JP3735165B2

JP3735165B2 - Power converter

Info

Publication number: JP3735165B2
Application number: JP24129696A
Authority: JP
Inventors: 浩司奥田; 修治三宅
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 1996-08-23
Filing date: 1996-08-23
Publication date: 2006-01-18
Anticipated expiration: 2016-08-23
Also published as: JPH1066342A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油冷式のインバータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の電力変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インバータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の電力変換装置の電気的な構成として、主に変圧器本体と半導体素子とがあり、変圧器本体は入力用変圧器本体と出力用変圧器本体とからなる。これらは使用時に発熱を伴うために、冷却する必要がある。また、高電圧で使用する場合、電気的に絶縁する必要がある。図５は、従来の電力変換装置を示す縦断面図である。同図において、１はタンク、２はタンク１の側壁に設けた放熱器、３はタンク１に充填された絶縁油、４ａは入力用変圧器本体、４ｂは出力用変圧器本体、５は半導体素子、６１は半導体素子５を着脱自在に取付けられる素子用放熱器である。なお、制御装置及び電気的接続は省略している。
【０００３】
この従来例においては、入力用変圧器本体４ａ，出力用変圧器本体４ｂ，半導体素子５及び素子用放熱器６１を絶縁油３に侵漬させているので、入力用変圧器本体４ａ，出力用変圧器本体４ｂ及び半導体素子５は、絶縁油３の自然対流により冷却される。
【０００４】
図６は、従来の電力変換装置の他の例を示す縦断面図である。同図において、１はタンク、２は放熱器、３は絶縁油、４ａは入力用変圧器本体、４ｂは出力用変圧器本体、５半導体素子、６１は素子用放熱器である。７はタンク１の側壁外部に取付けられ、半導体素子５及び素子用放熱器６１をタンク１の外部で収容するための箱体のカバー、７ｃ，７ｄはそれぞれ箱体７の下部及び上部に設けられた吸込口及び吐出口、８は箱体７内の上部に設けられた冷却ファンである。なお、制御装置及び電気的接続は省略している。
【０００５】
この従来例においては、入力用変圧器本体４ａ及び出力用変圧器本体４ｂは絶縁油３の自然対流により冷却され、他方、半導体素子５は、冷却用ファン８で吸引される冷却風が吸込口７ｃ、素子用放熱器６１、吐出口７ｄを経て外部へ排出されることにより冷却される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示した従来の油冷式の電力変換装置では、半導体素子５が故障した場合、または定期的な点検を行う場合、タンク１の上部にネジ止めして取付けた図示しないカバーを取り外し、半導体素子５を油中から取り出さなければならないために、作業性が悪いという問題があった。
【０００７】
そこで、従来の他の例として図６に示したように、変圧器本体に対して油冷式、半導体素子に対して強制風冷式の２つの方式を採用した電力変換装置が考えられるが、それぞれが別々に構成され、かつ冷却機能を有するようにしているために、冷却ファン８が必要となると共に、これを設置するための適当な大きさの空間容積が必要となり、装置が大型化し、かつ高価となる問題がある。さらに、冷却ファン８の寿命は入力用変圧器本体４ａ及び出力用変圧器本体４ｂと比べて著しく小さく、通常３〜５年であるために、定期的に取り替える必要があり、故障する前に点検しなければならないという問題がある。特に、屋外に設置した場合、冷却ファンの寿命がさらに短くなるという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、半導体素子の故障時または点検時の繁雑な作業をなくし、しかも冷却ファンを用いなくても半導体素子の冷却を低下させることのない電力変換装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、入力用変圧器本体と出力用変圧器本体と半導体素子とを具備し、半導体素子を素子用放熱器に装着した電力変換装置に係わるものである。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、入力用変圧器本体と出力用変圧器本体とが絶縁油を充填したタンクに収容され、素子用放熱器をタンク外に配置すると共に、素子用放熱器に油道を設け、タンクの上部及び下部と油道とをそれぞれ接続する上部通油管及び下部通油管を配設し、タンクの側壁外部に取付けられ、素子用放熱器を収容すると共に、半導体素子の故障時または点検時に開閉される扉を有するカバーを設けたものである。
