JP3362005B2 - 半導体電力変換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気機器の絶縁及
び冷却を必要とし、かつ、半導体スイッチング素子の冷
却を必要とする半導体電力変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気機器の絶縁及び冷却、半導体
スイッチング素子の冷却が必要な半導体電力変換装置で
は、油タンク内に電気機器及び半導体スイッチング素子
を格納し、油タンク内の絶縁油を熱交換器（ラジエー
タ）で冷却する構成となっている。

【０００３】図１９は、従来の半導体電力変換装置の構
成図である。図１９において、１は油タンク、２は熱交
換器（ラジエータ）、３は入口側配管、４は出口側配
管、１０は絶縁油、１１は半導体素子、１２は油入電気
機器である。尚、半導体素子１１は、平型の半導体素子
が用いられる。

【０００４】油タンク１内は、絶縁油１０で満たされ、
且つ半導体素子１１と油入電気機器１２が格納されてお
り、半導体素子１１及び油入電気機器１２が発生した熱
を奪った絶縁油１０は、熱交換器２を介して冷却され、
再び油タンク１内に自然対流により循環させ、半導体素
子１１及び油入電気機器１２を冷却する。尚、通常本装
置においては、図示しないコンサベータ、ブリーザ、放
圧弁等の安全装置が装着されているが、本発明とは直接
関係がないので説明は省略する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来の半
導体電力変換装置では、半導体素子及び油入電気機器の
全損失により熱交換器の容量を決定し、損失が増加する
に伴い熱交換器の容量や油タンクの容量を大きくする必
要があるため、損失が大きい電力変換装置に対して限界
がある。

【０００６】また、半導体素子の使用が油入可能な構造
を持つ平型の半導体素子に限定され、高周波インバータ
等で使用されるＩＧＢＴ等のモールド型半導体素子は素
子の構造上絶縁油の中に浸せないため、使用することが
できない。

【０００７】更に、半導体素子及び油入電気機器を効率
的に冷却することが困難であり、装置が大型になりコス
トの増加につながるという問題があった。よって、本発
明は、半導体素子と電気機器を確実に効率的に冷却する
ことができ、半導体素子の種類を限定せず半導体素子の
選択範囲が拡大される、コンパクトな半導体電力変換装
置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る半導体電力変換装置では、
電気機器により暖められた絶縁油を冷却する熱交換器に
冷却板を取り付け、その冷却板に半導体素子を取り付け
る。

【０００９】熱交換器は絶縁油を冷却すると共に、取り
付けられた冷却板も冷却するので、冷却板に取り付けら
れた半導体素子も冷却される。このように、油タンク内
の電気機器と冷却板に取り付けられた半導体素子を確実
に効率的に冷却することができ、また、半導体素子を絶
縁油に浸すこともないので、半導体の種類を限定せず、
半導体素子の選択範囲を拡大することができる。

【００１０】本発明の請求項２に係る半導体電力変換装
置では、電気機器により暖められた絶縁油を冷却する冷
却配管を油タンク内に設け、半導体素子が取り付けられ
た冷却板を設け、この冷却配管と冷却板に冷却水を流
す。

【００１１】これにより、油タンク内の電気機器と冷却
板に取り付けられた半導体素子を確実に効率的に冷却す
ることができ、また、半導体素子を絶縁油に浸すことも
ないので、半導体の種類を限定せず、半導体素子の選択
範囲を拡大することができる。

【００１２】本発明の請求項３に係る半導体電力変換装
置では、半導体素子が取り付けられた冷却板を設け、電
気機器により暖められた絶縁油を冷却する熱交換器を設
け、この冷却板と熱交換器に冷却水を流す。

【００１３】これにより、油タンク内の電気機器と冷却
板に取り付けられた半導体素子を確実に効率的に冷却す
ることができ、また、半導体素子を絶縁油に浸すことも
ないので、半導体の種類を限定せず、半導体素子の選択
範囲を拡大することができる。

