JP2011135643A - Power converter - Google Patents
Power converter Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011135643A JP2011135643A JP2009290883A JP2009290883A JP2011135643A JP 2011135643 A JP2011135643 A JP 2011135643A JP 2009290883 A JP2009290883 A JP 2009290883A JP 2009290883 A JP2009290883 A JP 2009290883A JP 2011135643 A JP2011135643 A JP 2011135643A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unit
- partition plate
- inverter
- inverters
- unit inverters
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、インバータの冷却方式を水冷方式とした電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device in which an inverter cooling method is a water cooling method.
現在、無停電電源装置や変換装置、ドライブ装置などの電力変換装置では、電力変換を行うインバータにスイッチング素子を用いた回路構成とするのが一般的で、スイッチング素子の高速化と共に、高耐圧・大電流化、また素子の多重化が進み、さらに装置の小型化の要求に対応するため、冷却方式を水冷方式として発生熱を除去することが行われている(例えば、特許文献1参照)。また、電力変換装置における発熱の殆どは、高速スイッチング素子を用いたインバータが占めており、インバータを水冷方式で冷却する構成の電力変換装置としては、図7及び図8に示すものがある。 Currently, power converters such as uninterruptible power supplies, converters, and drive devices generally have a circuit configuration that uses a switching element for an inverter that performs power conversion. In order to meet the demands for larger currents and more multiplexed elements and further downsizing of the apparatus, the cooling method is a water cooling method to remove generated heat (for example, see Patent Document 1). Further, most of the heat generated in the power conversion device is occupied by an inverter using a high-speed switching element, and there are those shown in FIGS. 7 and 8 as a power conversion device configured to cool the inverter by a water cooling method.
すなわち、図7及び図8において、電力変換装置101は、例えば3kV系や6kV系等の高電圧交流電動機102を直接駆動するもので、3相出力のインバータ103を3の倍数である複数の単位インバータ103u,103v,103wを、それぞれの相毎に直列接続することで構成し、これらを電源104から電力供給を受けて変圧する入力トランス105に接続し、高電圧を負荷に出力するようにしている。なお、単位インバータ103u,103v,103wは、それぞれスイッチング素子、整流器、平滑コンデンサ等の用品から構成されており、さらにスイッチング素子は、図示しないが冷却水が流通する水冷回路によって冷却されるようになっている。
That is, in FIGS. 7 and 8, the
また、電力変換装置101は、図7では外装部を不図示にしてフレームのみを示す金属製のエンクロージャ106内の一方側にインバータ103、他方側に入力トランス105を収納して構成されている。
In addition, the
エンクロージャ106の一方側内部に収納されたインバータ103は、各相の単位インバータ103u,103v,103wが、例えばU相の単位インバータ103uを一番上にし、その下にV相の単位インバータ103v、一番下にW相の単位インバータ103wが位置するよう上下方向に3段に重ねられるように配置されている。また左右方向には、各相の単位インバータ103u,103v,103wが、それぞれ同相のものが複数、例えば3台が並ぶように配置され、左右方向に並ぶ同相の単位インバータ103u,103v,103wは直列接続されていている。そして、左右方向に並ぶ直列接続された各相の単位インバータ103u,103v,103wからの各相の出力が、出力線107を通じて、負荷である交流電動機102に出力されるよう接続されている。
In the
さらに、電力変換装置101には、エンクロージャ106に上下方向に重ねるよう収納された単位インバータ103u,103v,103wの各下方位置に、それぞれ水受皿108が設けられており、上方側の単位インバータで万一水漏れが発生しても下方側の単位インバータに水が掛からないようになっている。またさらに、電力変換装置101には、各水受皿108の下方位置にそれぞれ受け台109が設けられており、水受皿108と受け台109の間には、入力トランス105から各単位インバータ103u,103v,103wにそれぞれ電力を供給する接続線110が、保守や点検等を行い易くするため、各受け台109上に敷設されるようにして設けられている。
Further, the
しかし、上述の電力変換装置101では、各単位インバータ103u,103v,103wのスイッチング素子は冷却水により冷却を行っているが、スイッチング素子以外の用品については、その発生熱をエンクロージャ106の天井に設けた換気ファン(不図示)により排出し、風冷するようにしているため、装置の小型化のさらなる要求に対応してエンクロージャ106をより小さくした場合、下方側の単位インバータの排出する発生熱が上方側の単位インバータに当たってより熱的に厳しくなる。さらに、通常は各単位インバータ103u,103v,103wが同一の構成をとるので、各用品はそれぞれ同じ位置に位置することになり、このため、熱的に厳しい用品が設けられている位置では、上下方向に熱的に厳しい用品が重なって配置されることになって、この配置部分に熱が集中し、熱的に厳しい状況が増すことになる。
However, in the above-described
