(57)【要約】  交流電源（１）とＰＷＭコンバータ（２）との間に接続されるフィルタ装置において、第１ＡＣリアクトル（３）と、ＰＷＭコンバータ（２）と第１ＡＣリアクトル（３）との間に接続される第２ＡＣリアクトル（４）と、第１ＡＣリアクトル（３）と第２ＡＣリアクトル（４）との接続点（９）に一端が接続されたフィルタコンデンサ（５）と、冷却風取込部（１６）と冷却風排出部（１７）とを有し、第１ＡＣリアクトル（３）と第２ＡＣリアクトル（４）を収納した筐体（１５）と、を備え、第１ＡＣリアクトル（３）は、第２ＡＣリアクトル（４）の風上側に配置される。
2018122923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源に接続される第１ＡＣリアクトルと、
ＰＷＭコンバータと前記第１ＡＣリアクトルとの間に接続される第２ＡＣリアクトルと、
前記第１ＡＣリアクトルと前記第２ＡＣリアクトルとの接続点に一端が接続されたフィルタコンデンサと、
冷却風取込部と冷却風排出部とを有し、前記第１ＡＣリアクトルと前記第２ＡＣリアクトルとを収納した筐体と、を備え、
前記第１ＡＣリアクトルは、前記第２ＡＣリアクトルの風上側に配置されたこと
を特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
前記フィルタコンデンサは、前記第２ＡＣリアクトルよりも風上側に配置されたこと
を特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項３】
前記接続点と前記フィルタコンデンサとの間に接続された第３ＡＣリアクトルと、
を備え、
前記第３ＡＣリアクトルは、前記筐体内において前記第２ＡＣリアクトルよりも風上側に配置されたこと
を特徴とする請求項１又は２に記載のフィルタ装置。
【請求項４】
前記筐体内において、前記第２ＡＣリアクトルよりも風下側に配置されたファンを備え、
前記第２ＡＣリアクトルは、前記ファンによる集風領域に配置されたこと
を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項５】
前記第１ＡＣリアクトルが、風上側から風下側をみた断面視において、前記第２ＡＣリアクトルと前記筐体との隙間領域に重なるように配置されていること
を特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項６】
前記フィルタコンデンサが、風上側から風下側をみた断面視において、前記第２ＡＣリアクトルと前記筐体との隙間領域に重なるように配置されていること
を特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項７】
前記第２ＡＣリアクトルの軸心の向きが冷却風の向きと一致していること
を特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項８】
ＰＷＭコンバータと、
交流電源に接続される第１ＡＣリアクトルと、
前記ＰＷＭコンバータと前記第１ＡＣリアクトルとの間に接続された第２ＡＣリアクトルと、
前記第１ＡＣリアクトルと前記第２ＡＣリアクトルとの接続点に一端が接続されたフィルタコンデンサと、
冷却風取込部と冷却風排出部とを有し、前記第１ＡＣリアクトルと前記第２ＡＣリアクを収納した筐体と、を備え、
前記第１ＡＣリアクトルは、前記第２ＡＣリアクトルの風上側に配置されたこと
を特徴とする電力変換装置。
【請求項９】
前記ＰＷＭコンバータは、ワイドバンドギャップ材料からなるスイッチング素子を備えること
を特徴とする請求項８に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に用いられるフィルタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
