电力转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电力转换装置，包括：将来自商用电源的交流电力转换为直流电力的变流部；使所述变流部的直流电力平滑的平滑部；将从所述平滑部的输出转换为交流电力的逆变部；和控制所述逆变部的控制部，所述电力转换装置向负荷输出所述逆变部的输出，其特征在于：设置有冷却所述变流部和所述逆变部的冷却风扇，以及测定所述变流部的温度或者所述逆变部的温度的变流部逆变部温度检测器，其中，将来自所述变流部逆变部温度检测器的温度检测信息向所述控制部输入，通过控制部控制所述冷却风扇。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及提供电力转换装置的技术。技术背景在电力转换装置中，当对电力在交流和直流之间进行转换时，利用散热风扇等将由进行该转换的元件所产生的热进行冷却。对此，在专利文献l中有所记载。专利文献l:日本特开2005—287214号公报在专利文献l中，使用冷却风扇对所述元件的发热进行冷却。但是，对于电力在交流和直流之间进行的转换而言，具体地说，从交流转换为直流的被称为变流部(convertor)，而从直流转换为交流的则称为逆变部(inverter)。在图5中表示的是有关该逆变部和变流部发热的特性。图5是表示使用电力转换装置以定转矩特性对电动机进行速度控制时的速度与逆变部和变流部的损耗之间的关系。在图5中，Pi是逆变部等的损耗，Pc是变流部的损耗。如图5所示，即使电动机的速度变化，逆变部的损耗Pi基本是一定的。另一方面，变流部的损耗Pc基本上与电动机的速度变化成正比，损耗是有变化的。从图5的逆变部的损耗Pi和变流部的损耗Pc可知，损耗的大小变化状态是存在较大不同的。这样，可以预想到逆变部和变流部的损耗变化的不同在进行所述冷却处理时会产生问题。例如，如果与逆变部的温度变化相对应来进行冷却处理，则由于即使电动机的速度变化，逆变部损耗Pi基本也是一定的，所以在速度快的区域，即使变流部的损耗PC与速度成正比而变大，其也没有得到 处置。在这种情况下，导致变流部的温度上升。此外，逆变部、变流部具有开关元件，这些开关元件均超过允许 温度。此外，如果即使没有达到允许温度，而以接近允许温度的高温 来使用，则开关元件的寿命有縮短的倾向。此外，可知当开关元件的温度变化大时，具有开关元件的寿命縮 短的倾向。而且，如果开关元件的温度变化大，则当该开关元件通过 焊接等而被固定在基板等上时，由于幵关元件和基板等的膨胀率的不 同，会发生焊接处产生龟裂等使开关元件在基板上的固定不牢固的现 象(这种现象也被为功率循环)。由这些现象也可以预想到，由于逆变部和变流部的损耗的大小变 化的状态变大，所以逆变部或者变流部的某一方会首先达到寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决这种所述的冷却处理时的问题。 为了解决所述课题，分别对逆变部与变流部推定温度。 这种温度推定，根据以下的特性，使用输出电流进行推定。一般，在知道定转矩(torque)特性或者负荷特性时，变流部和逆 变部的损耗可以利用下式来表示。(变流部损耗)二acX (输出电流X频率) (式l) (逆变部损耗)=aiX (输出电流) (式2)在此，ac、 ai为比例常数。所以，通过检测射出电流，首先可以由输出电流与比例常数ai的 乘积而得到逆变部损耗。接下来，可以由输出电流与频率和比例常数a c的乘积而得到变流部损耗。由这些逆变部损耗和变流部损耗，可以推定出逆变部、变流部的温度。输出电流可以通过霍尔元件、分流电阻等的电流检测元件而检测。 其中，频率因为是由控制逆变部的控制部处理的参数，所以容易 得到。这样，通过由输出电流求得逆变部损耗、变流部损耗那样，也可 以省略温度检测器。而且，也可以使用温度监测器进行检测。这种温度测定首先在所述电力转换装置开始运行时进行测定，作 为开始运行时的值进行存储。接下来，求得在运行中的任意时间测定的温度和运行开始时的值 之间的差分。在该差分大于预先求得的规定值时，控制冷却风扇，实现冷却所 述变流部或者逆变部的散热风扇的控制，冷却散热风扇，然后降低变 流部或者逆变部的温度。特别是，通过可以对于变流部进行所述温度推定那样作，使变流 部的温度变化幅度与现有技术相比而减小。为使变流部的温度变化幅度与现有技术相比而减小，通过冷却风 扇的空冷的作用，单纯地使热量进行散热，可以减小温度升高。换言 之，在变流部或者逆变部或者装置内部的发热部中，对于产生的热， 如果使通过冷却风扇进行散热的热量与发热的热量相比单纯地不断地 加大，则可以减少温度升高。但是，不仅限于此，例如，当设定的目标温度与检测温度之间的 差别大时，按照增大由冷却而造成的温度下降的方式进行控制；另一 方面，当设定的目标温度与检测温度之间的差别小时，按照减小由冷 却而造成的温度下降的方式进行控制即可。例如，在图5的变流部损耗Pi中，速度快(频率高)时，如果按照增加由冷却风扇等进行的冷却而引起的温度下降的方式进行控制，则变流部的温度升高被大幅地降低。其结果，在图5中的速度高的区 域中的变流部损耗Pi向下降方向变化。另一方面，在速度慢(频率低)时，如果按照减小由冷却风扇等 进行的冷却而引起的温度下降的方式进行控制，则变流部的温度升高 被降低的比例变小。在这种情况下，变流部的温度，有时看上去是升 高的。其结果是，在图5中的速度慢的区域中的变流部损耗Pi向升高 方向变化。如上述那样进行控制，如果在速度快的区域内，变流部的温度下 降，在速度慢的区域内看上去温度升高，则作为整体，在图5中的变流部损耗Pi的温度变化的斜率减小。由此，可以减小变流部温度变化 的幅度。其中，作为所述散热风扇的冷却，可以是由冷却风扇进行空冷， 但是，也可以采用水冷和油冷。此外，所述温度推定既可以测定逆变部和变流部的模块的温度而 进行，也可以测定逆变部和变流部搭载的散热风扇的温度而进行。此外，所述冷却风扇的控制，对于关于该控制预先确定的规定值， 由逆变部、变流部的所述温度推定而得到的推定结果，也可以推定为 搭载在逆变部、变流部上的元件的结合部而进行处理。根据所述装置，可以提供比现有技术的可靠性高的电力转换装置。附图说明图1是表示根据本专利技术的实施例而得到的电力转换装置构成的图。图2是表示根据本专利技术的实施例而得到的电力转换装置的控制部 的冷却控制的流程图。图3是表示根据本专利技术的另一个实施例而得到的电力转换装置构 成的图。图4是将根据本专利技术的实施例而得到的电力转换装置的散热风扇 的冷却改为水冷或者油冷时的图。图5是表示用电力转换装置以定转矩特性进行速度控制时的速度 与逆变部、变流部之间的关系的图。具体实施方式以下，利用附图对本专利技术的实施例进行说明。 实施例1图1是说明本专利技术实施例构成的图。图1中，从商用电源10利用变流部20将交流电力转换为直流电 力后，在平滑部30平滑后，利用逆变部40转换为交流电力，并将其 输出至作为负荷的电动机50。控制部110在逆变部40将直流电力转换 为交流电力时进行控制。例如，进行PWM控制。此外，在图1中，变流部20被设置成能够利用散热风扇80进行散热。而且，逆变部40被设置成可以利用散热风扇85进行散热。 此外，来自电流检测器140的检测信号被输入到控制部110，能够 得到输出电流。根据该被检测到的输出电流值和作为由控制部110处理的参数的 频率，控制部IIO控制冷却风扇120，向散热风扇80、 85送风，进行 散热。在此，控制部110由上述式1、式2推定逆变部、变流部的温度。 对利用该控制部110对冷却风扇120的控制进行说明，图2所示 的是流程图。在图2中，若开始进行控制(步骤200)，则首先推定或者测定逆 变部或者变流部的温度(步骤210)。然后，若所述推定/测定是在运行 开始时(步骤220 — YES (是))，则将该推定/测定值作为运行开始时 的数据而存储(步骤230)。另一方面，若所述推定/测定不是在运行开始本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力转换装置，包括：　将来自商用电源的交流电力转换为直流电力的变流部；　使所述变流部的直流电力平滑的平滑部；　将从所述平滑部的输出转换为交流电力的逆变部；和　控制所述逆变部的控制部，　所述电力转换装置向负荷输出所述逆变部的输出，其特征在于：　设置有冷却所述变流部和所述逆变部的冷却风扇，以及测定所述变流部的温度或者所述逆变部的温度的变流部逆变部温度检测器，其中，　将来自所述变流部逆变部温度检测器的温度检测信息向所述控制部输入，通过控制部控制所述冷却风扇。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：田岛清巳，铃木宣长，
申请(专利权)人：株式会社日立产机系统，
类型：发明
国别省市：JP[日本]