JP6508281B2 - Filter device and power converter - Google Patents
Filter device and power converter Download PDFInfo
- Publication number
- JP6508281B2 JP6508281B2 JP2017194028A JP2017194028A JP6508281B2 JP 6508281 B2 JP6508281 B2 JP 6508281B2 JP 2017194028 A JP2017194028 A JP 2017194028A JP 2017194028 A JP2017194028 A JP 2017194028A JP 6508281 B2 JP6508281 B2 JP 6508281B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reactor
- windward side
- disposed
- cooling air
- housing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 101
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 39
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 2
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N digallium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Ga+3] AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001195 gallium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
Description
本発明は、電力変換装置に用いられるフィルタ装置に関するものである。 The present invention relates to a filter device used in a power converter.
交流電源を直流電源に変換する電力変換装置として、高調波を抑制し力率を改善することができるPWM(Pulse Width Modulation)コンバータがある。PWMコンバータを用いる際、PWMスイッチングによって発生するキャリアリップル電流が電源系統に流出するのを防止するために、PWMコンバータと交流電源との間にT型のLC回路を電気的に接続する技術が知られている。 There is a PWM (Pulse Width Modulation) converter that can suppress harmonics and improve a power factor as a power conversion device that converts an AC power supply into a DC power supply. When using a PWM converter, in order to prevent carrier ripple current generated by PWM switching from flowing out to the power supply system, a technology is known that electrically connects a T-type LC circuit between the PWM converter and an AC power supply. It is done.
ここで、T型のLC回路は交流電源側の第1ACリアクトルと、PWMコンバータ側の第2ACリアクトルを含む複数個のリアクトルやコンデンサから構成されるが、客先配線工数削減や設置スペース低減のため、これらを同一筐体に収納することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Here, the T-type LC circuit is composed of the first AC reactor on the AC power supply side and a plurality of reactors and capacitors including the second AC reactor on the PWM converter side, but for reducing customer wiring man-hours and installation space It has been proposed to store these in the same housing (see, for example, Patent Document 1).
電力変換装置に用いられるLC回路において、PWMコンバータ側の第2ACリアクトルには、交流電源からの基本波電流に加えて、PWMコンバータのPWMスイッチングにより発生するキャリアリップル電流を含む高周波電流が流れるため、一般的に交流電源側の第1ACリアクトルに比べて外形が大きくなる。ここで、特許文献1では、外形の大きい第2ACリアクトルを風上側に、外形の小さい第1ACリアクトルを風下側に配置している。そのため、特許文献1に記載の配置では、第2ACリアクトルが冷却風の流れを阻害して、風下側の第1ACリアクトルに冷却風が当たりにくくなり、冷却不足による性能劣化が生じる場合がある、という問題があった。 In the LC circuit used for the power converter, a high frequency current including a carrier ripple current generated by PWM switching of the PWM converter flows to the second AC reactor on the PWM converter side in addition to the fundamental wave current from the AC power supply. Generally, the outer shape is larger than that of the first AC reactor on the AC power supply side. Here, in Patent Document 1, the second AC reactor having a large outer shape is disposed on the windward side, and the first AC reactor having a small outer shape is disposed on the windward side. Therefore, in the arrangement described in Patent Document 1, the second AC reactor inhibits the flow of the cooling air, making it difficult for the cooling air to hit the first AC reactor on the downwind side, which may cause performance deterioration due to insufficient cooling. There was a problem.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、電力変換装置に用いられるフィルタ装置の冷却性能を向上することを目的とする。 The present invention has been made to solve the problems as described above, and it is an object of the present invention to improve the cooling performance of a filter device used in a power conversion device.
この発明に係るフィルタ装置においては、交流電源に接続される第1ACリアクトルと、PWMコンバータと第1ACリアクトルとの間に接続される第2ACリアクトルと、第1ACリアクトルと第2ACリアクトルとの接続点に一端が接続されたフィルタコンデンサと、冷却風取込部と冷却風排出部とを有し、第1ACリアクトルと第2ACリアクトルとフィルタコンデンサとを収納した筐体と、を備え、第1ACリアクトルは、第2ACリアクトルの風上側に配置され、風上側から風下側をみた断面視において、外形が前記第2ACリアクトルよりも小さく、フィルタコンデンサは、第2ACリアクトルの風上側に配置され、風上側から風下側をみた断面視において、第2ACリアクトルに重なるように配置されていることを特徴とする。 In the filter device according to the present invention, the first AC reactor connected to the AC power supply, the second AC reactor connected between the PWM converter and the first AC reactor, and the connection point between the first AC reactor and the second AC reactor The first AC reactor includes: a filter capacitor having one end connected thereto; a case having a cooling air intake portion and a cooling air discharge portion; and a first AC reactor, a second AC reactor, and a filter capacitor housed therein; is disposed on the windward side of the 2AC reactor, in a cross-sectional view as seen downwind side from the windward side, the outer shape is rather smaller than the first 2AC reactor, filter capacitor is disposed on the windward side of the 2AC reactor, downwind from the windward side in the cross-sectional view viewed side, characterized in that it is arranged so as to overlap the first 2AC reactor
この発明によれば、製造コストの増加を抑制しながら放熱性能の低下を抑制できるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to suppress the decrease in the heat radiation performance while suppressing the increase in the manufacturing cost.
