特許 7310721 電力変換装置の導体構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-10

(45)【発行日】2023-07-19

(54)【発明の名称】電力変換装置の導体構造

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20230711BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 Z

H02M7/48 S

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020095822

(22)【出願日】2020-06-02

(65)【公開番号】P2021191148

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2022-09-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000006105

【氏名又は名称】株式会社明電舎

(74)【代理人】

【識別番号】100086232

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 博通

(74)【代理人】

【識別番号】100092613

【弁理士】

【氏名又は名称】富岡 潔

(74)【代理人】

【識別番号】100104938

【弁理士】

【氏名又は名称】鵜澤 英久

(74)【代理人】

【識別番号】100210240

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 友幸

(72)【発明者】

【氏名】内田 誉人

【審査官】栗栖 正和

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１３３８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０４７２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－１９０６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０８４７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５４－０３３９８４（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ７／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１出力端子と第２出力端子とが互いに隣接した状態に突出して設けられた電力変換ユニットを複数含み、これら複数の電力変換ユニットが直列に接続されてなる電力変換装置において、
第１の電力変換ユニットの第１出力端子から隣接する第２の電力変換ユニットとは反対方向へ延びる板状の第１の導体と、
上記第１の電力変換ユニットの第２出力端子から上記第２の電力変換ユニットの第１出力端子へ至る板状の第２の導体と、
上記第１の導体と上記第２の導体とにまたがって延び、絶縁板を介してこれら第１の導体および第２の導体と重なるとともに、第１の導体および第２の導体とは逆方向に高周波電流が流れる板状の第３の導体と、
を含み、
上記第１の導体および上記第２の導体は、それぞれ、上記第３の導体に沿って延びる主部と、この主部に対して直交する方向に折曲形成され、上記第１の電力変換ユニットの第１出力端子ないし第２出力端子に接続される立ち上がり部と、上記主部と上記立ち上がり部とを斜めに接続する傾斜部と、を有し、
上記第１の導体の上記傾斜部と上記第２の導体の上記傾斜部と両者間に延びる上記絶縁板とによって三角形状の空間が構成されており、
上記第１の導体の上記立ち上がり部と上記第２の導体の上記立ち上がり部との間に介在する第２の絶縁板の端部が、上記三角形状の空間の内側へ突出している、
電力変換装置の導体構造。

【請求項2】

上記第２の導体の上記第２の電力変換ユニット側の端部に、上記第３の導体に沿って延びる主部と、この主部に対して直交する方向に折曲形成され、上記第２の電力変換ユニットの第１出力端子に接続される立ち上がり部と、上記主部と上記立ち上がり部とを斜めに接続する傾斜部と、を有し、
上記第３の導体の上記第２の電力変換ユニット側の端部には、上記第２の導体の端部と対称をなすように、上記第３の導体に沿って延びる主部と、この主部に対して直交する方向に折曲形成され、上記第２の電力変換ユニットの第２出力端子に接続される立ち上がり部と、上記主部と上記立ち上がり部とを斜めに接続する傾斜部と、を有する第４の導体が取り付けられており、
上記第２の導体の上記傾斜部と上記第４の導体の上記傾斜部と両者間に延びる上記絶縁板とによって三角形状の空間が構成されており、
上記第２の導体の上記立ち上がり部と上記第４の導体の上記立ち上がり部との間に介在する第３の絶縁板の端部が、上記三角形状の空間の内側へ突出している、
請求項１に記載の電力変換装置の導体構造。

【請求項3】

上記第１の導体および上記第２の導体は、それぞれ、一つの平面に沿った直線状部分を構成する導体と、上記立ち上がり部および上記傾斜部を含む端部部分を構成する導体と、に分割して構成されている、
請求項１または２に記載の電力変換装置の導体構造。

【請求項4】

上記第１の電力変換ユニットと上記第２の電力変換ユニットとが個々の盤の筐体に収容されており、
上記第１の電力変換ユニットと上記第２の電力変換ユニットとの間の上記第２の導体、上記第３の導体および上記絶縁板は、個々の盤に対応するように分割して構成されており、
分割された絶縁板の端縁および分割された第２の導体および第３の導体の端縁は、それぞれ２つの盤の境界線から後退して位置し、
これらの絶縁板の端縁および導体の端縁が、それぞれ盤間絶縁板および盤間接続導体を介して互いに接続されている、
請求項１～３のいずれかに記載の電力変換装置の導体構造。

【請求項5】

上記の分割された第２の導体および第３の導体の端縁は、分割された絶縁板の端縁よりも相対的に大きく後退しており、
上記盤間絶縁板は、第２の導体もしくは第３の導体の端縁の間に配置されており、当該導体の端縁形状に対応した位置決め用の切欠部を有している、
請求項４に記載の電力変換装置の導体構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、複数の単相の電力変換ユニットからなる電力変換装置に関し、特に、高周波電流を出力する複数の電力変換ユニットの出力側を直列に接続して回路構成する場合の導体構造に関する。

【背景技術】

【0002】

高周波電流が流れる電気回路は、外部への漏れ磁束を低減するために、往復導体を対向配置しかつ近接化することが重要である。往復導体の導体間距離が大きいと、周囲の近接する磁性体に作用する漏れ磁束が大きくなり、誘導起電圧および渦電流損が大きくなりやすい。

