JPH05137338A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JPH05137338A JPH05137338A JP30027091A JP30027091A JPH05137338A JP H05137338 A JPH05137338 A JP H05137338A JP 30027091 A JP30027091 A JP 30027091A JP 30027091 A JP30027091 A JP 30027091A JP H05137338 A JPH05137338 A JP H05137338A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】各相のインピーダンスが小さく且つ等しく、出
力電力の不平衡を解消することができる電力変換装置を
得ること。 【構成】がいし17Ａを介して固定された正側共通電源導
体15と負側共通電源導体16の片面の中央にコンデンサバ
ンク14を取り付け、正側共通電源導体15と負側共通電源
導体16の片面のコンデンサバンク14の周りに、等間隔に
放射状にアームユニット７を取り付ける。
力電力の不平衡を解消することができる電力変換装置を
得ること。 【構成】がいし17Ａを介して固定された正側共通電源導
体15と負側共通電源導体16の片面の中央にコンデンサバ
ンク14を取り付け、正側共通電源導体15と負側共通電源
導体16の片面のコンデンサバンク14の周りに、等間隔に
放射状にアームユニット７を取り付ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電力半導体素子を直並
列に接続した電力変換装置に関する。
列に接続した電力変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、絶縁ゲートバイポーラト
ランジスタ（Iusulated Gate BipolarTransistor 、以
下ＩＧＢＴと表わす）は、ゲート駆動電力が極めて少な
く、スイッチング周波数が高く、高性能に電力変換を行
うことができる電力変換用半導体素子である。これらの
電力変換用半導体素子は、定格電圧や電流容量がますま
す増える傾向にあり、高電圧大電力の変換装置に適用さ
れてきている。ところで、ＩＧＢＴを使って高電圧、大
容量の変換装置を構成するときには、素子を複数組多重
並列接続して耐電圧値と電流容量を上げて高電圧大容量
化する。
ランジスタ（Iusulated Gate BipolarTransistor 、以
下ＩＧＢＴと表わす）は、ゲート駆動電力が極めて少な
く、スイッチング周波数が高く、高性能に電力変換を行
うことができる電力変換用半導体素子である。これらの
電力変換用半導体素子は、定格電圧や電流容量がますま
す増える傾向にあり、高電圧大電力の変換装置に適用さ
れてきている。ところで、ＩＧＢＴを使って高電圧、大
容量の変換装置を構成するときには、素子を複数組多重
並列接続して耐電圧値と電流容量を上げて高電圧大容量
化する。
【０００３】図４は、従来の電力変換装置の一例を示す
主回路接続図、図５は、同じく構造を示す平面図であ
る。図４及び図５において、符号１は図示しない直流電
源に接続される端子Ｐ，Ｎで構成する入力端子部、符号
３はヒートパイプを使った冷却器、符号４はＩＧＢＴ、
符号25はＩＧＢＴ４を直並列接続導体28で各１個並列に
接続しこれを更に３組直列に接続された正側アーム、符
号26は同じく負側アーム、符号27は正側アーム25と負側
アーム26の直列接続で構成されるアームユニット、符号
29は正側アーム25と負側アーム26を直列に接続し出力端
子Ｕ，Ｖ，Ｗに接続される出力導体、符号10，11は正側
アーム25と負側アーム26の入力側の端子に接続されたユ
ニット接続導体、符号22，23はユニット接続導体10，11
の電源側相互間と端子Ｐ，Ｎを接続する電源供給導体、
符号14は各ユニット接続導体11と電源供給導体22の間に
挿入された平滑コンデンサバンクである。
主回路接続図、図５は、同じく構造を示す平面図であ
る。図４及び図５において、符号１は図示しない直流電
源に接続される端子Ｐ，Ｎで構成する入力端子部、符号
３はヒートパイプを使った冷却器、符号４はＩＧＢＴ、
符号25はＩＧＢＴ４を直並列接続導体28で各１個並列に
接続しこれを更に３組直列に接続された正側アーム、符
号26は同じく負側アーム、符号27は正側アーム25と負側
アーム26の直列接続で構成されるアームユニット、符号
29は正側アーム25と負側アーム26を直列に接続し出力端
子Ｕ，Ｖ，Ｗに接続される出力導体、符号10，11は正側
