JP3186715U - 大電流用整流器 - Google Patents

Abstract

【課題】据付スペースを減少することが可能で、運搬が便利で、放熱効果が良くなり、寿命を増加することが可能な大電流用整流器を提供する。
【解決手段】ケース２０と、ＩＧＢＴモジュール２１と、ダイオードブリッジ冷却モジュール２２と、変圧器２３と、出力装置２４と、冷却装置２５と、から構成され、ケース２０は、中空状を呈し、その内部には、上下に対応している二組の変圧器２３が設けられ、出力装置２４は、二組の変圧器２３の間に設けられ、銅板本体と出力銅板を結合して構成され、出力銅板の末端に出力端が延びており、銅板本体と変圧器が電気的に接続され、ダイオードブリッジ冷却モジュール２２は、回線を介してＩＧＢＴモジュール２３と電気的に接続し、冷却装置２５は、水冷式を採用し、管路によってＩＧＢＴモジュール２３、ダイオードブリッジ冷却モジュール２２、変圧器２３及び出力装置２４の銅管と接続している。
【選択図】図２

Description

本考案は、大電流用整流器に関し、特に、ＩＧＢＴモジュールと、ダイオードブリッジ冷却モジュールと、並列接続されている変圧器と、出力装置と、冷却装置と、から構成され、冷却装置により放熱を確実にすることが可能な大電流用整流器に関するものである。

図１を参照する。図１は従来の整流器を示す斜視図である。従来の整流器は、図１に示すように、中空の本体１を有し、本体１は、その内部の底端に変圧器１１が設けられており、その上端に放熱ファン１２が設けられており、その前端に開口１０が形成されており、その前端に制御回路板１３が設けられており、制御回路板１３の後端には、放熱するためのアルミバー１３０が設けられている。整流器１１には、銅片である、正極と、負極と、が接続されている。前記正極は銅板１１１と接続している。螺子により銅板１１１に分流器１４が螺着されている。分流器１４には、出力端とする出力銅板１４０が連結されている。前記負極は銅板１１２に直接に連接されている。前記負極から出力端１１３が延びている。

図１に示すように、従来の整流器に使用される変圧器１１は、その鉄芯が珪素鋼板を採用して、大電流低電圧の変圧器１１を構成することが可能であり、一次側には、銅線ワインディング方式を採用し、二次側にも、銅線ワインディング方式を採用する。大電流低電圧の要求を満足するために、変圧器１１の制御回路板１３は、三相ダイオード（シリコン制御整流器）によって位相角の大きさを制御することにより、出力の定格値を変化する。しかし、従来の変圧器１１は、鉄ロス及び銅ロスが高くて、効率が低くて、体積がより大きく、そして大電流低電圧で整流しているときに高熱が発生するため、放熱ファン１２及びアルミバー１３０などの冷却装置が必要である。一方、複数組の変圧器１１を連結する必要があるため、組付け作業が複雑となり、且つ生産コストが増加する。特に、変圧器１１の正極は、分流器１４と連結して出力銅板１４０と連結する必要があるため、構成が複雑であり、そして従来の整流器は、体積が大きくて、重量が重くて、効率が低い。

従来の大電流用整流器は、体積が大きいため、据付スペースがかなり掛かり、且つ運搬が極めて不便であり、放熱がファンを利用することが一般的であるため、放熱効果が良くなく、寿命が短く、そして過熱になると、効率が悪化する問題があった。

本考案の主な目的は、従来のものより体積が減少するため、据付スペースを減少することが可能であり、運搬が便利となり、そして放熱効果が良くなり、寿命を増加することが可能である大電流用整流器を提供することにある。

本考案の大電流用整流器によると、ケースと、ＩＧＢＴモジュールと、ダイオードブリッジ冷却モジュールと、変圧器と、出力装置と、冷却装置と、から構成され、ケースは、中空状を呈し、その内部には、上下に対応している二組の変圧器が設けられており、二組の変圧器が並列接続されており、変圧器は、環状な鉄芯（鉄粉芯、ナノメートル結晶、又は非シリコン結晶などを採用）に、一次側ワインディング方式及び二次側モジュール方式を合わせて構成され、出力装置は、二組の変圧器の間に設けられており、銅板本体と出力銅板を結合して構成され、そして分流器が形成されており、出力銅板の末端に出力端が延びており、負極銅板から延びている銅片により、銅板本体と変圧器が電気的に接続されており、負極銅板の端部に出力端が形成されており、ケースの一側には、ＩＧＢＴモジュールと、ダイオードブリッジ冷却モジュールと、が設けられており、ＩＧＢＴモジュールは、上下端にコンデンサが設けられており、後端が出力装置と電気的に接続しており、側辺に制御回路板と駆動回路板とが設けられており、ダイオードブリッジ冷却モジュールは、回線を介してＩＧＢＴモジュールと電気的に接続しており、冷却装置は、水冷式を採用し、管路によって、ＩＧＢＴモジュール、ダイオードブリッジ冷却モジュール、変圧器及び出力装置の銅管と接続していることを特徴とする。