交流電源を直流電源に変換する電力変換装置として、高調波を抑制し力率を改善することができるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）コンバータがある。ＰＷＭコンバータを用いる際、ＰＷＭスイッチングによって発生するキャリアリップル電流が電源系統に流出するのを防止するために、ＰＷＭコンバータと交流電源との間にＴ型のＬＣ回路を電気的に接続する技術が知られている。【０００３】
ここで、Ｔ型のＬＣ回路は交流電源側の第１ＡＣリアクトルと、ＰＷＭコンバータ側の第２ＡＣリアクトルを含む複数個のリアクトルやコンデンサから構成されるが、客先配線工数削減や設置スペース低減のため、これらを同一筐体に収納することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開２０１５−０３３７１０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電力変換装置に用いられるＬＣ回路において、ＰＷＭコンバータ側の第２ＡＣリアクトルには、交流電源からの基本波電流に加えて、ＰＷＭコンバータのＰＷＭスイッチングにより発生するキャリアリップル電流を含む高周波電流が流れるため、一般的に交流電源側の第１ＡＣリアクトルに比べて外形が大きくなる。ここで、特許文献１では、外形の大きい第２ＡＣリアクトルを風上側に、外形の小さい第１ＡＣリアクトルを風下側に配置している。そのため、特許文献１に記載の配置では、第２ＡＣリアクトルが冷却風の流れを阻害して、風下側の第１ＡＣリアクトルに冷却風が当たりにくくなり、冷却不足による性能劣化が生じる場合がある、という問題があった。【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、電力変換装置に用いられるフィルタ装置の冷却性能を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るフィルタ装置においては、交流電源に接続される第１ＡＣリアクトルと、ＰＷＭコンバータと第１ＡＣリアクトルとの間に接続される第２ＡＣリアクトルと、第１ＡＣリアクトルと第２ＡＣリアクトルとの接続点に一端が接続されたフィルタコンデンサと、冷却風取込部と冷却風排出部とを有し、第１ＡＣリアクトルと第２ＡＣリアクトルを収納した筐体と、を備え、第１ＡＣリアクトルは、第２ＡＣリアクトルの風上側に配置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、製造コストの増加を抑制しながら放熱性能の低下を抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係るフィルタ装置を用いた電力変換回路の基本回路図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るフィルタ装置のＬＣ回路部品の配置を示す模式図である。
【図３】図２におけるＡＡ断面図を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るフィルタ装置の効果を説明するための模式図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るフィルタ装置の変形例を示す回路図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るフィルタ装置の変形例を用いた場合のＬＣ回路部品の配置を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るフィルタ装置のＬＣ回路部品の配置を示す模式図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係るフィルタ装置の効果を説明するための模式図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係るフィルタ装置のＬＣ回路部品の配置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態に係るフィルタ装置及び電力変換装置を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係るフィルタ装置を用いた電力変換装置を示す基本的な回路図である。本実施の形態では、交流電源１とＰＷＭコンバータ２との間に、フィルタ装置１０が接続される。尚、本実施の形態で説明する接続関係は、本実施の形態の効果が得られる範囲内において電気的に接続されていれば良い。
【００１２】
図１に示すように、フィルタ装置１０を構成するＬＣフィルタ回路は、第１ＡＣリアクトル３、第２ＡＣリアクトル４、フィルタコンデンサ５、ダンピング抵抗６を備える。第１ＡＣリアクトル３は交流電源１と接続され、第２ＡＣリアクトル４は第１ＡＣリアクトルとＰＷＭコンバータ２との間に接続される。第１ＡＣリアクトル３と第２ＡＣリアクトル４が接続される接続点９にフィルタコンデンサ５の一端が接続される。尚、図１においては、ダンピング抵抗６が接続点９とフィルタコンデンサ５の一端との間に接続されている。フィルタコンデンサ５は、三相のうちの１相に一端が接続され、他端は、異なる相に接続されたフィルタコンデンサ５の他端に接続される。すなわち、３つのフィルタコンデンサ５は、一端が各相の接続点９ａ、９ｂ、９ｃのそれぞれに接続され、他端で共通電位に接続される。                
【００１３】
尚、図１に示す本実施の形態に係るフィルタ装置１０を構成するＬＣフィルタ回路のフィルタコンデンサ５はＹ結線（スター結線）の場合を示しているが、δ結線（デルタ結線）等であってもよい。
【００１４】
ＰＷＭコンバータ２のスイッチングで発生した高周波電流は、第２ＡＣリアクトル４を通過したのち、高周波電流に対してのインピーダンスが第１ＡＣリアクトル３側よりもより小さなフィルタコンデンサ５側に流れる。このようにしてＬＣフィルタ回路は、高周波電流が交流電源１側に流出することを防止している。また、第２ＡＣリアクトル４は、ＰＷＭコンバータのＰＮ間電圧を昇圧させる機能も担っている。
【００１５】
ダンピング抵抗６はＬＣフィルタ回路の共振によるノイズ低減の為に設けられるが、設けられなくても良い。
【００１６】
本実施の形態に係るフィルタ装置１０は、上記のＬＣフィルタ回路部品を１つの筐体内に収納して構成される。
【００１７】
図２は、本実施の形態に係るＬＣフィルタ装置１０の部品配置を示す模式図である。本実施の形態では、三相交流電源の各相に接続される３つの第１ＡＣリアクトル３と、３つの第２ＡＣリアクトル４を、それぞれ連結して１つの直方体の外形として示している。すなわち、図２における第１ＡＣリアクトル３は、図１の回路図における３つの第１ＡＣリアクトル３ａ、３ｂ、３ｃを連結して構成されている。第２ＡＣリアクトル４も同様に、３つの第２ＡＣリアクトル４ａ、４ｂ、４ｃを連結して構成されている。尚、ＰＷＭコンバータ２側に配置される第２ＡＣリアクトル４は、上述したその機能に起因して、第１ＡＣリアクトル３よりも外形が大きくなる。
【００１８】
尚、それぞれのＡＣリアクトル（３ａ、３ｂ、３ｃ、４ａ、４ｂ、４ｃ）は、磁性材料で構成される鉄心と、当該鉄心の周囲に巻回される巻線コイルとから形成される。
【００１９】
図２において、フィルタ装置１０の筐体１５内には、第１ＡＣリアクトル３と第２ＡＣリアクトル４とコンデンサ５と冷却風取込部１６と、冷却風排出部１７とが設けられ、筐体１５内に配置されたＬＣフィルタ回路部品は、冷却風取込部１６から冷却風排出部１７へ向けて流れる冷却風によって空冷される。図２中、冷却風の流れる向きを矢印１８によって示す。本実施の形態では、筐体１５内の冷却風排出部１７側にファン１９を設け、強制空冷とすることで冷却効率を高めている。このように、筐体１５内に設置したファン１９を合わせファンと呼ぶ。
【００２０】
尚、本実施の形態ではファン１９を風下側に設け、空気を吸い込むことによって強制空冷としているが、ファン１９は冷却風取込部１６側に設けて空気を送風することによって強制空冷としても良いことは言うまでもない。また、ファン１９を筐体１５外部に設けても良い。また、例えば車両走行装置に搭載され、車両の走行による冷却風の流れを利用して空冷するような場合には、ファン１９を設けなくても良い。
【００２１】
