電容器模塊以及矩陣變換器的制造方法
【技術領域】
[0001]所公開的實施方式涉及電容器模塊以及矩陣變換器。
【背景技術】
[0002]在專利文獻1中記載了一種矩陣變換器，該矩陣變換器具備各自設有半導體雙向開關的多個半導體開關模塊以及多個AC電容器模塊。
[0003]專利文獻1:日本特開2012 — 29373號公報
[〇〇〇4]在實現(xiàn)矩陣變換器的大電容化的情況下，為了抑制浪涌電壓，希望半導體開關模塊與AC電容器模塊之間的布線電感較小。在上述現(xiàn)有技術中，由于半導體開關模塊及AC電容器模塊配置在框體的左右，所以連接它們的母線(bus bar)變長。因此，除了實現(xiàn)矩陣變換器的大電容化以外，從減小布線電感的觀點出發(fā)，還要求對裝置結構進行進一步的優(yōu)化。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明是鑒于這樣的問題而提出的，其目的在于提供一種可實現(xiàn)矩陣變換器的大電容化的電容器模塊以及矩陣變換器。
[0006]為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個觀點，應用了一種矩陣變換器中使用的電容器模塊，所述電容器模塊具有:模塊罩，其收納多個AC電容器；以及多個端子，它們配置在所述模塊罩的至少寬度方向兩側且從所述模塊罩的底面突出。
[0007]另外，根據(jù)本發(fā)明的另一觀點，應用了一種矩陣變換器，所述矩陣變換器具有:多個第1雙向開關，它們分別與交流電源的各輸入相及負載的各輸出相連接；多個第2雙向開關，它們與所述第1雙向開關并聯(lián)地電連接在與連接著該第1雙向開關的所述輸入相及所述輸出相相同的所述輸入相及所述輸出相；以及設置在所述第1雙向開關及所述第2雙向開關上的所述電容器模塊。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，能夠實現(xiàn)矩陣變換器的大電容化。
【附圖說明】
[0009]圖1是表示一個實施方式的矩陣變換器的電路結構的電路結構圖。
[0010]圖2是表示與圖1中的“BLOCK(塊)1”對應的電路上的位置的電路結構的電路結構圖。
[0011]圖3是表示與圖1中的“塊4”對應的電路上的位置的電路結構的電路結構圖。
[0012]圖4是表示開關模塊的配置結構的概要的概念圖。
[0013]圖5是表示省略了主體殼體的狀態(tài)下的矩陣變換器的具體結構的立體圖。
[0014]圖6是表示從圖5所示的狀態(tài)中省略了電容器模塊及一部分母線的狀態(tài)下的矩陣變換器的具體結構的分解立體圖。
[0015]圖7是表示從圖5所示的狀態(tài)中省略了電容器模塊及一部分母線的狀態(tài)下的矩陣變換器的具體結構的分解立體圖。
[0016]圖8是表示從圖5所示的狀態(tài)中省略了一部分母線的狀態(tài)下的矩陣變換器的具體結構的分解立體圖。
[0017]圖9A是表示電容器模塊的結構的立體圖。
[0018]圖9B是表示電容器模塊的結構的立體圖。
[0019]圖9C是表示電容器模塊的結構的立體圖。
[0020]圖10是表示電容器模塊的獨自站立狀態(tài)的示意圖。
[0021]標號說明
[0022]1:矩陣變換器；
[0023]2:交流電源；
[0024]4:負載；
[0025]10:門控驅動電路；
[0026]11:疊層母線(Laminated bus bar)(第 2 母線)；
[0027]11A?C:母線(導體)；
[0028]12:疊層母線(第2母線)；
[0029]12A?C:母線(導體)；
[0030]12D、E:絕緣片材；
[0031]15:母線(第1母線)；
[0032]120:風洞部；
[0033]190a ?c:散熱器；
[0034]192:散熱片；
[0035]bsl、2:底面；
[0036]CM1?6:電容器模塊；
[〇〇37] Ls:左面(側面)；
[0038]MC:模塊罩；
[0039]Q1:第1雙向開關(雙向開關)；
[0040]Q2:第2雙向開關(雙向開關)；
[0041]SC:緩沖(snubber)電容器；
[0042]T1:輸入輸出端子(端子)；
[0043]T2:輸入輸出端子(端子)；
[0044]T3:輸入輸出端子(端子)；
[0045]T4a、b:輸入輸出端子(端子)；
[0046]T4c、d:輸入輸出端子；
[0047]T5a、b:輸入輸出端子(端子)；
[0048]T5c、d:輸入輸出端子；
[0049]T6a、b:輸入輸出端子(端子)；
[0050]TN:中性點端子；
[0051]W1:第1信號布線；
[0052]W2:第2信號布線。
【具體實施方式】
[0053]下面，參照附圖，對一個實施方式進行說明。需指出的是，在附圖中注釋的“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”的方向分別對應于本說明書的說明中以“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”來描述的方向。但是，實施方式的矩陣變換器的各結構的位置關系并不限定于“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”的概念。
[0054](矩陣變換器的電路結構)
[0055]首先，參照圖1、圖2及圖3，對本實施方式的矩陣變換器的電路結構進行說明。
[0056]如圖1?圖3所示，矩陣變換器1是將從交流電源2輸入的交流電直接變換為任意的電壓/頻率的交流電而向負載4 (在此例中為交流電機)輸出的電力變換裝置。
[0057]此外，矩陣變換器1中的交流電源2的輸入相數(shù)沒有特別限定，在本實施方式中，對該輸入相數(shù)為3相(R相、S相、T相)的情況進行說明。即，交流電源2是3相交流電源。另外，矩陣變換器1中的負載4的輸出相數(shù)沒有特別限定，在本實施方式中，對該輸出相數(shù)為3相(U相、V相、W相)的情況進行說明。即，負載4是3相交流負載(在此例中為3相交流電機)。另外，作為負載4，并不限定于交流電機，只要是能夠基于從矩陣變換器1輸入的交流電進行工作的電子設備即可，沒有特別限定。
[0058]該矩陣變換器1具有3個AC電抗器L1、L2、L3、多個第1雙向開關Q1、多個第2雙向開關Q2、多個AC電容器部AC、多個緩沖電容器SC及門控驅動電路10。
[0059]在本實施方式中，設置有9個第1雙向開關Q1，并且第2雙向開關Q2的數(shù)量與第1雙向開關Q1相同，也就是以9個為1組，設置有1組。下面，在無區(qū)分地表示第1雙向開關Q1及第2雙向開關Q2的情況下，適當?shù)睾喎Q為“雙向開關Q”。另外，AC電容器部AC及緩沖電容器SC各自的數(shù)量與雙向開關Q相同，也就是設置有18個。此外，在圖1中，為了避免圖示的煩雜化，省略了雙向開關Q、AC電容器部AC、緩沖電容器SC的圖示，并將與它們對應的電路上的位置記為“BLOCK (塊)”來概念性地進行了圖示。
[0060]AC電抗器L1、L2、L3分別與交流電源2的R相、S相、T相連接。下面，在無區(qū)分地表示AC電抗器L1、L2、L3的情況下，適當?shù)睾喎Q為“AC電抗器L”。在這些AC電抗器L1?L3各自的輸出側，電源線分別分支為6根。下面，將在AC電抗器L的輸出側分支后的各電源線適當?shù)胤Q為“分支后電源線”。
[0061]9個第1雙向開關Q1各自具備并聯(lián)且反向地電連接的2個開關部SW1、SW2(在此例中為IGBT)(參照圖2中的局部放大圖)。此外，作為開關部SW1、SW2，并不限定于IGBT，只要是包含例如M0SFET或GT0等可由門控驅動電路10進行開關控制(接通/斷開控制)的裝置的結構即可，沒有特別限定。另外，各第1雙向開關Q1的結構并不限定于具備2個開關部SW1、SW2的結構，也可以是其他結構。這9個第1雙向開關Q1各自在AC電抗器L1?L3中的任意一個的輸出側，與R相、S相、T相中的任意一相連接，并且與負載4的U相、V相、W相中的任意一相連接。即，9個第1雙向開關Q1以3個為1組，被劃分為3組。而且，各組的3個第1雙向開關Q1在AC電抗器L1?L3各自的輸出側，與R相、S相、T相分別連接，并且并聯(lián)地電連接于負載4的同一個輸出相。此時，在各組中，作為第1雙向開關Q1的連接對象的輸出相不同。
[0062]S卩，第1雙向開關Q1的3組分別配置在“塊1”、“塊2”、“塊3”所示的電路上的位置處。如圖2所示，在“塊1”中，分別被模塊化成第1開關模塊QMla、QMlb、QMlc的3個第1雙向開關Q1分別與R相、s相、T相連接，并且并聯(lián)地電連接于U相。另外，雖然沒有特別地圖示，但是，在“塊2”中，分別被模塊化成第1開關模塊QMld、QMle、QMlf (參照后述的圖4)的3個第1雙向開關Q1分別與R相、S相、T相連接，并且并聯(lián)地電連接于V相。另外，雖然沒有特別地圖示，但是，在“塊3”中，分別被模塊化成第1開關模塊QMlg、QMlh、QMli (參照后述的圖4)的3個第1雙向開關Q1分別與R相、S相、T相連接，并且并聯(lián)地電連接于W相。下面，在無區(qū)分地表示第1開關模塊QMla?QMli的情況下，適當?shù)睾喎Q為“第1開關模塊QM1”。
[0063]9個第2雙向開關Q2各自與上述第1雙向開關Q1同樣地構成。這9個第2雙向開關Q2各自在AC電抗器L1?L3中的任意一個的輸出側，與R相、S相、T相中的任意一相連接，并且與負載4的U相、V相、W相中的任意一相連接。此時，9個第2雙向開關Q2各自與第1雙向開關Q1并聯(lián)地電連接在與連接著該第1雙向開關Q1的輸入相相同的輸入相，并且，與第1雙向開關Q1并聯(lián)地電連接在與連接著該第1雙向開關Q1的輸出相相同的輸出相。即，9個第2雙向開關Q2以3個為1組，被劃分為3組。而且，各組的3個第2雙向開關Q2在AC電抗器L1?L3各自的輸出側，分別與R相、S相、T相連接，并且并聯(lián)地電連接于負載4的同一個輸出相。此時，在各組中，作為第2雙向開關Q2的連接對象的輸出相不同。
[0064]S卩，第2雙向開關Q2的3組分別配置在“塊4”、“塊5”、“塊6”所示的電路上的位置處。如圖3所示，在“塊4”中，分別被模塊化成第2開關模塊QM2a、QM2b、QM2c的3個第2雙向開關Q2分別與R相、S相、T相連接，并且并聯(lián)地電連接于U相。另外，雖然沒有特別地圖示，但是，在“塊5”中，分別被模塊化成第2開關模塊QM2d、QM2e、QM2f (參照后述的圖4)的3個第2雙向開關Q2分別與R相、S相、T相連接，并且并聯(lián)地電連接于V相。另外，雖然沒有特別地圖示，但是，在“塊6”中，分別被模塊化成第2開關模塊QM2g、QM2h、QM2i (參照后述的圖4)的3個第2雙向開關Q2分別與R相、S相、T相連接，并且