【0003】

特許文献１には、上下に配置された２組の単相インバータユニットの交流出力を互いに直列に接続するために、３つの板状の導体を用いた構成が開示されている。すなわち、上に位置する第１の単相インバータユニットのｖ相出力端子と下に位置する第２の単相インバータユニットのｕ相出力端子とが第１の導体によって互いに接続されているとともに、第１の単相インバータユニットのｕ相出力端子に接続された第２の導体が第１の導体の上半部に絶縁板を挟んで重ね合わせてあり、第２の単相インバータユニットのｖ相出力端子に接続された第３の導体が第１の導体の下半部に重ね合わせてある。そして、第２の導体の端部と第３の導体の端部とが、上下中間高さ位置において絶縁板を挟んで重ね合わせてあり、装置全体としてのＵ相出力端子およびＶ相出力端子を構成している。換言すれば、装置全体のＵ相出力端子およびＶ相出力端子を構成する第２，第３の導体の端部は、それぞれ略Ｌ字形に折曲されており、上下方向に延びる第３の導体に対してＴ字形をなすように構成されている。

【0004】

このような構成では、導体構造の各部において、互いに逆方向に電流が流れる２枚の導体が中間の絶縁板を挟んで積層された構成となり、両者の近接配置が実現される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１８－１３３８６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記の構成では、３つの導体がＴ字形に合流する箇所においては、個々に板状をなす２つの絶縁板がＴ字形に突き合わされた形となり、この突き合わせ箇所を囲んで３つの導体が近接しているため、絶縁に必要な空間距離および沿面距離の確保の点でなお改善の余地がある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明に係る電力変換装置の導体構造は、第１出力端子と第２出力端子とが互いに隣接した状態に突出して設けられた電力変換ユニットを複数含み、これら複数の電力変換ユニットが直列に接続されてなる電力変換装置において、
第１の電力変換ユニットの第１出力端子から隣接する第２の電力変換ユニットとは反対方向へ延びる板状の第１の導体と、
上記第１の電力変換ユニットの第２出力端子から上記第２の電力変換ユニットの第１出力端子へ至る板状の第２の導体と、
上記第１の導体と上記第２の導体とにまたがって延び、絶縁板を介してこれら第１の導体および第２の導体と重なるとともに、第１の導体および第２の導体とは逆方向に高周波電流が流れる板状の第３の導体と、
を含み、
上記第１の導体および上記第２の導体は、それぞれ、上記第３の導体に沿って延びる主部と、この主部に対して直交する方向に折曲形成され、上記第１の電力変換ユニットの第１出力端子ないし第２出力端子に接続される立ち上がり部と、上記主部と上記立ち上がり部とを斜めに接続する傾斜部と、を有し、
上記第１の導体の上記傾斜部と上記第２の導体の上記傾斜部と両者間に延びる上記絶縁板とによって三角形状の空間が構成されており、
上記第１の導体の上記立ち上がり部と上記第２の導体の上記立ち上がり部との間に介在する第２の絶縁板の端部が、上記三角形状の空間の内側へ突出している。

【0008】

このような導体構造では、第１の電力変換ユニットの第１，第２出力端子に接続される第１，第２の導体の立ち上がり部が第３の導体に対して略Ｔ字形をなすように構成されることとなるが、第１，第２の導体のそれぞれが傾斜部を有し、これにより三角形状の空間が構成されるので、第１の導体と第２の導体との間の空間距離が大きくなる。また、第２の絶縁板の端部が三角形状の空間の内側へ突出しているので、この絶縁板の端部の周囲に沿って第１の導体と第２の導体との間の沿面距離が長く得られる。

【0009】

さらに本発明の好ましい一つの態様では、
上記第２の導体の上記第２の電力変換ユニット側の端部に、上記第３の導体に沿って延びる主部と、この主部に対して直交する方向に折曲形成され、上記第２の電力変換ユニットの第１出力端子に接続される立ち上がり部と、上記主部と上記立ち上がり部とを斜めに接続する傾斜部と、を有し、
上記第３の導体の上記第２の電力変換ユニット側の端部には、上記第２の導体の端部と対称をなすように、上記第３の導体に沿って延びる主部と、この主部に対して直交する方向に折曲形成され、上記第２の電力変換ユニットの第２出力端子に接続される立ち上がり部と、上記主部と上記立ち上がり部とを斜めに接続する傾斜部と、を有する第４の導体が取り付けられており、
上記第２の導体の上記傾斜部と上記第４の導体の上記傾斜部と両者間に延びる上記絶縁板とによって三角形状の空間が構成されており、
上記第２の導体の上記立ち上がり部と上記第４の導体の上記立ち上がり部との間に介在する第３の絶縁板の端部が、上記三角形状の空間の内側へ突出している。

【0010】

すなわち、この構成では、第２の電力変換ユニットの出力端子に対する接続部においても同様の構成となり、第１出力端子に接続された第２の導体と第２出力端子に接続された第４の導体との間の空間距離および沿面距離が大きく得られる。

【0011】

ここで、本発明においては、第１～第４の各導体は、必ずしも１つの金属部材であるものには限られず、複数の部材に分割して形成した上でボルト等で一体化した構成であってもよい。例えば、本発明の一つの態様では、上記第１の導体および上記第２の導体は、それぞれ、一つの平面に沿った直線状部分を構成する導体と、上記立ち上がり部および上記傾斜部を含む端部部分を構成する導体と、に分割して構成されている。