アーム25と負側アーム26の入力側の端子に接続されたユ
ニット接続導体、符号22，23はユニット接続導体10，11
の電源側相互間と端子Ｐ，Ｎを接続する電源供給導体、
符号14は各ユニット接続導体11と電源供給導体22の間に
挿入された平滑コンデンサバンクである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
構成された電力変換装置においては、各平滑コンデンサ
バンク14の端子と各アームユニット27の端子間のインダ
クタンスや抵抗は等しくできるが、入力端子部１から各
アームユニット27の間のインダクタンスや抵抗は等しく
できない。すなわち、交流出力は不平衡となる。また、
コンデンサバンク14の特性のばらつきや経年変化による
劣化で、出力電力の不平衡が生じ易く、各相から等しい
電力を得ることができない。
構成された電力変換装置においては、各平滑コンデンサ
バンク14の端子と各アームユニット27の端子間のインダ
クタンスや抵抗は等しくできるが、入力端子部１から各
アームユニット27の間のインダクタンスや抵抗は等しく
できない。すなわち、交流出力は不平衡となる。また、
コンデンサバンク14の特性のばらつきや経年変化による
劣化で、出力電力の不平衡が生じ易く、各相から等しい
電力を得ることができない。
【０００５】さらに、速いスイッチング速度の半導体素
子を直並列に接続して、高電圧大容量の電力変換装置を
構成するときには、半導体素子の構造的制約から配線や
導体が必然的に長くなり、各アームユニット27のインダ
クタンスや抵抗に差が生じ、出力電力が不平衡になっ
て、高速スイッチングを行う高圧大電力の電力変換装置
の実用化の障害となる。
子を直並列に接続して、高電圧大容量の電力変換装置を
構成するときには、半導体素子の構造的制約から配線や
導体が必然的に長くなり、各アームユニット27のインダ
クタンスや抵抗に差が生じ、出力電力が不平衡になっ
て、高速スイッチングを行う高圧大電力の電力変換装置
の実用化の障害となる。
【０００６】そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなさ
れたもので、高速スイッチングの電力半導体素子を使っ
た高電圧大容量の電力変換装置において、半導体素子を
密着配設し、主回路の接続部分を短くし、更に、アーム
ユニットの各半導体素子の端子と電源供給導体間のイン
ダクタンスが等しく、供給電力の不平衡を解消すること
のできる電力変換装置を得ることである。
れたもので、高速スイッチングの電力半導体素子を使っ
た高電圧大容量の電力変換装置において、半導体素子を
密着配設し、主回路の接続部分を短くし、更に、アーム
ユニットの各半導体素子の端子と電源供給導体間のイン
ダクタンスが等しく、供給電力の不平衡を解消すること
のできる電力変換装置を得ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の電力変換装置
は、素子を直列に接続したアームユニットの中間部の交
流側に接続され、アームユニットの両端がコンデンサを
介して直流側に接続された電力変換装置において、コン
デンサを直流側の接続部となる一対の導板の中央に設
け、アームユニットを一対の導板のコンデンサの周りに
放射状に等間隔に設けたことを特徴とする。
は、素子を直列に接続したアームユニットの中間部の交
流側に接続され、アームユニットの両端がコンデンサを
介して直流側に接続された電力変換装置において、コン
デンサを直流側の接続部となる一対の導板の中央に設
け、アームユニットを一対の導板のコンデンサの周りに
放射状に等間隔に設けたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】各相のアームユニットの両端は直流側の接続部
を兼ねる導板に直接接続され、各相のアームユニットの
交流側から直流側の接続部までは、全く対称となる。
を兼ねる導板に直接接続され、各相のアームユニットの
交流側から直流側の接続部までは、全く対称となる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の電力変換装置の一実施例を図
面を参照して説明する。図１は、本発明の電力変換装置
の主回路接続図で、従来の図４と同様にＩＧＢＴを各相
３直列２並列に接続した二組のアームユニットの例を示
す。図２は、本発明の電力変換装置の構成を示す平面
図、図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。
面を参照して説明する。図１は、本発明の電力変換装置
の主回路接続図で、従来の図４と同様にＩＧＢＴを各相
３直列２並列に接続した二組のアームユニットの例を示
す。図２は、本発明の電力変換装置の構成を示す平面
図、図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。
【００１０】図１、図２及び図３において、銅板で製作
された正三角形の負側共通電源供給銅板（以下、負側銅
板という）16の上面には、図２及び図３で示すように対
辺と平行に面取りされた頂部と三辺の中間部にがいし17
Ａが取り付けられている。このがいし17Ａの上面には、
外形が負側銅板16と同一の正側共通電源供給銅板（以
下、正側銅板という）15が重ねられ、各がいし17Ａにボ
ルトで固定されている。これらの正側銅板15と負側銅板
16の中央部には、図３に示すように、角穴15ａ，15ｂが
わずかに位置をずらして形成されている。正側銅板15の
中間部には、角穴16ａの上方の位置に、略Ｚ字形に成形
された正側電源供給導体12の中間部が溶接され、同じく
負荷銅板16の中間部には、角穴15ａの下方の位置に、負
側電源供給導体13の中間部が溶接されている。このう
ち、正側電源供給導体12の下端には、端子穴12ａが、負
側電源供給導体13の下端には端子穴13ａが形成されてい
る。
された正三角形の負側共通電源供給銅板（以下、負側銅
板という）16の上面には、図２及び図３で示すように対
辺と平行に面取りされた頂部と三辺の中間部にがいし17
Ａが取り付けられている。このがいし17Ａの上面には、
外形が負側銅板16と同一の正側共通電源供給銅板（以
下、正側銅板という）15が重ねられ、各がいし17Ａにボ
ルトで固定されている。これらの正側銅板15と負側銅板
16の中央部には、図３に示すように、角穴15ａ，15ｂが
わずかに位置をずらして形成されている。正側銅板15の
中間部には、角穴16ａの上方の位置に、略Ｚ字形に成形
された正側電源供給導体12の中間部が溶接され、同じく
負荷銅板16の中間部には、角穴15ａの下方の位置に、負
側電源供給導体13の中間部が溶接されている。このう
ち、正側電源供給導体12の下端には、端子穴12ａが、負
側電源供給導体13の下端には端子穴13ａが形成されてい
る。
【００１１】正側銅板15の上面には、がいし17Ｂが取り
付けられ、このがいし17Ｂの上面には、ＦＲＰ製で略長
方形の図示しない絶縁板が正側銅板15と平行に取り付け
られ、この絶縁板の上面には、図２，図３で示すように
平滑コンデンサバンク14を構成する６個のコンデンサが
図示しない端子部を下側にして縦に取り付けられてい
る。このうち、片側と他側の各３個のコンデンサの端子
は、それぞれ導体で直列に接続され、両端は互いに接続
されて正側電源供給導体12と負側電源供給導体13の上端
にそれぞれ接続されている。
付けられ、このがいし17Ｂの上面には、ＦＲＰ製で略長
方形の図示しない絶縁板が正側銅板15と平行に取り付け
られ、この絶縁板の上面には、図２，図３で示すように
平滑コンデンサバンク14を構成する６個のコンデンサが
図示しない端子部を下側にして縦に取り付けられてい
る。このうち、片側と他側の各３個のコンデンサの端子
は、それぞれ導体で直列に接続され、両端は互いに接続
されて正側電源供給導体12と負側電源供給導体13の上端
にそれぞれ接続されている。
【００１２】一方、正側銅板15の各頂部には、アームユ
ニット７が図２に示すように放射状に立設され、後述す
るＦＲＰ製の支えを介して正側銅板15に固定されてい
る。アームユニット７は、下端が正側銅板15の頂部の内
側に固定された上述の支え外面側に、ヒートパイプで冷
却される冷却器３が放熱部を外側にして３段積され、こ
の冷却器３の両面には、正側アーム５と負側アーム６が
それぞれ固定されている。
ニット７が図２に示すように放射状に立設され、後述す
るＦＲＰ製の支えを介して正側銅板15に固定されてい
る。アームユニット７は、下端が正側銅板15の頂部の内
側に固定された上述の支え外面側に、ヒートパイプで冷
却される冷却器３が放熱部を外側にして３段積され、こ
の冷却器３の両面には、正側アーム５と負側アーム６が
それぞれ固定されている。
【００１３】このうち、下段の正側アームブロックのコ
レクタ端子Ｃと正側銅板15の頂部間は、略Ｔ字形に形成
された正側ユニット接続導体18が接続され、下段の正側
アームブロックのエミッタ端子Ｅと中段の正側アームブ
ロックのコレクタ端子Ｃと、中段の正側アームブロック
のエミッタ端子Ｅと上段の正側アームブロックのコレク
タ端子Ｃは、略Ｈ字形の直並列接続導体８が接続されて
いる。同じく、下段の負側アームブロックの図示しない
エミッタ端子と負側銅板16の頂点間は、同じく略Ｔ字形
に形成された負側ユニット接続導体19が接続され、下段
の負側アームブロックの図示しないコレクタ端子と中段
の負側アームブロックの図示しないエミッタ端子と、中
段の負側アームブロックの図示しないコレクタ端子と上
段の負側アームブロックの図示しないエミッタ端子は、
直並列接続導体８は同一品の図示しない直並列接続導体
で接続されている。上段の正側アームブロックのエミッ
タ端子Ｅと上段の負側アームブロックの図示しないコレ
クタ端子は、図３では逆Ｔ字形で図３の図示しない側面
図では逆Ｕ字形の出力導体９が接続され、この出力導体
９の上端中央には図示しない三相負荷に接続する導体が
接続される端子穴９ａが設けられている。
レクタ端子Ｃと正側銅板15の頂部間は、略Ｔ字形に形成
された正側ユニット接続導体18が接続され、下段の正側
アームブロックのエミッタ端子Ｅと中段の正側アームブ
ロックのコレクタ端子Ｃと、中段の正側アームブロック
のエミッタ端子Ｅと上段の正側アームブロックのコレク
タ端子Ｃは、略Ｈ字形の直並列接続導体８が接続されて
いる。同じく、下段の負側アームブロックの図示しない
エミッタ端子と負側銅板16の頂点間は、同じく略Ｔ字形
に形成された負側ユニット接続導体19が接続され、下段
の負側アームブロックの図示しないコレクタ端子と中段
の負側アームブロックの図示しないエミッタ端子と、中
段の負側アームブロックの図示しないコレクタ端子と上
段の負側アームブロックの図示しないエミッタ端子は、
直並列接続導体８は同一品の図示しない直並列接続導体
で接続されている。上段の正側アームブロックのエミッ
タ端子Ｅと上段の負側アームブロックの図示しないコレ
クタ端子は、図３では逆Ｔ字形で図３の図示しない側面
図では逆Ｕ字形の出力導体９が接続され、この出力導体
９の上端中央には図示しない三相負荷に接続する導体が
接続される端子穴９ａが設けられている。
【００１４】このように構成された電力変換装置におい
ては、各アームユニット７は、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相とも全
く同一であるだけでなく、各アームユニット７の正側ユ
ニット接続導体18及び負側ユニット接続導体19と正側銅
板15及び負側銅板16を経て平滑コンデンサバンク14まで
のインピーダンスも全く同一となるので、出力導体９か
ら負荷に供給される電力の不平衡を解消することができ
る。なお、上記実施例においては、インバータのときで
説明したが、スイッチング周波数が高いコンバータにも
全く同様に適用することができる。さらに、交流側は三
相のときで説明したが、相数に関係なく正側銅板15、負
側銅板16を例えば正多角形又は円形にして、中央にコン
デンサバンク14を、このコンデンサバンク14の周りに放
射状に等間隔にアームユニット７を配置すること、例え
ば６相の多相交流にも適用することができる。さらに、
上記実施例においては、一対の導板を構成する正側銅板
15と負側銅板16は、正側導板15が上部のときで説明した
が、上下が逆でもよく、さらに一対の導板は水平でなく
垂直になるように箱体に取り付けてもよい。
ては、各アームユニット７は、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相とも全
く同一であるだけでなく、各アームユニット７の正側ユ
ニット接続導体18及び負側ユニット接続導体19と正側銅
板15及び負側銅板16を経て平滑コンデンサバンク14まで
のインピーダンスも全く同一となるので、出力導体９か
ら負荷に供給される電力の不平衡を解消することができ
る。なお、上記実施例においては、インバータのときで
説明したが、スイッチング周波数が高いコンバータにも
全く同様に適用することができる。さらに、交流側は三
相のときで説明したが、相数に関係なく正側銅板15、負
側銅板16を例えば正多角形又は円形にして、中央にコン
デンサバンク14を、このコンデンサバンク14の周りに放
射状に等間隔にアームユニット７を配置すること、例え
ば６相の多相交流にも適用することができる。さらに、
上記実施例においては、一対の導板を構成する正側銅板
15と負側銅板16は、正側導板15が上部のときで説明した
が、上下が逆でもよく、さらに一対の導板は水平でなく
垂直になるように箱体に取り付けてもよい。
【００１５】
【発明の効果】以上、本発明によれば、素子を直列に接
続したアームユニットの中間部が交流側に接続され、ア
ームユニットの両端がコンデンサを介して直流側に接続
された電力変換装置において、コンデンサを直流側の接
続部となる一対の導板の中央に設け、アームユニットを
一対の導板のコンデンサの周りに放射状に等間隔に設け
ることで、各相のアームユニットの両端を直流側の接続
部となる導板に直接接続したので、各アームユニットの
交流側から直流側までのインピーダンスを等しくし減ら
したので、出力電力の不平衡を減らすことのできる電力
変換装置を得ることができる。
続したアームユニットの中間部が交流側に接続され、ア
ームユニットの両端がコンデンサを介して直流側に接続
された電力変換装置において、コンデンサを直流側の接
続部となる一対の導板の中央に設け、アームユニットを
一対の導板のコンデンサの周りに放射状に等間隔に設け
ることで、各相のアームユニットの両端を直流側の接続
部となる導板に直接接続したので、各アームユニットの
交流側から直流側までのインピーダンスを等しくし減ら
したので、出力電力の不平衡を減らすことのできる電力
変換装置を得ることができる。
【図１】本発明の電力変換装置の一実施例を示す主回路
接続図。
接続図。
【図２】本発明の電力変換装置の一実施例を示す平面
図。
図。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】従来の電力変換装置の一例を示す主回路接続
図。
図。
【図５】従来の電力変換装置の構成を示す配列図。
１…入力端子部、２…インバータ、３…冷却器、４…Ｉ
ＧＢＴ、５…正側アーム、６…負荷アーム、７…アーム
ユニット、８…直並列接続導体、９…出力導体、10，11
…ユニット接続導体、12…正側電源供給導体、13…負側
電源供給導体、14…平滑コンデンサバンク、15…正側共
通電源供給銅板、16…負側共通電源供給銅板、17…がい
し。
ＧＢＴ、５…正側アーム、６…負荷アーム、７…アーム
ユニット、８…直並列接続導体、９…出力導体、10，11
…ユニット接続導体、12…正側電源供給導体、13…負側
電源供給導体、14…平滑コンデンサバンク、15…正側共
通電源供給銅板、16…負側共通電源供給銅板、17…がい
し。
Claims (1)
- 【請求項１】 素子を直列に接続したアームユニットの
中間部が交流側に接続され、前記アームユニットの両端
がコンデンサを介して直流側に接続された電力変換装置
において、前記コンデンサを前記直流側の接続部となる
一対の導板の中央に設け、前記アームユニットを前記一
対の導板の前記コンデンサの周りに放射状に等間隔に設
けたことを特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30027091A JPH05137338A (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30027091A JPH05137338A (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 電力変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05137338A true JPH05137338A (ja) | 1993-06-01 |
Family
ID=17882773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30027091A Pending JPH05137338A (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05137338A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018116527A1 (ja) * | 2016-12-22 | 2018-06-28 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
-
1991
- 1991-11-15 JP JP30027091A patent/JPH05137338A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018116527A1 (ja) * | 2016-12-22 | 2018-06-28 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
| JPWO2018116527A1 (ja) * | 2016-12-22 | 2019-03-14 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
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