JP2009171671A - Power conversion equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電力変換装置に関し、特に、電力変換装置の冷却構造に適用して好適なものである。 The present invention relates to a power converter, and is particularly suitable when applied to a cooling structure for a power converter.
電力変換装置には、主回路を構成する半導体ユニット、主回路変圧器などの発熱機器、電子機器で構成された制御ユニットが設けられている。そして、半導体ユニットや主回路変圧器などで発生した熱が電子機器に伝わるのを抑制するため、半導体ユニット、主回路変圧器および制御ユニットを隔壁で断熱分離することが行われている。 The power conversion device is provided with a control unit composed of a semiconductor unit constituting a main circuit, a heat generating device such as a main circuit transformer, and an electronic device. And in order to suppress that the heat which generate | occur | produced with the semiconductor unit, the main circuit transformer, etc. is transmitted to an electronic device, a semiconductor unit, a main circuit transformer, and a control unit are adiabatically separated by the partition.
図2(b)は、従来の電力変換装置の概略構成を示す正面図、図2(a)は、図2(b)のP−P線で切断した断面図である。
図2において、電力変換装置には、スイッチング動作によって所望の周波数の交流を出力する主回路を構成する半導体ユニット12、交流電圧を変圧して主回路に出力する主回路変圧器11およびプリント基板などを含む電子機器で構成された制御ユニット14が設けられている。
そして、主回路変圧器11は筐体A2、半導体ユニット12は筐体B2、制御ユニット14は筐体C2にそれぞれ収容され、筐体A2にて入力変圧器盤が構成され、筐体B2にて変換器盤が構成され、筐体C2にて制御盤が構成されている。
FIG. 2B is a front view illustrating a schematic configuration of a conventional power converter, and FIG. 2A is a cross-sectional view taken along the line P-P in FIG.
In FIG. 2, the power converter includes a
The
ここで、筐体A2〜C2間は遮断板15にて断熱分離され、筐体A2、B2の天井部には内部を強制冷却する冷却ファン13が設けられている。
そして、筐体A2〜C2間を遮断板15にて断熱分離することで、電力変換装置の停止時に冷却ファン13が停止した場合においても、主回路変圧器11などの発熱機器の余熱が制御ユニット14に伝わるのを防止することができ、熱に弱い電子機器に熱的な悪影響が及ぶのを防止することができる。
Here, the casings A2 to C2 are thermally insulated and separated by the
And by heat-insulating separation between the casings A2 and C2 by the
また、例えば、特許文献1には、入力変圧器を収納する変圧器盤と、所望の周波数の単相交流電圧を出力する3相インバータを収納する変換器盤と、制御出力盤とを列盤させた電力変換装置が開示されている。
しかしながら、従来の電力変換装置では、半導体ユニット12や主回路変圧器11などで発生した熱が熱に弱い電子機器に伝わるのを抑制するため、半導体ユニット12、主回路変圧器11および制御ユニット14を別個の筐体A2〜C2に収容し、筐体A2〜C2間が遮断板15にて断熱分離される。このため、電力変換装置が大型化し、大きな設置スペースが必要となることから、電力変換装置が設置される電気室が大きくなるととともに、コストアップを招くという問題があった。
そこで、本発明の目的は、熱に弱い電子機器に対する熱的な影響を抑制しつつ、小型化および低価格化を図ることが可能な電力変換装置を提供することである。
However, in the conventional power conversion device, the
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a power conversion device that can be reduced in size and price while suppressing the thermal influence on electronic devices that are vulnerable to heat.
上述した課題を解決するために、請求項1記載の電力変換装置によれば、スイッチング動作によって所望の周波数の交流を出力する主回路を構成する半導体ユニットと、交流電圧を変圧して前記主回路に出力する主回路変圧器と、電子機器で構成された制御ユニットと、前記主回路変圧器および制御ユニットを収容する第1の筐体と、前記半導体ユニットを収容する第2の筐体と、前記制御ユニットと前記主回路変圧器とを前記第1の筐体内で断熱分離する遮蔽体とを備えることを特徴とする。
また、請求項2記載の電力変換装置によれば、前記制御ユニットの収容部分を自然換気する吸排気口をさらに備えることを特徴とする。
また、請求項3記載の電力変換装置によれば、前記遮蔽体は、電磁遮蔽材を含んで構成されることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, according to the power conversion device of
According to a second aspect of the present invention, the power conversion device further includes an intake / exhaust port for naturally ventilating the accommodating portion of the control unit.