【0012】

また、本発明の好ましい一つの態様では、
上記第１の電力変換ユニットと上記第２の電力変換ユニットとが個々の盤の筐体に収容されており、
上記第１の電力変換ユニットと上記第２の電力変換ユニットとの間の上記第２の導体、上記第３の導体および上記絶縁板は、個々の盤に対応するように分割して構成されており、
分割された絶縁板の端縁および分割された第２の導体および第３の導体の端縁は、それぞれ２つの盤の境界線から後退して位置し、
これらの絶縁板の端縁および導体の端縁が、それぞれ盤間絶縁板および盤間接続導体を介して互いに接続されている。

【0013】

このような構成では、個々の盤の筐体の中に予め電力変換ユニットとともに導体を組み付けておくことができ、盤同士を並べて配置した後に分割された絶縁板同士および導体同士を盤間絶縁板および盤間接続導体を用いて互いに連続させることができる。分割された絶縁板や導体の端縁は２つの盤の境界線から後退しているので、盤の設置の際に邪魔となることがない。

【0014】

さらに好ましくは、上記の分割された第２の導体および第３の導体の端縁は、分割された絶縁板の端縁よりも相対的に大きく後退しており、
上記盤間絶縁板は、第２の導体もしくは第３の導体の端縁の間に配置されており、当該導体の端縁形状に対応した位置決め用の切欠部を有している。

【0015】

このような構成では、盤間絶縁板は、分割された絶縁板の端縁の上に重なって配置されるとともに、導体の端縁に切欠部が係合することによって容易かつ確実に位置決めされる。

【発明の効果】

【0016】

この発明によれば、第１の導体と第３の導体、および第２の導体と第３の導体とが、それぞれ逆方向に電流が流れるような形で絶縁板を挟んで近接配置されているため、外部への漏れ磁束が小さくなる。そして、略Ｔ字形に分岐する形となる第１の電力変換ユニットとの接続部においては、三角形状の空間を形成しかつ第２の絶縁板の端部を三角形状の空間の内側へ突出させることで、第１の導体と第２の導体との間の絶縁に必要な空間距離および沿面距離を大きく確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】一実施例の電力変換装置の回路構成を示す説明図。

【図2】一実施例の電力変換ユニットの（Ａ）正面図、（Ｂ）側面図および（Ｃ）平面図。

【図3】一実施例の導体アッセンブリを示す斜視図。

【図4】一実施例の導体アッセンブリを示す平面図。

【図5】一実施例の導体アッセンブリを示す正面図。

【図6】第１電力変換ユニットに対する導体アッセンブリを示す斜視図。

【図7】第１電力変換ユニットに対する導体アッセンブリの分解斜視図。

【図8】第１電力変換ユニットとの第１端子接続部を示す斜視図。

【図9】同じく第１端子接続部の平面図。

【図10】同じく第１端子接続部の正面図。

【図11】同じく第１端子接続部の側面図。

【図12】第２電力変換ユニットに対する導体アッセンブリを示す斜視図。

【図13】第２電力変換ユニットに対する導体アッセンブリの分解斜視図。

【図14】第２電力変換ユニットとの第２端子接続部を示す斜視図。

【図15】同じく第２端子接続部の平面図。

【図16】同じく第２端子接続部の正面図。

【図17】同じく第２端子接続部の側面図。

【図18】盤間接続部を示す斜視図。

【図19】同じく盤間接続部の平面図。

【図20】同じく盤間接続部の正面図。

【図21】盤間接続部の分解斜視図。

【図22】３個以上の電力変換ユニットを接続した構成例を示す正面図。

【図23】メインブラケットに通気口を設けた実施例の電力変換装置全体を示す斜視図。

【図24】この実施例の第１電力変換ユニットに関連した導体アッセンブリを示す斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図３～図５は、一実施例の導体構造を備えた電力変換装置の全体的な構成を示している。この実施例の電力変換装置は、図１に回路構成を示すように、例えば単相のインバータユニットである第１電力変換ユニット１と第２電力変換ユニット２とを直列に接続して構成されている。すなわち、図１に示すように、第１電力変換ユニット１のｖ相出力端子ｖ１を電力変換装置全体のＶ相出力端子Ｖに導体を介して接続するとともに、第２電力変換ユニット２のｕ相出力端子ｕ２を電力変換装置全体のＵ相出力端子Ｕに導体を介して接続し、第１電力変換ユニット１のｕ相出力端子ｕ１と第２電力変換ユニット２のｖ相出力端子ｖ２とを導体を介して互いに接続した回路構成となっている。図１のＰ１，Ｎ１，Ｐ２，Ｎ２は電源を示す。

【0019】

なお、この実施例では、２個の電力変換ユニット１，２が直列に接続されているが、後述するように、さらに多数の電力変換ユニットを直列に接続した構成も可能である。

【0020】

電力変換ユニット１，２は、電力変換ユニットそのものとしては同一の構成である。図２に示すように、直方体形状の筐体（ユニット筐体）３を有し、この筐体３の前面中央部にｕ相出力端子ｕ１／ｕ２とｖ相出力端子ｖ１／ｖ２とが設けられている。これらのｕ相出力端子ｕ１／ｕ２およびｖ相出力端子ｖ１／ｖ２は、それぞれ上下方向の平面に沿った矩形の板状に突出して設けられており、両者間に絶縁板（端子絶縁板）５を挟んだ状態で重ね合わされている。端子絶縁板５は、出力端子ｕ１／ｕ２，ｖ１／ｖ２よりも大きな外形を有している。板状をなす各出力端子ｕ１／ｕ２，ｖ１／ｖ２の各々の外側の面には、後述する導体との接続を行う複数のスタッドボルト４が設けられている。

【0021】

なお、後述する導体同士の接続は、いずれもスタッドボルト４によって行われるが、図２～図２４の全ての図において、スタッドボルト４は単純な円柱形ないしピン状に簡略化して描かれており、また対応するナットは図示省略されている。また、一部のスタッドボルト４については符号も図示省略されている。

【0022】

実施例の電力変換装置においては、図３～図５に示すように、個々の電力変換ユニット１，２がそれぞれ１つの盤として構成されており、つまり、盤の筐体（盤筐体）６の中に個々に電力変換ユニット１，２が収容されている。そして、複数（この実施例では２個）の盤を並べて設置することで電力変換装置が構成されている。

【0023】

２つの電力変換ユニット１，２を図１に示すように接続する導体アッセンブリ１１は、後述するように複数の導体を組み合わせたもので、図３～図５に示すように、全体として電力変換ユニット１，２の出力端子ｕ１／ｕ２，ｖ１／ｖ２の下端の高さ位置における水平面にほぼ沿った形で左右方向（複数の盤が並ぶ方向）に延びている。そして、左右方向に延びる導体アッセンブリ１１の一端（図の左端）がＵ相出力端子およびＶ相出力端子として第１電力変換ユニット１用の盤筐体６の側面に位置している。

【0024】

また左右方向に延びる導体アッセンブリ１１の他端（図の右端）は、第２電力変換ユニット２の出力端子ｕ２，ｖ２に接続されており、この出力端子ｕ２，ｖ２の付近で終端している。この第２電力変換ユニット２と導体アッセンブリ１１との接続部を、第２端子接続部１４と呼ぶこととする。そして、左右方向に延びる導体アッセンブリ１１の中間部が第１電力変換ユニット１の出力端子ｕ１，ｖ１に接続されている。この第１電力変換ユニット１と導体アッセンブリ１１との接続部を、第１端子接続部１３と呼ぶこととする。さらに、左右方向に延びる導体アッセンブリ１１は、２つの盤の境界で個々の盤の内部の導体同士が接続されている。この盤の境界における接続構造を盤間接続部１５と呼ぶこととする。

【0025】

なお、この実施例においては、図３～図５の左側に位置する第１電力変換ユニット１が請求項における「第１の電力変換ユニット」に相当し、右側に位置する第２電力変換ユニット２が請求項における「第２の電力変換ユニット」に相当する。また、各電力変換ユニット１，２において図の左側に位置するｖ相出力端子ｖ１／ｖ２が請求項における「第１出力端子」に相当し、右側に位置するｕ相出力端子ｕ１／ｕ２が請求項における「第２出力端子」に相当する。

【0026】

電力変換装置の左右方向に延びる導体アッセンブリ１１に対応して、盤筐体６の内側面に、水平方向に延びた帯状のメインブラケット１７が取り付けられている。このメインブラケット１７は、導体アッセンブリ１１に対応した高さ位置に設けられており、円柱状の絶縁サポート１８を介して複数のサブブラケット１９がメインブラケット１７に取り付けられている。導体アッセンブリ１１は、このサブブラケット１９およびメインブラケット１７を介して盤筐体６に支持されている。なお、個々のメインブラケット１７は、盤筐体６の左右方向寸法のほぼ半分の長さを有し、電力変換装置全体としては３個のメインブラケット１７を備えている。盤筐体６は、左右方向の中央部に支柱６ａを有し、個々のメインブラケット１７は、盤筐体６の両側部と支柱６ａとによって支持されている。サブブラケット１９は、後述する図７に示すように、略Ｌ字形をなし、互いに対称をなすように一対のサブブラケット１９が組み合わされて導体アッセンブリ１１を上下両面で支持している。

【0027】

次に、図６～図１１を参照して、第１電力変換ユニット１に対応した導体アッセンブリ１１（導体アッセンブリ１１Ａ）の構成および第１端子接続部１３を説明する。図６，図７および図１０に示すように、第１電力変換ユニット１に対応する部分の導体アッセンブリ１１Ａは、比較的長い平坦な帯状の金属板からなる４つの母線導体２１，２２，２３，２４と、第１端子接続部１３を構成すべく上面側の母線導体２１および母線導体２２の端部にそれぞれ取り付けられる略Ｌ字形に折曲された金属板からなる２つのＬ型導体２５，２６と、これらのＬ型導体２５，２６を第１電力変換ユニット１のｖ相出力端子ｖ１およびｕ相出力端子ｕ１にそれぞれ接続する矩形の金属板からなる一対の接続導体２７，２８と、下面側に位置する母線導体２３および母線導体２４の端部を互いに接続する矩形の金属板からなる接続導体２９と、を備えている。さらに、導体アッセンブリ１１Ａは、上面側の母線導体２１，２２と下面側の母線導体２３，２４との間にそれぞれ介在する比較的長い平坦な帯状をなす一対の母線用絶縁板３１，３２と、一対のＬ型導体２５，２６の間に介在する矩形の板状をなす端子接続部用絶縁板３３と、を備えている。

【0028】

上面側の母線導体２１，２２と下面側の母線導体２３，２４とは、両者間に母線用絶縁板３１，３２を挟み込んだ状態で重ね合わされており、矩形の棒状をなす上下一対の絶縁性バー３４を介して積層方向に固定・保持されている。上面側の母線導体２１，２２と下面側の母線導体２３，２４は、互いに逆方向に高周波電流が流れるが、両者を母線用絶縁板３１，３２を介して互いに密接した状態に保持することで、漏れ磁束を低減するための近接対向配置が実現される。母線用絶縁板３１，３２は、母線導体２１，２２，２３，２４よりも僅かに大きな外形を有している。また、２つの母線用絶縁板３１，３２の境界においては、母線用絶縁板３１の端縁と母線用絶縁板３２の端縁とが互いに突き合わされている。

【0029】

上下一対の絶縁性バー３４は、図示せぬボルトによって互いに固定されており、母線導体２１，２２，２３，２４に対しては当該母線導体２１，２２，２３，２４に設けられた前述したスタッドボルト４（および対応する図示しないナット）によって固定されている。積層状態に一体化された母線導体２１，２２，２３，２４および母線用絶縁板３１，３２は、前述した上下一対のサブブラケット１９でもって支持されている。略Ｌ字形をなすサブブラケット１９は、母線導体２１，２２，２３，２４に設けられたスタッドボルト４によって母線導体２１，２２，２３，２４に取り付けられる。なお、図８～図１１では、サブブラケット１９は図示省略されている。

【0030】

下面側の２つの母線導体２３，２４は、各々の端部が接続導体２９を介して互いに接続されている。母線導体２３，２４と接続導体２９とは、やはり母線導体２３，２４に設けられた前述したスタッドボルト４によって互いに固定されている。なお、これらの母線導体２３，２４および接続導体２９によって請求項における「第３の導体」が構成される。

【0031】

図８～図１０に示すように、２つのＬ型導体２５，２６は、互いに対向するように組み合わせて配置される。Ｌ型導体２５は、その基部２５ａが母線導体２１端部に設けられたスタッドボルト４を介して母線導体２１に固定されている。Ｌ型導体２５の立ち上がり部２５ｂは、基部２５ａに対して直交する方向に延びている。つまり、基部２５ａと立ち上がり部２５ｂは、互いに９０°の角度をなすように折曲形成されている。そして、基部２５ａと立ち上がり部２５ｂとが交わるコーナ部分には、基部２５ａと立ち上がり部２５ｂとを斜めに接続する傾斜部２５ｃが設けられている。具体的な一つの例では、傾斜部２５ｃは、基部２５ａおよび立ち上がり部２５ｂの双方に対して４５°の角度をなすように形成されているが、本発明は、この具体的な数値に限定されるものではない。

【0032】

立ち上がり部２５ｂは、第１電力変換ユニット１のｖ相出力端子ｖ１と同一平面上に並ぶように配置されている。そして、この立ち上がり部２５ｂとｖ相出力端子ｖ１との両者に亘って接続導体２７が重ねられており、この接続導体２７を介してＬ型導体２５とｖ相出力端子ｖ１とが互いに接続されている。詳しくは、立ち上がり部２５ｂおよびｖ相出力端子ｖ１にスタッドボルト４が設けられており、これらのスタッドボルト４によって接続導体２７が固定されている（図７参照）。なお、母線導体２１とＬ型導体２５とが請求項における「第１の導体」に相当し、母線導体２１およびＬ型導体２５の基部２５ａがその「主部」に相当する。

【0033】

母線導体２２側のＬ型導体２６も同様の構成であり、基部２６ａが母線導体２２端部に設けられたスタッドボルト４を介して母線導体２２に固定されている。Ｌ型導体２６の立ち上がり部２６ｂは、基部２６ａに対して直交する方向に延びている。つまり、基部２６ａと立ち上がり部２６ｂは、互いに９０°の角度をなすように折曲形成されている。そして、基部２６ａと立ち上がり部２６ｂとが交わるコーナ部分には、基部２６ａと立ち上がり部２６ｂとを斜めに接続する傾斜部２６ｃが設けられている。具体的な一つの例では、傾斜部２６ｃは、基部２６ａおよび立ち上がり部２６ｂの双方に対して４５°の角度をなすように形成されている。また、好ましい実施例では、傾斜部２６ｃは、対向して位置するＬ型導体２５の傾斜部２５ｃと対称形状をなすように、その寸法等が設定されている。

【0034】

立ち上がり部２６ｂは、第１電力変換ユニット１のｕ相出力端子ｕ１と同一平面上に並ぶように配置されている。そして、この立ち上がり部２６ｂとｕ相出力端子ｕ１との両者に亘って接続導体２８が重ねられており、この接続導体２８を介してＬ型導体２６とｕ相出力端子ｕ１とが互いに接続されている。詳しくは、立ち上がり部２６ｂおよびｕ相出力端子ｕ１にスタッドボルト４が設けられており、これらのスタッドボルト４によって接続導体２８が固定されている（図７参照）。なお、母線導体２２とＬ型導体２６とが請求項における「第２の導体」に相当し、母線導体２２およびＬ型導体２６の基部２６ａがその「主部」に相当する。

【0035】

Ｌ型導体２５とＬ型導体２６との間に介在する端子接続部用絶縁板３３は、Ｌ型導体２５の立ち上がり部２５ｂとＬ型導体２６の立ち上がり部２６ｂとの間に挟み込まれており、これら三者が比較的密に積層された状態となっている。Ｌ型導体２５の立ち上がり部２５ｂは、Ｌ型導体２６の立ち上がり部２６ｂよりも上方へ長く延びており、Ｌ型導体２６の立ち上がり部２６ｂよりも上方へ突出した部分に、一対のボルト３５，ナット３６を介して端子接続部用絶縁板３３が固定されている。ボルト３５，ナット３６とＬ型導体２６の立ち上がり部２６ｂ上縁との間には、絶縁に必要な沿面距離Ｙ１（図１０参照）が確保されている。なお、端子接続部用絶縁板３３の幅（前後方向の寸法）は、Ｌ型導体２５，２６や母線導体２１，２２の幅よりも大きく、母線用絶縁板３１，３２の幅と実質的に等しい。

【0036】

また、端子接続部用絶縁板３３の下端３３ａは、Ｌ型導体２５，２６の立ち上がり部２５ｂ，２６ｂと傾斜部２５ｃ，２６ｃとの境界よりも下方へ延びている。すなわち、図１０に示すように、第１端子接続部１３においては、一対の傾斜部２５ｃ，２６ｃとその下側を横切る母線用絶縁板３１，３２とによって三角形状の空間３８が構成され、端子接続部用絶縁板３３の下端３３ａは、この三角形状の空間３８の内側へ突出している。例えば、下端３３ａが対向する母線用絶縁板３２の上面付近まで下端３３ａが延びている。なお、一実施例では、図１０に傾斜角θ１として示す一対の底角が４５°で頂角が９０°の二等辺三角形の空間３８が形成され、この空間３８を二分するように中央に端子接続部用絶縁板３３が位置している。

【0037】

図１０に示すように、第１端子接続部１３においては、Ｌ型導体２５，２６の各々が傾斜部２５ｃ，２６ｃを有し、両者間に空間３８が形成されているので、傾斜部２５ｃ，２６ｃの付け根における空間距離Ｘ１が大きく確保される。そして、空間３８内に端子接続部用絶縁板３３が突出しているので、絶縁に必要な沿面距離Ｚ１が図１０に示すように端子接続部用絶縁板３３の下端３３ａの周囲を迂回して大きく確保される。従って、ｕ相出力端子ｕ１とｖ相出力端子ｖ１との間で確実な絶縁が図れる。

【0038】

なお、空間３８の大きさ（破線で示した開口面積Ａ１）は、電位差などから要求される所定の絶縁距離（空間距離Ｘ１、沿面距離Ｚ１）を確保し得る範囲内で、できるだけ小さくすることが、漏れ磁束の低減の上では好ましい。空間３８の大きさ（開口面積Ａ１）は、距離Ｘ１と傾斜角θ１とによって定まる。

【0039】

次に、図１２～図１７を参照して、第２電力変換ユニット２に対応した部分の導体アッセンブリ１１（導体アッセンブリ１１Ｂ）の構成および第２端子接続部１４を説明する。第２電力変換ユニット１に対応する部分の導体アッセンブリ１１Ｂは、終端構造である点を除き、基本的には第１電力変換ユニット１に対応した部分の導体アッセンブリ１１Ａと類似している。すなわち、比較的長い平坦な帯状の金属板からなる２つの母線導体４１，４３と、第２端子接続部１４を構成すべく上面側の母線導体４１の端部に取り付けられるＬ型導体４５およびこれと対向したＬ型導体４６と、これらのＬ型導体４５，４６を第２電力変換ユニット２のｖ相出力端子ｖ２およびｕ相出力端子ｕ２にそれぞれ接続する矩形の金属板からなる一対の接続導体４７，４８（接続導体４７は図では隠れているが、接続導体２７と同様の構成である）と、下面側に位置する母線導体４３の端部とＬ型導体４６とを互いに接続する矩形の金属板からなる接続導体４９と、を備えている。さらに、導体アッセンブリ１１Ｂは、上面側の母線導体４１と下面側の母線導体４３との間に介在する比較的長い平坦な帯状をなす母線用絶縁板５１と、一対のＬ型導体４５，４６の間に介在する矩形の板状をなす端子接続部用絶縁板５３と、を備えている。

【0040】

導体アッセンブリ１１Ａと同様に、上面側の母線導体４１と下面側の母線導体４３とは、両者間に母線用絶縁板５１を挟み込んだ状態で重ね合わされており、矩形の棒状をなす上下一対の絶縁性バー３４を介して積層方向に固定・保持されている。上面側の母線導体４１と下面側の母線導体４３は、互いに逆方向に高周波電流が流れるが、両者を母線用絶縁板５１を介して互いに密接した状態に保持することで、漏れ磁束を低減するための近接対向配置が実現される。母線用絶縁板５１は、母線導体４１，４３よりも僅かに大きな外形を有している。積層状態に保持された母線導体４１，４３および母線用絶縁板５１は、サブブラケット１９を介して支持される。

【0041】

下面側の母線導体４３の端部とＬ型導体４６は、図１３および図１６に示すように接続導体４９を介して互いに接続されている。母線導体４３と接続導体４９とは、母線導体４３側に設けられたスタッドボルト４によって、Ｌ型導体４６と接続導体４９とは、Ｌ型導体４６側に設けられたスタッドボルト４によって、それぞれ固定されている。なお、母線導体４３および接続導体４９は請求項における「第３の導体」に相当し、Ｌ型導体４６は請求項における「第４の導体」に相当する。

【0042】

図１４～図１６に示すように、２つのＬ型導体４５，４６は、互いに対向するように組み合わせて配置される。Ｌ型導体４５は、その基部４５ａが母線導体４１端部に設けられたスタッドボルト４を介して母線導体４１に固定されている。Ｌ型導体４５の立ち上がり部４５ｂは、基部４５ａに対して直交する方向に延びている。つまり、基部４５ａと立ち上がり部４５ｂは、互いに９０°の角度をなすように折曲形成されている。そして、基部４５ａと立ち上がり部４５ｂとが交わるコーナ部分には、基部４５ａと立ち上がり部４５ｂとを斜めに接続する傾斜部４５ｃが設けられている。具体的な一つの例では、傾斜部４５ｃは、基部４５ａおよび立ち上がり部４５ｂの双方に対して４５°の角度をなすように形成されている。

【0043】

立ち上がり部４５ｂは、第２電力変換ユニット２のｖ相出力端子ｖ２と同一平面上に並ぶように配置されている。そして、この立ち上がり部４５ｂとｖ相出力端子ｖ１との両者に亘って接続導体４７（図示せず）が重ねられており、この接続導体４７を介してＬ型導体４５とｖ相出力端子ｖ２とが互いに接続されている。この構造は、第１端子接続部１３のｖ相出力端子ｖ１に対する接続構造と同様である。なお、母線導体４１とＬ型導体４５は請求項における「第２の導体」に相当し、母線導体４１およびＬ型導体４５の基部４５ａがその「主部」に相当する。

【0044】

Ｌ型導体４６は、同様に、接続導体４９に重なって固定された基部４６ａと、立ち上がり部４６ｂと、傾斜部４６ｃと、を有する。立ち上がり部４６ｂは、基部４６ａに対して直交する方向に延びている。つまり、基部４６ａと立ち上がり部４６ｂは、互いに９０°の角度をなすように折曲形成されている。そして、基部４６ａと立ち上がり部４６ｂとが交わるコーナ部分には、基部４６ａと立ち上がり部４６ｂとを斜めに接続する傾斜部４６ｃが設けられている。具体的な一つの例では、傾斜部４６ｃは、基部４６ａおよび立ち上がり部４６ｂの双方に対して４５°の角度をなすように形成されている。また、好ましい実施例では、傾斜部４６ｃは、対向して位置するＬ型導体４５の傾斜部４５ｃと対称形状をなすように、その寸法等が設定されている。

【0045】

立ち上がり部４６ｂは、第２電力変換ユニット２のｕ相出力端子ｕ２と同一平面上に並ぶように配置されている。そして、この立ち上がり部４６ｂとｕ相出力端子ｕ２との両者に亘って接続導体４８が重ねられており、この接続導体４８を介してＬ型導体４６とｕ相出力端子ｕ２とが互いに接続されている。詳しくは、立ち上がり部４６ｂおよびｕ相出力端子ｕ２にスタッドボルト４が設けられており、これらのスタッドボルト４によって接続導体４８が固定されている（図１３参照）。

【0046】

Ｌ型導体４５とＬ型導体４６との間に介在する端子接続部用絶縁板５３は、Ｌ型導体４５の立ち上がり部４５ｂとＬ型導体４６の立ち上がり部４６ｂとの間に挟み込まれており、これら三者が比較的密に積層された状態となっている。Ｌ型導体４５の立ち上がり部４５ｂは、Ｌ型導体４６の立ち上がり部４６ｂよりも上方へ長く延びており、Ｌ型導体４６の立ち上がり部４６ｂよりも上方へ突出した部分に、一対のボルト５５，ナット５６を介して端子接続部用絶縁板５３が固定されている。ボルト５５，ナット５６とＬ型導体４６の立ち上がり部４６ｂ上縁との間には、絶縁に必要な沿面距離Ｙ２（図１６参照）が確保されている。なお端子接続部用絶縁板３３の幅（前後方向の寸法）は、Ｌ型導体４５，４６や母線導体４１の幅よりも大きく、母線用絶縁板５１の幅と実質的に等しい。

【0047】

また、端子接続部用絶縁板５３の下端５３ａは、Ｌ型導体４５，４６の立ち上がり部４５ｂ，４６ｂと傾斜部４５ｃ，４６ｃとの境界よりも下方へ延びている。すなわち、図１６に示すように、第２端子接続部１４においては、第１端子接続部１３と同様に、一対の傾斜部４５ｃ，４６ｃとその下側を横切る母線用絶縁板５１とによって三角形状の空間５８が構成され、端子接続部用絶縁板５３の下端５３ａは、この三角形状の空間５８の内側へ突出している。例えば、下端５３ａが対向する母線用絶縁板５１の上面付近まで下端５３ａが延びている。なお、一実施例では、図１６に傾斜角θ２として示す一対の底角が４５°で頂角が９０°の二等辺三角形の空間５８が形成され、この空間５８を二分するように中央に端子接続部用絶縁板５３が位置している。

【0048】

図１６に示すように、第２端子接続部１４においても、第１端子接続部１３と同様にＬ型導体４５，４６の各々が傾斜部４５ｃ，４６ｃを有し、両者間に空間５８が形成されているので、傾斜部４５ｃ，４６ｃの付け根における空間距離Ｘ２が大きく確保される。そして、空間５８内に端子接続部用絶縁板５３が突出しているので、絶縁に必要な沿面距離Ｚ２が図１６に示すように端子接続部用絶縁板５３の下端５３ａの周囲を迂回して大きく確保される。従って、ｕ相出力端子ｕ２とｖ相出力端子ｖ２との間で確実な絶縁が図れる。

【0049】

なお、空間５８の大きさ（破線で示した開口面積Ａ２）は、電位差などから要求される所定の絶縁距離（空間距離Ｘ２、沿面距離Ｚ２）を確保し得る範囲内で、できるだけ小さくすることが、漏れ磁束の低減の上では好ましい。空間５８の大きさ（開口面積Ａ２）は、距離Ｘ２と傾斜角θ２とによって定まる。

【0050】

図１８～図２１は、第１電力変換ユニット１に対応した導体アッセンブリ１１Ａと第２電力変換ユニット２に対応した導体アッセンブリ１１Ｂとを接続する盤間接続部１５の構成を示す。図示するように、導体アッセンブリ１１Ａの母線導体２２と導体アッセンブリ１１Ｂの母線導体４１とは、両者の上面に重なる盤間接続導体６１によって互いに接続されている。詳しくは、母線導体２２，４１の端部に設けられたスタッドボルト４を介して盤間接続導体６１が固定される。同様に、下面側の母線導体２４の端部と母線導体４３の端部とが両者の下面に重なる盤間接続導体６２によって互いに接続されている。

【0051】

また、導体アッセンブリ１１Ａの母線用絶縁板３２と導体アッセンブリ１１Ｂの母線用絶縁板５１とは、両者の上面に重なる盤間絶縁板６３によって互いに連続している。

【0052】

ここで、図２０、図２１において、線Ｍは、２つの盤（盤筐体６）の境界を示している。図２０に示すように、一方の盤の母線導体２２，２４および他方の盤の母線導体４１，４３の端縁は、それぞれ境界線Ｍから所定の後退寸法Ｗ１だけ後退している。また、一方の盤の母線用絶縁板３２および他方の盤の母線用絶縁板５１の端縁は、それぞれ境界線Ｍから所定の後退寸法Ｗ２だけ後退している。そして、母線導体２２，２４，４１，４３の後退寸法Ｗ１は、母線用絶縁板３２，５１の後退寸法Ｗ２よりも大きい。このように母線導体２２，２４，４１，４３や母線用絶縁板３２，５１の端縁が境界線Ｍつまり盤筐体６の外側面から後退していることで、盤設置作業等の際に邪魔にならず、盤の取り扱いが容易となる。

【0053】

また、図２１に示すように、盤間絶縁板６３は、母線用絶縁板３２，５１の幅（これは母線導体２２，２４，４１，４３の幅よりも大きい）と等しい幅を有し、幅方向の中間部が２つの母線導体２２，４１の端縁の間に嵌まるように、全体として略Ｉ字形をなしている。換言すれば、盤間絶縁板６３は、母線導体２２および母線導体４１の端縁形状に対応した位置決め用の切欠部６３ａを両端部に有しており、これらが係合することによって、母線用絶縁板３２，５１の上に重なった盤間絶縁板６３が所定の位置に位置決めされる。上面側の盤間接続導体６１は、盤間絶縁板６３の上に重なった状態となる。なお、母線用絶縁板３２，５１と盤間絶縁板６３は同様の板厚を有している。

【0054】

図３～図５に示したように、盤間接続部１５は、電力変換ユニット１，２と干渉しない位置にあり、かつ、上面側および下面側の各々で盤間接続導体６１，６２をスタッドボルト４を利用して固定するだけの作業となるので、接続作業は容易である。

【0055】

また各電力変換ユニット１，２における端子接続部１３，１４の接続作業においても、スタッドボルト４に対してナットを締め付ける箇所がいずれも導体等に覆われることなく露出した状態にあるので、その作業は容易となる。

【0056】

また、母線導体２１，２２，２３，２４，４１，４３、母線用絶縁板３１，３２，５１、Ｌ型導体２５，４５などの多くの部品が各部で共通であり、コスト低減が図れる。

【0057】

以上、電力変換ユニットを２つ直列に接続した実施例について説明したが、この発明は、さらに多数の電力変換ユニットを直列に接続した構成においても同様に適用が可能である。図２２は、各々の電力変換ユニットを個々の盤筐体６に収容した複数の盤を直列に並べた構成を示している。図２２から容易に理解できるように、前述した実施例で第１電力変換ユニット１として説明した盤および導体アッセンブリ１１Ａの構成が複数順次に接続され、最終の盤として、前述した実施例の第２電力変換ユニット２の盤が配置されることとなる。従って、部品の共通化を図りつつ任意の個数の電力変換ユニットを含む電力変換装置を容易に実現できる。

【0058】

次に、図２３および図２４は、盤を風冷する場合に、盤筐体６内部の通風を良好なものとするためにメインブラケット１７に開口部７１を形成した実施例を示している。複数の矩形の開口部７１を形成することで、メインブラケット１７は、スケルトン状の構成となっている。盤筐体６は、導体アッセンブリ１１が位置する側である前面に吸気口７２を有し、上面つまり天井面に電動ファンを具備した排気口７３を備えている。メインブラケット１７がスケルトン状をなすことで、吸気口７２から排気口７３へ向かう冷却風の流れを阻害することがなく、圧力損失が低減する。また、開口部７１を通る空気流が導体アッセンブリ１１に当たるため、導体アッセンブリ１１の冷却が図れる。

【符号の説明】

【0059】

１，２…電力変換ユニット
４…スタッドボルト
５…端子絶縁板
６…盤筐体
１１，１１Ａ，１１Ｂ…導体アッセンブリ
１３…第１端子接続部
１４…第２端子接続部
１５…盤間接続部
２１，２２，２３，２４，４１，４３…母線導体
２５，２６，４５，４６…Ｌ型導体
２９，４９…接続導体
３１，３２，５１…母線用絶縁板
３３，５３…端子接続部用絶縁板
３８，５８…空間
６１，６２…盤間接続導体
６３…盤間絶縁板
６３ａ…切欠部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】