JP2015177585A - 電力変換器 - Google Patents
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Abstract
【課題】リアクトルからコンデンサへの熱の伝搬を抑制する。
【解決手段】素子収容部42内に冷却水流通部44を流通する冷却水の一部が内部を流通する冷却壁46を設け、リアクトル24に接続されたバスバ56を冷却壁46の側面流路46aに沿って配策することにより、バスバ56の熱を冷却壁46で放熱することができる。これにより、リアクトル24から一次側コンデンサ22,二次側コンデンサ26,放電抵抗28への熱の伝搬を抑制することができる。
【選択図】図2
【解決手段】素子収容部42内に冷却水流通部44を流通する冷却水の一部が内部を流通する冷却壁46を設け、リアクトル24に接続されたバスバ56を冷却壁46の側面流路46aに沿って配策することにより、バスバ56の熱を冷却壁46で放熱することができる。これにより、リアクトル24から一次側コンデンサ22,二次側コンデンサ26,放電抵抗28への熱の伝搬を抑制することができる。
【選択図】図2
Description
本発明は、電力変換器に関し、詳しくは、リアクトルとコンデンサとが金属ケースに収容されてなる電力変換器に関する。
従来、この種の電力変換器としては、リアクトルとコンデンサとが収容ケースに収容され、リアクトルに接続されたリアクトル接続端子とコンデンサに接続されたコンデンサ接続端子と直流電源に接続された電源接続端子とが正極バスバーに接続されているものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この電力変換器では、正極バスバーにおいて、熱がリアクトル接続端子からコンデンサ接続端子に伝わる経路の長さを熱がリアクトル接続端子から電源接続端子へ伝わる経路の長さより長くすることにより、リアクトルからコンデンサに熱が伝わることを抑制し、コンデンサの温度上昇を抑制している。
しかしながら、上述の電力変換器では、リアクトル接続端子とコンデンサ接続端子とが正極バスバーに接続されているため、リアクトルで発生した熱が正極バスバーを介してコンデンサに伝搬しやすい。こうした熱の伝搬を抑制するために、リアクトルとコンデンサとの間に熱を遮蔽する遮熱部材を設けることも考えられるが、こうした遮熱部材を設けようとすると遮熱部材を保持する保持部材も別途必要となり、装置が大型化してしまう。
本発明の電力変換器は、リアクトルからコンデンサへの熱の伝搬を抑制することを主目的とする。
本発明の電力変換器は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明の電力変換器は、
リアクトルとコンデンサとが金属ケースに収容されてなる電力変換器であって、
前記金属ケースは、
前記リアクトルと前記コンデンサとが収容された素子収容部と、
前記素子収容部の前記リアクトルおよび前記コンデンサとが収容された面と反対側に設けられ、冷却水が内部を流通する冷却水流通部と、
前記素子収容部内の前記リアクトルと前記コンデンサとの間に立設し、前記冷却水流通部を流通する冷却水の少なくとも一部が内部を流通する冷却壁と、
を備え、
前記リアクトルに接続されるバスバおよび前記コンデンサに接続されるバスバのうち少なくとも一方は、前記冷却壁に沿って配策されている
ことを要旨とする。
リアクトルとコンデンサとが金属ケースに収容されてなる電力変換器であって、
前記金属ケースは、
前記リアクトルと前記コンデンサとが収容された素子収容部と、
前記素子収容部の前記リアクトルおよび前記コンデンサとが収容された面と反対側に設けられ、冷却水が内部を流通する冷却水流通部と、
前記素子収容部内の前記リアクトルと前記コンデンサとの間に立設し、前記冷却水流通部を流通する冷却水の少なくとも一部が内部を流通する冷却壁と、
を備え、
前記リアクトルに接続されるバスバおよび前記コンデンサに接続されるバスバのうち少なくとも一方は、前記冷却壁に沿って配策されている
ことを要旨とする。
この本発明の電力変換器では、素子収容部内にリアクトルとコンデンサとの間に立設し、冷却水流通部を流通する冷却水の少なくとも一部が内部を流通する冷却壁を設け、リアクトルに接続されたバスバおよびコンデンサに接続されたバスバのうち少なくとも一方を、冷却壁に沿って配策することにより、リアクトルからバスバへ伝搬した熱の一部を冷却壁に放熱することができる。この結果、リアクトルからコンデンサへの熱の伝搬を抑制することができる。