図２では、筐体１５内に第１ＡＣリアクトル３と、第２ＡＣリアクトル４と、フィルタコンデンサ５と、ファン１９を配置した例を示しているが、ダンピング抵抗６等、その他の部品をさらに収納してもよい。
【００２２】
本実施の形態に係るフィルタ装置１０では、第１ＡＣリアクトル３は筐体１５内の風上側に、第２ＡＣリアクトルは風下側に配置される。外形の小さい第１ＡＣリアクトル３を風上側に、外形の大きい第２ＡＣリアクトル４を風下側に配置することで、第１ＡＣリアクトル３と第２ＡＣリアクトル４の両方を効率的に冷却することができる。
【００２３】
図３は、図２のＡＡ断面において風上側から見たフィルタ装置１０の筐体１５の内部を示す。つまり図３には、冷却風取込口１６から取り込まれた空気が障害なく第１ＡＣリアクトル３、第２ＡＣリアクトル４、フィルタコンデンサ５にそれぞれ直接当たる領域が示される。図３において、本実施の形態に係るＬＣフィルタ装置１０を用いた場合は、冷却風が第１ＡＣリアクトル３に阻まれずに第２ＡＣリアクトル４に直接当たる領域が確認できる。
【００２４】
図４に、本実施の形態に係るＬＣフィルタ装置１０の効果を説明するための模式図を示す。図４（ａ）は本実施の形態を用いた場合であり、図４（ｂ）は、従来の第２ＡＣリアクトル４を第１ＡＣリアクトル３の風上側に配置した場合に相当する。図４において、点線矢印は筐体１５内を冷却風が流れる様子を示している。
【００２５】
フィルタ装置１０の筐体１５は、一般的に接地電位とされる。そのため、ＰＷＭコンバータ２が駆動される際に電圧が印加される第１ＡＣリアクトル３、第２ＡＣリアクトル４、フィルタコンデンサ５のそれぞれは、接地電位の筐体１５と絶縁するために離間して設けられる。筐体内１５に取り込まれた冷却風は、発熱部品を冷却しながら筐体１５とそれぞれの部品との間隙を通って冷却風排出部１７へと流れる。
【００２６】
図４（ｂ）に示す従来例の場合、風上側に配置された第２ＡＣリアクトル４に当たった冷却風は、筐体１５との間隙を通って冷却風排出部１７へと流れる。冷却風の一部は第２ＡＣリアクトル４の鉄心と巻線との隙間等を漏れるが、大部分は第２ＡＣリアクトル４と筐体１５との間隙を流れる。つまり、冷却風は第２ＡＣリアクトル４の外周部を回って流れるため、第２ＡＣリアクトル４の背後の風下側に配置された第１ＡＣリアクトル３やその他のＬＣ回路部品に当たりにくく、十分冷却することができない。特に、第２ＡＣリアクトル４の背後にあたる、第１ＡＣリアクトル３のうち筐体１５の中央領域付近は冷却風がほとんど通過しないので、十分に冷却することができない。
【００２７】
このように、第１ＡＣリアクトル３に比べて第２ＡＣリアクトル４の外形が大きいため、第２ＡＣリアクトル４を風上側に配置した場合、第２ＡＣリアクトル４が障壁となって第１ＡＣリアクトル３に冷却風が直接当たらず、第１ＡＣリアクトル３を十分冷却することができない問題があった。
【００２８】
図４（ａ）に示すように、本実施の形態に係るフィルタ装置１０によれば、外形の小さい第１ＡＣリアクトル３を外形の大きい第２ＡＣリアクトル４よりも風上側に配置したので、第１ＡＣリアクトル３の外周を冷却風が回り込んでも、第１ＡＣリアクトル３によって冷却風が第２ＡＣリアクトル３に当たるのを阻む領域が小さいため、第１ＡＣリアクトル３と第２ＡＣリアクトル４の双方を効果的に冷却することができる。
【００２９】
さらに、本実施の形態ではフィルタコンデンサ５を第２ＡＣリアクトル４よりも風上側に配置したが、第２ＡＣリアクトル４よりも外形の小さい部品は、第２ＡＣリアクトル４よりも風下側に配置するよりも風上側に配置することで、当該部品を効率的に冷却することができる。尚、その部品を冷却する必要性が低い場合には、第２ＡＣリアクトル４よりも風下側に配置しても良いことは言うまでもない。
【００３０】
図５に、本実施の形態に係るＬＣフィルタ装置１０を用いた電力変換回路の変形例を示す。図５に示すように、第１ＡＣリアクトル３と第２ＡＣリアクトル４の間の接続点とフィルタコンデンサ５との間に第３ＡＣリアクトル７が設けられる。第３ＡＣリアクトル７を設けることによって、フィルタ除去可能な周波数範囲を拡張することができる。
【００３１】
