JP2006158060A

JP2006158060A - Power conversion equipment

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Publication number: JP2006158060A
Application number: JP2004343653A
Authority: JP
Inventors: Makoto Nakanishi; 誠中西
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2004-11-29
Filing date: 2004-11-29
Publication date: 2006-06-15
Anticipated expiration: 2024-11-29
Also published as: JP4598495B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide power conversion equipment that is constructed using a small number of low rated fuses and to reduce the surge voltage at semiconductor switch portions. <P>SOLUTION: A converter 10 and an inverter 20 include semiconductor switch portions 1cu, 1cv, 1cw, 1iu, 1iv, and 1iw formed by connecting a pair of arm portions in series with respect to each phase. The semiconductor switch portions 1cu, 1cv, and 1cw in the respective phases of the converter 10 are connected in parallel and in phase with the semiconductor switch portions 1iu, 1iv, and 1iw in the respective phases of the inverter 20. A common direct-current capacitor 2a is connected between parallel connection points (between P1 and N1, between P2 and N2, and between P3 and N3). Fuses 3u, 3x, 3v, 3y, 3w, and 3z are placed between the individual parallel connection points (P1 and N1, P2 and N2, and P3 and N3) and the direct-current capacitor 2a. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、交流電源を所望の電圧、周波数に変換する電力変換装置に関するものである。 The present invention relates to a power converter that converts an AC power source into a desired voltage and frequency.

図１２は従来の電力変換装置の回路構成を示す図である。図１２において、電力変換装置１００は、交流電力（図示左側矢印）を直流に変換するコンバータ１０と、上記直流を直流電力として蓄電するコンデンサ２ａと、上記直流電力を交流電力（図示右側矢印）に変換するインバータ２０から構成される。 FIG. 12 is a diagram showing a circuit configuration of a conventional power converter. In FIG. 12, a power conversion apparatus 100 includes a converter 10 that converts AC power (arrow on the left in the figure) into DC, a capacitor 2a that stores the DC as DC power, and the DC power that is converted into AC power (arrow on the right in the figure). It is comprised from the inverter 20 to convert.

コンバータ１０は、Ｕ相の半導体スイッチ部１ｃｕ、Ｖ相の半導体スイッチ部１ｃｖ、Ｗ相の半導体スイッチ部１ｃｗを備えている。これらの半導体スイッチ部１ｃｕ、１ｃｖ、１ｃｗは直流コンデンサ２ａに対して並列接続されており、そのオン・オフ動作によって直流コンデンサ２ａにリプル電流を流す。インバータ２０は、Ｕ相の半導体スイッチ部１ｉｕ、Ｖ相の半導体スイッチ部１ｉｖ、Ｗ相の半導体スイッチ部１ｉｗを備えている。これらの半導体スイッチ部１ｉｕ、１ｉｖ、１ｉｗも直流コンデンサ２ａに対して並列接続されており、そのオン・オフ動作によって直流コンデンサ２ａから負荷側に交流電力を出力する。 The converter 10 includes a U-phase semiconductor switch unit 1cu, a V-phase semiconductor switch unit 1cv, and a W-phase semiconductor switch unit 1cw. These semiconductor switch portions 1cu, 1cv, and 1cw are connected in parallel to the DC capacitor 2a, and a ripple current flows through the DC capacitor 2a by the on / off operation. The inverter 20 includes a U-phase semiconductor switch unit 1iu, a V-phase semiconductor switch unit 1iv, and a W-phase semiconductor switch unit 1iw. These semiconductor switch units 1iu, 1iv, 1iw are also connected in parallel to the DC capacitor 2a, and output AC power from the DC capacitor 2a to the load side by the on / off operation.

そして、コンバータ１０の半導体スイッチ部１ｃｕ、１ｃｖ、１ｃｗと直流コンデンサ２ａの間には、ヒューズ３ｃｕ、３ｃｖ、３ｃｗ、３ｃｘ、３ｃｙ、３ｃｚが配設されている。また、インバータ２０の半導体スイッチ部１ｉｕ、１ｉｖ、１ｉｗと直流コンデンサ２ａの間には、ヒューズ３ｉｕ、３ｉｖ、３ｉｗ、３ｉｘ、３ｉｙ、３ｉｚが配設されている。 Fuses 3cu, 3cv, 3cw, 3cx, 3cy, and 3cz are disposed between the semiconductor switch units 1cu, 1cv, and 1cw of the converter 10 and the DC capacitor 2a. Fuses 3iu, 3iv, 3iw, 3ix, 3ii, and 3iz are disposed between the semiconductor switch units 1iu, 1iv, and 1iw of the inverter 20 and the DC capacitor 2a.

なお、３相入力のコンバータの場合は、図１２に示したように、半導体スイッチ部１ｃｕ、１ｃｖ及び１ｃｗを並列に接続することで表記できるが、単相入力のコンバータの場合、半導体スイッチ部１ｃｕと１ｃｖを並列に接続することで表記できる。同様に、３相出力のインバータの場合は、半導体スイッチ部１ｉｕ、１ｉｖ及び１ｉｗを並列に接続することで表記できるが、単相出力のインバータの場合、半導体スイッチ部１ｉｕと１ｉｖを並列に接続することで表記できる。 In the case of a three-phase input converter, as shown in FIG. 12, the semiconductor switch units 1cu, 1cv, and 1cw can be represented in parallel. However, in the case of a single-phase input converter, the semiconductor switch unit 1cu. And 1cv can be connected in parallel. Similarly, in the case of a three-phase output inverter, it can be expressed by connecting the semiconductor switch units 1iu, 1iv and 1iw in parallel, but in the case of a single-phase output inverter, the semiconductor switch units 1iu and 1iv are connected in parallel. It can be expressed by

次に、図１２の電力変換装置の動作について説明する。図１２において、図示左側から供給される交流電力は、コンバータ１０の半導体スイッチ部１ｃｕ、１ｃｖ、１ｃｗのオン・オフ動作によって、各ヒューズ３ｃｕ、３ｃｖ、３ｃｗ、３ｃｘ、３ｃｙ、３ｃｚを通り、直流コンデンサ２ａに蓄積される。また、直流コンデンサ２ａに蓄積された電力は、半導体スイッチ部１ｉｕ、１ｉｖ、１ｉｗのオン・オフ動作によって、各ヒューズ３ｉｕ、３ｉｖ、３ｉｗ、３ｉｘ、３ｉｙ、３ｉｚを通り、図示右側に交流電力として出力される。すなわち、コンバータ１０及びインバータ２０共に、入力定格電流及び出力定格電流に見合うヒューズを各相の半導体スイッチ部の上下アーム部毎に配置している。 Next, the operation of the power conversion device in FIG. 12 will be described. In FIG. 12, the AC power supplied from the left side of the figure passes through the fuses 3cu, 3cv, 3cv, 3cx, 3cy, 3cz by the on / off operation of the semiconductor switch portions 1cu, 1cv, 1cw of the converter 10, and is connected to the DC capacitor. 2a is accumulated. The power stored in the DC capacitor 2a passes through the fuses 3iu, 3iv, 3iw, 3ix, 3ii, and 3iz by the on / off operation of the semiconductor switch units 1iu, 1iv, and 1iw, and is output as AC power on the right side of the figure. Is done. That is, in both the converter 10 and the inverter 20, fuses corresponding to the input rated current and the output rated current are arranged for the upper and lower arm portions of the semiconductor switch portion of each phase.

図１３は図１２の電力変換装置のＵ相分の構造を示す図であり、図１３（ａ）は正面図、図１３（ｂ）は右側面図、図１３（ｃ）は底面図である。図１３に示すように、半導体スイッチ部１ｃｕの底面には、当該半導体スイッチ部１ｃｕの発生損失で生じる熱を冷却する冷却フィン４ａが取り付けられている。半導体スイッチ部１ｃｕと直流コンデンサ２ａ１及び２ａ２（図１２の直流コンデンサ２ａの箇所に並列に接続されている）との間には、ヒューズ３ｃｕ及び３ｃｘが挿入されている。半導体スイッチ部１ｃｕが間違って上下アーム部共にオンしてしまった場合、直流コンデンサ２ａから半導体スイッチ部１ｃｕに流れ込むエネルギーのために半導体スイッチ部１ｃｕが破損してしまうのを防ぐ（保護）ためにヒューズ３ｃｕ及び３ｃｘは設置されている。 13 is a diagram showing the structure of the U phase of the power conversion device of FIG. 12, FIG. 13 (a) is a front view, FIG. 13 (b) is a right side view, and FIG. 13 (c) is a bottom view. . As shown in FIG. 13, cooling fins 4 a are attached to the bottom surface of the semiconductor switch portion 1 cu to cool the heat generated by the generated loss of the semiconductor switch portion 1 cu. Fuses 3cu and 3cx are inserted between the semiconductor switch unit 1cu and the DC capacitors 2a1 and 2a2 (connected in parallel with the DC capacitor 2a in FIG. 12). In order to prevent (protect) the semiconductor switch portion 1cu from being damaged due to the energy flowing into the semiconductor switch portion 1cu from the DC capacitor 2a when the semiconductor switch portion 1cu is accidentally turned on by both the upper and lower arms. 3cu and 3cx are installed.

