JP2004140894A - Power converter - Google Patents

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JP2004140894A
JP2004140894A JP2002301263A JP2002301263A JP2004140894A JP 2004140894 A JP2004140894 A JP 2004140894A JP 2002301263 A JP2002301263 A JP 2002301263A JP 2002301263 A JP2002301263 A JP 2002301263A JP 2004140894 A JP2004140894 A JP 2004140894A
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Japan
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cooling
power converter
semiconductor element
cooling air
housing
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JP2002301263A
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Japanese (ja)
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Takashi Hashimoto
橋本　隆
Yuji Ide
井手　勇治
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power converter which is downsized. <P>SOLUTION: This power converter has a casing 1, a semiconductor element which is built in the casing and converts power, a cooling air duct which is provided in a part of the casing 1 so as to let cooling air flow, a plurality of semiconductor element cooling units 2 which are arranged in lattice form in the casing and whose heat radiative parts face the cooling air duct, and a wind regulating plate which is arranged within the casing and divides the cooling air duct into a plurality of passages for cooling air. Each of the heat radiative parts of the semiconductor cooling units is provided with a cooling air passage. Consequently, the downsized power converter is obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電力変換装置は半導体素子のスイッチング動作により電力変換を行っている。そのため、電力変換装置内の回路は、半導体素子およびその周辺回路の電気部品で構成されている。この半導体素子及びその周辺回路の電気部品は、半導体素子冷却ユニットに収納されている。この半導体素子冷却ユニットは、電力変換装置内に収納されている。一般に半導体素子冷却ユニットは複数個が、電力変換装置内に収納されることが多い。
半導体素子冷却ユニットは半導体素子から発生する熱損失を効率良く外気へ放出し、半導体素子温度を許容温度以下に冷却するためのものである。冷却器の受熱部分には半導体素子が取り付けられ（図示しない）、装置外へ熱放散することになる。
従来の電力変換装置について、図を参照し詳細に説明する。図６は、従来の電力変換装置の正面図である。図７は、従来の電力変換装置のＡ−Ａ断面図である。図８は、従来の電力変換装置のＢ−Ｂ断面図である。尚、筐体１の高さ方向とは、電力変換装置の正面図（図６）において縦方向（Ｔ−Ｔ）のことである。筐体１の横方向とは、電力変換装置の正面図（図６）において、横方向（Ｙ−Ｙ）のことである。筐体１の奥行き方向とは、電力変換装置のＡ−Ａ断面図（図７）において、横方向（Ｏ−Ｏ）のことである。
【０００３】
従来の電力変換装置は、筐体１，半導体素子冷却ユニット２，電気部品３から構成されている。尚、電気部品３は、半導体素子冷却ユニット２以外の電気部品全般のことである。
このように構成された電力変換装置において、半導体冷却ユニット２及び電気部品３は、筐体１の内部に設置されている。
このように構成された電力変換装置において、筐体１は、仕切り板４によって、２つの空間に区切られている。仕切り板４により区切られる空間のうち、一方は、冷却風を冷却風を下方から上方へ流すため、筐体１の底面から上面へ貫通している空洞（以後冷却風洞５）となっている。それに対して、他方の空間は、半導体冷却ブロック２を仕切り板４に取り付けることにより外部と密閉された密閉空間となる。
