JPH06169578A - インバ−タ装置およびインバ−タ装置の使用方法 - Google Patents
インバ−タ装置およびインバ−タ装置の使用方法Info
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- JPH06169578A JPH06169578A JP5013700A JP1370093A JPH06169578A JP H06169578 A JPH06169578 A JP H06169578A JP 5013700 A JP5013700 A JP 5013700A JP 1370093 A JP1370093 A JP 1370093A JP H06169578 A JPH06169578 A JP H06169578A
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Abstract
タ装置を得る。 【構成】 交流電動機を駆動するインバ−タ装置におい
て、少なくとも主回路半導体素子を内蔵し、その側面が
前記インバ−タ装置の筐体の一部となるパワ−モジュ−
ル2を具備する。
Description
り、特に冷却フィンを容易に着脱交換できるインバ−タ
装置に関するものである。
示す図で、この図において、1は冷却フィン、2はねじ
31により冷却フィン1に冷却面21を下方にして固定
されたパワ−モジュ−ル、4はパワ−モジュ−ル2の上
方に配置されたプリント基板で、このプリント基板4は
パワ−モジュ−ル2とハンダ5により電気的に接続され
ると共に、冷却フィン1にもねじ32で固定されてい
る。6は冷却フィン1にねじ30で固定されるカバ−
で、このカバ−6はプリント基板4を塵埃、異物の侵
入、あるいは衝撃などから守ったり、インバ−タ装置を
操作する人の感電を防止するものである。
されており、次にその動作について説明する。プリント
基板4はインバ−タ装置の電源回路、制御回路、表示手
段、操作手段、配線手段、主回路素子の駆動回路および
保護回路などを搭載しており、交流電動機を所望する動
きとなるように制御している。一方、パワ−モジュ−ル
2は、入力交流電力を直流に変換するコンバ−タ部およ
び直流を交流に変換するインバ−タ部のそれぞれの主回
路素子が内蔵されている。
ンダ5により電気的に接続され、駆動する交流電動機を
所望する動きとなるようにプリント基板4上の回路が動
作した結果である駆動回路の信号に応動し、主回路素子
をスイッチングする。また、冷却フィン1はパワ−モジ
ュ−ル2の下面(冷却面)とねじ31により密着固定さ
れ、パワ−モジュ−ル2に内蔵された主回路素子で発生
した熱を放熱し、パワ−モジュ−ル2が規定の温度以下
になるよう動作する。なお、22はパワ−モジュ−ル2
を収納するケ−スを示している。
は上記のように構成されているので、まず第1の問題点
として、パワ−モジュ−ル2のケ−ス22をさらにカバ
−6で覆うため、パワ−モジュ−ル2のケ−ス22に相
当するコストに無駄があり、コストアップの要因となっ
ていた。
インバ−タ部のスイッチング周波数を10〜20KHz
に高周波化して、交流電動機から発生する電磁騒音を低
減する、高周波PWMが好んで用いられるが、この高周
波PWMは従来のスイッチング周波数が数KHzのもの
に比較し、パワ−モジュ−ルに内蔵されたインバ−タ部
の主回路素子の損失が大幅に増加する。従って冷却能力
の高い、比較的大きな冷却フィンが必要となる。
路素子(IGBTなど)が価格低廉になったことや、制
御回路もマイコンの高速化とあいまって、もはや従来の
スイッチング周波数が数KHzのものとスイッチング周
波数を10〜20KHzに高周波化したものでは、冷却
フィンを除きコストの差、大きさの差はなくなってきて
いる。そこで若干数KHzのものに比較し大きくなるも
のの、電磁騒音の低減効果のある高周波PWMを用いた
製品が一般的になりつつある。しかし、多少騒音があっ
てもインバ−タ装置を少しでも小形化したいという需要
家も少なからずあり、それらの希望をかなえることはで
きないといった問題があった。
装置は一般に制御盤に収納されて用いられるが、この場
合、冷却フィンが奥行方向に長いため、制御盤内の奥行
寸法を大きくしてしまい、制御盤の小形化ができない問
題があった。
は、少なくとも主回路半導体素子を内蔵し、その側面が
前記インバ−タ装置の筐体の一部となるパワ−モジュ−
ルを具備するものである。
ルの冷却面に密着する冷却フィンと、前記冷却フィンを
前記パワ−モジュ−ルに着脱可能に装着する着脱部材と
を具備するものである。
ワ−モジュ−ルの接する面の平面方向で、前記冷却フィ
ンの投影面積と、前記パワ−モジュ−ルの投影面積とが
略同じであるものである。
成される筐体と、前記窓部の中央部を覆うと共に、前記
窓部に着脱可能に装着されるスペ−サを具備するもので
ある。
ルに電気的に接続されるプリント基板が前記パワ−モジ
ュ−ルに搭載されたものである。
路半導体素子の駆動回路および保護回路がプリント基板
に搭載されたものである。
気的に接続される主回路端子台がパワ−モジュ−ルに搭
載されたものである。
貫設された被案内孔と、該被案内孔に挿通するようパワ
−モジュ−ルに立設された案内突起とを具備するもので
ある。
ルの側面に形成された切欠部と、該切欠部に現われる冷
却フィンの露出面に設けられたア−ス端子とを具備する
ものである。
形成した取付ねじ挿通孔と、該取付ねじ挿通孔の軸線延
長上に位置するパワ−モジュ−ルの側面に形成された切
欠部とを具備するものである。
−ルの冷却面側の面に位置決め孔が形成されたものであ
る。
パワ−モジュ−ルと接する面に、パワ−モジュ−ルの位
置決め孔に嵌合する位置決め突起が形成されたものであ
る。
バ−タ装置の筐体の一部を構成する。
モジュ−ルの冷却面に密着する。
と、パワ−モジュ−ルの投影面積とは略同じである。
形成され、その窓部の中央部を覆うようにスペ−サが着
脱可能に装着される。
プリント基板が搭載されるので、パワ−モジュ−ルとプ
リント基板との距離は最短となる。
くとも主回路半導体素子の駆動回路および保護回路が搭
載されるので、この主回路半導体素子の駆動回路および
保護回路とパワ−モジュ−ルの主回路素子との距離は最
短となる。
主回路端子台が搭載されるので、パワ−モジュ−ルの主
回路素子と主回路端子台との間の配線における接続点の
数が減少する。
モジュ−ルに搭載する際には、パワ−モジュ−ルの案内
突起が被案内孔に挿通するため、プリント基板が正規の
搭載位置に正確に案内される。
面には切欠部が形成され、該切欠部に現われる冷却フィ
ンの露出面にア−ス端子が設けられているため、このア
−ス端子にア−ス線を接続する。
側面には冷却フィンの取付ねじ挿通孔の軸線延長上にあ
る切欠部が形成されているので、ねじを取付ねじ挿通孔
に挿通してドライバにより閉め付ける際に、そのドライ
バ−をパワ−モジュ−ルの切欠部に通せる。