以下に、本発明の実施の形態に係るフィルタ装置及び電力変換装置を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, a filter device and a power conversion device according to an embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings. Note that the present invention is not limited by the following embodiments.
実施の形態1.
図1は、本実施の形態に係るフィルタ装置を用いた電力変換装置を示す基本的な回路図である。本実施の形態では、交流電源1とPWMコンバータ2との間に、フィルタ装置10が接続される。尚、本実施の形態で説明する接続関係は、本実施の形態の効果が得られる範囲内において電気的に接続されていれば良い。
Embodiment 1
FIG. 1 is a basic circuit diagram showing a power converter using the filter device according to the present embodiment. In the present embodiment, the
図1に示すように、フィルタ装置10を構成するLCフィルタ回路は、第1ACリアクトル3、第2ACリアクトル4、フィルタコンデンサ5、ダンピング抵抗6を備える。第1ACリアクトル3は交流電源1と接続され、第2ACリアクトル4は第1ACリアクトルとPWMコンバータ2との間に接続される。第1ACリアクトル3と第2ACリアクトル4が接続される接続点9にフィルタコンデンサ5の一端が接続される。尚、図1においては、ダンピング抵抗6が接続点9とフィルタコンデンサ5の一端との間に接続されている。フィルタコンデンサ5は、三相のうちの1相に一端が接続され、他端は、異なる相に接続されたフィルタコンデンサ5の他端に接続される。すなわち、3つのフィルタコンデンサ5は、一端が各相の接続点9a、9b、9cのそれぞれに接続され、他端で共通電位に接続される。
As shown in FIG. 1, the LC filter circuit constituting the
尚、図1に示す本実施の形態に係るフィルタ装置10を構成するLCフィルタ回路のフィルタコンデンサ5はY結線(スター結線)の場合を示しているが、Δ結線(デルタ結線)等であってもよい。
Although the
PWMコンバータ2のスイッチングで発生した高周波電流は、第2ACリアクトル4を通過したのち、高周波電流に対してのインピーダンスが第1ACリアクトル3側よりもより小さなフィルタコンデンサ5側に流れる。このようにしてLCフィルタ回路は、高周波電流が交流電源1側に流出することを防止している。また、第2ACリアクトル4は、PWMコンバータのPN間電圧を昇圧させる機能も担っている。
After passing through the second AC reactor 4, the high frequency current generated by the switching of the
ダンピング抵抗6はLCフィルタ回路の共振によるノイズ低減の為に設けられるが、設けられなくても良い。 The damping resistor 6 is provided for noise reduction due to the resonance of the LC filter circuit, but may not be provided.
本実施の形態に係るフィルタ装置10は、上記のLCフィルタ回路部品を1つの筐体内に収納して構成される。
The
図2は、本実施の形態に係るLCフィルタ装置10の部品配置を示す模式図である。本実施の形態では、三相交流電源の各相に接続される3つの第1ACリアクトル3と、3つの第2ACリアクトル4を、それぞれ連結して1つの直方体の外形として示している。すなわち、図2における第1ACリアクトル3は、図1の回路図における3つの第1ACリアクトル3a、3b、3cを連結して構成されている。第2ACリアクトル4も同様に、3つの第2ACリアクトル4a、4b、4cを連結して構成されている。尚、PWMコンバータ2側に配置される第2ACリアクトル4は、上述したその機能に起因して、第1ACリアクトル3よりも外形が大きくなる。
FIG. 2 is a schematic view showing the component arrangement of the
尚、それぞれのACリアクトル(3a、3b、3c、4a、4b、4c)は、磁性材料で構成される鉄心と、当該鉄心の周囲に巻回される巻線コイルとから形成される。 Each of the AC reactors (3a, 3b, 3c, 4a, 4b, 4c) is formed of an iron core made of a magnetic material and a wound coil wound around the iron core.
図2において、フィルタ装置10の筐体15内には、第1ACリアクトル3と第2ACリアクトル4とコンデンサ5と冷却風取込部16と、冷却風排出部17とが設けられ、筐体15内に配置されたLCフィルタ回路部品は、冷却風取込部16から冷却風排出部17へ向けて流れる冷却風によって空冷される。図2中、冷却風の流れる向きを矢印18によって示す。本実施の形態では、筐体15内の冷却風排出部17側にファン19を設け、強制空冷とすることで冷却効率を高めている。このように、筐体15内に設置したファン19を合わせファンと呼ぶ。
In FIG. 2, the
尚、本実施の形態ではファン19を風下側に設け、空気を吸い込むことによって強制空冷としているが、ファン19は冷却風取込部16側に設けて空気を送風することによって強制空冷としても良いことは言うまでもない。また、ファン19を筐体15外部に設けても良い。また、例えば車両走行装置に搭載され、車両の走行による冷却風の流れを利用して空冷するような場合には、ファン19を設けなくても良い。
In the present embodiment, the
図2では、筐体15内に第1ACリアクトル3と、第2ACリアクトル4と、フィルタコンデンサ5と、ファン19を配置した例を示しているが、ダンピング抵抗6等、その他の部品をさらに収納してもよい。
Although FIG. 2 shows an example in which the
本実施の形態に係るフィルタ装置10では、第1ACリアクトル3は筐体15内の風上側に、第2ACリアクトルは風下側に配置される。外形の小さい第1ACリアクトル3を風上側に、外形の大きい第2ACリアクトル4を風下側に配置することで、第1ACリアクトル3と第2ACリアクトル4の両方を効率的に冷却することができる。
In the
図3は、図2のAA断面において風上側から見たフィルタ装置10の筐体15の内部を示す。つまり図3には、冷却風取込口16から取り込まれた空気が障害なく第1ACリアクトル3、第2ACリアクトル4、フィルタコンデンサ5にそれぞれ直接当たる領域が示される。図3において、本実施の形態に係るLCフィルタ装置10を用いた場合は、冷却風が第1ACリアクトル3に阻まれずに第2ACリアクトル4に直接当たる領域が確認できる。
FIG. 3 shows the inside of the
図4に、本実施の形態に係るLCフィルタ装置10の効果を説明するための模式図を示す。図4(a)は本実施の形態を用いた場合であり、図4(b)は、従来の第2ACリアクトル4を第1ACリアクトル3の風上側に配置した場合に相当する。図4において、点線矢印は筐体15内を冷却風が流れる様子を示している。
The schematic diagram for demonstrating the effect of
フィルタ装置10の筐体15は、一般的に接地電位とされる。そのため、PWMコンバータ2が駆動される際に電圧が印加される第1ACリアクトル3、第2ACリアクトル4、フィルタコンデンサ5のそれぞれは、接地電位の筐体15と絶縁するために離間して設けられる。筐体内15に取り込まれた冷却風は、発熱部品を冷却しながら筐体15とそれぞれの部品との間隙を通って冷却風排出部17へと流れる。
The
図4(b)に示す従来例の場合、風上側に配置された第2ACリアクトル4に当たった冷却風は、筐体15との間隙を通って冷却風排出部17へと流れる。冷却風の一部は第2ACリアクトル4の鉄心と巻線との隙間等を漏れるが、大部分は第2ACリアクトル4と筐体15との間隙を流れる。つまり、冷却風は第2ACリアクトル4の外周部を回って流れるため、第2ACリアクトル4の背後の風下側に配置された第1ACリアクトル3やその他のLC回路部品に当たりにくく、十分冷却することができない。特に、第2ACリアクトル4の背後にあたる、第1ACリアクトル3のうち筐体15の中央領域付近は冷却風がほとんど通過しないので、十分に冷却することができない。
In the case of the conventional example shown in FIG. 4 (b), the cooling air that has hit the second AC reactor 4 disposed on the windward side flows to the cooling
このように、第1ACリアクトル3に比べて第2ACリアクトル4の外形が大きいため、第2ACリアクトル4を風上側に配置した場合、第2ACリアクトル4が障壁となって第1ACリアクトル3に冷却風が直接当たらず、第1ACリアクトル3を十分冷却することができない問題があった。
As described above, since the outer shape of the second AC reactor 4 is larger than that of the
図4(a)に示すように、本実施の形態に係るフィルタ装置10によれば、外形の小さい第1ACリアクトル3を外形の大きい第2ACリアクトル4よりも風上側に配置したので、第1ACリアクトル3の外周を冷却風が回り込んでも、第1ACリアクトル3によって冷却風が第2ACリアクトル3に当たるのを阻む領域が小さいため、第1ACリアクトル3と第2ACリアクトル4の双方を効果的に冷却することができる。
As shown to Fig.4 (a), according to the
さらに、本実施の形態ではフィルタコンデンサ5を第2ACリアクトル4よりも風上側に配置したが、第2ACリアクトル4よりも外形の小さい部品は、第2ACリアクトル4よりも風下側に配置するよりも風上側に配置することで、当該部品を効率的に冷却することができる。尚、その部品を冷却する必要性が低い場合には、第2ACリアクトル4よりも風下側に配置しても良いことは言うまでもない。
Furthermore, although the
図5に、本実施の形態に係るLCフィルタ装置10を用いた電力変換回路の変形例を示す。図5に示すように、第1ACリアクトル3と第2ACリアクトル4の間の接続点とフィルタコンデンサ5との間に第3ACリアクトル7が設けられる。第3ACリアクトル7を設けることによって、フィルタ除去可能な周波数範囲を拡張することができる。
