特開2016-220416IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

変圧器および半導体ユニットを筐体内に収納する半導体電力変換装置

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】変圧器および半導体ユニットを効率的に冷却する小型で安定的な構造を採用し、容量および電圧をより大きくする半導体電力変換装置を提供する。
【解決手段】半導体ユニット7内を冷却しつつ流れ、冷却フィン用開口部9aおよび電解コンデンサ用開口部9bを通じて変圧器収納室12へ流れ、変圧器8の外側を冷却してから排気ファン4により排気される第一のルートと、変圧1次巻線用開口部9cから正面側開口部10cを経て風洞15へ流れ、変圧器8の内側を冷却してから排気ファン4により排気される第二のルートと、が形成される半導体電力変換装置1とした。
【選択図】図5

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

この先行技術の半導体電力変換装置の電圧および容量を大きくすると、新たに以下(1)〜(3)の問題が生ずることが知見された。 (1)半導体電力変換装置の大型化
半導体電力変換装置100の電圧および容量を大きくする場合、変圧器102および半導体ユニット103も大型化する。半導体電力変換装置100は、変圧器102および半導体ユニット103を上下に配置していることから、特に筺体101の高さが増大し、半導体電力変換装置100を機械的に安定して設置できないという問題の発生が予想される。また、高さ寸法の増大により機械室等に設置できないという問題の発生が予想される。半導体電力変換装置の電圧および容量を大きくする場合でも、半導体電力変換装置を安定して設置できるような小型の構造を目指すという課題については着目されていなかった。 (2)排気ファンの大型化
半導体電力変換装置100の電圧および容量を増加する場合、冷却機能を高めるため、排気ファン105の容量も増加する必要がある。しかしながら、この場合に排気ファン105の形状が大型化するため、筐体101上に安定して設置できないという別の問題の発生が予想される。排気ファンの容量を大きくする場合でも、半導体電力変換装置を安定して設置できるような小型の構造を目指すという課題については着目されていなかった。 (3)排熱の困難性
半導体電力変換装置100は、排熱のための導風口101dの通風路断面積が、スペースの制限のため小さく、変圧器102を積極的に冷却する能力が低かった。変圧器102の大型化により損失が大きくなると特に下側風洞101eや上側風洞101f内の温度が高くなり、効率的な冷却が困難になる。効率的な冷却が可能ならば、排気ファンの容量を小さくすることも可能になる。このような半導体電力変換装置の電圧および容量を大きくする場合でも、変圧器および半導体ユニットを効率的に冷却して温度上昇を抑える構造を目指すというという課題については着目されていなかった。 そこで、本発明はの問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、変圧器および半導体ユニットを効率的に冷却する小型で安定的な構造を採用し、容量および電圧をより大きくする半導体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[発明の詳細な説明]から抜粋

課題を解決する本発明は、 変圧器と半導体ユニットを内部に収容する内部空間を有する筐体と、 正面側に前記半導体ユニットを収納する半導体ユニット収納室と背面側に前記変圧器を収納する変圧器収納室とを形成するように前記内部空間内の前後を仕切る仕切部と、 前記変圧器収納室内の下側に配置され、前記変圧器の下側の一部を収容し、前記変圧器の内側と連通する風洞を形成する隔壁部と、 前記隔壁・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明によれば、変圧器および半導体ユニットを効率的に冷却する小型で安定的な構造を採用し、容量および電圧をより大きくする半導体電力変換装置を提供することができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】本発明を実施するための形態の半導体電力変換装置の正面図である。

【図2】本発明を実施するための形態の半導体電力変換装置のうち排気ファン、扉および制御部扉を取り外して正面から視た内部構造図である。

【図3】本発明を実施するための形態の半導体電力変換装置のうち天板および排気ファンを取り外して平面から視た内部構造図である。

【図4】本発明を実施するための形態の半導体電力変換装置のうち排気ファン、扉、半導体ユニットおよび制御部扉を取り外して正面から視た内部構造図である。

【図5】本発明を実施するための形態の半導体電力変換装置のうち側壁を取り外して左側面から視た内部構造図である。

【図6】先行技術の半導体電力変換装置であり、図6(a)は左側面から視た内部構造図、図6(b)は正面から視た内部構造図である。

選択図 図5出願人が指定した本件の代表的な図

1:半導体電力変換装置   2:筐体   3:制御部   4:排気ファン   5:扉   6:吸気口   7:半導換ユニット   7a:冷却フィン   7b:電解コンデンサ   8:変圧器   8a:鉄心   9:仕切部   9a:冷却フィン用開口部   9b:電解コンデンサ用開口部   9c:変圧器一次巻線用開口部   10:隔壁   10a:上板   10b:前板   10c:前側開口部   11:半導体ユニット収納室   12:変圧器収納室   13:遮蔽部   14:台座部   15:風洞

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