JP6209737B2 - Inverter device - Google Patents
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Description
本発明は、インバータ装置に関するものである。 The present invention relates to an inverter device.
従来より、太陽電池、蓄電池、或いは燃料電池等の直流電力を交流電力に変換して負荷
へ供給するインバータ装置が提供されている。インバータ装置は、直流電力の電圧を昇圧
する昇圧回路、昇圧回路の出力する直流電力を交流電力に変換するインバータ回路、イン
バータ回路の後段に設けられインバータ回路の変換した交流電力の高周波成分を減衰する
フィルタ回路などを有している。
Conventionally, there has been provided an inverter device that converts DC power, such as a solar cell, a storage battery, or a fuel cell, into AC power and supplies the AC power to a load. The inverter device includes a booster circuit that boosts the voltage of DC power, an inverter circuit that converts DC power output from the booster circuit into AC power, and a high-frequency component of AC power converted by the inverter circuit that is provided at the subsequent stage of the inverter circuit. It has a filter circuit and the like.
昇圧回路やフィルタ回路は、これらの直流電力や交流電力が供給されるリアクトルやコ
ンデンサを有しており、これらのリアクトルやコンデンサは、直流電力や、交流電力が供
給されると流れる電流に応じて発熱する。
The booster circuit and the filter circuit have a reactor and a capacitor to which these DC power and AC power are supplied, and these reactors and capacitors depend on the current that flows when DC power or AC power is supplied. Fever.
このような発熱部品を冷却するために、特許文献1では、ダイカスト加工された筺体に
発熱部品(特許文献1ではコンデンサ)を通す孔を設け、この孔にコンデンサを通してコ
ンデンサの一部を外へ露出している。このようにすることで発熱部品が直接外気に触れ発
熱部品の冷却を可能にしている。また、特許文献1には、外に露出したコンデンサを熱伝
導性の良いカバーで覆っても良い内容が記載されている。
In order to cool such a heat generating component, in
しかしながら、発熱部品がリアクトルである場合は、コイルが露出しているものも多く
危険性が伴う。また、特許文献1に示されているように発熱部品を外部から密閉するよう
にしても良いが、発熱部品による発熱が外部へ逃げなくなる恐れがある。
However, when the heat generating component is a reactor, many of the exposed coils are dangerous. Further, as shown in
本発明は、このような問題に鑑みてなされた発明であり、リアクトルを安全に配置しつ
つ、インバータ装置の筺体の冷却効果を高めることができるインバータ装置を提供するこ
とを目的とする。
This invention is made | formed in view of such a problem, and it aims at providing the inverter apparatus which can heighten the cooling effect of the housing of an inverter apparatus, arrange | positioning a reactor safely.
本発明のインバータ装置は、直流電力を交流電力に変換するインバータ装置において、
変換された前記交流電力の電流が流れるリアクトルを備え、前記インバータ装置の筺体に
は、前記リアクトルが配置され前記リアクトルの高さよりも深さの浅い窪みが前記筺体外
側に向かって突出して成形され、前記窪みの外側にはフィンが一体成形されていると共に
、前記窪みの周囲には前記リアクトルを囲う壁が前記筺体に一体成形され、前記窪みには
、前記リアクトルが配置されている状態で熱伝導性を有する樹脂部材が前記壁にかかる程
度に入れられて硬化されていることを特徴とする。
The inverter device of the present invention is an inverter device that converts DC power into AC power.
A reactor through which the current of the converted AC power flows is provided. A fin is integrally formed on the outer side of the recess, and a wall surrounding the reactor is integrally formed on the housing around the recess. It is characterized in that a resin member having a property is placed and cured to such an extent that it covers the wall.
本発明によれば、リアクトルを安全に配置しつつ、インバータ装置の筺体の冷却効果を
高めることができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cooling effect of the housing of an inverter apparatus can be heightened, arrange | positioning a reactor safely.
本実施形態は、筺体にリアクトルを配置する窪みを成形し、窪みの外側にフィンを、窪
み周辺にリアクトルを囲うように壁を筺体に一体形成する。これにより、安全に配置しつ
つ、インバータ装置の筺体の冷却効果を高めることができる。
In this embodiment, a hollow in which the reactor is arranged is formed in the housing, and fins are formed on the outside of the hollow, and a wall is integrally formed on the housing so as to surround the reactor around the hollow. Thereby, the cooling effect of the housing of an inverter apparatus can be heightened, arrange | positioning safely.
図1に示すようにインバータ装置1は、複数の太陽電池2a〜2d(ここでは4つ)に
夫々開閉器S1〜S4を介して接続される昇圧回路4a〜4dを有する。昇圧回路は、夫
々入力された直流電力の電圧を昇圧して、昇圧した直流電力をインバータ回路5に供給す
る。
As shown in FIG. 1, the
昇圧回路4a〜4dは、太陽電池の出力する直流電力の電流が流れる直流リアクトルD
CL、スイッチ素子、ダイオード、コンデンサからなる非絶縁型のチョッパ回路により構
成されている。
The booster circuits 4a to 4d are connected to a DC reactor D through which a current of DC power output from the solar cell flows.
It is constituted by a non-insulated chopper circuit composed of CL, a switch element, a diode, and a capacitor.
インバータ回路5は、昇圧回路4a〜4dから供給された直流電力を交流電力に変換す
る。インバータ回路5は、複数のスイッチ素子をフルブリッジ接続した回路からなる。イ
ンバータ回路5の出力側には、この交流電力の高周波成分を減衰するフィルタ回路6が接
続される。尚、インバータ回路の構成はブリッジ接続に限らず中性点クランプ方式などを
用いることも可能である。
The inverter circuit 5 converts the DC power supplied from the booster circuits 4a to 4d into AC power. The inverter circuit 5 is composed of a circuit in which a plurality of switch elements are connected by a full bridge. A filter circuit 6 that attenuates the high-frequency component of the AC power is connected to the output side of the inverter circuit 5. The configuration of the inverter circuit is not limited to the bridge connection, and a neutral point clamping method or the like can be used.
フィルタ回路6はインバータ回路の出力する交流電力の電流が流れる交流リアクトルが
備えられている。フィルタ回路6を通った交流電力は例えば連系用のリレーを介して商用
電力系統に重畳される。尚、上述の昇圧回路4a〜4d、インバータ回路5の動作の制御
は、制御回路7により行われる。
The filter circuit 6 is provided with an AC reactor through which a current of AC power output from the inverter circuit flows. The AC power that has passed through the filter circuit 6 is superimposed on the commercial power system via, for example, an interconnection relay. Note that the control circuit 7 controls the operations of the booster circuits 4 a to 4 d and the inverter circuit 5 described above.
この様にしてインバータ装置1は太陽電池の出力する直流電力を交流電力に変換して商
用電力系統にこの変換した交流電力を重畳する。これによりインバータ装置は、商用電力
系統に接続されている負荷に交流電力を供給することができる。インバータ装置1が動作
する際には、直流リアクトルDCLや交流リアクトルACLに電流が流れて発熱しインバ
ータ装置1の温度上昇につながる。
In this way, the
図2に示すように、これらのインバータ装置1を構成する電子部品は筺体10に収容さ
れる。直流リアクトルDCL、交流リアクトルACL、及びインバータ回路5の複数のス
イッチ素子等を包含するスイッチモジュールIPM等は、直接筺体に取り付けられ、その
ほかの電子部品は、基板16a〜16bに実装されて取り付けられる。
As shown in FIG. 2, the electronic components constituting these
筺体10は、略直方体形状を有しており、上面パネル11、下面パネル12、左側面パ
ネル13、右側面パネル14、底部15がアルミ合金等をダイキャスト加工により一体成
形されている。インバータ装置1は、筺体10の正面の開口を正面パネルにより密閉し、
底部15の外側を建屋の壁等に取り付けて利用する。
The
The outside of the
筺体10は、交流リアクトルACL、直流リアクトルDCLを夫々配置するための第1
窪み21、第2窪み31が底部15の上方(上面パネル側)に成形されている。この第1
窪み21、第2窪み31は、筺体10の外側から突出するように成形されている。これら
の第1窪み21、第2窪み31の深さは夫々、交流リアクトルACL、直流リアクトルD
CLの高さよりも低い(浅い)。
The
A
The
It is lower (shallow) than the height of CL.
図4(a)の図2のA−A断面図に示すように、交流リアクトルACLは、第1窪み21
の底に成形されている交流リアクトル取付台25にネジ止めにより取り付けられる。また
、夫々の昇圧回路の直流リアクトルDCLは台座36にまとめて配置され、台座36を第
2窪み31の底に成形されている直流リアクトル取付台35にネジ止めにより取り付ける
。
As shown in the AA cross-sectional view of FIG. 2A in FIG. 4A, the AC reactor ACL has a
It is attached to the AC
尚、スイッチモジュールIPMが第1窪み21と第2窪み31との間に配置されるなど
発熱の大きい電子部品はこの筺体10の上方側にまとめて配置される。また、太陽電池2
a〜2dからの配線や商用電力系統3への配線はまとめて筺体10右下部に設けられる蓋
51から外部へ引き回される。
Note that electronic components that generate a large amount of heat, such as the switch module IPM disposed between the
Wiring from a to 2d and wiring to the
図3に示すように、筺体10の底部15の外側には、複数のフィンFが成形され、第1
窪み21、第2窪み31にもこの複数のフィンFの幾つかが夫々一体成形されている。ま
た、筺体10内側の第1窪み21、第2窪み31の周囲には、夫々第1壁22、第2壁3
2が一体成型され、交流リアクトルACL、直流リアクトルDCLを囲っている。これら
の第1壁22、第2壁32は、夫々第1窪み21、第2窪み31の縁から立設している。
As shown in FIG. 3, a plurality of fins F are formed on the outer side of the
Some of the plurality of fins F are integrally formed in the
2 is integrally molded and surrounds the AC reactor ACL and the DC reactor DCL. The
第1壁22と第2壁32の高さは、夫々第1窪み21と第2窪み31との高さとを合わせ
るとリアクトルよりも高くなる。即ち、第1壁22及び第1窪みとにより構成される孔の
中に交流リアクトルACLが、第2壁32及び第1窪みとにより構成される孔の中に直流
リアクトルが収まる。
The height of the
図4(b)の図2のB−B断面図に示すように、第1窪み21には、交流リアクトルA
CLが配置されている状態で熱伝導性を有する樹脂部材61が入れられて硬化されている
。図2、図4(a)は樹脂部材61が充填されていない状態を示している。樹脂部材61
は、第1壁22にかかる程度(例えば、図4(a)に示すラインX)まで入れられている
。尚、第2窪み31にも同様に樹脂部材61が充填されても良い。
As shown in the BB cross-sectional view of FIG. 2B in FIG. 4B, the
The
Is inserted to the extent that it covers the first wall 22 (for example, the line X shown in FIG. 4A). The
また、第1窪み21と相対向する金属製の板部材24をこの板部材24と第1壁22と
の間に隙間ができるように設けている。具体的には、板部材24を固定するための第1取
付台23が第1壁22の近辺に複数個所(本実施例では4か所)成形され、この第1取付
台23に板部材24をネジ止めにより取り付けている。
Further, a
第1取付台23の底部15からの高さは、第1壁22よりも高く成形されているため、
4か所に成形されている第1取付台23に板部材24を配置すると、板部材24と第1壁
22との間に隙間ができる。この隙間を通して交流リアクトルACLの配線Lを第1窪み
21から引き出すようにしている。
Since the height from the bottom 15 of the first mounting
When the
また、この板部材24は、第1窪み21の正面側の全体を覆うように取り付けられる。
また、板部材24の端部が折り曲げられており、この折り曲げ部により板部材24と第1
壁22との間の隙間を覆うように設けられている。この折り曲げ部は、他の電子部品が配
置される方向に位置する(即ち、電子部品と隙間との間に折り曲げ部を配置する)ように
板部材24が取り付けられている。
The
Further, the end of the
It is provided so that the clearance gap between the
この板部材24は、第2窪み31に同様に取り付けることができる。この際には、第1
取付台23と同様に第2取付台33を設け、第2取付台33に板部材24を取り付けると
良い。
The
A
このように、筺体10の第1窪み21、第2窪み31に夫々交流リアクトルACLや直
流リアクトルDCLを配置しているため、交流リアクトルACL、直流リアクトルDCL
が夫々第1窪み21、第231によりカバーされるのでショート等の危険性を低くするこ
とができる。また、第1窪み21、第2窪み31の縁に夫々設けられた第1壁22、第2
壁32が熱を伝導して、一体形成されて繋がっているフィンから外界へ放熱を行うことが
できるため、インバータ装置1の筺体10の冷却効果を高めることができる。
As described above, since the AC reactor ACL and the DC reactor DCL are arranged in the
Are covered by the
Since the
また、実施例1では、第1窪み21、第2窪み31の中には熱伝導性の高い樹脂部材6
1が夫々第1壁22、第2壁32の高さまで入れられている。このため、交流リアクトル
ACL、直流リアクトルDCLからの熱がこの樹脂部材61を伝って夫々第1壁22、第
2壁32まで届くので、より多くの熱が第1壁22、第2壁32に伝わりやすくなり、放
熱効果を高めることができる。
Moreover, in Example 1, the resin member 6 with high heat conductivity is contained in the
1 is inserted to the height of the
また、実施例1では、第1窪み21、第2窪み31の縁に夫々第1壁22、第2壁32
が立設しているので、第1窪み21、第2窪み31に入れる樹脂部材61の量を少なくす
ることができる。また、交流リアクトルACLと第1壁22及び直流リアクトルDCLと
第2壁32の距離を短くすることができるため、より熱が第1壁22、第2壁32に伝わ
りやすくなり、放熱効果を高めることができる。
Further, in the first embodiment, the
Therefore, the amount of the
また、実施例1では、第1壁22、第2壁32が立設している分夫々第1窪み21、第
2窪み31の深さを低くして交流リアクトルACL、直流リアクトルDCLを配置するこ
とができる。このため、筺体10の厚み(正面パネルから底部方向の長さ)を短くするこ
とができる。これにより、インバータ装置1を小型化することができる。
Further, in the first embodiment, the AC reactor ACL and the DC reactor DCL are arranged by lowering the depths of the
また、実施例1では、第1窪み21の前方を金属製の板部材24により覆うと共に電子
部品の配置される方向の板部材24と第1壁22及び第2壁32との間の隙間をこの板部
材24の折り曲げ部により覆っている(板部材24の折り曲げ部が隙間と電子部品との間
に配置されている)。このため、交流リアクトルACL、直流リアクトルDCLへノイズ
が伝播することを抑制することができる。
In the first embodiment, the front of the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、以上の説明は本発明の理解を容易にす
るためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱すること
なく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, the above description is for making an understanding of this invention easy, and does not limit this invention. It goes without saying that the present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and that the present invention includes equivalents thereof.
例えば、第1壁22、第2壁32は、夫々第1窪み21、第2窪み31の縁に設けられ
たが、縁から少し離れた位置に設けられても良い。
For example, the
例えば、第1壁22と第2壁32の高さは、夫々第1窪み21と第2窪み31との高さ
とを合わせるとリアクトルよりも高くなるようにしていたが、低くなるようにしても良い
。このような場合でも、樹脂部材61を壁にかかる程度に入れると第1壁22や第2壁3
2を利用して放熱することができる。
For example, the height of the
2 can be used to dissipate heat.
例えば、第1壁22と第1取付台23の高さを同じ高さにして、第1壁22の一部を切
り欠いて、この切欠から配線Lを引き回すようにしても良い。
For example, the height of the
本実施形態のインバータ装置1は、太陽電池2a〜2e等の直流電源を含む直流電源シ
ステム等としても利用することができる。
The
1 インバータ装置
2a〜2d 太陽電池
3 商用電力系統
4a〜4d 昇圧回路
5 インバータ回路
6 フィルタ回路
7 制御回路
10 筺体
11 上面パネル
12 下面パネル
13 左側面パネル
14 右側面パネル
15 底部
16a〜16b 基板
S1〜S4 開閉器
21 第1窪み
22 第1壁
23 第1取付台
24 板部材
25 交流リアクトル取付台
31 第2窪み
32 第2壁
33 第2取付台
35 直流リアクトル取付台
36 台座
51 蓋
61 樹脂部材
ACL 交流リアクトル
DCL 直流リアクトル
F フィン
L 配線
IPM スイッチモジュール
DESCRIPTION OF
Claims (4)
変換された前記交流電力が流れるリアクトルを備え、
前記インバータ装置の筺体には、前記リアクトルが配置され前記リアクトルの高さより
も深さの浅い窪みが前記筺体外側から突出して成形され、
前記窪みの外側にはフィンが一体成形されていると共に、前記窪みの周囲には前記リア
クトルを囲う壁が前記筺体に一体成形され、
前記窪みには、前記リアクトルが配置されている状態で熱伝導性を有する樹脂部材が入
れられて硬化され、
前記窪みと相対向する板部材を前記板部材と前記壁との間に隙間ができるように設ける
ことを特徴とするインバータ装置。 In an inverter device that converts DC power to AC power,
A reactor through which the converted AC power flows,
In the casing of the inverter device, the reactor is arranged, and a recess having a depth smaller than the height of the reactor is formed to protrude from the outside of the casing,
A fin is integrally formed on the outside of the recess, and a wall surrounding the reactor is integrally formed on the housing around the recess.
Wherein the recess is a resin member having heat conductivity input in a state where the reactor is located
And cured
An inverter device , wherein a plate member opposite to the depression is provided so that a gap is formed between the plate member and the wall .
置。 The inverter device according to claim 1, wherein the wall is erected from an edge of the recess.
項2に記載のインバータ装置。 Claim 1 or claim, wherein the withdrawing wiring of the reactor through the gap
Item 3. The inverter device according to Item 2 .
する電子部品との間に配置したことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の
インバータ装置。 Bending the end portion of the plate member, the inverter apparatus according to the bent portion to any one of claims 1 to 3, characterized in that disposed between the electronic components constituting the inverter device and the gap .
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