Moreover, according to the power converter device of
以上説明したように、本発明によれば、主回路変圧器および制御ユニットを同一の筐体に収容し、主回路変圧器と制御ユニットとを遮蔽体にて断熱分離することにより、主回路変圧器を収容する筐体とは別に制御ユニット専用の筐体を設ける必要がなくなり、熱に弱い電子機器に対する熱的な影響を抑制しつつ、電力変換装置の小型化および低価格化を図ることが可能となる。 As described above, according to the present invention, the main circuit transformer and the control unit are accommodated in the same housing, and the main circuit transformer and the control unit are insulated and insulated by the shield, thereby It is no longer necessary to provide a dedicated housing for the control unit separately from the housing that houses the device, and it is possible to reduce the size and price of the power conversion device while suppressing the thermal effect on heat-sensitive electronic devices. It becomes possible.
以下、本発明の実施形態に係る電力変換装置について図面を参照しながら説明する。
図1(b)は、本発明の一実施形態に係る電力変換装置の概略構成を示す正面図、図1(a)は、図1(b)のP−P線で切断した断面図である。
図1において、電力変換装置には、スイッチング動作によって所望の周波数の交流を出力する主回路を構成する半導体ユニット2、交流電圧を変圧して主回路に出力する主回路変圧器1およびプリント基板などを含む電子機器で構成された制御ユニット4が設けられている。なお、半導体ユニット2において、スイッチング動作を行うスイッチング素子としては、例えば、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ:Insulated Gate Bipolar Transistor)などを用いることができる。
Hereinafter, a power converter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG.1 (b) is a front view which shows schematic structure of the power converter device which concerns on one Embodiment of this invention, FIG.1 (a) is sectional drawing cut | disconnected by the PP line | wire of FIG.1 (b). .
In FIG. 1, the power converter includes a
そして、主回路変圧器1および制御ユニット4は筐体A1、半導体ユニット2は筐体B1に収容され、筐体A1にて入力変圧器盤が構成され、筐体B2にて変換器盤が構成されている。ここで、筐体A1、B1の天井部には、内部を強制冷却する冷却ファン3が設けられている。
また、筐体A1内において、制御ユニット4は遮断箱5にて主回路変圧器1と断熱分離され、制御ユニット4の収容部分を自然換気する吸気口6aおよび排気口6bが筐体A1に形成されている。なお、電子機器へのノイズ対策として、遮断箱5は電磁遮蔽材を含んで構成してもよく、例えば、鉄板などで構成することができる。
The
Further, in the casing A1, the
そして、電力変換装置が動作すると、冷却ファン3にて筐体A2、B2内が強制冷却されながら、主回路変圧器1にて交流電圧が変圧され、半導体ユニット2に供給される。そして、半導体ユニット2のスイッチング動作によって所望の周波数の交流が生成され、負荷に供給される。
また、電力変換装置が停止すると、冷却ファン3も停止し、吸気口6aおよび排気口6bを介して制御ユニット4の収容部分が自然換気される。
When the power converter operates, the AC voltage is transformed by the
When the power converter is stopped, the
これにより、主回路変圧器1を収容する筐体A1とは別に制御ユニット4専用の筐体を設ける必要がなくなり、熱に弱い電子機器に対する熱的な影響を抑制しつつ、電力変換装置の小型化および低価格化を図ることが可能となる。
また、吸気口6aおよび排気口6bを筐体A1に設けることにより、主回路変圧器11などの発熱機器の余熱を放熱することができ、電力変換装置の停止時に冷却ファン3が停止した場合においても、制御ユニット14の温度上昇を抑制することが可能となることから、熱に弱い電子機器に対する熱的な影響を抑制することができる。
Thereby, it is not necessary to provide a housing dedicated to the
Further, by providing the housing 6 with the
A1、B1 筐体
1 主回路変圧器
2 半導体ユニット
3 冷却ファン
4 制御ユニット
5 遮断箱
6a 吸気口
6b 排気口
A1, B1
Claims (3)
交流電圧を変圧して前記主回路に出力する主回路変圧器と、
電子機器で構成された制御ユニットと、
前記主回路変圧器および制御ユニットを収容する第1の筐体と、
前記半導体ユニットを収容する第2の筐体と、
前記制御ユニットと前記主回路変圧器とを前記第1の筐体内で断熱分離する遮蔽体とを備えることを特徴とする電力変換装置。 A semiconductor unit constituting a main circuit that outputs an alternating current of a desired frequency by a switching operation;
A main circuit transformer that transforms an alternating voltage and outputs the transformed voltage to the main circuit;
A control unit composed of electronic devices;
A first housing that houses the main circuit transformer and the control unit;
A second housing for housing the semiconductor unit;
A power conversion device comprising: a shield that adiabatically separates the control unit and the main circuit transformer in the first housing.
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