本考案の大電流用整流器によると、二次側モジュールは、並列接続方式によって複数組の変圧器を連接しており、これにより、必要を満足可能な大電流を負極端として直接に出力することが可能であり、変圧器は、銅板本体及び出力銅板から分流器へ正極端として直接に出力することが可能であり、モジュール化されて一体成形されたものであるため、ロスを最小限に抑えることが可能であることを特徴とする。

本考案の大電流用整流器によると、ケースには、入水口と、排水口と、が設けられており、入水口と排水口とに冷却装置の管路を接続することが可能であることを特徴とする。

本考案の大電流用整流器によれば、従来のものより体積が減少するため、据付スペースを減少することが可能であり、運搬が便利となり、そして放熱効果が良くなり、寿命を増加することが可能であるという効果を有する。

従来の整流器を示す斜視図である。 本考案の一実施例を示す斜視図である。 本考案の一実施例の別の視点から見た模式図である。 本考案のＩＧＢＴモジュールを示す正面図である。 本考案の冷却装置を示す模式図である。

以下、本考案の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図２を参照する。図２は本考案の一実施例を示す斜視図である。本考案の大電流用整流器は、ケース２０と、ＩＧＢＴモジュール２１と、ダイオードブリッジ冷却モジュール２２と、変圧器２３、２３０と、出力装置２４と、冷却装置２５と、から構成される。ケース２０は、中空状を呈し、その内部には、上下に対応している二組の変圧器２３、２３０が設けられている。二組の変圧器は、正極及び負極が銅棒を採用し（図示せず）、環状な鉄芯（鉄粉芯、ナノメートル結晶、又は非シリコン結晶などを採用）に、一次側ワインディング方式及び二次側モジュール方式を合わせて構成される。前記二次側モジュールは、並列接続されており、これにより、より大きい電流の通過が許容され、負極端として直接に出力することが可能である。前記二次側モジュールは、図３に示すように、出力装置２４の負極銅板２４３と電気的に接続している。出力装置２４は、変圧器２３、２３０の間に設けられており、複数本の銅管によって銅板本体２４０と出力銅板２４１を結合して構成され、そして分流器２４２が形成されており、出力銅板２４１の末端に出力端２４１が延びており、出力端２４１は正極端として直接に出力することが可能である。銅板本体２４０には、複数の定位銅片２４０１と、ダイオード２４０２と、が設けられており、これにより、整流をすることが可能である。負極銅板２４３から延びている銅片２４４により、銅板本体２４０と変圧器２３、２３０が電気的に接続されている。負極銅板２４３の端部に出力端２４３０が形成されている。これらがモジュール化されて一体成形されるため、ロスを最小限に抑えることが可能である。

図２及び図４を参照する。図４は本考案のＩＧＢＴモジュールを示す正面図である。ケース２０の一側には、ＩＧＢＴモジュール２１と、ダイオードブリッジ冷却モジュール２２と、が設けられている。ＩＧＢＴモジュール２１の上下端にコンデンサ２６が設けられている。コンデンサ２６により直流電を交流電に変換することが可能である。ＩＧＢＴモジュール２１の後端は出力装置２４と電気的に接続している。これにより、電流を拡大することが可能であり、高耐電圧及び低飽和電圧降下の効果を有する。ＩＧＢＴモジュール２１の側辺に制御回路板２７と駆動回路板２７０とが設けられている。ダイオードブリッジ冷却モジュール２２は、回線２２０を介してＩＧＢＴモジュール２１と電気的に接続している。これにより、ロードの電流を制御することが可能であり、電流を安定化することが可能である。ダイオードブリッジ冷却モジュール２２の上方には、整流器２をオン・オフするためのスイッチ２８が設けられている。