また、上述の電力変換装置101では、各単位インバータ103u,103v,103wのスイッチング素子の冷却のために使用している冷却水が万一漏れた場合でも、下方側の単位インバータに水濡れが生じないように、それぞれの下方位置に水受皿108を必要とし、また接続線110を敷設するために受け台109を必要としており、これらのスペースを確保してエンクロージャ106の大きさをより小さくすることは、非常に困難なものとなっている。
Further, in the
上記のような状況に鑑みて本発明はなされたもので、その目的とするところは、各単位インバータからの冷却水漏れへの対応や、接続線の保守、点検しやすい敷設に対応しながら、また熱的に厳しい用品に対する熱対策をしながら装置を小型化することができる電力変換装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above situation, and its purpose is to cope with cooling water leakage from each unit inverter, maintenance of connection lines, and laying that is easy to check, It is another object of the present invention to provide a power conversion device that can reduce the size of the device while taking measures against heat for thermally severe products.
本発明の電力変換装置は、エンクロージャ内に、入力トランスと、冷却水で冷却されたスイッチング素子、整流器、平滑コンデンサを設けて構成された複数の単位インバータとを、上下方向に間に仕切板を設けて前記単位インバータを重ねるように配置して収納した電力変換装置であって、前記仕切板は、外縁部分に堤状部を有する皿形状であると共に、前記単位インバータを上から見た時の投影面より大きい形状であり、かつ前記入力トランスと前記単位インバータとの接続線が取り付けられていることを特徴とするものである。 The power converter of the present invention includes an input transformer and a plurality of unit inverters configured by providing a switching element, a rectifier, and a smoothing capacitor cooled with cooling water in an enclosure, with a partition plate in the vertical direction. It is a power conversion device that is arranged and stored so as to overlap the unit inverter, and the partition plate has a dish shape having a bank-like portion on an outer edge portion, and when the unit inverter is viewed from above It has a shape larger than the projection surface, and a connection line between the input transformer and the unit inverter is attached.
さらに、前記仕切板が、電気絶縁材料で形成されていることを特徴とするものであり、
さらに、前記仕切板は、前記堤状部の前記接続線の横断部分が切り欠かれていることを特徴とするものであり、
さらに、前記仕切板は、少なくとも1つの前記堤状部が切り欠かれている部分を最下位置とするように傾斜させて設けてあることを特徴とするものである。
Furthermore, the partition plate is formed of an electrically insulating material,
Furthermore, the partition plate is characterized in that a crossing portion of the connecting line of the bank-like portion is cut out,
Furthermore, the partition plate is provided so as to be inclined so that a portion in which at least one bank-like portion is cut out is a lowest position.
本発明によれば、各単位インバータからの冷却水漏れに対応することができ、接続線の保守、点検しやすい敷設に対応することができると共に、熱的に厳しい用品に対する十分な熱対策を施すようにしてエンクロージャを小さくすることができて装置を小型化することができる等の効果を有する。 According to the present invention, it is possible to cope with a cooling water leak from each unit inverter, it is possible to cope with maintenance of connection lines and laying that can be easily inspected, and sufficient heat countermeasures are taken for thermally severe products. Thus, the enclosure can be reduced in size and the apparatus can be miniaturized.
以下本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、本発明は、上下方向に隣り合う単位インバータの間の構成が上述の従来技術と異なるもので、従来技術と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、従来技術と異なる本発明の実施の形態の構成について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present invention, the configuration between unit inverters adjacent in the vertical direction is different from that of the above-described conventional technology. The same parts as those in the conventional technology are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The configuration of the embodiment of the invention will be described.