このように構成された電力変換装置において、半導体冷却ブロック２は、電気部品実装部６，仕切り部７，放熱部８から構成されている。部品実装部６が、仕切り部７の一面（以後正面）と接続される。仕切り部７の正面の裏面（以後背面）には、放熱部８が接続されている。
このように構成された電力変換装置において、筐体１の仕切り板４と半導体冷却ブロック２の仕切り部７は、ボルト９によって接続される。半導体素子冷却ユニット２は、ボルト９により、冷却風洞５を流れる冷却風の進行方向に対して並列に筐体１内部に設置されている。尚、冷却風洞５内には複数個の放熱部８が並列に配置されているが、冷却風がこれら放熱部８にのみ送風されるよう、整風板１０がこれら隣り合う放熱部８の間に生じた空間を塞ぐ位置に設置される。
【０００４】
このように構成された電力変換装置において、電気部品実装部６から発生される熱は、仕切り部７を介して放熱部８へ伝熱される。放熱部８は、冷却風洞５を流れる冷却風によって冷却される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−４４８０８号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように構成された従来の電力変換装置では、複数個の放熱部８の間に空間があるため、電力変換装置自体も大きくなってしまった。また、放熱部８を複数行に並べて設置すると、冷却風の流入する側に設けられた半導体冷却ユニット２は、低い温度の冷却風により冷却されるが、冷却風の流出する側に設けられた半導体冷却ユニットは、冷却風の流入する側に設けられた半導体冷却ユニットを冷却し温まった冷却風により冷却されるため、冷却効率も悪くなるといった問題がある。また、電力変換装置の外部に電動送風機（図示しない）を設置するタイプの場合には、均一な風量を確保するために、電力変換装置と電動送風機を結ぶ通風ダクト（図示しない）内に整風板（図示しない）を設ける方法も従来存在する。しかし、通風ダクトに整風板を設置すると、通風ダクト内が複雑な形状になってしまい、圧力損失が大きくなり、その結果電動送風機を大形化しなければならないという問題が生じてくる。
そこで本発明の目的は、小形化することのできる電力変換装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に基づく電力変換装置は、筐体と、前記筐体内に内蔵され電力を変換する半導体素子と前記筐体の一部に設けられ、冷却風の流れる冷却風洞と、前記筐体に格子状に設置され、その放熱部が前記冷却風洞に面する、複数の半導体素子冷却ユニットと、前記筐体内に設置され冷却風洞を複数の冷却風の通路に分割する整風板とを有し、前記半導体冷却ユニットの放熱部各々に対して、一つの冷却風の通路が設けられることを特徴とする。
本発明に基づく電力変換装置は、筐体と、前記筐体内に内蔵され電力を変換する半導体素子と、前記筐体に設置され前記半導体素子と係合する複数の半導体素子冷却ユニットと、前記半導体素子冷却ユニット同士を隔てる整風板と、前記整風板により隔てられた空間は、それぞれ一つの前記半導体素子冷却ユニットのみを冷却する冷却風の通路となることを特徴とする電力変換装置。
【０００７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明に基づく第１の実施の形態の電力変換装置について図を参照し詳細に説明する。図１は、本発明に基づく第１の実施の形態の電力変換装置の正面図である。図２は、本発明に基づく第２の実施の形態の電力変換装置のＣ−Ｃ断面図である。図３は、本発明に基づく第３の実施の形態の電力変換装置のＤ−Ｄ断面図である。尚、図６乃至図８に記載されたものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
本発明に基づく第１の実施の形態の電力変換装置は、筐体１，半導体素子冷却ユニット２，電気部品３から構成されている。
このように構成された電力変換装置において、半導体素子冷却ユニット２は、ボルト９によって筐体１と接続される。半導体素子冷却ユニット２は、筐体１に横方向に１行だけ並べられているのではなく、高さ方向に複数行並べられている。
このように構成された電力変換装置において、冷却風洞５は整風板１１により各半導体冷却ユニット２の各放熱部８に対して、それぞれ冷却風の通路がひとつ存在するように区切られる（例えば整風板１１ａと１１ｂにより区切られた冷却風の通路）。
【０００８】
このように構成された電力変換装置において、冷却風はこれら整風板１１ａ，１１ｂ等で仕切られたそれぞれの区間に並列に送風され、その仕切られた空間内に各１個収納された放熱部８を通過して装置外部へと排出されることになる。
又、冷却風洞５内には外部空気が送風されるので、塵埃、水分等を含んだ空気が入ってくるが、電気部品実装部６が収納される部屋とはガスケット９ａにより水密的に仕切られる為、電気部品実装部６では塵埃、水分等の浸入が防げる。そのため、冷却風は他の放熱部を通過することなく、それぞれの放熱部へ入風されるので、放熱部８への入風温度（到達した時の温度）は冷却風洞５への入風温度から上昇することがなく、それぞれの放熱部８で効率良く熱交換が行われる。また、並列に仕切られた冷却風洞５のそれぞれの圧力損失も合わせることができ、それぞれの放熱部８に対しバランス良い風量が得られる。
