(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極導体と負極導体と交流導体とを含む回路接続部と、
前記回路接続部の所定側に接続するパワー半導体モジュールと、
前記パワー半導体モジュールに対して前記回路接続部と反対側に延伸するフィンと、
前記回路接続部の長手方向の一端に設けられたコンデンサと、
を備え、
前記回路接続部のうち、前記フィンが前記回路接続部へ投影される部分以外の領域であって、前記コンデンサが存在する一端とは前記フィンを介して反対側の一端を含む領域を延伸部と規定したときに、
前記延伸部および前記フィンによって、冷却ファンが設けられる空間が形成され、
前記冷却ファンを覆うように設けられたファンダクトが、前記フィンと対向する面に第一通風孔が設けられるとともに、前記ファンダクトの前記回路接続部と対向する面に第二通風孔が設けられる電力変換ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換ユニットであって、
前記冷却ファンに備わるファンモータの回転軸が、前記フィンの延伸長の線分の中点を含む位置に設けられる電力変換ユニット。
【請求項３】
請求項１に記載の電力変換ユニットであって、
前記冷却ファンは風を排出もしくは吸入する羽根を備えており、前記第二通風孔は、前記延伸部の一端部と、前記羽根の高さ方向における下端部との間に位置する電力変換ユニット。
【請求項４】
請求項１に記載の電力変換ユニットであって、
前記延伸部において、前記回路接続部に対して前記パワー半導体モジュールが設けられている側とは反対側の領域に、ヒューズが設けられる電力変換ユニット。
【請求項５】
請求項１に記載の電力変換ユニットであって、
前記冷却ファンによって前記コンデンサ側から前記パワー半導体モジュールに対して送風される電力変換ユニット。
【請求項６】
正極導体と負極導体と交流導体とを含む回路接続部と、
前記回路接続部の所定側に接続するパワー半導体モジュールと、
前記パワー半導体モジュールに対して前記回路接続部と反対側に延伸するフィンと、
前記回路接続部の長手方向の一端に設けられたコンデンサと、を有する電力変換ユニットと、
前記回路接続部のうち、前記フィンが前記回路接続部へ投影される部分以外の領域であって、前記コンデンサが存在する一端とは前記フィンを介して反対側の一端を含む領域を延伸部と規定したときに、前記延伸部および前記フィンに囲まれることによって形成される空間に設けられる冷却ファンと、
前記フィンと対向する面に第一通風孔が設けられるとともに、前記回路接続部と対向する面に第二通風孔が設けられ、前記冷却ファンを覆うように設けられたファンダクトと、
を有する電力変換装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電力変換装置において、
前記冷却ファンは風を排出もしくは吸入する羽根を備えており、前記第二通風孔は、前記延伸部の一端部と、前記羽根の高さ方向における下端部との間に位置する電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換ユニットおよび電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力変換装置において、その主要部品であるパワー半導体モジュールに用いられるパワー半導体の技術革新により、スイッチング動作が高速化されており、パワー半導体における損失が低減されている。これにより、パワー半導体モジュールを冷却するための冷却器を小型化することができ、その結果、電力変換装置の小型化が実現されている。特に、電力変換装置を有するＵＰＳ（Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ、無停電電源装置）は、データセンタ向けに、地価の高い都市近郊に敷設されるため、設置面積の小さいことが望まれている。また、敷設エリアを有効活用するため、ＵＰＳ内の各電力変換装置は、互いに側面が近接し、裏面が壁に近接した状態で設置される。そのため、メンテナンス時における作業性を考慮して、装置内に搭載される機器または部品類は、装置の前面からアクセスできることが望ましい。【０００３】
