JP3447230B2 - Power converter - Google Patents

Power converter

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JP3447230B2
JP3447230B2 JP30823398A JP30823398A JP3447230B2 JP 3447230 B2 JP3447230 B2 JP 3447230B2 JP 30823398 A JP30823398 A JP 30823398A JP 30823398 A JP30823398 A JP 30823398A JP 3447230 B2 JP3447230 B2 JP 3447230B2
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道吉 園田
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機に可変周波
数の電源を供給するための電力変換装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power converter for supplying a variable frequency power source to an electric motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、電動機に可変周波数の電源を供
給するための電力変換装置は、直流電源を所定の周波数
の交流に変換し負荷である電動機に供給するものであ
る。直流電源が直接得られないときは、コンバータ装置
を設け交流電源から直流電源を得るようにしている。
2. Description of the Related Art Generally, a power converter for supplying a variable frequency power source to an electric motor converts a direct current power source into an alternating current having a predetermined frequency and supplies the alternating current to a load motor. When the DC power source cannot be obtained directly, a converter device is provided to obtain the DC power source from the AC power source.

【0003】図8は、3相交流電源1からの電源をコン
バータ装置2で直流電源に変化し、その直流電源をイン
バータ装置4で所定の周波数の電力に変換して電動機5
を駆動する電力変換装置の構成図である。
In FIG. 8, the converter device 2 changes the power supply from the three-phase AC power supply 1 into a DC power supply, and the inverter device 4 converts the DC power supply into electric power of a predetermined frequency to drive the electric motor 5.
It is a block diagram of the power converter device which drives.

【0004】コンバータ装置2では、3相交流電源1か
らのR相を半導体素子2Uと半導体素子2Xとの接続点
に、S相を半導体素子2Vと半導体素子2Yとの接続点
に、T相を半導体素子2Wと半導体素子2Zとの接続点
にそれぞれ入力し、3相交流を直流に変換する。コンバ
ータ装置2で変換された直流は、P母線およびN母線に
取り出され、このP母線とN母線に接続された平滑コン
デンサ3で平滑され、インバータ装置4に入力される。
In the converter device 2, the R phase from the three-phase AC power supply 1 is used as a connection point between the semiconductor elements 2U and 2X, the S phase is used as a connection point between the semiconductor elements 2V and 2Y, and the T phase is used. The three-phase alternating current is converted into direct current by inputting to the connection points of the semiconductor element 2W and the semiconductor element 2Z, respectively. The direct current converted by the converter device 2 is taken out to the P bus and the N bus, smoothed by the smoothing capacitor 3 connected to the P bus and the N bus, and input to the inverter device 4.

【0005】インバータ装置4では、コンバータ装置2
で変換された直流を、P母線およびN母線から入力し、
半導体素子4Uと半導体素子4Xとの接続点からU相
を、半導体素子4Vと半導体素子4Yとの接続点からV
相を、半導体素子4Wと半導体素子4Zとの接続点から
W相をそれぞれ取り出し、負荷である電動機5に出力す
るようになっている。半導体素子としては、例えばIG
BTが用いられる。
In the inverter device 4, the converter device 2
Input the direct current converted by the P and N buses,
The U phase is obtained from the connection point between the semiconductor elements 4U and 4X, and the V phase is obtained from the connection point between the semiconductor elements 4V and 4Y.
The W phase is extracted from the connection point between the semiconductor element 4W and the semiconductor element 4Z, and is output to the electric motor 5 as a load. As the semiconductor element, for example, IG
BT is used.

【0006】ここで、各々の半導体素子2U〜2Z、4
U〜4Zは、一般に、複数個の半導体素子で構成され、
接続導体を介して種々の接続構成が採用されている。図
9は、インバータ装置4の1相分の半導体素子(P側素
子)4Uおよび半導体素子(N側素子)4Xの構成図の
一例である。この図9に示す半導体素子4U、4Xは、
それぞれ4個の半導体素子4U1〜4U4、4X1〜4
X4を直列接続して構成されたものを示している。
Here, each of the semiconductor elements 2U to 2Z, 4
U to 4Z are generally composed of a plurality of semiconductor elements,
Various connection configurations have been adopted via connection conductors. FIG. 9 is an example of a configuration diagram of a semiconductor element (P-side element) 4U and a semiconductor element (N-side element) 4X for one phase of the inverter device 4. The semiconductor elements 4U and 4X shown in FIG.
Four semiconductor elements 4U1 to 4U4 and 4X1 to 4 respectively
It shows the one configured by connecting X4 in series.

【0007】各々の半導体素子4U1〜4U4、4X1
〜4X4は、エミッタ端子E、コレクタ端子C、ゲート
端子Gを有し、特に、図9では、半導体素子として、エ
ミッタ端子Eとコレクタ端子Cとの配置が相互に逆にな
ったコンプリメンタリ構成のものを示している。
Each of the semiconductor devices 4U1-4U4, 4X1
4X4 has an emitter terminal E, a collector terminal C, and a gate terminal G. In particular, in FIG. 9, a semiconductor element having a complementary structure in which the emitter terminal E and the collector terminal C are arranged in reverse to each other. Is shown.

【0008】すなわち、半導体素子(P側素子)4U1
〜4U4は、ゲート端子Gの隣にエミッタ端子Eがあ
り、一方、半導体素子(N側素子)4X1〜4X4はゲ
ート端子Gの隣にコレクタ端子Cがある。従って、これ
らコンプリメンタリ構成の半導体素子4U、4Xは、エ
ミッタ端子Eとコレクタ端子Cとが対面する位置に配置
できるので、P側素子4UとN側素子4Xとの接続点か
ら取り出すU相母線(負荷母線)は、1本の母線で取り
出すことができるという利点がある。また、P母線はP
側素子4U1〜4U4のエミッタ端子Eを直列接続して
取り出され、N母線はN側素子4X1〜4X4のコレク
タ端子Cを直列接続して取り出される。
That is, the semiconductor element (P-side element) 4U1
4U4 has an emitter terminal E adjacent to the gate terminal G, while the semiconductor elements (N-side elements) 4X1 to 4X4 have a collector terminal C adjacent to the gate terminal G. Therefore, these complementary semiconductor devices 4U and 4X can be arranged at the positions where the emitter terminal E and the collector terminal C face each other, so that the U-phase bus bar (load) which is taken out from the connection point between the P-side element 4U and the N-side element 4X. The busbar has an advantage that it can be taken out by one busbar. Also, the P bus is P
The emitter terminals E of the side elements 4U1 to 4U4 are connected in series and taken out, and the N bus bar is taken out by connecting the collector terminals C of the N side elements 4X1 to 4X4 in series.

【0009】図10は、従来の電力変換装置を箱体に収
納した場合の説明図である。コンバータ装置2の半導体
素子2U〜2Zおよびインバータ装置4の半導体素子4
U〜4Zは、箱体6に収納され、その半導体素子2U〜
2Z、4U〜4Zの下部には、平滑コンデンサ3が配置
されている。そして、箱体6の上部には、冷却装置7が
設けられ、半導体素子2U〜2Z、4U〜4Zに冷却媒
体を供給して冷却するようになっている。また、箱体6
の上部及び下部には空気取入口8が設けられ、平滑コン
デンサ3からの熱や冷却装置7からの熱をファン9によ
り外部に放出するようになっている。
FIG. 10 is an explanatory view of the case where the conventional power converter is housed in a box. Semiconductor elements 2U to 2Z of converter device 2 and semiconductor element 4 of inverter device 4
U-4Z are housed in the box body 6, and the semiconductor elements 2U-
The smoothing capacitor 3 is arranged below the 2Z and 4U to 4Z. A cooling device 7 is provided on the top of the box body 6 so as to supply a cooling medium to the semiconductor elements 2U to 2Z and 4U to 4Z to cool them. Also, the box 6
Air inlets 8 are provided in the upper and lower parts of the fan so that the heat from the smoothing condenser 3 and the heat from the cooling device 7 are discharged to the outside by the fan 9.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図9のよう
なコンプリメンタリ構成の半導体素子による電力変換装
置では、中央部にU相母線が位置し、その両側にP母線
とN母線とが位置することになるので、P母線とN母線
とが離れており、インダクタンスが大きくなる。
By the way, in a power converter using a semiconductor device having a complementary structure as shown in FIG. 9, a U-phase bus bar is located in the central portion, and a P bus bar and an N bus bar are located on both sides thereof. Therefore, the P bus bar and the N bus bar are separated from each other, and the inductance increases.

