電力轉換裝置制造方法及圖紙

提供一種電力轉換裝置，能夠可靠地抑制框體因渦電流而導致溫度上升。電力轉換裝置具有包括金屬板的框體(1)、容納在框體內的電力轉換電路(20)和配置在框體內并且與電力轉換電路連接、流動有作為主電流的交流電流的多個布線導體(2a、2b、2c)，多個布線導體以其長度方向與框體的一個面平行的方式與該一個面鄰接，在框體的一個面中的與多個布線導體相對置的位置，沿著多個布線導體的長度方向設置多個狹縫(10)。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及具有容納電力轉換電路的框體的電力轉換裝置。
技術介紹
近年來，在被引進的太陽能發電或風力發電等自然能電源中，使用將直流轉換為交流的功率調節器(powerconditioner)、防止頻率變動的頻率轉換裝置。另外，在對互聯網、便攜式電話的數據進行管理的數據中心使用不間斷電源。這樣，電力轉換裝置的利用領域還包括以往的電動機驅動領域地正在擴大。自然能電源的引入、互聯網、便攜式電話的普及在大多數的國家和地區發展，電力轉換裝置的需求急速且全球化地增長。伴隨需求的增長，要求降低成本，因此，電力轉換裝置的小型化正在發展。但是，隨著小型化的發展而產生了如下問題：因與電力轉換裝置的框體接近配置的布線導體中流動的電流所產生的磁通，而導致在框體表面產生渦電流，并且因框體材料的電阻而導致產生焦耳損失，因此框體溫度變高。對此，作為抑制因渦電流而導致的發熱的現有技術，公知有專利文獻1以及專利文獻2中記載的技術。在專利文獻1記載的技術中，在容納母線導體的框架上，設置在母線導體的軸向上延伸的狹縫，利用非磁性體堵塞該狹縫。由于該狹縫的磁阻大，所以圍繞框架的磁通減少，在框架上產生的渦電流減少，而抑制框架發熱。在專利文獻2記載的技術中，在包圍高頻變壓器的非磁性金屬板上設置狹縫，來防止產生渦電流，從而防止非磁性金屬板溫度上升。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開平5-300630號公報(圖1)專利文獻2：日本特開平11-345724號公報(圖9)
技術實現思路
專利技術要解決的問題在上述現有技術中，產生磁通的布線導體、電器設備與狹縫之間的配置關系，影響到渦電流的大小、分布。因此，在框體大的用于大功率的電力轉換裝置中存在這樣的問題：即使設置狹縫也不能夠充分地減少框體溫度上升、或框體局部地變為高溫。因此，本專利技術提供一種能夠可靠地抑制因渦電流而導致框體溫度上升的電力轉換裝置。用于解決問題的手段為了解決上述問題，本專利技術的電力轉換裝置具有：框體，包括金屬板；電力轉換電路，容納在框體內；以及多個布線導體，配置在框體內并且與電力轉換電路連接，在多個布線導體中流動有作為主電流的交流電流，多個布線導體以使多個布線導體的長度方向與框體的一個面平行的方式與框體的一個面鄰接，在框體的一個面中的與多個布線導體相對置的位置，沿著多個布線導體的長度方向設置有多個狹縫。專利技術效果根據本專利技術，通過在框體中沿著多個布線導體的長度方向設置的多個狹縫，能夠降低多個布線導體與框體之間的互感，因此能夠減少因在布線導體中流動的交流電流所產生的磁通而導致在框體產生的渦電流。由此，能夠可靠地抑制因渦電流而導致的框體溫度上升。通過下面的實施方式的說明，明確上述以外的問題、結構以及效果。附圖說明圖1a是用于說明渦電流產生的示意圖。圖1b表示在框體中產生渦電流時的等效電路。圖2a是作為實施例1的電力轉換裝置的內部結構立體圖。圖2b表示在實施例1中與布線相對置的框體的平面圖。圖3表示包括電力轉換單元的電力轉換電路的一個例子。圖4表示狹縫寬度與布線寬度的比和互感之間的關系。圖5a是作為實施例2的電力轉換裝置的內部結構立體圖。圖5b表示在實施例2中從排列設置布線導體的方向觀察到的框體的側視圖。圖6是表示作為實施例3的電力轉換裝置的概略結構的外觀立體圖。附圖標記說明1、1a框體2、2a、2b、2c布線導體5空心變壓器7電阻10狹縫11檐12罩20電力轉換單元101、102、103、104、105、106半導體開關元件201、202、203、204、205、206二極管具體實施方式下面，利用附圖說明本專利技術的實施方式。在各圖中，相同的附圖標記表示同一結構要件或具有類似功能的結構要件。首先，說明電力轉換裝置的框體的表面溫度上升的機理。圖1a是用于說明渦電流產生的示意圖。若在與框體1鄰接的布線導體2中有交流電流i(例如，AC50Hz或60Hz)流動，則產生磁通φ，由于該磁通而在框體1的表面產生渦電流。圖1b表示在框體1中產生渦電流時的等效電路。布線導體2和框體1由空心變壓器5等效地表示。在布線導體2中流動交流電流i時，在框體1的表面產生算式(1)所示的電壓Ve。Ve＝M×(di/dt)……(1)其中，M為空心變壓器5的互感，di/dt為電流的時間變化率。另外，在將渦電流路徑的電阻7設定為Rs時，因渦電流而產生的焦耳損失J由算式(2)表示。J＝Ve2/Rs＝(M×di/dt)2/Rs……(2)由于框體1的溫度上升與焦耳損失J成正比，所以根據算式(2)，框體1的溫度上升與空心變壓器5的互感(M)的平方成正比，與渦電流路徑的電阻(Rs)成反比。此外，di/dt依賴于電力轉換裝置的電路特性。因此，為了利用框體1以及布線導體2的結構來抑制溫度上升，降低布線導體2與框體1之間的互感(M)、或者增大框體1中的渦電流路徑的電阻(Rs)。接著，說明考慮了上述渦電流的產生機理后的本專利技術的實施例。實施例1圖2a以及圖2b表示作為本專利技術的實施例1的電力轉換裝置的概略結構。圖2a是內部結構立體圖，圖2b表示與布線相對置的框體的平面圖。在本實施例1中，處理3相交流電力的電力轉換單元20容納在框體1內。在框體1內，U相用布線導體2a、V相用布線導體2b以及W相用布線導體2c與電力轉換單元20連接。因此，在布線導體2a、2b、2c中流動電力轉換單元20的輸出電流、即作為主電流的3相交流電流。框體1包括作為金屬板材料的比較廉價的鋼板。電力轉換單元20對大功率(例如，數MVA以上)進行處理。另外，電力轉換單元20的輸出電流的頻率為比較低的頻率(例如，最大為數十～數百赫茲左右)。此外，圖3表示構成電力轉換單元20的電力轉換電路的一個例子。圖3的電力轉換電路通過對半導體開關元件101～106(在圖3中為絕緣柵雙極型晶體管(IGBT))進行接通斷開(ON/OFF)控制，來將直流電力轉換為三相交流電力、或將三相交流電力轉換為直流電力。本電力轉換電路具有半導體開關元件101與二極管201反向并聯連接的上臂，和半導體開關元件102與二極管202反向并聯連接的下臂。上臂與下臂的串聯連接電路的兩端與直流端子P、N(P：高電位側，N：低電位側)連接，上臂和下臂之間的連接點與U相的交流端子U連接。另外，包括半導體開關元件103和二極管203的上臂與包括半導體開關元件104和二極管204的下臂的串聯連接電路的兩端以及連接點分別與直流端子P、N以及V相的交流端子V連接。另外，包括半導體開關元件105和二極管205的上臂與包括半導體開關元件106和二極管206的下臂的串聯連接電路的兩端以及連接點分別與直流端子P、N以及W相的交流端子W連接。即，本電力轉換電路對應于交流的相數而具有3個上臂和下臂的串聯連接電路。此外，就一個臂而言，例如示出了具有一個半導體開關元件和一個二極管的例子，但也能夠根據功率容量(powercapacity)，并聯連接多個半導體開關元件，并且并聯連接多個二極管。另外，就一個臂而言，例如包括半導體開關元件101和二極管201的U相的上臂能夠由功率半導體模塊PM構成。圖2a、2b所示的布線導體2a、2b、2c分別與圖3中的交流端子U、V、W連接。為了增大流動的電流，這些布線導體2a、2b、2c包括由銅材料等金屬導體構成的平本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電力轉換裝置，具有：框體，包括金屬板；電力轉換電路，容納在所述框體內；以及多個布線導體，配置在所述框體內且與所述電力轉換電路連接，在所述多個布線導體中流動作為主電流的交流電流，所述電力轉換裝置的特征在于，所述多個布線導體以使所述多個布線導體的長度方向與所述框體的一個面平行的方式與所述一個面鄰接，在所述框體的所述一個面中的與所述多個布線導體相對置的位置，沿著所述多個布線導體的長度方向設置有多個狹縫。

【技術特征摘要】
2015.08.03 JP 2015-1534431.一種電力轉換裝置，具有：框體，包括金屬板；電力轉換電路，容納在所述框體內；以及多個布線導體，配置在所述框體內且與所述電力轉換電路連接，在所述多個布線導體中流動作為主電流的交流電流，所述電力轉換裝置的特征在于，所述多個布線導體以使所述多個布線導體的長度方向與所述框體的一個面平行的方式與所述一個面鄰接，在所述框體的所述一個面中的與所述多個布線導體相對置的位置，沿著所述多個布線導體的長度方向設置有多個狹縫。2.根據權利要求1所述的電力轉換裝置，其特征在于，所述多個狹縫的寬度比所述多個布線導體的寬度寬。3.根據權利要求1所述的電力轉換裝置，其特征在于，所述多個布線導體的長度方向為所述框體的高度方向。4.根據權利要求3所述的電力轉換裝置，其特征在于，所述多個狹縫僅沿著所述框體的所述高度方向設置。5.根據權利要求1所述的電力轉換裝置...

【專利技術屬性】
技術研發人員：櫻井直樹，吉成清美，
申請(專利權)人：株式會社日立制作所，
類型：發明
國別省市：日本;JP