ここで、図１３で示している構成のみを回路図で示すと、図１７のようになる。ヒューズ３ｃｕ、３ｃｘは回路的に抵抗とインダクタンスで表記でき、これを図１８に示す。この図１８のように、半導体スイッチ部１ｃｕと直流コンデンサ２ａ１、２ａ２の間には、抵抗成分５ｕ及び５ｘ、インダクタンス成分６ｕ及び６ｘが存在する。このうち、インダクタンス成分６ｕ及び６ｘは、半導体スイッチ部１ｃｕのオン・オフ動作時の電流変換により、半導体スイッチ部１ｃｕに過大な電圧（サージ電圧）を発生する要因となる。 Here, when only the configuration shown in FIG. 13 is shown in a circuit diagram, it is as shown in FIG. The fuses 3cu and 3cx can be expressed by resistance and inductance in terms of a circuit, and this is shown in FIG. As shown in FIG. 18, resistance components 5u and 5x and inductance components 6u and 6x exist between the semiconductor switch unit 1cu and the DC capacitors 2a1 and 2a2. Among these components, the inductance components 6u and 6x are factors that generate an excessive voltage (surge voltage) in the semiconductor switch unit 1cu due to current conversion during the on / off operation of the semiconductor switch unit 1cu.

また、図１３の構造以外に、例えば図１４のように、半導体スイッチ部１ｃｕ及び１ｉｕを同一の冷却フィン４ｂ上に設置し、付随するヒューズ３ｃｕ、３ｃｘ、３ｉｕ、３ｉｘ、並びに直流コンデンサ２ａ１、２ａ２、２ａ３、２ａ４も半導体スイッチ部１ｃｕ及び１ｉｕの近辺に配置した構造がある。さらに、半導体スイッチ部１ｃｕ、１ｉｕがそれぞれ２並列（１ｃｕ１、１ｃｕ２、１ｉｕ１、１ｉｕ２）で構成された図１５のような場合もある。また、それ以上の並列で構成された場合もある。なお、図１４の構成で図１２の電力変換装置の全体の構造を示すと、図１６のようになる。 In addition to the structure of FIG. 13, for example, as shown in FIG. 14, the semiconductor switch portions 1cu and 1iu are installed on the same cooling fin 4b, and the accompanying fuses 3cu, 3cx, 3iu, 3ix, and DC capacitors 2a1, 2a2 are installed. 2a3 and 2a4 are also arranged in the vicinity of the semiconductor switch portions 1cu and 1iu. Furthermore, there may be a case as shown in FIG. 15 in which the semiconductor switch units 1cu and 1iu are each configured in two parallels (1cu1, 1cu2, 1iu1, 1iu2). Moreover, it may be configured in parallel. In addition, when the structure of the whole power converter device of FIG. 12 is shown with the structure of FIG. 14, it will become like FIG.

特開平２−７９７２０号公報（図１）Japanese Patent Laid-Open No. 2-79720 (FIG. 1)

従来の電力変換装置は以上のように構成されており、コンバータ及びインバータ共に、入力定格電流及び出力定格電流に見合うヒューズを各相の半導体スイッチ部の上下アーム部に配置しているため、定格の大きいヒューズを多数使用しなければならず、そのため寸法の大きい装置構成となり、かつ経済的でないという問題があった。 The conventional power converter is configured as described above, and both converters and inverters are equipped with fuses that match the input rated current and output rated current in the upper and lower arms of the semiconductor switch for each phase. A large number of large fuses must be used, so that there is a problem that the apparatus configuration has a large size and is not economical.

また、半導体スイッチ部と直流コンデンサの間にヒューズを配置しているため、ヒューズのインダクタンス成分による半導体スイッチのサージ電圧増大という電力変換装置の信頼性を低下させる問題があった。 In addition, since the fuse is disposed between the semiconductor switch unit and the DC capacitor, there is a problem that the reliability of the power conversion device is lowered, that is, the surge voltage of the semiconductor switch is increased due to the inductance component of the fuse.

この発明は、上記のような従来の課題を解消するためになされたものであり、従来に比べて定格の小さなヒューズを使用して少数で構成できると共に、半導体スイッチ部のサージ電圧を低減できる電力変換装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, and can be configured with a small number of fuses with a smaller rating than conventional ones and can reduce the surge voltage of the semiconductor switch section. An object is to provide a conversion device.

第１の発明に係る電力変換装置は、交流電力を直流に変換するコンバータと、直流を直流電力として蓄電するコンデンサと、直流電力を交流電力に変換するインバータを備えた電力変換装置において、コンバータ及びインバータは、それぞれ各相毎に一対のアーム部を直列に接続した半導体スイッチ部を備え、コンバータにおける各相の半導体スイッチ部と、インバータにおける上記コンバータの各相の半導体スイッチ部と同相の半導体スイッチ部とが並列に接続され、それぞれの並列接続点の間には共通の直流コンデンサが接続され、各並列接続点と直流コンデンサの間にはそれぞれヒューズが配設されていることを特徴とする。 A power converter according to a first aspect of the present invention is a power converter including a converter that converts alternating current power into direct current, a capacitor that stores direct current as direct current power, and an inverter that converts direct current power into alternating current power. The inverter includes a semiconductor switch unit in which a pair of arm units are connected in series for each phase, the semiconductor switch unit of each phase in the converter, and the semiconductor switch unit of the same phase as the semiconductor switch unit of each phase of the converter in the inverter Are connected in parallel, a common DC capacitor is connected between each parallel connection point, and a fuse is disposed between each parallel connection point and the DC capacitor.

第２の発明に係る電力変換装置は、交流電力を直流に変換するコンバータと、直流を直流電力として蓄電するコンデンサと、直流電力を交流電力に変換するインバータを備えた電力変換装置において、コンバータ及びインバータは、それぞれ各相毎に一対のアーム部を直列に接続した半導体スイッチ部を備え、コンバータにおける各相の半導体スイッチ部と、インバータの上記コンバータの各相の半導体スイッチ部と異なる相の半導体スイッチ部とが並列に接続され、それぞれの並列接続点の間には共通の直流コンデンサが接続され、各並列接続点と直流コンデンサの間にはそれぞれヒューズが配設されていることを特徴とする。 A power conversion device according to a second invention is a power conversion device including a converter that converts alternating current power into direct current, a capacitor that stores direct current as direct current power, and an inverter that converts direct current power into alternating current power. The inverter includes a semiconductor switch unit in which a pair of arm units are connected in series for each phase, and the semiconductor switch unit of each phase in the converter and the semiconductor switch of a phase different from the semiconductor switch unit of each phase of the converter of the inverter Are connected in parallel, a common DC capacitor is connected between each parallel connection point, and a fuse is disposed between each parallel connection point and the DC capacitor.

第３の発明に係る電力変換装置は、交流電力を直流に変換するコンバータと、直流を直流電力として蓄電するコンデンサと、直流電力を交流電力に変換するインバータを備えた電力変換装置において、コンバータ及びインバータは、それぞれ各相毎に一対のアーム部を直列に接続した半導体スイッチ部を備え、コンバータにおける各相の半導体スイッチ部と、インバータにおける上記コンバータの各相の半導体スイッチ部と同相の半導体スイッチ部と、直流コンデンサとが並列に接続され、上記並列接続点がそれぞれヒューズを介して接続されていることを特徴とする。 A power converter according to a third aspect of the present invention is a power converter including a converter that converts alternating current power into direct current, a capacitor that stores direct current as direct current power, and an inverter that converts direct current power into alternating current power. The inverter includes a semiconductor switch unit in which a pair of arm units are connected in series for each phase, the semiconductor switch unit of each phase in the converter, and the semiconductor switch unit of the same phase as the semiconductor switch unit of each phase of the converter in the inverter And a DC capacitor are connected in parallel, and the parallel connection points are respectively connected via fuses.

第４の発明に係る電力変換装置は、交流電力を直流に変換するコンバータと、直流を直流電力として蓄電するコンデンサと、直流電力を交流電力に変換するインバータを備えた電力変換装置において、コンバータ及びインバータは、それぞれ各相毎に一対のアーム部を直列に接続した半導体スイッチ部を備え、コンバータにおける各相の半導体スイッチ部と、インバータにおける上記コンバータの各相の半導体スイッチ部と異なる相の半導体スイッチ部と、直流コンデンサとが並列に接続され、上記並列接続点がそれぞれヒューズを介して接続されていることを特徴とする。 A power conversion device according to a fourth aspect of the present invention is a power conversion device including a converter that converts alternating current power into direct current, a capacitor that stores direct current as direct current power, and an inverter that converts direct current power into alternating current power. The inverter includes a semiconductor switch portion in which a pair of arm portions are connected in series for each phase, and a semiconductor switch portion of each phase in the converter and a semiconductor switch in a phase different from the semiconductor switch portion in each phase of the converter in the inverter And the DC capacitor are connected in parallel, and the parallel connection points are respectively connected via fuses.

第１の発明に係る電力変換装置によれば、コンバータにおける各相の半導体スイッチ部と、インバータにおける上記コンバータの各相の半導体スイッチ部と同相の半導体スイッチ部とを並列に接続し、それぞれの並列接続点の間に共通の直流コンデンサを接続すると共に、各並列接続点と直流コンデンサの間にそれぞれヒューズを配設しているので、従来と比較して定格の小さいヒューズを使用することができる。さらに、従来と比較してヒューズ使用数を低減でき、経済的に優れた電力変換装置を提供することができる。 According to the power conversion device of the first invention, the semiconductor switch section of each phase in the converter and the semiconductor switch section of each phase of the converter in the inverter and the semiconductor switch section of the same phase are connected in parallel, Since a common DC capacitor is connected between the connection points, and a fuse is disposed between each parallel connection point and the DC capacitor, it is possible to use a fuse having a smaller rating than the conventional one. Furthermore, the number of fuses used can be reduced as compared with the prior art, and an economically superior power conversion device can be provided.

第２の発明に係る電力変換装置によれば、コンバータにおける各相の半導体スイッチ部と、インバータの上記コンバータの各相の半導体スイッチ部と異なる相の半導体スイッチ部とを並列に接続し、それぞれの並列接続点の間に共通の直流コンデンサを接続し、各並列接続点と直流コンデンサの間にそれぞれヒューズを配設しているので、従来と比較して定格の小さいヒューズを使用することができる。さらに、従来と比較してヒューズ使用数を低減でき、経済的に優れた電力変換装置を提供することができる。さらに、第１の発明と比較して、コンバータとインバータの半導体スイッチ部の相の組み合わせの制約がなくなるために、各構成要素の配置の自由度が増し、設計時間の短縮が可能になる。 According to the power conversion device of the second invention, the semiconductor switch part of each phase in the converter and the semiconductor switch part of the phase different from the semiconductor switch part of each phase of the converter of the inverter are connected in parallel, Since a common DC capacitor is connected between the parallel connection points and a fuse is disposed between each parallel connection point and the DC capacitor, it is possible to use a fuse having a smaller rating than the conventional one. Furthermore, the number of fuses used can be reduced as compared with the prior art, and an economically superior power conversion device can be provided. Furthermore, since there is no restriction on the combination of phases of the semiconductor switch portions of the converter and the inverter as compared with the first invention, the degree of freedom of arrangement of each component increases and the design time can be shortened.

第３の発明に係る電力変換装置によれば、コンバータにおける各相の半導体スイッチ部と、インバータにおける上記コンバータの各相の半導体スイッチ部と同相の半導体スイッチ部と、直流コンデンサとを並列に接続し、並列接続点をそれぞれヒューズを介して接続しているので、従来と比較して定格の小さいヒューズを使用することができる。さらに、従来と比較してヒューズ使用数を低減でき、経済的に優れた電力変換装置を提供することができる。また、半導体スイッチ部から直流コンデンサまでの回路にインダクタンス成分が無い構成となるため、当該回路のインダクタンス成分が低減でき、インダクタンス成分による半導体スイッチ部のサージ電圧を抑制することができ、電力変換装置の信頼性を向上することができる。 According to the power conversion device of the third aspect of the present invention, the semiconductor switch portion of each phase in the converter, the semiconductor switch portion in phase with the semiconductor switch portion of each phase of the converter in the inverter, and the DC capacitor are connected in parallel. Since the parallel connection points are connected via the fuses, it is possible to use a fuse having a smaller rating than the conventional one. Furthermore, the number of fuses used can be reduced as compared with the prior art, and an economically superior power conversion device can be provided. In addition, since the circuit from the semiconductor switch unit to the DC capacitor has no inductance component, the inductance component of the circuit can be reduced, the surge voltage of the semiconductor switch unit due to the inductance component can be suppressed, and the power conversion device Reliability can be improved.

第４の発明に係る電力変換装置によれば、コンバータにおける各相の半導体スイッチ部と、インバータにおける上記コンバータの各相の半導体スイッチ部と異なる相の半導体スイッチ部と、直流コンデンサとを並列に接続し、並列接続点をそれぞれヒューズを介して接続しているので、従来と比較して定格の小さいヒューズを使用することができる。さらに、従来と比較してヒューズ使用数を低減でき、経済的に優れた電力変換装置を提供することができる。また、半導体スイッチ部から直流コンデンサまでの回路にインダクタンス成分が無い構成となるため、当該回路のインダクタンス成分が低減でき、インダクタンス成分による半導体スイッチ部のサージ電圧を抑制することができ、電力変換装置の信頼性を向上することができる。さらに、第３の発明と比較して、コンバータとインバータの半導体スイッチ部の相の組み合わせの制約がなくなるために、各構成要素の配置の自由度が増し、設計時間の短縮が可能になる。 According to the power conversion device of the fourth aspect of the invention, the semiconductor switch portion of each phase in the converter, the semiconductor switch portion of a phase different from the semiconductor switch portion of each phase of the converter in the inverter, and the DC capacitor are connected in parallel. In addition, since the parallel connection points are connected via the fuses, it is possible to use a fuse having a smaller rating than the conventional one. Furthermore, the number of fuses used can be reduced as compared with the prior art, and an economically superior power conversion device can be provided. In addition, since the circuit from the semiconductor switch unit to the DC capacitor has no inductance component, the inductance component of the circuit can be reduced, the surge voltage of the semiconductor switch unit due to the inductance component can be suppressed, and the power conversion device Reliability can be improved. Further, as compared with the third invention, since there is no restriction on the combination of phases of the semiconductor switch portions of the converter and the inverter, the degree of freedom of arrangement of each component increases, and the design time can be shortened.

以下、本発明を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による電力変換装置の回路構成を示す図である。図１において、電力変換装置１００は、交流電力（図示左側矢印）を直流に変換するコンバータ１０と、上記直流を直流電力として蓄電するコンデンサ２ａと、上記直流電力を交流電力（図示右側矢印）に変換するインバータ２０から構成される。 Embodiment 1 FIG.
1 is a diagram showing a circuit configuration of a power conversion device according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a power conversion device 100 includes a converter 10 that converts AC power (the arrow on the left in the figure) into DC, a capacitor 2 a that stores the DC as DC power, and the DC power that is converted into AC power (the arrow on the right in the figure). It is comprised from the inverter 20 to convert.

コンバータ１０は、Ｕ相の半導体スイッチ部１ｃｕ、Ｖ相の半導体スイッチ部１ｃｖ、Ｗ相の半導体スイッチ部１ｃｗを備えている。各半導体スイッチ部１ｃｕ、１ｃｖ、１ｃｗは、半導体スイッチ素子６０とそれに逆並列接続された還流ダイオード６１から成る一対のアーム部５０及び５１を直列に接続することにより構成されている。また、コンバータ１０では、交流電源（図示せず）からのＵ相を半導体スイッチ部１ｃｕの一対のアーム部の接続点に、Ｖ相を半導体スイッチ部１ｃｖの一対のアーム部の接続点に、Ｗ相を半導体スイッチ部１ｃｗの一対のアーム部の接続点に入力している。 The converter 10 includes a U-phase semiconductor switch unit 1cu, a V-phase semiconductor switch unit 1cv, and a W-phase semiconductor switch unit 1cw. Each of the semiconductor switch units 1cu, 1cv, and 1cw is configured by connecting in series a pair of arm units 50 and 51 including a semiconductor switch element 60 and a reflux diode 61 connected in reverse parallel thereto. In converter 10, the U phase from an AC power supply (not shown) is connected to the connection point of the pair of arm portions of semiconductor switch portion 1cu, and the V phase is connected to the connection point of the pair of arm portions of semiconductor switch portion 1cv. The phase is input to the connection point of the pair of arm portions of the semiconductor switch portion 1cw.

インバータ２０は、Ｕ相の半導体スイッチ部１ｉｕ、Ｖ相の半導体スイッチ部１ｉｖ、Ｗ相の半導体スイッチ部１ｉｗを備えている。各半導体スイッチ部１ｉｕ、１ｉｖ、１ｉｗは、半導体スイッチ素子６０とそれに逆並列接続された還流ダイオード６１から成る一対のアーム部５０及び５１を直列に接続することにより構成されている。また、インバータ２０では、半導体スイッチ部１ｉｕの一対のアーム部の接続点からＵ相を、半導体スイッチ部１ｉｖの一対のアーム部の接続点からＶ相を、半導体スイッチ部１ｉｗの一対のアーム部の接続点からＷ相をそれぞれ取り出し、負荷である電動機（図示せず）等に出力する。 The inverter 20 includes a U-phase semiconductor switch unit 1iu, a V-phase semiconductor switch unit 1iv, and a W-phase semiconductor switch unit 1iw. Each semiconductor switch unit 1iu, 1iv, 1iw is configured by connecting in series a pair of arm units 50 and 51 including a semiconductor switch element 60 and a reflux diode 61 connected in reverse parallel thereto. Further, in the inverter 20, the U phase from the connection point of the pair of arm portions of the semiconductor switch portion 1iu, the V phase from the connection point of the pair of arm portions of the semiconductor switch portion 1iv, and the pair of arm portions of the semiconductor switch portion 1iw. Each W phase is taken out from the connection point and output to an electric motor (not shown) as a load.

そして、コンバータ１０のＵ相の半導体スイッチ部１ｃｕと、インバータ２０のＵ相の半導体スイッチ部１ｉｕとが並列に接続されている。また、コンバータ１０のＶ相の半導体スイッチ部１ｃｖと、インバータ２０のＶ相の半導体スイッチ部１ｉｖとが並列に接続されている。また、コンバータ１０のＷ相の半導体スイッチ部１ｃｗと、インバータ２０のＷ相の半導体スイッチ部１ｉｗとが並列に接続されている。 The U-phase semiconductor switch unit 1cu of the converter 10 and the U-phase semiconductor switch unit 1iu of the inverter 20 are connected in parallel. Further, the V-phase semiconductor switch section 1cv of the converter 10 and the V-phase semiconductor switch section 1iv of the inverter 20 are connected in parallel. Further, the W-phase semiconductor switch unit 1 cw of the converter 10 and the W-phase semiconductor switch unit 1 iw of the inverter 20 are connected in parallel.

さらに、半導体スイッチ部１ｃｕと半導体スイッチ部１ｉｕの並列接続点Ｐ１及びＮ１の間、半導体スイッチ部１ｃｖと半導体スイッチ部１ｉｖの並列接続点Ｐ２及びＮ２の間、半導体スイッチ部１ｃｗと半導体スイッチ部１ｉｗの並列接続点Ｐ３及びＮ３の間には、共通の直流コンデンサ２ａが接続されている。 Further, between the parallel connection points P1 and N1 of the semiconductor switch unit 1cu and the semiconductor switch unit 1iu, between the parallel connection points P2 and N2 of the semiconductor switch unit 1cv and the semiconductor switch unit 1iv, between the semiconductor switch unit 1cw and the semiconductor switch unit 1iw. A common DC capacitor 2a is connected between the parallel connection points P3 and N3.

さらに、半導体スイッチ部１ｃｕと半導体スイッチ部１ｉｕの並列接続点Ｐ１及びＮ１と直流コンデンサ２ａの間には、ヒューズ３ｕ、３ｘが接続されている。また、半導体スイッチ部１ｃｖと半導体スイッチ部１ｉｖの並列接続点Ｐ２及びＮ２と直流コンデンサ２ａの間には、ヒューズ３ｖ、３ｙが接続されている。また、半導体スイッチ部１ｃｗと半導体スイッチ部１ｉｗの並列接続点Ｐ３及びＮ３と直流コンデンサ２ａの間には、ヒューズ３ｗ、３ｚが接続されている。 Further, fuses 3u and 3x are connected between the parallel connection points P1 and N1 of the semiconductor switch unit 1cu and the semiconductor switch unit 1iu and the DC capacitor 2a. Further, fuses 3v and 3y are connected between parallel connection points P2 and N2 of the semiconductor switch unit 1cv and the semiconductor switch unit 1iv and the DC capacitor 2a. Further, fuses 3w and 3z are connected between parallel connection points P3 and N3 of the semiconductor switch unit 1cw and the semiconductor switch unit 1iw and the DC capacitor 2a.

図２は図１の電力変換装置の全体構成を示す構造図である。図２において、Ｕ相用の半導体スイッチ部１ｃｕ及び１ｉｕの底面には、当該半導体スイッチ部１ｃｕ及び１ｉｕの発生損失で生じる熱を冷却する冷却フィン４ｂ１が取り付けられている。半導体スイッチ部１ｃｕ及び１ｉｕと直流コンデンサ２ａ１、２ａ２、２ａ３（図１の直流コンデンサ２ａの箇所に並列に接続されている）との間には、ヒューズ３ｕ及び３ｘが挿入されている。同様に、Ｖ相用の半導体スイッチ部１ｃｖ及び１ｉｖの底面には冷却フィン４ｂ２が取り付けられ、半導体スイッチ部１ｃｖ及び１ｉｖと直流コンデンサ２ａ４、２ａ５、２ａ６の間にはヒューズ３ｖ及び３ｙが挿入されている。また、Ｗ相用の半導体スイッチ部１ｃｗ及び１ｉｗの底面には冷却フィン４ｂ３が取り付けられ、半導体スイッチ部１ｃｗ及び１ｉｗと直流コンデンサ２ａ７、２ａ８、２ａ９の間にはヒューズ３ｗ及び３ｚが挿入されている。 FIG. 2 is a structural diagram showing the overall configuration of the power conversion apparatus of FIG. In FIG. 2, cooling fins 4b1 are attached to the bottom surfaces of the U-phase semiconductor switch portions 1cu and 1iu to cool the heat generated by the generated loss of the semiconductor switch portions 1cu and 1iu. Fuses 3u and 3x are inserted between the semiconductor switch units 1cu and 1iu and the DC capacitors 2a1, 2a2, and 2a3 (connected in parallel to the DC capacitor 2a in FIG. 1). Similarly, cooling fins 4b2 are attached to the bottom surfaces of the V-phase semiconductor switch portions 1cv and 1iv, and fuses 3v and 3y are inserted between the semiconductor switch portions 1cv and 1iv and the DC capacitors 2a4, 2a5, and 2a6. Yes. Cooling fins 4b3 are attached to the bottom surfaces of the W-phase semiconductor switch portions 1cw and 1iw, and fuses 3w and 3z are inserted between the semiconductor switch portions 1cw and 1iw and the DC capacitors 2a7, 2a8, and 2a9. .

次に、この発明の実施の形態１による電力変換装置の動作について説明する。図１において、図示左側から供給される交流電力は、コンバータ１０の半導体スイッチ部１ｃｕ、１ｃｖ、１ｃｗのオン・オフ動作によって、ヒューズ３ｕ、３ｖ、３ｗ、３ｘ、３ｙ、３ｚを通り、直流コンデンサ２ａに直流電力として蓄積される。また、直流コンデンサ２ａに蓄積された直流電力は、インバータ２０の半導体スイッチ部１ｉｕ、１ｉｖ、１ｉｗのオン・オフ動作によって、ヒューズ３ｕ、３ｖ、３ｗ、３ｘ、３ｙ、３ｚを通り、図１の右側に出力される。 Next, the operation of the power conversion device according to embodiment 1 of the present invention will be described. In FIG. 1, AC power supplied from the left side of the figure passes through fuses 3u, 3v, 3w, 3x, 3y, and 3z by the on / off operation of the semiconductor switch portions 1cu, 1cv, and 1cw of the converter 10, and the DC capacitor 2a Is stored as DC power. Further, the DC power stored in the DC capacitor 2a passes through the fuses 3u, 3v, 3w, 3x, 3y, and 3z by the on / off operation of the semiconductor switch portions 1iu, 1iv, and 1iw of the inverter 20, and is transferred to the right side of FIG. Is output.

この時、例えばヒューズ３ｕ（３ｘ）において、図３に示すように、交流電源から半導体スイッチ部１ｃｕを通ってコンデンサ２ａに流れる電流Ａと、コンデンサ２ａから半導体スイッチ部１ｉｕに流れる電流Ｂとが相殺し合う。従って、ヒューズ３ｕ（３ｘ）は従来のヒューズ３ｃｕ（３ｃｘ）に比較して定格の小さなヒューズを使用できる。なお、ヒューズ３ｖ及び３ｙ、さらにヒューズ３ｗ及び３ｚの場合も同様な動作となる。 At this time, for example, in the fuse 3u (3x), as shown in FIG. 3, the current A flowing from the AC power source through the semiconductor switch unit 1cu to the capacitor 2a and the current B flowing from the capacitor 2a to the semiconductor switch unit 1iu cancel each other. Hold on. Therefore, the fuse 3u (3x) can use a fuse having a smaller rating than the conventional fuse 3cu (3cx). The same operation is performed in the case of the fuses 3v and 3y and the fuses 3w and 3z.

一方、図４に示すように、コンバータ１０の半導体スイッチ部１ｃｕにおいて一対のアーム部が同時通電（短絡）した場合、直流コンデンサ２ａの短絡電流Ｃが図示矢印のように流れ、ヒューズ３ｕ、３ｘが溶断する。また、インバータ２０の半導体スイッチ部１ｉｕにおいて一対のアーム部が同時通電（短絡）した場合、直流コンデンサ２ａの短絡電流Ｄが図示矢印のように流れ、ヒューズ３ｕ、３ｘが溶断する。なお、その他の半導体スイッチ部の短絡動作も同様である。 On the other hand, as shown in FIG. 4, when the pair of arm portions are simultaneously energized (short-circuited) in the semiconductor switch portion 1cu of the converter 10, the short-circuit current C of the DC capacitor 2a flows as indicated by the arrows, and the fuses 3u and 3x are connected. Fusing. Further, when the pair of arm portions are simultaneously energized (short-circuited) in the semiconductor switch portion 1iu of the inverter 20, the short-circuit current D of the DC capacitor 2a flows as shown by the arrows, and the fuses 3u and 3x are blown. The same applies to the short-circuit operation of other semiconductor switch portions.

以上のように実施の形態１によれば、コンバータ１０における各相の半導体スイッチ部１ｃｕ、１ｃｖ，１ｃｗと、インバータ２０における上記コンバータの各相の半導体スイッチ部１ｃｕ、１ｃｖ，１ｃｗと同相の半導体スイッチ部１ｉｕ、１ｉｖ，１ｉｗとを並列に接続し、それぞれの並列接続点の間（Ｐ１とＮ１の間、Ｐ２とＮ２の間、Ｐ３とＮ３の間）に共通の直流コンデンサ２ａを接続すると共に、各並列接続点（Ｐ１とＮ１、Ｐ２とＮ２、Ｐ３とＮ３）と直流コンデンサ２ａの間にそれぞれヒューズ３ｕ、３ｘ、３ｖ、３ｙ、３ｗ、３ｚを配設しているので、従来と比較して定格の小さいヒューズを使用することができる。 As described above, according to the first embodiment, the semiconductor switch units 1cu, 1cv, and 1cw for each phase in the converter 10 and the semiconductor switches in the same phase as the semiconductor switch units 1cu, 1cv, and 1cw for each phase of the converter in the inverter 20 are described. 1u, 1iv, and 1iw are connected in parallel, and a common DC capacitor 2a is connected between the parallel connection points (between P1 and N1, between P2 and N2, and between P3 and N3), Since fuses 3u, 3x, 3v, 3y, 3w, and 3z are arranged between each parallel connection point (P1 and N1, P2 and N2, P3 and N3) and DC capacitor 2a, respectively, compared to the conventional case. Smaller rated fuses can be used.

さらに、半導体スイッチ部１ｃｕ及び１ｉｕ、１ｃｖ及び１ｉｖ、１ｃｗ及び１ｉｗに対して、それぞれヒューズ３ｕ及び３ｘ、３ｖ及び３ｙ、３ｗ及び３ｚを上下２箇所のみ配設しているので、従来と比較してヒューズ使用数を低減でき、経済的に優れた電力変換装置を提供することができる。 Further, since the fuses 3u and 3x, 3v and 3y, 3w and 3z are arranged only at the top and bottom for the semiconductor switch portions 1cu and 1iu, 1cv and 1iv, 1cw and 1iw, respectively, compared to the conventional case. The number of fuses used can be reduced, and an economical power conversion device can be provided.

実施の形態２．
上記実施の形態１では、コンバータとインバータの同じ相の半導体スイッチ部を並列に接続し、その並列接続点と直流コンデンサの間にヒューズを配設する場合について説明したが、本実施の形態では、コンバータとインバータの異なる相の半導体スイッチ部を並列に接続し、その並列接続点と直流コンデンサの間にヒューズを配設する。 Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the case where the semiconductor switch portions of the same phase of the converter and the inverter are connected in parallel and a fuse is disposed between the parallel connection point and the DC capacitor has been described. Semiconductor switches of different phases of the converter and the inverter are connected in parallel, and a fuse is disposed between the parallel connection point and the DC capacitor.

図５はこの発明の実施の形態２による電力変換装置の回路構成を示す図である。図５において、コンバータ１０のＵ相の半導体スイッチ部１ｃｕと、インバータ２０のＶ相の半導体スイッチ部１ｉｖとが並列に接続されている。また、コンバータ１０のＶ相の半導体スイッチ部１ｃｖと、インバータ２０のＷ相の半導体スイッチ部１ｉｗとが並列に接続されている。また、コンバータ１０のＷ相の半導体スイッチ部１ｃｗと、インバータ２０のＵ相の半導体スイッチ部１ｉｕとが並列に接続されている。 FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of a power conversion device according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 5, the U-phase semiconductor switch unit 1 cu of the converter 10 and the V-phase semiconductor switch unit 1 iv of the inverter 20 are connected in parallel. Further, the V-phase semiconductor switch unit 1cv of the converter 10 and the W-phase semiconductor switch unit 1iw of the inverter 20 are connected in parallel. Further, the W-phase semiconductor switch section 1cw of the converter 10 and the U-phase semiconductor switch section 1iu of the inverter 20 are connected in parallel.

そして、半導体スイッチ部１ｃｕと半導体スイッチ部１ｉｖの並列接続点Ｐ４及びＮ４の間、半導体スイッチ部１ｃｖと半導体スイッチ部１ｉｗの並列接続点Ｐ５及びＮ５の間、半導体スイッチ部１ｃｗと半導体スイッチ部１ｉｕの並列接続点Ｐ６及びＮ６の間には、共通の直流コンデンサ２ａが接続されている。 And between the parallel connection points P4 and N4 of the semiconductor switch unit 1cu and the semiconductor switch unit 1iv, between the parallel connection points P5 and N5 of the semiconductor switch unit 1cv and the semiconductor switch unit 1iw, between the semiconductor switch unit 1cw and the semiconductor switch unit 1iu. A common DC capacitor 2a is connected between the parallel connection points P6 and N6.

さらに、半導体スイッチ部１ｃｕと半導体スイッチ部１ｉｖの並列接続点Ｐ４及びＮ４と直流コンデンサ２ａの間には、ヒューズ３ｕ、３ｘが接続されている。また、半導体スイッチ部１ｃｖと半導体スイッチ部１ｉｗの並列接続点Ｐ５及びＮ５と直流コンデンサ２ａの間には、ヒューズ３ｖ、３ｙが接続されている。また、半導体スイッチ部１ｃｗと半導体スイッチ部１ｉｕの並列接続点Ｐ６及びＮ６と直流コンデンサ２ａの間には、ヒューズ３ｗ、３ｚが接続されている。 Further, fuses 3u and 3x are connected between the parallel connection points P4 and N4 of the semiconductor switch unit 1cu and the semiconductor switch unit 1iv and the DC capacitor 2a. Further, fuses 3v and 3y are connected between the parallel connection points P5 and N5 of the semiconductor switch unit 1cv and the semiconductor switch unit 1iw and the DC capacitor 2a. Fuses 3w and 3z are connected between the parallel connection points P6 and N6 of the semiconductor switch unit 1cw and the semiconductor switch unit 1iu and the DC capacitor 2a.

図５の電力変換装置のその他の構成及び動作は、図１（実施の形態１）の構成及び動作と同様であるので、その説明は省略する。 The other configuration and operation of the power conversion device in FIG. 5 are the same as the configuration and operation in FIG. 1 (Embodiment 1), and a description thereof will be omitted.

以上のように実施の形態２によれば、コンバータ１０における各相の半導体スイッチ部１ｃｕ、１ｃｖ，１ｃｗと、インバータ２０の上記コンバータの各相の半導体スイッチ部１ｃｕ、１ｃｖ，１ｃｗと異なる相の半導体スイッチ部１ｉｖ，１ｉｗ、１ｉｕとを並列に接続し、それぞれの並列接続点の間（Ｐ４とＮ４の間、Ｐ５とＮ５の間、Ｐ６とＮ６の間）に共通の直流コンデンサ２ａを接続し、各並列接続点（Ｐ４とＮ４、Ｐ５とＮ５、Ｐ６とＮ６）と直流コンデンサ２ａの間にそれぞれヒューズ３ｕ、３ｘ、３ｖ、３ｙ、３ｗ、３ｚを配設しているので、従来と比較して定格の小さいヒューズを使用することができる。 As described above, according to the second embodiment, the semiconductor switch units 1cu, 1cv, and 1cw of the respective phases in the converter 10 and the semiconductors of phases different from the semiconductor switch units 1cu, 1cv, and 1cw of the respective phases of the converter of the inverter 20 are described. The switch units 1iv, 1iw, 1iu are connected in parallel, and a common DC capacitor 2a is connected between the respective parallel connection points (between P4 and N4, between P5 and N5, between P6 and N6), Since fuses 3u, 3x, 3v, 3y, 3w, and 3z are arranged between each parallel connection point (P4 and N4, P5 and N5, P6 and N6) and the DC capacitor 2a, respectively, compared with the conventional case. Smaller rated fuses can be used.

さらに、半導体スイッチ部１ｃｕ及び１ｉｖ、１ｃｖ及び１ｉｗ、１ｃｗ及び１ｉｕに対して、それぞれヒューズ３ｕ及び３ｘ、３ｖ及び３ｙ、３ｗ及び３ｚを上下２箇所のみ配設しているので、従来と比較してヒューズ使用数を低減でき、経済的に優れた電力変換装置を提供することができる。 Furthermore, since the fuses 3u and 3x, 3v and 3y, 3w and 3z are arranged only at the top and bottom for the semiconductor switch portions 1cu and 1iv, 1cv and 1iw, 1cw and 1iu, respectively, compared with the conventional case. The number of fuses used can be reduced, and an economical power conversion device can be provided.

さらに、上記実施の形態１と比較して、コンバータ１０とインバータ２０の半導体スイッチ部の相の組み合わせの制約がなくなるために、各構成要素の配置の自由度が増し、設計時間の短縮が可能になる。 Further, compared to the first embodiment, since there is no restriction on the phase combination of the semiconductor switch unit of the converter 10 and the inverter 20, the degree of freedom of arrangement of each component increases, and the design time can be shortened. Become.

実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３による電力変換装置の回路構成を示す図である。 Embodiment 3 FIG.
6 is a diagram showing a circuit configuration of a power conversion device according to Embodiment 3 of the present invention.

本実施の形態の電力変換装置は、図６に示すように、コンバータ１０のＵ相の半導体スイッチ部１ｃｕと、インバータ２０のＵ相の半導体スイッチ部１ｉｕと、直流コンデンサ２ｂ１とが並列に接続されている。また、コンバータ１０のＶ相の半導体スイッチ部１ｃｖと、インバータ２０のＶ相の半導体スイッチ部１ｉｖと、直流コンデンサ２ｂ２とが並列に接続されている。また、コンバータ１０のＷ相の半導体スイッチ部１ｃｗと、インバータ２０のＷ相の半導体スイッチ部１ｉｗと、直流コンデンサ２ｂ３とが並列に接続されている。 In the power conversion device of the present embodiment, as shown in FIG. 6, U-phase semiconductor switch unit 1cu of converter 10, U-phase semiconductor switch unit 1iu of inverter 20, and DC capacitor 2b1 are connected in parallel. ing. Further, the V-phase semiconductor switch unit 1cv of the converter 10, the V-phase semiconductor switch unit 1iv of the inverter 20, and the DC capacitor 2b2 are connected in parallel. Further, the W-phase semiconductor switch portion 1cw of the converter 10, the W-phase semiconductor switch portion 1iw of the inverter 20, and the DC capacitor 2b3 are connected in parallel.

そして、半導体スイッチ部１ｃｕ、半導体スイッチ部１ｉｕ及び直流コンデンサ２ｂ１の並列接続点Ｐ７及びＮ７と、半導体スイッチ部１ｃｖ、半導体スイッチ部１ｉｖ及び直流コンデンサ２ｂ２の並列接続点Ｐ８及びＮ８と、半導体スイッチ部１ｃｗ、半導体スイッチ部１ｉｗ及び直流コンデンサ２ｂ３の並列接続点Ｐ９及びＮ９とは、それぞれヒューズ３ｕ及び３ｘ、３ｖ及び３ｙ、３ｗ及び３ｚを介して接続されている。 Then, the parallel connection points P7 and N7 of the semiconductor switch unit 1cu, the semiconductor switch unit 1iu and the DC capacitor 2b1, the parallel connection points P8 and N8 of the semiconductor switch unit 1cv, the semiconductor switch unit 1iv and the DC capacitor 2b2, and the semiconductor switch unit 1cw. The parallel connection points P9 and N9 of the semiconductor switch unit 1iw and the DC capacitor 2b3 are connected via fuses 3u and 3x, 3v and 3y, 3w and 3z, respectively.

図７は図６の電力変換装置のＵ相分を示す構造図であり、図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）は右側面図、図７（ｃ）は底面図である。図７において、Ｕ相用の半導体スイッチ部１ｃｕ及び１ｉｕの底面には、当該半導体スイッチ部１ｃｕ及び１ｉｕの発生損失で生じる熱を冷却する冷却フィン４ｂが取り付けられている。半導体スイッチ部１ｃｕ及び１ｉｕの間には直流コンデンサ２ｂ１１、２ｂ１２、２ｂ１３（図６の直流コンデンサ２ｂ１の箇所に並列に接続されている）が並列に配置されている。そして、半導体スイッチ部１ｃｕ、半導体スイッチ部１ｉｕ及び直流コンデンサ２ｂ１の並列接続点Ｐ７及びＮ７には、ヒューズ３ｕ及び３ｘが接続されている。このように、構造的には、半導体スイッチ１ｃｕ及び１ｉｕと直流コンデンサ２ｂ１１、２ｂ１２、２ｂ１３の間にヒューズが位置しない構成となっている。なお、図６の電力変換装置の全体（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の構造を示すと図８のようになる。 7 is a structural diagram showing the U-phase portion of the power conversion device of FIG. 6, FIG. 7 (a) is a front view, FIG. 7 (b) is a right side view, and FIG. 7 (c) is a bottom view. In FIG. 7, cooling fins 4b are attached to the bottom surfaces of the U-phase semiconductor switch portions 1cu and 1iu to cool the heat generated by the generated loss of the semiconductor switch portions 1cu and 1iu. DC capacitors 2b11, 2b12, 2b13 (connected in parallel with the DC capacitor 2b1 in FIG. 6) are arranged in parallel between the semiconductor switch units 1cu and 1iu. The fuses 3u and 3x are connected to the parallel connection points P7 and N7 of the semiconductor switch unit 1cu, the semiconductor switch unit 1iu, and the DC capacitor 2b1. Thus, structurally, no fuse is located between the semiconductor switches 1cu and 1iu and the DC capacitors 2b11, 2b12, and 2b13. In addition, when the structure of the whole power converter device (U phase, V phase, W phase) of FIG. 6 is shown, it will become like FIG.

本実施の形態においては、図９に示すように、例えばコンバータ１０の半導体スイッチ部１ｃｕにおいて一対のアーム部が同時通電（短絡）した場合、直流コンデンサ２ｂ１からの電流Ｅが図示矢印のように流れ、直流コンデンサ２ｂ２からの電流Ｆがヒューズ３ｖ、３ｕ、３ｘ、３ｙを介して図示矢印のように流れ、直流コンデンサ２ｂ３からの電流Ｇがヒューズ３ｗ、３ｕ、３ｘ、３ｚを介して図示矢印のように流れる。したがって、ヒューズ３ｕ、３ｘには他のヒューズ３ｖ、３ｗ、３ｙ、３ｚより電流が多く流れることになり、溶断する。なお、その他の構成及び動作は上記実施の形態の説明と同様である。 In the present embodiment, as shown in FIG. 9, for example, when a pair of arm portions are energized (short-circuited) simultaneously in the semiconductor switch portion 1 cu of the converter 10, the current E from the DC capacitor 2 b 1 flows as indicated by the arrows. The current F from the DC capacitor 2b2 flows as shown by the arrows through the fuses 3v, 3u, 3x, 3y, and the current G from the DC capacitor 2b3 passes through the fuses 3w, 3u, 3x, 3z as shown by the arrows. Flowing into. Therefore, more current flows through the fuses 3u and 3x than the other fuses 3v, 3w, 3y, and 3z, and the fuses 3u and 3x are blown out. Other configurations and operations are the same as those described in the above embodiment.

以上のように実施の形態３によれば、コンバータ１０における各相の半導体スイッチ部１ｃｕ、１ｃｖ，１ｃｗと、インバータ２０における上記コンバータの各相の半導体スイッチ部１ｃｕ、１ｃｖ，１ｃｗと同相の半導体スイッチ部１ｉｕ、１ｉｖ，１ｉｗと、直流コンデンサ２ｂ１、２ｂ２、２ｂ３とを並列に接続し、並列接続点Ｐ７及びＮ７、Ｐ８及びＮ８、Ｐ９及びＮ９をそれぞれヒューズ３ｕ及び３ｘ、３ｖ及び３ｙ、３ｗ及び３ｚを介して接続しているので、従来と比較して定格の小さいヒューズを使用することができる。 As described above, according to the third embodiment, the semiconductor switch units 1cu, 1cv, and 1cw of the respective phases in the converter 10 and the semiconductor switches in phase with the semiconductor switch units 1cu, 1cv, and 1cw of the respective phases of the converter in the inverter 20 Unit 1iu, 1iv, 1iw and DC capacitors 2b1, 2b2, 2b3 are connected in parallel, and parallel connection points P7 and N7, P8 and N8, P9 and N9 are connected to fuses 3u and 3x, 3v and 3y, 3w and 3z, respectively. Therefore, it is possible to use a fuse having a lower rating than the conventional one.

さらに、半導体スイッチ部１ｃｕ及び１ｉｖ、１ｃｖ及び１ｉｗ、１ｃｗ及び１ｉｕに対して、それぞれヒューズ３ｕ及び３ｘ、３ｖ及び３ｙ、３ｗ及び３ｚを２箇所のみ配設しているので、従来と比較してヒューズ使用数を低減でき、経済的に優れた電力変換装置を提供することができる。 Furthermore, since only two fuses 3u and 3x, 3v and 3y, 3w and 3z are provided for the semiconductor switch portions 1cu and 1iv, 1cv and 1iw, 1cw and 1iu, respectively, the fuse is compared with the conventional one. The number of uses can be reduced, and an economical power conversion device can be provided.

また、コンバータ１０及びインバータ２０のＵ相用の半導体スイッチ部１ｃｕ及び１ｉｕのブロックを回路図で示すと、図１０のようになる。図１０において、半導体スイッチ部１ｃｕ及び１ｉｕから直流コンデンサ２ｂ１１、２ｂ１２、２ｂ１３までの回路にインダクタンス成分が無い構成となる。このため、当該回路ブロックのインダクタンス成分が低減でき、インダクタンス成分による半導体スイッチ部１ｃｕ及び１ｉｕのサージ電圧を抑制することができ、電力変換装置の信頼性を向上することができる。 A block diagram of the U-phase semiconductor switch units 1cu and 1iu of the converter 10 and the inverter 20 is shown in FIG. In FIG. 10, the circuit from the semiconductor switch units 1cu and 1iu to the DC capacitors 2b11, 2b12, 2b13 has no inductance component. For this reason, the inductance component of the circuit block can be reduced, the surge voltage of the semiconductor switch units 1cu and 1iu due to the inductance component can be suppressed, and the reliability of the power converter can be improved.

実施の形態４．
上記実施の形態３では、コンバータとインバータの同じ相の半導体スイッチ部と直流コンデンサを並列に接続し、各並列接続点をそれぞれヒューズを介して接続する場合について説明したが、本実施の形態では、コンバータとインバータの異なる相の半導体スイッチ部と直流コンデンサを並列に接続し、各並列接続点をそれぞれヒューズを介して接続する構成とする。 Embodiment 4 FIG.
In the third embodiment, the case where the semiconductor switch unit of the same phase of the converter and the inverter and the DC capacitor are connected in parallel and each parallel connection point is connected via a fuse has been described. A semiconductor switch unit and a DC capacitor of different phases of the converter and the inverter are connected in parallel, and each parallel connection point is connected via a fuse.

図１１はこの発明の実施の形態４による電力変換装置の回路構成を示す図である。図１１において、コンバータ１０のＵ相の半導体スイッチ部１ｃｕと、インバータ２０のＶ相の半導体スイッチ部１ｉｖと、直流コンデンサ２ｂ１とが並列に接続されている。また、コンバータ１０のＶ相の半導体スイッチ部１ｃｖと、インバータ２０のＷ相の半導体スイッチ部１ｉｗと、直流コンデンサ２ｂ２とが並列に接続されている。また、コンバータ１０のＷ相の半導体スイッチ部１ｃｗと、インバータ２０のＵ相の半導体スイッチ部１ｉｕと、直流コンデンサ２ｂ３とが並列に接続されている。 FIG. 11 is a diagram showing a circuit configuration of a power conversion device according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 11, a U-phase semiconductor switch unit 1cu of converter 10, a V-phase semiconductor switch unit 1iv of inverter 20, and a DC capacitor 2b1 are connected in parallel. Further, the V-phase semiconductor switch section 1cv of the converter 10, the W-phase semiconductor switch section 1iw of the inverter 20, and the DC capacitor 2b2 are connected in parallel. Further, the W-phase semiconductor switch portion 1cw of the converter 10, the U-phase semiconductor switch portion 1iu of the inverter 20, and the DC capacitor 2b3 are connected in parallel.

そして、半導体スイッチ部１ｃｕ、半導体スイッチ部１ｉｖ及び直流コンデンサ２ｂ１の並列接続点Ｐ１０及びＮ１０と、半導体スイッチ部１ｃｖ、半導体スイッチ部１ｉｗ及び直流コンデンサ２ｂ２の並列接続点Ｐ１１及びＮ１１と、半導体スイッチ部１ｃｗ、半導体スイッチ部１ｉｕ及び直流コンデンサ２ｂ３の並列接続点Ｐ１２及びＮ１２とは、それぞれヒューズ３ｕ及び３ｘ、３ｖ及び３ｙ、３ｗ及び３ｚを介して接続されている。 Then, the parallel connection points P10 and N10 of the semiconductor switch unit 1cu, the semiconductor switch unit 1iv and the DC capacitor 2b1, the parallel connection points P11 and N11 of the semiconductor switch unit 1cv, the semiconductor switch unit 1iw and the DC capacitor 2b2, and the semiconductor switch unit 1cw. The parallel connection points P12 and N12 of the semiconductor switch unit 1iu and the DC capacitor 2b3 are connected via fuses 3u and 3x, 3v and 3y, 3w and 3z, respectively.

図１１の電力変換装置のその他の構成及び動作は、上記実施の形態の構成及び動作と同様であるので、その説明は省略する。 Other configurations and operations of the power conversion apparatus of FIG. 11 are the same as the configurations and operations of the above-described embodiment, and thus the description thereof is omitted.