【0011】また、エミッタ端子Eとコレクタ端子Cと
の配置が異なる2種類の半導体素子が必要であり、その
接続作業の際に適切な半導体素子を誤りなく選択して配
置し接続しなければならない。
Further, two kinds of semiconductor elements having different arrangements of the emitter terminal E and the collector terminal C are required, and an appropriate semiconductor element must be selected and arranged without error during the connection work. .

【0012】平滑コンデンサ3を箱体6の下部に設置し
ているので、その設置のためのスペースが箱体6の下部
に必要となり、電力変換装置の高さが高くなるだけでな
く、平滑コンデンサ3から半導体素子への接続の母線が
長くなる。母線が長くなることからインダクタンスも大
きくなり、それを抑制するためにスナバー回路の強化や
母線の大型化が必要になっている。
Since the smoothing capacitor 3 is installed in the lower part of the box body 6, a space for installing the smoothing capacitor 3 is required in the lower part of the box body 6, which not only increases the height of the power converter but also smooths the capacitor. The bus bar for connection from 3 to the semiconductor element becomes long. Since the bus bar becomes longer, the inductance also increases, and in order to suppress it, it is necessary to strengthen the snubber circuit and increase the size of the bus bar.

【0013】本発明の目的は、インダクタンスの低減を
図ると共に装置自体の小型化が可能な電力変換装置を得
ることである。
An object of the present invention is to obtain a power conversion device which can reduce the inductance and can also reduce the size of the device itself.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係わる
電力変換装置は、複数個の半導体素子を並列接続してイ
ンバータ装置またはコンバータ装置における各相のP側
素子およびN側素子を形成し、各々の前記P側素子およ
びN側素子を直列接続して構成された電力変換装置にお
いて、各々の前記P側素子のコレクタ端子を直流母線の
P母線に接続し、各々の前記N側素子のエミッタ端子を
直流母線のN母線に接続し、各々の前記P側素子のコレ
クタ端子を跨いで各々の前記P側素子のエミッタ端子と
前記N側素子のコレクタ端子とを接続する接続導体から
負荷母線を取り出し、前記P母線と前記N母線とを近接
して平行に配置したことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a power conversion device in which a plurality of semiconductor elements are connected in parallel to form a P-side element and an N-side element of each phase in an inverter device or a converter device. , A power conversion device configured by connecting the P-side element and the N-side element in series .
There are, connected to the collector terminal of each of the P-side element P bus of the DC bus, connects the emitter terminal of each of the N-side element to the N bus of the DC bus, Kore of each of the P-side element
Load busbars are taken out from the connecting conductors connecting the emitter terminals of the P-side elements and the collector terminals of the N-side elements across the junction terminals, and the P busbars and the N busbars are arranged in close proximity to each other. It is characterized by

【0015】請求項1の発明に係わる電力変換装置で
は、各々のP側素子のコレクタ端子を跨いで各々のP側
素子のエミッタ端子とN側素子のコレクタ端子とを接続
する接続導体から負荷母線が取り出され、インバータ装
置またはコンバータ装置における各相の直列接続された
P側素子とN側素子とが接続される直流母線のP母線と
N母線とは近接して平行に配置される。従って、コンプ
リメンタリ素子でない同一素子を用いた場合であって
も、P母線とN母線とは相互に磁束を打ち消し合いイン
ダクタンスを減少させる構成とすることができる。
In the power conversion device according to the first aspect of the present invention, the P side of each P side element is crossed over the collector terminal of each P side element.
Connect the emitter terminal of the element and the collector terminal of the N-side element
The load busbar is taken out from the connecting conductor, and the P busbar and the N busbar of the direct current busbar to which the P-side element and the N-side element of each phase connected in series in the inverter device or the converter device are connected are closely and parallel to each other. Will be placed. Therefore, comp
When using the same element that is not a
Also, the P bus bar and the N bus bar can be configured to cancel out the magnetic flux and reduce the inductance .

【0016】請求項2の発明に係わる電力変換装置は、
請求項1の発明において、前記P母線から分岐して設け
られ平滑コンデンサのプラス極に接続するための分岐P
母線と、前記N母線から分岐して設けられ前記平滑コン
デンサのマイナス極に接続するための分岐N母線とを有
し、前記分岐P母線と前記分岐N母線とを近接して平行
に配置したことを特徴とする。
The power converter according to the invention of claim 2 is
In the invention of claim 1, a branch P provided for branching from the P bus bar for connecting to a positive pole of a smoothing capacitor.
A bus bar, and a branch N bus branching from the N bus and connected to the negative pole of the smoothing capacitor, wherein the branch P bus and the branch N bus are closely arranged in parallel. Is characterized by.

【0017】請求項2の発明に係わる電力変換装置で
は、請求項1の発明の作用に加え、P母線から分岐して
設けられた分岐P母線と、N母線から分岐して設けられ
た分岐N母線は、近接して平行に配置される。従って、
分岐P母線と分岐N母線とは相互に磁束を打ち消し合い
インダクタンスを減少させる。
In the power converter according to the invention of claim 2, in addition to the function of the invention of claim 1, a branch P bus branching from the P bus and a branch N branching from the N bus are provided. The busbars are arranged closely and in parallel. Therefore,
The branch P bus and the branch N bus cancel each other's magnetic flux to reduce the inductance.

【0018】請求項3の発明に係わる電力変換装置は、
1個の半導体素子でインバータ装置またはコンバータ装
置における各相のP側素子およびN側素子を形成し、前
記P側素子およびN側素子を直列接続して構成された電
力変換装置において、前記P側素子のコレクタ端子を直
流母線のP母線に接続し、前記N側素子のエミッタ端子
を直流母線のN母線に接続し、前記P側素子のコレクタ
端子を跨いで前記P側素子のエミッタ端子と前記N側素
子のコレクタ端子とを接続する接続導体から負荷線を
り出し、前記P母線と前記N母線とを近接して平行に配
置したことを特徴とする。
The power converter according to the invention of claim 3 is
One form of each phase P-side device and the N-side element in the inverter device or the converter device with a semiconductor element, conductive configured the P-side device and the N-side element connected in series
In the force converter, the collector terminal of the P-side element is connected to the P-bus of the DC bus, the emitter terminal of the N-side element is connected to the N-bus of the DC bus, and the collector of the P-side element is connected.
Across the terminals preparative load line from the connecting conductors for connecting the collector terminal of the emitter terminal and the N-side element of the P-side element
Ri out, characterized by being arranged in parallel in close proximity to said P bus and the N bus.

【0019】請求項3の発明に係わる電力変換装置で
は、インバータ装置またはコンバータ装置における各相
のP側素子およびN側素子を1個の半導体素子で形成す
るシングル構成とし、このシングル構成のインバータ装
置またはコンバータ装置におけるP側素子のコレクタ端
子を跨いでP側素子のエミッタ端子とN側素子のコレク
タ端子とを接続する接続導体から負荷母線が取り出さ
れ、また、このシングル構成のインバータ装置またはコ
ンバータ装置におけるP母線とN母線とを近接して平行
に配置する。従って、コンプリメンタリ素子でない同一
素子を用いた場合であっても、P母線とN母線とは相互
に磁束を打ち消し合いインダクタンスを減少させる構成
とすることができる。
In the power converter according to the invention of claim 3, the P-side element and the N-side element of each phase in the inverter device or the converter device are formed as a single semiconductor element, and the single-configuration inverter device is formed. Alternatively, the collector end of the P-side element in the converter device
The emitter terminal of the P-side element and the collector of the N-side element across the child
The load busbar from the connecting conductor that connects the
In addition, the P busbar and the N busbar in this single-configuration inverter device or converter device are arranged in close proximity to each other. Therefore, it is not a complementary element
Even in the case of using the device, the P bus and the N bus to reduce the inductance cancel the magnetic flux from one another configuration
Can be

【0020】請求項4の発明に係わる電力変換装置は、
請求項3の発明において、前記P母線の端部または分岐
して設けられ平滑コンデンサのプラス極に接続するため
の分岐P母線と、前記N母線の端部または分岐して設け
られ前記平滑コンデンサのマイナス極に接続するための
分岐N母線とを有し、前記分岐P母線と前記分岐N母線
とを近接して平行に配置したことを特徴とする。
A power conversion device according to a fourth aspect of the invention is
In the invention according to claim 3, a branch P bus bar provided at an end of the P bus bar or branched to connect to a positive pole of a smoothing capacitor, and an end bus of the N bus bar or provided at a branch of the smoothing capacitor. It has a branch N bus bar for connecting to the negative pole, and the branch P bus bar and the branch N bus bar are arranged in close proximity to each other and in parallel.

