电力转换装置制造方法及图纸

提供一种电力转换装置，能够可靠地抑制框体因涡电流而导致温度上升。电力转换装置具有包括金属板的框体(1)、容纳在框体内的电力转换电路(20)和配置在框体内并且与电力转换电路连接、流动有作为主电流的交流电流的多个布线导体(2a、2b、2c)，多个布线导体以其长度方向与框体的一个面平行的方式与该一个面邻接，在框体的一个面中的与多个布线导体相对置的位置，沿着多个布线导体的长度方向设置多个狭缝(10)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有容纳电力转换电路的框体的电力转换装置。
技术介绍
近年来，在被引进的太阳能发电或风力发电等自然能电源中，使用将直流转换为交流的功率调节器(powerconditioner)、防止频率变动的频率转换装置。另外，在对互联网、便携式电话的数据进行管理的数据中心使用不间断电源。这样，电力转换装置的利用领域还包括以往的电动机驱动领域地正在扩大。自然能电源的引入、互联网、便携式电话的普及在大多数的国家和地区发展，电力转换装置的需求急速且全球化地增长。伴随需求的增长，要求降低成本，因此，电力转换装置的小型化正在发展。但是，随着小型化的发展而产生了如下问题：因与电力转换装置的框体接近配置的布线导体中流动的电流所产生的磁通，而导致在框体表面产生涡电流，并且因框体材料的电阻而导致产生焦耳损失，因此框体温度变高。对此，作为抑制因涡电流而导致的发热的现有技术，公知有专利文献1以及专利文献2中记载的技术。在专利文献1记载的技术中，在容纳母线导体的框架上，设置在母线导体的轴向上延伸的狭缝，利用非磁性体堵塞该狭缝。由于该狭缝的磁阻大，所以围绕框架的磁通减少，在框架上产生的涡电流减少，而抑制框架发热。在专利文献2记载的技术中，在包围高频变压器的非磁性金属板上设置狭缝，来防止产生涡电流，从而防止非磁性金属板温度上升。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平5-300630号公报(图1)专利文献2：日本特开平11-345724号公报(图9)
技术实现思路
专利技术要解决的问题在上述现有技术中，产生磁通的布线导体、电器设备与狭缝之间的配置关系，影响到涡电流的大小、分布。因此，在框体大的用于大功率的电力转换装置中存在这样的问题：即使设置狭缝也不能够充分地减少框体温度上升、或框体局部地变为高温。因此，本专利技术提供一种能够可靠地抑制因涡电流而导致框体温度上升的电力转换装置。用于解决问题的手段为了解决上述问题，本专利技术的电力转换装置具有：框体，包括金属板；电力转换电路，容纳在框体内；以及多个布线导体，配置在框体内并且与电力转换电路连接，在多个布线导体中流动有作为主电流的交流电流，多个布线导体以使多个布线导体的长度方向与框体的一个面平行的方式与框体的一个面邻接，在框体的一个面中的与多个布线导体相对置的位置，沿着多个布线导体的长度方向设置有多个狭缝。专利技术效果根据本专利技术，通过在框体中沿着多个布线导体的长度方向设置的多个狭缝，能够降低多个布线导体与框体之间的互感，因此能够减少因在布线导体中流动的交流电流所产生的磁通而导致在框体产生的涡电流。由此，能够可靠地抑制因涡电流而导致的框体温度上升。通过下面的实施方式的说明，明确上述以外的问题、结构以及效果。附图说明图1a是用于说明涡电流产生的示意图。图1b表示在框体中产生涡电流时的等效电路。图2a是作为实施例1的电力转换装置的内部结构立体图。图2b表示在实施例1中与布线相对置的框体的平面图。图3表示包括电力转换单元的电力转换电路的一个例子。图4表示狭缝宽度与布线宽度的比和互感之间的关系。图5a是作为实施例2的电力转换装置的内部结构立体图。图5b表示在实施例2中从排列设置布线导体的方向观察到的框体的侧视图。图6是表示作为实施例3的电力转换装置的概略结构的外观立体图。附图标记说明1、1a框体2、2a、2b、2c布线导体5空心变压器7电阻10狭缝11檐12罩20电力转换单元101、102、103、104、105、106半导体开关元件201、202、203、204、205、206二极管具体实施方式下面，利用附图说明本专利技术的实施方式。在各图中，相同的附图标记表示同一结构要件或具有类似功能的结构要件。首先，说明电力转换装置的框体的表面温度上升的机理。图1a是用于说明涡电流产生的示意图。若在与框体1邻接的布线导体2中有交流电流i(例如，AC50Hz或60Hz)流动，则产生磁通φ，由于该磁通而在框体1的表面产生涡电流。图1b表示在框体1中产生涡电流时的等效电路。布线导体2和框体1由空心变压器5等效地表示。在布线导体2中流动交流电流i时，在框体1的表面产生算式(1)所示的电压Ve。Ve＝M×(di/dt)……(1)其中，M为空心变压器5的互感，di/dt为电流的时间变化率。另外，在将涡电流路径的电阻7设定为Rs时，因涡电流而产生的焦耳损失J由算式(2)表示。J＝Ve2/Rs＝(M×di/dt)2/Rs……(2)由于框体1的温度上升与焦耳损失J成正比，所以根据算式(2)，框体1的温度上升与空心变压器5的互感(M)的平方成正比，与涡电流路径的电阻(Rs)成反比。此外，di/dt依赖于电力转换装置的电路特性。因此，为了利用框体1以及布线导体2的结构来抑制温度上升，降低布线导体2与框体1之间的互感(M)、或者增大框体1中的涡电流路径的电阻(Rs)。接着，说明考虑了上述涡电流的产生机理后的本专利技术的实施例。实施例1图2a以及图2b表示作为本专利技术的实施例1的电力转换装置的概略结构。图2a是内部结构立体图，图2b表示与布线相对置的框体的平面图。在本实施例1中，处理3相交流电力的电力转换单元20容纳在框体1内。在框体1内，U相用布线导体2a、V相用布线导体2b以及W相用布线导体2c与电力转换单元20连接。因此，在布线导体2a、2b、2c中流动电力转换单元20的输出电流、即作为主电流的3相交流电流。框体1包括作为金属板材料的比较廉价的钢板。电力转换单元20对大功率(例如，数MVA以上)进行处理。另外，电力转换单元20的输出电流的频率为比较低的频率(例如，最大为数十～数百赫兹左右)。此外，图3表示构成电力转换单元20的电力转换电路的一个例子。图3的电力转换电路通过对半导体开关元件101～106(在图3中为绝缘栅双极型晶体管(IGBT))进行接通断开(ON/OFF)控制，来将直流电力转换为三相交流电力、或将三相交流电力转换为直流电力。本电力转换电路具有半导体开关元件101与二极管201反向并联连接的上臂，和半导体开关元件102与二极管202反向并联连接的下臂。上臂与下臂的串联连接电路的两端与直流端子P、N(P：高电位侧，N：低电位侧)连接，上臂和下臂之间的连接点与U相的交流端子U连接。另外，包括半导体开关元件103和二极管203的上臂与包括半导体开关元件104和二极管204的下臂的串联连接电路的两端以及连接点分别与直流端子P、N以及V相的交流端子V连接。另外，包括半导体开关元件105和二极管205的上臂与包括半导体开关元件106和二极管206的下臂的串联连接电路的两端以及连接点分别与直流端子P、N以及W相的交流端子W连接。即，本电力转换电路对应于交流的相数而具有3个上臂和下臂的串联连接电路。此外，就一个臂而言，例如示出了具有一个半导体开关元件和一个二极管的例子，但也能够根据功率容量(powercapacity)，并联连接多个半导体开关元件，并且并联连接多个二极管。另外，就一个臂而言，例如包括半导体开关元件101和二极管201的U相的上臂能够由功率半导体模块PM构成。图2a、2b所示的布线导体2a、2b、2c分别与图3中的交流端子U、V、W连接。为了增大流动的电流，这些布线导体2a、2b、2c包括由铜材料等金属导体构成的平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力转换装置，具有：框体，包括金属板；电力转换电路，容纳在所述框体内；以及多个布线导体，配置在所述框体内且与所述电力转换电路连接，在所述多个布线导体中流动作为主电流的交流电流，所述电力转换装置的特征在于，所述多个布线导体以使所述多个布线导体的长度方向与所述框体的一个面平行的方式与所述一个面邻接，在所述框体的所述一个面中的与所述多个布线导体相对置的位置，沿着所述多个布线导体的长度方向设置有多个狭缝。

【技术特征摘要】
2015.08.03 JP 2015-1534431.一种电力转换装置，具有：框体，包括金属板；电力转换电路，容纳在所述框体内；以及多个布线导体，配置在所述框体内且与所述电力转换电路连接，在所述多个布线导体中流动作为主电流的交流电流，所述电力转换装置的特征在于，所述多个布线导体以使所述多个布线导体的长度方向与所述框体的一个面平行的方式与所述一个面邻接，在所述框体的所述一个面中的与所述多个布线导体相对置的位置，沿着所述多个布线导体的长度方向设置有多个狭缝。2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，所述多个狭缝的宽度比所述多个布线导体的宽度宽。3.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，所述多个布线导体的长度方向为所述框体的高度方向。4.根据权利要求3所述的电力转换装置，其特征在于，所述多个狭缝仅沿着所述框体的所述高度方向设置。5.根据权利要求1所述的电力转换装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：樱井直树，吉成清美，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP