JP2020036486A - Power conversion device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力変換回路を構成する、並設された複数の半導体素子と、電力変換回路の直流端子に接続されて直流電流を平滑するフィルタコンデンサと、半導体素子を収納する筐体とを備え、半導体素子の並設方向をY軸方向とし、Y軸方向と直交するX軸方向の内、半導体素子から遠ざかる方向をX軸プラス方向として、フィルタコンデンサが、複数の半導体素子からX軸プラス方向に所定の間隔を存して対置して固定される電力変換装置に関する。 The present invention includes a plurality of semiconductor elements arranged in parallel, constituting a power conversion circuit, a filter capacitor connected to a DC terminal of the power conversion circuit for smoothing a DC current, and a housing for housing the semiconductor element. The direction in which the semiconductor elements are juxtaposed is the Y-axis direction, and the direction away from the semiconductor element is the X-axis plus direction in the X-axis direction orthogonal to the Y-axis direction. And a power conversion device fixed at a predetermined interval.
従来、この種の電力変換装置として、半導体素子、フィルタコンデンサ、半導体素子を冷却する冷却手段等が固定されて一体化され、筐体内部に収納されるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as this type of power conversion device, a device in which a semiconductor element, a filter capacitor, a cooling unit for cooling the semiconductor element, and the like are fixed and integrated, and housed in a housing is known (for example, Patent Document 1). 1).
しかしながら、特許文献1には、半導体素子とフィルタコンデンサとを固定し、一体化するための具体的な技術手段は記載されていない。一体化については、例えば、フィルタコンデンサを半導体素子からX軸プラス方向に所定間隔を存して対置させ、フィルタコンデンサ側からボルトを半導体素子に螺入して固定することが考えられる。しかしながら、この場合、フィルタコンデンサと半導体素子との間がボルトによって絶縁破壊され、絶縁状態を保てなくなる虞がある。 However, Patent Document 1 does not disclose specific technical means for fixing and integrating the semiconductor element and the filter capacitor. As for the integration, for example, it is conceivable that the filter capacitor is opposed to the semiconductor element at a predetermined distance in the X-axis plus direction, and a bolt is screwed into the semiconductor element from the filter capacitor side and fixed. However, in this case, the insulation between the filter capacitor and the semiconductor element may be broken by the bolt, and the insulation state may not be maintained.
本発明は、以上の点に鑑み、半導体素子とフィルタコンデンサとの間の絶縁状態を保って、フィルタコンデンサが、複数の半導体素子からX軸プラス方向に所定の間隔を存して対置して固定される電力変換装置を提供することをその課題としている。 In view of the above, the present invention maintains the insulating state between the semiconductor element and the filter capacitor, and fixes the filter capacitor so as to face the plurality of semiconductor elements at a predetermined interval in the positive X-axis direction. It is an object of the present invention to provide a power conversion device that is used.
上記課題を解決するために、本発明は、電力変換回路を構成する、並設された複数の半導体素子と、電力変換回路の直流端子に接続されて直流電流を平滑するフィルタコンデンサと、半導体素子を収納する筐体とを備え、半導体素子の並設方向をY軸方向とし、Y軸方向と直交するX軸方向の内、半導体素子から遠ざかる方向をX軸プラス方向として、フィルタコンデンサが、複数の半導体素子からX軸プラス方向に所定の間隔を存して対置して固定される電力変換装置であって、X軸プラス方向に延びる複数の固定フレームが、フィルタコンデンサの外側に配置されるように筐体のY軸方向の一方及び他方の端部に支持され、Y軸方向の長さがフィルタコンデンサよりも長い固定プレートが、フィルタコンデンサのX軸プラス方向の端面に締結され、固定フレームのX軸プラス方向の端部に固定プレートが締結されて、フィルタコンデンサが、複数の半導体素子からX軸プラス方向に所定の間隔を存して対置して固定されることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a power conversion circuit, a plurality of semiconductor elements arranged in parallel, a filter capacitor connected to a DC terminal of the power conversion circuit for smoothing a DC current, and a semiconductor element. A housing for housing the semiconductor element, wherein the direction in which the semiconductor elements are arranged is the Y-axis direction, and the direction away from the semiconductor element is the X-axis plus direction in the X-axis direction orthogonal to the Y-axis direction. A power conversion device fixedly opposed to the semiconductor device at a predetermined interval in the X-axis plus direction, wherein a plurality of fixed frames extending in the X-axis plus direction are arranged outside the filter capacitor. Is fixed to one end and the other end in the Y-axis direction of the housing, and a fixed plate whose length in the Y-axis direction is longer than the filter capacitor is attached to the end surface of the filter capacitor in the X-axis plus direction. The fixed plate is fastened to the end of the fixed frame in the X-axis plus direction, and the filter capacitor is fixed to be opposed to the plurality of semiconductor elements at a predetermined interval in the X-axis plus direction. Features.
本発明によれば、筐体に支持された固定フレームと、フィルタコンデンサに締結した固定プレートとの締結によって、半導体素子とフィルタコンデンサとをボルトで直接連結することなく、フィルタコンデンサを複数の半導体素子からX軸プラス方向に所定間隔を存して対置させて固定できる。このため、フィルタコンデンサと半導体素子との間の絶縁状態が保たれる。 According to the present invention, the filter capacitor is connected to the plurality of semiconductor elements without directly connecting the semiconductor element and the filter capacitor by bolts by fastening the fixed frame supported by the housing and the fixed plate fastened to the filter capacitor. Can be fixed opposite to each other at a predetermined interval in the X-axis plus direction. Therefore, an insulating state between the filter capacitor and the semiconductor element is maintained.
図1及び図2を参照して、電力変換装置1は、電力変換回路を構成する、並設された3つの半導体素子21,22,23と、電力変換回路の直流端子に接続されて直流電流を平滑するフィルタコンデンサ3と、半導体素子21,22,23を収納する筐体4とを備えている。半導体素子21,22,23には、例えば、U,V,Wの3相分のIGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)を一般的に採用できる。電力変換装置1では、半導体素子21,22,23の並設方向をY軸方向とし、Y軸方向と直交するX軸方向の内、半導体素子21,22,23から遠ざかる方向をX軸プラス(+)方向として、フィルタコンデンサ3が、半導体素子21,22,23からX軸プラス方向に所定の間隔を存して対置して固定される。筐体4は、半導体素子21,22,23を冷却するための冷却フィン等を有する半導体冷却ユニットを収納する本体部41と、フィルタコンデンサ3を固定するためのフィルタコンデンサ固定部42とを備えている。本体部41はX軸プラス方向に開放され、半導体素子21,22,23が本体部41のX軸プラス方向の端部に位置している。フィルタコンデンサ固定部42は、本体部41のX軸プラス方向の端部からX軸方プラス方向に延設され、本体部41と一体となっている。また、フィルタコンデンサ固定部42はX軸プラス方向と上方とが開放されている。
Referring to FIG. 1 and FIG. 2, power conversion device 1 includes three
また、電力変換装置1では、X軸プラス方向に延びる4本の固定フレーム51,52,53,54が、フィルタコンデンサ3の外側に配置されるように、筐体4の一部を構成するフィルタコンデンサ固定部42のY軸方向の一方及び他方の端部42a,42bに支持されている。固定フレーム51,52は、フィルタコンデンサ固定部42のY軸方向一方の端部42aの内面の上下に位置し、固定フレーム53,54は、フィルタコンデンサ固定部42のY軸方向他方の端部42bの内面の上下に位置している。固定フレーム51,52,53,54のX軸プラス方向の端面51a,52a,53a,54aは、同一平面上に配置されている。また、各端面51a,52a,53a,54aには、第1ねじ穴51b,52b,53b,54bが設けられている。固定フレーム51,52,53,54の形状は、第1ねじ穴51b,52b,53b,54bを設けることができる限り特に限定的ではない。例えば、ロッド状等であっても構わない。
Further, in the power converter 1, the filter constituting a part of the
フィルタコンデンサ3のX軸プラス方向の端面31には、Y軸方向の一方及び他方の端部の上下に計4つの第2ねじ穴31a,31b,31c,31dが設けられている。いずれの第2ねじ穴31a,31b,31c,31dも非貫通のねじ穴である。また、フィルタコンデンサ3の上面32には上方に突出する3つの端子部32a,32b,32cが設けられている。フィルタコンデンサ3の端面31にはほぼ平板状の固定プレート6が固定される。固定プレート6は、Y軸方向の長さがフィルタコンデンサ3よりも長くなっている。また、固定プレート6の上下両端縁部はX軸プラス方向に折曲され、折曲部6a,6bが設けられている。折曲部6a,6bは固定プレート6の面強度を所定のものに確保している。さらに、固定プレート6には、固定フレーム51,52,53,54の端面51a,52a,53a,54aに設けられた第1ねじ穴51b,52b,53b,54bに対置する部分に、第1ボルト61を挿通可能とした第1貫通穴が設けられ、フィルタコンデンサ3の端面31に設けられた第2ねじ穴31a,31b,31c,31dに対置する部分には、第2ボルト62を挿通可能とした第2貫通穴が設けられている。
A total of four
固定プレート6のフィルタコンデンサ3の端面31への固定は、上記第2貫通穴の夫々を第2ねじ穴31a,31b,31c,31dの対応する一つと一致させ、各第2ボルト62を各第2ねじ穴31a,31b,31c,31dにX軸プラス方向からマイナス(−)方向に螺入して締結することによって実現される。端面31に固定プレート6が固定されたフィルタコンデンサ3を筐体4のフィルタコンデンサ固定部42に支持された固定フレーム51,52,53,54の内側に配置し、固定プレート6のX軸マイナス方向の端面を固定フレーム51,52,53,54の端面51a,52a,53a,54aに当接させると、フィルタコンデンサ3は、半導体素子21,22,23からX軸方向に所定の間隔を存して対置する。また、固定プレート6の上記第1貫通穴の夫々が固定フレーム51,52,53,54の第1ねじ穴51b,52b,53b,54bの対応する一つと一致する。この状態において、各第1ボルト61を各第1ねじ穴51b,52b,53b,54bからX軸プラス方向からマイナス方向に螺入して締結させると、フィルタコンデンサ3が、半導体素子21,22,23からX軸プラス方向に所定の間隔を存して対置した状態で固定される。
