DE4402425A1

DE4402425A1 - Wechselrichteranordnung

Info

Publication number: DE4402425A1
Application number: DE4402425A
Authority: DE
Inventors: Yoshihisa Hatozaki
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1993-01-28
Filing date: 1994-01-27
Publication date: 1994-08-04
Also published as: JPH06233554A; CN1038009C; CN1093506A; US5414616A

Description

Die Erfindung betrifft eine Wechselrichteranordnung hoher Leistung mit mehreren parallel geschalteten Halbleiter-Schaltelementen und einem daneben angeordneten Glättungskonden sator.

Eine herkömmliche Wechselrichteranordnung dieser Art besitzt in jeder Phase eine Brüc kenschaltung, deren oberer und unterer Zweig jeweils mehrere Halbleiter-Schaltelemente enthalten, die parallel geschaltet sind. Fig. 1 zeigt den Aufbau einer der Phasen. Die je weiligen Eingänge der Halbleiter-Schaltelemente 1 für einen oberen Zweig sind über eine zur positiven Seite gehörige Kurzschlußschiene 5 mit dem positiven Belag eines Glättungs kondensators 3 verbunden. In ähnlicher Weise sind die Eingänge der Halbleiter-Schaltele mente 2 für den unteren Zweig über eine zur negativen Seite gehörige Kurzschlußschiene 6 mit dem negativen Belag des Glättungskondensators 3 verbunden.

Die jeweiligen Ausgänge der Elemente 1 und 2 sind über eine ausgangsseitige Kurzschluß schiene 7 miteinander verbunden und dann am anderen Ende der Kurzschlußschiene 7 mit einem Ausgangsanschluß abgeschlossen.

Fig. 2 zeigt die Richtungen der Ströme durch Pfeile, wenn das in Fig. 1 dargestellte Bau element eingeschaltet ist. Die Pfeile an der strichpunktierten Linie bedeuten den Gesamt stromfluß, während die Pfeile an den gestrichelten Linien, die durch die jeweiligen Schaltelemente fließenden Nebenschlußströme bedeuten.

Fig. 3 und 4 zeigen in Vorderansicht bzw. in Draufsicht Beispiele für die Anordnung der Bauteile der oben beschriebenen Wechselrichteranordnung. Wie aus der Zeichnung her vorgeht, sind die Halbleiter-Schaltelemente 1 für den oberen Zweig und die Halbleiter- Schaltelemente 2 für den unteren Zweig jeweils in paralleler Verschaltung auf einem Kühl element 4 angeordnet, wobei der Glättungskondensator 3 bezüglich der Längserstreckung der parallel geschalteten Elemente 1 und 2 seitlich angeordnet ist.

Die derart angeordneten Elemente 1 und 2 sowie der Glättungskondensator 3 sind über Kurzschlußschienen 5, 6 und 7 gemäß den Fig. 5A, 5B, 5C und 6 miteinander verschaltet. In den genannten Zeichnungen sind die Kurzschlußschienen 5, 6 und 7 baumartig ver schaltet, so daß der Abstand zwischen jedem Element 1 oder 2 und dem Glättungskonden sator 3 in einem Gleichstromkreis gleich groß sein kann.

Macht man von einer derartigen baumartigen Verdrahtung Gebrauch, so läßt sich die Ver bindung jedes Elementes 1 oder 2 mit dem Glättungskondensator 3 hinsichtlich des Abstandes fast gleichmäßig gestalten, wie aus den Fig. 5A, 5B und 5C hervorgeht. Wie allerdings durch Pfeile in Fig. 6 angedeutet ist, fließen die Ströme durch die Kurzschluß schienen 5, 6 und 7 in zueinander entgegengesetzte Richtungen, wodurch die gegenseitigen Verdrahtungsinduktivitäten zueinander versetzt werden, die Verdrahtungsinduktivität zwi schen jedem Element 1 oder 2 und dem Glättungskondensator 3 jedoch ungleichmäßig wird. Als Ergebnis entsteht beim Einschalten der Elemente 1 und 2 eine Strom-Asymme trie aufgrund der Differenz in der Verdrahtungsinduktivität. In anderen Worten: wenn Strom in Richtung der Pfeile gemäß Fig. 2 fließt, bilden die Verdrahtungsinduktivitäten vorübergehend Widerstände, wodurch einige Elemente mit hoher Stromleitung und andere Elemente mit geringer Stromleitung gebildet werden.

Das Auftreten der Asymmetrie des Stromflusses macht die Auswahl von Kapazitäten für die Elemente 1 und 2 auf der Grundlage der maximalen Stromwerte erforderlich. Die zu erwartende exzessive Zunahme der Kapazität verursacht höhere Kosten, und die größeren Bauelementwerte erfordern größere Abmessungen. Da sich die maximale Kapazität verrin gert, ist der Einsatzbereich der Nennleistung des Wechselrichters begrenzt. Um das Pro blem mit der Verdrahtungsinduktivität zu beseitigen, kann man den Einfluß des Versatzes der Verdrahtungsinduktivität dadurch verringern, daß man die Abstände a, b und c zwischen den einzelnen Strompfaden gemäß Fig. 5A, 5B und 5C heraufsetzt. Auch in die sem Fall würden die Abmessungen in unnötiger Weise größer werden, was zu einer bauli chen Überbemessung der Anordnung führte. Außerdem führt die baumartige Verdrahtung der Schienenstruktur zu dem Problem, daß die Verdrahtung kompliziert ist, eine große An zahl von nur mit Mühe zu montierenden Einzelteilen aufweist, die Kosten heraufsetzt und zu Qualitätsunregelmäßigkeiten führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, im Hinblick auf die obigen Probleme eine billige, klein bau ende Wechselrichteranordnung hoher Leistung zu schaffen. Gelöst wird diese Aufgabe ge mäß einem ersten Aspekt bei einer Wechselrichteranordnung durch folgende Merkmale:
mehrere Halbleiter-Schaltelemente, die in jeder Phase parallel geschaltet sind, um einen oberen und einen unteren Zweig einer Brückenschaltung zu bilden,
einen Glättungskondensator, der seitlich in der Nähe der Längserstreckung der parallel ge schalteten Halbleiter-Schaltelemente angeordnet ist,
einen Gleichstromschaltungsabschnitt mit Kurzschlußschienen, welche beide Beläge des Glättungskondensators mit den Eingängen der zugehörigen Halbleiter-Schaltelemente ver bindet, und
einen Ausgangsschaltungsabschnitt mit einer Kurzschlußschiene, die die Ausgänge der Halbleiter-Schaltelemente mit einem Ausgangsanschluß verbindet, wobei
die beiden Kurzschlußschienen des Gleichstromschaltungsabschnitts aus einer leitenden Platte gebildet sind, die derart gebogen ist, daß sie einen gekröpften Querschnitt aufweist,
eine der äußeren Flachseiten jeder der beiden leitenden Seiten mit dem Eingang jedes Halbleiter-Schaltelementes verbunden ist, und
die anderen äußeren Flachseiten der leitenden Platten über einen Isolator einander in enger Nachbarschaft überlagert sind.

Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung gemäß einem ersten Aspekt sind die zwei Kurz schlußschienen des Gleichstromschaltungsabschnitts jeweils aus einer leitenden Platte ge bildet, welche derart geformt ist, daß sie einen gekröpften Querschnitt aufweist, wobei ei ne der äußeren Flachseiten jeder der beiden leitenden Platten mit dem Eingang der jeweili gen Halbleiter-Schaltelemente verbunden ist, während die anderen äußeren Flachseiten der jeweiligen leitenden Platten einander über einen Isolator eng benachbart überlagert sind. Diese Anordnung verringert den Unterschied der Verdrahtungsinduktivität zwischen dem am dichtesten bei dem Glättungskondensator liegenden und dem am weitesten weg von dem Glättungskondensator liegenden Element, wenn die Anordnung eingeschaltet wird, und sie verringert auch die dazwischen vorhandene Strom-Asymmetrie.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die oben erläuterte Wech selrichteranordnung derart ausgebildet, daß die Kurzschlußschiene des Ausgangsschaltungs abschnitts sich zu der Seite hin erstreckt, die der Seite mit dem Glättungskondensator ab gewandt ist, wobei das verlängerte Ende der Kurzschlußschiene umgekehrt und nach oben gebogen ist, während die Kurzschlußschiene des Ausgangsschaltungsabschnitts und die zwei Kurzschlußschienen des Gleichstromschaltungsabschnitts in großer Nähe parallel zu einander mit dazwischenliegenden Isolatoren angeordnet sind.