本技術分野の背景技術として、特開平８−２９４２６６号公報（特許文献１）がある。この公報には、冷却フィン等の冷却器を備えた冷却ブロックに複数の半導体素子が搭載されたパワーモジュールユニットと、コンデンサユニットとが、電力変換装置の筺体内に設けられた二つの区画にそれぞれ収められている。これにより、作業性を向上させている。さらに、パワーモジュールユニットの上部に冷却器を冷却するためのファンが搭載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２９４２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の電力変換装置では、コンデンサユニットとパワーモジュールユニットとファンとが高さ方向に積み重なる構成となるため、電力変換装置の高さ方向の寸法が大きくなってしまう。【０００６】
そこで本発明は、電力変換装置の寸法を低減させながら電力変換装置全体の小型化を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の一態様である電力変換ユニットは、正極導体と負極導体と交流導体とを含む回路接続部と、回路接続部の所定側に接続するパワー半導体モジュールと、パワー半導体モジュールに対して回路接続部と反対側に延伸するフィンと、回路接続部の長手方向の一端に設けられたコンデンサと、を備え、回路接続部のうち、フィンが回路接続部へ投影される部分以外の領域であって、コンデンサが存在する一端とはフィンを介して反対側の一端を含む領域を延伸部と規定したときに、延伸部およびフィンによって、冷却ファンが設けられる空間が形成され、前記冷却ファンを覆うように設けられたファンダクトが、前記フィンと対向する面に第一通風孔が設けられるとともに、前記ファンダクトの前記回路接続部と対向する面に第二通風孔が設けられる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、電力変換装置の寸法を低減させながら電力変換装置全体の小型化を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例のＵＰＳの構成図である。
【図２】コンバータ１１の回路構成図である。
【図３】インバータ１２の回路構成図である。
【図４】昇圧チョッパ１３の回路構成図である。
【図５】電力変換ユニット１０１の構成図である。
【図６】電力変換部２ａの構成を示す斜視図である。
【図７】電力変換ユニット１０１の構成を示す右側面図である。
【図８】電力変換ユニット１０１の構成を示す斜視図である。
【図９】電力変換ユニット１０１の前面の構成を示す分解斜視図である。
【図１０】電力変換ユニット１０１の背面の構成を示す分解斜視図である。
【図１１】電力変換部２ａにおけるファン２０１の搭載構成を示す右側面図である。
【図１２】ファンダクト２０５に備わる通風孔２０６，２０７を示す右側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１１】
実施例として、ＵＰＳ（Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ、無停電電源装置）について説明する。
【００１２】
図１は、本実施例のＵＰＳの構成図である。
【００１３】
このＵＰＳ２は、停電時に無瞬断で電力供給を継続できる常時インバータ給電方式を用いる。なお、本発明は、常時インバータ給電方式に限らず、常時商用給電方式等の他の方式にも適用できる。
【００１４】
３相交流の商用電源３は、通常運用時において、経路８に示すように、コンバータ１１とインバータ１２を経由して負荷４へ電力を給電する。ここで、コンバータ１１は、３相交流の商用電源３を直流電圧変換し、経路５を介してインバータ１２へ供給する。インバータ１２は、直流電圧５を３相交流電力に変換し、経路６を介して供給する。これにより、商用電源３に瞬時電圧低下等の電圧変動が生じた場合でも、コンバータ１１とインバータ１２が制御することで、通常の商用電源と同等の電力を安定して負荷４へ供給できる。
【００１５】
一方、停電時には、インバータ１２が起動している状態で、蓄電池１４からインバータ１２を介して負荷４へ電力を供給する。これにより、ＵＰＳ２は無瞬断で電力を負荷４へ供給できる。本実施例においては、ＵＰＳ２の体積を小型化するために、蓄電池１４の総電圧は、インバータ１２に印加する直流電圧より十分小さくしている。そのため、本実施例のＵＰＳ２は、蓄電池１４の放電により出力される低圧の直流電圧を、経路７に示すように昇圧チョッパ１３へ供給し、所望の直流電圧まで昇圧させる。なお、ＵＰＳ２は、体積の制約が無い場合、昇圧チョッパ１３を省き、所望の直流電圧を供給できる高圧の蓄電池１４を有するＵＰＳ２にも適用できる。
【００１６】
以下の説明において、コンバータ１１、インバータ１２、及び昇圧チョッパ１３を合わせて電力変換部２ａと呼ぶ。
【００１７】
ＵＰＳ２は更に、電力変換部２ａを空冷する冷却ファン等の冷却機構を有していても良い。
【００１８】
バイパス回路１７は、指示に応じて電力変換部２ａをバイパスし、商用電源３と負荷４を直接接続する。保守バイパス回路１６は、電力変換部２ａ及びバイパス回路１７の保守のために、指示に応じて、電力変換部２ａ及びバイパス回路１７をバイパスし、商用電源３と負荷４を直接接続する。
【００１９】
図２は、コンバータ１１の回路構成図である。
【００２０】
商用電源３からの３相交流電力は、コンバータ１１の交流端子Ｒ，Ｓ，Ｔに供給され、Ｒ，Ｓ，Ｔの各相において、上アームのスイッチング素子２１及び整流素子２３と、下アームのスイッチング素子２２及び整流素子２４と、コンデンサ群１２０とにより整流され、直流端子Ｐ，Ｎへ出力される。本実施例においては、スイッチング素子２１、２２としてＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、整流素子２３、２４としてダイオードを用いているが、これらに限らず、他の種類の素子を適用することも可能である。電力変換ユニット１０１の構成については、図５で後述する。
【００２１】
図３は、インバータ１２の回路構成図である。
【００２２】
コンバータ１１または昇圧チョッパ１３により変換された直流電圧は、インバータ１２の直流端子Ｐ，Ｎに供給され、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相において、上アームのスイッチング素子２１及び整流素子２３と、下アームのスイッチング素子２２及び整流素子２４と、コンデンサ群１２０とにより交流電力６に変換され、交流端子Ｕ，Ｖ，Ｗへ出力される。交流端子Ｕ，Ｖ，Ｗから出力される３相交流は、負荷４へ供給される。
【００２３】
図４は、昇圧チョッパ１３の回路構成図である。
【００２４】
蓄電池１４の出力は、入力端子Ｂａｔへ供給される。下アームのスイッチング素子２２がＯＮしている間に、入力端子Ｂａｔと交流端子Ｃとの間に接続されたリアクトル１５にエネルギーが蓄積される。次に、下アームのスイッチング素子２２がＯＦＦした際に、リアクトル１５が発する逆起電圧により上アームの整流素子２３がＯＮする。これにより、蓄電池１４から出力される直流電圧とリアクトル１５の逆起電圧の加算電圧が、昇圧チョッパ１３の出力端子Ｐ，Ｎに現れ、昇圧された直流電圧が出力される。
【００２５】
以上に述べたように、本実施例のＵＰＳ２に搭載されるコンバータ１１とインバータ１２と昇圧チョッパ１３とはいずれも、上アームのスイッチング素子２１及び整流素子２３と、下アームのスイッチング素子２２及び整流素子２４とが直列に接続された２レベルハーフブリッジ回路であるパワー半導体モジュール群１１０と、コンデンサ群１２０と、正極側のヒューズ１３１と、負極側のヒューズ１３２とを含む基本回路を、少なくとも一つ有している。なお、２レベルハーフブリッジ回路の代わりに３レベル以上の変換回路が用いられても良い。
【００２６】
本実施例では、電力変換ユニット１０１により基本回路を実現し、電力変換ユニット１０１の組み合わせにより、コンバータ１１、インバータ１２、昇圧チョッパ１３を実現する。これにより、電力変換部２ａに使用する部品の種類を共通化すると共に、電力変換部２ａの組立及びメンテナンスを容易にする。
【００２７】
図５は、電力変換ユニット１０１の構成図である。
【００２８】
電力変換ユニット１０１においては、それぞれが上下アームを構成する２ｉｎ１型の第１のパワー半導体モジュール１１１と第２のパワー半導体モジュール１１２とを並列接続することにより、パワー半導体モジュール群１１０を実現する。更に、第１のコンデンサ１２１と第２のコンデンサ１２２とを並列接続することにより、コンデンサ群１２０を実現する。これにより、複数のパワー半導体モジュール及び複数のコンデンサを用いて、電力変換ユニット１０１に要求される電力に応じたパワー半導体モジュール群１１０及びコンデンサ群１２０を実現することができる。
【００２９】
更に、電力変換ユニット１０１において、パワー半導体モジュール群１１０とコンデンサ群１２０とに対し、正極側にヒューズ１３１が直列に接続されており、負極側にヒューズ１３２が直列に接続されている。正極側のヒューズ１３１の第２端子１３１ｂは、コンバータ１１、インバータ１２、昇圧チョッパ１３におけるＰ端子に対応する。負極側のヒューズ１３２の第２端子１３２ｂは、コンバータ１１、インバータ１２、昇圧チョッパ１３におけるＮ端子に対応する。電力変換ユニット１０１がヒューズ１３１，１３２を有することにより、短絡故障時における電力変換ユニット１０１の信頼性を向上させることができる。なお、電力変換ユニット１０１が遮断器により切り離される場合などにおいて、ヒューズ１３１，１３２のいずれかまたは両方が省かれても良い。
【００３０】
パワー半導体モジュール１１１、１１２のそれぞれは、上アームのスイッチング素子２１及び整流素子２３と、下アームのスイッチング素子２２及び整流素子２４とを有する。パワー半導体モジュール１１１、１１２のそれぞれにおける上アームと下アームの間は、外部交流端子１５４Ｔに接続されている。パワー半導体モジュール１１１、１１２のそれぞれの上アームのスイッチング素子２１のゲート端子は、ゲート端子１１１ｇに接続されている。パワー半導体モジュール１１１、１１２のそれぞれの下アームのスイッチング素子２２のゲート端子は、ゲート端子１１２ｇに接続されている。
【００３１】
図６は、電力変換部２ａの構成を示す斜視図である。
【００３２】
以降、ＵＰＳ２の座標を、図６に示すようにＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸と定める。本実施例においては、Ｙ軸方向がＵＰＳ２の前方を示し、Ｚ軸方向はＵＰＳ２の上方を示し、Ｘ軸方向はＵＰＳ２の左方を示す。ここで、電力変換部２ａは、ＵＰＳ２の筺体（不図示）内に設けられており、電力変換部２ａのＹ軸方向すなわちＵＰＳ２の筺体の前面には、ＵＰＳ２のメンテナンス時に開かれる開閉扉（不図示）が備えられている。この開閉扉を開くことにより、電力変換部２ａの前面に容易にアクセスできる。考えられる他の案としては、風を−Ｙ方向（裏面壁側）へ流す場合です。この場合、図８の変換ユニットをＸ軸に９０度回転させることにが考えられます（４００Ｖ系ＵＰＳのタイプ）。）
電力変換部２ａは、Ｘ軸方向に配列された複数の電力変換ユニット１０１を含む。コンバータ１１には、商用電源の３相にそれぞれ対応する３つの電力変換ユニット１０１を含む。インバータ１２も同様に、３相にそれぞれ対応する３つの電力変換ユニット１０１を含む。昇圧チョッパ１３は、並列接続された２つの電力変換ユニット１０１を含む。なお、昇圧チョッパ１３は、１つの電力変換ユニット１０１であっても良い。昇圧チョッパ１３に要求される電力が、電力変換ユニット１０１に備えられるパワー半導体モジュール群１１０の定格電力を超える場合、電力変換ユニット１０１をＮ個並列接続することで、許容できる電力をＮ倍化させている。なお、同様の目的で、コンバータ１１及びインバータ１２のそれぞれは、必要に応じて、１相当り複数並列接続された電力変換ユニット１０１を有していても良い。
【００３３】
電力変換部２ａにおける複数の電力変換ユニット１０１は、ユニット接続部１６１を介して並列接続されている。複数の電力変換ユニット１０１のそれぞれの長手方向はＺ方向であり、複数の電力変換ユニット１０１は、Ｘ方向に配列されている。ユニット接続部１６１の長手方向はＸ方向であり、ユニット接続部１６１は、複数の電力変換ユニット１０１の＋Ｙ方向に配置されている。即ち、複数の電力変換ユニット１０１のそれぞれの長手方向は、ユニット接続部１６１の長手方向と交差する。これにより、複数の電力変換ユニット１０１は、限られた体積内に効率よく配置することができる。
【００３４】
図７は、電力変換ユニット１０１の構成を示す右側面図である。
【００３５】
電力変換ユニット１０１は、パワー半導体モジュール群１１０と、コンデンサ群１２０と、ヒューズ１３１及び１３２と、これらを電気的に接続する回路接続部１５１とを有する。なお、空冷フィン１１３は、パワー半導体モジュール群１１０の背面（−Ｙ方向）に設けられ、パワー半導体モジュール群１１０を冷却する。そして、それらは、下（−Ｚ）方向へ、ヒューズ１３１及び１３２、パワー半導体モジュール群１１０、コンデンサ群１２０、の順で配置されている。パワー半導体モジュール群１１０とコンデンサ群１２０とを隣接させることで、パワー半導体モジュール群１１０とコンデンサ群１２０を接続する回路接続部１５１に形成する寄生インダクタンスを低減でき、スイッチング時に発生するサージ電圧を低減できる。また後述するように、自身の電力変換ユニット１０１内のパワー半導体モジュール群１１０から、隣接する電力変換ユニット１０１内のコンデンサ群１２０までのインピーダンスを最も小さくできるため、自身の電力変換ユニット１０１のコンデンサ群１２０のみならず、他の電力変換ユニット１０１のコンデンサ群１２０までも有効活用できる。結果的に１つの電力変換ユニット１０１当りに使用するコンデンサ群の容量を低減することができ、電力変換ユニット１０１の体積も低減できる。
【００３６】
前（＋Ｙ）方向に突き出た端子を有するパワー半導体モジュール群１１０とコンデンサ群１２０は、回路接続部１５１に対し後（−Ｙ）方向に配置されている。この配置にすることで、パワー半導体モジュール群１１０とコンデンサ群１２０の端子がすべて前面に位置し、メンテナンス時における端子部の点検、または、取り付け及び取り外し等の作業が容易となる。
【００３７】
図８は、電力変換ユニット１０１の構成を示す斜視図である。
【００３８】
ヒューズ１３１及び１３２のそれぞれには、後（−Ｙ）方向に一方の端子が設けられ、前（＋Ｙ）方向に他方の端子が設けられている。また、ヒューズ１３１及び１３２は、回路接続部１５１に対して、前（＋Ｙ）方向に配置する。すなわち、正極側のヒューズ１３１の第１端子１３１ａと、負極側のヒューズ１３２の第１端子１３２ａとは、後（−Ｙ）方向を向き、図７に示した取付ねじ１３９により回路接続部１５１に接続されている。一方、正極側のヒューズ１３１の第２端子１３１ｂと、負極側のヒューズ１３２の第２端子１３２ｂとは、前（＋Ｙ）方向を向く。この配置にすることで、自身の電力変換ユニット１０１を他の電力変換ユニット１０１と連結するための端子となる、正極側のヒューズ１３１の第２端子１３１ｂと、負極側のヒューズ１３２の第２端子１３２ｂとがＵＰＳ２の前面に位置することより、組立時及びメンテナンス時における前面アクセス性が良く、作業性が向上する。ここで、電力変換ユニット１０１が有する外部端子として、前述したように、他の電力変換ユニット１０１と接続するためのユニット接続部１６１に接続される正極側のヒューズ１３１の第２端子１３１ｂと、負極側のヒューズ１３２の第２端子１３２ｂと、回路接続部１５１に設けられた外部交流端子１５４Ｔとの計３つが存在する。
【００３９】
図９は、電力変換ユニット１０１の前面の構成を示す分解斜視図であり、図１０は、電力変換ユニット１０１の背面の構成を示す分解斜視図である。
【００４０】
本実施例において、パワー半導体モジュール群１１０には、それぞれが２レベルハーフブリッジ回路（２ｉｎ１）であるパワー半導体モジュール１１１及び１１２が並列に接続された状態で搭載されている。なお、電力変換ユニット１０１内におけるパワー半導体モジュールの並列数は、電力変換ユニット１０１を用いるＵＰＳやその他の電力変換装置のラインナップにおいて最小電力となる機種を基準とし、その電力を許容できる必要最小限の並列数とすると良い。なぜならば、より大きな電力を要求する機種に対しては、電力変換ユニット１０１を並列化させることで、所望の電力量を満たすことが可能であるためである。本実施例では、上記の点を考慮して、パワー半導体モジュールの並列数を２としている。
【００４１】
パワー半導体モジュール１１１及び１１２のそれぞれには、正極端子１１１ｐ及び１１２ｐと、負極端子１１１ｎ及び１１２ｎと、交流端子１１１ａｃ及び１１２ａｃと、制御端子群１１１ｄ及び１１２ｄとが備えられている。制御端子群１１１ｄ及び１１２ｄのそれぞれには、ゲート端子１１１ｇ及び１１２ｇを含む。
【００４２】
パワー半導体モジュール群１１０における正極端子１１１ｐ及び１１２ｐのそれぞれは、回路接続部１５１における正極の接続端子１５２ｐに接続されている。パワー半導体モジュール群１１０における負極端子１１１ｎ及び１１２ｎのそれぞれは、回路接続部１５１における負極の接続端子１５３ｎに接続されている。パワー半導体モジュール群１１０における交流端子１１１ａｃ及び１１２ａｃのそれぞれは、外部交流端子１５４Ｔに接続されている接続端子１５４ａｃに接続されている。これらの正極端子１１１ｐ及び１１２ｐ、負極端子１１１ｎ及び１１２ｎ、交流端子１１１ａｃ及び１１２ａｃのそれぞれは、回路接続部１５１に対して溶接等の接合方式を用いて接続されている。なお、これらは、ねじやクリップなどにより接続されても良い。
【００４３】
なお、コンデンサ群１２０からパワー半導体モジュール１１１の正極端子１１１ｐ及び負極端子１１１ｎまでの距離と、コンデンサ群１２０からパワー半導体モジュール１１２の正極端子１１２ｐ及び負極端子１１２ｎまでの距離との差を抑えるために、一方のパワー半導体モジュール１１１のＸ軸方向に並んでいる正極端子１１１ｐ及び負極端子１１１ｎの配置に対し、他方のパワー半導体モジュール１１２の正極端子１１２ｐ及び負極端子１１２ｎの配置を反転させる。更に、パワー半導体モジュール１１１における正極端子１１１ｐ及び負極端子１１１ｎと、パワー半導体モジュール１１２における正極端子１１２ｐ及び負極端子１１２ｎとを近接させて対面させている。このような配置にすることで、パワー半導体モジュール１１１及び１１２とコンデンサ１２１及び１２２との間に生じるインピーダンスの差を低減させることで、パワー半導体モジュール１１１とパワー半導体モジュール１１２とに流れる電流の均衡を向上させている。
【００４４】
コンデンサ１２１が有する正極端子１２１ｐ及び負極端子１２１ｎは、回路接続部１５１に設けられたコンデンサ接続箇所１５６にコンデンサ取付ねじ１２９を用いて取り付けられる。同様に、コンデンサ１２２が有する正極端子１２２ｐ及び負極端子１２２ｎは、回路接続部１５１に設けられたコンデンサ接続箇所１５７に、コンデンサ取付ねじ１２９を用いて取り付けられる。
【００４５】
図１１は、先述した電力変換部２ａにおける冷却用ファン２０１の搭載構成を示す右側面図である。
【００４６】
このファン２０１は、パワー半導体モジュール群１１０に備えられたフィン１１３を風を用いて冷却するためのものであり、羽２０２およびファンモータ２０３を備えている。ファン２０１は、パワー半導体モジュール群１１０及びフィン１１３の上（＋Ｚ）方向、かつ、回路接続部１５１の後（−Ｙ）方向に形成された空間に存在する。すなわち、フィン１１３を回路接続部１５１へ投影した部分より上（＋Ｚ）方向に延伸する部分に形成された空間が存在している。この空間にファンを設けることにより、空間を有効活用することができ、ＵＰＳ２としてこの高さ分の体積を削減することができる。また、回路接続部１５１の背面側において、空冷フィン１１３を空冷するための風が上（＋Ｚ）方向へ流動するように、筺体が設計され、冷却機構が設けられている。よって、空冷フィン１１３が、コンデンサ群１２０に対し風路の風下側、すなわち上（＋Ｚ）側に位置することで、コンデンサ群１２０等が空冷フィン１１３からのあおり熱を受けないようにすることができる。
【００４７】
更に、ファン２０１に備わるファンモータ２０３の回転軸２０４が、フィン１１３のＹ軸方向における長さの中点を含む位置に存在する。この配置にすることで、フィン１１３を通る風の流量を回転軸２０４を対称にして均一に排出もしくは吸入することができる。そして、フィン１１３に通流する風量も一様に分布する。これにより、電力変換部２ａの冷却性能と、ファン２０１の寿命を向上することができる。
【００４８】
また、ファン２０１の周囲には、ファンを覆うようにファンダクト２０５が形成されている。ファンダクト２０５は、ファン２０１が有する羽根２０２とファンモータ２０３との周囲を囲み、冷却対象となるフィン１１３及びその他の発熱体を冷却するための風路と風量を制御するものである。ファンダクト２０５においてフィン１１３と対向する面は、通風孔２０６が設けられている。また、前述のフィン１１３と対向する面とは逆面のファンダクト２０５にも風路が形成されるように通風孔が空けられている。これにより、フィン１１３を冷却するための風路を形成することができる。
【００４９】
図１２は、ファンダクト２０５に備わる通風孔２０６，２０７を示す右側面図である。
【００５０】
ファンダクト２０５には、フィン１１３に面する側に第一通風孔２０６が、回路接続部１５１に面する側に第二通風孔２０７が設けられている。これにより、フィン１１３を冷却するための風路と、発熱体である回路接続部１５１やユニット接続部１６１やヒューズ１３１，１３２を冷却するための風路を形成することができる。
【００５１】
更に、第二通風孔２０７を、回路接続部１５１とユニット接続部１６１とヒューズ１３１，１３２との内Ｚ方向にて最大となる位置と、羽根２０２のＺ方向にて最低となる位置を開口端面となるように設けている。これにより、第一通風孔２０６を通流する風が、第二通風孔２０７を通過し内部循環することを避けられる。
【００５２】
なお、地面に対する本実施例の電力変換ユニットの設置方向は、Z軸が地面に垂直方向であることが考えられ、地面から天井方向へ風が流れる場合が想定される。また、Y軸が地面に垂直方向である場合も考えられ、電力変換装置の前面から背面へ風が流れる場合が想定される。
【００５３】
本発明は、以上の実施例に限定されるものでなく、その趣旨から逸脱しない範囲で、他の様々な形に変更することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１：電力変換装置  ２：ＵＰＳ（Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ、無停電電源装置）  １１：コンバータ  １２：インバータ  １３：昇圧チョッパ  １０１：電力変換ユニット  １１０：パワー半導体モジュール群  １１１、１１２：パワー半導体モジュール  １１３：空冷フィン  １２０：コンデンサ群  １２１、１２２：コンデンサ  １３１、１３２：ヒューズ  １５１：回路接続部  １５２：正極導体  １５３：負極導体  １５４：交流導体  １５４Ｔ：外部交流端子  １５５：絶縁体  ファン  ２０２：羽根  ２０３：ファンモータ  ２０４：回転軸  ２０５：ファンダクト  ２０６：第一通風孔  ２０７：第二通風孔
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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