WO2022249248A1 - 電力変換装置 - Google Patents

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WO2022249248A1
WO2022249248A1 PCT/JP2021/019642 JP2021019642W WO2022249248A1 WO 2022249248 A1 WO2022249248 A1 WO 2022249248A1 JP 2021019642 W JP2021019642 W JP 2021019642W WO 2022249248 A1 WO2022249248 A1 WO 2022249248A1
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WO
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insulators
conversion device
power conversion
metal
power converter
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PCT/JP2021/019642
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English (en)
French (fr)
Inventor
仁志 貞國
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422—Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427—Housings
    • H05K7/1432—Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • H05K7/14339—Housings specially adapted for power drive units or power converters specially adapted for high voltage operation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/4835—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels comprising two or more cells, each including a switchable capacitor, the capacitors having a nominal charge voltage which corresponds to a given fraction of the input voltage, and the capacitors being selectively connected in series to determine the instantaneous output voltage

Definitions

  • the present disclosure relates to power converters.
  • Patent Document 1 describes a power converter.
  • the power conversion device described in Patent Literature 1 includes a plurality of base pillars, a first stage, a plurality of stage pillars, a second stage, and a plurality of power conversion units.
  • the first stage is supported by multiple base struts.
  • the second stage is supported by a plurality of base struts.
  • Each of the plurality of stage stanchions is attached to each of the plurality of base stanchions.
  • a plurality of power conversion units are arranged on the first stage and the second stage.
  • each of the plurality of stage columns is attached to each of the plurality of base columns, so the number and arrangement of the plurality of base columns depend on the number and arrangement of the plurality of stage columns. will be restricted.
  • the present disclosure provides a power conversion device in which the number and arrangement of insulators for supporting the insulating pedestal are not restricted by the pillars of the insulating pedestal.
  • the power conversion device of the present disclosure includes a plurality of first insulators, a first metal mount arranged on the plurality of first insulators, and at least one insulation mount arranged on the first metal mount. , and a plurality of sub-modules mounted on at least one insulating pedestal.
  • Each of the at least one insulating pedestal has a plurality of posts and a plurality of insulating plates supported by the plurality of posts and on which each of the plurality of submodules are arranged.
  • Each of the plurality of columns includes a plurality of metal columns and a plurality of second insulators, and is arranged on the first metal mount with one of the plurality of second insulators interposed therebetween. Adjacent two of the plurality of metal columns are connected by each of the plurality of second insulators.
  • the power conversion device of the present disclosure it is possible to prevent the number and arrangement of the insulators for supporting the insulating pedestal from being restricted by the pillars of the insulating pedestal.
  • FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a power conversion device 100; FIG. 2 is a schematic circuit diagram of a submodule 10; FIG. 1 is a front view of a power conversion device 100; FIG. 2 is a side view of the power conversion device 100; FIG. 2 is a front view of the power conversion device 200; FIG. It is a front view of power converter 100A. It is a front view of the power converter device 100B. It is a front view of power converter 100C. It is a front view of power converter device 100D. It is a front view of the power converter device 100E. It is a front view of the power converter device 100F. It is a side view of the power converter device 100F. It is a side view of the power converter device 100F which concerns on a modification. It is a front view of power converter 100G. It is a front view of the power converter device 100H.
  • Embodiment 1 A power conversion device (hereinafter referred to as “power conversion device 100”) according to Embodiment 1 will be described.
  • the power converter 100 is, for example, an MMC (Multilevel Modular Converter) type HVDC (High Voltage DC) converter.
  • the power electronics device 100 is not limited to this.
  • FIG. 1 is a schematic circuit diagram of the power converter 100. As shown in FIG. As shown in FIG. 1 , the power conversion device 100 has multiple pairs of upper arms 110 and lower arms 120 . Upper arm 110 and lower arm 120 are connected in series. Each of the multiple sets of upper arms 110 and lower arms 120 are connected in parallel. A transformer 130 is connected between the upper arm 110 and the lower arm 120 . The upper arm 110 and the lower arm 120 have multiple submodules 10 connected in series.
  • FIG. 2 is a schematic circuit diagram of the submodule 10.
  • the submodule 10 has, for example, switching elements 11a and 11b, diodes 12a and 12b, capacitors 13, and connection lines 14a and 14b.
  • the switching elements 11a and 11b are, for example, IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors).
  • the switching element 11a and the switching element 11b are connected in series.
  • the diodes 12a and 12b are connected in parallel so as to reverse bias the switching elements 11a and 11b, respectively.