(第1の実施形態)
先ず本発明の第1の実施形態を図1及び図2により説明する。
(First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1及び図2に示すように、電力変換装置1は、例えば、従来技術で示したものと同様、3kV系や6kV系等の高電圧交流電動機102を直接駆動するもので、複数、例えば3の複数倍の単位インバータ103u,103v,103wを、それぞれの相毎に直列接続することで3相出力のインバータ103を構成し、このインバータ103を入力トランス105に接続し、得られた高電圧を負荷の高電圧交流電動機102に出力線107を介して出力するようにしている。そして、インバータ103と入力トランス105は、金属製で直方体形状をなし、扉(不図示)を開閉可能に設けたエンクロージャ106の内部の一方側にインバータ103が収納され、他方側に入力トランス105が収納されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
なお、インバータ103を構成する各単位インバータ103u,103v,103wは、それぞれスイッチング素子、整流器、平滑コンデンサ等の用品から構成されており、スイッチング素子は、冷却水で冷却されるようになっており、スイッチング素子以外のエンクロージャ106に収納された用品については、その発生熱をエンクロージャ106の天井に設けた不図示の換気ファンにより排出し、風冷するようになっている。
In addition, each
また、エンクロージャ106の内部の一方側に収納されたインバータ103は、各相の単位インバータ103u,103v,103wが、例えばU相の単位インバータ103uを一番上にし、その下にV相の単位インバータ103v、一番下にW相の単位インバータ103wが位置するよう上下方向に3段に重ねられるように配置して構成されている。さらに左右方向には、各相の単位インバータ103u,103v,103wが、それぞれ同相のものが複数、例えば3台が並ぶように配置され、左右方向に並ぶ同相の単位インバータ103u,103v,103wは直列接続されていている。
The
またさらに、電力変換装置1には、エンクロージャ106に上下方向に重ねるよう収納された各単位インバータ103u,103v,103wの下方位置に、それぞれ仕切板2が水平に設けられている。仕切板2は、熱伝導率が小さく断熱性を有する電気絶縁材料で形成された皿形状をなすもので、外縁部分全周に堤状部3を有しており、その大きさは、単位インバータ103u,103v,103wを上から見た時の投影面より大きい形状となっている。また単位インバータ103u,103v,103wと、その下方位置の仕切板2との間には、入力トランス105から各単位インバータ103u,103v,103wにそれぞれ電力を供給する接続線110が、各仕切板2上に取り付けられるようにして敷設されている。
Furthermore, in the
そして、上述のように構成された電力変換装置1では、常時はインバータ103のスイッチング素子を冷却水で強制冷却し、また換気ファンを運転して、エンクロージャ106の内部と各用品を風冷により強制冷却しながら装置の運転が行われる。また運転の際、上下に隣接する単位インバータ間に断熱性を有する仕切板2が設けられていることにより、下方側の単位インバータのスイッチング素子以外の用品で発生した熱によって上方側の単位インバータが加熱され、熱的に厳しい状態になったり、さらに上下方向に熱的に厳しい用品が重なって配置されていたとしても、当該用品が熱的に厳しい状態になったりすることがなくなる。
In the
また、何らかの異常が生じてスイッチング素子を冷却する冷却水が冷却回路から漏れ出した場合には、冷却水漏れの生じた単位インバータの下方位置に設けられた単位インバータよりも大きい皿形状の仕切板2で漏れた水が受け止められ、溜まった水が下方へ漏れ落ちることがなく、下方側にある単位インバータが水濡れしないようになっている。 Also, if some abnormality occurs and the cooling water that cools the switching element leaks out of the cooling circuit, the dish-shaped partition plate that is larger than the unit inverter provided below the unit inverter where the cooling water leaks The water leaked in 2 is received, the accumulated water does not leak downward, and the unit inverter on the lower side does not get wet.