冷却面側の面には位置決め孔が形成されているので、こ
のパワ−モジュ−ルを固定又は仮止めする他部材に前記
位置決め孔に嵌合する位置決め突起を設けておけば、パ
ワ−モジュ−ルと他部材とのずれが止まる。
モジュ−ルと接する面にはパワ−モジュ−ルの位置決め
孔に嵌合する位置決め突起が形成されているので、冷却
フィンとパワ−モジュ−ルとを正しく合致させたとき
に、位置決め孔と位置決め突起とが嵌合して、その後の
冷却フィンとパワ−モジュ−ルとのずれが止まる。
て説明する。図1(a)において1は冷却フィン、2は
その詳細を図2に示すパワ−モジュ−ルで、ねじ31、
32により冷却フィン1に冷却面21を密着固定される
ものである。4はプリント基板で、このプリント基板4
はパワ−モジュ−ル2の上部にハンダ5により電気的に
接続されると共に、ねじ32で機械的に固定されること
によって振動対策されている。23はパワ−モジュ−ル
2を収納するケ−ス22の側面に設けられた凹み、6は
樹脂材料で成形されたカバ−で、プリント基板4を塵
埃、異物、衝撃などから守ったり、インバ−タ装置を操
作する人の感電を防止するものである。61はカバ−6
に設けられた爪で、この爪61はバネアクションを有す
ると共に、凹み23に係合し、はめ合い構造によりパワ
−モジュ−ル2にカバ−6を固定する。ここで冷却フィ
ン1とカバ−6との間にパワ−モジュ−ル2のケ−ス2
2が露出している。さらに図1(b)に示すように、冷
却フィン1のZ方向投影面積11とパワ−モジュ−ル2
の同方向投影面積24とカバ−6の同方向投影面積62
が略同一となっている。なお、図2において、33は主
回路端子台、34は制御回路端子台、35は主回路駆動
回路および保護回路、36は電源回路、37は制御回
路、38は表示手段、39は操作手段、40は主回路電
解コンデンサを示している。
参照して説明すると、41は入力交流電力を直流に変換
するコンバ−タ部の主回路素子(ダイオ−ド等)、42
は直流を交流に変換するインバ−タ部の主回路素子(バ
イポ−ラトランジスタ、IGBT、MOSFET、GT
O等)で、いずれもパワ−モジュ−ル2に内蔵されてい
る。これらの主回路素子41,42はそれぞれプリント
基板4上の主回路端子台33の入力端子及び出力端子に
ピン及びハンダ5により電気的に接続され、入力端子に
は入力交流電源43が、出力端子には交流電動機44が
それぞれ繋がれる。さらに、インバ−タ部の主回路素子
42はプリント基板4上の主回路駆動回路および保護回
路35にピンおよびハンダ5により電気的に接続され、
該主回路駆動回路および保護回路35はプリント基板4
上のマイクロコンピュ−タ等よりなる制御回路37から
のPWM信号に基づいて主回路素子42を駆動する。
制御回路37に接続された複数の制御端子を含み、これ
らの制御端子には交流電動機の正逆反転スイッチ、無段
変速を行うための可変抵抗器等が必要に応じて繋がれ
る。プリント基板4上の表示手段38は制御回路37に
接続され、交流電動機の回転数等を表示する。プリント
基板4上の操作手段39も制御回路37に接続され、交
流電動機の始動・停止、回転数の変化等を操作できるよ
うになっている。プリント基板4上の主回路電解コンデ
ンサ40は主回路のコンバ−タ部とインバ−タ部との間
に接続され、電源回路36は主回路電解コンデンサ40
の両端間の直流電圧を降圧して主回路駆動回路および保
護回路35、制御回路37等に供給する。
成されており、次にその動作について説明する。プリン
ト基板4はインバ−タ装置の電源回路36、制御回路3
7、表示手段38、操作手段39、配線手段33、3
4、主回路素子の駆動回路および保護回路35、主回路
電解コンデンサ40などを搭載しており、交流電動機を
所望の動きとなるよう制御している。一方、パワ−モジ
ュ−ル2には、入力交流電力を直流に変換するコンバ−
タ部および直流を交流に変換するインバ−タ部の主回路
素子が内蔵されている。パワ−モジュ−ル2はプリント
基板4とハンダ5により電気的に接続され、駆動する交
流電動機を所望の動きとなるようにプリント基板4上の
回路が動作した結果である駆動回路の信号に応動し、主
回路素子をスイッチングする。また冷却フィン1はパワ
−モジュ−ル2の下面(冷却面)とねじ31により密着
固定され、パワ−モジュ−ル2に内蔵された主回路素子
で発生した熱を放熱し、パワ−モジュ−ル2が規定の温
度以下になるよう動作する。ここで、爪61はパワ−モ
ジュ−ル2のケ−ス22の凹み23にはまり、ばねアク
ションにより爪61が押し広げられ、爪61はカバ−6
をパワ−モジュ−ル2に固定するよう動作する。
周波数の変更手段を有するインバ−タ装置を示すもの
で、スイッチング周波数により、冷却フィン1が交換で
きる様子を示す図である。スイッチング周波数が低い場
合は主回路素子の損失が少なく冷却フィン1は、小さく
てすむが、スイッチング周波数が高い場合は損失が大き
くなり、大きな冷却フィン1が必要となる。この場合、
製造者は標準出荷状態では、スイッチング周波数を低く
しておき、小形安価なインバ−タ装置を需要家に供給し
ておき、需要家は交流電動機の磁気騒音の低減が必要な
場合は、スイッチング周波数の設定を上げるとともに、
カバ−6をはずし、ねじ31をはずし、冷却フィン1を
取はずし、新たに冷却能力の高い大きな冷却フィン1に
とりかえ、再度ねじ31でパワ−モジュ−ル2に固定
し、カバ−6をかける。なお、図3(a)はスイッチン
グ周波数が低い場合を示し、図3(b)はスイッチング
周波数が高い場合を示している。
所が、冷却能力を有する壁面8(例えば金属で製作され
た制御盤の壁面など)の場合の実施例である。この場
合、カバ−6をはずしてねじ31をはずし、冷却フィン
を取はずすことにより、直接壁面8にパワ−モジュ−ル
2の下面(冷却面)を固定する。このようにすればパワ
−モジュ−ル2で発生した熱は、冷却能力を有する壁面
8から、空気中に放熱され、パワ−モジュ−ル2が規定
の温度以下となるように働く。なお、図5は複数個のイ
ンバ−タ装置を、制御箱の壁面8に取り付けた状態を示
す図で、これにより発熱が制御箱内にこもらないため、
制御箱を小さくできる効果があり、容易に制御箱内に収
納できるので、悪環境下で使用できる効果がある。
主回路の半導体素子を搭載したものについてのべたが、
最近市場に登場したインテリジェントパワ−モジュ−ル
(IPM)のように、半導体素子の駆動回路、保護回路
をパワ−モジュ−ル2に内蔵すればより小形化できるの
で好都合である。またさらに、電源回路、制御回路、表
示回路、操作手段、配線手段などをパワ−モジュ−ル2
に内蔵しても同様の効果を奏することはいうまでもな
い。
ついて説明する。すなわち、図6はこの発明の第4の実
施例を示すインバ−タ装置の分解斜視図で、パワ−モジ
ュ−ル2の上に主回路プリント基板400を設け、パワ
−モジュ−ル2と主回路プリント基板400を最短で配