【００１１】
これにより、半導体素子が素子用放熱器に装着されたままで、共に気中に露出した状態となり、また素子用放熱器の油道をタンク内の油が流通することになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る電力変換装置の一実施形態を示す縦断面図であり、素子用放熱器を１つのタンク内の油を用いて冷却する例を示している。同図において、１はタンク、２は放熱器、３は絶縁油、４ａは入力用変圧器本体、４ｂは出力用変圧器本体、５は半導体素子で、従来例を示す図５及び図６と同様である。６は例えば内部に油道６ｃを形成した素子用放熱器、１０は上部通油管、１１は下部通油管、１４はタンク１の側壁外部に取付けられ、半導体素子５を装着した素子用放熱器６を収容する箱体状のカバーであり、図示しない扉を有している。この扉は、半導体素子５の故障時または点検時に開閉される。
【００１３】
本実施形態は、カバー１４内のタンク１の側壁の上部及び下部にそれぞれ穴１c1，１c2を設けて、この穴にそれぞれ上部通油管１０及び下部通油管１１を溶接等により取付ける。上部通油管１０及び下部通油管１１の他端には、図示しないフランジ取付けられており、上部通油管１０及び下部通油管１１は、それぞれ素子用放熱器６の油道出口６c1及び油道入口６c2にフランジ結合され、タンク１と素子用放熱器６とが連結される。
【００１４】
図２は本発明に適用する素子用放熱器の概略構成図である。素子用放熱器６はアルミまたは銅等からなり、半導体素子５を搭載して吸熱する吸熱部６ｅが形成され、また放熱部となる油道６ｃが例えば上下方向に貫通するように形成されており、油道６ｃは油道出口６c1及び油道入口６c2を有している。
【００１５】
本実施形態においては、半導体素子５が素子用放熱器６に装着されたままで、共に気中に露出した状態となるので、半導体素子５の故障時または点検時の繁雑な作業が不要となり、半導体素子５を着脱する作業のみとなる。また、半導体素子５で発生した熱は、素子用放熱器６を介して油道６内の油に伝わり、暖められた油は油道出口６c1を出て上部通油管１０内を上昇し、タンク１の上部に設けた穴１c1を通してタンク１に流れ込む。半導体素子５で暖められた油は、入力用変圧器本体４ａ及び出力用変圧器本体４ｂで発生した熱により暖められた油と共に放熱器２で冷却されながら放熱器２内を下方へ移動し、タンク１の下部からタンク１内に流れ込む。冷却された油の一部は、タンク１の下部に設けた穴１c2を出て、下部通油管１１内を上昇し、油道入口６c2から油道６に流れ込む。このように油が自然対流するので、半導体素子５は従来と同様に冷却される。
【００１６】
図３は本発明に係る電力変換装置の他の実施形態を示す縦断面図であり、素子用放熱器を２つのタンク内の油を用いて冷却する例を示している。同図において、２は放熱器、３は絶縁油、５は半導体素子で、従来例を示す図５及び図６と同様である。１ａは第１のタンク、１ｂは第２のタンク、４ａは第１のタンク１ａに収容された入力用変圧器本体、４ｂは第２のタンク１ｂに収容された出力用変圧器本体、６は例えば内部に油道６ｃ，６ｄを形成した素子用放熱器、１０，１２は上部通油管、１１，１３は下部通油管、１４は両タンク１ａ，１ｂ間の側壁外部に取付けられ、半導体素子５を装着した素子用放熱器６を収容する箱体状の共通カバーであり、図示しない扉を有している。この扉は、半導体素子５の故障時または点検時に開閉される。
【００１７】
本実施形態は、カバー１４内の第１のタンク１ａの側壁の上部及び下部にそれぞれ穴１c1，１c2を設けて、この穴にそれぞれ上部通油管１０及び下部通油管１１を溶接等により取付ける。上部通油管１０及び下部通油管１１の他端には、図示しないフランジ取付けられており、上部通油管１０及び下部通油管１１は、それぞれ素子用放熱器６の油道出口６c1及び油道入口６c2にフランジ結合され、第１のタンク１ａと素子用放熱器６とが連結される。
【００１８】
また同様に、カバー１４内の第２のタンク１ｂの側壁の上部及び下部にそれぞれ穴１d1，１d2を設けて、この穴にそれぞれ上部通油管１２及び下部通油管１３を溶接等により取付ける。上部通油管１２及び下部通油管１３の他端には、図示しないフランジ取付けられており、上部通油管１２及び下部通油管１３は、それぞれ素子用放熱器６の油道出口６d1及び油道入口６d2にフランジ結合され、第２のタンク１ｂと素子用放熱器６とが連結される。
【００１９】
図４は本発明に適用する他の素子用放熱器の概略構成図である。半導体素子５を搭載して吸熱する吸熱部６ｅが形成され、また放熱部となる油道６ｃ，６ｄが例えば上下方向に貫通するように形成されており、油道６ｃは油道出口６c1及び油道入口６c2を、油道６ｄは油道出口６d1及び油道入口６d2を有している。
【００２０】
本実施形態においては、半導体素子５で発生した熱は、素子用放熱器６を介して油道６ｃ内の油に伝わり、暖められた油は油道出口６c1を出て上部通油管１０内を上昇し、タンク１ａの上部に設けた穴１c1を通してタンク１に流れ込む。半導体素子５で暖められた油は、入力用変圧器本体４ａで発生した熱により暖められた油と共に放熱器２で冷却されながら放熱器２内を下方へ移動し、タンク１ａの下部からタンク１ａ内に流れ込む。冷却された油の一部は、タンク１ａの下部に設けた穴１c2を出て、下部通油管１１内を上昇し、油道入口６c2から油道６ｃに流れ込む。このように油が自然対流するので、半導体素子５は冷却される。
【００２１】
また同様に、半導体素子５で発生した熱は、素子用放熱器６を介して油道６ｄ内の油に伝わり、暖められた油は油道出口６d1を出て上部通油管１２内を上昇し、タンク１ｂの上部に設けた穴１d1を通してタンク１ｂに流れ込む。半導体素子５で暖められた油は、出力用変圧器本体４ｂで発生した熱により暖められた油と共に放熱器２で冷却されながら放熱器２内を下方へ移動し、タンク１ｂの下部からタンク１ｂ内に流れ込む。冷却された油の一部は、タンク１ｂの下部に設けた穴１d2を出て、下部通油管１３内を上昇し、油道入口６d2から油道６ｄに流れ込む。
【００２２】
上記の素子用放熱器６は両タンク１ａ，１ｂ間に設けたが、両タンクを近接させて、両タンクの側壁に亘るようにカバー１４を取付け、このカバー内に素子用放熱器を設けてもよく、この場合、小形化がより図られる。
【００２３】
上記の各実施形態で用いる素子用放熱器６は、外部にフィンを設けてもよく、油道６ｃ，６ｄにフィンを設けてもよく、また油道６ｃをハニカム状にしてもよい。さらに、内部に油道を形成する代わりに、アルミまたは銅等からなる通油管状の油道を外部に取付けてもよい。また、油道の数を多くしてもよく、この場合、一対の上部通油管及び下部通油管の数は、油道の数に対応させる。このようにすると、冷却効率を高めることができる。また、放熱器２の構造、寸法、数は、冷却程度に応じて最適に設計されている。さらに、従来例で用いた冷却ファンよりも寿命が遥かに長い送油ポンプを用いて強制冷却してもよい。
【００２４】
上記の各実施形態で用いる半導体素子５は、ＩＧＢＴと称されるもので、その内部と金属製の放熱部とは電気的に絶縁されるように、モジュール化されている。この半導体素子５を、タンク１または１ａ，１ｂと導通状態にある素子用放熱器６の吸熱部６ｅに直接取付けても、何ら問題は生じない。
【００２５】
上記の半導体素子５は、ＩＧＢＴに限定されるものではなく、内部と電気的に絶縁されていない素子を用いてもよく、この場合は、上部通油管及び下部通油管１０，１１，１２，１３を絶縁性のものにすればよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、半導体素子の故障時または点検時の繁雑な作業が不要となり、また装置の大型化が防止でき、かつ高価となることが防止できる。さらに、半導体素子の冷却を低下させることなく、冷却ファンを不要にすることができる。また、冷却ファンを用いないので、冷却ファンの点検作業が不要となり、しかも屋外に設置しても長寿命化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電力変換装置の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】本発明に適用する素子用放熱器の概略構成図である。
【図３】本発明に係る電力変換装置の他の実施形態を示す縦断面図である。
【図４】本発明に適用する他の素子用放熱器の概略構成図である。
【図５】従来の電力変換装置を示す縦断面図である。
【図６】従来の電力変換装置の他の例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂタンク
３絶縁油
４ａ入力用変圧器本体
４ｂ出力用変圧器本体
５半導体素子
６素子用放熱器
６ｃ，６ｄ油道
１０，１２上部通油管
１１，１３下部通油管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power converter such as an oil-cooled inverter or a DC-DC converter.
[0002]
[Prior art]
As an electrical configuration of a power conversion device such as an inverter or a DC-DC converter, there are mainly a transformer body and a semiconductor element, and the transformer body is composed of an input transformer body and an output transformer body. Since these generate heat during use, it is necessary to cool them. Moreover, when using at a high voltage, it is necessary to electrically insulate. FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a conventional power converter. In