このように構成された電力変換装置において、冷却風の流入側に設けられた半導体素子冷却ユニット２の放熱部８の幅になるように整風板１１を設置したため、従来無駄になっていた、半導体素子冷却ユニット２の接続部分（ボルト９等）の空間も冷却風の流出側に設けられた半導体素子冷却ユニットの冷却に有効に活用することができる。そのため、複数個の半導体素子冷却ユニットを設置することが可能となるので、電力変換装置の小形化することができる。
【０００９】
このように構成された電力変換装置において、電力変換装置を小形化することができるため、結果として冷却風洞５部分の断面積は小さくなり、車体側の風洞も含め風洞構成が容易となる。
（第２の実施の形態）
本発明に基づく第２の実施の形態の電力変換装置について図を参照し詳細に説明する。図４は、本発明に基づく第２の実施の形態の電力変換装置の正面図である。図５は、本発明に基づく第２の実施の形態の電力変換装置のＣ−Ｃ断面図である。尚、図１乃至図３に記載されたものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
本発明に基づく第１の実施の形態の電力変換装置は、筐体１，半導体素子冷却ユニット２，電気部品３から構成されている。
本発明に基づく第２の実施の形態の電力変換装置は、第１の実施の形態の電力変換装置と比べて、半導体素子冷却ユニット２の位置が異なる構成となっている。冷却風の流出する側に配置された一行の半導体素子冷却ユニット２ａ群の放熱部８ａと冷却風の流入する側に配置された一行の半導体素子冷却ユニット２ｂ群の放熱部８ｂは、冷却風の流れる方向に対し垂直方向（筐体１の横方向）の位置がずれるように配置されている。つまり冷却風の流入する側に配置された半導体素子冷却ユニット２ｂ群の放熱部８ｂ同士の間に、冷却風の流出する側に配置された半導体素子冷却ユニット２ａ郡の放熱部８ａが配置されている。
【００１０】
このように構成された電力変換装置において、冷却風洞５内は、第１の実施の形態と同様に整風板１１ｃにより冷却風の流れに沿って並列に仕切られ、それぞれ仕切られた範囲に放熱部８は１個ずつ配置される。
このように構成された電力変換装置において、冷却風の流入する側に配置された半導体素子冷却ユニット２ａ群の冷却風の通路（１１ａと１１ｂに囲まれた通路等）は、冷却風の流入する側の断面積は大きく、冷却風の流出する側の冷却風の通路の断面積は小さい。それに対して、冷却風の流出する側に配置された半導体素子冷却ユニット２ｂ郡の冷却風の通路（１１ｂと１１ｃに囲まれた通路等）は、冷却風の流入する側の断面積は小さく，冷却風の流出する側の冷却風の通路の断面積は大きくなっている。
このように構成された電力変換装置において、冷却風の通路の断面積の大きさを、放熱部８のある部分では大きくし、放熱部８のない部分では小さくすることによって冷却風の通路それぞれの圧力損失も合わせることができ、結果として冷却効率が向上する。
このように構成された電力変換装置において、冷却風洞５内に設ける整風板１０が第１の実施の形態の電力変換装置と比べると、比較的単純に構成でき、冷却風洞５内の圧力損失も比較的小さいメリットがある。これにより電力変換器の外部に電動送風機を設置する場合にも、この電動送風機を小形化することができる。
【００１１】
このように構成された電力変換装置において、冷却風の流出する側に設けられた半導体素子冷却ユニット２群は、冷却風の流入する側に設けられた半導体素子冷却ユニット２群と横方向の位置をずらして設置され、冷却風の流入する側に設けられた半導体素子間に整風板１１を設置することにより、外気温である冷却風が冷却風の流出する側に設けられた半導体素子冷却ユニット２ａ郡を冷却するため、冷却効率が向上する。
本発明に基づく第１の実施の形態及び第２の実施の形態の電力変換装置では、半導体素子冷却ユニットを筐体内に２行設置しているが、３行や４行に並べて整風板により冷却風の通路の断面積を調整すれば、冷却効率の向上が望め電力変換装置も小形化できるため、本発明は、２行のもののみに限定はしない。
尚、本発明に基づく第１の実施の形態及び第２の実施の形態の電力変換装置は、機関車に設置するために冷却風が下から上へ流れる構成を示しているが、本発明に基づく第１の実施の形態及び第２の実施の形態の電力変換装置を９０度回転させ電車の床下に収納しても同様に、電力変換装置の小形化という効果を達成することが出来るため、本発明は、機関車に限定はしない。
【００１２】
【発明の効果】
本発明により、小形化することの出来る電力変換装置を提供することできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく第１の実施の形態の電力変換装置の正面図である。
【図２】本発明に基づく第１の実施の形態の電力変換装置のＣ−Ｃ断面図である。
【図３】本発明に基づく第１実施の形態の電力変換装置のＤ−Ｄ断面図である
【図４】本発明に基づく第２の実施の形態の電力変換装置の正面図である。
【図５】本発明に基づく第２実施の形態の電力変換装置の断面図である
【図６】従来の電力変換装置の正面図である。
【図７】従来の電力変換装置のＡ−Ａ断面図である。
【図８】従来の電力変換装置のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
１・・・筐体
２・・・半導体素子冷却ユニット
３・・・電気部品
４・・・仕切り板
５・・・冷却風洞
６・・・電気部品実装部
７・・・仕切り部
８・・・放熱部
９・・・ボルト
１０・・・整風板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a power converter.
