电力转换装置

文档序号:490165 发布日期:2022-01-04 浏览:1次 >En<

阅读说明:本技术 电力转换装置 (Power conversion device ) 是由 纲分智则 松冈大树 石丸大树 佐贺彩子 于 2021-05-27 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种在多个由相当于上下桥臂的半导体开关的构成的开关桥臂并联连接的电力转换装置中,能够抑制流过各半导体开关的电流的不平衡的技术。本发明的一个实施方式的电力转换装置包括分别将多个开关模块(410)的正极侧端子(410P)彼此、负极侧端子(410N)彼此、以及交流输出端子(410O)彼此连接的U相正极侧直流母线(41P)、U相负极侧直流母线(41N)、以及U相并联连接用母线(41O1),这些母线构成隔着绝缘层(41I1)层叠的层压构造的U相层压母线(41PNO),U相并联连接用母线与U相输出用母线(41O2)的连接部设于比多个开关模块中的最远离平滑电路的半导体开关远离平滑电路的位置。(The present invention provides a technique capable of suppressing unbalance of currents flowing through respective semiconductor switches in a power conversion device in which a plurality of switching arms each composed of a semiconductor switch corresponding to an upper arm and a lower arm are connected in parallel. A power conversion device according to one embodiment of the present invention includes a U-phase positive-side direct current bus (41P), a U-phase negative-side direct current bus (41N), and a U-phase parallel connection bus (41O1) that connect positive-side terminals (410P) of a plurality of switch modules (410), negative-side terminals (410N), and alternating current output terminals (410O), respectively, to each other, and these buses constitute a U-phase laminated bus (41PNO) having a laminated structure laminated via an insulating layer (41I1), and a connection portion between the U-phase parallel connection bus and the U-phase output bus (41O2) is provided at a position that is farther from a smoothing circuit than a semiconductor switch that is farthest from the smoothing circuit among the plurality of switch modules.)

电力转换装置

技术领域

本发明涉及电力转换装置。

背景技术

以往,在将多个由相当于上下桥臂的半导体开关构成的开关桥臂并联连接而成的电力转换装置中,使流过各半导体开关的电流均匀化的技术为人所知(例如,参照专利文献1)。

在专利文献1中,设有各开关桥臂在宽度方向排列且各开关桥臂的上下桥臂之间的连接点彼此并联连接的并联连接用母线、以及与并联连接用母线连接的输出用母线。并联连接用母线以占据配置各开关桥臂的宽度方向的范围,并且自各开关桥臂在长度方向延伸的方式设置。并且,输出用母线以在并联连接用母线的长度方向的与各开关桥臂相反一侧的另一端部隔着绝缘层与并联连接用母线层叠且在宽度方向延伸的方式设置,其在宽度方向的一端部与并联连接用母线连接。

由此,在专利文献1中,流过并联连接用母线的电流(即,自各开关桥臂合流的电流或在各开关桥臂分支的电流)与流过输出用母线的电流彼此相反方向,由各自产生的磁场能够抵消。因此,降低了各开关桥臂的电流在合流或分支时的并联连接用母线的宽度方向的电力路径的电感,从而能够抑制流过各开关桥臂的电流的不平衡。

<现有技术文献>

<专利文献>

专利文献1:(日本)特开2017-055478号公报

发明内容

<本发明要解决的问题>

但是,在专利文献1中,输出用母线的电流相当于全部开关桥臂的电流的合计,与此相对,在并联连接用母线的另一端部在宽度方向流过的电流仅为通过一个开关桥臂的电流、一部分的开关桥臂的电流的合计。因此,存在由输出用母线产生的磁场并不被由并联连接用母线产生的磁场抵消而残留的可能性。由此,该磁场与在宽度方向流过并联连接用母线的电流交链,从而在并联连接用母线的宽度方向的电流路径中产生电感,存在各开关桥臂中流过的电流中产生不平衡的可能性。

因此,鉴于上述课题,本发明的目的在于,提供一种在将多个由相当于上下桥臂的半导体开关构成的开关桥臂并联连接的电力转换装置中,能够抑制流过各半导体开关的电流的不平衡的技术。

<用于解决问题的手段>

为了达成上述目的,在本发明的一个实施方式中,提供一种电力转换装置,包括:

平滑电路;

逆变器电路,其包括电桥电路,并且基于自上述平滑电路输入的直流电,输出规定的交流电,该电桥电路通过多个包括多个半导体开关的上下桥臂串联连接的开关桥臂并联连接,并且多个上述开关桥臂各自的上述上下桥臂的连接点彼此连接的输出电路并联连接多个相而构成;以及

输出端子,其将上述规定的交流电输出至外部,

上述逆变器电路包括:正极侧直流母线,其将多个上述开关桥臂的正极侧端子彼此连接;负极侧直流母线,其将多个上述开关桥臂的负极侧端子彼此连接;以及并联连接用母线,其将多个上述开关桥臂各自的上述上下桥臂的连接点彼此连接,

上述正极侧直流母线、上述负极侧直流母线、以及上述并联连接用母线具有隔着绝缘层层叠的层压构造,

上述并联连接用母线与至上述输出端子的配线的连接部设于,比多个上述开关桥臂中含有的全部的上述桥臂中的最远离上述平滑电路的上述桥臂远离上述平滑电路的位置。

另外,在本发明的其他的实施方式中,提供一种电力转换装置,其包括:

平滑电路;

逆变器电路,其包括电桥电路,并且基于自上述平滑电路输入的直流电,输出规定的交流电,该电桥电路通过多个包括多个半导体开关的上下桥臂串联连接的开关桥臂并联连接,并且多个上述开关桥臂各自的上述上下桥臂的连接点彼此连接的输出电路并联连接多个相而构成;以及

输出端子,其将上述规定的交流电输出至外部,

上述逆变器电路包括:正极侧直流母线,其将多个上述开关桥臂的正极侧端子彼此连接;负极侧直流母线,其将多个上述开关桥臂的负极侧端子彼此连接;以及并联连接用母线,其将多个上述开关桥臂各自的上述上下桥臂的连接点彼此连接,

上述正极侧直流母线以及上述负极侧直流母线具有隔着绝缘层层叠的层压构造,

上述并联连接用母线以多个上述开关桥臂中含有的全部的上述桥臂与、自多个上述开关桥臂各自的全部的路径合流的合流部之间的各个路径的长度大致相等的方式构成。

另外,在本发明的进一步其他的实施方式中,提供一种电力转换装置,其包括:

平滑电路;

逆变器电路,其包括电桥电路,并且基于自上述平滑电路输入的直流电,输出规定的交流电,该电桥电路通过多个包括多个半导体开关的上下桥臂串联连接的开关桥臂并联连接,并且多个上述开关桥臂各自的上述上下桥臂的连接点彼此连接的输出电路并联连接多个相而构成;以及

输出端子,其将上述规定的交流电输出至外部,

上述逆变器电路包括:正极侧直流母线,其将多个上述开关桥臂的正极侧端子彼此连接;负极侧直流母线,其将多个上述开关桥臂的负极侧端子彼此连接;以及并联连接用母线,其将多个上述开关桥臂各自的上述上下桥臂的连接点彼此连接,

上述正极侧直流母线以及上述负极侧直流母线具有隔着绝缘层层叠的层压构造,

上述并联连接用母线以如下方式构成:通过多个上述开关桥臂中含有的全部上述桥臂各自的、上述平滑电路与自多个上述开关桥臂各自的全部的路径合流的合流部之间的各个路径各自的长度大致相等且上述各个路径的遍及每个路径的路径整体的电流密度大致相等。

另外,在本发明的进一步其他的实施方式中,提供一种电力转换装置,其包括:

平滑电路;

逆变器电路,其包括电桥电路,并且基于自上述平滑电路输入的直流电,输出规定的交流电,该电桥电路通过多个包括多个半导体开关的上下桥臂串联连接的开关桥臂并联连接,并且多个上述开关桥臂各自的上述上下桥臂的连接点彼此连接的输出电路并联连接多个相而构成;以及

输出端子,其将上述规定的交流电输出至外部,

上述逆变器电路包括:正极侧直流母线,其将多个上述开关桥臂的正极侧端子彼此连接;负极侧直流母线,其将多个上述开关桥臂的负极侧端子彼此连接;以及并联连接用母线,其将多个上述开关桥臂各自的上述上下桥臂的连接点彼此连接,

上述正极侧直流母线、上述负极侧直流母线、以及上述并联连接用母线具有隔着绝缘层层叠的层压构造,

上述并联连接用母线与至上述输出端子的配线的连接部设于比多个上述开关桥臂中含有的全部的上述桥臂中的距上述平滑电路最近的上述桥臂接近上述平滑电路的位置。

<发明的效果>

根据上述实施方式,能够提供一种在将多个由相当于上下桥臂的半导体开关构成的开关桥臂并联连接的电力转换装置中,能够抑制流过各半导体开关的电流的不平衡的技术。

附图说明

图1是示出第一实施方式的电力转换装置的一个例子的电路图。

图2是示出第一实施方式的电力转换装置的一个例子的结构图。

图3是示出第一实施方式的电力转换装置的一个例子的结构图。

图4是用于说明母线的配置结构的一个例子的图。

图5是用于说明母线的配置结构的一个例子的图。

图6是用于说明母线的配置结构的一个例子的图。

图7是示出第二实施方式~第四实施方式的电力转换装置的一个例子的电路图。

图8是示出第二实施方式的电力转换装置的一个例子的结构图。

图9是示出第二实施方式的电力转换装置的一个例子的结构图。

图10是用于说明流过各开关模块的电流的路径的图。

图11是示出第三实施方式的电力转换装置的一个例子的结构图。

图12是示出第三实施方式的电力转换装置的一个例子的结构图。

图13是示出第四实施方式的电力转换装置的一个例子的结构图。

图14是示出第四实施方式的电力转换装置的一个例子的结构图。

具体实施方式

以下,参照附图对实施方式进行说明。

[第一实施方式]

首先,参照图1~图6,对第一实施方式进行说明。

<电力转换装置的概要>

图1是示出第一实施方式的电力转换装置1的一个例子的电路图。

电力转换装置1使用自规定的外部电源(例如,商用电源系统)输入的三相交流电,生成规定的三相交流电,并且将生成的三相交流电供给至规定的负载装置(例如,电动机)。

如图1所示,电力转换装置1包括整流电路10、平滑电路20、保险丝30、以及逆变器电路40。

整流电路10对自外部电源经由输入端子11输入的R相、S相、以及T相的三相交流电进行整流从而向平滑电路20输出规定的直流电。

输入端子11包括供R相的电力输入的R相输入端子111、供S相的电力输入的S相输入端子112、以及供T相的电力输入的T相输入端子113。

如图1所示,整流电路10为例如六个二极管12连接成电桥状的桥型全波整流电路。

平滑电路20用于使自整流电路10输出的直流电、自逆变器电路40再生的直流电平滑化。

平滑电路20包括正极侧母线20P、负极侧母线20N、以及平滑用电容器21。

正极侧母线20P是使用了导电性相对较高的材料(例如,铜、铝等)的平板状的部件。以下,对于后述的负极侧母线20N、U相正极侧直流母线41P、U相负极侧直流母线41N、V相正极侧直流母线42P、V相负极侧直流母线42N、W相正极侧直流母线43P、以及W相负极侧直流母线43N也相同。

正极侧母线20P分别与整流电路10的正极侧的输出端、以及逆变器电路40的正极侧的输入端连接。

负极侧母线20N与整流电路10的负极侧的输出端、以及逆变器电路40的负极侧的直流输入端连接。

平滑用电容器21与整流电路10、逆变器电路40并联地配置于将正极侧母线20P和负极侧母线20N连接的电力路径中。平滑用电容器21适当地一边重复充放电,一边使自整流电路10、逆变器电路40输出的直流电平滑化。

平滑用电容器21可以是一个,也可以是多个平滑用电容器21并联连接(参照图2、图3)。

平滑用电容器21包括与正极侧母线20P连接的正极侧端子21P、以及与负极侧母线20N连接的负极侧端子21N。

保险丝30配置于正极侧母线20P与逆变器电路40的正极侧的直流输入端之间的正极侧的电力路径上。保险丝30在产生过电流等时熔断,从而自伴随过载、短路等的过电流而引起的损坏等保护电力转换装置1(逆变器电路40)。

逆变器电路40由自平滑电路20供给的直流电生成U相、V相、以及W相的三相交流电,并且自输出端子40T向外部的负载装置输出。输出端子40T包括用于将U相的交流电向外部输出的U相输出端子41T、用于将V相的交流电向外部输出的V相输出端子42T、以及用于将W相的交流电向外部输出的W相输出端子43T。

逆变器电路40包括由U相电路41、V相电路42、W相电路43构成的电桥电路。U相电路41、V相电路42、以及W相电路43(均为输出电路的一个例子)在电力转换装置1的正极侧的配线以及负极侧的配线之间并联连接。

U相电路41包括U相正极侧直流母线41P、U相负极侧直流母线41N、开关模块411~414、以及U相交流母线41O。以下,在第一实施方式中,有时将开关模块411~414统称为“开关模块410”,或者将开关模块411~414中的任一个单独称为“开关模块410”。

U相正极侧直流母线41P经由保险丝30与平滑电路20的正极侧母线20P连接。

U相负极侧直流母线41N与平滑电路20的负极侧母线20N连接。

开关模块411~414(开关桥臂的一个例子)在U相正极侧直流母线41P和U相负极侧直流母线41N之间并联连接。

开关模块411包括相当于上下桥臂的半导体开关411s1、411s2、回流二极管411d1、411d2、正极侧端子411P、负极侧端子411N、以及交流输出端子411O。

开关模块412包括相当于上下桥臂的半导体开关412s1、412s2、回流二极管412d1、412d2、正极侧端子412P、负极侧端子412N、以及交流输出端子412O。

开关模块413包括相当于上下桥臂的半导体开关413s1、413s2、回流二极管413d1、413d2、正极侧端子413P、负极侧端子413N、以及交流输出端子413O。

开关模块414包括相当于上下桥臂的半导体开关414s1、414s2、回流二极管414d1、414d2、正极侧端子414P、负极侧端子414N、以及交流输出端子414O。

以下,在第一实施方式中,有时将半导体开关411s1、411s2、412s1、412s2、413s1、413s2、414s1、414s2统称为“半导体开关410s”,或者将其中任一个单独称为“半导体开关410s”。另外,在第一实施方式中,有时将相当于上述“开关模块410”的正极侧端子411P~414P的构成要素称为“正极侧端子410P”。另外,在第一实施方式中,有时将相当于上述“开关模块410”的负极侧端子411N~414N的构成要素称为“负极侧端子410N”。另外,在第一实施方式中,有时将相当于上述“开关模块410”的交流输出端子411O~414O的构成要素称为“交流输出端子410O”。

由于开关模块411~414具有相同的构成要素,由相同的电路构成,因此以开关模块411为代表进行说明,省略开关模块412~414的说明。

半导体开关411s1、411s2(上下桥臂的一个例子)配置于将正极侧端子411P和负极侧端子411N之间连接的电力路径上,并且彼此串联连接。半导体开关411s1、411s2为例如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)。

半导体开关411s1相当于开关桥臂的上桥臂,其与正极侧端子411P连接。

半导体开关411s2相当于开关桥臂的下桥臂,其与负极侧端子411N连接。

回流二极管411d1、411d2与各个半导体开关411s1、411s2并联连接。

正极侧端子411P与U相正极侧直流母线41P连接。

负极侧端子411N与U相负极侧直流母线41N连接。

交流输出端子411O(上下桥臂的连接点的一个例子)自半导体开关411s1、411s2之间的连接点(中间点)引出。

U相交流母线41O在其一端将各个开关模块411~414的交流输出端子411O~414O彼此连接,并且在其另一端与U相输出端子41T连接。由此,逆变器电路40能够将自开关模块411~414输出的U相的交流电自U相输出端子41T向外部输出。

V相电路42包括V相正极侧直流母线42P、V相负极侧直流母线42N、开关模块421~424、以及V相交流母线42O。以下,在第一实施方式中,有时将开关模块421~424统称为“开关模块420”,或者将开关模块421~424中的任一个单独称为“开关模块420”。

V相正极侧直流母线42P经由保险丝30与平滑电路20的正极侧母线20P连接。

V相负极侧直流母线42N与平滑电路20的负极侧母线20N连接。

开关模块421~424在V相正极侧直流母线42P与V相负极侧直流母线42N之间并联连接。

开关模块421包括相当于上下桥臂的半导体开关421s1、421s2、回流二极管421d1、421d2、正极侧端子421P、负极侧端子421N、以及交流输出端子421O。

开关模块422包括相当于上下桥臂的半导体开关422s1、422s2、回流二极管422d1、422d2、正极侧端子422P、负极侧端子422N、以及交流输出端子422O。

开关模块423包括相当于上下桥臂的半导体开关423s1、423s2、回流二极管423d1、423d2、正极侧端子423P、负极侧端子423N、以及交流输出端子423O。

开关模块424包括相当于上下桥臂的半导体开关424s1、424s2、回流二极管424d1、424d2、正极侧端子424P、负极侧端子424N、以及交流输出端子424O。

以下,在第一实施方式中,有时将半导体开关421s1、421s2、422s1、422s2、423s1、423s2、424s1、424s2统称为“半导体开关420s”,或者将其中的任一个单独称为“半导体开关420s”。另外,在第一实施方式中,有时将相当于上述“开关模块420”的正极侧端子421P~424P的构成要素称为“正极侧端子420P”。另外,在第一实施方式中,有时将相当于上述“开关模块420”的负极侧端子421N~424N的构成要素称为“负极侧端子420N”。另外,在第一实施方式中,有时将相当于上述“开关模块420”的交流输出端子421O~424O的构成要素称为“交流输出端子420O”。

由于开关模块421~424具有相同的构成要素以及相同的电路构成,因此以开关模块421为代表进行说明,省略开关模块422~424的说明。

半导体开关421s1、421s2(上下桥臂的一个例子)配置于将正极侧端子421P和负极侧端子421N之间连接的电力路径上,并且彼此串联连接。

半导体开关421s1相当于开关桥臂的上桥臂,其与正极侧端子421P连接。

半导体开关421s2相当于开关桥臂的下桥臂,其与负极侧端子421N连接。

回流二极管421d1、421d2与各个半导体开关421s1、421s2并联连接。

正极侧端子421P与V相正极侧直流母线42P连接。

负极侧端子421N与V相负极侧直流母线42N连接。

交流输出端子421O(上下桥臂的连接点的一个例子)自半导体开关421s1、421s2之间的连接点(中间点)引出。

V相交流母线42O在其一端将各个开关模块421~424的交流输出端子421O~424O彼此连接,并且在其另一端与V相输出端子42T连接。由此,逆变器电路40能够将自开关模块421~424输出的V相的交流电自V相输出端子42T向外部输出。

W相电路43包括W相正极侧直流母线43P、W相负极侧直流母线43N、开关模块431~434、以及W相交流母线43O。以下,在第一实施方式中,有时将开关模块431~434统称为“开关模块430”,或者将开关模块431~434中的任一个单独称为“开关模块430”。

W相正极侧直流母线43P经由保险丝30与平滑电路20的正极侧母线20P连接。

W相负极侧直流母线43N与平滑电路20的负极侧母线20N连接。

开关模块431~434在W相正极侧直流母线43P和W相负极侧直流母线43N之间并联连接。

开关模块431包括相当于上下桥臂的半导体开关431s1、431s2、回流二极管431d1、431d2、正极侧端子431P、负极侧端子431N、以及交流输出端子431O。

开关模块432包括相当于上下桥臂的半导体开关432s1、432s2、回流二极管432d1、432d2、正极侧端子432P、负极侧端子432N、以及交流输出端子432O。

开关模块433包括相当于上下桥臂的半导体开关433s1、433s2、回流二极管433d1、433d2、正极侧端子433P、负极侧端子433N、以及交流输出端子433O。

开关模块434包括相当于上下桥臂的半导体开关434s1、434s2、回流二极管434d1、434d2、正极侧端子434P、负极侧端子434N、以及交流输出端子434O。

以下,在第一实施方式中,有时将半导体开关431s1、431s2、432s1、432s2、433s1、433s2、434s1、434s2统称为“半导体开关430s”,或者将其中的任一个单独称为“半导体开关430s”。另外,在第一实施方式中,有时将相当于上述“开关模块430”的正极侧端子431P~434P的构成要素称为“正极侧端子430P”。另外,在第一实施方式中,有时将相当于上述“开关模块430”的负极侧端子431N~434N的构成要素称为“负极侧端子430N”。另外,在第一实施方式中,有时将相当于上述“开关模块430”的交流输出端子431O~434O的构成要素称为“交流输出端子430O”。

由于开关模块431~434具有相同的构成要素以及相同的电路构成,因此以开关模块431为代表进行说明,省略开关模块432~434的说明。

半导体开关431s1、431s2(上下桥臂的一个例子)配置于将正极侧端子431P和负极侧端子431N之间连接的电力路径上,并且彼此串联连接。

半导体开关431s1相当于开关桥臂的上桥臂,其与正极侧端子431P连接。

半导体开关431s2相当于开关桥臂的下桥臂,其与负极侧端子431N连接。

回流二极管431d1、431d2与各个半导体开关431s1、431s2并联连接。

正极侧端子431P与W相正极侧直流母线43P连接。

负极侧端子431N与W相负极侧直流母线43N连接。

交流输出端子431O(上下桥臂的连接点的一个例子)自半导体开关431s1、431s2之间的连接点(中间点)引出。

W相交流母线43O在其一端将各个开关模块431~434的交流输出端子431O~434O彼此连接,并且在其另一端与W相输出端子43T连接。由此,逆变器电路40能够将自开关模块431~434输出的W相的交流电自W相输出端子43T向外部输出。

<电力转换装置的结构>

图2、图3是示出第一实施方式的电力转换装置1的一个例子的结构图。具体而言,图2是示出将电力转换装置1的壳体1H的一部分拆下后的状态的立体图,图3是示出将电力转换装置1的壳体1H的一部分拆下且将输出端子40T拆下并使其向上方移动后的状态的分解立体图。图4~图6是用于说明母线的配置结构的一个例子的图。具体而言,图4是将母线的构成要素分解而示意性地示出的分解立体图,图5是示出将图4的母线的构成要素组装后的完成状态的立体图,图6是示意性地示出母线的配置结构的一个例子的侧视图。

需要说明的是,在图4、图5中,为了方便,将层压母线20PN、U相层压母线41PN、V相层压母线42PN、以及W相层压母线43PN描绘成一体的部件。另外,在图4中,为了方便,将平滑电路20的正极侧母线20P、以及逆变器电路40的U相正极侧直流母线41P、V相正极侧直流母线42P和W相正极侧直流母线43P描绘成一体的部件。同样地,在图4中,为了方便,将平滑电路20的负极侧母线20N、以及逆变器电路40的U相负极侧直流母线41N、V相负极侧直流母线42N和W相负极侧直流母线43N描绘成一体的部件。同样地,在图4中,绝缘层20I1、41I1、42I1、43I1描绘成一体的部件。同样地,在图4中,绝缘层20I2、41I2、42I2、43I2描绘成一体的部件。另外,在图4、图5中,为了简单,仅以平滑电路20的全部平滑用电容器21中的一部分(4个)为代表进行描绘。同样地,在图4、图5中,为了简单,仅以U相电路41的全部开关模块410中的一部分(1个)为代表进行描绘。同样地,在图4、图5中,为了简单,仅以V相电路42中含有的开关模块420中的一部分(1个)为代表进行描绘。同样地,在图4、图5中,为了简单,仅以W相电路43中含有的开关模块430中的一部分(1个)为代表进行描绘。另外,在图6中,为了方便,省略了绝缘层20I1、20I2、41I1、41I2、42I1、42I2、43I1、43I2的描绘。

如图2、图3所示,电力转换装置1的各种构成要素容纳于俯视、侧视、以及正视的全部视图中具有大致矩形形状的大致箱形状的壳体1H中。“大致”意在允许制造误差等,以下,以相同的意义进行使用。

以下,有时将壳体1H的俯视的长度方向称为X轴方向,将壳体1H的俯视的短边方向称为Y轴方向,将上下方向称为Z轴方向(参照图2~图6)。

如图2、图3所示,平滑电路20、保险丝30、以及逆变器电路40自壳体1H的内部的长度方向的一端部至另一端部(即,在X轴正向)依次排列配置。

另外,输出端子40T配置于壳体1H的内部的长度方向(X轴方向)的中央部且壳体1H的内部的上部。具体而言,输出端子40T配置于壳体1H的内部的平滑电路20以及保险丝30的上方。

如上所述,输出端子40T包括U相输出端子41T、V相输出端子42T、以及W相输出端子43T。U相输出端子41T、V相输出端子42T、以及W相输出端子43T自壳体1H的内部的短边方向的一端部至中央部(即,在Y轴正向)依次排列配置。

在本例子中,平滑电路20包括24个平滑用电容器21。

平滑用电容器21具有大致圆柱形状,其以轴向沿上下方向的方式载置于壳体1H的底面。另外,在平滑用电容器21的載置面的相反的端面(上端面)上设有正极侧端子21P以及负极侧端子21N。

具体而言,如图2、图3所示,平滑用电容器21在X轴方向排列配置4个,并且在Y轴方向排列配置6个。

在平滑用电容器21的上端面上,层压母线20PN以与X轴方向以及Y轴方向大致平行的方式配置。

层压母线20PN俯视时具有大致矩形形状。层压母线20PN遍及在X轴方向以及Y轴方向覆盖24个平滑用电容器21的范围地进行配置。

如图4、图5所示,层压母线20PN通过正极侧母线20P以及负极侧母线20N隔着绝缘层20I1层叠而构成。具体而言,层压母线20PN具有在最下层配置负极侧母线20N,在母线20N之上配置绝缘层20I1,在绝缘层20I1之上配置正极侧母线20P,并且在最上层配置绝缘层20I2的4层的层压构造。

如图4~图6所示,在最下层的负极侧母线20N上,设有用于与平滑用电容器21的负极侧端子21N螺栓紧固的相对较小的贯通孔。由此,平滑用电容器21的负极侧端子21N能够与负极侧母线20N直接连接。另外,在负极侧母线20N上,设有用于使正极侧端子21P在俯视时露出的相对较大的贯通孔。由此,能够使位于比负极侧母线20N靠上的层中的正极侧母线20P与正极侧端子21P连接。

如图4、图5,在负极侧母线20N之上相邻的绝缘层20I1上,设有用于使平滑用电容器21的正极侧端子21P以及负极侧端子21N(即,负极侧母线20N的紧固用的贯通孔)在俯视时露出的相对较大的贯通孔。

如图4~图6所示,在绝缘层20I1之上相邻的正极侧母线20P上,设有用于与平滑用电容器21的正极侧端子21P螺栓紧固的相对较小的贯通孔。由此,能够使平滑用电容器21的正极侧端子21P与正极侧母线20P直接连接。另外,在正极侧母线20P上,设有用于使平滑用电容器21的负极侧端子21N(即,负极侧母线20N的紧固用的贯通孔)在俯视时露出的相对较大的贯通孔。由此,作業者能够接触及位于比正极侧母线20P靠下的层的负极侧母线20N的紧固用的贯通孔。

如图4、图5所示,在最上层的绝缘层20I2上,设有用于使平滑用电容器21的正极侧端子21P(即,正极侧母线20P的紧固用的贯通孔)以及负极侧端子21N(即,负极侧母线20N的紧固用的贯通孔)在俯视时露出的相对较大的贯通孔。

层压母线20PN的正极侧母线20P以及负极侧母线20N具有例如大致相同厚度。由此,正极侧母线20P以及负极侧母线20N的电流密度大致相等。

另外,层压母线20PN可以以正极侧母线20P与负极侧母线20N的重合面积相对较大的方式(优选最大化)配置于壳体1H内。另外,层压母线20PN以确保正极侧母线20P以及负极侧母线20N的绝缘性的同时,使其距离相对较小的方式设定绝缘层20I1的厚度。由此,在空间上,能够使逆向流动的电流路径近接。由此,使由正极侧母线20P的电流产生的磁场以及由负极侧母线20N的电流产生的磁场的至少一部分抵消,从而能够使正极侧母线20P以及负极侧母线20N的电感降低。另外,如上所述,在电流密度大致相等的情况下,由正极侧母线20P的电流以及负极侧母线20N的电流这两者产生的磁场的大小大致相等,从而能够使产生的磁场基本抵消。因此,能够进一步抑制正极侧母线20P以及负极侧母线20N的电感抑制。由此,伴随正极侧母线20P以及负极侧母线20N的电感的降低,能够抑制电力转换装置1的浪涌电压。

如上所述,逆变器电路40包括由U相电路41、V相电路42、以及W相电路43构成的电桥电路。

如图2、图3所示,U相电路41、V相电路42、以及W相电路43自Y轴负向的端部朝向Y轴正向的端部在Y轴方向依次排列配置。

U相电路41包括4个开关模块410(即,相当于上述开关模块411~414)。

4个开关模块410是在X轴方向排列配置两个的两个组在Y轴方向排列配置两列。另外,4个开关模块410配置于在壳体1H的底面载置的其他部件(例如,电力转换装置1的控制电路、半导体开关410s、420s、430s的驱动电路、逆变器电路40的冷却机构等)之上。由此,能够使与在Z轴方向具有相对较大尺寸的平滑用电容器21的上端位置的差异变得相对较小。由此,能够使正极侧母线20P以及负极侧母线20N的Z轴方向的位置与U相正极侧直流母线41P以及U相负极侧直流母线41N的Z轴方向的位置相对接近。

如图4、图5所示,开关模块410具有箱形状,其在俯视的角部设有紧固用的缺口以及螺栓的支承面。

开关模块410以俯视的长度方向沿大致X轴方向的方式配置。在开关模块410中,沿其长度方向(即,X轴方向),按照接近平滑电路20(平滑用电容器21)的顺序依次排列配置交流输出端子410O、负极侧端子410N、以及正极侧端子410P。

需要说明的是,在U相电路41中,可以应用与如开关模块410那样两个半导体开关410s的串联连接体事先容纳于壳体内的方式不同方式的开关桥臂。以下,对于V相电路42的开关模块420、W相电路43的开关模块430可以相同,对于后述第二实施方式~第四实施方式也可以相同。

在开关模块410的上端部,U相层压母线41PN以与X轴方向以及Y轴方向大致平行的方式配置。具体而言,U相层压母线41PN以与后述V相层压母线42PN、以及W相层压母线43PN一体连接的方式构成。即,在开关模块410的上端部,包括U相层压母线41PN、V相层压母线42PN、以及W相层压母线43PN的层压母线40PN以与X轴方向以及Y轴方向大致平行的方式配置。以下,对于后述的第二实施方式~第四实施方式也相同。

U相层压母线41PN以遍布在X轴方向以及Y轴方向覆盖4个开关模块410的范围的方式配置。

如图4、图5所示,U相层压母线41PN通过U相正极侧直流母线41P以及U相负极侧直流母线41N隔着绝缘层41I1层叠而构成。具体而言,U相层压母线41PN具有在其最下层配置U相负极侧直流母线41N,在U相负极侧直流母线41N之上配置绝缘层41I1,在绝缘层41I1之上配置U相正极侧直流母线41P,并且在最上层配置绝缘层41I2的4层的层压构造。

U相正极侧直流母线41P以与后述的V相正极侧直流母线42P以及W相正极侧直流母线43P一体连接的方式(例如,作为一体的板状部件)构成。即,如图6所示,层压母线40PN包括以包括U相正极侧直流母线41P、V相正极侧直流母线42P、以及W相正极侧直流母线43P的方式构成的正极侧直流母线40P。以下,对于后述的第二实施方式~第四实施方式也相同。

U相负极侧直流母线41N以与后述的V相负极侧直流母线42N以及W相负极侧直流母线43N一体连接的方式(例如,作为一体的板状部件)构成。即,如图6所示,层压母线40PN包括以包括U相负极侧直流母线41N、V相负极侧直流母线42N、以及W相负极侧直流母线43N的方式构成的负极侧直流母线40N。以下,对于后述的第二实施方式~第四实施方式也相同。

绝缘层41I1可以以与后述的绝缘层42I1以及绝缘层43I1一体连接的方式(例如,作为一体的板状部件)构成。同样地,绝缘层42I2可以以与后述的绝缘层42I2以及绝缘层43I2一体连接的方式(例如,作为一体的板状部件)构成。以下,对于后述的第二实施方式~第四实施方式也相同。

如图4~图6所示,在最下层的U相负极侧直流母线41N中,设有用于与开关模块410的负极侧端子410N螺栓紧固的相对较小的贯通孔。由此,能够将开关模块410的负极侧端子410N与U相负极侧直流母线41N直接连接。另外,在U相负极侧直流母线41N中,设有用于使正极侧端子410P在俯视时露出的相对较大的大致矩形的贯通孔。由此,能够使位于比U相负极侧直流母线41N靠上的层的U相正极侧直流母线41P与正极侧端子410P连接。另外,在U相负极侧直流母线41N中,设有用于使交流输出端子410O在俯视时露出的相对较大的大致矩形的贯通孔。由此,能够使位于比U相负极侧直流母线41N靠上的U相交流母线41O与交流输出端子410O连接。

如图4、图5所示,在U相负极侧直流母线41N之上相邻的绝缘层41I1中,设有与开关模块410对应的相对较大的大致矩形的贯通孔。由此,能够使正极侧端子410P、负极侧端子410N(即,U相负极侧直流母线41N的紧固用的贯通孔)、以及交流输出端子410O在俯视时露出。

如图4~图6所示,在绝缘层41I1之上相邻的U相正极侧直流母线41P中,设有用于与开关模块410的正极侧端子410P螺栓紧固的相对较小的贯通孔。由此,能够使开关模块410的正极侧端子410P与U相正极侧直流母线41P直接连接。另外,在U相正极侧直流母线41P中,设有用于使开关模块410的负极侧端子410N(即,U相负极侧直流母线41N的紧固用的贯通孔)以及交流输出端子410O在俯视时露出的相对较大的贯通孔。由此,作業者能够触及位于比U相正极侧直流母线41P靠下的层的U相负极侧直流母线41N的紧固用的贯通孔、交流输出端子410O。

如图4、图5所示,在最上层的绝缘层41I2中,设有与开关模块410对应的相对较大的矩形的贯通孔。由此,能够使开关模块410的正极侧端子410P(即,U相正极侧直流母线41P的紧固用的贯通孔)、负极侧端子410N(即,U相负极侧直流母线41N的紧固用的贯通孔)、以及交流输出端子410O在俯视时露出。

U相层压母线41PN的U相正极侧直流母线41P以及U相负极侧直流母线41N具有例如大致相同厚度。由此,U相正极侧直流母线41P以及U相负极侧直流母线41N的电流密度大致相等。

如图2~图6所示,U相交流母线41O将开关模块410的交流输出端子410O和U相输出端子41T之间连接。U相交流母线41O包括U相并联连接用母线41O1以及U相输出用母线41O2。

U相并联连接用母线41O1是用于使U相交流母线41O的整体构成中的、4个开关模块410的交流输出端子410O并联连接的构成部分。具体而言,U相并联连接用母线41O1是用于使U相交流母线41O的整体构成中的、自4个开关模块410的各自的交流输出端子410O朝向U相输出端子41T的电力路径合流的构成部分。

如图2、图3所示,U相并联连接用母线41O1以将在X轴方向排列的两个开关模块410之间的中央位置处的相对于X轴的垂直面作为基准成为面对称的方式构成。另外,U相并联连接用母线41O1以将在Y轴方向排列的两列开关模块410之间的中央位置处的相对于Y轴垂直面作为基准成为面对称的方式构成。并且,U相并联连接用母线41O1在X轴方向以及Y轴方向中在相当于4个开关模块410的交流输出端子410O的中央位置的部分与U相输出用母线41O2连接。由此,能够使自4个开关模块410的各自的交流输出端子410O朝向U相输出端子41T的路径在直至合流的路径长度大致相等。另外,能够使自4个开关模块410的各自的交流输出端子410O朝向U相输出端子41T的每个路径的电流密度大致相等。因此,能够使4个开关模块410与U相输出端子41T之间的电力路径的电感大致相等。

具体而言,U相并联连接用母线41O1包括两个腿部41O1a和连接部41O1b。

两个腿部41O1a分别具有在X轴方向以及Z轴方向大致平行的平板形状。两个腿部41O1a分别与在Y轴方向设有两列的、在X轴方向排列的两个开关模块410的交流输出端子410O彼此连接。两个腿部41O1a以将在X轴方向排列的两个开关模块410的交流输出端子410O彼此的大致中央位置处的相对于X轴方向的垂直面作为基准成为面对称的方式构成。具体而言,腿部41O1a包括两个支承面部、两个下腿部、中间腿部、以及上腿部。两个支承面部具有俯视时大致矩形形状,其载置于在X轴方向排列的两个开关模块410的交流输出端子410O各自之上,并且具有用于与交流输出端子410O螺栓紧固的紧固孔。两个下腿部以自两个支承面部的各自朝上延伸出来的方式设置。中间腿部以在X轴方向延伸的方式将两个下腿部彼此连接。上腿部以自中间腿部的上端且X轴方向的中央部朝向延伸出来的方式设置。由此,腿部41O1a能够使自两个开关模块410各自的交流输出端子410O的路径在大致相同距离合流。另外,腿部41O1a使自两个开关模块410各自的交流输出端子410O的路径的截面积大致相同,从而能够使电流密度大致相同。另外,两个腿部41O1a彼此以将在Y轴方向排列的两个开关模块410的交流输出端子410O彼此的大致中央位置处的相当于Y轴方向的垂直面作为基准成为面对称的方式构成。由此,两个腿部41O1a彼此能够使自两个开关模块410直至合流的路径成为大致相同距离。

连接部41O1b具有与X轴方向以及Y轴方向大致平行的平板形状,其与以在Y轴方向排列的方式配置的两个腿部41O1a连接。具体而言,连接部41O1b具有俯视时大致矩形形状,其以在Y轴方向延伸的方式将两个腿部41O1a的上腿部彼此连接。另外,连接部41O1b以将Y轴方向的两个腿部41O1a之间的大致中央位置、即在Y轴方向排列的两个(两列)开关模块410的交流输出端子410O彼此之间的大致中央位置处的相对于Y轴的垂直面作为基准而成为面对称的方式构成。另外,连接部41O1b在Y轴方向的两个腿部41O1a之间的大致中央位置与U相输出用母线41O2。由此,U相并联连接用母线41O1能够在使自四个开关模块410的路径以每两个等长的方式合流的同时使全部的路径的长度大致相等,并且能够使每个路径的电流密度相同。

U相输出用母线41O2以自U相并联连接用母线41O1的连接部41O1b的Y轴方向的中央部在俯视时朝向X轴负向延伸出来的方式设置,其与U相输出端子41T连接。

V相电路42与U相电路41同样包括4个开关模块420。

由于4个开关模块420的配置结构与U相电路41的4个开关模块410的情况相同,因此省略说明。

如图4、图5,开关模块420的外观形状与开关模块410相同。

开关模块420以俯视的长度方向沿大致X轴方向的方式配置。在开关模块420中,沿其长度方向(即,X轴方向),按照接近平滑电路20(平滑用电容器21)的顺序依次排列设置交流输出端子420O、负极侧端子420N、以及正极侧端子420P。

在开关模块420的上端部,V相层压母线42PN以与X轴方向以及Y轴方向大致平行的方式配置。

V相层压母线42PN遍及在X轴方向以及Y轴方向覆盖4个开关模块420的范围而配置。

如图4、图5所示,V相层压母线42PN通过V相正极侧直流母线42P以及V相负极侧直流母线42N隔着绝缘层42I1层叠而构成。具体而言,V相层压母线42PN具有在最下层配置V相负极侧直流母线42N,在V相负极侧直流母线42N之上配置绝缘层42I1,在绝缘层42I1之上配置V相正极侧直流母线42P,在最上层配置绝缘层42I2的4层的层压构造。

如上所述,V相正极侧直流母线42P以与U相正极侧直流母线41P以及后述的W相正极侧直流母线43P一体连接的方式构成。

如上所述,V相负极侧直流母线42N以与U相负极侧直流母线41N以及后述的W相负极侧直流母线43N一体连接的方式构成。

如上所述,绝缘层42I1可以以与绝缘层41I1以及后述绝缘层43I1一体连接的方式构成。同样地,如上所述,绝缘层42I2可以以与绝缘层41I2以及后述的绝缘层43I2一体连接的方式构成。

由于V相层压母线42PN的详细结构与U相层压母线41PN的情况相同,因此省略说明。

如图2~图6所示,V相交流母线42O将开关模块420的交流输出端子420O和V相输出端子42T之间连接。V相交流母线42O包括V相并联连接用母线42O1和V相输出用母线42O2。

由于V相交流母线42O的配置以及结构与U相交流母线41O的情况相同,因此省略说明。

W相电路43与U相电路41同样地包括4个开关模块430。

由于4个开关模块430的配置结构与U相电路41的4个开关模块410的情况相同,因此省略说明。

如图4、图5所示,开关模块430的外观形状与开关模块410相同。

开关模块430以俯视的长度方向沿大致X轴方向的方式配置。在开关模块430中,沿其长度方向(即,X轴方向),按照接近平滑电路20(平滑用电容器21)的顺序依次排列配置交流输出端子430O、负极侧端子430N、以及正极侧端子430P。

在开关模块430的上端部,W相层压母线43PN以与X轴方向以及Y轴方向大致平行的方式配置。

W相层压母线43PN遍及在X轴方向以及Y轴方向覆盖4个开关模块430的范围而配置。

如图4、图5所示,W相层压母线43PN通过W相正极侧直流母线43P以及W相负极侧直流母线43N隔着绝缘层43I1层叠而构成。具体而言,W相层压母线43PN具有在最下层配置W相负极侧直流母线43N,在W相负极侧直流母线43N之上配置绝缘层43I1,在绝缘层43I1之上配置W相正极侧直流母线43P,在最上层配置绝缘层43I2的4层的层压构造。

如上所述,W相正极侧直流母线43P以与U相正极侧直流母线41P以及V相正极侧直流母线42P一体连接的方式构成。

如上所述,W相负极侧直流母线43N以与U相负极侧直流母线41N以及V相负极侧直流母线42N一体连接的方式构成。

如上所述,绝缘层43I1可以以与绝缘层41I1以及绝缘层42I1一体连接的方式构成。同样地,如上所述,绝缘层43I2可以以与绝缘层41I2以及绝缘层42I2一体连接的方式构成。

由于W相层压母线43PN的详细结构与U相层压母线41PN的情况相同,因此省略说明。

如图2~图6,W相交流母线43O将开关模块430的交流输出端子430O和W相输出端子43T之间连接。W相交流母线43O包括W相并联连接用母线43O1和W相输出用母线43O2。

由于W相交流母线43O的配置以及结构与U相交流母线41O的情况相同,因此省略说明。

层压母线40PN可以以正极侧直流母线40P与负极侧直流母线40N的重合面积相对较大的方式(优选最大化)配置于壳体1H内。另外,层压母线40PN可以以在确保正极侧直流母线40P以及负极侧直流母线40N的绝缘性的同时,其距离相对较小的方式设定绝缘层41I1、42I1、43I1的厚度。由此,在空间上,能够使逆向流动的电流路径接近。因此,能够使由正极侧直流母线40P的电流产生的磁场以及由负极侧直流母线40N的电流产生的磁场的至少一部分抵消。这是由于,例如在正极侧直流母线40P中流过U相电流的情况下,在负极侧直流母线40N中流过V相、W相的电流。由此,能够使正极侧直流母线40P以及负极侧直流母线40N的电感降低。另外,如上所述,在电流密度大致相等的情况下,由正极侧直流母线40P的电流以及负极侧直流母线40N的电流这两者所产生的磁场的大小大致相等,从而能够使产生的磁场基本抵消。因此,能够进一步抑制正极侧直流母线40P以及负极侧直流母线40N的电感。由此,伴随正极侧直流母线40P以及负极侧直流母线40N的电感的降低,能够抑制电力转换装置1的浪涌电压。

如此,在第一实施方式中,平滑电路20的正极侧母线20P以及负极侧母线20N具有隔着绝缘层20I1层叠的层压构造。同样地,逆变器电路40的正极侧直流母线40P以及负极侧直流母线40N具有隔着绝缘层41I1、42I1、43I1层叠的层压构造。由此,能够降低在平滑电路20与输出端子40T之间的一个循环的电力路径中的直流部分的电感,使其变得非常小。由此,能够抑制伴随电力转换装置1的半导体开关410s、420s、430s的ON/OFF的浪涌电压。

另外,在第一实施方式中,U相并联连接用母线41O1以自4个开关模块410各自的交流输出端子410O朝向U相输出端子41T直至合流的电力路径的长度大致相等的方式构成。具体而言,U相并联连接用母线41O1以4个开关模块410(的交流输出端子410O)与U相输出用母线41O2的连接部之间的电力路径的长度大致相等的方式构成。由此,能够使4个开关模块410的交流输出端子410O与U相输出端子41T之间的各自的电力路径的电感的差相对较小。由此,能够使通过平滑电路20与U相输出端子41T之间的4个开关模块410的一个循环的电力路径各自的电感的差相对较小。另外,U相并联连接用母线41O1以自4个开关模块410各自的交流输出端子410O朝向U相输出端子41T直至合流的每个电力路径的电流密度大致相等的方式构成。由此,能够使4个开关模块410的交流输出端子410O与U相输出端子41T之间的各个电力路径的电感全部大致相等。由此,能够使通过平滑电路20与U相输出端子41T之间的4个开关模块410的一个循环的电力路径各自的电感大致相等。同样地,V相并联连接用母线42O1以自4个开关模块420各自的交流输出端子420O朝向V相输出端子42T直至合流的电力路径的长度大致相等的方式构成。由此,能够使4个开关模块420的交流输出端子420O与V相输出端子42T之间的各个电力路径的电感的差相对较小。由此,能够使通过平滑电路20与V相输出端子42T之间的4个开关模块420的一个循环的电力路径各自的电感的差相对较小。另外,V相并联连接用母线42O1以自4个开关模块420各自的交流输出端子420O朝向V相输出端子42T直至合流的每个电力路径的电流密度大致相等的方式构成。由此,能够使4个开关模块420的交流输出端子420O与V相输出端子42T之间的各个电力路径的电感全部大致相等。由此,能够使通过平滑电路20与V相输出端子42T之间的4个开关模块420的一个循环的电力路径的各自的电感大致相等。同样地,W相并联连接用母线43O1以自4个开关模块430的各自的交流输出端子430O朝向W相输出端子43T直至合流的电力路径的长度大致相等的方式构成。由此,能够使4个开关模块430的交流输出端子430O与W相输出端子43T之间的各个电力路径的电感的差相对较小。因此,能够使通过平滑电路20与W相输出端子43T之间的4个开关模块430的一个循环的电力路径的各自的电感的差相对较小。另外,W相并联连接用母线43O1以自4个开关模块430各自的交流输出端子430O朝向W相输出端子43T直至合流的电力路径的电流密度大致相等的方式构成。由此,能够使4个开关模块430的交流输出端子430O与W相输出端子43T之间的各个电力路径的电感全部大致相等。由此,能够使通过平滑电路20与W相输出端子43T之间的4个开关模块430的一个循环的电力路径各自的电感大致相等。如上所述,这是由于平滑电路20与输出端子40T之间的一个循环的电力路径中的直流部分的电感非常小,交流部分的电感为支配地位。由此,能够抑制4个开关模块410、4个开关模块420、以及4个开关模块430的各自的电流的不平衡,从而能够实现电流的均匀化。

另外,在在第一实施方式中,对于并联连接的开关模块410的个数,只要自各个开关模块410的交流输出端子410O朝向U相输出端子41T的全部路径直至合流的电力路径的长度大致相等,则可以为任意个数。即,并联连接的开关模块410的个数可以为2个或3个,也可以为5个以上。例如,在并联连接的开关模块410的个数为两个的情况下,可以为U相并联连接用母线41O1仅由腿部41O1a构成,并且在腿部41O1a的上端的X轴方向的大致中央位置(中点)与U相输出用母线41O2连接的构成。另外,对于开关模块420、开关模块430的个数也可以相同。另外,在第一实施方式中,对于多个开关模块410,只要自各个开关模块410的交流输出端子410O朝向U相输出端子41T的全部的路径直至合流的电力路径的长度大致相等,则可以任意配置。例如,多个开关模块410可以在X轴方向排列3个以上。另外,例如,多个开关模块410可以在X轴方向排列成一列,也可以是X轴方向的列在Y轴方向以3列以上的列数进行排列。例如,优选在X轴方向以及Y轴方向各个排列的个数为2的幂。由此,如上所示,能够一边使自多个开关模块410的各自的交流输出端子410O的路径以每两个等长的方式进行合流,一边使全部路径的长度以及每个路径的电流密度大致相同。另外,对于开关模块420、开关模块430的配置也可以相同。另外,在第一实施方式中,对于U相并联连接用母线41O1的构成,只要自各个开关模块410的交流输出端子410O朝向U相输出端子41T的全部路径直至合流的电力路径的长度大致相等,则可以为任意构成。例如,对于U相并联连接用母线41O1,只要自四个开关模块410的交流输出端子410O朝向U相输出端子41T的全部路径直至合流的电力路径的长度大致相等,则可以不是上述面对称的构成。具体而言,U相并联连接用母线41O1的两个腿部41O1a可以不是以相对于Y轴方向的垂直面为基准的面对称的形状,而是由彼此在Y轴方向分离的大致相同形状构成。另外,对于V相并联连接用母线42O1、W相并联连接用母线43O1的构成也可以相同。

[第二实施方式]

接下来,参照图7~图10,对第二实施方式进行说明。以下,以与第一实施方式的电力转换装置1不同的部分为中心进行说明,有时简化或省略与第一实施方式相同或对应的内容的说明。

<电力转换装置的概要>

图7是示出第二实施方式的电力转换装置1的一个例子的电路图。

如图7所示,电力转换装置1与第一实施方式的情况相同地包括整流电路10、平滑电路20、保险丝30、以及逆变器电路40。

逆变器电路40与第一实施方式的情况相同地包括由U相电路41、V相电路42、以及W相电路43构成的电桥电路。

U相电路41与第一实施方式相同地包括U相正极侧直流母线41P、U相负极侧直流母线41N、开关模块411~414、以及U相交流母线41O。另外,与第一实施方式的情况不同,U相电路41还包括开关模块415、416。以下,在第二实施方式以及后述第三实施方式和第四实施方式中,有时将开关模块411~416统称为“开关模块410”,或者将开关模块411~416中的任一个单独称为“开关模块410”。也就是说,与第一实施方式的情况不同,U相电路41包括6个开关模块410。

开关模块411~416(开关桥臂的一个例子)在U相正极侧直流母线41P与U相负极侧直流母线41N之间并联连接。

开关模块415包括相当于上下桥臂的半导体开关415s1、415s2、回流二极管415d1、415d2、正极侧端子415P、负极侧端子415N、以及交流输出端子415O。

开关模块416包括相当于上下桥臂的半导体开关416s1、416s2、回流二极管416d1、416d2、正极侧端子416P、负极侧端子416N、以及交流输出端子416O。

以下,在第二实施方式以及后述第三实施方式和第四实施方式中,有时将半导体开关411s1、411s2、412s1、412s2、413s1、413s2、414s1、414s2、415s1、415s2、416s1、416s2统称为“半导体开关410s”,或者将其中的任一个单独称为“半导体开关410s”。另外,在第二实施方式以及后述第三实施方式和第四实施方式中,有时将相当于上述“开关模块410”的正极侧端子411P~416P的构成要素称为“正极侧端子410P”。另外,在第二实施方式以及后述第三实施方式和第四实施方式中,有时将相当于上述“开关模块410”的负极侧端子411N~416N的构成要素称为“负极侧端子410N”。另外,在第二实施方式以及后述第三实施方式和第四实施方式中,有时将相当于上述“开关模块410”的交流输出端子411O~416O的构成要素称为“交流输出端子410O”。

开关模块411~416具有相同的构成要素,由相同的电路构成。

U相交流母线41O在其一端与开关模块411~416各自的交流输出端子411O~416O彼此连接,并且在其另一端与U相输出端子41T连接。由此,逆变器电路40能够将自开关模块411~416输出的U相的交流电自U相输出端子41T输出至外部。

V相电路42与第一实施方式相同地包括V相正极侧直流母线42P、V相负极侧直流母线42N、开关模块421~424、以及V相交流母线42O。另外,与第一实施方式的情况不同,V相电路42还包括开关模块425、426。以下,在第二实施方式以及后述第三实施方式和第四实施方式中,有时将开关模块421~426统称为“开关模块420”,或者将开关模块421~426中的任一个单独称为“开关模块420”。也就是说,与第一实施方式的情况不同,V相电路42包括6个开关模块420。

开关模块421~426在V相正极侧直流母线42P与V相负极侧直流母线42N之间并联连接。

开关模块425包括相当于上下桥臂的半导体开关425s1、425s2、回流二极管425d1、425d2、正极侧端子425P、负极侧端子425N、以及交流输出端子425O。

开关模块426包括相当于上下桥臂的半导体开关426s1、426s2、回流二极管426d1、426d2、正极侧端子426P、负极侧端子426N、以及交流输出端子426O。

以下,在第二实施方式以及后述第三实施方式和第四实施方式中,有时将半导体开关421s1、421s2、422s1、422s2、423s1、423s2、424s1、424s2、425s1、425s2、426s1、426s2统称为“半导体开关420s”,或者将其中的任一个单独称为“半导体开关420s”。另外,在第二实施方式以及后述第三实施方式和第四实施方式中,有时将相当于上述“开关模块420”的正极侧端子421P~426P的构成要素称为“正极侧端子420P”。另外,在第二实施方式以及后述第三实施方式和第四实施方式中,有时将相当于上述“开关模块420”的负极侧端子421N~426N的构成要素称为“负极侧端子420N”。另外,在第二实施方式以及后述第三实施方式和第四实施方式中,有时将相当于上述“开关模块420”的交流输出端子421O~426O的构成要素称为“交流输出端子420O”。

开关模块421~426具有相同的构成要素,由相同的电路构成。

V相交流母线42O在其一端将开关模块421~426各自的交流输出端子421O~426O彼此连接,并且在其另一端与V相输出端子42T连接。由此,逆变器电路40能够将自开关模块421~426输出的V相的交流电自V相输出端子42T向外部输出。

W相电路43与第一实施方式相同地包括W相正极侧直流母线43P、W相负极侧直流母线43N、开关模块431~434、以及W相交流母线43O。另外,与第一实施方式不同,W相电路43还包括开关模块435、436。以下,在第二实施方式以及后述第三实施方式和第四实施方式中,有时将开关模块431~436统称为“开关模块430”,或者将开关模块431~436中的任一个单独称为“开关模块430”。也就是说,与第一实施方式的情况不同,W相电路43包括6个开关模块430。

开关模块431~436在W相正极侧直流母线43P与W相负极侧直流母线43N之间并联连接。

开关模块435包括相当于上下桥臂的半导体开关435s1、435s2、回流二极管435d1、435d2、正极侧端子435P、负极侧端子435N、以及交流输出端子435O。

开关模块436包括相当于上下桥臂的半导体开关436s1、436s2、回流二极管436d1、436d2、正极侧端子436P、负极侧端子436N、以及交流输出端子436O。

以下,在第二实施方式以及后述第三实施方式和第四实施方式中,有时将半导体开关431s1、431s2、432s1、432s2、433s1、433s2、434s1、434s2、435s1、435s2、436s1、436s2统称为“半导体开关430s”,或者将其中的任一个单独称为“半导体开关430s”。另外,在第二实施方式以及后述第三实施方式和第四实施方式中,有时将相当于上述“开关模块430”的正极侧端子431P~436P的构成要素称为“正极侧端子430P”。另外,在第二实施方式以及后述第三实施方式和第四实施方式中,有时将相当于上述“开关模块430”的负极侧端子431N~436N的构成要素称为“负极侧端子430N”。另外,在第二实施方式以及后述第三实施方式和第四实施方式中,有时将相当于上述“开关模块430”的交流输出端子431O~436O的构成要素称为“交流输出端子430O”。

开关模块431~436具有相同的构成要素,由相同的电路构成。

W相交流母线43O在其一端将开关模块431~436各自的交流输出端子431O~436O彼此连接,并且在其另一端与W相输出端子43T连接。由此,逆变器电路40能够将自开关模块431~436输出的W相的交流电自W相输出端子43T向外部输出。

<电力转换装置的结构>

图8、图9是示出第二实施方式的电力转换装置的一个例子的结构图。具体而言,图8是示出将电力转换装置1的壳体1H的一部分拆下的状态的立体图。图9是示出将电力转换装置1的壳体1H的一部分拆下,并且将输出端子40T以及U相交流母线41O、V相交流母线42O和W相交流母线43O拆下且使其向上方移动后的状态的分解立体图。图10是用于说明在X轴方向排列配置的各开关模块410中流过的电流的路径的图。在图10中,通过在X轴方向排列的3个开关模块410的电流的路径自最接近平滑电路20的开关模块410依次由空白箭头、斜线阴影箭头、以及涂黑箭头表示。

如图8、图9所示,平滑电路20、保险丝30、以及逆变器电路40与第一实施方式的情况相同地自壳体1H的内部的长度方向的一端部至另一端部(即,在X轴正向)依次排列配置。

另外,输出端子40T与第一实施方式的情况相同地配置于壳体1H的内部的长度方向(X轴方向)的中央部且壳体1H的内部的上部。具体而言,输出端子40T配置于壳体1H的内部的平滑电路20以及保险丝30的上方。

如上所述,输出端子40T包括U相输出端子41T、V相输出端子42T、以及W相输出端子43T。U相输出端子41T、V相输出端子42T、以及W相输出端子43T与第一实施方式的情况相同地自壳体1H的内部的短边方向的一端部至中央部(即,在Y轴正向)依次排列配置。

如上所述,逆变器电路40包括由U相电路41、V相电路42、以及W相电路43构成的电桥电路。

如图8、图9所示,U相电路41、V相电路42、以及W相电路43与第一实施方式的情况相同地自Y轴负向的端部朝向Y轴正向的端部在Y轴方向依次排列配置。

U相电路41包括6个开关模块410(即,相当于上述开关模块411~416)。

6个开关模块410以在X轴方向等间隔地排列3个而配置的两个组在Y轴方向排列成两列的方式配置。另外,6个开关模块410与第一实施方式的情况相同地配置于在壳体1H的底面载置的其他的部件之上。

开关模块410与第一实施方式的情况相同地以俯视的长度方向沿大致X轴方向的方式配置。在开关模块410中,沿其长度方向(即,X轴方向),按照接近平滑电路20(平滑用电容器21)的顺序依次排列配置交流输出端子410O、负极侧端子410N、以及正极侧端子410P。

如图8、图9所示,在开关模块410的上端部,与第一实施方式的情况相同地,U相层压母线41PN以与X轴方向以及Y轴方向大致平行的方式配置。

U相层压母线41PN遍及在X轴方向以及Y轴方向覆盖6个开关模块410的范围而配置。

如图8、图9所示,U相交流母线41O将开关模块410的交流输出端子410O和U相输出端子41T之间连接。U相交流母线41O与第一实施方式的情况相同地包括U相并联连接用母线41O1、U相输出用母线41O2。

如图8、图9所示,U相并联连接用母线41O1在俯视时6个开关模块410中的自平滑电路20最远的开关模块410的附近与U相输出用母线41O2连接。具体而言,U相并联连接用母线41O1在比俯视时在Y轴方向两列配置的、在X轴方向排列的3个开关模块410的组中的离平滑电路20最远的端部的开关模块410在X轴方向远离平滑电路20的位置与U相输出用母线41O2连接。

更具体而言,U相并联连接用母线41O1包括六个腿部41O1a以及连接部41O1b。

六个腿部41O1a各自具有在X轴方向以及Z轴方向大致平行的平板形状。六个腿部41O1a各自具有载置于6个开关模块410的交流输出端子410O的支承面部、以及自支承面部朝上(Z轴正向)延伸出来的主腿部。另外,六个腿部41O1a各自的Z轴方向的尺寸设定为大致相同。另外,六个腿部41O1a各自的截面积设定为大致相同。由此,能够使六个腿部41O1a各自的电流密度大致相等。

连接部41O1b具有与X轴方向以及Y轴方向大致平行的平板形状,其将六个腿部41O1a连接。具体而言,连接部41O1b具有俯视时大致矩形形状,其以遍及配置六个腿部41O1a的范围而在X轴方向以及Y轴方向延伸的方式。连接部41O1b的X轴正向的端部设在比6个开关模块410中的位于X轴正向的端部的两个开关模块410的交流输出端子410O在X轴正向远离的位置,并且与U相输出用母线41O2连接。

如图10所示,自U相电路41的直流输入端通过在X轴方向排列的3个开关模块410直至到达U相并联连接用母线41O1与U相输出用母线41O2的连接部的电流的路径中的在Z轴方向流过的路径的长度全部大致相等。如上所述,这是由于六个腿部41O1a的Z轴方向的尺寸大致相同。另外,自U相电路41的直流输入端通过在X轴方向排列的3个开关模块410直至到达U相并联连接用母线41O1与U相输出用母线41O2的连接部的电流的路径中的在X轴方向流过的路径的长度也全部大致相等。这是由于层压母线20PN、U相层压母线41PN、以及连接部41O1b以与X轴方向以及Y轴方向大致平行的方式配置。由此,U相电路41的直流输入端通过在X轴方向排列的3个开关模块410的各自直至到达U相并联连接用母线41O1与U相输出用母线41O2的连接部的电流的路径整体的长度全部大致相等。另外,对于另一列的在X轴方向排列的3个开关模块410也是相同的。由此,自平滑电路20通过6个开关模块410的各自直至到达U相输出端子41T的电流的路径整体的长度全部大致相等。同样地,对于自U相输出端子41T通过6个开关模块410的各自直至到达平滑电路20的电流的路径整体的长度也全部大致相等。

另外,针对通过6个开关模块410的各个的六个电力路径的每一个路径,连接部41O1b以其电流密度与U相正极侧直流母线41P以及U相负极侧直流母线41N大致相等的方式设定其截面积、即其宽度以及厚度。由此,通过6个开关模块410的各个的平滑电路20与U相输出端子41T之间的电力路径的长度以及电流密度全部大致相等。因此,能够使通过6个开关模块410的各自的平滑电路20与U相输出端子41T之间的一个循环的电力路径的电感全部大致相等、均匀化。

如图8、图9所示,U相输出用母线41O2将U相并联连接用母线41O1和U相输出端子41T之间连接。U相输出用母线41O2具有自U相并联连接用母线41O1的连接部41O1b的X轴正向的端部朝上延伸出来的折回部、以及自折回部的上端以与X轴方向以及Y轴方向大致平行的方式朝向U相输出端子41T延伸出来的主部。

V相电路42与U相电路41同样地包括6个开关模块420(相当于上述开关模块421~426)。

由于6个开关模块420的配置结构与U相电路41的6个开关模块410的情况相同,因此省略说明。

开关模块420与开关模块410同样地以俯视的长度方向沿大致X轴方向的方式配置。在开关模块420中,沿其长度方向(即,X轴方向),按照接近平滑电路20(平滑用电容器21)的顺序依次排列配置交流输出端子420O、负极侧端子420N、以及正极侧端子420P。

在开关模块420的上端部,V相层压母线42PN以与X轴方向以及Y轴方向大致平行的方式配置。

V相层压母线42PN遍及在X轴方向以及Y轴方向覆盖6个开关模块420的范围而配置。

如图8、图9所示,V相交流母线42O将开关模块420的交流输出端子420O和V相输出端子42T之间连接。V相交流母线42O包括V相并联连接用母线42O1以及V相输出用母线42O2。

由于V相交流母线42O的配置以及结构与U相交流母线41O的情况相同,因此省略说明。

W相电路43与U相电路41同样地包括6个开关模块430(相当于上述开关模块431~436)。

由于6个开关模块430的配置结构与U相电路41的6个开关模块410的情况相同,因此省略说明。

开关模块430以俯视的长度方向沿大致X轴方向的方式配置。在开关模块430中,沿其长度方向(即,X轴方向),按照接近平滑电路20(平滑用电容器21)的顺序依次排列配置交流输出端子430O、负极侧端子430N、以及正极侧端子430P。

在开关模块430的上端部,W相层压母线43PN以与X轴方向以及Y轴方向大致平行的方式配置。

W相层压母线43PN遍及在X轴方向以及Y轴方向覆盖6个开关模块430的范围而配置。

由于W相层压母线43PN的详细结构与U相层压母线41PN的情况相同,因此省略说明。

如图8、图9所示,W相交流母线43O将开关模块430的交流输出端子430O和W相输出端子43T之间连接。W相交流母线43O包括W相并联连接用母线43O1以及W相输出用母线43O2。

由于W相交流母线43O的配置以及结构与U相交流母线41O的情况相同,因此省略说明。

这样,在第二实施方式中,U相并联连接用母线41O1以使通过6个开关模块410的各自的、U相层压母线41PN的直流输入端与U相输出用母线41O2的连接部之间的电力路径的长度大致相等的方式构成。另外,U相并联连接用母线41O1以遍及通过6个开关模块410的各自的、U相层压母线41PN的直流输入端与U相输出用母线41O2的连接部之间的每个电力路径的路径整体的电流密度大致相等的方式构成。具体而言,六个腿部41O1a以彼此具有大致相同长度以及大致相同截面积,且各自的电流密度全部大致相等的方式构成。另外,针对每个通过6个开关模块410的各自的电力路径,连接部41O1b以其电流密度与正极侧直流母线40P以及负极侧直流母线40N的电流密度大致相等的方式构成。也就是说,U相并联连接用母线41O1以六个电力路径的每一个的长度以共通部分(即,六个腿部41O1a)的电流密度全部大致相等的方式构成。并且,U相并联连接用母线41O1以其之外的部分、即相当于每个电力路径的长度的差的部分(连接部41O1b)的电流密度针对六个电力路径的每一个与正极侧直流母线40P以及负极侧直流母线40N的电流密度大致相等的方式构成。由此,通过6个开关模块410的各自的、平滑电路20与U相输出端子41T之间的一个循环的电力路径的长度以及电流密度全部大致相等。因此,能够使通过6个开关模块410的各自的、平滑电路20与U相输出端子41T之间的一个循环的电力路径的电感全部大致相等、均匀化。同样地,V相并联连接用母线42O1以通过6个开关模块420的各自的、V相层压母线42PN的直流输入端与和V相输出用母线42O2的连接部之间的电力路径的长度全部大致相等的方式构成。另外,V相并联连接用母线42O1以遍及通过6个开关模块420的各自的、V相层压母线42PN的直流输入端与和V相输出用母线42O2的连接部之间的每个电力路径的路径整体的电流密度大致相等的方式构成。由此,能够使通过6个开关模块420的各自的、平滑电路20与V相输出端子42T之间的一个循环的电力路径的电感全部大致相等、均匀化。同样地,W相并联连接用母线43O1以通过6个开关模块430的各自的、W相层压母线43PN的直流输入端与和W相输出用母线43O2的连接部之间的电力路径的长度全部大致相等的方式构成。另外,W相并联连接用母线43O1以遍及通过6个开关模块430的各自的、W相层压母线43PN的直流输入端与和W相输出用母线43O2的连接部之间的每个电力路径的路径整体的电流密度大致相等的方式构成。因此,能够使通过6个开关模块430的各自的平滑电路20与W相输出端子43T之间的一个循环的电力路径的电感全部大致相等、均匀化。由此,能够抑制6个开关模块410、6个开关模块420、以及6个开关模块430的各自的电流的不平衡,从而能够实现电流的均匀化。

需要说明的是,在第二实施方式中,对于并联连接的开关模块410的个数,只要通过各个开关模块410的、U相层压母线41PN的直流输入端与、和U相输出用母线41O2的连接部之间的电力路径的长度大致相等且每个路径的遍及路径整体的电流密度相等地构成,则可以为任意个数。即,并联连接的开关模块410的个数可以为2个以上其5个以下,也可以为7个以上。另外,对于开关模块420、开关模块430的个数也可以相同。另外,在第二实施方式中,只要通过各个开关模块410的、U相层压母线41PN的直流输入端与和U相输出用母线41O2的连接部之间的电力路径的长度大致相等且每个路径的遍及路径整体的电流密度相等地构成,则多个开关模块410可以任意配置。例如,多个开关模块410可以在X轴方向排列成一列,也可以为在X轴方向排列的一列的组在Y轴方向排列3列以上。另外,对于开关模块420、开关模块430的配置也可以相同。另外,在第二实施方式中,只要通过各个开关模块410的、U相层压母线41PN的直流输入端与和U相输出用母线41O2的连接部之间的电力路径的长度大致相等且每个路径的遍及路径整体的电流密度相等地构成,则U相并联连接用母线41O1的构成可以为任意。例如,U相并联连接用母线41O1可以构成为仅连接部41O1b中的与X轴方向的两端的腿部41O1a的连接部之间的部分的每个电力路径的电流密度与U相正极侧直流母线41P以及U相负极侧直流母线41N大致相等。即,U相并联连接用母线41O1的连接部41O1b构成为至少自6个开关模块410各自的全部路径直至合流的每个路径区间的电流密度与U相正极侧直流母线41P以及U相负极侧直流母线41N大致相等。另外,对于V相并联连接用母线42O1、W相并联连接用母线43O1的构成也可以相同。

[第三实施方式]

接下来,参照图11、图12,对第三实施方式进行说明。由于第三实施方式的电力转换装置1的电路构成与上述第二实施方式(图7)相同,因此省略说明。以下,以与第一实施方式、第二实施方式的电力转换装置1不同的部分为中心进行说明,有时简略化或省略与第一实施方式、第二实施方式相同或对应的内容的说明。

<电力转换装置的结构>

图11、图12是示出第三实施方式的电力转换装置1的一个例子的结构图。具体而言,图11是示出将电力转换装置1的壳体1H的一部分拆下的状态的立体图。图12是示出将电力转换装置1的壳体1H的一部分拆下,并且将输出端子40T以及U相输出用母线41O2、V相输出用母线42O2、以及W相输出用母线43O2拆下且使其向上方移动后的状态的分解立体图。

如图11、图12所示,与第一实施方式等的情况相同,平滑电路20、保险丝30、以及逆变器电路40自壳体1H的内部的长度方向的一端部至另一端部(即,在X轴正向)依次排列配置。

另外,与第一实施方式等的情况相同,输出端子40T配置于壳体1H的内部的长度方向(X轴方向)的中央部且壳体1H的内部的上部。具体而言,输出端子40T配置于壳体1H的内部的平滑电路20以及保险丝30的上方。

如上所述,输出端子40T包括U相输出端子41T、V相输出端子42T、以及W相输出端子43T。与第一实施方式等的情况相同,U相输出端子41T、V相输出端子42T、以及W相输出端子43T自壳体1H的内部的短边方向的一端部至中央部(即,在Y轴正向)依次排列配置。

如上所述,逆变器电路40包括由U相电路41、V相电路42、以及W相电路43构成的电桥电路。

如图11、图12所示,与第一实施方式等的情况相同,U相电路41、V相电路42、以及W相电路43自Y轴负向的端部朝向Y轴正向的端部在Y轴方向依次排列配置。

与第二实施方式的情况相同,U相电路41包括6个开关模块410(即,相当于上述开关模块411~416)。

与第二实施方式的情况相同,6个开关模块410是在X轴方向等间隔排列配置3个的两个组在Y轴方向排列配置两列。另外,与第一实施方式等的情况相同,6个开关模块410配置于在壳体1H的底面载置的其他的部件之上。

与第一实施方式等的情况相同,开关模块410以俯视的长度方向沿大致X轴方向的方式配置。在开关模块410中,沿其长度方向(即,X轴方向),按照接近平滑电路20(平滑用电容器21)的顺序依次排列配置交流输出端子410O、负极侧端子410N、以及正极侧端子410P。

如图12所示,在开关模块410的上端部,与第一实施方式等的情况相同,U相层压母线41PN以与X轴方向以及Y轴方向大致平行地方式配置。

U相层压母线41PN以遍及在X轴方向以及Y轴方向覆盖6个开关模块410的范围的方式配置。

如图12所示,U相交流母线41O将开关模块410的交流输出端子410O和U相输出端子41T之间连接。与第一实施方式等的情况相同,U相交流母线41O包括U相并联连接用母线41O1和U相输出用母线41O2。

U相并联连接用母线41O1具有与X轴方向以及Y轴方向大致平行的平板形状,且具有俯视时遍及覆盖6个开关模块410的范围的大致矩形形状。U相并联连接用母线41O1在U相层压母线41PN的最上层的绝缘层41I2(参照图4)之上进一步层叠。由此,U相负极侧直流母线41N、U相正极侧直流母线41P、以及U相并联连接用母线41O1构成隔着绝缘层41I1、41I2自下依次层叠的层压构造的U相层压母线41PNO。因此,U相并联连接用母线41O1的电流密度与U相正极侧直流母线41P以及U相负极侧直流母线41N大致相等。

如图11、图12所示,在U相并联连接用母线41O1中,在与6个开关模块410对应的位置设有俯视时为大致矩形的相对较大的贯通孔。由此,能够使开关模块410的正极侧端子410P(即,U相正极侧直流母线41P的紧固用的贯通孔)、负极侧端子410N(即,U相负极侧直流母线41N的紧固用的贯通孔)、以及交流输出端子410O在俯视时露出。因此,工作人员能够自U相并联连接用母线41O1之上触及开关模块410的正极侧端子410P、负极侧端子410N、以及交流输出端子410O。

如图11、图12所示,U相输出用母线41O2将U相并联连接用母线41O1和U相输出端子41T之间连接。U相输出用母线41O2在U相并联连接用母线41O1的X轴正向的端部、即在比两列在X轴方向排列3个的开关模块410的X轴正向的端部的开关模块410的交流输出端子410O在X轴正向远离的位置连接。另外,U相输出用母线41O2在U相并联连接用母线41O1的X轴正向的端部且在两列在X轴方向排列3个的开关模块410的组的交流输出端子410O彼此之间的Y轴方向的大致中央位置连接。由此,通过6个开关模块410各自的、U相电路41的直流输入端与U相并联连接用母线41O1和U相输出用母线41O2的连接部之间的电力路径的长度全部大致相等。因此,通过6个开关模块410各自的、平滑电路20与U相输出端子41T之间的一个循环的电力路径的长度以及电流密度全部大致相等。由此,能够使通过6个开关模块410的平滑电路20与U相输出端子41T之间的一个循环的电力路径的电感大致相等、均匀化

与U相电路41相同,V相电路42包括6个开关模块420(相当于上述开关模块421~426)。

由于6个开关模块420的配置结构与U相电路41的6个开关模块410的情况相同,因此省略说明。

与开关模块410相同,开关模块420以俯视的长度方向沿大致X轴方向的方式配置。在开关模块420中,沿其长度方向(即,X轴方向)按照接近平滑电路20(平滑用电容器21)的顺序依次排列配置交流输出端子420O、负极侧端子420N、以及正极侧端子420P。

如图12所示,在开关模块420的上端部,V相层压母线42PN以与X轴方向以及Y轴方向大致平行的方式配置。

V相层压母线42PN以遍及在X轴方向以及Y轴方向覆盖6个开关模块420的范围的方式配置。

如图12所示,V相交流母线42O将开关模块420的交流输出端子420O和V相输出端子42T之间连接。V相交流母线42O包括V相并联连接用母线42O1和V相输出用母线42O2。

V相并联连接用母线42O1具有与X轴方向以及Y轴方向大致平行的平板形状,且具有俯视时遍及覆盖6个开关模块420的范围的大致矩形形状。V相并联连接用母线42O1在V相层压母线42PN的最上层的绝缘层42I2(参照图4)之上进一步层叠。由此,V相负极侧直流母线42N、V相正极侧直流母线42P、以及V相并联连接用母线42O1构成隔着绝缘层42I1、42I2自下依次层叠的层压构造的V相层压母线42PNO。因此,V相并联连接用母线42O1的电流密度与V相正极侧直流母线42P以及V相负极侧直流母线42N大致相等。

由于V相交流母线42O(V相并联连接用母线42O1以及V相输出用母线42O2)的配置以及结构与U相交流母线41O的情况相同,因此省略说明。

与U相电路41相同,W相电路43包括6个开关模块430(相当于上述开关模块431~436)。

由于6个开关模块430的配置结构与U相电路41的6个开关模块410的情况相同,因此省略说明。

与开关模块410相同,开关模块430以俯视的长度方向沿大致X轴方向的方式配置。在开关模块430中,沿其长度方向(即,X轴方向),按照接近平滑电路20(平滑用电容器21)的顺序依次排列配置交流输出端子430O、负极侧端子430N、以及正极侧端子430P。

如图12所示,在开关模块430的上端部,W相层压母线43PN以与X轴方向以及Y轴方向大致平行的方式配置。

W相层压母线43PN以遍及在X轴方向以及Y轴方向覆盖6个开关模块430的范围的方式配置。

如图12所示,W相交流母线43O将开关模块430的交流输出端子430O和W相输出端子43T之间连接。W相交流母线43O包括W相并联连接用母线43O1和W相输出用母线43O2。

W相并联连接用母线43O1具有与X轴方向以及Y轴方向大致平行的平板形状,并且具有俯视时遍及覆盖6个开关模块430的范围的大致矩形形状。W相并联连接用母线43O1在W相层压母线43PN的最上层的绝缘层43I2(参照图4)之上进一步层叠。由此,W相负极侧直流母线43N、W相正极侧直流母线43P、以及W相并联连接用母线43O1构成隔着绝缘层43I1、43I2自下依次层叠的层压构造的W相层压母线43PNO。因此,W相并联连接用母线43O1的电流密度与W相正极侧直流母线43P以及W相负极侧直流母线43N大致相等。

由于W相交流母线43O(W相并联连接用母线43O1以及W相输出用母线43O2)的配置以及结构与U相交流母线41O的情况相同,因此省略说明。

这样,在第三实施方式中,具有U相并联连接用母线41O1与U相正极侧直流母线41P以及U相负极侧直流母线41N一同彼此隔着绝缘层41I1、41I2层叠的层压构造。另外,U相并联连接用母线41O1在比6个开关模块410中的X轴正向的端部的开关模块410的交流输出端子410O在X轴正向远离的位置与U相输出用母线41O2连接。由此,通过6个开关模块410各自的、平滑电路20与U相输出端子41T之间的一个循环的电力路径的长度以及电流密度全部大致相等。因此,能够使通过6个开关模块410各自的、平滑电路20与U相输出端子41T之间的一个循环的电力路径的电感大致相等、均匀化。同样地,具有V相并联连接用母线42O1与V相正极侧直流母线42P以及V相负极侧直流母线42N一同彼此隔着绝缘层42I1、42I2层叠的层压构造。另外,V相并联连接用母线42O1在比6个开关模块420中的X轴正向的端部的开关模块420的交流输出端子420O在X轴正向远离的位置与V相输出用母线42O2连接。由此,通过6个开关模块420各自的、平滑电路20与V相输出端子42T之间的一个循环的电力路径的长度以及电流密度全部大致相等。因此,能够使通过6个开关模块420各自的、平滑电路20与V相输出端子42T之间的一个循环的电力路径的电感大致相等、均匀化。同样地,具有W相并联连接用母线43O1与W相正极侧直流母线43P以及W相负极侧直流母线43N一同彼此隔着绝缘层43I1、43I2层叠的层压构造。另外,W相并联连接用母线43O1在比6个开关模块430中的X轴正向的端部的开关模块430的交流输出端子430O在X轴正向远离的位置与W相输出用母线43O2连接。由此,通过6个开关模块430各自的、平滑电路20与W相输出端子43T之间的一个循环的电力路径的长度以及电流密度全部大致相等。因此,能够使通过6个开关模块430各自的、平滑电路20与W相输出端子43T之间的一个循环的电力路径的电感大致相等、均匀化。由此,能够抑制6个开关模块410、6个开关模块420、以及6个开关模块430各自的电流的不平衡,从而能够实现电流的均匀化。

另外,在第三实施方式中,并联连接的开关模块410的个数可以为任意个数,其可以为两个以上且5个以下,也可以为7个以上。对于开关模块420、开关模块430的个数也相同。另外,在第三实施方式中,多个开关模块410的配置可以为任意,例如,多个开关模块410可以在X轴方向排列成一列,也可以为在X轴方向排列的一列的组在Y轴方向排列3列以上。

[第四实施方式]

接下来,参照图13、图14,对第四实施方式进行说明。由于第四实施方式的电力转换装置1的电路构成与上述第二实施方式(图7)相同,因此省略说明。以下,以与第一实施方式~第三实施方式的电力转换装置1不同的部分为中心进行说明,有时简略化或省略与第一实施方式~第三实施方式相同或对应的内容的说明。

<电力转换装置的结构>

图13、图14是示出第四实施方式的电力转换装置1的一个例子的结构图。具体而言,图13是示出将电力转换装置1的壳体1H的一部分拆下后的状态的立体图。图14是示出将电力转换装置1的壳体1H的一部分拆下且将将输出端子40T拆下并将其向上方移动后的状态的分解立体图。

如图13、图14所示,与第一实施方式等的情况相同,平滑电路20、保险丝30、以及逆变器电路40自壳体1H的内部的长度方向的一端部至另一端部(即,在X轴正向)依次排列配置。

另外,与第一实施方式等的情况相同,输出端子40T在壳体1H的内部的长度方向(X轴方向)的中央部且壳体1H的内部的上部配置。具体而言,输出端子40T在壳体1H的内部的平滑电路20以及保险丝30的上方配置。

如上所述,输出端子40T包括U相输出端子41T、V相输出端子42T、以及W相输出端子43T。与第一实施方式等的情况相同,U相输出端子41T、V相输出端子42T、以及W相输出端子43T自壳体1H的内部的短边方向的一端部至中央部(即,在Y轴正向)依次排列配置。

如上所述,逆变器电路40包括由U相电路41、V相电路42、以及W相电路43构成的电桥电路。

如图13、图14所示,与第一实施方式等的情况相同,U相电路41、V相电路42、以及W相电路43自Y轴负向的端部朝向Y轴正向的端部在Y轴方向依次排列配置。

与第二实施方式等的情况相同,U相电路41包括6个开关模块410(即,相当于上述开关模块411~416)。

与第二实施方式等的情况相同,6个开关模块410是在X轴方向等间隔排列配置3个的两个组在Y轴方向排列配置为两列。另外,与第一实施方式等的情况相同,6个开关模块410配置于在壳体1H的底面载置的其他的部件之上。

与第一实施方式等的情况相同,开关模块410以俯视的长度方向沿大致X轴方向的方式配置。在开关模块410中,沿其长度方向(即,X轴方向),按照接近平滑电路20(平滑用电容器21)的顺序依次排列配置交流输出端子410O、负极侧端子410N、以及正极侧端子410P。

如图13、图14所示,在开关模块410的上端部,与第一实施方式等的情况相同,U相层压母线41PN以与X轴方向以及Y轴方向大致平行的方式配置。

U相层压母线41PN以遍及在X轴方向以及Y轴方向覆盖6个开关模块410的范围的方式配置。

如图13、图14所示,U相交流母线41O将开关模块410的交流输出端子410O和U相输出端子41T之间连接。与第一实施方式等的情况相同,U相交流母线41O包括U相并联连接用母线41O1和U相输出用母线41O2。

与第三实施方式相同,U相并联连接用母线41O1具有与X轴方向以及Y轴方向大致平行的平板形状,并且具有俯视时遍及覆盖6个开关模块410的范围的大致矩形形状。U相并联连接用母线41O1在U相层压母线41PN的最上层的绝缘层41I2(参照图4)之上进一步层叠。由此,U相负极侧直流母线41N、U相正极侧直流母线41P、以及U相并联连接用母线41O1构成隔着绝缘层41I1、41I2自下依次层叠的层压构造的U相层压母线41PNO。因此,U相并联连接用母线41O1的电流密度与U相正极侧直流母线41P以及U相负极侧直流母线41N大致相等。

如图13、图14所示,U相输出用母线41O2将U相并联连接用母线41O1和U相输出端子41T之间连接。U相输出用母线41O2与U相并联连接用母线41O1的X轴负向的端部、即比二列在X轴方向排列3个的开关模块410的X轴负向的端部的开关模块410的交流输出端子410在X轴负向远离的位置连接。另外,U相输出用母线41O2与U相并联连接用母线41O1的X轴负向的端部且两列在X轴方向排列3个的开关模块410的组的交流输出端子410O彼此之间的Y轴方向的大致中央位置连接。由此,朝向6个开关模块410的各自而流过U相正极侧直流母线41P的电流的朝向为X轴正向。另一方面,自6个开关模块410各自朝向U相输出端子41T而流过U相并联连接用母线41O1的电流的朝向为相反的X轴负向。因此,通过相同电流密度的电流在相反朝向流过,由U相正极侧直流母线41P以及U相并联连接用母线41O1各自的电流产生的磁场抵消,从而能够较大地降低其电感。同样地,自U相输出端子41T朝向6个开关模块410各自而流过U相并联连接用母线41O1的电流的朝向为X轴正向。另一方面,自6个开关模块410各自朝向平滑电路20而流过U相负极侧直流母线41N的电流的朝向为X轴负向。因此,通过相同大小的电流在相反朝向流过,由U相负极侧直流母线41N以及U相并联连接用母线41O1各自的电流产生的磁场抵消,从而能够较大地降低其电感。由此,通过6个开关模块410的、平滑电路20与U相输出端子41T之间的一个循环的电力路径各自的电感变得非常小,从而能够抑制电力路径间的电感的差异,实现电感的均匀化。

与U相电路41相同,V相电路42包括6个开关模块420(相当于上述开关模块421~426)。

由于6个开关模块420的配置结构与U相电路41的6个开关模块410的情况相同,因此省略说明。

与开关模块410相同,开关模块420以俯视的长度方向沿大致X轴方向的方式配置。在开关模块420中,沿其长度方向(即,X轴方向),按照接近平滑电路20(平滑用电容器21)的顺序依次排列配置交流输出端子420O、负极侧端子420N、以及正极侧端子420P。

如图13、图14所示,在开关模块420的上端部,V相层压母线42PN以与X轴方向以及Y轴方向大致平行的方式配置。

V相层压母线42PN以遍及在X轴方向以及Y轴方向覆盖6个开关模块420的范围的方式配置。

如图13、图14,V相交流母线42O将开关模块420的交流输出端子420O和V相输出端子42T之间连接。V相交流母线42O包括V相并联连接用母线42O1和V相输出用母线42O2。

与第三实施方式的情况相同,V相并联连接用母线42O1具有与X轴方向以及Y轴方向大致平行的平板形状,并且具有俯视时遍及覆盖6个开关模块420的范围的大致矩形形状。V相并联连接用母线42O1在V相层压母线42PN的最上层的绝缘层42I2(参照图4)之上进一步层叠。由此,V相负极侧直流母线42N、V相正极侧直流母线42P、以及V相并联连接用母线42O1构成隔着绝缘层42I1、42I2自下依次层叠的层压构造的V相层压母线42PNO。因此,V相并联连接用母线42O1的电流密度与V相正极侧直流母线42P以及V相负极侧直流母线42N大致相等。

由于V相交流母线42O(V相并联连接用母线42O1以及V相输出用母线42O2)的配置以及结构与U相交流母线41O的情况相同,因此省略说明。

与U相电路41相同,W相电路43包括6个开关模块430(相当于上述开关模块431~436)。

由于6个开关模块430的配置结构与U相电路41的6个开关模块410的情况相同,因此省略说明。

与开关模块410相同,开关模块430以俯视的长度方向沿大致X轴方向的方式配置。在开关模块430中,沿其长度方向(即,X轴方向)按照接近平滑电路20(平滑用电容器21)的顺序依次排列配置交流输出端子430O、负极侧端子430N、以及正极侧端子430P。

如图13、图14所示,在开关模块430的上端部,W相层压母线43PN以与X轴方向以及Y轴方向大致平行的方式配置。

W相层压母线43PN以遍及在X轴方向以及Y轴方向覆盖6个开关模块430的范围的方式配置。

如图13、图14所示,W相交流母线43O将开关模块430的交流输出端子430O和W相输出端子43T之间连接。W相交流母线43O包括W相并联连接用母线43O1和W相输出用母线43O2。

与第三实施方式的情况相同,W相并联连接用母线43O1具有与X轴方向以及Y轴方向大致平行的平板形状,并且具有俯视时遍及覆盖6个开关模块430的范围的大致矩形形状。W相并联连接用母线43O1在W相层压母线43PN的最上层的绝缘层43I2(参照图4)之上进一步层叠。由此,W相负极侧直流母线43N、W相正极侧直流母线43P、以及W相并联连接用母线43O1构成隔着绝缘层43I1,43I2自下依次层叠的层压构造的W相层压母线43PNO。因此,W相并联连接用母线43O1的电流密度与W相正极侧直流母线43P以及W相负极侧直流母线43N大致相等。

由于W相交流母线43O(W相并联连接用母线43O1以及W相输出用母线43O2)的配置以及结构与U相交流母线41O的情况相同,因此省略说明。

这样,在第四实施方式中,具有U相并联连接用母线41O1与U相正极侧直流母线41P以及U相负极侧直流母线41N一同彼此隔着绝缘层41I1、41I2层叠的层压构造。另外,U相并联连接用母线41O1在比6个开关模块410中的X轴负向的端部的开关模块410的交流输出端子410O在X轴负向远离的位置与U相输出用母线41O2连接。由此,通过6个开关模块410各自的、前后的U相正极侧直流母线41P和U相并联连接用母线41O1的电流以及U相并联连接用母线41O1和U相负极侧直流母线41N的电流成为相同电流密度且空间上相反朝向。因此,由U相正极侧直流母线41P和U相并联连接用母线41O1的电流以及U相并联连接用母线41O1和U相负极侧直流母线41N的电流产生的磁场抵消,从而能够使这些电力路径的电感非常小。其结果,能够抑制通过6个开关模块410各自的、平滑电路20与U相输出端子41T之间的一个循环的电力路径的电感的路径间的差异,从而唔够实现电感的均匀化。同样地,具有V相并联连接用母线42O1与V相正极侧直流母线42P以及V相负极侧直流母线42N一同彼此隔着绝缘层42I1、42I2层叠的层压构造。另外,V相并联连接用母线42O1在比6个开关模块420中的X轴负向的端部的开关模块420的交流输出端子420O在X轴负向远离的位置与V相输出用母线42O2连接。由此,通过6个开关模块420各自的、前后的V相正极侧直流母线42P和V相并联连接用母线42O1的电流以及V相并联连接用母线42O1和V相负极侧直流母线42N的电流成为相同电流密度且空间上相反朝向。因此,由V相正极侧直流母线42P和V相并联连接用母线42O1的电流以及V相并联连接用母线42O1和V相负极侧直流母线42N的电流产生的磁场抵消,从而能够使这些电力路径的电感非常小。其结果,能够抑制通过6个开关模块420各自的、平滑电路20与V相输出端子42T之间的一个循环的电力路径的电感的路径间的差异,从而能够实现电感的均匀化。同样地,具有W相并联连接用母线43O1与W相正极侧直流母线43P以及W相负极侧直流母线43N一同彼此隔着绝缘层43I1、43I2层叠的压构造。另外,W相并联连接用母线43O1在比6个开关模块430中的X轴负向的端部的开关模块430的交流输出端子430O在X轴负向远离的位置与W相输出用母线43O2连接。由此,通过6个开关模块430各自的、前后的W相正极侧直流母线43P和W相并联连接用母线43O1的电流以及W相并联连接用母线43O1和W相负极侧直流母线43N的电流成为相同电流密度且空间上相反朝向。因此,由W相正极侧直流母线43P和W相并联连接用母线43O1的电流以及W相并联连接用母线43O1和W相负极侧直流母线43N的电流产生的磁场抵消,从而能够使这些电力路径的电感非常小。其结果,能够抑制通过6个开关模块430各自的、平滑电路20与W相输出端子43T之间的一个循环的电力路径的电感的路径间的差异,从而能够实现电感的均匀化。由此,能够抑制6个开关模块410、6个开关模块420、以及6个开关模块430各自的电流的不平衡,从而能够实现电流的均匀化。

另外,在第四实施方式,并联连接的开关模块410的个数为任意个数,可以为两个以上且5个以下,也可以为7个以上。另外,对于开关模块420、开关模块430的个数也相同。另外,在第四实施方式中,多个开关模块410的配置为任意,例如,多个开关模块410可以为在X轴方向排列为一列,也可以为在X轴方向排列为一列的组在Y轴方向排列3列以上。

[作用]

接下来,对本实施方式的电力转换装置1的作用进行说明。

在本实施方式(第一实施方式)中,电力转换装置1包括平滑电路20、逆变器电路40、以及输出端子40T。具体而言,逆变器电路40包括U相电路41,该U相电路41通过多个包括多个半导体开关410s的上下桥臂串联连接的开关模块410并联连接且多个开关模块410各自的上下桥臂的连接点(交流输出端子410O)彼此连接而构成。同样地,逆变器电路40包括V相电路42,该V相电路42通过多个包括多个半导体开关420s的上下桥臂串联连接的开关模块420并联连接且多个开关模块420各自的上下桥臂的连接点(交流输出端子420O)彼此连接而构成。同样地,逆变器电路40包括W相电路43,该W相电路43通过多个包括多个半导体开关430s的上下桥臂串联连接的开关模块430并联连接且多个开关模块430各自的上下桥臂的连接点(交流输出端子430O)彼此连接而构成。即,逆变器电路40包括通过输出电路(U相电路41、V相电路42、以及W相电路43)并联连接多个相而构成的电桥电路。并且,逆变器电路40基于自平滑电路20输入的直流电,输出规定的交流电。另外,输出端子40T将来自逆变器电路40的规定的交流电输出至外部。另外,逆变器电路40包括将多个开关模块410、420、430的正极侧端子410P、420P、430P彼此连接的正极侧直流母线40P、以及将多个开关模块410、420、430的负极侧端子410N、420N、430N彼此连接的负极侧直流母线40N。另外,逆变器电路40包括将多个开关模块410的交流输出端子410O彼此连接的U相并联连接用母线41O1。同样地,逆变器电路40包括将多个开关模块420的交流输出端子420O彼此连接的V相并联连接用母线42O1。同样地,逆变器电路40包括将多个开关模块430的交流输出端子430O彼此连接的W相并联连接用母线43O1。另外,正极侧直流母线40P以及负极侧直流母线40N具有隔着绝缘层41I1、42I1、43I1层叠的层压构造。并且,U相并联连接用母线41O1以多个开关模块410中含有的全部的桥臂(半导体开关410s)与、自多个开关模块410各自的全部的路径合流的合流部之间的各个路径的长度大致相等的方式构成。同样地,V相并联连接用母线42O1以多个开关模块420中含有的全部的桥臂(半导体开关420s)与、自多个开关模块420各自的全部的路径合流的合流部之间的各个路径的长度大致相等的方式构成。同样地,W相并联连接用母线43O1以多个开关模块430中含有的全部的桥臂(半导体开关430s)与、自多个开关模块430各自的全部的路径合流的合流部之间的各个路径的长度大致相等的方式构成。

例如,在逆变器电路中,通过将多个开关桥臂并联连接,能够增加电力转换装置的电流容量。

在该情况下,若通过多个开关桥臂的各个路径的每一个路径中电感不同,则在通过多个开关桥臂的电流中产生不平衡,有可能电流在一部分的开关桥臂中含有的半导体开关中集中。其结果,伴随损失引起的温度上升,半导体开关的元件有可能破损。

另一方面,通过使电流最集中的半导体开关符合允许电流,考虑电流的不平衡而决定电力转换装置的电流容量也是可能的。但是,在该情况下,在电流集中的半导体开关之外的半导体开关中,只能流过与允许电流相对小的电流。其结果,即使增加并联连接的开关桥臂,也不能有效使用多个开关桥臂整体的允许电流,从而有可能并不能较多地增加电力转换装置的电流容量。

与此相对,在本实施方式(第一实施方式)中,伴随正极侧直流母线40P以及负极侧直流母线40N的层压构造化,能够使逆变器电路40的正极侧以及负极侧的直流配线部分的电感非常小。因此,对于平滑电路20与输出端子40T之间的一个循环的电力路径的电感,交流配线部分的电感成为支配。而且,通过以自多个开关模块410中含有的全部的桥臂(半导体开关410s)至合流部的各自的路径长度大致相等的方式构成,能够使通过U相并联连接用母线41O1中的各半导体开关410s的电力路径的电感的差相对较小。因此,电力转换装置1中,对于通过多个开关模块410各自的电力路径,能够使平滑电路20与输出端子40T(U相输出端子41T)之间的一个循环的电力路径的电感的差相对较小。由此,电力转换装置1能够抑制多个半导体开关410s(开关模块410)的电流的不平衡,从而能够实现电流的均匀化。另外,对于多个开关模块420也相同。因此,电力转换装置1中,对于通过多个开关模块420各自的电力路径,能够使平滑电路20与输出端子40T(V相输出端子42T)之间的一个循环的电力路径的电感的差相对较小。由此,电力转换装置1能够抑制多个半导体开关420s(开关模块420)的电流的不平衡,从而能够实现电流的均匀化。另外,对于多个开关模块430也相同。因此,电力转换装置1中,对于通过多个开关模块430各自的电力路径,能够使平滑电路20与输出端子40T(W相输出端子43T)之间的一个循环的电力路径的电感的差相对较小。由此,电力转换装置1能够抑制多个半导体开关430s(开关模块430)的电流的不平衡,从而能够实现电流的均匀化。

另外,在本实施方式(第一实施方式)中,U相并联连接用母线41O1以多个开关模块410中含有的全部的半导体开关410s与、自多个开关模块410各自的全部的路径合流的合流部之间的各个路径的电流密度大致相等的方式构成。另外,对于V相并联连接用母线42O1、W相并联连接用母线43O1也相同。

由此,能够使通过U相并联连接用母线41O1中的各半导体开关410s的电力路径的电感大致相等。因此,电力转换装置1中,对于通过多个开关模块410各自的电力路径,能够使平滑电路20与输出端子40T(U相输出端子41T)之间的一个循环的电力路径的电感大致相等。由此,电力转换装置1能够进一步抑制多个半导体开关410s(开关模块410)的电流的不平衡,从而能够进一步实现电流的均匀化。另外,对于V相并联连接用母线42O1、W相并联连接用母线43O1也起到相同的作用/效果。

另外,在本实施方式(第一实施方式)中,多个开关模块410中含有的两个开关模块410在一个轴向(X轴方向)排列配置。另外,对于多个开关模块420、多个开关模块430也可以相同。并且,U相并联连接用母线41O1中,使自两个开关模块410朝向U相输出端子41T的路径在X轴方向中在两个开关模块410的交流输出端子410O彼此的大致中央位置(中点)合流。另外,对于V相并联连接用母线42O1、W相并联连接用母线43O1也可以相同。

由此,U相并联连接用母线41O1中,针对每两个开关模块410的组合,能够使自两个开关模块410的各个交流输出端子410O的路径以其长度大致相同的方式合流。另外,对于V相并联连接用母线42O1、W相并联连接用母线43O1也起到相同的作用/效果。

另外,在本实施方式(第一实施方式)中,并联连接的多个开关模块410可以包括多个两个开关模块410的组合。另外,对于并联连接的多个开关模块420、并联连接的多个开关模块430也可以相同。并且,U相并联连接用母线41O1可以以每多个组合的两个开关模块410各自的路径合流的中间合流部与、自全部的开关模块410各自的路径合流的合流部之间的各个电力路径的长度大致相等的方式构成。另外,对于V相并联连接用母线42O1、W相并联连接用母线43O1也可以相同。

由此,对于U相并联连接用母线41O1,能够使自并联连接的多个开关模块410各自的全部的路径直至合流的路径的长度大致相等。另外,对于V相并联连接用母线42O1、W相并联连接用母线43O1也起到相同的作用/效果。

另外,在本实施方式(第一实施方式)中,对于并联连接的多个(4个)开关模块410,可以是两组的两个开关模块410在X轴方向位置对准,且在与X轴方向垂直的其他的轴向(Y轴方向)排列配置两列。另外,对于多个(4个)开关模块420、多个(4个)开关模块430也相同。另外,U相并联连接用母线41O1以在X轴方向将两个开关模块410的中央位置的垂直面作为基准成为大致面对称的方式构成。另外,U相并联连接用母线41O1可以以在Y轴方向将两组的中央位置的垂直面作为基准成为大致面对称的方式构成。并且,U相并联连接用母线41O1可以以与直至U相输出端子41T的配线(U相输出用母线41O2)的连接部在X轴方向以及Y轴方向中成为两组中含有的四个开关模块410之间的中央位置的方式构成。另外,对于V相并联连接用母线42O1、W相并联连接用母线43O1也相同。

由此,在U相并联连接用母线41O1中,具体而言,能够使并联连接的多个(4个)开关模块410各自的路径直至合流的各个路径的长度大致相等。因此,电力转换装置1中,具体而言,能够使通过各半导体开关410s的路径的电感大致相等。另外,对于V相并联连接用母线42O1以及W相并联连接用母线43O1也起到相同的作用/效果。

另外,在本实施方式(第二实施方式)中,电力转换装置1包括平滑电路20、逆变器电路40、以及输出端子40T。具体而言,逆变器电路40包括U相电路41,该U相电路41通过多个包括多个半导体开关410s的上下桥臂串联连接的开关模块410并联连接且多个开关模块410各自的上下桥臂的连接点(交流输出端子410O)彼此连接而构成。同样地,逆变器电路40包括V相电路42,该V相电路42通过多个包括多个半导体开关420s的上下桥臂串联连接的开关模块420并联连接且多个开关模块420各自的上下桥臂的连接点(交流输出端子420O)彼此连接而构成。同样地,逆变器电路40包括W相电路43,该W相电路43通过多个包括多个半导体开关430s的上下桥臂串联连接的开关模块430并联连接且多个开关模块430各自的上下桥臂的连接点(交流输出端子430O)彼此连接而构成。即,逆变器电路40包括通过输出电路(U相电路41、V相电路42、以及W相电路43)并联连接多个相而构成的电桥电路。并且,逆变器电路40基于自平滑电路20输入的直流电输出规定的交流电。另外,输出端子40T将来自逆变器电路40的规定的交流电向外部输出。另外,逆变器电路40包括将多个开关模块410、420、430的正极侧端子410P、420P、430P彼此连接的正极侧直流母线40P、以及将多个开关模块410、420、430的负极侧端子410N、420N、430N彼此连接的负极侧直流母线40N。另外,逆变器电路40包括将多个开关模块410的交流输出端子410O彼此连接的U相并联连接用母线41O1。同样地,逆变器电路40包括将多个开关模块420的交流输出端子420O彼此连接的V相并联连接用母线42O1。同样地,逆变器电路40包括将多个开关模块430的交流输出端子430O彼此连接的W相并联连接用母线43O1。另外,正极侧直流母线40P以及负极侧直流母线40N具有隔着绝缘层41I1、42I1、43I1层叠的层压构造。另外,U相并联连接用母线41O1以通过多个开关模块410中含有的全部的桥臂(半导体开关410s)各自的、平滑电路20与自多个开关模块410各自的路径合流的合流部之间的各个电力路径的长度大致相等的方式构成。并且,U相并联连接用母线41O1以通过多个开关模块410中含有的全部的桥臂各自的、平滑电路20与上述合流部之间的遍及每个电力路径的路径整体的电流密度大致相等的方式构成。同样地,V相并联连接用母线42O1以通过多个开关模块420中含有的全部的桥臂(半导体开关420s)各自的、平滑电路20与自多个开关模块420各自的路径合流的合流部之间的各个电力路径的长度大致相等的方式构成。并且,V相并联连接用母线42O1以通过多个开关模块420中含有的全部的桥臂各自的、平滑电路20与上述合流部之间的遍及每个电力路径的路径整体的电流密度大致相等的方式构成。同样地,W相并联连接用母线43O1以通过多个开关模块430中含有的桥臂(半导体开关430s)各自的、平滑电路20与自多个开关模块430各自的路径合流的合流部之间的各个电力路径的长度大致相等的方式构成。并且,W相并联连接用母线43O1以通过多个开关模块430中含有的全部的桥臂各自的、平滑电路20与上述合流部之间每个电力路径的遍及路径整体的电流密度大致相等的方式构成。

由此,在逆变器电路40中,能够使直流输入与交流输出的合流部之间的全部的路径的长度以及每个路径的遍及路径整体的电流密度均匀化。因此,电力转换装置1中,对于通过多个开关模块410各自的电力路径,能够使平滑电路20与输出端子40T(U相输出端子41T)之间的一个循环的电力路径的电感大致相等。由此,电力转换装置1能够抑制多个半导体开关410s(开关模块410)的电流的不平衡,从而能够实现电流的均匀化。另外,对于多个开关模块420也相同。因此,电力转换装置1中,对于通过多个开关模块420各自的电力路径,能够使平滑电路20与输出端子40T(V相输出端子42T)之间的一个循环的电力路径的电感大致相等。由此,电力转换装置1能够抑制多个半导体开关420s(开关模块420)的电流的不平衡,从而能够实现电流的均匀化。另外,对于多个开关模块430也相同。因此,电力转换装置1中,对于通过多个开关模块430各自的电力路径,能够使平滑电路20与输出端子40T(W相输出端子43T)之间的一个循环的电力路径的电感大致相等。由此,电力转换装置1能够抑制多个半导体开关430s(开关模块430)各自的电流的不平衡,从而能够实现电流的均匀化。

另外,在本实施方式(第二实施方式)中,U相并联连接用母线41O1可以以通过多个开关模块410各自的每个电力路径的长度成为共通部分的电流密度大致相等的方式构成。并且,U相并联连接用母线41O1可以以其之外的部分、即相当于每个电力路径的长度的差的部分的电流密度针对每个电力路径与正极侧直流母线40P以及负极侧直流母线40N的电流密度大致相等的方式构成。另外,对于V相并联连接用母线42O1、W相并联连接用母线43O1也相同。

由此,在逆变器电路40中,能够使直流输入与交流输入的合流部之间的全部的路径的每个路径的遍及路径整体的电流密度大致相等。

另外,在本实施方式(第二实施方式)中,平滑电路20以及逆变器电路40可以在一个轴方向(X轴方向)排列配置。另外,多个开关模块410可以在X轴方向排列配置。另外,对于多个开关模块420、多个开关模块430也可以相同。另外,U相并联连接用母线41O1可以包括自多个开关模块410各自的上下桥臂的连接点(交流输出端子410O)在上下方向(Z轴方向)延伸地设置且具有彼此大致相同长度以及大致相同截面积的多个腿部41O1a。另外,U相并联连接用母线41O1可以包括以在X轴方向延伸的方式将多个腿部41O1a彼此连接的连接部41O1b。另外,连接部41O1b可以在于X轴方向远离平滑电路20的端部与直至输出端子40T(U相输出端子41T)的配线(U相输出用母线41O2)连接。并且,连接部41O1b以针对通过多个开关模块410各自的每个电力路径,使其电流密度与正极侧直流母线40P以及负极侧直流母线40N的电流密度大致相等的方式构成。另外,对于V相并联连接用母线42O1、W相并联连接用母线43O1也可以相同。

由此,在逆变器电路40中,具体而言,能够使直流输入与交流输出的合流部之间的全部的电力路径的长度以及每个电力路径的遍及路径整体的电流密度大致相等。

另外,在本实施方式(第二实施方式)中,多个开关模块410可以是在一个轴方向(X轴方向)排列的两个组在与X轴方向垂直的其他的轴方向(Y轴方向)排列配置两列。并且,U相并联连接用母线41O1的连接部41O1b可以以在X轴方向以及Y轴方向延伸的方式将多个腿部41O1a彼此连接。

由此,在逆变器电路40中,具体而言,能够使直流输入与交流输出的合流部之间的全部的电力路径的长度以及每个电力路径的遍及路径整体的电流密度大致相等。

另外,在本实施方式(第三实施方式)中,电力转换装置1包括平滑电路20、逆变器电路40、以及输出端子40T。具体而言,逆变器电路40包括U相电路41,该U相电路41通过多个包括多个半导体开关410s的上下桥臂串联连接的开关模块410并联连接且多个开关模块410各自的上下桥臂的连接点(交流输出端子410O)彼此连接而构成。同样地,逆变器电路40包括V相电路42,该V相电路42通过多个包括多个半导体开关420s的上下桥臂串联连接的开关模块420并联连接且多个开关模块420各自的上下桥臂的连接点(交流输出端子420O)彼此连接而构成。同样地,逆变器电路40包括W相电路43,该W相电路43通过多个包括多个半导体开关430s的上下桥臂串联连接的开关模块430并联连接且多个开关模块430各自的上下桥臂的连接点(交流输出端子430O)彼此连接而构成。即,逆变器电路40包括通过输出电路(U相电路41、V相电路42、以及W相电路43)并联连接多个相而构成的电桥电路。并且,逆变器电路40基于自平滑电路20输入的直流电输出规定的交流电。另外,输出端子40T将来自逆变器电路40的规定的交流电向外部输出。另外,逆变器电路40包括将多个开关模块410、420、430的正极侧端子410P、420P、430P彼此连接的正极侧直流母线40P、以及将多个开关模块410、420、430的负极侧端子410N、420N、430N彼此连接的负极侧直流母线40N。另外,逆变器电路40包括将多个开关模块410的交流输出端子410O彼此连接的U相并联连接用母线41O1。另外,正极侧直流母线40P、负极侧直流母线40N、以及U相并联连接用母线41O1具有隔着绝缘层41I1、41I2层叠的层压构造。同样地,逆变器电路40包括将多个开关模块420的交流输出端子420O彼此连接的V相并联连接用母线42O1。另外,正极侧直流母线40P、负极侧直流母线40N、以及V相并联连接用母线42O1具有隔着绝缘层42I1、42I2层叠的层压构造。同样地,逆变器电路40包括将多个开关模块430的交流输出端子430O彼此连接的W相并联连接用母线43O1。另外,正极侧直流母线40P、负极侧直流母线40N、以及W相并联连接用母线43O1具有隔着绝缘层43I1、43I2层叠的层压构造。并且,U相并联连接用母线41O1与直至输出端子40T(U相输出端子41T)的配线(U相输出用母线41O2)的连接部设于比多个开关模块410中含有的全部的桥臂(半导体开关410s)中的最远离平滑电路20的半导体开关410s自平滑电路20远离的位置。同样地,V相并联连接用母线42O1与直至输出端子40T(V相输出端子42T)的配线的连接部设于比多个开关模块420含有的全部的桥臂(半导体开关420s)中的最原理平滑电路20的半导体开关420s自平滑电路20远离的位置。同样地,W相并联连接用母线43O1与直至输出端子40T(W相输出端子43T)的配线的连接部设于比多个开关模块430张含有的全部的桥臂(半导体开关430s)中的最远离平滑电路20的半导体开关430s自平滑电路20远离的位置。

由此,伴随逆变器电路40的母线的层压构造化,能够使逆变器电路40的直流输入与交流输入的合流部之间的全部的电力路径的电流密度大致均匀化。而且,伴随U相并联连接用母线41O1与U相输出用母线41O2之间的连接部的配置,自多个开关模块410各自的路径合流的合流部设定于最远离平滑电路20的半导体开关410s付近。即,能够使通过多个开关模块410各自的、逆变器电路40中的直流输入与交流输出的合流部之间的全部电力路径的长度大致相等。因此,电力转换装置1能够使通过多个开关模块410各自的、平滑电路20与输出端子40T(U相输出端子41T)之间的一个循环的电力路径的电感全部大致相等。由此,电力转换装置1能够抑制多个半导体开关410s(开关模块410)的电流的不平衡,从而能够实现电流的均匀化。另外,对于多个开关模块420也相同。因此,电力转换装置1能够使通过多个开关模块420各自的、平滑电路20与输出端子40T(V相输出端子42T)之间的一个循环的电力路径的电感全部大致相等。由此,电力转换装置1能够抑制多个半导体开关420s(开关模块420)的电流的不平衡,从而能够实现电流的均匀化。另外,对于多个开关模块430也相同。因此,电力转换装置1能够使通过多个开关模块430各自的、平滑电路20与输出端子40T(W相输出端子43T)之间的一个循环的电力路径的电感全部大致相等。由此,电力转换装置1能够抑制多个半导体开关430s(开关模块430)的电流的不平衡,从而能够实现电流的均匀化。

另外,在本实施方式(第三实施方式)中,平滑电路20以及逆变器电路40可以在一个轴方向(X轴方向)排列配置。并且,U相并联连接用母线41O1与U相输出用母线41O2的连接部可以在X轴方向中配置于比多个开关模块410中的最远离平滑电路20的开关模块410自平滑电路20远离的位置。另外,对于V相并联连接用母线42O1与V相输出用母线42O2的连接部、W相并联连接用母线43O1与W相输出用母线43O2的连接部也相同。

例如,多个开关模块410可以是各自在X轴方向排列的两个组在与X轴方向垂直的其他的轴方向(Y轴方向)排列配置两列。另外,对于多个开关模块420、多个开关模块430也相同。并且,U相并联连接用母线41O1与U相输出用母线41O2的连接部可以配置于X轴方向中比两个组的比平滑电路20远离的端部远离的位置且Y轴方向中两个组的大致中央位置。另外,对于V相并联连接用母线42O1与V相输出用母线42O2的连接部、W相并联连接用母线43O1与W相输出用母线43O2的连接部也相同。

由此,在逆变器电路40中,具体而言,能够使直流输入与交流输出的合流部之间的电力路径的长度大致相等。

另外,在本实施方式(第四实施方式)中,电力转换装置1包括平滑电路20、逆变器电路40、以及输出端子40T。具体而言,逆变器电路40包括U相电路41,该U相电路41通过多个包括多个半导体开关410s的上下桥臂串联连接的开关模块410并联连接且多个开关模块410各自的上下桥臂的连接点(交流输出端子410O)彼此连接而构成。同样地,逆变器电路40包括V相电路42,该V相电路42通过多个包括多个半导体开关420s的上下桥臂串联连接的开关模块420并联连接且多个开关模块420各自的上下桥臂的连接点(交流输出端子420O)彼此连接而构成。同样地,逆变器电路40包括W相电路43,该W相电路43通过包括多个半导体开关430s的上下桥臂串联连接的开关模块430并联连接且多个开关模块430各自的上下桥臂的连接点(交流输出端子430O)彼此连接而构成。即,逆变器电路40包括通过输出电路(U相电路41、V相电路42、以及W相电路43)并联连接多个相而构成的电桥电路。并且,逆变器电路40基于自平滑电路20输入的直流电输出规定的交流电。另外,输出端子40T将来自逆变器电路40的规定的交流电向外部输出。另外,逆变器电路40包括将多个开关模块410、420、430的正极侧端子410P、420P、430P彼此连接的正极侧直流母线40P、以及将多个开关模块410、420、430的负极侧端子410N、420N、430N彼此连接的负极侧直流母线40N。另外,逆变器电路40包括将多个开关模块410的交流输出端子410O彼此连接的U相并联连接用母线41O1。另外,正极侧直流母线40P、负极侧直流母线40N、以及U相并联连接用母线41O1具有隔着绝缘层41I1、41I2层叠的层压构造。同样地,逆变器电路40包括将多个开关模块420的交流输出端子420O彼此连接的V相并联连接用母线42O1。另外,正极侧直流母线40P、负极侧直流母线40N、以及V相并联连接用母线42O1具有隔着绝缘层42I1、42I2层叠的层压构造。同样地,逆变器电路40包括将多个开关模块430的交流输出端子430O彼此连接的W相并联连接用母线43O1。另外,正极侧直流母线40P、负极侧直流母线40N、以及W相并联连接用母线43O1具有隔着绝缘层43I1、43I2层叠的层压构造。并且,U相并联连接用母线41O1与直至输出端子40T(U相输出端子41T)的配线(U相输出用母线41O2)的连接部设于比多个开关模块410中含有的全部的桥臂(半导体开关410s)中的距平滑电路20最近的半导体开关410s接近平滑电路20的位置。同样地,V相并联连接用母线42O1与直至输出端子40T(V相输出端子42T)的配线(V相输出用母线42O2)的连接部设于比多个开关模块420中含有的全部的桥臂(半导体开关420s)中的距平滑电路20最近的半导体开关420s接近平滑电路20的位置。同样地,W相并联连接用母线43O1与直至输出端子40T(W相输出端子43T)的配线(W相输出用母线43O2)的连接部设于多个开关模块430中含有的全部的桥臂(半导体开关430s)中的距平滑电路20最近的半导体开关430s接近平滑电路20的位置。

由此,伴随逆变器电路40的母线的层压构造化,能够使逆变器电路40的直流输入与交流输入的合流部之间的全部的电力路径的电流密度大致均匀化。而且,伴随U相并联连接用母线41O1与U相输出用母线41O2之间的连接部的配置,在实际空间上,能够使U相正极侧直流母线41P的电流的朝向与U相并联连接用母线41O1的电流的朝向成为反向。同样地,能够使U相并联连接用母线41O1的电流的朝向与U相负极侧直流母线41N的电流的朝向成为反向。因此,通过大致相同电流密度的电流在反向流过,产生的磁场抵消,能够降低U相正极侧直流母线41P、U相负极侧直流母线41N、以及U相并联连接用母线41O1的电感,使其非常小。其结果,能够使通过多个开关模块410的、直流输入与交流输入的合流部之间的全部的电力路径的电感的差变小,从而能够实现电力路径间的电感的均匀化。因此,电力转换装置1能够抑制通过多个开关模块410各自的、平滑电路20与输出端子40T(U相输出端子41T)之间的一个循环的电力路径的电感的差异,使其非常小。由此,电力转换装置1能够抑制多个半导体开关410s(开关模块410)的电流的不平衡,从而能够实现电流的均匀化。另外,对于多个开关模块420也相同。因此,电力转换装置1能够抑制通过多个开关模块420各自的、平滑电路20与输出端子40T(V相输出端子42T)之间的一个循环的电力路径的电感的差异,使其非常小。由此,电力转换装置1能够抑制多个半导体开关420s(开关模块420)的电流的不平衡,从而能够实现电流的均匀化。另外,对于多个开关模块430也相同。因此,电力转换装置1能够抑制通过多个开关模块430各自的、平滑电路20与输出端子40T(W相输出端子43T)之间的一个循环的电力路径的电感的差异,使其非常小。由此,电力转换装置1能够抑制多个半导体开关430s(开关模块430)的电流的不平衡,从而能够实现电流的均匀化。

另外,在本实施方式(第四实施方式)中,平滑电路20以及逆变器电路40可以在一个轴方向(X轴方向)排列配置。并且,U相并联连接用母线41O1与U相输出用母线41O2的连接部可以配置在于X轴方向比多个开关模块410中的距平滑电路20最近的开关模块410接近平滑电路20的位置。另外,对于V相并联连接用母线42O1与V相输出用母线42O2的连接部、W相并联连接用母线43O1与W相输出用母线43O2的连接部也相同。

例如,多个开关模块410是俯视时各自在X轴方向排列的两个组在与X轴方向垂直的其他的轴方向(Y轴方向)排列配置两列。另外,对于多个开关模块420以及多个开关模块430也相同。并且,U相并联连接用母线41O1与直至U相输出端子41T的配线(U相输出用母线41O2)的连接部可以配置在于X轴方向比两个组的接近平滑电路20的端部接近平滑电路20的位置。另外,对于V相并联连接用母线42O1与直至V相输出端子42T的配线(V相输出用母线42O2)的连接部、以及W相并联连接用母线43O1与直至W相输出端子43T的配线(W相输出用母线43O2)的连接部也相同。

由此,具体而言,能够使实际空间上的U相正极侧直流母线41P和U相并联连接用母线41O1的电流的朝向、以及U相并联连接用母线41O1和U相负极侧直流母线41N的电流的朝向分别成为反向。同样地,能够使实际空间上的V相正极侧直流母线42P和V相并联连接用母线42O1的电流的朝向、以及V相并联连接用母线42O1和V相负极侧直流母线42N的电流的朝向分别成为反向。同样地,能够使实际空间上的W相正极侧直流母线43P和W相并联连接用母线43O1的电流的朝向、以及W相并联连接用母线43O1和W相负极侧直流母线43N的电流的朝向分别成为反向。

以上,对实施方式进行了详述,但是本发明不限于该特定的实施方式,在权利要求书记载的主旨的范围内,能够进行各种变形/变更。

附图标记说明

1 电力转换装置

10 整流电路

20 平滑电路

20I1、20I2 绝缘层

20N 负极侧母线

20P 正极侧母线

20PN 层压母线

21 平滑用电容器

21P 正极侧端子

21N 负极侧端子

30 保险丝

40 逆变器电路

40N 负极侧直流母线

40P 正极侧直流母线

40PN 层压母线

40T 输出端子

41 U相电路(输出电路)

41I1、41I2 绝缘层

41N U相负极侧直流母线

41O U相交流母线

41O1 U相并联连接用母线

41O2 U相输出用母线

41P U相正极侧直流母线

41PN、41PNO U相层压母线

41T U相输出端子

42 V相电路(输出电路)

42I1、42I2 绝缘层

42N V相负极侧直流母线

42O V相交流母线

42O1 V相并联连接用母线

42O2 V相输出用母线

42P V相正极侧直流母线

42PN、42PNO V相层压母线

42T V相输出端子

43 W相电路(输出电路)

43I1、43I2 绝缘层

43N W相负极侧直流母线

43O W相交流母线

43O1 W相并联连接用母线

43O2 W相输出用母线

43P W相正极侧直流母线

43PN、43PNO W相层压母线

43T W相输出端子

410~416 开关模块(开关桥臂)

410N~416N 负极侧端子

410O~416O 交流输出端子(连接点)

410P~416P 正极侧端子

410s、411s1~416s1、411s2~416s2 半导体开关

411d1~416d1,411d2~416d2 回流二极管

420~426 开关模块(开关桥臂)

420N~426N 负极侧端子

420O~426O 交流输出端子(连接点)

420P~426P 正极侧端子

420s、421s1~426s1、421s2~426s2 半导体开关

421d1~426d1、421d2~426d2 回流二极管

430~436 开关模块(开关桥臂)

430N~436N 负极侧端子

430O~436O 交流输出端子(连接点)

430P~436P 正极侧端子

430s、431s1~436s1、431s2~436s2 半导体开关

431d1~436d1、431d2~436d2 回流二极管

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