MX2008012609A - Dispositivo de conversion de energia y su metodo de fabricacion. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un dispositivo de conversión de energía en el cual la inductancia de un circuito principal es reducido, un voltaje de sobreintensidad es suprimido y los elementos son enfriados correctamente y el cual es miniaturizado y es reducido en peso como un total y además tiene un funcionamiento de manejo en un proceso de fabricación y mantenimiento de trabajo excelentes. Una unidad de brazo lateral positivo (100) es construida por los módulos IGBT (1), (2), un módulo de diodo con acoplamiento (5), una placa de enfriamiento (9) en el cual estos módulos están montados, y una barra colectora laminada (11) conectada con los módulos respectivos, una unidad de brazo lateral negativo (101) es construida por los módulos IGBT (3), (4), un módulo de diodo con acoplamiento (6), una placa de enfriamiento (10) en la cual están montados los módulos, y una barra colectora laminada (12) conectada con los módulos respectivos, y ambas barras colectoras laminadas (11), (12) y los condensadores (7), (8) están conectados entre sí por una barra colectora laminada (13). Ambas placas de enfriamiento (9), (10) están acomodados para estar paralelas entre si de modo que las superficies de montaje de las mismas están fijas en la misma dirección.

Description

DISPOSITIVO DE CONVERSION DE ENERGIA Y SU METODO DE FABRICACION Campo de la Invención La presente invención se refiere a una técnica de montaje para un dispositivo de conversión de energía usando un elemento semiconductor para energía, y particularmente con una técnica de realizar la reducción en tamaño y peso de un dispositivo mientras que reduce la inductancia de un circuito principal. Antecedentes de la Invención La construcción de un dispositivo de conversión de la energía convencional es mostrada por ejemplo en el Documento de Patente 1. Este documento de patente se refiere a un dispositivo llamado dispositivo de conversión de energía nivel 3, y es mostrado en la Fig. 1, un primer elemento de conmutación, un segundo elemento de conmutación y un primer diodo de acoplamiento el cual constituye un brazo lateral positivo que está montado en una superficie de una placa de enfriamiento, y un tercer elemento de conmutación, un cuarto elemento de conmutación y un segundo diodo de acoplamiento los cuales constituyen un brazo lateral negativa que están montados en la superficie opuesta. Para la conexión eléctrica de cada elemento de conmutación, el diodo de acoplamiento y un capacitor que sirve como una fuente de energía CD, una barra colectora laminada obtenida laminando las barras colectoras de modo que se utiliza un material aislante que es intercalado entre las mismas, y se construye en una forma de U en su totalidad. La construcción de otro dispositivo de conversión convencional es mostrada en la Fig. 3 del Documento de Patente 2. La Fig. 3 muestra un dispositivo de conversión de energía nivel 2 así llamado, y una pieza brazo es construido conectando tres elementos de conmutación en serie. Los elementos de conmutación de brazo lateral positivo y de brazo lateral negativo están colocados de modo que las caras de los mismos están opuestas entre sí, y una placa de enfriamiento es asegurada en cada elemento de conmutación. Para la conexión eléctrica hacia el elemento de conmutación y hacia la fuente de energía CD lateral, es utilizada una barra colectora laminada obtenida por las barras colectoras de laminación como el material aislante que está intercalada entre los mismos, y está construida en forma de U en su totalidad como en el caso del Documento de Patente 1. Además, la construcción de otro dispositivo de conversión de energía convencional se muestra en la Fig. 4 del Documento de Patente 3. La Fig. 4 muestra un dispositivo de conversión de energía nivel 2 construido por un convertidor y un inversor. Un miembro de fase, es decir, un elemento de conmutación de un brazo lateral positivo y un elemento de conmutación de un brazo lateral negativo están montados y unidos en una placa de enfriamiento, y unidades respectivas (fases respectivas) están apiladas de modo que las placas de enfriamiento están paralelas entre sí.

Documento de Patente 1: JP-A-10-201249 Documento de Patente 2: USP 5,835,362 Documento de Patente 3: JP-A-2004-96832 ACDESO DE LA Descripción de la Invención Problema a Resolverse por La Invención En el dispositivo de conversión de energía para realizar la conversión de energía tal como CD-CA o similares por medio del encendido/apagado de un elemento de conmutación según lo descrito arriba, cuando el elemento de conmutación es apagado, un voltaje de sobreintensidad es aplicado al elemento de apagado por la variación de corriente y la inductancia del circuito principal al momento del apagado. Cuando el voltaje de sobreintensidad es alto, el elemento puede romperse, y así se requiere suprimir el voltaje de sobreintensidad. El voltaje de sobreintensidad aumenta de acuerdo con la inductancia del circuito principal, y así la supresión de la inductancia es eficaz para la reducción del voltaje de sobreintensidad. Un método de absorción del voltaje de sobreintensidad por un circuito amortiguador que comprende un condensador, etc. es conocido como un método de suprimir el voltaje de sobreintensidad, sin embargo, hay un problema que la aplicación del circuito amortiguador aumenta el tamaño del dispositivo y reduce la confiabilidad. Además, la pérdida de energía ocurre en elementos del semiconductor de energía tal como que un elemento de conmutación, un diodo de acoplamiento, etc. en el momento del suministro de corriente o en el momento de la conmutación. La pérdida que ocurre es absorbida por una placa de enfriamiento o similar. Cuando la pérdida de energía del elemento es grande o cuando la capacidad de enfriamiento de la placa de enfriamiento es baja, la temperatura del elemento es excesivamente alta, y el elemento puede ser así roto. Por consiguiente, se requiere construir la placa de enfriamiento propiamente de modo que la temperatura del elemento no sea excesivamente alta. En el dispositivo de conversión de energía descrito en el Documento de Patente 1, para la conexión eléctrica, es utilizada una barra colectora laminada obtenida por las barras colectoras de laminación de modo que un material aislante es intercalado entre las mismas, sin embargo, se estima que la inductancia es baja, y el elemento de conmutación y el diodo de acoplamiento del lado positivo y de los brazos laterales negativas son enfriados por una placa de enfriamiento. Por lo tanto, puede ser difícil enfriar todos los elementos en caso de realizar algún enfriamiento o alguna pérdida de elemento de la placa de enfriamiento. Además, el elemento de conmutación y el diodo de acoplamiento del lado positivo y de los brazos laterales negativas están montados en una placa de enfriamiento, de modo que la unidad de distribución es grande, y el funcionamiento de distribución está debajo del tiempo de fabricación y del tiempo de mantenimiento. Además, en el dispositivo de conversión de energía mostrado en la Fig. 3 del Documento de Patente 2, la placa de enfriamiento está provista para cada elemento. Sin embargo, con respecto al electrodo provisto con lados de brazo lateral positivo y el brazo lateral negativo, es requerido para asegurar una distancia de aislamiento eléctrico necesaria entre cada lado y un caso de acomodo por ejemplo según lo mostrado en la Fig. 3. Por otra parte, no se requiere el aislamiento eléctrico entre la placa de enfriamiento en la cual está montado el brazo lateral positivo y la placa de enfriamiento en la cual el brazo lateral negativo está montado, sin embargo, hay un caso donde no pueden ser traídos en contacto cercano entre sí debido a la construcción del enfriador (por ejemplo, fijación a una aleta, un intercambiador de calor, un dispositivo o similares), de modo que el espacio entre las mismas se vuelve un espacio muerto. Por consiguiente, el tamaño total del dispositivo llega a ser grande. Todavía aún, en el dispositivo de conversión de energía descrito en el Documento de Patente 3, la unificación es realizada en cada fase, y las unidades son apiladas, por lo que la densidad del montaje del dispositivo es mejorada, y el dispositivo total puede miniaturizarse y reducirse en peso. Además, el funcionamiento del manejo del dispositivo en el proceso de fabricación y la operación de mantenimiento puede mejorarse. Sin embargo, por ejemplo, en el caso del nivel 3 o similar, no se proporciona otra construcción. Además, hay una descripción en inductancia baja, sin embargo, un método de conexión eléctrica específica para la proximidad de un elemento no se proporciona. La presente invención ha sido implementada para solucionar el problema según lo descrito arriba, y tiene un objetivo para proporcionar un dispositivo de conversión de energía que es configurado para que la inductancia de un circuito principal sea reducida, un voltaje de sobreintensidad es suprimida y los elementos son enfriados, miniaturizados y reducidos correctamente en peso y también tienen excelente desempeño en un proceso de fabricación y un proceso de mantenimiento. Medios para Solucionar el Problema Un dispositivo de conversión de energía de acuerdo a una primera invención, un dispositivo de conversión de energía que incluye un elemento semiconductor que está conectado entre una terminal de CA y una terminal positiva de una fuente de energía CD y que constituye un brazo lateral positivo, y un elemento semiconductor que está conectado entre la terminal CA y una terminal negativa de la fuente de energía CD y que constituye un brazo lateral negativa, conversión de energía que es realizada entre la fuente de energía CD y la terminal de CA por la operación de encendido/apagado del elemento semiconductor, que comprende: una primera placa de enfriamiento en la cual el elemento semiconductor constituye el brazo lateral positivo montado; una segunda placa de enfriamiento que está colocada en paralelo a la primera placa de enfriamiento para que la superficie de montaje de la misma este fija en la misma dirección que la primera placa de enfriamiento; y una barra colectora laminada que conecta el elemento semiconductor que constituye el brazo lateral positivo y la fuente de energía CD, conecta al elemento del semiconductor que constituye el brazo lateral negativo y la fuente de energía de CD, conecta al elemento semiconductor que constituye el brazo lateral positivo y el elemento semiconductor que constituye el brazo lateral negativo, y es formado por las barras colectoras de laminación eléctricamente conductoras de modo que un material aislante está intercalado entre las mismas. Un dispositivo de conversión de energía de acuerdo a una segunda invención que incluye: un elemento de conmutación lateral positivo fase U conectado entre una terminal positiva de una fuente de energía CD y una terminal CA fase U, un elemento de conmutación lateral positivo fase V conectado entre la terminal positiva de la fuente de energía CD y una terminal CA fase V, y un elemento de conmutación lateral positivo fase W conectado entre la terminal positiva de la fuente de energía CD y una terminal CA fase W como un elemento semiconductor que constituye un brazo lateral positivo; y un elemento de conmutación lateral negativo fase U conectado entre una terminal negativa de la fuente de energía CD y la terminal CA de fase U, un elemento de conmutación lateral negativo fase V conectado entre la terminal negativa de la fuente de energía CD y la terminal CA fase U, y un elemento de conmutación lateral negativo fase W conectado entre la term i nal negativa de la fuente de energ ía CD y la term i nal CA fase W como un elemento semiconductor que constituye un brazo lateral negativo , el nivel potencial 2 de la termi nal positiva y la terminal negativa de la fuente de energ ía CD es la salida de las terminales CA hacia la fase U , fase V y fase W de tres fase para la operación de encendido/apagado de los elementos de conmutación , q ue comprenden : una primera placa de enfriamiento en la cual los elementos de con mutación laterales positivos y laterales negativos de cualq uiera de las fases de las tres fases U , V y W y un elemento de con mutación lateral positivo o lateral negativo de cualquier fase de las otras dos fases están montadas ; una segunda placa de enfriamiento que está colocada en paralelo a la primera placa de enfriamiento para fijar la superficie de montaje de la m isma d irección que la primera placa de enfriamiento , y un elemento de conmutación lateral negativo o lateral positivo de cualquiera de las fases de las otras dos fases que no están montadas en la pri mera placa de enfriamiento , y los elementos de conmutación laterales positivos y laterales negativos de las otras fases de las otras dos fases ; y una barra colectora lam inada que conecta al elemento de conm utación que constituye el brazo lateral positivo y la fuente de energ ía CD , conecta al elemento de conm utación que constituye el brazo lateral negativo y la fuente de energ ía CD y conecta al elemento semicond uctor que constituye el brazo lateral positivo y el elemento semiconductor que constituye el brazo lateral negativo y es obtenido por las barras colectoras de laminación eléctricamente conductoras de modo que un material aislante sea intercalado entre las mismas. Un método de fabricar un dispositivo de conversión de energía de acuerdo a una tercera invención que comprende: una primera etapa de conectar un elemento semiconductor montado en una primera placa de enfriamiento y una primera barra colectora laminada; una segunda etapa de conexión de un elemento semiconductor montado en una segunda placa de enfriamiento y una segunda barra colectora laminada; y una tercera etapa de conexión de una porción de conexión de la primera y segunda barras colectoras laminadas y una tercera barra colectora laminada, después las etapas primera y segunda. Efecto de la Invención De acuerdo a la primera invención, el elemento semiconductor de brazo lateral positivo y el elemento semiconductor de brazo lateral negativo son enfriados por diferentes placas de enfriamiento, y así comparadas con los elementos semiconductores de los brazos lado laterales negativas y laterales positivos son enfriados por una placa de enfriamiento, los elementos semiconductores pueden enfriarse más correctamente incluso cuando la pérdida de los elementos semiconductores es grande y aún cuando la capacidad de un enfriador es deficiente. Además, las placas de enfriamiento pueden ser construidas de modo que estén espaciadas entre sí adelante debido al acomodo de los elementos y la distancia de aislamiento y así el espacio muerto es anulado. El exterior de una placa de enfriamiento está en contacto cercano por ejemplo, con una caja de acomodo, y así el dispositivo puede miniaturizarse y reducirse en peso en su totalidad. Además, el brazo lateral positivo y el brazo lateral negativo están montados en las diferentes placas de enfriamiento. Por consiguiente, no se requiere necesariamente que el elemento de brazo lateral positivo y el elemento de brazo lateral negativo estén adyacentes entre sí, y así el grado de libertad de la posible construcción puede mejorarse más con respecto a una caja donde está montada cada fase. Aún adicionalmente, la conexión entre el elemento de conmutación que constituye el brazo lateral positivo y la fuente de energía CD, conexión entre el elemento de conmutación que constituye el brazo lateral negativo y la fuente de energía CD y la conexión entre el elemento semiconductor que constituye el brazo lateral positivo y el brazo lateral negativo son realizadas por la barra colectora laminada. Por lo tanto, la inductancia en estas porciones de conexión puede reducir la seguridad. De acuerdo a la segunda invención, con respecto a las otras dos fase que excluyen una fase, el elemento de conmutación lateral positivo y el elemento de conmutación lateral negativo están colocados en proximidad uno de otro, y de esta manera la inductancia es reducida en su totalidad. De acuerdo a la tercera invención, el trabajo de montaje de los elementos semiconductores en las placas de enfriamiento y el trabajo de conexión de los elementos semiconductores y la barra colectora laminada puede ser ejecutada individualmente por cada placa de enfriamiento, así el funcionamiento del manejo en el proceso de fabricación y el proceso de mantenimiento puede mejorarse. Breve Descripción de los Dibujos La Fig. 1 es un diagrama de circuito que muestra un dispositivo de conversión de energía de acuerdo a una primera modalidad de la presente invención. La Fig. 2 es un diagrama que muestra la construcción del dispositivo de conversión de energía de acuerdo a la primera modalidad de la presente invención. La Fig. 3 es una vista en perspectiva que muestra la construcción de la conexión de una barra colectora laminada 11 de la Fig. 2. La Fig. 4 es una vista en perspectiva que muestra la construcción de la conexión de una barra colectora laminada 12 de la Fig. 2. La Fig. 5 es una vista en perspectiva que muestra la construcción de la conexión de una barra colectora laminada 13 de la Fig. 2. La Fig. 6 es un diagrama de circuito que muestra un bucle de conmutación en la Fig. 1. La Fig. 7 es un diagrama que muestra el bucle de conmutación en la construcción de la Fig. 2. La Fig. 8 es un diagrama que muestra la construcción de un dispositivo de conversión de energía de acuerdo a una segunda modalidad de la presente invención. La Fig. 9 es una vista en perspectiva que muestra la construcción de la conexión de una barra colectora laminada 26 de la Fig. 8. La Fig. 10 es un diagrama que muestra el bucle de conmutación en la construcción de la Fig. 8. La Fig. 11 es un diagrama de circuito que muestra un dispositivo de conversión de energía de acuerdo a una tercera modalidad de la presente invención. La Fig. 12 es un diagrama que muestra la construcción del dispositivo de conversión de energía de acuerdo a la tercera modalidad de la presente invención. La Fig. 13 es una vista en perspectiva que muestra la construcción de la conexión de una barra colectora laminada 41 de la Fig. 12. La Fig. 14 es una vista en perspectiva que muestra la construcción de la conexión de la barra colectora laminada 42 de la Fig. 12. La Fig. 15 es una vista en perspectiva que muestra la construcción de la conexión de una barra colectora laminada 43 de la Fig. 12. La Fig. 16 es un diagrama de circuito que muestra el bucle de conmutación en la Fig. 11. La Fig. 17 es un diagrama que muestra el bucle de conmutación en la construcción de la Fig. 12. La Fig. 18 es un diagrama que muestra la construcción de un dispositivo de conversión de energía de acuerdo a una cuarta modalidad de la presente invención. La Fig. 19 es una vista en perspectiva que muestra la construcción de la conexión de una barra colectora laminada 57 de la Fig. 18. La Fig. 20 es una vista en perspectiva que muestra la construcción de la conexión de una barra colectora laminada 58 de la Fig. 18. La Fig. 21 es una vista en perspectiva que muestra la construcción de la conexión de una barra colectora laminada 59 de la Fig. 18. La Fig. 22 es un diagrama que muestra el bucle de conmutación en la construcción de la Fig. 18. La Fig. 23 es un diagrama de circuito que muestra un dispositivo de conversión de energía de acuerdo a una quinta modalidad de la presente invención. La Fig. 24 es una vista en perspectiva que muestra el dispositivo de conversión de energía de acuerdo a la quinta modalidad de la presente invención.

Mejores Formas Para Realizar La Invención Una modalidad de la presente invención será descrita abajo con referencia a los dibujos anexos. Primera Modalidad La Fig. 1 es un diagrama de circuito de una fase de un dispositivo de conversión de energía construido en una primera modalidad. La primera modalidad se refiere a un dispositivo de conversión de energía nivel 3 usado para la conversión de energía entre una fuente de energía CD que tiene tres potenciales de un polo positivo (P), un polo negativo (N) y de una corriente de energía intermedia y alterna (C). En todas las modalidades, un módulo IGBT es utilizado como un elemento de conmutación como un elemento semiconductor, sin embargo, cualquier elemento semiconductor que tiene una función de conmutación tal como MOSFET o similar puede construirse. Un módulo IGBT 1 como un primer elemento de conmutación, un módulo IGBT 2 como un segundo elemento de conmutación, un módulo IGBT 3 como un tercer elemento de conmutación y un módulo IGBT 4 como un cuarto elemento de conmutación están conectados en serie entre un cuarto entre el polo positivo (P) y el polo negativo (N), y el punto de conexión entre el módulo IGBT 2 y el módulo 3 IGBT está conectado con una terminal de corriente alterna (CA). Además, un módulo de diodo con acoplamiento 5 como un primer diodo con acoplamiento está conectado entre el punto de conexión del módulo IGBT 1 y el módulo IGBT 2 y el potencial intermedio (C), y un módulo de diodo con acoplamiento 6 como un segundo módulo de diodo con acoplamiento está conectado entre el punto del conexión del módulo de IGBT 3 y el módulo IGBT 4 y el potencial intermedio (C). Un condensador 7 y un condensador 8 están conectados entre sí en serie, constituyen una fuente de energía CD, y tiene un polo positivo (P), un polo negativo (N) y una terminal para transmitir un potencial intermedio (N). La Fig. 2 muestra la construcción del dispositivo de conversión de energía que acuerdo con la primera modalidad. La Fig. 2 muestra un componente de una fase del dispositivo de conversión de la energía nivel 3, y comprende una unidad de brazo lateral positivo 100, una unidad de brazo lateral negativo 101, una tercera barra colectora laminada 13 y condensadores 7, 8. La unidad de brazo lateral positivo 100 comprende un módulo IGBT 1, un módulo de diodo con acoplamiento 5, módulo IGTB 2, una primera placa de enfriamiento 9 en la cual están montados los módulos respectivos, y una primera barra colectora laminada 11 conectada con cada módulo. La unidad de brazo lateral negativa 101 comprende un módulo IGBT 3, un módulo 6 de diodo con acoplamiento, módulo IGBT 4, una segunda placa de enfriamiento 10 en los cuales están montados los módulos respectivos, y una segunda barra colectora laminada 12 conectada a cada módulo. La unidad de brazo lateral positivo 100 y la unidad de brazo lateral negativo 101 están colocadas para apilarse de modo que las placas de enfriamiento 9 y 10 están en paralelo y los módulos están montados en el mismo plano que las placas de enfriamiento 9, 10. Además, la placa de enfriamiento 9 y la porción de la conexión terminal del módulo de la unidad de brazo lateral negativo 101 están espaciadas una de otra para mantener una distancia aislante apropiada entre las mismas. Las placas de enfriamiento 9, 10 sirven para irradiar el calor de los módulos al exterior, y la circulación del líquido, que hierve o similar es utilizado. En esta construcción, tres módulos están montados en una placa de enfriamiento, sin embargo, una placa de enfriamiento puede proporcionarse a cada elemento como en el caso del Documento de la Patente 2. La unidad de brazo lateral positivo 100 y la unidad de brazo lateral negativo 101 están conectadas eléctricamente entre sí por la barra colectora laminada 13. La barra colectora laminada 13 es obtenida laminando las barras colectoras formadas de conductores planos de modo un material aislante es intercalado entre las barras colectoras. Después, la construcción de la estructura y conexión de las barras colectoras laminadas 11, 12, 13 será descrita a detalle con referencia a las figuras 3 a 5. La Fig. 3 es una vista en perspectiva que muestra la conexión de los módulos 1, 2, 5 que constituye la unidad de brazo lateral positivo 100 y la barra colectora laminada 11, y las barras colectoras son ilustradas estando espaciadas una de otra. Un material aislante es proporcionado entre las barras colectoras para aislar las barras colectoras una de otra aunque no se muestra con respecto a todas las barras colectoras laminadas. Las porciones pequeñas de la abertura formadas en las barras colectoras se utilizan para la conexión, y las porciones grandes de la abertura se forman para el aislamiento de las porciones de conexión de las barras colectoras adyacentes. La barra colectora laminada 11 sirve para conducir el potencial de cada uno de los módulos 1, 2, 5 de la unidad de brazo lateral positivo 100 a la porción de conexión que está localizada en una dirección que conecta con la fuente de energía CD (en dirección a la parte frontal derecha en la Fig. 3), y es construido por las barras colectoras de laminación, 14, 15, 16, 17. Las barras colectoras 14, 16, 17 conectadas con la barra colectora laminada 13 están dobladas en ángulo recto y formadas en forma de L en la porción de conexión. La barra colectora 14 es una barra colectora conectada con la lateral de la terminal de corriente alterna (CA) y está conectada con un electrodo emisor (E2) como un electrodo negativo del módulo IGBT 2. La barra colectora 15 conecta un electrodo emisor (E1) del módulo IGBT 1, un electrodo cátodo (K1) como un electrodo negativo del módulo de diodo con acoplamiento 5 y un electrodo colector (C2) como electrodo positivo del módulo IGBT 2. La barra colectora 16 es una barra colectora conectada con el polo positivo (P) y está conectada con un electrodo colector (C1) del módulo IGBT 1. La barra colectora 17 es una barra colectora conectada con el potencial intermedio (C), y está conectada con un electrodo ánodo (A1) como electrodo positivo del módulo de diodo con acoplamiento 5. La Fig. 4 es una vista en perspectiva que muestra la conexión de los módulos 3, 4, 6 que constituyen la unidad de brazo lateral negativo 101 y la barra colectora laminada 12. La barra colectora laminada 12 sirve para conducir el potencial de cada uno de los módulos 3, 4, 6 de la unidad de brazo lateral negativo 101 a la porción de conexión localizada en una dirección que conecta con la fuente de energía CD (en dirección a la parte frontal derecha en la Fig. 4), y está construida por las barras colectoras18 de laminación, 19, 20, 21. Las barras colectoras 18, 20, 21 conectadas con la barra colectora laminada 13 están dobladas en un ángulo recto en la misma dirección que la barra colectora laminada 11 de la unidad de brazo lateral positivo 100 en la porción de conexión, y formadas en forma de L según lo mostrado en la Fig. 4. La barra colectora 18 es una barra colectora conectada con el lateral de la terminal de corriente alterna (CA), y está conectada con un electrodo colector (C3) del módulo IGBT 3. La barra colectora 19 conecta un electrodo emisor (E3) del módulo IGBT 3, un electrodo ánodo (A2) del módulo de diodo con acoplamiento 6 y un electrodo colector (C4) del módulo IGBT 4.

La barra colectora 20 es una barra colectora conectada con el polo negativo (N), y conectada con un electrodo emisor (E4) del módulo IGBT 4. La barra colectora 21 es una barra colectora conectada con el potencial intermedio (C), y conectada con un electrodo cátodo (K2) del módulo de diodo con acoplamiento 6. La Fig. 5 es una vista en perspectiva que muestra la conexión de la unidad de brazo lateral positivo 100, unidad de brazo lateral negativo 101 y barra colectora laminada 13. La barra colectora laminada 13 se forma en una forma plana para estar paralela a la porción de conexión de las barras colectoras laminadas 11, 12, y es construida por las barras colectoras 22, 23, 24, 25. La barra colectora 22 está conectada con la porción de conexión del polo positivo (P) de la barra colectora laminada 11, la barra colectora 23 está conectada hacia la porción de conexión del potencial intermedio (C) entre la barra colectora laminada 11 y la barra colectora laminada 12, y la barra colectora 24 está conectada con la porción de conexión del polo negativo (N) de la barra colectora laminada 12. Además, según lo mostrado en la Fig. 2, la barra colectora 22 está conectada con el polo positivo (P) del condensador 7, la barra colectora 23 está conectada con el potencial intermedio (C) que corresponde al punto de conexión en el condensador 7 y el condensador 8, y la barra colectora 24 está conectada con el polo negativo (N) del condensador 8. La barra colectora 25 es una barra colectora que conecta las porciones de conexión de la corriente alterna de la barra colectora laminada 11 y la barra colectora laminada 12, y son transmitidas hacia la terminal de corriente alterna (CA) según lo mostrado en la Fig. 2. En la Fig. 2, las porciones de conexión de corriente alterna de las barras colectoras laminadas 11, 12 y la barra colectora laminada 13 son transmitidas hacia la terminal de la corriente alterna (CA) como terminales de corriente alterna. Sin embargo, una terminal para que transmita hacia la terminal de corriente alterna (CA) puede proporcionarse por separado con la barra colectora 25. Además, para conectar la barra colectora 14 de la unidad de brazo lateral positivo 100, la barra colectora 18 de la unidad de brazo lateral negativo y la barra colectora 25 son construidas por diferentes barras colectoras, sin embargo, pueden construirse como un cuerpo integral. Sin embargo, en este caso, la razón de la unificación que es realizada en cada brazo se pierde. En el proceso de fabricación, después de que son fabricadas la unidad de brazo lateral positivo 100 y la unidad lateral de brazo negativo 101, son conectadas con la barra colectora laminada 13. Inversamente, en un proceso de separación, la unidad de brazo lateral positivo 100 y la unidad de brazo lateral negativo 101 son primero separados de la barra colectora laminada 13. En este caso, es posible el mismo manejo que en el caso donde se realiza la unificación de cada brazo, y el funcionamiento del manejo en el proceso de fabricación y el proceso de mantenimiento pueden mejorarse. La construcción de una fase será descrita arriba. Cuando un dispositivo de conversión de energía de una monofásico o trifásico basado en la combinación de dos fases es construido, el dispositivo puede ser fabricado mientras la combinación la unidad de brazo lateral positivo 100 y la unidad de brazo lateral negativo 101 es agregada. Después, la supresión de la inductancia del circuito principal por la construcción anterior será descrita. Cuando la inductancia del circuito principal es grande, el voltaje de sobreintensidad que ocurre en conexión con el apagado aumenta, y es de este modo un gran problema suprimir la inductancia del circuito principal. Cuando el elemento de conmutación es apagado, la corriente conmuta y fluye hacia el diodo. El voltaje de sobreintensidad ocurre en conexión con la variación de corriente, y de esta forma es necesario suprimir la inductancia de un bucle que conecta a una ruta de variación de corriente, es decir, una ruta en la cual fluye antes de apagarse, pero ninguna corriente fluye después de apagarse y una ruta en la cual fluye la corriente después de apagarse (referida más abajo como buque de conmutación). El dispositivo de conversión de energía nivel 3 tiene cuatro modos de conmutación basados en la operación de conmutación de los módulos IGBT 1 a 4 como los elementos de conmutación. La Fig. 6 muestra un circuito para generar un bucle de conmutación. La Fig. 6(a) muestra un caso donde el módulo IGBT es apagado para conmutar la corriente hacia el módulo de diodo con acoplamiento 5 desde el estado donde la corriente fluye a través de la ruta P ? IGBT 1 ? IGBT 2 ? CA. El voltaje de sobreintensidad que ocurren en la inductancia del bucle de conmutación de IGBT 1 ? condensador 7 ? diodo con acoplamiento 5 ? IGBT 1 indicado por una línea pesada en la Fig. 6 es aplicado al módulo IGBT 1. La Fig. 6(B) muestra un caso donde el módulo IGBT 2 es apagado para conmutar la corriente hacia los diodos conectados en orden inverso del módulo IGBT 3, el módulo IGBT 4 del estado en que fluye la corriente a través de la ruta de C ? diodo con acoplamiento 5 ? IGBT 2 ? CA. Un voltaje que ocurre en la inductancia del bucle de conmutación de IGBT 2 ? diodo con acoplamiento 5 ? condensador 8 ? IGBT 3 ? IGBT 2 representado por una línea pesada en la Fig. 6(b) es aplicado al módulo IGBT 2. Asimismo, las figuras 6(c), (d) muestran los casos donde el módulo IGBT 3, módulo IGBT 4 son apagados, y el voltaje de sobreintensidad que ocurren en la inductancia del bucle de conmutación de IGBT 3 ? IGBT 1 ? condensador 7 ? diodo con acoplamiento 6 ? IGBT 3 y la inductancia del bucle de conmutación de IGBT 4 ? diodo con acoplamiento 6 ? condensador 8 ? IGBT 4 son aplicado al módulo IGBT 3 e IGBT 4. Por lo tanto, suprimiendo las inductancias de los bucles de conmutación, los voltajes de sobreintensidad pueden reducirse. La Fig. 7 muestra el bucle de conmutación en la primera modalidad. La Fig. 7 es un diagrama esquemático que es visto en una dirección paralela al plano de la barra colectora laminada, y el bucle de conmutación es representado por una línea pesada. En esta construcción, la posición del electrodo de cada módulo está en el mismo plano, y así será descrita en base del diagrama visto en dirección paralela al plano de la barra colectora laminada. Sin embargo, es realmente necesario considerar el punto de conexión (P, C, N, CA en la Fig. 5) de las barras colectoras laminadas 11, 12 y la barra colectora laminada 13. Para reducir la inductancia en el punto de conexión, es eficaz que P, C, N, CA estén conectados en muchos puntos aunque estén conectados individualmente en un punto en la Fig. 5. Los puntos de conexión están traslapados cuando son vistos en dirección paralela al plano de la barra colectora laminada, y están así ilustradas siendo desplazados en los bucles de conmutación representados por las líneas pesadas de la Fig. 7. Las figuras 7(a), (b), (c), (d) corresponden a las figuras 6(a), (b), (c), (d), y muestran los bucles de conmutación cuando el módulo IGBT 1, módulo IGBT 2, módulo IGBT 3 y IGBT 4 son cambiados. Para reducir la inductancia, es necesario reducir el área del bucle al máximo. Se encuentra en la construcción de estas figuras que la corriente fluye a través de las barras colectoras adyacentes y la inductancia es así reducida. Además, es eficaz a la supresión de la inductancia que la ruta de la corriente sea acortada. En los cuatro bucles mostrados en las figuras, la inductancia es particularmente responsable de aumentar en los casos (b), (c) donde la corriente fluye a través de los tres módulos IGBT y un módulo de diodo con acoplamiento. Por lo tanto, es necesario reducir estos bucles, y el acomodo de los elementos es también importante. Por ejemplo, en la Fig. 7(b), donde las posiciones del módulo IGBT 1 y módulo de diodo con acoplamiento 5 son intercambiados entre sí, la corriente fluye a través de un módulo lejos de un condensador en el brazo lateral positivo y brazo lateral negativo, y así la ruta de la corriente es más larga. En el presente acomodo, ningún bucle en el cual la corriente fluye a través del elemento lejos del condensador en el brazo lateral positivo y el brazo lateral negativo existe en los bucles (b) y (c), y de este modo la inductancia puede reducirse. En la presente construcción, el brazo lateral positivo, módulo IGBT 1, módulo de diodo con acoplamiento 5 y módulo IGBT 2 son sucesivamente acomodados para estar lejos del condensador en este orden, y en el brazo lateral negativo, el módulo IGBT 4, módulo de diodo con acoplamiento 6 y módulo IGBT 3 están sucesivamente acomodados para estar lejos del condensador en esta orden. Sin embargo, el dispositivo puede construirse para que dos módulos fuera del módulo IGBT 2, módulo IGBT 3, módulo IGBT 4 y módulo de diodo con acoplamiento 5 que constituye el bucle de la Fig. 7(b) y dos módulos fuera del módulo IGBT 1, módulo IGBT 2, módulo IGBT 3 y módulo de diodo con acoplamiento 6 que constituye el bucle de la Fig. 7(c) no están colocados lejos del condensador. Es decir, el módulo IGBT 1 y el módulo IGBT 4 pueden localizarse en la posición lejos del condensador, o del módulo de diodo con acoplamiento 5 y el módulo de diodo con acoplamiento 6 pueden localizarse en la posición más lejana del condensador. De acuerdo a la construcción anterior, los módulos del brazo lateral positivo y módulos del brazo lateral negativo son enfriados por separado por las diferentes placas de enfriamiento. Por consiguiente, comparado con la caja donde los módulos del brazo lateral positivo y los módulos del brazo lateral negativo son enfriados por una placa de enfriamiento como en el caso del Documento de Patente 1, el enfriamiento puede realizarse correctamente incluso cuando la pérdida de los módulos es grande o cuando la capacidad del enfriador es deficiente. Además, según lo mostrado en el Documento de Patente 1, cuando la placa de enfriamiento es proporcionada a cada módulo, o aún cuando las placas de enfriamiento son compartidas con el brazo lateral positivo y el brazo lateral negativo en el Documento de la Patente 1, hay un caso donde las placas de enfriamiento del brazo lateral positivo y el brazo lateral negativo no pueden traerse en contacto cercano una con otra debido a la construcción del enfriador (por ejemplo, fijación de una aleta o un intercambiador de calor, un dispositivo, etc.), de modo que el espacio entre las placas de enfriamiento es grande y así se convierte en un espacio muerto. Por consiguiente, el tamaño total del dispositivo es grande. En la construcción de la primera modalidad, las placas de enfriamiento son espaciadas entre sí adelante debido al acomodo de la modulación y la distancia del aislamiento, y de este modo el espacio muerto puede eliminarse, para que el dispositivo pueda miniaturizarse y reducirse en peso.

En esta construcción, para asegurar el aislamiento entre la placa de enfriamiento 9 y la porción de conexión de la terminal del módulo de la unidad de brazo lateral negativo 101, la distancia entre los mismos es fija para ser especialmente larga. Sin embargo, la unidad de brazo lateral negativo 101 y la unidad de brazo lateral positivo 100 pueden hacerse por un método adicional para cada uno insertando una hoja aislante en el huelgo entre la placa de enfriamiento 9 y la porción de conexión de la terminal del módulo de la unidad lateral de brazo negativo 101, por el que la distancia entre la unidad de brazo lateral negativo 101 y la unidad de brazo lateral positivo 100 puede hacerse más corta y están espaciadas entre sí por únicamente la distancia que corresponde al grueso de la hoja aislante. En el caso donde las unidades plurales son además laminadas para constituir bifásico y trifásico, la distancia entre las fases puede reducirse insertando una hoja aislante. Además, en la construcción mostrada en la Fig. 4 del Documento de Patente 3, la porción de conexión para conectar la unidad de cada fase y barra colectora laminada conectada con el condensador está doblada en forma de L en ambas direcciones, y cuando el grueso de la placa de enfriamiento o del módulo es pequeño o cuando la distancia aislante entre las unidades es corta, las porciones de conexión de las unidades respectivas interfieren una con otra, para que las unidades no puedan acercarse entre sí. Sin embargo, en esta construcción, con respecto a la barra colectora laminada 11 que constituye el brazo lateral positivo y la barra colectora laminada 12 que constituye el brazo lateral negativo, las porciones de conexión de las mismas hacia la barra colectora laminada 13 están dobladas en un forma de L en la misma dirección, y no interfieren una con otra. Por lo tanto, el intervalo entre la unidad de brazo lateral positivo 100 y la unidad de brazo lateral negativo 101 puede acortarse, y también cuando el bifásico, trifásico es construido por otras unidades plurales de laminación, la distancia mutua entre las mismas puede acortarse. La unificación es realizada en cada brazo, y la unidad de distribución es así más pequeña que el caso donde los elementos de una fase son unificados como en el caso del Documento de Patente 1, para poder realizar el funcionamiento en el proceso de fabricación y el trabajo de mantenimiento pueda mejorarse. Además, el cableado es realizado por la barra colectora laminada y el acomodo del módulo es realizado correctamente, para poder reducir la inductancia. Segunda Modalidad La Fig. 8 muestra la construcción de un dispositivo de conversión de energía de acuerdo a una segunda modalidad. La Fig. 9 es una vista en perspectiva que muestra los módulos 3, 4, 6 que constituye la unidad de brazo lateral negativo 102 y la conexión del mismo con la barra colectora laminada 26. La construcción de la unidad de brazo lateral positivo 100 es la misma que la mostrada en la Fig. 3, y es así omitida. En esta construcción, el acomodo de los electrodos positivos y negativos respectivos de los módulos IGBT 3, 4 y el módulo de diodo con acoplamiento 6 de la unidad de brazo lateral negativo 102 se invierte. Es decir, los electrodos colectores (C) de los módulos IGBT 3, 4 y el electrodo cátodo (K) del módulo de diodo con acoplamiento se construyen para estar cerca al condensador. Como se encuentra en comparación entre las figuras 3 y 9, en la construcción anterior, la misma construcción que las barras colectoras 14 a 17 constituyen la barra colectora laminada 11 de la unidad de brazo lateral positivo 100 pueden utilizarse como la construcción de las barras colectoras 28 a 31 que constituyen la barra colectora laminada 26 de la unidad de brazo lateral negativo 102, y la clase de las barras colectoras pueden así reducirse. La Fig. 10 muestra el bucle de conmutación en el caso de esta construcción. Como en el caso de la Fig. 7, la Fig. 10(a) muestra un caso donde se cambia el módulo IGBT 1, la Fig. 10(b) muestra un caso donde se cambia el módulo IGBT 2, la Fig. 10(c) muestra un caso donde se cambia el módulo IGBT 3, y la Fig. 10(d) muestra un caso donde se cambia el módulo IGBT 4. En el caso de la Fig. 10(a), igual que la primera modalidad es satisfecha. En el caso de la Fig. 10(b), con respecto a la ruta mostrada en la Fig. 7 de la primera modalidad, la corriente fluye a través de la ruta en el lado inferior del módulo IGBT 3 en dirección de la Fig. 7 tres veces, y la longitud del bucle es de esta forma larga. Por otra parte, en la segunda modalidad, la corriente fluye a través de la única ruta, y la inductancia puede reducirse. Además, en el caso de la Fig. 10(c), la frecuencia en la cual pasa la corriente sobre el lado inferior del módulo IGBT 3 es además más pequeña, y en el caso de la Fig. 10(d), la frecuencia en el cual pasa la corriente sobre el lado inferior del módulo de diodo con acoplamiento es más pequeña, para que la longitud del bucle sea acortada y la inductancia pueda suprimirse.

Según lo descrito arriba, en la construcción de la segunda modalidad, el acomodo de los electrodos positivos y negativos de los módulos de la unidad de brazo negativo se invierte. Por lo tanto, las barras colectoras conectadas con el brazo lateral positivo y las barras colectoras conectadas con el brazo lateral negativo pueden diseñarse para tener la misma forma, y las clases de las barras colectoras pueden reducirse. Además, la longitud del bucle de la ruta de conmutación puede acortarse, y la inductancia del circuito principal puede suprimirse. En la segunda modalidad, todos los módulos de brazo lateral negativo se invierten, sin embargo, el efecto de suprimir la inductancia puede obtenerse incluso cuando únicamente el módulo IGBT 3 o únicamente el módulo de diodo con acoplamiento 6 es por ejemplo invertido. Tercera Modalidad La Fig. 11 es un diagrama de circuito que muestra un dispositivo de conversión de energía de acuerdo a una tercera modalidad. La tercera modalidad se refiere a un dispositivo de conversión de energía nivel 2 usado para la conversión de energía entre una fuente de energía CD que tiene dos potenciales del polo positivo (P) y polo negativo (N) y corriente alterna. El lado de corriente alterna tiene tres fases de la fase U, fase V y fase W. Los módulos IGBT 32, 34, 36 y módulos IGBT 33, 35, 37 sirven como elementos de conmutación como elementos semiconductores que están conectados entre sí en serie entre el polo positivo (P) y polo negativo (N) con respecto a cada una de las fases U, V, W, los puntos de conexión entre los módulos IGTB 32, 34, 36 y los módulos IGBT 33, 35, 37 están conectados con el lado de la terminal de corriente alterna (U, V, W). Un condensador 38 constituye una fuente de energía CD, y tiene una terminal para transmitir corriente al polo positivo (P) y al polo negativo (N). La Fig. 12 muestra la construcción del dispositivo de conversión de energía de acuerdo a la tercera modalidad. La Fig. 12 muestra el dispositivo de conversión de energía nivel 2 para tres fases, y comprende una unidad de brazo lateral positivo 200, una unidad de brazo lateral negativo 201, una tercera barra colectora laminada 43 y un condensador 38. La unidad de brazo lateral positivo 200 comprende un módulo IGBT fase U 32, un módulo IGBT fase V 34, un módulo IGBT fase W 36, una primera placa de enfriamiento 39 en la cual están montados los módulos respectivos, y una primera barra colectora laminada 41 conectada con cada módulo, y la unidad de brazo lateral negativa 201 que comprende un módulo 33, un módulo IGBT fase V 35, un módulo IGBT fase W 37, una segunda placa de enfriamiento 40 conectada con los módulos respectivos y una segunda barra colectora laminada 42 conectada con cada módulo. Los módulos de la unidad de brazo lateral positivo 200 están acomodados sucesivamente en el orden de la fase U, fase V y fase W que están lejos del condensador 38. Por otra parte, los módulos de la unidad de brazo lateral negativo 201 están acomodados sucesivamente en el orden de la fase W, fase V y fase U que están lejos del condensador 38 en este orden. La unidad de brazo lateral positivo 200 y la unidad de brazo lateral negativo 201 están colocados para ser laminados de modo que las placas de enfriamiento 39 y 40 están paralelas entre sí y los módulos están montados en los mismos planos de las placas de enfriamiento 39, 40, y la placa de enfriamiento 39 y la porción de conexión de la terminal del módulo de la unidad de brazo lateral negativo 201 están espaciados uno de otro para fijar una distancia aislante apropiada entre ellas. Las placas de enfriamiento 39, 40 se utilizan para irradiar en calentamiento de los módulos al exterior, y la circulación del líquido, ebullición o similares son utilizados. Además, en esta construcción, tres módulos están montados en una placa de enfriamiento, sin embargo, la placa de enfriamiento puede proporcionarse en cada elemento como en el caso del Documento de Patente 2. La unidad de brazo lateral positivo 200 y la unidad de brazo lateral negativo 201 están conectadas eléctricamente entre sí por una barra colectora laminada 43. La barra colectora laminada 43 es obtenida laminando las barras colectoras formadas de conductores eléctricos planos de modo que un material eléctrico es intercalado entre las barras colectoras. Después, la estructura y construcción de la conexión de las barras colectoras laminadas 41, 42, 43 serán descritas a detalle con referencia a las figuras 13 a 15. La Fig. 13 es una vista en perspectiva que muestra la conexión de los módulos 32, 34, 36 y la barra colectora laminada 41 que constituye la unidad de brazo lateral positiva 200, y las barras colectoras están ilustradas espaciadas entre sí. La barra colectora laminada 41 conduce el potencial de cada uno de los módulos 32, 34, 36 de la unidad de brazo lateral positivo 200 a la porción de conexión que está localizada para conectar el potencial con la fuente de energía CD (en la dirección lateral frontal y derecha en la Fig. 13), y es construida laminando las barras colectoras 44, 45, 46, 47. Las barras colectoras 44, 45, 46, 47 conectadas con la barra colectora laminada 43 están dobladas en un ángulo recto en la porción de conexión y formadas en una forma de L. La barra colectora 44 es una barra colectora conectada con el polo positivo (P), y conectada con los electrodos colectores (Cu, Cv, Cw) de los módulos 32, 34, 36 del brazo lateral positivo fase U, V, W. Las barras colectoras 45, 46, 47 están conectadas con las terminales de corriente alterna (U, V, W) respectivamente, y conectadas con los electrodos emisores (Eu, Ev, Ew) de los módulos IGBT 32, 34, 36. La Fig. 14 es una vista en perspectiva que muestra la conexión entre los módulos 33, 35, 37 que constituyen la unidad de brazo lateral negativo 201 y la barra colectora laminada 42, y las barras colectoras que son espaciadas entre sí. La barra colectora laminada 42 conduce el potencial de cada uno de los módulos 37, 35, 33 de la unidad de brazo lateral negativo 201 a la porción de conexión que está localizado para conectar el potencial con la fuente de energía CD (en la dirección lateral de la parte frontal derecha en la Fig. 14), y es construida laminando las barras colectoras 48, 49, 50, 51. Las barras colectoras 48, 49, 50, 51 conectadas con la barra colectora laminada 43 están dobladas a un ángulo recto en la misma dirección que la barra colectora laminada 41 de la unidad de brazo lateral positivo 200 en la porción de conexión y formadas en forma de L. La barra colectora 48 es una barra colectora conectada con el polo negativo (N), y está conectada con los electrodos emisores (Eu, Ev, Ew) de los módulos IGBT 33, 35, 37 del brazo lateral negativo de las fases U, V, W. Las barras colectoras 49, 50, 51 están conectadas con las terminales de la corriente alterna (W, V, U) respectivamente, y conectadas con los colectores (Cw, Cv, Cu) de los módulos IGBT 37, 35, 33. La Fig. 15 es una vista en perspectiva que muestra la conexión de la unidad de brazo lateral positivo 200, unidad de brazo lateral negativo 201 y barra colectora laminada 43. La barra colectora laminada 43 está diseñada en una forma plana para estar paralela a la porción de conexión de las barras colectoras laminadas 41, 42, y está construida por las barras colectoras 52 a 56. La barra colectora 52 está conectada con la porción de conexión del polo positivo (P) de la barra colectora laminada 41, y la barra colectora 53 está conectada con la porción de conexión del polo negativo (N) de la barra colectora laminada 42. Además, según lo mostrado en la Fig. 12, la barra colectora 52 está conectada con el polo positivo (N) del condensador 38, y la barra colectora 53 está conectada con el polo negativo (N). Las barras colectoras 54, 55, 56 conectan las porciones de conexión de la corriente alterna (U, V, W) de la barra colectora laminada 41 y la barra colectora laminada 42, y la corriente sale a las terminales que alternan (U, V, W) según lo mostrado en la Fig. 12. En la Fig. 12, la corriente sale hacia las terminales de la corriente alterna (U, V, W) por las porciones de conexión de corriente alterna de las barras colectoras laminadas 41, 42 y la barra colectora 43, sin embargo, una terminal para transmitir corriente a la terminal de corriente alterna (CA) puede proporcionarse por separado a las barras colectoras 54, 55, 56. La Fig. 16 muestra un circuito para generar bucles de conmutación de un dispositivo de conversión de energía trifásico nivel 2. Los bucles de conmutación de la fase U, fase V y fase W son representados por (a), (b) y (c). En el dispositivo de conversión de energía nivel 2, cuando los módulos IGBT 32, 34, 36 del brazo lateral positivo son apagados para conmutar la corriente a los diodos de los módulos IGBT 33, 35, 37 del brazo lateral negativo, el voltaje de sobreintensidad ocurre en los bucles de conmutación de los módulos IGBT 32, 34, 36 ? condensador 38 ? módulos IGBT 33, 35, 37 ? módulos IGBT 32, 34, 36 según lo indicado por las flechas en la Fig. 16. Por lo tanto, es necesario suprimir la inductancia de los bucles que conmutan. Cuando los módulos IGBT del brazo lateral negativo están apagados, ocurre lo mismo en los bucles fuera de los módulos aunque hay diferencias si la corriente pasa a través de IGBT o del diodo y si un voltaje de sobreintensidad es aplicado al lado positivo o lado negativo del módulo IGBT. La Fig. 17 muestra los bucles que conmutan de la tercera modalidad. La Fig. 17 es un diagrama esquemático visto en una dirección paralela al plano de la barra colectora laminada, y los bucles que conmutan son representados por las líneas pesadas.

La Fig. 17(a) muestra el bucle de conmutación de la fase U, la Fig. 17(b) muestra el bucle de conmutación de la fase V, y la Fig. 17(c) muestra el bucle de conmutación de la fase W. La barra colectora laminada se utiliza como las barras colectoras, y así la corriente pasa entre las barras colectoras próximas, de modo que el área del bucle es pequeña y así la inductancia es suprimida. Además, en esta construcción, con respecto al acomodo del módulo IGBT, la fase U, fase V y fase W son acomodadas sucesivamente para estar lejos del lado del condensador en esta orden en la unidad de brazo lateral positivo 200, y la fase W, fase V y fase U están acomodadas sucesivamente para estar lejos del lado del condensador en este orden en la unidad de brazo lateral negativo 201. Por lo tanto, la longitud del bucle es sustancialmente igual entre la fase U, fase V y fase W, y así la inductancia puede fijarse para ser sustancialmente igual entre ellas. Además, la inductancia puede reducirse más notablemente con respecto al caso donde los módulos de la fase U están acomodados para estar lejos del condensador en el brazo lateral positivo y brazo lateral negativo. En la tercera modalidad, como en el caso de la segunda modalidad, si los módulos de la unidad de brazo lateral positivo 200 o la unidad de brazo lateral negativo 201 están invertidos para el acomodo del electrodo colecto y electrodo emisor es invertido y conectado correctamente con la barra colectora laminada 43, la barra colectora laminada 41 y la barra colectora laminada 42 pueden diseñarse en la misma forma. Según lo descrito arriba, los módulos del brazo lateral positivo y los módulos del brazo lateral negativo son enfriados por placas de enfriamiento diferentes. Por lo tanto, comparado con la caja donde todos los módulos de los brazos laterales positivos y brazos laterales negativos son enfriados por una placa de enfriamiento como en el caso del Documento de Patente 1, los módulos pueden enfriarse correctamente incluso cuando la pérdida del módulo es grande o la capacidad del enfriador es deficiente. Además, en la construcción descrita en el Documento de Patente 2, hay una caja donde las placas de enfriamiento el brazo lateral positivo y el brazo lateral negativo no pueden traerse en contacto cercano entre sí debido a la construcción del enfriador (por ejemplo, fijación de una aleta o un intercambiador de calor, un dispositivo, etc.), de modo que el espacio entre las placas de enfriamiento es grande y así se convierte en un espacio muerto. Por consiguiente, el tamaño total del dispositivo es grande. En la construcción de la tercera modalidad, las placas de enfriamiento están espaciados entre sí adelante debido al acomodo del modulo y la distancia del aislamiento, y de esta forma el espacio muerto puede eliminarse, para que el dispositivo pueda miniaturizarse en peso. Además, la unificación es realizada en cada brazo, de modo que la unidad de distribución es pequeña y así el funcionamiento de distribución en el proceso de fabricación y el trabajo de mantenimiento puede mejorarse. No a la fase basada en la unificación según lo descrito en el Documento de Patente 3, sino a la unificación basada en el brazo puede realizarse y no se requiere necesariamente que los módulos del lado positivo y los brazos laterales negativos estén adyacentes entre sí, de modo que el grado de libertad de la construcción del dispositivo es mejorada. En la tercera modalidad, la construcción para las tres fases se muestra. Sin embargo, un dispositivo para una fase puede ser construido libremente proporcionando un módulo en cada uno de los brazos lateral positivo y brazo lateral negativo, o un dispositivo por dos fases puede construirse libremente proporcionando dos módulos en cada uno, el brazo lateral positivo y brazo lateral negativo. Además, el cableado es realizado por la barra colectora laminada, y la inductancia puede bajarse. Aún además, los módulos de los brazos laterales positivo y laterales negativos de la fase U, fase V y fase W están acomodados correctamente, para poder bajar la inductancia. Cuarta Modalidad La Fig. 18 muestra la construcción de un dispositivo de conversión de energía de acuerdo a una cuarta modalidad. Como en el caso de la tercera modalidad, la cuarta modalidad se refiere a un dispositivo de conversión de energía de nivel 2 trifásico. En la tercera modalidad, los módulos IGBT del brazo lateral positivo y el brazo lateral negativo son asegurados a las diferentes placas de enfriamiento en toda la fase U, fase V y fase W. En esta construcción, los módulos IGBT del brazo lateral positivo y brazo lateral negativo de únicamente la fase V están montados en diferentes placas de enfriamiento. Por consiguiente, una unidad 202 es construida por el módulo IGBT 32 del brazo lateral positivo, el módulo 33 de IGBT del brazo lateral negativo de la fase U, el módulo IGBT 34 del brazo lateral positivo de la fase V, la placa de enfriamiento 39 en los cuales están montados estos módulos, y una barra colectora laminada 57 conectada con cada módulo, y una unidad 203 es construida por el módulo IGBT 35 del brazo lateral negativo de fase V, el módulo IGBT 36 del brazo lateral positivo de la fase W, el módulo IGBT 37 del brazo lateral negativo de la fase W, la placa de enfriamiento 40 en la cual estos módulos están montados y una barra colectora laminada 58 Las unidades 202 y 203 están conectadas eléctricamente entre sí por la barra colectora laminada 59. Después, la construcción de la estructura y conexión de las barras colectoras laminadas 57, 58, 59 será descrita a detalle con referencia a las figuras 19 a 21. La Fig. 19 es una vista en perspectiva que muestra la conexión de los módulos UGBT 32, 33, 34 de la unidad 202 y la barra colectora laminada 57, y las barras colectoras se ilustran estando espaciadas entre sí. La barra colectora laminada 57 es construida por las barras colectoras 60 a 63, y está doblada a un ángulo recto en forma de L en la porción de conexión localizada en la parte frontal derecha de la Fig. 19 como en las modalidades descritas anteriormente.

