstehende Spannung erfasst; und eine Alarmausgabeeinheit (33), die bei geladener erster Kondensatorgruppe (12) und zweiter Kondensatorgruppe (13) je nach der durch die erste Spannungserfassungseinheit (31) erfassten Spannung zwischen dem vierten Klemmenabschnitt (17) und dem ersten Klemmenabschnitt (14) und der durch die zweite Spannungserfassungseinheit (32) erfassten Spannung zwischen dem vierten Klemmenabschnitt (17) und dem dritten Klemmenabschnitt (16, 16') einen Alarm ausgibt.
  7. Leistungswandlervorrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei die Alarmausgabeeinheit (33) in dem niedrigen Gleichspannungsmodus bei geladener erster Kondensatorgruppe (12) und zweiter Kondensatorgruppe (13) einen Alarm ausgibt, wenn der Unterschied zwischen der durch die erste Spannungserfassungseinheit (31) erfassten Spannung zwischen dem vierten Klemmenabschnitt (17) und dem ersten Klemmenabschnitt (14) und der durch die zweite Spannungserfassungseinheit (32) erfassten Spannung zwischen dem vierten Klemmenabschnitt (17) und dem dritten Klemmenabschnitt außerhalb eines vorab festgelegten ersten Spannungsbereichs liegt.
  8. Leistungswandlervorrichtung (1) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Alarmausgabeeinheit (33) in dem hohen Gleichspannungsmodus bei geladener erster Kondensatorgruppe (12) und zweiter Kondensatorgruppe (13) einen Alarm ausgibt, wenn der Unterschied zwischen der durch die erste Spannungserfassungseinheit (31) erfassten Spannung zwischen dem vierten Klemmenabschnitt (17) und dem ersten Klemmenabschnitt (14) und dem Doppelten der durch die zweite Spannungserfassungseinheit (32) erfassten Spannung zwischen dem vierten Klemmenabschnitt (17) und dem dritten Klemmenabschnitt (16) außerhalb eines vorab festgelegten zweiten Spannungsbereichs liegt.
  9. Leistungswandlervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei jeder aus dem ersten elektrischen Leiter (21), dem zweiten elektrischen Leiter (22) und dem dritten elektrischen Leiter (23) aus einer Sammelschiene besteht.
  10. Leistungswandlervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei jeder aus dem ersten Klemmenabschnitt (14), dem zweiten Klemmenabschnitt 15, 15'), dem dritten Klemmenabschnitt (16, 16') und dem vierten Klemmenabschnitt (17) aus einem Steg an einer Durchgangsöffnung besteht.
  11. Motorantriebsvorrichtung (100), umfassend einen Gleichrichter (2), der eine von einer Wechselstromquelle (3) eingegebene Wechselstromleistung in eine Gleichspannung umwandelt und ausgibt; und die Leistungswandlervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, die an den Gleichrichter (2) angeschlossen ist und die von dem Gleichrichter (2) eingegebene Gleichspannung in eine Wechselspannung zum Antrieb eines Motors umwandelt und ausgibt.
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