水冷式电力转换系统技术方案

本发明专利技术提供一种水冷式电力转换系统以及主回路盘，其通过在主回路单元同时进行冷却水的注水与排气，能够在短时间内可靠地进行排气。主回路单元具备：由IGBT等构成的压接型半导体元件；与所述压接型半导体元件的上表面和下表面紧贴地配置的水冷散热器；配置于通水用配管的上部的排气阀；用于使与空气一起从此处溢出的冷却水流动的排水软管；贮存从此处释放的冷却水的排水盘；检测所述排水盘的冷却水的漏水传感器；以及控制部，冷却装置具备对冷却水加压而向所述水冷散热器注水的泵，所述控制部利用所述漏水传感器在所述排水盘的水量超过了规定的值时输出的警报，在操作员关闭所述排气阀之后使所述泵停止，由此使冷却水的注水与排气同时结束。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水冷式电力转换系统
本专利技术的实施方式涉及水冷式电力转换系统。
技术介绍
在大容量的电力转换系统中，已知有为了对构成电力转换装置的半导体等元件等进行冷却而采用水冷式作为水冷式电力转换系统。这样的系统由收纳电力转换装置的主回路盘、供水装置以及冷却装置等构成。供水装置将从供水口供给的水蓄积于稳压罐，并供给至冷却装置。主回路盘具有使用了半导体元件的主回路单元，构成作为逆变器或转换器的电力转换装置。主回路单元构成为，具有作为开关元件的半导体元件、以及为了冷却半导体元件而配置的水冷散热器、配管、通水口及排水口等。冷却装置由输送冷却水并使其循环的泵与热交换器等构成。从冷却装置的泵送出的冷却水经由热交换器以及主回路盘的进水侧的母管，从主回路盘内的主回路单元的通水口进水。在主回路单元中，从通水口进水的冷却水经由水冷散热器从排水口出水。这样，从半导体元件释放的热量经由水冷散热器向冷却水散热。从排水口出水且被加热后的冷却水经由主回路盘的进水侧的母管再次返回到泵。被加热后的冷却水被从泵送向热交换器，在被冷却之后，再次经由主回路盘的进水侧的母管送至主回路盘内的主回路单元。这样，冷却水在水冷式电力转换系统内循环。在这样的水冷式冷却系统中，若在冷却水循环的流路内残留有空气，则存在冷却效率降低的隐患，因此流路内的排气是重要的。关于水冷式冷却系统的排气方法，公开有关于在冷却用回路以及空调用回路中能够高效地实施排气的空调系统以及空调系统的冷却液补给方法的技术(例如，参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2016－107952号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，在上述的水冷方式中，例如由于冷却流路复杂，因此在存在多个主回路单元的情况下，在想要充满水时，存在空气难以排出而耗费时间的课题。另外，存在若稳压罐内的水位伴随着排气而降低则需要水的补给的课题。本专利技术为了解决上述的课题而完成，目的在于提供一种能够容易地排气的电力转换系统。用来解决课题的手段为了实现上述目的，本专利技术的水冷式电力转换系统具备主回路盘、供水装置以及冷却装置，其特征在于，在该水冷式电力转换系统中，所述主回路盘具备：相同地构成的多个主回路单元；排水管，数量与所述主回路单元的数量相同；排水软管，数量与所述主回路单元的数量相同；漏水传感器，数量与所述主回路单元的数量相同；以及控制部，所述主回路单元具备：半导体元件；水冷散热器，配置为与所述半导体元件的冷却面抵接；通水口，使由所述冷却装置冷却后的冷却水向所述水冷散热器通水；排水口，用于将从所述通水口被吸收到该主回路单元内的冷却水排水；配管，在所述冷却装置与所述通水口或所述排水口之间、或者所述通水口与所述水冷散热器之间，以使冷却水流动的方式连接；以及排气阀，配置于将所述通水口与所述水冷散热器之间连接的配管的上部，所述排水软管构成为，一端与所述多个主回路单元的所述排气阀连接，另一端将在所述排水软管内流动的水从所述排气阀向所述排水管排水，所述漏水传感器在排出到所述排水管的冷却水的流量超过了规定的值的情况下，输出漏水检测信号，所述控制部以能够接收所述漏水传感器的漏水检测信号的方式连接，所述供水装置具备稳压罐与供水口，将从供水口供给的水蓄积于稳压罐，并将该水供给至所述冷却装置，所述冷却装置具备泵，所述泵对冷却水加压并经由所述配管和通水口向所述水冷散热器注水，所述冷却水是将从所述稳压罐供给的水和从所述排水口排出的水进行冷却后的冷却水，所述泵以能够从所述控制部控制其运转及停止的方式连接。专利技术效果根据该专利技术，能够连续且容易地实施冷却水的注水处理与排气。附图说明图1是本专利技术的第一实施方式的水冷式电力转换系统的构成图。图2是表示本专利技术的第一实施方式的处理的流程图。图3是表示本专利技术的第一实施方式的漏水传感器的动作确认处理的详细情况的流程图。图4是表示本专利技术的第一实施方式的第一变形例的处理的流程图。图5是表示本专利技术的第一实施方式的第二变形例的处理的流程图。图6是表示本专利技术的第一实施方式的第二变形例的漏水传感器的动作确认处理的详细情况的流程图。图7是本专利技术的第二实施方式的水冷式电力转换系统的构成图。图8是表示本专利技术的第二实施方式的处理的流程图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。(第一实施方式)图1是第一实施方式的水冷式电力转换系统100的构成图，是由主回路盘101、供水装置40以及冷却装置50等构成的情况的一个例子。图示的主回路盘101示出了由使用了半导体元件的主回路单元110、120、130构成的情况。各主回路单元是逆变器或转换器等电力转换装置，是构成需要冷却的功率器件单元的情况的一个例子。在图示的主回路盘101中，示出了层叠有三个主回路单元的情况，但根据电力转换装置的规格，主回路单元的数量并不限定于此。这里，主回路单元110、120、130为相同的构成，因此以主回路单元110为代表进行说明。另外，主回路单元110、120、130依次从上开始层叠。主回路单元110构成为，具有作为开关元件的由IGBT等构成的压接型半导体元件12a、12b、以及以与这些压接型半导体元件的上表面和下表面紧贴的方式配置的水冷散热器13a、13b、13c、配管11a、11b、排水盘14、排气阀15a、排水软管16、通水口17a及排水口17b等。水冷散热器13a、13b、13c以及配置于这些水冷散热器13a、13b、13c之间的压接型半导体元件12a、12b通过配置于水冷散热器13a的上部以及水冷散热器13c的下部的未图示的压接机构，从上下朝向内侧压接。其结果，压接型半导体元件12a、12b的压接面即冷却面压接于水冷散热器13a、13b、13c，从压接型半导体元件释放的热量能够向水冷散热器散热。通常，在水冷式电力转换系统的运用中，从冷却装置50的泵51送出的冷却水由热交换器52冷却，经由母管44从通水口17a并从配置于主回路单元110的内部的配管11a向水冷散热器13a、13b、13c注水，通过配管11b从排水口17b排出。水冷散热器13a、13b、13c被冷却水冷却，冷却压接于该水冷散热器13a、13b、13c的压接型半导体元件。另外，在水冷式电力转换系统的运用中，排气阀15a被关闭。由于冷却压接型半导体元件12a、12b而被加热的冷却水从排水口17b通过母管45返回到冷却装置50。返回到冷却装置50的冷却水被从泵51向热交换器52送出，在由热交换器52冷却之后，被送出到母管44。这样，可循环使用冷却水。排水盘14是用于防止在对上述的主回路单元110通水时或排气时所排出的冷却水或在配管等产生的结露所引起的水滴落下、飞散的托盘。排气阀15a是用于排出积存于配管11b的空气的阀，是安装于配管11b最上部且能够开闭的阀。排气阀15a还连接有排水软管16。排气阀15a本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水冷式电力转换系统，具备主回路盘、供水装置以及冷却装置，其特征在于，在该水冷式电力转换系统中，/n所述主回路盘具备：/n相同地构成的多个主回路单元；/n排水管，数量与所述主回路单元的数量相同；/n排水软管，数量与所述主回路单元的数量相同；/n漏水传感器，数量与所述主回路单元的数量相同以及/n控制部，/n所述主回路单元具备：/n半导体元件/n水冷散热器，配置为与所述半导体元件的冷却面抵接；/n通水口，使由所述冷却装置冷却后的冷却水向所述水冷散热器通水；/n排水口，用于将从所述通水口获取到该主回路单元内的冷却水排水；/n配管，在所述冷却装置与所述通水口或所述排水口之间、或者所述通水口与所述水冷散热器之间，以使冷却水流动的方式连接；以及/n排气阀，配置于将所述通水口与所述水冷散热器之间连接的配管的上部，/n所述排水软管构成为，一端与所述多个主回路单元的所述排气阀连接，另一端将在所述排水软管内流动的水从所述排气阀向所述排水管排水，/n所述漏水传感器在排出到所述排水管的冷却水的流量超过了规定的值的情况下，输出漏水检测信号，/n所述控制部以能够接收所述漏水传感器的漏水检测信号的方式连接，/n所述供水装置，/n具备稳压罐与供水口，将从供水口供给的水蓄积于稳压罐，并将该水供给至所述冷却装置，/n所述冷却装置，/n具备泵，所述泵对冷却水加压并经由所述配管和通水口向所述水冷散热器注水，所述冷却水是将从所述稳压罐供给的水和从所述排水口排出的水进行冷却后的冷却水，/n所述泵以能够从所述控制部控制其运转及停止的方式连接。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种水冷式电力转换系统，具备主回路盘、供水装置以及冷却装置，其特征在于，在该水冷式电力转换系统中，
所述主回路盘具备：
相同地构成的多个主回路单元；
排水管，数量与所述主回路单元的数量相同；
排水软管，数量与所述主回路单元的数量相同；
漏水传感器，数量与所述主回路单元的数量相同以及
控制部，
所述主回路单元具备：
半导体元件
水冷散热器，配置为与所述半导体元件的冷却面抵接；
通水口，使由所述冷却装置冷却后的冷却水向所述水冷散热器通水；
排水口，用于将从所述通水口获取到该主回路单元内的冷却水排水；
配管，在所述冷却装置与所述通水口或所述排水口之间、或者所述通水口与所述水冷散热器之间，以使冷却水流动的方式连接；以及
排气阀，配置于将所述通水口与所述水冷散热器之间连接的配管的上部，
所述排水软管构成为，一端与所述多个主回路单元的所述排气阀连接，另一端将在所述排水软管内流动的水从所述排气阀向所述排水管排水，
所述漏水传感器在排出到所述排水管的冷却水的流量超过了规定的值的情况下，输出漏水检测信号，
所述控制部以能够接收所述漏水传感器的漏水检测信号的方式连接，
所述供水装置，
具备稳压罐与供水口，将从供水口供给的水蓄积于稳压罐，并将该水供给至所述冷却装置，
所述冷却装置，
具备泵，所述泵对冷却水加压并经由所述配管和通水口向所述水冷散热器注水，所述冷却水是将从所述稳压罐供给的水和从所述排水口排出的水进行冷却后的冷却水，
所述泵以能够从所述控制部控制其运转及停止的方式连接。


2.如权利要求1所述的水冷式电力转换系统，其特征在于，
在所述稳压罐设置第一水位传感器，所述第一水位传感器检测第一水位，
在所述第一水位传感器检测出不足第一水位时，使所述泵停止而从所述供水口向稳压罐注水，将稳压罐的水位保持在规定的水位以上，
所述排气阀设置于比所述稳压罐的第一水位低的位置，
所述泵在运转了第一规定期间后，使泵停止，并使所述排气阀打开，进行排气处置。


3.如权利要求2所述的水冷式电力转换系统，其特征在于，
所述排气阀由能够从所述控制部通过开关闭指令进行操作的阀构成，
所述控制部，
还在所述控制部从所述漏水传感器接收到所述漏水检测信号的情况下，向与所述漏水检测信号对应的所述排气阀输出关闭指令，
并在所述控制部从所述排气阀的打开指令起未超过第二规定时间的期间内接收到来自所有所述漏水传感器的漏水检测信号的情况下，结束排气处置。


4.如权利要求2所述的水冷式电力转换系统，其特征在于，
所述排气阀由能够从所述控制部通过开关指令进行操作的阀构成，
所述控制部还进行如下工序：
作为第一工序，使所述泵运转第一规定期间，
作为第二工序，使泵停止，
作为第三工序，输出所述排气阀打开指令，
在所述控制部从所述漏水传感器接收到所述漏水检测信号的情况下，向与所述漏水检测信号对应的所述排气阀输出关闭指令，
作为第四工序，在对所有所述排气阀输出了关闭指令...

【专利技术属性】
技术研发人员：表健一郎，
申请(专利权)人：东芝三菱电机产业系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP