JP7540177B2 - Power Conversion Equipment - Google Patents
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Description
この発明は、電力変換装置に関し、特に、電力を変換するための主回路部を備える電力変換装置に関する。 This invention relates to a power conversion device, and in particular to a power conversion device that has a main circuit section for converting electric power.
従来、電力を変換するための主回路部を備える電力変換装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, a power conversion device having a main circuit section for converting electric power is known (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1の電力変換装置は、半導体素子のスイッチング動作によって電力を変換する電力変換部と、スイッチと、リアクトルと、平滑回路と、送風機と、第1のユニットから第4のユニットの複数のユニット化された筐体とを備える。電力変換部を構成する半導体素子などの電子部品は、筐体の内部が隔壁によって、外気が流入しない密閉部と外気が流入する開放部とに分けられた第1のユニットに収容されている。そして、送風機は、外気が流入する第2のユニットに収容されており、リアクトルは、外気が流入する第3のユニットに収容されている。さらに、スイッチおよび平滑回路は、外気が流入しない第4のユニットに収容されている。また、第1のユニットは、第2のユニットと互いに側面が隣接するとともに、第2のユニットと隣接する方向と直交する方向において、第4のユニットと互いに側面が隣接している。そして、第3のユニットは、第1のユニットと第2のユニットとが隣接する方向において、第4のユニットと互いに側面が隣接している。また、第3のユニットは、第1のユニットと第4のユニットとが隣接する方向において、第2のユニットと互いに側面が隣接している。上記特許文献1の電力変換装置では、電力変換のための主回路がスイッチ、リアクトル、電力変換部および平滑回路の順で構成されている。そのため、電力変換のための主回路を構成する機器および回路は、第4のユニット、第3のユニット、第1のユニット、第4のユニットの順に配置されている。
The power conversion device of the above-mentioned
上記特許文献1の電力変換装置では、電力変換のための主回路を構成する機器および回路は、第4のユニット、第3のユニット、第1のユニット、第4のユニットの順に配置されているが、第3のユニットは、第1のユニットの側面には隣接していない。そのため、第3のユニットに収容されたリアクトルと、第1のユニットに収容された電力変換部とを電気的に接続するために、主回路を構成する配線が第4のユニットまたは第2のユニットを経由するように設けられていると考えられる。したがって、配線長の増大および配線数の増加により、装置重量が増大するという問題点がある。
In the power conversion device of
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、配線長の増大および配線数の増加に起因する装置重量の増大を抑制可能な電力変換装置を提供することである。 This invention has been made to solve the above problems, and one object of the invention is to provide a power conversion device that can suppress the increase in device weight caused by an increase in wiring length and number of wiring.
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による電力変換装置は、電力を変換する第1主回路部と、第1主回路部が変換した電力を変換する第2主回路部と、第1主回路部と第2主回路部との間において電圧を変換するトランスと、第2主回路部によって変換された電力が入力されるリアクトルと、第1主回路部を収容する第1筐体部と、第2主回路部を収容する第2筐体部と、トランスおよびリアクトルが配置される第3筐体部と、を含む筐体と、を備え、第1主回路部および第2主回路部を含む電力変換のための主回路を構成する配線および機器は、筐体の内部において、主回路の入力側から出力側まで、主回路の電気的な接続の順番に沿うように第1主回路部、トランス、第2主回路部およびリアクトルがこの順に配置されており、主回路を構成する配線の一部が、第1主回路部および第2主回路部のそれぞれを収容する第1筐体部および第2筐体部の各々の内部から外部にわたって設けられており、第2筐体部は、第1筐体部の下方に配置されており、第3筐体部は、第1筐体部の下方、かつ、第2筐体部の上方に配置されており、トランスは、第1筐体部と第3筐体部との境界を跨ぐように上下方向に沿って設けられた配線により、第1主回路部と電気的に接続されている。これにより、第1筐体部および第2筐体部が上下方向に重なることによって、電力変換装置の設置面積(底面積)の増大を抑制することができる。また、筐体の内部において、主回路を構成する配線および機器が、主回路の入力側から出力側まで、主回路の電気的な接続の順番に沿うように順に配置されることによって、主回路を構成する配線長を短縮することができる。その結果、配線長の増大および配線数の増加に起因する装置重量の増大を抑制可能な電力変換装置を提供することができる。また、主回路の電気的な接続の順番に沿うように配線および機器を配置することによって、配線および機器の配置が複雑化しないので、組み立て作業を容易に行うことができる。また、第1主回路部、トランス、第2主回路部およびリアクトルを主回路の電流の流れに沿って配置することができるので、第1主回路部、トランス、第2主回路部およびリアクトルの各々を接続する配線長を短縮することができる。これにより、第1主回路部、トランス、第2主回路部およびリアクトルの各々を接続する配線長の増大に起因する装置重量の増大を抑制することができる。 In order to achieve the above object, a power conversion device according to one aspect of the present invention includes a first main circuit section that converts electric power, a second main circuit section that converts the electric power converted by the first main circuit section, a transformer that converts voltage between the first main circuit section and the second main circuit section, a reactor to which the electric power converted by the second main circuit section is input, and a housing including a first housing section that houses the first main circuit section, a second housing section that houses the second main circuit section, and a third housing section in which the transformer and the reactor are disposed, and wiring and devices that constitute a main circuit for power conversion including the first main circuit section and the second main circuit section are arranged inside the housing, and are connected to an input of the main circuit. The first main circuit section, the transformer, the second main circuit section, and the reactor are arranged in this order so as to follow the order of electrical connection of the main circuit from the input side to the output side, and a part of the wiring constituting the main circuit is provided from the inside to the outside of each of the first and second housing sections that accommodate the first and second main circuit sections, respectively, the second housing section is arranged below the first housing section , the third housing section is arranged below the first housing section and above the second housing section, and the transformer is electrically connected to the first main circuit section by wiring provided in the vertical direction so as to straddle the boundary between the first and third housing sections. As a result , the first and second housing sections overlap in the vertical direction, thereby suppressing an increase in the installation area (bottom area) of the power conversion device. In addition, inside the housing, the wiring and devices constituting the main circuit are arranged in order from the input side to the output side of the main circuit so as to follow the order of electrical connection of the main circuit, thereby shortening the length of the wiring constituting the main circuit. As a result, it is possible to provide a power conversion device capable of suppressing an increase in device weight due to an increase in wiring length and an increase in the number of wirings. In addition, by arranging the wiring and devices in accordance with the order of electrical connections of the main circuit, the arrangement of the wiring and devices is not complicated, and assembly work can be easily performed. In addition, since the first main circuit unit, the transformer, the second main circuit unit, and the reactor can be arranged in accordance with the flow of current in the main circuit, it is possible to shorten the length of wiring connecting each of the first main circuit unit, the transformer, the second main circuit unit, and the reactor. This makes it possible to suppress an increase in device weight due to an increase in the length of wiring connecting each of the first main circuit unit, the transformer, the second main circuit unit, and the reactor.
上記第2筐体部が第1筐体部の下方に配置される構成において、好ましくは、第3筐体部は、第2筐体部の上方および側方を覆うように配置されており、トランスおよびリアクトルは、第2筐体部を間に挟むように配置されるとともに、第3筐体部と第2筐体部との境界を跨ぐように設けられた配線により、第2主回路部に電気的に接続されている。このように構成すれば、比較的発熱量の多いトランスおよびリアクトルを互いに離間させることができるので、トランスおよびリアクトルの放熱効率の低下を抑制することができる。 In the above-mentioned configuration in which the second housing section is disposed below the first housing section , the third housing section is preferably disposed so as to cover the upper and sides of the second housing section, and the transformer and the reactor are disposed so as to sandwich the second housing section therebetween and are electrically connected to the second main circuit section by wiring provided so as to straddle the boundary between the third housing section and the second housing section. With this configuration, the transformer and the reactor, which generate a relatively large amount of heat, can be spaced apart from each other, thereby suppressing a decrease in the heat dissipation efficiency of the transformer and the reactor.
