JP2006333590A - Ac−ac電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】交流スイッチング素子のオン,オフ制御により3相交流入力を所望の交流出力に変換するAC−AC電力変換装置(マトリックスコンバータ)において、交流スイッチング素子として両端に端子を配したパッケージ構造になるIGBTモジュール、フィルタコンデンサには各相に分けたフィルムコンデンサを採用し、ユニットケース13の内部に、端子の向きを左右に揃えて前記IGBTモジュールを上下一列に整列して配置し、かつ各相のフィルムコンデンサをIGBTモジュール列の側方に近接して並置配備した上で、接続バー(平角導体)を介して各相のフィルムコンデンサをこれに対応するIGBTモジュールの入力端子に接続してΔ結線する。
【選択図】図1
Description
周知のように、マトリックスコンバータは複数の双方向交流スイッチング素子素子をマトリックス状に配置し、その交流スイッチング素子をオン,オフ制御して入力交流電圧を裁断/結合させることで、任意の交流電圧に変換して出力できるようにしたものである。
このマトリックスコンバータは、直流を介さずに直接AC−AC変換を行うため、コンバータとインバータを組合せた在来の電源装置に比べ運転損失も低くて省エネ効果が高く、またインバータ回路,およびコンバータとの間のDCリンク回路に配した大容量の平滑コンデンサ,直流リアクトルが不要となるので装置の小形化が可能であることから、垂直搬送機器(エレベータ)を始めとする各種産業機器に適用する電源装置への適用が期待されている。
ここで、マトリックスコンバータ3は、U,V,W相に対応してマトリックス状に配置し、3相電源1に接続した合計9個の双方向交流スイッチング素子5を備えており、この双方向交流スイッチング素子5は、図5(a)のように半導体スイッチング素子であるIGBT5aをダイオード5bと組合せて逆並列に接続するか、あるいは図5(b)のうように逆阻止形IGBT5cの2素子を逆並列に接続したIGBTモジュールで構成されている。なお、図示してないが、交流スイッチング素子5のオン,オフに伴って発生するサージ電圧からIGBTを保護するために、交流スイッチング素子5の入力側および出力側にコンデンサ,ダイオードを組合せたスナバ回路を備えている。
そして、各種産業機器に適用するマトリックスコンバータを構築するには、前記の交流スイッチング素子,スナバ回路部品をケース内に配置してユニット化し、このユニットをフィルタ回路部品(フィルタコンデンサ6,フィルタリアクトル7),制御回路部とともに装置盤に搭載して製品を構成するようにしている。
一方、マトリックスコンバータの組立構造に関して、入力端子と出力端子との間に接続する交流スイッチング素子,入力用フィルタコンデンサの配置,およびその相互間を接続するブスバーの配線経路を規定してユニットの配線インダクタンスを低め、交流スイッチング素子をサージ電圧から保護するようにした構成が本発明と同一出願人より先に提案されている(特許文献1参照)。
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は交流スイッチング素子に付属させるスナバ回路の責務を低減してユニット,装置盤の小形化が図れるようにユニットの組立,配線構造を改良したAC−AC電力変換装置を提供することにある。
ユニットケースの内部に、端子の向きを左右に揃えて前記交流スイッチング素子を上下一列に整列して配置し、かつ各相に分けたフィルタコンデンサを交流スイッチング素子列の側方に近接して並置配備した上で、接続バーを介して各相のフィルタコンデンサをこれに対応する交流スイッチング素子の入力端子に接続してΔ結線するものとし(請求項1)、その具体的な態様として、
(1)Δ結線する各相のフィルタコンデンサに、フィルムコンデンサを採用する(請求項2)。
(2)双方向交流スイッチング素子を、逆並列接続のIGBTを搭載し、その入力,出力側端子を両端に配したパッケージ構造のIGBTモジュールで構成する(請求項3)。
また、3相分のフィルタコンデンサをΔ結線とすることにより、Y結線に比べて各相のコンデンサ容量を1/3(Y結線とΔ結線の置換)に低めることが可能となり、これによりオイルコンデンサなどに比べてサイズが小形で、かつ高周波の周波数特性,許容電流,耐圧性にも優れたフィルムコンデンサを採用してユニットを小形化できる。
まず、本発明の実施例による主回路の結線図を図3に示す。図において、1は3相交流電源、2は負荷、3はマトリックスコンバータのユニット、4はユニット3の電源側に接続したフィルタ回路(フィルタコンデンサ6,フィルタリアクトル7,フィルタ抵抗8)、5は交流スイッチング素子(図5(a)に示したIGBTモジュール)、9は交流スイッチング素子5に対する入力側のスナバ回路、10は出力側のスナバ回路、11はユニット3の入力端子(R,S,T)、12は出力端子(U,V,W)である。
ここで、フィルタ回路4のフィルタコンデンサ6については、各相に分けてフィルムコンデンサ(市販品で外装角形)を採用した上で、後記のように交流スイッチング素子5,スナバ回路9,10とともにユニットケース内に組み込んでコンデンサをΔ結線し、マトリックスコンバータのユニット3を構築するようにしている。
一方、図3で述べたように3相の各相別に分けたフィルタコンデンサ(フィルムコンデンサ)6は、上下に整列した交流スイッチング素子5の側方に近接してその入力側端子に対向配置している。なお、図示例では各相ごとに2個のフィルムコンデンサを並列接続し、合計6個のフィルムコンデンサを3組に分けてU,V,W相に対応する交流スイッチング素子5の側方に並置しているが、コンデンサの使用個数は2個に限定するものではなく、マトリックスコンバータの容量に応じて1個あるいは複数個を並列接続して使用するものとする。そして、各個のフィルタコンデンサ6の端子とこれに対応する交流スイッチング素子5の入力側端子との間に図2に示す接続バー14を配線してΔ結線(図3参照)するようにしている。なお、15は半導体スイッチング素子5の入力ラインに接続した保護用ヒューズである。
上記実施例の組立,配線構造によれば、フィルタコンデンサ6と交流スイッチング素子5との間の配線長を最短化してスナバ回路の責務を低減し、スナバ回路を小形化できる。また、交流スイッチング素子5を上下一列に整列してその側方にフィルタコンデンサ6を各相に分けて配列したことでユニット3の構成がコンパクトになり、このユニット3を搭載する装置盤の横幅寸法も大幅に縮減できる。なお、図示してないが、ユニットケース13は背面に交流スイッチング素子5の放熱フィンを装備し、装置盤に収納して送風冷却するようにしている。
2 負荷
3 マトリックスコンバータユニット
4 フィルタ回路
5 交流スイッチング素子
6 フィルタコンデンサ
9,10 スナバ回路
11 入力端子
12 出力端子
13 ユニットケース
14 接続バー
Claims (3)
