JP2001298964A - インバータ装置 - Google Patents

インバータ装置

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JP2001298964A
JP2001298964A JP2000117170A JP2000117170A JP2001298964A JP 2001298964 A JP2001298964 A JP 2001298964A JP 2000117170 A JP2000117170 A JP 2000117170A JP 2000117170 A JP2000117170 A JP 2000117170A JP 2001298964 A JP2001298964 A JP 2001298964A
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JP
Japan
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inverter
cooling
temperature
module
inverter module
Prior art date
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Pending
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JP2000117170A
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English (en)
Inventor
Masanori Kurita
将紀 栗田
Shigeo Daimatsu
茂雄 大松
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Hitachi Ltd
Hitachi KE Systems Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi KE Systems Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】インバータが負荷モートルの運転・停止を高頻
度に繰り返すシステムに組み込まれたとき、インバータ
モジュールは運転・停止を繰り返すたびに温度変化を繰
り返し、これによりインバータモジュール内のワイヤボ
ンディングが材料の熱劣化により破断に至る。このイン
バータモジュールのパワーサイクル寿命は温度変化に影
響されるため、インバータモジュールの負荷率を低減
し、冷却フィン、冷却ファンの能力を向上させ、温度上
昇を抑えることにより目標とするパワーサイクル寿命を
満足させていた。 【解決手段】本発明は冷却ファンを停止させ、冷却能力
を落とすことで、パワーモジュールの温度低下を押さ
え、温度が下がりきらないまま次の運転に入ることで、
パワーモジュールの温度変化を最小限とし、パワーサイ
クル寿命を延ばし、インバータモジュールの負荷率を低
減したり、冷却フィン、冷却ファンの能力を上げなくて
も目標とするパワーサイクル寿命を満足させることが可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はインバータ装置に係
り、特に負荷モートルの運転停止を高頻度に繰り返すシ
ステムに組み込まれたときに、運転停止を繰り返すこと
によるパワーモジュールの温度変化を押え、インバータ
モジュールのパワーサイクル寿命の延命に寄与する機能
を有するインバータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】パワーサイクル寿命はインバータモジュ
ールの温度上昇値に影響されるため、インバータモジュ
ールの負荷率を低減し、冷却フィン、冷却ファンの能力
を向上させ、温度上昇を抑えることにより目標とするパ
ワーサイクル寿命を満足させていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】インバータが負荷モー
トルの運転・停止を高頻度に繰り返すシステムに組み込
まれたとき、インバータモジュールは運転・停止を繰り
返すたびに温度変化を繰り返し、これによりインバータ
モジュール内のワイヤボンディングが材料の熱劣化によ
り、破断に至る。このインバータモジュールのパワーサ
イクル寿命は温度変化に影響されるため、インバータモ
ジュールの負荷率を低減し、冷却フィン、冷却ファンの
能力を向上させ、温度上昇を抑えることにより目標とす
るパワーサイクル寿命を満足させていた。本発明は冷却
ファンを停止させ、冷却能力を落とすことで、パワーモ
ジュールの温度低下を押さえ、温度が下がりきらないま
ま次の運転に入ることで、パワーモジュールの温度変化
を最小限とし、パワーサイクル寿命を延ばす。これによ
り、インバータモジュールの負荷率を低減したり、冷却
フィン、冷却ファンの能力を上げなくても目標とするパ
ワーサイクル寿命を満足させることを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】負荷モートルの運転停止
を高頻度に繰り返すシステムに組み込まれたときに、冷
却ファンを停止させ、冷却能力を落とすことで、パワー
モジュールの温度低下を押さえ、温度が下がりきらない
まま次の運転に入ることで、パワーモジュールの温度変
化を最小限とし、パワーサイクル寿命を延ばす。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１にインバータの主回路構成を
示す。
【０００６】また図２に図1の３に示されるインバータ
モジュールの内部構成図を示す（参考文献；三菱電機株
式会社発行、'93三菱半導体パワーモジュールＭＯＳ編
Data Book）。
【０００７】図４に示すようなインバータが負荷モート
ルの運転・停止を高頻度に繰り返すシステムに組み込ま
れたとき、インバータモジュールは運転・停止を繰り返
すたびに温度変化を繰り返す。これによりインバータモ
ジュール内のＡｌワイヤ（アルミワイヤ）とチップを接
続したワイヤボンディングの位置（図２参照）が材料の
熱劣化により、破断に至る。パワーサイクル寿命は図３
の特性グラフ（参考文献；富士電機パワーモジュールデ
ータ）に示されるように、インバータモジュールの温度
変化値（ΔＴ）に影響されるため、これを小さくするこ
とが必要となる。これまではインバータモジュールの負
荷率を低減し、冷却フィン、冷却ファンの能力を向上さ
せ、温度上昇を抑えることにより目標とするパワーサイ
クル寿命を満足させていた。
【０００８】本方式は運転停止を繰り返す負荷にインバ
ータが使用された場合に、図５のようにインバータ減速
中一定周波数（たとえば０Ｈｚ）となったら、冷却ファ
ンを停止させる。これにより、冷却能力を落とすこと
で、インバータモジュールの温度低下を押さえられるこ
ととなり、温度が下がりきらないまま次の運転に入る。
これにより、早く温度飽和させ、インバータモジュール
の温度変化（ΔＴ）を最小限とするようにする。結果、
パワーサイクル寿命を延ばし、インバータモジュールの
負荷率を低減したり、冷却フィン、冷却ファンの能力を
上げなくても目標とするパワーサイクル寿命を満足させ
ることが可能となる。
【０００９】但し、インバータモジュール内の一定温度
以上となった場合には冷却ファンを止めないようにしな
い必要がある。これは過負荷運転となった場合に冷却が
間に合わなくなり、インバータモジュールの熱破壊に至
る恐れがある。また、運転の間隔が短い場合には温度の
飽和点を上げてしまう原因となってしまう。よって、イ
ンバータには温度検出器を内蔵させ、その検出温度によ
ってその温度が一定以上の場合にはファンを停止させな
いようにする必要がある。
【００１０】また、インバータの出力電流が小さい場
合、インバータモジュール内の温度が低い場合にもファ
ンを運転させないようにすることで、同様に温度飽和点
に早く到達させ、インバータモジュールの温度変化（Δ
Ｔ）を最小限とすることができる。
【００１１】
【発明の効果】本発明は冷却ファンを停止させ、冷却能
力を落とすことで、パワーモジュールの温度低下を押さ
え、温度が下がりきらないまま次の運転に入ることで、
パワーモジュールの温度変化を最小限とし、パワーサイ
クル寿命を延ばし、インバータモジュールの負荷率を低
減したり、冷却フィン、冷却ファンの能力を上げなくて
も目標とするパワーサイクル寿命を満足させることが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１にインバータの主回路構成を示す。
【図２】図２にインバータモジュール内部構造図を示
す。
【図３】図３にインバータモジュールのパワーサイクル
寿命特性の一例を示す。
【図４】図３に本特許を適用しない場合の運転パターン
（インバータ出力周波数とファンの運転）とその時のイ
ンバータモジュールの温度推移モデルを示す。
【図５】図５に本特許を適用した場合の運転パターン
（インバータ出力周波数とファンの運転）とその時のイ
ンバータモジュールの温度推移モデルを示す。
【符号の説明】
１：インバータ ２：ダイオードモジュール ３：インバータモジュール ４：モートル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大松 茂雄 千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号 日立京葉エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 5H007 AA17 BB06 CA01 CB05 CC23 DC08 HA06 5H740 BA11 BB05 BB09 BB10 MM08 PP01 PP03 PP05