  • the capacitor 13 is connected in parallel with the switching elements 11a and 11b that are connected in series.
  • connection line 14a is connected to the emitter of the switching element 11a and the collector of the switching element 11b.
  • the connection line 14b is connected to the emitter of the switching element 11b.
  • the connection line 14a of one submodule 10 is connected to the connection line 14b of another submodule 10 adjacent thereto.
  • the submodule 10 constitutes a half-bridge type converter cell.
  • FIG. 3 is a front view of the power converter 100.
  • FIG. FIG. 4 is a side view of the power conversion device 100.
  • the power converter 100 has a plurality of insulators 20 , metal mounts 30 , insulation mounts 40 and conductive members 50 .
  • the insulator 20 is made of an insulating material.
  • the insulating material is, for example, FRP (Fiber Reinforced Plastic).
  • the insulator 20 may have folds formed of a polymer material on its surface.
  • the number of the plurality of insulators 20 is greater than the number of the plurality of supports 41 to be described later.
  • the outer diameter of the insulator 20 is, for example, equal to the outer diameter of an insulator 41b described later.
  • the metal pedestal 30 is made of a metal material.
  • a metal mount 30 is arranged on the plurality of insulators 20 .
  • the metal pedestal 30 has a width W1 and a width W2.
  • the width W1 is the width of the metal mount 30 in the longitudinal direction.
  • the width W2 is the width of the metal mount 30 in the direction orthogonal to the longitudinal direction.
  • the insulating pedestal 40 has a plurality of posts 41 and an insulating plate 42 .
  • the strut 41 extends vertically.
  • the column 41 has a plurality of metal columns 41a and a plurality of insulators 41b.
  • the metal column 41a extends vertically.
  • the plurality of metal columns 41a are arranged along the vertical direction.
  • An insulator 41b is arranged between two adjacent metal columns 41a.
  • the column 41 is arranged on the metal base 30 with an insulator 41b interposed therebetween. That is, an insulator 41b is arranged at the end of the support 41 on the side of the metal pedestal 30 . Thereby, insulation of the insulating mount 40 with respect to the metal mount 30 is ensured.
  • the insulator 41b is made of an insulating material.
  • the insulator 41b is made of the same material as the insulator 20, for example.
  • the insulating plate 42 is made of an insulating material.
  • the insulating plate 42 is made of, for example, a ceramic material.
  • the insulating plate 42 is supported by the struts 41 .
  • the main surface of the insulating plate 42 extends vertically while being supported by the supports 41 .
  • the plurality of insulating plates 42 are arranged in a plurality of stages in the vertical direction.
  • a plurality of insulating plates 42 are arranged in the same stage.
  • a sub-module 10 is arranged on each of the plurality of insulating plates 42 .
  • An electric field shield 43 is provided for each stage of the insulating plate 42 on the insulating pedestal 40 .
  • the electric field shield 43 may be provided on the metal mount 30 as well. This prevents discharge from the insulating base 40 and the metal base 30 .
  • the insulating mount 40 has a width W3 and a width W4.
  • the width W3 is the width of the insulating pedestal 40 in the longitudinal direction.
  • the width W4 is the width of the insulating base 40 in the direction orthogonal to the longitudinal direction. In the power conversion device 100, the width W3 is equal to the width W1, and the width W4 is equal to the width W2.
  • the insulating pedestal 40 is arranged such that the longitudinal direction of the insulating pedestal 40 coincides with the longitudinal direction of the metal pedestal 30 .
  • the conductive member 50 electrically connects one of the metal columns 41 a of the support 41 and the metal base 30 . More specifically, the conductive member 50 electrically connects the metal column 41 a closest to the metal pedestal 30 and the metal pedestal 30 .
  • FIG. 5 is a front view of the power converter 200.
  • the power converter 200 has a plurality of submodules 10, a plurality of insulators 20, and an insulating base 40.
  • the configuration of the power conversion device 200 is common to the configuration of the power conversion device 100 .
  • the power conversion device 200 does not have the metal frame 30.
  • each of the multiple struts 41 is attached to each of the multiple insulators 20 .
  • the outer diameter of the insulator 20 is larger than the outer diameter of the insulator 41b. Regarding these points, the configuration of the power conversion device 200 is different from the configuration of the power conversion device 100 .
  • the number and arrangement of the plurality of insulators 20 are restricted by the number and arrangement of the plurality of pillars 41. It will be.
  • the number and arrangement of the plurality of insulators 20 are the same as the number of the plurality of columns 41 . and are not constrained by placement.
  • the number of the plurality of insulators 20 is restricted by the number of the plurality of columns 41. Therefore, in order to ensure seismic performance, it is necessary to increase the outer diameter of each of the plurality of insulators 20. be. As a result, the installation area of the power conversion device 200 becomes large. In addition, since the cost of the insulator 20 having a large outer diameter is high, the manufacturing cost of the electric power conversion device 200 is increased in order to ensure seismic performance.
  • the number and arrangement of the plurality of insulators 20 are not restricted by the number and arrangement of the plurality of supports 41. Therefore, without increasing the outer diameter of the insulator 20, for example, the plurality of insulators 20 By increasing the number of insulators 20 or optimizing the arrangement of the plurality of insulators 20, the seismic performance of the power converter 100 can be improved. Thus, according to the power conversion device 100, it is possible to suppress an increase in installation area and an increase in manufacturing cost in order to ensure seismic performance.
  • Embodiment 2 A power conversion device (hereinafter referred to as “power conversion device 100A”) according to Embodiment 2 will be described. Here, points different from the power converter 100 will be mainly described, and redundant description will not be repeated.
  • FIG. 6 is a front view of the power converter 100A.
  • the power converter 100A includes a plurality of submodules 10, a plurality of insulators 20, a metal mount 30 arranged on the plurality of insulators 20, and a metal mount 30 arranged on the metal mount 30. It has an insulating pedestal 40 that is installed. Regarding this point, the configuration of the power conversion device 100A is common to the configuration of the power conversion device 100 .
  • the power conversion device 100A does not have the conductive member 50. That is, in the power conversion device 100A, the metal pedestal 30 has a floating potential. In this regard, the configuration of the power conversion device 100A is different from the configuration of the power conversion device 100. FIG.
  • the metal pedestal 30 is electrically connected to the metal pillar 41a closest to the metal pedestal 30, so that the ground insulation distance is the distance between the metal pedestal 30 and the installation surface of the power converter 100. Determined by distance. Therefore, in the power conversion device 100, it is necessary to increase the length of the insulator 20 in order to secure the insulation distance to ground.
  • the insulation distance to the ground depends on the distance between the insulating plate 42 closest to the metal pedestal 30 and the installation surface of the power conversion device 100A. It is determined. Therefore, in the power converter 100A, even if the length of the insulator 20 is shorter than that of the power converter 100, the ground insulation distance can be ensured. As a result, according to the power conversion device 100A, compared with the power conversion device 100, the height of the device can be reduced.
  • Embodiment 3 A power conversion device (hereinafter referred to as “power conversion device 100B”) according to Embodiment 3 will be described. Here, points different from the power conversion device 100 will be mainly described, and redundant description will not be repeated.
  • FIG. 7 is a front view of the power converter 100B.
  • the power converter 100B includes a plurality of submodules 10, a plurality of insulators 20, a metal mount 30 arranged on the plurality of insulators 20, and a metal mount 30 arranged on the metal mount 30. It has an insulating pedestal 40 and a conductive member 50 . Regarding this point, the configuration of the power conversion device 100B is common to the configuration of the power conversion device 100 .
  • the number of multiple insulators 20 is less than the number of multiple struts 41 .
  • the outer diameter of the insulator 20 is larger than the outer diameter of the insulator 41b.
  • the outer diameter of the insulators 20 is larger than the outer diameter of the insulators 41b, so that the seismic performance can be maintained. can. Also, in the power conversion device 100B, the number of the plurality of insulators 20 is smaller than the number of the plurality of columns 41, so the installation area can be reduced compared to the power conversion device 100.
  • FIG. 1 the number of the plurality of insulators 20 is smaller than the number of the plurality of columns 41, so the installation area can be reduced compared to the power conversion device 100.
  • Embodiment 4 A power conversion device (hereinafter referred to as "power conversion device 100C") according to Embodiment 4 will be described. Here, points different from the power conversion device 100A will be mainly described, and redundant description will not be repeated.
  • FIG. 8 is a front view of the power converter 100C.
  • the power converter 100C includes a plurality of submodules 10, a plurality of insulators 20, a metal mount 30 arranged on the plurality of insulators 20, and a metal mount 30 arranged on the metal mount 30. It has an insulating pedestal 40 that is installed. Regarding this point, the configuration of the power conversion device 100C is common to the configuration of the power conversion device 100A.
  • the number of multiple insulators 20 is less than the number of multiple struts 41 .
  • the outer diameter of the insulator 20 is larger than the outer diameter of the insulator 41b.
  • the outer diameter of the insulators 20 is larger than the outer diameter of the insulators 41b, so that the seismic performance can be maintained. can. Also, in the power conversion device 100C, the number of the plurality of insulators 20 is smaller than the number of the plurality of pillars 41, so the installation area can be reduced as compared with the power conversion device 100A.
  • Embodiment 5 A power conversion device according to Embodiment 5 (hereinafter referred to as “power conversion device 100D”) will be described. Here, points different from the power converter 100 will be mainly described, and redundant description will not be repeated.
  • FIG. 9 is a front view of the power converter 100D.
  • the power converter 100D includes a plurality of submodules 10, a plurality of insulators 20, a metal mount 30 arranged on the plurality of insulators 20, and a metal mount 30 arranged on the metal mount 30. It has an insulating pedestal 40 and a conductive member 50 . Regarding this point, the configuration of the power conversion device 100D is common to the configuration of the power conversion device 100 .
  • the width (width W1) of the metal pedestal 30 in the longitudinal direction is larger than the width (width W3) of the insulating pedestal 40 in the longitudinal direction.
  • the configuration of the power conversion device 100D differs from the configuration of the power conversion device 100 .
  • the width W1 is larger than the width W3, the number of insulators 20 can be increased compared to the power conversion device 100. Further, in the power conversion device 100D, the width W1 is larger than the width W3, so that the plurality of insulators 20 can be arranged more freely, and the arrangement of the plurality of insulators 20 can be easily optimized. As a result, according to the power conversion device 100D, it is possible to further improve the seismic performance.
  • Embodiment 6 A power converter (hereinafter referred to as "power converter 100E") according to Embodiment 6 will be described. Here, points different from the power conversion device 100A will be mainly described, and redundant description will not be repeated.
  • FIG. 10 is a front view of the power converter 100E.
  • the power conversion device 100D includes a plurality of submodules 10, a plurality of insulators 20, a metal mount 30 arranged on the plurality of insulators 20, and a metal mount 30 arranged on the metal mount 30. It has an insulating pedestal 40 that is installed. Regarding this point, the configuration of the power conversion device 100E is common to the configuration of the power conversion device 100A.
  • the width (width W1) of the metal pedestal 30 in the longitudinal direction is larger than the width (width W3) of the insulating pedestal 40 in the longitudinal direction.
  • the configuration of the power conversion device 100E is different from the configuration of the power conversion device 100A.
  • the width W1 is larger than the width W3, the number of multiple insulators 20 can be increased compared to the power conversion device 100A. Further, in the power conversion device 100E, the width W1 is larger than the width W3, so that the plurality of insulators 20 can be arranged more freely, and the arrangement of the plurality of insulators 20 can be easily optimized. As a result, according to the power conversion device 100E, it is possible to further improve the seismic performance.
  • Embodiment 7 A power conversion device according to Embodiment 7 (hereinafter referred to as “power conversion device 100F”) will be described. Here, points different from the power conversion device 100 will be mainly described, and redundant description will not be repeated.
  • FIG. 11 is a front view of the power converter 100F.
  • FIG. 12 is a side view of the power converter 100F.
  • the power converter 100F includes a plurality of submodules 10, a plurality of insulators 20, a metal pedestal 30 arranged on the plurality of insulators 20, and a metal pedestal 30 It has an insulating pedestal 40 disposed thereon and a conductive member 50 .
  • the configuration of the power conversion device 100F is common to the configuration of the power conversion device 100 .
  • the power conversion device 100F has a plurality of insulating mounts 40.
  • the configuration of the power conversion device 100E is different from the configuration of the power conversion device 100.
  • the number of mounts 40 is not limited to two.
  • the insulating mount 40a and the insulating mount 40b have, for example, the same structure.
  • the insulating pedestal 40a and the insulating pedestal 40b are arranged so that the longitudinal direction of the insulating pedestal 40a and the longitudinal direction of the insulating pedestal 40b are parallel.
  • the plurality of sub-modules 10 installed on the insulating base 40a and the plurality of sub-modules 10 installed on the insulating base 40b are electrically connected.
  • FIG. 13 is a side view of a power conversion device 100F according to a modification.
  • metal mount 30 may be divided into first member 31 and second member 32 .
  • the first member 31 and the second member 32 are spaced apart, for example, in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the metal mount 30 .
  • An insulating pedestal 40 a is arranged on the first member 31
  • an insulating pedestal 40 b is arranged on the second member 32 .
  • the plurality of sub-modules 10 installed on the insulating base 40a and the plurality of sub-modules 10 installed on the insulating base 40b have different potentials.
  • the metal pedestal 30 is divided into the first member 31 and the second member 32, the plurality of sub-modules 10 installed on the insulating pedestal 40b and the plurality of sub-modules 10 installed on the insulating pedestal 40b are isolated. 10 can be individually optimized. On the other hand, if the metal pedestal 30 is not divided into the first member 31 and the second member 32, it becomes easier to ensure seismic performance.
  • Embodiment 8 A power conversion device according to Embodiment 8 (hereinafter referred to as “power conversion device 100G”) will be described. Here, points different from the power conversion device 100 will be mainly described, and redundant description will not be repeated.
  • FIG. 14 is a front view of the power converter 100G.
  • the power converter 100G includes a plurality of submodules 10, a plurality of insulators 20, a metal mount 30 arranged on the plurality of insulators 20, and a metal mount 30 arranged on the metal mount 30. It has an insulating pedestal 40 and a conductive member 50 . Regarding this point, the configuration of the power conversion device 100G is common to the configuration of the power conversion device 100 .
  • the power conversion device 100G has a metal mount 60 and a plurality of insulators 70.
  • a metal mount 60 is arranged on the plurality of insulators 70 .
  • a plurality of insulators 20 are arranged on the metal mount 60 .
  • the configuration of the power conversion device 100G differs from the configuration of the power conversion device 100 .
  • a metal mount 60 and a plurality of insulators 70 are arranged between the plurality of insulators 20 and the installation surface. Therefore, if the distance between the metal mount 30 and the installation surface is the same as that of the power converter 100, the length of the insulator 20 of the power converter 100G and the length of the insulator 70 are the same as those of the insulator 20 of the power converter 100. smaller than length. Thus, according to the power conversion device 100G, the insulator 20 and the insulator 70 are shortened, thereby improving the seismic performance.
  • Embodiment 9 A power converter (hereinafter referred to as "power converter 100H") according to Embodiment 9 will be described. Here, points different from the power conversion device 100 will be mainly described, and redundant description will not be repeated.
  • FIG. 15 is a front view of the power converter 100H.
  • the power conversion device 100H includes a plurality of submodules 10, a plurality of insulators 20, a metal mount 30 arranged on the plurality of insulators 20, and a metal mount 30 arranged on the metal mount 30. It has an insulating pedestal 40 and a conductive member 50 . Regarding this point, the configuration of the power conversion device 100H is common to the configuration of the power conversion device 100 .
  • the power conversion device 100H further includes multiple insulators 70 and multiple metal plates 80 .
  • each of multiple metal plates 80 is arranged between each of multiple insulators 20 and each of multiple insulators 70 .
  • Each of the plurality of insulators 20 has a different length. That is, the positions of the metal plates 80 in the vertical direction are different from each other. Regarding these points, the configuration of the power conversion device 100H is different from the configuration of the power conversion device 100H.
  • a plurality of insulators 70 and a plurality of metal plates 80 are arranged between the plurality of insulators 20 and the installation surface. Therefore, if the distance between the metal mount 30 and the installation surface is the same as that of the power converter 100, the length of the insulator 20 of the power converter 100H and the length of the insulator 70 are the same as those of the insulator 20 of the power converter 100. smaller than length. Thus, according to the power conversion device 100H, the insulator 20 and the insulator 70 are shortened, thereby improving the seismic performance.
  • the electric potentials of the plurality of sub-modules 10 installed on the insulating mount 40 differ from place to place.
  • the insulation of the plurality of submodules 10 installed on the insulating base 40 can be optimized for each location. .
  • 10 submodule 11a, 11b switching element, 12a, 12b diode, 13 capacitor, 14a, 14b connection line, 20 insulator, 30 metal base, 31 first member, 32 second member, 40, 40a, 40b insulation base, 41 Post, 41a Metal column, 41b Insulator, 42 Insulating plate, 43 Electric field shield, 50 Conductive member, 60 Metal mount, 70 Insulator, 80 Metal plate, 100, 100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F, 100G , 100H, 200 power converter, 110 upper arm, 120 lower arm, 130 transformer, W1, W2, W3, W4 width.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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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

電力変換装置
　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 (11)

  1. 　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。
  2. 　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。
  3. 　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。
  4. 　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。
  5. 　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。
  6. 　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。
  7. 　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。
  8. 　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。
  9. 　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。
  10. 　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。
  11. 　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。
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