The fixing of the
上記の如く、電力変換装置1では、筐体4に支持された固定フレーム51,52,53,54と、フィルタコンデンサ3に締結した固定プレート6との締結によって、半導体素子21,22,23とフィルタコンデンサ3とをボルトで直接連結することなく、フィルタコンデンサ3を半導体素子21,22,23からX軸プラス方向に所定間隔を存して対置させて固定できる。このため、フィルタコンデンサ3と半導体素子21,22,23との間の絶縁状態が保たれる。
As described above, in the power conversion device 1, the
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、フィルタコンデンサ固定部42は本体部41と別体とし、相互の連結によって筐体4を構成することが可能である。また、フィルタコンデンサ固定部42の形状は特に限定的ではなく、また、固定フレーム51,52,53,54の本数や形状、固定プレート6の形状等は両者が締結可能である限り任意のものを採用することができる。
Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, the present invention is not limited thereto. For example, the filter
1…電力変換装置、21,22,23…半導体素子、3…フィルタコンデンサ、31…フィルタコンデンサ3のX軸プラス方向の端面、4…筐体、51,52,53,54…固定フレーム、6…固定プレート。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power conversion device, 21, 22, 23 ... Semiconductor element, 3 ... Filter capacitor, 31 ... End face of the filter capacitor 3 in the X-axis plus direction, 4 ... Housing, 51, 52, 53, 54 ... Fixed frame, 6 … Fixed plate.
Claims (1)
X軸プラス方向に延びる複数の固定フレームが、フィルタコンデンサの外側に配置されるように筐体のY軸方向の一方及び他方の端部に支持され、Y軸方向の長さがフィルタコンデンサよりも長い固定プレートが、フィルタコンデンサのX軸プラス方向の端面に締結され、固定フレームのX軸プラス方向の端部に固定プレートが締結されて、フィルタコンデンサが、複数の半導体素子からX軸プラス方向に所定の間隔を存して対置して固定される
ことを特徴とする電力変換装置。 Constituting a power conversion circuit, a plurality of semiconductor elements arranged in parallel, a filter capacitor connected to a DC terminal of the power conversion circuit for smoothing a DC current, and a housing for housing the semiconductor element, comprising: A filter capacitor is provided at a predetermined distance in the X-axis plus direction from a plurality of semiconductor elements, with the direction parallel to the Y-axis direction and the direction away from the semiconductor element in the X-axis direction orthogonal to the Y-axis direction as the X-axis plus direction. A power converter fixed opposite to the presence of
A plurality of fixed frames extending in the X-axis plus direction are supported at one and the other ends in the Y-axis direction of the housing so as to be disposed outside the filter capacitor, and the length in the Y-axis direction is greater than that of the filter capacitor. A long fixing plate is fastened to the end surface of the filter capacitor in the plus direction of the X axis, and a fixed plate is fastened to an end of the fixed frame in the plus direction of the X axis. A power conversion device characterized in that the power conversion device is fixed opposite to a predetermined interval.
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