JPH0578196U - 電力変換ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】組立や保守・点検が容易で、スイッチング素子
の電流不平衡による寿命の低下を防ぐ。 【構成】ヒートシンク２の両面上段にＩＧＢＴ１Ａをコ
レクタ電極Ｃ側を上にして前後方向に複数個取り付け、
ヒートシンク２の両面下段にＩＧＢＴ１Ｂを同じくコレ
クタ電極Ｃ側を上にして上段と同じ個数取り付ける。上
段のＩＧＢＴ１Ａのコレクタ電極は、正極側導体３Ａ
で、下段のＩＧＢＴ１Ｂのエミッタ電極Ｅは、正極側導
体３Ｂで接続して、ユニット枠８の前方の正極側入力端
子５Ａ，５Ｂに接続する。ＩＧＢＴ１Ａのエミッタ電極
ＥとＩＧＢＴ１Ｂのコレクタ電極Ｃは、交流側導体４で
接続して、ユニット枠８の後部の雌形断路部７Ａ，７Ｂ
と接続する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電力変換ニットに係り、特に複数のスイッチング素子が導体で並列 接続された電力変換ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】

図４は、逆変換装置に組み込まれた従来の一相回路分の電力変換ユニットを示 す斜視図、図５は、図４のＢ矢視図を示す。

【０００３】 図４及び図５において、ユニット枠８の内部中央には、ヒートシンク１が立設 され、このヒートシンク１の図４において矢印Ｂ側（以下、左側面という）には 、上部に絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（以下、ＩＧＢＴと表わす）１Ａが コレクタ電極Ｃ側を上向きにして３個横に一列に取り付けられている。これらの ＩＧＢＴ１Ａの下部には、ＩＧＢＴ１Ａと同形格のＩＧＢＴ１Ｂが、コレクタ電 極Ｃ側を上向きにして同じく３個取り付けられている。同様に、ヒートシンク１ の図４において左後方側（以下、右側面という）には、左側の各ＩＧＢＴ１Ａの 取付面の裏側の位置に、同じく同形格のＩＧＢＴ１Ａがコレクタ電極Ｃ側を上向 きにしてそれぞれ取り付けられ、これらのＩＧＢＴ１Ａの下部にも、左側のＩＧ ＢＴ１Ｂの取付面の裏側の位置に、同形格のＩＧＢＴ１Ｂがコレクタ電極Ｃ側を 上向きにして一列にそれぞれ取り付けられている。

【０００４】 このうち、上側のＩＧＢＴ１Ａの各コレクタ電極Ｃは、略Ｌ字形に曲げられた 帯板状の正極側導体３Ａの長辺部でそれぞれ接続され、これらの正極側導体３Ａ の図示しない短辺部の先端（以下、前端という）には、Ｌ字形に曲げられ、前端 がユニットの前方向に突き出た一対の正極側入力導体５Ａの後端が接続されてい る。同様に、下側のＩＧＢＴ３Ｂの各エミッタ電極Ｅは、正極側導体３Ａと同一 品の負極側導体３Ｂの長辺部でそれぞれ接続され、これらの負極側導体３Ｂの図 示しない短辺部の先端には、正極側入力端子５Ａと同一品の負極側入力端子５Ｂ の後端が接続されている。

【０００５】 一方、ＩＧＢＴ１Ａのエミッタ電極ＥとＩＧＢＴ１Ｂのコレクタ電極Ｃは、同 じくＬ字形に曲げられた正極側導体３Ａ及び負極側導体３Ｂの２倍の幅の帯板状 の交流側導体14の長辺部でそれぞれ接続され、これらの交流側導体14の前端の短 辺部の先端には、同じくＬ字形に曲げられ前端がユニットの前方向に突き出た交 流側出力端子６の後端がそれぞれ接続されている。

【０００６】 ユニット枠８の外周には、図示しないカバーが取り付けられ、このうち、図示 しない上面カバーの中央部下面には、排気用のフアン９が取り付けられ、図示し ない側面カバーの下部には、図示しないエアフィルタが着脱自在に取り付けられ ている。

【０００７】 このように構成された電力変換ユニットにおいては、少なくとも３台のユニッ トが電力変換装置に組み込まれ、各ユニットは、前端の正極側入力端子５Ａと負 極側入力端子５Ｂが図示しない直流電源に接続され、交流側出力端子６は、図示 しない変圧器などの負荷に接続される。したがって、これらの正極側入力端子５ Ａ，負極側入力端子５Ｂと交流側出力端子６への接続作業は、各ユニットの前面 から行なわれる。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、このように構成された電力変換ユニットにおいては、前後に配置さ れ、各正極側導体３Ａ，負極側導体３Ｂと交流側導体14で接続された各ＩＧＢＴ １Ａ，１Ｂのうち、後方に位置するＩＧＢＴ１Ａ，１Ｂは、その前方のＩＧＢＴ １Ａ，１Ｂに比べて各正極側入力端子５Ａ，負極側入力端子５Ｂ及び交流側端子 ６までの電路が長くなるので、前方に位置するＩＧＢＴ１Ａ，１Ｂと比べて通電 電流が少なくなり、逆に前端のＩＧＢＴ１Ａ，１Ｂの通電電流が増えるので、温 度が上り、寿命を損う。

【０００９】 さらに、正極側入力端子５Ａ，負極側入力端子５Ｂと交流側出力端子６に可撓 導体又はケーブルやバスを接続する作業は、隣接端子や上段のユニットに接続さ れるこれらの導体が錯綜してやりにくく、時間がかかる。 そこで、本考案の目的は、組立や保守が容易で、スイッチング素子の電流不平 衡による寿命の低下を防ぐことのできる電力変換ユニットを得ることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案は、ユニットに収納されたヒートシンクの両側面の上下段に、上下の端 子の極性を同一方向にして複数のスイッチング素子が取り付けられ、上段のスイ ッチング素子の上部端子相互と下段の前記スイッチング素子の下部端子相互が、 ユニットの前部に入力端子を備えた直流側導体で接続され、上段のスイッチング 素子の下部端子と下段のスイッチング素子の上部端子が、共通の交流側導体で接 続された電力変換ユニットにおいて、ユニットの後部に、交流側導体の後端に接 続された断路部を設けたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】

入力端子から直流側導体と各スイッチング素子を経て交流側導体の後端に至る 電路の長さは、各スイッチング素子を通る電路の相互間において同一長さとなり 、外部接続作業は、入力端子だけとなる。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の電力変換ユニットの一実施例を図面を参照して説明する。但し 、図４及び図５と重複する部分には、同符号を付して説明を省く。図１は、本考 案の電力変換ユニットを示す斜視図で、従来の図４に対応する図、図２は図１の Ａ矢視図で同じく図５に対応する図、図３は、本考案の電力変換ユニットの接続 図である。

【００１３】 図１，図２及び図３において、ヒートシンク２の上部両面に取り付けられたＩ ＧＢＴ１Ａのコレクタ電極Ｃは、従来と同一品のＬ形の正極側導体３Ａの長辺部 で互いに接続され、同じく、ヒートシンク２の下部両面に取り付けられたＩＧＢ Ｔ１Ｂのエミッタ電極Ｅも、従来と同一品の負極側導体３Ｂで接続されている。

【００１４】 一方、ＩＧＢＴ１Ａのエミッタ電極ＥとＩＧＢＴ１Ｂのコレクタ電極Ｃには、 従来の交流側導体14と同一帯板で同形状であるが、長辺側の後部がやや長い交流 側導体４の長辺部が同様に接続されている。（注；図１においては、正極側導体 ３Ａ及び負極側導体３Ｂと、交流側導体４との帯材の幅は約３倍の差があるが、 実際は、図２に示す従来と同様に１：２の比である。）この交流側導体４の後端 下部には、ユニット枠８の後端に立設された帯板状の接続導体15の上端がそれぞ れボルトで接続されている。

【００１５】 また、ユニット枠８の下部後端には、エポキシ樹脂製の端子台11が横に固定さ れ、この端子台11には、あらかじめ帯板銅材の一対の貫通導体16がそれぞれ埋め 込まれ、端子台11の後面から突き出たこの貫通導体16の後端には、一対の接触片 12や圧縮コイルばね，両ねじボルトなどでなるチューリップ接続形の雌形断路部 ７Ａ，７Ｂがそれぞれ取り付けられている。貫通導体16の後端は、接続導体15の 下端がボルトでそれぞれ締め付けられている。一方、ユニット枠８の前面には、 図示しない取手が取り付けられている。

【００１６】 このように構成された電力変換ユニットにおいては、負荷側の接続は、ユニッ ト枠８を、このユニット枠８が収納された箱体の後方に押し込むことで、この電 力変換ユニットが収納された箱体の後部に配設された図示しないバスバーの前面 に突設された図示しない短いＵ字形の雄側端子に雌形断路部７Ａ，７Ｂの接触片 12を嵌合させる。逆に、負荷側の接続を外すときには、ユニット枠８を前方に引 き抜いて、雄側端子に嵌合した雌形断路部７Ａ，７Ｂを引き抜く。

【００１７】 また、正極側入力端子５Ａと負極側入力端子５Ｂに可撓導体又はケーブルやバ スを接続するときには、従来の交流側出力端子６と負荷側を接続するケーブルな どがなくなるので、作業が容易で、保守・点検のときのＩＧＢＴ１Ａ，１Ｂの取 り換えや、ユニット枠８の引出しが容易になる。

【００１８】 一方、正極側入力端子５Ａから正極側導体３Ａ及び交流側導体４と接続導体15 を経て雌形断路部７に至る電路は、図２及び図３に示すように、前端，中間及び 後端のＩＧＢＴ１Ａのいずれを通る経路も同じ長さとなり、電路のインダクタン スを含む抵抗値も同じとなるので、各ＩＧＢＴ１Ａに流れる電流を等しくするこ とができる。これは、下段のＩＧＢＴ１Ｂにおいても同様で、各ＩＧＢＴ１Ａ， １Ｂの温度上昇も均一にすることができる。

【００１９】 なお、上記実施例では、ヒートシンク２の両側面に取り付けられたＩＧＢＴ１ Ａ，１Ｂは、コレクタ電極Ｃを上側にした例で説明したが、エミッタ電極Ｅを上 側にして取り付けて、上側の導体を負極側導体とし、下側の導体を正極側導体と してもよい。

【００２０】

【考案の効果】

以上、本考案によれば、ユニットに収納されたヒートシンクの両側面の上下段 に、上下の端子の極性を同一方向にして複数のスイッチング素子が取り付けられ 、上段のスイッチング素子の上部端子相互と下段の前記スイッチング素子の下部 端子相互が、ユニットの前部に入力端子を備えた直流側導体で接続され、上段の スイッチング素子の下部端子と下段のスイッチング素子の上部端子が、共通の交 流側導体で接続された電力変換ユニットにおいて、ユニットの後部に、交流側導 体の後端に接続された断路部を設けることで、入力端子から直流側導体と各スイ ッチング素子を経て交流側導体の後端に至る電路の長さを、各スイッチング素子 を通る電路の相互において同一長さとし、外部接続作業を入力端子だけとしたの で、組立や保守・点検が容易で、スイッチング素子の電流不平衡による寿命の低 下を防ぐことのできる電力変換ユニットを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の電力変換ユニットの一実施例を示す斜
視図。

【図２】図１のＡ矢視図。

【図３】本考案の電力変換ユニットの作用を示す接続
図。

【図４】従来の電力変換ユニットの一例を示す斜視図。

【図５】図４のＢ矢視図。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ…ＩＧＢＴ、２…ヒートシンク、３Ａ…正極
側導体、３Ｂ…負極側導体、４…交流側導体、５Ａ…正
極側入力端子、５Ｂ…負極側入力端子、６…交流側出力
端子、７Ａ，７Ｂ…雌形断路部、８…ユニット枠。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ユニットに収納されたヒートシンクの両
   側面の上下段に、上下の端子の極性を同一方向にして複
   数のスイッチング素子が取り付けられ、前記上段の前記
   スイッチング素子の上部端子相互と前記下段の前記スイ
   ッチング素子の下部端子相互が、前記ユニットの前部に
   入力端子を備えた直流側導体で接続され、前記上段のス
   イッチング素子の下部端子と前記下段のスイッチング素
   子の上部端子が、共通の交流側導体で接続された電力変
   換ユニットにおいて、前記ユニットの後部に、前記交流
   側導体の後端に接続された断路部を設けたことを特徴と
   する電力変換ユニット。