以上の通り、上記の電力変換装置1によれば、上下方向に重ねるよう収納された各単位インバータ103u,103v,103wの下方位置に、それぞれ仕切板2が水平に設けられていることによって、上下方向に隣り合う単位インバータ間の間隔を、水漏れや用品の発熱による電気的、熱的に厳しい状態になる虞を低減させて狭くすることができ、また単位インバータ間の間隔が狭くても、入力トランス105と各単位インバータ103u,103v,103wとを接続する接続線110を各仕切板2に取り付け、位置を固定して敷設するので、十分に絶縁距離を確保するようにしてエンクロージャ106を小型化することができる。
As described above, according to the
(第2の実施形態)
次に本発明の第2の実施形態を図3及び図4により、また本実施形態の変形形態を図5及び図6により説明する。なお、本実施形態は、仕切板が上述の第1の実施形態における仕切板2と異なるのみであるため、第1の実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、第1の実施形態と異なる本実施の形態の構成について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4, and a modified embodiment of the present embodiment will be described with reference to FIGS. In this embodiment, since the partition plate is different from the
図3及び図4に示すように、電力変換装置11は、第1の実施形態と同様に、例えば3の複数倍の単位インバータ103u,103v,103wでなるインバータ103を、エンクロージャ106内に収納して構成されている。そして、上下方向に重ねるようエンクロージャ106に収納された各単位インバータ103u,103v,103wの下方位置には、それぞれ仕切板12が水平に設けられている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
仕切板12は、熱伝導率が小さく断熱性を有する電気絶縁材料で形成された略皿形状をなすもので、外縁部分に堤状部13を有しており、この堤状部13は、一部を切り欠き形成した切欠部14が設けられている。また仕切板12は、大きさが単位インバータ103u,103v,103wを上から見た時の投影面より大きい形状となっていて、単位インバータ103u,103v,103wと、その下方位置の仕切板12との間には、入力トランス105と各単位インバータ103u,103v,103wとを接続する接続線110が配されており、さらに各接続線110は、堤状部13の切欠部14に嵌め込まれるようにして各仕切板12上に取り付けられて敷設されている。
The
そして、上述のように構成された電力変換装置11では、第1の実施形態と同様に、常時はインバータ103のスイッチング素子は水冷により、またエンクロージャ106の内部と各用品は換気ファンによる風冷により冷却される。また、上下に隣接する単位インバータ間に断熱性を有する仕切板12が設けられていることで、下方側の単位インバータの発生熱により上方側の単位インバータが熱的に厳しい状態になったり、熱的に厳しい用品が上下方向に重なって配置されていたとしても、当該用品が熱的に厳しい状態になったりすることがなくなる。
In the
一方、何らかの異常が生じてスイッチング素子の冷却水が冷却回路から漏れ出した場合には、冷却水漏れの生じた単位インバータの下方位置に設けられた単位インバータよりも大きい皿形状の仕切板12で漏れた水が受け止められ、また仕切板12で受け止められた水は、堤状部13の切欠部14から下方の所定位置に流れ落ちて排水され、漏水量が多い場合でも、下方側にある単位インバータに水が掛からないようになっている。
On the other hand, when some kind of abnormality occurs and the cooling water of the switching element leaks from the cooling circuit, the dish-shaped
以上の通り、上記の電力変換装置11によれば、上下方向に重ねるよう収納された各単位インバータ103u,103v,103wの下方位置に、それぞれ仕切板12が水平に設けられていることによって、第1の実施形態と同様に、上下方向に隣り合う単位インバータ間の間隔を、水漏れや用品の発熱による電気的、熱的に厳しい状態になる虞を低減させて狭くすることができ、また単位インバータ間の間隔が狭くても、入力トランス105と各単位インバータ103u,103v,103wとを接続する接続線110を各仕切板12に取り付け、位置を固定して敷設するので、十分に絶縁距離を確保するようにしてエンクロージャ106を小型化することができる。
As described above, according to the
なお、上記の本実施形態では、仕切板12を水平に設けたが、図5及び図6に示す変形形態の電力変換装置11aのように構成してもよい。
In the above-described embodiment, the
図5及び図6において、電力変換装置11aは、各単位インバータ103u,103v,103wの下方位置に、それぞれ仕切板12が、切欠部14が最下位置となる一方方向に傾斜するように設けられており、また、その他の構成は本実施形態と同じ構成となっている。なお、仕切板12は、各単位インバータ103u,103v,103wよりも十分大きく、傾斜配置した状態でも単位インバータ103u,103v,103wを上から見た時の投影面より大きい形状となっている。
5 and 6, the
これにより、下方側に設けられた単位インバータの熱は、これにより加熱された空気が仕切板12の傾斜にしたがって停留することなく流れるため、円滑に排出されることになり、上方側の単位インバータは熱的に厳しい状態にならない。また、上方側の単位インバータで水漏れがあったとしても、仕切板12で漏れた水が受け止められ、また仕切板12で受け止められた水は、最下位置の堤状部13の切欠部14方向に流れて下方の所定位置に流れ落ち円滑に排水され、漏水量が多い場合でも、下方側にある単位インバータに水が掛からないようになっている。
Thereby, the heat of the unit inverter provided on the lower side flows smoothly without stopping according to the inclination of the
その結果、このように構成した変形形態においても、上述の本実施形態と同様の効果を得ることができる。 As a result, even in the modified embodiment configured as described above, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.
