JP7008895B1

JP7008895B1 - 電力変換装置

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Publication number: JP7008895B1
Application number: JP2021564307A
Authority: JP
Inventors: 仁志貞國
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-05-24
Filing date: 2021-05-24
Publication date: 2022-01-25
Anticipated expiration: 2041-05-24
Also published as: EP4350968A1; JPWO2022249248A1; WO2022249248A1

Abstract

実施形態に係る電力変換装置は、複数の第１絶縁碍子（２０）と、複数の第１絶縁碍子上に配置されている第１金属架台（３０）と、第１金属架台上に配置されている少なくとも１つの絶縁架台（４０）と、少なくとも１つの絶縁架台に設置されている複数のサブモジュール（１０）とを備える。少なくとも１つの絶縁架台の各々は、複数の支柱（４１）と、複数の支柱により支持され、かつ複数のサブモジュールの各々が配置されている複数の絶縁板（４２）とを有する。複数の支柱の各々は、複数の金属柱（４１ａ）と、複数の第２絶縁碍子（４１ｂ）とを含み、かつ複数の第２絶縁碍子のうちの１つを介在させて第１金属架台上に配置されている。複数の金属柱のうちの隣り合う２つは、複数の第２絶縁碍子の各々により接続されている。

Description

本開示は、電力変換装置に関する。

国際公開第２０１９／００３４３２号（特許文献１）には、電力変換装置が記載されている。特許文献１に記載の電力変換装置は、複数のベース支柱と、第１ステージと、複数のステージ支柱と、第２ステージと、複数の電力変換ユニットとを有している。

第１ステージは、複数のベース支柱により支持されている。第２ステージは、複数のベース支柱により支持されている。複数のステージ支柱の各々は、複数のベース支柱の各々に取り付けられている。第１ステージ上及び第２ステージ上には、複数の電力変換ユニットが配置されている。

国際公開第２０１９／００３４３２号

特許文献１に記載の電力変換装置では、複数のステージ支柱の各々が複数のベース支柱の各々に取り付けられているため、複数のベース支柱の数及び配置は、複数のステージ支柱の数及び配置により制約されることになる。

本開示は、絶縁架台を支持するための絶縁碍子の数及び配置が絶縁架台の支柱により制約されない電力変換装置を提供するものである。

本開示の電力変換装置は、複数の第１絶縁碍子と、複数の第１絶縁碍子上に配置されている第１金属架台と、第１金属架台上に配置されている少なくとも１つの絶縁架台と、少なくとも１つの絶縁架台に設置されている複数のサブモジュールとを備えている。少なくとも１つの絶縁架台の各々は、複数の支柱と、複数の支柱により支持され、かつ複数のサブモジュールの各々が配置されている複数の絶縁板とを有する。複数の支柱の各々は、複数の金属柱と、複数の第２絶縁碍子とを含み、かつ複数の第２絶縁碍子のうちの１つを介在させて第１金属架台上に配置されている。複数の金属柱のうちの隣り合う２つは、複数の第２絶縁碍子の各々により接続されている。

本開示の電力変換装置によると、絶縁架台を支持するための絶縁碍子の数及び配置が絶縁架台の支柱により制約されないようにすることができる。

電力変換装置１００の模式的な回路図である。サブモジュール１０の模式的な回路図である。電力変換装置１００の正面図である。電力変換装置１００の側面図である。電力変換装置２００の正面図である。電力変換装置１００Ａの正面図である。電力変換装置１００Ｂの正面図である。電力変換装置１００Ｃの正面図である。電力変換装置１００Ｄの正面図である。電力変換装置１００Ｅの正面図である。電力変換装置１００Ｆの正面図である。電力変換装置１００Ｆの側面図である。変形例に係る電力変換装置１００Ｆの側面図である。電力変換装置１００Ｇの正面図である。電力変換装置１００Ｈの正面図である。

本開示の実施形態の詳細を、図面を参照しながら説明する。ここでは、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は繰り返さないものとする。

