JP2016208711A - Power conversion apparatus - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conversion apparatus in which only an element can be replaced while being mounted on a stack without reducing pressurizing force.SOLUTION: A power conversion apparatus 1 comprises: a first spring 40, having a plurality of laminated bodies arranged between oppositely arranged stack plates 102 and 103 and made of a plurality of pressure-welding type IGBTs 11 and cooling fins 20 alternately laminated, the first spring giving predetermined pressurizing force to the laminated bodies; a spring partition plate 50 inserted between the first spring 40 and the stack plate 103; and a second spring 60 which is inserted between the spring partition plate 50 and the stack plate 103 and supports the spring partition plate 50. A stack 100 to be mounted with the power conversion apparatus 1, when widening an interval between cooling fins 20 connecting pressure-welding type IGBTs 11 to be replaced, can be connected with a hydraulic pressurization apparatus 200 which moves the spring partition plate 50 against the second spring 60 by a distance equal to the widened interval.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device.

近年、交流を直流にあるいは直流を交流に変換する電力変換装置が多く用いられている。この種の電力変換装置は高電圧の分野にも応用されている。その場合に、例えば、半導体スイッチング素子（Insulated-gate bipolar transistor：ＩＧＢＴなど）を含んだ単位変換器を利用して、この単位変換器を複数直列に接続する。このような構成であればスイッチング素子の耐圧以上の電圧を出力できる。直流送電システム（ＨＶＤＣ）や無効電力補償装置（ＳＴＡＴＣＯＭ）、モータドライブインバータなどへの応用が期待されている。   In recent years, power converters that convert alternating current to direct current or direct current to alternating current have been widely used. This type of power converter is also applied to the field of high voltage. In this case, for example, a plurality of unit converters are connected in series using a unit converter including a semiconductor switching element (Insulated-gate bipolar transistor: IGBT or the like). With such a configuration, a voltage exceeding the breakdown voltage of the switching element can be output. Applications to direct current power transmission systems (HVDC), reactive power compensators (STATCOM), motor drive inverters, and the like are expected.

このような構成では、例えば、単位変換器を直列に接続しアームとして構成し、さらに、このアームを直列に接続してレグとして構成する。レグにおいてアームの接続点を交流端子とし、一方、レグの他端を直流端子とする。各単位変換器の動作を制御することで、アームに流れる電流を制御して、交流端子と直流端子の間で電力変換を行う。   In such a configuration, for example, unit converters are connected in series and configured as an arm, and further, this arm is connected in series and configured as a leg. In the leg, the connection point of the arm is an AC terminal, and the other end of the leg is a DC terminal. By controlling the operation of each unit converter, the current flowing through the arm is controlled to perform power conversion between the AC terminal and the DC terminal.

非特許文献１には、モジュラー・マルチレベルＰＷＭ変換器（Modular Multilevel PMW Converter：ＭＭＣ）が記載されている。
ＭＭＣは、直列（カスケード）接続された１つ又は複数の単位変換器（以下、セルと呼ぶことにする）で構成されたアームをブリッジ状に接続して構成されている。各セルは、例えば双方向チョッパ回路であり、スイッチング素子とコンデンサを備えている。アームのうち半数はＭＭＣの正側直流母線に接続されており、残りの半数はＭＭＣの負側直流母線に接続されている。以下の説明において、正側直流母線に接続されたアームを正側アーム（Ｐ側アーム）、負側直流母線に接続されたアームを負側アーム（Ｎ側アーム）と呼称する。ＭＭＣは、正側アームと、２つのリアクトルと、負側アームの直列回路の並列接続で構成されており、２つのリアクトルの接続点が、ＭＭＣの交流端子となる。 Non-Patent Document 1 describes a modular multilevel PWM converter (Modular Multilevel PMW Converter: MMC).
The MMC is configured by connecting arms configured by one or a plurality of unit converters (hereinafter referred to as cells) connected in series (cascade) in a bridge shape. Each cell is a bidirectional chopper circuit, for example, and includes a switching element and a capacitor. Half of the arms are connected to the positive DC bus of the MMC, and the other half are connected to the negative DC bus of the MMC. In the following description, an arm connected to the positive DC bus is called a positive arm (P side arm), and an arm connected to the negative DC bus is called a negative arm (N side arm). The MMC is configured by a parallel connection of a series circuit of a positive arm, two reactors, and a negative arm, and a connection point of the two reactors is an AC terminal of the MMC.

各単位変換器をＰＷＭ（Pulse-Width Modulation）制御している場合、各単位変換器に与えるキャリア波の位相を適切にシフトすることによって、ＭＭＣの出力電圧波形をマルチレベル波形にできる。これによって、２レベル変換器に比較して交流出力の高調波成分を低減することができる。
ここで、変換器を高密度実装するには、多数の単位変換器を一つのスタックに実装することが好ましい。 When each unit converter is controlled by PWM (Pulse-Width Modulation), the output voltage waveform of the MMC can be changed to a multi-level waveform by appropriately shifting the phase of the carrier wave applied to each unit converter. As a result, the harmonic component of the AC output can be reduced as compared with the two-level converter.
Here, in order to mount the converters at a high density, it is preferable to mount a large number of unit converters in one stack.

特許文献１には、圧接型ＩＧＢＴなどの圧接素子を複数個一つのスタックに実装した平型半導体素子用スタックが記載されている。特許文献１に記載の平型半導体素子用スタックは、加圧力を弱めることにより、一つの圧接素子のみを交換する方法を記載している。   Patent Document 1 describes a stack for a flat semiconductor element in which a plurality of pressure contact elements such as pressure contact type IGBTs are mounted on one stack. The flat semiconductor element stack described in Patent Document 1 describes a method in which only one pressure contact element is replaced by weakening the applied pressure.

特許第４６２０９１０号Patent No. 4620910

萩原誠・赤木泰文：「モジュラー・マルチレベル変換器（ＭＭＣ）のＰＷＭ制御法と動作検証」、電気学会論文誌Ｄ、１２８巻７号、ｐｐ．９５７−９６５。Makoto Sugawara and Yasufumi Akagi: “PWM Control Method and Operational Verification of Modular Multilevel Converter (MMC)”, IEEJ Transactions D, Vol. 957-965.

特許文献１に記載の平型半導体素子用スタックでは、圧接素子を交換する際に加圧力を緩めることが前提になっている。しかし、圧接スタックに加圧された冷却フィンや電極などが大型のコンデンサなどに接続されていると、加圧力を緩めた際にバランスを崩して、再加圧したときに、圧接型ＩＧＢＴに圧力が均一に印加されないリスクがある。   In the flat semiconductor element stack described in Patent Document 1, it is assumed that the applied pressure is relaxed when the pressure contact element is replaced. However, if the cooling fins or electrodes that are pressurized to the pressure welding stack are connected to a large capacitor, etc., the balance is lost when the applied pressure is loosened, and the pressure is applied to the pressure welding IGBT when repressurized. There is a risk that is not applied uniformly.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、加圧力を緩めずにスタックに組んだまま素子のみを交換することができる電力変換装置を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the power converter device which can replace | exchange only an element, having assembled in the stack, without loosening a pressurizing force.

上記課題を解決するために、本発明の電力変換装置は、フレームと、前記フレームに対向配置した加圧支持板間に複数個の平型半導体素子と冷却フィンとを交互に積層した積層体を配置し、前記積層体に所定の加圧力を与える第１ばねと、前記第１ばねと前記加圧支持板間に挿入されたばね仕切り板と、前記ばね仕切り板と前記加圧支持板間に挿入され、当該ばね仕切り板を支える第２ばねと、を備え、交換対象の前記平型半導体素子に接する前記冷却フィン間を広げたときに、前記広げた距離と対応する距離だけ、前記ばね仕切り板を前記第２ばねに抗して移動させる治具を接続可能なスタック構造を備える。   In order to solve the above-described problems, a power converter according to the present invention includes a laminated body in which a plurality of flat semiconductor elements and cooling fins are alternately laminated between a frame and a pressure support plate disposed to face the frame. A first spring disposed and applying a predetermined pressure to the laminate; a spring partition plate inserted between the first spring and the pressure support plate; and inserted between the spring partition plate and the pressure support plate. A second spring that supports the spring partition plate, and when the space between the cooling fins in contact with the flat semiconductor element to be replaced is widened, the spring partition plate is a distance corresponding to the widened distance. A stack structure is connectable to a jig that moves the element against the second spring.

本発明によれば、加圧力を緩めずにスタックに組んだまま素子を交換することができる電力変換装置を提供する。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power converter device which can replace | exchange an element with assembling in a stack, without loosening a pressurizing force is provided.

本発明の第１の実施形態に係る電力変換装置の実装構造を示す図である。It is a figure which shows the mounting structure of the power converter device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 上記第１の実施形態に係る電力変換装置のスタックの特徴部分の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the characteristic part of the stack | stuck of the power converter device which concerns on the said 1st Embodiment. 上記第１の実施形態に係る電力変換装置のスタックに接続される油圧加圧装置を示す図である。It is a figure which shows the hydraulic pressurization apparatus connected to the stack | stuck of the power converter device which concerns on the said 1st Embodiment. 上記第１の実施形態に係る電力変換装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power converter device which concerns on the said 1st Embodiment. 上記第１の実施形態に係る電力変換装置の単位変換器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the unit converter of the power converter device which concerns on the said 1st Embodiment. 本発明の第２の実施形態に係る電力変換装置のスタックの特徴部分の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the characteristic part of the stack | stuck of the power converter device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 上記第２の実施形態に係る電力変換装置の変形例のスタックの特徴部分の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the characteristic part of the stack | stuck of the modification of the power converter device which concerns on the said 2nd Embodiment. 本発明の第３の実施形態に係る電力変換装置のスタックの特徴部分の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the characteristic part of the stack | stuck of the power converter device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図４は、本発明の第１の実施形態に係る電力変換装置１の構成を示す図である。本実施形態の電力変換装置は、モジュラー・マルチレベルＰＷＭ変換器型の電力変換装置に適用した例である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the power conversion device 1 according to the first embodiment of the present invention. The power converter of this embodiment is an example applied to a modular multilevel PWM converter type power converter.