【００１４】

【００１５】本発明の請求項４に係る半導体電力変換装
置では、電気機器により暖められた絶縁油を冷却する熱
交換器に空冷フィンを設け、熱交換器に半導体素子を取
り付けた冷却板を取り付ける。熱交換器は空冷フィンに
より冷却され絶縁油を冷却すると共に、取り付けられた
冷却板も冷却するので、冷却板に取り付けられた半導体
素子も冷却される。このように、油タンク内の電気機器
と冷却板に取り付けられた半導体素子を確実に効率的に
冷却することができ、また、半導体素子を絶縁油に浸す
こともないので、半導体の種類を限定せず、半導体素子
の選択範囲を拡大することができる。

【００１６】本発明の請求項５に係る半導体電力変換装
置では、絶縁油が注入され電気機器が収納された油タン
クを水冷タンクに収納し、また水冷タンクの表面に半導
体素子を取り付け、この水冷タンク内に冷却水を流す。

【００１７】水冷タンク内に冷却水を流すことにより油
タンクが冷却され電気機器により暖められた絶縁油も冷
却され、水冷タンク表面に取り付けられている半導体素
子も冷却される。このように、油タンク内の電気機器と
水冷タンクに取り付けられた半導体素子を確実に効率的
に冷却することができ、また、半導体素子を絶縁油に浸
すこともないので、半導体の種類を限定せず、半導体素
子の選択範囲を拡大することができる。

【００１８】本発明の請求項６に係る半導体電力変換装
置では、半導体素子が取り付けられ内部に冷却水が流れ
る冷却板を設け、この冷却板を通った冷却水を油タンク
内の熱交換器に流す。電気機器と半導体素子とを比較す
ると、半導体素子の方が冷却を確実に行わなければなら
ないので、半導体素子が取り付けられている冷却板の方
を先に冷却水を供給する。これにより、油タンク内の電
気機器と冷却板に取り付けられた半導体素子を確実に効
率的に冷却することができ、また、半導体素子を絶縁油
に浸すこともないので、半導体の種類を限定せず、半導
体素子の選択範囲を拡大することができる。

【００１９】本発明の請求項８に係る半導体電力変換装
置では、絶縁油が注入された油タンクに電気機器を収納
し、絶縁油と冷却水との間で熱交換を行う熱交換器を設
け、半導体素子が取り付けられ内部に絶縁油が流れる冷
却板を設け、ポンプにより油タンクと熱交換器と冷却板
との間で絶縁油を循環させる。熱交換器で冷却水により
冷却された絶縁油は、冷却板と油タンクに供給されるの
で、油タンク内の電気機器と冷却板に取り付けられた半
導体素子は冷却される。このように、油タンク内の電気
機器と冷却板に取り付けられた半導体素子を確実に効率
的に冷却することができ、また、半導体素子を絶縁油に
浸すこともないので、半導体の種類を限定せず、半導体
素子の選択範囲を拡大することができる。

【００２０】本発明の請求項７に係る半導体電力変換装
置では、絶縁油が注入された油タンクに電気機器を収納
し、絶縁油と冷却水との間で熱交換を行う熱交換器を設
け、熱交換器に冷却水を供給する配管に半導体素子が取
り付けられ内部に冷却水が流れる冷却板を設け、ポンプ
により油タンクと熱交換器との間で絶縁油を循環させ
る。冷却板は冷却水により冷却されるので冷却板に取り
付けられている半導体素子も冷却され、また熱交換器で
冷却水により冷却された絶縁油は、油タンクに供給され
るので、油タンク内の電気機器も冷却される。このよう
に、油タンク内の電気機器と冷却板に取り付けられた半
導体素子を確実に効率的に冷却することができ、また、
半導体素子を絶縁油に浸すこともないので、半導体の種
類を限定せず、半導体素子の選択範囲を拡大することが
できる。

【００２１】本発明の請求項８に係る半導体電力変換装
置では、絶縁油が注入された油タンクに電気機器を収納
し、油タンク内の絶縁油を冷媒との熱交換で冷却する熱
交換器を設け、半導体素子が取り付けられ内部に冷媒が
流れる冷却板を設け、熱交換器と前記冷却板に供給され
る冷媒を冷却する空冷フィンを設ける。空冷フィンによ
り冷却された冷媒は、熱交換器と冷却板に送られ、熱交
換器で絶縁油を冷却することで電気機器を冷却し、また
冷却板に取り付けられた半導体素子を冷却する。このよ
うに、油タンク内の電気機器と冷却板に取り付けられた
半導体素子を確実に効率的に冷却することができ、ま
た、半導体素子を絶縁油に浸すこともないので、半導体
の種類を限定せず、半導体素子の選択範囲を拡大するこ
とができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。尚、図中、矢印は絶縁油の
流れ、冷却水の流れの方向を示し、また、同一要素につ
いては同一符号を付し説明を省略する。

【００２３】図１は、本発明の第１の実施の形態の構成
図であり、図２は、図１のＡ−Ａ矢視図である。図１、
図２において、１は油タンク、２は熱交換器（水冷式ラ
ジエータ）、３ａは入口側冷却水配管、４ａは出口側冷
却水配管、５は半導体素子冷却板、１０は絶縁油、１１
は半導体素子、１２は油入電気機器である。

【００２４】油タンク１は、油入電気機器１２の冷却及
び絶縁を行うために、絶縁油１０を注入している。熱交
換器２はここでは水冷式ラジエータとしており、冷却水
配管３ａより供給された冷却水で熱交換を行い、絶縁油
１０を冷却する。

【００２５】油入電気機器１２によって暖められた絶縁
油１０は、油タンク１の上部へ上昇し、熱交換器２にて
冷却され、下降し自然対流を起こすことで油入電気機器
１２は冷却される。

【００２６】また、熱交換器２は油タンク１の蓋を兼ね
た半導体素子冷却板５に取り付けられているため、半導
体素子冷却板５の上部に取り付けられている半導体素子
１１の冷却を行うことができる。この場合、半導体素子
１１は、絶縁油に浸す必要がないため、モールド型の半
導体素子も使用することができるので、半導体素子１１
は、平型、モールド型の半導体素子に関係なく使用する
ことができる。

【００２７】このように、絶縁油を冷却する熱交換器に
半導体素子冷却板を取り付け、半導体素子冷却板の表面
に半導体素子を取り付けることにより、油タンク内の油
入電気機器と半導体素子冷却板に取り付けられた半導体
素子を確実に効率的に冷却することができ、半導体素子
の種類を限定せず半導体素子の選択範囲を拡大すること
ができる。

【００２８】図３は本発明の第２の実施の形態の構成図
であり、図４は図３の上面図であり、図５は図３のＡ−
Ａ矢視図である。図３、図４、図５において、１は油タ
ンク、３ａ，３ｂは入口側冷却水配管、４ａ，４ｂは出
口側冷却水配管、５は半導体素子冷却板、６ａは半導体
冷却板冷却水路、６ｂは油冷却配管、１０は絶縁油、１
１は半導体素子、１２は油入電気機器である。

【００２９】入口側冷却水配管３ａと出口側冷却水配管
４ａは、半導体素子冷却板冷却水路６ａに接続され、冷
却水を流すことにより半導体素子冷却板５を冷却する。
これにより、半導体素子冷却板５に取り付けられた半導
体素子１１を冷却することができる。

【００３０】入口側冷却水配管３ｂと出口側冷却水配管
４ｂは、油冷却配管６ｂに接続され、冷却水を流すこと
により油タンク内の絶縁油１０を冷却する。これによ
り、油タンク内に格納された油入電気機器１２を冷却す
ることができる。

【００３１】このように、半導体冷却板内に設けられた
冷却水路及び油タンク内に設けられた冷却配管に冷却水
を循環させることにより、油タンク内の油入電気機器と
半導体素子冷却板に取り付けられた半導体素子を確実に
効率的に冷却することができ、半導体素子の種類を限定
せず半導体素子の選択範囲を拡大することができる。

【００３２】図６は本発明の第３の実施の形態の構成図
であり、図７は図６のＡ−Ａ矢視図である。１は油タン
ク、２は熱交換器（水冷式ラジエータ）、３ａ，３ｂは
入口側冷却水配管、４ａ，４ｂは出口側冷却水配管、５
は半導体素子冷却板、６ａは半導体素子冷却板冷却水
路、１０は絶縁油、１１は半導体素子、１２は油入電気
機器である。

【００３３】入口側冷却水配管３ａと出口側冷却水配管
４ａは、半導体素子冷却板冷却水路６ａに接続され、冷
却水を流すことにより半導体素子冷却板５を冷却する。
これにより、半導体素子冷却板５に取り付けられた半導
体素子１１を冷却することができる。

【００３４】入口側冷却水配管３ｂと出口側冷却水配管
４ｂは、熱交換器２に接続され、冷却水を流すことによ
り油タンク内の絶縁油１０を冷却する。これにより、油
タンク内に格納された油入電気機器１２を冷却すること
ができる。

【００３５】このように、半導体冷却板内に設けられた
冷却水路及び熱交換器２に冷却水を循環させることによ
り、油タンク内の油入電気機器と半導体素子冷却板に取
り付けられた半導体素子を確実に効率的に冷却すること
ができ、半導体素子の種類を限定せず半導体素子の選択
範囲を拡大することができる。

【００３６】本実施の形態では、構造上高さ方向に寸法
制限が有る場合に、高さ寸法を極力抑えることができ
る。図８は本発明の第４の実施の形態の構成図であり、
図９は図８の上面図であり、図１０は図８のＡ−Ａ矢視
図である。

【００３７】図８、図９、図１０において、１は油タン
ク、５は半導体素子冷却板、７ａは半導体素子冷却板冷
却フィン、７ｂは油タンク冷却フィン、９は冷却ファ
ン、１０は絶縁油、１１は半導体素子、１２は油入電気
機器である。

【００３８】半導体素子冷却板冷却フィン７ａは、半導
体素子冷却板５に設けられており、油タンク冷却フィン
７ｂは、油タンク１に設けられている。冷却ファン９に
より、強制的に半導体素子冷却板冷却フィン７ａと油タ
ンク冷却フィン７ｂに冷却風を供給し、半導体素子冷却
板５及び油タンク１を冷却することによって、半導体素
子冷却板５に取り付けられている半導体素子１１と油タ
ンク１内の油入電気機器１２を冷却することができる。

【００３９】このように、半導体素子冷却板に半導体素
子冷却板冷却フィンを設け、油タンクに油タンク冷却フ
ィンを設けることにより、油タンク内の油入電気機器と
半導体素子冷却板に取り付けられた半導体素子を確実に
効率的に冷却することができ、半導体素子の種類を限定
せず半導体素子の選択範囲を拡大することができる。

【００４０】本実施の形態は、設置環境上水冷冷却が行
えない場合に有効である。また、発熱量が大きくない場
合には、冷却ファンによる強制空冷をおこなう必要はな
い。図１１は本発明の第５の実施の形態の構成図であ
り、図１２は図１１のＡ−Ａ矢視図である。

【００４１】図１１、図１２において、１は油タンク、
２は熱交換器（風冷式ラジエータ）、５は半導体素子冷
却板、７ｃは熱交換器冷却フィン、９は冷却ファン、１
０は絶縁油、１１は半導体素子、１２は油入電気機器で
ある。

【００４２】熱交換器冷却フィン７ｃは、熱交換器２の
熱交換を風冷で行うために設けたものである。また、熱
交換器２には、半導体素子冷却板５が取り付けられ、熱
交換器２は油タンク１内の絶縁油１０の冷却と同時に半
導体素子冷却板５の冷却を行う。

【００４３】よって、冷却ファン９により、強制的に熱
交換器冷却フィン７ｃに冷却風を供給することによっ
て、半導体素子冷却板５に取り付けられている半導体素
子１１と油タンク１内の油入電気機器１２を冷却するこ
とができる。

【００４４】このように、熱交換器に熱交換器冷却フィ
ンを設けることにより、油タンク内の油入電気機器と半
導体素子冷却板に取り付けられた半導体素子を確実に効
率的に冷却することができ、半導体素子の種類を限定せ
ず半導体素子の選択範囲を拡大することができる。

【００４５】本実施の形態は、設置環境上水冷冷却が行
えない場合に有効である。また、発熱量が大きくない場
合には、冷却ファンによる強制空冷をおこなう必要はな
い。図１３は、本発明の第６の実施の形態の構成図であ
り、図１４は図１３のＡ−Ａ矢視図である。

【００４６】図１３、図１４において、１は油タンク、
１ａは水冷タンク、３ｃは入口側冷却水配管、４ｃは出
口側冷却水配管、１０は絶縁油、１０ａは冷却水、１１
は半導体素子、１２は油入電気機器である。

【００４７】水冷タンク１ｃ内に、油入電気機器１２を
収納した油タンク１を収納し、水冷タンク１ｃの側面に
は半導体素子１１を取り付けている。入口側冷却水配管
３ｃと出口側冷却水配管４ｃにより水冷タンク１ａ内に
冷却水１０ａを循環させることにより、水冷タンク１ｃ
の側面に取り付けられた半導体素子１１を冷却すること
ができ、また、水冷タンク１ｃ内に収納されている油タ
ンク１も冷却されるので、油タンク１内の油入電気機器
１２を冷却することができる。

【００４８】このように、水冷タンク内に電気機器を収
納した油タンクを収納し更に水冷タンクの表面に半導体
素子を取り付けることにより、油タンク内の油入電気機
器と冷却タンクに取り付けられた半導体素子を確実に効
率的に冷却することができ、半導体素子の種類を限定せ
ず半導体素子の選択範囲を拡大することができる。

【００４９】図１５は、本発明の第７の実施の形態の構
成図である。図１５において、３１は熱交換器、３２は
半導体素子冷却板、３３は油タンク、３４は入口側冷却
水配管、３５は出口側冷却水配管、３６は冷却水、３７
は絶縁油、３８は油入電気機器、３９は半導体素子であ
る。

【００５０】油タンク３３は、油入電気機器３８の冷却
及び絶縁を行うためのもので、絶縁油３７を注入してい
る。熱交換器３１は絶縁油３７を冷却するためのもの
で、入口側冷却水配管３４より供給された冷却水３６で
熱交換を行うものである。

【００５１】油入電気機器３８によって暖められた絶縁
油３７は油タンク３３の上部へ上昇し、熱交換器３１に
て冷却され下降し、自然対流を起こすことで油入電気機
器３８は冷却される。

【００５２】半導体素子冷却板３２は、半導体素子３９
を冷却するためのもので、入口側冷却水配管３４より供
給された冷却水３６で熱交換を行うものである。半導体
素子３９は確実に冷却を行わないといけないので、冷却
水３６の供給を一番最初に行えるよう半導体素子冷却板
３２を配置し、半導体素子３９を冷却する。

【００５３】このように、半導体素子を取り付けた半導
体素子冷却板に冷却水を流し、油タンク内に設けられた
熱交換器に冷却水を流すことにより、油タンク内の油入
電気機器と半導体素子冷却板に取り付けられた半導体素
子を確実に効率的に冷却することができ、半導体素子の
種類を限定せず半導体素子の選択範囲を拡大することが
できる。

【００５４】図１６は、本発明の第８の実施の形態の構
成図である。図１６において、３１は熱交換器、３２は
半導体素子冷却板、３３は油タンク、３４は入口側冷却
水配管、３５は出口側冷却水配管、３６は冷却水、３７
は絶縁油、３８は油入電気機器、３９は半導体素子、４
１は油循環ポンプ、４５は入口側絶縁油配管、４６は出
口側絶縁油配管である。

【００５５】熱交換器３１により、冷却水３６と絶縁油
３７の間で熱交換を行い、油循環ポンプ４１により絶縁
油３７を循環させ、油タンク３３内の油入電気機器３８
と半導体素子冷却板３２に取り付けられている半導体素
子３９を冷却する。

【００５６】このように、熱交換器により冷却水と絶縁
油との間で熱交換を行い、冷却された絶縁油を半導体素
子を取り付けた半導体素子冷却板及び油タンクに流すこ
とにより、油タンク内の油入電気機器と半導体素子冷却
板に取り付けられた半導体素子を確実に効率的に冷却す
ることができ、半導体素子の種類を限定せず半導体素子
の選択範囲を拡大することができる。

【００５７】図１７は、本発明の第９の実施の形態の構
成図である。図１７において、図１６の第８の実施の形
態と異なる点は、半導体素子３９が取り付けられた半導
体素子冷却板３２が入口側冷却水配管３４に設けられて
いる点である。

【００５８】冷却水３６により、半導体素子冷却板３２
に取り付けられている半導体素子３９の冷却が行われ、
また、熱交換器３１により、冷却水３６と絶縁油３７の
間で熱交換が行われる。

【００５９】熱交換器３１により冷却された絶縁油３７
は、油循環ポンプ４１により油タンク３３に循環され、
油タンク３３内の油入電気機器３８を冷却する。このよ
うに、冷却水を半導体素子を取り付けた冷却板に流し、
熱交換器により冷却水と絶縁油との間で熱交換を行い、
冷却された絶縁油を油タンクに流すことにより、油タン
ク内の油入電気機器と半導体素子冷却板に取り付けられ
た半導体素子を確実に効率的に冷却することができ、半
導体素子の種類を限定せず半導体素子の選択範囲を拡大
することができる。

【００６０】図１８は、本発明の第１０の実施の形態の
構成図である。図１８において、３１は熱交換器、３２
は半導体素子冷却板、３３は油タンク、３７は絶縁油、
３８は油入電気機器、３９は半導体素子、４２は冷却フ
ァン、４３は冷媒通路、４４は風冷フィンである。

【００６１】風冷フィン４４は、熱交換器３１の熱交換
及び半導体素子冷却板に取り付けられた半導体素子の冷
却を行う冷媒例えば冷却水やパーフロロカーボンを冷却
するために設けたものである。

【００６２】油入電気機器３８により暖められた絶縁油
３７は、油タンク３３の上部へ上昇し、熱交換器３１に
て冷媒通路４３を通って送られる冷媒との間で熱交換が
行われて冷却され下降し、自然対流を起こすことで油入
電気機器３８は冷却される。

【００６３】また、冷媒通路４３は半導体素子冷却板３
２にも接続され、半導体素子冷却板３２に冷媒を流すこ
とにより半導体素子冷却板３２を冷却する。これによ
り、半導体素子冷却板３２に取り付けられた半導体素子
３９を冷却することができる。

【００６４】このように、冷却フィンにより冷却された
冷媒を冷却通路を介して半導体素子を取り付けた冷却板
と油タンク内に設けられた熱交換器に流すことにより、
油タンク内の油入電気機器と半導体素子冷却板に取り付
けられた半導体素子を確実に効率的に冷却することがで
き、半導体素子の種類を限定せず半導体素子の選択範囲
を拡大することができる。

【００６５】

【発明の効果】本発明によれば、絶縁油を用いて電気機
器の絶縁及び冷却を必要とし、且つ半導体素子の冷却を
必要とする半導体電力変換装置の電気機器と半導体素子
を確実に効率的に冷却することができ、半導体素子の種
類を限定せず、半導体素子の選択範囲が拡大されるコン
パクトな半導体電力変換装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態の構成図。

【図２】 図１のＡ−Ａ矢視図。

【図３】 本発明の第２の実施の形態の構成図。

【図４】 図３の上面図。

【図５】 図３のＡ−Ａ矢視図。

【図６】 本発明の第３の実施の形態の構成図。

【図７】 図６のＡ−Ａ矢視図。

【図８】 本発明の第４の実施の形態の構成図。

【図９】 図８の上面図。

【図１０】 図８のＡ−Ａ矢視図。

【図１１】 本発明の第５の実施の形態の構成図。

【図１２】 図１１のＡ−Ａ矢視図。

【図１３】 本発明の第６の実施の形態の構成図。

【図１４】 図１３のＡ−Ａ矢視図。

【図１５】 本発明の第７の実施の形態の構成図。

【図１６】 本発明の第８の実施の形態の構成図。

【図１７】 本発明の第９の実施の形態の構成図。

【図１８】 本発明の第１０の実施の形態の構成図。

【図１９】 従来の半導体電力変換装置の構成図。

【符号の説明】

１：油タンク １ａ：水冷タンク ２：熱交換器 ３：入口側配管 ３ａ、３ｂ、３ｃ：入口側冷却水配管 ４：出口側配管 ４ａ、４ｂ、４ｃ：出口側冷却水配管 ５：半導体素子冷却板 ６ａ：半導体冷却板冷却水路 ６ｂ：油冷却配管 ７ａ：半導体素子冷却板冷却フィン ７ｂ：油タンク冷却フィン ７ｃ：熱交換器冷却フィン ９：冷却ファン １０：絶縁油 １０ａ：冷却水 １１：半導体素子 １２：油入電気機器 ３１：熱交換器 ３２：半導体素子冷却板 ３３：油タンク ３４：入口側冷却水配管 ３５：出口側冷却水配管 ３６：冷却水 ３７：絶縁油 ３８：油入電気機器 ３９：半導体素子 ４１：油循環ポンプ ４２：冷却ファン ４３：冷媒通路 ４４：風冷フィン ４５：入口側絶縁油配管 ４６：出口側絶縁油配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−271178（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−217348（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−66342（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−213849（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−293813（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−32122（ＪＰ，Ａ) 特開2000−91130（ＪＰ，Ａ) 実公 昭43−2929（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01F 27/12 H01L 23/44 - 23/473 H02M 7/04

