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公開番号2025025026
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2023129461
出願日2023-08-08
発明の名称インバータユニットおよび電力変換装置
出願人富士電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250214BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】インバータユニットの半導体モジュールを冷却して比較的高温になった空気が、インバータユニットの上方に配置される他の電気機器に熱的な影響を及ぼしてしまうのを抑制することが可能なインバータユニットを提供する。
【解決手段】このインバータユニット100では、冷却空気流路22の出口22bは、インバータユニット本体10の背面側(Y2側)に配置された流路部20の背面側(Y2側)の面21aに配置されている。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
半導体モジュールを含むインバータユニット本体と、
上下方向に沿って延びるとともに内部に前記半導体モジュールを冷却するための空気が通過する冷却空気流路を含み、前記インバータユニット本体の背面側に配置された流路部と、を備え、
前記流路部は、
前記半導体モジュールに接触するように前記冷却空気流路内に配置された放熱部材と、
前記冷却空気流路内において下方および上方の一方から他方に向かって空気を通過させるためのファンと、を含み、
前記冷却空気流路の出口は、前記流路部の背面側の面に配置されており、
前記冷却空気流路の前記出口の少なくとも一部は、前記インバータユニット本体の上面よりも下方で、かつ、前記インバータユニット本体の底面よりも上方に配置されている、インバータユニット。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記流路部は、前記冷却空気流路内の空気を前記冷却空気流路の前記出口に導くガイド部材を含み、
前記ガイド部材の少なくとも一部は、前記インバータユニット本体の前記上面よりも下方で、かつ、前記インバータユニット本体の前記底面よりも上方に配置されている、請求項１に記載のインバータユニット。
【請求項３】
前記放熱部材は、上下方向において、前記冷却空気流路内の中央部に配置されており、
前記ガイド部材は、下方および上方の一方から他方にいくにしたがって前記流路部の前面側から背面側に向かうように傾斜するように配置されており、
前記ガイド部材の前記放熱部材側の端部は、前記放熱部材の前記ガイド部材側の端部の近傍に配置されている、請求項２に記載のインバータユニット。
【請求項４】
前記ガイド部材は、下方および上方の一方から他方にいくにしたがって前記流路部の前面側から背面側に向かうように傾斜する単一の平板部材から構成されている、請求項３に記載のインバータユニット。
【請求項５】
前記ファンと、前記放熱部材と、前記ガイド部材とは、前記冷却空気流路内において、下方および上方の一方から他方に向かって、この順に並ぶように配置されている、請求項２に記載のインバータユニット。
【請求項６】
インバータユニットと、
前記インバータユニットを収容する筐体と、を備え、
前記インバータユニットは、
半導体モジュールを含むインバータユニット本体と、
上下方向に沿って延びるとともに内部に前記半導体モジュールを冷却するための空気が通過する冷却空気流路を含み、前記インバータユニット本体の背面側に配置された流路部と、を備え、
前記流路部は、
前記半導体モジュールに接触するように前記冷却空気流路内に配置された放熱部材と、
前記冷却空気流路内において下方および上方の一方から他方に向かって空気を通過させるためのファンと、を含み
前記冷却空気流路の出口は、前記流路部の背面側の面に配置されており、
前記冷却空気流路の前記出口の少なくとも一部は、前記インバータユニット本体の上面よりも下方で、かつ、前記インバータユニット本体の底面よりも上方に配置されている、電力変換装置。
【請求項７】
前記インバータユニットは、前記筐体内において、上下方向に並ぶように複数設けられている、請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記筐体は、
前記筐体の前面側に配置された空気取込口と、
前記インバータユニットが収容されたユニット収容部と、
前記ユニット収容部よりも背面側に設けられた排気流路と、を含み、
前記インバータユニットの前記冷却空気流路に供給される空気は、前記空気取込口を介して前記筐体内に供給されるように構成されており、
前記インバータユニットの前記冷却空気流路の前記出口から排出される空気は、前記排気流路を介して前記筐体外に排出されるように構成されている、請求項６に記載の電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、インバータユニットおよび電力変換装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、半導体モジュールを冷却するための空気が通過する冷却空気流路を含む流路部を備えるインバータユニットが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、半導体モジュールを冷却するための空気が通過する風洞を備えるインバータユニットが記載されている。上記特許文献１に記載のインバータユニットでは、風洞に取り込まれた空気は、風洞の内部において半導体モジュールが接触するように配置された放熱部材から熱を奪って高温になり、風洞の上方から風洞の外部に排出される。上記特許文献１に記載のインバータユニットは、インバータ盤の筐体内の最上部に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１２－１５７１８８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、上記特許文献１には記載されていないが、上記特許文献１に記載のようなインバータユニットは、電力変換装置の筐体内の最上部ではない位置に配置される場合が一般的である。この場合、インバータユニットの半導体モジュールを冷却して風洞の上方から風洞の外部に排出された比較的高温の空気が、電力変換装置の筐体内においてインバータユニットの上方に配置される他の電気機器に熱的な影響を及ぼしてしまう。このため、インバータユニットの半導体モジュールを冷却して比較的高温になった空気が、インバータユニットの上方に配置される他の電気機器に熱的な影響を及ぼしてしまうのを抑制することが可能な構成が望まれている。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、インバータユニットの半導体モジュールを冷却して比較的高温になった空気が、インバータユニットの上方に配置される他の電気機器に熱的な影響を及ぼしてしまうのを抑制することが可能なインバータユニットおよび電力変換装置を提供することである。
【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、この発明の第１の局面によるインバータユニットは、半導体モジュールを含むインバータユニット本体と、上下方向に沿って延びるとともに内部に半導体モジュールを冷却するための空気が通過する冷却空気流路を含み、インバータユニット本体の背面側に配置された流路部と、を備え、流路部は、半導体モジュールに接触するように冷却空気流路内に配置された放熱部材と、冷却空気流路内において下方および上方の一方から他方に向かって空気を通過させるためのファンと、を含み、冷却空気流路の出口は、流路部の背面側の面に配置されており、冷却空気流路の出口の少なくとも一部は、インバータユニット本体の上面よりも下方で、かつ、インバータユニット本体の底面よりも上方に配置されている。
【０００８】
この発明の第１の局面によるインバータユニットでは、上記のように、冷却空気流路の出口は、インバータユニット本体の背面側に配置された流路部の背面側の面に配置されている。これにより、インバータユニットの半導体モジュールを冷却して比較的高温になった空気を、流路部の背面側の面に配置された冷却空気流路の出口から流路部の背面側に排出することができる。その結果、インバータユニットの半導体モジュールを冷却して比較的高温になった空気が、インバータユニットの上方に配置される他の電気機器に熱的な影響を及ぼしてしまうのを抑制することができる。
【０００９】
また、上記第１の局面によるインバータユニットでは、上記のように、冷却空気流路の出口の少なくとも一部は、インバータユニット本体の上面よりも下方で、かつ、インバータユニット本体の底面よりも上方に配置されている。これにより、冷却空気流路の出口の全てが、インバータユニット本体の上面よりも上方、または、インバータユニット本体の底面よりも下方に配置されている場合と比較して、冷却空気流路を含む流路部の上端部が、インバータユニット本体の上面よりも上方に突出するのと、冷却空気流路を含む流路部の下端部が、インバータユニット本体の底面よりも下方に突出するのとを抑制することができる。これにより、インバータユニットの高さが大きくなるのを抑制することができる。
【００１０】
上記第１の局面によるインバータユニットにおいて、好ましくは、流路部は、冷却空気流路内の空気を冷却空気流路の出口に導くガイド部材を含み、ガイド部材の少なくとも一部は、インバータユニット本体の上面よりも下方で、かつ、インバータユニット本体の底面よりも上方に配置されている。このように構成すれば、ガイド部材の全てが、インバータユニット本体の上面よりも上方、または、インバータユニット本体の底面よりも下方に配置されている場合と比較して、ガイド部材を含む流路部の上端部が、インバータユニット本体の上面よりも上方に突出するのと、ガイド部材を含む流路部の下端部が、インバータユニット本体の底面よりも下方に突出するのとを抑制することができる。これにより、流路部がガイド部材を含む場合でも、インバータユニットの高さが大きくなるのを抑制することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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