JPH0678562A - インバータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置の奥行き寸法を小さくして薄型を好む市
場ニーズに合致した、大容量、小型、省設置スペース、
保守容易、コスト低廉なインバータ装置を提供する。 【構成】 インバータ部である３相ブリッジ回路の、各
１相分を構成する上下アームで各１ユニット４を構成
し、インバータ部全体で３ユニットとし、かつインバー
タ部に対応するコンバータ部を１ユニット５のブロック
とし、計４ユニットを上下方向に積み重ねて成るブロッ
ク構成とし、更にその最下部を構成するブロックにキャ
スター２２を取り付けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンバータ部とインバ
ータ部から成るインバータ装置に関するものであり、更
に詳しくは、盤に納めるユニットの形で実現する大型の
インバータ装置（インバータ盤ということがある）の構
造的な改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、既提案（特願平３−２６０５
３４号）にかかる従来のインバータ装置（インバータ
盤）を設置したときの外観図で、（イ）は側面図、
（ロ）は正面図（（イ）を右側から見た図）、である。

【０００３】これらの図において、１０４はトランジス
タユニット（トランジスタ構成の３相ブリッジ回路つま
りインバータ部の、各１相分を構成する上アームと下ア
ームで構成されるユニット）、１０５はコンバータ部を
構成するダイオードユニット、１０６はインバータ装置
（インバータ盤）、１０７は天井に取り付ける誘導用フ
ァン、１０８は各ユニット毎に取り付けられるユニット
ファン、１０９は直流中間（＋）短絡バー、１１０は直
流中間（−）短絡バー、１１１は出力バー、１１２は各
ユニットに設けられているユニット取手、１１３は枠組
みとしてのラック、＋はネジ締め箇所、である。

【０００４】トランジスタユニット１０４は、薄板板金
により形成された箱の中に、インバータ部の、１相分の
トランジスタ、平滑コンデンサと共に、ユニットファン
１０８を納めたものから成っており、ユニットファン１
０８が稼働すると、矢印の如く風の流れが起きてトラン
ジスタや平滑コンデンサなどが冷却（熱放散）されるよ
うになっている。

【０００５】トランジスタユニット１０４は、Ｕ１，Ｖ
１，Ｗ１，Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２と全部で６個あり、それに
ダイオードユニット１０５であるＤが加わって７個のユ
ニットが、ラック１１３に積み重ねた形で段状に、正面
から見て前方へ引き出し自在に配置されている。出力バ
ー１１１は、ここにユーザ（顧客）が端子を接続してイ
ンバータ装置１０６からの出力を取り出すところであ
る。

【０００６】図１２は、上記既提案にかかる従来のイン
バータ装置（インバータ盤）の回路構成を示す回路図で
ある。同図において、１０１はトランジスタ素子、１０
２は平滑コンデンサ、１０３はダイオード素子、１０４
はトランジスタユニット、１０５はダイオードユニッ
ト、１０６はインバータ装置（インバータ盤）、であ
る。

【０００７】各トランジスタユニット１０４は、インバ
ータ部を構成する３相ブリッジ回路のうちの１相分毎の
トランジスタ、平滑コンデンサを含み、Ｕ１，Ｖ１，Ｗ
１，Ｕ２，Ｖ２，Ｗ２の６個があり、コンバータ部を構
成するダイオードユニット１０５はＤとして１個である
こと、などが分かるであろう。

【０００８】図１１に戻り、図１１における直流中間
（＋）短絡バー１０９は、図１２におけるインバータ部
の上アームにおいて各トランジスタのコレクタ間を接続
して短絡するバーであり、直流中間（−）短絡バー１１
０は、インバータ部の下アームにおいて各トランジスタ
のエミッタ間を接続して短絡するバーである。また出力
バー１１１は、上アームのトランジスタのエミッタと下
アームのトランジスタのコレクタとの間を接続して短絡
するバーである。

【０００９】図１３は、トランジスタユニット１０４の
平面図であり、図１４は同側面図である。これらの図に
おいて、１０１はトランジスタ素子、１０２は平滑コン
デンサ、１０８はユニットファン、１１０は直流中間
（−）短絡バー、１１１は出力バー、１１２は取手、１
１５は前面板、１１６は放熱フィン、１１７はコレクタ
短絡バー、１１８はエミッタ短絡バー、１１９はコレク
タ・エミッタ短絡バー、１３３は板金フレーム（中
板）、１３４は曲げ加工板金（座）、１３５は風穴、で
ある。

【００１０】図１３，図１４を参照する。本構成は、６
並列のトランジスタ素子１０１が３並列で１ブロックを
形成することで２ブロックとし、この２ブロック間に隙
間ＳＬを形成し、かつ板金フレーム（中板）１３３の一
部に風穴１３５を開けたものである。その結果、ユニッ
トファン１０８からの風が、平滑コンデンサ１０２と１
０２の間を通り抜けた後、該風穴１３５を通り、上記隙
間ＳＬを通って流れ、トランジスタユニット１０４の冷
却効率を高めることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上説明した如き既提
案にかかる従来のインバータ装置は、大容量であるにも
関わらず、小型で設置スペースが少なくて済む利点をも
つが、図１３、図１４に見られる通り、トランジスタユ
ニット１０４内の部品配置が、ファン１０８、平滑コン
デンサ１０２、放熱フィン１１６、と直列に並ぶため、
インバータ装置の奥行き寸法として、或る程度の絶対的
寸法が必要である。

【００１２】そして、更に図１１に見られる通り、ダイ
オードユニット１０５を含めた合計７つのユニットから
の冷却風を装置の背面側で上部へ排出する構造であるた
め、そのためのダクトスペースが必要なことから、装置
の奥行き寸法が大きくなり、薄型盤を好む市場ニーズに
合わないという問題があった。

【００１３】また装置自体を単独のユニットとして完成
品をという市場ニーズにも合わないという問題があっ
た。また不慮の事故時、システムのダウン時間を短縮す
べく、予備ユニットを持つが、応急処理として、１イン
バータ分を上記のように完成ユニットとして装備し、可
搬式になっていれば、予備ユニットに接続し、一時的に
システムを立ち上げ、調査、修復後、切り換えるという
市場ニーズに合わないという問題があった。これらは装
置が大容量、大型化しているため、重量物であることに
起因する。

【００１４】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解決するとともに、従来技術の利点である省スペース、
保守の容易性、コスト低廉を維持することのできるイン
バータ装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明では、コンバータ部とインバータ部から成るインバ
ータ装置において、インバータ部である半導体素子構成
の３相ブリッジ回路の、各１相分を構成する上アームと
下アームで各１ユニットを構成し、インバータ部全体で
３ユニット構成の３相出力ブロックとし、かつ前記イン
バータ部に対応するコンバータ部を１ユニットのブロッ
クとして装備し、計４ユニットを上下方向に積み重ねて
成るブロック構成を少なくとも含んで１つの装置を構成
し、更にその最下部を構成するブロックにキャスターを
取りつけた。

【００１６】更に本発明では、インバータ装置におい
て、インバータ部を構成する前記３相出力ブロックのう
ち、２相分の出力ブロックに属する半導体素子を同一の
放熱冷却体の表裏に取り付けることにより第１の放熱ブ
ロックを構成し、残り１相分の出力ブロックとコンバー
タ部を構成する前記１ブロックとに属する半導体素子を
他の放熱冷却体の表裏に取り付けることにより第２の放
熱ブロックを構成し、両放熱ブロックを上下に積み重ね
て１つの装置を構成し、更に冷却風の風向きを下側ブロ
ックから上側ブロックへ垂直に吹き抜けさせるようにし
た。

【００１７】また本発明では、インバータ装置におい
て、上下方向に配置された複数の棚を有する箱体を持
ち、該箱体の前記各棚に、前記の計４ユニットを１ユニ
ットづつ引き出し自在に納めるとともに、１相分づつの
各インバータユニットには所要の平滑コンデンサを装備
せず、３相分の平滑コンデンサを一括して前記箱体の全
棚を縦方向に通じる空間に配置した。

【００１８】更に本発明では、インバータ装置におい
て、１相分づつの前記各インバータユニットにおいて、
所要の平滑コンデンサを、当該ユニットを構成する半導
体素子の直上に配置した。

【００１９】

【作用】上記構成、即ち、インバータユニットとコンデ
ンサユニットの合計４ユニットを上下方向に積み重ねて
成るブロック構成は、１相分づつの前記各インバータユ
ニットにおいて、所要の平滑コンデンサを、当該ユニッ
トを構成する半導体素子の直上に配置したことと相い待
ち、装置の奥行き寸法を小さくするのに役立ち、また排
気も最大４ユニットの排気なので所要のダクトスペース
を小さくできる。大容量を得るためには、盤（インバー
タ装置）を複数並べて列盤とする。

【００２０】また２相分の出力ブロックに属する半導体
素子を同一の放熱冷却体の表裏に取り付けることにより
第１の放熱ブロックを構成し、残り１相分の出力ブロッ
クとコンバータ部を構成する前記１ブロックとに属する
半導体素子を他の放熱冷却体の表裏に取り付けることに
より第２の放熱ブロックを構成し、両放熱ブロックを上
下に積み重ねて１つの装置を構成することにより、ダク
トスペースが不要になり、小型化（奥行き寸法小）が図
れる。

【００２１】また保守は盤より全ブロックを引き出して
実施する。各インバータユニットにおいて、所要の平滑
コンデンサを、当該ユニットを構成する半導体素子の直
上に配置したことから、トランジスタユニット単品の保
守が容易となり、奥行き寸法も小さくできる。更にキャ
スターを取り付けたことから、盤外に装置を搬出するこ
とが容易になる。

【００２２】

【実施例】次に図を参照して本発明の実施例を説明す
る。図１は、本発明の一実施例であるインバータ装置
（インバータ盤）を設置したときの外観図で、（イ）は
側面図、（ロ）は正面図（（イ）を右側から見た図）、
である。なお（ロ）は、２個並べた列盤時の正面図であ
る。

【００２３】これらの図において、４は１相出力トラン
ジスタユニット、５は３相入力ダイオードユニット、６
は３相出力２個装備インバータ盤（列盤）、７は３相出
力１個装備インバータ盤、１１は誘導用ファン、１２は
ユニットファン、１５は出力バー、２２はキャスター、
である。

【００２４】図２は、図１に示す実施例であるインバー
タ装置の回路構成を示す回路図である。図２において、
１はトランジスタ素子、２は平滑コンデンサ、３はダイ
オード素子、４は１相出力トランジスタユニット、５は
３相入力ダイオードユニット、６は３相出力２個装備イ
ンバータ盤（列盤）、７は３相出力１個装備インバータ
盤、である。

【００２５】図３は、図１における１相出力トランジス
タユニット４を示す構成図で、図３の（イ）はその側面
図、（ロ）は正面図、（ハ）は正面図（ロ）のＡ−Ａ矢
視図である。図３において、１はトランジスタ素子、２
は平滑コンデンサ、４は１相出力トランジスタユニッ
ト、１２はユニットファン、１３は直流中間（＋）短絡
バー、１４は直流中間（−）短絡バー、１５は出力バ
ー、１７は放熱フィン、１８はコレクタ短絡バー、１９
はエミッタ短絡バー、２０はコレクタ・エミッタ短絡バ
ー、である。

【００２６】以上、図１〜図３に示す実施例として、イ
ンバータ部である半導体素子構成の３相ブリッジ回路
の、各１相分を構成する上アームと下アームで各１ユニ
ット（１相出力トランジスタユニット４）を構成し、イ
ンバータ部全体で３ユニット構成の３相出力ブロックと
し、かつ前記インバータ部に対応するコンバータ部を１
ユニット（３相入力ダイオードユニット５）のブロック
として装備し、計４ユニットを上下方向に積み重ねて成
るブロック構成を含み、更にその最下部を構成するブロ
ックにキャスター２２を取りつけインバータ装置７又は
６が開示されたことが認められるであろう。

【００２７】また該インバータ装置において、１相分づ
つの前記各インバータユニット４において、所要の平滑
コンデンサ２を、当該ユニットを構成する半導体素子
（トランジスタ素子１）の直上に配置していることも認
められるであろう。かかる構成によりインバータ装置７
の奥行き寸法を小さくできる。

【００２８】図４は、本発明の別の実施例としてのイン
バータ装置を設置したときの外観図で、（イ）は側面
図、（ロ）は正面図（（イ）を右側から見た図）、であ
る。なお（ロ）は、２個並べた列盤時の正面図である。

【００２９】これらの図において、６は３相出力２個装
備インバータ盤（列盤）、７は３相出力１個装備インバ
ータ盤、８は２相出力トランジスタユニット、９は１相
出力トランジスタ・３相入力ダイオードユニット、１２
はユニットファン、１５は出力バー、１６は入力バー、
１７は放熱フィン、２２はキャスター、である。

【００３０】図５は、図４に示す実施例であるインバー
タ装置の回路構成を示す回路図である。図５において、
１はトランジスタ素子、２は平滑コンデンサ、３はダイ
オード素子、６は３相出力２個装備インバータ盤（列
盤）、７は３相出力１個装備インバータ盤、９は１相出
力トランジスタ・３相入力ダイオードユニット、であ
る。

【００３１】図６は、図４における２相出力トランジス
タユニット８を示す構成図で、図６の（イ）はその側面
図、（ロ）は側面図（イ）のＡ−Ａ矢視図である。図６
において、１はトランジスタ素子、２は平滑コンデン
サ、１２はユニットファン、１３は直流中間（＋）短絡
バー、１４は直流中間（−）短絡バー、１５は出力バ
ー、１７は放熱フィン、１８はコレクタ短絡バー、１９
はエミッタ短絡バー、２０はコレクタ・エミッタ短絡バ
ー、である。

【００３２】図７は、図４における１相出力トランジス
タ・３相入力ダイオードユニット９を示す構成図で、図
７の（イ）はその側面図、（ロ）は側面図（イ）のＡ−
Ａ矢視図である。図７において、１はトランジスタ素
子、２は平滑コンデンサ、３はダイオード素子、１２は
ユニットファン、１３は直流中間（＋）短絡バー、１４
は直流中間（−）短絡バー、１６は入力バー、１７は放
熱フィン、１８はコレクタ短絡バー、１９はエミッタ短
絡バー、２０はコレクタ・エミッタ短絡バー、である。

【００３３】以上、図４〜図７に示す実施例として、イ
ンバータ部を構成する３相出力ブロックのうち、２相分
の出力ブロック（２相出力トランジスタユニット８）に
属する半導体素子を同一の放熱冷却体１７の表裏に取り
付けることにより第１の放熱ブロックを構成し（図６の
ロ）、残り１相分の出力ブロックとコンバータ部を構成
する１ブロックとに属する半導体素子を他の放熱冷却体
７の表裏に取り付けることにより第２の放熱ブロックを
構成し（図７のロ）、両放熱ブロックを上下に積み重ね
て１つの装置を構成し（図４）、更に冷却風の風向きを
下側ブロックから上側ブロックへ垂直に吹き抜けさせる
ようにしたインバータ装置７又は６が開示されたことが
認められるであろう。

【００３４】図８は、本発明の更に別の実施例としての
インバータ装置を設置したときの外観図で、（イ）は側
面図、（ロ）は正面図（（イ）を右側から見た図）、で
ある。なお（ロ）は、２個並べた列盤時の正面図であ
る。

【００３５】これらの図において、１はトランジスタ素
子、２は平滑コンデンサ、３はダイオード素子、４は１
相出力トランジスタユニット、５は３相入力ダイオード
ユニット、６は３相出力２個装備インバータ盤（列
盤）、７は３相出力１個装備インバータ盤、１０は平滑
コンデンサユニット、１１は誘導用ファン、１２はユニ
ットファン、１５は出力バー、１６は入力バー、１７は
放熱フィン、２１はラック、２２はキャスター、２３は
ラックユニット、２４は取手、である。

【００３６】図９は、図８に示す実施例であるインバー
タ装置の回路構成を示す回路図である。図９において、
１はトランジスタ素子、２は平滑コンデンサ、３はダイ
オード素子、５は３相入力ダイオードユニット、６は３
相出力２個装備インバータ盤（列盤）、７は３相出力１
個装備インバータ盤、１０は平滑コンデンサユニット、
である。

【００３７】図１０は、図８における１相出力トランジ
スタユニット４を示す構成図で、図１０の（イ）はその
側面図、（ロ）は側面図（イ）のＡ−Ａ矢視図である。
図１０において、１はトランジスタ素子、２は平滑コン
デンサ、４は１相出力トランジスタユニット、１０は平
滑コンデンサユニット、１２はユニットファン、１３は
直流中間（＋）短絡バー、１４は直流中間（−）短絡バ
ー、１５は出力バー、１７は放熱フィン、１８はコレク
タ短絡バー、１９はエミッタ短絡バー、２０はコレクタ
・エミッタ短絡バー、２３はラックユニット、２４は取
手、である。

【００３８】以上、図８〜図１０に示す実施例として、
上下方向に配置された複数の棚（ラック２１）を有する
箱体（ラックユニット２３）を持ち、該箱体（ラックユ
ニット２３）の前記各棚（ラック２１）に、１相出力ト
ランジスタユニット４を１ユニットづつ引き出し自在に
納めるとともに、１相分づつの各インバータユニットに
は所要の平滑コンデンサを装備せず、３相分の平滑コン
デンサ２を一括して平滑コンデンサユニット１０とし
て、全棚を縦方向に通じる空間に配置したインバータ装
置７又は６が開示されたことが認められるであろう。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
奥行き寸法を小さくした大容量のインバータ装置を、省
スペース、保守の容易性、コスト低廉を維持しつつ、提
供することができ、かつ３相出力分のユニット単位で提
供でき、かつ可搬式のため、ユニットの盤への出し入れ
が容易にできるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるインバータ装置を設置
したときの外観図である。