図６は、図５に示すＬＣ回路を備えたフィルタ装置１０の筐体１５内部を示す側面図である。第３ＡＣリアクトル７も第２ＡＣリアクトル４よりも外形が小さいため、第２ＡＣリアクトル４よりも風上側に配置することにより、第１ＡＣリアクトル３、第２ＡＣリアクトル４、第３ＡＣリアクトル７を効率的に冷却することができる。
【００３２】
このように、本実施の形態に係るフィルタ装置１０によれば、ＬＣフィルタ回路を構成するＡＣリアクトルのうち、外形の小さい第１ＡＣリアクトル３を風上側に、外形の大きい第２ＡＣリアクトル４を風上側に配置したので、ＬＣ回路部品に冷却風を効率的にあてることが可能となり、冷却性能を向上できる。
【００３３】
また、ＬＣフィルタ回路では、ＰＷＭコンバータ２側に配置される第２ＡＣリアクトル４に高周波数のスイッチング電流成分が流れるため、第２ＡＣリアクトル４の鉄損が大きくなる。その結果、第１ＡＣリアクトル３よりも第２ＡＣリアクトル４の方で発熱量が大きく、高温化する。ここで、従来のように第２ＡＣリアクトル４が風上側に配置された場合、第２ＡＣリアクトル４と熱交換をして高温化した冷却風は、第１ＡＣリアクトル３を十分冷却できないという問題が生じる。
【００３４】
本実施の形態によれば、第１ＡＣリアクトル３を冷却した冷却風が、第１ＡＣリアクトル３より高温の第２ＡＣリアクトル４を冷却するので、第１ＡＣリアクトル３と第２ＡＣリアクトル４の双方を効率的に冷却することが可能となる。
【００３５】
尚、本実施の形態では、第１ＡＣリアクトル３、第２ＡＣリアクトル４は三相分のリアクトルを一体化した構造を例に挙げて説明したが、各相のリアクトルは一体化されていなくても良い。各相のリアクトルを個別にみても、第２ＡＣリアクトル４は第１ＡＣリアクトル３よりも外形が大きいので、本実施の形態を適用でき、同様の効果が得られる。
【００３６】
また、各ＡＣリアクトルの向きは、巻線コイルの軸心の向きとなる鉄心の向きが、冷却風が流れる向きと等しくなっていると当該ＡＣリアクトルを均一に冷却することができる。ただし、筐体１５内のスペースを極力少なくして小型化を図るために、冷却風の向きと鉄心の向きが異なっていても良い。
【００３７】
また、第２ＡＣリアクトル４を風下側に配置する本実施の形態においては、図１の様にファン１９を風下側に配置することによって、ファン１９による冷却風吸引の効果が、第２ＡＣリアクトル４の冷却効率向上につながる。
【００３８】
本実施の形態においては、ＬＣ回路部品を１つの筐体内に配置したが、全てを１つの筐体内に配置しなくても良い。例えば、フィルタコンデンサ５は、絶縁性の目的から絶縁樹脂に覆われる場合も多く、放熱性が低い場合がある。このような場合、他のＬＣ回路部品とは別筐体に収納されていても良い。すなわち、本実施の形態にかかわるフィルタ装置は、少なくとも第１ＡＣリアクトル３と第２ＡＣリアクトル４とが１つの筐体内に収納される際に適用でき、その他のＬＣ回路部品は当該筐体内とは別に配置されていても良い。
【００３９】
本実施の形態におけるＰＷＭコンバータ２のスイッチング素子としては、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ＧａＮ（ガリウムナイトライド）、ダイヤモンド、ＧａＯ（酸化ガリウム）等のワイドバンドギャップ材料からなる素子を用いても良い。例えばＳｉＣ等のワイドバンドギャップ材料からなるスイッチング素子を用いた場合、特に高周波での用途が実現できるため、ＰＷＭコンバータ２で発生するスイッチング周波数がより高周波となり、第２ＡＣリアクトル４が大型化する。つまり、ワイドバンドギャップ材料からなるスイッチング素子を用いた場合には第２ＡＣリアクトル４の外形が第１ＡＣリアクトル３に比べてより大きくなる問題がある。そのため、本実施の形態を用いる効果が顕著に得られる。
【００４０】
実施の形態２．
本実施の形態に係るフィルタ装置１０は、第２ＡＣリアクトル４が冷却風の集風領域に配置された点が、実施の形態１と異なる。
【００４１】
