JPH1127930A - 電力変換装置及び電力変換システム - Google Patents
電力変換装置及び電力変換システムInfo
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- JPH1127930A JPH1127930A JP9180839A JP18083997A JPH1127930A JP H1127930 A JPH1127930 A JP H1127930A JP 9180839 A JP9180839 A JP 9180839A JP 18083997 A JP18083997 A JP 18083997A JP H1127930 A JPH1127930 A JP H1127930A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】各相間で同一インダクタンスとなり、また、半
導体スタック、電解コンデンサユニットのいずれかが故
障しても装置が停止しない電力変換システムを提供する
こと。 【解決手段】複数個の半導体素子８が冷却器９の受熱部
分に実装され、その半導体素子８の端子間の交流側同士
と直流側同士を積層導体モジュール１０で結合し、さら
に半導体素子８のスイッチング時に生じるサージ電圧を
抑制するスナバーモジュール１１、半導体素子８を起動
制御する制御基板１２、半導体素子８の保護用ヒューズ
が実装された半導体スタックが構成され、コンバータ回
路４、インバータ回路５において、同一形状で配置され
ている。さらに、コンバータ回路４、インバータ回路５
の間に、複数個の電解コンデンサが平行に配置されてお
り、導体２０、２１により、各コンデンサのＰ側端子と
Ｎ側端子とを接続している。
導体スタック、電解コンデンサユニットのいずれかが故
障しても装置が停止しない電力変換システムを提供する
こと。 【解決手段】複数個の半導体素子８が冷却器９の受熱部
分に実装され、その半導体素子８の端子間の交流側同士
と直流側同士を積層導体モジュール１０で結合し、さら
に半導体素子８のスイッチング時に生じるサージ電圧を
抑制するスナバーモジュール１１、半導体素子８を起動
制御する制御基板１２、半導体素子８の保護用ヒューズ
が実装された半導体スタックが構成され、コンバータ回
路４、インバータ回路５において、同一形状で配置され
ている。さらに、コンバータ回路４、インバータ回路５
の間に、複数個の電解コンデンサが平行に配置されてお
り、導体２０、２１により、各コンデンサのＰ側端子と
Ｎ側端子とを接続している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンバータ回路、
インバータ回路を同一構造とし、左右対象に配置した電
力変換装置及びこの電力変換装置を含む電力変換システ
ムに関する。
インバータ回路を同一構造とし、左右対象に配置した電
力変換装置及びこの電力変換装置を含む電力変換システ
ムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電力変換装置及び電力変換システ
ムに関して、図１６〜図２４を用いて説明する。図１６
には、交流入力部１から電力変換装置２を経て交流出力
部３に至るシステム概要が示されている。交流入力部１
からコンバータ回路４で交流から直流へ変換され、イン
バータ回路５で直流から交流に変換され、交流出力部２
へ送られる。
ムに関して、図１６〜図２４を用いて説明する。図１６
には、交流入力部１から電力変換装置２を経て交流出力
部３に至るシステム概要が示されている。交流入力部１
からコンバータ回路４で交流から直流へ変換され、イン
バータ回路５で直流から交流に変換され、交流出力部２
へ送られる。
【０００３】ここで、交流出力部１からの電源供給が停
止した場合には、直流入力部６から電解コンデンサ７を
介して、インバータ回路５へ供給され、交流変換され
る。電力変換装置２の実装構造に関して、図１７〜図２
４を用いて説明する。複数個の半導体素子８が、冷却器
９の受熱部分に実装され、その半導体素子８の端子間交
流側同士と直流側同士を積層導体モジュール１０で結合
し、さらに、半導体素子８のスイッチング時に発生する
サージ電圧を抑制するスナバモジュール１１、半導体素
子８を起動制御させる制御基板１２、半導体素子８の保
護用ヒューズ１３により、半導体スタック１４が構成さ
れる。
止した場合には、直流入力部６から電解コンデンサ７を
介して、インバータ回路５へ供給され、交流変換され
る。電力変換装置２の実装構造に関して、図１７〜図２
４を用いて説明する。複数個の半導体素子８が、冷却器
９の受熱部分に実装され、その半導体素子８の端子間交
流側同士と直流側同士を積層導体モジュール１０で結合
し、さらに、半導体素子８のスイッチング時に発生する
サージ電圧を抑制するスナバモジュール１１、半導体素
子８を起動制御させる制御基板１２、半導体素子８の保
護用ヒューズ１３により、半導体スタック１４が構成さ
れる。
【０００４】この半導体スタック１４の交流側は、相間
毎に入力・出力の主回路母線１５に接続されている。こ
の主回路母線１５は、導体サポート１６で固定されてい
る。直流側は、複数個の電解コンデンサが配置された電
解コンデンサユニット１７と接続されている。電解コン
デンサユニット１７は、直流入力部６からの主回路母線
導体１５に接続している。半導体スタック１４と電解コ
ンデンサユニット１７は、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相毎にコンバ
ータ回路４、インバータ回路５を構成している。また、
半導体スタック１４を冷却するために、天井に冷却ファ
ン１８が設置される。
毎に入力・出力の主回路母線１５に接続されている。こ
の主回路母線１５は、導体サポート１６で固定されてい
る。直流側は、複数個の電解コンデンサが配置された電
解コンデンサユニット１７と接続されている。電解コン
デンサユニット１７は、直流入力部６からの主回路母線
導体１５に接続している。半導体スタック１４と電解コ
ンデンサユニット１７は、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相毎にコンバ
ータ回路４、インバータ回路５を構成している。また、
半導体スタック１４を冷却するために、天井に冷却ファ
ン１８が設置される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電力変換装置及び電力変換システムにおいては、交
流の入出力方向によっては、主回路母線導体の形状が異
なるために、各相間でインダクタンスに違いが生じると
いう問題点があった。また、コンバータ回路、インバー
タ回路各相間に実装されており、互いに変換回路が従属
しているため、半導体スタックと電解コンデンサユニッ
トのいずれかひとつでも故障すると、変換装置全体とし
ても機能を停止してしまう問題があった。
来の電力変換装置及び電力変換システムにおいては、交
流の入出力方向によっては、主回路母線導体の形状が異
なるために、各相間でインダクタンスに違いが生じると
いう問題点があった。また、コンバータ回路、インバー
タ回路各相間に実装されており、互いに変換回路が従属
しているため、半導体スタックと電解コンデンサユニッ
トのいずれかひとつでも故障すると、変換装置全体とし
ても機能を停止してしまう問題があった。
【０００６】そこで、上記問題点を鑑み、本発明は、
Ｕ、Ｖ、Ｗ相間で同一インダクタンスとなり、相間イン
ピーダンスがバランスし、半導体スタック、電解コンデ
ンサユニットのいずれかが故障しても装置が停止しない
電力変換装置及び電力変換システムを提供することを目
的とする。
Ｕ、Ｖ、Ｗ相間で同一インダクタンスとなり、相間イン
ピーダンスがバランスし、半導体スタック、電解コンデ
ンサユニットのいずれかが故障しても装置が停止しない
電力変換装置及び電力変換システムを提供することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、交流入力を直流に変換する
コンバータ回路と、前記コンバータ回路の出力を交流に
変換するインバータ回路と、前記交流入力からの電源供
給が停止した場合に前記インバータ回路に電力を供給す
る電力供給回路とを有する電力変換装置において、前記
コンバータ回路と前記インバータ回路が、各々同一形状
の回路導体により構成され、前記電力供給回路を中心に
左右対称に配置されたことを特徴とする電力変換装置。
め、請求項１記載の発明は、交流入力を直流に変換する
コンバータ回路と、前記コンバータ回路の出力を交流に
変換するインバータ回路と、前記交流入力からの電源供
給が停止した場合に前記インバータ回路に電力を供給す
る電力供給回路とを有する電力変換装置において、前記
コンバータ回路と前記インバータ回路が、各々同一形状
の回路導体により構成され、前記電力供給回路を中心に
左右対称に配置されたことを特徴とする電力変換装置。
【０００８】請求項２記載の発明は、交流入力部と、前
記交流入力部の出力を入力とする複数個の電力変換装置
と、前記電力変換装置の出力を負荷に供給する交流出力
部と、前記交流入力部から前記電力変換装置および前記
電力変換装置から前記交流出力部までを接続する接続導
体とを具備することを特徴とする。
記交流入力部の出力を入力とする複数個の電力変換装置
と、前記電力変換装置の出力を負荷に供給する交流出力
部と、前記交流入力部から前記電力変換装置および前記
電力変換装置から前記交流出力部までを接続する接続導
体とを具備することを特徴とする。
【０００９】請求項３記載の発明は、交流入力部と、前
記交流入力部から接続導体を介して供給される交流を直
流に変換するコンバータ回路と、前記コンバータ回路の
出力を交流に変換するインバータ回路と、前記インバー
タ回路の出力負荷に供給する交流出力部と、前記交流入
力からの電源供給が停止した場合に前記インバータ回路
に電力を供給する複数の電源供給回路とを有する電力変
換システムにおいて、前記コンバータ回路が、一方の電
源供給回路を中心に左右対称に同一形状の接続導体によ
りコンバータユニットを構成し、前記インバータ回路
が、他方の電源供給回路を中心に左右対称に同一形状の
接続導体によりインバータユニットを構成し、交流入力
部または交流出力部と接続されることを特徴とする。
記交流入力部から接続導体を介して供給される交流を直
流に変換するコンバータ回路と、前記コンバータ回路の
出力を交流に変換するインバータ回路と、前記インバー
タ回路の出力負荷に供給する交流出力部と、前記交流入
力からの電源供給が停止した場合に前記インバータ回路
に電力を供給する複数の電源供給回路とを有する電力変
換システムにおいて、前記コンバータ回路が、一方の電
源供給回路を中心に左右対称に同一形状の接続導体によ
りコンバータユニットを構成し、前記インバータ回路
が、他方の電源供給回路を中心に左右対称に同一形状の
接続導体によりインバータユニットを構成し、交流入力
部または交流出力部と接続されることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態につい
て図１〜図７を用いて説明する。図１〜図３において、
複数個の半導体素子８が冷却器９の受熱部分に実装さ
れ、その半導体素子８の端子間の交流側同士と直流側同
士を積層導体モジュール１０で結合し、さらに半導体素
子８のスイッチング時に生じるサージ電圧を抑制するス
ナバーモジュール１１、半導体素子８を起動制御する制
御基板１２、半導体素子８の保護用ヒューズが実装され
た半導体スタックが構成され、コンバータ回路４、イン
バータ回路５において、同一形状で配置されている。さ
らに、複数個の電解コンデンサは、平行に配置されてお
り、導体２０、２１により、各コンデンサのＰ側端子と
Ｎ側端子とを接続している。
て図１〜図７を用いて説明する。図１〜図３において、
複数個の半導体素子８が冷却器９の受熱部分に実装さ
れ、その半導体素子８の端子間の交流側同士と直流側同
士を積層導体モジュール１０で結合し、さらに半導体素
子８のスイッチング時に生じるサージ電圧を抑制するス
ナバーモジュール１１、半導体素子８を起動制御する制
御基板１２、半導体素子８の保護用ヒューズが実装され
た半導体スタックが構成され、コンバータ回路４、イン
バータ回路５において、同一形状で配置されている。さ
らに、複数個の電解コンデンサは、平行に配置されてお
り、導体２０、２１により、各コンデンサのＰ側端子と
Ｎ側端子とを接続している。
【００１１】交流側は、導体２２で主回路母線導体１５
と接続され、直流側はコンバータ回路４とインバータ回
路５の積層導体モジュール１０と接続され、電力変換ユ
ニット２３を構成している。
と接続され、直流側はコンバータ回路４とインバータ回
路５の積層導体モジュール１０と接続され、電力変換ユ
ニット２３を構成している。
【００１２】図４〜図７には、この電力変換ユニット２
３が、複数個ユニットサポート２４で固定される図が示
されている。電力変換ユニット２３の連結用導体２２
が、主回路母線１５と接続され、半導体スタック１４を
冷却するために、天井に冷却ファン１８が設置され、電
力変換システムを構成している。
３が、複数個ユニットサポート２４で固定される図が示
されている。電力変換ユニット２３の連結用導体２２
が、主回路母線１５と接続され、半導体スタック１４を
冷却するために、天井に冷却ファン１８が設置され、電
力変換システムを構成している。
【００１３】このように、電解コンデンサユニット１７
を中心に、同一構造の半導体スタック１４を左右に配置
することにより、同一形状の回路接続導体を形成し、交
流入力部１→コンバータ回路４→電解コンデンサユニッ
ト１７→インバータ回路５→交流出力部３までの回路長
が最短となり、インダクタンスが最小となる。また、主
回路母線導体１５により、電力変換ユニット２３が上下
に複数個実装しているため、電力変換回路が互いに独立
しており、１つの電力変換ユニットが故障しても、装置
全体を停止することなく、運転を継続することができ
る。
を中心に、同一構造の半導体スタック１４を左右に配置
することにより、同一形状の回路接続導体を形成し、交
流入力部１→コンバータ回路４→電解コンデンサユニッ
ト１７→インバータ回路５→交流出力部３までの回路長
が最短となり、インダクタンスが最小となる。また、主
回路母線導体１５により、電力変換ユニット２３が上下
に複数個実装しているため、電力変換回路が互いに独立
しており、１つの電力変換ユニットが故障しても、装置
全体を停止することなく、運転を継続することができ
る。
【００１４】本発明の第２の実施の形態について図８〜
図１１を用いて説明する。第１の実施の形態では、コン
バータ回路４と、インバータ回路５の組み合わせで電力
変換ユニットを構成しているが、本実施の形態は、コン
バータ回路同士、インバータ回路同士のユニットにより
構成したものである。これは、連結用導体２２の形状を
対応するように変更し、背面側に実装された主回路母線
導体１５と結合し、電力変換システムを構築する。この
結果、第１の実施の形態と比しても、その効果を喪失す
ることなく、実装構成を任意に変更することが可能とな
る。
図１１を用いて説明する。第１の実施の形態では、コン
バータ回路４と、インバータ回路５の組み合わせで電力
変換ユニットを構成しているが、本実施の形態は、コン