【図２】図１に示す実施例の回路構成を示す回路図であ
る。

【図３】図１における１相出力トランジスタユニットを
示す構成図である。

【図４】本発明の別の実施例であるインバータ装置を設
置したときの外観図である。

【図５】図４に示す実施例の回路構成を示す回路図であ
る。

【図６】図４における２相出力トランジスタユニットを
示す構成図である。

【図７】図４における１相出力トランジスタ・３相入力
ダイオードユニットを示す構成図である。

【図８】本発明の更に別の実施例であるインバータ装置
を設置したときの外観図である。

【図９】図８に示す実施例の回路構成を示す回路図であ
る。

【図１０】図８における１相出力トランジスタユニット
を示す構成図である。

【図１１】既提案（特願平３−２６０５３４号）にかか
る従来のインバータ装置（インバータ盤）を設置したと
きの外観図である。

【図１２】図１１に示す従来のインバータ装置の回路構
成を示す回路図である。

【図１３】図１１におけるトランジスタユニットの平面
図である。

【図１４】図１１におけるトランジスタユニットの側面
図である。

【符号の説明】

１…トランジスタ素子、２…平滑コンデンサ、３…ダイ
オード素子、４…１相出力トランジスタユニット、５…
３相入力ダイオードユニット、６…３相出力２個装備イ
ンバータ盤（列盤）、７…３相出力１個装備インバータ
盤、８…２相出力トランジスタユニット、９…１相出力
トランジスタ・３相入力ダイオードユニット、１０…平
滑コンデンサユニット、１１…誘導用ファン、１２…ユ
ニットファン、１３…直流中間（＋）短絡バー、１４…
直流中間（−）短絡バー、１５…出力バー、１６…入力
バー、１７放熱フィン、１８…コレクタ短絡バー、１９
…エミッタ短絡バー、２０…コレクタ・エミッタ短絡バ
ー、２１…ラック、２２…キャスター、２３…ラックユ
ニット、２４…取手

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンバータ部とインバータ部から成るイ
   ンバータ装置において、 インバータ部である半導体素子構成の３相ブリッジ回路
   の、各１相分を構成する上アームと下アームで各１ユニ
   ットを構成し、インバータ部全体で３ユニット構成の３
   相出力ブロックとし、かつ前記インバータ部に対応する
   コンバータ部を１ユニットのブロックとして装備し、計
   ４ユニットを上下方向に積み重ねて成るブロック構成を
   少なくとも含んで１つの装置を構成し、更にその最下部
   を構成するブロックにキャスターを取りつけたことを特
   徴とするインバータ装置。
2. 【請求項２】 コンバータ部とインバータ部から成るイ
   ンバータ装置において、 インバータ部である半導体素子構成の３相ブリッジ回路
   の、各１相分を構成する上アームと下アームで各１ユニ
   ットを構成し、インバータ部全体で３ユニット構成の３
   相出力ブロックとし、かつ前記インバータ部に対応する
   コンバータ部を１ユニットのブロックとして装備し、イ
   ンバータ部を構成する前記３相出力ブロックのうち、２
   相分の出力ブロックに属する半導体素子を同一の放熱冷
   却体の表裏に取り付けることにより第１の放熱ブロック
   を構成し、残り１相分の出力ブロックとコンバータ部を
   構成する前記１ブロックとに属する半導体素子を他の放
   熱冷却体の表裏に取り付けることにより第２の放熱ブロ
   ックを構成し、両放熱ブロックを上下に積み重ねて成る
   ブロック構成を少なくとも含んで１つの装置を構成し、
   更に冷却風の風向きを下側ブロックから上側ブロックへ
   垂直に吹き抜けさせるようにすると共に、その最下部を
   構成するブロックにキャスターを取りつけたことを特徴
   とするインバータ装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のインバータ装置におい
   て、上下方向に配置された複数の棚を有する箱体を持
   ち、該箱体の前記各棚に、前記の計４ユニットを１ユニ
   ットづつ引き出し自在に納めるとともに、１相分づつの
   各インバータユニットには所要の平滑コンデンサを装備
   せず、３相分の平滑コンデンサを一括して前記箱体の全
   棚を縦方向に通じる空間に配置したことを特徴とするイ
   ンバータ装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のインバータ装置におい
   て、１相分づつの前記各インバータユニットにおいて、
   所要の平滑コンデンサを、当該ユニットを構成する半導
   体素子の直上に配置したことを特徴とするインバータ装
   置。