Los electrodos colectores (Cup, Cvp) del módulo IGBT 32 del brazo lateral positivo de la fase U y el módulo IGBT 34 del brazo lateral positivo de la fase V están conectados con la barra colectora 62 conectada al polo positivo (P). El electrodo emisor (Eup) del módulo IGBT 32 del brazo lateral positivo de la fase U y el electrodo colector (Cun) del módulo IGBT 33 del brazo lateral negativo de la fase U están conectados con la barra colectora 60, y conectado con la terminal de la corriente alterna (U). El electrodo emisor (Eun) del módulo IGBT 33 del brazo lateral negativo de la fase U está conectado con la barra colectora 63 conectada con el polo negativo (N). El electrodo emisor (Evp) del módulo IGBT 34 del brazo lateral positivo de la fase V está conectado con la barra colectora 61 conectada con la terminal de la corriente alterna (V). La Fig. 20 es una vista en perspectiva que muestra la conexión de los módulos IGBT 35, 36, 37 y la barra colectora laminada 58 de la unidad 203, y las barras colectoras están ilustradas estando espaciadas entre sí. La barra colectora laminada 58 es construida por las barras colectoras 64 a 67, y está doblada a un ángulo recto en forma de L en la porción de conexión establecida en la parte frontal derecha y la Fig. 20 como en el caso de las modalidades antes descritas. El electrodo colector (Cwp) del módulo IGBT 36 del brazo lateral positivo de la fase W está conectado con la barra colectora 66 conectada con el polo positivo (P). El electrodo emisor (Ewp) del módulo IGBT 36 del brazo lateral positivo de la fase W y el electrodo colector (Cwn) del módulo IGBT 37 del brazo lateral negativo de la fase W están conectados con la barra colectora 64, y conectados con la terminal de la corriente alterna (W). El electrodo emisor (Ewn) del módulo IGBT 37 del brazo lateral negativo de la fase W y el electrodo emisor (Evn) del módulo IGBT 35 del brazo lateral negativo de la fase V, están conectados con la barra colectora 67 que tiene una terminal de conexión al polo negativo (N). El electrodo colector (Cvn) del módulo IGBT 35 del brazo lateral negativo de la fase V está conectado con la barra colectora 65 conectada con la terminal de la corriente alterna (V). La Fig. 21 es una vista en perspectiva que muestra la conexión de la unidad 202, unidad 203 y la barra colectora laminada 59. La barra colectora laminada 59 es construida laminando las barras colectoras 68, 69, 70. Las barras colectoras 68, 69 están conectadas con la porción de conexión del polo positivo (P) y la porción de conexión negativa de polo negativo (N) 57 y la barra colectora laminada 58. Además, según lo mostrado en la Fig. 18, la barra colectora 68 está conectada con el polo positivo (P) del condensador 38, y la barra colectora 69 está conectada con el polo negativo (N). La barra colectora 70 es una barra colectora para conectar las porciones de la conexión que alterna (v) de la barra colectora laminada 57 y la barra colectora laminada 58, y la corriente es transmitida hacia la terminal de corriente alterna (V) según lo mostrado en la Fig. 18. Además, con respecto a las terminales de la fase U y fase V, la corriente es transmitida desde las terminales de corriente alterna (U, W) sin estar conectadas con la barra colectora laminada 59. En la Fig. 18, la corriente es transmitida a la terminal de corriente alterna (V) por las porciones de conexión que alternan desde las barras colectoras laminadas 57, 58 y la barra colectora 70, sin embargo, una terminal para transmitir la corriente hacia la terminal de la corriente alterna (CA) puede proporcionarse por separado con la barra colectora 70. La Fig. 22 muestra el bucle de conmutación de la cuarta modalidad. Las figuras 22(a), (b), (c) corresponden a los bucles de conmutación de la Fig. 16, y muestra la fase U, fase V y la fase W respectivamente. En esta construcción, similar a la tercera modalidad, los bucles de la fase U (a) y la fase W (c) pasan sobre la porción de conexión entre la barra colectora laminada y la barra colectora laminada únicamente dos veces. En general, la porción de conexión entre la barra colectora laminada y la barra colectora laminada es conveniente para tener inductancia grande. Por lo tanto, en esta construcción, las inductancias de la fase U y fase W pueden reducirse. Además, con respecto a la fase V (b), el bucle pasa sobre la conexión entre la barra colectora laminada y la barra colectora laminada cuatro veces como en el caso de la tercera modalidad. Sin embargo, el módulo IGBT 34 del brazo lateral positivo de la fase V y el módulo IGBT 35 del brazo lateral negativo de la fase V están colocados para estar más cerca a la porción de la conexión del condensador, para acortar la longitud del bucle y la inductancia pueda reducirse. Como en el caso de las segunda y tercera modalidades descritas antes, en la cuarta modalidad, si los módulos conectados con el enfriador 39 ó 40 están invertidos para el acomodo del electrodo colector y el electrodo emisor es invertido y son correctamente conectados con la barra colectora laminada 59, la barra colectora laminada 57 y la barra colectora laminada 58 pueden diseñarse en la misma forma. Según lo descrito arriba, los módulos de los brazos laterales positivos y negativos de la fase U y del brazo lateral positivo de la fase V y los módulos del brazo de la fase V y de los brazos laterales positivos y negativos fase W son enfriados por diferentes placas de enfriamiento. Por lo tanto, comparados con la caja donde todos los módulos de los brazos laterales positivos y negativos son enfriados por una placa de enfriamiento como en el caso del Documento de Patente 1, el enfriamiento puede realizarse correctamente incluso cuando la pérdida del módulo es grande o la capacidad del enfriador es deficiente. Además, en la construcción descrita en el Documento de Patente 2, hay un caso donde las placas de enfriamiento el brazo lateral positivo y el brazo lateral negativo no pueden traerse en contacto cercano con cada uno debido a la construcción del enfriador (por ejemplo, fijación de una aleta o un intercambiador de calor, un dispositivo, etc.). de modo que el espacio entre las placas de enfriamiento es grande y así se convierte en un espacio muerto. Por consiguiente, el tamaño total del dispositivo es grande. En la construcción de la cuarta modalidad, las placas de enfriamiento se espacian entre sí adelante debido a reducir el acomodo de la modulación y la distancia de aislamiento, y así el espacio muerto puede eliminarse, para que el dispositivo pueda miniaturizarse y reducirse en peso. Además, la unificación es realizada entre la fase U y el brazo lateral positivo de la fase V y entre el brazo lateral negativo de la fase V y la fase W, de modo que la unidad de distribución es pequeña y así el funcionamiento de distribución en el proceso de fabricación y el trabajo de mantenimiento pueden mejorarse. No en la unificación basada en la fase según lo descrito en el Documento de Patente 3, sino en la unificación que es realizada entre la fase U y el brazo lateral positivo de la fase V y entre el brazo lateral negativo de la fase V y la fase W, de modo que el grado de libertad de la construcción del dispositivo es mejorado. Además, el cableado es realizado por la barra colectora laminada, y la inductancia puede bajarse. Comparado con la tercera modalidad, los módulos IGBT de de los brazos laterales positivos y negativos únicamente de la fase V están montados en diferentes placas de enfriamiento, y así las barras colectoras 56, 54 para conectar los brazos laterales positivos y negativos de la fase U y fase W mostradas en la tercera modalidad no se requieren, de modo que el número de barras colectoras es reducido. Además, el número de la conexión señala entre las barras colectoras laminadas en la fase U y la fase W es reducida, de modo que la inductancia es reducida. Aún además, los módulos IGBT de la fase V están colocados para estar los más cercanos al condensador, para poder reducir la inductancia. Quinta Modalidad La Fig. 23 es un diagrama de circuito que muestra una quinta modalidad. Un convertidor-inversor para realizar la conversión de energía de corriente alterna monofásica - corriente directa - la corriente alterna trifásica es construida usando los dispositivos de conversión de energía nivel 3 para dos fases y un dispositivo de conversión de energía nivel 2 trifásico. La Fig. 24 es un diagrama que muestra la construcción del dispositivo de conversión de energía de acuerdo a una quinta modalidad. Las unidades de brazo laterales positivos 100 y las unidades de brazo laterales negativos 101 de los dispositivos de conversión de energía nivel 3 mostrados en la primera modalidad para dos fases y las unidades 202 y 203 del dispositivo de conversión nivel 2 trifásico mostrado en la cuarta modalidad están colocados para estar espaciados entre sí de modo que las placas de enfriamiento respectivas están paralelas una de otra y la distancia de aislamiento entre la placa de enfriamiento y la terminal de la porción de conexión del módulo sea apropiada. La barra colectora laminada 13 mostrada en la primera modalidad y la barra colectora laminada 59 mostrada en la cuarta modalidad están construidas integralmente como una barra colectora laminada 71, el polo positivo (P) y el polo negativo (N) están conectados con las unidades 202, 203 del dispositivo de conversión de energía nivel 2 trifásico, y el polo positivo (P), polo negativo (N) y el potencial intermedio (C) están conectados con las unidades 100, 101 del dispositivo de conversión de energía nivel 3. El condensador 72 tiene dos unidades de condensador en el mismo, y las terminales del mismo están conectados con el polo positivo (P), el potencial intermedio (C), y el polo negativo (N), de tal modo que forma los condensadores 7,8 como fuentes de CD del diagrama de circuito de la Fig. 23. En la Fig. 24, cuatro condensadores son ilustrados estando conectados entre sí en paralelo. En la Fig. 24, los condensadores están acomodados en el lado de las unidades del dispositivo de conversión de energía nivel 3. Sin embargo, pueden acomodarse entre la unidad de dispositivo de conversión de energía nivel 2 y la unidad de dispositivo de conversión de energía nivel 3, o arreglados en la unidad de dispositivo de conversión de energía nivel 2 y la unidad de dispositivo de conversión de energía nivel 3 que son conectados por una barra colectora laminada. La conexión de la unidad de dispositivo de conversión de energía nivel 3 a la corriente alterna lateral es realizada por el punto de conexión hacia la barra colectora laminada 71 como en el caso de la Fig. 2 de la primera modalidad en la cual la corriente es transmitida como CA desde el punto de conexión de las barras colectoras laminadas 11, 12 y 13, y una de las dos fase está fija en la fase U mientras que la otra fase está fija en la fase V. Con respecto a la conexión desde la unidad de conversión de energía nivel 2 hacia la corriente alterna lateral, la fase U y la fase W son transmitidas desde las barras colectoras laminadas 57, 58 y la fase V es transmitida desde la porción de conexión de la barra colectora laminada como en el caso de la Fig. 18 de la cuarta modalidad. Por la construcción según lo descrito arriba, las placas de enfriamiento en las cuales los módulos de la unidad de dispositivo de conversión de energía nivel 3 y la unidad de dispositivo de conversión de energía nivel 2 están montados espaciados entre sí adelante debido al acomodo del módulo y la distancia de aislamiento, y así el espacio muerto puede eliminarse. Por consiguiente, el dispositivo puede miniaturizarse y reducirse en peso. En ambos, la unidad de dispositivo de conversión de energía nivel 3 y la unidad de dispositivo de conversión de energía nivel 2, tres módulos están montados en una placa de enfriamiento, y las placas de enfriamiento están acomodadas en paralelo. Por lo tanto, aún en el caso de la combinación del nivel 3 y nivel 2, la densidad del montaje de los módulos se aumenta, y el dispositivo total puede miniaturizarse y reducirse en peso.

Además, si las placas de enfriamiento son construidas tal como el montaje de las superficies del mismo para los módulos usados para la unidad de dispositivo de conversión nivel 3 y la unidad de dispositivo de conversión nivel 2, son fijadas a los mismos, o ambos módulos pueden montarse en cada placa de enfriamiento, la misma placa de enfriamiento puede utilizarse para la unidad de dispositivo de conversión nivel 3 y la unidad de dispositivo de conversión nivel 2. En las unidades para el dispositivo de conversión de la energía nivel 3 y el dispositivo de conversión de energía nivel 2, el cableado es realizado por la barra colectora laminada según lo mostrado en las primeras y cuartas modalidades, y el acomodo del módulo se realiza correctamente, de modo que la inductancia del circuito principal puede reducirse. En este caso, el dispositivo de conversión de energía nivel 3 de acuerdo a la primera modalidad y el dispositivo de conversión de energía nivel 2 de la cuarta modalidad son combinadas entre sí. Sin embargo, una de la primera y segunda modalidades y una de la tercera y cuarta modalidades pueden combinarse entres sí. Además, los circuitos construidos para el nivel 2, nivel 3, monofásico, trifásico, etc. tal como un dispositivo de conversión de energía para realizar la conversión de corriente alterna trifásica nivel 2 - corriente directa - corriente alterna trifásica nivel 2, un dispositivo de conversión de energía para realizar la conversión de corriente alterna trifásica nivel 3 - corriente directa - corriente alterna trifásica nivel 2, etc. que son construidos libremente en combinación de los dispositivos de conversión de energía de las primeras a cuartas modalidades pueden combinarse correctamente una con otra. En cada una de las modificaciones de la presente invención, la fuente de energía CD adicional tiene una terminal intermedia, el brazo lateral positivo tiene un primer elemento de conmutación conectado con una terminal de electrodo positivo de la fuente de energía CD, un segundo elemento de conmutación conectado con el primer elemento de conmutación en serie y conectado con una terminal de corriente alterna, y un primer diodo de acoplamiento conectado entre el punto intermedio de la conexión de los primeros y segundos elementos de conmutación y una terminal intermedia que están montados como los elementos semiconductores en una primera placa de enfriamiento y, el brazo lateral negativo tiene un tercer elemento de conmutación conectado con una terminal de corriente alterna, un cuarto elemento de conmutación conectado con el tercer elemento de conmutación en serie y conectado con una terminal del electrodo negativo de la fuente de energía CD, y un segundo diodo con acoplamiento conectado entre el punto de conexión intermedio del tercer y cuarto elemento de conmutación y de la terminal intermedia que están montados como los elementos en una segunda placa de enfriamiento y, en donde los potenciales de tres niveles de la terminal del electrodo positivo, de la terminal intermedia y de la terminal del electrodo negativo son transmitidos hacia la terminal de corriente alterna por la operación de encendido/apagado de los elementos de conmutación. Por lo tanto, puede proporcionar un dispositivo de conversión de energía nivel 3 en el cual la inductancia del circuito principal puede reducirse, los voltaje de sobreintensidad son suprimidos, el dispositivo total puede miniaturizarse y reducirse en peso mientras que el dispositivo puede enfriarse correctamente, y además el funcionamiento en el proceso de fabricación y trabajo de mantenimiento pueden ser excelentes. Cuando la conexión a la fuente de energía CD es conducida hacia fuera desde un lado del extremo de las primera y segunda placas de enfriamiento en dirección del acomodo de los elementos semiconductores respectivos, el primero y cuarto elementos de conmutación están acomodados en las posiciones más lejanas de la fuente de energía CD, o del primero y segundo diodos con acoplamiento están acomodados como las posiciones más lejanas desde la fuente de energía CD, para acortar la ruta de conmutación y así la inductancia es además reducida. Además, el brazo lateral positivo tiene un elemento de conmutación lateral positivo de fase U conectado entre la terminal del electrodo positivo de la fuente de energía CD y la terminal de corriente alterna de fase U, un elemento de conmutación lateral positivo fase V conectado entre la terminal del electrodo positivo de la fuente de energía CD y la terminal de corriente alterna fase V, y un elemento de conmutación lateral positivo fase W conectado entre la terminal del electrodo positivo de la fuente de energía CD y la terminal de corriente alterna fase W, los cuales están montados como los elementos semiconductores en la primera placa de enfriamiento, el brazo lateral negativo tiene un elemento de conmutación lateral negativo fase U conectado entre la terminal del electrodo negativo de la fuente de energía CD y la terminal de corriente alterna fase U, un elemento de conmutación lateral negativo conectado entre la terminal del electrodo negativo de la fuente de energía CD y la terminal de corriente alterna fase V, y un elemento de conmutación lateral negativo fase W conectado entre la terminal del electrodo negativo de la fuente de energía CD y la terminal de la corriente alterna fase W, los cuales están montados como elementos semiconductores en la segunda placa de enfriamiento, y los potenciales nivel 2 a la terminal del electrodo positivo y la terminal del electrodo negativo de la fuente de energía CD son transmitidos a las terminales de corriente alterna fase U, fase V y fase W para la operación de encendido/apagado de los elementos de conmutación. Por lo tanto, pueden ser provistos del dispositivo de conversión de energía nivel 2 en el cual la inductancia del circuito principal puede reducirse, los voltajes de sobreintensidad son suprimidos, y los elementos son enfriados correctamente, y los cuales pueden miniaturizarse y reducirse en peso y son excelentes en el funcionamiento del proceso de fabricación y el trabajo de mantenimiento. Cuando la conexión a la fuente de energía CD es conducida hacia fuera desde un lado del extremo de la primera y segunda placas de enfriamiento en dirección del acomodo de los elementos semiconductores respectivos, el elemento de conmutación lateral negativo cuyo tipo de fase es igual que el elemento de conmutación lateral positivo colocado en la posición más lejana de la primera placa de enfriamiento desde la fuente de energía CD está colocado en la posición más cercana de la segunda placa de enfriamiento hacia la fuente de energía CD, y el elemento de conmutación lateral negativo cuyo tipo de fase es igual que el elemento de conmutación lateral positivo colocado en la posición más cercana de la primera placa de enfriamiento hacia la fuente de energía CD está colocado en la posición más lejana de la segunda placa de enfriamiento desde la fuente de energía CD, de modo que la ruta de conmutación es sustancialmente igual entre las tres fases. Además, cuando la conexión hacia la fuente de energía CD es conducida hacia fuera desde un lado extremo de la primera y segunda placas de enfriamiento en dirección de los elementos semiconductores respectivos, el lado positivo y los elementos de conmutación laterales negativos de cualquiera de las fases de las otras dos fases están colocados en la posición más cercana a la fuente de energía CD, de modo que la inductancia de la fase en la cual los elementos de conmutación están montados divisionalmente en las dos placas de enfriamiento puede reducirse. Estos acomodos del electrodo positivo y del electrodo negativo de los elementos semiconductores montados en la primera y segunda placas de enfriamiento están opuestos entre sí entre la primera y segunda placas de enfriamiento, de modo que las barras colectoras laminadas respectivas pueden diseñarse en la misma construcción. Además, cuando la conexión a la fuente de energía CD es conducida hacia fuera desde un lado extremo de la primera y segunda placas de enfriamiento en la dirección del acomodo de los elementos semiconductores respectivos, la barra colectora laminada es construida por una primera barra colectora laminada para conducir hacia fuera el potencial de los elementos semiconductores montados en la primera placa de enfriamiento hacia la porción de conexión localizada en un lado extremo de la placa de enfriamiento, una segunda barra colectora laminada para conducir hacia fuera del potencial de los elementos semiconductores montados en la segunda placa de enfriamiento hacia la porción de conexión localizada en un lado extremo de la placa de enfriamiento, y una tercera barra colectora de capa laminada para conectar con la porción de conexión de la primera barra colectora laminada, la porción de conexión de segunda barra colectora laminada y la fuente de energía CD. Por lo tanto, las barras colectoras laminadas están separadas una de otra, de modo que la placa de enfriamiento en un lado, los elementos respectivos semiconductores montados en la placa de enfriamiento referida y la barra colectora laminada conectada con ellos están diseñadas como una unidad, la otra placa de enfriamiento, los elementos semiconductores respectivos montados en la placa de enfriamiento y la barra colectora laminada conectada con ellos están diseñadas como otra unidad, y son manejadas por cada unidad, de modo que el manejo en el proceso de fabricación y trabajo de mantenimiento es mejorado. La primera y segunda barras colectoras laminadas son construidas para formar las porciones de las mismas las cuales están diseñadas en una forma plana paralela en las superficies paralelas de las placas de enfriamiento y conducías hacia fuera de los potenciales de los elementos semiconductores hacia las porciones de conexión y porciones de conexión planas de las mismas en forma de L para que sean dobladas en un ángulo recto en la misma dirección, y la tercera barra colectora laminada es construida en una forma plana paralela ambas porciones de conexión. Por lo tanto, la porción de conexión en forma de L de la barra colectora laminada en un lado y la porción de conexión en forma de L de la otra barra colectora laminada no interfiere una con otra. Por consiguiente, la distancia entre la unidad que comprende la placa de enfriamiento en un lado, los elementos semiconductores respectivos y la barra colectora laminada y la unidad que comprende la otra placa de enfriamiento, los elementos semiconductores respectivos y la barra colectora laminada puede ser acortada. El dispositivo de conversión de energía nivel 3 descrito en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 y el dispositivo de conversión de energía nivel 2 descrito en las reivindicaciones 1 a 10 están acomodados de modo que todas las placas de enfriamiento están paralelas entre sí y las superficies de montaje de los elementos semiconductores de los mismos están fijadas en la misma dirección, de tal modo que construyen el convertidor para realizar la conversión de AC-DC-AC. Por lo tanto, aún en la combinación de la unidad de conversión nivel 3 y la unidad de conversión nivel 2, la densidad del montaje de los módulos es aumentada, y el dispositivo total puede miniaturizarse y reducirse en peso. Además, si las placas de enfriamiento son construidas para las superficies de montaje de los módulos usados por la unidad de conversión nivel 3 y la unidad de conversión nivel 2 éstas son fijadas en el mismo o en ambos módulos pueden estar montados, en la misma placa de enfriamiento que puede utilizarse para la unidad de conversión nivel 3 y la unidad de conversión nivel 2.

