JPH052587U - 自励式変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、複数個のモジュ―ルを積層配置し
て構成したア―ムをブリッジ接続し、且つ直流回路にコ
ンデンサを備えた自励式変換器において、半導体素子の
タ―ンオフ時の過電圧を低減することを目的としたもの
である。 【構成】 複数の自己消弧形半導体素子及びその付属部
品を収納した複数個のモジュ―ルを直列接続し、かつ積
層配置して構成したア―ムを複数個並べ配置したモジュ
―ル群と、このモジュ―ル群の下に配置され水平に配線
された２本の導体によって並列接続された複数個の直流
コンデンサと、前記各ア―ムの最上段のモジュ―ル及び
最下段のモジュ―ルと、前記２本の導体間を接続する導
体と、前記各ア―ムの中間から導出される交流導体を具
備して成る自励式変換器。

Description

【考案の詳細な説明】

［考案の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、直流回路に直流コンデンサを有する自励式変換器に係り、特にその 実装構造を改良した自励式変換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ゲ―トタ―ンオフサイリスタ（以下単にＧＴＯと記す）等の半導体素子の大容 量化に伴い、電力系統との連系用の電力変換装置に大容量の自励式変換器が使用 されるようになった。 以下、図面を参照して従来の自励式変換器の概要を説明する。

【０００３】 図３は電圧形インバ―タの自励式変換器の主回路構成図である。図中、１はＧ ＴＯモジュ―ルであり、ダイオ―ド２が逆並列に接続されたＧＴＯ３が複数個直 列接続されている。 このＧＴＯモジュ―ル１が４組直列接続されて１相ア―ムとし、これを３組並 列接続して、３相ブリッジ回路構成してインバ―タ部を構成する。

【０００４】 ４は直流コンデンサであり、インバ―タ部に対して並列に接続されている。そ して、多重インバ―タは前述のインバ―タ部と直流コンデンサ４の組合わせを複 数台並列に接続して構成される。図４は図３のような主回路を自励式変換器に実 装したものを示す。図中、１はＧＴＯモジュ―ルであり、ダイオ―ド２が逆並列 接続されたＧＴＯ３が複数個直列接続された回路と、図示しないスナバ回路等の 付随する部品を１つのブロックとして構成されている。このＧＴＯモジュ―ル１ が縦に４段積層されたものが横に３列に並べて配置し、更に、その横に直流コン デンサ４配置している。この直流コンデンサ４は導体６Ｐ，６Ｎにより相互に接 続されて１つの直流コンデンサ群を形成している。４段に積層しているＧＴＯモ ジュ―ル１を４個直列に接続している導体５の１本より交流導体８が上方向へ交 流導体端子として設けてある。又、各列の最上段及び最下段のモジュ―ル１のＰ ，Ｎ端子９Ｐ，９Ｎと直流コンデンサ４に接続された導体６Ｐ，６Ｎの間を導体 １０Ｐ，１０Ｎにより接続している。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、このような自励式変換器において、最も直流コンデンサ４と離れた 所に位置するＧＴＯモジュ―ル１は導体１０Ｐ，１０Ｎの長さ最も長くなる。そ のため、そのＧＴＯモジュ―ル１内のＧＴＯ３は他のＧＴＯモジュ―ル１内のＧ ＴＯ３に比べてＧＴＯ３のタ―ンオフ時に最も大きな過電圧が印加されるので、 過電圧破壊する危険が高いという問題点があった。

【０００６】 このようなタ―ンオフ時の過電圧破壊を防止するために、ＧＴＯオフ時に印加 される電圧を低く設定したり、最大耐電圧値の高いＧＴＯを利用して、オフ時に 加わる電圧値と最大耐電圧値の差を大きくしていた。また、直流コンデンサ４に 近いＧＴＯ３にとっては、必要以上に容量の余裕を持つことになる。このように 、ＧＴＯの容量を効率的に利用できないという問題があった。 そこで、本考案の目的は、各モジュ―ル内の半導体素子と直流コンデンサの間 のインダクタンスを小さく、均一な自励式変換器を提供することにある。 ［考案の構成］

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前述の目的を達成するために、複数の自己消弧形半導体素子及びそ の付属部品を収納した複数個のモジュ―ルを直列接続し、かつ積層配置して構成 したア―ムを複数個並べ配置したモジュ―ル群と、このモジュ―ル群の下に配置 され水平に配線された２本の導体によって並列接続される複数個の直流コンデン サと、前記各ア―ムの最上段のモジュ―ル及び最下段のモジュ―ルと、前記２本 の導体間を接続する導体と、前記各ア―ムの中間から導出される交流導体を具備 したことを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】

前述のように、モジュ―ルを積層及び並列に設置したモジュ―ル群の下に直流 コンデンサ群を配置したことにより、各モジュ―ルと直流コンデンサの距離が均 等になる。そのため、各モジュ―ルと直流コンデンサの間のインダクタンスも均 等になり、半導体素子のタ―ンオフ時の過電圧は、ア―ム間で偏ることはなくな る。

【０００９】

【実施例】

以下本考案の一実施例を図１を参照して説明する。

【００１０】 図１において、１はＧＴＯモジュ―ルであり、その内部に図示しないダイオ― ド２が逆並列に接続されたＧＴＯ３及び図示しないスナバ回路から構成されてい る。このＧＴＯモジュ―ルが４段積層されたものが３列並んで、計１２台で３相 ブリッジ回路のＧＴＯモジュ―ル群を構成している。

【００１１】 ４は直流コンデンサであり、この直流コンデンサ４の前面に２本の導体６Ｐ， ６Ｎを横に２本設け複数の直流コンデンサ４を導体６Ｐ，６Ｎに並列に接続して １つの直流コンデンサ群を形成している。４段に積層されたＧＴＯモジュ―ル１ の最上段のＰ端子９Ｐ及び最下段のＮ端子９Ｎと直流コンデンサ４の導体６Ｐ， ６Ｎは導体１１Ｐ，１１Ｎにより各々接続されている。又、４段に積層されたＧ ＴＯモジュ―ル１を直列に接続している導体５の１本から交流導体８が上方向へ 交流導体端子として設けてある。

【００１２】 本実施例では、４段に積層されたＧＴＯモジュ―ル１群の下に直流コンデンサ ４を配置したことにより、４段に積層されて直列接続されたＧＴＯモジュ―ル１ が各列において直流コンデンサ４の接続間距離を短く、均一にすることができる 。そのため、従来の装置に比べて、各ＧＴＯモジュ―ル１のＧＴＯ３と直流コン デンサ４の間のインダクタンスが低い値で均一になる。それにより、ＧＴＯ３の タ―オフ時に発生する過電圧値を低い値に抑えることができる。ＧＴＯ３の最大 耐電圧値を低く設定することが可能となる。このように通常印加するオフ時の電 圧値と最大耐電圧値との差を小さくすることで、実質的にＧＴＯ３の容量を効率 的に利用することができる。

【００１３】 尚、本考案は、前述実施例に限定されず、ＧＴＯモジュ―ル１の積層段数及び 直列数が異なる場合にでも適用できる。又、図３の如く直流側に電流検出用ＣＴ １２を設ける場合には、図２の如く最下段のＧＴＯモジュ―ルの下に直流導体１ ３Ｐ，１３Ｎを設け、この直流導体１３Ｐ，１３Ｎより、直流導体６Ｐ，６Ｎに 接続する直流導体１４Ｐ，１４Ｎ，ＣＴ１２を貫通して接続するような構成とす ることにより、各列のＧＴＯモジュ―ル１と直流コンデンサ４を接続する導体の 長さの違いを最小限に抑えることができる。

【００１４】

【考案の効果】

以上説明のように本考案によれば、各モジュ―ルと直流コンデンサの接続距離 を短く、均一にすることができる。それにより、各モジュ―ルの半導体阻止と直 流コンデンサの間のインダクタンスは低い値で均一になり、各半導体素子のタ― ンオフ時に発生する過電圧も低く、均一となる。そのため、各半導体素子の最大 耐電圧値を低く設定可能となり、実質的に半導体素子の容量を高効率で使用する ことができる。更に、モジュ―ル数を増加させても積層されたモジュ―ルの各列 と直流コンデンサの接続間距離は各列において最短で各列均一であるためインダ クタンスは低い値で均一である。そのため各半導体素子のタ―オフ時に発生する 過電圧値も均一で低くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す自励式変換器の斜視
図。

【図２】本考案の他の実施例を示す自励式変換器の斜視
図。

【図３】自励式変換器の主回路図。

【図４】従来の自励式変換器の斜視図。

【符号の説明】

１…ＧＴＯモジュ―ル ２…ダイオ―ド
３…ＧＴＯ ４…直流コンデンサ ５…導体 ６Ｐ，
６Ｎ…導体 ８…交流導体 ９…Ｐ，Ｎ導体
１０…導体 １１…導体 １２…ＣＴ
１３…導体 １４…導体

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 複数の自己消弧形半導体素子及びそ
   の付属部品を収納した複数個のモジュ―ルを直列接続
   し、かつ積層配置して構成したア―ムを複数個並べ配置
   したモジュ―ル群と、このモジュ―ル群の下に配置され
   水平に配線された２本の導体によって並列接続された複
   数個の直流コンデンサと、前記各ア―ムの最上段のモジ
   ュ―ル及び最下段のモジュ―ルと、前記２本の導体間を
   接続する導体と、前記各ア―ムの中間から導出される交
   流導体を具備して成る自励式変換器。