FIG. 5 shows a modification of the power conversion circuit using the
図6は、図5に示すLC回路を備えたフィルタ装置10の筐体15内部を示す側面図である。第3ACリアクトル7も第2ACリアクトル4よりも外形が小さいため、第2ACリアクトル4よりも風上側に配置することにより、第1ACリアクトル3、第2ACリアクトル4、第3ACリアクトル7を効率的に冷却することができる。
FIG. 6 is a side view showing the inside of the
このように、本実施の形態に係るフィルタ装置10によれば、LCフィルタ回路を構成するACリアクトルのうち、外形の小さい第1ACリアクトル3を風上側に、外形の大きい第2ACリアクトル4を風上側に配置したので、LC回路部品に冷却風を効率的にあてることが可能となり、冷却性能を向上できる。
As described above, according to the
また、LCフィルタ回路では、PWMコンバータ2側に配置される第2ACリアクトル4に高周波数のスイッチング電流成分が流れるため、第2ACリアクトル4の鉄損が大きくなる。その結果、第1ACリアクトル3よりも第2ACリアクトル4の方で発熱量が大きく、高温化する。ここで、従来のように第2ACリアクトル4が風上側に配置された場合、第2ACリアクトル4と熱交換をして高温化した冷却風は、第1ACリアクトル3を十分冷却できないという問題が生じる。
Further, in the LC filter circuit, a switching current component of high frequency flows in the second AC reactor 4 disposed on the
本実施の形態によれば、第1ACリアクトル3を冷却した冷却風が、第1ACリアクトル3より高温の第2ACリアクトル4を冷却するので、第1ACリアクトル3と第2ACリアクトル4の双方を効率的に冷却することが可能となる。
According to the present embodiment, since the cooling air that has cooled the
尚、本実施の形態では、第1ACリアクトル3、第2ACリアクトル4は三相分のリアクトルを一体化した構造を例に挙げて説明したが、各相のリアクトルは一体化されていなくても良い。各相のリアクトルを個別にみても、第2ACリアクトル4は第1ACリアクトル3よりも外形が大きいので、本実施の形態を適用でき、同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the
また、各ACリアクトルの向きは、巻線コイルの軸心の向きとなる鉄心の向きが、冷却風が流れる向きと等しくなっていると当該ACリアクトルを均一に冷却することができる。ただし、筐体15内のスペースを極力少なくして小型化を図るために、冷却風の向きと鉄心の向きが異なっていても良い。
Moreover, the direction of each AC reactor can cool the said AC reactor uniformly, if the direction of the iron core which becomes direction of the axial center of a winding coil is equal to the direction through which a cooling air flows. However, the direction of the cooling air and the direction of the iron core may be different in order to reduce the space in the
また、第2ACリアクトル4を風下側に配置する本実施の形態においては、図1の様にファン19を風下側に配置することによって、ファン19による冷却風吸引の効果が、第2ACリアクトル4の冷却効率向上につながる。
Further, in the present embodiment where the second AC reactor 4 is disposed on the downwind side, the effect of the cooling air suction by the
本実施の形態においては、LC回路部品を1つの筐体内に配置したが、全てを1つの筐体内に配置しなくても良い。例えば、フィルタコンデンサ5は、絶縁性の目的から絶縁樹脂に覆われる場合も多く、放熱性が低い場合がある。このような場合、他のLC回路部品とは別筐体に収納されていても良い。すなわち、本実施の形態にかかわるフィルタ装置は、少なくとも第1ACリアクトル3と第2ACリアクトル4とが1つの筐体内に収納される際に適用でき、その他のLC回路部品は当該筐体内とは別に配置されていても良い。
In the present embodiment, the LC circuit components are arranged in one case, but not all of them may be arranged in one case. For example, the
本実施の形態におけるPWMコンバータ2のスイッチング素子としては、SiC(シリコンカーバイド)、GaN(ガリウムナイトライド)、ダイヤモンド、GaO(酸化ガリウム)等のワイドバンドギャップ材料からなる素子を用いても良い。例えばSiC等のワイドバンドギャップ材料からなるスイッチング素子を用いた場合、特に高周波での用途が実現できるため、PWMコンバータ2で発生するスイッチング周波数がより高周波となり、第2ACリアクトル4が大型化する。つまり、ワイドバンドギャップ材料からなるスイッチング素子を用いた場合には第2ACリアクトル4の外形が第1ACリアクトル3に比べてより大きくなる問題がある。そのため、本実施の形態を用いる効果が顕著に得られる。
As a switching element of the
実施の形態2.
本実施の形態に係るフィルタ装置10は、第2ACリアクトル4が冷却風の集風領域に配置された点が、実施の形態1と異なる。
Second Embodiment
The
図7は、本実施の形態に係るフィルタ装置10の筐体15内部を示す模式図である。本実施の形態ではファン19が冷却風排出部17側に配置される。つまり、ファン19が風下側に配置され、ファン19が冷却風を吸引することで冷却効率を高めている。このとき、冷却風取込部16から流れ込んだ冷却風は筐体15内に広がりながら風下側へ流れる。特に、第1リアクトル3やフィルタコンデンサ5などが障壁とならない領域である、LC回路部品と筐体15との隙間が流れやすいため、筐体15近くの当該隙間を通って冷却風が流れる。
FIG. 7 is a schematic view showing the inside of the
筐体15内部を流れる冷却風は、ファン19に取り込まれる際に、ファン19の吸引力により、ファン19の形状に合わせて集風される。つまり、冷却流路の外周が縮小するように集風される。このように、冷却流路の外周が筐体15に沿った形状よりも縮小される集風領域では、冷却風の単位面積当たりの流量が増加するため、集風領域に配置された第2ACリアクトル4に当たる冷却風の総流量が増加する。
When the cooling air flowing inside the
ここで、本実施の形態において集風領域とは、冷却流路の外形が風下側へ向かって筐体15の外形よりも狭くなる領域を言う。一般的なフィルタ装置に用いられるファンの機能を考慮すると、ファン19の集風領域は図7において一点鎖線で囲まれる領域で表される。例えば、集風領域は、ファン19による冷却風取込口から45°の角度で広がるように表される。つまり、図7で示す上面視において、冷却流路が筐体15から45°の角度で狭くなるように縮小される領域を集風領域とする。ここで、集風領域の角度は略45°であれば良い。
Here, in the present embodiment, the air collecting area refers to an area in which the outer shape of the cooling flow passage is narrower on the leeward side than the outer shape of the
尚、第2ACリアクトル4やその他の部品が配置されていない場合に集風領域の角度は45°となるが、集風領域内に第2ACリアクトル4やその他の部品が配置されている場合、冷却風の流れが乱れるため、実際の冷却風の流れは厳密には45°とならない。そのため、本実施の形態では、集風による冷却向上の効果が得られる点を考慮して、第2ACリアクトル4やその他の部品が配置されていない場合に略45°の角度で冷却風の流路が狭められる領域を集風領域であると考える。 Although the angle of the air collection area is 45 ° when the second AC reactor 4 and other parts are not arranged, cooling is performed when the second AC reactor 4 and other parts are arranged in the air collection area. Because the flow of wind is disturbed, the actual flow of cooling air does not become exactly 45 °. Therefore, in the present embodiment, the flow path of the cooling air at an angle of approximately 45 ° when the second AC reactor 4 and other components are not disposed, in consideration of the effect of the cooling improvement by the wind collection. Consider the area where can be narrowed as the wind gathering area.
図8に、本実施の形態に係るフィルタ装置1の効果を説明するための筐体15内部の模式図を示す。図8中、本実施の形態を用いない場合の第2ACリアクトル4aは集風領域外に配置される。
FIG. 8 shows a schematic view of the inside of the
図8(a)において、筐体15内を冷却風が流れる様子を点線矢印にて示す。集風領域においては、冷却風の向きが変化し、冷却風の流路の外形が風下側に向かって縮小されている。本実施の形態を用いた場合は、集風領域に集められた冷却風が第2ACリアクトル4に十分当たるため、冷却効率が向上する。一方、本実施の形態を用いない場合、第2ACリアクトル4aに当たらずに第2ACリアクトル4aと筐体15との隙間を通過する冷却風のうち、第2ACリアクトル4aから離れた領域を通過する冷却風は第2ACリアクトル4aとの熱交換率が低く、第2ACリアクトル4aを十分に冷却できない。つまり、集風領域外に配置した第2ACリアクトル4aの冷却効率は低くなってしまう。
In FIG. 8A, how the cooling air flows in the
図7に示すように本実施の形態に係るフィルタ装置1は、第2ACリアクトル4を集風領域に配置したので、第2ACリアクトル4の冷却効率を向上する効果を奏する。尚、本実施の形態においては、第2ACリアクトル4はその一部でも集風領域に配置されていればよいが、第2ACリアクトル4の外形の半分以上が集風領域内に配置されていることが望ましい。 As shown in FIG. 7, the filter device 1 according to the present embodiment has the second AC reactor 4 arranged in the air collection region, so that the cooling efficiency of the second AC reactor 4 can be improved. In the present embodiment, the second AC reactor 4 only needs to be disposed in a part of the wind collection region, but at least half of the outer shape of the second AC reactor 4 is disposed in the wind collection region. Is desirable.
従来、図8(b)に示すように、第2ACリアクトル4aが集風領域外に配置される場合、冷却風が第2ACリアクトル4aに当たりやすくなるように流路を変更する遮風板20を設けて第2ACリアクトル4aの冷却効率を向上する方法が知られていた。従来のように遮風板20を追加すると、冷却効率は向上するが、部品追加によるコストアップや、フィルタ装置10の大型化につながってしまう。
Conventionally, as shown in FIG. 8 (b), when the
本実施の形態によれば、遮風板20等の追加部品を設けることなく冷却風が第2ACリアクトル4に当たり易くなるため、低コストで冷却効率の高いフィルタ装置1を得ることができる。すなわち、第2ACリアクトル4にあたる冷却風の総流量を増加させることができるので、発熱量の大きい第2ACリアクトル4を十分に冷却する効果が得られる。
According to the present embodiment, the cooling air can easily hit the second AC reactor 4 without providing additional components such as the
尚、本実施の形態ではファン19を筐体15の内部に配置したが、筐体15の外部に配置しても良い。冷却風排出部17の風下側にファン19を配置した場合においても、筐体15内において集風効果が生じる集風領域に第2ACリアクトル4を配置すれば、上述する本実施の形態の効果が得られる。
Although the
本実施の形態では実施の形態1と異なる部分のみを説明した。その他の部分については実施の形態1と同様である。 In the present embodiment, only portions different from the first embodiment have been described. The other parts are the same as in the first embodiment.
実施の形態3.
本実施の形態に係るフィルタ装置10は、第2ACリアクトル4の風上側に配置されるLC回路部品が、第2ACリアクトル4と筐体15との隙間へ流れようとする冷却風を抑制するように配置された点が、実施の形態1又は2と異なる。
Third Embodiment
In the
図9は、本実施の形態に係るフィルタ装置10の筐体15内におけるLC回路部品の配置を示す模式図である。図9に示すように、風下側に配置された第2ACリアクトル4と筐体15との間の隙間を冷却風が流れるのを抑制し、第2ACリアクトル4に十分当たるように風上側の第1ACリアクトル3又はフィルタコンデンサ5が配置される。
FIG. 9 is a schematic view showing the arrangement of LC circuit components in the
具体的には、風上側から風下側を見た場合に、第1ACリアクトル3又はフィルタコンデンサ5が第2ACリアクトル4と筐体15との間の隙間領域に重なるように配置される。第1ACリアクトル3やフィルタコンデンサ5は、外形が第2ACリアクトル4より小さいため、当該隙間の全てを完全に塞ぐことは困難である。しかしながら、一部の隙間を塞ぐことによって第2ACリアクトル4に当たる冷却風を増大することができ、第2ACリアクトル4の冷却効率を向上する効果が得られる。
Specifically, when the windward side is viewed from the windward side, the
尚、第1ACリアクトル3又はフィルタコンデンサ5は、筐体15に接していることが望ましいが、接していなくても本実施の形態の効果は得られる。筐体15に接する場合には、筐体15との絶縁が不要な領域を接着面とするか、絶縁シート等を介して接すれば良い。
Although it is desirable that the
本実施の形態によれば、図8Bに示す遮風板20などの追加部品を備えていなくても、LC回路部品によって第2ACリアクトル4と筐体15との隙間を冷却風が通過することを抑制でき、第2ACリアクトル4の冷却効率を向上できる。
According to the present embodiment, it is possible that the cooling air passes through the gap between the second AC reactor 4 and the
本実施の形態では第1ACリアクトル3又はフィルタコンデンサ5によって冷却風の向きを第2ACリアクトル4に向けて誘導したが、その他のLC回路部品を用いても良い。例えば、図1に示すダンピング抵抗6や図5に示す第3ACリアクトル7を、第2ACリアクトル4と筐体15との隙間に冷却風が流れるのを抑制するように配置しても良い。
In the present embodiment, the direction of the cooling air is induced toward the second AC reactor 4 by the
また、本実施の形態では、実施の形態2のように第2ACリアクトル4を集風領域に配置しても良いことは言うまでもない。第2ACリアクトル4を集風領域に配置し、かつ、風上側のLC回路部品の配置による冷却風を第2ACリアクトル4へ誘導することで、より確実に第2ACリアクトル4に冷却風を当てることができる。 Further, in the present embodiment, it goes without saying that the second AC reactor 4 may be disposed in the air collecting region as in the second embodiment. The second AC reactor 4 can be more reliably applied to the second AC reactor 4 by arranging the second AC reactor 4 in the air collection area and guiding the cooling air by the arrangement of the LC circuit components on the windward side to the second AC reactor 4. it can.
尚、本実施の形態では実施の形態1又は2と異なる部分のみを説明した。その他の部分については実施の形態1あるいは2と同様である。
In the present embodiment, only portions different from the first or second embodiment have been described. The other parts are the same as in
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration shown in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and one of the configurations is possible within the scope of the present invention. Parts can be omitted or changed.
1 交流電源、2 PWMインバータ、3 第1ACリアクトル、4 第2ACリアクトル、5 フィルタコンデンサ、6 ダンピング抵抗、7 第3ACリアクトル、10 フィルタ装置、15 筐体、16 冷却風取込部、17 冷却風排出部、19 フィン、20 遮風板。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC power supply, 2 PWM inverter, 3 1st AC reactor, 4 2nd AC reactor, 5 filter capacitor, 6 damping resistance, 7 3rd AC reactor, 10 filter apparatus, 15 housings, 16 cooling air intake part, 17 cooling air discharge Part, 19 fins, 20 wind shields.
Claims (11)
PWMコンバータと前記第1ACリアクトルとの間に接続される第2ACリアクトルと、
前記第1ACリアクトルと前記第2ACリアクトルとの接続点に一端が接続されたフィルタコンデンサと、
冷却風取込部と冷却風排出部とを有し、前記第1ACリアクトルと前記第2ACリアクトルと前記フィルタコンデンサとを収納した筐体と、
を備え、
前記第1ACリアクトルは、前記第2ACリアクトルの風上側に配置され、風上側から風下側をみた断面視において、外形が前記第2ACリアクトルよりも小さく、
前記フィルタコンデンサは、前記第2ACリアクトルの風上側に配置され、風上側から風下側をみた断面視において、前記第2ACリアクトルに重なるように配置されていること
を特徴とするフィルタ装置。 A first AC reactor connected to an AC power supply;
A second AC reactor connected between the PWM converter and the first AC reactor;
A filter capacitor whose one end is connected to a connection point between the first AC reactor and the second AC reactor;
A case having a cooling air intake part and a cooling air discharge part, and containing the first AC reactor, the second AC reactor, and the filter capacitor ;
Equipped with
Wherein the 1AC reactor, the disposed on the windward side of the 2AC reactor, in a cross-sectional view as seen downwind side from the windward side, rather smaller than the outer shape is the first 2AC reactor,
The filter device is disposed on the windward side of the second AC reactor, and is disposed so as to overlap the second AC reactor in a cross-sectional view from the windward side to the windward side .
を備え、 Equipped with
前記第3ACリアクトルは、前記筐体内において前記第2ACリアクトルよりも風上側に配置され、風上側から風下側をみた断面視において、前記第2ACリアクトルと前記筐体との隙間領域に重なるように配置されていること The third AC reactor is disposed on the windward side of the second AC reactor in the housing, and is disposed so as to overlap the gap region between the second AC reactor and the housing in a cross-sectional view from the windward side to the windward side. is being done
を特徴とする請求項1に記載のフィルタ装置。 The filter device according to claim 1, characterized in that
PWMコンバータと前記第1ACリアクトルとの間に接続される第2ACリアクトルと、 A second AC reactor connected between the PWM converter and the first AC reactor;
前記第1ACリアクトルと前記第2ACリアクトルとの接続点に一端が接続されたフィルタコンデンサと、 A filter capacitor whose one end is connected to a connection point between the first AC reactor and the second AC reactor;
前記接続点と前記フィルタコンデンサとの間に接続された第3ACリアクトルと、 A third AC reactor connected between the connection point and the filter capacitor;
冷却風取込部と冷却風排出部とを有し、前記第1ACリアクトルと前記第2ACリアクトルと前記第3ACリアクトルとを収納した筐体と、を備え、 And a case having a cooling air intake unit and a cooling air discharge unit, and containing the first AC reactor, the second AC reactor, and the third AC reactor.
前記第1ACリアクトルは、前記第2ACリアクトルの風上側に配置され、風上側から風下側をみた断面視において、外形が前記第2ACリアクトルよりも小さく、 The first AC reactor is disposed on the windward side of the second AC reactor, and the outer shape is smaller than that of the second AC reactor in a cross-sectional view from the windward side to the windward side,
前記第3ACリアクトルは、前記筐体内において前記第2ACリアクトルよりも風上側に配置され、風上側から風下側をみた断面視において、前記第2ACリアクトルと前記筐体との隙間領域に重なるように配置されていること The third AC reactor is disposed on the windward side of the second AC reactor in the housing, and is disposed so as to overlap the gap region between the second AC reactor and the housing in a cross-sectional view from the windward side to the windward side. is being done
を特徴とするフィルタ装置。 Filter device characterized by
を特徴とする請求項3に記載のフィルタ装置。 The filter device according to claim 3, characterized in that
前記第2ACリアクトルは、前記ファンによる集風領域に配置されたこと The second AC reactor is disposed in a wind collecting area by the fan
を特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のフィルタ装置。 The filter device according to any one of claims 1 to 4, characterized by
を特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のフィルタ装置。 The filter device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that
を特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載のフィルタ装置。 The filter device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that
を特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載のフィルタ装置。 The filter device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that
交流電源に接続される第1ACリアクトルと、
前記PWMコンバータと前記第1ACリアクトルとの間に接続された第2ACリアクトルと、
前記第1ACリアクトルと前記第2ACリアクトルとの接続点に一端が接続されたフィルタコンデンサと、
冷却風取込部と冷却風排出部とを有し、前記第1ACリアクトルと前記第2ACリアクトルと前記フィルタコンデンサとを収納した筐体と、を備え、
前記第1ACリアクトルは、前記第2ACリアクトルの風上側に配置され、風上側から風下側をみた断面視において、外形が前記第2ACリアクトルよりも小さく、
前記フィルタコンデンサは、前記第2ACリアクトルの風上側に配置され、風上側から風下側をみた断面視において、前記第2ACリアクトルに重なるように配置されていること
を特徴とする電力変換装置。 PWM converter,
A first AC reactor connected to an AC power supply;
A second AC reactor connected between the PWM converter and the first AC reactor;
A filter capacitor whose one end is connected to a connection point between the first AC reactor and the second AC reactor;
And a case having a cooling air intake unit and a cooling air discharge unit, and containing the first AC reactor, the second AC reactor, and the filter capacitor .
Wherein the 1AC reactor, the disposed on the windward side of the 2AC reactor, in a cross-sectional view as seen downwind side from the windward side, rather smaller than the outer shape is the first 2AC reactor,
The power conversion device according to claim 1, wherein the filter capacitor is disposed on the windward side of the second AC reactor, and is disposed so as to overlap the second AC reactor in a cross-sectional view from the windward side to the windward side .
交流電源に接続される第1ACリアクトルと、A first AC reactor connected to an AC power supply;
前記PWMコンバータと前記第1ACリアクトルとの間に接続される第2ACリアクトルと、 A second AC reactor connected between the PWM converter and the first AC reactor;
前記第1ACリアクトルと前記第2ACリアクトルとの接続点に一端が接続されたフィルタコンデンサと、 A filter capacitor whose one end is connected to a connection point between the first AC reactor and the second AC reactor;
前記接続点と前記フィルタコンデンサとの間に接続された第3ACリアクトルと、 A third AC reactor connected between the connection point and the filter capacitor;
冷却風取込部と冷却風排出部とを有し、前記第1ACリアクトルと前記第2ACリアクトルと前記第3ACリアクトルとを収納した筐体と、を備え、 And a case having a cooling air intake unit and a cooling air discharge unit, and containing the first AC reactor, the second AC reactor, and the third AC reactor.
前記第1ACリアクトルは、前記第2ACリアクトルの風上側に配置され、風上側から風下側をみた断面視において、外形が前記第2ACリアクトルよりも小さく、 The first AC reactor is disposed on the windward side of the second AC reactor, and the outer shape is smaller than that of the second AC reactor in a cross-sectional view from the windward side to the windward side,
前記第3ACリアクトルは、前記筐体内において前記第2ACリアクトルよりも風上側に配置され、風上側から風下側をみた断面視において、前記第2ACリアクトルと前記筐体との隙間領域に重なるように配置されていること The third AC reactor is disposed on the windward side of the second AC reactor in the housing, and is disposed so as to overlap the gap region between the second AC reactor and the housing in a cross-sectional view from the windward side is being done
を特徴とする電力変換装置。 Power converter characterized by the above.
を特徴とする請求項9又は10に記載の電力変換装置。 The power converter device according to claim 9 or 10 characterized by
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017194028A JP6508281B2 (en) | 2017-10-04 | 2017-10-04 | Filter device and power converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017194028A JP6508281B2 (en) | 2017-10-04 | 2017-10-04 | Filter device and power converter |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017540666A Division JP6222418B1 (en) | 2016-12-26 | 2016-12-26 | Filter device and power conversion device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018108010A JP2018108010A (en) | 2018-07-05 |
JP6508281B2 true JP6508281B2 (en) | 2019-05-08 |
Family
ID=62787628
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017194028A Active JP6508281B2 (en) | 2017-10-04 | 2017-10-04 | Filter device and power converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6508281B2 (en) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3513116B2 (en) * | 2001-03-22 | 2004-03-31 | 株式会社東芝 | Information processing equipment |
JP5957909B2 (en) * | 2012-01-27 | 2016-07-27 | 富士電機株式会社 | Power converter |
JP5877875B2 (en) * | 2014-05-30 | 2016-03-08 | ファナック株式会社 | LC filter with a function to cool the AC reactor |
-
2017
- 2017-10-04 JP JP2017194028A patent/JP6508281B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018108010A (en) | 2018-07-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5220245B2 (en) | Power converter | |
JP5492599B2 (en) | Rotating electrical machine system | |
US9819297B2 (en) | Power conversion device, motor including the same, air conditioner having the motor incorporated therein, and ventilation fan having the motor incorporated therein | |
TWI504112B (en) | Motor | |
JP6371001B2 (en) | Power converter | |
CN107852840B (en) | DC/AC power converter | |
JP5533842B2 (en) | Winding switch and rotating electric machine | |
JP6197607B2 (en) | Inverter device and inverter-integrated motor device | |
JP6508281B2 (en) | Filter device and power converter | |
JP5924873B2 (en) | Control device for air conditioner | |
WO2013046458A1 (en) | Power conversion device | |
JP6222418B1 (en) | Filter device and power conversion device | |
JP6612000B1 (en) | Rotating electric machine | |
JP5279794B2 (en) | Permanent magnet embedded motor and hermetic compressor | |
CN208782717U (en) | A kind of intermediate frequency power supply device | |
JP5807784B2 (en) | Power converter | |
KR102393490B1 (en) | Motor | |
CN218182757U (en) | Power unit of high-voltage variable-frequency power cabinet | |
JP2003143873A (en) | Power converter | |
JP7275919B2 (en) | power converter | |
JP6491761B2 (en) | Power conversion circuit | |
JP2017037951A (en) | Electric power conversion device | |
JP2015233375A (en) | Power factor improvement module and power conversion device employing the same | |
EP1760732A1 (en) | QQ-type power factor corrector | |
JP2009201214A (en) | Power conversion apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20181026 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181106 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181226 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190305 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190318 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6508281 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |