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公開番号2024074638
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-31
出願番号2022185929
出願日2022-11-21
発明の名称電力変換装置
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人開知
主分類H02M 7/48 20070101AFI20240524BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】信頼性の高い電力変換装置を提供する。
【解決手段】電力変換装置は、電力変換器(インバータ120)と、1組の支持部材201A、201Bと、を備える。電力変換器は、電力を変換し、変換された電力を回転電機(モータ110)へ出力するパワーモジュール(制御回路202、パワー半導体素子203)と、パワーモジュールを納める筐体(インバータハウジング197、インバータ筐体204)と、から構成される。1組の支持部材201A、201Bは、回転電機に固定され、電力変換器を支持する。1組の支持部材のうち、第1支持部材(支持部材201A)は第2支持部材(支持部材201B)より振動を伝達しやすい。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
電力を変換し、変換された電力を回転電機へ出力するパワーモジュールと、前記パワーモジュールを納める筐体と、から構成される電力変換器と、
前記回転電機に固定され、前記電力変換器を支持する少なくとも１組の支持部材と、を備え、
前記１組の支持部材のうち、第１支持部材は第２支持部材より振動を伝達しやすい電力変換装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置であって、
前記第１支持部材の剛性は、前記第２支持部材の剛性と異なる
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電力変換装置であって、
前記回転電機の回転方向が時計回りに見える方向から見て、
前記第１支持部材は、前記回転電機の左側に固定され、
前記第２支持部材は、前記回転電機の右側に固定され、
前記第１支持部材の剛性は、前記第２支持部材の剛性よりも低い
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電力変換装置であって、
前記第２支持部材の側の前記筐体の側面に設けられ、前記筐体の内部に発生する結露を排出する排出口を備える
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電力変換装置であって、
前記筐体の内側は、結露が流れ易い面で構成される
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
請求項１に記載の電力変換装置であって、
前記パワーモジュールを覆う絶縁樹脂材を備える
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
請求項１に記載の電力変換装置であって、
２組の支持部材を備える
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項８】
請求項４に記載の電力変換装置であって、
前記排出口は、複数ある
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電力変換装置であって、
前記排出口は、
前記パワーモジュールが出力する交流電力の相ごとに設けられる
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の電力変換装置であって、
前記パワーモジュールは、
複数の半導体素子を含み、
第１排出口は、Ｕ相用の半導体素子を通る鉛直面と前記筐体の側面との交線上の上側に位置し、
第２排出口は、Ｖ相用の半導体素子を通る鉛直面と前記筐体の側面との交線上の上側に位置し、
第３排出口は、Ｗ相用の半導体素子を通る鉛直面と前記筐体の側面との交線上の上側に位置する
ことを特徴とする電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
ゼロカーボン社会の実現に向け、各国においてCO2排出規制が強く求められており、化石燃料を使用するエンジンの代替として、動力系統の電動化が盛んに進められている。あらゆるエンジン駆動のモビリティ製品において、将来のパワエレ機器に対する出力密度の向上が求められているが、世界中のあらゆる気候に対応できること、また、航空機においては、急激な高度の変化に対応できる耐環境性が必須となる。同時に、冷却性能向上、高電圧化ならびに軽量化などへの技術対応が求められている。
【０００３】
特許文献１では、電動圧縮機を駆動するインバータ装置を備えた空気調和機において、インバータ装置のケース内の結露防止構造について開示されている。この空気調和機では、インバータ装置は、パワー素子及びこれを制御する制御回路をケース内に収容すると共にエバポレータを通過した冷媒によりパワー素子を冷却するヒートシンクを備え、ケースが気密状態に密閉されると共にケース内に不活性ガスを充填することとなっている。不活性ガスは、常温で、且つ大気圧よりやや高めの圧力で充填されている。例えば、量産性に優れていて、且つコストが安価な窒素ガスを使用することができる。加圧により空間における絶縁性能を向上することが目的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開2004-219031号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術では、航空機分野の電力変換装置における低気圧下での放電を防止しつつ、急激な外気温変化による結露や着氷に対し動作を保証するという問題が十分に解決されていない。このため、高高度環境での絶縁不良、結露発生に起因した腐食による誤作動、絶縁性能の低下を招く恐れがある。
【０００６】
本発明の目的は、信頼性の高い電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の電力変換装置は、電力を変換し、変換された電力を回転電機へ出力するパワーモジュールと、前記パワーモジュールを納める筐体と、から構成される電力変換器と、前記回転電機に固定され、前記電力変換器を支持する少なくとも１組の支持部材と、を備え、前記１組の支持部材のうち、第１支持部材は第２支持部材より振動を伝達しやすい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、信頼性の高い電力変換装置を提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係る電力変換装置を備えた電動駆動システムの側面断面模式図である。
第１実施形態に係る電力変換装置の斜視図である。
第１実施形態に係る電力変換装置の側面断面模式図である。
第２実施形態に係る電力変換装置の側面断面模式図である。
第３実施形態に係る電力変換装置の側面断面模式図である。
第４実施形態に係る電力変換装置の斜視図である。
第５実施形態に係る電力変換装置の斜視図である。
図７に示す電力変換装置の水平切断面による断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照して、本発明の第１～第５実施形態に係る電力変換装置について説明する。各実施形態では、電力変換装置の結露発生に対して電動機の振動を効果的に活用することにより、結露（水滴）を任意の方向に流して、電力変換器内から水滴を排出し易くすることを目的とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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