【0021】請求項4の発明に係わる電力変換装置で
は、請求項3の発明の作用に加え、P母線の端部または
分岐して設けられた分岐P母線と、N母線の端部または
分岐して設けられた分岐N母線とを近接して平行に配置
する。従って、分岐P母線と分岐N母線とは相互に磁束
を打ち消し合いインダクタンスを減少させる。
In the electric power converter according to the invention of claim 4, in addition to the operation of the invention of claim 3, the branch P bus bar provided at the end of the P bus bar or at the branch is provided, and the end of the N bus bar or at the branch of the N bus bar. And the branch N bus bar provided in the vicinity are arranged in parallel with each other. Therefore, the branch P bus and the branch N bus cancel each other's magnetic flux to reduce the inductance.

【0022】請求項5の発明に係わる電力変換装置は、
請求項2または請求項4の発明において、前記平滑コン
デンサは、前記P側素子および前記N側素子の横方向に
配置され、前記平滑コンデンサを直列接続する場合に、
前記平滑コンデンサをプラス極とマイナス極とを入れ替
えて直線上に配置し、前記分岐P母線および前記分岐N
母線側に位置するプラス極は前記分岐P母線に接続しマ
イナス極は前記分岐N母線に接続し、前記分岐P母線お
よび前記分岐N母線の反対側に位置するプラス極および
マイナス極は共通母線で接続するようにしたことを特徴
とする。
The power converter according to the invention of claim 5 is
In the invention of claim 2 or claim 4, the smoothing capacitor is arranged laterally of the P-side element and the N-side element, and when the smoothing capacitor is connected in series,
Switch the positive and negative poles of the smoothing capacitor
The branch P busbar and the branch N.
The positive pole located on the bus bar side is connected to the branch P bus bar
The INUS pole is connected to the branch N bus bar and is connected to the branch P bus bar.
And a plus pole located on the opposite side of the branch N bus and
The negative pole is connected by a common bus
And

【0023】請求項5の発明に係わる電力変換装置で
は、請求項2または請求項4の発明の作用に加え、平滑
コンデンサをP側素子およびN側素子の横方向に配置
し、高さ方向の大きさを低減する。また、平滑コンデン
サをプラス極とマイナス極とを入れ替えて直線上に配置
する。そして、分岐P母線および分岐N母線側に位置す
るプラス極は分岐P母線に接続し、マイナス極は分岐N
母線に接続する。一方、分岐P母線および分岐N母線の
反対側に位置するプラス極およびマイナス極は共通母線
で接続する。従って、平滑コンデンサと直流母線(P母
線およびN母線)との接続が容易になる。
In the power converter according to the fifth aspect of the present invention, in addition to the function of the second or fourth aspect of the present invention, the smoothing capacitors are arranged in the lateral direction of the P-side element and the N-side element, and the smoothing capacitors are arranged in the height direction. Reduce size. Also, smooth condensate
Place the positive and negative poles on a straight line
To do. And located on the side of the branch P bus and the branch N bus
The positive pole is connected to the branch P bus, the negative pole is the branch N
Connect to the busbar. On the other hand, the branch P bus and the branch N bus
Positive and negative poles on the opposite side have a common bus bar
Connect with. Therefore, smoothing capacitor and DC bus (P bus
Line and N bus).

【0024】請求項6の発明に係わる電力変換装置は、
請求項1ないし請求項5のいずれか1項の発明におい
て、前記インバータ装置の各相のP母線をまとめて接続
するためのインバータ用共通P母線と、前記インバータ
用共通P母線の近傍に平行して設けられ前記インバータ
装置の各相のN母線をまとめて接続するためのインバー
タ用共通N母線と、前記コンバータ装置の各相のP母線
をまとめて接続するためのコンバータ用共通P母線と、
前記コンバータ用共通母線の近傍に平行して設けられ前
記コンバータ装置の各相のN母線をまとめて接続するた
めのコンバータ用共通N母線とを有し、前記インバータ
装置と前記コンバータ装置間の接続は、前記インバータ
用共通P母線、インバータ用共通N母線、コンバータ用
共通P母線、コンバータ用共通N母線を介して行うよう
にしたことを特徴とする。
A power conversion device according to a sixth aspect of the invention is
The invention according to any one of claims 1 to 5
The P busbars of each phase of the inverter device are connected together.
Common P bus for an inverter for
The inverter provided in parallel with and near the common P bus bar for
Inverter for connecting N busbars of each phase of the device together
Common N bus bar for power supply and P bus bar for each phase of the converter device
A common P bus bar for the converter for connecting the
Before the converter is provided parallel to the common busbar for the converter.
The N bus of each phase of the converter device is connected together.
A common N bus bar for a converter for
The device and the converter device are connected by the inverter.
For common P bus, for inverter Common N bus, for converter
Performed via common P bus and common N bus for converter
It is characterized by having done.

【0025】請求項6の発明に係わる電力変換装置で
は、請求項1ないし請求項5のいずれか1項の発明の作
用に加え、インバータ装置とコンバータ装置との間の接
続は、ハイパロン線にて、インバータ用共通P母線、イ
ンバータ用共通N母線、コンバータ用共通P母線、コン
バータ用共通N母線を接続して行う。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a power converter according to the first aspect of the present invention.
In addition to the connection between the inverter device and the converter device,
Continuing with the high-palon line, common P bus for inverter,
Common N busbar for inverter, common P busbar for converter, converter
This is done by connecting the common N bus bar for the barter.

【0026】[0026]

【0027】[0027]

【0028】[0028]

【0029】[0029]

【0030】[0030]

【0031】[0031]

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図1は、本発明の電力変換装置におけるインバー
タ装置の1相分のP側素子4UとN側素子4Xとの配置
構成図であり、図1(a)はその平面図、図1(b)は
図1(a)のI−I線での断面図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a layout configuration diagram of a P-side element 4U and an N-side element 4X for one phase of an inverter device in a power conversion device of the present invention, FIG. 1 (a) is a plan view thereof, and FIG. 1 (b). FIG. 2 is a sectional view taken along line I-I of FIG.

【0033】半導体素子4U1〜4U4は、直流母線の
プラス母線(P母線)側に接続されるP側素子であり、
半導体素子4X1〜4X4は、直流母線のマイナス母線
(N母線)側に接続されるN側素子である。これらP側
素子4U1〜4U4およびN側素子4X1〜4X4は、
同じ構成の半導体素子であり、ゲート端子G、エミッタ
素子E、コレクタ素子Cの順でそれぞれの端子が設けら
れている。
The semiconductor elements 4U1 to 4U4 are P-side elements connected to the plus bus (P bus) side of the DC bus.
The semiconductor elements 4X1 to 4X4 are N-side elements connected to the negative bus (N bus) side of the DC bus. These P-side elements 4U1 to 4U4 and N-side elements 4X1 to 4X4 are
The semiconductor elements have the same structure, and each terminal is provided in the order of a gate terminal G, an emitter element E, and a collector element C.

【0034】4個のP側素子4U1〜4U4は並列接続
され、同様に4個のN側素子4X1〜4X4も並列接続
される。そして、P側素子4U1とN側素子4X1とは
直列接続され、同様にP側素子4U2とN側素子4X
2、P側素子4U3とN側素子4X3、P側素子4U4
とN側素子4X4は、それぞれ直列接続される。また、
各々のP側素子4U1〜4U4のエミッタ端子とN側素
子4X1〜4X4のコレクタ端子との接続導体から負荷
母線(U母線)が取り出される。
The four P-side elements 4U1 to 4U4 are connected in parallel, and similarly, the four N-side elements 4X1 to 4X4 are also connected in parallel. The P-side element 4U1 and the N-side element 4X1 are connected in series, and similarly, the P-side element 4U2 and the N-side element 4X are connected.
2, P-side element 4U3 and N-side element 4X3, P-side element 4U4
And the N-side element 4X4 are connected in series. Also,
A load busbar (U busbar) is taken out from the connection conductor of the emitter terminal of each P side element 4U1-4U4, and the collector terminal of N side element 4X1-4X4.

【0035】以下、各々のP側素子4U1〜4U4およ
びN側素子4X1〜4X4の接続の仕方を説明する。ま
ず、各々の半導体素子のゲート端子Gが外側になるよう
に配置する。すなわち、P側素子4U1〜4U4のコレ
クタ端子CおよびN側素子4X1〜4X4のコレクタ端
子Cが近接するように配置する。
A method of connecting the P-side elements 4U1 to 4U4 and the N-side elements 4X1 to 4X4 will be described below. First, each semiconductor element is arranged so that the gate terminal G is on the outside. That is, the collector terminals C of the P-side elements 4U1 to 4U4 and the collector terminals C of the N-side elements 4X1 to 4X4 are arranged close to each other.

【0036】このように配置されたP側素子4U1〜4
U4のエミッタ端子EとN側素子4X1〜4X4のコレ
クタ端子CとをP側素子4U1〜4U4のコレクタ端子
Cに接触しないように接続する。この接続導体10は図
1(b)に示すように断面がハット状に折り曲げられて
おり、P側素子4U1〜4U4のコレクタ端子Cを跨い
で設けられている。従って、P側素子4U1〜4U4の
コレクタ端子Cに接触することがない。
The P-side elements 4U1-4 arranged in this way
The emitter terminal E of U4 and the collector terminals C of the N-side elements 4X1 to 4X4 are connected so as not to contact the collector terminals C of the P-side elements 4U1 to 4U4. The connecting conductor 10 has a hat-shaped cross section as shown in FIG. 1B, and is provided across the collector terminals C of the P-side elements 4U1 to 4U4. Therefore, the collector terminals C of the P-side elements 4U1 to 4U4 do not come into contact with each other.

【0037】そして、その接続導体10の上部には、負
荷母線であるU母線が設けられており、各々のP側素子
4U1〜4U4のエミッタ端子とN側素子4X1〜4X
4のコレクタ端子とを接続した接続導体10をこのU母
線により接続する。すなわち、U母線を介してすべての
素子が並列接続される。これにより、このU母線はU相
の負荷母線となる。
A U bus which is a load bus is provided above the connection conductor 10, and the emitter terminals of the P side elements 4U1 to 4U4 and the N side elements 4X1 to 4X are provided.
The connection conductor 10 connected to the collector terminal of No. 4 is connected by this U bus. That is, all the elements are connected in parallel via the U bus. As a result, this U bus becomes a U-phase load bus.

【0038】次に、P側素子4U1〜4U4のコレクタ
端子Cは、接続導体11を介して直流母線のP母線に接
続される。このP母線はU母線の下側に平行に位置して
いる。また、N側素子4X1〜4X4のエミッタ端子E
は、接続導体12を介して直流母線のN母線に接続され
る。このN母線はP母線の下側に平行に配置される。す
なわち、U母線およびP母線に平行に設けられている。
つまり、P母線とN母線とは近接して平行に設けられて
いるので、お互いが発生する磁束を打ち消し合い、イン
ダクタンスを低減させるようになっている。
Next, the collector terminals C of the P-side elements 4U1 to 4U4 are connected to the P bus of the DC bus via the connecting conductor 11. The P bus bar is located parallel to the lower side of the U bus bar. Also, the emitter terminals E of the N-side elements 4X1 to 4X4
Is connected to the N bus of the DC bus via the connecting conductor 12. This N bus bar is arranged in parallel below the P bus bar. That is, they are provided parallel to the U bus and the P bus.
That is, since the P bus and the N bus are provided close to each other and in parallel, the magnetic fluxes generated by each other are canceled out to reduce the inductance.

【0039】一方、P母線およびN母線から分岐して、
各相の平滑コンデンサ3を接続するための分岐P母線P
1および分岐N母線N1が設けられている。この分岐母
線P1および分岐N母線N1は、半導体素子スタックの
中間部、すなわち、P側素子4U2とP側素子4U3と
の間のP母線およびN母線から分岐して設けられてい
る。この分岐P母線P1および分岐N母線N1も近接し
て平行に設けられており、お互いが発生する磁束を相殺
するようになっている。
On the other hand, branching from the P bus and N bus,
Branch P bus P for connecting smoothing capacitor 3 of each phase
1 and a branch N bus N1 are provided. The branch bus P1 and the branch N bus N1 are provided in the middle of the semiconductor element stack, that is, branching from the P bus and the N bus between the P-side element 4U2 and the P-side element 4U3. The branch P bus P1 and the branch N bus N1 are also provided in close proximity to each other in parallel to cancel the magnetic fluxes generated by each other.

【0040】この第1の実施の形態によれば、電力変換
装置のインバータ装置またはコンバータ装置の直流母線
のP母線およびN母線を近接して平行に設けるので、互
いに磁束を打ち消し合いインダクタンスを軽減すること
ができる。
According to the first embodiment, since the P bus and the N bus of the DC bus of the inverter device or the converter device of the power converter are provided in close proximity to each other, the magnetic fluxes are canceled each other to reduce the inductance. be able to.

【0041】次に、本発明の第2の実施の形態を説明す
る。図2は、本発明の電力変換装置におけるインバータ
装置の1相分のP側素子4UとN側素子4Xとの配置構
成図であり、図2(a)はその平面図、図2(b)は図
2(a)のII−II線での断面図である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. 2 is a layout configuration diagram of the P-side element 4U and the N-side element 4X for one phase of the inverter device in the power conversion device of the present invention, FIG. 2 (a) is a plan view thereof, and FIG. 2 (b). FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.

【0042】この第2の実施の形態は、図1に示した第
1の実施の形態に対し、分岐P母線P1および分岐N母
線N1をU母線の上部に平面的に形成したものである。
その他の構成は、図1に示した第1の実施の形態と同一
であるので、同一要素には同一符号を付し重複する記載
は省略する。
The second embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that the branch P busbar P1 and the branch N busbar N1 are planarly formed above the U busbar.
Since other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1, the same reference numerals are given to the same elements and duplicated description will be omitted.

【0043】図2において、平滑コンデンサ3と接続す
る分岐P母線P1は、P側素子4U1〜4U4のコレク
タ端子Cから接続導体11および13を介して垂直方向
に取り出され、U母線を搭載した接続導体10の上部で
直角方向に曲げられ平面状に形成されている。また、分
岐N母線N1は、N側素子4X1〜4X4のエミッタ端
子Eから接続導体14を介して垂直方向に取り出され、
U母線を搭載した接続導体10および分岐P母線P1の
上部で直角方向に曲げられて平面状に形成されている。
すなわち、分岐N母線N1は半導体素子スタックのほぼ
全体を覆うように構成されている。
In FIG. 2, the branch P bus P1 connected to the smoothing capacitor 3 is taken out in the vertical direction from the collector terminals C of the P-side elements 4U1 to 4U4 via the connecting conductors 11 and 13, and the connection on which the U bus is mounted. The conductor 10 is bent at a right angle in the upper portion and formed into a flat surface. Further, the branch N bus N1 is taken out in the vertical direction from the emitter terminals E of the N-side elements 4X1 to 4X4 through the connection conductor 14.
The connection conductor 10 having the U bus and the branch P bus P1 are bent at right angles to form a flat surface.
That is, the branch N bus bar N1 is configured to cover almost the entire semiconductor element stack.