the figure, 1 is a tank, 2 is a radiator provided on the side wall of the tank 1, 3 is an insulating oil filled in the tank 1, 4a is an input transformer body, 4b is an output transformer body, and 5 is a semiconductor. An element 61 is an element radiator to which the semiconductor element 5 is detachably attached. Note that the control device and the electrical connection are omitted.
[0003]
In this conventional example, the input transformer body 4a, the output transformer body 4b, the semiconductor element 5 and the element radiator 61 are immersed in the insulating oil 3. Therefore, the input transformer body 4a and the output transformer body 4a are used. The transformer body 4 b and the semiconductor element 5 are cooled by natural convection of the insulating oil 3.
[0004]
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing another example of a conventional power converter. In the figure, 1 is a tank, 2 is a radiator, 3 is insulating oil, 4a is an input transformer body, 4b is an output transformer body, 5 semiconductor elements, and 61 is an element radiator. 7 is attached to the outside of the side wall of the tank 1, and a box cover for accommodating the semiconductor element 5 and the element radiator 61 outside the tank 1, and 7 c and 7 d are provided at the lower and upper parts of the box 7, respectively. A suction port and a discharge port 8 are cooling fans provided in the upper portion of the box 7. Note that the control device and the electrical connection are omitted.
[0005]
In this conventional example, the input transformer body 4 a and the output transformer body 4 b are cooled by natural convection of the insulating oil 3, while the semiconductor element 5 has a cooling air sucked by the cooling fan 8 for suction. It is cooled by being discharged to the outside through 7c, element radiator 61 and discharge port 7d.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional oil-cooled power conversion apparatus shown in FIG. 5, when the semiconductor element 5 fails or when periodic inspection is performed, a cover (not shown) attached by screwing to the upper part of the tank 1 is removed, Since the semiconductor element 5 must be taken out from the oil, there is a problem that workability is poor.
