(57)【要約】【課題】短絡保護ユニットを含むループのインダクタンスを低減し、かつ、各ループでのインダクタンスを均一化して、短絡保護ユニットの遮断特性を向上させる。【解決手段】第１の短絡保護ユニット２１ａを第１の直流コンデンサと中性点の間に直列に接続し、第２の短絡保護ユニット２１ｂを第２の直流コンデンサと中性点の間に直列に接続した電力変換装置において、所定の方向に延在する直流導体２５ａ〜２５ｅを挟んで、直流導体２５ａ〜２５ｅの一側に直流導体２５ａ〜２５ｅに沿ってコンバータの複数個のユニット２３ａ〜２３ｄを配置し、直流導体２５ａ〜２５ｅの他側に直流導体２５ａ〜２５ｅに沿ってインバータの複数個のユニット２２ａ〜２２ｆを配置するとともに、コンバータの複数個のユニット２３ｂ，２３ｃの間に第１および第２の短絡保護ユニット２１ａ，２１ｂを配置した。【選択図】        図１
2004201418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流を直流に変換するコンバータと、直流を交流に変換するインバータとからなり、第１および第２の直流コンデンサを直列に接続した回路を前記コンバータとインバータに対して並列に接続するとともに、第１の短絡保護ユニットを前記第１の直流コンデンサと中性点の間に直列に接続し、第２の短絡保護ユニットを前記第２の直流コンデンサと中性点の間に直列に接続した電力変換装置において、所定の方向に延在する直流導体を挟んで、前記直流導体の一側に前記直流導体に沿って前記コンバータの複数個のユニットを配置し、前記直流導体の他側に前記直流導体に沿って前記インバータの複数個のユニットを配置するとともに、前記直流導体に沿って前記第１および第２の短絡保護ユニットを配置したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
交流を直流に変換するコンバータと、直流を交流に変換するインバータとからなり、第１および第２の直流コンデンサを直列に接続した回路を前記コンバータとインバータに対して並列に接続するとともに、第１の短絡保護ユニットを前記第１の直流コンデンサと中性点の間に直列に接続し、第２の短絡保護ユニットを前記第２の直流コンデンサと中性点の間に直列に接続した電力変換装置において、所定の方向に延在する直流導体を挟んで、前記直流導体の一側に前記直流導体に沿って前記コンバータの複数個のユニットを配置し、前記直流導体の他側に前記直流導体に沿って前記インバータの複数個のユニットを配置するとともに、前記直流導体の一側に前記直流導体に沿って前記第１および第２の短絡保護ユニットを配置したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
交流を直流に変換するコンバータと、直流を交流に変換するインバータとからなり、第１および第２の直流コンデンサを直列に接続した回路を前記コンバータとインバータに対して並列に接続するとともに、第１の短絡保護ユニットを前記第１の直流コンデンサと中性点の間に直列に接続し、第２の短絡保護ユニットを前記第２の直流コンデンサと中性点の間に直列に接続した電力変換装置において、所定の方向に延在する直流導体を挟んで、前記直流導体の一側に前記直流導体に沿って前記コンバータの複数個のユニットを配置し、前記直流導体の他側に前記直流導体に沿って前記インバータの複数個のユニットを配置するとともに、前記コンバータの複数個のユニットの間に前記第１および第２の短絡保護ユニットを配置したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
交流を直流に変換するコンバータと、直流を交流に変換するインバータとからなり、第１および第２の直流コンデンサを直列に接続した回路を前記コンバータとインバータに対して並列に接続するとともに、第１の短絡保護ユニットを前記第１の直流コンデンサと中性点の間に直列に接続し、第２の短絡保護ユニットを前記第２の直流コンデンサと中性点の間に直列に接続した電力変換装置において、平行する第１および第２の平面を有する条片状導電部材で構成された複数の直流導体部材を互いに平行して配置した直流導体を設け、前記直流導体の第１の平面に対応する前記直流導体の一側に前記直流導体に沿って前記コンバータの複数個のユニットを配置し、前記直流導体の第２の平面に対応する前記直流導体の他側に前記直流導体に沿って前記インバータの複数個のユニットを配置するとともに、前記コンバータの複数個のユニットの間に前記第１および第２の短絡保護ユニットを配置したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
交流を直流に変換するコンバータと、直流を交流に変換するインバータとからなり、第１および第２の直流コンデンサを直列に接続した回路を前記コンバータとインバータに対して並列に接続するとともに、第１の短絡保護ユニットを前記第１の直流コンデンサと中性点の間に直列に接続し、第２の短絡保護ユニットを前記第２の直流コンデンサと中性点の間に直列に接続した電力変換装置において、平行する第１および第２の平面を有する条片状導電部材で構成された複数の直流導体部材を互いに平行して配置した直流導体を設け、前記直流導体の第１の平面に対応する前記直流導体の一側に前記直流導体に沿って前記コンバータの複数個のユニットを配置し、前記直流導体の第２の平面に対応する前記直流導体の他側に前記直流導体に沿って前記インバータの複数個のユニットを配置するとともに、前記コンバータの複数個のユニットの配列方向に並行する配列位置で前記第１および第２の短絡保護ユニットを配置したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