［電力変換装置の構成］
図４に示すように、電力変換装置１は、カスケード接続した単位変換器２と、制御装置３と、制御装置３からの制御信号を各単位変換器へ伝送する信号線４と、バッファリアクトル５と、を備える。電力変換装置１は、変圧器６を介して交流電力系統７に連系している。
２_U，２_V，２_W，２_u，２_v，２_wは，それぞれ複数の単位変換器２をカスケード状に接続したものであり、これをアームと定義する。上段アームの２_U，２_V，２_Wは、それぞれＵ相正側アーム，Ｖ相正側アーム，Ｗ相正側アームと称する。また、下段アームの２_u，２_v，２_wは、それぞれＵ相負側アーム，Ｖ相負側アーム，Ｗ相負側アームと称する。各上段アーム（Ｕ相正側アーム２_U，Ｖ相正側アーム２_V，Ｗ相正側アーム２_W）と各下段アーム（Ｕ相負側アーム２_u，Ｖ相負側アーム２_v，Ｗ相負側アーム２_w）は、それぞれリアクトル５に接続される。上記各正側アームとリアクトル５の直列体と、上記各負側アームとリアクトル５の直列体との接続点が電力変換装置１の交流出力である。この交流出力と交流電力系統７との間に系統インピーダンス６が接続される。
各アーム２_Ｕ，２_Ｖ，２_Ｗ，２_ｕ，２_ｖ，２_ｗはそれぞれ、各アームを構成する単位変換器２の出力電圧の総和の電圧を出力する。 [Configuration of power converter]
As shown in FIG. 4, the power conversion device 1 includes a cascaded unit converter 2, a control device 3, a signal line 4 that transmits a control signal from the control device 3 to each unit converter, and a buffer reactor 5. And comprising. The power conversion device 1 is linked to an AC power system 7 via a transformer 6.
2_U, 2_V, 2_W, 2_u, 2_v, and 2_w are obtained by connecting a plurality of unit converters 2 in cascade, and these are defined as arms. 2_U, 2_V, and 2_W of the upper arm are referred to as a U-phase positive arm, a V-phase positive arm, and a W-phase positive arm, respectively. The lower arms 2_u, 2_v, and 2_w are referred to as a U-phase negative arm, a V-phase negative arm, and a W-phase negative arm, respectively. Each upper arm (U-phase positive arm 2_U, V-phase positive arm 2_V, W-phase positive arm 2_W) and each lower arm (U-phase negative arm 2_u, V-phase negative arm 2_v, W-phase negative arm 2_w) ) Are connected to the reactor 5, respectively. A connection point between the series body of the positive arms and the reactor 5 and the series body of the negative arms and the reactor 5 is an AC output of the power conversion device 1. A system impedance 6 is connected between the AC output and the AC power system 7.
Each of the arms 2_U, 2_V, 2_W, 2_u, 2_v, 2_w outputs a total voltage of the output voltages of the unit converters 2 constituting each arm.

電力変換装置１は、各アーム２_Ｕ，２_Ｖ，２_Ｗ，２_ｕ，２_ｖ，２_ｗの合計電圧を制御することにより、系統７と電力変換装置１の間で電力を授受することができる。また、電力変換装置１は、系統７と同位相で異なる電圧を出力することで、系統７と電力変換装置１の間で電力を授受できる。
一方、２つの電力変換装置１をバック・トゥー・バック（Back to back）で接続することにより、一方の系統７から、２つの電力変換装置１を介して、他方の系統７に有効電力を融通することができる。
なお、図４では、信号線４は、それぞれ３本で示されているが、これは図面描画上の制約であって、実際はセル数分の信号線の数で構成されている。
また、図４では、スイッチング素子にＩＧＢＴの記号を用いているが、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）、ＧＣＴ（Ｇate commutated Turn-off Thyristor）、ＧＴＯ（Gate-Turn-Off Thysistor）、その他のオン・オフ制御素子であれば、スイッチング素子として用いることができる。 The power conversion device 1 can transfer power between the system 7 and the power conversion device 1 by controlling the total voltage of each arm 2_U, 2_V, 2_W, 2_u, 2_v, 2_w. Moreover, the power converter device 1 can transmit and receive electric power between the system 7 and the power converter device 1 by outputting different voltages in the same phase as the system 7.
On the other hand, by connecting the two power converters 1 in a back-to-back manner, active power can be accommodated from one system 7 to the other system 7 via the two power converters 1. can do.
In FIG. 4, three signal lines 4 are shown, but this is a restriction on drawing and is actually constituted by the number of signal lines corresponding to the number of cells.
In FIG. 4, IGBT symbols are used for the switching elements, but MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor), GCT (Gate commutated Turn-off Thyristor), GTO (Gate-Turn-Off Thysistor), Any other on / off control element can be used as a switching element.

［単位変換器の構成］
次に、単位変換器２の構成を説明する。
図５は、単位変換器２の構成を示す図である。
図５に示すように、単位変換器２は、圧接型ＩＧＢＴ１１ａと圧接型ＩＧＢＴ１１ｂが直列に接続されたＩＧＢＴレッグと、コンデンサ１２と、自給電源１３と、単位変換器制御回路１４と、ゲートドライバ１５と、出力端子１６ｐ，１６ｎと、を備える。なお、以下の説明において、圧接型ＩＧＢＴ１１ａと圧接型ＩＧＢＴ１１ｂとを区別しない場合は、圧接型ＩＧＢＴ１１と表記する。
単位変換器２は、圧接型ＩＧＢＴ１１ａと圧接型ＩＧＢＴ１１ｂが直列に接続されたＩＧＢＴレッグを有する。圧接型ＩＧＢＴ１１ａと圧接型ＩＧＢＴ１１ｂの直列体であるＩＧＢＴレッグは、コンデンサ１２に接続される。
圧接型ＩＧＢＴ１１ａと圧接型ＩＧＢＴ１１ｂの接続点には、単位変換器２の出力端子１６ｐが接続される。また、圧接型ＩＧＢＴ１１ｂのエミッタには、単位変換器２の出力端子１６ｎが接続される。 [Configuration of unit converter]
Next, the configuration of the unit converter 2 will be described.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the unit converter 2.
As shown in FIG. 5, the unit converter 2 includes an IGBT leg in which a press-contact type IGBT 11a and a press-contact type IGBT 11b are connected in series, a capacitor 12, a self-power supply 13, a unit converter control circuit 14, and a gate driver 15. And output terminals 16p and 16n. In the following description, when the pressure contact type IGBT 11a and the pressure contact type IGBT 11b are not distinguished from each other, they are referred to as pressure contact type IGBTs 11.
The unit converter 2 has an IGBT leg in which a press-contact type IGBT 11a and a press-contact type IGBT 11b are connected in series. An IGBT leg, which is a series body of the pressure contact type IGBT 11 a and the pressure contact type IGBT 11 b, is connected to the capacitor 12.
The output terminal 16p of the unit converter 2 is connected to a connection point between the pressure contact type IGBT 11a and the pressure contact type IGBT 11b. The output terminal 16n of the unit converter 2 is connected to the emitter of the pressure contact type IGBT 11b.

各圧接型ＩＧＢＴ１１ａと圧接型ＩＧＢＴ１１ｂは、それぞれ、ゲートドライバ１５によって駆動される。通常、圧接型ＩＧＢＴ１１ａと圧接型ＩＧＢＴ１１ｂとは、相補的に駆動される。本実施形態では、ゲートドライバ１５は、コンデンサ１２に接続された自給電源１３により電源が供給される。ゲートドライバ１５は、単位変換器制御回路１４からゲート信号が供給される。
単位変換器制御回路１４は、中央制御装置（図示省略）から、ゲート信号もしくはゲート信号の算出に用いる信号が供給される。各アーム内の単位変換器２が出力する交流基本波周波数は、大略同じである。ゲートドライバ１５に供給するパルスのタイミングをずらすことにより、各アーム２_U，２_V，２_W，２_u，２_v，２_wは、それぞれ、正弦波や正弦波に直流が重畳した電圧を出力することができる。 Each press-contact type IGBT 11a and press-contact type IGBT 11b are each driven by a gate driver 15. Usually, the press contact type IGBT 11a and the press contact type IGBT 11b are driven in a complementary manner. In the present embodiment, the gate driver 15 is supplied with power by a self-supplied power source 13 connected to the capacitor 12. The gate driver 15 is supplied with a gate signal from the unit converter control circuit 14.
The unit converter control circuit 14 is supplied with a gate signal or a signal used for calculation of the gate signal from a central controller (not shown). The AC fundamental frequency output from the unit converter 2 in each arm is substantially the same. By shifting the timing of the pulses supplied to the gate driver 15, the arms 2_U, 2_V, 2_W, 2_u, 2_v, and 2_w can each output a sine wave or a voltage in which a direct current is superimposed on the sine wave.

［電力変換装置の実装構造］
次に、電力変換装置１の実装構造について説明する。
図１は、本実施形態に係る電力変換装置１の実装構造を示す図である。
図１に示すように、電力変換装置１を実装するためのスタック１００は、２本または４本のスタッドボルトからなるスタックポール１０１と、スタックポール１０１の上部と下部に対向配置された加圧支持板であるスタック板１０２，１０３（加圧支持板）とでフレームを構成する。
スタック１００は、圧接型ＩＧＢＴ１１_１〜１１_８と、圧接型ＩＧＢＴ１１_１〜１１_８の冷却および電気的な導通を確保する冷却フィン２０_１〜２０_１２とを交互に積層して構成する。冷却フィン２０_１〜２０_１２は、圧接型ＩＧＢＴ１１_１〜１１_８を冷却するフィンであるとともに、配線基板として端部に電気回路接続端子となる導体２１が接続される。 [Mounting structure of power converter]
Next, the mounting structure of the power conversion device 1 will be described.
FIG. 1 is a diagram illustrating a mounting structure of a power conversion device 1 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, a stack 100 for mounting the power conversion device 1 includes a stack pole 101 composed of two or four stud bolts, and a pressure support that is disposed opposite to the upper and lower portions of the stack pole 101. A frame is composed of the stack plates 102 and 103 (pressure support plates) which are plates.
Stack 100 includes a pressure-contact type IGBT 11 ₁ to 11 _8, is constructed by alternately laminating the cooling fins ₂₀ 1 _{to 20 12} to ensure cooling and electrical conduction pressure-contact type IGBT 11 ₁ to 11 _8. Cooling fins ₂₀ 1 _{to 20 12,} with a fin for cooling the pressure-contact type IGBT 11 ₁ to 11 _8, the conductor 21 formed of the electric circuit connecting terminals to the end portion is connected as a wiring board.

ここで、圧接型ＩＧＢＴ１１_１〜１１_８と、冷却フィン２０_１〜２０_１２と、コンデンサ１２_１〜１２_４とは、単位変換器２_１〜２_４を構成する。以下の説明において、圧接型ＩＧＢＴ１１_１〜１１_８を総称する場合は、圧接型ＩＧＢＴ１１（平型半導体素子）と呼ぶ。同様に、冷却フィン２０_１〜２０_１２を総称する場合は、冷却フィン２０と呼び、コンデンサ１２_１〜１２_４を総称する場合は、コンデンサ１２と呼び、各単位変換器２_１〜２_４を総称する場合は、単位変換器２と呼ぶ。なお、図５の圧接型ＩＧＢＴ１１ａと圧接型ＩＧＢＴ１１ｂは、図１の圧接型ＩＧＢＴ１１_１と圧接型ＩＧＢＴ１１_２、圧接型ＩＧＢＴ１１_３と圧接型ＩＧＢＴ１１_４、…、圧接型ＩＧＢＴ１１_７と圧接型ＩＧＢＴ１１_８に対応する。 Here, the pressure-contact type IGBT 11 ₁ to 11 _8, and the cooling fins ₂₀ 1 _{to 20 12,} the condenser ₁₂ 1 to 12 _4, constituting the unit converter 21 _{to 24.} In the following description, the case of collectively pressure-contact type IGBT 11 ₁ to 11 ₈ are referred to as pressure-contact type IGBT 11 (flat type semiconductor device). Similarly, if a generic term for the cooling fins ₂₀ 1 _{to 20 12,} referred to as the cooling fins 20, may be collectively capacitors ₁₂ 1 to 12 _4, referred to as a capacitor 12, collectively the unit converters 21 _{to 24} When it does, it calls the unit converter 2. Incidentally, pressure-contact type IGBT11a pressure contact type IGBT11b in Figure 5, pressure-contact type IGBT 11 ₁ and pressure-contact type IGBT 11 ₂ in FIG. 1, pressure-contact type IGBT 11 ₃ and pressure-contact IGBT 11 _4, ..., corresponding to the pressure-contact type IGBT 11 ₇ and pressure-contact type IGBT 11 ₈ To do.

スタック１００は、圧接型ＩＧＢＴ１１_１〜１１_８と冷却フィン２０_１〜２０_１２とで積層された各単位変換器２_１〜２_４を絶縁する絶縁物３０_１〜３０_５と、スタック板１０２と絶縁物３０_１との間に配置され、積層された最上位の単位変換器２_１の上部を点で支持するボールジョイント１０４と、を備える。また、スタック１００は、スタック板１０３と絶縁物３０_５との間に配置された、第１ばね４０と、ばね仕切り板５０と、第２ばね６０と、を備える。 Stack 100, with the insulator ₃₀ 1 to 30 ₅ to insulate the pressure-contact type IGBT 11 ₁ to 11 ₈ and the cooling fins ₂₀ 1 _{to 20 12} and each unit converter 21 _{to 24} which are stacked in a stack plate 102 insulating It is arranged between the object 30 _1, provided with a ball joint 104 for supporting the stacked unit converter 2 ₁ at the top of the highest in point, the. Further, the stack 100 comprises disposed between the stack plate 103 with the insulator 30 _5, a first spring 40, a spring partition plate 50, the second spring 60.

第１ばね４０は、圧接型ＩＧＢＴ１１_１〜１１_８と冷却フィン２０_１〜２０_１２とで積層された積層体に一定の加圧力を与える加圧用ばねである。
ばね仕切り板５０は、後記する圧接型ＩＧＢＴ１１の交換時、冷却フィン２０間を広げたときにその分だけ第２ばね６０を押し下げるように移動する。したがって、ばね仕切り板５０から交換対象の圧接型ＩＧＢＴ１１を挟む冷却フィン２０までの距離は、交換時／非交換時時でも変わらない。このため、圧接型ＩＧＢＴ１１_１〜１１_８と冷却フィン２０_１〜２０_１２とで積層された積層体を常時、適度な加圧力で加圧することができる。
第２ばね６０は、ばね仕切り板５０を支える。第２ばね６０は、交換時、ばね仕切り板５０によって冷却フィン２０間を広げた分だけ下方に押し下げられる。 The first spring 40 is a pressurizing spring that gives a constant pressure to the laminate which is stacked with a pressure-contact type IGBT 11 ₁ to 11 ₈ and the cooling fins ₂₀ 1 _{to 20 12.}
The spring partition plate 50 moves so as to push down the second spring 60 when the space between the cooling fins 20 is widened when the press-contact type IGBT 11 described later is replaced. Therefore, the distance from the spring partition plate 50 to the cooling fin 20 sandwiching the pressure-contact type IGBT 11 to be replaced does not change even during replacement / non-replacement. Therefore, the stacked laminate at all times, can be pressurized at moderate pressure in a pressure-contact type IGBT 11 ₁ to 11 ₈ and the cooling fins ₂₀ 1 _{to 20 12.}
The second spring 60 supports the spring partition plate 50. At the time of replacement, the second spring 60 is pushed down by the amount that the space between the cooling fins 20 is widened by the spring partition plate 50.

本実施形態では、各単位変換器２_１〜２_４を高密度に実装して、電力変換装置１の体積を小さくする。このために、各単位変換器２_１〜２_４を構成する各圧接型ＩＧＢＴ１１_１〜１１_８を１つのスタック１００に実装する。例えば、１つのアームを１つのスタック１００に実装する。なお、１つのアームを構成する単位変換器２の数が多い時には、複数のアームを１つのスタック１００に実装してもよいし、単位変換器２の数が少ないときは、１アームを複数のスタック１００に実装してもよい。 In the present embodiment, the unit converters 2 ₁ to 2 ₄ are mounted at a high density to reduce the volume of the power conversion device 1. For this, to implement each pressure-contact type IGBT 11 ₁ to 11 ₈ constituting each unit converter 21 _{to 24} in a single stack 100. For example, one arm is mounted on one stack 100. When the number of unit converters 2 constituting one arm is large, a plurality of arms may be mounted on one stack 100. When the number of unit converters 2 is small, one arm may be replaced with a plurality of units. It may be mounted on the stack 100.

本実施形態では、単位変換器２を構成する全てのＩＧＢＴ１１を１つのスタック１００に実装した。スタック１００には、４段分の単位変換器２_１〜２_４の圧接型ＩＧＢＴ１１_１〜１１_８が実装され、各単位変換器２_１〜２_４は絶縁物３０_１〜３０_５により絶縁される。 In the present embodiment, all the IGBTs 11 constituting the unit converter 2 are mounted on one stack 100. The stack 100, pressure-contact type IGBT 11 ₁ to 11 ₈ conversion four stages unit unit 21 _{to 24} is mounted, the unit converter 21 _{to 24} is insulated by the insulators ₃₀ 1 to 30 ₅ .

スタック１００は、圧接型ＩＧＢＴ１１_１〜１１_８やその冷却と電気的な導通を確保する冷却フィン２０_１〜２０_１２、スタックポール１０１、スタック板１０２，１０３、ボールジョイント１０４、第１ばね４０、ばね仕切り板５０、および第２ばね６０から構成される。４本のスタックポール１０１は、上下に設置したスタック板１０２，１０３を支持・固定する。 Stack 100, pressure-contact type IGBT 11 ₁ to 11 ₈ and the cooling fins ₂₀ 1 _{to 20 12} to which the securing cooling and electrical continuity, the stack pole 101, stack plate 102 and 103, ball joint 104, the first spring 40, the spring The partition plate 50 and the second spring 60 are included. The four stack poles 101 support and fix the stack plates 102 and 103 installed above and below.

ばね仕切り板５０の上に、第１ばね４０を実装し、さらにその上に、各単位変換器２_１〜２_４を構成する圧接型ＩＧＢＴ１１_１〜１１_８や冷却フィン２０_１〜２０_１２、各単位変換器１１_１〜１１_８を絶縁する絶縁物３０_２〜３０_５、単位変換器２_１とスタック板１０２を絶縁する絶縁物３０_１、および中心点で加圧するためのボールジョイント１０４を積層する。実装後に、第１ばね４０を縮めた状態にすることにより、各圧接型ＩＧＢＴ１１_１〜１１_８に適度な加圧力を与えることができる。
スタック１００は、第１ばね４０とスタック板１０３（加圧支持板）間に挿入されたばね仕切り板５０を有し、ばね仕切り板５０は、スタック板１０３との間に介挿された第２ばね６０で支えられる。 On the spring partition plate 50, the first spring 40 is mounted, further thereon, pressure-contact type IGBT 11 ₁ to 11 ₈ and the cooling fins ₂₀ 1 _{to 20 12} of the respective unit converters 21 _{to 24,} each insulators ₃₀ 2-30 ₅ to insulate the unit converters ₁₁ 1 to 11 _8, unit converter _{2 1} and insulator 30 ₁ the stack plate 102 to insulate, and a ball joint 104 to pressurize the central point stacking . After the mounting, by a a compressed state of the first spring 40 can provide an appropriate pressure to each pressure-contact type IGBT 11 ₁ to 11 _8.
The stack 100 includes a spring partition plate 50 inserted between the first spring 40 and the stack plate 103 (pressure support plate), and the spring partition plate 50 is a second spring inserted between the stack plate 103. 60.

なお、前記のように、１つのアームを構成する単位変換器２の数が多い時には複数のアームを１つのスタックに実装してもよいし、反対に、単位変換器２の数が少ないときは、１アームを複数のスタックに実装してもよい。
本実施形態では、前記のように、アームを構成する全てのＩＧＢＴ１１を一つのスタック１００に実装した。本スタック１００には、４段分の単位変換器２の圧接型ＩＧＢＴ１１が実装され、それぞれの単位変換器２は絶縁物３０により絶縁される。 As described above, when the number of unit converters 2 constituting one arm is large, a plurality of arms may be mounted on one stack. Conversely, when the number of unit converters 2 is small. One arm may be mounted on a plurality of stacks.
In the present embodiment, as described above, all the IGBTs 11 constituting the arm are mounted on one stack 100. The stack 100 is mounted with the pressure contact type IGBT 11 of the unit converter 2 for four stages, and each unit converter 2 is insulated by the insulator 30.

［単位変換器の実装構造］
単位変換器２の実装構造を説明する。
単位変換器２を構成する２つの圧接型ＩＧＢＴ１１は、それぞれ両面から冷却フィン２０に挟まれてスタック１００に実装されている。例えば、単位変換器２_１は、圧接型ＩＧＢＴ１１_１，１１_２と冷却フィン２０_１〜２０_３とが交互に積層して構成される。
各単位変換器２_１〜２_４の最上段と最下段の冷却フィン２０_１と２０_３，２０_４と２０_６，２０_７と２０_９，２０_１０と２０_１２はそれぞれ、コンデンサ１２_１〜１２_４のｐ端子１２ｐ，ｎ端子１２ｎに電気的に接続される。 [Unit converter mounting structure]
A mounting structure of the unit converter 2 will be described.
The two pressure contact IGBTs 11 constituting the unit converter 2 are mounted on the stack 100 by being sandwiched between the cooling fins 20 from both sides. For example, unit converter _{2 1} includes a pressure-contact type IGBT 11 _1, 11 ₂ and the cooling fins ₂₀ 1 to 20 ₃ is formed by stacking alternately.
Each cooling fin 20 ₁ uppermost and lowermost of the respective unit converters 21 _{to 24} and ₂₀ 3, 20 ₄ and ₂₀ 6, 20 ₇ and ₂₀ 9, _{20 10} and _{20 12,} capacitors ₁₂ 1 to 12 ₄ The p terminal 12p and the n terminal 12n are electrically connected.

各単位変換器２_１〜２_４の最下段の冷却フィン２０_３，２０_６，２０_９，２０_１２は、各単位変換器２_１〜２_４を構成する圧接型ＩＧＢＴ１１に挟まれた冷却フィン２０に接続される。例えば、自単位変換器２が単位変換器２_２である場合、圧接型ＩＧＢＴ１１１_３，１１_４に挟まれた冷却フィン２０_５は、単位変換器２_２より上段の単位変換器２_１の最も下段、すなわち電位の低い冷却フィン２０_３に電気的に接続される。自単位変換器２が最も高い電位の単位変換器２_１であれば、冷却フィン２０_１は、アームの最も高電位端子となる。また、自単位変換器２が最も電位の低い単位変換器２_４であれば、その下段の冷却フィン２０_１２は、単位変換器２_４の最も低い電位が接続される。また、冷却フィン２０_２，２０_１２には、外部への電気回路接続端子となる導体２１が接続される。 Each unit converter 21 _{to 24} of the lowermost cooling fins _{20 3,} 20 _6, 20 9, _{20 12,} cooling fins 20 sandwiched between the pressure contact type IGBT11 constituting each unit converter 21 _{to 24} Connected to. For example, if the own unit converter 2 is a unit converter _{2 2,} pressure-contact type IGBT 111 _3, 11 the cooling fins 20 ₅ sandwiched between the ₄ most lower unit converters _{2 2} than the upper unit converter _{2 1} , that is electrically connected to the lower cooling fins 20 ₃ potentials. If the own unit converter 2 is a unit converter 2 of _the highest potential, the cooling fins 20 ₁ is a highest potential terminal of the arm. Further, if the own unit converter 2 is a lowest potential unit converter 2 _4, cooling fins 20 ₁₂ of the lower part, the lowest potential of the unit converters 2 ₄ is connected. Further, the cooling fins ₂₀ 2, _{20 12,} the conductor 21 formed of an electric circuit connecting terminals to the outside are connected.

［スタックの構造］
図２は、本実施形態に係る電力変換装置１のスタック１００の特徴部分の構造を示す図である。
図２に示すように、スタック１００は、油圧加圧装置２００（治具）を接続することができる。
油圧加圧装置２００は、第１加圧部２１０と、第２加圧部２２０と、第１加圧部２１０と第２加圧部２２０とを接続する油パイプ２３０と、を備える。
第１加圧部２１０は、交換時、交換対象の圧接型ＩＧＢＴ１１を挟む冷却フィン２０間の左右両端に接続し、油圧により当該冷却フィン２０間の距離を変える油圧ジャッキである。
第２加圧部２２０は、交換時、ばね仕切り板５０とスタック板１０３間の左右両端に接続し、第１加圧部２１０の油圧動作に連動して油圧によりばね仕切り板５０とスタック板１０３間の距離を変える油圧ジャッキである。
油パイプ２３０は、第１加圧部２１０と第２加圧部２２０とを油圧により接続する。
第１加圧部２１０と第２加圧部２２０とは、油パイプ２３０を連通する油圧で繋がっており、第１加圧部２１０が該当冷却フィン２０間の間隔を広げると、第２加圧部２００がばね仕切り板５０とスタック板１０３の間隔をその分縮める。 [Stack structure]
FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of a characteristic portion of the stack 100 of the power conversion device 1 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 2, the stack 100 can be connected to a hydraulic pressure device 200 (a jig).
The hydraulic pressure device 200 includes a first pressure unit 210, a second pressure unit 220, and an oil pipe 230 that connects the first pressure unit 210 and the second pressure unit 220.
The first pressurizing unit 210 is a hydraulic jack that is connected to both left and right ends of the cooling fins 20 sandwiching the pressure-contact IGBT 11 to be replaced at the time of replacement, and changes the distance between the cooling fins 20 by hydraulic pressure.
The second pressurizing unit 220 is connected to the left and right ends between the spring partition plate 50 and the stack plate 103 at the time of replacement, and the spring partition plate 50 and the stack plate 103 are hydraulically linked to the hydraulic operation of the first pressurizing unit 210. It is a hydraulic jack that changes the distance between.
The oil pipe 230 connects the first pressurizing unit 210 and the second pressurizing unit 220 by hydraulic pressure.
The first pressurizing unit 210 and the second pressurizing unit 220 are connected by a hydraulic pressure that allows the oil pipe 230 to communicate. When the first pressurizing unit 210 increases the interval between the cooling fins 20, the second pressurizing unit 210 and the second pressurizing unit 220 are connected. The portion 200 reduces the distance between the spring partition plate 50 and the stack plate 103 accordingly.

第１加圧部２１０は、前記のように、交換対象の圧接型ＩＧＢＴ１１を挟む冷却フィン２０の左右両端側から差し込まれて設置される。第１加圧部２１０は、圧接型ＩＧＢＴ１１の交換時、冷却フィン２０間を上下方向に押し広げる。図２の場合、交換対象の圧接型ＩＧＢＴ１１_４に対し、圧接型ＩＧＢＴ１１_４を挟む冷却フィン２０_５，２０_６の左右両端側から差し込み、この冷却フィン２０_５と２０_６間を上下方向に広げる。
第２加圧部２２０は、前記のように、ばね仕切り板５０とスタック板１０３の左右両端側から差し込まれて設置される。第２加圧部２２０は、このばね仕切り板５０とスタック板１０３間を上下方向に押し縮める。
なお、本実施形態では、油圧加圧装置２００は、一対の第１加圧部２１０、第２加圧部２２０、および油パイプ２３０を備える構成を示したが、それぞれ、片側の１つでもよい。 As described above, the first pressurizing unit 210 is installed by being inserted from the left and right ends of the cooling fin 20 sandwiching the pressure-contact IGBT 11 to be replaced. The first pressurizing unit 210 pushes the space between the cooling fins 20 in the vertical direction when the pressure contact type IGBT 11 is replaced. For Figure 2, to replace pressure-contact type IGBT 11 ₄ of the target, insert the left and right end side of the cooling fins ₂₀ 5, 20 ₆ sandwiching the pressure-contact IGBT 11 _4, spread between the cooling fins 20 ₅ and 20 ₆ in the vertical direction.
As described above, the second pressurizing unit 220 is inserted and installed from the left and right ends of the spring partition plate 50 and the stack plate 103. The second pressurizing unit 220 compresses and shrinks between the spring partition plate 50 and the stack plate 103 in the vertical direction.
In addition, in this embodiment, although the hydraulic pressurization apparatus 200 showed the structure provided with a pair of 1st pressurization part 210, the 2nd pressurization part 220, and the oil pipe 230, each may be one on one side, respectively. .

［油圧加圧装置の構成］
図３は、スタック１００に接続される油圧加圧装置２００を示す図である。
図３に示すように、油圧加圧装置２００の第１加圧部２１０は、載置台２１１と、載置台２１１に立設された支柱部２１２と、支柱部２１２から載置台２１１上に対向するように延出して、油圧により上下移動するジャッキ部２１３と、を備える。
載置台２１１は、交換時、先端部２１１ａが一方の冷却フィン２０の端部の上面２０ａ（図２参照）上に差し込まれ、当該端面２０ａ（図２参照）に載せられる。
支柱部２１２は、ジャッキ部２１３を上下動可能に支持するとともに、油圧によりジャッキ部２１３を移動させる油圧機構（図示省略）を有する。この油圧機構は、第２加圧部２２０の油圧機構（図示省略）と油パイプ２３０により接続されている。
ジャッキ部２１３は、交換時、先端部２１３ａがばね仕切り板５０の端部の上面５０ａ（図２参照）に接するように差し込まれる。なお、先端部２１３ａにはテーパ２１３ｂが形成されており、テーパ２１３ｂは先端部２１３ａを差し込む際の位置決めを容易にするとともに、圧接型ＩＧＢＴ１１の放熱フィンへの当接を未然に防がれる。 [Configuration of hydraulic pressurizer]
FIG. 3 is a diagram illustrating the hydraulic pressurizing apparatus 200 connected to the stack 100.
As shown in FIG. 3, the first pressurizing unit 210 of the hydraulic pressurizing apparatus 200 is opposed to the mounting table 211, the column unit 212 standing on the mounting table 211, and the column unit 212 on the mounting table 211. And a jack portion 213 that extends up and down by hydraulic pressure.
At the time of replacement, the mounting table 211 has the tip 211a inserted on the upper surface 20a (see FIG. 2) of the end of one cooling fin 20 and placed on the end surface 20a (see FIG. 2).
The column part 212 includes a hydraulic mechanism (not shown) that supports the jack part 213 so as to be movable up and down and moves the jack part 213 by hydraulic pressure. This hydraulic mechanism is connected to the hydraulic mechanism (not shown) of the second pressurizing unit 220 by an oil pipe 230.
At the time of replacement, the jack portion 213 is inserted so that the front end portion 213a contacts the upper surface 50a (see FIG. 2) of the end portion of the spring partition plate 50. The tip 213a is formed with a taper 213b. The taper 213b facilitates positioning when the tip 213a is inserted and prevents the press-contact IGBT 11 from coming into contact with the heat radiation fin.

また、油圧加圧装置２００の第２加圧部２２０は、載置台２２１と、載置台２２１に立設された支柱部２２２と、支柱部２２２から載置台２２１上に対向するように延出して、油圧により上下移動するジャッキ部２２３と、を備える。
載置台２２１は、交換時、スタック板１０３（図２参照）上に載せられる。
支柱部２２２は、ジャッキ部２２３を上下動可能に支持するとともに、油圧によりジャッキ部２２３を移動させる油圧機構（図示省略）を有する。
ジャッキ部２２３は、交換時、先端部２２３ａが対向する他方の冷却フィン２０の端部の背面２０ｂ（図２参照）に接するように差し込まれる。なお、先端部２２３ａにはテーパ２２３ｂが形成されており、第１ばね４０への当接を未然に防がれる。 In addition, the second pressurizing unit 220 of the hydraulic pressurizing apparatus 200 extends from the mounting table 221, the column unit 222 erected on the mounting table 221, and the column unit 222 so as to face the mounting table 221. A jack portion 223 that moves up and down by hydraulic pressure.
The mounting table 221 is placed on the stack plate 103 (see FIG. 2) at the time of replacement.
The column part 222 has a hydraulic mechanism (not shown) that supports the jack part 223 so that it can move up and down and moves the jack part 223 by hydraulic pressure.
At the time of replacement, the jack portion 223 is inserted so as to be in contact with the back surface 20b (see FIG. 2) of the end portion of the other cooling fin 20 with which the front end portion 223a is opposed. The tip 223a is formed with a taper 223b to prevent contact with the first spring 40.

以下、上述のように構成されたスタック１００の圧接型ＩＧＢＴ１１の交換動作について説明する。
スタック１００に実装された圧接型ＩＧＢＴ１１のうち、一つの圧接型ＩＧＢＴが故障したとする。圧型ＩＧＢＴ１１は、故障時には、通常短絡になり、電流経路が確保されるため、そのまま運転継続できる。しかし、出力できる最大電圧が低下するので、故障した圧接型ＩＧＢＴ１１を健全な圧接型ＩＧＢＴに交換したい要請がある。 Hereinafter, the replacement operation of the pressure-contact type IGBT 11 of the stack 100 configured as described above will be described.
It is assumed that one pressure contact type IGBT among the pressure contact type IGBTs 11 mounted on the stack 100 has failed. The pressure IGBT 11 is normally short-circuited at the time of failure, and a current path is secured, so that the operation can be continued as it is. However, since the maximum voltage that can be output decreases, there is a demand to replace the failed pressure contact type IGBT 11 with a sound pressure contact type IGBT.

特許文献１に記載の圧接スタックは、圧接型ＩＧＢＴを交換するには、各圧接型ＩＧＢＴに印加する加圧力を緩めた後に、故障した圧接型ＩＧＢＴを交換する必要があった。しかし、ＭＭＣ方式の電力変換装置においては、この圧接スタックを構成する冷却フィンは大型のコンデンサに接続されている。このため、加圧力を緩めてしまうと、バランスが崩れて、再加圧するときに圧接型ＩＧＢＴを均等加圧に失敗する可能性がある。このようなアンバランスを防止するには、圧接スタックの加圧力を緩めることなく、圧接型ＩＧＢＴを取り出す必要がある。そのため、冷却フィンの間隔を広げると他の圧接型ＩＧＢＴに過剰な圧力が加わってしまう。   In order to replace the pressure-contact IGBT, the pressure-contact stack described in Patent Literature 1 needs to replace the failed pressure-contact IGBT after loosening the pressure applied to each pressure-contact IGBT. However, in the MMC type power converter, the cooling fins constituting the press-contact stack are connected to a large capacitor. For this reason, if the applied pressure is loosened, the balance may be lost, and there is a possibility that the press contact type IGBT may fail to be uniformly pressurized when repressurized. In order to prevent such an imbalance, it is necessary to take out the pressure-contact type IGBT without loosening the pressure applied to the pressure-contact stack. Therefore, when the interval between the cooling fins is widened, excessive pressure is applied to the other pressure contact type IGBT.

そこで、本実施形態では、スタック１００を構成する圧接型ＩＧＢＴ１１を取り出すために冷却フィン２０間を広げるときに、冷却フィン２０間の間隔を広げた分、ばね仕切り板５０を第２ばね６０の反発力に抗して押し下げる。この構成を採ることにより、前記間隔を広げるために移動した冷却フィン２０とばね仕切り板５０との間の距離は変わらない。このため、第１ばね４０の加圧力も一定であり、他の圧接型ＩＧＢＴ１１に印加される圧力を一定に保つことを特徴とする。   Therefore, in the present embodiment, when the space between the cooling fins 20 is widened in order to take out the press-contact type IGBT 11 constituting the stack 100, the spring partition plate 50 is repelled by the second spring 60 by the amount that the space between the cooling fins 20 is widened. Push down against force. By adopting this configuration, the distance between the cooling fin 20 moved to widen the interval and the spring partition plate 50 does not change. For this reason, the pressing force of the first spring 40 is also constant, and the pressure applied to the other press-contact type IGBT 11 is kept constant.

再び図２を参照して、スタック１００を構成する圧接型ＩＧＢＴ１１の交換を具体的に説明する。
圧接型ＩＧＢＴ１１のスタック１００は、交換しようとする圧接型ＩＧＢＴ１１の位置に、油圧加圧装置２００を接続することができる。図２では、圧接型ＩＧＢＴ１１_４を交換する場合を例に採る。圧接型ＩＧＢＴ１１_４は、冷却フィン２０_５と冷却フィン２０_６間に挟まれている。
交換対象の圧接型ＩＧＢＴ１１_４を取り出して交換するために、油圧加圧装置２００を用いて、冷却フィン２０_５と冷却フィン２０_６間を広げるものである。以下説明する。 Referring to FIG. 2 again, the replacement of the pressure contact IGBT 11 constituting the stack 100 will be specifically described.
The stack 100 of the press contact type IGBT 11 can connect the hydraulic pressurizing device 200 to the position of the press contact type IGBT 11 to be replaced. In Figure 2, take the case of replacing the pressure-contact type IGBT 11 ₄ as an example. Pressure-contact type IGBT 11 ₄ is sandwiched between the cooling fins 20 ₅ cooling fins 20 _6.
To remove and replace replace insulation displacement IGBT 11 ₄ of the target, using a hydraulic pressure device 200 is a cooling fin 20 ₅ which widen between the cooling fins 20 _6. This will be described below.

<第１加圧部２１０および第２加圧部２２０の接続>
図２に示すように、交換対象の圧接型ＩＧＢＴ１１_４に対し、この圧接型ＩＧＢＴ１１_４を挟む冷却フィン２０_５，２０_６の端側から、第１加圧部２１０の載置台２１１の先端およびジャッキ部２１３の先端部２１３ａ（図３参照）を差し込む。これにより、載置台２１１の先端の底面は、冷却フィン２０_６の上面２０ａに差し込まれ、ジャッキ部２１３の先端部２１３ａの上面は、冷却フィン２０_５の裏面２０ｂに差し込まれる。
一方、第２加圧部２２０の載置台２２１をスタック板１０３上に載置するとともに、ジャッキ部２１３の先端部２１３ａ（図３参照）をばね仕切り板５０の上面に差し込む。これにより、第２加圧部２２０は、スタック板１０３上に載置され、ジャッキ部２１３の先端部２１３ａの裏面は、ばね仕切り板５０の上面に差し込まれる。
なお、上述した第１加圧部２１０および第２加圧部２２０の接続は、他方の側面からも同様に行われる。 <Connection of first pressurizing unit 210 and second pressurizing unit 220>
As shown in FIG. 2, with respect to pressure-contact type IGBT 11 ₄ being replaced, from the end side of the cooling fins ₂₀ 5, 20 ₆ sandwiching the pressure-contact IGBT 11 _4, the mounting table 211 of the first pressing 210 tip and jack The tip 213a (see FIG. 3) of the part 213 is inserted. Thus, the bottom surface of the tip of the mounting table 211 is inserted into the upper surface 20a of the cooling fins 20 _6, the upper surface of the tip portion 213a of the jack 213 is inserted into the rear surface 20b of the cooling fins 20 _5.
On the other hand, the mounting table 221 of the second pressurizing unit 220 is mounted on the stack plate 103, and the front end 213 a (see FIG. 3) of the jack unit 213 is inserted into the upper surface of the spring partition plate 50. As a result, the second pressure member 220 is placed on the stack plate 103, and the back surface of the tip portion 213 a of the jack portion 213 is inserted into the upper surface of the spring partition plate 50.
In addition, the connection of the 1st pressurization part 210 mentioned above and the 2nd pressurization part 220 is performed similarly from the other side.

このように、第２加圧部２２０は、ばね仕切り板５０とスタック板１０３の端側から第１加圧部２１０の載置台２１１の先端およびジャッキ部２１３の先端部２１３ａ（図３参照）を差し込む。これにより、載置台２１１の先端の底面は、冷却フィン２０_６の上面２０ａに差し込まれ、ジャッキ部２１３の先端部２１３ａの上面は、冷却フィン２０_５の裏面２０ｂに差し込まれる。
以上により、交換対象の圧接型ＩＧＢＴ１１_４を挟む冷却フィン２０_５，２０_６へ、第１加圧部２１０が接続され、ばね仕切り板５０の上面に第２加圧部２２０が接続された。 As described above, the second pressurizing unit 220 includes the tip of the mounting table 211 of the first pressurizing unit 210 and the front end 213a of the jack unit 213 (see FIG. 3) from the end sides of the spring partition plate 50 and the stack plate 103. Plug in. Thus, the bottom surface of the tip of the mounting table 211 is inserted into the upper surface 20a of the cooling fins 20 _6, the upper surface of the tip portion 213a of the jack 213 is inserted into the rear surface 20b of the cooling fins 20 _5.
Thus, the cooling fins ₂₀ 5, 20 ₆ sandwiching the pressure-contact IGBT 11 ₄ to be replaced, the first pressing 210 is connected, the second pressure 220 is connected to the upper surface of the spring the partition plate 50.

<油圧加圧装置２００による加圧>
第１加圧部２１０および第２加圧部２２０の油圧機構（図示省略）を手動または電動により動作させる。第１加圧部２１０と第２加圧部２２０は、油パイプ２３０で接続されている。このため、一方の加圧部への加圧動作は他方の加圧部に連動する。例えば、第１加圧部２１０を動作させると、第２加圧部２２０も連動して動作する。この場合、第１加圧部２１０のジャッキ部２１３が、載置台２１１に対して上方向に移動し、これに伴い、第２加圧部２２０のジャッキ部２２３も連動して、ばね仕切り板５０を下方向に移動させる。第１加圧部２１０は、冷却フィン２０_５と冷却フィン２０_６間を広げ、第２加圧部２２０は、ばね仕切り板５０とスタック板１０３間を上下方向に押し縮めることになる。 <Pressurization by the hydraulic pressurizer 200>
The hydraulic mechanism (not shown) of the first pressurizing unit 210 and the second pressurizing unit 220 is operated manually or electrically. The first pressure unit 210 and the second pressure unit 220 are connected by an oil pipe 230. For this reason, the pressurization operation to one pressurization part is interlocked with the other pressurization part. For example, when the first pressure unit 210 is operated, the second pressure unit 220 is also operated in conjunction. In this case, the jack part 213 of the first pressurizing part 210 moves upward with respect to the mounting table 211, and accordingly, the jack part 223 of the second pressurizing part 220 is also interlocked with the spring partition plate 50. Move down. The first pressure 210, and the cooling fins 20 ₅ spread between the cooling fins 20 _6, the second pressure 220 would reduce press between spring partition plate 50 and the stack plate 103 in the vertical direction.

ここで、冷却フィン２０_５と冷却フィン２０_６間の間隔を広げた分（距離）、ばね仕切り板５０とスタック板１０３間の距離を縮める。冷却フィン２０_５と冷却フィン２０_６間の間隔を広げた分、ばね仕切り板５０とスタック板１０３間の距離を縮めるので、ばね仕切り板５０から冷却フィン２０_５までの距離は、当該交換動作の前後において一定である。このため、第１ばね４０の加圧力も一定となり、他の圧接型ＩＧＢＴ１１に印加される圧力を一定に保つことができる。 Here, the partial widening the gap between the cooling fins 20 ₅ cooling fins 20 ₆ (distance), reduce the distance between the spring partition plate 50 and the stack plate 103. Cooling fins 20 ₅ and minutes to spread the spacing between the cooling fins 20 _6, so reducing the distance between the spring partition plate 50 and the stack plates 103, the distance from the spring partition plate 50 to the cooling fins 20 _5, of the exchange operation It is constant before and after. For this reason, the pressurizing force of the first spring 40 is also constant, and the pressure applied to the other press-contact type IGBT 11 can be kept constant.

<圧接型ＩＧＢＴの交換>
冷却フィン２０_５と冷却フィン２０_６間の間隔を広げているときに、交換対象の圧接型ＩＧＢＴ１１_４を取り出して健全な圧接型ＩＧＢＴと交換する。 <Replacement of pressure welding IGBT>
When the cooling fins 20 ₅ has an increasing spacing between the cooling fins 20 ₆ takes out the pressure-contact type IGBT 11 ₄ to be replaced is replaced with healthy pressure-contact type IGBT.

<油圧加圧装置２００による加圧停止>
第１加圧部２１０および第２加圧部２２０の油圧機構（図示省略）の動作を停止する。第１加圧部２１０のジャッキ部２１３は、載置台２１１方向に移動し、第２加圧部２２０のジャッキ部２２３は、ばね仕切り板５０を上方向に移動する。
その後、冷却フィン２０_５，２０_６の間に差し込んだ第１加圧部２１０を取り外すとともに、ばね仕切り板５０とスタック板１０３の間に差し込んだ第２加圧部２２０を取り外すことで、圧接型ＩＧＢＴの交換が完了する。 <Pressurization stop by hydraulic pressurizer 200>
The operation of the hydraulic mechanism (not shown) of the first pressurizing unit 210 and the second pressurizing unit 220 is stopped. The jack part 213 of the first pressurizing part 210 moves in the direction of the mounting table 211, and the jack part 223 of the second pressurizing part 220 moves the spring partition plate 50 upward.
Thereafter, the detached first pressure 210 plugged between the cooling fins ₂₀ 5, 20 _6, by removing the second pressure 220 plugged between the spring partition plate 50 and the stack plates 103, pressure-contact type The IGBT replacement is completed.

以上説明したように、本実施形態の電力変換装置１は、対向配置したスタック板１０２，１０３間に複数個の圧接型ＩＧＢＴ１１と冷却フィン２０とを交互に積層した積層体を配置し、積層体に所定の加圧力を与える第１ばね４０と、第１ばね４０とスタック板１０３間に挿入されたばね仕切り板５０と、ばね仕切り板５０とスタック板１０３間に挿入され、ばね仕切り板５０を支える第２ばね６０と、を備える。電力変換装置１を実装するためのスタック１００は、交換対象の圧接型ＩＧＢＴ１１に接する冷却フィン２０間を広げたときに、広げた距離と同じ距離だけ、ばね仕切り板５０を第２ばね６０に抗して移動させる油圧加圧装置２００を接続することができる。油圧加圧装置２００を接続することができるのは、ばね仕切り板５０と第２ばね６０とを備える構成を採り、かつ、冷却フィン２０間に第１加圧部２１０を取付けることができるからである。   As described above, the power conversion device 1 according to the present embodiment arranges a laminated body in which a plurality of press-contact type IGBTs 11 and cooling fins 20 are alternately laminated between the stack plates 102 and 103 arranged to face each other. The first spring 40 for applying a predetermined pressure to the spring, the spring partition plate 50 inserted between the first spring 40 and the stack plate 103, and inserted between the spring partition plate 50 and the stack plate 103 to support the spring partition plate 50. A second spring 60. The stack 100 for mounting the power conversion device 1 resists the spring partition plate 50 against the second spring 60 by the same distance as the widened distance when the space between the cooling fins 20 in contact with the pressure contact IGBT 11 to be replaced is widened. Thus, the hydraulic pressurizing apparatus 200 to be moved can be connected. The reason why the hydraulic pressure device 200 can be connected is that the structure including the spring partition plate 50 and the second spring 60 is adopted, and the first pressure unit 210 can be attached between the cooling fins 20. is there.

このように、油圧加圧装置２００の一方の第１加圧部２１０を交換対象の圧接型ＩＧＢＴ１１に接する冷却フィン２０に接続し、他方の第２加圧部２２０をばね仕切り板５０とスタック板１０３の間に設置する。第１加圧部２１０と第２加圧部２２０は油パイプ２３０で接続されており、第１加圧部２１０を広げた分だけ、第２加圧部２２０を狭める機構を有する。すなわち、ある圧接型ＩＧＢＴ１１を取り出すために、第１加圧部２１０を広げて、冷却フィン２０間の間隔を広げると、第２加圧部２２０の第２加圧部２２０の幅が狭くなり、ばね仕切り板５０とスタック板１０３の間隔がその分縮まる。したがって、第１ばね４０の長さは一定に保たれるので、他の圧接型ＩＧＢＴ１１に印加される圧力を一定に保つことができる。
これにより、交換対象以外の圧接型ＩＧＢＴ１１の加圧力を維持したまま、任意の圧接型ＩＧＢＴ１１を交換することができる。
なお、油圧加圧装置２００はスタック１００に設置されていても、着脱できてもどちらでもよい。 In this way, one first pressure member 210 of the hydraulic pressure device 200 is connected to the cooling fin 20 in contact with the pressure contact IGBT 11 to be replaced, and the other second pressure member 220 is connected to the spring partition plate 50 and the stack plate. 103. The first pressurizing unit 210 and the second pressurizing unit 220 are connected by an oil pipe 230 and have a mechanism for narrowing the second pressurizing unit 220 by an amount corresponding to the expansion of the first pressurizing unit 210. That is, in order to take out a certain pressure contact type IGBT 11, when the first pressure unit 210 is expanded and the interval between the cooling fins 20 is expanded, the width of the second pressure unit 220 of the second pressure unit 220 is narrowed. The distance between the spring partition plate 50 and the stack plate 103 is reduced accordingly. Accordingly, since the length of the first spring 40 is kept constant, the pressure applied to the other press-contact type IGBT 11 can be kept constant.
Thereby, arbitrary press-contact type IGBT11 can be replaced | exchanged, maintaining the pressurization force of press-contact type IGBT11 other than exchange object.
Note that the hydraulic pressure device 200 may be either installed in the stack 100 or detachable.

（第２の実施形態）
第１の実施形態は、油圧加圧装置２００を用いて冷却フィン２０の間隔を広げている。第２の実施形態では、電気加圧装置３００を用いて冷却フィンの間隔を広げる例である。
図６は、本発明の第２の実施形態に係る電力変換装置のスタック１００の特徴部分の構造を示す図である。図２と同一構成部分には同一符号を付して重複箇所の説明を省略する。
図６に示すように、スタック１００は、電気加圧装置３００（治具）を接続することができる。
電気加圧装置３００は、電磁力を用いて加圧する第１加圧部３１０と、電磁力を用いて加圧する第２加圧部３２０と、第１加圧部３１０と第２加圧部３２０を駆動制御する駆動信号を出力するコントローラ３３０と、を備える。
第１加圧部３１０は、ソレノイドやモータ（図示省略）を備え、電磁力を用いてソレノイドやモータを駆動する。第２加圧部３１０は、載置台３１１と、載置台３１１に立設された支柱部３１２と、支柱部３１２から載置台３１１上に対向するように延出して、電磁力により上下移動するジャッキ部３１３と、を備える。第１加圧部３１０は、交換時、交換対象の圧接型ＩＧＢＴ１１を挟む冷却フィン２０間に接続し、電磁力を用いて当該冷却フィン２０間の距離を変える。 (Second Embodiment)
In the first embodiment, the interval between the cooling fins 20 is widened using the hydraulic pressurizing device 200. The second embodiment is an example in which the gap between the cooling fins is widened using the electric pressurizing apparatus 300.
FIG. 6 is a diagram illustrating the structure of the characteristic part of the stack 100 of the power conversion device according to the second embodiment of the present invention. The same components as those in FIG.
As shown in FIG. 6, the stack 100 can be connected to an electric pressurizing apparatus 300 (jig).
The electric pressurizing apparatus 300 includes a first pressurizing unit 310 that pressurizes using electromagnetic force, a second pressurizing unit 320 that pressurizes using electromagnetic force, a first pressurizing unit 310, and a second pressurizing unit 320. And a controller 330 that outputs a driving signal for controlling the driving of the motor.
The first pressurizing unit 310 includes a solenoid and a motor (not shown), and drives the solenoid and the motor using electromagnetic force. The second pressure unit 310 includes a mounting table 311, a column unit 312 erected on the mounting table 311, and a jack that extends from the column unit 312 so as to face the mounting table 311 and moves up and down by electromagnetic force. Part 313. The first pressurizing unit 310 is connected between the cooling fins 20 that sandwich the pressure-contact type IGBT 11 to be replaced at the time of replacement, and changes the distance between the cooling fins 20 using electromagnetic force.

第２加圧部３２０は、ソレノイドやモータ（図示省略）を備え、電磁力を用いてソレノイドやモータを駆動する。第２加圧部３２０は、載置台３２１と、載置台３２１に立設された支柱部３２２と、支柱部３２２から載置台３２１上に対向するように延出して、電磁力により上下移動するジャッキ部３２３と、を備える。第２加圧部３２０は、交換時、ばね仕切り板５０とスタック板１０３間に接続し、電磁力を用いてばね仕切り板５０とスタック板１０３間の距離を変える。
コントローラ３３０は、第１加圧部３１０と第２加圧部３２０のジャッキ部３１３，３２３を駆動する駆動信号を出力する。 The second pressure unit 320 includes a solenoid and a motor (not shown), and drives the solenoid and the motor using electromagnetic force. The second pressurizing unit 320 includes a mounting table 321, a support column 322 erected on the mounting table 321, and a jack that extends from the support column 322 to face the mounting table 321 and moves up and down by electromagnetic force. Part 323. The second pressure unit 320 is connected between the spring partition plate 50 and the stack plate 103 at the time of replacement, and changes the distance between the spring partition plate 50 and the stack plate 103 using electromagnetic force.
The controller 330 outputs drive signals that drive the jack portions 313 and 323 of the first pressurizing unit 310 and the second pressurizing unit 320.

以下、上述のように構成されたスタック１００の圧接型ＩＧＢＴ１１の交換動作について説明する。
本実施形態は、図２の油圧加圧装置２００が電気加圧装置３００に変更された点が異なる。基本的動作は、第１の実施形態と同様である。
本実施形態では、電気加圧装置３００の電磁力を用いて加圧力を得る。
電気加圧装置３００の第１加圧部３１０を取り出したい圧接型ＩＧＢＴ１１に接する冷却フィン２０に接続する。そして、第２加圧部３２０をばね仕切り板５０とスタック板１０３の間に設置する。図６では、第１加圧部３１０を、圧接型ＩＧＢＴ１１_４に接する冷却フィン２０_５，２０_６間に接続する。そして、第２加圧部３２０をばね仕切り板５０とスタック板１０３の間に設置する。
第１加圧部３１０と第２加圧部３２０は、コントローラ３３０により駆動制御される。換言すれば、第１加圧部３１０と第２加圧部３２０は、コントローラ３３０を介して電気的に接続されている。 Hereinafter, the replacement operation of the pressure-contact type IGBT 11 of the stack 100 configured as described above will be described.
The present embodiment is different in that the hydraulic pressurizing apparatus 200 of FIG. The basic operation is the same as in the first embodiment.
In the present embodiment, the applied pressure is obtained using the electromagnetic force of the electric pressurizing apparatus 300.
The first pressurizing unit 310 of the electric pressurizing apparatus 300 is connected to the cooling fin 20 in contact with the press contact type IGBT 11 to be taken out. Then, the second pressure unit 320 is installed between the spring partition plate 50 and the stack plate 103. In Figure 6, connecting the first compressing part 310, between the cooling fins ₂₀ 5, 20 ₆ in contact with the pressure-contact type IGBT 11 _4. Then, the second pressure unit 320 is installed between the spring partition plate 50 and the stack plate 103.
The first pressurizing unit 310 and the second pressurizing unit 320 are driven and controlled by the controller 330. In other words, the first pressurizing unit 310 and the second pressurizing unit 320 are electrically connected via the controller 330.

コントローラ３３０は、第１加圧部３１０のジャッキ部３１３を広げた分だけ、第２加圧部３２０のジャッキ部３２３を狭めるよう電気的に制御する。すなわち、本実施形態では、第１の実施形態のように、第１加圧部３１０が加圧により冷却フィン２０_５，２０_６間を広げると、広げた分だけ、第２加圧部３２０が、ばね仕切り板５０とスタック板１０３の間を縮める。したがって、ばね仕切り板５０から冷却フィン２０_５までの距離は、当該交換動作の前後において一定であり、第１ばね４０の長さは一定に保たれるので、他の圧接型ＩＧＢＴ１１に印加される圧力を一定に保つことができる。
すなわち、交換対象以外の圧接型ＩＧＢＴ１１の加圧力を維持したまま、任意の圧接型ＩＧＢＴ１１を交換することができる。
なお、電気加圧装置２００はスタック１００に設置されていても、着脱できてもどちらでもよい。 The controller 330 electrically controls the jack part 323 of the second pressurizing part 320 to be narrowed by the amount of the jack part 313 of the first pressurizing part 310 being widened. That is, in the present embodiment, as in the first embodiment, when the first pressurizing unit 310 expands the space between the cooling fins 20 ₅ and 20 ₆ by pressurization, the second pressurizing unit 320 is increased by the amount of expansion. The space between the spring partition plate 50 and the stack plate 103 is reduced. Accordingly, the distance from the spring partition plate 50 to the cooling fins 20 ₅ is constant before and after of the exchange operation, the length of the first spring 40 is kept constant, is applied to the other pressure-contact type IGBT11 The pressure can be kept constant.
That is, any pressure-contact type IGBT 11 can be replaced while maintaining the pressure of the pressure-contact type IGBT 11 other than the replacement target.
The electric pressurizing apparatus 200 may be either installed in the stack 100 or detachable.

［変形例］
図７は、本発明の第２の実施形態に係る電力変換装置の変形例のスタック１００の特徴部分の構造を示す図である。図６と同一構成部分には同一符号を付して重複箇所の説明を省略する。
図７の変形例に係るスタック１００は、電気加圧装置４００（治具）を接続することができる。
図７に示すように、電気加圧装置４００は、
電磁力を用いて加圧する第１加圧部３１０と、電磁力を用いて加圧する第２加圧部４２０と、第１加圧部３１０と第２加圧部４２０を駆動制御する駆動信号を出力するコントローラ４３０と、を備える。
本変形例では、第２加圧部３２０（図６参照）に代えて第２加圧部４２０を用いる。
第２加圧部４２０は、コントローラ４３０からの指令を受けて駆動するトルクモータ等のモータ４２１と、モータ４２１の駆動力により回転するボルト４２２と、を備える。ボルト４２２は、ばね仕切り板５０を貫通してスタック板１０３に螺設されたネジ溝にねじ込まれる。 [Modification]
FIG. 7 is a diagram illustrating the structure of the characteristic part of the stack 100 of the modification of the power conversion device according to the second embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and description of overlapping portions is omitted.
The stack 100 according to the modification of FIG. 7 can be connected to an electric pressurizing device 400 (jig).
As shown in FIG.
A first pressurizing unit 310 that pressurizes using electromagnetic force, a second pressurizing unit 420 that pressurizes using electromagnetic force, and a drive signal for driving and controlling the first pressurizing unit 310 and the second pressurizing unit 420. And a controller 430 for outputting.
In this modification, the second pressurizing unit 420 is used instead of the second pressurizing unit 320 (see FIG. 6).
The second pressurizing unit 420 includes a motor 421 such as a torque motor that is driven in response to a command from the controller 430, and a bolt 422 that is rotated by the driving force of the motor 421. The bolt 422 passes through the spring partition plate 50 and is screwed into a screw groove screwed to the stack plate 103.

交換時、コントローラ４３０は、モータ４２１を駆動してボルト４２２を回転させる。これに伴い、スタック板１０３に対してばね仕切り板５０を移動させ、ばね仕切り板５０とスタック板１０３の間を縮める。上述したように、第１ばね４０の長さは一定に保たれるので、他の圧接型ＩＧＢＴ１１に印加される圧力を一定に保つことができる。
なお、第１の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせて、一方の加圧部を油圧により駆動して、他方の加圧部を電気的に駆動する構成でもよい。 At the time of replacement, the controller 430 drives the motor 421 to rotate the bolt 422. Along with this, the spring partition plate 50 is moved with respect to the stack plate 103, and the space between the spring partition plate 50 and the stack plate 103 is shortened. As described above, since the length of the first spring 40 is kept constant, the pressure applied to the other press-contact type IGBT 11 can be kept constant.
Note that the first embodiment and the second embodiment may be combined, and one pressurization unit may be driven by hydraulic pressure and the other pressurization unit may be electrically driven.

（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態に係る電力変換装置のスタック１００の特徴部分の構造を示す図である。図２と同一構成部分には同一符号を付して重複箇所の説明を省略する。
図８に示すように、スタック１００は、加圧治具５００（治具）を接続することができる。
加圧治具５００は、加圧治具通しボルト５０１と、フィン・仕切り板加圧部５０２と、加圧防止治具５０３と、を備える。
加圧治具通しボルト５０１は、スタック板１０２とスタック板１０３とを連結するスタッドボルトであり、このネジ溝にはフィン・仕切り板加圧部５０２のフィン加圧部５０２１および仕切り板加圧部５０２２（後記）がねじ込まれている。
フィン・仕切り板加圧部５０２は、フィン加圧部５０２１と、仕切り板加圧部５０２２と、連結部５０２３と、を備える。 (Third embodiment)
FIG. 8 is a diagram illustrating a structure of a characteristic part of the stack 100 of the power conversion device according to the third embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description of overlapping portions is omitted.
As shown in FIG. 8, the stack 100 can be connected to a pressure jig 500 (jig).
The pressure jig 500 includes a pressure jig through bolt 501, a fin / partition plate pressure unit 502, and a pressure prevention jig 503.
The pressurizing jig through bolt 501 is a stud bolt that connects the stack plate 102 and the stack plate 103, and the screw groove includes a fin pressurizing unit 5021 of the fin / partition plate pressurizing unit 502 and a partition plate pressurizing unit. 5022 (described later) is screwed.
The fin / partition plate pressurization unit 502 includes a fin pressurization unit 5021, a partition plate pressurization unit 5022, and a connection unit 5023.

フィン加圧部５０２１は、交換対象の圧接型ＩＧＢＴ１１を挟む冷却フィン２０のうち、下側の冷却フィン２０の上面２０ａ上に差し込んで下方に加圧する。図８では、フィン加圧部５０２１は、交換対象の圧接型ＩＧＢＴ１１_２を挟む冷却フィン２０_２，２０_３のうち、下側の冷却フィン２０_３の上面２０ａに差し込まれる。
仕切り板加圧部５０２２は、ばね仕切り板５０上に差し込んで下方に加圧する。図８では、フィン加圧部５０２１は、交換対象の圧接型ＩＧＢＴ１１_２を挟む冷却フィン２０_２，２０_３のうち、下側の冷却フィン２０_３の上面２０ａに差し込まれる。
連結部５０２３は、フィン加圧部５０２１と仕切り板加圧部５０２２とを一定の間隔に保って連結する。フィン加圧部５０２１、仕切り板加圧部５０２２、および連結部５０２３は、側面視してコの字形状の一体構成であり、フィン加圧部５０２１と仕切り板加圧部５０２２の移動量は同一である。
加圧防止治具５０３は、固定部５０３１と、押さえ部５０３２と、を備える。加圧防止治具５０３は、交換対象の圧接型ＩＧＢＴ１１を挟む冷却フィン２０のうち、上側の冷却フィン２０（ここでは冷却フィン２０_２）の上面２０ａ上に押さえ部５０３２を当接させて、交換時、上側の冷却フィン２０が移動することが無いよう一時的に固定する。 Of the cooling fins 20 sandwiching the pressure contact IGBT 11 to be replaced, the fin pressurizing unit 5021 is inserted on the upper surface 20a of the lower cooling fin 20 and pressurizes downward. In Figure 8, the fins pressurizing 5021, among the cooling fins ₂₀ 2, 20 ₃ sandwiching the pressure-contact IGBT 11 ₂ to be replaced, inserted into the upper surface 20a of the cooling fins 20 ₃ lower.
The partition plate pressurizing unit 5022 is inserted on the spring partition plate 50 and pressurizes downward. In Figure 8, fins pressurizing 5021, among the cooling fins ₂₀ 2, 20 ₃ sandwiching the pressure-contact IGBT 11 ₂ to be replaced, inserted into the upper surface 20a of the cooling fins 20 ₃ lower.
The connecting part 5023 connects the fin pressurizing part 5021 and the partition plate pressurizing part 5022 at a constant interval. The fin pressurizing unit 5021, the partition plate pressurizing unit 5022, and the connecting unit 5023 have a U-shaped integrated configuration when viewed from the side, and the movement amounts of the fin pressurizing unit 5021 and the partition plate pressurizing unit 5022 are the same. It is.
The pressurization prevention jig 503 includes a fixing portion 5031 and a pressing portion 5032. The pressure prevention jig 503 is exchanged by pressing the pressing portion 5032 on the upper surface 20a of the upper cooling fin 20 (here, the cooling fin 20 ₂ ) among the cooling fins 20 sandwiching the pressure-contact type IGBT 11 to be replaced. At this time, the upper cooling fin 20 is temporarily fixed so as not to move.

以上の構成において、交換対象の圧接型ＩＧＢＴ１１のばね仕切り板５０側の冷却フィン２０_３、ばね仕切り板５０にフィン・仕切り板加圧部５０２のフィン加圧部５０２１と仕切り板加圧部５０２２とを取付ける。また、他方の冷却フィン２０_２に加圧防止治具５０３を接続する。
ここで、フィン・仕切り板加圧部５０２は、加圧治具通しボルト５０１を回転することにより、上下方向に移動する。 In the above configuration, the cooling fins 20 ₃ on the spring partition plate 50 side of the pressure contact type IGBT 11 to be replaced, the fin partitioning portion pressing portion 5021 and the fin pressing portion 5021 of the fin / partition plate pressing portion 502 Install. Moreover, to connect the pressure preventing jig 503 on the other the cooling fin 20 _2.
Here, the fin / partition plate pressurizing unit 502 moves in the vertical direction by rotating the pressurizing jig through bolt 501.

すなわち、加圧治具通しボルト５０１を回転させて、フィン・仕切り板加圧部５０２を下方向に移動させると、他方の冷却フィン２０_２は固定部５０３１および押さえ部５０３２により固定されているため、交換対象の圧接型ＩＧＢＴ１１_２に接触していた冷却フィン２０_２，２０_３間の幅が広がり、交換対象の圧接型ＩＧＢＴ１１_２を取り出すことができる。一方、交換対象の圧接型ＩＧＢＴ１１より上部に実装されていた圧接型ＩＧＢＴ１１_２に対しては、加圧防止治具５０３により過剰な圧力は印加されない。交換対象より下の圧接型ＩＧＢＴ１１に関しては、ばね仕切り板５０が下方に移動して、第１ばね４０の厚さが変わらないので、一定の圧力が印加されたままとなる。したがって、他の圧接型ＩＧＢＴ１１に過剰な圧力を印加することなく、任意の圧接型ＩＧＢＴ１１を交換することができる。 That is, the pressing jig through bolts 501 is rotated, moving the fin partition plate pressing 502 in the downward direction, since the other of the cooling fins 20 ₂ is fixed by the fixing unit 5031 and the pressing portion 5032 The width between the cooling fins 20 ₂ , 20 ₃ that has been in contact with the pressure-contact IGBT 112 ₂ to be replaced is widened, and the pressure-contact IGBT 112 ₂ to be replaced can be taken out. On the other hand, an excessive pressure is not applied to the press-contact type IGBT 112 ₂ mounted above the press-contact type IGBT 11 to be replaced by the pressurization prevention jig 503. With respect to the pressure contact type IGBT 11 below the replacement object, the spring partition plate 50 moves downward and the thickness of the first spring 40 does not change, so that a constant pressure remains applied. Therefore, any pressure contact type IGBT 11 can be replaced without applying excessive pressure to the other pressure contact type IGBT 11.

本実施形態では、固形治具である加圧治具５００を用いて、冷却フィン２０を広げる力を直接ばね仕切り板５０に伝達し、冷却フィン間の幅を広げた分だけ、ばね仕切り板５０の位置を移動させる。   In the present embodiment, the force for spreading the cooling fin 20 is directly transmitted to the spring partition plate 50 using the pressurizing jig 500 that is a solid jig, and the spring partition plate 50 is increased by the amount that the width between the cooling fins is widened. Move the position of.

本発明は上記の実施形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含む。
例えば、ある実施形態例の構成の一部を他の実施形態例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態例の構成に他の実施形態例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes other modifications and application examples without departing from the gist of the present invention described in the claims.
For example, a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment. . Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each exemplary embodiment.

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。   In addition, the control lines and information lines are those that are considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.

１ 電力変換装置
２，２_１〜２_４ 単位変換器
１１，１１_１〜１１_８ 圧接型ＩＧＢＴ（平型半導体素子）
１２，１２_１〜１２_４ コンデンサ
２０，２０_１〜２０_１２ 冷却フィン
２１ 導体
３０，３０_１〜３０_５ 絶縁物
４０ 第１ばね
５０ ばね仕切り板
６０ 第２ばね
１００ スタック
１０１ スタックポール（フレーム）
１０２，１０３ スタック板（加圧支持板）
１０４ ボールジョイント
２００ 油圧加圧装置（治具）
２１０，３１０ 第１加圧部
２２０，３２０ 第２加圧部
２３０ 油パイプ
２１０，３１０ 第１加圧部
２１１，２２１，３１１，３２１ 載置台
２１２，２２２，３１２，３２２ 支柱部
２１３，２２３，３１３，３２３ ジャッキ部
２２０，３２０，４２０ 第２加圧部
３００，４００ 電気加圧装置（治具）
３３０，４３０ コントローラ
５００ 加圧治具（治具）
５０１ 加圧治具通しボルト
５０２ フィン・仕切り板加圧部
５０３ 加圧防止治具
５０２１ フィン加圧部
５０２２ 仕切り板加圧部
５０２３ 連結部
５０３１ 固定部
５０３２ 押さえ部 1 power converter 2, 2 21 _{to 24} unit converter 11, 11 ₁ to 11 ₈ pressure-contact type IGBT (flat type semiconductor device)
12, 12 _{1 to} 12 ₄ capacitor 20, 20 _{1 to} 20 ₁₂ cooling fin 21 conductor 30, 30 ₁ to 30 ₅ insulator 40 first spring 50 spring partition plate 60 second spring 100 stack 101 stack pole (frame)
102,103 Stack plate (pressure support plate)
104 Ball joint 200 Hydraulic pressurizer (jig)
210,310 1st pressurization part 220,320 2nd pressurization part 230 Oil pipe 210,310 1st pressurization part 211,221,311,321 Mount stand 212,222,312,322 Post column part 213,223,313 , 323 Jack section 220, 320, 420 Second pressurizing section 300, 400 Electric pressurizer (jig)
330, 430 Controller 500 Pressure jig (jig)
501 Pressurizing jig through bolt 502 Fin / partition plate pressing unit 503 Pressurizing prevention jig 5021 Fin pressing unit 5022 Partition plate pressing unit 5023 Connection unit 5031 Fixing unit 5032 Holding unit

Claims (5)

フレームと、前記フレームに対向配置した加圧支持板間に複数個の平型半導体素子と冷却フィンとを交互に積層した積層体を配置し、前記積層体に所定の加圧力を与える第１ばねと、
前記第１ばねと前記加圧支持板間に挿入されたばね仕切り板と、
前記ばね仕切り板と前記加圧支持板間に挿入され、当該ばね仕切り板を支える第２ばねと、を備え、
交換対象の前記平型半導体素子に接する前記冷却フィン間を広げたときに、前記広げた距離と対応する距離だけ、前記ばね仕切り板を前記第２ばねに抗して移動させる治具を接続可能なスタック構造を備えることを特徴とする電力変換装置。 A first spring that arranges a laminated body in which a plurality of flat semiconductor elements and cooling fins are alternately laminated between a frame and a pressure support plate arranged to face the frame, and applies a predetermined pressure to the laminated body When,
A spring partition plate inserted between the first spring and the pressure support plate;
A second spring inserted between the spring partition plate and the pressure support plate and supporting the spring partition plate,
When the space between the cooling fins in contact with the flat semiconductor element to be replaced is widened, it is possible to connect a jig that moves the spring partition plate against the second spring by a distance corresponding to the widened distance. A power conversion device comprising a stack structure. 前記治具は、
交換対象の前記平型半導体素子に接する前記冷却フィン間を広げる第１加圧部と、
前記ばね仕切り板を前記第２ばねに抗して移動させる第２加圧部と、を備え、
前記第２加圧部は、前記第１ばねによる加圧力を一定に保ちつつ、前記ばね仕切り板を移動させることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。 The jig is
A first pressurizing part that widens between the cooling fins in contact with the flat semiconductor element to be replaced;
A second pressure member that moves the spring partition plate against the second spring;
The power converter according to claim 1, wherein the second pressurizing unit moves the spring partition plate while keeping the pressure applied by the first spring constant. 前記第１加圧部と前記第２加圧部は、油圧および／または電磁力を用いて、前記冷却フィン間、および前記ばね仕切り板を移動させることを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。   3. The electric power according to claim 2, wherein the first pressurizing unit and the second pressurizing unit move between the cooling fins and the spring partition plate using hydraulic pressure and / or electromagnetic force. Conversion device. 前記第１加圧部と前記第２加圧部は、連結部材により連結されており、
前記冷却フィン間の幅を広げたときに前記連結部材を介して前記ばね仕切り板を移動させることを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。 The first pressure part and the second pressure part are connected by a connecting member,
The power converter according to claim 2, wherein the spring partition plate is moved via the connecting member when the width between the cooling fins is widened. フレームと、前記フレームに対向配置した加圧支持板間に複数個の平型半導体素子と冷却フィンとを交互に積層した積層体を配置し、前記積層体に所定の加圧力を与える第１ばねを備え、
交換対象の前記平型半導体素子に接する前記冷却フィン間を広げたときに、前記広げた距離と対応する距離だけ、前記複数個の平型半導体素子と冷却フィンとを交互に積層した積層体の少なくとも一部を第２ばねに抗して移動させる治具を接続可能なスタック構造を備えることを特徴とする電力変換装置。 A first spring that arranges a laminated body in which a plurality of flat semiconductor elements and cooling fins are alternately laminated between a frame and a pressure support plate arranged to face the frame, and applies a predetermined pressure to the laminated body With
When the space between the cooling fins in contact with the flat semiconductor element to be exchanged is widened, a stacked body in which the plurality of flat semiconductor elements and cooling fins are alternately stacked by a distance corresponding to the widened distance. A power conversion device comprising a stack structure capable of connecting a jig for moving at least a portion against a second spring.

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