[0002]
[Prior art]
The power conversion device performs power conversion by a switching operation of a semiconductor element. Therefore, a circuit in the power converter is composed of a semiconductor element and electric components of its peripheral circuit. The electric components of the semiconductor element and its peripheral circuits are housed in a semiconductor element cooling unit. This semiconductor element cooling unit is housed in a power converter. Generally, a plurality of semiconductor element cooling units are often housed in a power converter.
The semiconductor element cooling unit is for efficiently discharging the heat loss generated from the semiconductor element to the outside air and cooling the semiconductor element temperature to an allowable temperature or lower. A semiconductor element is attached to a heat receiving portion of the cooler (not shown), and the heat is dissipated outside the device.
A conventional power converter will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 6 is a front view of a conventional power converter. FIG. 7 is a sectional view taken along line AA of the conventional power converter. FIG. 8 is a BB cross-sectional view of a conventional power converter. In addition, the height direction of the housing | casing 1 is a vertical direction (TT) in the front view (FIG. 6) of a power converter. The lateral direction of the housing 1 is the lateral direction (Y-Y) in the front view of the power converter (FIG. 6). The depth direction of the housing 1 refers to a lateral direction (OO) in an AA cross-sectional view (FIG. 7) of the power converter.
[0003]
The conventional power converter includes a housing 1, a semiconductor element cooling unit 2, and an electric component 3. The electric components 3 are all electric components other than the semiconductor element cooling unit 2.
In the power converter configured as described above, the semiconductor cooling unit 2 and the electric component 3 are installed inside the housing 1.
In the power converter configured as described above, the housing 1 is divided into two spaces by the partition plate 4. One of the spaces separated by the partition plate 4 is a cavity (hereinafter referred to as a cooling wind tunnel 5) penetrating from the bottom surface to the upper surface of the housing 1 to allow the cooling air to flow from below to above. On the other hand, the other space is a sealed space that is sealed from the outside by attaching the semiconductor cooling block 2 to the partition plate 4.
In the power converter configured as described above, the semiconductor cooling block 2 includes an electric component mounting section 6, a partition section 7, and a heat radiating section 8. The component mounting unit 6 is connected to one surface (hereinafter, the front surface) of the partition unit 7. A heat radiating portion 8 is connected to a front rear surface (hereinafter, a rear surface) of the partition portion 7.
In the power converter configured as described above, the partition plate 4 of the housing 1 and the partition 7 of the semiconductor cooling block 2 are connected by bolts 9. The semiconductor element cooling unit 2 is installed inside the housing 1 by bolts 9 in parallel with the traveling direction of the cooling air flowing through the cooling air tunnel 5. A plurality of heat radiating portions 8 are arranged in parallel in the cooling wind tunnel 5, and the air conditioning plate 10 is placed between the adjacent heat radiating portions 8 so that the cooling wind is sent only to these heat radiating portions 8. It is installed at a position that blocks the created space.
[0004]
In the power converter configured as described above, heat generated from the electric component mounting unit 6 is transferred to the heat radiating unit 8 through the partition unit 7. The radiator 8 is cooled by cooling air flowing through the cooling wind tunnel 5.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2002-44808 A [Problems to be Solved by the Invention]
However, in the conventional power converter configured as described above, the space between the plurality of heat radiating sections 8 causes the power converter itself to become large. When the heat radiating units 8 are arranged in a plurality of rows, the semiconductor cooling unit 2 provided on the side where the cooling air flows in is cooled by the low temperature cooling air, but is provided on the side where the cooling air flows out. The semiconductor cooling unit cools the semiconductor cooling unit provided on the side into which the cooling air flows, and is cooled by the warmed cooling air. Therefore, there is a problem that the cooling efficiency is deteriorated. In addition, in the case of a type in which an electric blower (not shown) is installed outside the power converter, in order to secure a uniform air volume, a ventilation plate (not shown) is provided in a ventilation duct (not shown) connecting the power converter and the electric blower. There is also a conventional method of providing (not shown). However, if a ventilation plate is installed in the ventilation duct, the inside of the ventilation duct will have a complicated shape, and the pressure loss will increase. As a result, there arises a problem that the size of the electric blower must be increased.
Therefore, an object of the present invention is to provide a power conversion device that can be downsized.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A power conversion device according to the present invention includes a housing, a semiconductor element built in the housing for converting power, and a cooling wind tunnel in which cooling air is provided in a part of the housing and through which cooling air flows. A plurality of semiconductor element cooling units whose heat radiation portions face the cooling wind tunnel, and a wind regulating plate installed in the housing and dividing the cooling wind tunnel into a plurality of cooling air passages, wherein the semiconductor One cooling air passage is provided for each heat radiating portion of the cooling unit.
A power conversion device according to the present invention includes a housing, a semiconductor element incorporated in the housing to convert power, a plurality of semiconductor element cooling units installed in the housing and engaged with the semiconductor element, A power converter, wherein an air conditioning plate separating the element cooling units and a space separated by the air conditioning plate serve as a cooling air passage for cooling only one semiconductor element cooling unit.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First Embodiment)
A power converter according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of a power converter according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the power converter according to the second embodiment of the present invention, taken along line CC. FIG. 3 is a DD sectional view of a power converter according to a third embodiment of the present invention. 6 to 8 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
The power converter according to the first embodiment of the present invention includes a housing 1, a semiconductor element cooling unit 2, and an electric component 3.
In the power converter configured as described above, the semiconductor element cooling unit 2 is connected to the housing 1 by bolts 9. The semiconductor element cooling units 2 are not arranged in the housing 1 in one row in the horizontal direction, but are arranged in a plurality of rows in the height direction.
In the power converter configured as described above, the cooling wind tunnel 5 is partitioned by the air conditioning plate 11 so that one cooling air passage exists for each heat radiation unit 8 of each semiconductor cooling unit 2 (for example, the air conditioning plate). A cooling air passage separated by 11a and 11b).
[0008]
In the power converter configured as described above, the cooling air is blown in parallel to each section partitioned by the air conditioning plates 11a and 11b and the like, and each of the heat radiating portions 8 housed in the partitioned space is provided. And is discharged to the outside of the apparatus.
Further, since external air is blown into the cooling wind tunnel 5, air containing dust, moisture, and the like enters therein, but is separated from the room in which the electrical component mounting section 6 is stored by a gasket 9a in a watertight manner. Therefore, intrusion of dust, moisture, and the like can be prevented in the electrical component mounting section 6. Therefore, the cooling air flows into each of the heat radiating portions without passing through the other heat radiating portions, so that the temperature of the air entering the heat radiating portion 8 (the temperature at which the cooling air reaches) is the temperature of the air entering the cooling wind tunnel 5. , And heat exchange is efficiently performed in each of the heat radiating portions 8. Further, the respective pressure losses of the cooling wind tunnels 5 partitioned in parallel can be matched, and a well-balanced air volume can be obtained for each of the heat radiating portions 8.
In the power converter configured as described above, the air conditioning plate 11 is installed so as to have the width of the heat radiating portion 8 of the semiconductor element cooling unit 2 provided on the cooling air inflow side. The space of the connection part (bolt 9 etc.) of the element cooling unit 2 can also be effectively utilized for cooling the semiconductor element cooling unit provided on the outflow side of the cooling air. Therefore, a plurality of semiconductor element cooling units can be installed, so that the power converter can be downsized.
[0009]
In the power converter configured as described above, the power converter can be downsized. As a result, the cross-sectional area of the cooling wind tunnel 5 is reduced, and the wind tunnel including the wind tunnel on the vehicle body side is easily configured.
(Second embodiment)
A power converter according to a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 4 is a front view of a power converter according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view of the power converter according to the second embodiment of the present invention, taken along line CC. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
The power converter according to the first embodiment of the present invention includes a housing 1, a semiconductor element cooling unit 2, and an electric component 3.