Gemäß diesem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung erstreckt sich die Kurzschluß schiene des Ausgangsschaltungsabschnitts zu der Seite, die der Seite, wo sich der Glät tungskondensator befindet, abgewandt ist, während das verlängerte Ende der Kurzschluß schiene umgekehrt und nach oben gebogen ist, und die Kurzschlußschiene des Ausgangs schaltungsabschnitts und die beiden Kurzschlußschienen des Gleichstromschaltungsab schnitts in großer Nähe und parallel zueinander mit dazwischenliegenden Isolatoren ange ordnet sind. Dieser Aufbau vergleichmäßigt den Verdrahtungsabstand jedes Elementes und bringt die Kurzschlußschiene des Ausgangsschaltungsabschnitts in die Nähe der beiden Kurzschlußschienen des Gleichstromschaltungsabschnitts, um auf diese Weise die Verdrah tungsinduktivität jedes Elementes gleichmäßig zu versetzen.

Im einzelnen: der Strom, der aus der positiven Seite fließt, wird auf jedes Element des oberen Zweiges verteilt. Die Summe aus dem Strom, der durch die zur positiven Seite ge hörige Kurzschlußschiene zwischen den jeweiligen Elementen fließt, und des Stroms, der durch die ausgangsseitige Kurzschlußschiene zwischen den jeweiligen Elementen fließt, entspricht stets der gesamten Stromstärke. Die Ausgangsschiene befindet sich in großer Nähe der zur positiven Seite gehörigen Kurzschlußschiene und der ausgangsseitigen Kurz schlußschiene, wobei dazwischen Isolatoren liegen, so daß diese beiden Arten von Strömen zu der Seite strömen können, die dem positiven Eingang entgegensetzt ist, während sie sich in der gleichen Richtung annähern und dort eine U-Kehre vollziehen, woraufhin die Ausgangsschiene die gesamte Stromstärke in einer Richtung führen kann, die dem Strom durch jedes Element entgegengesetzt ist. Damit wird die Verdrahtungsinduktivität versetzt und der Absolutwert der Verdrahtungsinduktivität gesenkt.

Ein dritter Aspekt der Erfindung besteht darin, eine Wechselrichteranordnung gemäß dem ersten oder dem zweiten Aspekt der Erfindung zu schaffen, bei der diejenigen Teile der Kurzschlußschienen, in denen sich nicht ihre Verbindungen zu den Halbleiter-Schaltele menten befinden, in Breitenrichtung eingekerbt sind, wodurch die Kurzschlußschienen eine kammähnliche Gestalt erhalten.

Gemäß diesem dritten Aspekt der Erfindung sind diejenigen Abschnitte der Kurzschluß schienen, wo sich nicht ihre Verbindungen zu den Halbleiter-Schaltelementen befinden, in Breitenrichtung gekerbt, wodurch die Kurzschlußschienen eine kammähnliche Form erhal ten. Folglich werden die Ströme in der Mitte der Kurzschlußschienen konzentriert, so daß die Verdrahtungsinduktivität noch wirksamer versetzt werden kann.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher er läutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm des Aufbaus des wesentlichen Teils einer herkömm lichen Wechselrichteranordnung;

Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm, bei dem die Arbeitsweise des wesentlichen Teils der herkömmlichen Wechselrichteranordnung dargestellt ist,

Fig. 3 eine Vorderansicht auf die Anordnung der Bauteile bei der herkömmlichen Wechselrichteranordnung;

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Anordnung der Bauteile in der herkömmlichen Wechselrichteranordnung;

Fig. 5A eine Draufsicht des Aufbaus der herkömmlichen Wechselrichteranordnung;

Fig. 5B eine Seitenansicht des Aufbaus der herkömmlichen Wechselrichteranordnung;

Fig. 5C eine Vorderansicht des Aufbaus der herkömmlichen Wechselrichteranordnung;

Fig. 6 ein Schaltungsdiagramm, bei dem die Arbeitsweise der herkömmlichen Wechselrichteranordnung angedeutet ist;

Fig. 7 eine Vorderansicht einer Wechselrichteranordnung gemäß einer Ausführungs form nach dem ersten Aspekt der Erfindung;

Fig. 8 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 7;

Fig. 9 eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in Fig. 8,

Fig. 10 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Wechselrichteranordnung gemäß einer Ausführungsform nach dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in Fig. 10;

Fig. 12 eine Schaltungsskizze des Aufbaus der Wechselrichteranordnung nach dem Ausführungsbeispiel gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung;

Fig. 13 ein Schaltungsdiagramm, in welchem die Arbeitsweise der Wechselrichter anordnung nach dem Ausführungsbeispiel gemäß dem zweiten Aspekt der Er findung dargestellt ist;

Fig. 14 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Wechselrichteranordnung eines Ausführungsbeispiels gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung;

Fig. 15 eine Draufsicht auf das in Fig. 14 dargestellte Bauteil;

Fig. 16A eine Vorderansicht einer der Kurzschlußschienen, die in der Anordnung nach Fig. 14 verwendet wird;

Fig. 16B eine Draufsicht auf die in der Anordnung nach Fig. 14 verwendete Kurz schlußschiene;

Fig. 16C eine Seitenansicht der in dem Bauteil nach Fig. 14 verwendeten Kurzschluß schiene;

Fig. 17B eine Draufsicht einer weiteren Kurzschlußschiene, die in der in Fig. 14 dar gestellten Anordnung verwendet wird;

Fig. 17B eine Draufsicht auf die weitere Kurzschlußschiene, die in dem Bauteil nach Fig. 14 verwendet wird; und

Fig. 17C eine Seitenansicht einer weiteren Kurzschlußschiene, die in der Anordnung nach Fig. 14 verwendet wird.

Ausführungsform 1

Fig. 7 bis 9 zeigen die Ausführungsform nach dem ersten Aspekt der Erfindung. Fig. 7 ist eine Vorderansicht mit teilweise weggelassenen Teilen der Wechselrichteranordnung ge mäß dieser Ausführungsform. Fig. 8 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 7. Fig. 9 ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in Fig. 8. In diesen Zeichnungen be deutet das Bezugszeichen 1 Halbleiter-Schaltelemente für einen oberen Zweig, während das Bezugszeichen 2 Halbleiter-Schaltelemente für einen unteren Zweig bedeutet, wobei beide Typen von Halbleiter-Schaltelementen in paralleler Verschaltung auf einem Kühlelement 4 angeordnet sind. An den zur positiven Seite gehörigen Eingangsanschluß jedes Elementes 1 ist eine der äußeren Flachseiten 15A einer zur positiven Seite gehörigen Kurzschluß schiene 15 gekoppelt, bei der es sich um eine leitende Platte handelt, welche derart gebo gen ist, daß sie einen gekröpften Querschnitt aufweist.

Der zur negativen Seite gehörige Eingangsanschluß jedes Elementes 2 ist in ähnlicher Wei se mit den äußeren Flachseiten 16a einer zur negativen Seite gehörigen Kurzschlußschiene 16 gekoppelt, bei der es sich um eine leitende Platte handelt, die derart gebogen ist, daß sie einen gekröpften Querschnitt besitzt. An die Ausgangsanschlüsse der Elemente 1 und 2 ist eine ausgangsseitige Kurzschlußschiene 17 gekoppelt, welche aus einer Platte besteht, deren Ende in Längsrichtung derart gebogen ist, daß sie einen L-förmigen Querschnitt auf weist.

Wie in Fig. 9 zu sehen ist, befindet sich die andere äußere Flachseite 15b der Kurzschluß schiene 15 oberhalb der ausgangsseitigen Kurzschlußschiene 17, während die andere äuße re Flachseite 16b der Kurzschlußschiene 16 der oberen äußeren Flachseite 15b der Kurz schlußschiene über ein Isolierblatt 8 eng benachbart überlagert ist. Mit dem Boden der äußeren Flachseite 15B der Kurzschlußschiene 15 ist ein Isolierblatt 9 verbunden, um so eine Isolierung gegenüber der ausgangsseitigen Kurzschlußschiene 17 zu erreichen.

Die rechten Enden der Kurzschlußschienen 15 und 16 (Fig. 8) sind jeweils mit dem (nicht dargestellten) Glättungskondensator 3 gekoppelt, um einen Gleichstromschaltungsabschnitt zu bilden. Dieser Glättungskondensator 3 befindet sich seitlich in großer Nähe am Längs ende der Elemente 1 und 2, die in zwei Reihen parallel zueinander angeordnet sind.

Wie in Fig. 7 gezeigt ist, besitzt die ausgangsseitige Kurzschlußschiene einen Endabschnitt 17a, der durch Biegen an ihrem oberen linken Abschnitt geformt ist. An dem Endabschnitt 17a ist eine sich in Richtung auf den Glättungskondensator 7 erstreckende Schiene 20 an geschraubt, die mit der ausgangsseitigen Kurzschlußschiene 17 einen Ausgangsschaltungs abschnitt bildet. Das vordere Ende der Schiene 20 stellt einen ausgangsseitigen Ausgangs anschluß dar, wenngleich dieser nicht dargestellt ist.

Bei dieser Ausführungsform sind die Kurzschlußschienen 15 und 16 einander unter Zwischenlegung des Isolierblattes 8 in Ebenen überlagert, die sich oberhalb der parallel angeordneten Elemente 1 und 2 befinden. Damit ist die Differenz der Verdrahtungsindukti vität beim Einschalten zwischen den bezüglich des Glättungskondensators 3 am dichtesten und am weitesten weg gelegenen Elementen verringert, wodurch sich die Asymmetrie des Stroms verringert.

Im einzelnen: wenn die Anordnung eingeschaltet wird, wird die Verdrahtungsinduktivität zu einem Einschaltwiderstand, wie oben erläutert wurde. Damit kommt es zu einer Asym metrie des Stroms zwischen den Elementen 1 und 2, abhängig von dem Betrag der Ver drahtungsinduktivität. Die vorliegende Erfindung zieht Vorteil aus diesem Umstand und gestaltet die Kurzschlußschienen 15 und 16 wie folgt: die Verdrahtungsinduktivität wird unter den jeweiligen Elementen 1 und 2 stark versetzt, wodurch der Absolutwert der Ver drahtungsinduktivität minimiert und die Differenz der Verdrahtungsinduktivität zwischen den Elementen 1 und 2 minimiert wird.

Folglich vermag die vorliegende Erfindung einen Hochleistungs-Wechselrichter mit einer zufriedenstellenden Stromsymmetrie auch dann zu schaffen, wenn der Glättungskondensa tor 3 sich in seitlicher Lage bezüglich der Anordnung der Elemente 1 und 2 befindet. Au ßerdem macht der Wechselrichter Gebrauch von einer einfachen Schienenstruktur und weist eine geringe Anzahl von Bauteilen auf, so daß eine kleinbauende, billige Wechsel richteranordnung stabiler Qualität erhalten werden kann.

Selbst wenn die vorliegende Ausführungsform erweitert wird auf eine größere bauliche Ab messung mit einer erhöhten Anzahl von Halbleiter-Schaltelementen in paralleler Anord nung, so besteht kein Bedarf, den grundlegenden Aufbau der Schienen zu verändern; eine einfache Erstreckung reicht bei diesem Konstruktionssystem aus. Damit erleichtern sich Diversifizierung des Aufbaus und Fertigung.

Je größer die Anzahl parallel geschalteter Elemente ist, desto mehr Wärme wird erzeugt. Allerdings gestattet der Aufbau der Kurzschlußschiene gemäß dieser Ausführungsform die gleichmäßige Verbindung der Elemente 1 und 2 in symmetrischer Weise auf der Oberflä che des Kühlelementes 4. Diese Vorrichtung wird mit dem thermischen Problem mühelos fertig.

Ausführungsform 2

Fig. 10 ist eine Ansicht einer Ausführungsform gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung. Fig. 11 ist eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in Fig. 10. Diese Ausführungsform hat den Grundaufbau mit der Ausführungsform gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung gemeinsam. Deshalb werden hier nur die Unterschiede zwischen der vorliegenden und der ersten Ausführungsform beschrieben. Entsprechende Bauteile besitzen gleiche Bezugszei chen.

Gemäß der Zeichnung hat eine ausgangsseitige Kurzschlußschiene 21 die Form einer lei tenden Platte, welche derart gebogen ist, daß sie einen hutförmigen Querschnitt besitzt. Sie ist mit den Halbleiter-Schaltelementen 1 und 2 durch eine Verschraubung derart verbun den, daß ihr mittlerer konvexer Abschnitt oben gelegen ist. An dem linken Ende der aus gangsseitigen Kurzschlußschiene 21 nach Fig. 10, d. h. dem Endabschnitt auf derjenigen Seite, die der Seite entgegengesetzt ist, wo sich der Glättungskondensator 3 befindet, ist die ausgangsseitige Kurzschlußschiene 21 über ein Distanzstück 22 mittels einer Schraube bzw. eines Bolzens an einer Ausgangsschiene 23 angebracht.

Die Ausgangsschiene 23 befindet sich zwischen der Kurzschlußschiene 21 und der Kurz schlußschiene 15 parallel zu diesen und verläuft in Richtung auf den Glättungskondensator 3, ausgehend von ihrer Verbindungsstelle mit der ausgangsseitigen Kurzschlußschiene 21. Gleichzeitig sind die Ausgangsschiene 23 und die Kurzschlußschiene 15 ebenso wie die Ausgangsschiene 23 und die Kurzschlußschiene 21 gegeneinander durch ein Isolierblatt 9 bzw. ein Isolierblatt 10 voneinander getrennt, wobei diese Isolierblätter 9 und 10 mit der Ausgangsschiene 23 verbunden sind. Die Kurzschlußschiene 21 ist somit gewendet, nach dem sie aus der Seite herausgeführt ist, die der Seite mit dem Glättungskondensator 3 ab gewandt ist. Dann ist die Verdrahtung auf die Seite des Glättungskondensators 3 zwischen den Kurzschlußschienen 15 und 16 und die diesen parallel überlagerte Kurzschlußschiene 21 gelegt, wodurch die Kurzschlußschienen 16, 15 und 21 und die Ausgangsschiene 23 über die Isolierblätter 8 bis 10 dicht gestapelt sind.

Als Ergebnis befinden sich die Kurzschlußschienen 16, 15, 21 und die Ausgangsschiene 23 für die Elemente 1 und 2 in paralleler Anordnung zueinander, wie in Fig. 12 gezeigt ist. Wenn der Strom konstant fließt, wird der gesamte Strom in die jeweiligen Elemente auf gezweigt und erneut zusammengeführt, wie in Fig. 13 zu sehen ist. Die Pfeile an der ge strichelten Linie in der Zeichnung bedeuten den Gesamtstrom, und die Pfeile an den strich punktierten Linien bedeuten die Nebenschlußströme in den jeweiligen Elementen.