線するものである。主回路素子は、最近のスイッチング
速度の高速化により、その駆動、保護にも十分な注意が
必要である。すなわち、高速なスイッチング動作は、早
い電流変化率をもたらし、そのため配線インダクタンス
によるノイズ電圧をもたらし、回路の誤動作を引き起こ
す。従って、主回路素子の駆動回路、保護回路は主回路
素子の近傍に配置するのが望ましい。
搭載したいところであるが、パワ−モジュ−ル2の発熱
が大きく、主回路素子にとってストレスとなるため、パ
ワ−モジュ−ル2の上に主回路プリント基板400を設
け、パワ−モジュ−ル2と主回路プリント基板400を
最短で配線し、ノイズあるいは発熱の問題から回避でき
るようにしたものである。なお、パワ−モジュ−ル2は
従来チップ保護のため、エポキシなどでチップ上面を固
めていたが、このように主回路プリント基板400でチ
ップ上面を覆えば、エポキシが不要となり、コストある
いは信頼性の面で多大なメリットが生ずる。なお、エポ
キシで固めると、熱変化で互いに膨張係数の異るケ−
ス、エポキシ、チップ、配線などに応力が働き、温度サ
イクルで配線が外れたりする問題があった。
5の実施例を示す図である。図において1は例えばアル
ミからなる冷却フィン、6は樹脂材料で成形されたカバ
−、70このカバ−6の側面に形成された窓部、71は
図8に詳細を示すスペ−サで、窓部70に脱着可能に取
り付けられると共に、窓部70の中間部を覆うように取
り付けられ、このスペ−サ71により窓部70が上部窓
部72と下部窓部73に区分される。
り、次にその配線作業について説明する。まず、主回路
の配線を行う時には、スペ−サ71を取り外して配線作
業を行ない、次に、制御回路の配線を行う時には、スペ
−サ71を取り付けて配線作業を行なう。このようにす
ることにより、配線作業の妨げになることなく、主回路
配線と、制御回路配線とを分離することができる。
の実施例を示す図である。この実施例では、パワ−モジ
ュ−ル2のケ−ス22に主回路端子台33が直接搭載さ
れ、この主回路端子台33に主回路素子41,42が電
気的に接続されている。これに対し、第1の実施例にお
いては、主回路端子台33はプリント基板4に搭載さ
れ、プリント基板4を介して主回路素子41,42に接
続されていた。しかし、主回路端子台33は主回路素子
41,42のみに接続されるものであるから、その接続
にプリント基板4を介する必要はなかった。そこで、こ
の第6の実施例においては、上記の通りパワ−モジュ−
ル2に主回路端子台33を搭載したのである。
主回路素子41,42との間の配線における接続点の数
が減少するので、工数が減り、効率を高めることができ
る。また、プリント基板4を主回路端子台の搭載部が不
要な分だけ小形化することができ、コストの無駄を排除
して、価格低廉化を図ることができる。
の実施例を示す図である。この実施例では、プリント基
板4の対角の二コ−ナ部に被案内孔46が貫設され、パ
ワ−モジュ−ル2のケ−ス22には前記被案内孔46に
挿通する二つの案内突起47が立設されている。案内突
起47には先細りのテ−パが付いている方が好ましい。
なお、パワ−モジュ−ル2には主回路素子41,42を
プリント基板4に接続するための複数のピン48が立っ
ており、プリント基板4にはピン48の挿通孔49が明
けられているが、このピン48の上端より案内突起47
の上端の方が高くなっている。なお、被案内孔46及び
案内突起47は2組以上であればよく、その数や位置は
適宜変更できる。
ろしてパワ−モジュ−ル2に搭載する際に、まず、案内
突起47が被案内孔46に挿通するため、プリント基板
4が正規の搭載位置に正確に案内され、続いて、ピン4
8が挿通孔49に挿通する際には両者の位置がそのまま
合致してスム−ズに挿通する。従って、作業者が手作業
でプリント基板4を搭載する場合の位置合わせ作業が楽
になり、また、ロボット等によるプリント基板4の搭載
の自動化も可能になる。
の実施例を示す図である。この実施例では、パワ−モジ
ュ−ル2のケ−ス22の側面のうち主回路端子台33に
近い一部に、平面U字状の切欠部50が形成されてい
る。そして、この切欠部50に現われる冷却フィン1の
露出面51にねじ式のア−ス端子52が設けられ、該ア
−ス端子52にはア−ス線53が接続されている。な
お、パワ−モジュ−ル2の側面における切欠部50の形
成位置は適宜変更できる。
端子は必ず冷却フィンに設けなければならない。そこ
で、従来、ア−ス端子は冷却フィンの側面に適宜孔を明
けて設けられていたが、例えば冷却フィンの直ぐ側方に
別物体が存在するような場合には、ア−ス線を接続しに
くかった。しかし、この実施例によれば、冷却フィン1
の露出面51、すなわち図において冷却フィン1上面の
一部にア−ス端子52が設けられているため、冷却フィ
ン1の周囲に別物体が存在する場合でも、常にア−ス線
53を接続しやすい。さらに、この実施例では、ア−ス
端子52が主回路端子台33に近いので、入力交流電源
又は交流電動機からインバ−タ装置への配線とア−ス線
53とを一つにまとめ易いという利点もある。
の実施例を示す図である。この実施例では、冷却フィン
1の図における下端周縁部の三箇所に、インバ−タ装置
を設置相手部材に取り付けるためのねじを挿通する取付
ねじ挿通孔54が形成されている。また、この取付ねじ
挿通孔54の軸線延長上に位置する、パワ−モジュ−ル
2及びカバ−6の側面には、平面U字状又は扇状の切欠
部55,56が形成されている。なお、パワ−モジュ−
ル2及びカバ−6の側面における切欠部55,56の形
成位置は適宜変更できる。
孔54に挿通してドライバにより閉め付ける際に、その
ドライバ−をパワ−モジュ−ル2及びカバ−6の切欠部
55,56にも通せるので、ドライバが傾くことなくね
じを容易に締め付けられる。なお、この締付時にはカバ
−6を外してもよく、その場合、カバ−6の切欠部56
は無くてもよい。
10の実施例を示す図である。この実施例では、パワ−
モジュ−ル2の下面(冷却面21でもケ−ス22の下面
でもよい。)の三箇所に位置決め孔57が形成される一
方、冷却フィン1の上面に、前記位置決め孔57に嵌合
する三つの位置決め突起58が形成されている。位置決
め孔57及び位置決め突起58は2組以上であればよ
く、その数や位置は適宜変更できる。但し、位置決め孔
57及び位置決め突起58の位置は、冷却フィン1とパ
ワ−モジュ−ル2とが180度間違った向きに合致する
ことを許さないように配置することが好ましい。
7と位置決め突起58とを嵌合させるだけで、冷却フィ
ン1とパワ−モジュ−ル2とを正しく合致させることが
でき、その後の冷却フィン1とパワ−モジュ−ル2との
ずれが防止される。このため、続いてねじ31,32に
より冷却フィン1にパワ−モジュ−ル2を締め付ける際
に、冷却フィン1の雌ねじ孔59とパワ−モジュ−ル2
の取付孔60とがずれる心配が無く、容易に締め付ける
ことができる。また、パワ−モジュ−ル2の検査ライン
において、仮止め板(図示略)に位置決め突起を設けて
おき、この位置決め突起に位置決め孔57を嵌合させる
ようにして仮止め板に複数のパワ−モジュ−ル2を置
き、検査をする、という利用の仕方もできる。この場
合、パワ−モジュ−ル2が常に定まった位置に置かれる
ので、検査用のプロ−ブをロボット等により操作させる
ことが可能になる。
モジュ−ル側面をインバ−タ装置の筐体の一部としたの
で、パワ−モジュ−ルのケ−ス分のコストの無駄を排除
し、価格低廉な製品を需要家に供給できるという効果が
ある。
ワ−モジュ−ルの冷却面に密着する冷却フィンと、前記
冷却フィンを前記パワ−モジュ−ルに着脱可能に装着す
る着脱部材とを具備することにより、パワ−モジュ−ル
と冷却フィンとの着脱が可能になり、製造者は工場出荷
時に装着する冷却フィンが小形ですみ、製品の極小化を
追求できるスイッチング周波数が数KHzの状態の製品
で出荷し、需要家により高周波スイッチングが必要な場
合、スイッチング周波数を変更するとともに、冷却フィ
ンを能力の高いものに交換すればよいことができ、従っ
て、製品自体の小形化の追求をしつつ、それと相反する
高周波スイッチングを要求する需要家にも柔軟に対応で
きる製品をつくることができるという効果がある。
る場合には、冷却フィンを取はずし、冷却フィンの代わ
りとして、制御盤の金属壁面に取りつけることができる
ので、制御盤の奥行寸法が従来のインバ−タ装置を収納
した場合に比べ小さくすることができ、制御盤の小形化
に大きく寄与することができる。
ば、金属の壁面にインバ−タ装置を直接取りつける場合
にも、冷却フィンを取り外せば、大幅な小形化が図れる
のは言うまでもない。
却フィンの投影面積と、パワ−モジュ−ルの投影面積、
並びに筐体の一部となるカバ−の投影面積は略同じであ
るので、インバ−タ装置自体がスマ−トとなり、美的感
覚の向上に貢献する。
体の側面に窓部を形成し、その窓部の中央部を覆うよう
にスペ−サを着脱可能に装着したので、配線時に作業の
妨げとなることなく、主回路配線と制御回路配線とを分
離できる利点がある。
ワ−モジュ−ルにプリント基板を搭載したので、インバ
−タ装置の小形化に寄与する。また、パワ−モジュ−ル
とプリント基板とを最短で配線できるとともに、パワ−
モジュ−ルの主回路素子等をエポキシ等で固める必要が
なくなり、コストあるいは信頼性の面で利点がある。
なくとも主回路半導体素子の駆動回路および保護回路を
プリント基板に搭載したので、当該回路とパワ−モジュ
−ルの主回路素子とを最短で配線でき、配線インダクタ
ンスの低下によるノイズ低減の効果がある。
ワ−モジュ−ルに主回路端子台を搭載したので、主回路
端子台と主回路素子との間の配線における接続点の数が
減少し、工数が減り、効率を高めることができる。ま
た、プリント基板を主回路端子台の搭載部が不要な分だ
け小形化することができ、コストの無駄を排除して、価
格低廉化を図ることができる。
リント基板に被案内孔を貫設し、パワ−モジュ−ルに案
内突起を立設したので、プリント基板をパワ−モジュ−
ルに搭載する際に、プリント基板が正規の搭載位置に正
確に案内され、手作業による場合、位置合わせ作業が楽
になり、また、ロボット等による搭載の自動化が可能に
なる。
ワ−モジュ−ルの側面に切欠部を形成し、この切欠部に
現われる冷却フィンの露出面にア−ス端子を設けたの
で、ア−ス線を接続しやすい効果がある。
冷却フィンに取付ねじ挿通孔を形成し、パワ−モジュ−
ルの側面に切欠部を形成したので、ねじを取付ねじ挿通
孔に挿通してドライバにより閉め付ける際に、ドライバ
が傾くことなくねじを容易に締め付けられる効果があ
る。
パワ−モジュ−ルの冷却面側の面に位置決め孔を形成し
たので、このパワ−モジュ−ルを固定又は仮止めする他
部材に前記位置決め孔に嵌合する位置決め突起を設けて
おけば、パワ−モジュ−ルを他部材の予定位置に対しず
れることなく固定又は仮止めできる。
冷却フィンのパワ−モジュ−ルと接する面に、パワ−モ
ジュ−ルの位置決め孔に嵌合する位置決め突起を形成し
たので、これらの位置決め孔と位置決め突起とを嵌合さ
せれば、冷却フィンとパワ−モジュ−ルとを正しく合致
させることができ、その後の冷却フィンとパワ−モジュ
−ルとのずれを防止できる。
の構成図である。
−モジュ−ルの詳細斜視図である。
の構成図である。
の構成図である。
の一使用形態を示す構成図である。
を示す分解斜視図である。
を示す構成図である。
に使用されるスペ−サの斜視図である。
ある。
置を示す分解斜視図である。
置を示す分解斜視図である。
置の構成図である。
置を示す構成図である。
装置を示す分解斜視図である。
の使用方法
インバ−タ装置の使用方法に係り、特に冷却フィンを容
易に着脱交換できるインバ−タ装置並びにインバ−タ装
置の使用方法に関するものである。
す図で、この図において、70は冷却フィン、71はね
じ72により冷却フィン70に冷却面73を下方にして
固定されたパワ−モジュ−ル、74はパワ−モジュ−ル
71の上方に配置されたプリント基板で、このプリント
基板74はパワ−モジュ−ル71とハンダ75により電
気的に接続されると共に、冷却フィン70もねじ76で
固定されている。77は冷却フィン70にねじ78で固
定されるカバ−で、このカバ−77はプリント基板74
を塵埃、異物の侵入、あるいは衝撃などから守ったり、
インバ−タ装置を操作する人の感電を防止するものであ
る。なお、79はカバー77の蓋を示し、80はパワ−
モジュ−ル71を収納するケース、81は冷却フィン7
0の取付部を示している。
されており、次にその動作について説明する。プリント
基板74はインバ−タ装置の電源回路、制御回路、表示
手段、操作手段、配線手段、主回路素子の駆動回路およ
び保護回路などを搭載しており、例えば交流電動機を所
望する動きとなるように制御している。一方、パワ−モ
ジュ−ル71は、交流入力を直流に変換するコンバ−タ
部および直流を交流に変換するインバ−タ部のそれぞれ
の主回路素子が内蔵されている。
とハンダ75により電気的に接続され、駆動する交流電
動機を所望する動きとなるようにプリント基板74上の
回路が動作した結果である駆動回路の信号に応動し、主
回路素子をスイッチングする。また、冷却フィン70は
ねじ76によりパワ−モジュ−ル71の冷却面73と密
着固定され、パワ−モジュ−ル71に内蔵された主回路
素子で発生した熱を放熱し、規定の温度以下になるよう
作用する。
は上記のように構成されているので、まず第1の問題点
として、パワ−モジュ−ル71のケ−ス80をさらにカ
バ−77で覆うため、パワ−モジュ−ル71のケ−ス8
0に相当するコストに無駄があり、コストアップの要因
となっていた。
インバ−タ部のスイッチング周波数を10〜20KHz
に高周波化して、交流電動機から発生する電磁騒音を低
減する、いわゆる高周波PWM制御方式が好んで用いら