The power converter of the second embodiment based on the present invention has a configuration in which the position of the semiconductor element cooling unit 2 is different from that of the power converter of the first embodiment. The radiator 8a of the row of semiconductor element cooling units 2a arranged on the side from which the cooling air flows out and the radiator 8b of the row of semiconductor element cooling units 2b arranged on the side where the cooling air flows are formed by the cooling air. It is arranged so that the position in the vertical direction (horizontal direction of the housing 1) is shifted from the flowing direction. In other words, between the heat radiating portions 8b of the group of semiconductor element cooling units 2b arranged on the side where the cooling air flows in, the heat radiating portions 8a of the semiconductor element cooling units 2a arranged on the side where the cooling air flows out are arranged. I have.
[0010]
In the power converter configured as described above, the inside of the cooling wind tunnel 5 is partitioned in parallel along the flow of the cooling wind by the air conditioning plate 11c, as in the first embodiment, and the heat radiating portions are provided in the respective partitioned ranges. 8 are arranged one by one.
In the power converter configured as described above, the cooling air passages (such as passages surrounded by 11a and 11b) of the group of semiconductor element cooling units 2a arranged on the side where the cooling air flows in flow the cooling air. The cross-sectional area on the side of the cooling air is large, and the cross-sectional area of the passage of the cooling air on the side from which the cooling air flows out is small. On the other hand, the cooling air passages (such as passages surrounded by 11b and 11c) of the semiconductor element cooling units 2b arranged on the side where the cooling air flows out have a small cross-sectional area on the side where the cooling air flows. The cross-sectional area of the cooling air passage on the side from which the cooling air flows out is large.
In the power converter configured as described above, the size of the cross-sectional area of the passage of the cooling air is increased in a portion having the heat radiating portion 8 and is reduced in a portion without the heat radiating portion 8, so that each of the passages of the cooling air is reduced. Pressure loss can also be adjusted, resulting in improved cooling efficiency.
In the power converter configured as described above, the air conditioning plate 10 provided in the cooling wind tunnel 5 can be configured relatively simply as compared with the power converter of the first embodiment, and the pressure loss in the cooling wind tunnel 5 can be reduced. There is a relatively small merit. Thus, even when the electric blower is installed outside the power converter, the size of the electric blower can be reduced.
[0011]
In the power converter configured as described above, the two groups of semiconductor element cooling units provided on the side where the cooling air flows out are different from the two groups of semiconductor element cooling units provided on the side where the cooling air flows in in the lateral direction. The semiconductor element cooling unit is provided such that the cooling air, which is the outside air temperature, is provided on the outflow side of the cooling air by installing the air conditioning plate 11 between the semiconductor elements provided on the side where the cooling air flows in. Since the 2a group is cooled, the cooling efficiency is improved.
In the power converters of the first and second embodiments based on the present invention, the semiconductor element cooling units are installed in two rows in the housing, but are arranged in three or four rows and cooled by the air conditioner. If the cross-sectional area of the wind passage is adjusted, the cooling efficiency can be improved and the power converter can be downsized. Therefore, the present invention is not limited to only two rows.
The power converters of the first embodiment and the second embodiment based on the present invention show a configuration in which cooling air flows upward from below for installation in a locomotive. Even if the power converters according to the first and second embodiments are rotated by 90 degrees and stored under the floor of a train, the effect of miniaturization of the power converter can be achieved. The invention is not limited to locomotives.
[0012]
【The invention's effect】
According to the present invention, a power conversion device that can be downsized can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a power converter according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the power converter according to the first embodiment of the present invention, taken along line CC.
3 is a cross-sectional view of the power converter according to the first embodiment of the present invention, taken along line D-D. FIG. 4 is a front view of the power converter according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view of a power converter according to a second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a front view of a conventional power converter.
FIG. 7 is a sectional view of a conventional power converter taken along line AA.