図５を参照する。図５は本考案の冷却装置を示す模式図である。冷却装置２５は水冷式を採用する。冷却装置２５には、図３に示すように、管路２５０と接続するための入水口２５１と排水口２５２とが設けられている。管路２５０により、冷却水が整流器２の各銅管を流して各銅管の温度を確実に降下することが可能である。ポンプにより、冷却水は、入水口２５１から整流器２に流入して、ＩＧＢＴモジュール２１及びダイオードブリッジ冷却モジュール２２を経由して、変圧器２３０に流入して、出力装置２４を経由して変圧器２３に流入して、冷却銅管２５３から外部に流出する。このように、整流器２の熱を有効に放熱することが可能であり、整流器２は、安定的に稼動することが可能であり、寿命を延びることが可能であり、そして騒音が発生せず、環境を汚染しない。

整流器２は、ＩＧＢＴモジュール２１によって電流を拡大し、高耐電圧及び低飽和電圧降下の効果をし、且つダイオードブリッジ冷却モジュール２２によってロードの電流を制御することにより、整流器２を安定的にすることが可能であり、そして上下の変圧器２３、２３０と出力装置２４を結合する銅管横列の設計と、変圧器２３、２３０を並列接続する設計とにより、６０００アンペア以上の大電流を発生することが可能であり、且つ整流しようとする機器（ロード）に出力端２４１０、２４３０を接続することにより、高効率に整流することが可能である。本考案の整流器２は、体積が小さくて、重量が軽くて、据付スペースを広く掛からず、全体の構成が簡単であり、快速に組付けることが可能であり、生産コストを減少することが可能である。特に、整流器２には、水冷式の冷却装置２５が設けられているため、冷却水が銅管横列を循環に流動して、整流器２を有効に放熱することが可能であり、整流器２の寿命を延びることが可能である。

本考案は、整流器に適用することができる。

１ 本体
２ 整流器
１０ 開口
１１ 変圧器
１２ 放熱ファン
１３ 制御回路板
１４ 分流器
２０ ケース
２１ ＩＧＢＴモジュール
２２ ダイオードブリッジ冷却モジュール
２３ 変圧器
２４ 出力装置
２５ 冷却装置
２６ コンデンサ
２７ 制御回路板
２８ スイッチ
１１１ 銅板
１１２ 銅板
１１３ 出力端
１３０ アルミバー
１４０ 出力銅板
２２０ 回線
２３０ 変圧器
２４０ 銅板本体
２４１ 出力銅板
２４２ 分流器
２４３ 負極銅板
２４４ 銅片
２５０ 管路
２５１ 入水口
２５２ 排水口
２５３ 冷却銅管
２７０ 駆動回路板
２４０１ 定位銅片
２４０２ ダイオード
２４１０ 出力端
２４３０ 出力端

Claims (3)

1. ケースと、ＩＧＢＴモジュールと、ダイオードブリッジ冷却モジュールと、変圧器と、出力装置と、冷却装置と、から構成され、前記ケースは、中空状を呈し、その内部には、上下に対応している二組の変圧器が設けられており、前記二組の変圧器が並列接続されており、前記変圧器は、環状な鉄芯（鉄粉芯、ナノメートル結晶、又は非シリコン結晶などを採用）に、一次側ワインディング方式及び二次側モジュール方式を合わせて構成され、前記出力装置は、前記二組の変圧器の間に設けられており、銅板本体と出力銅板を結合して構成され、そして分流器が形成されており、前記出力銅板の末端に出力端が延びており、負極銅板から延びている銅片により、前記銅板本体と前記変圧器が電気的に接続されており、前記負極銅板の端部に出力端が形成されており、前記ケースの一側には、前記ＩＧＢＴモジュールと、前記ダイオードブリッジ冷却モジュールと、が設けられており、前記ＩＧＢＴモジュールは、上下端にコンデンサが設けられており、後端が前記出力装置と電気的に接続しており、側辺に制御回路板と駆動回路板とが設けられており、前記ダイオードブリッジ冷却モジュールは、回線を介して前記ＩＧＢＴモジュールと電気的に接続しており、前記冷却装置は、水冷式を採用し、管路によって、前記ＩＧＢＴモジュール、前記ダイオードブリッジ冷却モジュール、前記変圧器及び前記出力装置の銅管と接続していることを特徴とする大電流用整流器。
2. 前記二次側モジュールは、並列接続方式によって複数組の変圧器を連接しており、これにより、必要を満足可能な大電流を負極端として直接に出力することが可能であり、前記変圧器は、前記銅板本体及び前記出力銅板から前記分流器へ正極端として直接に出力することが可能であり、モジュール化されて一体成形されたものであるため、ロスを最小限に抑えることが可能であることを特徴とする、請求項１に記載の大電流用整流器。
3. 前記ケースには、入水口と、排水口と、が設けられており、前記入水口と前記排水口とに前記冷却装置の管路を接続することが可能であることを特徴とする、請求項１に記載の大電流用整流器。
   

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