[0007]
Therefore, as shown in FIG. 6 as another conventional example, a power conversion device adopting two methods of an oil cooling type for a transformer body and a forced air cooling type for a semiconductor element can be considered. Since each of them is configured separately and has a cooling function, the cooling fan 8 is required, and a space volume of an appropriate size for installing the cooling fan 8 is required. In addition, there is a problem that becomes expensive. Furthermore, the life of the cooling fan 8 is significantly smaller than that of the input transformer body 4a and the output transformer body 4b, and is usually 3 to 5 years. Therefore, it is necessary to replace it regularly and check it before it breaks down. There is a problem that must be done. In particular, when installed outdoors, there is a problem that the life of the cooling fan is further shortened.
[0008]
An object of the present invention is to provide a power conversion device that eliminates complicated operations at the time of failure or inspection of a semiconductor element and does not reduce the cooling of the semiconductor element without using a cooling fan.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a power conversion device that includes an input transformer body, an output transformer body, and a semiconductor element, and the semiconductor element is mounted on an element radiator.
[0010]
According to the first aspect of the present invention, the input transformer body and the output transformer body are accommodated in a tank filled with insulating oil, the element radiator is disposed outside the tank, and the element radiator is oiled. provided the road, is disposed an upper communication oil pipe and the lower communication oil pipe connecting the upper and lower oil path of the tank, respectively, attached to the side wall outside of the tank, along with housing a radiator element, failure of the semiconductor devices A cover having a door that is opened and closed at the time of inspection or inspection is provided .
[0011]
As a result, the semiconductor element remains attached to the element radiator and is exposed to the air, and the oil in the tank flows through the oil passage of the element radiator.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a power converter according to the present invention, and shows an example in which an element radiator is cooled using oil in one tank. In the same figure, 1 is a tank, 2 is a radiator, 3 is insulating oil, 4a is an input transformer body, 4b is an output transformer body, and 5 is a semiconductor element. It is the same. 6 is an element radiator having an oil passage 6 c formed therein, 10 is an upper oil passage pipe, 11 is a lower oil passage pipe, 14 is attached to the outside of the side wall of the tank 1, and the element radiator 6 having the semiconductor element 5 mounted thereon. Is a box-shaped cover that houses a door (not shown). This door is opened and closed when the semiconductor element 5 is broken or inspected.
[0013]
In this embodiment, holes 1c1 and 1c2 are provided in the upper and lower portions of the side wall of the tank 1 in the cover 14, and the upper oil passage pipe 10 and the lower oil passage pipe 11 are attached to these holes by welding or the like. A flange (not shown) is attached to the other ends of the upper oil passage pipe 10 and the lower oil passage pipe 11, and the upper oil passage pipe 10 and the lower oil passage pipe 11 are respectively an oil passage outlet 6c1 and an oil passage inlet 6c2 of the element radiator 6. The tank 1 and the element radiator 6 are connected to each other.
[0014]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an element heat radiator applied to the present invention. The element radiator 6 is made of aluminum, copper, or the like, is formed with a heat absorbing portion 6e that absorbs heat by mounting the semiconductor element 5, and an oil passage 6c that becomes a heat radiating portion is formed so as to penetrate in the vertical direction, for example. The oil passage 6c has an oil passage outlet 6c1 and an oil passage inlet 6c2.
[0015]
In the present embodiment, since the semiconductor element 5 remains attached to the element heatsink 6 and is exposed to the air, complicated work at the time of failure or inspection of the semiconductor element 5 becomes unnecessary. Only the operation of attaching and detaching the element 5 is performed. The heat generated in the semiconductor element 5 is transferred to the oil in the oil passage 6 via the element radiator 6, and the warmed oil goes out of the oil passage outlet 6c1 and rises in the upper oil passage pipe 10 to the tank. 1 flows into the tank 1 through a hole 1c1 provided in the upper part of 1. The oil heated by the semiconductor element 5 moves downward in the radiator 2 while being cooled by the radiator 2 together with the oil heated by the heat generated by the input transformer body 4a and the output transformer body 4b. It flows into the tank 1 from the lower part of the tank 1. Part of the cooled oil exits through a hole 1c2 provided in the lower portion of the tank 1, rises in the lower oil passage 11 and flows into the oil passage 6 from the oil passage inlet 6c2. Since the oil naturally convects in this way, the semiconductor element 5 is cooled as in the conventional case.
[0016]
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the power conversion device according to the present invention, and shows an example in which the element radiator is cooled using oil in two tanks. In the same figure, 2 is a heat radiator, 3 is insulating oil, 5 is a semiconductor element, which is the same as in FIGS. 5 and 6 showing the conventional example. 1a is a first tank, 1b is a second tank, 4a is an input transformer body housed in the first tank 1a, 4b is an output transformer body housed in the second tank 1b, 6 is For example, element radiators having oil passages 6c and 6d formed therein, 10 and 12 are upper oil passage pipes, 11 and 13 are lower oil passage pipes, and 14 is attached to the outside of the side wall between both tanks 1a and 1b. Is a box-shaped common cover for housing the element heatsink 6 to which is attached, and has a door (not shown). This door is opened and closed when the semiconductor element 5 is broken or inspected.
[0017]
In the present embodiment, holes 1c1 and 1c2 are respectively provided in the upper and lower portions of the side wall of the first tank 1a in the cover 14, and the upper oil passage pipe 10 and the lower oil passage pipe 11 are attached to these holes by welding or the like. A flange (not shown) is attached to the other ends of the upper oil passage pipe 10 and the lower oil passage pipe 11, and the upper oil passage pipe 10 and the lower oil passage pipe 11 are respectively an oil passage outlet 6c1 and an oil passage inlet 6c2 of the element radiator 6. The first tank 1a and the element radiator 6 are connected to each other.
[0018]
Similarly, holes 1d1 and 1d2 are provided in the upper and lower portions of the side wall of the second tank 1b in the cover 14, and the upper oil passage pipe 12 and the lower oil passage pipe 13 are attached to these holes by welding or the like. A flange (not shown) is attached to the other ends of the upper oil passage 12 and the lower oil passage 13. The upper oil passage 12 and the lower oil passage 13 are respectively connected to the oil passage outlet 6 d 1 and the oil passage inlet 6 d 2 of the element radiator 6. The second tank 1b and the element radiator 6 are connected to each other.
[0019]
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of another element heat radiator applied to the present invention. A heat absorbing portion 6e that absorbs heat by mounting the semiconductor element 5 is formed, and oil passages 6c and 6d that serve as heat radiating portions are formed so as to penetrate, for example, in the vertical direction. The oil passage 6c includes the oil passage outlet 6c1 and the oil passage. The oil inlet 6c2 and the oil passage 6d have an oil passage outlet 6d1 and an oil passage inlet 6d2.
[0020]
In this embodiment, the heat generated in the semiconductor element 5 is transmitted to the oil in the oil passage 6c via the element radiator 6, and the warmed oil exits the oil passage outlet 6c1 and passes through the upper oil passage pipe 10. It rises and flows into the tank 1 through the hole 1c1 provided in the upper part of the tank 1a. The oil warmed by the semiconductor element 5 moves downward in the radiator 2 while being cooled by the radiator 2 together with the oil warmed by the heat generated by the input transformer body 4a, and from the lower part of the tank 1a to the tank 1a Flows in. Part of the cooled oil exits the hole 1c2 provided in the lower part of the tank 1a, rises in the lower oil passage pipe 11, and flows into the oil passage 6c from the oil passage inlet 6c2. Since the oil naturally convects in this way, the semiconductor element 5 is cooled.
[0021]
Similarly, the heat generated in the semiconductor element 5 is transmitted to the oil in the oil passage 6d through the element radiator 6, and the warmed oil exits the oil passage outlet 6d1 and rises in the upper oil passage 12. Then, it flows into the tank 1b through the hole 1d1 provided in the upper part of the tank 1b. The oil heated by the semiconductor element 5 moves downward in the radiator 2 while being cooled by the radiator 2 together with the oil heated by the heat generated in the output transformer body 4b, and from the lower part of the tank 1b to the tank 1b. Flows in. Part of the cooled oil exits the hole 1d2 provided in the lower portion of the tank 1b, rises in the lower oil passage 13 and flows into the oil passage 6d from the oil passage inlet 6d2.
[0022]
The element radiator 6 is provided between the tanks 1a and 1b. The cover 14 is attached so that both tanks are close to each other and the side walls of both tanks are provided, and the element radiator is provided in the cover. In this case, the size can be further reduced.
[0023]
The element radiator 6 used in each of the above embodiments may be provided with fins on the outside, fins may be provided on the oil passages 6c and 6d, and the oil passage 6c may be formed in a honeycomb shape. Furthermore, instead of forming an oil passage inside, an oil passage tubular oil passage made of aluminum, copper, or the like may be attached to the outside. Further, the number of oil passages may be increased. In this case, the number of the pair of upper oil passage pipes and lower oil passage pipes is made to correspond to the number of oil passages. If it does in this way, cooling efficiency can be raised. Further, the structure, dimensions, and number of the radiator 2 are optimally designed according to the degree of cooling. Furthermore, forced cooling may be performed using an oil feed pump having a life much longer than that of the cooling fan used in the conventional example.
[0024]
The semiconductor element 5 used in each of the above embodiments is called an IGBT, and is modularized so that the inside thereof and the metal heat dissipating part are electrically insulated. Even if the semiconductor element 5 is directly attached to the heat absorbing portion 6e of the element radiator 6 which is in conduction with the tank 1 or 1a, 1b, no problem occurs.
[0025]
The semiconductor element 5 is not limited to the IGBT, and an element that is not electrically insulated from the inside may be used. In this case, the upper oil passage pipe and the lower oil passage pipes 10, 11, 12, 13 are used. Can be made insulative.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a complicated operation at the time of a failure or inspection of a semiconductor element is not required, and the enlargement of the apparatus can be prevented and the cost can be prevented. Furthermore, a cooling fan can be made unnecessary without reducing the cooling of the semiconductor element. Further, since no cooling fan is used, the inspection work for the cooling fan becomes unnecessary, and the life can be extended even when installed outdoors.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a power converter according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an element heat radiator applied to the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the power conversion device according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of another element heat radiator applied to the present invention.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a conventional power converter.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing another example of a conventional power converter.
[Explanation of symbols]
1, 1a, 1b Tank 3 Insulating oil 4a Input transformer body 4b Output transformer body 5 Semiconductor element 6 Element radiator 6c, 6d Oil passage 10, 12 Upper oil passage pipe 11, 13 Lower oil passage pipe

Claims

入力用変圧器本体と出力用変圧器本体と半導体素子とを具備し、前記半導体素子を素子用放熱器に装着した電力変換装置において、
前記入力用変圧器本体と出力用変圧器本体とが絶縁油を充填したタンクに収容され、
前記素子用放熱器を前記タンク外に配置すると共に、前記素子用放熱器に油道を設け、前記タンクの上部及び下部と前記油道とをそれぞれ接続する上部通油管及び下部通油管を配設し、
前記タンクの側壁外部に取付けられ、前記素子用放熱器を収容すると共に、前記半導体素子の故障時または点検時に開閉される扉を有するカバーを設けた電力変換装置。In a power conversion device comprising an input transformer body, an output transformer body, and a semiconductor element, and mounting the semiconductor element on an element radiator,
The input transformer body and the output transformer body are housed in a tank filled with insulating oil,
The element radiator is disposed outside the tank, and an oil passage is provided in the element radiator, and an upper oil passage pipe and a lower oil passage pipe are provided to connect the upper and lower parts of the tank and the oil passage, respectively. and,
A power converter provided with a cover that is attached to the outside of the side wall of the tank, accommodates the element radiator, and has a door that is opened and closed when the semiconductor element fails or is inspected .