交流を直流に変換するコンバータと、直流を交流に変換するインバータとからなり、第１および第２の直流コンデンサを直列に接続した回路を前記コンバータとインバータに対して並列に接続するとともに、第１の短絡保護ユニットを前記第１の直流コンデンサと中性点の間に直列に接続し、第２の短絡保護ユニットを前記第２の直流コンデンサと中性点の間に直列に接続した電力変換装置において、所定の方向に延在する直流導体を挟んで、前記直流導体の一側に前記直流導体に沿って前記コンバータの複数個のユニットを配置し、前記直流導体の他側に前記直流導体に沿って前記インバータの複数個のユニットを配置するとともに、前記直流導体の他側に前記直流導体に沿って前記第１および第２の短絡保護ユニットを配置したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
交流を直流に変換するコンバータと、直流を交流に変換するインバータとからなり、第１および第２の直流コンデンサを直列に接続した回路を前記コンバータとインバータに対して並列に接続するとともに、第１の短絡保護ユニットを前記第１の直流コンデンサと中性点の間に直列に接続し、第２の短絡保護ユニットを前記第２の直流コンデンサと中性点の間に直列に接続した電力変換装置において、平行する第１および第２の平面を有する条片状導電部材で構成された複数の直流導体部材を互いに平行して配置した直流導体を設け、前記直流導体の第１の平面に対応する前記直流導体の一側に前記直流導体に沿って前記コンバータの複数個のユニットを配置し、前記直流導体の第２の平面に対応する前記直流導体の他側に前記直流導体に沿って前記インバータの複数個のユニットを配置するとともに、前記インバータの複数個のユニットの配列方向に並行する配列位置で前記第１および第２の短絡保護ユニットを配置したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項８】
交流を直流に変換するコンバータと、直流を交流に変換するインバータとからなり、第１および第２の直流コンデンサを直列に接続した回路を前記コンバータとインバータに対して並列に接続するとともに、第１の短絡保護ユニットを前記第１の直流コンデンサと中性点の間に直列に接続し、第２の短絡保護ユニットを前記第２の直流コンデンサと中性点の間に直列に接続した電力変換装置において、平行する第１および第２の平面を有する条片状導電部材で構成された複数の直流導体部材を互いに平行して配置した直流導体を設け、前記直流導体の第１の平面に対応する前記直流導体の一側に前記直流導体に沿って前記コンバータの複数個のユニットを配置し、前記直流導体の第２の平面に対応する前記直流導体の他側に前記直流導体に沿って前記インバータの複数個のユニットを配置するとともに、前記直流導体部材の側面部に対向して前記直流導体に沿い前記第１および第２の短絡保護ユニットを配置したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項９】
交流を直流に変換するコンバータと、直流を交流に変換するインバータとからなり、第１および第２の直流コンデンサを直列に接続した回路を前記コンバータとインバータに対して並列に接続するとともに、第１の短絡保護ユニットを前記第１の直流コンデンサと中性点の間に直列に接続し、第２の短絡保護ユニットを前記第２の直流コンデンサと中性点の間に直列に接続した電力変換装置において、平行する第１および第２の平面を有する条片状導電部材で構成された複数の直流導体部材を互いに平行して配置した直流導体を設け、前記直流導体の第１の平面に対応する前記直流導体の一側に前記直流導体部材の一方の側面部への近接位置において前記直流導体に沿って前記コンバータの複数個のユニットを配置し、前記直流導体の第２の平面に対応する前記直流導体の他側に前記直流導体部材の一方の側面部への近接位置において前記直流導体に沿って前記インバータの複数個のユニットを配置するとともに、前記直流導体部材の一方の側面部に対向して前記直流導体に沿い前記第１および第２の短絡保護ユニットを配置したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項１０】
交流を直流に変換するコンバータと、直流を交流に変換するインバータとからなり、第１および第２の直流コンデンサを直列に接続した回路を前記コンバータとインバータに対して並列に接続するとともに、第１の短絡保護ユニットを前記第１の直流コンデンサと中性点の間に直列に接続し、第２の短絡保護ユニットを前記第２の直流コンデンサと中性点の間に直列に接続した電力変換装置において、平行する第１および第２の平面を有する条片状導電部材で構成された複数の直流導体部材を互いに平行して配置した直流導体を設け、前記直流導体の第１の平面に対応する前記直流導体の一側に前記直流導体部材の一方の側面部への近接位置において前記直流導体に沿って前記コンバータの複数個のユニットを配置し、前記直流導体の第２の平面に対応する前記直流導体の他側に前記直流導体部材の一方の側面部への近接位置において前記直流導体に沿って前記インバータの複数個のユニットを配置するとともに、前記直流導体部材の他方の側面部に対向して前記直流導体に沿い前記第１および第２の短絡保護ユニットを配置したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項１１】
前記第１および第２の短絡保護ユニットを半導体スイッチ素子からなる短絡保護ユニットで構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力変換装置に関するものであり、特に、回路短絡時に流れる短絡電流を遮断できる短絡保護ユニットを有する３レベル電力変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術においては、３レベル電力変換装置の短絡保護を行うため限流装置が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３４２６７号公報（第４頁、図７）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
