JPH0662796U - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 平滑コンデンサとパワートランジスタの配線
距離を出来るだけ短くした主回路構造の電力変換装置を
提供することを目的とするものである。 【構成】 コンバータ部を平滑コンデンサ１１〜１３，
１４〜１６を介してインバータ部のパワートランジスタ
１７に接続した電力変換装置において、直列に接続した
平滑コンデンサ１１〜１３，１４〜１６の中間にインバ
ータ部の保護用電流検出器２１及び遮断器２２を取付け
る構成とし、平滑コンデンサ１１〜１６からパワートラ
ンジスタ１７までの配線距離を短くし、さらに各平滑コ
ンデンサ１１〜１６とパワートランジスタ１７を接続す
るバー導体１９，２０に絶縁体２３（フローコーティン
グ等）を巻き、磁束の打ち消し合うバー導体１９，２０
同士を密着することによって、インダクタンスを低減し
スイッチング時のサージ電圧を制御する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電力変換装置に係り、特に電力変換装置における平滑コンデンサ直 列回路の直流平滑コンデンサとインバータ部のパワートランジスタの間に取付け る主回路保護用電流検出器及び遮断器の配置を改良した電力変換装置に関するも のである。

【０００２】

【従来の技術】

図４は従来の電力変換装置を示すブロック図である。図において、１は商用電 源であり、２はコンバータ部であり、商用電源１から入力される交流を直流に変 換する。３は平滑コンデンサであり、コンバータ部２が出力する直流を平滑する 。４はインバータ部であり、平滑コンデンサ３で平滑された直流を所定の電圧及 び周波数の交流に逆変換する。このインバータ部４が所定の電圧及び周波数の交 流を出力し、誘導電動機５を運転する際に、平滑コンデンサ３からインバータ部 ４に放電電流が流れたときに、この電流を検出する電流検出器６及びインバータ 部の保護用遮断器７が設けられている。８は主回路電圧検出回路であり、平滑コ ンデンサ３の電圧を検出し、装置の制御回路において主回路電圧の過不足を判定 する。

【０００３】 図５は図４に示す従来の電力変換装置の正面図、図６は図５の下面図であり、 これらの図は平滑コンデンサ１１〜１６からインバータ部のパワートランジスタ １７までの配線構造を示している。図５は、平滑コンデンサ１１〜１３，１４〜 １６を直列接続し、高電圧用として使用したときの例であり、冷却体１８に固定 されているインバータ部のパワートランジスタ１７と平滑コンデンサ１１〜１３ までバー導体１９，２０にて接続されている。電流検出器２１は、このバー導体 １９，２０によって固定され、取付けられている。このような構成で平滑コンデ ンサ１１〜１３とパワトランジスタ１７の間に主回路保護用の電流検出器２１を 取付けると、平滑コンデンサ１１〜１３からインバータ部のパワートランジスタ １７までの配線が長くなり、構造上において主回路構造を小さくすることが難し く、電力変換装置自体が大きくなる。また平滑コンデンサ１１〜１３からパワー トランジスタ１７への配線が長くなるとバー導体１９，２０のインダクタンスが 増加するので、スイッチング時のサージ電圧が大きくなり、そのサージ電圧を呼 吸するためスナバ回路等が複雑になり、その結果主回路構造が大きくなる。 図４，５の例では電流検出器２１のほかに主回路保護用の遮断器２２を取付け た構造としている。 また、端子２４はコンバータ部の＋側に、端子２５はコンバータ部の−側に接 続される。 なお、図５，６において、平滑コンデンサとパワートランジスタの配線以外は 省略してある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

従来の電力変換装置は、以上のように平滑コンデンサからパワートランジスタ までのバー導体の間に主回路保護用の電流検出器及び遮断器を取付けた構造とな っているので、平滑コンデンサからパワートランジスタまでの距離が長くなって いる。従って電力変換装置の定格容量が増えると、パワートランジスタ，平滑コ ンデンサ等部品自体も大きくなることもさることながら、接続するバー導体も電 流値に比例して大きくなるので、配線構造にスペースをとることになる。前記の 条件で、電流検出器及び遮断器を平滑コンデンサとパワートランジスタの間に接 続する構造であると、バー導体が長くなり、バー導体のインダクタンスが増大し 、スイッチング時のサージ電圧が大きくなる傾向にある。そのためスイッチング 時のサージ電圧を吸収するスナバ回路等のパワートランジスタの保護回路が、複 雑かつ高価になるという問題点がある。

【０００５】 そこで、本考案の目的は、平滑コンデンサとパワートランジスタの配線距離を できるだけ短くし、しかも外形寸法を小さくした電力変換装置を提供することに ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

以上の目的を達成するために、請求項１記載の考案においては、 交流入力を直流に変換するコンバータ部と、 このコンバータ部に接続され、前記コンバータ部が出力する直流を平滑する２ 個以上の平滑コンデンサからなる平滑コンデンサ直列回路と、 この平滑コンデンサ直列回路にバー導体を介して接続され、前記平滑コンデン サ直列回路で平滑された直流を所定の電圧及び周波数の交流に逆変換するパワー トランジスタからなるインバータ部と、を有する電力変換装置において、 前記平滑コンデンサ直列回路を構成する平滑コンデンサの中間に、前記インバ ータ部、前記コンバータ部の保護用電流検出器及び遮断器を設けたことを特徴と するものである。

【０００７】 さらに、請求項２記載の考案においては、請求項１記載の電力変換装置におい て、平滑コンデンサ直列回路の各平滑コンデンサとインバータ部のパワートラン ジスタを接続するバー導体に、絶縁体を巻き、さらに磁束の打ち消し合う方向の バー導体同士を密着すること特徴とするものである。

【０００８】

【作用】

請求項１記載の考案における電力変換装置は、電流検出器及び遮断器を、直列 に接続された平滑コンデンサの中間に取付けることによって、平滑コンデンサ直 列回路の平滑コンデンサから直接インバータ部のパワートランジスタに、バー導 体で接続できる。 したがって、平滑コンデンサとパワートランジスタとを結ぶバー導体の距離は 最短となる。

【０００９】 請求項２記載の考案における電力変換装置において、各平滑コンデンサからパ ワートランジスタまでのバー導体に絶縁体を巻いて、磁束の打ち消し合うバー導 体同士を密着させることにより、配線構造スペースが小さくなり、かつバー導体 のインダクタンスを低減する。

【００１０】

【実施例】

本考案による実施例を図面を参照して説明する。

【００１１】 図１は本考案による実施例である電力変換装置を示す正面図であり、図２は図 １の下面図で、平滑コンデンサからインバータ部のパワトランジスタまでの配線 構造を示す。図１，２において、パワートランジスタ１７を密着して冷却するよ うにした冷却体１８は図５同様に、電力変換装置の片側に配置されている。従来 の電力変換装置に取付けられていた電流検出器２１と遮断器２２は、直列に接続 された平滑コンデンサ１１〜１３と１４〜１６の間にバー導体を介して接続され るので、平滑コンデンサ１１〜１３，１４〜１６は前記冷却体１８に隣接して配 置する事ができる。この平滑コンデンサ１１〜１３と前記パワトランジスタ１７ はバー導体１９で接続され、平滑コンデンサ１４〜１６はバー導体２０にて接続 される。

【００１２】 以上の構成により、図５に示す電力変換装置に比較し、本実施例では、電流検 出器２１及び遮断器２２を平滑コンデンサ１１〜１３とパワトランジスタ１７の 間から外したので、各平滑コンデンサ１１〜１６をバー導体１９，２０により、 パワートランジスタ１７に接続できる。そのため、平滑コンデンサ１１〜１６と パワトランジスタ１７を接続しているバー導体１９，２０の配線距離を短くする ことが可能であり、配線によるバー導体１９，２０のインダクタンスが図５に示 す従来の構造より小さくすることができる。

【００１３】 さらに、バー導体１９，２０に絶縁体２３を巻いて（フローコーティングを施 す。）、磁束の打ち消し合うバー導体同士を密着させ、磁束を打ち消し合うこと で、インダクタンスを低減することができる。よってスイッチング時のサージ電 圧を抑制し、構造的にも平滑コンデンサ１１〜１６からパワトランジスタ１７ま で直結でき、また磁束の打ち消し合うバー導体同士密着させることができるので 、電力変換装置の外形寸法を小さくすることができる。 図３に図１，２に示す電力変換装置のブロック図を示す。

【００１４】 インバータ部４に流れる電流を検出する電流検出器６および遮断器７を、平滑 コンデンサ３の間に挿入することで、図１，２のような配置構造となる。平滑コ ンデンサ３の間に電流検出器６を挿入した本実施例では、従来装置における電流 検出器６の位置で検出可能な平滑コンデンサ３からインバータ部４に流れる放電 電流に加えて、コンバータ部２から平滑コンデンサ３に流れる充電電流も検出す ることが可能である。ただし平滑コンデンサ３の中間に遮断器７を挿入しただけ では、主回路保護用の遮断器７が遮断されたとき、主回路電圧検出回路８が平滑 コンデンサ３に電圧が充填されていてるかどうかも検出できない。そのため、前 記遮断器７と並列に抵抗９を接続し、遮断器７が遮断しても、平滑コンデンサ３ が充電している間は、主回路電圧検出路８にて平滑コンデンサ３の電圧検出を行 う。

【００１５】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、電力変換装置において、主回路保護用の電流 検出器及び遮断器を直列に接続された平滑コンデンサの中間に接続することによ って、平滑コンデンサとインバータ部を直接バー導体で接続できるようになり、 平滑コンデンサとパワトランジスタとを結ぶバー導体の距離が短くなる。そのた め、配線によるバー導体１９，２０のインダクタンスが従来の装置構造より小さ くすることができ、スイッチング時のサージ電圧を極力抑制できる。

【００１６】 また、各平滑コンデンサからパワートランジスタまでのバー導体に絶縁体を巻 いて、磁束の打ち消し合うバー導体同士を密着させることにより、配線構造スペ ースが小さくなり、またインダクタンスが小さくなるのでスイッチング時のサー ジ電圧を極力抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例である電力変換装置の主回路の
構造正面図である。

【図２】図１の下面図である。

【図３】本考案の実施例である電力変換装置の主回路の
ブロック図である。

【図４】従来の電力変換装置の主回路のブロック図であ
る。

【図５】従来の電力変換装置の主回路の構造正面図であ
る。

【図６】図５の下面図である。

【符号の説明】

１…商用電源、 ２…コンバータ部、 ３
…平滑コンデンサ、４…インバータ部、 ５…誘導電
動機、 ６…電流検出器、７…遮断器、
８…主回路電圧検出回路、 ９…抵抗、１１，１
２，１３，１４，１５，１６…平滑コンデンサ、１７…
パワートランジスタ、１８…冷却体、 １９，２０…バ
ー導体、２１…電流検出器、 ２２…遮断器、
２３…絶縁体、２４，２５…端子。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流入力を直流に変換するコンバータ部
   と、 このコンバータ部に接続され、前記コンバータ部が出力
   する直流を平滑する２個以上の平滑コンデンサからなる
   平滑コンデンサ直列回路と、 この平滑コンデンサ直列回路にバー導体を介して接続さ
   れ、前記平滑コンデンサ直列回路で平滑された直流を所
   定の電圧及び周波数の交流に逆変換するパワートランジ
   スタからなるインバータ部と、を有する電力変換装置に
   おいて、 前記平滑コンデンサ直列回路を構成する平滑コンデンサ
   の中間に、前記インバータ部、前記コンバータ部の保護
   用電流検出器及び遮断器を設けたことを特徴とする電力
   変換装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電力変換装置において、
   平滑コンデンサ直列回路の各平滑コンデンサとインバー
   タ部のパワートランジスタを接続するバー導体に、絶縁
   体を巻き、さらに磁束の打ち消し合う方向のバー導体同
   士を密着すること特徴とする電力変換装置。