バータ回路同士、インバータ回路同士のユニットにより
構成したものである。これは、連結用導体２２の形状を
対応するように変更し、背面側に実装された主回路母線
導体１５と結合し、電力変換システムを構築する。この
結果、第１の実施の形態と比しても、その効果を喪失す
ることなく、実装構成を任意に変更することが可能とな
る。
【００１５】本発明の第３の実施の形態について図１２
〜図１５を用いて説明する。第１、第２の実施の形態
は、電力変換ユニット２３内部のコンバータ回路４、イ
ンバータ回路５を構成している半導体スタック１４がす
べて同一であるため、装置内部に実装されると、天井の
冷却ファン１８から離れるほど、冷却器９の風量がバラ
ンスしないおそれがある。そこで、本実施の形態では、
天井の冷却ファンに近いものから圧力損失の大きいもの
を実装し、全経路で圧力損失を均一にし、風量を同一に
できる電力変換システムを提供することができる。
〜図１５を用いて説明する。第１、第２の実施の形態
は、電力変換ユニット２３内部のコンバータ回路４、イ
ンバータ回路５を構成している半導体スタック１４がす
べて同一であるため、装置内部に実装されると、天井の
冷却ファン１８から離れるほど、冷却器９の風量がバラ
ンスしないおそれがある。そこで、本実施の形態では、
天井の冷却ファンに近いものから圧力損失の大きいもの
を実装し、全経路で圧力損失を均一にし、風量を同一に
できる電力変換システムを提供することができる。
【００１６】なお、本各実施の形態では、交流入力から
の電源供給が停止した場合にインバータ回路に電力を供
給する手段として、コンデンサをあげたが、これは、蓄
電池等であっても、同等の効果を発揮できることはいう
までもない。
の電源供給が停止した場合にインバータ回路に電力を供
給する手段として、コンデンサをあげたが、これは、蓄
電池等であっても、同等の効果を発揮できることはいう
までもない。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、本発明によればＵ、Ｖ、
Ｗ相間で同一インダクタンスとなり、相間インピーダン
スがバランスし、半導体スタック、電解コンデンサユニ
ットのいずれかが故障しても装置が停止しない電力変換
装置及び電力変換システムを提供することが可能とな
る。
Ｗ相間で同一インダクタンスとなり、相間インピーダン
スがバランスし、半導体スタック、電解コンデンサユニ
ットのいずれかが故障しても装置が停止しない電力変換
装置及び電力変換システムを提供することが可能とな
る。
【図１】本発明の第１の実施の形態における電力変換装
置の平面図。
置の平面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態における電力変換装
置の正面図。
置の正面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態における電力変換装
置の側面図。
置の側面図。
【図４】本発明の第１の実施の形態における電源システ
ムの左側面図
ムの左側面図
【図５】本発明の第１の実施の形態における電源システ
ムの正面図。
ムの正面図。
【図６】本発明の第１の実施の形態における電源システ
ムの背面図。
ムの背面図。
【図７】本発明の第１の実施の形態における電源システ
ムの平面図。
ムの平面図。
【図８】本発明の第２の実施の形態における電源システ
ムの平面図。
ムの平面図。
【図９】本発明の第２の実施の形態における電源システ
ムの左側面図。
ムの左側面図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における電源シス
テムの正面図。
テムの正面図。
【図１１】本発明の第２の実施の形態における電源シス
テムの背面図。
テムの背面図。
【図１２】本発明の第３の実施の形態における電源シス
テムの平面図。
テムの平面図。
【図１３】本発明の第３の実施の形態における電源シス
テムの左側面図。
テムの左側面図。
【図１４】本発明の第３の実施の形態における電源シス
テムの正面図。
テムの正面図。
【図１５】本発明の第３の実施の形態における電源シス
テムの背面図。
テムの背面図。
【図１６】従来の電源システムの回路図。
【図１７】従来の半導体スタックの左側面図
【図１８】従来の半導体スタックの正面図。
【図１９】従来の半導体スタックの背面図。
【図２０】従来の半導体スタックの下面図
【図２１】従来の電源システムの正面図。
【図２２】従来の電源システムの左側面図。
【図２３】従来の電源システムの右側面図。
【図２４】従来の電源システムの背面図。
【符号の説明】 １ 交流入力部 ２ 電力変換装置 ３ 交流出力部 ４ コンバータ回路 ５ インバータ回路 ６ 直流入力部 ７ 電解コンデンサ ８ 半導体素子 ９ 冷却器 １０ 積層導体モジュール １１ スナバモジュール １２ 制御基板 １３ ヒューズ １４ 半導体スタック １５ 主回路母線導体 １６ 導体サポート １７ 電解コンデンサユニット １８ 冷却ファン ２０、２１、２２ 導体 ２３ 電力変換ユニット ２４ ユニットサポート
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｊ 9/06 ５０４ Ｈ０２Ｍ 7/48 Ｚ Ｈ０２Ｍ 7/04 Ｈ０１Ｌ 27/04 Ｄ 7/48
Claims (3)
- 【請求項１】交流入力を直流に変換するコンバータ回路
と、前記コンバータ回路の出力を交流に変換するインバ
ータ回路と、前記交流入力からの電源供給が停止した場
合に前記インバータ回路に電力を供給する電力供給回路
とを有する電力変換装置において、 前記コンバータ回路と前記インバータ回路が、各々同一
形状の回路導体により構成され、前記電力供給回路を中
心に左右対称に配置されたことを特徴とする電力変換装
置。 - 【請求項２】交流入力部と、 前記交流入力部の出力を入力とする複数個の請求項１記
載の電力変換装置と、 前記電力変換装置の出力を負荷に供給する交流出力部
と、 前記交流入力部から前記電力変換装置および前記電力変
換装置から前記交流出力部までを接続する接続導体と、 を具備することを特徴とする電力変換システム。 - 【請求項３】交流入力部と、前記交流入力部から接続導
体を介して供給される交流を直流に変換するコンバータ
回路と、前記コンバータ回路の出力を交流に変換するイ
ンバータ回路と、前記インバータ回路の出力を負荷に供
給する交流出力部と、前記交流入力からの電源供給が停
止した場合に前記インバータ回路に電力を供給する複数
の電源供給回路とを有する電力変換システムにおいて、 前記コンバータ回路が、一方の電源供給回路を中心に左
右対称に同一形状の接続導体によりコンバータユニット
を構成し、前記インバータ回路が、他方の電源供給回路
を中心に左右対称に同一形状の接続導体によりインバー
タユニットを構成し、交流入力部または交流出力部と接
続されることを特徴とする電力変換システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9180839A JPH1127930A (ja) | 1997-07-07 | 1997-07-07 | 電力変換装置及び電力変換システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9180839A JPH1127930A (ja) | 1997-07-07 | 1997-07-07 | 電力変換装置及び電力変換システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1127930A true JPH1127930A (ja) | 1999-01-29 |
Family
ID=16090266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9180839A Pending JPH1127930A (ja) | 1997-07-07 | 1997-07-07 | 電力変換装置及び電力変換システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1127930A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002369547A (ja) * | 2001-06-01 | 2002-12-20 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
| JP2004096832A (ja) * | 2002-08-29 | 2004-03-25 | Toshiba Corp | 液冷式電力変換装置 |
| JP2006087212A (ja) * | 2004-09-16 | 2006-03-30 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 電力変換装置 |
| KR100659001B1 (ko) | 2004-02-12 | 2006-12-21 | 가부시끼가이샤 도시바 | 철도 차량용 전력 변환 장치 |
| WO2010097830A1 (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-02 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 半導体スタック、および、それを用いた電力変換装置 |
| RU2610818C1 (ru) * | 2015-10-21 | 2017-02-15 | Александр Владимирович Фетисов | Датчик перепада давления с защитой от высокого перегрузочного давления (варианты) |
-
1997
- 1997-07-07 JP JP9180839A patent/JPH1127930A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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