図７は、本実施の形態に係るフィルタ装置１０の筐体１５内部を示す模式図である。本実施の形態ではファン１９が冷却風排出部１７側に配置される。つまり、ファン１９が風下側に配置され、ファン１９が冷却風を吸引することで冷却効率を高めている。このとき、冷却風取込部１６から流れ込んだ冷却風は筐体１５内に広がりながら風下側へ流れる。特に、第１リアクトル３やフィルタコンデンサ５などが障壁とならない領域である、ＬＣ回路部品と筐体１５との隙間が流れやすいため、筐体１５近くの当該隙間を通って冷却風が流れる。
【００４２】
筐体１５内部を流れる冷却風は、ファン１９に取り込まれる際に、ファン１９の吸引力により、ファン１９の形状に合わせて集風される。つまり、冷却流路の外周が縮小するように集風される。このように、冷却流路の外周が筐体１５に沿った形状よりも縮小される集風領域では、冷却風の単位面積当たりの流量が増加するため、集風領域に配置された第２ＡＣリアクトル４に当たる冷却風の総流量が増加する。
【００４３】
ここで、本実施の形態において集風領域とは、冷却流路の外形が風下側へ向かって筐体１５の外形よりも狭くなる領域を言う。一般的なフィルタ装置に用いられるファンの機能を考慮すると、ファン１９の集風領域は図７において一点鎖線で囲まれる領域で表される。例えば、集風領域は、ファン１９による冷却風取込口から４５°の角度で広がるように表される。つまり、図７で示す上面視において、冷却流路が筐体１５から４５°の角度で狭くなるように縮小される領域を集風領域とする。ここで、集風領域の角度は略４５°であれば良い。
【００４４】
尚、第２ＡＣリアクトル４やその他の部品が配置されていない場合に集風領域の角度は４５°となるが、集風領域内に第２ＡＣリアクトル４やその他の部品が配置されている場合、冷却風の流れが乱れるため、実際の冷却風の流れは厳密には４５°とならない。そのため、本実施の形態では、集風による冷却向上の効果が得られる点を考慮して、第２ＡＣリアクトル４やその他の部品が配置されていない場合に略４５°の角度で冷却風の流路が狭められる領域を集風領域であると考える。
【００４５】
図８に、本実施の形態に係るフィルタ装置１の効果を説明するための筐体１５内部の模式図を示す。図８中、本実施の形態を用いない場合の第２ＡＣリアクトル４ａは集風領域外に配置される。
【００４６】
図８（ａ）において、筐体１５内を冷却風が流れる様子を点線矢印にて示す。集風領域においては、冷却風の向きが変化し、冷却風の流路の外形が風下側に向かって縮小されている。本実施の形態を用いた場合は、集風領域に集められた冷却風が第２ＡＣリアクトル４に十分当たるため、冷却効率が向上する。一方、本実施の形態を用いない場合、第２ＡＣリアクトル４ａに当たらずに第２ＡＣリアクトル４ａと筐体１５との隙間を通過する冷却風のうち、第２ＡＣリアクトル４ａから離れた領域を通過する冷却風は第２ＡＣリアクトル４ａとの熱交換率が低く、第２ＡＣリアクトル４ａを十分に冷却できない。つまり、集風領域外に配置した第２ＡＣリアクトル４ａの冷却効率は低くなってしまう。
【００４７】
図７に示すように本実施の形態に係るフィルタ装置１は、第２ＡＣリアクトル４を集風領域に配置したので、第２ＡＣリアクトル４の冷却効率を向上する効果を奏する。尚、本実施の形態においては、第２ＡＣリアクトル４はその一部でも集風領域に配置されていればよいが、第２ＡＣリアクトル４の外形の半分以上が集風領域内に配置されていることが望ましい。
【００４８】
従来、図８（ｂ）に示すように、第２ＡＣリアクトル４ａが集風領域外に配置される場合、冷却風が第２ＡＣリアクトル４ａに当たりやすくなるように流路を変更する遮風板２０を設けて第２ＡＣリアクトル４ａの冷却効率を向上する方法が知られていた。従来のように遮風板２０を追加すると、冷却効率は向上するが、部品追加によるコストアップや、フィルタ装置１０の大型化につながってしまう。
【００４９】
本実施の形態によれば、遮風板２０等の追加部品を設けることなく冷却風が第２ＡＣリアクトル４に当たり易くなるため、低コストで冷却効率の高いフィルタ装置１を得ることができる。すなわち、第２ＡＣリアクトル４にあたる冷却風の総流量を増加させることができるので、発熱量の大きい第２ＡＣリアクトル４を十分に冷却する効果が得られる。
【００５０】