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁油を用いて電気機器の絶縁及び冷却
   を必要とし、かつ半導体素子の冷却を必要とする半導体
   電力変換装置において、絶縁油が注入された油タンクに
   電気機器を収納し、前記油タンク内の絶縁油を冷却する
   熱交換器に半導体素子を取り付けた冷却板を取り付けた
   ことを特徴とする半導体電力変換装置。
2. 【請求項２】 絶縁油を用いて電気機器の絶縁及び冷却
   を必要とし、かつ半導体素子の冷却を必要とする半導体
   電力変換装置において、絶縁油が注入された油タンクに
   電気機器を収納し、前記油タンク内に冷却水が流れる冷
   却配管を設け、半導体素子が取り付けられ内部に冷却水
   が流れる冷却板を設けたことを特徴とする半導体電力変
   換装置。
3. 【請求項３】 絶縁油を用いて電気機器の絶縁及び冷却
   を必要とし、かつ半導体素子の冷却を必要とする半導体
   電力変換装置において、絶縁油が注入された油タンクに
   電気機器を収納し、半導体素子が取り付けられ内部に冷
   却水が流れる冷却板を設け、前記油タンク内に冷却水に
   より絶縁油との熱交換を行う熱交換器を設けることを特
   徴とする半導体電力変換装置。
4. 【請求項４】 絶縁油を用いて電気機器の絶縁及び冷却
   を必要とし、かつ半導体素子の冷却を必要とする半導体
   電力変換装置において、絶縁油が注入された油タンクに
   電気機器を収納し、前記油タンク内の絶縁油を冷却する
   熱交換器に空冷フィンを設け、前記熱交換器に半導体素
   子を取り付けた冷却板を取り付けたことを特徴とする半
   導体電力変換装置。
5. 【請求項５】 絶縁油を用いて電気機器の絶縁及び冷却
   を必要とし、かつ半導体素子の冷却を必要とする半導体
   電力変換装置において、絶縁油が注入された油タンクに
   電気機器を収納し、前記油タンクを冷却水が流れる水冷
   タンクに収納し、前記水冷タンクの表面に半導体素子を
   取り付けたことを特徴とする半導体電力変換装置。
6. 【請求項６】 絶縁油を用いて電気機器の絶縁及び冷却
   を必要とし、かつ半導体素子の冷却を必要とする半導体
   電力変換装置において、絶縁油が注入された油タンクに
   電気機器を収納し、半導体素子が取り付けられ内部に冷
   却水が流れる冷却板を設け、前記冷却板を通った冷却水
   を前記油タンク内の熱交換器に流すことを特徴とする半
   導体電力変換装置。
7. 【請求項７】 絶縁油を用いて電気機器の絶縁及び冷却
   を必要とし、かつ半導体素子の冷却を必要とする半導体
   電力変換装置において、絶縁油が注入された油タンクに
   電気機器を収納し、絶縁油と冷却水との間で熱交換を行
   う熱交換器を設け、前記熱交換器に冷却水を供給する配
   管に半導体素子が取り付けられ内部に冷却水が流れる冷
   却板を設け、ポンプにより前記油タンクと前記熱交換器
   との間で絶縁油を循環させることを特徴とする半導体電
   力変換装置。
8. 【請求項８】 絶縁油を用いて電気機器の絶縁及び冷却
   を必要とし、かつ半導体素子の冷却を必要とする半導体
   電力変換装置において、絶縁油が注入された油タンクに
   電気機器を収納し、前記油タンク内の絶縁油を冷媒との
   熱交換で冷却する熱交換器を設け、半導体素子が取り付
   けられ内部に冷媒が流れる冷却板を設け、前記熱交換器
   と前記冷却板に供給される冷媒を冷却する空冷フィンを
   設けたことを特徴とする半導体電力変換装置。