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公開番号2025113810
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-04
出願番号2024008156
出願日2024-01-23
発明の名称電力変換装置
出願人富士電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H02M 7/12 20060101AFI20250728BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】移動体に配置された場合に、振動の影響を小さくすることが可能な電力変換装置を提供する。
【解決手段】移動体に配置される電力変換装置100であって、スイッチング素子Qを含み、入力された交流電力を整流する半導体モジュール5と、半導体モジュール5より質量が大きいとともに、整流された交流電力を平滑する平滑コンデンサ1と、半導体モジュール5より質量が大きいとともに、半導体モジュール5を冷却する冷却部2と、半導体モジュール5と平滑コンデンサ1と冷却部2とを内部に収容する筐体10とを備え、平滑コンデンサ1および冷却部2は、筐体10の底面10aに支持されるように配置されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
移動体に配置される電力変換装置であって、
スイッチング素子を含み、入力された交流電力を整流する半導体モジュールと、
前記半導体モジュールより質量が大きいとともに、整流された交流電力を平滑する平滑コンデンサと、
前記半導体モジュールより質量が大きいとともに、前記半導体モジュールを冷却する冷却部と、
前記半導体モジュールと前記平滑コンデンサと前記冷却部とを内部に収容する筐体とを備え、
前記平滑コンデンサおよび前記冷却部は、前記筐体の底面に支持されるように配置されている、電力変換装置。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
前記平滑コンデンサと前記冷却部との少なくとも一方は、前記筐体の前記底面に固定されている、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記筐体は、前記半導体モジュールと前記冷却部との間に仕切板をさらに含み、
前記平滑コンデンサおよび前記冷却部は、前記仕切板と前記筐体の前記底面との間に挟み込まれるように配置されている、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記平滑コンデンサと前記冷却部との少なくとも一方は、支持部材を介して前記筐体の前記底面に支持されるように配置されている、請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記筐体は、第１方向に空気の流れが発生する風洞部を含み、
前記平滑コンデンサと前記冷却部とは、前記第１方向に直交する第２方向に並んで配置されている、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記平滑コンデンサおよび前記冷却部は、前記第２方向から見て互いに重なる位置に並んで配置されている、請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記筐体は、前記半導体モジュールに交流電力が入力される入力端子、および、前記平滑コンデンサから直流電力が出力される出力端子をさらに含み、
前記入力端子および前記出力端子の両方は、前記第２方向のうち、前記平滑コンデンサが配置される側とは反対側の、前記半導体モジュールおよび前記冷却部が配置される側の位置に配置されている、請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記筐体は、前記風洞部の前記第２方向において、前記筐体と前記平滑コンデンサとの間、前記平滑コンデンサと前記冷却部との間、および、前記冷却部と前記筐体との間の少なくとも１箇所に、前記風洞部の前記第１方向に向かって流れる空気を遮るための遮蔽部材をさらに含む、請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記平滑コンデンサは、フィルムコンデンサであり、
前記第１方向において、前記冷却部と対向する位置に配置され、前記平滑コンデンサを冷却せずに前記冷却部を冷却するためのファンをさらに備える、請求項５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、電力変換装置に関し、特に平滑コンデンサおよび冷却部を内部に収容する筐体を備えた電力変換装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、平滑コンデンサおよび冷却部を内部に収容する筐体を備えた電力変換装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、冷却を要する構成機器を、仕切り壁によって仕切られた１つの区画室に収容する箱体（筐体）を備えた電力変換装置が開示されている。また、この電力変換装置は、区画室内の冷却を要する構成機器として、コンデンサおよび半導体モジュール素子に結合された放熱フィン付きの冷却体を含む。また、この電力変換装置のコンデンサの端子、および、冷却体と結合した半導体モジュールの端子が、仕切り壁を介して別の区画室に設けられた端子台等に接続されることによって、コンデンサおよび冷却体が、箱体の高さ方向の中央付近に吊り下げられるように配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１６－１１６３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の通り、上記特許文献１には、コンデンサおよび冷却体が、箱体の高さ方向の中央付近に吊り下げられるように配置されている電力変換装置が開示されている。ここで、一般的に、コンデンサおよび冷却体は、半導体モジュールに比べて質量が大きい。そのため、たとえば、電力変換装置が移動体などの振動を伴う環境に配置される場合には、コンデンサおよび冷却体を高さ方向の中央付近に吊り下げると、電力変換装置全体の重心が高くなることによって、電力変換装置全体が大きく振動する。これにより、電力変換装置の構成機器の破損、および、電力変換装置の固定の緩みが生じる場合がある。そのため、移動体に配置された場合に、振動の影響を小さくすることが可能な電力変換装置が望まれている。
【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、移動体に配置された場合に、振動の影響を小さくすることが可能な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、この発明の一の局面による電力変換装置は、移動体に配置される電力変換装置であって、スイッチング素子を含み、入力された交流電力を整流する半導体モジュールと、半導体モジュールより質量が大きいとともに、整流された交流電力を平滑する平滑コンデンサと、半導体モジュールより質量が大きいとともに、半導体モジュールを冷却する冷却部と、半導体モジュールと平滑コンデンサと冷却部とを内部に収容する筐体とを備え、平滑コンデンサおよび冷却部は、筐体の底面に支持されるように配置されている。
【０００８】
この発明の一の局面による電力変換装置は、上記のように、半導体モジュールより質量が大きい平滑コンデンサおよび冷却部は、筐体の底面に支持されるように配置されている。これにより、質量が大きい平滑コンデンサおよび冷却部は、筐体の底面に支持されるため、電力変換装置全体の重心を低い位置にすることができるとともに、宙吊りされる場合に比べて安定して配置される。その結果、移動体に配置された場合に、振動の影響を小さくすることができる。
【０００９】
上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、平滑コンデンサと冷却部との少なくとも一方は、筐体の底面に固定されている。このように構成すれば、移動体の移動によって電力変換装置が高さ方向に振動した場合にも、質量が大きい平滑コンデンサおよび冷却部の少なくとも一方を、筐体の底面に固定しているため、平滑コンデンサおよび冷却部の少なくとも一方をより振動しにくくすることができる。これにより、移動体に配置された場合に、振動の影響を小さくすることができる。
【００１０】
上記一の局面による電力変換装置において、好ましくは、筐体は、半導体モジュールと冷却部との間に仕切板をさらに含み、平滑コンデンサおよび冷却部は、仕切板と筐体の底面との間に挟み込まれるように配置されている。このように構成すれば、平滑コンデンサおよび冷却部は、仕切板と筐体の底面との間に挟み込まれるように配置されているので、高さ方向の振動の影響をより小さくすることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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