本发明专利技术提供一种电力变换装置，其在不会导致装置尺寸大幅度增大的情况下降低半导体模块的瞬态的温度上升。将构成顺变器的至少一部分的第一半导体模块和构成逆变器的至少一部分的第二半导体模块安装在使用了伴随相变化的热输送机构的散热器的受热部，并且使得从所述第二半导体模块到所述热输送机构为止的受热部的每单位面积的热容量大于从所述第一半导体模块到所述热输送机构为止的受热部的每单位面积的热容量。此时，与所述第一半导体模块侧相比，优选在所述第二半导体模块侧增大从所述半导体模块到所述热输送机构为止的所述受热部的厚度，由此来增大所述第二半导体模块侧的受热部的每一单位面积的热容量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种包括正向变换电路(顺变器，converter)和逆向变换电路(逆变器，inverter)的电力变换装置以及由该电力变换装置驱动的电梯。
技术介绍
近年来，在电梯等的变速驱动中，可变速的电动机驱动方式已经得到普遍利用，其通过顺变器(converter)将交流的商用电源变换为直流电，并且通过逆变器将已经被平滑化的直流电变换为可变频的交流电，由此以可变速的方式来驱动电动机。作为顺变器和逆变器的散热结构，在顺变器全部由二极管构成时，如专利文献1 所公开的那样，在损耗小的顺变器侧设置散热翅片，并且只在损耗大的逆变器侧设置采用导热管Great pipe)进行热输送的散热器。另一方面，在高层建筑用的电梯等中，为了对势能进行再生，大都将顺变器的电路结构设置成与逆变器相同的电路结构，也就是说顺变器和逆变器都使用由半导体开关元件构成的半导体模块，因此有必要进行散热。为此，在专利文献2中公开了一种方案，其将构成顺变器的半导体模块安装在散热器的一个面上，并且在相反侧的面上安装构成逆变器的半导体模块，以此来减少零部件的数量。此外，作为在散热器的受热部的两个面上都安装半导体模块的其他示例，例如在专利文献3中公开了一种示例，其在一个面上安装构成逆变器的半导体模块，而在相反侧的面上安装损耗小的缓冲电路(sruAber circuit)用的半导体模块，与将缓冲电路用的半导体模块安装在其他的散热器上的场合相比，能够减少零部件的数量。另外，作为降低半导体模块的损耗的方法，例如有三个相中只使二个相进行开关动作，而使剩下的一个相维持ON状态或者OFF状态不变，由此来减少开光损耗的方法(二相调制)。在进行二相调制时，如果输出电压过低，则脉冲的宽度会变得非常窄，在实际应用中有可能出现因半导体开关元件无法动作而产生电流畸变的情况。为了解决这个问题，在专利文献4中公开了一种方法，其根据输出在三相调制和二相调制之间进行切换。专利文献专利文献1日本国专利特开2007-197094号公报专利文献2日本国专利特开2002-84766号公报专利文献3日本国专利特开2001-24123号公报专利文献4日本国专利特开2007-110780号公报可是，在将使用导热管的冷却方法应用于电梯驱动时会出现以下问题，也就是说， 在从停止状态进行加速时，由转矩和角频率的乘积决定的电动机输出小，所以顺变器的电流小，损耗低。相反，在逆变器侧，由于需要产生大的转矩，所以需要大的电流，因此半导体模块的损耗变大。此时，可能会出现作为热输送机构的导热管内部的水达不到沸腾状态的情况，使得半导体模块的基础温度(base temperature)瞬态(transient)地上升。此后， 在加速期间结束后，由于电流变小，损耗减小，所以温度的上升得到抑制。在上述瞬态的温度上升反复出现的状态下，半导体模块的基板和模块内部的绝缘基板之间的钎焊部分会产生裂纹，从而有可能导致半导体模块的使用寿命下降。因此，为了吸收该瞬态的温度上升， 有必要增大从受热部的安装有半导体模块的安装部分到导热管为止的受热部的热容量。可是，增大受热部的热容量时，会导致散热器的装置尺寸增大。专利文献1所公开的结构，由于其散热性能不够，所以不能应用于在顺变器上使用了半导体开关元件的装置。专利文献2没有对散热器的结构作出充分的考虑。在专利文献3所公开的结构中存在因反复出现上述瞬态的温度上升而会导致裂纹产生的问题。此外，如专利文献4所示，在使逆变器侧进行二相调制时，在超低速区域，由于电流的畸变大而无法进行二相调制，从而存在不能进行二相调制的期间。由于存在无法降低损耗的期间，所以无法防止因反复出现上述瞬态温度上升而导致裂纹产生的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的课题是在电力变换装置中，在避免装置尺寸出现大幅度增大的情况下，降低半导体模块的瞬态温度上升。本专利技术的上述课题以外的其他课题在本专利技术的说明书或者附图中加以说明。为了解决上述课题，在本专利技术中，将构成顺变器的至少一部分的第一半导体模块和构成逆变器的至少一部分的第二半导体模块安装在使用了伴随有相变化的热输送机构的散热器的受热部，并且使得从所述第二半导体模块到所述热输送机构为止的受热部的每一单位面积的热容量大于从所述第一半导体模块到所述热输送机构为止的受热部的每一单位面积的热容量。此时，优选使所述第二半导体模块侧的从所述半导体模块到所述热输送机构为止的所述受热部的厚度大于所述第一半导体模块侧的从所述半导体模块到所述热输送机构为止的所述受热部的厚度，由此来增大所述第二半导体模块侧的所述受热部的每一单位面积的热容量。上述结构只不过是一个示例，本专利技术在不脱离其技术思想的范围内可以进行适当的变更。另外，本专利技术的上述结构以外的其他结构在本专利技术的说明书或者附图中加以说明。专利技术效果通过采用上述结构，能够在避免装置尺寸出现大幅度增大的情况下，抑制电力变换装置的半导体模块的瞬态温度上升，能够延长半导体模块的使用寿命。本专利技术的其他效果将在说明书中加以说明。附图说明图1是本专利技术的第一实施例中的电力变换装置的结构示意图。图2是本专利技术的第一实施例中的相对于额定速度的速度比v/Vo和损耗比Q2/Q1 的说明图。图3是本专利技术的电力变换装置的电路结构和由该电力变换装置驱动的电梯的结构示意图。图4表示本专利技术的电梯的动作。图5是本专利技术的第二实施例中的电力变换装置的结构示意图。图6是本专利技术的第三实施例中的电力变换装置的结构示意图。图7是本专利技术的第四实施例中的电力变换装置的结构示意图。图8是本专利技术的第四实施例中的散热器的受热部的详细结构图。图9是本专利技术的第五实施例中的电力变换装置的结构示意图。3平滑电容器4 壳体5散热器6 风扇8 电源10，11，12，13，20，21，22，23 半导体模块51，511，512，513，514，515 导热管61 吸风口62导风管道63 排风口71，72周边电路81电抗器90电动机91 绳轮92电梯轿厢93平衡重94 吊索具体实施例方式以下参照附图对本专利技术的实施例进行说明。在各附图和各实施例中，相同或者类似的结构部分采用相同的符号表示，并省略其重复的说明。第一实施例首先，图3是本专利技术的电力变换装置的电路结构和由该电力变换装置驱动的电梯的结构示意图。在图3所示的电力变换装置中，通过电抗器81从固定频率的交流商用电源即电源8输入的交流电通过由半导体开关元件(在此以具有代表性的IGBT为例进行说明)111 132(111，112，121，122，131，132)构成的PWM正变换电路(第一变换电路) (顺变器)变换为直流，并且，由平滑电容器3平滑化后的直流电通过由半导体开关元件 (IGBT) 211 232 (211，212，221，222，231，232)构成的逆变换电路(第二变换电路)(逆变器)变换为可变频的交流电，并向电动机90提供任意的电力。通过电动机90使绳轮91旋转，使得由吊索94悬吊的电梯轿厢92和平衡重93升降。此外，图4表示本专利技术的电梯的动作。在此，图4(a)表示牵引运行时的速度的经时性变化，图4(b)表示顺变器的电流振幅值的经时性变化，图4(c)表示逆变器的电流振幅值的经时性变化。电梯从停止状态即时间点To开始加速，在时间点T3达到额定速度Vo。 为了得到本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：森和久，迫田友治，大沼直人，保立尚史，薮内达志，铃木敦，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：
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