以上のように実施の形態４によれば、コンバータ１０における各相の半導体スイッチ部１ｃｕ、１ｃｖ，１ｃｗと、インバータ２０における上記コンバータの各相の半導体スイッチ部１ｃｕ、１ｃｖ，１ｃｗと異なる相の半導体スイッチ部１ｉｖ，１ｉｗ、１ｉｕと、直流コンデンサ２ｂ１、２ｂ２、２ｂ３とを並列に接続し、並列接続点Ｐ１０及びＮ１０、Ｐ１１及びＮ１１、Ｐ１２及びＮ１２をそれぞれヒューズ３ｕ及び３ｘ、３ｖ及び３ｙ、３ｗ及び３ｚを介して接続しているので、従来と比較して定格の小さいヒューズを使用することができる。 As described above, according to the fourth embodiment, the semiconductor switch units 1cu, 1cv, and 1cw of each phase in the converter 10 and the semiconductors of different phases from the semiconductor switch units 1cu, 1cv, and 1cw of each phase of the converter in the inverter 20 are described. Switch units 1iv, 1iw, 1iu and DC capacitors 2b1, 2b2, 2b3 are connected in parallel, and parallel connection points P10 and N10, P11 and N11, P12 and N12 are connected to fuses 3u and 3x, 3v and 3y, 3w and Since they are connected via 3z, it is possible to use a fuse having a smaller rating than the conventional one.

また、例えば、コンバータ１０及びインバータ２０の半導体スイッチ部１ｃｕ及び１ｉｖのブロックにおいて、半導体スイッチ部１ｃｕ及び１ｉｖから直流コンデンサ２ｂ１までの回路にインダクタンス成分が無い構成となる。このため、当該回路ブロックのインダクタンス成分が低減でき、インダクタンス成分による半導体スイッチ部１ｃｕ及び１ｉｖのサージ電圧を抑制することができ、電力変換装置の信頼性を向上することができる。 Further, for example, in the blocks of the semiconductor switch units 1cu and 1iv of the converter 10 and the inverter 20, the circuit from the semiconductor switch units 1cu and 1iv to the DC capacitor 2b1 has no inductance component. For this reason, the inductance component of the circuit block can be reduced, the surge voltage of the semiconductor switch units 1cu and 1iv due to the inductance component can be suppressed, and the reliability of the power converter can be improved.

さらに、上記実施の形態３と比較して、コンバータ１０とインバータ２０の半導体スイッチ部の相の組み合わせの制約がなくなるために、各構成要素の配置の自由度が増し、設計時間の短縮が可能になる。 Further, compared to the third embodiment, since there is no restriction on the phase combination of the semiconductor switch portion of the converter 10 and the inverter 20, the degree of freedom of arrangement of each component increases, and the design time can be shortened. Become.

上記実施の形態１〜４の説明において、３相入力のコンバータの場合は、図１、図５、図９及び図１１に示したように、半導体スイッチ部１ｃｕ、１ｃｖ及び１ｃｗを並列に接続することで表記できるが、単相入力のコンバータの場合、半導体スイッチ部１ｃｕと１ｃｖを並列に接続することで表記でき、上記実施の形態を同様に適用できる。同様に、３相出力のインバータの場合は、半導体スイッチ部１ｉｕ、１ｉｖ及び１ｉｗを並列に接続することで表記できるが、単相出力のインバータの場合、半導体スイッチ部１ｉｕと１ｉｖを並列に接続することで表記でき、上記実施の形態を同様に適用できる。 In the description of the first to fourth embodiments, in the case of a three-phase input converter, as shown in FIGS. 1, 5, 9, and 11, the semiconductor switch units 1cu, 1cv, and 1cw are connected in parallel. In the case of a single-phase input converter, it can be expressed by connecting the semiconductor switch units 1cu and 1cv in parallel, and the above embodiment can be applied in the same manner. Similarly, in the case of a three-phase output inverter, it can be expressed by connecting the semiconductor switch units 1iu, 1iv and 1iw in parallel, but in the case of a single-phase output inverter, the semiconductor switch units 1iu and 1iv are connected in parallel. The above embodiment can be similarly applied.

この発明の実施の形態１による電力変換装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the power converter device by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１による電力変換装置の全体構成を示す構造図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a structural diagram which shows the whole structure of the power converter device by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１による電力変換装置の動作を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows operation | movement of the power converter device by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１による電力変換装置の動作を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows operation | movement of the power converter device by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態２による電力変換装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the power converter device by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態３による電力変換装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the power converter device by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態３による電力変換装置のＵ相分の構成を示す構造図である。It is a structural diagram which shows the structure for U phase of the power converter device by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態３による電力変換装置の全体構成を示す構造図である。It is a structural diagram which shows the whole structure of the power converter device by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態３による電力変換装置の動作を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows operation | movement of the power converter device by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態３による電力変換装置のＵ相分の回路を示す図である。It is a figure which shows the circuit for U phase of the power converter device by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態４による電力変換装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the power converter device by Embodiment 4 of this invention. 従来の電力変換装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the conventional power converter device. 従来の電力変換装置のＵ相分の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure for the U phase of the conventional power converter device. 従来の電力変換装置のＵ相分の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure for the U phase of the conventional power converter device. 従来の電力変換装置のＵ相分の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure for the U phase of the conventional power converter device. 従来の電力変換装置の全体の構造を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the conventional power converter device. 従来の電力変換装置のＵ相分の回路を示す図である。It is a figure which shows the circuit for U phase of the conventional power converter device. 従来の電力変換装置のＵ相分の等価回路を示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit for U phase of the conventional power converter device.

Explanation of symbols

１ｃｕ，１ｃｖ，１ｃｗ，１ｉｕ，１ｉｖ，１ｉｗ半導体スイッチ部、
２ａ，２ｂ１，２ｂ２，２ｂ３直流コンデンサ、
３ｕ，３ｖ，３ｗ，３ｘ，３ｙ，３ｚヒューズ、１０インバータ、
２０コンバータ、
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１０，Ｐ１１，Ｐ１２Ｐ側並列接続点、
Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５，Ｎ６，Ｎ７，Ｎ８，Ｎ９，Ｎ１０，Ｎ１１，Ｎ１２Ｎ側並列接続点。 1cu, 1cv, 1cw, 1iu, 1iv, 1iw Semiconductor switch part,
2a, 2b1, 2b2, 2b3 DC capacitors,
3u, 3v, 3w, 3x, 3y, 3z fuse, 10 inverter,
20 converter,
P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P9, P10, P11, P12 P side parallel connection point,
N1, N2, N3, N4, N5, N6, N7, N8, N9, N10, N11, N12 N side parallel connection point.

Claims

In a power converter comprising a converter that converts alternating current power into direct current, a capacitor that stores the direct current as direct current power, and an inverter that converts the direct current power into alternating current power, each of the converter and the inverter is provided for each phase. A semiconductor switch unit in which a pair of arm units are connected in series, and a semiconductor switch unit of each phase in the converter and a semiconductor switch unit of the same phase as the semiconductor switch unit of each phase of the converter in the inverter are connected in parallel A common DC capacitor is connected between each of the parallel connection points, and a fuse is disposed between each of the parallel connection points and the DC capacitor.

In a power converter comprising a converter that converts alternating current power into direct current, a capacitor that stores the direct current as direct current power, and an inverter that converts the direct current power into alternating current power, each of the converter and the inverter is provided for each phase. A semiconductor switch unit in which a pair of arm units are connected in series, and a semiconductor switch unit of each phase in the converter and a semiconductor switch unit of a phase different from the semiconductor switch unit of each phase of the converter in the inverter And a common DC capacitor is connected between each of the parallel connection points, and a fuse is provided between each of the parallel connection points and the DC capacitor. .

In a power converter comprising a converter that converts alternating current power into direct current, a capacitor that stores the direct current as direct current power, and an inverter that converts the direct current power into alternating current power, each of the converter and the inverter is provided for each phase. A semiconductor switch portion in which a pair of arm portions are connected in series, a semiconductor switch portion of each phase in the converter, a semiconductor switch portion in phase with the semiconductor switch portion of each phase of the converter in the inverter, a DC capacitor, Are connected in parallel, and each of the parallel connection points is connected via a fuse.

In a power converter comprising a converter that converts alternating current power into direct current, a capacitor that stores the direct current as direct current power, and an inverter that converts the direct current power into alternating current power, each of the converter and the inverter is provided for each phase. A semiconductor switch unit in which a pair of arm units are connected in series, a semiconductor switch unit of each phase in the converter, a semiconductor switch unit of a phase different from the semiconductor switch unit of each phase of the converter in the inverter, and a DC capacitor Are connected in parallel, and each of the parallel connection points is connected via a fuse.