尚、本実施の形態ではファン１９を筐体１５の内部に配置したが、筐体１５の外部に配置しても良い。冷却風排出部１７の風下側にファン１９を配置した場合においても、筐体１５内において集風効果が生じる集風領域に第２ＡＣリアクトル４を配置すれば、上述する本実施の形態の効果が得られる。
【００５１】
本実施の形態では実施の形態１と異なる部分のみを説明した。その他の部分については実施の形態１と同様である。
【００５２】
実施の形態３．
本実施の形態に係るフィルタ装置１０は、第２ＡＣリアクトル４の風上側に配置されるＬＣ回路部品が、第２ＡＣリアクトル４と筐体１５との隙間へ流れようとする冷却風を抑制するように配置された点が、実施の形態１又は２と異なる。
【００５３】
図９は、本実施の形態に係るフィルタ装置１０の筐体１５内におけるＬＣ回路部品の配置を示す模式図である。図９に示すように、風下側に配置された第２ＡＣリアクトル４と筐体１５との間の隙間を冷却風が流れるのを抑制し、第２ＡＣリアクトル４に十分当たるように風上側の第１ＡＣリアクトル３又はフィルタコンデンサ５が配置される。
【００５４】
具体的には、風上側から風下側を見た場合に、第１ＡＣリアクトル３又はフィルタコンデンサ５が第２ＡＣリアクトル４と筐体１５との間の隙間領域に重なるように配置される。第１ＡＣリアクトル３やフィルタコンデンサ５は、外形が第２ＡＣリアクトル４より小さいため、当該隙間の全てを完全に塞ぐことは困難である。しかしながら、一部の隙間を塞ぐことによって第２ＡＣリアクトル４に当たる冷却風を増大することができ、第２ＡＣリアクトル４の冷却効率を向上する効果が得られる。
【００５５】
尚、第１ＡＣリアクトル３又はフィルタコンデンサ５は、筐体１５に接していることが望ましいが、接していなくても本実施の形態の効果は得られる。筐体１５に接する場合には、筐体１５との絶縁が不要な領域を接着面とするか、絶縁シート等を介して接すれば良い。
【００５６】
本実施の形態によれば、図８Ｂに示す遮風板２０などの追加部品を備えていなくても、ＬＣ回路部品によって第２ＡＣリアクトル４と筐体１５との隙間を冷却風が通過することを抑制でき、第２ＡＣリアクトル４の冷却効率を向上できる。
【００５７】
本実施の形態では第１ＡＣリアクトル３又はフィルタコンデンサ５によって冷却風の向きを第２ＡＣリアクトル４に向けて誘導したが、その他のＬＣ回路部品を用いても良い。例えば、図１に示すダンピング抵抗６や図５に示す第３ＡＣリアクトル７を、第２ＡＣリアクトル４と筐体１５との隙間に冷却風が流れるのを抑制するように配置しても良い。
【００５８】
また、本実施の形態では、実施の形態２のように第２ＡＣリアクトル４を集風領域に配置しても良いことは言うまでもない。第２ＡＣリアクトル４を集風領域に配置し、かつ、風上側のＬＣ回路部品の配置による冷却風を第２ＡＣリアクトル４へ誘導することで、より確実に第２ＡＣリアクトル４に冷却風を当てることができる。
【００５９】
尚、本実施の形態では実施の形態１又は２と異なる部分のみを説明した。その他の部分については実施の形態１あるいは２と同様である。
【００６０】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１  交流電源、２  ＰＷＭインバータ、３  第１ＡＣリアクトル、４  第２ＡＣリアクトル、５  フィルタコンデンサ、６  ダンピング抵抗、７  第３ＡＣリアクトル、１０  フィルタ装置、１５  筐体、１６  冷却風取込部、１７  冷却風排出部、１９  フィン、２０  遮風板。
【図１】
2018122923.tif 000003
【図２】
2018122923.tif 000004
【図３】
2018122923.tif 000005
【図４】
2018122923.tif 000006
【図５】
2018122923.tif 000007
【図６】
2018122923.tif 000008
【図７】
2018122923.tif 000009
【図８】
2018122923.tif 000010
【図９】
2018122923.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月31日(2017.7.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源に接続される第１ＡＣリアクトルと、
ＰＷＭコンバータと前記第１ＡＣリアクトルとの間に接続される第２ＡＣリアクトルと、
前記第１ＡＣリアクトルと前記第２ＡＣリアクトルとの接続点に一端が接続されたフィルタコンデンサと、
前記接続点と前記フィルタコンデンサとの間に接続された第３ＡＣリアクトルと、
冷却風取込部と冷却風排出部とを有し、前記第１ＡＣリアクトルと前記第２ＡＣリアクトルと前記第３ＡＣリアクトルとを収納した筐体と、を備え、
前記第１ＡＣリアクトルは、前記第２ＡＣリアクトルの風上側に配置され、前記第３ＡＣリアクトルは、前記第２ＡＣリアクトルよりも風上側に配置されたこと
を特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
前記フィルタコンデンサは、前記第２ＡＣリアクトルよりも風上側に配置されたこと
を特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項３】
前記筐体内において、前記第２ＡＣリアクトルよりも風下側に配置されたファンを備え、
前記第２ＡＣリアクトルは、前記ファンによる集風領域に配置されたこと
を特徴とする請求項１又は２に記載のフィルタ装置。
【請求項４】
前記第１ＡＣリアクトルが、風上側から風下側をみた断面視において、前記第２ＡＣリアクトルと前記筐体との隙間領域に重なるように配置されていること
を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項５】
前記フィルタコンデンサが、風上側から風下側をみた断面視において、前記第２ＡＣリアクトルと前記筐体との隙間領域に重なるように配置されていること
を特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項６】
前記第２ＡＣリアクトルの軸心の向きが冷却風の向きと一致していること
を特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のフィルタ装置。
【請求項７】
ＰＷＭコンバータと、
交流電源に接続される第１ＡＣリアクトルと、
前記ＰＷＭコンバータと前記第１ＡＣリアクトルとの間に接続された第２ＡＣリアクトルと、
前記第１ＡＣリアクトルと前記第２ＡＣリアクトルとの接続点に一端が接続されたフィルタコンデンサと、
前記接続点と前記フィルタコンデンサとの間に接続された第３ＡＣリアクトルと、
冷却風取込部と冷却風排出部とを有し、前記第１ＡＣリアクトルと前記第２ＡＣリアクトルと前記第３ＡＣリアクトルとを収納した筐体と、を備え、
前記第１ＡＣリアクトルは、前記第２ＡＣリアクトルの風上側に配置され、前記第３ＡＣリアクトルは、前記第２ＡＣリアクトルよりも風上側に配置されたこと
を特徴とする電力変換装置。
【請求項８】
前記ＰＷＭコンバータは、ワイドバンドギャップ材料からなるスイッチング素子を備えること
を特徴とする請求項７に記載の電力変換装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明に係るフィルタ装置においては、交流電源に接続される第１ＡＣリアクトルと、ＰＷＭコンバータと第１ＡＣリアクトルとの間に接続される第２ＡＣリアクトルと、第１ＡＣリアクトルと第２ＡＣリアクトルとの接続点に一端が接続されたフィルタコンデンサと、接続点とフィルタコンデンサとの間に接続された第３ＡＣリアクトルと、冷却風取込部と冷却風排出部とを有し、第１ＡＣリアクトルと第２ＡＣリアクトルと第３リアクトルとを収納した筐体と、を備え、第１ＡＣリアクトルは、第２ＡＣリアクトルの風上側に配置され、第３ＡＣリアクトルは、第２ＡＣリアクトルよりも風上側に配置されたことを特徴とする。
【国際調査報告】
2018122923.tif 000012
2018122923.tif 000013
2018122923.tif 000014
2018122923.tif 000015