1,11,11a…電力変換装置、2,12…仕切板、3,13…堤状部、14…切欠部、102…交流電動機、103…インバータ、103u,103v,103w…単位インバータ、104…電源、105…入力トランス、106…エンクロージャ、107…出力線、110…接続線
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記仕切板は、外縁部分に堤状部を有する皿形状であると共に、前記単位インバータを上から見た時の投影面より大きい形状であり、かつ前記入力トランスと前記単位インバータとの接続線が取り付けられていることを特徴とする電力変換装置。 An input transformer and a plurality of unit inverters configured by providing switching elements, rectifiers, and smoothing capacitors cooled with cooling water are provided in the enclosure so as to overlap the unit inverters by providing a partition plate in the vertical direction. A power conversion device arranged and stored in
The partition plate has a dish shape having a bank-like portion at an outer edge portion, a shape larger than a projection surface when the unit inverter is viewed from above, and a connection line between the input transformer and the unit inverter. A power converter characterized by being attached.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009290883A JP2011135643A (en) | 2009-12-22 | 2009-12-22 | Power converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009290883A JP2011135643A (en) | 2009-12-22 | 2009-12-22 | Power converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011135643A true JP2011135643A (en) | 2011-07-07 |
Family
ID=44347802
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009290883A Withdrawn JP2011135643A (en) | 2009-12-22 | 2009-12-22 | Power converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011135643A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013026552A (en) * | 2011-07-25 | 2013-02-04 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | Power conditioner device and photovoltaic power generation system |
WO2016170910A1 (en) * | 2015-04-24 | 2016-10-27 | 株式会社日立製作所 | Power conversion device |
US10674642B2 (en) | 2013-11-29 | 2020-06-02 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Electrical equipment housing |
CN115312480A (en) * | 2022-10-11 | 2022-11-08 | 合肥中恒微半导体有限公司 | DBC substrate for IGBT power module |
-
2009
- 2009-12-22 JP JP2009290883A patent/JP2011135643A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013026552A (en) * | 2011-07-25 | 2013-02-04 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | Power conditioner device and photovoltaic power generation system |
US10674642B2 (en) | 2013-11-29 | 2020-06-02 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Electrical equipment housing |
WO2016170910A1 (en) * | 2015-04-24 | 2016-10-27 | 株式会社日立製作所 | Power conversion device |
CN115312480A (en) * | 2022-10-11 | 2022-11-08 | 合肥中恒微半导体有限公司 | DBC substrate for IGBT power module |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8004836B2 (en) | Arrangement for a motor controller | |
US9142940B2 (en) | Switchboard and cooling method thereof | |
KR101189451B1 (en) | Inverter stack | |
US10347561B2 (en) | Semiconductor apparatus | |
EP2463996B1 (en) | AC-to-AC converter and method for converting a first frequency AC-voltage to a second frequency AC-voltage | |
US10201118B2 (en) | Electric power converter | |
JP2013163503A (en) | Vehicle drive control device | |
JP2018014834A (en) | Power converter | |
JP2012223089A (en) | Variable speed drive with optimized architecture | |
EP2879475A1 (en) | Solar inverter | |
JP2011135643A (en) | Power converter | |
KR20190122697A (en) | On-line UPS system with air and water cooling | |
JP5716598B2 (en) | Power supply | |
JP6962347B2 (en) | Power converter | |
JP6209737B2 (en) | Inverter device | |
JP2007105741A (en) | Welding equipment | |
JP7115500B2 (en) | Uninterruptible power supply and controller for uninterruptible power supply | |
JP2006262623A (en) | Power conversion unit and power conversion device | |
JP6457381B2 (en) | Power converter and elevator | |
JP4567405B2 (en) | Power converter | |
JP6296303B2 (en) | Semiconductor power converter | |
JP5708390B2 (en) | Electronic circuit equipment | |
JP5335185B2 (en) | High voltage generator | |
JP7316193B2 (en) | power converter | |
JP2015076933A (en) | Power conversion device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20110613 |
|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20130305 |