【0044】ここで、平面状の分岐P母線P1と平面状
の分岐N母線N1との間の絶縁距離を大きくするため
に、その間に絶縁シートを間に挟んで密接構成とする。
これにより、全体としてのコンパクト化が図れる。
Here, in order to increase the insulation distance between the planar branch P bus bar P1 and the planar branch N bus bar N1, an insulating sheet is sandwiched therebetween to form a close contact.
As a result, the overall size can be reduced.

【0045】次に、本発明の第3の実施の形態を説明す
る。図3は、本発明の第3の実施の形態に係わる電力変
換装置でのインバータ装置の3相分のP側素子4U〜4
WとN側素子4X〜4Zとの配置構成図であり、図3
(a)はその平面図、図3(b)は図3(a)のIII−I
II線での断面図である。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 shows P-side elements 4U to 4U for three phases of an inverter device in a power conversion device according to a third embodiment of the present invention.
4 is a layout configuration diagram of W and N-side elements 4X to 4Z, and FIG.
3A is a plan view thereof, and FIG. 3B is III-I of FIG. 3A.
It is sectional drawing in the II line.

【0046】この第3の実施の形態は、1個の半導体素
子でインバータ装置における各相のP側素子およびN側
素子を形成したものである。すなわち、1アームあたり
の半導体素子が1個だけのシングル構成の場合のインバ
ータ装置の3相分のP側素子4U〜4WとN側素子4X
〜4Zとの配置を示している。
In the third embodiment, the P-side element and the N-side element of each phase in the inverter device are formed by one semiconductor element. That is, the P-side elements 4U to 4W and the N-side element 4X for three phases of the inverter device in the case of a single configuration in which only one semiconductor element is provided per arm
4Z is shown.

【0047】図3において、P側素子4U〜4Wのエミ
ッタ端子EとN側素子4X〜4Zのコレクタ端子Cとを
P側素子4U〜4Wのコレクタ端子Cに接触しないよう
に接続する。この接続導体10は、図3(b)に示すよ
うに断面がハット状に折り曲げられており、P側素子4
U〜4Wのコレクタ端子Cを跨いで設けられている。従
って、P側素子4U〜4Wのコレクタ端子Cに接触する
ことがない。
In FIG. 3, the emitter terminals E of the P-side elements 4U to 4W and the collector terminals C of the N-side elements 4X to 4Z are connected so as not to contact the collector terminals C of the P-side elements 4U to 4W. The connecting conductor 10 has a hat-shaped cross section as shown in FIG.
It is provided across the collector terminals C of U to 4 W. Therefore, the collector terminals C of the P-side elements 4U to 4W do not come into contact with each other.

【0048】P側素子4U〜4Wのコレクタ端子Cは、
接続導体11を介して直流母線のP母線に接続される。
また、N側素子4X〜4Zのエミッタ端子Eは、接続導
体12を介して直流母線のN母線に接続される。このN
母線はP母線の下側に平行に配置される。つまり、P母
線とN母線とは近接して平行に設けられているので、お
互いが発生する磁束を打ち消し合い、インダクタンスを
低減させるようになっている。
The collector terminals C of the P-side elements 4U-4W are
It is connected to the P bus of the DC bus via the connecting conductor 11.
Further, the emitter terminals E of the N-side elements 4X to 4Z are connected to the N bus of the DC bus via the connecting conductor 12. This N
The bus bar is arranged parallel to the lower side of the P bus line. That is, since the P bus and the N bus are provided close to each other and in parallel, the magnetic fluxes generated by each other are canceled out to reduce the inductance.

【0049】これらP母線およびN母線から平滑コンデ
ンサ3への接続は、半導体素子スタックの一番下、すな
わち、P側素子4Wの下側に位置するP母線およびN母
線端部から接続するようにする。この場合、P母線およ
びN母線は、半導体素子スタックの一番下で、分岐P母
線P1および分岐N母線N1が直角に接続され、平滑コ
ンデンサの方向に取り出されるようになっている。
The connection from these P bus and N bus to the smoothing capacitor 3 is such that the connection is made from the P bus and N bus ends located at the bottom of the semiconductor element stack, that is, below the P side element 4W. To do. In this case, the P bus bar and the N bus bar are arranged so that the branch P bus bar P1 and the branch N bus bar N1 are connected at a right angle at the bottom of the semiconductor element stack, and are taken out in the direction of the smoothing capacitor.

【0050】図4は、第3の実施の形態の他の一例を示
す3相分のP側素子4U〜4WとN側素子4X〜4Zと
の配置構成図である。図3に示したものに対し、平滑コ
ンデンサ3に接続する分岐P母線P1および分岐N母線
N1をP側素子4Vと4Wまたは4Uと4Vの間から取
り出すようにしたものである。
FIG. 4 is a layout diagram of P-side elements 4U to 4W and N-side elements 4X to 4Z for three phases showing another example of the third embodiment. In contrast to that shown in FIG. 3, the branch P bus P1 and the branch N bus N1 connected to the smoothing capacitor 3 are taken out from between the P-side elements 4V and 4W or between 4U and 4V.

【0051】この第3の実施の形態によれば、1アーム
あたりの半導体素子が1個だけのシングル構成の場合に
は、インバータ装置またはコンバータ装置の3相分のP
側素子とN側素子とを、共通のP母線およびN母線が近
接して平行に取り出せるように接続し、そのP母線およ
びN母線から平滑コンデンサへの接続を行うようにする
ので、インダクタンスを低減できると共に装置のコンパ
クト化が図れる。
According to the third embodiment, in the case of a single structure having only one semiconductor element per arm, P for three phases of the inverter device or the converter device is used.
Since the side element and the N side element are connected so that the common P bus and N bus can be taken close to and parallel to each other and the P bus and N bus are connected to the smoothing capacitor, the inductance is reduced. In addition, the device can be made compact.

【0052】次に、図5は本発明の第4の実施の形態に
係わる電力変換装置の平滑コンデンサの配置の説明図で
ある。図5(a)は半導体素子スタックを収納した箱体
6の説明図であり、図5(b)は平滑コンデンサ3と分
岐P母線P1および分岐N母線N1との接続の仕方の説
明図、図5(c)は図5(b)の側面図である。
Next, FIG. 5 is an explanatory diagram of the arrangement of the smoothing capacitors of the power converter according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 5A is an explanatory diagram of a box body 6 accommodating a semiconductor element stack, and FIG. 5B is an explanatory diagram and a diagram of how to connect the smoothing capacitor 3 to the branch P bus P1 and the branch N bus N1. 5 (c) is a side view of FIG. 5 (b).

【0053】図5(a)は図示を省略したが、平滑コン
デンサ3は、半導体素子スタックが収納された箱体6の
横方向に配置される。半導体素子スタックは、P側素子
およびN側素子が取り付けられて形成される。図5
(a)では、左側にコンバータ装置を形成するP側素子
2U〜2WおよびN側素子2X〜2Y、右側にインバー
タ装置を形成するP側素子4U〜4WおよびN側素子4
X〜4Yが配置されたものを示している。
Although not shown in FIG. 5 (a), the smoothing capacitor 3 is arranged in the lateral direction of the box body 6 accommodating the semiconductor element stack. The semiconductor element stack is formed by attaching the P-side element and the N-side element. Figure 5
In (a), P-side elements 2U to 2W and N-side elements 2X to 2Y forming a converter device on the left side, and P-side elements 4U to 4W and N-side element 4 forming an inverter device on the right side.
It shows that X to 4Y are arranged.

【0054】そして、半導体素子スタックからの分岐P
母線P1および分岐N母線N1と平滑コンデンサ3とが
接続される。図5(b)はその接続の仕方の説明図であ
り、2個の平滑コンデンサ3を直列接続する場合を示し
ている。
The branch P from the semiconductor device stack
Smoothing capacitor 3 is connected to bus P1 and branch N bus N1. FIG. 5B is an explanatory diagram of the connection method, and shows a case where two smoothing capacitors 3 are connected in series.

【0055】図5(b)において、平滑コンデンサ3を
直並列接続するにあたり、平滑コンデンサ3を1個おき
にプラス極pとマイナス極nとを交互に入れ替えて直線
上に配置する。そして、分岐P母線P1および分岐N母
線N1側に位置するプラス極pは分岐P母線P1に接続
する。また、分岐P母線P1および分岐N母線N1側に
位置するマイナス極nは分岐N母線N1に接続する。
In FIG. 5 (b), when the smoothing capacitors 3 are connected in series and parallel, every other smoothing capacitor 3 is arranged on a straight line with the positive pole p and the negative pole n being alternately interchanged. The positive pole p located on the side of the branch P bus P1 and the branch N bus N1 is connected to the branch P bus P1. Further, the negative pole n located on the side of the branch P bus P1 and the branch N bus N1 is connected to the branch N bus N1.

【0056】一方、分岐P母線P1および分岐N母線N
1の反対側に位置するプラス極pおよびマイナス極nは
共通母線15で接続する。これにより、2個の平滑コン
デンサ3が直並列接続されることになる。
On the other hand, the branch P bus P1 and the branch N bus N
The plus pole p and the minus pole n located on the opposite side of 1 are connected by a common bus 15. As a result, the two smoothing capacitors 3 are connected in series and parallel.

【0057】また、図5(b)および図5(c)に示す
ように、分岐P側母線P1に接続された平滑コンデンサ
3のいずれか1個のプラス極pの近傍に、高速で応答す
るホールCT16を取り付ける。これにより、そこに流
れる電流を検出し監視に使用する。
As shown in FIGS. 5 (b) and 5 (c), the smoothing capacitor 3 connected to the branch P-side bus P1 responds at high speed in the vicinity of any one of the plus poles p. Attach the Hall CT16. As a result, the current flowing therethrough is detected and used for monitoring.

【0058】以上述べたように、この第4の実施の形態
によれば、半導体素子スタックを収納する箱体6の横方
向に平滑コンデンサ3を収納するようにしたので、箱体
6の高さ方向が大きくなることを回避できる。また、平
滑コンデンサ3と半導体スタックからの分岐P母線P1
および分岐N母線N1との接続は、分岐P母線P1およ
び分岐N母線N1を横方向に配置すればよいので、その
距離が短くなりインダクタンスを低減できる。
As described above, according to the fourth embodiment, since the smoothing capacitor 3 is housed in the lateral direction of the box body 6 for housing the semiconductor element stack, the height of the box body 6 is increased. It is possible to avoid increasing the direction. In addition, the smoothing capacitor 3 and the branch P bus P1 from the semiconductor stack
The connection with the branch N bus N1 can be achieved by arranging the branch P bus P1 and the branch N bus N1 in the lateral direction, so that the distance between them can be shortened and the inductance can be reduced.

【0059】次に、本発明の第5の実施の形態を説明す
る。図6は本発明の第5の実施の形態に係わる電力変換
装置のインバータ装置およびコンバータ装置の配置構成
図である。この第5の実施の形態は、インバータ装置お
よびコンバータ装置を沸騰冷却器の放熱ブロック17の
両面に取り付けたものである。
Next explained is the fifth embodiment of the invention. FIG. 6 is a layout configuration diagram of an inverter device and a converter device of a power conversion device according to a fifth embodiment of the present invention. In the fifth embodiment, an inverter device and a converter device are attached to both sides of a heat dissipation block 17 of a boiling cooler.

【0060】沸騰冷却器の放熱ブロック17の両面は、
半導体素子スタックが取り付け可能になっており、その
放熱ブロック17の一方面にインバータ装置を構成する
半導体素子スタックを取り付け、その反対側の他方面に
コンバータ装置を構成する半導体スタックが取り付けら
れている。図6では、放熱ブロック17の上面にインバ
ータ装置を構成する半導体素子スタックが取り付けら
れ、放熱ブロック17の下面にコンバータ装置を構成す
る半導体素子スタックが取り付けられたものを示してい
る。図2で示したP母線およびN母線構成のインバータ
装置およびコンバータ装置を示している。
Both sides of the heat dissipation block 17 of the boiling cooler are
The semiconductor element stack is attachable, the semiconductor element stack constituting the inverter device is attached to one surface of the heat dissipation block 17, and the semiconductor stack constituting the converter device is attached to the other surface on the opposite side. In FIG. 6, the semiconductor element stack forming the inverter device is attached to the upper surface of the heat dissipation block 17, and the semiconductor element stack forming the converter device is attached to the lower surface of the heat dissipation block 17. 3 shows an inverter device and a converter device having the P-bus and N-bus configurations shown in FIG. 2.

【0061】沸騰冷却器は、その冷却媒体が気相と液相
との相変化を伴って熱交換を行うものであり、沸騰冷却
器の冷却部で液相となり、放熱ブロック17で熱を吸収
して気相となる。気相となった冷却媒体は冷却部に送ら
れて液相になり、再び放熱ブロック17に戻される。こ
の沸騰冷却器は熱効率の良い冷却器である。
In the boiling cooler, the cooling medium exchanges heat with a phase change between a gas phase and a liquid phase, becomes a liquid phase in the cooling part of the boiling cooler, and absorbs heat in the heat radiation block 17. Then it becomes a gas phase. The cooling medium in the vapor phase is sent to the cooling unit, becomes in the liquid phase, and is returned to the heat dissipation block 17 again. This boiling cooler is a heat-efficient cooler.

【0062】この第5の実施の形態では、熱効率の良い
沸騰冷却器を挟んでインバータ装置とコンバータ装置と
を配置し、平滑コンデンサは半導体素子スタックの横に
配置しているので、コンパクト化が図れる。また、P母
線とN母線は近接して設けられているので、インダクタ
ンスを低減できる。
In the fifth embodiment, the inverter device and the converter device are arranged with the boiling cooler having good thermal efficiency interposed therebetween, and the smoothing capacitor is arranged beside the semiconductor element stack, so that the device can be made compact. . Moreover, since the P bus and the N bus are provided close to each other, the inductance can be reduced.

【0063】次に、本発明の第6の実施の形態を説明す
る。図7は本発明の第6の実施の形態に係わる電力変換
装置の3相分のインバータ装置およびコンバータ装置の
配置構成図である。
Next explained is the sixth embodiment of the invention. FIG. 7 is a layout configuration diagram of an inverter device and a converter device for three phases of a power conversion device according to a sixth embodiment of the present invention.

【0064】図7において、コンバータ装置を形成する
半導体素子スタックは、それぞれ箱体6a、6b、6c
の左側に配置され、インバータ装置を形成する半導体ス
タックは、それぞれ箱体6a、6b、6cの右側に配置
されている。
In FIG. 7, the semiconductor element stacks forming the converter device are box bodies 6a, 6b and 6c, respectively.
The semiconductor stacks arranged on the left side of the box and forming the inverter device are arranged on the right side of the boxes 6a, 6b, 6c, respectively.

【0065】すなわち、箱体6aには、コンバータ装置
のうちのR相部およびインバータ装置のうちのU相部が
収納され、R相のR母線、P母線およびN母線、さらに
はU相のU母線、P母線およびN母線が取り出されてい
る。同様に、箱体6bには、コンバータ装置のうちのS
相部およびインバータ装置のうちのV相部が収納され、
S相のS母線、P母線およびN母線、さらにはV相のV
母線、P母線およびN母線が取り出されている。また、
箱体6cには、コンバータ装置のうちのT相部およびイ
ンバータ装置のうちのW相部が収納され、T相のT母
線、P母線およびN母線、さらにはW相のW母線、P母
線およびN母線が取り出されている。
That is, the R-phase portion of the converter device and the U-phase portion of the inverter device are housed in the box 6a, and the R-bus R, P-bus and N-bus of the R-phase, and further the U-phase U. The bus bar, P bus bar and N bus bar are taken out. Similarly, in the box 6b, the S
The phase part and the V phase part of the inverter device are housed,
S-phase S-bus, P-bus and N-bus, and V-phase V
The bus bar, P bus bar and N bus bar are taken out. Also,
The T-phase part of the converter device and the W-phase part of the inverter device are housed in the box 6c, and the T-phase T-bus, P-bus and N-bus, and further the W-phase W-bus, P-bus and N bus bar is taken out.

【0066】各々の箱体6a、6b、6cから取り出さ
れたインバータ装置の各相のP母線は、まとめてインバ
ータ用共通P母線18に接続される。同様に、インバー
タ装置の各相のN母線は、まとめてインバータ用共通N
母線19に接続される。インバータ用共通P母線18と
インバータ用共通N母線19は、互いに近接して平行に
設けられている。図7では、インバータ用共通N母線1
9がインバータ用共通P母線18の背面に位置すること
から、重なって表現されている。
The P busbars of the respective phases of the inverter device taken out from the respective boxes 6a, 6b, 6c are collectively connected to the common P busbar 18 for the inverter. Similarly, the N buses of the respective phases of the inverter device are collectively put into a common N bus for the inverter.
It is connected to the bus bar 19. The common P busbar 18 for inverters and the common N busbar 19 for inverters are provided in parallel with each other. In FIG. 7, the common N bus bar 1 for inverters
Since 9 is located on the back surface of the common P busbar 18 for the inverter, it is expressed as overlapping.

【0067】また、同様に、各々の箱体6a、6b、6
cから取り出されたコンバータ装置の各相のP母線は、
まとめてコンバータ用共通P母線20に接続される。同
様に、コンバータ装置の各相のN母線は、まとめてコン
バータ用共通N母線21に接続される。コンバータ用共
通P母線20とコンバータ用共通N母線21は、互いに
近接して平行に設けられている。図7では、コンバータ
用共通N母線21がコンバータ用共通P母線20の背面
に位置することから、重なって表現されている。
Similarly, each box body 6a, 6b, 6
The P bus of each phase of the converter device extracted from c is
Collectively connected to converter common P bus bar 20. Similarly, the N buses of the respective phases of the converter device are collectively connected to the converter common N bus 21. Converter common P bus bar 20 and converter common N bus bar 21 are provided in close proximity to each other and in parallel. In FIG. 7, converter common N bus bar 21 is located behind the converter common P bus bar 20, and is therefore represented as being overlapped.

【0068】そして、インバータ装置とコンバータ装置
との間の接続は、ハイパロン線22にて、インバータ用
共通P母線18、インバータ用共通N母線19、コンバ
ータ用共通P母線20、コンバータ用共通N母線21を
接続して行う。
The connection between the inverter device and the converter device is made by connecting the common P bus line 18 for inverter, the common N bus line 19 for inverter, the common P bus line 20 for converter, and the common N bus line 21 for converter to the hyperon line 22. Connect and do.

【0069】ここで、箱体6a、6b、6cには、イン
バータ装置およびコンバータ装置を形成する各々の半導
体素子スタックは、沸騰冷却器の放熱ブロックへの半導
体素子スタックの取り付け面が奥行き方向となるように
収納される。
[0069] In this case, the box 6a, 6b, the 6c, Inn
Each semiconductor element stack forming the burner device and the converter device is housed so that the mounting surface of the semiconductor element stack to the heat dissipation block of the boiling cooler is in the depth direction.

【0070】また、各相(R相、S相、T相、U相、V
相、W相)から出てくるP母線およびN母線に対し、イ
ンバータ用共通P母線18およびインバータ用共通N母
線19と、コンバータ用共通P母線20およびコンバー
タ用共通N母線21をそれぞれ個別に有している。そし
て、インバータ装置とコンバータ装置との間のP母線お
よびN母線の接続はハイパロン線22にて行う。
In addition, each phase (R phase, S phase, T phase, U phase, V
Phase, W phase) and the common P bus N and the common N bus 19 for the inverter, the common P bus 20 for the converter, and the common N bus 21 for the converter, respectively. is doing. Then, connection of the P bus and the N bus between the inverter device and the converter device is performed by the hyperon line 22.

【0071】インバータ装置のU相、V相、W相のイン
バータ用共通P母線18は、半導体素子スタック側から
出てくるP母線をそれぞれ直角方向に折り曲げて、正面
からボルト締めできるようにしている。インバータ装置
のU相、V相、W相のインバータ用共通N母線19も同
様にして、半導体素子スタック側から出てくるN母線を
接続する。コンバータ装置のR相、S相、T相について
も同様である。
The U-phase, V-phase, and W-phase common P busbars 18 for the inverter of the inverter device are formed by bending the P busbars emerging from the semiconductor element stack side at right angles so that they can be bolted from the front. . Similarly, the common N busbars 19 for U-phase, V-phase, and W-phase inverters of the inverter device are connected to the N busbars emerging from the semiconductor element stack side. The same applies to the R phase, S phase, and T phase of the converter device.

【0072】この第6の実施の形態では、3相のP母線
およびN母線をまとめて共通のP母線およびN母線を形
成するので接続が容易に行える。また、この共通のP母
線およびN母線は、近接して平行に設けられるので、イ
ンダクタンスを低減できる。
In the sixth embodiment, the common P bus bar and N bus bar are formed by putting together the three-phase P bus bar and N bus bar, so that the connection can be easily performed. Further, since the common P bus and N bus are provided close to each other in parallel, the inductance can be reduced.

【0073】[0073]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、P
母線とN母線とを隣接して平行に設けるので、インダク
タンスを低減できる。また、平滑コンデンサから半導体
素子スタックに接続するP母線およびN母線を半導体素
子が並列接続された半導体素子スタックの中点から分岐
して取るようにしているので、インダクタンスの均等化
を図ることができる。
As described above, according to the present invention, P
Since the bus bar and the N bus bar are provided adjacent to each other in parallel, the inductance can be reduced. Moreover, since the P bus and the N bus connecting from the smoothing capacitor to the semiconductor element stack are branched from the midpoint of the semiconductor element stack in which the semiconductor elements are connected in parallel, the inductance can be equalized. .

【0074】また、平滑コンデンサの取り付けを半導体
素子スタックの横方向に配置するので、箱体の高さ方向
を低減できる。また、平滑コンデンサと半導体素子スタ
ックのP母線およびN母線との接続が容易に行える。ま
た、半導体自体もコンプリメンタリ素子は使用するに必
要がないので、一種類の素子のみで構成可能である。
Further, since the smoothing capacitors are mounted in the lateral direction of the semiconductor element stack, the height direction of the box can be reduced. Further, the smoothing capacitor can be easily connected to the P bus bar and the N bus bar of the semiconductor element stack. Further, since the semiconductor itself does not need to use the complementary element, it can be configured with only one type of element.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本発明の第1の実施の形態に係わる電
力変換装置でのインバータ装置の1相分のP側素子4U
とN側素子4Xとの配置構成図である。
FIG. 1 is a P-side element 4U for one phase of an inverter device in a power conversion device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an arrangement configuration diagram of the N-side element 4X.

【図2】図2は、本発明の第2の実施の形態に係わる電
力変換装置でのインバータ装置の1相分のP側素子4U
とN側素子4Xとの配置構成図である。
FIG. 2 is a P-side element 4U for one phase of an inverter device in a power conversion device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an arrangement configuration diagram of the N-side element 4X.

【図3】図3は、本発明の第3の実施の形態に係わる電
力変換装置でのインバータ装置の3相分のP側素子4U
〜4WとN側素子4X〜4Zとの配置構成図である。
FIG. 3 is a P-side element 4U for three phases of an inverter device in a power conversion device according to a third embodiment of the present invention.
4W and N-side elements 4X to 4Z are configuration diagrams.

【図4】図4は、本発明の第3の実施の形態の他の一例
に係わる電力変換装置でのインバータ装置の3相分のP
側素子4U〜4WとN側素子4X〜4Zとの配置構成図
である。
FIG. 4 is a P diagram for three phases of an inverter device in a power conversion device according to another example of the third embodiment of the present invention.
It is a layout configuration diagram of side elements 4U to 4W and N side elements 4X to 4Z.

【図5】図5は、本発明の第4の実施の形態に係わる電
力変換装置の平滑コンデンサの配置の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an arrangement of smoothing capacitors of a power conversion device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】図6は、本発明の第5の実施の形態に係わる電
力変換装置のインバータ装置およびコンバータ装置の配
置構成図である。
FIG. 6 is a layout configuration diagram of an inverter device and a converter device of a power conversion device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図7】図7は、本発明の第6の実施の形態に係わる電
力変換装置の3相分のインバータ装置およびコンバータ
装置の配置構成図である。
FIG. 7 is a layout configuration diagram of an inverter device and a converter device for three phases of a power conversion device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図8】図8は、電動機に可変周波数電源を供給する従
来の電力変換装置の構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional power converter that supplies a variable frequency power source to an electric motor.