実施の形態１．
実施の形態１に係る電力変換装置（以下においては「電力変換装置１００」とする）を説明する。

（電力変換装置１００の構成）
以下に、電力変換装置１００の構成を説明する。

電力変換装置１００は、例えば、ＭＭＣ（Multilevel Modular Convertor）型のＨＶＤＣ（High Voltage DC）変換器である。但し、電力変換装置１００は、これに限られるものではない。図１は、電力変換装置１００の模式的な回路図である。図１に示されるように、電力変換装置１００は、複数組の上アーム１１０及び下アーム１２０を有している。上アーム１１０及び下アーム１２０は、直列に接続されている。複数組の上アーム１１０及び下アーム１２０の各々は、並列に接続されている。上アーム１１０及び下アーム１２０の間には、トランス１３０が接続されている。上アーム１１０及び下アーム１２０は、直列接続されている複数のサブモジュール１０を有している。

図２は、サブモジュール１０の模式的な回路図である。図２に示されるように、サブモジュール１０は、例えば、スイッチング素子１１ａ及びスイッチング素子１１ｂと、ダイオード１２ａ及びダイオード１２ｂと、コンデンサ１３と、接続線１４ａ及び接続線１４ｂとを有している。

スイッチング素子１１ａ及びスイッチング素子１１ｂは、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。スイッチング素子１１ａ及びスイッチング素子１１ｂは、直列に接続されている。

ダイオード１２ａ及びダイオード１２ｂは、それぞれ、スイッチング素子１１ａ及びスイッチング素子１１ｂに逆バイアスされるように並列に接続されている。コンデンサ１３は、直列に接続されているスイッチング素子１１ａ及びスイッチング素子１１ｂに並列に接続されている。

接続線１４ａは、スイッチング素子１１ａのエミッタ及びスイッチング素子１１ｂのコレクタに接続されている。接続線１４ｂは、スイッチング素子１１ｂのエミッタに接続されている。１つのサブモジュール１０の接続線１４ａは、隣り合う他のサブモジュール１０の接続線１４ｂに接続されている。このように、サブモジュール１０は、ハーフブリッジ型の変換器セルを構成している。

図３は、電力変換装置１００の正面図である。図４は、電力変換装置１００の側面図である。図３及び図４に示されるように、電力変換装置１００は、複数の絶縁碍子２０と、金属架台３０と、絶縁架台４０と、導電部材５０とを有している。

絶縁碍子２０は、絶縁性の材料により形成されている。絶縁性の材料は、例えば、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastic）である。絶縁碍子２０は、表面にポリマー材料により形成されているヒダを有していてもよい。複数の絶縁碍子２０の数は、後述する複数の支柱４１の数よりも多い。絶縁碍子２０の外径は、例えば、後述する絶縁碍子４１ｂの外径に等しい。

金属架台３０は、金属材料により形成されている。金属架台３０は、複数の絶縁碍子２０上に配置されている。金属架台３０は、幅Ｗ１と、幅Ｗ２とを有している。幅Ｗ１は、長手方向における金属架台３０の幅である。幅Ｗ２は、長手方向に直交している方向における金属架台３０の幅である。

絶縁架台４０は、複数の支柱４１と、絶縁板４２とを有している。支柱４１は、鉛直方向に延びている。支柱４１は、複数の金属柱４１ａと、複数の絶縁碍子４１ｂとを有している。金属柱４１ａは、鉛直方向に延びている。複数の金属柱４１ａは、鉛直方向に沿って配列されている。隣り合う２つの金属柱４１ａの間には、絶縁碍子４１ｂが配置されている。支柱４１は、絶縁碍子４１ｂを介在させて金属架台３０上に配置されている。すなわち、支柱４１の金属架台３０側の端には、絶縁碍子４１ｂが配置されている。これにより、絶縁架台４０の金属架台３０に対する絶縁性が確保されている。絶縁碍子４１ｂは、絶縁性の材料により形成されている。絶縁碍子４１ｂは、例えば、絶縁碍子２０と同一の材料により形成されている。

絶縁板４２は、絶縁性の材料により形成されている。絶縁板４２は、例えば、セラミックス材料により形成されている。絶縁板４２は、支柱４１に支持されている。絶縁板４２の主面は、支柱４１に支持されている状態において、鉛直方向に沿っている。複数の絶縁板４２は、鉛直方向において複数段をなすように配置されている。また、絶縁板４２は、同一段内に複数配置されている。複数の絶縁板４２の各々の上には、サブモジュール１０が配置されている。なお、絶縁架台４０には、絶縁板４２の段毎に、電界シールド４３が設けられている。また、電界シールド４３は、金属架台３０にも設けられていてもよい。これにより、絶縁架台４０及び金属架台３０からの放電が防止されている。

