JP7363939B2

JP7363939B2 - power converter

Info

Publication number: JP7363939B2
Application number: JP2022017672A
Authority: JP
Inventors: 紘典大澤; 悠平橋本; 信幸多和田
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2021-10-01
Filing date: 2022-02-08
Publication date: 2023-10-18
Anticipated expiration: 2041-10-01
Also published as: JP7028359B1; JP2023053870A; CN115940678A; JP2023053810A

Description

この発明は、電力変換装置に関し、特に、インバータ部を含む複数の電力変換ユニットを備える電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power conversion device, and particularly relates to a power conversion device including a plurality of power conversion units including an inverter section.

従来、インバータ部を含む複数の電力変換ユニットを備える電力変換装置が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。 Conventionally, a power conversion device including a plurality of power conversion units including an inverter section has been disclosed (for example, see Patent Document 1).

上記特許文献１には、平滑コンデンサと、複数の半導体スイッチ素子を有するインバータ部とを含むスタック（電力変換ユニット）が複数設けられている電力変換装置が開示されている。上記電力変換装置では、スタックがインバータ部の出力側において互いに直列に接続されることによって、電力変換装置から負荷に供給する電圧は各スタックのピーク電圧よりも高くできる。よって、同数の電力変換装置を並列に接続した場合に比べ、負荷への送電ロスを抑制することができる。 The above-mentioned Patent Document 1 discloses a power conversion device including a plurality of stacks (power conversion units) each including a smoothing capacitor and an inverter section having a plurality of semiconductor switch elements. In the power converter, the stacks are connected in series on the output side of the inverter section, so that the voltage supplied from the power converter to the load can be higher than the peak voltage of each stack. Therefore, compared to the case where the same number of power converters are connected in parallel, power transmission loss to the load can be suppressed.

特開２０２０－１７１１５３号公報JP 2020-171153 Publication

上記特許文献１のような電力変換装置は、使用者の感電防止のため筐体を接地し、筐体を対地電位とする。上記特許文献１では、各スタックのピーク電圧よりも大きい電圧（たとえばピーク電圧の２倍）がインバータ部にかかるため、インバータ部において筐体（対地電位）との絶縁距離は、電力変換装置を並列に接続した場合に比べ大きくする必要がある。このため、電力変換装置が大型化することが考えられる。したがって、インバータ部の出力側においてスタック（電力変換ユニット）を互いに直列に接続する場合に、電力変換装置が大型化するのを抑制することが望まれている。 In a power conversion device such as that disclosed in Patent Document 1, the casing is grounded to prevent electric shock to the user, and the casing is set at ground potential. In Patent Document 1, since a voltage higher than the peak voltage of each stack (for example, twice the peak voltage) is applied to the inverter section, the insulation distance from the casing (ground potential) in the inverter section is such that the power converters are connected in parallel. It needs to be larger than when connected to. For this reason, it is conceivable that the power conversion device becomes larger. Therefore, when stacks (power conversion units) are connected in series on the output side of the inverter section, it is desired to suppress the power conversion device from increasing in size.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、インバータ部の出力側において電力変換ユニットを互いに直列に接続する場合に、電力変換装置が大型化するのを抑制することが可能な電力変換装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and one object of the present invention is to provide a power converter with a It is an object of the present invention to provide a power conversion device that can suppress increase in size.

上記目的を達成するために、この発明の一の局面による電力変換装置は、直流電力を変換し交流電力を出力する複数の電力変換スタックと、複数の電力変換スタックの出力を互いに直列に接続し、接地される接続用配線と、複数の電力変換スタックを収容する筐体と、を備え、複数の電力変換スタックは、筐体内において、上下方向に直交する中央面に対して略対称に配置され、接続用配線は、上下方向に直交する第１の中央線に対して略対称に設けられている。
上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、複数の電力変換スタックは、複数の部材を有し、複数の電力変換スタックの各々の複数の部材は、第１の中央線に対して略対称に設けられている。
上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、接続用配線は、第１の中央線に直交する第２の中央線に対して、略対称に設けられている。 In order to achieve the above object, a power conversion device according to one aspect of the present invention includes a plurality of power conversion stacks that convert DC power and output AC power , and the outputs of the plurality of power conversion stacks are connected in series with each other. , a connection wiring to be grounded , and a casing accommodating a plurality of power conversion stacks , and the plurality of power conversion stacks are arranged in the casing substantially symmetrically with respect to a center plane orthogonal to the vertical direction. , the connection wiring is provided approximately symmetrically with respect to a first center line that is perpendicular to the vertical direction .
In the power conversion device according to the above-described one aspect, preferably, the plurality of power conversion stacks have a plurality of members, and the plurality of members of each of the plurality of power conversion stacks are substantially symmetrical with respect to the first center line. It is set in.
In the power conversion device according to the first aspect, preferably, the connection wiring is provided substantially symmetrically with respect to a second center line that is orthogonal to the first center line.

上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、接続用配線を接地する接地用配線をさらに備え、接地用配線は、抵抗素子を介して接地されている。このように構成すれば、電力変換装置において地絡が発生した場合に流れる地絡電流を抵抗素子によって小さくすることができる。その結果、大きな地絡電流が流れるのを抑制することができるので、電力変換装置に異常が生じるのを抑制することができる。
この場合、好ましくは、接地用配線は、第１の中央線の近傍の接続点において、接続用配線と接続されている。 The power conversion device according to the first aspect preferably further includes a ground wire that grounds the connection wire, and the ground wire is grounded via a resistance element. With this configuration, the resistance element can reduce the ground fault current that flows when a ground fault occurs in the power conversion device. As a result, it is possible to suppress the flow of a large ground fault current, and therefore it is possible to suppress the occurrence of abnormalities in the power conversion device.
In this case, preferably the ground wire is connected to the connection wire at a connection point near the first center line.

本発明によれば、上記のように、インバータ部の出力側において電力変換ユニットを互いに直列に接続する場合に、電力変換装置が大型化するのを抑制することができる。 According to the present invention, as described above, when the power conversion units are connected in series with each other on the output side of the inverter section, it is possible to suppress the power conversion device from increasing in size.

第１実施形態による電力変換装置の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a power conversion device according to a first embodiment. 第１実施形態による電力変換装置の各配線の電圧の変化を図である。It is a figure showing the change in voltage of each wiring of the power converter device according to the first embodiment. 第１実施形態による電力変換装置の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a power conversion device according to a first embodiment. 第１実施形態による電力変換装置の側面図である。FIG. 1 is a side view of a power conversion device according to a first embodiment. 第２実施形態による電力変換装置の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a power conversion device according to a second embodiment.

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described based on the drawings.

［第１実施形態］
図１および図２を参照して、第１実施形態による電力変換装置１００の構成について説明する。電力変換装置１００は、誘導加熱により金属の溶解を行う溶解炉に用いられる誘導加熱装置２００用の装置である。電力変換装置１００は、交流電源３００から交流電力が供給されている。 [First embodiment]
The configuration of a power conversion device 100 according to a first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The power conversion device 100 is a device for an induction heating device 200 used in a melting furnace that melts metal by induction heating. The power conversion device 100 is supplied with AC power from an AC power supply 300.

（電力変換装置の回路構成）
まず、図１を参照して、電力変換装置１００の回路構成について説明する。 (Circuit configuration of power converter)
First, with reference to FIG. 1, the circuit configuration of power conversion device 100 will be described.

図１に示すように、電力変換装置１００は、複数の整流回路１０（整流回路１０ａ、１０ｂ）を含む。また、電力変換装置１００は、複数の平滑コンデンサ２０（平滑コンデンサ２０ａ、２０ｂ）と、複数のインバータ部３０（インバータ部３０ａ、３０ｂ）と、を含む複数のスタック４０（スタック４０ａ、４０ｂ）を備える。スタック４０ａは、整流回路１０ａと、平滑コンデンサ２０ａと、インバータ部３０ａと、を含む。また、スタック４０ｂは、整流回路１０ｂと、平滑コンデンサ２０ｂと、インバータ部３０ｂと、を含む。なお、スタック４０、スタック４０ａ、およびスタック４０ｂは、特許請求の範囲の「電力変換ユニット」の一例である。また、スタック４０ａおよびスタック４０ｂは、それぞれ、特許請求の範囲の「第１電力変換ユニット」および「第２電力変換ユニット」の一例である。 As shown in FIG. 1, power conversion device 100 includes a plurality of rectifier circuits 10 (rectifier circuits 10a, 10b). The power conversion device 100 also includes a plurality of stacks 40 (stack 40a, 40b) including a plurality of smoothing capacitors 20 (smoothing capacitors 20a, 20b) and a plurality of inverter sections 30 (inverter sections 30a, 30b). . Stack 40a includes a rectifier circuit 10a, a smoothing capacitor 20a, and an inverter section 30a. Further, the stack 40b includes a rectifier circuit 10b, a smoothing capacitor 20b, and an inverter section 30b. Note that the stack 40, the stack 40a, and the stack 40b are examples of a "power conversion unit" in the claims. Furthermore, the stack 40a and the stack 40b are examples of a "first power conversion unit" and a "second power conversion unit" in the claims, respectively.

整流回路１０は、交流電源３００から入力される交流電圧を、直流電圧に変換する。整流回路１０は、複数のスタック４０と同数設けられている。すなわち、交流電源３００（変圧器３０１）に対して、整流回路１０ａおよび整流回路１０ｂが設けられている。整流回路１０ａにより変換された直流電圧は、スタック４０ａに供給される。整流回路１０ｂにより変換された直流電圧は、スタック４０ｂに供給される。 The rectifier circuit 10 converts an AC voltage input from an AC power supply 300 into a DC voltage. The same number of rectifier circuits 10 as the plurality of stacks 40 are provided. That is, a rectifier circuit 10a and a rectifier circuit 10b are provided for the AC power supply 300 (transformer 301). The DC voltage converted by the rectifier circuit 10a is supplied to the stack 40a. The DC voltage converted by the rectifier circuit 10b is supplied to the stack 40b.

平滑コンデンサ２０は、交流電圧を整流する整流回路１０の出力側に接続されている。平滑コンデンサ２０は、整流回路１０毎に設けられている。すなわち、整流回路１０ａおよび１０ｂの出力側に、それぞれ、平滑コンデンサ２０ａおよび２０ｂが接続されている。 Smoothing capacitor 20 is connected to the output side of rectifier circuit 10 that rectifies AC voltage. A smoothing capacitor 20 is provided for each rectifier circuit 10. That is, smoothing capacitors 20a and 20b are connected to the output sides of rectifier circuits 10a and 10b, respectively.

インバータ部３０（３０ａ、３０ｂ）は、複数の半導体スイッチング素子３１ａ～３１ｄを含む。インバータ部３０は、複数の半導体スイッチング素子３１ａ～３１ｄのスイッチングにより、整流回路１０（１０ａ、１０ｂ）により平滑された直流電圧を交流電圧に変換する。そして、半導体スイッチング素子３１により変換された交流電圧が、インバータ部３０から、誘導加熱装置２００の誘導加熱コイル２１０に出力される。また、インバータ部３０は、整流回路１０毎に設けられている。すなわち、整流回路１０ａおよび１０ｂに対して、それぞれ、インバータ部３０ａおよび３０ｂが設けられている。なお、半導体スイッチング素子３１ａおよび半導体スイッチング素子３１ｂは、それぞれ、特許請求の範囲の「第１半導体スイッチング素子」および「第２半導体スイッチング素子」の一例である。また、半導体スイッチング素子３１ｃおよび半導体スイッチング素子３１ｄは、それぞれ、特許請求の範囲の「第３半導体スイッチング素子」および「第４半導体スイッチング素子」の一例である。 The inverter section 30 (30a, 30b) includes a plurality of semiconductor switching elements 31a to 31d. The inverter section 30 converts the DC voltage smoothed by the rectifier circuit 10 (10a, 10b) into an AC voltage by switching the plurality of semiconductor switching elements 31a to 31d. Then, the AC voltage converted by the semiconductor switching element 31 is output from the inverter section 30 to the induction heating coil 210 of the induction heating device 200. Further, the inverter section 30 is provided for each rectifier circuit 10. That is, inverter sections 30a and 30b are provided for rectifier circuits 10a and 10b, respectively. Note that the semiconductor switching element 31a and the semiconductor switching element 31b are examples of a "first semiconductor switching element" and a "second semiconductor switching element" in the claims, respectively. Furthermore, the semiconductor switching element 31c and the semiconductor switching element 31d are examples of a "third semiconductor switching element" and a "fourth semiconductor switching element" in the claims, respectively.

半導体スイッチング素子３１ａ～３１ｄの各々は、ＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子である。半導体スイッチング素子３１ａ～３１ｄの各々が、たとえばＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ‐Ｏｘｉｄｅ－ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄ－ＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であってもよい。 Each of the semiconductor switching elements 31a to 31d is an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) element. Each of the semiconductor switching elements 31a to 31d may be, for example, a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor).

インバータ部３０ａおよびインバータ部３０ｂの各々は、半導体モジュール３２ａおよび半導体モジュール３２ｂを含む。半導体モジュール３２ａには、半導体スイッチング素子３１ａおよび半導体スイッチング素子３１ｂが収容されている。半導体モジュール３２ｂには、半導体スイッチング素子３１ｃおよび半導体スイッチング素子３１ｄが収容されている。 Each of inverter section 30a and inverter section 30b includes a semiconductor module 32a and a semiconductor module 32b. The semiconductor module 32a accommodates a semiconductor switching element 31a and a semiconductor switching element 31b. The semiconductor module 32b houses a semiconductor switching element 31c and a semiconductor switching element 31d.

そして、図１には図示しないが、半導体モジュール３２ａおよび半導体モジュール３２ｂの各々は、複数の半導体モジュールが並列接続されている。たとえば、半導体モジュール３２ａおよび半導体モジュール３２ｂの各々は、６並列分設けられている。 Although not shown in FIG. 1, each of the semiconductor module 32a and the semiconductor module 32b includes a plurality of semiconductor modules connected in parallel. For example, six semiconductor modules 32a and six semiconductor modules 32b are provided in parallel.

また、スタック４０ａおよびスタック４０ｂの各々のインバータ部３０は、互いに直列に接続される半導体スイッチング素子３１ａと半導体スイッチング素子３１ｂとからなる直列回路３３ａと、互いに直列に接続される半導体スイッチング素子３１ｃと半導体スイッチング素子３１ｄとからなる直列回路３３ｂと、が互いに並列に接続されているフルブリッジ回路を含む。すなわち、直列回路３３ａおよび直列回路３３ｂは、それぞれ、半導体モジュール３２ａおよび半導体モジュール３２ｂに収容されている。なお、直列回路３３ａおよび直列回路３３ｂは、それぞれ、特許請求の範囲の「第１直列回路」および「第２直列回路」の一例である。 Further, each inverter section 30 of the stack 40a and the stack 40b includes a series circuit 33a consisting of a semiconductor switching element 31a and a semiconductor switching element 31b connected in series with each other, and a semiconductor switching element 31c and a semiconductor switching element 31c connected in series with each other. The switching element 31d includes a full bridge circuit in which a series circuit 33b and a switching element 31d are connected in parallel with each other. That is, the series circuit 33a and the series circuit 33b are housed in the semiconductor module 32a and the semiconductor module 32b, respectively. Note that the series circuit 33a and the series circuit 33b are examples of a "first series circuit" and a "second series circuit" in the claims, respectively.

また、複数のスタック４０（４０ａ、４０ｂ）は、インバータ部３０の出力側において互いに直列に接続されることによりユニット直列接続部４１を構成する。また、電力変換装置１００には、互いに直列に接続されるスタック４０ａとスタック４０ｂとを接続する配線であるバスバー８０が設けられている。なお、バスバー８０は、特許請求の範囲の「ユニット間接続配線」の一例である。 Further, the plurality of stacks 40 (40a, 40b) are connected in series to each other on the output side of the inverter section 30, thereby forming a unit series connection section 41. Further, the power conversion device 100 is provided with a bus bar 80 that is a wiring that connects the stack 40a and the stack 40b that are connected in series to each other. Note that the bus bar 80 is an example of "inter-unit connection wiring" in the claims.