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
図1は本発明の一実施例としての電力変換器20の構成の概略を示す構成図であり、図2は電力変換器20の要部の断面を示す要部断面図である。なお、図1では、電力変換器20内の構成の説明のため、後述する熱伝導性絶縁部材30については図示していない。電力変換器20は、図示しない直流電源からの電圧を所定の電圧に昇圧する昇圧コンバータの一部をなし、直流電源からの電圧を平滑する一次側コンデンサ22と、一次側コンデンサ22からの電圧を昇圧するためのリアクトル24と、リアクトル24で昇圧した電圧を平滑する二次側コンデンサ26と、二次側コンデンサ26で蓄電した電荷を放電する放電抵抗28と、が金属ケース40に収容されて構成されている。
金属ケース40は、熱伝導性の比較的良好な金属に形成されており、一次側コンデンサ22,リアクトル24,二次側コンデンサ26,放電抵抗28が収容された素子収容部42と、素子収容部42の一次側コンデンサ22,リアクトル24,二次側コンデンサ26,放電抵抗28が収容された面と反対側に設けられ冷却水が内部を流通する冷却水流通部44と、素子収容部42のリアクトル24と各素子(一次側コンデンサ22,二次側コンデンサ26,放電抵抗28)との間に立設し冷却水流通部44を流通する冷却水の一部が内部を流通する冷却壁46と、が形成されている。
素子収容部42では、一次側コンデンサ22,リアクトル24,二次側コンデンサ26,放電抵抗28が略同一平面に配置された状態で、一次側コンデンサ22,リアクトル24,二次側コンデンサ26,放電抵抗28,バスバ62,64の全体とバスバ50〜60の一部がエポキシ樹脂からなる熱伝導性絶縁部材30によって埋め込まれている。
冷却水流通部44は、図1の破線矢印で示すように、冷却壁46と共に冷却水供給口44aから供給された冷却水を冷却水排出口44bから排出する流路の一部をなし、一次側コンデンサ22,リアクトル24,二次側コンデンサ26,放電抵抗28を素子収容部42の下面側から冷却している。
冷却壁46は、リアクトル24側に設けられ冷却水流通部44を流通する冷却水の一部が流通する側面流路46aと、一次側コンデンサ22,二次側コンデンサ26側に設けられ熱伝導性絶縁部材30が埋め込まれることなく上部が開口した凹部46bとを備える。つまり、リアクトル24と一次側コンデンサ22,二次側コンデンサ26,放電抵抗28とは、側面流路46aと凹部46bによる空間とで隔てられている。
一次側コンデンサ22には、バスバ50,52が接続されている。バスバ50は、一次側コンデンサ22の側面から冷却壁46に向かって延伸した後、冷却壁46の上方に延伸して図示しない直流電源の正極に接続されるよう配策されている。バスバ52は、一次側コンデンサ22の側面から冷却壁46に向かって延伸した後、冷却壁46の上方に延伸して直流電源の負極に接続されるよう配策されている。
リアクトル24には、バスバ54,56が接続されている。バスバ54は、リアクトル24の底面から冷却壁46に向かって延伸した後、冷却壁46の側面流路46aの近傍に沿って上方に延伸して図示しない直流電源の正極に接続されるよう配策されている。バスバ56は、リアクトル24の底面から冷却壁46に向かって延伸した後、冷却壁46の側面流路46aの近傍に沿って上方に延伸して一次側コンデンサ22のバスバ52に接続されるよう配策されている。
二次側コンデンサ26には、バスバ58,60が接続されている。バスバ58は、二次側コンデンサ26の側面から冷却壁46に向かって延伸した後、冷却壁46の上方に延伸して図示しないインバータの正極母線に接続されるよう配策されている。バスバ60は、二次側コンデンサ26の側面から冷却壁46に向かって延伸した後、冷却壁46の上方に延伸して一次側コンデンサ22のバスバ52に接続されるよう配策されている。
放電抵抗28には、バスバ62,64が接続されている。バスバ62は、放電抵抗28の側面から二次側コンデンサ26のバスバ58に向けて延伸してバスバ58に接続されるよう配策されている。バスバ64は、放電抵抗28の側面から一次側コンデンサ22のバスバ52に向けて延伸してバスバ52に接続されるよう配策されている。
こうして構成された電力変換器20では、リアクトル24のバスバ54,56が内部に冷却水が流通する冷却壁46の側面流路46aの近傍に沿うよう配策されているから、リアクトル24からバスバ54,56へ伝搬した熱の一部を側面流路46aに放熱することができ、リアクトル24から一次側コンデンサ22,二次側コンデンサ26,放電抵抗28への熱の伝搬を抑制することができる。
また、リアクトル24と一次側コンデンサ22,二次側コンデンサ26とが凹部46bによる空間で隔てられているから、リアクトル24と一次側コンデンサ22,二次側コンデンサ26,放電抵抗28との間の熱の伝搬を抑制することができる。
以上説明した本実施例の電力変換器20によれば、素子収容部42内に冷却水流通部44を流通する冷却水の一部が内部を流通する冷却壁46を設け、リアクトル24のバスバ54,56を冷却壁46の側面流路46aに沿って配策することにより、リアクトル24から一次側コンデンサ22,二次側コンデンサ26,放電抵抗28への熱の伝搬を抑制することができる。
実施例の電力変換器20では、リアクトル24のバスバ54,56を冷却壁46の側面流路46aに沿って配策するものとしたが、冷却壁46の一次側コンデンサ22,二次側コンデンサ26側に冷却水が流通する側面流路を設けて一次側コンデンサ22,二次側コンデンサ26のバスバ50,52,58,60を側面流路に沿って配策してもよいし、冷却壁46のリアクトル24側と一次側コンデンサ22,二次側コンデンサ26側の双方に冷却水が流通する側面流路を設けてバスバ50〜60をそれぞれに近い側面流路に沿って配策してもよい。
実施例の電力変換器20では、リアクトル24と一次側コンデンサ22,二次側コンデンサ26とが凹部46bによる空間で隔てられているものとしたが、冷却壁46に凹部46bを設けないものとしてもよい。この場合、装置をコンパクトなものにすることができる。
実施例の電力変換器20では、素子収容部42において、一次側コンデンサ22,リアクトル24,二次側コンデンサ26,放電抵抗28が略同一平面に配置されているものとしたが、一次側コンデンサ22,リアクトル24,二次側コンデンサ26,放電抵抗28が略同一平面に配置されているものに限定されるものではなく、例えば、異なる高さに配置されているものとしてもよい。
実施例では、電力変換器20がリアクトル24から一次側コンデンサ22,二次側コンデンサ26,放電抵抗28を搭載しているものとしたが、放電抵抗28や一次側コンデンサ22および二次側コンデンサ26のいずれか一方を搭載していないものとしてもよい。
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、リアクトル24が「リアクトル」に相当し、二次側コンデンサ26が「コンデンサ」に相当し、金属ケース40が「金属ケース」に相当し、素子収容部42が「素子収容部」に相当し、冷却水流通部44が「冷却水流通部」に相当し、冷却壁46が「冷却壁」に相当する。
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
本発明は、電力変換器の製造産業などに利用可能である。
20 電力変換器、22 一次側コンデンサ、24 リアクトル、26 二次側コンデンサ、28 放電抵抗、30 熱伝導性絶縁部材、40 金属ケース、42 素子収容部、44 冷却水流通部、44a 冷却水供給口、44b 冷却水排出口、46 冷却壁、46a 側面流路、46b 凹部、50〜64 バスバ。
Claims (1)
- リアクトルとコンデンサとが金属ケースに収容されてなる電力変換器であって、
前記金属ケースは、
前記リアクトルと前記コンデンサとが収容された素子収容部と、
前記素子収容部の前記リアクトルおよび前記コンデンサとが収容された面と反対側に設けられ、冷却水が内部を流通する冷却水流通部と、
前記素子収容部内の前記リアクトルと前記コンデンサとの間に立設し、前記冷却水流通部を流通する冷却水の少なくとも一部が内部を流通する冷却壁と、
を備え、
前記リアクトルに接続されるバスバおよび前記コンデンサに接続されるバスバのうち少なくとも一方は、前記冷却壁に沿って配策されている
電力変換器。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018193589A1 (ja) * | 2017-04-20 | 2018-10-25 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置用フィルタモジュール |
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2014
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