この場合、好ましくは、第1筐体部は、第1主回路部を密閉して収容するように構成されており、第2筐体部は、第2主回路部を密閉して収容するように構成されている。このように構成すれば、第1主回路部および第2主回路部を、それぞれ第1筐体部および第2筐体部に密閉して収容することができるので、第1主回路部および第2主回路部を粉塵や水分から保護することができる。また、トランスおよびリアクトルは、第3筐体部に配置されており、密閉された第1筐体部および第2筐体部の外部に配置することができるので、外気により効果的に冷却することができる。 In this case, preferably, the first housing is configured to hermetically house the first main circuit, and the second housing is configured to hermetically house the second main circuit. With this configuration, the first main circuit and the second main circuit can be hermetically housed in the first housing and the second housing, respectively, so that the first main circuit and the second main circuit can be protected from dust and moisture. In addition, the transformer and the reactor are disposed in the third housing, and can be disposed outside the sealed first and second housings, so that they can be effectively cooled by the outside air.
上記第1筐体部は、第1主回路部を密閉して収容するように構成されており、第2筐体部は、第2主回路部を密閉して収容するように構成されている構成において、好ましくは、第1主回路部の入力側に設けられるフィルタ部をさらに備え、フィルタ部は、第1筐体部に収容されており、第1筐体部の内部に設けられた配線により、第1主回路部と電気的に接続されており、筐体の内部において、主回路の入力側から出力側まで、フィルタ部、第1主回路部、トランス、第2主回路部およびリアクトルがこの順で配置されている。このように構成すれば、フィルタ部、第1主回路部、トランス、第2主回路部およびリアクトルを主回路の電流の流れに沿って配置することができるので、フィルタ部、第1主回路部、トランス、第2主回路部およびリアクトルの各々を接続する配線長を短縮することができる。これにより、フィルタ部、第1主回路部、トランス、第2主回路部およびリアクトルの各々を接続する配線長の増大に起因する装置重量の増大を抑制することができる。 In the above-mentioned configuration in which the first housing is configured to hermetically house the first main circuit section and the second housing is configured to hermetically house the second main circuit section, preferably, a filter section is provided on the input side of the first main circuit section, the filter section is housed in the first housing section and is electrically connected to the first main circuit section by wiring provided inside the first housing section, and inside the housing, the filter section, the first main circuit section, the transformer, the second main circuit section and the reactor are arranged in this order from the input side to the output side of the main circuit. With this configuration, the filter section, the first main circuit section, the transformer, the second main circuit section and the reactor can be arranged along the current flow of the main circuit, so that the wiring length connecting each of the filter section, the first main circuit section, the transformer, the second main circuit section and the reactor can be shortened. This makes it possible to suppress an increase in the weight of the device caused by an increase in the wiring length connecting each of the filter section, the first main circuit section, the transformer, the second main circuit section and the reactor.
この場合、好ましくは、外部の配線と電気的に接続され、外部の配線からの電力をフィルタ部に入力する入力コネクタ部をさらに備え、入力コネクタ部は、筐体のフィルタ部に近い側の側面に設けられている。このように構成すれば、入力コネクタ部とフィルタ部とを接続する配線長を短縮することができる。これにより、入力コネクタ部とフィルタ部とを接続する配線長の増大に起因する装置重量の増大を抑制することができる。 In this case, preferably, the filter unit further includes an input connector unit that is electrically connected to an external wiring and inputs power from the external wiring to the filter unit, and the input connector unit is provided on the side of the housing closer to the filter unit. With this configuration, the length of the wiring connecting the input connector unit and the filter unit can be shortened. This makes it possible to suppress an increase in the weight of the device caused by an increase in the length of the wiring connecting the input connector unit and the filter unit.
上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、外部の配線と電気的に接続され、主回路により変換された電力を外部の配線へ出力する出力コネクタ部をさらに備え、出力コネクタ部は、筐体のリアクトルに近い側の側面に設けられている。このように構成すれば、出力コネクタ部とリアクトルとを接続する配線長を短縮することができる。これにより、出力コネクタ部とリアクトルとを接続する配線長の増大に起因する装置重量の増大を抑制することができる。 In the power conversion device according to the above aspect, preferably, the device further includes an output connector unit that is electrically connected to external wiring and outputs the power converted by the main circuit to the external wiring, and the output connector unit is provided on the side of the housing closer to the reactor. With this configuration, the length of the wiring connecting the output connector unit and the reactor can be shortened. This makes it possible to suppress an increase in the weight of the device caused by an increase in the length of the wiring connecting the output connector unit and the reactor.
上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、第1主回路部は、直流電力を交流電力に変換する半導体スイッチング素子を含み、半導体スイッチング素子を制御する制御部をさらに備え、制御部は、第1主回路部とともに、第1筐体部に収容されており、第2主回路部は、交流電力を直流電力に整流するダイオードを含むとともに、制御部が収容される第1筐体部とは異なる第2筐体部に収容されている。このように構成すれば、制御部が、半導体スイッチング素子を含む第1主回路部とともに、第1筐体部に収容されることによって、制御部が第1筐体部以外に収容されている場合と比べて、半導体スイッチング素子と制御部とを接続する配線長を短縮することができる。これにより、半導体スイッチング素子と制御部とを接続する配線長の増大に起因する装置重量の増大を抑制することができる。また、ダイオードは、制御部によって制御されないので、ダイオードと制御部とを接続する配線を設ける必要がなく、制御部が収容されない第2筐体部にダイオードを収容しても、配線長の増大および配線数の増加がない。これにより、配線長の増大および配線数の増加に起因する装置重量の増大をより一層抑制することができる。 In the power conversion device according to the above aspect, preferably, the first main circuit section includes a semiconductor switching element that converts DC power to AC power, and further includes a control section that controls the semiconductor switching element, and the control section is housed in the first housing section together with the first main circuit section, and the second main circuit section includes a diode that rectifies AC power to DC power and is housed in a second housing section different from the first housing section in which the control section is housed. With this configuration, the control section is housed in the first housing section together with the first main circuit section including the semiconductor switching element, and compared to the case in which the control section is housed in a section other than the first housing section, the wiring length connecting the semiconductor switching element and the control section can be shortened. This makes it possible to suppress an increase in the weight of the device due to an increase in the wiring length connecting the semiconductor switching element and the control section. In addition, since the diode is not controlled by the control section, there is no need to provide wiring connecting the diode and the control section, and even if the diode is housed in the second housing section in which the control section is not housed, there is no increase in the wiring length and the number of wirings. This makes it possible to further suppress an increase in the weight of the device due to an increase in the wiring length and the number of wirings.
上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、第1放熱フィンを含み、第1主回路部が載置される第1冷却部と、第2放熱フィンを含み、第2主回路部が載置される第2冷却部と、第1放熱フィンと第2放熱フィンとに対して冷却風を送風する送風部とをさらに備え、第1放熱フィンは、第3筐体部内に配置されており、第2放熱フィンは、第1放熱フィンに対向するとともに、第1放熱フィンに対して所定の間隔を隔てて離間するように第3筐体部内に配置されており、第3筐体部には、リアクトルが配置される側に送風部が配置され、トランスが配置される側に冷却風が排出される排出口が配置されている。このように構成すれば、送風部によって送風され第3筐体部の内部を通気する冷却風によって、第1放熱フィンと第2放熱フィンとを冷却して、第1主回路部と第2主回路部とを冷却することができるので、第1主回路部および第2主回路部を効率よく冷却することができる。また、リアクトルが配置される側に送風部が配置され、トランスが配置される側に冷却風が排出される排出口が配置されていることによって、トランスよりも発熱量が大きいリアクトルが冷却風の上流側に配置されるので、リアクトルを効率的に冷却することができる。 In the power conversion device according to the above aspect, preferably, the power conversion device further includes a first cooling section including a first heat dissipation fin and on which the first main circuit section is placed, a second cooling section including a second heat dissipation fin and on which the second main circuit section is placed, and an air blowing section for blowing cooling air to the first heat dissipation fin and the second heat dissipation fin, the first heat dissipation fin being arranged in the third housing section, the second heat dissipation fin being arranged in the third housing section so as to face the first heat dissipation fin and be spaced a predetermined distance from the first heat dissipation fin, and the air blowing section is arranged on the side of the third housing section where the reactor is arranged, and an exhaust port for discharging the cooling air is arranged on the side where the transformer is arranged. With this configuration, the first heat dissipation fin and the second heat dissipation fin can be cooled by the cooling air blown by the air blowing section and ventilating the inside of the third housing section, thereby cooling the first main circuit section and the second main circuit section, and therefore the first main circuit section and the second main circuit section can be efficiently cooled. In addition, by placing the air blowing section on the side where the reactor is located, and the exhaust port for discharging the cooling air on the side where the transformer is located, the reactor, which generates more heat than the transformer, is placed upstream of the cooling air, allowing the reactor to be cooled efficiently.
本発明によれば、上記のように、配線長の増大および配線数の増加に起因する装置重量の増大を抑制可能な電力変換装置を提供することができる。 As described above, the present invention provides a power conversion device that can suppress the increase in device weight caused by an increase in wiring length and number of wiring.
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1~図6を参照して、第1実施形態による電力変換装置100の構成について説明する。なお、第1実施形態では、電力変換装置100は、鉄道車両1(図4参照)に配置されている。たとえば、電力変換装置100は、鉄道車両1の客室の下方の空間1aに配置されている。また、本願明細書において、Z方向は、鉛直方向であり、Z1方向は、上方向であり、Z2方向は、下方向である。また、X方向およびY方向は、水平面に沿った互いに直交する方向である。
[First embodiment]
A configuration of a
まず、図1を参照して、電力変換装置100の回路構成について説明する。
First, the circuit configuration of the
電力変換装置100は、装置外部の直流電源から出力される直流電力を、交流電力に変換する第1主回路部10(インバータ)を備えている。第1主回路部10は、直流電力を交流電力に変換する複数の半導体スイッチング素子10aを含む。
The
また、電力変換装置100は、第1主回路部10の入力側に設けられるフィルタ部12を備えている。フィルタ部12は、たとえば、インダクタ12aと、キャパシタ12bとにより構成される特定(目的)の周波数成分を取り出すためフィルタ回路である。
The
また、電力変換装置100は、トランス20を備えている。トランス20は、第1主回路部10と、後述する第2主回路部11との間において電圧を変換するように構成されている。
The
また、電力変換装置100は、第2主回路部11(整流部)を備えている。第2主回路部11は、第1主回路部10からの交流電力を整流する(直流に変換する)ように構成されている。すなわち、第2主回路部11は、第1主回路部10が変換した電力を変換するように構成されている。第2主回路部11は、交流電力を直流電力に整流する複数のダイオード11aを含む。また、第2主回路部11には、複数のダイオード11aによって変換された直流電力を平滑するリアクトル21が接続されている。リアクトル21には、第2主回路部11によって変換された電力が入力されるように構成されており、リアクトル21によって平滑された直流電力は、装置外部の負荷に供給される。なお、装置外部のコンデンサ、たとえば、電力変換装置100に接続された他の電力変換装置に設けられたコンデンサと、リアクトル21とによって平滑回路が構成される。
The
(電力変換装置100の構造)
次に、図2~図6を参照して、電力変換装置100の筐体Hおよび筐体H内の構成について説明する。なお、図5および図6では、電力変換装置100の内部を図示するために、電力変換装置100の上方および下方が開口しているように記載されている。一方、実際には、電力変換装置100の上方および下方は、閉じられている。
(Structure of power conversion device 100)
Next, the housing H of the
図2に示すように、電力変換装置100の筐体Hは、上部筐体部30と、中間筐体部40とを含む。中間筐体部40は、上部筐体部30の下方に配置されている。また、上部筐体部30は、特許請求の範囲の「第1筐体部」の一例であり、中間筐体部40は、特許請求の範囲の「第3筐体部」の一例である。
As shown in FIG. 2, the housing H of the
第1実施形態では、電力変換装置100は、送風部60を備える。また、電力変換装置100は、入力コネクタ部71と、出力コネクタ部72とを備える。出力コネクタ部72は、P相およびN相に対応して、2つ設けられている。
In the first embodiment, the
図3および図4に示すように、電力変換装置100の筐体Hは、上部筐体部30および中間筐体部40に加えて、下部筐体部50を含む。なお、下部筐体部50は、特許請求の範囲の「第2筐体部」の一例である。
As shown in Figures 3 and 4, the housing H of the
第1実施形態では、上部筐体部30および下部筐体部50は、上下方向に重なるように配置されている。そして、下部筐体部50は、上部筐体部30の下方に配置されている。また、中間筐体部40は、下部筐体部50の上方および側方を覆うように配置されている。
In the first embodiment, the
具体的には、中間筐体部40のZ2方向側の面40aには、凸状の下部筐体部50が設けられている。また、凸状の下部筐体部50のZ1方向側(上方)において、Z1方向側に窪む上部筐体部30の凹部31が配置されている。
Specifically, a convex