【図9】図9は、従来の電力変換装置におけるインバー
タ装置の1相分のP側素子4UとN側素子4Xとの配置
構成図である。
FIG. 9 is a layout configuration diagram of a P-side element 4U and an N-side element 4X for one phase of an inverter device in a conventional power conversion device.

【図10】図10は、従来の電力変換装置を箱体に収納
した場合の説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a case where the conventional power converter is housed in a box.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 3相交流電源 2 コンバータ装置 3 平滑コンデンサ 4 インバータ装置 5 電動機 6 箱体 7 冷却器 8 空気取入口 9 ファン 10、11、12、13、14 接続導体 15 共通母線 16 ホールCT 17 放熱ブロック 18 インバータ用共通P母線 19 インバータ用共通N母線 20 コンバータ用共通P母線 21 コンバータ用共通N母線 22 ハイパターン線 1 3-phase AC power supply 2 converter device 3 smoothing capacitors 4 Inverter device 5 electric motor 6 boxes 7 cooler 8 air intake 9 fans 10, 11, 12, 13, 14 Connection conductor 15 common bus 16 Hall CT 17 Heat dissipation block 18 Common P bus bar for inverter 19 Common N bus bar for inverter 20 Common P bus bar for converter 21 Common N Bus for Converter 22 high pattern line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 25/00 - 25/18 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 25/00-25/18

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数個の半導体素子を並列接続してイン
バータ装置またはコンバータ装置における各相のP側素
子およびN側素子を形成し、各々の前記P側素子および
N側素子を直列接続して構成された電力変換装置におい
て、各々の前記P側素子のコレクタ端子を直流母線のP
母線に接続し、各々の前記N側素子のエミッタ端子を直
流母線のN母線に接続し、各々の前記P側素子のコレク
タ端子を跨いで各々の前記P側素子のエミッタ端子と前
記N側素子のコレクタ端子とを接続する接続導体から負
荷母線を取り出し、前記P母線と前記N母線とを近接し
て平行に配置したことを特徴とする電力変換装置。
1. A plurality of semiconductor elements are connected in parallel to form a P-side element and an N-side element of each phase in an inverter device or a converter device, and the P-side element and the N-side element are connected in series. In the configured power converter
Te, the collector terminal of each of the P-side element of the DC bus P
Connected to the bus, it connects the emitter terminal of each of the N-side element to the N bus of the DC bus, collection of each of the P-side element
Load busbars are taken out from the connecting conductors connecting the emitter terminals of the P-side elements and the collector terminals of the N-side elements across the output terminals, and the P busbars and the N busbars are arranged in close proximity to each other. A power converter characterized by the above.
【請求項2】 前記P母線から分岐して設けられ平滑コ
ンデンサのプラス極に接続するための分岐P母線と、前
記N母線から分岐して設けられ前記平滑コンデンサのマ
イナス極に接続するための分岐N母線とを有し、前記分
岐P母線と前記分岐N母線とを近接して平行に配置した
ことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
2. A branch P bus branched from the P bus for connecting to a positive pole of a smoothing capacitor, and a branch P branch branched from the N bus for connecting to a negative pole of the smoothing capacitor. The power conversion device according to claim 1, further comprising an N bus bar, wherein the branch P bus bar and the branch N bus bar are arranged close to each other in parallel.
【請求項3】 1個の半導体素子でインバータ装置また
はコンバータ装置における各相のP側素子およびN側素
子を形成し、前記P側素子およびN側素子を直列接続し
構成された電力変換装置において、前記P側素子のコ
レクタ端子を直流母線のP母線に接続し、前記N側素子
のエミッタ端子を直流母線のN母線に接続し、前記P側
素子のコレクタ端子を跨いで前記P側素子のエミッタ端
子と前記N側素子のコレクタ端子とを接続する接続導体
から負荷線を取り出し、前記P母線と前記N母線とを近
接して平行に配置したことを特徴とする電力変換装置。
3. A power converter configured by forming a P-side element and an N-side element of each phase in an inverter device or a converter device with one semiconductor element, and connecting the P-side element and the N-side element in series. in connects the collector terminal of the P-side element P bus of the DC bus, connects the emitter terminal of the N-side element to the N bus of the DC bus, the P-side
A load wire is taken out from a connecting conductor that connects the emitter terminal of the P-side element and the collector terminal of the N-side element across the collector terminal of the element, and the P bus bar and the N bus bar are arranged in close proximity to each other. A power converter characterized by the above.
【請求項4】 前記P母線の端部または分岐して設けら
れ平滑コンデンサのプラス極に接続するための分岐P母
線と、前記N母線の端部または分岐して設けられ前記平
滑コンデンサのマイナス極に接続するための分岐N母線
とを有し、前記分岐P母線と前記分岐N母線とを近接し
て平行に配置したことを特徴とする請求項3に記載の電
力変換装置。
4. A branched P busbar provided at an end of the P busbar or branched and connected to a positive pole of a smoothing capacitor, and a negative pole of the smoothing capacitor provided at an end of the N busbar or branched. The power conversion device according to claim 3, further comprising: a branch N bus bar for connecting to the above, and the branch P bus bar and the branch N bus line are arranged in close proximity to each other and in parallel.
【請求項5】 前記平滑コンデンサは、前記P側素子お
よび前記N側素子の横方向に配置され、前記平滑コンデ
ンサを直列接続する場合に、前記平滑コンデンサをプラ
ス極とマイナス極とを入れ替えて直線上に配置し、前記
分岐P母線お よび前記分岐N母線側に位置するプラス極
は前記分岐P母線に接続しマイナス極は前記分岐N母線
に接続し、前記分岐P母線および前記分岐N母線の反対
側に位置するプラス極およびマイナス極は共通母線で接
続するようにしたことを特徴とする請求項2または請求
項4に記載の電力変換装置。
Wherein said smoothing capacitor is disposed in a lateral direction of the P-side element and the N-side device, the smoothing capacitor
When connecting the sensors in series, connect the smoothing capacitor
Swap the negative pole with the negative pole and place them on a straight line.
Plus pole is located in the branch P bus you and the branch N bus side
Is connected to the branch P bus and the negative pole is the branch N bus
To the opposite side of the branch P bus bar and the branch N bus bar.
The plus and minus poles on the side are connected by a common bus bar.
Claim 2 or claim characterized in that it is adapted to continue
Item 5. The power conversion device according to item 4 .
【請求項6】 前記インバータ装置の各相のP母線をま
とめて接続するためのインバータ用共通P母線と、前記
インバータ用共通P母線の近傍に平行して設けられ前記
インバータ装置の各相のN母線をまとめて接続するため
のインバータ用共通N母線と、前記コンバータ装置の各
相のP母線をまとめて接続するためのコンバータ用共通
P母線と、前記コンバータ共通母線の近傍に平行して
設けられ前記コンバータ装置の各相のN母線をまとめて
接続するためのコンバータ用共通N母線とを有し、前記
インバータ装置と前記コンバータ装置間の接続は、前記
インバータ用共通P母線、インバータ用共通N母線、コ
ンバータ用共通P母線、コンバータ用共通N母線を介し
て行うようにしたことを特徴とする請求項1ないし請求
項5のいずれか1項に記載の電力変換装置。
Wherein said inverter for the common P bus for connecting together each phase P bus of the inverter device, is provided in parallel in the vicinity of the common P bus for the inverter of each phase of the inverter device N A common N busbar for the inverter for connecting the busbars together, a common P busbar for the converter for collectively connecting the Pbusbars of each phase of the converter device, and a parallel busbar provided in the vicinity of the common busbar for the converter A common N bus bar for the converter for collectively connecting the N bus bars of each phase of the converter device, and the inverter device and the converter device are connected by the common P bus bar for the inverter and the common N bus line for the inverter. 4. The method according to claim 1, wherein the operation is performed via the bus bar, the common P bus bar for the converter, and the common N bus bar for the converter.
Item 6. The power conversion device according to any one of items 5 .
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