JP2000014169A - Inverter - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は可変電圧、可変周波
数を得るインバータ装置に関する。The present invention relates to an inverter device for obtaining a variable voltage and a variable frequency.
【０００２】[0002]
【従来の技術】商用の交流電源等から交流電力を受電し
任意の周波数の交流電力に変換し交流電動機を駆動する
インバータ装置が一般に使用されている。このインバー
タ装置は電力変換するためのインバータ用スイッチング
素子を含むパワー部と、このスイッチング素子のスイッ
チングを制御する制御回路部等を有している。これらパ
ワー部と制御回路部は一体の外装ケースに納められてユ
ニット化されたインバータ装置となっている場合が多
い。従って、外装ケース内がパワー部で発生した熱で高
温になる。一般に制御回路に使用される部品や電解コン
デンサは熱に弱いので主回路の発熱から保護する必要が
ある。このために制御回路部とパワー部とを分離するよ
うに工夫されたインバータ装置の冷却構造の例として、
特開平２−１３２６６号、特開平２−２９００９９号、
実開昭６４−３９６９３号等がある。なおインバータ装
置の回路構成は一般に特開平２−２９００９９号の第３
４図に示されるような回路構成になっている。これらの
動作については一般に周知なのでここでの説明は割愛す
る。2. Description of the Related Art Inverters are generally used which receive AC power from a commercial AC power supply or the like, convert the power into AC power of an arbitrary frequency, and drive an AC motor. This inverter device has a power section including an inverter switching element for power conversion, a control circuit section for controlling switching of the switching element, and the like. In many cases, the power unit and the control circuit unit are housed in an integrated outer case to form a unitized inverter device. Therefore, the temperature inside the outer case becomes high due to the heat generated in the power section. Generally, components and electrolytic capacitors used in a control circuit are vulnerable to heat, and therefore need to be protected from heat generation in the main circuit. For this purpose, as an example of a cooling structure of an inverter device devised to separate a control circuit portion and a power portion,
JP-A-2-13266, JP-A-2-29099,
Japanese Utility Model Laid-Open No. 64-39693 and the like. The circuit configuration of the inverter device is generally the same as that described in
The circuit configuration is as shown in FIG. Since these operations are generally well known, the description is omitted here.
【０００３】上記従来技術にインバータ冷却構造の例が
示されているが、これらインバータ装置に使用されるパ
ワー素子は、ＩＧＢＴ素子などの技術の進歩によって近
年小型化が進み、これに伴ってインバータ装置全体が小
型化され、熱を嫌う電解コンデンサなどの部品とパワー
モジュール等の発熱部品及びその放熱フィンの距離がま
すます近づく傾向にある。最近ではパワー回路の制御回
路までを小型化の為にパワーモジュールの中に組み込ん
だインテリジェントパワーモジュールが広く使用される
ようになり、パワー回路と制御回路の完全な分離はます
ます困難になってきている。[0003] In the above prior art, examples of inverter cooling structures are shown. However, power devices used in these inverter devices have recently been reduced in size due to advances in technology such as IGBT devices. As the whole is downsized, the distance between components such as an electrolytic capacitor which dislikes heat, heat-generating components such as a power module, and their radiating fins tends to be further reduced. In recent years, intelligent power modules that incorporate power circuit control circuits into power modules for miniaturization have become widely used, and it has become increasingly difficult to completely separate power circuits and control circuits. I have.
【０００４】図５はＩＧＢＴ素子等の小型化に伴って小
型化された最近のインバータ装置の断面構造を示す。外
装ケース１の内部にパワーモジュール２、インバータ装
置の制御を行うマイクロコンピュータおよびその制御用
電源等を実装するプリント基板３、外部からの操作を可
能にするパネルなどを実装した制御回路プリント基板１
１、コンバータによって整流された直流を平滑する電解
コンデンサ４、信号配線１３、制御電源回路用電解コン
デンサ１０等を格納している。また外装ケース１は内部
の部品の一部を保持するとともに、内部の高電圧部と外
部との間に絶縁を確保する目的を持つ。FIG. 5 shows a cross-sectional structure of a recent inverter device which has been miniaturized in accordance with miniaturization of an IGBT element or the like. A power circuit 2, a microcomputer for controlling an inverter device, a printed circuit board 3 on which a control power supply and the like are mounted inside an outer case 1, a control circuit printed circuit board 1 on which a panel enabling external operation and the like are mounted.
1, an electrolytic capacitor 4 for smoothing a DC rectified by a converter, a signal wiring 13, an electrolytic capacitor 10 for a control power supply circuit, and the like. The outer case 1 has a purpose of holding a part of the internal components and ensuring insulation between the internal high-voltage portion and the outside.
【０００５】パワーモジュール２は図６に示すようにレ
ジン等でモールドされ、その内部に商用電源などからの
交流入力電源を直流に整流する６個のコンバータ部用整
流素子５、直流をスイッチングすることで任意の周波数
の交流電源を生成するＩＧＢＴ素子などで構成される６
個のインバータ部用スイッチング素子６等を内蔵してい
る。パワーモジュール２の底面はコンバータ部用整流素
子５およびインバータ部用スイッチング素子６の損失に
よる熱を放散するためアルミ又は銅などの金属板７が設
けられこの面をアルミなどで作られた放熱フィン８に密
着して固定させることにより放熱フィン８を介して熱を
空気に逃がしている。The power module 2 is molded with a resin or the like as shown in FIG. 6 and has six rectifying elements 5 for a converter section for rectifying an AC input power from a commercial power supply or the like into a DC. Composed of an IGBT element that generates an AC power supply of any frequency
Inverter switching elements 6 and the like are built in. The bottom surface of the power module 2 is provided with a metal plate 7 such as aluminum or copper for dissipating heat due to the loss of the rectifying element 5 for the converter unit and the switching element 6 for the inverter unit. The heat is released to the air through the radiating fins 8 by being fixed in close contact with the air.
【０００６】また大容量のインバータ装置ではコンバー
タ部とインバータ部がそれぞれ独立した別個のモジュー
ルとして構成されるが熱の放熱方法は同様である。In a large-capacity inverter device, the converter section and the inverter section are each configured as an independent and separate module, but the heat radiation method is the same.
【０００７】図５の場合は外装ケース１の内側に放熱フ
ィン８の金属面が露出しているため、高温になったこの
面からの熱１２で外装ケース１の内部温度が上昇してし
まう。図７及び図８は更に別の従来のインバータ装置筐
体構造の断面である。図７及び図８は外装ケース１４、
１５の一部が放熱フィン８の金属面の露出を防止してい
るが、放熱フィン８と外装ケース１が接触しているため
に、やはりその接触している部分の温度が放熱フィンに
近いところまで上昇してしまい、この面から熱１６でこ
れも外装ケース１の内部の温度上昇を引き起こしてしま
う。In the case of FIG. 5, since the metal surface of the radiation fin 8 is exposed inside the outer case 1, the internal temperature of the outer case 1 rises due to the high temperature of the heat 12 from this surface. 7 and 8 are sectional views of still another conventional inverter device housing structure. 7 and 8 show the outer case 14,
Although a part of 15 prevents the metal surface of the radiation fin 8 from being exposed, since the radiation fin 8 and the outer case 1 are in contact with each other, the temperature of the contacting part is also close to the radiation fin. And the heat 16 from this surface also causes the temperature inside the outer case 1 to rise.
【０００８】[0008]
【発明が解しようとする課題】上記のように、インバー
タ装置の小型化が進み、従来のような制御回路部とパワ
ー回路部を完全に分離する電磁遮蔽を兼ねた断熱隔壁な
どを装置内に設けることは、小型化による物理的なスペ
ースの不足とともに実現が困難となっている。パワーモ
ジュール２とパワー回路プリント板の間を従来のように
冷却のために離すことは小型化の点から望ましくない。As described above, the miniaturization of the inverter device has been progressed, and a heat insulating partition which also serves as an electromagnetic shield for completely separating the control circuit portion and the power circuit portion has been provided in the device. It is difficult to provide such a device together with a lack of physical space due to miniaturization. Separating the power module 2 and the power circuit printed board from each other for cooling as in the related art is not desirable in terms of miniaturization.
【０００９】また、パワー部の直流部分に使用される主
回路直流平滑用電解コンデンサ４、および制御電源回路
に使用している電解コンデンサ１０等は、使用周囲温度
の上昇によってその寿命が著しく短くなる性質を持って
いる。図９は周囲温度によって電解コンデンサの寿命が
どのように変化するかを示したものである。１０度Ｃの
温度上昇で寿命は約半分になる。従ってインバータ装置
の信頼性と寿命を確保するためには可能な限り電解コン
デンサの周囲温度上昇を抑制しなくてはならないが、発
熱部品からの距離を十分に確保することは装置の小型化
に反することになる。一方、電解コンデンサの寿命を伸
ばすには静電容量の大きなものを使用する方法もある
が、これもコンデンサの外形が大きくなってしまい、こ
れも装置の小型化に反することになってしまう。以上の
ようにインバータ装置の小型化設計にあたっては、電解
コンデンサの周囲温度すなわち外装ケース内部の温度上
昇が大きな障害となっている。The life of the main circuit DC smoothing electrolytic capacitor 4 used in the DC portion of the power section and the electrolytic capacitor 10 used in the control power supply circuit are significantly shortened due to an increase in the ambient temperature. Has nature. FIG. 9 shows how the life of the electrolytic capacitor changes depending on the ambient temperature. At a temperature rise of 10 ° C., the life is reduced to about half. Therefore, in order to ensure the reliability and life of the inverter device, it is necessary to suppress the rise in the ambient temperature of the electrolytic capacitor as much as possible.However, securing a sufficient distance from the heat-generating components is against the downsizing of the device. Will be. On the other hand, in order to extend the life of the electrolytic capacitor, there is a method of using a capacitor having a large capacitance. However, this also increases the external shape of the capacitor, which is against the miniaturization of the device. As described above, in designing a compact inverter device, the ambient temperature of the electrolytic capacitor, that is, the temperature rise inside the outer case is a major obstacle.
【００１０】従来技術として上記公報に示したインバー
タ装置と近年の小型化されたインバータ装置の、パワー
素子で発生した熱の外装ケース内への伝わり方をみる
と、近年の小型化されたインバータ装置においては、パ
ワーモジュール２で発生した熱は、パワーモジュール２
の上面はレジンなどでモールドされて熱の伝達が抑えら
れて少ないが、パワーモジュール２の下面から冷却フィ
ン８に伝わってその熱が、図５の場合は外装ケース１の
内側に放熱フィン８の金属面が露出している部分から、
図７及び図８の場合は放熱フィン８の金属面の露出部か
らケースを介して伝わる熱１２、１６の割合が多くなっ
てきている。この傾向はパワーモジュールが小型化され
ていくと冷却フィンが相対的に大きくなり、放熱フィン
８の外装ケース１の内側に露出する金属面の面積が大き
くなることによっている。[0010] Looking at how the heat generated in the power element is transferred into the outer case between the inverter device disclosed in the above publication and the recent miniaturized inverter device as the prior art, the recent miniaturized inverter device is shown. In, the heat generated in the power module 2 is
The upper surface of the power module 2 is molded with a resin or the like to suppress the transmission of heat. However, the heat is transmitted from the lower surface of the power module 2 to the cooling fins 8 and the heat is transmitted to the cooling fins 8 in FIG. From the part where the metal surface is exposed,
7 and 8, the proportion of heat 12 and 16 transmitted from the exposed portion of the metal surface of the radiation fin 8 via the case is increasing. This tendency is due to the fact that the cooling fins become relatively large as the power module is miniaturized, and the area of the metal surface of the heat radiation fin 8 exposed inside the outer case 1 becomes large.
【００１１】従って本発明の目的は、パワーモジュール
の熱が冷却フィンを介して外装ケース内に逆に戻ってく
る熱を効果的に抑制して、電解コンデンサの長寿命化を
図った、信頼性の高いインバータ装置を提供することに
ある。また、熱の抑制と組立性の向上が同時に図れる組
立構造を有するインバータ装置を提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to improve the life of an electrolytic capacitor by effectively suppressing the heat of a power module returning to the inside of an outer case via cooling fins. To provide an inverter device with high performance. Another object of the present invention is to provide an inverter device having an assembly structure capable of simultaneously suppressing heat and improving assemblability.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明では、特に放熱フ
ィンからの熱を効果的に遮断する断熱層を兼ねた断熱隔
壁を放熱フィンと外装ケース内部との間に設けたもので
ある。更にこの断熱隔壁に平滑コンデンサや各プリント
基板及びパワーモジュールを保持する機能をもたせて一
体化したトレイ形状とすることにより、組立性の向上が
図れて、しかも簡素な構造で装置の外形寸法を大きくす
ることなく外装ケース内部の不要な温度上昇を抑制した
インバータの筐体構造を提供する。In the present invention, a heat-insulating partition wall also serving as a heat-insulating layer for effectively shielding heat from the heat-radiating fins is provided between the heat-radiating fins and the inside of the outer case. Furthermore, the heat insulating partition has a function of holding a smoothing capacitor, each printed circuit board and a power module, and has an integrated tray shape, so that the assemblability can be improved, and the external dimensions of the apparatus can be increased with a simple structure. Provided is an inverter housing structure in which unnecessary temperature rise inside an outer case is suppressed without performing.
【００１３】この発明によれば、パワーモジュールとパ
ワー回路プリント基板の間を離すことなく放熱フィンか
らの熱を効果的に遮断できるため、外装ケース内部の温
度上昇すなわち電解コンデンサの周囲温度の上昇を外形
寸法を大きくすることなく抑制することができる。また
発明によれば、組立性が向上し、筐体構造の簡素化が図
れる。また放熱フィンが外部に露出しない構造の場合
は、放熱フィンの温度を高く設定することができるた
め、放熱効率の向上が図れインバータ装置のよりいっそ
うの小型化が装置の寿命及び信頼性を損なうことなく実
現できる。According to the present invention, since the heat from the radiating fins can be effectively cut off without separating the power module and the power circuit printed circuit board, the rise in the temperature inside the outer case, that is, the rise in the ambient temperature of the electrolytic capacitor can be prevented. It can be suppressed without increasing the external dimensions. According to the invention, the assemblability is improved, and the housing structure can be simplified. In the case of a structure in which the radiating fins are not exposed to the outside, the temperature of the radiating fins can be set higher, so that the heat radiation efficiency can be improved and further downsizing of the inverter device will impair the life and reliability of the device. It can be realized without.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を説明す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below.
【００１５】図１に本発明のインバータ装置筐体構造の
断面を示す。この構造ではパワーモジュール２の放熱面
を除いた部分を外装ケース２１内部と放熱フィン８側に
分ける断熱隔壁２２を外装ケース２１の内側に設ける。
さらに断熱隔壁２２と放熱フィン８の間に空間を設けて
空気による断熱層２３を形成している。FIG. 1 shows a cross section of the inverter device housing structure of the present invention. In this structure, a heat insulating partition 22 is provided inside the outer case 21 to divide the portion of the power module 2 excluding the heat radiation surface into the inside of the outer case 21 and the radiating fin 8 side.
Further, a space is provided between the heat insulating partition 22 and the heat radiation fins 8 to form a heat insulating layer 23 made of air.
【００１６】このインバータ装置は図面の手前側を下側
にして図２のように取り付けることにより、断熱層２３
の空気が放熱フィン８の熱によって生ずる自然対流によ
って装置の下部から上部に通過できるように、外装ケー
スの下部に吸気口２４、上部に排気口２５を設けてい
る。This inverter device is mounted as shown in FIG.
An intake port 24 is provided at the lower part of the outer case and an exhaust port 25 is provided at the upper part so that the air can pass from the lower part to the upper part of the apparatus by natural convection generated by the heat of the radiation fins 8.
【００１７】以下パワーモジュール２から発生した熱の
処理について説明する。この構造ではパワーモジュール
２の下面から放熱フィン８へ伝わった熱は主に放熱フィ
ン８の放熱面で自然対流又は冷却ファンによる強制対流
で空気中へ放散される。一方放熱フィン８へ伝わった熱
の一部は断熱隔壁２２側の空気を加熱する。断熱層２３
内の空気は外装ケース２１の上部と下部に開口部２４，
２５があるために自由に移動することができる。従っ
て、放熱フィン８によって加熱された空気は自然対流を
生じ、図２に示すように常に外装ケース２１の下の開口
部２４から外気を吸気して上の開口部２５から排気する
流れを生じる。これによってこの断熱層２３の温度は常
時、放熱フィン８の金属面温度からは低く、外気温より
若干高い温度に保たれることになる。断熱層２３に接し
ている断熱隔壁２２の温度は断熱層２３の温度迄しか上
昇しないので、電解コンデンサ４，１０、制御プリント
基板２６、パワー回路プリント基板２７、信号配線２９
等を格納している外装ケース２１の温度上昇を抑えるこ
とができる。The processing of heat generated from the power module 2 will be described below. In this structure, heat transmitted from the lower surface of the power module 2 to the radiation fins 8 is radiated into the air mainly by natural convection or forced convection by the cooling fan on the radiation surface of the radiation fins 8. On the other hand, a part of the heat transmitted to the radiation fins 8 heats the air on the heat insulating partition 22 side. Heat insulation layer 23
The air inside is opened at the top and bottom of the outer case 21,
25 allows you to move freely. Therefore, the air heated by the radiating fins 8 generates a natural convection, and a flow of constantly sucking outside air from the opening 24 below the outer case 21 and exhausting air from the upper opening 25 as shown in FIG. Thus, the temperature of the heat insulating layer 23 is always lower than the metal surface temperature of the radiating fins 8 and is kept slightly higher than the outside air temperature. Since the temperature of the heat insulating partition 22 in contact with the heat insulating layer 23 rises only to the temperature of the heat insulating layer 23, the electrolytic capacitors 4 and 10, the control printed circuit board 26, the power circuit printed circuit board 27, and the signal wiring 29
Can be suppressed from rising in the temperature of the outer case 21 that stores therein.
【００１８】放熱フィン８の断熱層２３を形成する目的
は、自然対流を利用した断熱層を形成することが主な目
的となる。このためできるだけ自然対流で生じた空気の
流れを妨げないよう圧力損失の少ない形状とする必要が
ある。従ってフィン形状のものは設けず、できるだけ多
くの流量を確保して外気を取り込むことにより温度の上
昇を抑えることが良い。The main purpose of forming the heat insulating layer 23 of the heat radiation fin 8 is to form a heat insulating layer utilizing natural convection. For this reason, it is necessary to have a shape with a small pressure loss so as not to hinder the flow of air generated by natural convection as much as possible. Therefore, it is preferable to suppress the rise in temperature by securing as much flow rate as possible and taking in outside air without providing a fin-shaped member.
【００１９】図３及び図４は放熱フィン８を外部に露出
させずに外装ケース３１、４１で覆ったタイプの例であ
る。この場合フィンに直接人が触れる恐れがないため、
パワーモジュール２に使用されるパワー素子の許す範囲
で放熱フィン８の温度を高く設定することができ、放熱
の効率を上げることができる。しかしながら、放熱フィ
ン８の温度が高くなればその影響を受けて断熱隔壁側の
温度も上昇することが考えられる。このため図３の実施
例では冷却フィン８の放熱部の強制冷却用ファン３４の
他に断熱隔壁３２と放熱フィン８の間の断熱層３３にも
冷却ファン３５、３６によって強制的に冷却風を通すこ
とより空気による断熱層の効果を高めている例を示す。
また図４の実施例では断熱隔壁をケース側断熱隔壁４
２、放熱フィン側断熱隔壁４３の２重構造にすることに
より、さらに断熱層の効果を高めた例である。FIGS. 3 and 4 show examples of the type in which the radiation fin 8 is covered with the outer cases 31 and 41 without being exposed to the outside. In this case, there is no direct contact with the fins,
The temperature of the radiating fins 8 can be set high within the range permitted by the power element used in the power module 2, and the heat radiation efficiency can be increased. However, if the temperature of the radiating fins 8 increases, the temperature on the heat insulating partition side may increase due to the influence. For this reason, in the embodiment of FIG. 3, the cooling fans 35 and 36 forcibly apply cooling air to the heat insulating layer 33 between the heat insulating partition 32 and the heat radiating fin 8 in addition to the forced cooling fan 34 of the heat radiating portion of the cooling fin 8. An example is shown in which the effect of the heat insulating layer by air is enhanced by passing through.
Further, in the embodiment shown in FIG.
2. This is an example in which the effect of the heat insulating layer is further enhanced by forming a double structure of the heat radiation fin side heat insulating partition 43.
【００２０】次にインバータ装置の筐体構造としての点
からみると、断熱隔壁２２，３２，４２を外装ケースと
は別部材にし、プリント基板２４，２７及び主回路直流
平滑用電解コンデンサ４などを保持する部材３０を設け
たトレイのような構造とすることができる。このトレイ
は材料としてＡＢＳ樹脂等を使い射出成形機により成形
し、断熱隔壁と保持部材とを一体として作れば、大量生
産に向いたものとなる。また、このトレイは断熱隔壁と
放熱フィンの間の断熱層を確保するスペーサも同時に一
体として成形することができる。本インバータ装置の大
量生産にあたって、重量のある放熱フィン８とは別の組
立場所でこのトレイ上にパワーモジュール２、各種プリ
ント基板２６、２７、主回路直流平滑用電解コンデンサ
４等を配膳して仮組みすることができる。従来の組立は
放熱フィンに各部品を取り付けていく組立方法を採って
いた。この従来方法であると、重量物を扱う組立になり
組立性が悪かった。しかし、本発明実施例のトレイを使
えば、プリント基板や電解コンデンサの軽量物をこのト
レイにまとめて仮組みする方法で組み立て、これを放熱
フィンにまとめて組み付けることができる。したがっ
て、組立工数の多い仮組みにおいて重量物を扱うことが
なく、組立性が大幅に向上し、生産の効率を上げること
ができる。Next, from the point of view of the housing structure of the inverter device, the heat insulating partitions 22, 32 and 42 are formed as separate members from the outer case, and the printed circuit boards 24 and 27 and the main circuit DC smoothing electrolytic capacitor 4 and the like are formed. A structure like a tray provided with the holding member 30 can be used. This tray is suitable for mass production if it is molded by an injection molding machine using an ABS resin or the like as a material and the heat insulating partition and the holding member are integrally formed. In this tray, a spacer for securing a heat insulating layer between the heat insulating partition and the heat radiating fins can also be integrally formed at the same time. In mass production of the inverter device, the power module 2, various printed circuit boards 26 and 27, the main circuit DC smoothing electrolytic capacitor 4 and the like are arranged on this tray at an assembly place different from the heavy radiating fins 8 and provisionally. Can be assembled. The conventional assembling method employs an assembling method in which each component is attached to a radiation fin. According to this conventional method, the assembly requires handling of heavy objects, and the assemblability is poor. However, if the tray according to the embodiment of the present invention is used, it is possible to assemble a lightweight board such as a printed circuit board or an electrolytic capacitor by assembling the tray and temporarily assembling the same, and assemble them together with the radiation fins. Therefore, a heavy assembly is not handled in a temporary assembly having a large number of assembling steps, and the assemblability is greatly improved, and the production efficiency can be increased.
【００２１】なお、外装ケースを底に相当する部分と蓋
に相当する部分に分割し、このトレイは外装ケースの一
部を兼ねるように、該外装ケースの底に相当する部分と
該トレイを一体化するように成形することもできる。The outer case is divided into a portion corresponding to the bottom and a portion corresponding to the lid, and the tray and the portion corresponding to the bottom of the outer case are integrated so that the tray also serves as a part of the outer case. It can also be shaped so that
【００２２】またこの筐体構造では放熱側と外装ケース
内部が断熱隔壁２２、３２、４２、４３によって完全に
分離されているため、パワーモジュール２との接触面の
平坦度さえ確保すればどのような形状の放熱フィンとも
容易に組み合わせることができる。例えば、以上の実施
例において、放熱フィンは冷却用としてアルミなどで作
られた放熱ヒレを持つ専用の冷却フィンであるが、放熱
フィンはこれに限らず、放熱フィンを兼ねたモータのハ
ウジングなどを使用することもできる。Further, in this case structure, the heat radiation side and the inside of the outer case are completely separated by the heat insulating partitions 22, 32, 42, 43, so that what is necessary is only to ensure the flatness of the contact surface with the power module 2. It can be easily combined with a radiation fin having a simple shape. For example, in the above embodiments, the radiation fins are cooling fins having a radiation fin made of aluminum or the like for cooling, but the radiation fins are not limited to this, and a motor housing that also serves as a radiation fin may be used. Can also be used.
【００２３】またインバータ装置の負荷がポンプ駆動電
動機である場合などは、ポンプの扱う水を利用すること
ができるので、断熱層に水密性を考慮して水を通すこと
により水冷方式とすることもできる。When the load of the inverter device is a pump drive motor, the water handled by the pump can be used. Therefore, a water cooling system may be used by passing water through the heat insulating layer in consideration of water tightness. it can.
【００２４】[0024]
【発明の効果】本発明により，筐体構造の簡素化ととも
にインバータ装置の放熱フィンによる自身の装置内部の
温度上昇を抑制することができるため装置の寿命を維持
したまま小型化することができる。According to the present invention, it is possible to simplify the housing structure and to suppress a rise in the temperature inside the device itself due to the radiation fins of the inverter device. Therefore, it is possible to reduce the size of the device while maintaining the life of the device.
【図１】本発明による実施例の構造断面図FIG. 1 is a structural sectional view of an embodiment according to the present invention.
【図２】本発明による実施例の断熱層の空気の流れを示
す図FIG. 2 is a diagram showing the flow of air in a heat insulating layer according to an embodiment of the present invention.
【図３】本発明による他の実施例の構造断面図FIG. 3 is a structural sectional view of another embodiment according to the present invention.
【図４】本発明の更に他の実施例の構造断面図FIG. 4 is a structural sectional view of still another embodiment of the present invention.
【図５】従来技術によるインバータ装置の構造断面図FIG. 5 is a structural sectional view of an inverter device according to the related art.
【図６】パワーモジュールの概略構成図例FIG. 6 is an example of a schematic configuration diagram of a power module.
【図７】従来技術によるインバータ装置の他の構造断面
図例FIG. 7 is an example of another structural sectional view of the inverter device according to the related art.
【図８】従来技術によるインバータ装置の更に他の構造
断面図例FIG. 8 is a sectional view showing still another example of the structure of the inverter device according to the prior art.
【図９】周囲温度による電解コンデンサの寿命変化を示
す特性曲線FIG. 9 is a characteristic curve showing a change in life of an electrolytic capacitor depending on an ambient temperature.
１…外装ケース、２…パワーモジュール、３…パワー回
路プリント基板、４…主回路直流平滑用電解コンデン
サ、５…コンバータ部用整流素子、６…インバータ部用
スイッチング素子（IGBT等）、７…放熱面、８…放熱フ
ィン、１０…制御回路電源用電解コンデンサ、１１…制
御回路プリント基板、１２…フィン金属面露出による熱
の伝播、１３…信号配線、１４…外装ケース、１５…外
装ケース、１６…ケースを介した熱の伝播、２１…外装
ケース、２２…断熱隔壁、２３…断熱層、２４…ケース
下部吸気口、２５…ケース上部排気口、２６…制御回路
プリント基板、２７…パワー回路プリント基板、２９…
信号配線、３０…プリント基板とコンデンサの保持部
材、３１…外装ケース、３２…断熱隔壁、３３…断熱
層、３４…冷却ファン、３５…冷却ファン、３６…冷却
ファン、４１…外装ケース、４２…ケース側断熱隔壁、
４３…フィン側断熱隔壁、４４…断熱層。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exterior case, 2 ... Power module, 3 ... Power circuit printed circuit board, 4 ... Main circuit DC smoothing electrolytic capacitor, 5 ... Rectifier element for converter part, 6 ... Switching element for inverter part (IGBT etc.), 7 ... Heat dissipation Surface: 8 radiating fins, 10: electrolytic capacitor for control circuit power supply, 11: control circuit printed circuit board, 12: heat propagation by exposure of fin metal surface, 13: signal wiring, 14: outer case, 15: outer case, 16 ... heat propagation through the case, 21 ... exterior case, 22 ... heat insulation partition, 23 ... heat insulation layer, 24 ... case lower intake port, 25 ... case upper exhaust port, 26 ... control circuit printed circuit board, 27 ... power circuit print Substrate, 29 ...
Signal wiring, 30: printed circuit board and capacitor holding member, 31: outer case, 32: heat insulating partition, 33: heat insulating layer, 34: cooling fan, 35: cooling fan, 36: cooling fan, 41: outer case, 42 ... Case side heat insulating bulkhead,
43: fin side heat insulating partition, 44: heat insulating layer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 馬場 繁之 千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号株 式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者 中津 欣也 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式 会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 5E322 AA01 AA11 BA01 BA05 BB03 BB09 CA06 DA04 FA01 5H007 AA06 CA01 CA03 CC03 HA03 HA04 HA06 5H740 BA01 BA11 PP02 PP06 PP07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shigeyuki Baba 7-1-1, Higashi-Narashino, Narashino-shi, Chiba Industrial Equipment Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Kinya Nakatsu 7-chome, Omikacho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture No. 1 F-term in Hitachi, Ltd. Hitachi Research Laboratory (reference) 5E322 AA01 AA11 BA01 BA05 BB03 BB09 CA06 DA04 FA01 5H007 AA06 CA01 CA03 CC03 HA03 HA04 HA06 5H740 BA01 BA11 PP02 PP06 PP07
Claims (5)
ュールと、インバータ制御基板および平滑コンデンサな
どを格納する外装ケースと、前記パワーモジュールが固
定され該パワーモジュールからの熱を放熱する放熱フィ
ンと、前記外装ケースと前記放熱フィンの間に断熱隔壁
を備え、前記パワーモジュールの配置部を除いた前記外
装ケースと前記放熱フィンの間に断熱層を形成させ、前
記放熱フィンからの熱による前記外装ケース内部の温度
上昇を抑制したことを特徴とするインバータ装置。1. A power module including a power element for an inverter, an outer case for storing an inverter control board and a smoothing capacitor, a radiating fin to which the power module is fixed and radiating heat from the power module; A heat insulating partition is provided between the case and the heat dissipating fins, and a heat insulating layer is formed between the outer case and the heat dissipating fins excluding the power module disposition portion, and heat generated from the heat dissipating fins inside the outer case. An inverter device characterized by suppressing a rise in temperature.
断熱隔壁は、前記外装ケース内部の電解コンデンサ、各
種プリント基板などを保持する保持部材を一体化したト
レイ形状であることを特徴とするインバータ装置。2. The inverter device according to claim 1, wherein the heat insulating partition has a tray shape in which a holding member for holding an electrolytic capacitor, various printed boards, and the like inside the outer case is integrated. Inverter device.
断熱隔壁と前記放熱フィンとの間に空気による断熱層が
形成される空間が設けられ、前記放熱フィンの熱による
前記外装ケース内部の温度上昇を抑制したことを特徴と
するインバータ装置。3. The inverter device according to claim 1, wherein a space in which a heat insulating layer is formed by air is provided between the heat insulating partition and the heat radiating fin, and a space inside the outer case due to heat of the heat radiating fin is provided. An inverter device characterized by suppressing a rise in temperature.
断熱隔壁と前記放熱フィンとの間の断熱層は、放熱フィ
ンの熱による自然対流を利用して空気を常時入れ換える
ことを特徴とするインバータ装置4. The inverter device according to claim 3, wherein the heat-insulating layer between the heat-insulating partition and the heat-dissipating fins always exchanges air by utilizing natural convection due to heat of the heat-dissipating fins. Inverter device
断熱隔壁と前記放熱フィンとの間の断熱層は、空気をフ
ァンによって強制的に換気して入れ換えることを特徴と
するインバータ装置。5. The inverter device according to claim 3, wherein the heat insulating layer between the heat insulating partition and the radiating fins is forcibly ventilated by a fan to replace the air.
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