図3および図4に示すように、電力変換装置100は、第1主回路部10が載置される上部冷却部80を備えている。上部冷却部80は、第1主回路部10が載置される上部冷却本体部81と、上部冷却本体部81に設けられる上部放熱フィン82とを含む。また、上部放熱フィン82は、上部冷却本体部81のZ2方向側の面から、Z2方向側に突出するように設けられている。また、上部放熱フィン82は、複数設けられている。なお、上部冷却部80および上部放熱フィン82は、それぞれ、特許請求の範囲の「第1冷却部」および「第1放熱フィン」の一例である。
As shown in Figures 3 and 4, the
また、上部冷却部80は、凹部31の底面31aに配置されている。凹部31には、開口部31b(図5参照)が設けられている。開口部31bは、上部冷却本体部81により塞がれている。また、開口部31bから、上部冷却本体部81の一部と、複数の半導体スイッチング素子10a(第1主回路部10の一部)とが露出している。
The
図3および図4に示すように、上部筐体部30は、上部冷却部80に載置された第1主回路部10を収納するように構成されている。上部筐体部30には、上方(Z1方向)に窪む凹部31が設けられている。また、凹部31は、上部筐体部30のZ2方向側に設けられている。また、上部筐体部30は、たとえば、板金により構成されている。また、凹部31は、上部筐体部30のZ2方向側の面30aにネジなどにより固定されている。
As shown in Figures 3 and 4, the
第1実施形態では、図3および図4に示すように、上部筐体部30は、第1主回路部10を収容するように構成されている。具体的には、上部冷却本体部81により開口部31bが塞がれた状態の上部筐体部30の内部は、密閉された空間SP1になっている。そして、この上部筐体部30の内部(密閉された空間SP1)に第1主回路部10が配置されている。すなわち、上部筐体部30は、第1主回路部10を密閉して収容するように構成されている。また、第1主回路部10の複数の半導体スイッチング素子10aは、Y方向に沿って複数配置されている。第1主回路部10は、主回路基板PB1上に形成されている。主回路基板PB1は、導体パターンが形成され、電子部品が取り付けられたプリント回路板(PCB:Printed Circuit Board)である。なお、上部筐体部30の内部には、第1主回路部10以外の電気部品(図示せず)も配置されている。また、上部筐体部30の内部には、後述する送風部60からの冷却風は流れない。
In the first embodiment, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, the
また、図3および図4に示すように、上部筐体部30には、フィルタ部12が収容されている。フィルタ部12は、上部筐体部30の内部に設けられた配線により、第1主回路部10と電気的に接続されている。具体的には、フィルタ部12は、フィルタ基板PB2上に形成されている。フィルタ基板PB2は、導体パターンが形成され、電子部品が取り付けられたプリント回路板(PCB)である。フィルタ部12は、配線V1、フィルタ基板PB2に設けられたコネクタCN、および、フィルタ基板PB2の導体パターンを介して、入力コネクタ部71と電気的に接続されている。フィルタ部12は、第1主回路部10に対して、筐体HのX1方向側(入力コネクタ部71側)に配置されている。また、フィルタ部12は、フィルタ基板PB2の導体パターンと、主回路基板PB1の導体パターンとがブスバー(銅バー)B1によって、電気的に接続されることによって、第1主回路部10と電気的に接続されている。
3 and 4, the
また、入力コネクタ部71は、外部の配線(図示せず)と電気的に接続され、外部の配線からの電力をフィルタ部12に入力するように構成されている。入力コネクタ部71は、図3に示すように、筐体Hのフィルタ部12に近い側の側面に設けられている。具体的には、入力コネクタ部71は、上部筐体部30のフィルタ部12に近い側の側面30bに設けられている。なお、上部筐体部30の側面30bは、特許請求の範囲の「筐体のフィルタ部に近い側の側面」の一例である。
The
また、第1実施形態では、図3および図4に示すように、電力変換装置100は、半導体スイッチング素子10a(第1主回路部10)を制御する制御部70を備えている。そして、制御部70は、第1主回路部10とともに、上部筐体部30に収容されている。すなわち、制御部70は、第1主回路部10とともに、上部筐体部30により密閉されている。制御部70は、制御基板PB3上に形成されている。制御基板PB3は、導体パターンが形成され、電子部品が取り付けられたプリント回路板(PCB)である。
In the first embodiment, as shown in Figs. 3 and 4, the
また、図3および図4に示すように、電力変換装置100は、下部冷却部90を備えている。下部冷却部90は、第2主回路部11が載置される下部冷却本体部91と、下部冷却本体部91に設けられる下部放熱フィン92とを含む。第1実施形態では、下部放熱フィン92(下部冷却部90)は、上部放熱フィン82(上部冷却部80)に対向するとともに、上部放熱フィン82と対向する方向(Z方向)に直交する方向(X方向およびY方向)から見て、所定の間隔Dを隔てて離間するように設けられている。また、下部冷却部90には、第2主回路部11が載置されている。Z方向において、下部冷却部90は、上部冷却部80に対向する。また、第2主回路部11は、下部冷却部90のZ2方向側に設けられている。また、下部放熱フィン92は、下部冷却本体部91のZ1方向側の面から、Z1方向側に突出するように設けられている。また、下部放熱フィン92は、複数設けられている。なお、下部冷却部90および下部放熱フィン92は、それぞれ、特許請求の範囲の「第2冷却部」および、「第2放熱フィン」の一例である。
3 and 4, the
また、下部筐体部50のZ1方向側の面40aには、開口部50b(図6参照)が設けられている。開口部50bは、下部冷却本体部91により塞がれている。また、開口部50bから、下部冷却本体部91の一部と、ダイオード11a(第2主回路部11)とが露出している。
An
また、図3および図4に示すように、下部筐体部50は、下部冷却部90に載置された第2主回路部11を収納するように構成されている。具体的には、下部筐体部50は、上部筐体部30の凹部31に対向するようにかつ、下部筐体部50が配置される面(中間筐体部40のZ2方向側の面40a)から凹部31に向かって凸状に配置されている。また、下部筐体部50は、たとえば、板金により構成されている。また、下部筐体部50は、中間筐体部40にネジなどにより固定されている。
As shown in Figs. 3 and 4, the
そして、第1実施形態では、図3および図4に示すように、下部筐体部50は、第2主回路部11を収容するように構成されている。具体的には、下部冷却本体部91により開口部50bが塞がれた状態の下部筐体部50の内部は、密閉された空間SP2になっている。そして、この下部筐体部50の内部(密閉された空間SP2)に第2主回路部11が配置されている。すなわち、下部筐体部50は、第2主回路部11を密閉して収容するように構成されており、ダイオード11aを含む第2主回路部11は、制御部70が収容される上部筐体部30とは異なる下部筐体部50に収容されている。また、図4および図6に示すように、第2主回路部11の複数のダイオード11aは、Y方向に沿って複数配置されている。なお、下部筐体部50の内部には、第2主回路部11以外の電気部品(図示せず)も配置されている。また、下部筐体部50の内部には、後述する送風部60からの冷却風は流れない。
In the first embodiment, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, the
また、図3および図4に示すように、中間筐体部40には、トランス20およびリアクトル21が配置されている。
As shown in Figures 3 and 4, the
第1実施形態では、主回路を構成する配線の一部が、第1主回路部10を収容する上部筐体部30の内部から外部(外部から内部)にわたって設けられている。
In the first embodiment, a portion of the wiring constituting the main circuit is provided from the inside to the outside (from the outside to the inside) of the
トランス20は、上部筐体部30と中間筐体部40との境界を跨ぐように上下方向に沿って設けられた配線V2により、第1主回路部10と電気的に接続されている。具体的には、配線V2は、上部筐体部30の内部のX2方向側において、第1主回路部10が形成された主回路基板PB1の導体パターンに電気的に接続されたブスバー(銅バー)B2と電気的に接続されている。そして、配線V2は、上部筐体部30から中間筐体部40に向かう方向、すなわち、上下方向(Z方向)に沿って設けられている。配線V2は、上部筐体部30のZ2方向側の面30aを貫通している。また、配線V2は、導体が絶縁体で覆われた絶縁配線であり、上部筐体部30のZ2方向側の面30aの配線V2が貫通する部分は、上部筐体部30の密閉のためにシールされている。そして、配線V2は、中間筐体部40の内部において、トランス20と電気的に接続されている。これにより、トランス20は、配線V2、ブスバーB2および主回路基板PB1の導体パターンを介して、第1主回路部10に電気的に接続されている。
The
また、第1実施形態では、トランス20およびリアクトル21は、下部筐体部50を間に挟むように配置されている。すなわち、トランス20およびリアクトル21は、それぞれ、中間筐体部40との内部において、下部筐体部50の互いに対向する側面の一方側および他方側に配置されている。具体的には、トランス20は、下部筐体部50の面50c側、すなわち、下部筐体部50のX2方向側に配置されている。また、リアクトル21は、下部筐体部50の面50cに対向する面50d側、すなわち、下部筐体部50のX1方向側に配置されている。
In the first embodiment, the
トランス20およびリアクトル21は、中間筐体部40と下部筐体部50との境界を跨ぐようにそれぞれ設けられた配線V3および配線V4により、第2主回路部11に電気的に接続されている。
The
また、第1実施形態では、主回路を構成する配線の一部が、第2主回路部11を収容する下部筐体部50の内部から外部(外部から内部)にわたって設けられている。
In addition, in the first embodiment, a portion of the wiring constituting the main circuit is provided from the inside to the outside (from the outside to the inside) of the
具体的には、配線V3は、中間筐体部40の内部において、トランス20と電気的に接続されている。そして、配線V3は、中間筐体部40のトランス20が配置されているX2方向側から下部筐体部50(X1方向)に向かって、水平方向に沿って延びるように設けられている。配線V3は、下部筐体部50のX2方向側の面50cを貫通している。また、配線V3は、絶縁配線であり、下部筐体部50の面50cの配線V3が貫通する部分は、下部筐体部50の密閉のためにシールされている。そして、配線V3は、下部筐体部50の内部において、第2主回路部11(ダイオード11a)に電気的に接続されたブスバー(銅バー)B3と電気的に接続されている。これにより、トランス20は、配線V3およびブスバーB3を介して、第2主回路部11(ダイオード11a)に電気的に接続されている。
Specifically, the wiring V3 is electrically connected to the
また、配線V4は、下部筐体部50の内部において、第2主回路部11(ダイオード11a)に電気的に接続されたブスバー(銅バー)B4と電気的に接続されている。そして、配線V4は、下部筐体部50の内部から、中間筐体部40のリアクトル21が配置されているX1方向側に向かって、水平方向に沿って延びるように設けられている。配線V4は、下部筐体部50のX1方向側の面50dを貫通している。また、配線V4は、絶縁配線であり、下部筐体部50の面50dの配線V4が貫通する部分は、下部筐体部50の密閉のためにシールされている。そして、配線V4は、中間筐体部40の内部において、リアクトル21と電気的に接続されている。これにより、第2主回路部11(ダイオード11a)は、ブスバーB4および配線V4を介して、リアクトル21に電気的に接続されている。
The wiring V4 is electrically connected to the bus bar (copper bar) B4 electrically connected to the second main circuit unit 11 (
また、リアクトル21は、上部筐体部30と中間筐体部40との境界を跨ぐように上下方向に沿って設けられた配線V5により、出力コネクタ部72と電気的に接続されている。具体的には、配線V5は、中間筐体部40の内部において、リアクトル21と電気的に接続されている。そして、配線V5は、中間筐体部40から上部筐体部30からに向かう方向、すなわち、上下方向(Z方向)に沿って設けられている。配線V5は、上部筐体部30のZ2方向側の面30aを貫通している。また、配線V5は、絶縁配線であり、上部筐体部30のZ2方向側の面30aの配線V5が貫通する部分は、上部筐体部30の密閉のためにシールされている。そして、配線V5は、上部筐体部30の内部において、出力コネクタ部72に電気的に接続されたブスバー(銅バー)B5と電気的に接続されている。これにより、リアクトル21は、配線V5およびブスバーB5を介して、出力コネクタ部72に電気的に接続されている。また、トランス20およびリアクトル21は、図6に示すように、複数設けられている。そして、複数の配線V2に電気的に接続されたブスバーB2によって、第1主回路部10からの電流が複数のトランス20へ分岐されるとともに、複数の配線V5に電気的に接続されたブスバーB5において、複数のリアクトル21からの電流が合流するように構成されている。
The
また、出力コネクタ部72は、外部の配線(図示せず)と電気的に接続され、主回路により変換された電力を外部の配線へ出力するように構成されている。出力コネクタ部72は、図3に示すように、筐体Hのリアクトル21に近い側の側面に設けられている。具体的には、出力コネクタ部72は、上部筐体部30のリアクトル21に近い側の側面30bに設けられている。なお、上部筐体部30の側面30bは、特許請求の範囲の「筐体のリアクトルに近い側の側面」の一例である。
The
第1実施形態では、前述したように、第1主回路部10および第2主回路部11を含む電力変換のための主回路を構成する配線および機器は、筐体Hの内部において、主回路の入力側から出力側まで、主回路の電気的な接続の順番(図7参照)に沿うように順に配置されている。なお、配線V1、ブスバーB1、ブスバーB2、配線V2、配線V3、ブスバーB3、ブスバーB4、配線V4、配線V5およびブスバーB5は、特許請求の範囲に記載の「主回路を構成する配線」の一例である。また、半導体スイッチング素子10a、ダイオード11a、トランス20およびリアクトル21は、特許請求の範囲に記載の「主回路を構成する機器」の一例である。
In the first embodiment, as described above, the wiring and devices constituting the main circuit for power conversion including the first
そして、筐体Hの内部において、主回路の入力側から出力側まで、フィルタ部12、第1主回路部10、トランス20、第2主回路部11およびリアクトル21がこの順で配置されている。より具体的には、主回路の入力側から出力側まで、入力コネクタ部71、配線V1、コネクタCN、フィルタ部12(フィルタ基板PB2)、ブスバーB1、第1主回路部10(主回路基板PB1および半導体スイッチング素子10a)、ブスバーB2、配線V2、トランス20、配線V3、ブスバーB3、第2主回路部11(ダイオード11a)、ブスバーB4、配線V4、リアクトル21、配線V5、ブスバーB5および出力コネクタ部72がこの順で配置されている。また、主回路を構成する配線および機器は、筐体Hの内部において、入力コネクタ部71および出力コネクタ部72をX1方向側の端部とし、筐体H内において、トランス20および配線V2をX2方向側の端部として、筐体Hの内部を折り返すように配置されている。
Inside the housing H, from the input side to the output side of the main circuit, the
(筐体内部の冷却に関する構成)
また、中間筐体部40には、図3に示すように、リアクトル21が配置される側に送風部60が配置され、トランス20が配置される側に冷却風が排出される排出口41が配置されている。送風部60は、上部筐体部30と下部筐体部50との間において、上部放熱フィン82(上部冷却部80)と下部放熱フィン92(下部冷却部90)とに対して冷却風を送風するように構成されている。
(Configuration for cooling inside the housing)
3, in the
中間筐体部40の内部には、上部放熱フィン82と下部放熱フィン92とが配置される。また、中間筐体部40の、冷却風が流れる方向の一方端部側(X1方向側)に送風部60が配置されている。送風部60は、上部放熱フィン82と下部放熱フィン92とに対して冷却風を送風するように構成されている。また、中間筐体部40の他方端部側(X2方向側)に冷却風が排出される排出口41が配置されている。上部放熱フィン82は、上部筐体部30の凹部31のZ2方向側から下方に突出しており、上部放熱フィン82の下端部が、中間筐体部40の内部に配置されている。
The upper
下部冷却部90(下部冷却本体部91、下部放熱フィン92)は、下部筐体部50のZ1方向側に配置されており、下部冷却部90の全体が、中間筐体部40の内部に配置されている。また、下部冷却部90は、下部筐体部50の上面50a(図3参照)に配置されている。また、排出口41は、中間筐体部40のX2方向側の側面40bに設けられた複数の孔部により構成されている。そして、中間筐体部40は、上部筐体部30および下部筐体部50と異なり、外気が導入される。つまり、中間筐体部40は、密閉されていない。
The lower cooling section 90 (lower cooling
また、中間筐体部40と、中間筐体部40に連通する凹部31のZ2方向側の空間SP3とによって、冷却風が流れる流路Aが構成されている。流路Aは、Y方向から見て、ハット形状(段差形状)を有する。
Furthermore, the
また、第1実施形態では、リアクトル21は、送風部60と、凸状の下部筐体部50との間の流路Aに配置されている。また、トランス20は、凸状の下部筐体部50と、排出口41との間の流路Aに配置されている。リアクトル21およびトランス20は、比較的重量が大きいので、電力変換装置100の下方側の部分に配置されている。具体的には、リアクトル21は、送風部60と下部筐体部50との間に対応する、中間筐体部40のZ2方向側の面40aに載置されている。また、トランス20は、下部筐体部50と排出口41との間に対応する、中間筐体部40のZ2方向側の面40aに載置されている。なお、第1実施形態では、トランス20よりも上下方向の大きさが小さいリアクトル21が冷却風の上流側に配置されるので、リアクトル21を効率的に冷却可能である。
In the first embodiment, the
そして、第1実施形態では、冷却風(図3の矢印C)が、送風部60から凸状の下部筐体部50を乗り越えるとともに、上部冷却部80および下部冷却部90を介して、凸状の下部筐体部50の冷却風が流れる方向における下流側(Z2方向側)に流れるように構成されている。
In the first embodiment, the cooling air (arrow C in FIG. 3) is configured to flow from the
[第1実施形態の効果]
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
[Effects of the First Embodiment]
In the first embodiment, the following effects can be obtained.
第1実施形態では、上記のように、第1主回路部10および第2主回路部11を含む電力変換のための主回路を構成する配線および機器は、筐体Hの内部において、主回路の入力側から出力側まで、主回路の電気的な接続の順番に沿うように順に配置されている。そして、主回路を構成する配線の一部が、第1主回路部10および第2主回路部11のそれぞれを収容する上部筐体部30および下部筐体部50の各々の内部から外部にわたって設けられている。これにより、筐体Hの内部において、主回路を構成する配線および機器が、主回路の入力側から出力側まで、主回路の電気的な接続の順番に沿うように順に配置されることによって、主回路を構成する配線長を短縮することができる。その結果、配線長の増大および配線数の増加に起因する装置重量の増大を抑制可能な電力変換装置100を提供することができる。また、主回路の電気的な接続の順番に沿うように配線および機器を配置することによって、配線および機器の配置が複雑化しないので、組み立て作業を容易に行うことができる。
In the first embodiment, as described above, the wiring and devices constituting the main circuit for power conversion including the first
また、第1実施形態では、上記のように、筐体Hの内部において、主回路の入力側から出力側まで、第1主回路部10、トランス20、第2主回路部11およびリアクトル21がこの順で配置されている。これにより、第1主回路部10、トランス20、第2主回路部11およびリアクトル21を主回路の電流の流れに沿って配置することができるので、第1主回路部10、トランス20、第2主回路部11およびリアクトル21の各々を接続する配線長を短縮することができる。その結果、第1主回路部10、トランス20、第2主回路部11およびリアクトル21の各々を接続する配線長の増大に起因する装置重量の増大を抑制することができる。
In the first embodiment, as described above, the first
また、第1実施形態では、上記のように、上部筐体部30および下部筐体部50は、上下方向に重なるように配置されており、筐体Hは、トランス20およびリアクトル21が配置される中間筐体部40を含む。そして、中間筐体部40は、上部筐体部30の下方に配置されており、トランス20は、上部筐体部30と中間筐体部40との境界を跨ぐように上下方向に沿って設けられた配線V2により、第1主回路部10と電気的に接続されている。これにより、上部筐体部30および下部筐体部50が上下方向に重なることによって、電力変換装置100の設置面積(底面積)の増大を抑制することができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、下部筐体部50は、上部筐体部30の下方に配置されており、中間筐体部40は、下部筐体部50の上方および側方を覆うように配置されている。そして、トランス20およびリアクトル21は、下部筐体部50を間に挟むように配置されるとともに、中間筐体部40と下部筐体部50との境界を跨ぐように設けられた配線(配線V3および配線V4)により、第2主回路部11に電気的に接続されている。これにより、比較的発熱量の多いトランス20およびリアクトル21を互いに離間させることができるので、トランス20およびリアクトル21の放熱効率の低下を抑制することができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、上部筐体部30は、第1主回路部10を密閉して収容するように構成されており、下部筐体部50は、第2主回路部11を密閉して収容するように構成されている。これにより、第1主回路部10および第2主回路部11を、それぞれ上部筐体部30および下部筐体部50に密閉して収容することができるので、第1主回路部10および第2主回路部11を粉塵や水分から保護することができる。また、トランス20およびリアクトル21は、中間筐体部40に配置されており、密閉された上部筐体部30および下部筐体部50の外部に配置することができるので、外気により効果的に冷却することができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、フィルタ部12は、上部筐体部30に収容されており、上部筐体部30の内部に設けられた配線により、第1主回路部10と電気的に接続されている。そして、筐体Hの内部において、主回路の入力側から出力側まで、フィルタ部12、第1主回路部10、トランス20、第2主回路部11およびリアクトル21がこの順で配置されている。これにより、フィルタ部12、第1主回路部10、トランス20、第2主回路部11およびリアクトル21を主回路の電流の流れに沿って配置することができるので、フィルタ部12、第1主回路部10、トランス20、第2主回路部11およびリアクトル21の各々を接続する配線長を短縮することができる。その結果、フィルタ部12、第1主回路部10、トランス20、第2主回路部11およびリアクトル21の各々を接続する配線長の増大に起因する装置重量の増大を抑制することができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、入力コネクタ部71は、筐体Hのフィルタ部12に近い側の側面である上部筐体部30のフィルタ部12に近い側の側面30bに設けられている。これにより、入力コネクタ部71とフィルタ部12とを接続する配線長を短縮することができる。その結果、入力コネクタ部71とフィルタ部12とを接続する配線長の増大に起因する装置重量の増大を抑制することができる。
In addition, in the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、出力コネクタ部72は、筐体Hのリアクトル21に近い側の側面である上部筐体部30のフィルタ部12に近い側の側面30bに設けられている。これにより、出力コネクタ部72とリアクトル21とを接続する配線長を短縮することができる。その結果、出力コネクタ部72とリアクトル21とを接続する配線長の増大に起因する装置重量の増大を抑制することができる。
In addition, in the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、制御部70は、半導体スイッチング素子10aを含む第1主回路部10とともに、上部筐体部30に収容されており、第2主回路部11は、交流電力を直流電力に整流するダイオード11aを含むとともに、制御部70が収容される上部筐体部30とは異なる下部筐体部50に収容されている。これにより、制御部70が、半導体スイッチング素子10aを含む第1主回路部10とともに、上部筐体部30に収容されることによって、制御部70が上部筐体部30以外に収容されている場合と比べて、半導体スイッチング素子10aと制御部70とを接続する配線長を短縮することができる。その結果、半導体スイッチング素子10aと制御部70とを接続する配線長の増大に起因する装置重量の増大を抑制することができる。また、ダイオード11aは、制御部70によって制御されないので、ダイオード11aと制御部70とを接続する配線を設ける必要がなく、制御部70が収容されない下部筐体部50にダイオード11aを収容しても、配線長の増大および配線数の増加がない。その結果、配線長の増大および配線数の増加に起因する装置重量の増大をより一層抑制することができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、上部放熱フィン82は、中間筐体部40内に配置されており、下部放熱フィン92は、上部放熱フィン82に対向するとともに、上部放熱フィン82に対して所定の間隔を隔てて離間するように中間筐体部40内に配置されている。そして、中間筐体部40には、リアクトル21が配置される側に送風部60が配置され、トランス20が配置される側に冷却風が排出される排出口41が配置されている。これにより、送風部60によって送風され中間筐体部40の内部を通気する冷却風によって、上部放熱フィン82と下部放熱フィン92とを冷却して、第1主回路部10と第2主回路部11とを冷却することができるので、第1主回路部10および第2主回路部11を効率よく冷却することができる。また、リアクトル21が配置される側に送風部60が配置され、トランス20が配置される側に排出口41が配置されていることによって、トランス20よりも発熱量が大きいリアクトル21が冷却風の上流側に配置されるので、リアクトル21を効率的に冷却することができる。
In the first embodiment, as described above, the upper
[第2実施形態]
図8を参照して、第2実施形態による電力変換装置300の構成について説明する。第2実施形態による電力変換装置300は、上記第1実施形態と異なり、出力コネクタ部72と、リアクトル21との間にコンデンサ322を備える。コンデンサ322は、平滑コンデンサであり、リアクトル21とコンデンサ322とによって平滑回路が構成されている。コンデンサ322は、上部筐体部30に収容されている。
[Second embodiment]
The configuration of a
コンデンサ322は、配線V305を介してリアクトル21に電気接続される。また、コンデンサ322は、配線V306を介して、出力コネクタ部72に電気的に接続されたブスバーB5に電気的に接続されている。すなわち、コンデンサ322は、配線V306およびブスバーB5を介して、出力コネクタ部72に電気的に接続されている。
The
第2実施形態において、第1主回路部10および第2主回路部11を含む電力変換のための主回路を構成する配線および機器は、第1実施形態による電力変換装置100と同様に、筐体Hの内部において、主回路の入力側から出力側まで、主回路の電気的な接続の順番に沿うように順に配置されている。
In the second embodiment, the wiring and devices constituting the main circuit for power conversion, including the first
電力変換装置300は、筐体Hの内部において、主回路の入力側から出力側まで、フィルタ部12、第1主回路部10、トランス20、第2主回路部11、リアクトル21およびコンデンサ322がこの順で配置されている。
In the
なお、第2実施形態のその他の構成および効果は、上記第1実施形態と同様である。 The other configurations and effects of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.
また、第1実施形態による電力変換装置100および第2実施形態による電力変換装置300を組み合わせてもよい。
The
[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
[Variations]
It should be noted that the embodiments disclosed herein are illustrative and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is indicated by the claims, not by the description of the embodiments above, and further includes all modifications (variations) within the meaning and scope of the claims.
たとえば、上記第1および第2施形態では、中間筐体部40(第3筐体部)は、下部筐体部50(第2筐体部)の上方および側方を覆うように配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図9示した変形例による電力変換装置400のように、第3筐体部440は、第1筐体部430の下方において、第2筐体部450の上方のみを覆うように配置されてもよい。
For example, in the first and second embodiments described above, the intermediate housing section 40 (third housing section) is arranged to cover the upper and sides of the lower housing section 50 (second housing section), but the present invention is not limited to this. In the present invention, as in the
また、上記第1および第2施形態では、トランス20およびリアクトル21は、筐体Hの中間筐体部40(第3筐体部)に配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、トランスおよびリアクトルは、第3筐体部以外の部分(第1筐体部、第2筐体部および電力変換装置の筐体の外部など)に配置されていてもよい。また、トランスおよびリアクトルの一方のみが、第3筐体部に配置されてもよい。
In the above first and second embodiments, the
また、上記第1および第2施形態では、上部筐体部30(第1筐体部)および下部筐体部50(第2筐体部)は、上下方向に重なるように配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第1筐体部および第2筐体部は、水平方向に重なるように配置されてもよい。 In addition, in the above first and second embodiments, the upper housing unit 30 (first housing unit) and the lower housing unit 50 (second housing unit) are arranged so as to overlap in the vertical direction, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the first housing unit and the second housing unit may be arranged so as to overlap in the horizontal direction.
また、上記第1および第2施形態では、第2主回路部11を密閉して収容する下部筐体部50(第2筐体部)は、第1主回路部10を密閉して収容する上部筐体部30(第1筐体部)の下方に配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第2主回路部を密閉して収容する第2筐体部は、第1主回路部を密閉して収容する第1筐体部の上方に配置されてもよい。
In addition, in the above first and second embodiments, the lower housing part 50 (second housing part) that hermetically houses the second
また、上記第1および第2施形態では、トランス20およびリアクトル21は、それぞれ、中間筐体部40(第3筐体部)の内部において、下部筐体部50(第2筐体部)の互いに対向する側面の一方側および他方側に配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、トランスおよびリアクトルは、第3筐体部の内部における第2筐体部の同一面側に配置されてもよい。また、トランスおよびリアクトルは、上下方向において第2筐体部を間に挟むように配置されてもよい。
In the above first and second embodiments, the
また、上記第1および第2施形態では、フィルタ部12は、筐体Hの上部筐体部30(第1筐体部)に配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、フィルタ部は、第1筐体部以外の部分(第2筐体部、第3筐体部および電力変換装置の筐体の外部など)に配置されていてもよい。
In the above first and second embodiments, the
また、上記第1および第2施形態では、入力コネクタ部71は、筐体Hの上部筐体部30(第1筐体部)のフィルタ部12に近い側の側面30bに設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、入力コネクタ部は、第2筐体部のフィルタ部に近い側の側面に設けられてもよい。また、入力コネクタ部は、筐体の上面および底面、すなわち、第1筐体部の上面および第2筐体部の底面に設けられてもよい。
In the above first and second embodiments, the
また、上記第1および第2施形態では、出力コネクタ部72は、筐体Hの上部筐体部30(第1筐体部)のフィルタ部12に近い側の側面30bに設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、出力コネクタ部は、第2筐体部のフィルタ部に近い側の側面に設けられてもよい。また、出力コネクタ部は、筐体の上面および底面、すなわち、第1筐体部の上面および第2筐体部の底面に設けられてもよい。
In the above first and second embodiments, the
また、上記第1および第2施形態では、第1主回路部10が半導体スイッチング素子10aを含むとともに、第2主回路部11がダイオード11aを含む例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第1主回路部がダイオードを含むとともに、第2主回路部が半導体スイッチング素子を含んでいてもよい。
In addition, in the first and second embodiments, an example is shown in which the first
また、上記第1および第2施形態では、下部放熱フィン92(第2放熱フィン)は、上部放熱フィン82(第1放熱フィン)に対向するとともに、上部放熱フィン82に対して所定の間隔を隔てて離間するように中間筐体部40(第3筐体部内)に配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第1放熱フィン(第1冷却部)および第2放熱フィン(第2冷却部)は、水平方向に並んで配置されてもよい。
In addition, in the above first and second embodiments, the lower heat dissipation fins 92 (second heat dissipation fins) face the upper heat dissipation fins 82 (first heat dissipation fins) and are arranged in the intermediate housing 40 (inside the third housing) so as to be spaced a predetermined distance from the upper
また、上記第1および第2施形態では、中間筐体部40(第3筐体部)には、リアクトル21が配置される側に送風部60が配置され、トランス20が配置される側に冷却風が排出される排出口41が配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第3筐体部には、リアクトル21が配置される側に排出口41が配置され、トランス20が配置される側に送風部60が配置されてもよい。
In addition, in the first and second embodiments, an example is shown in which the intermediate housing 40 (third housing) has the
また、上記第1および第2施形態では、第1主回路部10とフィルタ部12とが異なるプリント回路板(PCB)上に形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、主回路部とフィルタ部とが同一のプリント回路板上に形成されてもよい。
In addition, in the first and second embodiments, the first
また、上記第1および第2施形態では、上部筐体部30(第1筐体部)は、第1主回路部10を密閉して収容するように構成されており、下部筐体部50(第2筐体部)は、第2主回路部11を密閉して収容するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第1筐体部および第2筐体部は、たとえば、開口などが設けられ、第1主回路部および第2主回路部のそれぞれを密閉して収容しなくてもよい。また、第1筐体部が密閉されておらず、第2筐体部のみが密閉されていてもよい。そして、第2筐体部が密閉されておらず、第1筐体部のみが密閉されていてもよい。
In the above first and second embodiments, the upper housing section 30 (first housing section) is configured to hermetically house the first
10 第1主回路部
10a 半導体スイッチング素子
11 第2主回路部
11a ダイオード
12 フィルタ部
20 トランス
21 リアクトル
30 上部筐体部(第1筐体部)
30b (上部筐体部の)側面(筐体のリアクトルに近い側の側面、筐体のフィルタ部に近い側の側面)
40 中間筐体部(第3筐体部)
50 下部筐体部(第2筐体部)
60 送風部
41 排出口
70 制御部
71 入力コネクタ部
72 出力コネクタ部
80 上部冷却部(第1冷却部)
82 上部放熱フィン(第1放熱フィン)
90 下部冷却部(第2冷却部)
92 下部放熱フィン(第2放熱フィン)
100、300 電力変換装置
REFERENCE SIGNS
30b (Upper housing part) side (side closer to the reactor of the housing, side closer to the filter part of the housing)
40 Intermediate housing portion (third housing portion)
50 Lower housing part (second housing part)
60 Blower section 41
82 Upper heat dissipation fin (first heat dissipation fin)
90 Lower cooling section (second cooling section)
92 Lower heat dissipation fin (second heat dissipation fin)
100, 300 Power conversion device
Claims (8)
前記第1主回路部が変換した電力を変換する第2主回路部と、
前記第1主回路部と前記第2主回路部との間において電圧を変換するトランスと、
前記第2主回路部によって変換された電力が入力されるリアクトルと、
前記第1主回路部を収容する第1筐体部と、前記第2主回路部を収容する第2筐体部と、前記トランスおよび前記リアクトルが配置される第3筐体部と、を含む筐体と、を備え、
前記第1主回路部および前記第2主回路部を含む電力変換のための主回路を構成する配線および機器は、前記筐体の内部において、前記主回路の入力側から出力側まで、前記主回路の電気的な接続の順番に沿うように前記第1主回路部、前記トランス、前記第2主回路部および前記リアクトルがこの順に配置されており、
前記主回路を構成する配線の一部が、前記第1主回路部および前記第2主回路部のそれぞれを収容する前記第1筐体部および前記第2筐体部の各々の内部から外部にわたって設けられており、
前記第2筐体部は、前記第1筐体部の下方に配置されており、
前記第3筐体部は、前記第1筐体部の下方、かつ、前記第2筐体部の上方に配置されており、
前記トランスは、前記第1筐体部と前記第3筐体部との境界を跨ぐように上下方向に沿って設けられた配線により、前記第1主回路部と電気的に接続されている、電力変換装置。 a first main circuit unit that converts electric power;
A second main circuit unit that converts the power converted by the first main circuit unit;
a transformer that converts a voltage between the first main circuit unit and the second main circuit unit;
a reactor to which the power converted by the second main circuit portion is input;
a housing including a first housing portion that houses the first main circuit portion, a second housing portion that houses the second main circuit portion, and a third housing portion in which the transformer and the reactor are disposed,
Wiring and devices constituting a main circuit for power conversion including the first main circuit section and the second main circuit section are arranged inside the casing in the order of electrical connection of the main circuit from the input side to the output side of the main circuit, the first main circuit section, the transformer, the second main circuit section, and the reactor,
a part of wiring constituting the main circuit is provided from the inside to the outside of each of the first housing portion and the second housing portion that accommodate the first main circuit portion and the second main circuit portion,
The second housing portion is disposed below the first housing portion ,
the third housing portion is disposed below the first housing portion and above the second housing portion,
A power conversion device in which the transformer is electrically connected to the first main circuit unit by wiring arranged in the vertical direction so as to straddle the boundary between the first housing unit and the third housing unit.
前記トランスおよび前記リアクトルは、前記第2筐体部を間に挟むように配置されるとともに、前記第3筐体部と前記第2筐体部との境界を跨ぐように設けられた配線により、前記第2主回路部に電気的に接続されている、請求項1に記載の電力変換装置。 the third housing portion is disposed so as to cover an upper portion and a side portion of the second housing portion,
The power conversion device according to claim 1, wherein the transformer and the reactor are arranged so as to sandwich the second housing portion therebetween, and are electrically connected to the second main circuit portion by wiring provided so as to straddle the boundary between the third housing portion and the second housing portion.
前記第2筐体部は、前記第2主回路部を密閉して収容するように構成されている、請求項2に記載の電力変換装置。 The first housing portion is configured to hermetically house the first main circuit portion,
The power conversion device according to claim 2 , wherein the second housing portion is configured to hermetically house the second main circuit portion.
前記フィルタ部は、前記第1筐体部に収容されており、前記第1筐体部の内部に設けられた配線により、前記第1主回路部と電気的に接続されており、
前記筐体の内部において、前記主回路の入力側から出力側まで、前記フィルタ部、前記第1主回路部、前記トランス、前記第2主回路部および前記リアクトルがこの順で配置されている、請求項3に記載の電力変換装置。 A filter unit is provided on an input side of the first main circuit unit,
the filter unit is accommodated in the first housing unit and is electrically connected to the first main circuit unit by wiring provided inside the first housing unit;
4. The power conversion device according to claim 3, wherein the filter section, the first main circuit section, the transformer, the second main circuit section, and the reactor are arranged in this order from an input side to an output side of the main circuit inside the housing.
前記入力コネクタ部は、前記筐体の前記フィルタ部に近い側の側面に設けられている、請求項4に記載の電力変換装置。 an input connector unit electrically connected to an external wiring and inputting power from the external wiring to the filter unit;
The power conversion device according to claim 4 , wherein the input connector portion is provided on a side surface of the housing that is closer to the filter portion.
前記出力コネクタ部は、前記筐体の前記リアクトルに近い側の側面に設けられている、請求項1~5のいずれか1項に記載の電力変換装置。 an output connector unit electrically connected to an external wiring and configured to output the power converted by the main circuit to the external wiring;
The power conversion device according to claim 1 , wherein the output connector portion is provided on a side surface of the housing that is closer to the reactor.
前記半導体スイッチング素子を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記第1主回路部とともに、前記第1筐体部に収容されており、
前記第2主回路部は、交流電力を直流電力に整流するダイオードを含むとともに、前記制御部が収容される前記第1筐体部とは異なる前記第2筐体部に収容されている、請求項2~6のいずれか1項に記載の電力変換装置。 the first main circuit portion includes a semiconductor switching element that converts DC power into AC power;
A control unit that controls the semiconductor switching element is further provided.
The control unit is accommodated in the first housing together with the first main circuit unit,
The power conversion device according to any one of claims 2 to 6, wherein the second main circuit portion includes a diode that rectifies AC power to DC power, and is housed in the second housing portion different from the first housing portion in which the control portion is housed.
第2放熱フィンを含み、前記第2主回路部が載置される第2冷却部と、
前記第1放熱フィンと前記第2放熱フィンとに対して冷却風を送風する送風部とをさらに備え、
前記第1放熱フィンは、前記第3筐体部内に配置されており、
前記第2放熱フィンは、前記第1放熱フィンに対向するとともに、前記第1放熱フィンに対して所定の間隔を隔てて離間するように前記第3筐体部内に配置されており、
前記第3筐体部には、前記リアクトルが配置される側に前記送風部が配置され、前記トランスが配置される側に前記冷却風が排出される排出口が配置されている、請求項7に記載の電力変換装置。 a first cooling section including a first heat dissipation fin and on which the first main circuit section is placed;
a second cooling section including a second heat dissipation fin and on which the second main circuit section is placed;
a blower configured to blow cooling air to the first heat dissipation fins and the second heat dissipation fins,
the first heat dissipation fin is disposed within the third housing portion,
the second heat dissipation fin is disposed in the third housing portion so as to face the first heat dissipation fin and be spaced a predetermined distance from the first heat dissipation fin,
The power conversion device according to claim 7 , wherein the blower is arranged on a side of the third housing portion where the reactor is arranged, and an exhaust port through which the cooling air is exhausted is arranged on a side of the third housing portion where the transformer is arranged.
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