限流装置を設けた３レベル電力変換装置において、限流装置の特性を向上させるためには、限流装置を含む配線のインダクタンスを低減し、かつ、各相の配線のインダクタンスを可能な限り同一にし、サージ電圧を抑制することが必要である。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、短絡保護ユニットを含むループのインダクタンスを低減し、かつ、各ループでのインダクタンスを均一化して、短絡保護ユニットの遮断特性を向上させることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電力変換装置では、第１および第２の直流コンデンサを直列に接続した回路をコンバータとインバータに対して並列に接続するとともに、第１の短絡保護ユニットを前記第１の直流コンデンサと中性点の間に直列に接続し、第２の短絡保護ユニットを前記第２の直流コンデンサと中性点の間に直列に接続した電力変換装置において、所定の方向に延在する直流導体を挟んで、前記直流導体の一側に前記直流導体に沿って前記インバータの複数個のユニットを配置し、前記直流導体の他側に前記直流導体に沿って前記コンバータの複数個のユニットを配置するとともに、前記直流導体に沿って前記第１および第２の短絡保護ユニットを配置したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明による実施の形態１を図１および図２に基づいて説明する。図１は実施の形態１における全体構成を示す斜視図である。図２は実施の形態１における回路構成を示す接続図である。
【０００８】
実施の形態１における全体構成を示す図１において、半導体スイッチ素子からなる短絡保護素子を有するＰ側用短絡保護ユニット２１ａおよび半導体スイッチ素子からなる短絡保護素子を有するＮ側用短絡保護ユニット２１ｂが設けられている。
インバータ部２２として、３レベルインバータのＵ相Ｐ側アーム２２ａ、３レベルインバータのＵ相Ｎ側アーム２２ｂ、３レベルインバータのＶ相Ｐ側アーム２２ｃ、３レベルインバータのＶ相Ｎ側アーム２２ｄ、３レベルインバータのＷ相Ｐ側アーム２２ｅ、３レベルインバータのＷ相Ｎ側アーム２２ｆが設けられている。
コンバータ部２３として、Ｐ側用ダイオードコンバータＩ＿２３ａ、Ｐ側用ダイオードコンバータII＿２３ｂ、Ｎ側用ダイオードコンバータIII ＿２３ｃ、Ｎ側用ダイオードコンバータIV＿２３ｄが設けられている。
直流導体関連部分として、ＰＣ導体２５ａ、Ｐ導体２５ｂ、Ｃ導体２５ｃ、Ｎ導体２５ｄ、ＮＣ導体２５ｅが設けられている。
そして、短絡保護ユニットを含むループ２６ａ，２６ｂが形成されている。
【０００９】
また、実施の形態１における回路構成を示す図２において、３レベルインバータ２２、ダイオードコンバータ２３、Ｐ側用直流コンデンサ２４ａ、Ｎ側用直流コンデンサ２４ｂが設けられている。
そして、短絡保護ユニットを含むループ２６ａ，２６ｂが形成されている。
【００１０】
直流導体部分は、条片状導電部材からなる直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅおよび２５ｆを互いに平行に配置して構成される。
直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅおよび２５ｆは、それぞれ平行する第１の平面２５ｐ１および第２の平面２５ｐ２を有して図示上下方向に延在し、上下延在方向に沿って延びる側面部２５ｓ１および側面部２５ｓ２からなる両側面部と、端面部２５ｔとを有している。そして、直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅおよび２５ｆは、第１の平面２５ｐ１および第２の平面２５ｐ２を互いに平行にした状態で互いに並行して配置されているものである。
【００１１】
次に、動作について説明する。
各導体２５を３レベルインバータ２２とダイオードコンバータ２３の間に配置し、かつ、短絡保護ユニット２１ａ，２１ｂをＰ側用ダイオードコンバータII＿２３ｂとＮ側用ダイオードコンバータIII ＿２３ｃの間に配置する。
その結果、直流導体を中心に短絡保護ユニット２１、３レベルインバータの各相アーム２２を近接して配置することが可能となり、また、インダクタンスをキャンセルする方向で配線ループを構築できるため、短絡保護ユニットを含むループ２６の配線のインダクタンスを低減できる。
そして、各相の短絡保護ユニットを含むループ２６の配線のインダクタンスを可能な限り近づけることができる。
【００１２】
この実施の形態１では、交流を直流に変換するコンバータと、直流を交流に変換するインバータとからなり、２つの直流コンデンサを直列に接続した回路を上記コンバータとインバータに対して並列に接続するとともに、半導体スイッチ素子からなる短絡保護ユニットを上側直流コンデンサと中性点の間に直列に接続し、別の半導体スイッチ素子からなる短絡保護ユニットを下側直流コンデンサと中性点の間に直列に接続した電力型３レベル電力変換装置の部品配置において、直流導体を挟んで、一方の片方面に上記インバータのユニットを配置し、他方の片方面に上記コンバータのユニットを配置するとともに、コンバータのユニットの間に半導体スイッチ素子からなる短絡保護ユニットを配置したことを特徴とする３レベル電力変換装置を構成している。
【００１３】
この発明による実施の形態１によれば、交流を直流に変換するコンバータユニット２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄで構成されるコンバータ２３と、直流を交流に変換するインバータユニット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆで構成されるインバータ２２とからなり、第１および第２の直流コンデンサ２４ａ，２４ｂを直列に接続した回路を前記コンバータ２３とインバータ２２に対して並列に接続するとともに、半導体スイッチ素子からなる第１の短絡保護ユニット２１ａを前記第１の直流コンデンサ２４ａと中性点Ｃの間に直列に接続し、半導体スイッチ素子からなる第２の短絡保護ユニット２１ｂを前記第２の直流コンデンサ２４ｂと中性点Ｃの間に直列に接続した電力型３レベル電力変換装置において、平行する第１および第２の平面２５ｐ１，２５ｐ２を有する条片状導電部材で構成された複数の直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅを互いに平行して配置した直流導体を設け、前記直流導体の第１の平面２５ｐ１に対応する前記直流導体の一側に前記直流導体における直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅの延在方向に沿って前記コンバータ２３の複数個のユニット２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄを配置し、前記直流導体の第２の平面２５ｐ２に対応する前記直流導体の他側に前記直流導体における直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅの延在方向に沿って前記インバータ２２の複数個のユニット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆを配置するとともに、前記コンバータの複数個のユニット２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄのうちユニット２３ｂとユニット２３ｃとの間に前記第１および第２の短絡保護ユニット２１ａ，２１ｂを配置したので、半導体スイッチ素子からなる短絡保護ユニットを含むループの配線のインダクタンスを低減し、かつ、各ループでの配線のインダクタンスを均一化して、短絡保護ユニットの遮断特性を向上させることができる。
【００１４】
実施の形態２．
この発明による実施の形態２を図３に基づいて説明する。図３は実施の形態２における全体構成を示す斜視図である。
この実施の形態２において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の効果を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００１５】
実施の形態２における全体構成を示す図３において、半導体スイッチ素子からなる短絡保護素子を有するＰ側用短絡保護ユニット２１ａおよび半導体スイッチ素子からなる短絡保護素子を有するＮ側用短絡保護ユニット２１ｂが設けられている。
インバータ部２２として、３レベルインバータのＵ相Ｐ側アーム２２ａ、３レベルインバータのＵ相Ｎ側アーム２２ｂ、３レベルインバータのＶ相Ｐ側アーム２２ｃ、３レベルインバータのＶ相Ｎ側アーム２２ｄ、３レベルインバータのＷ相Ｐ側アーム２２ｅ、３レベルインバータのＷ相Ｎ側アーム２２ｆが設けられている。
コンバータ部２３として、Ｐ側用ダイオードコンバータＩ＿２３ａ、Ｐ側用ダイオードコンバータII＿２３ｂ、Ｎ側用ダイオードコンバータIII ＿２３ｃ、Ｎ側用ダイオードコンバータIV＿２３ｄが設けられている。
直流導体関連部分として、ＰＣ導体２５ａ、Ｐ導体２５ｂ、Ｃ導体２５ｃ、Ｎ導体２５ｄ、ＮＣ導体２５ｅが設けられている。
そして、短絡保護ユニットを含むループ２６ａ，２６ｂが形成されている。
【００１６】
直流導体部分は、条片状導電部材からなる直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅおよび２５ｆを互いに平行に配置して構成される。
直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅおよび２５ｆは、それぞれ平行する第１の平面２５ｐ１および第２の平面２５ｐ２を有して図示上下方向に延在し、上下延在方向に沿って延びる側面部２５ｓ１および側面部２５ｓ２からなる両側面部と、端面部２５ｔとを有している。そして、直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅおよび２５ｆは、第１の平面２５ｐ１および第２の平面２５ｐ２を互いに平行にした状態で互いに並行して配置されているものである。
【００１７】
この実施の形態２においては、各導体２５を３レベルインバータ２２とダイオードコンバータ２３の間に配置し、かつ、短絡保護ユニット２１ａ，２１ｂをＰ側用ダイオードコンバータII＿２３ｂとＮ側用ダイオードコンバータIII ＿２３ｃの後方に配置する。
【００１８】
その結果、直流導体を中心に短絡保護ユニット２１、３レベルインバータの各相アーム２２を近接して配置することが可能となり、また、インダクタンスをキャンセルする方向で配線ループを構築できるため、短絡保護ユニットを含むループ２６の配線のインダクタンスを低減できる。
そして、各相の短絡保護ユニットを含むループ２６の配線のインダクタンスを可能な限り近づけることができる。
【００１９】
この実施の形態２では、交流を直流に変換するコンバータと、直流を交流に変換するインバータとからなり、２つの直流コンデンサを直列に接続した回路を上記コンバータとインバータに対して並列に接続するとともに、半導体スイッチ素子からなる短絡保護ユニットを上側直流コンデンサと中性点の間に直列に接続し、別の半導体スイッチ素子からなる短絡保護ユニットを下側直流コンデンサと中性点の間に直列に接続した電力型３レベル電力変換装置の部品配置において、直流導体を挟んで、一方の片方面に上記インバータのユニットを配置し、他方の片方面に上記コンバータのユニットを配置するとともに、コンバータのユニットの後方に半導体スイッチ素子からなる短絡保護ユニットを配置したことを特徴とする３レベル電力変換装置を構成している。
【００２０】
この発明による実施の形態２によれば、交流を直流に変換するコンバータユニット２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄで構成されるコンバータ２３と、直流を交流に変換するインバータユニット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆで構成されるインバータ２２とからなり、第１および第２の直流コンデンサ２４ａ，２４ｂを直列に接続した回路を前記コンバータ２３とインバータ２２に対して並列に接続するとともに、半導体スイッチ素子からなる第１の短絡保護ユニット２１ａを前記第１の直流コンデンサ２４ａと中性点Ｃの間に直列に接続し、半導体スイッチ素子からなる第２の短絡保護ユニット２１ｂを前記第２の直流コンデンサ２４ｂと中性点Ｃの間に直列に接続した電力型３レベル電力変換装置において、平行する第１および第２の平面２５ｐ１，２５ｐ２を有する条片状導電部材で構成された複数の直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅを互いに平行して配置した直流導体を設け、前記直流導体の第１の平面２５ｐ１に対応する前記直流導体の一側に前記直流導体における直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅの延在方向に沿って前記コンバータ２３の複数個のユニット２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄを配置し、前記直流導体の第２の平面２５ｐ２に対応する前記直流導体の他側に前記直流導体における直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅの延在方向に沿って前記インバータ２２の複数個のユニット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆを配置するとともに、前記コンバータ２３の複数個のユニット２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの配列方向に並行する配列位置で前記コンバータ２３の複数個のユニット２３ｂ，２３ｃの後方に前記第１および第２の短絡保護ユニット２１ａ，２１ｂを配置したので、半導体スイッチ素子からなる短絡保護ユニットを含むループの配線のインダクタンスを低減し、かつ、各ループでの配線のインダクタンスを均一化して、短絡保護ユニットの遮断特性を向上させることができる。
【００２１】
実施の形態３．
この発明による実施の形態３を図４に基づいて説明する。図４は実施の形態３における全体構成を示す斜視図である。
この実施の形態３において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の効果を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００２２】
実施の形態３における全体構成を示す図４において、半導体スイッチ素子からなる短絡保護素子を有するＰ側用短絡保護ユニット２１ａおよび半導体スイッチ素子からなる短絡保護素子を有するＮ側用短絡保護ユニット２１ｂが設けられている。
インバータ部２２として、３レベルインバータのＵ相Ｐ側アーム２２ａ、３レベルインバータのＵ相Ｎ側アーム２２ｂ、３レベルインバータのＶ相Ｐ側アーム２２ｃ、３レベルインバータのＶ相Ｎ側アーム２２ｄ、３レベルインバータのＷ相Ｐ側アーム２２ｅ、３レベルインバータのＷ相Ｎ側アーム２２ｆが設けられている。
コンバータ部２３として、Ｐ側用ダイオードコンバータＩ＿２３ａ、Ｐ側用ダイオードコンバータII＿２３ｂ、Ｎ側用ダイオードコンバータIII ＿２３ｃ、Ｎ側用ダイオードコンバータIV＿２３ｄが設けられている。
直流導体関連部分として、ＰＣ導体２５ａ、Ｐ導体２５ｂ、Ｃ導体２５ｃ、Ｎ導体２５ｄ、ＮＣ導体２５ｅが設けられている。
そして、短絡保護ユニットを含むループ２６ａ，２６ｂが形成されている。
【００２３】
直流導体部分は、条片状導電部材からなる直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅおよび２５ｆを互いに平行に配置して構成される。
直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅおよび２５ｆは、それぞれ平行する第１の平面２５ｐ１および第２の平面２５ｐ２を有して図示上下方向に延在し、上下延在方向に沿って延びる側面部２５ｓ１および側面部２５ｓ２からなる両側面部と、端面部２５ｔとを有している。そして、直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅおよび２５ｆは、第１の平面２５ｐ１および第２の平面２５ｐ２を互いに平行にした状態で互いに並行して配置されているものである。
【００２４】
この実施の形態３においては、各導体２５を３レベルインバータ２２とダイオードコンバータ２３の間に配置し、かつ、短絡保護ユニット２１ａ、２１ｂを３レベルインバータのＶ相Ｐ側アーム２２ｃと３レベルインバータのＶ相Ｎ側アーム２２ｄの後方に配置する。
【００２５】
その結果、直流導体を中心に短絡保護ユニット２１、３レベルインバータの各相アーム２２を近接して配置することが可能となり、またインダクタンスをキャンセルする方向で配線ループを構築できるため、短絡保護ユニットを含むループ２６の配線のインダクタンスを低減できる。
また、各相の短絡保護ユニットを含むループ２６の配線のインダクタンスを可能な限り近づけることができる。
【００２６】
この実施の形態３では、交流を直流に変換するコンバータと、直流を交流に変換するインバータとからなり、２つの直流コンデンサを直列に接続した回路を上記コンバータとインバータに対して並列に接続するとともに、半導体スイッチ素子からなる短絡保護ユニットを上側直流コンデンサと中性点の間に直列に接続し、別の半導体スイッチ素子からなる短絡保護ユニットを下側直流コンデンサと中性点の間に直列に接続した電力型３レベル電力変換装置の部品配置において、直流導体を挟んで、一方の片方面に上記コンバータのユニットを配置し、他方の片方面に上記インバータのユニットを配置するとともに、コンバータのユニットの後方に半導体スイッチ素子からなる短絡保護ユニットを配置したことを特徴とする３レベル電力変換装置が構成されている。
【００２７】
この発明による実施の形態３によれば、交流を直流に変換するコンバータユニット２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄで構成されるコンバータ２３と、直流を交流に変換するインバータユニット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆで構成されるインバータ２２とからなり、第１および第２の直流コンデンサ２４ａ，２４ｂを直列に接続した回路を前記コンバータ２３とインバータ２２に対して並列に接続するとともに、半導体スイッチ素子からなる第１の短絡保護ユニット２１ａを前記第１の直流コンデンサ２４ａと中性点Ｃの間に直列に接続し、半導体スイッチ素子からなる第２の短絡保護ユニット２１ｂを前記第２の直流コンデンサ２４ｂと中性点Ｃの間に直列に接続した電力型３レベル電力変換装置において、平行する第１および第２の平面２５ｐ１，２５ｐ２を有する条片状導電部材で構成された複数の直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅを互いに平行して配置した直流導体を設け、前記直流導体の第１の平面２５ｐ１に対応する前記直流導体の一側に前記直流導体における直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅの延在方向に沿って前記コンバータ２３の複数個のユニット２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄを配置し、前記直流導体の第２の平面２５ｐ２に対応する前記直流導体の他側に前記直流導体における直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅの延在方向に沿って前記インバータ２２の複数個のユニット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆを配置するとともに、前記インバータ２２の複数個のユニット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆの配列方向に並行する配列位置で前記インバータ２２のユニット２２ｃ，２２ｄの後方に前記第１および第２の短絡保護ユニット２１ａ，２１ｂを配置したので、半導体スイッチ素子からなる短絡保護ユニットを含むループの配線のインダクタンスを低減し、かつ、各ループでの配線のインダクタンスを均一化して、短絡保護ユニットの遮断特性を向上させることができる。
【００２８】
実施の形態４．
この発明による実施の形態４を図５に基づいて説明する。図５は実施の形態４における全体構成を示す斜視図である。
この実施の形態４において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の効果を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００２９】
実施の形態４における全体構成を示す図５において、半導体スイッチ素子からなる短絡保護素子を有するＰ側用短絡保護ユニット２１ａおよび半導体スイッチ素子からなる短絡保護素子を有するＮ側用短絡保護ユニット２１ｂが設けられている。
インバータ部２２として、３レベルインバータのＵ相Ｐ側アーム２２ａ、３レベルインバータのＵ相Ｎ側アーム２２ｂ、３レベルインバータのＶ相Ｐ側アーム２２ｃ、３レベルインバータのＶ相Ｎ側アーム２２ｄ、３レベルインバータのＷ相Ｐ側アーム２２ｅ、３レベルインバータのＷ相Ｎ側アーム２２ｆが設けられている。
コンバータ部２３として、Ｐ側用ダイオードコンバータＩ＿２３ａ、Ｐ側用ダイオードコンバータII＿２３ｂ、Ｎ側用ダイオードコンバータIII ＿２３ｃ、Ｎ側用ダイオードコンバータIV＿２３ｄが設けられている。
直流導体関連部分として、ＰＣ導体２５ａ、Ｐ導体２５ｂ、Ｃ導体２５ｃ、Ｎ導体２５ｄ、ＮＣ導体２５ｅが設けられている。
そして、短絡保護ユニットを含むループ２６ａ，２６ｂが形成されている。
【００３０】
直流導体部分は、条片状導電部材からなる直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅおよび２５ｆを互いに平行に配置して構成される。
直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅおよび２５ｆは、それぞれ平行する第１の平面２５ｐ１および第２の平面２５ｐ２を有して図示上下方向に延在し、上下延在方向に沿って延びる側面部２５ｓ１および側面部２５ｓ２からなる両側面部と、端面部２５ｔとを有している。そして、直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅおよび２５ｆは、第１の平面２５ｐ１および第２の平面２５ｐ２を互いに平行にした状態で互いに並行して配置されているものである。
【００３１】
この実施の形態４においては、各導体２５を３レベルインバータ２２とダイオードコンバータ２３の間に配置し、かつ、短絡保護ユニット２１ａ、２１ｂを各導体２５の前方に配置する。
【００３２】
その結果、直流導体を中心に短絡保護ユニット２１、３レベルインバータの各相アーム２２を近接して配置することが可能となり、またインダクタンスをキャンセルする方向で配線ループを構築できるため、短絡保護ユニットを含むループ２６の配線のインダクタンスを低減できる。
そして、各相の短絡保護ユニットを含むループ２６の配線のインダクタンスを可能な限り近づけることができる。
【００３３】
この実施の形態４においては、交流を直流に変換するコンバータと、直流を交流に変換するインバータとからなり、２つの直流コンデンサを直列に接続した回路を上記コンバータとインバータに対して並列に接続するとともに、半導体スイッチ素子からなる短絡保護ユニットを上側直流コンデンサと中性点の間に直列に接続し、別の半導体スイッチ素子からなる短絡保護ユニットを下側直流コンデンサと中性点の間に直列に接続した電力型３レベル電力変換装置の部品配置において、直流導体を挟んで、一方の片方面に上記コンバータのユニットを配置し、他方の片方面に上記インバータのユニットを配置するとともに、直流導体の前方に半導体スイッチ素子からなる短絡保護ユニットを配置したことを特徴とする３レベル電力変換装置が構成されている。
【００３４】
この発明による実施の形態４によれば、交流を直流に変換するコンバータユニット２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄで構成されるコンバータ２３と、直流を交流に変換するインバータユニット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆで構成されるインバータ２２とからなり、第１および第２の直流コンデンサ２４ａ，２４ｂを直列に接続した回路を前記コンバータ２３とインバータ２２に対して並列に接続するとともに、半導体スイッチ素子からなる第１の短絡保護ユニット２１ａを前記第１の直流コンデンサ２４ａと中性点Ｃの間に直列に接続し、半導体スイッチ素子からなる第２の短絡保護ユニット２１ｂを前記第２の直流コンデンサ２４ｂと中性点Ｃの間に直列に接続した電力型３レベル電力変換装置において、平行する第１および第２の平面２５ｐ１，２５ｐ２を有する条片状導電部材で構成された複数の直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅを互いに平行して配置した直流導体を設け、前記直流導体の第１の平面２５ｐ１に対応する前記直流導体の一側に前記直流導体における直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅの延在方向に沿って前記コンバータ２３の複数個のユニット２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄを配置し、前記直流導体の第２の平面２５ｐ２に対応する前記直流導体の他側に前記直流導体における直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅの延在方向に沿って前記インバータ２２の複数個のユニット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆを配置するとともに、前記直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅの一方の側面部２５ｓ１に対向して前記直流導体における直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅの延在方向に沿い前記直流導体における直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅの前方に前記第１および第２の短絡保護ユニット２１ａ，２１ｂを配置したので、半導体スイッチ素子からなる短絡保護ユニットを含むループの配線のインダクタンスを低減し、かつ、各ループでの配線のインダクタンスを均一化して、短絡保護ユニットの遮断特性を向上させることができる。
【００３５】
実施の形態５．
この発明による実施の形態５を図６に基づいて説明する。図６は実施の形態５における全体構成を示す斜視図である。
この実施の形態５において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１における構成と同一の構成内容を具備し、同様の効果を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００３６】
図６において、２１ａはＰ側用短絡保護ユニット、２１ｂはＮ側用短絡保護ユニット、２２ａは３レベルインバータのＵ相Ｐ側アーム、２２ｂは３レベルインバータのＵ相Ｎ側アーム、２２ｃは３レベルインバータのＶ相Ｐ側アーム、２２ｄは３レベルインバータのＶ相Ｎ側アーム、２２ｅは３レベルインバータのＷ相Ｐ側アーム、２２ｆは３レベルインバータのＷ相Ｎ側アーム、２３ａはＰ側用ダイオードコンバータＩ、２３ｂはＰ側用ダイオードコンバータII、２３ｃはＮ側用ダイオードコンバータIII 、２３ｄはＮ側用ダイオードコンバータIV、２５ａはＰＣ導体、２５ｂはＰ導体、２５ｃはＣ導体、２５ｄはＮ導体、２５ｅはＮＣ導体、２６ａ、２６ｂは短絡保護ユニットを含むループである。
【００３７】
この実施の形態５においては、各導体２５を３レベルインバータ２２とダイオードコンバータ２３の間に配置し、かつ、短絡保護ユニット２１ａ、２１ｂを各導体２５の後方に配置する。
【００３８】
その結果、直流導体を中心に短絡保護ユニット２１、３レベルインバータの各相アーム２２を近接して配置することが可能となり、またインダクタンスをキャンセルする方向で配線ループを構築できるため、短絡保護ユニットを含むループ２６の配線のインダクタンスを低減できる。
そして、各相の短絡保護ユニットを含むループ２６の配線のインダクタンスを可能な限り近づけることができる。
【００３９】
この実施の形態５では、交流を直流に変換するコンバータと、直流を交流に変換するインバータとからなり、２つの直流コンデンサを直列に接続した回路を上記コンバータとインバータに対して並列に接続するとともに、半導体スイッチ素子からなる短絡保護ユニットを上側直流コンデンサと中性点の間に直列に接続し、別の半導体スイッチ素子からなる短絡保護ユニットを下側直流コンデンサと中性点の間に直列に接続した電力型３レベル電力変換装置の部品配置において、直流導体を挟んで、一方の片方面に上記コンバータのユニットを配置し、他方の片方面に上記インバータのユニットを配置するとともに、直流導体の後方に半導体スイッチ素子からなる短絡保護ユニットを配置したことを特徴とする３レベル電力変換装置が構成されている。
【００４０】
この発明による実施の形態５によれば、交流を直流に変換するコンバータユニット２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄで構成されるコンバータ２３と、直流を交流に変換するインバータユニット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆで構成されるインバータ２２とからなり、第１および第２の直流コンデンサ２４ａ，２４ｂを直列に接続した回路を前記コンバータ２３とインバータ２２に対して並列に接続するとともに、半導体スイッチ素子からなる第１の短絡保護ユニット２１ａを前記第１の直流コンデンサ２４ａと中性点Ｃの間に直列に接続し、半導体スイッチ素子からなる第２の短絡保護ユニット２１ｂを前記第２の直流コンデンサ２４ｂと中性点Ｃの間に直列に接続した電力型３レベル電力変換装置において、平行する第１および第２の平面２５ｐ１，２５ｐ２を有する条片状導電部材で構成された複数の直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅを互いに平行して配置した直流導体を設け、前記直流導体の第１の平面２５ｐ１に対応する前記直流導体の一側に前記直流導体における直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅの延在方向に沿って前記コンバータ２３の複数個のユニット２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄを配置し、前記直流導体の第２の平面２５ｐ２に対応する前記直流導体の他側に前記直流導体における直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅの延在方向に沿って前記インバータ２２の複数個のユニット２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆを配置するとともに、前記直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅの他方の側面部２５ｓ２に対向して前記直流導体における直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅの延在方向に沿い前記直流導体における直流導体部材２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅの後方に前記第１および第２の短絡保護ユニット２１ａ，２１ｂを配置したので、半導体スイッチ素子からなる短絡保護ユニットを含むループの配線のインダクタンスを低減し、かつ、各ループでの配線のインダクタンスを均一化して、短絡保護ユニットの遮断特性を向上させることができる。
【００４１】
なお、上記実施の形態において、各導体２５は、ＰＣ導体２５ａ、Ｐ導体２５ｂ、Ｃ導体２５ｃ、Ｎ導体２５ｄ、ＮＣ導体２５ｅの順で配置しているが、Ｐ導体２５ｂ、ＰＣ導体２５ａ、Ｃ導体２５ｃ、ＮＣ導体２５ｅ、Ｎ導体２５ｄの順で配置しても同様の効果が得られる。
【００４２】
また、上記実施の形態では、各導体２５を３レベルインバータ２２とダイオードコンバータ２３の間に配置した場合を説明したが、ＰＣ導体２５ａ、ＮＣ導体２５ｅを省略し、短絡保護ユニットから直接、直流コンデンサに接続した場合も同様の効果が得られる。
【００４３】
さらに、上記実施の形態では、２４相整流、および、３レベルインバータについて説明したが、２４相整流以外、または、３レベル以上のインバータについても同様に構成することができる。
【００４４】
【発明の効果】
この発明によれば、短絡保護ユニットを含むループのインダクタンスを低減し、かつ、各ループでのインダクタンスを均一化して、短絡保護ユニットの遮断特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による実施の形態１における全体構成を示す斜視図である。
【図２】この発明による実施の形態１における回路構成を示す接続図である。
【図３】この発明による実施の形態２における全体構成を示す斜視図である。
【図４】この発明による実施の形態３における全体構成を示す斜視図である。
【図５】この発明による実施の形態４における全体構成を示す斜視図である。
【図６】この発明による実施の形態５における全体構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
２１ａ  Ｐ側用短絡保護ユニット、２１ｂ  Ｎ側用短絡保護ユニット、２２ａ３レベルインバータのＵ相Ｐ側アーム、２２ｂ  ３レベルインバータのＵ相Ｎ側アーム、２２ｃ  ３レベルインバータのＶ相Ｐ側アーム、２２ｄ  ３レベルインバータのＶ相Ｎ側アーム、２２ｅ  ３レベルインバータのＷ相Ｐ側アーム、２２ｆ  ３レベルインバータのＷ相Ｎ側アーム、２３ａ  Ｐ側用ダイオードコンバータＩ、２３ｂ  Ｐ側用ダイオードコンバータII、２３ｃ  Ｎ側用ダイオードコンバータIII 、２３ｄ  Ｎ側用ダイオードコンバータIV、２５ａ  ＰＣ導体、２５ｂ  Ｐ導体、２５ｃ  Ｃ導体、２５ｄ  Ｎ導体、２５ｅ  ＮＣ導体、２６ａ，２６ｂ  短絡保護ユニットを含むループ。
【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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