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】インバータモジュールと、それを冷却する
    冷却フィンと、フィンを強制空冷する冷却ファンを備
    え、負荷状態に応じてファンを停止することを特徴とし
    たインバータ装置。
  2. 【請求項２】特許請求範囲第１項において、インバータ
    減速時に設定された周波数以下となったら冷却ファンを
    停止させることを特徴としたインバータ装置。
  3. 【請求項３】特許請求範囲第１項において、温度検出回
    路を内蔵したインバータモジュールを使用し、インバー
    タ減速時にこの検出された温度が一定値以下となったら
    冷却ファンを停止させることを特徴としたインバータ装
    置。
  4. 【請求項４】特許請求範囲第１項において、インバータ
    運転時にこの検出された電流が一定値以下であったら冷
    却ファンを停止させることを特徴としたインバータ装
    置。
  5. 【請求項５】特許請求範囲第１乃至４項のいずれかにお
    いて、温度検出回路を内蔵したインバータモジュールを
    使用し、この検出された温度が一定値以上となったら冷
    却ファンを停止させずに冷却効率を維持することを特徴
    としたインバータ装置。
JP2000117170A 2000-04-13 2000-04-13 インバータ装置 Pending JP2001298964A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6828757B2 (en) 2001-09-28 2004-12-07 Sanyo Electric Co., Ltd. Circuit for adjusting charging rate of cells in combination
JPWO2004082114A1 (ja) * 2003-03-12 2006-06-15 三菱電機株式会社 電動機制御装置
KR20160103185A (ko) 2014-01-21 2016-09-01 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 반도체 전력 변환 장치
WO2017010303A1 (ja) * 2015-07-10 2017-01-19 株式会社日本製鋼所 電動射出成形機のインバータの冷却方法およびインバータ冷却装置

Cited By (5)

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WO2017010303A1 (ja) * 2015-07-10 2017-01-19 株式会社日本製鋼所 電動射出成形機のインバータの冷却方法およびインバータ冷却装置
JP2017019173A (ja) * 2015-07-10 2017-01-26 株式会社日本製鋼所 電動射出成形機のインバータ冷却方法およびインバータ冷却装置

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