(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換を行うセル変換器が複数個直列に接続された電力変換装置であって、
前記各セル変換器は、
スイッチング素子と、
コンデンサと、
前記スイッチング素子と前記コンデンサとを接続する主回路導体と、
他の前記セル変換器に接続する２つの外部端子と、
前記２つの外部端子の間に配置され、バイパス接続されるバイパス部と、
前記２つの外部端子の一方と前記主回路導体及び前記バイパス部とを接続する第１の導体部と、
前記２つの外部端子の他方と前記主回路導体及び前記バイパス部とを接続する第２の導体部とを備え、
前記第１及び第２の導体部は、前記主回路導体から前記バイパス部までの間において、前記主回路導体から前記バイパス部までの経路である第１の方向に対し、前記第１の方向に交差する方向である第２の方向に延伸された部位をそれぞれ有するように屈曲形状で構成され、前記第１の導体部の前記第２の方向に延伸された第１の部位と前記第２の導体部の前記第２の方向に延伸された第２の部位とは、前記第１及び第２の方向と交差する第３の方向において少なくとも一部互いに重なるように設けられ、
前記コンデンサから前記バイパス部へ電流が流れた時に前記第１の部位と前記第２の部位とに同じ向きの電流が流れる、電力変換装置。
【請求項２】
前記第１の導体部は、
前記２つの外部端子の一方の外部端子と前記主回路導体との間を接続する第１の外部出力導体と、
前記第１の外部出力導体と前記バイパス部の一端とを接続する第１のバイパス接続導体とを含み、
前記第２の導体部は、
前記２つの外部端子の他方の外部端子と前記主回路導体との間を接続する第２の外部出力導体と、
前記第２の外部出力導体と前記バイパス部の他端とを接続する第２のバイパス接続導体とを含み、
前記第１の部位は、前記第１のバイパス接続導体に設けられ、
前記第２の部位は、前記第２のバイパス接続導体に設けられた、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記第１の部位は１つの導体部材である前記第１のバイパス接続導体の一部が折曲されて形成され、前記第２の部位は１つの導体部材である前記第２のバイパス接続導体の一部が折曲されて形成された請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記第１の部位は１つの導体部材である前記第１のバイパス接続導体の一部が湾曲されて形成され、前記第２の部位は１つの導体部材である前記第２のバイパス接続導体の一部が湾曲されて形成された請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記第１及び第２のバイパス接続導体は、Ｌ字形状、Ｓ字形状、Ｕ字形状、直線形状からなる導体のうちから組み合わされて構成されたことを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記第１の導体部は、
前記２つの外部端子の一方の外部端子と前記主回路導体との間を接続する第１の外部出力導体と、
前記第１の外部出力導体と前記バイパス部の一端とを接続する第１のバイパス接続導体とを含み、
前記第２の導体部は、
前記２つの外部端子の他方の外部端子と前記主回路導体との間を接続する第２の外部出力導体と、
前記第２の外部出力導体と前記バイパス部の他端とを接続する第２のバイパス接続導体とを含み、
前記第１の部位は、前記第１の外部出力導体に設けられ、
前記第２の部位は、前記第２の外部出力導体に設けられた、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記第１の外部出力導体は、前記主回路導体から前記第１のバイパス接続導体との接続部の間においては、１つの導体部材で構成され、前記第１の部位は１つの導体部材である前記第１のバイパス接続導体の一部が折曲されて形成され、
前記第２の外部出力導体は、前記主回路導体から前記第２のバイパス接続導体との接続部の間においては、１つの導体部材で構成され、前記第２の部位は１つの導体部材である前記第２のバイパス接続導体の一部が折曲されて形成された請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記第１の外部出力導体は、前記主回路導体から前記第１のバイパス接続導体との接続部の間においては、１つの導体部材で構成され、前記第１の部位は１つの導体部材である前記第１のバイパス接続導体の一部が湾曲されて形成され、
前記第２の外部出力導体は、前記主回路導体から前記第２のバイパス接続導体との接続部の間においては、１つの導体部材で構成され、前記第２の部位は１つの導体部材である前記第２のバイパス接続導体の一部が湾曲されて形成された請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記第１及び第２の外部出力導体は、Ｌ字形状、Ｓ字形状、Ｕ字形状、直線形状からなる導体のうちから組み合わされて構成されたことを特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記第１の部位は前記第３の方向に平行な第１の面を有し、
前記第２の部位は前記第３の方向に平行な第２の面を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、複数のセル変換器が直列に接続された電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧用途の電力変換装置においては、マルチレベル変換器の実用化が図られている。交流端子Ｕ、Ｖ、Ｗと直流端子Ｐ、Ｎとの間に、複数台のセル変換器を直列に接続し、変換器セルに内在する半導体スイッチング素子のオン／オフ制御により、交流端子Ｕ、Ｖ、Ｗには交流電圧を直流端子Ｐ、Ｎには直流電圧を発生させる回路構成のマルチレベル変換器が開示されている。【０００３】
一方、セル変換器（サブモジュール）に異常が発生した時に、この異常の発生したセル変換器（サブモジュール）の出力端子をバイパス部（短絡装置）によってバイパスし、継続運転を可能にする電力変換装置がある（例えば特許文献１参照）。高圧の電力線路に適用される、複数のセル変換器を互いに直列に接続してなる電力変換装置にあっては、いずれかのセル変換器に異常が発生した場合、故障したセル変換器の出力端子を閉路することで、この故障したセル変換器を直列回路から除くバイパス部は、その確実な閉路動作が電力変換装置としての運転の継続を保障するものであるので、電力運用上、重要な役割を担っている。【０００４】
このようなバイパス部は、その閉路動作に伴い、過電流などの過酷な状態に晒される恐れがあり、この過酷な使用により損傷すると、異常が発生したセル変換器を確実にバイパスできない場合がある。そのため、出願人は、セル変換器の異常が検知された場合に、バイパス部を閉じるとともに、バイパス部を閉じると同時、あるいはそれ以前に、バイパス部の閉路が確立されるまでの期間、複数の半導体素子のうち、バイパス部と並列に、このバイパス部を含まない電流経路を継続的に形成するように選択した半導体素子をオン状態にする技術を創出した（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１０−５２４４２６号公報（図２等）
【特許文献２】特許第５８８９４９８号公報（図７等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２では、セル変換器の異常が検知された場合に、バイパス部を閉じるとともに、バイパス部を閉じると同時あるいはそれ以前に、バイパス要素の閉路が確立されるまでの期間、複数の半導体素子のうち、バイパス部と並列に、このバイパス部を含まない電流経路を継続的に形成するように選択した半導体素子をオン状態にする。最近では、このバイパス部を含まない電流経路を継続的に形成するように選択した半導体素子の異常に対応する技術が求められている。すなわち、二重異常が発生した場合においても、電力変換装置としての運転の継続を保障することが求められている。【０００７】
本願は、上記の課題を解決するための技術を開示するものであり、セル変換器の二重異常発生時、その出力端子を閉路するバイパス部を、その閉路動作に伴う損傷から防止し、運転の継続を可能とする電力変換装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願に開示される電力変換装置は、電力変換を行うセル変換器が複数個直列に接続された電力変換装置であって、前記各セル変換器は、スイッチング素子と、コンデンサと、前記スイッチング素子と前記コンデンサとを接続する主回路導体と、他の前記セル変換器に接続する２つの外部端子と、前記２つの外部端子の間に配置され、バイパス接続されるバイパス部と、前記２つの外部端子の一方と前記主回路導体及び前記バイパス部とを接続する第１の導体部と、前記２つの外部端子の他方と前記主回路導体及び前記バイパス部とを接続する第２の導体部とを備え、前記第１及び第２の導体部は、前記主回路導体から前記バイパス部までの間において、前記主回路導体から前記バイパス部までの経路である第１の方向に対し、前記第１の方向に交差する方向である第２の方向に延伸された部位をそれぞれ有するように屈曲形状で構成され、前記第１の導体部の前記第２の方向に延伸された第１の部位と前記第２の導体部の前記第２の方向に延伸された第２の部位とは、前記第１及び第２の方向と交差する第３の方向において少なくとも一部互いに重なるように設けられ、前記コンデンサから前記バイパス部へ電流が流れた時に前記第１の部位と前記第２の部位とに同じ向きの電流が流れる、ものである。
【発明の効果】
【０００９】
本願に開示される電力変換装置によれば、バイパス部に流れる過電流を抑制でき、信頼性の高い電力変換装置を実現することができる。この結果、セル変換器のサイズを大きくせずに、いずれかのセル変換器に二重異常が発生した場合にも運転の継続が可能となる小型で安価な電力変換装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る電力変換装置の構成を示す概略回路図である。
【図２】実施の形態１に係る電力変換装置のセル変換器の構成を示す概略回路図である。
【図３】直列接続された複数台のセル変換器におけるバイパス電流経路を示す概略回路図である。
【図４】セル変換器内部におけるバイパス部短絡電流経路を示す概略回路図である。
【図５】実施の形態１に係るセル変換器の内部配置を示す概略図である。
【図６Ａ】定常時にセル変換器に流れる電流の経路を示す概略回路図である。
【図６Ｂ】定常時にセル変換器に流れる電流の別の経路を示す概略回路図である。
【図６Ｃ】定常時にセル変換器に流れる電流の別の経路を示す概略回路図である。
【図６Ｄ】定常時にセル変換器に流れる電流の別の経路を示す概略回路図である。
【図７】実施の形態１に係る外部出力導体のセル変換器中での配置を示す概略斜視図である。
【図８Ａ】実施の形態１に係る外部出力導体の概略形状を示す図である。
【図８Ｂ】実施の形態１に係る外部出力導体の別の概略形状を示す図である。
【図８Ｃ】実施の形態１に係る外部出力導体の別の概略形状を示す図である。
【図８Ｄ】実施の形態１に係る外部出力導体の別の概略形状を示す図である。
【図８Ｅ】実施の形態１に係る外部出力導体の別の概略形状を示す図である。
【図８Ｆ】実施の形態１に係る外部出力導体の別の概略形状を示す図である。
【図８Ｇ】実施の形態１に係る外部出力導体と比較するための外部出力導体の例を示す図である。
【図８Ｈ】実施の形態１に係る外部出力導体の別の概略形状を示す図である。
【図８Ｉ】実施の形態１に係る外部出力導体の別の概略形状を示す図である。
【図９Ａ】実施の形態２に係るバイパス接続導体の概略形状を示す図である。
【図９Ｂ】実施の形態２に係るバイパス接続導体の別の概略形状を示す図である。
【図９Ｃ】実施の形態２に係るバイパス接続導体の別の概略形状を示す図である。
【図９Ｄ】実施の形態２に係るバイパス接続導体の別の概略形状を示す図である。
【図９Ｅ】実施の形態２に係るバイパス接続導体の別の概略形状を示す図である。
【図９Ｆ】実施の形態２に係るバイパス接続導体の別の概略形状を示す図である。
【図９Ｇ】実施の形態２に係るバイパス接続導体と比較するためのバイパス接続導体の例を示す図である。
【図９Ｈ】実施の形態２に係るバイパス接続導体の別の概略形状を示す図である。
【図９Ｉ】実施の形態２に係るバイパス接続導体の別の概略形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施の形態について図を参照して説明する。なお、各図中、同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。
【００１２】
実施の形態１．
以下、実施の形態１に係る電力変換装置について図を用いて説明する。
図１は、実施の形態１に係る電力変換装置の主回路構成の一例を示す図である。なお、変換器セルが直列に接続された回路構成としては、一般に、カスケード変換器、ＭＭＣ（Modular Multilevel Converter、モジュラーマルチレベル変換器）、チェーン接続変換器等と呼ばれる。要は直列に接続した変換器である。なお、変換器セルは、後述するが、２つ以上の半導体素子と１つ以上のエネルギー蓄積要素から構成されると定義する。
【００１３】
図１においては、交流端子Ｕ、Ｖ、Ｗと、直流端子Ｐ、Ｎとの間に複数のセル変換器１００が直列に接続されており、その間にリアクトル３００Ｐ、３００Ｎを有している。この図１はあくまでも一例であって、変換器セルが直列に接続された回路構成であればよい。例えば、各相のリアクトル３００Ｐと３００Ｎとを磁気結合させて１つのリアクトルとしてもよい。また、リアクトルを負極側（直流端子Ｎの側）に集中させてもよい。さらに、リアクトルの代替として配線インダクタンスなどの寄生インダクタンスを有するものとしてもよい。
【００１４】
図２は、図１に示された電力変換装置から直列に接続されたセル変換器１００の一部を切り出したもので、セル変換器１００の構成を示す概略回路図である。ここでは、３つのセル変換器１００ａ〜１００ｃのうち、代表してセル変換器１００ａのみ回路図を示す。
図において、スイッチング素子１ａの低電位側とスイッチング素子１ｂの高電位側とが直列に接続され、ブリッジを構成している。コンデンサ２は、スイッチング素子１ａの高電位側とスイッチング素子１ｂの低電位側とに接続され、電力変換装置の動作に応じて直流エネルギーの蓄積、供給を行う。コンデンサ２の正端子とスイッチング素子１ａの高電位端子とは高電位側の主回路導体３ａにより接続され、コンデンサ２の負端子とスイッチング素子１ｂの低電位側とは低電位側の主回路導体３ｂによって接続される。セル変換器１００ａの外部端子Ｘ１は隣り合うセル変換器１００ｂの外部端子Ｘ２と筐体外部の導体等で電気的に接続され、セル変換器１００ａの外部端子Ｘ２は隣り合うセル変換器１００ｃの外部端子Ｘ１と筐体外部の導体等で電気的に接続される。これらによりセル変換器１００ａ〜１００ｃは直列に接続された状態となり、図１に示された電力変換装置であるマルチレベル変換器が構成される。
【００１５】
スイッチング素子１ａの低電位側とスイッチング素子１ｂの高電位側との接続点と高電位側の外部端子Ｘ１とを接続する第１の外部出力導体５ａと、スイッチング素子１ｂの低電位側と前記低電位側の外部端子Ｘ２とを接続する第２の外部出力導体５ｂとの間にセル変換器の故障時に閉じて電力変換装置の運転継続を可能にするバイパス部４が設けられる。第１の外部出力導体５ａと、この第１の外部出力導体５ａとバイパス部４の高電位側とを接続する第１のバイパス接続導体６ａとで第１の導体部１０ａを構成する。第２の外部出力導体５ｂと、この第２の外部出力導体５ｂとバイパス部４の低電位側とを接続する第２のバイパス接続導体６ｂとで第２の導体部１０ｂを構成する。
【００１６】
図３は、図２の回路図にバイパス電流経路を示した図である。セル変換器１００ａに異常が発生した場合、バイパス部４が閉じる。すなわち、セル変換器１００ｂからセル変換器１００ａ、セル変換器１００ｃへと下方向へ電流が流れる場合、太線で示すようにセル変換器１００ａの外部端子Ｘ１から電流がセル変換器１００ａに入り、バイパス部４を通って、外部端子Ｘ２から電流が出力されて、セル変換器１００ｃへ電流が流れる。
【００１７】
一方、セル変換器１００ｃからセル変換器１００ａ、セル変換器１００ｂへと上方向へ電流が流れる場合、太線で示すようにセル変換器１００ａの外部端子Ｘ２から電流がセル変換器１００ａに入り、バイパス部４を通って、外部端子Ｘ１から電流が出力されて、セル変換器１００ｂへ電流が流れる。これにより、電力変換装置の継続運転を可能にすることが出来る。
【００１８】
図４は、図２の回路図にセル変換器内部におけるバイパス部短絡電流経路を示す図である。セル変換器１００ａ内で異常を検知した場合、バイパス部４は図３に示した電流バイパス経路を形成するために閉じる。その時、スイッチング素子１ａが短絡故障した状態でスイッチング素子１ｂがオンしないという二重異常が発生した場合を想定する。コンデンサ２に蓄積されたエネルギーが過電流となって図中太線で示した循環経路でバイパス部４へ全て流れ込んでしまう。
【００１９】
同様に、セル変換器１００ａ内で異常を検知すると同時に、スイッチング素子１ａが誤動作でオンするという二重異常が発生した場合を想定する。スイッチング素子１ａがオンの場合にはスイッチング素子１ｂはオンしない動作ロジックとなっているため、コンデンサ２に蓄積されたエネルギーが過電流となって太線の循環経路でバイパス部４へ全て流れ込んでしまう。
このようにバイパス部４に耐電流能力を超える過電流が流れた場合、バイパス部４が破損してその後の確実な開閉動作が出来なくなり、電力変換装置としての運転の継続を保障することが出来ないことになる。
【００２０】
次に、実施の形態１に係るセル変換器の構造について説明する。図５はセル変換器１００ａの内部配置を示す概略図である。図５Ａが正面図、図５Ｂが右側面図である。図において、セル変換器１００ａを構成する各部品は筐体２００の中に収納されている。
外部端子Ｘ１、Ｘ２は筐体２００の前面に取り付けられる。外部端子Ｘ１に接続された第１の外部出力導体５ａは筐体２００の奥行方向に延びてスイッチング素子１ａとスイッチング素子１ｂとの接続点（図示せず）を介して主回路導体３ａと接続される。外部端子Ｘ２に接続された第２の外部出力導体５ｂは筐体２００の奥行方向に延びて主回路導体３ｂと接続される。第１の外部出力導体５ａは高電位、第２の外部出力導体５ｂは低電位であり、電流の向きが逆であり、互いに垂直方向において対向するように配置される。
【００２１】
主回路導体３ａはスイッチング素子１ａの高電位側端子とコンデンサ２の高電位側端子（正端子）とに接続され、高電位となる。主回路導体３ｂはスイッチング素子１ｂの低電位側端子とコンデンサ２の低電位側端子（負端子）とに接続され、低電位となる。主回路導体３ａと主回路導体３ｂとはスイッチング素子１ａとスイッチング素子１ｂとで流れる電流の向きが反対方向になるよう互いに水平方向において対向するように配置される。
第１のバイパス接続導体６ａは一端が第１の外部出力導体５ａの途中に接続され、他端がバイパス部４の高電位側に接続される。第２のバイパス接続導体６ｂは一端が第２の外部出力導体５ｂの途中に接続され、他端がバイパス部４の低電位側に接続される。第１のバイパス接続導体６ａと第２のバイパス接続導体６ｂとは電流の向きが逆であり、互いに水平方向において対向するように配置される。
【００２２】
次に、セル変換器１００ａ内での定常時の電流の流れ方を図６Ａから６Ｄを用いて説明する。
１）モード１：外部端子Ｘ１から電流が入力されスイッチング素子１ｂをオンした場合
図６Ａの実線及び矢印で示すように、電流は第１の外部出力導体５ａ、スイッチング素子１ｂ、第２の外部出力導体５ｂの順に通過して外部端子Ｘ２から出力される。
２）モード２：外部端子Ｘ１から電流が入力されスイッチング素子１ｂをオンしない場合
図６Ｂの実線及び矢印で示すように、電流は第１の外部出力導体５ａ、スイッチング素子１ａのダイオード部、主回路導体３ａ、コンデンサ２、主回路導体３ｂ、第２の外部出力導体５ｂの順に通過して外部端子Ｘ２から出力される。
３）モード３：外部端子Ｘ２から電流が入力されスイッチング素子１ａをオンした場合
図６Ｃの実線及び矢印で示すように、電流は第２の外部出力導体５ｂ、主回路導体３ｂ、コンデンサ２、主回路導体３ａ、スイッチング素子１ａ、第１の外部出力導体５ａの順に通過して外部端子Ｘ１から出力される。
４）モード４：外部端子Ｘ２から電流が入力されスイッチング素子１ａをオンしない場合
図６Ｄの実線及び矢印で示すように、電流は第２の外部出力導体５ｂ、スイッチング素子１ｂのダイオード部、第１の外部出力導体５ａの順に通過して外部端子Ｘ１から出力される。
【００２３】
セル変換器１００ａの異常を検出してバイパス部４が閉じて、図３の電流経路になる場合の電流の流れ方は次の２通りである。
５）モード５：電流は外部端子Ｘ１から入力され、第１の外部出力導体５ａ、第１のバイパス接続導体６ａ、バイパス部４、第２のバイパス接続導体６ｂ、第２の外部出力導体５ｂの順に通過して外部端子Ｘ２から出力される。
６）モード６：電流は外部端子Ｘ２から入力され、第２の外部出力導体５ｂ、第２のバイパス接続導体６ｂ、バイパス部４、第１のバイパス接続導体６ａ、第１の外部出力導体５ａの順に通過して外部端子Ｘ１から出力される（モード５の電流の向きが逆方向）。
【００２４】
セル変換器１００ａの異常を検出してバイパス部４が閉じて、図４の電流経路になる場合の電流の流れ方は次の通りである。
７）モード７：コンデンサ２、主回路導体３ａ、スイッチング素子１ａ、第１の外部出力導体５ａ、第１のバイパス接続導体６ａ、バイパス部４、第２のバイパス接続導体６ｂ、第２の外部出力導体５ｂ、主回路導体３ｂ、コンデンサ２の順に循環する。
【００２５】
本実施の形態においては、上述のモード７において、図４の電流経路になる場合に、第１の導体部１０ａのうち主回路導体３ａと第１のバイパス接続導体６ａとの接続との間の第１の外部出力導体５ａと、第２の導体部１０ｂのうち主回路導体３ｂと第２のバイパス接続導体６ｂとの接続との間の第１の外部出力導体５ａとに流れる電流の向きが空間的に同じ方向になるような部位を設けるように、第１の外部出力導体５ａ及び第２の外部出力導体５ｂの形状を屈曲形状とした。ここで、屈曲形状は、折れ線状に屈曲された折曲形状及び曲線状に屈曲された湾曲形状を含む。
図７は本実施の形態による外部出力導体のセル変換器中の配置を示した概略図で、図５の前方斜め上方向から見た、すなわち図５Ａ中、図５Ｂ中のそれぞれ矢印のＡ方向から見た斜視図である。
【００２６】
図において、第１の外部出力導体５ａ及び第２の外部出力導体５ｂは所定の幅と厚さを有する板状の導体で、互いに垂直方向に対向して配置され、それぞれ屈曲している。第１の外部出力導体５ａの一端は外部端子Ｘ１に接続され、他端は主回路導体３ａ（図示せず）に接続され、途中でバイパス部４（図示せず）に接続される第１のバイパス接続導体６ａが接続されている。第２の外部出力導体５ｂは第１の外部出力導体５ａの下方に離間して配置され、一端は外部端子Ｘ２に接続され、他端は主回路導体３ｂ（図示せず）に接続され、途中に、バイパス部４（図示せず）に接続される第２のバイパス接続導体６ｂが接続されている。第１のバイパス接続導体６ａ及び第２のバイパス接続導体６ｂは互いに平行部分を有するように配置されている。
以下の実施の形態１に係る第１の外部出力導体５ａ及び第２の外部出力導体５ｂを説明する図８Ａ〜８Ｇにおいては、図７の第１の外部出力導体５ａ及び第２の外部出力導体５ｂをそれぞれｘ方向の矢印ｘａ、ｘｂの方向に展開した概略平面図（上面図）として説明する。
【００２７】
図８Ａは、図７の斜視図を平面に展開した外部出力導体の概略形状を示す図である。図中矢印１２ａ、１２ｂ、１２ｃは電流の流れる向きを示しており、バイパス部４の高電位側から低電位側に電流が流れた場合の向きを示している。主回路導体３ａ、３ｂとの接続箇所は図では離間して示し、バイパス接続導体６ａ、６ｂとの接続箇所も図では離間して示している。
図において、第１の外部出力導体５ａは折曲形状導体７ａで構成され、第２の外部出力導体５ｂが折曲形状導体７ｂで構成されている。第１の外部出力導体５ａの一端は外部端子Ｘ１に接続され、他端は主回路導体３ａに接続され、途中で第１のバイパス接続導体６ａの一端に接続され、第１のバイパス接続導体６ａの他端はバイパス部４の高電位側に接続されている。第２の外部出力導体５ｂの一端は外部端子Ｘ２に接続され、他は主回路導体３ｂに接続され、途中で第２のバイパス接続導体６ｂの一端に接続され、第２のバイパス接続導体６ｂの他端はバイパス部４の低電位側に接続されている。
【００２８】
第１の外部出力導体５ａは、主回路導体３ａから外部端子Ｘ１へ向かう経路の方向である矢印１２ａと平行な第１の方向（ｙ方向、筐体２００の奥行方向）に垂直な第２の方向（ｘ方向）に沿うように延伸されて形成された第１の部位１１ａを有し、同様に、第２の外部出力導体５ｂは、第１の方向に垂直な第２の方向に沿うように延伸されて形成された第２の部位１１ｂを有する。さらに、第１の外部出力導体５ａに設けられた第１の部位１１ａの少なくとも一部は第１及び第２の方向ともに垂直な第３の方向（図７においてｚ方向）において、第２の外部出力導体５ｂの第２の部位１１ｂと重なるように設けられる。
【００２９】
図７に戻るが、第１の部位１１ａと第２の部位１１ｂとは同じ電流の向き１２ｂであり、第３の方向（ｚ方向）において互いに隣り合って対向するように配置されている。また、第１の部位１１ａは第１の面１３ａを有する様に板状に設けられ、第２の部位１１ｂは第２の面１３ｂを有する様に板状に設けられ、第１の面１３ａ及び第２の面１３ｂはそれぞれ第３の方向に平行であり、第１の部位１１ａ及び第２の部位１１ｂは第１の面１３ａ及び第２の面１３ｂに平行な方向において互いに隣り合うように配置されている。
【００３０】
このように、第１の面１３ａ及び第２の面１３ｂがそれぞれ第３の方向に平行である場合、第１の外部出力導体５ａを第１のバイパス接続導体６ａに接続した部分及び第２の外部出力導体５ｂを第２のバイパス接続導体６ｂに接続した部分において、バイパス部４に短絡電流が流れた場合の電磁反発力の影響を軽減することができる。これにより、第１のバイパス接続導体６ａ、第２のバイパス接続導体６ｂ、第１の外部出力導体５ａ及び第２の外部出力導体５ｂの変形を抑制することが可能となる。
【００３１】
図８Ｂは、図８Ａにおける屈曲形状を板状の導体を湾曲させて構成したもので、第１の外部出力導体５ａを湾曲形状導体８ａで、第２の外部出力導体５ｂを湾曲形状導体８ｂで構成している。この構造においても第１の外部出力導体５ａ及び第２の外部出力導体５ｂにはそれぞれ第２の方向（ｘ方向）に沿うように延伸されて形成された第１の部位１１ａと第１の面１３ａ及び第２の方向に沿うように延伸されて形成された第２の部位１１ｂと第２の面１３ｂを有しており、第１の面１３ａ及び第２の面１３ｂにおいて、空間的に電流は同じ方向に流れる。第１及び第２の外部出力導体の形状以外の動作は図８Ａと同様である。
【００３２】
図８Ａでは１つの板状の導体を折曲させて屈曲形状を形成した外部出力導体を示していたが、図８Ｃにおいては第１及び第２の外部出力導体５ａ、５ｂは矩形のＵ字形状（コの字形状）導体９ａ、Ｌ字形状導体９ｂ、矩形のＳ字形状導体９ｃ及び直線形状導体９ｅを連結して、図８Ａの折曲形状導体７ａ、７ｂと同様な折曲形状を構成している。図８Ａの折曲形状導体７ａ、７ｂは１つの導体で形成するために加工が難しいが、簡単な加工の導体を複数組み合わせることで同様な形状を得られる。外部出力導体の形状以外は前述図８Ａの動作と同様である。
【００３３】
図８Ｄは、図８Ｃの変形例であり、第１及び第２の外部出力導体５ａ、５ｂをＬ字形状導体９ｂ及び矩形のＳ字形状導体９ｃを連結して折曲形状導体７ａ、７ｂと同様な折曲形状を構成している。前述の図８Ｃの構成と比べて、使用する形状導体の種類を４種類から２種類に減らすことが出来る。外部出力導体の形状以外は前述図８Ａの動作と同様である。
【００３４】
図８Ｅは、図８Ｄの変形例であり、矩形のＳ字形状導体９ｃを矩形のＵ字形状導体９ａに置き換えたものである。この矩形のＵ字形状導体９ａは、第１の外部出力導体５ａにおいて平面部が下側すなわち第２の外部出力導体５ｂに近づくように取付け、第２の外部出力導体５ｂの矩形のＵ字形状導体９ａの平面部は上側つまり第１の外部出力導体５ａに近づくよう対向させて取付ける。外部出力導体の形状以外は前述図８Ａの動作と同様である。
【００３５】
図８Ｂでは１つの板状の導体を湾曲させて屈曲形状を形成した外部出力導体を示していたが、図８Ｆにおいては第１及び第２の外部出力導体５ａ、５ｂはＵ字形状導体９ｄ、Ｌ字形状導体９ｂ、矩形のＵ字形状導体９ａ、矩形のＳ字形状導体９ｃ及び直線形状導体９ｅを連結して図８Ｂの湾曲形状導体８ａ、８ｂと同様な湾曲形状を構成している。湾曲形状導体８ａ、８ｂは１つの導体で形成するために加工が難しいが、簡単な加工の導体を複数組み合わせることで同様な形状を得られる。外部出力導体の形状以外は前述図８Ａの動作と同様である。
【００３６】
図８Ｇは、直線形状である外部出力導体を示している。第１の外部出力導体１０５ａと第２の外部出力導体１０５ｂは直線形状である。外部出力導体１０５ａの一端は外部端子Ｘ１に接続され、他端は主回路導体１０３ａに接続され、途中で第１のバイパス接続導体１０６ａの一端に接続され、第１のバイパス接続導体１０６ａの他端はバイパス部１０４の高電位側に接続されている。第２の外部出力導体１０５ｂの一端は外部端子Ｘ２に接続され、他端は主回路導体１０３ｂに接続され、途中で第２のバイパス接続導体１０６ｂに接続され、第２のバイパス接続導体１０６ｂの他端はバイパス部１０４の低電位側に接続されている。第１の外部出力導体１０５ａと第２の外部出力導体１０５ｂの電流は矢印で示すように反対向きの流れになっており、向かい合う配置になっている。
【００３７】
次に、図８Ａ〜図８Ｆに示した本実施の形態に係る外部出力導体の形状の作用効果について、図８Ｇと比較して説明する。
まず、図８Ｇにおいては、第１の外部出力導体１０５ａ、第２の外部出力導体１０５ｂが直線形状であり、第１のバイパス接続導体１０６ａと主回路導体１０３ａ、第２のバイパス接続導体１０６ｂと主回路導体１０３ｂとの接続が最短である。そのため、第１の外部出力導体１０５ａの自己インダクタンス（Ｌｃ0）と第２の外部出力導体１０５ｂの自己インダクタンス（Ｌｄ0）が小さい。また、第１の外部出力導体１０５ａと第２の外部出力導体１０５ｂは向かい合う配置になっておりその電流は異なる向きの流れになっているため、負の相互インダクタンス（−Ｍ）が発生する。合成インダクタンスＬ0は、次式（１）で表される。
Ｌ0＝Ｌｃ0＋Ｌｄ0−２Ｍ      ・・・（１）
【００３８】
一方、図８Ａにおいては、第１の外部出力導体５ａ、第２の外部出力導体５ｂは屈曲しているので配線長が長くなり、第１の外部出力導体５ａの自己インダクタンス（Ｌｃ1：Ｌｃ1＞Ｌｃ0）と第２の外部出力導体５ｂの自己インダクタンス（Ｌｄ1：Ｌｄ1＞Ｌｄ0）は最短の配線長より増加する。また、第１の外部出力導体５ａの部位１１ａと第２の外部出力導体５ｂの部位１１ｂとは空間的に電流は同じ向きの流れになっており、さらに、電流の方向に沿って向かい合う配置になっているため、正の相互インダクタンス（＋Ｍ）が発生する。合成インダクタンスＬ1は、次式（２）で表される。
Ｌ1＝Ｌｃ1＋Ｌｄ1＋２Ｍ      ・・・（２）
Ｌ1＞Ｌ0    となることがわかる。
すなわち、従来よりも合成インダクタンスが増加することにより、図４の太線で示した短絡電流は抑制されてからバイパス部４に流れるため、バイパス部４の破損を抑制できる。
【００３９】
図８Ｂ〜図８Ｆの外部出力導体の形状においても、図８Ａと同様に従来よりも合成インダクタンスが増加することにより、同様の効果を奏することができる。図４の太線で示した短絡電流は抑制されてからバイパス部４に流れるため、バイパス部４の破損を抑制できる。
【００４０】
図８Ａ〜図８Ｆにおいて、主回路導体３ａと主回路導体３ｂとは対向するように記載しているが、図のように配置し、主回路導体３ａと主回路導体３ｂとの間で負の相互インダクタンスを発生させて低インダクタンスにするのがよい。主回路導体３ａと主回路導体３ｂとが高インダクタンスになると、通常動作時にスイッチング素子１ａ、１ｂに高電圧が印加され、好ましくない。低インダクタンスであると、より短絡電流が大きくなるが、本実施の形態の構成により短絡電流を抑制することは可能である。
【００４１】
図７、図８Ａ〜図８Ｆにおいて、第１の方向に対し、第２の方向が垂直の例を示したが、第２の方向は第１の方向に対し交差していれば、垂直方向である必要はない。第２の方向に流れる電流が第１の方向に対して垂直な方向の成分を有していればよい。また、屈曲形状の配置によっては、第２の方向に流れる電流において、逆方向となる箇所がある場合は、電流が同じ方向の成分が逆方向の成分よりも大きくなるようにすれば、上述の式（２）の３項が正となり、短絡電流は抑制されてからバイパス部４に流れることになる。
【００４２】