FIG. 8 is a sectional view of a conventional power converter taken along line BB.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Case 2 ... Semiconductor element cooling unit 3 ... Electrical component 4 ... Partition plate 5 ... Cooling wind tunnel 6 ... Electrical component mounting part 7 ... Partition part 8 ... Heat radiating part 9 ... bolt 10 ... air conditioner

Claims (7)

筐体と、
前記筐体内に内蔵され電力を変換する半導体素子と
前記筐体の一部に設けられ、冷却風の流れる冷却風洞と、
前記筐体に格子状に設置され、放熱部が前記冷却風洞に面する複数の半導体素子冷却ユニットと、
前記筐体内に設置され、前記冷却風洞を複数の冷却風の通路に分割する整風板とを有し、前記半導体冷却ユニットの放熱部各々に対して、一つの冷却風の通路を設けたことを特徴とする電力変換装置。A housing;
A semiconductor element that is built in the housing and converts power, and is provided in a part of the housing, and a cooling wind tunnel through which cooling air flows,
A plurality of semiconductor element cooling units installed in a lattice shape in the housing, and a heat radiating unit faces the cooling wind tunnel,
A cooling plate that is installed in the housing and divides the cooling wind tunnel into a plurality of cooling air passages, and that one cooling air passage is provided for each of the heat radiating portions of the semiconductor cooling unit. Characteristic power converter. 前記請求項１記載の電力変換装置において、
前記複数の半導体素子冷却ユニットのうち、冷却風の流出する側に配置された前記半導体素子冷却ユニット群を、前記半導体素子冷却ユニットのうち冷却風の流入する側に配置された前記半導体素子冷却ユニット群と横方向の位置をずらして設置したことを、
特徴とする電力変換装置。The power converter according to claim 1,
The semiconductor element cooling unit group arranged on the side from which the cooling air flows out of the plurality of semiconductor element cooling units, and the semiconductor element cooling unit arranged on the side on which the cooling air flows in the semiconductor element cooling unit The fact that it was installed shifted from the group and the horizontal position,
Characteristic power converter. 前記請求項１記載の電力変換装置において、
前記複数の半導体冷却ユニットは、２行に並べられ、
前記２行に並べられた半導体素子のうち、冷却風の流出する側に配置された第１の半導体素子群を、冷却風の流入する側に配置した第２の半導体素子群と横方向の位置をずらして配置されることを、
特徴とする電力変換装置。The power converter according to claim 1,
The plurality of semiconductor cooling units are arranged in two rows,
Of the semiconductor elements arranged in the two rows, the first semiconductor element group arranged on the side from which the cooling air flows out is positioned in the lateral direction with the second semiconductor element group arranged on the side where the cooling air flows in. To be staggered,
Characteristic power converter. 筐体と、
前記筐体内に内蔵され電力を変換する半導体素子と、
前記筐体に設置され前記半導体素子と係合する複数の半導体素子冷却ユニットと、
前記半導体素子冷却ユニット同士を隔てる整風板と、
前記整風板により隔てられた空間を、それぞれ一つの前記半導体素子冷却ユニットのみを冷却する冷却風の通路としたことを、
特徴とする電力変換装置。A housing;
A semiconductor element that is built in the housing and converts power,
A plurality of semiconductor element cooling units installed on the housing and engaged with the semiconductor element,
A baffle plate separating the semiconductor element cooling units,
The space separated by the air conditioning plate, a passage for cooling air that cools only one semiconductor element cooling unit, respectively,
Characteristic power converter. 前記請求項１乃至４記載の電力変換装置において、
冷却風の流入側に設けられた前記半導体素子冷却ユニットのための冷却風の通路を、冷却風の流入側の断面積は大きく冷却風の流出側の断面積は小さくしたことを、
特徴とする電力変換装置。The power converter according to any one of claims 1 to 4,
The passage of the cooling air for the semiconductor element cooling unit provided on the inflow side of the cooling air, that the cross-sectional area of the cooling air inflow side is large and the cross-sectional area of the cooling air outflow side is small,
Characteristic power converter. 前記請求項１乃至４記載の電力変換装置において、
冷却風の流出側に設けられた前記半導体素子冷却ユニットのための冷却風の通路を、冷却風の流入側の断面積は小さく冷却風の流出側の断面積は大きくしたことを、
特徴とする電力変換装置。The power converter according to any one of claims 1 to 4,
The passage of the cooling air for the semiconductor element cooling unit provided on the outflow side of the cooling air, the cross-sectional area on the inflow side of the cooling air is small, and the cross-sectional area on the outflow side of the cooling air is increased.
Characteristic power converter. 前記請求項１乃至４記載の電力変換装置において、
冷却風の通路の断面積を、前記半導体素子冷却ユニットの放熱部のある部分では大きく、それ以外の部分では冷却風の通路の断面積は小さくしたことを、
特徴とする電力変換装置。The power converter according to any one of claims 1 to 4,
The cross-sectional area of the cooling air passage is large in a portion of the semiconductor element cooling unit where the heat radiating portion is located, and the cross-sectional area of the cooling air passage is reduced in other portions.
Characteristic power converter.
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