[发明专利]三电平电力转换装置

说明书

本发明提供一种三电平电力转换装置，实现电力转换装置的小型化，并且减少事故时的二次损害。三电平电力转换装置(1)连接有将直流电压与任意的频率、振幅的交流电压相互转换的多个电力转换主电路(12)。在排列有同一动作单位的IGBT元件的IGBT单元(14～17)和排列有二极管元件(D1、D2)的钳位二极管单元(13)通过不限上下左右的安装而构成的构造体内，使该电力转换主电路(12)并联。

技术领域

本发明涉及使用多个电力开关元件来构成的三电平电力转换装置。

背景技术

电力转换装置具有通过使多个电力开关元件动作而将直流电力转换为与任意的振幅、频率的交流电压指令等效的电压的交流电力生成功能、与其相逆地进行转换的直流电力生成功能。在该电力转换装置中，将能够向交流端子侧输出正电压、负电压和零电压这三个电压的装置称为三电平电力转换装置。三电平电力转换装置具备具有例如4种开关动作分类的电路结构。该三电平电力转换装置针对交流电压指令，将开关模式的指令信号提供给各栅极驱动器，从而各电力开关元件进行接通(ON)/断开(OFF)的动作，在AC输出端输出与交流电压指令等效的电压。三电平电力转换装置还能够将任意的振幅、频率的交流电压转换为直流电压。

一般，在使用了电力开关元件的三电平电力转换装置中为了使输出容量增加，有将在箱型的框体中汇集了多个电力转换主电路的电力转换单元(电力开关元件集合体)并联地连接多个的方法。该电力转换单元包含上述4种开关动作分类。

伴随着近年来的交流感应电动机的大容量化，三电平电力转换装置期望大容量化和小型化。在专利文献1的摘要的解决手段中记载为“在三电平电力转换装置中，以使包括开关元件和续流二极管的电力转换模块1～4的长度方向与装置框体的底面平行的方式，配置于电力转换模块集合体20。在规定的长度的范围内，将电力转换模块1～4在与装置框体平行的方向上依次排列配置，关于超过上述规定的长度的部分的电力转换模块1～4，改变等级来配置。”。

专利文献1：日本特开2014-116995号公报

发明内容

在该电力转换装置中，以往的电力转换单元是以包含三电平电力转换电路的1相的方式平面状地配置部件而构成的。通过这样的结构，如果以施加电压的提高为目的而将各电力开关元件设为串联两个以上的结构，则存在电路规模变大，电力转换装置大型化的担忧。

同样地，即使在以装置的电力容量的增加为目的而将各电力开关元件进行了并联的结构的情况下，由于安装的制约而使设计的自由度降低，作为结果，存在电力转换装置大型化的担忧。

而且，在电力开关元件中产生了导通损坏等事故时，为了修复电力转换装置，需要使电力开关元件的特性在并联之间一致。因此，不仅是包括损坏的电力转换开关元件的该电力转换单元，而且与该电力转换单元形成并联结构的其它电力转换单元也成为其更换范围。因此，相比于故障范围，更换范围更宽，所以存在修复时间以及修复费用变大的担忧。

并且，在电力转换单元内的电力开关元件在电力转换装置动作中引起短路等故障的情况下，影响会连锁地还波及到处于短路系统路径上的其它电力开关元件，存在导通损坏的担忧。因此，期望防止事故时的二次损害。

因此，本发明的课题在于，实现电力转换装置的小型化，并且减少事故时的二次损害。

为了解决所述课题，本发明的三电平电力转换装置连接有将直流电压与任意的频率、振幅的交流电压相互转换的多个电力转换主电路。在排列有同一动作单位的电力开关元件的开关元件构造体和排列有二极管的二极管元件构造体通过不限上下左右的安装而构成的构造体内，使多个所述电力转换主电路并联。

关于其它手段，在具体实施方式中进行说明。

根据本发明，能够提供一种电力转换装置，可实现电力转换装置的小型化，并且减少事故时的二次损害。

附图说明