- 入力端子と出力端子の間に、マトリックス状に組合せた双方向交流スイッチ、交流スイッチのスナバ回路、および電源ラインのフィルタコンデンサを接続して構築したユニットになり、双方向交流スイッチのスイッチング制御により三相交流入力を所望の交流出力に変換するAC−AC電力変換装置ものにおいて、
ユニットケースの内部に、端子の向きを左右に揃えて前記交流スイッチング素子を上下一列に整列して配置し、かつ各相に分けたフィルタコンデンサを交流スイッチング素子列の側方に近接して並置配備した上で、接続バーを介して各相のフィルタコンデンサをこれに対応する交流スイッチング素子の入力端子に接続してΔ結線したことを特徴とするAC−AC電力変換装置。 - 請求項1記載の電力変換装置において、各相のフィルタコンデンサがフィルムコンデンサであることを特徴とするAC−AC電力変換装置。
- 請求項1記載の電力変換装置において、双方向交流スイッチング素子が、逆並列接続のIGBTを搭載し、その入力,出力側端子を両端に配したパッケージ構造のIGBTモジュールであることを特徴とするAC−AC電力変換装置。
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Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101917125A (zh) * | 2010-07-07 | 2010-12-15 | 山西科达自控工程技术有限公司 | 可拆式井下高压防爆变频器 |
JP2012029372A (ja) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Yaskawa Electric Corp | マトリクスコンバータ |
WO2012165100A1 (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
WO2012165104A1 (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
WO2012165099A1 (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
WO2012165103A1 (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
WO2012165102A1 (ja) | 2011-05-31 | 2012-12-06 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
WO2012165101A1 (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
JP2013048507A (ja) * | 2011-08-29 | 2013-03-07 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
WO2013051476A1 (ja) | 2011-10-07 | 2013-04-11 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
WO2013051475A1 (ja) | 2011-10-07 | 2013-04-11 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
JP2015156799A (ja) * | 2015-04-23 | 2015-08-27 | 株式会社東芝 | 電力変換装置 |
WO2015194012A1 (ja) * | 2014-06-19 | 2015-12-23 | 株式会社安川電機 | マトリクスコンバータ |
JP2016010185A (ja) * | 2014-06-23 | 2016-01-18 | 株式会社安川電機 | コンデンサモジュール及びマトリクスコンバータ |
CN106935400A (zh) * | 2015-12-29 | 2017-07-07 | 比亚迪股份有限公司 | 电容器组件和车辆 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003333826A (ja) * | 2002-05-14 | 2003-11-21 | Yaskawa Electric Corp | 電力用半導体モジュールおよびこれを用いた双方向電力供給装置 |
JP2004236374A (ja) * | 2003-01-28 | 2004-08-19 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 交流−交流直接変換形電力変換装置の構成方法 |
JP2004274906A (ja) * | 2003-03-10 | 2004-09-30 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 交流−交流直接変換形電力変換器 |
JP2005057864A (ja) * | 2003-08-01 | 2005-03-03 | Yaskawa Electric Corp | 半導体モジュールとその使用方法 |
JP2005237138A (ja) * | 2004-02-20 | 2005-09-02 | Hitachi Ltd | 電力変換装置 |
-
2005
- 2005-05-25 JP JP2005151803A patent/JP4765017B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003333826A (ja) * | 2002-05-14 | 2003-11-21 | Yaskawa Electric Corp | 電力用半導体モジュールおよびこれを用いた双方向電力供給装置 |
JP2004236374A (ja) * | 2003-01-28 | 2004-08-19 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 交流−交流直接変換形電力変換装置の構成方法 |
JP2004274906A (ja) * | 2003-03-10 | 2004-09-30 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 交流−交流直接変換形電力変換器 |
JP2005057864A (ja) * | 2003-08-01 | 2005-03-03 | Yaskawa Electric Corp | 半導体モジュールとその使用方法 |
JP2005237138A (ja) * | 2004-02-20 | 2005-09-02 | Hitachi Ltd | 電力変換装置 |
Cited By (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101917125A (zh) * | 2010-07-07 | 2010-12-15 | 山西科达自控工程技术有限公司 | 可拆式井下高压防爆变频器 |
JP2012029372A (ja) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Yaskawa Electric Corp | マトリクスコンバータ |
RU2559831C2 (ru) * | 2011-05-31 | 2015-08-10 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Устройство преобразования мощности |
WO2012165099A1 (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
WO2012165100A1 (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
WO2012165103A1 (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
WO2012165102A1 (ja) | 2011-05-31 | 2012-12-06 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
WO2012165101A1 (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
JP2012253859A (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-20 | Nissan Motor Co Ltd | 電力変換装置 |
JP2012253856A (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-20 | Nissan Motor Co Ltd | 電力変換装置 |
JP2012253855A (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-20 | Nissan Motor Co Ltd | 電力変換装置 |
US10033290B2 (en) | 2011-05-31 | 2018-07-24 | Nissan Motor Co., Ltd. | Power conversion device |
US9755535B2 (en) | 2011-05-31 | 2017-09-05 | Nissan Motor Co., Ltd. | Three phase to single phase power conversion device with reduced wiring between condensers and switches |
US9641092B2 (en) | 2011-05-31 | 2017-05-02 | Nissan Motor Co., Ltd. | Power converter |
CN103597726A (zh) * | 2011-05-31 | 2014-02-19 | 日产自动车株式会社 | 电力变换装置 |
CN103650317A (zh) * | 2011-05-31 | 2014-03-19 | 日产自动车株式会社 | 电力变换装置 |
US9614454B2 (en) | 2011-05-31 | 2017-04-04 | Nissan Motor Co., Ltd. | Power conversion device with reduced wiring distance |
WO2012165104A1 (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
US9490721B2 (en) | 2011-05-31 | 2016-11-08 | Nissan Motor Co., Ltd. | Power conversion device |
US9425701B2 (en) | 2011-05-31 | 2016-08-23 | Nissan Motor Co., Ltd. | Power conversion device |
CN103650317B (zh) * | 2011-05-31 | 2016-06-22 | 日产自动车株式会社 | 电力变换装置 |
JP2013048507A (ja) * | 2011-08-29 | 2013-03-07 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
US9369056B2 (en) | 2011-10-07 | 2016-06-14 | Nissan Motor Co., Ltd. | Power converter |
US9369055B2 (en) | 2011-10-07 | 2016-06-14 | Nissan Motor Co., Ltd. | Power converter |
WO2013051475A1 (ja) | 2011-10-07 | 2013-04-11 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
WO2013051476A1 (ja) | 2011-10-07 | 2013-04-11 | 日産自動車株式会社 | 電力変換装置 |
WO2015194012A1 (ja) * | 2014-06-19 | 2015-12-23 | 株式会社安川電機 | マトリクスコンバータ |
JP6047860B2 (ja) * | 2014-06-19 | 2016-12-21 | 株式会社安川電機 | マトリクスコンバータ |
US10367425B2 (en) | 2014-06-19 | 2019-07-30 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Matrix converter |
JP2016010185A (ja) * | 2014-06-23 | 2016-01-18 | 株式会社安川電機 | コンデンサモジュール及びマトリクスコンバータ |
JP2015156799A (ja) * | 2015-04-23 | 2015-08-27 | 株式会社東芝 | 電力変換装置 |
CN106935400A (zh) * | 2015-12-29 | 2017-07-07 | 比亚迪股份有限公司 | 电容器组件和车辆 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4765017B2 (ja) | 2011-09-07 |
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