JP2015177585A - 電力変換器 - Google Patents

Abstract

【課題】リアクトルからコンデンサへの熱の伝搬を抑制する。
【解決手段】素子収容部４２内に冷却水流通部４４を流通する冷却水の一部が内部を流通する冷却壁４６を設け、リアクトル２４に接続されたバスバ５６を冷却壁４６の側面流路４６ａに沿って配策することにより、バスバ５６の熱を冷却壁４６で放熱することができる。これにより、リアクトル２４から一次側コンデンサ２２，二次側コンデンサ２６，放電抵抗２８への熱の伝搬を抑制することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電力変換器に関し、詳しくは、リアクトルとコンデンサとが金属ケースに収容されてなる電力変換器に関する。

従来、この種の電力変換器としては、リアクトルとコンデンサとが収容ケースに収容され、リアクトルに接続されたリアクトル接続端子とコンデンサに接続されたコンデンサ接続端子と直流電源に接続された電源接続端子とが正極バスバーに接続されているものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電力変換器では、正極バスバーにおいて、熱がリアクトル接続端子からコンデンサ接続端子に伝わる経路の長さを熱がリアクトル接続端子から電源接続端子へ伝わる経路の長さより長くすることにより、リアクトルからコンデンサに熱が伝わることを抑制し、コンデンサの温度上昇を抑制している。

特開２０１３−１６９０７５号公報

しかしながら、上述の電力変換器では、リアクトル接続端子とコンデンサ接続端子とが正極バスバーに接続されているため、リアクトルで発生した熱が正極バスバーを介してコンデンサに伝搬しやすい。こうした熱の伝搬を抑制するために、リアクトルとコンデンサとの間に熱を遮蔽する遮熱部材を設けることも考えられるが、こうした遮熱部材を設けようとすると遮熱部材を保持する保持部材も別途必要となり、装置が大型化してしまう。

本発明の電力変換器は、リアクトルからコンデンサへの熱の伝搬を抑制することを主目的とする。

本発明の電力変換器は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の電力変換器は、
リアクトルとコンデンサとが金属ケースに収容されてなる電力変換器であって、
前記金属ケースは、
前記リアクトルと前記コンデンサとが収容された素子収容部と、
前記素子収容部の前記リアクトルおよび前記コンデンサとが収容された面と反対側に設けられ、冷却水が内部を流通する冷却水流通部と、
前記素子収容部内の前記リアクトルと前記コンデンサとの間に立設し、前記冷却水流通部を流通する冷却水の少なくとも一部が内部を流通する冷却壁と、
を備え、
前記リアクトルに接続されるバスバおよび前記コンデンサに接続されるバスバのうち少なくとも一方は、前記冷却壁に沿って配策されている
ことを要旨とする。

この本発明の電力変換器では、素子収容部内にリアクトルとコンデンサとの間に立設し、冷却水流通部を流通する冷却水の少なくとも一部が内部を流通する冷却壁を設け、リアクトルに接続されたバスバおよびコンデンサに接続されたバスバのうち少なくとも一方を、冷却壁に沿って配策することにより、リアクトルからバスバへ伝搬した熱の一部を冷却壁に放熱することができる。この結果、リアクトルからコンデンサへの熱の伝搬を抑制することができる。

本発明の一実施例としての電力変換器２０の構成の概略を示す構成図である。 電力変換器２０の要部の断面を示す要部断面図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は本発明の一実施例としての電力変換器２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は電力変換器２０の要部の断面を示す要部断面図である。なお、図１では、電力変換器２０内の構成の説明のため、後述する熱伝導性絶縁部材３０については図示していない。電力変換器２０は、図示しない直流電源からの電圧を所定の電圧に昇圧する昇圧コンバータの一部をなし、直流電源からの電圧を平滑する一次側コンデンサ２２と、一次側コンデンサ２２からの電圧を昇圧するためのリアクトル２４と、リアクトル２４で昇圧した電圧を平滑する二次側コンデンサ２６と、二次側コンデンサ２６で蓄電した電荷を放電する放電抵抗２８と、が金属ケース４０に収容されて構成されている。