Aufgrund dieses Aufbaus läßt sich die Verdrahtungsinduktivität gleichmäßiger versetzen als bei der ersten Ausführungsform der Erfindung.

Beim Einschalten entsteht eine Spannungsspitze aufgrund der Energie der Verdrahtungsin duktivität des Gleichstromzwischenkreises. Bei dieser Ausführungsform ist die Verdrah tungsinduktivität zwischen den jeweiligen Elementen gleichmäßig versetzt, und dadurch wird das Auftreten der Spannungsspitze unterdrückt.

Ausführungsform 3

Fig. 14 zeigt das Erscheinungsbild einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung. Fig. 15 ist eine Draufsicht von Fig. 16. Diese Ausführungsform hat den gleichen Gesamtaufbau wie die zweite Ausführungsform der Erfindung. Deshalb werden lediglich die Unterschiede zur der zweiten Ausführungsform erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen für gleiche und ähnliche Elemente verwendet sind.

Eine zur positiven Seite gehörige Kurzschlußschiene 25, eine zur negativen Seite gehörige Kurzschlußschiene 26, eine ausgangsseitige Kurzschlußschiene 27 und eine Ausgangs schiene 28 sind in Form von vier Schichten unter Zwischenlegung von Isolierblättern 8, 9 und 10 derart gebildet, daß sie eine kammähnliche Erscheinungsform besitzen, bei der ihre in Breitenrichtung außen gelegenen Abschnitte unter den parallel angeordneten Halb leiter-Schaltelementen gekerbt sind.

Fig. 16A, 16B und 16C zeigen den Zustand einer einzelnen Kurzschlußschiene 26, wobei Fig. 16A eine Vorderansicht der Kurzschlußschiene 26, Fig. 16B eine Draufsicht und Fig. 16C eine Seitenansicht von Fig. 16B ist.

Fig. 17A, 17B und 17C zeigen den Zustand einer einzelnen Kurzschlußschiene 27, wobei Fig. 17A eine Vorderansicht der Kurzschlußschiene 27, Fig. 17B deren Draufsicht und Fig. 17C eine Seitenansicht von Fig. 17B ist.

Die Bemessungen der Kerben der Kurzschlußschienen 26, 27 und der Ausgangsschiene 28 (nicht dargestellt) sind in ähnlicher Weise gewählt. Wenn also diese Schienen gestapelt werden, passen die Formen der Kerben zueinander.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Verdrahtungsinduktivität ein von der Form abhängiger Wert. Folglich sind die Schienen wie ein Kamin geformt und gestapelt, und der Fluß elektrischen Stroms durch jede Schiene konzentriert sich auf die Mitte der Schiene, wodurch der Versatz der Verdrahtungsinduktivität wirksamer erfolgen kann als bei der Ausführungsform gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung.

Wie oben beschrieben wurde, werden gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung die beiden Kurzschlußschienen des Gleichstromschaltungsabschnitts jeweils durch eine leitende Platte gebildet, die derart geformt ist, daß sie einen gekröpften Querschnitt aufweist, wobei eine der äußeren Flachseiten jeder der beiden leitenden Platten mit dem eingangsseitigen Ende jedes Halbleiter-Schaltelements verbunden ist, während die anderen äußeren Flachseiten der jeweiligen leitenden Platten einander in großer Nähe unter Zwischenlegung eines Iso lators überlagert sind. Diese Einrichtung verringert die Differenz der Verdrahtungsindukti vität zwischen dem bezüglich des Glättungskondensators am nächsten gelegenen Element und dem bezüglich des Glättungskondensators am weitesten weggelegenen Element, wenn die Anordnung eingeschaltet wird, so daß die Strom-Asymmetrie zwischen ihnen verringert wird. Folglich wird die Symmetrie des elektrischen Stroms verbessert, und man kommt mit einer geringen Anzahl von Bauelementen aus, um einen klein bauenden, billigen Wechselrichter hoher Kapazität zu erhalten. Selbst wenn die Anzahl von parallel geschal teten Elementen zunimmt, läßt sich der Wechselrichter so effizient ausgestalten und zu sammenbauen, wobei er eine stabile Qualität besitzt, da der grundlegende Aufbau für die jeweiligen Kurzschlußschienen gemeinsam ist.

Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Kurzschlußschiene des Ausgangsschaltungsabschnitts verlängert zu der Seite, die der Seite mit dem Glättungskon densator abgewandt ist, und das verlängerte Ende der Kurzschlußschiene ist umgekehrt und nach oben gebogen, wobei die Kurzschlußschiene des Ausgangsschaltungsabschnitts und die beiden Kurzschlußschienen des Gleichstromschaltungsabschnitts in großer Nähe parallel zueinander angeordnet sind, wobei sich zwischen ihnen ein Isolator befindet. Aufgrund dieses Aufbaus wird die Differenz der Verdrahtungsinduktivität noch weiter verringert, und die Asymmetrie des Stroms wird geringer.

Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung sind diejenigen Abschnitte der Kurzschlußschie nen, die nicht deren Verbindungen bezüglich der Halbleiter-Schaltelemente enthalten, in der Breitenrichtung mit Kerben versehen, wodurch die Kurzschlußschienen eine kammähn liche Struktur erhalten. Folglich konzentrieren sich die Ströme in der Mitte der Kurz schlußschienen, so daß die Verdrahtungsinduktivität wirksamer versetzt wird. Dieser Auf bau verbessert die Stromsymmetrie noch zusätzlich.

Claims

1. Wechselrichteranordnung, umfassend:
mehrere Halbleiter-Schaltelemente (1, 2), die in jeder Phase parallel geschaltet sind, um einen oberen und einen unteren Zweig einer Brückenschaltung zu bilden;
einen Glättungskondensator (3), der seitlich in der Nähe der Längserstreckung der parallel geschalteten Halbleiter-Schaltelemente (1, 2) angeordnet ist, einen Gleichstromschaltungsabschnitt mit Kurzschlußschienen (15, 16), welche beide Beläge des Glättungskondensators (3) mit den Eingängen der zugehörigen Halbleiter- Schaltelemente (1, 2) verbinden, und
einen Ausgangsschaltungsabschnitt mit einer Kurzschlußschiene (10; 21, 23), die die Ausgänge der Halbleiter-Schaltelemente (1, 2) mit einem Ausgangsanschluß verbindet,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kurzschlußschienen (15, 16) des Gleichstromschaltungsabschnitts jeweils aus einer leitenden Platte gebildet sind, die so gebogen ist, daß sie einen gekröpften Querschnitt aufweist, eine der äußeren Flachseiten (15a, 16a) jeder der beiden leitenden Platten mit dem Eingang jedes Halbleiter-Schaltele ments (1, 2) verbunden ist, und die anderen äußeren Flachseiten (15b, 16b) der leitenden Platten über einen Isolator (8, 9) einander in enger Nachbarschaft überlagert sind.

2. Wechselrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußschiene (17) des Ausgangsschaltungsabschnitts sich zu der Seite hin erstreckt, die der Seite mit dem Glättungskondensator (3) abgewandt ist, daß das ver längerte Ende der Kurzschlußschiene (17) umgekehrt und nach oben gebogen ist, und daß die Kurzschlußschiene (17) des Ausgangsschaltungsabschnitts und die zwei Kurzschluß schienen (15, 16) des Gleichstromschaltungsabschnitts parallel zueinander mit zwischenge fügten Isolatoren (8, 9) eng benachbart zueinander angeordnet sind.

3. Wechselrichteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß diejenigen Abschnitte der Kurzschlußschienen, die nicht ihre Verbin dungen mit den Halbleiter-Schaltelementen (1, 2) beinhalten, in der Breitenrichtung ge kerbt sind, wodurch die Kurzschlußschienen (26, 27) eine kammähnliche Struktur erhalten.