れるが、この高周波PWM制御方式は従来のスイッチン
グ周波数が数KHzのものに比較し、パワ−モジュ−ル
71に内蔵されたインバ−タ部の主回路素子の熱損失が
大幅に増加して発熱する。従って冷却能力の高い、比較
的大きな冷却フィン70が必要となり、インバータ装置
が大形化する問題があった。
路素子(IGBTなど)が価格低廉になったことや、制
御回路もマイコンの高速化とあいまって、もはや従来の
スイッチング周波数が数KHzのものと、最近用いられ
ているスイッチング周波数を10〜20KHzに高周波
化した高周波PWM制御方式のものでは、冷却フィンを
除きコストの差、大きさの差はなくなってきている。そ
こで、従来の数KHzのものに比較し若干大きくなるも
のの、電磁騒音の低減効果のある高周波PWMを用いた
製品が一般的になりつつある。しかし、多少騒音があっ
てもインバ−タ装置を少しでも小形化したいという需要
家も少なからずあり、それらの希望をかなえることはで
きないといった問題があった。
装置は一般に制御盤に収納されて用いられるが、この場
合、取付スペースの関係で、冷却フィンが奥行方向、換
言すれば、図8で示すインバータ装置の高さ方向の寸法
を長くする必要があり、制御盤内の奥行寸法を大きくし
てしまい、制御盤の小形化ができない問題があった。
ータ装置は、交流入力を直流に変換するコンバータ部と
直流を交流に変換するインバータ部のそれぞれの主回路
半導体素子を内蔵し、その側面が上記インバ−タ装置の
筐体の一部となるパワーモジュールと、上記パワーモジ
ュールの上に配置され、上記パワーモジュールに締結さ
れるケースと、上記パワーモジュールを冷却する冷却フ
ィンを備え、上記冷却フィンとパワ−モジュ−ルの接す
る面の平面方向における上記冷却フィンの投影面積、パ
ワ−モジュ−ルの投影面積並びにケースの投影面積とが
略同じにしたものである。
−モジュ−ルに電気的に接続されるプリント基板が上記
パワ−モジュ−ルに搭載されたものである。
くとも主回路半導体素子の駆動回路および保護回路がプ
リント基板に搭載されたものである。
路半導体素子に電気的に接続される主回路端子台がパワ
−モジュ−ルに搭載されたものである。
ント基板に貫設された被案内孔と、この被案内孔に挿通
するようパワ−モジュ−ルに立設された案内突起とを具
備するものである。
−モジュ−ルの側面に形成された切欠部と、この切欠部
に現われる冷却フィンの露出面に設けられたア−ス端子
とを具備するものである。
フィンに形成した取付ねじ挿通孔と、この取付ねじ挿通
孔の軸線延長上に位置するパワ−モジュ−ルの側面に形
成された切欠部とを具備するものである。
ーモジュールの冷却面側に位置決め孔又は位置決め突起
を形成し、冷却フィンのパワーモジュールと接する面
に、上記位置決め孔に上記位置決め突起に嵌合する位置
決め突起又は位置決め孔を備えたものである。
路半導体素子を内蔵したパワーモジュールと、プリント
基板、設定部、表示部を収納するケース及び上記パワー
モジュールを冷却する冷却フィンを備えたものにおい
て、上記ケースは上記パワーモジュールの上に配置され
ると共に締結手段により上記パワーモジュールに締結さ
れ、上記プリント基板は案内手段により上記パワーモジ
ュール上の所定位置に案内されると共に、第1のねじ部
材により上記パワーモジュールに固定され、上記パワー
モジュールは位置決め手段により上記冷却フィン上の所
定位置に配置され、更に、上記パワーモジュールと冷却
フィンは第2のねじ部材により上記ケース上から一体的
に締結されるものである。
流電動機を駆動するインバ−タ装置において、側面に窓
部が形成される筐体と、上記窓部の中央部を覆うと共
に、上記窓部に着脱可能に装着されるスペーサを具備す
るものである。
方法は、交流入力を直流に変換するコンバータ部と直流
を交流に変換するインバータ部のそれぞれの主回路半導
体素子を少なくとも内蔵するパワ−モジュ−ルと、この
パワ−モジュ−ルの冷却面に装着した冷却フィンとを着
脱可能にし、上記インバータ装置のインバータ部のスイ
ッチング周波数が所定値より高い時には冷却容量の大き
い冷却フィンを使用し、上記インバータ装置のインバー
タ部のスイッチング周波数が所定値未満の時には冷却容
量の小さい冷却フィンを使用するものである。
パワーモジュールの投影面積とは略同じである。
プリント基板が搭載されるので、パワーモジュールとプ
リント基板との距離は最短となる。
くとも主回路半導体素子の駆動回路および保護回路が搭
載されるので、この主回路半導体素子の駆動回路および
保護回路とパワーモジュールの主回路半導体素子との距
離は最短となる。
主回路端子台が搭載されるので、パワーモジュールの主
回路半導体素子と主回路端子台との間の配線における接
続点の数が減少する。
モジュールに搭載する際には、パワーモジュールの案内
突起が被案内孔に挿通するため、プリント基板が正規の
搭載位置に正確に案内される。
面には切欠部が形成され、この切欠部に現われる冷却フ
ィンの露出面にアース端子が設けられているため、この
アース端子にアース線を接続する。
面には冷却フィンの取付ねじ挿通孔の軸線延長上にある
切欠部が形成されているので、ねじを取付ねじ挿通孔に
挿通してドライバ等により閉め付ける際に、そのドライ
バ等をパワーモジュールの切欠部に通せる。
却面側の面には位置決め孔が形成されているので、この
パワーモジュールを固定又は仮止めする他部材に上記位
置決め孔に嵌合する位置決め突起を設けておけば、パワ
ーモジュールと他部材とのずれが止まる。
ールの上に配置されると共に、締結手段により上記パワ
ーモジュールに締結され、上記パワーモジュールと冷却
フィンは、ねじ部材により上記ケース上から一体的に締
結される。
が形成され、その窓部の中央部を覆うようにスペーサが
着脱可能に装着される。
ーモジュールに着脱可能に装着されるので、冷却容量に
応じて使い分けられる。
いて説明する。即ち、図1及び図2はこの発明の第1の
実施例を説明するインバータ装置の分解斜視図で、この
図において、10は冷却フィン、11はパワ−モジュ−
ルで、ねじ12〜14により冷却フィン10に冷却面1
5が接するように密着固定されるものである。16はプ
リント基板で、このプリント基板16はパワ−モジュ−
ル11の図1及び図2において上部にハンダ等により電
気的に接続されると共に、ねじ17、18で機械的に固
定されることによって振動対策されている。なお、1
9、20はパワ−モジュ−ル11に形成されたテーパ状
のガイド部材で、プリント基板16をパワ−モジュ−ル
11に接続する時のガイドとして機能するものである。
21はパワ−モジュ−ル11の側面に設けられた凹み、
22は樹脂材料で成形されたカバ−で、プリント基板1
6を塵埃、異物、衝撃などから守ったり、インバ−タ装
置を操作する人の感電を防止するものである。23はカ
バ−22に設けられた爪で、この爪23はバネアクショ
ンを有すると共に、パワーモジュール11に形成された
凹み21に係合し、はめ合い構造によりパワ−モジュ−
ル11にカバ−22を固定する。ここで、冷却フィン1
0とカバ−22との間にパワ−モジュ−ル11が露出し
ており、また、冷却フィン10のパワ−モジュ−ル11
と接する面の平面方向における冷却フィン10の投影面
積と、パワ−モジュ−ル11の同方向投影面積並びにカ
バ−22の同方向投影面積が略同一となっている。な
お、24は主回路端子台、25は制御回路端子台、26
は主回路駆動回路および保護回路、27は電源回路、2
8は制御回路、29は表示手段、30は操作手段、31
は主回路電解コンデンサ、32はカバー22の蓋であ
る。また、33、34はプリント基板16に形成された
ガイド部材19、20の被案内孔、35はパワ−モジュ
−ル11とプリント基板16を接続するピン、36はプ
リント基板16に形成されるピン35の挿通孔、57は
パワ−モジュ−ル11に形成される位置決め孔、58は
冷却フィン10に形成される位置決め突起である。
図2並びに図3を参照して説明すると、41は交流入力
を直流に変換するコンバ−タ部の主回路素子(ダイオ−
ド等)、42は直流を交流に変換するインバ−タ部の主
回路素子(バイポ−ラトランジスタ、IGBT、MOS
FET、GTO等)で、いずれもパワ−モジュ−ル11
に内蔵されている。これらの主回路素子41,42はそ
れぞれプリント基板16上の主回路端子台24の入力端
子および出力端子にピンあるいはハンダ等により電気的
に接続され、入力端子には交流電源43が、また、出力
端子には交流電動機44がそれぞれ繋がれる。さらに、
インバ−タ部の主回路素子42はプリント基板16上の
主回路駆動回路および保護回路26にピンあるいはハン
ダ等により電気的に接続され、この主回路駆動回路およ
び保護回路26はプリント基板16上のマイクロコンピ
ュ−タ等よりなる制御回路28からのPWM信号に基づ
いて主回路素子42を駆動する。
端子台25は制御回路28に接続された複数の制御端子
を含み、これらの制御端子には交流電動機44の正逆反
転スイッチ、無段変速を行うための可変抵抗器等が必要
に応じて繋がれる。プリント基板16上に搭載された表
示手段29は制御回路37に接続され、交流電動機44
の回転数等を表示する。プリント基板16上に搭載され
る操作手段30も制御回路28に接続され、交流電動機
44の始動・停止、回転数の変化等を操作できるように
なっている。プリント基板16上の主回路電解コンデン
サ31は主回路のコンバ−タ部とインバ−タ部との間に
接続され、電源回路27は主回路電解コンデンサ31の
両端間の直流電圧を降圧して主回路駆動回路および保護
回路26、制御回路28等に供給する。
成されており、次にその動作について説明する。プリン
ト基板16はインバ−タ装置の電源回路27、制御回路
28、表示手段29、操作手段30、端子台24、2
5、主回路素子の駆動回路および保護回路26、主回路
電解コンデンサ31などを搭載しており、交流電動機4
4を所望の動きとなるよう制御している。一方、パワ−
モジュ−ル11には、交流入力を直流に変換するコンバ
−タ部および直流を交流に変換するインバ−タ部の主回
路素子41、42が内蔵されている。パワ−モジュ−ル
11はプリント基板16とハンダ等により電気的に接続
され、駆動する交流電動機44を所望の動きとなるよう
にプリント基板16上の回路が動作した結果である駆動
回路の信号に応動し、主回路素子をスイッチングする。
また冷却フィン10はパワ−モジュ−ル11の冷却面と
ねじ12〜13により密着固定され、パワ−モジュ−ル
11に内蔵された主回路素子で発生した熱を放熱し、パ
ワ−モジュ−ル11が規定の温度以下になるよう作用す
る。ここで、爪23はパワ−モジュ−ル11の凹み21
にはまり、ばねアクションにより爪23が押し広げら
れ、爪23はカバ−22をパワ−モジュ−ル11に固定
するよう動作する。
ついて説明する。インバータ装置内部にスイッチング周
波数の変更手段を有する場合、前述のように、そのスイ
ッチング周波数により、インバータ部の主回路素子42
の熱損失が異なるため、冷却フィン10が交換できるの
が好ましい。即ち、スイッチング周波数が低い場合は主
回路素子42の熱損失が少なく冷却フィン10は、小さ
くてすむが、スイッチング周波数が高い場合は熱損失が
大きくなり、大きな冷却フィン10が必要となる。この
場合、製造者は標準出荷状態では、スイッチング周波数
を低くしておき、小形安価なインバ−タ装置を需要家に
供給しておき、需要家は交流電動機の磁気騒音の低減が
必要な場合は、スイッチング周波数の設定を上げるとと
もに、カバ−22をはずし、ねじ12をはずし、冷却フ
ィン10を取はずし、新たに冷却能力の高い大きな冷却
フィン10にとりかえ、再度ねじ12によりパワ−モジ
ュ−ル11と冷却ファン10とを固定し、カバ−22を
装着する。これにより、需要家は必要に応じてインバー
タ装置を使用することができる。
いて説明する。すなわち、図1及び図2において、パワ
−モジュ−ル11の上に主回路プリント基板16を設
け、パワ−モジュ−ル11と主回路プリント基板16を
最短で配線するものである。主回路素子41、42は、
最近のスイッチング速度の高速化により、その駆動、保
護にも十分な注意が必要である。すなわち、高速なスイ
ッチング動作は、早い電流変化率をもたらし、そのため
配線インダクタンスによるノイズ電圧をもたらし、回路
の誤動作を引き起こす。従って、主回路素子41、42
の駆動回路、保護回路26は主回路素子41、42の近
傍に配置するのが望ましい。
に搭載したいところであるが、パワ−モジュ−ル11の
発熱が大きく、主回路素子41、42にとってストレス
となるため、パワ−モジュ−ル11の上に主回路プリン
ト基板16を設け、パワ−モジュ−ル11と主回路プリ
ント基板16を最短で配線し、ノイズあるいは発熱の問
題から回避できるようにしたものである。なお、パワ−
モジュ−ル11は従来チップ保護のため、エポキシなど
でチップ上面を固めていたが、このように主回路プリン
ト基板16でチップ上面を覆えば、エポキシが不要とな
り、コストあるいは信頼性の面で多大なメリットが生ず
る。なお、エポキシで固めると、熱変化で互いに膨張係
数の異るケ−ス、エポキシ、チップ、配線などに応力が
働き、温度サイクルで配線が外れたりする問題があっ
た。
ついて説明する。即ち、図1及び図2において、22は
樹脂材料で成形されたカバ−、70このカバ−22の側
面に形成された窓部、71はスペ−サで、窓部70に脱
着可能に取り付けられると共に、窓部70の中間部を覆
うように取り付けられ、このスペ−サ71により窓部7
0が上部窓部と下部窓部に区分され、上部窓部からは端
子台25からの配線が、下部窓部からは端子台24から
の配線が引き出される。
おり、次にその配線作業について説明する。まず、主回
路の配線を行う時には、スペ−サ71を取り外して配線
作業を行ない、次に、制御回路の配線を行う時には、ス
ペ−サ71を取り付けて配線作業を行なう。このように
することにより、配線作業の妨げになることなく、主回
路配線と、制御回路配線とを分離することができる。
図1及び図2に基づいて説明する。この実施例では、プ
リント基板16の対角の二コ−ナ部に被案内孔33、3
4が貫設され、パワ−モジュ−ル11には上記被案内孔
33、34に挿通する二つの案内突起19、20が立設
されている。案内突起19、20には先細りのテ−パが
付いている方が好ましい。なお、パワ−モジュ−ル11
には主回路素子41,42をプリント基板16に接続す
るための複数のピン35が立っており、プリント基板1
6にはピン35の挿通孔36が形成されているが、この
ピン35の上端より案内突起19、20の上端の方が高
くなっている。なお、被案内孔33、34および案内突
起19、20は2組以上であればよく、その数や位置は
適宜変更できる。
降ろしてパワ−モジュ−ル11に搭載する際に、まず、
案内突起19、20が被案内孔33、34に挿通するた
め、プリント基板16が正規の搭載位置に正確に案内さ
れ、続いて、ピン35が挿通孔36に挿通する際には両
者の位置がそのまま合致してスム−ズに挿通する。従っ
て、作業者が手作業でプリント基板16を搭載する場合
の位置合わせ作業が楽になり、また、ロボット等による
プリント基板16の搭載の自動化も可能になる。
ついて説明する。図1及び図2はこの発明の第6の実施
例を示す図である。この実施例では、パワ−モジュ−ル
11の下面の三箇所に位置決め孔57が形成される一
方、冷却フィン1の上面に、上記位置決め孔57に嵌合
する三つの位置決め突起58が形成されている。位置決
め孔57および位置決め突起58は2組以上であればよ
く、その数や位置は適宜変更できる。但し、位置決め孔
57および位置決め突起58の位置は、冷却フィン10
とパワ−モジュ−ル11とが180度間違った向きに合
致することを許さないように配置することが好ましい。
7と位置決め突起58とを嵌合させるだけで、冷却フィ
ン16とパワ−モジュ−ル11とを正しく合致させるこ
とができ、その後の冷却フィン10とパワ−モジュ−ル
11とのずれが防止される。このため、続いてねじ12
〜13により冷却フィン10にパワ−モジュ−ル11を
締め付ける際に、冷却フィン10の雌ねじ孔60とパワ
−モジュ−ル11の取付孔61とがずれる心配が無く、
容易に締め付けることができる。また、パワ−モジュ−
ル11の検査ラインにおいて、仮止め板(図示略)に位
置決め突起を設けておき、この位置決め突起に位置決め
孔57を嵌合させるようにして仮止め板に複数のパワ−
モジュ−ル11を置き、検査をする、という利用の仕方
もできる。この場合、パワ−モジュ−ル11が常に定ま
った位置に置かれるので、検査用のプロ−ブをロボット
等により操作させることが可能になる。
図4により説明する。この実施例では、パワ−モジュ−
ル11に主回路端子台24が直接搭載され、この主回路
端子台24に主回路素子41,42が電気的に接続され
ている。これに対し、第1の実施例においては、主回路
端子台24はプリント基板16に搭載され、プリント基
板16を介して主回路素子41,42に接続されてい
た。しかし、主回路端子台24は主回路素子41,42
のみに接続されるものであるから、その接続にプリント
基板16を介する必要はなかった。そこで、この第7の
実施例においては、上記の通りパワ−モジュ−ル11に
主回路端子台24を搭載したのである。
主回路素子41,42との間の配線における接続点の数
が減少するので、工数が減り、効率を高めることができ
る。また、プリント基板16を主回路端子台24の搭載
部が不要な分だけ小形化することができ、コストの無駄
を排除して、価格低廉化を図ることができる。
ついて説明する。図5はこの発明の第8の実施例を示す
図である。この実施例では、パワ−モジュ−ル11の側
面のうち主回路端子台24に近い一部に、平面U字状の
切欠部50が形成されている。そして、この切欠部50
に現われる冷却フィン10の露出面51にねじ式のア−
ス端子52が設けられ、このア−ス端子52にはア−ス
線53が接続されている。なお、パワ−モジュ−ル11
の側面における切欠部50の形成位置は適宜変更でき
る。
端子52は必ず冷却フィン10に設けなければならな
い。そこで、従来、ア−ス端子52は冷却フィン10の
側面に適宜孔を明けて設けられていたが、例えば冷却フ
ィン10の直ぐ側方に別物体が存在するような場合に
は、ア−ス線を接続しにくかった。しかし、この実施例
によれば、冷却フィン10の露出面51、すなわち図に
おいて冷却フィン10上面の一部にア−ス端子52が設
けられているため、冷却フィン10の周囲に別物体が存
在する場合でも、常にア−ス線53を接続しやすい。さ
らに、この実施例では、ア−ス端子52が主回路端子台
24に近いので、交流電源又は交流電動機からインバ−
タ装置への配線とア−ス線53とを一つにまとめ易いと
いう利点もある。
ついて説明する。図6はこの発明の第9の実施例を示す
図である。この実施例では、冷却フィン10の図におけ
る下端周縁部の三箇所に、インバ−タ装置を設置相手部
材に取り付けるためのねじを挿通する取付ねじ挿通孔5
4が形成されている。また、この取付ねじ挿通孔54の
軸線延長上に位置する、パワ−モジュ−ル11およびカ
バ−22の側面には、平面U字状又は扇状の切欠部5
5,56が形成されている。なお、パワ−モジュ−ル1
1およびカバ−22の側面における切欠部55,56の
形成位置は適宜変更できる。
孔54に挿通してドライバにより閉め付ける際に、その
ドライバ−をパワ−モジュ−ル11およびカバ−22の
切欠部55,56にも通せるので、ドライバが傾くこと
なくねじを容易に締め付けられる。なお、この締付時に
はカバ−22を外してもよく、その場合、カバ−22の
切欠部56は無くてもよい。
例について説明する。図7はインバ−タ装置の設置場所
が、冷却能力を有する壁面60(例えば金属で製作され
た制御盤の壁面など)の場合の実施例である。この場
合、カバ−22をはずしてねじ12をはずし、冷却フィ
ン10を取はずすことにより、パワ−モジュ−ル11の
冷却面15を壁面6に直接固定する。このようにすれば
パワ−モジュ−ル11で発生した熱は、冷却能力を有す
る壁面60から、空気中に放熱され、パワ−モジュ−ル
11が規定の温度以下となるように働く。なお、複数個
のインバ−タ装置を、上記のように制御箱の壁面60に
取り付けた場合、これにより発熱が制御箱内にこもらな
いため、制御箱を小さくできる効果があり、容易に制御
箱内に収納できるので、悪環境下で使用できる効果があ
る。
1に主回路の半導体素子を搭載したものについてのべた
が、最近市場に登場したインテリジェントパワ−モジュ
−ル(IPM)のように、半導体素子の駆動回路、保護
回路をパワ−モジュ−ル11に内蔵すればより小形化で
きるので好都合である。またさらに、電源回路、制御回
路、表示回路、操作手段、配線手段などをパワ−モジュ
−ル11に内蔵しても同様の効果を奏することはいうま
でもない。
れば、冷却フィンの投影面積と、パワ−モジュ−ルの投
影面積、並びに筐体の一部となるカバ−の投影面積は略
同じであるので、インバ−タ装置自体がすっきりとした
形状となる効果がある。
ワ−モジュ−ルにプリント基板を搭載したので、インバ
−タ装置の小形化に寄与する。また、パワ−モジュ−ル
とプリント基板とを最短で配線できるとともに、パワ−
モジュ−ルの主回路素子等をエポキシ等で固める必要が
なくなり、コストあるいは信頼性の面で利点がある。
なくとも主回路半導体素子の駆動回路および保護回路を
プリント基板に搭載したので、当該回路とパワ−モジュ
−ルの主回路素子とを最短で配線でき、配線インダクタ
ンスの低下によるノイズ低減の効果がある。
ワ−モジュ−ルに主回路端子台を搭載したので、主回路
端子台と主回路素子との間の配線における接続点の数が
減少し、工数が減り、効率を高めることができる。ま
た、プリント基板を主回路端子台の搭載部が不要な分だ
け小形化することができ、コストの無駄を排除して、価
格低廉化を図ることができる。
リント基板に被案内孔を貫設し、パワ−モジュ−ルに案
内突起を立設したので、プリント基板をパワ−モジュ−
ルに搭載する際に、プリント基板が正規の搭載位置に正
確に案内され、手作業による場合、位置合わせ作業が楽
になり、また、ロボット等による搭載の自動化が可能に
なる。
ワ−モジュ−ルの側面に切欠部を形成し、この切欠部に
現われる冷却フィンの露出面にア−ス端子を設けたの
で、ア−ス線を接続しやすい効果がある。
却フィンに取付ねじ挿通孔を形成し、パワ−モジュ−ル
の側面に切欠部を形成したので、ねじを取付ねじ挿通孔
に挿通してドライバにより閉め付ける際に、ドライバが
傾くことなくねじを容易に締め付けられる効果がある。
ワ−モジュ−ルの冷却面側に位置決め孔又は位置決め突
起を形成し、冷却フィンのパワ−モジュ−ルと接する面
に、上記位置決め孔又は上記位置決め突起に嵌合する位
置決め突起又は位置決め孔を形成したので、これらの位
置決め孔と位置決め突起とを嵌合させれば、冷却フィン
とパワ−モジュ−ルとを正しく合致させることができ、
その後の冷却フィンとパワ−モジュ−ルとのずれを防止
できる。
ースとパワーモジュール並びに冷却フィンが相互に所定
位置関係に取り付けられると共に、パワーモジュールと
冷却フィンをねじ部材によりケースを取り外すことなく
締結できる利点がある。
筐体の側面に窓部を形成し、その窓部の中央部を覆うよ
うにスペ−サを着脱可能に装着したので、配線時に作業
の妨げとなることなく、主回路配線と制御回路配線とを
分離できる利点がある。
交流入力を直流に変換するコンバータ部と直流を交流に
変換するインバータ部のそれぞれの主回路半導体素子を
少なくとも内蔵するパワ−モジュ−ルと、このパワ−モ
ジュ−ルの冷却面に装着した冷却フィンとを着脱可能に
し、上記インバータ装置のインバータ部のスイッチング
周波数が所定値より高い時には冷却容量の大きい冷却フ
ィンを使用し、上記インバータ装置のインバータ部のス
イッチング周波数が所定値未満の時には冷却容量の小さ
い冷却フィンを使用するようにしたので、製造者は工場
出荷時に装着する冷却フィンが小形ですみ、製品の極小
化を追求できるスイッチング周波数が数KHzの状態の
製品で出荷し、需要家により高周波スイッチングが必要
な場合、スイッチング周波数を変更するとともに、冷却
フィンを能力の高いものに交換すればよいことができ、
従って、製品自体の小形化の追求をしつつ、それと相反
する高周波スイッチングを要求する需要家にも柔軟に対
応できる効果がある。
る場合には、冷却フィンを取はずし、冷却フィンの代わ
りとして、制御盤の金属壁面に取りつけることができる
ので、制御盤の奥行寸法が従来のインバ−タ装置を収納
した場合に比べ小さくすることができ、制御盤の小形化
に大きく寄与することができる。
ば、金属の壁面にインバ−タ装置を直接取りつける場合
にも、冷却フィンを取り外せば、大幅な小形化が図れる
のは言うまでもない。
−タ装置の部分分解斜視図である。
−タ装置の部分分解斜視図である。
回路図である。
の概略回路図である。
の構成図である。
の構成図である。
置の構成図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 交流電動機を駆動するインバ−タ装置に
おいて、少なくとも主回路半導体素子を内蔵し、その側
面が前記インバ−タ装置の筐体の一部となるパワ−モジ
ュ−ルを具備することを特徴とするインバ−タ装置。 - 【請求項2】 パワ−モジュ−ルの冷却面に密着する冷
却フィンと、前記冷却フィンを前記パワ−モジュ−ルに
着脱可能に装着する着脱部材とを具備する請求項1に記
載のインバ−タ装置。 - 【請求項3】 冷却フィンとパワ−モジュ−ルの接する
面の平面方向で、前記冷却フィンの投影面積と、前記パ
ワ−モジュ−ルの投影面積とが略同じであることを特徴
とする請求項1または請求項2に記載のインバ−タ装
置。 - 【請求項4】 交流電動機を駆動するインバ−タ装置に
おいて、側面に窓部が形成される筐体と、前記窓部の中
央部を覆うと共に、前記窓部に着脱可能に装着されるス
ペーサを具備するインバータ装置。 - 【請求項5】 パワ−モジュ−ルに電気的に接続される
プリント基板が前記パワ−モジュ−ルに搭載された請求
項1に記載のインバ−タ装置。 - 【請求項6】 少なくとも主回路半導体素子の駆動回路
および保護回路がプリント基板に搭載された請求項5に
記載のインバ−タ装置。 - 【請求項7】 主回路素子に電気的に接続される主回路
端子台がパワ−モジュ−ルに搭載された請求項1または
請求項5に記載のインバ−タ装置。 - 【請求項8】 プリント基板に貫設された被案内孔と、
該被案内孔に挿通するようパワ−モジュ−ルに立設され
た案内突起とを具備する請求項5に記載のインバ−タ装
置。 - 【請求項9】 パワ−モジュ−ルの側面に形成された切
欠部と、該切欠部に現われる冷却フィンの露出面に設け
られたア−ス端子とを具備する請求項1または請求項2
に記載のインバ−タ装置。 - 【請求項10】 冷却フィンに形成した取付ねじ挿通孔
と、該取付ねじ挿通孔の軸線延長上に位置するパワ−モ
ジュ−ルの側面に形成された切欠部とを具備する請求項
1または請求項2に記載のインバ−タ装置。 - 【請求項11】 パワ−モジュ−ルの冷却面側の面に位
置決め孔が形成された請求項1または請求項2に記載の
インバ−タ装置。 - 【請求項12】 冷却フィンのパワ−モジュ−ルと接す
る面に、パワ−モジュ−ルの位置決め孔に嵌合する位置
決め突起が形成された請求項11に記載のインバ−タ装
置。
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