金属ケース４０は、熱伝導性の比較的良好な金属に形成されており、一次側コンデンサ２２，リアクトル２４，二次側コンデンサ２６，放電抵抗２８が収容された素子収容部４２と、素子収容部４２の一次側コンデンサ２２，リアクトル２４，二次側コンデンサ２６，放電抵抗２８が収容された面と反対側に設けられ冷却水が内部を流通する冷却水流通部４４と、素子収容部４２のリアクトル２４と各素子（一次側コンデンサ２２，二次側コンデンサ２６，放電抵抗２８）との間に立設し冷却水流通部４４を流通する冷却水の一部が内部を流通する冷却壁４６と、が形成されている。

素子収容部４２では、一次側コンデンサ２２，リアクトル２４，二次側コンデンサ２６，放電抵抗２８が略同一平面に配置された状態で、一次側コンデンサ２２，リアクトル２４，二次側コンデンサ２６，放電抵抗２８，バスバ６２，６４の全体とバスバ５０〜６０の一部がエポキシ樹脂からなる熱伝導性絶縁部材３０によって埋め込まれている。

冷却水流通部４４は、図１の破線矢印で示すように、冷却壁４６と共に冷却水供給口４４ａから供給された冷却水を冷却水排出口４４ｂから排出する流路の一部をなし、一次側コンデンサ２２，リアクトル２４，二次側コンデンサ２６，放電抵抗２８を素子収容部４２の下面側から冷却している。

冷却壁４６は、リアクトル２４側に設けられ冷却水流通部４４を流通する冷却水の一部が流通する側面流路４６ａと、一次側コンデンサ２２，二次側コンデンサ２６側に設けられ熱伝導性絶縁部材３０が埋め込まれることなく上部が開口した凹部４６ｂとを備える。つまり、リアクトル２４と一次側コンデンサ２２，二次側コンデンサ２６，放電抵抗２８とは、側面流路４６ａと凹部４６ｂによる空間とで隔てられている。

一次側コンデンサ２２には、バスバ５０，５２が接続されている。バスバ５０は、一次側コンデンサ２２の側面から冷却壁４６に向かって延伸した後、冷却壁４６の上方に延伸して図示しない直流電源の正極に接続されるよう配策されている。バスバ５２は、一次側コンデンサ２２の側面から冷却壁４６に向かって延伸した後、冷却壁４６の上方に延伸して直流電源の負極に接続されるよう配策されている。

リアクトル２４には、バスバ５４，５６が接続されている。バスバ５４は、リアクトル２４の底面から冷却壁４６に向かって延伸した後、冷却壁４６の側面流路４６ａの近傍に沿って上方に延伸して図示しない直流電源の正極に接続されるよう配策されている。バスバ５６は、リアクトル２４の底面から冷却壁４６に向かって延伸した後、冷却壁４６の側面流路４６ａの近傍に沿って上方に延伸して一次側コンデンサ２２のバスバ５２に接続されるよう配策されている。

二次側コンデンサ２６には、バスバ５８，６０が接続されている。バスバ５８は、二次側コンデンサ２６の側面から冷却壁４６に向かって延伸した後、冷却壁４６の上方に延伸して図示しないインバータの正極母線に接続されるよう配策されている。バスバ６０は、二次側コンデンサ２６の側面から冷却壁４６に向かって延伸した後、冷却壁４６の上方に延伸して一次側コンデンサ２２のバスバ５２に接続されるよう配策されている。

放電抵抗２８には、バスバ６２，６４が接続されている。バスバ６２は、放電抵抗２８の側面から二次側コンデンサ２６のバスバ５８に向けて延伸してバスバ５８に接続されるよう配策されている。バスバ６４は、放電抵抗２８の側面から一次側コンデンサ２２のバスバ５２に向けて延伸してバスバ５２に接続されるよう配策されている。

こうして構成された電力変換器２０では、リアクトル２４のバスバ５４，５６が内部に冷却水が流通する冷却壁４６の側面流路４６ａの近傍に沿うよう配策されているから、リアクトル２４からバスバ５４，５６へ伝搬した熱の一部を側面流路４６ａに放熱することができ、リアクトル２４から一次側コンデンサ２２，二次側コンデンサ２６，放電抵抗２８への熱の伝搬を抑制することができる。

また、リアクトル２４と一次側コンデンサ２２，二次側コンデンサ２６とが凹部４６ｂによる空間で隔てられているから、リアクトル２４と一次側コンデンサ２２，二次側コンデンサ２６，放電抵抗２８との間の熱の伝搬を抑制することができる。

以上説明した本実施例の電力変換器２０によれば、素子収容部４２内に冷却水流通部４４を流通する冷却水の一部が内部を流通する冷却壁４６を設け、リアクトル２４のバスバ５４，５６を冷却壁４６の側面流路４６ａに沿って配策することにより、リアクトル２４から一次側コンデンサ２２，二次側コンデンサ２６，放電抵抗２８への熱の伝搬を抑制することができる。

実施例の電力変換器２０では、リアクトル２４のバスバ５４，５６を冷却壁４６の側面流路４６ａに沿って配策するものとしたが、冷却壁４６の一次側コンデンサ２２，二次側コンデンサ２６側に冷却水が流通する側面流路を設けて一次側コンデンサ２２，二次側コンデンサ２６のバスバ５０，５２，５８，６０を側面流路に沿って配策してもよいし、冷却壁４６のリアクトル２４側と一次側コンデンサ２２，二次側コンデンサ２６側の双方に冷却水が流通する側面流路を設けてバスバ５０〜６０をそれぞれに近い側面流路に沿って配策してもよい。

実施例の電力変換器２０では、リアクトル２４と一次側コンデンサ２２，二次側コンデンサ２６とが凹部４６ｂによる空間で隔てられているものとしたが、冷却壁４６に凹部４６ｂを設けないものとしてもよい。この場合、装置をコンパクトなものにすることができる。

実施例の電力変換器２０では、素子収容部４２において、一次側コンデンサ２２，リアクトル２４，二次側コンデンサ２６，放電抵抗２８が略同一平面に配置されているものとしたが、一次側コンデンサ２２，リアクトル２４，二次側コンデンサ２６，放電抵抗２８が略同一平面に配置されているものに限定されるものではなく、例えば、異なる高さに配置されているものとしてもよい。

実施例では、電力変換器２０がリアクトル２４から一次側コンデンサ２２，二次側コンデンサ２６，放電抵抗２８を搭載しているものとしたが、放電抵抗２８や一次側コンデンサ２２および二次側コンデンサ２６のいずれか一方を搭載していないものとしてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、リアクトル２４が「リアクトル」に相当し、二次側コンデンサ２６が「コンデンサ」に相当し、金属ケース４０が「金属ケース」に相当し、素子収容部４２が「素子収容部」に相当し、冷却水流通部４４が「冷却水流通部」に相当し、冷却壁４６が「冷却壁」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、電力変換器の製造産業などに利用可能である。

２０ 電力変換器、２２ 一次側コンデンサ、２４ リアクトル、２６ 二次側コンデンサ、２８ 放電抵抗、３０ 熱伝導性絶縁部材、４０ 金属ケース、４２ 素子収容部、４４ 冷却水流通部、４４ａ 冷却水供給口、４４ｂ 冷却水排出口、４６ 冷却壁、４６ａ 側面流路、４６ｂ 凹部、５０〜６４ バスバ。

Claims (1)

1. リアクトルとコンデンサとが金属ケースに収容されてなる電力変換器であって、
   前記金属ケースは、
   前記リアクトルと前記コンデンサとが収容された素子収容部と、
   前記素子収容部の前記リアクトルおよび前記コンデンサとが収容された面と反対側に設けられ、冷却水が内部を流通する冷却水流通部と、
   前記素子収容部内の前記リアクトルと前記コンデンサとの間に立設し、前記冷却水流通部を流通する冷却水の少なくとも一部が内部を流通する冷却壁と、
   を備え、
   前記リアクトルに接続されるバスバおよび前記コンデンサに接続されるバスバのうち少なくとも一方は、前記冷却壁に沿って配策されている
   電力変換器。

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