また、インバータ部３０ａの半導体スイッチング素子３１ａと半導体スイッチング素子３１ｂとの接続点に設けられる出力端Ａと、誘導加熱コイル２１０の一方端側とが、コンデンサ２１１を介して電気的に接続されている。また、インバータ部３０ｂの半導体スイッチング素子３１ｃと半導体スイッチング素子３１ｄとの接続点に設けられる出力端Ｂと、誘導加熱コイル２１０の他方端側とが、コンデンサ２１２を介して電気的に接続されている。 Further, an output terminal A provided at the connection point between the semiconductor switching element 31a and the semiconductor switching element 31b of the inverter section 30a and one end side of the induction heating coil 210 are electrically connected via a capacitor 211. . Further, an output terminal B provided at the connection point between the semiconductor switching element 31c and the semiconductor switching element 31d of the inverter section 30b and the other end side of the induction heating coil 210 are electrically connected via a capacitor 212. .

ここで、第１実施形態では、電力変換装置１００は、バスバー８０を接地することにより、ユニット直列接続部４１の正側電位と負側電位との中間の中間電位を接地電位にする中間接地部５０を備える。具体的には、バスバー８０の電位が中間接地部５０により接地電位にされることによって、ユニット直列接続部４１の中間電位が対地電位となる（すなわち図２において０＝対地電位となる）。これにより、ユニット直列接続部４１における最大電位の絶対値および最小電位の絶対値は対地電位に対し互いに等しくなる。すなわち、ユニット直列接続部４１における最大電位と最小電位との電位差が２Ｖｐであるとすると、上記最大電位および上記最小電位は、それぞれ、Ｖｐおよび－Ｖｐとなる。したがって、ユニット直列接続部４１（電力変換装置１００）における対地間電位はＶｐとなる。なお、ユニット直列接続部４１（電力変換装置１００）における対地間電位Ｖｐ（中間電位）は、複数のスタック４０（４０ａ、４０ｂ）ごとのインピーダンスのばらつきにより、必ずしも正側電位（Ｖｐ）と負側電位（－Ｖｐ）との中央の電位とはならず、一定の範囲で変動し得る。この変動が大きい場合、電力変換装置１００と後述の筐体６０との絶縁距離が不足し、電力変換装置１００が地絡する虞がある。そのため、中央の電位からのずれが微小となるようにする必要がある。本実施形態では、複数のスタック４０（４０ａ、４０ｂ）の構造を互いに共通にするとともにスタック４０（４０ａ、４０ｂ）ごとに使用される部品を互いに共通にすることで、複数のスタック４０（４０ａ、４０ｂ）ごとのインピーダンスのばらつきを抑制することが可能である。その結果、中央の電位からのずれを微小とする事が可能である。 Here, in the first embodiment, the power converter 100 has an intermediate grounding section that sets the intermediate potential between the positive side potential and the negative side potential of the unit series connection section 41 to the ground potential by grounding the bus bar 80. 50. Specifically, by setting the potential of the bus bar 80 to the ground potential by the intermediate grounding section 50, the intermediate potential of the unit series connection section 41 becomes the ground potential (that is, 0=ground potential in FIG. 2). As a result, the absolute value of the maximum potential and the absolute value of the minimum potential in the unit series connection portion 41 become equal to each other with respect to the ground potential. That is, assuming that the potential difference between the maximum potential and the minimum potential in the unit series connection section 41 is 2Vp, the maximum potential and the minimum potential are Vp and -Vp, respectively. Therefore, the potential to ground in the unit series connection section 41 (power conversion device 100) becomes Vp. Note that the potential to ground Vp (intermediate potential) in the unit series connection portion 41 (power converter 100) does not necessarily differ between the positive side potential (Vp) and the negative side due to impedance variations among the plurality of stacks 40 (40a, 40b). The potential is not at the center of the potential (-Vp) and can vary within a certain range. If this variation is large, the insulation distance between the power converter 100 and a casing 60, which will be described later, may be insufficient, and there is a possibility that the power converter 100 may cause a ground fault. Therefore, it is necessary to ensure that the deviation from the central potential is minute. In this embodiment, the plurality of stacks 40 (40a, 40b) are made to have a common structure and the parts used for each stack 40 (40a, 40b) are common to each other. It is possible to suppress variations in impedance for each 40b). As a result, it is possible to minimize the deviation from the central potential.

なお、電力変換装置１００では、対地（後述するアース５３）には電流は流れない。これは、電力変換装置１００が、アース５３の１点のみにおいて接地されているので、２点以上が接地されている場合と異なり、接地点同士を通過する電流経路（アース５３を経由する電流経路）が形成されないためである。また、電力変換装置１００の入力配線の配線長が長い場合には、入力配線の中性点が入力配線の浮遊容量により接地される場合がある。すなわち、電力変換装置１００の接地点（アース５３）と入力配線の中性点との２点が接地される。この場合でも、電力変換装置１００の接地点（アース５３）の電位が中性点と略同電位であるので、電力変換装置１００の接地点（アース５３）と中性点との間には電流は流れず、アース５３を経由する電流経路は形成されない。 Note that in the power conversion device 100, no current flows to the ground (earth 53, which will be described later). This is because the power converter 100 is grounded at only one point, the ground 53, so unlike the case where two or more points are grounded, the current path passing through the ground points (the current path passing through the ground 53) is different from the case where two or more points are grounded. ) is not formed. Further, when the input wiring of the power converter 100 has a long wiring length, the neutral point of the input wiring may be grounded due to the stray capacitance of the input wiring. That is, two points, the grounding point (earth 53) of the power converter 100 and the neutral point of the input wiring, are grounded. Even in this case, since the potential of the ground point (earth 53) of the power converter 100 is approximately the same potential as the neutral point, there is no current between the ground point (earth 53) of the power converter 100 and the neutral point. does not flow, and a current path via ground 53 is not formed.

また、中間接地部５０は、抵抗素子５１と、接地用配線５２とを含む。抵抗素子５１は、接地用配線５２上に設けられている。また、抵抗素子５１の抵抗値は、約５０Ωである。また、接地用配線５２は、ケーブル配線（束線）である。なお、図示しない電流センサにより抵抗素子５１に流れる電流が所定の値以上であることが検知された場合、図示しない制御部により地絡が発生していると判断される。 Further, the intermediate grounding section 50 includes a resistance element 51 and a grounding wiring 52. The resistance element 51 is provided on the grounding wiring 52. Further, the resistance value of the resistance element 51 is approximately 50Ω. Further, the grounding wiring 52 is a cable wiring (bundled wire). Note that when a current sensor (not shown) detects that the current flowing through the resistance element 51 is equal to or higher than a predetermined value, a control unit (not shown) determines that a ground fault has occurred.

また、第１実施形態では、中間接地部５０は、抵抗素子５１を介してバスバー８０を接地するように設けられている。接地用配線５２は、バスバー８０と抵抗素子５１とを接続する第１配線５２ａと、抵抗素子５１とアース５３とを接続する第２配線５２ｂとを含む。第１配線５２ａとバスバー８０とは接続点Ｅにおいて接続されている。 Further, in the first embodiment, the intermediate ground portion 50 is provided to ground the bus bar 80 via the resistive element 51. The grounding wiring 52 includes a first wiring 52a that connects the bus bar 80 and the resistance element 51, and a second wiring 52b that connects the resistance element 51 and the ground 53. The first wiring 52a and the bus bar 80 are connected at a connection point E.

また、本実施形態では、中間接地部５０により接地されているバスバー８０は、互いに直列に接続されているスタック４０のインバータ部３０同士を接続するように設けられている。 Further, in this embodiment, the bus bar 80 that is grounded by the intermediate ground section 50 is provided to connect the inverter sections 30 of the stack 40 that are connected in series to each other.

具体的には、中間接地部５０により接地されているバスバー８０は、インバータ部３０の出力端Ｃおよび出力端Ｄを接続することにより、複数のスタック４０同士を直列に接続するように設けられている。すなわち、バスバー８０は、中間接地部５０により接地されることと、スタック４０同士を直列に接続することとの両方の機能（役割）を有している。 Specifically, the bus bar 80 grounded by the intermediate grounding section 50 is provided to connect the plurality of stacks 40 in series by connecting the output terminals C and D of the inverter section 30. There is. That is, the bus bar 80 has both the functions (roles) of being grounded by the intermediate ground portion 50 and connecting the stacks 40 in series.

詳細には、中間接地部５０により接地されているバスバー８０は、スタック４０ａのフルブリッジ回路における直列回路３３ｂの出力端Ｃと、スタック４０ｂのフルブリッジ回路における直列回路３３ａの出力端Ｄと、を接続するように設けられている。これにより、半導体スイッチング素子３１ａおよび半導体スイッチング素子３１ｄがオンされ、かつ、半導体スイッチング素子３１ｂおよび半導体スイッチング素子３１ｃがオフされている場合に、バスバー８０により、スタック４０ａの負極側配線４２ｂとスタック４０ｂの正極側配線４２ｃとが導通される。これにより、スタック４０ａの負側電圧（以下、電圧Ｎ１）とスタック４０ｂの正側電圧（以下、電圧Ｐ２）とが同電位にされる。また、半導体スイッチング素子３１ａおよび半導体スイッチング素子３１ｄがオフされ、かつ、半導体スイッチング素子３１ｂおよび半導体スイッチング素子３１ｃがオンされている場合に、バスバー８０により、スタック４０ａの正極側配線４２ａとスタック４０ｂの負極側配線４２ｄとが導通される。これにより、スタック４０ａの正側電圧（以下、電圧Ｐ１）とスタック４０ｂの負側電圧（以下、電圧Ｎ２）とが同電位にされる。なお、正極側配線４２ａ、負極側配線４２ｂ、正極側配線４２ｃ、および負極側配線４２ｄの各々は、バスバーにより構成されている。 Specifically, the bus bar 80 grounded by the intermediate ground portion 50 connects the output terminal C of the series circuit 33b in the full bridge circuit of the stack 40a and the output terminal D of the series circuit 33a in the full bridge circuit of the stack 40b. provided to connect. As a result, when the semiconductor switching element 31a and the semiconductor switching element 31d are turned on and the semiconductor switching element 31b and the semiconductor switching element 31c are turned off, the bus bar 80 connects the negative electrode side wiring 42b of the stack 40a and the stack 40b. The positive electrode side wiring 42c is electrically connected. As a result, the negative side voltage of the stack 40a (hereinafter referred to as voltage N1) and the positive side voltage of the stack 40b (hereinafter referred to as voltage P2) are brought to the same potential. Further, when the semiconductor switching element 31a and the semiconductor switching element 31d are turned off and the semiconductor switching element 31b and the semiconductor switching element 31c are turned on, the bus bar 80 connects the positive electrode side wiring 42a of the stack 40a and the negative electrode of the stack 40b. The side wiring 42d is electrically connected. As a result, the positive side voltage of the stack 40a (hereinafter referred to as voltage P1) and the negative side voltage of the stack 40b (hereinafter referred to as voltage N2) are brought to the same potential. In addition, each of the positive electrode side wiring 42a, the negative electrode side wiring 42b, the positive electrode side wiring 42c, and the negative electrode side wiring 42d is constituted by a bus bar.

具体的には、図２に示すように、半導体スイッチング素子３１ａおよび半導体スイッチング素子３１ｄがオンされ、かつ、半導体スイッチング素子３１ｂおよび半導体スイッチング素子３１ｃがオフされている場合に、電圧Ｐ１および電圧Ｎ２は、それぞれ、Ｖｐおよび－Ｖｐとなり、電圧Ｎ１および電圧Ｐ２の各々は、Ｖｐと－Ｖｐとの中間電位の０Ｖになる。この場合、コンデンサ２１１の電圧Ｖｕおよびコンデンサ２１２の電圧Ｖｖは、それぞれ、Ｖｐおよび－Ｖｐとなる。 Specifically, as shown in FIG. 2, when semiconductor switching element 31a and semiconductor switching element 31d are turned on and semiconductor switching element 31b and semiconductor switching element 31c are turned off, voltage P1 and voltage N2 are , respectively, and voltage N1 and voltage P2 each become 0V, which is an intermediate potential between Vp and -Vp. In this case, the voltage Vu of the capacitor 211 and the voltage Vv of the capacitor 212 are Vp and -Vp, respectively.

また、半導体スイッチング素子３１ａおよび半導体スイッチング素子３１ｄがオフされ、かつ、半導体スイッチング素子３１ｂおよび半導体スイッチング素子３１ｃがオンされている場合に、電圧Ｎ１および電圧Ｐ２は、それぞれ、－ＶｐおよびＶｐとなり、電圧Ｐ１および電圧Ｎ２の各々は、Ｖｐと－Ｖｐとの中間電位の０Ｖになる。この場合、コンデンサ２１１の電圧Ｖｕおよびコンデンサ２１２の電圧Ｖｖは、それぞれ、－ＶｐおよびＶｐとなる。 Further, when the semiconductor switching element 31a and the semiconductor switching element 31d are turned off, and the semiconductor switching element 31b and the semiconductor switching element 31c are turned on, the voltage N1 and the voltage P2 become -Vp and Vp, respectively, and the voltage Each of P1 and voltage N2 becomes 0V, which is an intermediate potential between Vp and -Vp. In this case, voltage Vu of capacitor 211 and voltage Vv of capacitor 212 are -Vp and Vp, respectively.

なお、図１に示すように、スタック４０ａの正極側配線４２ａは、スタック４０ａにおけるインバータ部３０ａの正側入力端３４ａと接続される。インバータ部３０ａの正側入力端３４ａとは、インバータ部３０ａの半導体スイッチング素子３１ａおよび半導体スイッチング素子３１ｃの各々の正側端子（コレクタ端子）を意味する。また、スタック４０ａの負極側配線４２ｂは、スタック４０ａにおけるインバータ部３０ａの負側入力端３４ｂと接続される。インバータ部３０ａの負側入力端３４ｂとは、インバータ部３０ａの半導体スイッチング素子３１ｂおよび半導体スイッチング素子３１ｄの各々の負側端子（エミッタ端子）を意味する。なお、正側入力端３４ａおよび負側入力端３４ｂは、特許請求の範囲の「入力端」の一例である。 Note that, as shown in FIG. 1, the positive wiring 42a of the stack 40a is connected to the positive input end 34a of the inverter section 30a in the stack 40a. The positive side input terminal 34a of the inverter section 30a means the positive side terminal (collector terminal) of each of the semiconductor switching element 31a and the semiconductor switching element 31c of the inverter section 30a. Further, the negative wiring 42b of the stack 40a is connected to the negative input terminal 34b of the inverter section 30a in the stack 40a. The negative side input terminal 34b of the inverter section 30a means the negative side terminal (emitter terminal) of each of the semiconductor switching element 31b and the semiconductor switching element 31d of the inverter section 30a. Note that the positive input end 34a and the negative input end 34b are examples of "input ends" in the claims.

また、スタック４０ｂの正極側配線４２ｃは、スタック４０ｂにおけるインバータ部３０ｂの正側入力端３４ｃと接続される。インバータ部３０ｂの正側入力端３４ｃとは、インバータ部３０ｂの半導体スイッチング素子３１ａおよび半導体スイッチング素子３１ｃの各々の正側端子（コレクタ端子）を意味する。また、スタック４０ｂの負極側配線４２ｄは、スタック４０ｂにおけるインバータ部３０ｂの負側入力端３４ｄと接続される。インバータ部３０ｂの負側入力端３４ｄとは、インバータ部３０ｂの半導体スイッチング素子３１ｂおよび半導体スイッチング素子３１ｄの各々の負側端子（エミッタ端子）を意味する。なお、正側入力端３４ｃおよび負側入力端３４ｄは、特許請求の範囲の「入力端」の一例である。 Further, the positive wiring 42c of the stack 40b is connected to the positive input end 34c of the inverter section 30b in the stack 40b. The positive side input terminal 34c of the inverter section 30b means the positive side terminal (collector terminal) of each of the semiconductor switching element 31a and the semiconductor switching element 31c of the inverter section 30b. Furthermore, the negative wiring 42d of the stack 40b is connected to the negative input end 34d of the inverter section 30b in the stack 40b. The negative side input terminal 34d of the inverter section 30b means the negative side terminal (emitter terminal) of each of the semiconductor switching element 31b and the semiconductor switching element 31d of the inverter section 30b. Note that the positive input end 34c and the negative input end 34d are examples of "input ends" in the claims.

（電力変換装置の構造の概略）
次に、図３および図４を参照して、電力変換装置１００の構造の概略について説明する。 (Summary of structure of power converter)
Next, with reference to FIGS. 3 and 4, an outline of the structure of the power conversion device 100 will be described.

図３に示すように、電力変換装置１００では、２つのスタック４０（スタック４０ａおよびスタック４０ｂ）が、１つの筐体６０において、上下方向（Ｚ方向）に並ぶように配置されている。そして、スタック４０ａおよびスタック４０ｂは、筐体６０において、それぞれ、下側（Ｚ２側）および上側（Ｚ１側）に配置されている。 As shown in FIG. 3, in the power conversion device 100, two stacks 40 (stack 40a and stack 40b) are arranged in one housing 60 so as to be lined up in the vertical direction (Z direction). The stack 40a and the stack 40b are arranged on the lower side (Z2 side) and the upper side (Z1 side) of the housing 60, respectively.

以下の説明では、筐体６０の上下方向、左右方向および前後方向を、それぞれ、Ｚ方向、Ｘ方向およびＹ方向とする。また、上方向（上側）、下方向（下側）、左側、右側、前側および後側を、それぞれ、Ｚ１方向（Ｚ１側）、Ｚ２方向（Ｚ２側）、Ｘ１側、Ｘ２側、Ｙ１側およびＹ２側とする。 In the following description, the up-down direction, left-right direction, and front-back direction of the housing 60 are referred to as the Z direction, the X direction, and the Y direction, respectively. In addition, the upper direction (upper side), lower direction (lower side), left side, right side, front side, and rear side are respectively Z1 direction (Z1 side), Z2 direction (Z2 side), X1 side, X2 side, Y1 side and Set it to the Y2 side.

また、図４に示すように、スタック４０ａの正極側配線４２ａおよび負極側配線４２ｂと、スタック４０ｂの正極側配線４２ｃおよび負極側配線４２ｄとは、互いに、Ｚ方向と直交するとともにスタック４０ａとスタック４０ｂとの間の中央の中央面９０に対して略対称となるように構成されている。すなわち、電力変換装置１００では、複数のスタック４０（スタック４０ａおよび４０ｂ）内の構造（スタック４０内における部材の形状、および、スタック４０内における部材間の相対的な配置）が、互いに、略等しくなるように構成されている。 Further, as shown in FIG. 4, the positive wiring 42a and the negative wiring 42b of the stack 40a and the positive wiring 42c and the negative wiring 42d of the stack 40b are perpendicular to the Z direction and are mutually perpendicular to the Z direction. 40b. That is, in the power conversion device 100, the structures (the shapes of the members in the stack 40 and the relative arrangement of the members in the stack 40) in the plurality of stacks 40 (stack 40a and 40b) are approximately equal to each other. It is configured to be.

また、バスバー８０は、Ｚ方向に沿うとともにバスバー８０のＹ方向における中央線９１に対して、略対称となる形状を有する。また、バスバー８０は、スタック４０ａ側に設けられた第１部分８１と、スタック４０ｂ側に設けられた第２部分８２と、第１部分８１と第２部分８２とを接続するように設けられた第３部分８３と、を含む。 Further, the bus bar 80 has a shape that is along the Z direction and is approximately symmetrical with respect to a center line 91 of the bus bar 80 in the Y direction. Further, the bus bar 80 is provided to connect a first portion 81 provided on the stack 40a side, a second portion 82 provided on the stack 40b side, and the first portion 81 and the second portion 82. A third portion 83 is included.

図３に示すように、抵抗素子５１は、スタック４０ａの下方（Ｚ２側）において、Ｘ方向に沿って延びるように設けられている。図４に示すように、バスバー８０と抵抗素子５１とを接続する接地用配線５２の第１配線５２ａは、バスバー８０の第１部分８１と、抵抗素子５１のＸ１側の端子５１ａとを接続する。第１配線５２ａは、筐体６０に沿うように、第１部分８１から端子５１ａまで配線されている。なお、第１配線５２ａとバスバー８０との接続点Ｅが、第３部分８３のＺ方向における中央に設けられることにより、スタック４０ａと抵抗素子５１との間の配線距離と、スタック４０ｂと抵抗素子５１との間の配線距離とが均等になるように構成されていてもよい。 As shown in FIG. 3, the resistance element 51 is provided below the stack 40a (on the Z2 side) so as to extend along the X direction. As shown in FIG. 4, the first wiring 52a of the grounding wiring 52 that connects the bus bar 80 and the resistance element 51 connects the first portion 81 of the bus bar 80 and the terminal 51a of the resistance element 51 on the X1 side. . The first wiring 52a is wired along the housing 60 from the first portion 81 to the terminal 51a. Note that by providing the connection point E between the first wiring 52a and the bus bar 80 at the center of the third portion 83 in the Z direction, the wiring distance between the stack 40a and the resistance element 51 and the distance between the stack 40b and the resistance element 51 may be configured such that the wiring distance between the two terminals and the terminal 51 is equal.

図３に示すように、接地用配線５２の第２配線５２ｂは、抵抗素子５１のＸ２側の端子５１ｂとアース５３とを接続する。アース５３は、スタック４０ａのＹ１側に設けられている。第２配線５２ｂは、筐体６０に沿うように、抵抗素子５１の端子５１ｂからアース５３で配線されている。 As shown in FIG. 3, the second wiring 52b of the grounding wiring 52 connects the X2 side terminal 51b of the resistance element 51 and the ground 53. The ground 53 is provided on the Y1 side of the stack 40a. The second wiring 52b is wired along the housing 60 from the terminal 51b of the resistive element 51 to the ground 53.

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。 (Effects of the first embodiment)
In the first embodiment, the following effects can be obtained.

第１実施形態では、上記のように、互いに直列に接続されるスタック４０同士を接続する配線であるバスバー８０を接地することにより、ユニット直列接続部４１の正側電位と負側電位との中間の中間電位を接地電位にする中間接地部５０を備えるように、電力変換装置１００を構成する。これにより、たとえばユニット直列接続部４１の正側電位を接地電位にする場合に比べて、ユニット直列接続部４１の負側電位と接地電位との電位差を小さくすることができる。ユニット直列接続部４１の負側電位を接地電位にする場合も同様である。その結果、ユニット直列接続部４１の正側電位または負側電位を接地電位にする場合に比べて、インバータ部３０において対地との絶縁距離を小さくすることができる。ここで、電力変換装置１００では、使用者の感電防止のため筐体６０が接地され、筐体６０が対地電位とされている。したがって、インバータ部３０において筐体６０（対地電位）との絶縁距離が小さくされることにより、電力変換装置１００が大型化するのを抑制することができる。したがって、インバータ部３０の出力側においてスタック４０を互いに直列に接続する場合に、電力変換装置１００が大型化するのを抑制することができる。 In the first embodiment, as described above, by grounding the bus bar 80 which is the wiring connecting the stacks 40 connected in series, the intermediate potential between the positive side potential and the negative side potential of the unit series connection part 41 is The power conversion device 100 is configured to include an intermediate grounding section 50 that sets the intermediate potential of the power converter to the ground potential. As a result, the potential difference between the negative side potential of the unit series connection part 41 and the ground potential can be made smaller compared to, for example, when the positive side potential of the unit series connection part 41 is set to the ground potential. The same applies when the negative side potential of the unit series connection section 41 is set to the ground potential. As a result, the insulation distance from the ground in the inverter section 30 can be made smaller than when the positive side potential or the negative side potential of the unit series connection section 41 is set to the ground potential. Here, in the power conversion device 100, the casing 60 is grounded to prevent the user from getting an electric shock, and the casing 60 is set at ground potential. Therefore, by reducing the insulation distance from the casing 60 (ground potential) in the inverter unit 30, it is possible to suppress the power converter 100 from increasing in size. Therefore, when the stacks 40 are connected in series on the output side of the inverter unit 30, it is possible to suppress the power converter 100 from increasing in size.

また、第１実施形態では、上記のように、中間接地部５０が、抵抗素子５１を介してバスバー８０を接地するように、電力変換装置１００を構成する。これにより、電力変換装置１００において地絡が発生した場合に流れる地絡電流を抵抗素子５１によって小さくすることができる。その結果、大きな地絡電流が流れるのを抑制することができるので、電力変換装置１００に異常が生じるのを抑制することができる。 Further, in the first embodiment, the power converter 100 is configured such that the intermediate grounding section 50 grounds the bus bar 80 via the resistive element 51 as described above. Thereby, the ground fault current that flows when a ground fault occurs in the power conversion device 100 can be reduced by the resistance element 51. As a result, it is possible to suppress the flow of a large ground fault current, and therefore it is possible to suppress the occurrence of an abnormality in the power conversion device 100.

また、第１実施形態では、上記のように、中間接地部５０により接地されているバスバー８０が、互いに直列に接続されているスタック４０のインバータ部３０同士を接続するように、電力変換装置１００を構成する。これにより、互いに直列に接続されているスタック４０のインバータ部３０同士の間の中間電位を、バスバー８０を介して中間接地部５０により接地電位にすることができる。 Further, in the first embodiment, as described above, the power conversion device 100 is arranged such that the bus bar 80 grounded by the intermediate grounding section 50 connects the inverter sections 30 of the stack 40 that are connected in series. Configure. Thereby, the intermediate potential between the inverter sections 30 of the stack 40 connected in series can be brought to the ground potential by the intermediate ground section 50 via the bus bar 80.

また、第１実施形態では、上記のように、中間接地部５０により接地されているバスバー８０が、インバータ部３０の出力端（Ｃ、Ｄ）同士を接続することにより、複数のスタック４０同士を直列に接続するように、電力変換装置１００を構成する。これにより、スタック４０同士を直列に接続するために用いられる配線を、接地のために用いられるバスバー８０として流用することができるので、電力変換装置１００の部品点数（配線の数）低減することができる。 Further, in the first embodiment, as described above, the bus bar 80 grounded by the intermediate ground section 50 connects the output ends (C, D) of the inverter section 30 to each other, thereby connecting the plurality of stacks 40 to each other. Power conversion device 100 is configured to be connected in series. As a result, the wiring used to connect the stacks 40 in series can be used as the bus bar 80 used for grounding, so the number of parts (the number of wiring) of the power converter 100 can be reduced. can.

また、第１実施形態では、上記のように、中間接地部５０により接地されているバスバー８０が、スタック４０ａのフルブリッジ回路における直列回路３３ｂの出力端Ｃと、スタック４０ｂのフルブリッジ回路における直列回路３３ａの出力端Ｄと、を接続するように、電力変換装置１００を構成する。これにより、スタック４０ａの直列回路３３ｂの出力端Ｃと、スタック４０ｂの直列回路３３ａの出力端Ｄとの間の中間電位を、バスバー８０を介して中間接地部５０により接地電位にすることができる。 Further, in the first embodiment, as described above, the bus bar 80 grounded by the intermediate grounding section 50 connects the output terminal C of the series circuit 33b in the full bridge circuit of the stack 40a and the series circuit in the full bridge circuit of the stack 40b. The power conversion device 100 is configured to connect the output terminal D of the circuit 33a. Thereby, the intermediate potential between the output terminal C of the series circuit 33b of the stack 40a and the output terminal D of the series circuit 33a of the stack 40b can be brought to the ground potential by the intermediate grounding section 50 via the bus bar 80. .

［第２実施形態］
図５を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、複数のスタック４０がインバータ部３０の入力側において直列に接続されている。なお、上記第１実施形態と同様の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。 [Second embodiment]
A second embodiment will be described with reference to FIG. 5. In the second embodiment, unlike the first embodiment, a plurality of stacks 40 are connected in series on the input side of the inverter section 30. Note that the same configurations as those in the first embodiment are shown with the same reference numerals in the drawings, and the description thereof will be omitted.

（電力変換装置の回路構成）
図５を参照して、電力変換装置４００の回路構成について説明する。 (Circuit configuration of power converter)
The circuit configuration of power conversion device 400 will be described with reference to FIG. 5.

図５に示すように、電力変換装置４００は、互いに直列に接続されるスタック４０ａとスタック４０ｂとを接続する配線であるユニット間接続配線１８０を備える。ユニット間接続配線１８０は、配線１８１と、配線１８２と、配線１８３と、配線１８４と、配線１８５と、を含む。また、ユニット間接続配線１８０（１８１～１８５）は、ケーブル配線（束線）である。なお、配線１８５は、特許請求の範囲の「ダイオード間配線」の一例である。 As shown in FIG. 5, the power conversion device 400 includes an inter-unit connection wiring 180 that connects a stack 40a and a stack 40b that are connected in series. Inter-unit connection wiring 180 includes wiring 181, wiring 182, wiring 183, wiring 184, and wiring 185. Further, the inter-unit connection wiring 180 (181 to 185) is cable wiring (bundled wire). Note that the wiring 185 is an example of "inter-diode wiring" in the claims.

ここで、第２実施形態では、ユニット間接続配線１８０は、インバータ部３０の入力端（３４ａ～３４ｄ）同士を接続するように設けられている。具体的には、ユニット間接続配線１８０は、インバータ部３０ａの正極側配線４２ａおよび負極側配線４２ｂと、インバータ部３０ｂの正極側配線４２ｃおよび負極側配線４２ｄとにより、インバータ部３０ａの入力端（３４ａ、３４ｂ）と、インバータ部３０ｂの入力端（３４ｃ、３４ｄ）とを接続している。 Here, in the second embodiment, the inter-unit connection wiring 180 is provided to connect the input ends (34a to 34d) of the inverter section 30 to each other. Specifically, the inter-unit connection wiring 180 connects the input terminal ( 34a, 34b) and input ends (34c, 34d) of the inverter section 30b.

詳細には、ユニット間接続配線１８０は、スタック４０ａの正極側配線４２ａおよびスタック４０ｂの正極側配線４２ｃと、スタック４０ａの負極側配線４２ｂおよびスタック４０ｂの負極側配線４２ｄとを接続するように設けられている。これにより、インバータ部３０の正側入力端（３４ａ、３４ｃ）と、インバータ部３０の負側入力端（３４ｂ、３４ｄ）とが、正極側配線４２ａ、負極側配線４２ｂ、正極側配線４２ｃ、負極側配線４２ｄ、およびユニット間接続配線１８０により接続されている。 Specifically, the inter-unit connection wiring 180 is provided to connect the positive wiring 42a of the stack 40a and the positive wiring 42c of the stack 40b with the negative wiring 42b of the stack 40a and the negative wiring 42d of the stack 40b. It is being As a result, the positive side input terminals (34a, 34c) of the inverter section 30 and the negative side input terminals (34b, 34d) of the inverter section 30 are connected to the positive side wiring 42a, the negative side wiring 42b, the positive side wiring 42c, the negative side They are connected by side wiring 42d and inter-unit connection wiring 180.

また、電力変換装置４００は、ユニット間接続配線１８０を接地することにより、ユニット直列接続部４１の中間電位を接地電位にする中間接地部１５０を備える。中間接地部１５０は、抵抗素子１５１と、アースに接続されている接地用配線１５２と、を含む。抵抗素子１５１は、接地用配線１５２上に設けられている。抵抗素子１５１の抵抗値は、約５０Ωである。また、接地用配線１５２は、ケーブル配線（束線）である。なお、図示しない電流センサにより抵抗素子１５１に流れる電流が所定の値以上であることが検知された場合に、図示しない制御部により地絡が発生していると判断される。 The power conversion device 400 also includes an intermediate grounding section 150 that sets the intermediate potential of the unit series connection section 41 to the ground potential by grounding the inter-unit connection wiring 180. Intermediate grounding section 150 includes a resistance element 151 and a grounding wire 152 connected to earth. The resistance element 151 is provided on the grounding wiring 152. The resistance value of the resistance element 151 is approximately 50Ω. Further, the grounding wiring 152 is a cable wiring (bundled wire). Note that when a current sensor (not shown) detects that the current flowing through the resistance element 151 is equal to or higher than a predetermined value, a control unit (not shown) determines that a ground fault has occurred.

また、インバータ部３０が停止中に正極側配線４２ａ、負極側配線４２ｂ、正極側配線４２ｃ、または負極側配線４２ｄが短絡した場合でも、ユニット間接続配線１８０がインバータ部３０の入力端（３４ａ～３４ｄ）同士を接続することによって、ユニット間接続配線１８０を介して抵抗素子１５１に電流が流れるので、抵抗素子１５１に流れる電流値に基づいて地絡の検出が可能である。 Furthermore, even if the positive wiring 42a, negative wiring 42b, positive wiring 42c, or negative wiring 42d is short-circuited while the inverter section 30 is stopped, the inter-unit connection wiring 180 is connected to the input terminals (34a to 34a) of the inverter section 30. 34d), a current flows through the resistance element 151 via the inter-unit connection wiring 180, so a ground fault can be detected based on the value of the current flowing through the resistance element 151.

中間接地部１５０には、一対の正側ダイオード部１５３が設けられている。一対の正側ダイオード部１５３は、スタック４０ａの正極側配線４２ａと接続されるアノードを有するダイオード１５３ａと、スタック４０ｂの正極側配線４２ｃと接続されるアノードを有するとともにダイオード１５３ａのカソードと接続されるカソードを有するダイオード１５３ｂと、を含む。正極側配線４２ａとダイオード１５３ａとは、配線１８１により接続されている。また、正極側配線４２ｃとダイオード１５３ｂとは、配線１８２により接続されている。すなわち、一対の正側ダイオード部１５３は、ユニット間接続配線１８０上に設けられている。なお、ダイオード１５３ａおよびダイオード１５３ｂは、それぞれ、特許請求の範囲の「第１ダイオード」および「第２ダイオード」の一例である。 A pair of positive side diode portions 153 are provided in the intermediate ground portion 150 . The pair of positive side diode parts 153 have a diode 153a having an anode connected to the positive side wiring 42a of the stack 40a, and an anode connected to the positive side wiring 42c of the stack 40b, and are connected to the cathode of the diode 153a. A diode 153b having a cathode. The positive electrode side wiring 42a and the diode 153a are connected by a wiring 181. Further, the positive electrode side wiring 42c and the diode 153b are connected by a wiring 182. That is, the pair of positive side diode portions 153 are provided on the inter-unit connection wiring 180. Note that the diode 153a and the diode 153b are examples of a "first diode" and a "second diode" in the claims, respectively.

また、中間接地部１５０には、一対の負側ダイオード部１５４が設けられている。一対の負側ダイオード部１５４は、スタック４０ａの負極側配線４２ｂと接続されるカソードを有するダイオード１５４ａと、スタック４０ｂの負極側配線４２ｄと接続されるカソードを有するとともにダイオード１５４ａのアノードと接続されるアノードを有するダイオード１５４ｂとを含む。負極側配線４２ｂとダイオード１５４ａとは、配線１８３により接続されている。負極側配線４２ｄとダイオード１５４ｂとは、配線１８４により接続されている。すなわち、一対の負側ダイオード部１５４は、ユニット間接続配線１８０上に設けられている。なお、ダイオード１５４ａおよびダイオード１５４ｂは、それぞれ、特許請求の範囲の「第３ダイオード」および「第４ダイオード」の一例である。 Furthermore, a pair of negative side diode portions 154 are provided in the intermediate ground portion 150 . The pair of negative side diode parts 154 have a diode 154a having a cathode connected to the negative side wiring 42b of the stack 40a, and a cathode connected to the negative side wiring 42d of the stack 40b, and are connected to the anode of the diode 154a. and a diode 154b having an anode. The negative electrode side wiring 42b and the diode 154a are connected by a wiring 183. The negative electrode side wiring 42d and the diode 154b are connected by a wiring 184. That is, the pair of negative side diode sections 154 are provided on the inter-unit connection wiring 180. Note that the diode 154a and the diode 154b are examples of a "third diode" and a "fourth diode" in the claims, respectively.

ここで、第２実施形態では、中間接地部１５０は、一対の正側ダイオード部１５３と一対の負側ダイオード部１５４とを接続する配線１８５を接地するように設けられている。具体的には、配線１８５と接地用配線１５２とが、接続点Ｆにおいて接続されている。 Here, in the second embodiment, the intermediate grounding section 150 is provided so as to ground the wiring 185 connecting the pair of positive side diode sections 153 and the pair of negative side diode sections 154. Specifically, the wiring 185 and the grounding wiring 152 are connected at a connection point F.

また、中間接地部１５０は、一対のコンデンサ１５５を含む。一対のコンデンサ１５５は、コンデンサ１５５ａと、コンデンサ１５５ｂと、を有する。一対のコンデンサ１５５は、配線１８５上に設けられている。なお、コンデンサ１５５ａおよびコンデンサ１５５ｂの各々の容量は、約１μＦである。 Further, the intermediate ground section 150 includes a pair of capacitors 155. The pair of capacitors 155 includes a capacitor 155a and a capacitor 155b. A pair of capacitors 155 are provided on wiring 185. Note that the capacitance of each of capacitor 155a and capacitor 155b is approximately 1 μF.

ここで、第２実施形態では、中間接地部１５０は、配線１８５のうち一対のコンデンサ１５５同士の間（コンデンサ１５５ａとコンデンサ１５５ｂとの間）の部分１８５ａを接地するように設けられている。すなわち、配線１８５と接地用配線１５２との接続点Ｆは、配線１８５の部分１８５ａ上に設けられている。 In the second embodiment, the intermediate grounding section 150 is provided to ground a portion 185a of the wiring 185 between a pair of capacitors 155 (between a capacitor 155a and a capacitor 155b). That is, the connection point F between the wiring 185 and the grounding wiring 152 is provided on the portion 185a of the wiring 185.

なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。 Note that the other configurations of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。 (Effects of the second embodiment)
In the second embodiment, the following effects can be obtained.

第２実施形態では、上記のように、ユニット間接続配線１８０が、インバータ部３０の入力端（３４ａ～３４ｄ）同士を接続するように、電力変換装置４００を構成する。これにより、インバータ部３０の入力端（３４ａ～３４ｄ）同士の間の電位を、ユニット間接続配線１８０を介して中間接地部１５０により接地電位にすることができる。 In the second embodiment, as described above, the power conversion device 400 is configured such that the inter-unit connection wiring 180 connects the input ends (34a to 34d) of the inverter section 30. As a result, the potential between the input ends (34a to 34d) of the inverter section 30 can be brought to the ground potential by the intermediate ground section 150 via the inter-unit connection wiring 180.

また、第２実施形態では、上記のように、ユニット間接続配線１８０が、スタック４０ａの正極側配線４２ａおよびスタック４０ｂの正極側配線４２ｃと、スタック４０ａの負極側配線４２ｂおよびスタック４０ｂの負極側配線４２ｄとを接続するように、電力変換装置４００を構成する。これにより、スタック４０ａおよびスタック４０ｂの各々の正極側配線（４２ａ、４２ｃ）と、スタック４０ａおよびスタック４０ｂの各々の負極側配線（４２ｂ、４２ｄ）とがユニット間接続配線１８０により接続されるので、電力変換装置４００の正側電位と負側電位との間の中間電位を、ユニット間接続配線１８０を介して中間接地部１５０により容易に接地電位にすることができる。 In addition, in the second embodiment, as described above, the inter-unit connection wiring 180 connects the positive wiring 42a of the stack 40a and the positive wiring 42c of the stack 40b, and the negative wiring 42b of the stack 40a and the negative wiring 42b of the stack 40b. The power conversion device 400 is configured to connect the wiring 42d. As a result, the positive wiring (42a, 42c) of each of the stacks 40a and 40b and the negative wiring (42b, 42d) of each of the stacks 40a and 40b are connected by the inter-unit connection wiring 180. The intermediate potential between the positive side potential and the negative side potential of the power conversion device 400 can be easily set to the ground potential by the intermediate grounding section 150 via the inter-unit connection wiring 180.

また、第２実施形態では、上記のように、中間接地部１５０が、一対の正側ダイオード部１５３と一対の負側ダイオード部１５４とを接続する配線１８５を接地するように、電力変換装置４００を構成する。これにより、一対の正側ダイオード部１５３によりスタック４０ａの正極側配線４２ａとスタック４０ｂの正極側配線４２ｃとが導通することを防止し、かつ、一対の負側ダイオード部１５４によりスタック４０ａの負極側配線４２ｂとスタック４０ｂの負極側配線４２ｄとが導通することを防止しながら、配線１８５の電位である中間電位を、中間接地部１５０により接地電位にすることができる。 In addition, in the second embodiment, as described above, the power conversion device 400 is arranged such that the intermediate grounding section 150 grounds the wiring 185 connecting the pair of positive side diode sections 153 and the pair of negative side diode sections 154. Configure. As a result, the pair of positive diode parts 153 prevent the positive wiring 42a of the stack 40a from being electrically connected to the positive wiring 42c of the stack 40b, and the pair of negative diode parts 154 prevent the positive wiring 42a of the stack 40a from connecting to the negative wiring 42c of the stack 40a. The intermediate potential that is the potential of the wiring 185 can be set to the ground potential by the intermediate grounding portion 150 while preventing conduction between the wiring 42b and the negative electrode side wiring 42d of the stack 40b.

また、第２実施形態では、上記のように、中間接地部１５０が、配線１８５のうち一対のコンデンサ１５５同士の間の部分１８５ａを接地するように、電力変換装置４００を構成する。これにより、中間接地部１５０に流れる電流により一対のコンデンサ１５５が充電されるので、中間接地部１５０に流れる電流がアースに流れ続けて電力が消費されるのを抑制することができる。 Further, in the second embodiment, as described above, the power conversion device 400 is configured such that the intermediate grounding section 150 grounds the portion 185a of the wiring 185 between the pair of capacitors 155. As a result, the pair of capacitors 155 are charged by the current flowing through the intermediate grounding section 150, so that it is possible to suppress the current flowing through the intermediate grounding section 150 from continuing to flow to the ground and consuming power.

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。 Note that other effects of the second embodiment are similar to those of the first embodiment.

［変形例］
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更（変形例）が含まれる。 [Modified example]
The embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the description of the above embodiments, and further includes all changes (modifications) within the meaning and scope equivalent to the claims.

たとえば、上記第１および第２実施形態では、中間接地部５０（１５０）において抵抗素子５１（１５１）を介して接地が行われている例を示したが、本発明はこれに限られない。中間接地部５０（１５０）に抵抗素子５１（１５１）が設けられていなくてもよい。 For example, in the first and second embodiments described above, an example is shown in which the intermediate grounding portion 50 (150) is grounded via the resistive element 51 (151), but the present invention is not limited to this. The resistive element 51 (151) may not be provided in the intermediate ground portion 50 (150).

また、上記第１および第２実施形態では、電力変換装置１００（４００）に、スタック４０ａ（第１電力変換ユニット）およびスタック４０ｂ（第２電力変換ユニット）のみが設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。電力変換装置１００（４００）に、スタック４０ａおよびスタック４０ｂに加えて、互いに直列に接続される一対のスタックが１つ以上設けられていてもよい。 Further, in the first and second embodiments described above, an example was shown in which the power conversion device 100 (400) is provided with only the stack 40a (first power conversion unit) and the stack 40b (second power conversion unit). The present invention is not limited to this. In addition to the stack 40a and the stack 40b, the power conversion device 100 (400) may be provided with one or more pairs of stacks connected in series with each other.

また、上記第１および第２実施形態では、接地用配線５２（１５２）がケーブル配線（束線）である例を示したが、本発明はこれに限られない。接地用配線５２（１５２）がバスバーであってもよい。 Further, in the first and second embodiments described above, an example is shown in which the grounding wiring 52 (152) is a cable wiring (bundled wire), but the present invention is not limited to this. The grounding wiring 52 (152) may be a bus bar.

また、上記第２実施形態では、中間接地部１５０に一対のコンデンサ１５５が設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。中間接地部１５０に一対のコンデンサ１５５が設けられていなくてもよい。 Further, in the second embodiment, an example is shown in which the pair of capacitors 155 are provided in the intermediate ground portion 150, but the present invention is not limited to this. The pair of capacitors 155 may not be provided in the intermediate ground portion 150.

また、上記第１および第２実施形態において示した抵抗素子５１（１５１）の抵抗値や、コンデンサ１５５の容量等は、あくまで一例であって、適宜変更することが可能である。 Further, the resistance value of the resistance element 51 (151), the capacity of the capacitor 155, etc. shown in the first and second embodiments are merely examples, and can be changed as appropriate.

３０（３０ａ、３０ｂ）インバータ部
３１ａ半導体スイッチング素子（第１半導体スイッチング素子）
３１ｂ半導体スイッチング素子（第２半導体スイッチング素子）
３１ｃ半導体スイッチング素子（第３半導体スイッチング素子）
３１ｄ半導体スイッチング素子（第４半導体スイッチング素子）
３３ａ直列回路（第１直列回路）
３３ｂ直列回路（第２直列回路）
３４ａ、３４ｃ正側入力端（入力端）
３４ｂ、３４ｄ負側入力端（入力端）
４０スタック（電力変換ユニット）
４０ａスタック（第１電力変換ユニット）
４０ｂスタック（第２電力変換ユニット）
４１ユニット直列接続部
４２ａ、４２ｃ正極側配線
４２ｂ、４２ｄ負極側配線
５０、１５０中間接地部
５１、１５１抵抗素子
８０バスバー（ユニット間接続配線）
１００、４００電力変換装置
１５３一対の正側ダイオード部
１５３ａダイオード（第１ダイオード）
１５３ｂダイオード（第２ダイオード）
１５４一対の負側ダイオード
１５４ａダイオード（第３ダイオード）
１５４ｂダイオード（第４ダイオード）
１５５、１５５ａ、１５５ｂコンデンサ
１８０ユニット間接続配線
１８５配線（ダイオード間配線）
１８５ａ部分（一対のコンデンサ同士の間の部分）
Ｃ、Ｄ出力端 30 (30a, 30b) Inverter section 31a Semiconductor switching element (first semiconductor switching element)
31b semiconductor switching element (second semiconductor switching element)
31c semiconductor switching element (third semiconductor switching element)
31d semiconductor switching element (fourth semiconductor switching element)
33a Series circuit (first series circuit)
33b Series circuit (second series circuit)
34a, 34c Positive input end (input end)
34b, 34d Negative input terminal (input terminal)
40 stack (power conversion unit)
40a stack (first power conversion unit)
40b stack (second power conversion unit)
41 Unit series connection section 42a, 42c Positive side wiring 42b, 42d Negative side wiring 50, 150 Intermediate ground section 51, 151 Resistance element 80 Bus bar (inter-unit connection wiring)
100, 400 Power converter 153 Pair of positive side diode parts 153a Diode (first diode)
153b diode (second diode)
154 Pair of negative side diodes 154a Diode (third diode)
154b diode (4th diode)
155, 155a, 155b Capacitor 180 Connection wiring between units 185 Wiring (wiring between diodes)
185a part (part between a pair of capacitors)
C, D Output end

Claims

multiple power conversion stacks that convert DC power and output AC power ;
connection wiring that connects the outputs of the plurality of power conversion stacks to each other in series and is grounded ;
A casing that accommodates the plurality of power conversion stacks ,
The plurality of power conversion stacks are arranged in the housing substantially symmetrically with respect to a central plane perpendicular to the vertical direction,
In the power conversion device , the connection wiring is provided substantially symmetrically with respect to a first center line that is orthogonal to the vertical direction .

The plurality of power conversion stacks have a plurality of members,
The power conversion device according to claim 1, wherein the plurality of members of each of the plurality of power conversion stacks are provided substantially symmetrically with respect to the first center line.

The power conversion device according to claim 1 or 2, wherein the connection wiring is provided substantially symmetrically with respect to a second center line that is perpendicular to the first center line.

further comprising a grounding wiring that grounds the connection wiring,
The power conversion device according to any one of claims 1 to 3, wherein the grounding wiring is grounded via a resistance element.

The power conversion device according to claim 4, wherein the grounding wiring is connected to the connection wiring at a connection point near the first center line.