JPS63257469A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、並列接続した複数個の半導体素子を有する電
力変換装置に関する。

（従来の技術） 電力変換装置の容量を増加させるには、一般にその装置
を構成する半導体素子を直列接続や並列接続を行なう、
この電力変換装置は、電動機を駆動する電源装置として
用いられ、直流電源として用いられる場合、その電流容
量は５，０００乃至７，０００アンペアに達することも
あり、そのとき半導体素子として平形サイリスタを複数
個並列接続し、電力変換装置を構成する。

従来の電力変換装置として、サイリスタを２個並列接続
し、直流電動機を駆動する電力変換装置について説明す
る。

第４図に示すように、電力変換装置の主回路は。

三相ブリッジ結線で２個並列接続されるサイリスタ１と
、このサイリスタ１を保護するヒユーズ２と、ｄｉ／ｄ
ｔ或いは、　ｄｖ／ｄｔを抑制するりアクドル３と、サ
イリスタ１を点弧するゲート回路４と、サイリスタ１の
転流サージを抑制するスナバ回路５とから構成され、直
流電動機６へ電力を供給している。

このように構成された主回路は、第５図に示すモジュー
ル７内に実装されている。

このように構成された各主回路は、第６図に示すように
、このモジュール７ａ、　７ｂ内の主回路へ電力を供給
する交流ブスバー８．９．１０と、主回路から負荷であ
る直流電動機６へ電力を供給する直流ブスバー１１．１
２に接続されている。また、交流ブスバー８．９．１０
と直流ブスバー１１．１２は、渡りブスバー１３．１４
，１５，１６．１７を介して、メインブスバー１８．１
９，２０，２１．２２に接続されている。

このように構成された電力変換装置における電流の流れ
は、サイリスタが順にＵ−４Ｚ−＋ｖ−４Ｘ→Ｗ→Ｙの
順序で点弧し、１２０度通電されると、Ｕ相では、Ｕ相
のサイリスタ１にゲート回路４からズ２→Ｔ相のりアク
ドル３→トランス２３（Ｔ−＋。

→Ｒ）→Ｕ相のヒユーズ２→交流ブスバー８の順に流れ
ていく。

（発明が解決しようとする問題点） 上記従来の電力変換装置では、メインブスバー中の異な
る位置に各モジュールからの交流ブスバー及び直流ブス
バーが、渡りブスバーを介して取付けられているので、
その異なる取付位置の距離分だけ、電気的に並列接続し
たモジュール間の電流バランスの不均衡が発生する。こ
の電流バランスの不均衡度合は１０％乃至２０％になる
ため、電力変換装置の容量を低減し、サイリスタのジャ
ンク　。

ジョン温度を所定の値（通常は１２５℃）以下に保つ必
要がある。

従って、装置自体の性能は低下し、サイリスタ等の半導
体素子の並列数を必要以上に増加させなければならない
、また、モジュールは通常装置内に上下に配置されてい
るので、メインブスバーの長さも長くせざるを得ず、ブ
スバーの取付・接続作業の際、高所作業になり、かつ接
続箇所も多くなるので、作業能率が低下し、かつコスト
マツプにもつながる。

そこで、上記問題点を鑑み、本発明においては。

複数個並列接続した半導体素子の電流バランスの均衡状
態を維持することにより、信頼性に優れ、かつ製造する
にあたり、コストダウンや作業能率の向上が可能な電力
変換装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段と作用）上記目的を達成
するために、本発明は、半導体素子の同電位となる部位
に接続される接続手段と、この接続手段へ電力を供給し
たり、或いは接続手段から負荷へ電力を供給する送電手
段とを有し、各接続手段を送電手段の同一点で固定する
電力変換装置を提供する。