Claims (1)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo de conversión de energía que incluye un elemento semiconductor que está conectado entre una terminal CA y una terminal positiva de una fuente de de energía y constituye un brazo lateral positivo, y un elemento semiconductor que está conectado entre la terminal CA y una terminal negativa de la fuente de energía DC y constituye un brazo lateral negativo, conversión de energía que es realizada entre la fuente de energía CD y la terminal CA por la operación de encendido/apagado del elemento semiconductor, que comprende: una primera placa de enfriamiento en la cual el elemento semiconductor que constituye el brazo lateral positivo se montado; una segunda placa de enfriamiento que está colocada en paralelo a la primera placa de enfriamiento de modo que la superficie de montaje de la misma está fija en la misma dirección que la primera placa de enfriamiento; y una barra colectora laminada que conecta al elemento semiconductor que constituye el brazo lateral positivo y la fuente de energía CD, conecta el elemento semiconductor que constituye el brazo lateral negativo y la fuente de energía CD, conecta el elemento semiconductor que constituye el brazo lateral positivo y el elemento semiconductor que constituye el brazo lateral negativo, y es formado laminando eléctricamente las barras colectoras conductivas de modo que material aislante es intercalado entre las mismas. 2 Dispositivo de conversión de energía de acuerdo a la reivindicación 1, en donde la fuente de energía CD está además equipada con una terminal intermedia; el brazo lateral positivo tiene un primer elemento de conmutación conectado a una terminal del electrodo positivo de la fuente de energía CD, un segundo elemento de conmutación conectado con el primer elemento de conmutación en serie y conectado con una terminal de corriente alterna, y un primer diodo de acoplamiento conectado entre el punto de conexión intermedio del primero y segundo elementos de conmutación y una terminal intermedia que está montada como los elementos semiconductores en una primera placa de enfriamiento y; y el brazo lateral negativo tiene un tercer elemento de conmutación conectado a una terminal de corriente alterna, un cuarto elemento de conmutación conectado con el tercer elemento de conmutación en serie y conectado a una terminal del electrodo negativo de la fuente de energía CD, y un segundo diodo con acoplamiento conectado entre el punto de conexión intermedia del tercero y cuarto elemento de conmutación y de la terminal intermedia que están montados como los elementos semiconductores en una segunda placa de enfriamiento, los potenciales de tres niveles de la terminal del electrodo positivo, la terminal intermedia y la terminal del electrodo negativo que es transferido hacia la terminal de corriente alterna por la operación de encendido/apagado de los elementos de conmutación. 3 Dispositivo de conversión de energía de conformidad con la reivindicación 2, en donde cuando la conexión a la fuente de energía CD es conducida hacia fuera desde un lado extremo de la primera y segunda placas de enfriamiento en una dirección de acomodo de los elementos semiconductores respectivos, el primero y cuarto elementos de conmutación son acomodados en las posiciones más lejanas de la fuente de energía CD o el primero y segundo diodos con acoplamiento están acomodados en las posiciones más lejanas de la fuente de energía CD. 4 Dispositivo de conversión de energía de conformidad con la reivindicación 1, en donde el brazo lateral positivo comprende un elemento de conmutación lateral positivo fase U conectado entre una terminal positiva de la fuente de energía DC y una terminal CA fase U, un elemento de conmutación lateral positivo fase V conectado entre la terminal positiva de la fuente de energía CA y una terminal CA fase V, y un elemento de conmutación lateral positivo fase W conectado entre la terminal positiva de la fuente de energía CD y una terminal CA fase W las cuales están montadas como los elementos semiconductores en la primera placa de enfriamiento, y el brazo lateral negativo comprende un elemento de conmutación lateral negativo fase U conectado entre una terminal negativa de la fuente de energía CA y la terminal CA fase U, un elemento de conmutación lateral negativo fase V conectado entre la terminal negativa de la fuente de energía CA y la terminal CA fase V, y un elemento de conmutación lateral negativo fase W conectado entre la terminal negativa de la fuente de energía CD y la terminal CA fase W las cuales están montadas como los elementos semiconductores en la segunda placa de enfriamiento, los potenciales nivel 2 de la terminal positiva y la terminal negativa de la fuente de energía CD que es transmitida a las terminales CA fase U, fase V y fase W de tres fases por la operación de encendido/apagado de los elementos de conmutación. 5 Dispositivo de conversión de energía de conformidad con la reivindicación 4, en donde cuando la conexión a la fuente de energía CD es dirigida hacia afuera a partir de un extremo de la primera y segunda placas de enfriamiento en la dirección de acomodo de los elementos semiconductores respectivos, el elemento de conmutación lateral negativo cuyo tipo de fase es la misma que el elemento de conmutación lateral positivo colocado en la posición más alejada de la primera placa de enfriamiento de la fuente de energía CD que está colocado en la posición más cercana de la segunda placa de enfriamiento a la fuente de energía CD, y el elemento de conmutación lateral negativo cuyo tipo de fase es igual que el elemento de conmutación lateral positivo colocado en la posición más cercana de la primera placa de enfriamiento a la fuente de energía que está colocada en la posición más alejada de la segunda placa de enfriamiento de la fuente de energía CD. 6 Un dispositivo de la conversión de energía que incluye: un elemento de conmutación lateral positivo fase U conectado entre una terminal positiva de una fuente de energía CD y una terminal CA fase U, un elemento de conmutación lateral positivo fase V conectada entre la terminal positiva de la fuente de energía CD y una terminal CA fase V, y un elemento de conmutación lateral positivo fase W conectado entre la terminal positiva de la fuente de energía CD y una terminal CA fase W como un elemento semiconductor que constituye un brazo lateral positivo; y un elemento de conmutación lateral negativo fase U conectado entre una terminal negativa de la fuente de energía CD y la terminal CA fase U, un elemento de conmutación lateral negativo fase V conectado entre la terminal negativa de la fuente de energía CD y la terminal CA fase V, y un elemento de conmutación lateral negativo fase W conectado entre la terminal negativa de la fuente de energía CD y la terminal CA fase W como un elemento semiconductor que constituye un brazo lateral negativo, potenciales nivel 2 de la terminal positiva y de la terminal negativa de la fuente de energía CD que es transmitida hacia las terminales CA fase U, fase V y fase W de tres fases por la operación de encendido/apagado de los elementos de conmutación, que comprenden: una primera placa de enfriamiento cuyos elementos de conmutación lateral negativo y lateral positivo de cualquier fase de las tres fases U, V y W y un elemento de conmutación lateral positivo o lateral negativo de cualquier fase de las otras dos fases están montados; una segunda placa de enfriamiento que está colocada en paralelo a la primera placa de enfriamiento para que la superficie de montaje de la misma sea fijada en la misma dirección que la primera placa de enfriamiento, y un elemento de conmutación lateral negativo o lateral positivo de cualquier fase de las otras dos fases que no están montadas en la primera placa de enfriamiento, y de los elementos de conmutación laterales positivos y laterales negativos de otra fase de las otras dos fases; y una barra colectora laminada que conecta el elemento de conmutación que constituye el brazo lateral positivo y la fuente de energía CD, conecta el elemento de conmutación que constituye el brazo lateral negativo y la fuente de energía CD y conecta el elemento semiconductor que constituye el brazo lateral positivo y el elemento del semiconductor que constituye el brazo lateral negativo y es obtenido laminando eléctricamente las barras colectoras conductoras de modo que un material aislante puede intercalarse entre las mismas. 7. Dispositivo de conversión de energía de conformidad con la reivindicación 6, en donde cuando la conexión a la fuente de energía CD es dirigida hacia afuera desde una lateral extremo de la primera y segunda placas de enfriamiento en la dirección de acomodo de los elementos semiconductores respectivos, los elementos de conmutación lateral negativo y lateral positivo de cualquier fase de las otras dos fases están colocados en la posición más cercana a la fuente de energía CD. 8. Dispositivo de conversión de energía de conformidad con la reivindicación 1 ó 6, en donde los acomodos de los electrodos negativo y positivo de los elementos semiconductores están montados en la primera y segunda placas de enfriamiento que están opuestas una de otra entre la primera barra de enfriamiento y la segunda barra de enfriamiento. 9 Dispositivo de conversión de energía de conformidad con la reivindicación 1 ó 6, en donde cuando la conexión a la fuente de energía CD es conducida fuera desde un lado extremo de la primera y segunda placas de enfriamiento en la dirección de acomodo de los elementos semiconductores respectivos, la barra colectora laminada es construida por una primera barra colectora laminada para conducir fuera I potencial de los elementos semiconductores montados en la primera placa de enfriamiento hacia la porción de conexión localizada en un lado extremo de la placa de enfriamiento, una segunda barra colectora laminada para conducir fuera el potencial de los elementos semiconductores montados en la segunda placa de enfriamiento a la porción de conexión localizada en un lado extremo de la placa de enfriamiento, una tercera barra colectora laminada para conectar la porción de conexión de la primera barra colectora laminada, la porción de conexión de la segunda barra colectora laminada y la fuente de energía CD. 10 Dispositivo de conversión de energía de conformidad con la reivindicación 9, en donde la primera y segunda barras colectoras laminadas están construidas para que las porciones de las mismas las cuales están diseñadas en una forma plana paralela con las superficies paralelas de las placas de enfriamiento y conducidas fuera de los potenciales de los elementos semiconductores hacia las porciones de conexión y a las porciones de conexión planas de las mismas en forma de L para ser dobladas en un ángulo recto en la misma dirección, y la tercera barra colectora laminada es construida en una forma plana paralela a ambas porciones de conexión. 11 Un dispositivo de conversión de energía que comprende el dispositivo de conversión de energía nivel 3 de conformidad con la reivindicaciones 1 ó 10 y el dispositivo de conversión de energía nivel 2 de conformidad con las reivindicaciones 1 ó 6 que están acomodadas de modo que todas las placas de enfriamiento están paralelas una con otra y las superficies de montaje de los elementos semiconductores de las mismas estén fijas en la misma dirección, de tal modo que construyen un convertidor para realizar la conversión de AC-DC-AC. 12 Método de fabricar el dispositivo de conversión de energía de conformidad con la reivindicación 10, que comprende: una primera etapa de conectar los elementos semiconductores montados en la primera placa de enfriamiento a la primera barra de distribución laminada; una segunda etapa de conectar los elementos semiconductores montados en la segunda placa de enfriamiento con la segunda barra colectora laminada; y una tercera etapa de conectar las porciones de conexión de la primera y segunda barras colectoras laminadas después de la primera y segunda etapas.