功率转换装置和电梯制造方法及图纸

技术编号:15516641 阅读:19 留言:0更新日期:2017-06-04 07:33
本发明专利技术的功率转换装置和电梯能抑制由形成在平滑电容器和缓冲电容器之间的LC谐振路径引起的电压波动。功率转换装置包括:连接在直流的高电压侧和低电压侧之间的第一电容器、与所述第一电容器并联连接的功率半导体模块、与所述功率半导体模块并联连接并且容量比所述第一电容器更小的第二电容器、以及将所述功率半导体模块和所述第一电容器之间连接的导体,其特征在于,具有在所述功率半导体模块的端子、所述导体的端子和所述第二电容器的端子重叠的状态下进行固定的螺钉,并且在从所述第二电容器经由所述导体流向所述第一电容器的电流路径上,流过所述第二电容器的端子的电流的方向与流过所述导体的端子的电流的方向相对。

【技术实现步骤摘要】
功率转换装置和电梯
本专利技术涉及使用功率半导体开关元件的功率转换装置和电梯。
技术介绍
目前,对于电梯等可变速驱动,一般采用经由逆变器等转换器将直流转换成可变频的交流,来进行电动机驱动的方法。近年来,逆变器的功率半导体开关元件中,随着开关速度的高速化、低损耗化发展,通过使功率模块变得低损耗,从而能够实现转换器的冷却器等周边设备的小型化。主电路电压在进行开关时的突增即突增电压ΔV由ΔV=Ldi/dt来确定,因此存在随着开关速度即di/dt提高,突增电压ΔV也会增加的权衡关系。因此,为了将突增电压ΔV抑制得较小,随着开关的高速化,同时还要求降低主电路电感分量(L)。此处,为了减小突增电压ΔV,还可以采用为了减小di/dt即降低速度,而增大电容分量的对策然而,由于近年来低损耗设备的普及导致实现冷却器的小型化,其结果是在功率转换装置的体积中,连接至转换器的直流侧的平滑电容器占据较大的比例,需要通过优化平滑电容器的容量来实现小型化,难以增大电容器分量。此外,根据通过开关高速化能实现低损耗以及小型化的观点,还需要开关速度不变,使主电路电感降低。因此,为了降低突增电压,实施例如如专利文献1那样,通过在开关模块的附近、P-N间使用缓冲电路来吸收突增电压的对策。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利特开2010-98846号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而,即使设置缓冲电路,由于转换器的直流侧的平滑电容器、缓冲电路中的缓冲电容器、和连接两者间的导体导致存在电流环路。而且,在导体中存在电感分量,因此会发生该电流环路成为LC谐振路径,主电路PN间电压波动的问题。缓冲电路的缓冲电容器越小,则上述问题变得越显著本专利技术的目的是在将直流转换成交流的功率转换装置和使用该功率转换装置的电梯中,抑制在连接至直流的平滑电容器和缓冲电路的缓冲电容器之间形成的LC谐振路径所引起的电压波动。解决技术问题的技术方案本专利技术的功率转换装置包括:例如连接在直流的高电压侧和低电压侧之间的第一电容器、与所述第一电容器并联连接的功率半导体模块、与所述功率半导体模块并联连接并且容量比所述第一电容器更小的第二电容器、以及将所述功率半导体模块和所述第一电容器之间连接的导体,其特征在于,具有在所述功率半导体模块的端子、所述导体的端子和所述第二电容器的端子重叠的状态下进行固定的螺钉,并且在从所述第二电容器经由所述导体流向所述第一电容器的电流路径上,流过所述第二电容器的端子的电流的方向与流过所述导体的端子的电流的方向相对。此外,本专利技术的电梯具有例如所述功率转换装置、以从所述功率转换装置输出的交流电压驱动的电动机、以及由所述电动机驱动并且在升降通道内升降的轿厢。专利技术效果根据本专利技术,在缓冲电容器端子和布线导体端子部产生互感,从而能降低LC谐振路径的阻抗,因此能抑制由LC谐振路径引起的电压波动。附图说明图1是第1实施例的功率转换装置的简要结构。图2是第1实施例的功率转换装置的功率半导体模块端子部的简要结构。图3是第1实施例的功率转换装置的电路图。图4是比较例的功率转换装置的简要结构。图5是比较例的功率转换装置的功率半导体模块端子部的简要结构。图6是比较例的功率转换装置的电路图。图7是第2实施例的功率转换装置的简要结构。图8是第2实施例的功率转换装置的电路图。图9是第3实施例的功率转换装置的简要结构。图10是第3实施例的功率转换装置的电路图。具体实施方式对于本专利技术的实施例,参照附图进行说明。此外,在各图和各实施例中,在相同或者类似的结构要素上标注相同的标号,省略说明。实施例1图1是第1实施例的功率转换装置的简要结构。图1(b)是俯视图,图1(a)是从上方观察图1(b)的侧视图,图1(c)是从下方观察图1(b)的侧视图。图3是第1实施例的功率转换装置的电路图。如图1、图3所示,第1实施例的功率转换装置包括例如,连接在直流的高电压侧(P侧)和低电压侧(N)侧之间的平滑电容器131(第一电容器)、与平滑电容器131并联连接的功率半导体模块101、与功率半导体模块101并联连接的容量比滤波器电容器131更小的缓冲电容器141(第二电容器)、以及将功率半导体模块101和平滑电容器131之间连接的导体(P侧布线导体111和N侧布线导体121)。功率半导体模块101中,虽然示出了使用MOSFET元件作为功率半导体开关元件的示例,但只要是高速、低损耗开关,则也可采用在MOSFET元件的漏极-源极间连接二极管的结构、使用IGBT和二极管的结构等。此外,也可以使用其他的功率半导体设备。此处,如图1、图3所示,功率半导体模块101包括功率半导体开关元件、连接至直流的高电压侧的端子即P端子104、连接至直流的低电压侧的端子即N端子102、以及连接至交流侧的端子即输出端子103。平滑电容器131具有连接至直流的高电压侧的端子即平滑电容器端子134、和连接至直流的低电压侧的端子即平滑电容器端子132。P侧布线导体111具有P侧布线导体端子114作为其端子。P侧布线导体111具有P侧布线导体端子114作为其端子。缓冲电容器141具有缓冲电路的作用,并且具有缓冲电容器端子144和142作为其端子。此外,还设置对功率半导体模块101进行冷却的冷却器106。在功率半导体模块101上,在P端子104和缓冲电容器端子144之间夹有P侧布线导体端子114,并使用螺钉154来连接并固定缓冲电容器141和P侧布线导体111。并且,通过将平滑电容器端子134和P侧布线导体111连接,从而平滑电容器131经由P侧布线导体111与功率半导体模块101的P端子104连接。相同地,在功率半导体模块101上,在N端子102和缓冲电容器端子142之间夹有N侧布线导体端子122,并使用螺钉152来连接并固定缓冲电容器141和N侧布线导体121。并且,通过将平滑电容器端子132和N侧布线导体121连接,从而平滑电容器131经由N侧布线导体121与功率半导体模块101的N端子102连接。此外,在P侧布线导体111和N侧布线导体121之间用绝缘体161绝缘。图2是第1实施例的功率转换装置的功率半导体模块端子部的简要结构。图2(a)示出与图1(a)对应的端子部的安装结构,图2(b)和图2(c)示出与图1(c)对应的端子部的安装结构。如图2(a)所示,在第1实施例中,功率半导体模块101的P端子104和P侧布线导体111的P侧布线导体端子114和缓冲电容器141的缓冲电容器端子144在重叠的状态下被螺钉固定,并且该配置是在从缓冲电容器141经由P侧布线导体111流向平滑电容器131的电流路径上,流过缓冲电容器端子144的电流方向与流过P侧布线导体端子114的电流方向相对的配置。在图2(b)和图2(c)中,仅P侧与N侧不同,呈与图2(a)基本相同的结构,是在从缓冲电容器141经由N侧布线导体121流向平滑电容器131的电流路径上,流过缓冲电容器端子142的电流方向与流过N侧布线导体端子122的电流方向相对的配置。接着,对于第1实施例的结构和效果使用比较例进行说明。图4是比较例的功率转换装置的简要结构,是与图1对应的图。图5是比较例的功率转换装置的功率半导体模块端子部的简要结构,是与图2(b)对应的图。图4是比较例的功率转换装置本文档来自技高网...
功率转换装置和电梯

【技术保护点】
一种功率转换装置,包括:连接在直流的高电压侧和低电压侧之间的第一电容器、与所述第一电容器并联连接的功率半导体模块、与所述功率半导体模块并联连接并且容量比所述第一电容器更小的第二电容器、以及将所述功率半导体模块和所述第一电容器之间连接的导体,其特征在于,具有在所述功率半导体模块的端子、所述导体的端子和所述第二电容器的端子重叠的状态下进行固定的螺钉,并且在从所述第二电容器经由所述导体流向所述第一电容器的电流路径上,流过所述第二电容器的端子的电流的方向与流过所述导体的端子的电流的方向相对。

【技术特征摘要】
2015.11.24 JP 2015-2283461.一种功率转换装置,包括:连接在直流的高电压侧和低电压侧之间的第一电容器、与所述第一电容器并联连接的功率半导体模块、与所述功率半导体模块并联连接并且容量比所述第一电容器更小的第二电容器、以及将所述功率半导体模块和所述第一电容器之间连接的导体,其特征在于,具有在所述功率半导体模块的端子、所述导体的端子和所述第二电容器的端子重叠的状态下进行固定的螺钉,并且在从所述第二电容器经由所述导体流向所述第一电容器的电流路径上,流过所述第二电容器的端子的电流的方向与流过所述导体的端子的电流的方向相对。2.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:加藤香森和久大沼直人松本洋平
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

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