例えば図８Ｈは図８Ａの変形例である。図８Ａにおける第２の方向である矢印１２ｂの方向に対し、図８Ｈは、第２の方向が第１の外部出力導体５ａにおいては矢印１２ｄの方向に、第２の外部出力導体５ｂにおいては矢印１２ｅの方向になるように屈曲形状を形成したことを示した図である。矢印１２ｄ、１２ｅの各々は、例えば矢印１２ｂから３０度以内の角度範囲にある。また、矢印１２ｄと矢印１２ｅとの角度が例えば６０度以内である。この場合も第１の部位１１ａと第２の部位１１ｂとは同じ電流の向き１２ｂの成分による効果を奏することが可能であり、第１の部位１１ａが有する第１の面１３ａと第２の部位１１ｂとが有する第２の面１３ｂの平行成分による効果、すなわち、バイパス部４に短絡電流が流れた場合の電磁反発力の影響を軽減する効果も奏することが可能となる。
【００４３】
さらに、図８Ｉは図８Ａの別の変形例である。第１の外部出力導体５ａ、第２の外部出力導体５ｂにおいて、ともに矢印１２ｄの方向になるように屈曲形状を形成したものである。矢印１２ｄは、例えば矢印１２ｂから４５度以内の角度範囲にある。この場合も、第１の部位１１ａと第２の部位１１ｂとは同じ電流の向き１２ｂの成分による効果を奏することが可能であり、第１の部位１１ａが有する第１の面１３ａと第２の部位１１ｂとが有する第２の面１３ｂは平行であり、バイパス部４に短絡電流が流れた場合の電磁反発力の影響を軽減する効果も奏することが可能となる。
【００４４】
図８Ａの変形例を２例挙げたが、図８Ｂ〜図８Ｆも同様に、第２の方向が第１の方向に対し交差していれば、垂直方向である必要はなく、第２の方向に流れる電流が第１の方向に対して垂直な方向の成分を有していればよい。
このように、第２の方向は第１の方向に対し垂直方向でなくてもよく、所定範囲内の角度で交差するような方向であり、第１の方向に対し垂直方向の成分の同じ電流の向きの成分を有し、屈曲形状を設けることによる電流の成分のうち、電流が同じ方向の成分が逆向きの成分より大きくなるようにすればよい。
【００４５】
また、図示してないが、バイパス部４の設置場所から外側に位置するセル変換器の筐体２００までの空間にはスイッチング素子１ａ、１ｂ及びバイパス部４の駆動用の基板及び電源が存在するため、正の相互インダクタンス（＋Ｍ）が発生する構成とすることで、自己インダクタンスを増加させるためにバイパス部４の設置場所から外側に位置する空間まで外部出力導体の横方向の長さを延伸する必要が無く、外部出力導体を小型化構成することが出来る。
【００４６】
以上のように、実施の形態１によれば、主回路導体３ａと第１のバイパス接続導体６ａとの接続との間の第１の外部出力導体５ａの形状と、主回路導体３ｂと第２のバイパス接続導体６ｂとの接続との間の第２の外部出力導体５ｂの形状とを屈曲形状を有するように構成し、主回路導体３ａ、３ｂと第１及び第２のバイパス接続導体６ａ、６ｂとの接続の経路の方向すなわち、筐体の奥行方向に対しそれぞれ垂直な方向に延伸された第１及び第２の部位を持ち、それら第１及び第２の部位は空間的に少なくとも重なるようにし、セル変換器に二重異常が発生した場合に、それら第１及び第２の部位には電流の向きが同じ方向になるようにしたので、インダクタンスを増加させるにより、バイパス部４に流れる過電流を抑制でき、信頼性の高い電力変換装置を実現することができる。筐体内の空間を利用して上述の各外部出力導体５ａ、５ｂの屈曲形状を配置でき、セル変換器のサイズを大きくすることなく、いずれかのセル変換器に二重異常が発生した場合にも運転の継続が可能となる小型で安価な電力変換装置を得ることが可能となる。
【００４７】
実施の形態２．
実施の形態１では、上述のモード７において、図４の電流経路になる場合に、第１の導体部１０ａのうち主回路導体３ａと第１のバイパス接続導体６ａとの接続との間の第１の外部出力導体５ａと、第２の導体部１０ｂのうち主回路導体３ｂと第２のバイパス接続導体６ｂとの接続との間の第１の外部出力導体５ａとに流れる電流の向きが空間的に同じ方向になるような部位を設けるように、第１の外部出力導体５ａ及び第２の外部出力導体５ｂの形状とした。本実施の形態２においては、第１の導体部１０ａのうち第１のバイパス接続導体６ａと、第２の導体部１０ｂのうち第２のバイパス接続導体６ｂとに流れる電流の向きが空間的に同じ方向になるような部位を設けるように、第１のバイパス接続導体６ａ及び第２のバイパス接続導体６ｂの形状を屈曲形状とした。屈曲形状は、実施の形態１と同様に、折れ線状に屈曲された折曲形状及び曲線状に屈曲された湾曲形状を含む。
【００４８】
以下の実施の形態２に係る第１のバイパス接続導体６ａ及び第２のバイパス接続導体６ｂを説明する図９Ａ〜９Ｇにおいては、図７の第１の外部出力導体５ａ及び第２の外部出力導体５ｂはそれぞれ図８Ｇのものとし、図５Ｂの右側面図において、重なって示されている第１のバイパス接続導体６ａ及び第２のバイパス接続導体６ｂを図７のそれぞれｙ方向の矢印ｙ１、ｙ２の方向に展開した概略平面図（右側面図）として説明する。
【００４９】
図９Ａにおいて、第１のバイパス接続導体６ａは折曲形状導体７ａで構成され、第２のバイパス接続導体６ｂは折曲形状導体７ｂで構成されている。第１のバイパス接続導体６ａの一端は第１の外部出力導体５ａに接続され、他端はバイパス部４の高電位側に接続される。第２のバイパス接続導体６ｂの一端は第２の外部出力導体５ｂに接続され、他端はバイパス部４の低電位側に接続されている。
【００５０】
第１のバイパス接続導体６ａは第１の外部出力導体５ａからバイパス部４の高電位側へ向かう経路の方向である矢印１２ａと平行な第１の方向（図７においてｚ方向）に垂直な方向である第２の方向（図７においてｙ方向）に沿うように延伸されて形成された第１の部位１１ａを有し、同様に第２のバイパス接続導体６ｂは第２の外部出力導体５ｂからバイパス部４の低電位側へ向かう経路である第１の方向に垂直な方向である第２の方向に沿うように延伸されて形成された第２の部位１１ｂを有する。さらに、第１のバイパス接続導体６ａの第１の部位１１ａの少なくとも一部は、第１及び第２の方向ともに垂直な第３の方向（図７においてｘ方向）において、第２のバイパス接続導体６ｂの第２の部位１１ｂと重なるように設けられる。
【００５１】
すなわち、第１のバイパス接続導体６ａの第１の部位１１ａと第２のバイパス接続導体６ｂの第２の部位１１ｂとは第２の方向である矢印１２ｂで示した同じ電流の向きになっており、第３の方向において互いに隣り合って対向してするように配置されている。また、第１の部位１１ａは第１の面１３ａを有する様に板状に設けられ、第２の部位１１ｂは第２の面１３ｂを有する様に板状に設けられ、第１の面１３ａ及び第２の面１３ｂはそれぞれ第３の方向に平行であり、第１の部位１１ａ及び第２の部位１１ｂは第１の面１３ａ及び第２の面１３ｂに平行な方向において互いに隣り合うように配置されている。
【００５２】
第１の面１３ａ及び第２の面１３ｂがそれぞれ第３の方向に平行である場合、第１のバイパス接続導体６ａをバイパス部４と第１の外部出力導体５ａに接続した部分及び第２のバイパス接続導体６ｂをバイパス部４と第２の外部出力導体５ｂに接続した部分にて、バイパス部４に短絡電流が流れた場合の電磁反発力の影響を軽減することができる。これにより第１のバイパス接続導体６ａ、第２のバイパス接続導体６ｂ、第１の外部出力導体５ａ及び第２の外部出力導体５ｂの変形を抑制することが可能となる。
【００５３】
図９Ｂは、図９Ａにおける屈曲形状を板状の導体を湾曲させて構成したもので、第１のバイパス接続導体６ａを湾曲形状導体８ａで、第２のバイパス接続導体６ｂを湾曲形状導体８ｂで構成している。この構造においても第１のバイパス接続導体６ａ及び第２のバイパス接続導体６ｂにはそれぞれ第２の方向（ｙ方向）に沿うように延伸されて形成された第１の部位１１ａと第１の面１３ａ及び第２の方向に沿うように延伸されて形成された第２の部位１１ｂと第２の面１３ｂを有しており、第１の面１３ａ及び第２の面１３ｂにおいて、空間的に電流は同じ方向に流れる。バイパス接続導体の形状以外の動作は図９Ａと同様である。
【００５４】
図９Ａでは１つの板状の導体を折曲させて屈曲形状を形成したバイパス接続導体を示していたが、図９Ｃにおいては第１及び第２のバイパス接続導体６ａ、６ｂは矩形のＵ字形状（コの字形状）導体９ａ、Ｌ字形状導体９ｂ及び直線形状導体９ｅを連結して、図９Ａの折曲形状導体７ａ、７ｂと同様な折曲形状を構成している。図９Ａの折曲形状導体７ａ、７ｂは１つの導体で形成するために加工が難しいが、簡単な加工の導体を複数組み合わせることで同様な形状を得られる。バイパス接続導体の形状以外は前述図９Ａの動作と同様である。
【００５５】
図９Ｄは、図９Ｃの変形例であり、第１及び第２のバイパス接続導体６ａ、６ｂを矩形のＳ字形状導体９ｃを連結して折曲形状導体７ａ、７ｂと同様な折曲形状を構成している。前述の図９Ｃの構成と比べて、使用する形状導体の種類を３種類から１種類に減らすことができる。バイパス接続導体の形状以外は前述図９Ａの動作と同様である。
【００５６】
図９Ｅは、図９Ｄの変形例であり、矩形のＳ字形状導体９ｃを矩形のＵ字形状導体９ａに置き換えたものである。この矩形のＵ字形状導体９ａは、第１のバイパス接続導体６ａにおいて平面部が左側すなわち第２のバイパス接続導体６ｂに近づくように取付け、第２のバイパス接続導体６ｂの矩形のＵ字形状導体９ａの平面部は右側すなわち第１のバイパス接続導体６ａに近づくよう対向させて取付ける。バイパス接続導体の形状以外は前述図９Ａの動作と同様である。
【００５７】
図９Ｂでは１つの板状の導体を湾曲させて屈曲形状を形成したバイパス接続導体を示していたが、図９Ｆにおいては第１及び第２のバイパス接続導体６ａ、６ｂはＵ字形状導体９ｄ、Ｌ字形状導体９ｂ及び直線形状導体９ｅを連結して図９Ｂの湾曲形状導体８ａ、８ｂと同様な湾曲形状を構成している。図９Ｂの湾曲形状導体８ａ、８ｂは１つの導体で形成するために加工が難しいが、簡単な加工の導体を複数組み合わせることで同様な形状を得られる。外部出力導体の形状以外は前述図９Ａの動作と同様である。
【００５８】
図９Ｇは、直線形状であるバイパス接続導体を示している。第１のバイパス接続導体１０６ａと第２のバイパス接続導体１０６ｂは直線形状である。第１のバイパス接続導体１０６ａの一端は第１の外部出力導体１０５ａに接続され、他端はバイパス部１０４の高電位側に接続されている。第２のバイパス接続導体１０６ｂの一端は第２の外部出力導体１０５ｂに接続され、他端はバイパス部１０４の低電位側に接続されている。第１のバイパス接続導体１０６ａと第２のバイパス接続導体１０６ｂの電流は矢印で示すように反対向きの流れになっており、向かい合う配置になっている。
【００５９】
次に、図９Ａ〜図９Ｆに示した本実施の形態に係るバイパス接続導体の形状の作用効果について、図９Ｇと比較して説明する。
まず、図９Ｇにおいては、第１のバイパス接続導体１０６ａ、第２のバイパス接続導体１０６ｂが直線形状であり、第１の外部出力導体１０５ａ、第２の外部出力導体１０５ｂとバイパス部１０４との接続が最短である。そのため、第１のバイパス接続導体１０６ａの自己インダクタンス（Ｌａ0）と第２のバイパス接続導体１０６ｂの自己インダクタンス（Ｌｂ0）が小さい。また、第１のバイパス接続導体１０６ａと第２のバイパス接続導体１０６ｂは向かい合う配置になっておりその電流は異なる向きの流れになっているため、負の相互インダクタンス（−Ｍ）が発生する。合成インダクタンスＬbp0は、次式（３）で表される。
Ｌbp0＝Ｌａ0＋Ｌｂ0−２Ｍ      ・・・（３）
【００６０】
一方、図９Ａにおいては、第１のバイパス接続導体６ａ、第２のバイパス接続導体６ｂは屈曲形状を有してしているので配線長が長くなり、第１のバイパス接続導体６ａの自己インダクタンス（Ｌａ1：Ｌａ1＞Ｌａ0）と第２のバイパス接続導体６ｂの自己インダクタンス（Ｌｂ1：Ｌｂ1＞Ｌｂ0）は最短の配線長より増加する。また、第１のバイパス接続導体６ａの第１の部位１１ａと第２のバイパス接続導体６ｂの第２の部位１１ｂとは空間的に電流は同じ向きの流れになっており、さらに、電流の方向に沿って向かい合う配置になっているため、正の相互インダクタンス（＋Ｍ）が発生する。合成インダクタンスＬbp1は、次式（４）で表される。
Ｌbp1＝Ｌａ1＋Ｌｂ1＋２Ｍ      ・・・（４）
Ｌbp1＞Ｌbp0    となることがわかる。
すなわち、従来よりも合成インダクタンスが増加することにより、図４の太線で示した短絡電流は抑制されてからバイパス部４に流れるため、バイパス部４の破損を抑制できる
【００６１】
図９Ｂ〜図９Ｆのバイパス接続導体の形状においても、図９Ａと同様に従来よりも合成インダクタンスが増加することにより、同様の効果を奏することができる。図４の太線で示した短絡電流は抑制されてからバイパス部４に流れるため、バイパス部４の破損を抑制できる。
【００６２】
図９Ａ〜図９Ｆにおいて、第１の方向に対し、第２の方向が垂直の例を示したが、第２の方向は第１の方向に対し交差していれば、垂直方向である必要はない。第２の方向に流れる電流が第１の方向に対して垂直な方向の成分を有していればよい。また、屈曲形状の配置によっては、第２の方向に流れる電流において、逆方向となる箇所がある場合は、電流が同じ方向の成分が逆方向の成分よりも大きくなるようにすれば、上述の式（４）の３項が正となり、短絡電流は抑制されてからバイパス部４に流れることになる。
【００６３】
例えば図９Ｈは図９Ｂの変形例である。図９Ｂにおける第２の方向である矢印１２ｂに対し、図９Ｈは、第２の方向が第１のバイパス接続導体６ａにおいては矢印１２ｄの方向に、第２のバイパス接続導体６ｂにおいては矢印１２ｅの方向になるように屈曲形状を形成したことを示した図である。矢印１２ｄ、１２ｅの各々は、例えば、矢印１２ｂから３０度以内の角度範囲にある。また、矢印１２ｄと矢印１２ｅとの角度が、例えば６０度以内である。この場合も、第１の部位１１ａと第２の部位１１ｂとは同じ電流の向き１２ｂの成分による効果を奏することが可能であり、第１の部位１１ａが有する第１の面１３ａと第２の部位１１ｂとが有する第２の面１３ｂの平行成分による効果、すなわち、バイパス部４に短絡電流が流れた場合の電磁反発力の影響を軽減する効果も奏することが可能となる。
【００６４】
さらに、図９Ｉは図９Ｂの別の変形例である。第１のバイパス接続導体６ａ、第２のバイパス接続導体６ｂにおいて、ともに矢印１２ｄの方向になるように屈曲形状を形成したものである。矢印１２ｄは、例えば矢印１２ｂから４５度以内の角度範囲にある。この場合も、第１の部位１１ａと第２の部位１１ｂとは同じ電流の向き１２ｂの成分による効果を奏することが可能であり、第１の部位１１ａが有する第１の面１３ａと第２の部位１１ｂとが有する第２の面１３ｂは平行であり、バイパス部４に短絡電流が流れた場合の電磁反発力の影響を軽減する効果も奏することが可能となる。
【００６５】
図９Ｂの変形例を２例挙げたが、図９Ａ、図９Ｃ〜図９Ｆも同様に、第２の方向が第１の方向に対し交差していれば、垂直方向である必要はなく、第２の方向に流れる電流が第１の方向に対して垂直な方向の成分を有していればよい。
このように、実施の形態２においても、第２の方向は第１の方向に対し垂直方向でなくてもよく、所定範囲内の角度で交差するような方向であり、第１の方向に対し垂直方向の成分の同じ電流の向きの成分を有し、屈曲形状を設けることによる電流の成分のうち、電流が同じ方向の成分が逆向きの成分より大きくなるようにすればよい。
【００６６】
また、図示しないが、バイパス部４の設置場所から外側に位置するセル変換器の筐体２００までの空間にはスイッチング素子１ａ、１ｂ及びバイパス部４の駆動用の基板及び電源が存在するため、正の相互インダクタンス（＋Ｍ）が発生する構成とすることで、自己インダクタンスを増加させるためにバイパス部４の設置場所から外側に位置する空間までバイパス接続導体の横方向の長さを延伸する必要が無く、バイパス接続導体を小型化構成することが出来る。
【００６７】
以上のように、実施の形態２によれば、第１のバイパス接続導体６ａの形状と、第２のバイパス接続導体６ｂの形状とを、屈曲形状を有するように構成し、第１及び第２の外部出力導体５ａ、５ｂとの接続からバイパス部４との接続の方向すなわち、筐体の上下方向に対しそれぞれ垂直な方向に延伸された第１及び第２の部位を持ち、それら第１及び第２の部位が空間的に少なくとも重なるよう、セル変換器に二重異常が発生した場合に、それら第１及び第２の部位は、空間的に電流の向きが同じ方向になるようにしたので、インダクタンスを増加させるにより、バイパス部４に流れる過電流を抑制でき、信頼性の高い電力変換装置を実現することができる。筐体内の空間を利用して上述の各バイパス接続導体６ａ、６ｂの屈曲形状を配置でき、セル変換器のサイズを大きくすることなく、いずれかのセル変換器に二重異常が発生した場合にも運転の継続が可能となる小型で安価な電力変換装置を得ることが可能となる。
【００６８】
また、実施の形態１の外部出力導体５ａ、５ｂには定常動作であるモード１からモード４においても電流が流れて外部出力導体５ａ、５ｂのインダクタンス増加に伴う電力損失の増加が発生するので、外部出力導体５ａ、５ｂのインダクタンスが増加しない実施の形態２のほうが電力損失面ではより効果を奏する。
【００６９】
なお、上記実施の形態１においては、外部出力導体５ａ、５ｂが屈曲形状を有するように、上記実施の形態２においては、バイパス接続導体６ａ、６ｂが屈曲形状を有するように構成したが、実施の形態１と２を組み合わせてもよい。その場合、隣接した導体間に電流の向きが異なる箇所が増加しないように配置を配慮する必要がある。
【００７０】
また、外部出力導体５ａ、５ｂ及びバイパス接続導体６ａ、６ｂを板状に導体を用いる例について説明したが、板状に限定されるものではない。
【００７１】
本開示は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００７２】
１ａ，１ｂ：スイッチング素子、  ２：コンデンサ、  ３ａ，３ｂ：主回路導体、  ４：バイパス部、  ５ａ：第１の外部出力導体、  ５ｂ：第２の外部出力導体、  ６ａ：第１のバイパス接続導体、  ６ｂ：第２のバイパス接続導体、  ７ａ，７ｂ：折曲形状導体、  ８ａ，８ｂ：湾曲形状導体、  ９ａ：矩形のＵ字形状導体、  ９ｂ：Ｌ字形状導体、  ９ｃ：矩形のＳ字形状導体、  ９ｄ：Ｕ字形状導体、  ９ｅ：直線形状導体、  １０ａ：第１の導体部、  １０ｂ：第２の導体部、  １１ａ：第１の部位、  １１ｂ：第２の部位、  １２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ：矢印、  １３ａ：第１の面、  １３ｂ：第２の面、  Ｘ１，Ｘ２：外部端子、  １００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ：セル変換器
【要約】
セル変換器（１００）が直列接続された電力変換装置において、各セル変換器（１００ａ）は、スイッチング素子（１ａ，１ｂ）とコンデンサ（２）とを接続する主回路導体（３ａ，３ｂ）と、他のセル変換器（１００ａ，１００ｂ）に接続する２つの外部端子（Ｘ１，Ｘ２）の間に配置されるバイパス部（４）と、外部端子（Ｘ１，Ｘ２）と主回路導体（３ａ，３ｂ）を接続する外部出力導体（５ａ，５ｂ）と、外部出力導体（５ａ，５ｂ）とバイパス部（４）とを接続するバイパス接続導体（６ａ，６ｂ）とを備え、バイパス接続導体（６ａ，６ｂ）または外部出力導体（５ａ，５ｂ）の高電位側と低電位側とは互い対向して配置し、導体を屈曲させて導体の一部の電流の向きが同じ方向になる部位を設けることにより、相互インダクタンス及び自己インダクタンスを増加させ、二重故障時にバイパス部（４）に流れる短絡電流を抑制する。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
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【図８Ｈ】
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【図８Ｉ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図９Ｇ】
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【図９Ｈ】
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【図９Ｉ】
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