絶縁架台４０は、幅Ｗ３と、幅Ｗ４とを有している。幅Ｗ３は、長手方向における絶縁架台４０の幅である。幅Ｗ４は、長手方向に直交している方向における絶縁架台４０の幅である。電力変換装置１００では、幅Ｗ３が幅Ｗ１に等しく、幅Ｗ４が幅Ｗ２に等しい。絶縁架台４０は、絶縁架台４０の長手方向が金属架台３０の長手方向に一致するように配置されている。

導電部材５０は、支柱４１の金属柱４１ａのうちの１つと金属架台３０とを電気的に接続している。より具体的には、導電部材５０は、最も金属架台３０側にある金属柱４１ａと金属架台３０とを電気的に接続している。

（電力変換装置１００の効果）
以下に、電力変換装置１００の効果を比較例に係る電力変換装置（以下においては「電力変換装置２００」とする）と対比しながら説明する。

図５は、電力変換装置２００の正面図である。図５に示されるように、電力変換装置２００は、複数のサブモジュール１０と、複数の絶縁碍子２０と、絶縁架台４０とを有している。この点に関して、電力変換装置２００の構成は、電力変換装置１００の構成と共通している。

電力変換装置２００は、金属架台３０を有していない。電力変換装置２００では、複数の支柱４１の各々は、複数の絶縁碍子２０の各々に取り付けられている。電力変換装置２００では、絶縁碍子２０の外径が、絶縁碍子４１ｂの外径よりも大きい。これらの点に関して、電力変換装置２００の構成は、電力変換装置１００の構成と異なっている。

電力変換装置２００では、複数の支柱４１の各々が複数の絶縁碍子２０の各々に取り付けられているため、複数の絶縁碍子２０の数及び配置が、複数の支柱４１の数及び配置により制約されることになる。他方で、電力変換装置１００では、複数の支柱４１と複数の絶縁碍子２０との間に金属架台３０が介在されているため、複数の絶縁碍子２０の数及び配置が、複数の支柱４１の数及び配置に制約されない。

電力変換装置２００では、複数の絶縁碍子２０の数が複数の支柱４１の数により制約されているため、耐震性能を確保するには、複数の絶縁碍子２０の各々の外径を大きくする必要がある。その結果、電力変換装置２００の設置面積が大きくなってしまう。加えて、外径が大きい絶縁碍子２０のコストは高いため、電力変換装置２００では、耐震性能を確保するために製造コストが増大してしまう。

他方で、電力変換装置１００では、複数の絶縁碍子２０の数及び配置が複数の支柱４１の数及び配置に制約されないため、絶縁碍子２０の外径を大きくすることなく、例えば複数の絶縁碍子２０の数を多くする又は複数の絶縁碍子２０の配置の最適化により、電力変換装置１００の耐震性能を改善することができる。このように、電力変換装置１００によると、耐震性能を確保するために設置面積が大きくなること及び製造コストが増大することを抑制できる。

実施の形態２．
実施の形態２に係る電力変換装置（以下においては「電力変換装置１００Ａ」とする）を説明する。ここでは、電力変換装置１００と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

（電力変換装置１００Ａの構成）
以下に、電力変換装置１００Ａの構成を説明する。

図６は、電力変換装置１００Ａの正面図である。図６に示されるように、電力変換装置１００Ａは、複数のサブモジュール１０と、複数の絶縁碍子２０と、複数の絶縁碍子２０上に配置されている金属架台３０と、金属架台３０上に配置されている絶縁架台４０とを有している。この点に関して、電力変換装置１００Ａの構成は、電力変換装置１００の構成と共通している。

しかしながら、電力変換装置１００Ａは、導電部材５０を有していない。すなわち、電力変換装置１００Ａでは、金属架台３０が浮遊電位となっている。この点に関して、電力変換装置１００Ａの構成は、電力変換装置１００の構成と異なっている。

（電力変換装置１００Ａの効果）
以下に、電力変換装置１００Ａの効果を説明する。

電力変換装置１００では、金属架台３０が最も金属架台３０側にある金属柱４１ａに電気的に接続されているため、対地絶縁距離が、金属架台３０と電力変換装置１００の設置面との間の距離により決定される。そのため、電力変換装置１００では、対地絶縁距離を確保するため、絶縁碍子２０の長さを大きくする必要がある。

他方で、電力変換装置１００Ａでは、金属架台３０が浮遊電位になっているため、対地絶縁距離が、最も金属架台３０側にある絶縁板４２と電力変換装置１００Ａの設置面との間の距離により決定される。そのため、電力変換装置１００Ａでは、絶縁碍子２０の長さを電力変換装置１００と比較して短くしても、対地絶縁距離を確保することができる。その結果、電力変換装置１００Ａによると、電力変換装置１００と比較して装置の低背化を図ることができる。

実施の形態３．
実施の形態３に係る電力変換装置（以下においては「電力変換装置１００Ｂ」とする）を説明する。ここでは、電力変換装置１００と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

（電力変換装置１００Ｂの構成）
以下に、電力変換装置１００Ｂの構成を説明する。

図７は、電力変換装置１００Ｂの正面図である。図７に示されるように、電力変換装置１００Ｂは、複数のサブモジュール１０と、複数の絶縁碍子２０と、複数の絶縁碍子２０上に配置されている金属架台３０と、金属架台３０上に配置されている絶縁架台４０と、導電部材５０を有している。この点に関して、電力変換装置１００Ｂの構成は、電力変換装置１００の構成と共通している。

しかしながら、電力変換装置１００Ｂでは、複数の絶縁碍子２０の数が、複数の支柱４１の数よりも少ない。また、電力変換装置１００Ｂでは、絶縁碍子２０の外径が、絶縁碍子４１ｂの外径よりも大きい。これらの点に関して、電力変換装置１００Ｂの構成は、電力変換装置１００の構成と異なっている。

（電力変換装置１００Ｂの効果）
以下に、電力変換装置１００Ｂの効果を説明する。

電力変換装置１００Ｂでは、複数の絶縁碍子２０の数が複数の支柱４１の数よりも少ないものの、絶縁碍子２０の外径が絶縁碍子４１ｂの外径よりも大きいため、耐震性能を維持することができる。また、電力変換装置１００Ｂでは、複数の絶縁碍子２０の数を複数の支柱４１の数よりも減らしているため、電力変換装置１００と比較して、設置面積を小さくすることができる。

実施の形態４．
実施の形態４に係る電力変換装置（以下においては「電力変換装置１００Ｃ」とする）を説明する。ここでは、電力変換装置１００Ａと異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

（電力変換装置１００Ｃの構成）
以下に、電力変換装置１００Ｃの構成を説明する。

図８は、電力変換装置１００Ｃの正面図である。図８に示されるように、電力変換装置１００Ｃは、複数のサブモジュール１０と、複数の絶縁碍子２０と、複数の絶縁碍子２０上に配置されている金属架台３０と、金属架台３０上に配置されている絶縁架台４０とを有している。この点に関して、電力変換装置１００Ｃの構成は、電力変換装置１００Ａの構成と共通している。

しかしながら、電力変換装置１００Ｃでは、複数の絶縁碍子２０の数が、複数の支柱４１の数よりも少ない。また、電力変換装置１００Ｃでは、絶縁碍子２０の外径が、絶縁碍子４１ｂの外径よりも大きい。これらの点に関して、電力変換装置１００Ｃの構成は、電力変換装置１００の構成と異なっている。

（電力変換装置１００Ｃの効果）
以下に、電力変換装置１００Ｃの効果を説明する。

電力変換装置１００Ｃでは、複数の絶縁碍子２０の数が複数の支柱４１の数よりも少ないものの、絶縁碍子２０の外径が絶縁碍子４１ｂの外径よりも大きいため、耐震性能を維持することができる。また、電力変換装置１００Ｃでは、複数の絶縁碍子２０の数を複数の支柱４１の数よりも減らしているため、電力変換装置１００Ａと比較して、設置面積を小さくすることができる。

実施の形態５．
実施の形態５に係る電力変換装置（以下においては「電力変換装置１００Ｄ」とする）を説明する。ここでは、電力変換装置１００と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

（電力変換装置１００Ｄの構成）
以下に、電力変換装置１００Ｄの構成を説明する。

図９は、電力変換装置１００Ｄの正面図である。図９に示されるように、電力変換装置１００Ｄは、複数のサブモジュール１０と、複数の絶縁碍子２０と、複数の絶縁碍子２０上に配置されている金属架台３０と、金属架台３０上に配置されている絶縁架台４０と、導電部材５０を有している。この点に関して、電力変換装置１００Ｄの構成は、電力変換装置１００の構成と共通している。

しかしながら、電力変換装置１００Ｄでは、金属架台３０の長手方向における幅（幅Ｗ１）が、絶縁架台４０の長手方向における幅（幅Ｗ３）よりも大きくなっている。これらの点に関して、電力変換装置１００Ｄの構成は、電力変換装置１００の構成と異なっている。

（電力変換装置１００Ｄの効果）
以下に、電力変換装置１００Ｄの効果を説明する。

電力変換装置１００Ｄでは、幅Ｗ１が幅Ｗ３よりも大きくなっているため、電力変換装置１００と比較して複数の絶縁碍子２０の数をより多くすることができる。また、電力変換装置１００Ｄでは、幅Ｗ１が幅Ｗ３よりも大きくなっているため、複数の絶縁碍子２０の配置の自由度が高くなり、複数の絶縁碍子２０の配置を最適化しやすい。その結果、電力変換装置１００Ｄによると、耐震性能をさらに向上させることができる。

実施の形態６．
実施の形態６に係る電力変換装置（以下においては「電力変換装置１００Ｅ」とする）を説明する。ここでは、電力変換装置１００Ａと異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

（電力変換装置１００Ｅの構成）
以下に、電力変換装置１００Ｅの構成を説明する。

図１０は、電力変換装置１００Ｅの正面図である。図１０に示されるように、電力変換装置１００Ｄは、複数のサブモジュール１０と、複数の絶縁碍子２０と、複数の絶縁碍子２０上に配置されている金属架台３０と、金属架台３０上に配置されている絶縁架台４０とを有している。この点に関して、電力変換装置１００Ｅの構成は、電力変換装置１００Ａの構成と共通している。

しかしながら、電力変換装置１００Ｅでは、金属架台３０の長手方向における幅（幅Ｗ１）が、絶縁架台４０の長手方向における幅（幅Ｗ３）よりも大きくなっている。これらの点に関して、電力変換装置１００Ｅの構成は、電力変換装置１００Ａの構成と異なっている。

（電力変換装置１００Ｅの効果）
以下に、電力変換装置１００Ｅの効果を説明する。

電力変換装置１００Ｅでは、幅Ｗ１が幅Ｗ３よりも大きくなっているため、電力変換装置１００Ａと比較して複数の絶縁碍子２０の数をより多くすることができる。また、電力変換装置１００Ｅでは、幅Ｗ１が幅Ｗ３よりも大きくなっているため、複数の絶縁碍子２０の配置の自由度が高くなり、複数の絶縁碍子２０の配置を最適化しやすい。その結果、電力変換装置１００Ｅによると、耐震性能をさらに向上させることができる。

実施の形態７．
実施の形態７に係る電力変換装置（以下においては「電力変換装置１００Ｆ」とする）を説明する。ここでは、電力変換装置１００と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

（電力変換装置１００Ｆの構成）
以下に、電力変換装置１００Ｆの構成を説明する。

図１１は、電力変換装置１００Ｆの正面図である。図１２は、電力変換装置１００Ｆの側面図である。図１１及び図１２に示されるように、電力変換装置１００Ｆは、複数のサブモジュール１０と、複数の絶縁碍子２０と、複数の絶縁碍子２０上に配置されている金属架台３０と、金属架台３０上に配置されている絶縁架台４０と、導電部材５０を有している。この点に関して、電力変換装置１００Ｆの構成は、電力変換装置１００の構成と共通している。

しかしながら、電力変換装置１００Ｆは、複数の絶縁架台４０を有している。この点に関して、電力変換装置１００Ｅの構成は、電力変換装置１００の構成と異なっている。図１１及び図１２に示される例では、複数の絶縁架台４０の数は２つである（以下においては、これらをそれぞれ「絶縁架台４０ａ」及び「絶縁架台４０ｂ」とする）が、複数の絶縁架台４０の数は、２つに限られない。

絶縁架台４０ａ及び絶縁架台４０ｂは、例えば、同一の構造を有している。絶縁架台４０ａ及び絶縁架台４０ｂは、絶縁架台４０ａの長手方向及び絶縁架台４０ｂの長手方向が平行になるように配置されている。なお、絶縁架台４０ａに設置されている複数のサブモジュール１０と絶縁架台４０ｂに設置されている複数のサブモジュール１０とは、電気的に接続されている。

図１３は、変形例に係る電力変換装置１００Ｆの側面図である。図１３に示されるように、電力変換装置１００Ｆでは、金属架台３０が、第１部材３１と第２部材３２とに分割されていてもよい。第１部材３１と第２部材３２は、例えば、金属架台３０の長手方向に直交する方向において離間している。第１部材３１上には絶縁架台４０ａが配置されており、第２部材３２上には絶縁架台４０ｂが配置されている。

（電力変換装置１００Ｆの効果）
以下に、電力変換装置１００Ｆの効果を説明する。

絶縁架台４０ａに設置されている複数のサブモジュール１０と絶縁架台４０ｂに設置されている複数のサブモジュール１０とでは、電位が異なっている。金属架台３０が第１部材３１及び第２部材３２に分割されている場合には、絶縁架台４０ａに設置されている複数のサブモジュール１０に対する絶縁及び絶縁架台４０ｂに設置されている複数のサブモジュール１０に対する絶縁をそれぞれ最適化することができる。他方で、金属架台３０が第１部材３１及び第２部材３２に分割されていない場合、耐震性能を確保しやすくなる。

実施の形態８．
実施の形態８に係る電力変換装置（以下においては「電力変換装置１００Ｇ」とする）を説明する。ここでは、電力変換装置１００と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

（電力変換装置１００Ｇの構成）
以下に、電力変換装置１００Ｇの構成を説明する。

図１４は、電力変換装置１００Ｇの正面図である。図１４に示されるように、電力変換装置１００Ｇは、複数のサブモジュール１０と、複数の絶縁碍子２０と、複数の絶縁碍子２０上に配置されている金属架台３０と、金属架台３０上に配置されている絶縁架台４０と、導電部材５０を有している。この点に関して、電力変換装置１００Ｇの構成は、電力変換装置１００の構成と共通している。

しかしながら、電力変換装置１００Ｇは、金属架台６０と、複数の絶縁碍子７０とを有している。複数の絶縁碍子７０上には、金属架台６０が配置されている。金属架台６０上には、複数の絶縁碍子２０が配置されている。これらの点に関して、電力変換装置１００Ｇの構成は、電力変換装置１００の構成と異なっている。

（電力変換装置１００Ｇの効果）
以下に、電力変換装置１００Ｇの効果を説明する。

電力変換装置１００Ｇでは、複数の絶縁碍子２０と設置面との間に金属架台６０及び複数の絶縁碍子７０が配置されている。そのため、金属架台３０と設置面との距離が電力変換装置１００と同一であれば、電力変換装置１００Ｇの絶縁碍子２０の長さ及び絶縁碍子７０の長さが電力変換装置１００の絶縁碍子２０の長さよりも小さくなる。このように、電力変換装置１００Ｇによると、絶縁碍子２０及び絶縁碍子７０が短くなることにより、耐震性能が改善される。

実施の形態９．
実施の形態９に係る電力変換装置（以下においては「電力変換装置１００Ｈ」とする）を説明する。ここでは、電力変換装置１００と異なる点を主に説明し、重複する説明は繰り返さないものとする。

（電力変換装置１００Ｈの構成）
以下に、電力変換装置１００Ｈの構成を説明する。

図１５は、電力変換装置１００Ｈの正面図である。図１５に示されるように、電力変換装置１００Ｈは、複数のサブモジュール１０と、複数の絶縁碍子２０と、複数の絶縁碍子２０上に配置されている金属架台３０と、金属架台３０上に配置されている絶縁架台４０と、導電部材５０を有している。この点に関して、電力変換装置１００Ｈの構成は、電力変換装置１００の構成と共通している。

しかしながら、電力変換装置１００Ｈは、複数の絶縁碍子７０と、複数の金属板８０とをさらに有している。電力変換装置１００Ｈでは、複数の絶縁碍子２０の各々と複数の絶縁碍子７０の各々との間には、複数の金属板８０の各々が配置されている。複数の絶縁碍子２０の長さの各々は、互いに異なっている。すなわち、複数の金属板８０の鉛直方向における位置の各々は、互いに異なっている。これらの点に関して、電力変換装置１００Ｈの構成は、電力変換装置１００Ｈの構成と異なっている。

（電力変換装置１００Ｈの効果）
以下に、電力変換装置１００Ｈの効果を説明する。

電力変換装置１００Ｈでは、複数の絶縁碍子２０と設置面との間に複数の絶縁碍子７０及び複数の金属板８０が配置されている。そのため、金属架台３０と設置面との距離が電力変換装置１００と同一であれば、電力変換装置１００Ｈの絶縁碍子２０の長さ及び絶縁碍子７０の長さが電力変換装置１００の絶縁碍子２０の長さよりも小さくなる。このように、電力変換装置１００Ｈによると、絶縁碍子２０及び絶縁碍子７０が短くなることにより、耐震性能が改善される。

絶縁架台４０に設置されている複数のサブモジュール１０の電位は、場所毎に異なっている。電力変換装置１００Ｈでは、複数の金属板８０の鉛直方向における位置の各々が互いに異なっているため、絶縁架台４０に設置されている複数のサブモジュール１０に対する絶縁を場所毎に最適化することができる。

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であり、制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の基本的な範囲は上記の実施の形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１０サブモジュール、１１ａ，１１ｂスイッチング素子、１２ａ，１２ｂダイオード、１３コンデンサ、１４ａ，１４ｂ接続線、２０絶縁碍子、３０金属架台、３１第１部材、３２第２部材、４０，４０ａ，４０ｂ絶縁架台、４１支柱、４１ａ金属柱、４１ｂ絶縁碍子、４２絶縁板、４３電界シールド、５０導電部材、６０金属架台、７０絶縁碍子、８０金属板、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇ，１００Ｈ，２００電力変換装置、１１０上アーム、１２０下アーム、１３０トランス、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４幅。

Claims

複数の第１絶縁碍子と、
前記複数の第１絶縁碍子上に配置されている第１金属架台と、
前記第１金属架台上に配置されている少なくとも１つの絶縁架台と、
前記少なくとも１つの絶縁架台に設置されている複数のサブモジュールとを備え、
前記少なくとも１つの絶縁架台の各々は、複数の支柱と、前記複数の支柱により支持され、かつ前記複数のサブモジュールの各々が配置されている複数の絶縁板とを有し、
前記複数の支柱の各々は、複数の金属柱と、複数の第２絶縁碍子とを含み、かつ前記複数の第２絶縁碍子のうちの１つを介在させて前記第１金属架台上に配置されており、
前記複数の金属柱のうちの隣り合う２つは、前記複数の第２絶縁碍子の各々により接続されている、電力変換装置。
前記第１金属架台と前記複数の金属柱のうちの１つとを電気的に接続している導電部材をさらに備える、請求項１に記載の電力変換装置。
前記第１金属架台は、浮遊電位になっている、請求項１に記載の電力変換装置。
前記複数の第１絶縁碍子の数は、前記複数の支柱の数よりも多い、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
前記第１金属架台の幅は、前記少なくとも１つの絶縁架台の幅よりも大きい、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
前記複数の第１絶縁碍子の数は、前記複数の支柱の数よりも少なく、
前記複数の第１絶縁碍子の各々の外径は前記第２絶縁碍子の各々の外径よりも大きい、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
前記少なくとも１つの絶縁架台は、互いに隣り合って配置されている複数の絶縁架台である、請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
前記第１金属架台は、複数の部材に分割されており、
前記複数の部材の各々の上には、前記複数の絶縁架台の各々が配置されている、請求項７に記載の電力変換装置。
複数の第３絶縁碍子と、
前記複数の第３絶縁碍子上に配置されている第２金属架台とをさらに備え、
前記複数の第１絶縁碍子は、前記第２金属架台上に配置されている、請求項１～請求項８のいずれか１項に記載の電力変換装置。
複数の金属板と、
複数の第３絶縁碍子とをさらに備え、
前記複数の金属板の各々は、前記複数の第１絶縁碍子と前記複数の第３絶縁碍子との間に配置されている、請求項３に記載の電力変換装置。
前記複数の第１絶縁碍子の長さの各々は、互いに異なっている、請求項１０に記載の電力変換装置。