（実施例） 以下１本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図に示すように、電力変換装置は、半導体素子等を
実装したモジュール７ａ、７ｂを上下に配置し、このモ
ジュール７ａ、？ｂ内の半導体素子等で構成される主回
路へ電力を供給する交流ブスバー８゜９．１０と、主回
路から負荷である直流電動機６へ電力を供給する直流ブ
スバーｉｉ、　ｉｚに接続されている。また、交流ブス
バー８．９．１０と直流ブスバー１１．１２は、渡りブ
スバー１３，１４，１５，１６，１７を介して、メイン
ブスバー１８．１９，２０，２１．２２に同一点で接続
されている。すなわち、モジュール７ａの交流ブスバー
８とモジュール７ｂの交流ブスバー８は、断面積、長さ
を等しくした各渡りブスバー１３を介して、メインブス
バー１８にボルト２３により同一点で共線めされている
。また、メインブスバー１８゜１９．２Ｇ、２１．２２
は碍子等の絶縁物を用い、所定の絶縁耐圧を保ち、モジ
ュール７ａのブスバーとモジュール７ｂのブスバーとの
同一長の位置で固定している。

なお１本実施例は、モジュール７ａ、７ｂを装置内の上
下に配置し、各渡りブスバー１３，１４，１５，１６，
１７の断面積及び長さを等しくしているが、１を力変換
装置の構造上、各渡りブスバー１３，１４．１５，１６
，１７の断面積及び長さを等しくできない場合、各渡り
ブスバー１３，１４，１５，１６，１７の形状や長さを
調整し、各相、並列間のインピーダンスを等しくすれば
、本実施例と同等の効果が得られることは、言うまでも
ない。

次に、本発明の他の実施例を図面を用いて説明する。

第２図に示すように、本実施例は、モジュール６を４段
に配置し、中央の２個のモジュール６ｂ。

６ｃに接続される各渡りブスバー１３．１４，１５．１
６．１７を最上段のモジュール６ａ及び最下段のモジュ
ール６ｄの各渡りブスバー１３．１４．１５．１６．１
７のインピーダンスと等しくするため変形し、メインブ
スバー１８゜１９．２０，２１．２２に共締めした例で
ある。

また、第３図に示した実施例は、モジュール６を引出し
構造とし、内部のブスバーの締付作業や外線ケーブル接
続作業のできる構造とし、モジュめしたものである。

〔発明の効果〕

以上述べたように１本発明によれば以下の効果を奏する
。

■　各並列素子間の回路インピーダンスが等しくなり、
各モジュール間の電流バランスを均衡状態とする。具体
的には、ブスバーのインピーダンスの他に、半導体素子
の順電圧降下のばらっき、ヒユーズ抵抗のばらつき、各
締付箇所の接続抵抗のばらつきなどを加味しても、電流
アンバランス度５％以内に抑制できる。また、各相の半
導体素子の順電圧降下、ヒユーズの抵抗値を考慮すれば
、少なくとも数％以内に抑制できる。

■　各モジュール間の電流バランスの均衡状態を形成維
持できるので、半導体素子、ヒユーズ、リアクトルの設
置数を減少でき、コストダウンが図れる。また、従来と
同じ半導体素子の並列数であれば、従来より定格電流の
小さいヒユーズが使用できるので、短絡事故時の遮断エ
ネルギーが小さくなる。よって、ヒユーズによる半導体
素子の保護協調が図れ、信頼性が向上する。

■　各モジュールからのブスバーをメインブスバーに共
締めするので１作業能率が向上するとともに締付具の節
減にもなる。

（イ）　メインブスバーを短くできるので、インピーダ
ンスが減り、メインブスバーで発生する電力損失が減り
、装置の効率アップが図れ、また、従来に比べ、低所で
の作業となり１作業能率の向上、作業安全性の向上が図
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す構成概要図、第２図
及び第３図は、本発明の他の実施例を示す構成概要図、
第４図は一般の電力変換装置の主回路構成図、第５図は
、第４図に示した主回路を実装するモジュールの斜視図
、第６図は、従来の電力変換装置の構成概要図である。 １・・・サイリスタ ８．９．１０・・・交流ブスバー １１．１２・・・直流ブスバー １３．１４，１５，１６，１７・・・渡りブスバー１８
．１９，２０，２１，２２・・・メインブスバー代理人
　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　第子丸　　　健 第　　１　　図　　　　　　　　　　第　　２　　同第
　　３　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 並列接続した複数個の半導体素子を有する電力変換装置
   において、前記半導体素子の同電位となる部位に接続さ
   れる接続手段と、この接続手段へ電力を供給したり、前
   記接続手段から負荷へ電力を供給する送電手段を具備し
   、前記接続手段の各々を前記送電手段の同一点に固定す
   ることを特徴とする電力変換装置。