電容器模塊以及矩陣變換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]所公開(kāi)的實(shí)施方式涉及電容器模塊以及矩陣變換器。
【背景技術(shù)】
[0002]在專利文獻(xiàn)1中記載了一種矩陣變換器，該矩陣變換器具備各自設(shè)有半導(dǎo)體雙向開(kāi)關(guān)的多個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)模塊以及多個(gè)AC電容器模塊。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2012 — 29373號(hào)公報(bào)
[〇〇〇4]在實(shí)現(xiàn)矩陣變換器的大電容化的情況下，為了抑制浪涌電壓，希望半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)模塊與AC電容器模塊之間的布線電感較小。在上述現(xiàn)有技術(shù)中，由于半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)模塊及AC電容器模塊配置在框體的左右，所以連接它們的母線(bus bar)變長(zhǎng)。因此，除了實(shí)現(xiàn)矩陣變換器的大電容化以外，從減小布線電感的觀點(diǎn)出發(fā)，還要求對(duì)裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是鑒于這樣的問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種可實(shí)現(xiàn)矩陣變換器的大電容化的電容器模塊以及矩陣變換器。
[0006]為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)觀點(diǎn)，應(yīng)用了一種矩陣變換器中使用的電容器模塊，所述電容器模塊具有:模塊罩，其收納多個(gè)AC電容器；以及多個(gè)端子，它們配置在所述模塊罩的至少寬度方向兩側(cè)且從所述模塊罩的底面突出。
[0007]另外，根據(jù)本發(fā)明的另一觀點(diǎn)，應(yīng)用了一種矩陣變換器，所述矩陣變換器具有:多個(gè)第1雙向開(kāi)關(guān)，它們分別與交流電源的各輸入相及負(fù)載的各輸出相連接；多個(gè)第2雙向開(kāi)關(guān)，它們與所述第1雙向開(kāi)關(guān)并聯(lián)地電連接在與連接著該第1雙向開(kāi)關(guān)的所述輸入相及所述輸出相相同的所述輸入相及所述輸出相；以及設(shè)置在所述第1雙向開(kāi)關(guān)及所述第2雙向開(kāi)關(guān)上的所述電容器模塊。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)矩陣變換器的大電容化。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是表示一個(gè)實(shí)施方式的矩陣變換器的電路結(jié)構(gòu)的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0010]圖2是表示與圖1中的“BLOCK(塊)1”對(duì)應(yīng)的電路上的位置的電路結(jié)構(gòu)的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0011]圖3是表示與圖1中的“塊4”對(duì)應(yīng)的電路上的位置的電路結(jié)構(gòu)的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖4是表示開(kāi)關(guān)模塊的配置結(jié)構(gòu)的概要的概念圖。
[0013]圖5是表示省略了主體殼體的狀態(tài)下的矩陣變換器的具體結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0014]圖6是表示從圖5所示的狀態(tài)中省略了電容器模塊及一部分母線的狀態(tài)下的矩陣變換器的具體結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
[0015]圖7是表示從圖5所示的狀態(tài)中省略了電容器模塊及一部分母線的狀態(tài)下的矩陣變換器的具體結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
[0016]圖8是表示從圖5所示的狀態(tài)中省略了一部分母線的狀態(tài)下的矩陣變換器的具體結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
[0017]圖9A是表示電容器模塊的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0018]圖9B是表示電容器模塊的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0019]圖9C是表示電容器模塊的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0020]圖10是表示電容器模塊的獨(dú)自站立狀態(tài)的示意圖。
[0021]標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0022]1:矩陣變換器；
[0023]2:交流電源；
[0024]4:負(fù)載；
[0025]10:門(mén)控驅(qū)動(dòng)電路；
[0026]11:疊層母線(Laminated bus bar)(第 2 母線)；
[0027]11A?C:母線(導(dǎo)體)；
[0028]12:疊層母線(第2母線)；
[0029]12A?C:母線(導(dǎo)體)；
[0030]12D、E:絕緣片材；
[0031]15:母線(第1母線)；
[0032]120:風(fēng)洞部；
[0033]190a ?c:散熱器；
[0034]192:散熱片；
[0035]bsl、2:底面；
[0036]CM1?6:電容器模塊；
[〇〇37] Ls:左面(側(cè)面)；
[0038]MC:模塊罩；
[0039]Q1:第1雙向開(kāi)關(guān)(雙向開(kāi)關(guān))；
[0040]Q2:第2雙向開(kāi)關(guān)(雙向開(kāi)關(guān))；
[0041]SC:緩沖(snubber)電容器；
[0042]T1:輸入輸出端子(端子)；
[0043]T2:輸入輸出端子(端子)；
[0044]T3:輸入輸出端子(端子)；
[0045]T4a、b:輸入輸出端子(端子)；
[0046]T4c、d:輸入輸出端子；
[0047]T5a、b:輸入輸出端子(端子)；
[0048]T5c、d:輸入輸出端子；
[0049]T6a、b:輸入輸出端子(端子)；
[0050]TN:中性點(diǎn)端子；
[0051]W1:第1信號(hào)布線；
[0052]W2:第2信號(hào)布線。
【具體實(shí)施方式】
[0053]下面，參照附圖，對(duì)一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。需指出的是，在附圖中注釋的“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”的方向分別對(duì)應(yīng)于本說(shuō)明書(shū)的說(shuō)明中以“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”來(lái)描述的方向。但是，實(shí)施方式的矩陣變換器的各結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系并不限定于“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”的概念。
[0054](矩陣變換器的電路結(jié)構(gòu))
[0055]首先，參照?qǐng)D1、圖2及圖3，對(duì)本實(shí)施方式的矩陣變換器的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
[0056]如圖1?圖3所示，矩陣變換器1是將從交流電源2輸入的交流電直接變換為任意的電壓/頻率的交流電而向負(fù)載4 (在此例中為交流電機(jī))輸出的電力變換裝置。
[0057]此外，矩陣變換器1中的交流電源2的輸入相數(shù)沒(méi)有特別限定，在本實(shí)施方式中，對(duì)該輸入相數(shù)為3相(R相、S相、T相)的情況進(jìn)行說(shuō)明。即，交流電源2是3相交流電源。另外，矩陣變換器1中的負(fù)載4的輸出相數(shù)沒(méi)有特別限定，在本實(shí)施方式中，對(duì)該輸出相數(shù)為3相(U相、V相、W相)的情況進(jìn)行說(shuō)明。即，負(fù)載4是3相交流負(fù)載(在此例中為3相交流電機(jī))。另外，作為負(fù)載4，并不限定于交流電機(jī)，只要是能夠基于從矩陣變換器1輸入的交流電進(jìn)行工作的電子設(shè)備即可，沒(méi)有特別限定。
[0058]該矩陣變換器1具有3個(gè)AC電抗器L1、L2、L3、多個(gè)第1雙向開(kāi)關(guān)Q1、多個(gè)第2雙向開(kāi)關(guān)Q2、多個(gè)AC電容器部AC、多個(gè)緩沖電容器SC及門(mén)控驅(qū)動(dòng)電路10。
[0059]在本實(shí)施方式中，設(shè)置有9個(gè)第1雙向開(kāi)關(guān)Q1，并且第2雙向開(kāi)關(guān)Q2的數(shù)量與第1雙向開(kāi)關(guān)Q1相同，也就是以9個(gè)為1組，設(shè)置有1組。下面，在無(wú)區(qū)分地表示第1雙向開(kāi)關(guān)Q1及第2雙向開(kāi)關(guān)Q2的情況下，適當(dāng)?shù)睾?jiǎn)稱為“雙向開(kāi)關(guān)Q”。另外，AC電容器部AC及緩沖電容器SC各自的數(shù)量與雙向開(kāi)關(guān)Q相同，也就是設(shè)置有18個(gè)。此外，在圖1中，為了避免圖示的煩雜化，省略了雙向開(kāi)關(guān)Q、AC電容器部AC、緩沖電容器SC的圖示，并將與它們對(duì)應(yīng)的電路上的位置記為“BLOCK (塊)”來(lái)概念性地進(jìn)行了圖示。
[0060]AC電抗器L1、L2、L3分別與交流電源2的R相、S相、T相連接。下面，在無(wú)區(qū)分地表示AC電抗器L1、L2、L3的情況下，適當(dāng)?shù)睾?jiǎn)稱為“AC電抗器L”。在這些AC電抗器L1?L3各自的輸出側(cè)，電源線分別分支為6根。下面，將在AC電抗器L的輸出側(cè)分支后的各電源線適當(dāng)?shù)胤Q為“分支后電源線”。
[0061]9個(gè)第1雙向開(kāi)關(guān)Q1各自具備并聯(lián)且反向地電連接的2個(gè)開(kāi)關(guān)部SW1、SW2(在此例中為IGBT)(參照?qǐng)D2中的局部放大圖)。此外，作為開(kāi)關(guān)部SW1、SW2，并不限定于IGBT，只要是包含例如M0SFET或GT0等可由門(mén)控驅(qū)動(dòng)電路10進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制(接通/斷開(kāi)控制)的裝置的結(jié)構(gòu)即可，沒(méi)有特別限定。另外，各第1雙向開(kāi)關(guān)Q1的結(jié)構(gòu)并不限定于具備2個(gè)開(kāi)關(guān)部SW1、SW2的結(jié)構(gòu)，也可以是其他結(jié)構(gòu)。這9個(gè)第1雙向開(kāi)關(guān)Q1各自在AC電抗器L1?L3中的任意一個(gè)的輸出側(cè)，與R相、S相、T相中的任意一相連接，并且與負(fù)載4的U相、V相、W相中的任意一相連接。即，9個(gè)第1雙向開(kāi)關(guān)Q1以3個(gè)為1組，被劃分為3組。而且，各組的3個(gè)第1雙向開(kāi)關(guān)Q1在AC電抗器L1?L3各自的輸出側(cè)，與R相、S相、T相分別連接，并且并聯(lián)地電連接于負(fù)載4的同一個(gè)輸出相。此時(shí)，在各組中，作為第1雙向開(kāi)關(guān)Q1的連接對(duì)象的輸出相不同。
[0062]S卩，第1雙向開(kāi)關(guān)Q1的3組分別配置在“塊1”、“塊2”、“塊3”所示的電路上的位置處。如圖2所示，在“塊1”中，分別被模塊化成第1開(kāi)關(guān)模塊QMla、QMlb、QMlc的3個(gè)第1雙向開(kāi)關(guān)Q1分別與R相、s相、T相連接，并且并聯(lián)地電連接于U相。另外，雖然沒(méi)有特別地圖示，但是，在“塊2”中，分別被模塊化成第1開(kāi)關(guān)模塊QMld、QMle、QMlf (參照后述的圖4)的3個(gè)第1雙向開(kāi)關(guān)Q1分別與R相、S相、T相連接，并且并聯(lián)地電連接于V相。另外，雖然沒(méi)有特別地圖示，但是，在“塊3”中，分別被模塊化成第1開(kāi)關(guān)模塊QMlg、QMlh、QMli (參照后述的圖4)的3個(gè)第1雙向開(kāi)關(guān)Q1分別與R相、S相、T相連接，并且并聯(lián)地電連接于W相。下面，在無(wú)區(qū)分地表示第1開(kāi)關(guān)模塊QMla?QMli的情況下，適當(dāng)?shù)睾?jiǎn)稱為“第1開(kāi)關(guān)模塊QM1”。
[0063]9個(gè)第2雙向開(kāi)關(guān)Q2各自與上述第1雙向開(kāi)關(guān)Q1同樣地構(gòu)成。這9個(gè)第2雙向開(kāi)關(guān)Q2各自在AC電抗器L1?L3中的任意一個(gè)的輸出側(cè)，與R相、S相、T相中的任意一相連接，并且與負(fù)載4的U相、V相、W相中的任意一相連接。此時(shí)，9個(gè)第2雙向開(kāi)關(guān)Q2各自與第1雙向開(kāi)關(guān)Q1并聯(lián)地電連接在與連接著該第1雙向開(kāi)關(guān)Q1的輸入相相同的輸入相，并且，與第1雙向開(kāi)關(guān)Q1并聯(lián)地電連接在與連接著該第1雙向開(kāi)關(guān)Q1的輸出相相同的輸出相。即，9個(gè)第2雙向開(kāi)關(guān)Q2以3個(gè)為1組，被劃分為3組。而且，各組的3個(gè)第2雙向開(kāi)關(guān)Q2在AC電抗器L1?L3各自的輸出側(cè)，分別與R相、S相、T相連接，并且并聯(lián)地電連接于負(fù)載4的同一個(gè)輸出相。此時(shí)，在各組中，作為第2雙向開(kāi)關(guān)Q2的連接對(duì)象的輸出相不同。
[0064]S卩，第2雙向開(kāi)關(guān)Q2的3組分別配置在“塊4”、“塊5”、“塊6”所示的電路上的位置處。如圖3所示，在“塊4”中，分別被模塊化成第2開(kāi)關(guān)模塊QM2a、QM2b、QM2c的3個(gè)第2雙向開(kāi)關(guān)Q2分別與R相、S相、T相連接，并且并聯(lián)地電連接于U相。另外，雖然沒(méi)有特別地圖示，但是，在“塊5”中，分別被模塊化成第2開(kāi)關(guān)模塊QM2d、QM2e、QM2f (參照后述的圖4)的3個(gè)第2雙向開(kāi)關(guān)Q2分別與R相、S相、T相連接，并且并聯(lián)地電連接于V相。另外，雖然沒(méi)有特別地圖示，但是，在“塊6”中，分別被模塊化成第2開(kāi)關(guān)模塊QM2g、QM2h、QM2i (參照后述的圖4)的3個(gè)第2雙向開(kāi)關(guān)Q2分別與R相、S相、T相連接，并且