功率转换装置的制造方法
【专利摘要】本发明的功率转换装置的框架部(114)为安装有冷却部的平板状构件，该冷却部用于冷却为转换功率进行工作而发热的电路元件(101)。电容器部(104)是包含与电路元件(101)电连接的电容器元件而成，配置在框架部(114)的法线方向上的结构构件，具有朝向互相相反方向且平行于法线方向的外表面、即第一支承面和第二支承面。第一框架(105)和第二框架(106)各自的端部固定在连接框架(103)。第一框架(105)具有被固定在第一支承面(117)上的第一安装面(125)。第二框架(106)具有被固定在第二支承面(118)上的第二安装面(132)。
【专利说明】
功率转换装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及功率转换装置。
【背景技术】
[0002]电车上搭载的功率转换装置一般由设有将直流电转换为交流电的逆变器电路的电路单元、设有用于稳定输入逆变器电路的电压的滤波电容器的电容器单元等构成。输入电车的逆变器电路的直流电的电压例如为1500V左右。因此，滤波电容器需要具有与该电力相对应的大容量，在为了获得大容量而采用由对多个电容器元件进行模塑而成的模塑(mold)电容器的情况下，其重量为25?60kg左右。电车行驶时，这个沉重的滤波电容器会振动。
[0003]因此，在电车上搭载的现有的功率转换装置的电容器单元中，为了确保可耐受滤波电容器的重量和长时间摇动的强度，将模塑电容器收纳并固定在用框构件、强化构件等坚固构成的箱状收容体中(例如，参照专利文献I)。通常，在收容体中装有装载模塑电容器的装载板，模塑电容器被固定在该装载板上。
现有技术文献专利文献
[0004]专利文献1:日本专利特开2005-229708号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0005]然而，收纳模塑电容器的收容体存在这样的问题，为了确保强度其构造变得复杂。
[0006]本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于提供能够以简单的结构来确保足够强度的功率转换装置。
解决技术问题所采用的技术手段
[0007]为了达成上述目的，本发明所涉及的功率转换装置包括电路元件、冷却部、连接框架、电容器部、第一框架和第二框架。电路元件为转换功率进行工作而发热。冷却部装载有电路元件，通过将电路元件工作中产生的热量散发到空气中来冷却电路元件。连接框架具有安装冷却部的平板状框架部。电容器部是配置在框架部的法线方向上的结构构件，其被形成为包含与电路元件电连接的电容器元件。电容器部具有相互朝向相反反向并平行于法线方向的外表面、即第一支承面和第二支承面。第一框架具有被固定在连接框架的端部和被固定在第一支承面的第一安装面。第二框架具有被固定在连接框架的端部、和朝向与第一安装面互相相对的方向并被固定在第二支承面的第二安装面。
发明效果
[0008]根据本发明，由于电容器部与第一框架和第二框架均为结构构件，因此，可以提供能够以简单的结构确保足够强度的功率转换装置。
【附图说明】
[0009]图1是本发明实施方式I所涉及的功率转换装置的立体图。
图2是实施方式I所涉及的功率转换装置的左侧视图。
图3是实施方式I所涉及的功率转换装置的右侧视图。
图4是从后方看到的实施方式I所涉及的功率转换装置的剖视图。
图5是从上方看到的实施方式I所涉及的功率转换装置的剖视图。
图6是一变形例所涉及的功率转换装置的俯视图。
图7是本发明实施方式2所涉及的功率转换装置的立体图。
图8是从后方看到的实施方式2所涉及的功率转换装置的剖视图。
图9是从后方看到的本发明实施方式3所涉及的功率转换装置的剖视图。
图10是从后方看到的本发明实施方式4所涉及的功率转换装置的剖视图。
【具体实施方式】
[0010]以下，参照【附图说明】本发明的实施方式。对所有附图中相同的元器件标注相同标号，并省略重复说明。另外，说明书和附图中的“前后”、“上下”、“左右”的用语用于说明方向，并不对本发明加以限定。
[0011]实施方式I
本发明实施方式I所涉及的功率转换装置100被搭载于铁路车辆上，将从架空线取得的直流电转换成三相交流电，并输出给作为负载的感应电动机。再有，功率转换装置100只要是将输入电力转换成用于提供给负载的输出电力的装置即可，也可以被搭载在起重机车、船舶、飞机、工业用机械等装备上，并不限于铁路车辆。
[0012]如图1?5所示，功率转换装置100包括电路元件101、冷却单元102、连接框架103、多个电容器部104、第一框架105、第二框架106、第一紧固件107、第二紧固件108和导电体
109。
[0013]再有，图1是从右后上方观察到的功率转换装置100的立体图。图2和图3分别为功率转换装置100的左侧视图和右侧视图。图4是从后方观察到的功率转换装置100的图3的1-1线处的剖视图。图5是从上方观察到的功率转换装置100的图4的I1-1I线处的剖视图。
[0014]电路元件1I是为了转换电力进行工作而发热的元件。电路元件1I例如是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极型晶体管)元件等，它们构成将直流的输入电力转换为交流的输出电力的逆变器电路等。
[0015]冷却单元(冷却部)102是用于冷却工作中发热的电路元件101的单元，如图2等所示，该冷却单元包括基底部110、热管111、散热片112和盖板113。
[0016]基底部110是用铝、铜等导热性好的材料制作而成的平板状构件，从前方看大致呈矩形。在基底部110的后表面上，与基底部110相接触地安装有电路元件101，以传导电路元件101工作中产生的热量。
[0017]热管111是传导热的构件，是在密闭的内部空间中封入了制冷剂的管件。热管111的基端部例如沿着上下方向埋设于基底部110，与基底部110之间相接触以传导热量。热管111从基端部的上端起弯曲，稍微朝上方前伸。
[0018]散热片112是用导热性良好的材料制作而成的平板状构件，在基底部110的前方与基底部110平行地并排设置有多个所述散热片112。各个散热片112从前方看大致呈矩形，并且分别设有多个孔。热管111的外周面被插设于各个所述孔中，以将热量从热管111传递给散热片112。
[0019]盖板113被固定在基底部110，该盖板113将热管111和散热片112围住。盖板113例如由金属网等构成，设有可防止枯叶等异物进入内部、同时使空气在内部与外部之间流通的孔。
[0020]根据这样的冷却单元102，电路元件101工作过程中产生的热量依次传导至基底部
110、热管111和散热片112。传导至散热片112表面的热量通过盖板113上的孔而释放到在散热片112周围流动的空气中。由此，对电路元件101进行冷却。
[0021]连接框架103介于冷却单元102与电容器单元(电容器部104、第一框架105和第二框架106)之间，是连接这些单元的构件，连接框架103包括框架部114和脚部115。
[0022]框架部114是前后方向为法线方向的平板状构件，从前方看大致呈矩形。框架部114设有从前方看大致呈矩形的贯通孔116。脚部115从框架部的下端向前方延伸。
[0023]框架部114的前方固定有冷却单元102。具体而言，框架部114的前表面与基底部110的后表面相对，框架部114与基底部110之间通过例如未图示的螺栓和螺母等加以固定。安装在基底部110后表面上的电路元件101被配置在贯通孔116的内部。
[0024]框架部114的后方固定有电容器单元。具体而言，在框架部114的后表面上，从后方看，在将配置在贯通孔116的电路元件101夹持的位置上固定有第一框架105和第二框架106。在第一框架105与第二框架106之间固定有多个电容器部104。
[0025]各个电容器部104是包含电连接到电路元件101的电容器元件的构件，并且是电容器单元的结构构件。举个更具体的例子，各个电容器部104是包含电容器元件并由树脂等形成的模塑电容器。电容器元件例如起到使输入到电路元件101的直流电的电流稳定的滤波电容器的作用。
[0026]如图4等所示，各个电容器部104形成为在上下方向的中央处具有狭窄部的长方体形状。如图1等所示，各个电容器部104在框架部114的后方隔开间距沿前后方向排列配置。最前方的电容器部104与电路元件101隔开间距，并被配置成与电路元件101相对。这样，通过将电路元件101和电容器部104隔开间隔地进行配置，从而在它们之间形成对电路元件1I和电容器部104所产生热量进行散热的空间(散热空间)。
[0027]再有，电容器部104也可为一个，但是由于通过设置多个电容器部104可在电容器部104之间形成散热空间，因此，能促进电容器部104的散热，提高电容器部104的冷却效果。
[0028]各个电容器部104包括第一支承面117、第二支承面118和端子119。
[0029]第一支承面117和第二支承面118是朝向互相相反的方向，且与框架部114的法线方向平行的外表面。本实施方式中，从前方看，第一支承面117和第二支承面118分别为左端和右端的侧面，它们因中间夹有狭窄部而分离为上侧和下侧。第一支承面117的上侧和下侧分别设有用于接合例如螺栓等第一紧固件107的内螺纹，第二支承面118的上侧和下侧分别设有用于接合例如螺栓等第二紧固件108的内螺纹。
[0030]端子119与电容器元件电连接，从电容器部104左侧的狭窄部向左方突出。
[0031]第一框架105是构成电容器单元的左侧部的结构构件，如图2和图4所示，包括第一安装部120、第一上侧延伸部121、第一下侧延伸部122、第一上侧前端部123和第一下侧前端部 124。
[0032]第一安装部120是朝上下和前后延伸且从左方看大致呈矩形的平板状部分，具有用于穿插第一紧固件107的多个紧固孔以及第一安装面125。第一安装面125是第一安装部120的右侧主面，其被抵靠并固定于电容器部104的第一支承面117。
[0033]第一上侧延伸部121是从第一安装部120的上端向左方延伸进而从其左端向下方延伸的部分。第一下侧延伸部122是从第一安装部120的下端向左方延伸进而从其左端向上方延伸的部分。
[0034]第一上侧前端部123和第一下侧前端部124均为第一框架105前方的端部，是用于将第一框架105固定到框架部114的部位。本实施方式中，第一上侧前端部123是从第一上侧延伸部121的前端向下方延伸的平板状部分，第一下侧前端部124是从第一下侧延伸部122的前端向上方延伸的平板状部分。第一上侧前端部123和第一下侧前端部124各自的前表面通过将第一框架105与框架部114进行固定的第一固定件126抵靠并固定在框架部114的后表面。第一固定件126例如由螺栓和螺母构成，螺栓穿过分别对应于第一上侧前端部123、第一下侧前端部124和框架部114而设的孔而被紧固。
[0035]第二框架106是构成电容器单元的右侧部的结构构件，如图3和图4所示，其包括第二安装部127、第二上侧延伸部128、第二下侧延伸部129、第二上侧前端部130和第二下侧前端部131。
[0036]第二安装部127是朝上下和前后延伸且从右方看大致呈矩形的平板状部分，其包括用于穿插第二紧固件108的多个紧固孔、第二安装面132、导电体通过部133和多个端子插接孔134。
[0037]第二安装面132是第二安装部127的左侧主面，因此，与第一安装面125相互面对。第二安装面132被抵靠并固定在电容器部104的第二支承面118。
[0038]导电体通过部133是形成孔的部分，该孔作为供导电体109左右通过的空间。再有，让导电体109通过的空间并不限于孔，例如也可以是在第二安装部127上形成的槽口。
[0039]各个端子插接孔134是供电容器部104的端子119中的一个通过而配置的贯通孔。
[0040]再有，端子插接孔134不必与电容器部104的端子119一一对应地进行设置，端子插接孔134也可以供电容器部104的多个端子119通过。另外，端子插接孔134也可以与导电体通过部133所形成的孔连通。这能使电路元件101和电容器部104的右方更大地开放，使散热空间的空气因而变得易于流通。其结果是，可以促使从电路元件101和电容器部104向散热空间的空气散发热量，改善电路元件1I和电容器部104的冷却效果。
[0041]第二上侧延伸部128是从第二安装部127的上端向右方延伸进而从其右端向下方延伸的部分。第二下侧延伸部129是从第二安装部127的下端向右方延伸进而从其右端向上方延伸的部分。
[0042]第二上侧前端部130和第二下侧前端部131均为第二框架106前方的端部，是用来将第二框架106固定于框架部114的部位。本实施方式所涉及的第二上侧前端部130是从第二上侧延伸部128的前端向下方延伸的平板状部分。第二下侧前端部131是从第二下侧延伸部129的前端向上方延伸的平板状部分。第二上侧前端部130和第二下侧前端部131各自的前表面通过将第二框架106与框架部114进行固定的第二固定件135抵靠并固定在框架部114的后表面。第二固定件135例如由螺栓和螺母构成，螺栓穿过分别设于第二上侧前端部130、第二下侧前端部131和框架部114的孔并被紧固。
[0043]第一紧固件107和第二紧固件108是分别将第一框架105和第二框架106紧固于电容器部104的构件。本实施方式所涉及的第一紧固件107和第二紧固件108例如是螺栓，其插穿设置于第一安装部120和第二安装部127各自的紧固孔中，并被紧固在分别设于电容器部104的第一支承面117和第二支承面118的内螺纹。
[0044]导电体109是将电路元件1I和电容器部104的端子119电连接的构件，由层压汇流条(LAMINATE BUSBAR)、电线等构成。本实施方式的导电体109是弯曲的层压汇流条，如图5等所示，由与电路元件1I的后方相对、与电路元件101电连接并穿过导电体通过部133的部分、以及从其右端弯曲、向后方延伸并与端子119电连接的部分构成。
[0045]再有，如图6所示，在一变形例所涉及的功率转换装置200中，电容器部204的端子219可以被配置成向上方突出。在这种情况下，导电体209即层压汇流条例如在与电路元件101的后方相对的平板部分处与电路元件101电连接，并且从该平板部分的上端弯曲并向后方延伸以与端子219电连接。另外，第二框架106也可不设导电体通过部133。根据该变形例，即使导电体209是大到难以通过例如设于第二安装部127的导电体通过部133的层压汇流条，也能容易对导电体209进行配置。
[0046]根据本实施方式和一个变形例，通过将第一框架105和第二框架106分别固定于电容器部104、204，从而第一框架105由第一支承面117所支承，第二框架106由第二支承面118所支承。因此，第一框架105和第二框架106均起到承受由电容器部104、204施加于电容器单元的力的结构构件的作用。其结果是，即使不在电容器部104、204的上方和下方设置结构构件，也能确保电容器单元的强度，从而能够以简单的结构确保足够的强度。
[0047]实施方式2
实施方式I所涉及的功率转换装置100中，通过在第二安装部127设置导电体通过部133，能将导电体109配置在电容器部104的侧面(右方)。这样一来，散热空间的上方和下方开放，在散热空间中借助于空气自下向上上升而形成的自然对流来促使空气流动，因此，能提高电路元件1I和电容器部104的冷却效果。在变形例所涉及的功率转换装置200中，不需要在第二安装部127设置供导电体109通过的空间，即使导电体109是大的层压汇流条也能对其进行配置。但是，由于将导电体109配置在电容器部104的上方，因此散热空间的上方被堵塞。其结果是，散热空间中的空气流动变差，使电路元件1I和电容器部104难以冷却。
[0048]实施方式2中，说明了无需于第二框架设置导电体通过部133、并可以不将层压汇流条那样的大导电体配置在电容器部104的上方而配置在侧面(例如右方)的功率转换装置。
[0049]如图7和图8所示，本实施方式所涉及的功率转换装置300包括与实施方式I相同的电路元件101、冷却单元102、多个电容器部104、第一框架105、第一紧固件107和第二紧固件
108。功率转换装置300包括连接框架303、第二框架306和导电体309，以取代实施方式I所涉及的连接框架103、第二框架106和导电体109。
[0050]再有，图7是从右后上方观察到的功率转换装置300的立体图。图8是从后方观察到的功率转换装置300的剖视图，表示在与图4的I1-1I线相当的位置处的剖面。
[0051 ]连接框架303与实施方式I所涉及的连接框架103—样，是介于冷却单元102与电容器单元之间并连接这些单元的构件。除了与实施方式I相同的框架部114和脚部115之外，连接框架303还包括连接部336。
[0052]连接部336是用于将第二框架306固定于连接框架303的构件，从框架部114的后表面向后方突出。连接部336配置在电路元件101的右方，通过未图示的螺栓和螺母、焊接等固定于框架部114。
[0053]具体地说，连接部336包括:朝上下和前后延伸的平板状的侧面连接板337;以及分别从侧面连接板337的上端和下端向左方延伸的上连接板338和下连接板339。侧面连接板337设有左右贯通的孔，用于供构成第二紧固件335的螺栓穿插。该孔分别位于侧面连接板337的上端和下端附近，设在从框架部114的后表面向后方隔开预定距离的位置。
[0054]第二框架306与实施方式I所涉及的第二框架106相同，是构成电容器单元的右侧部的结构构件，与框架部114的后表面隔开预定间隔地固定在连接部336。第二框架306包括第二安装部327、第二上侧延伸部328和第二下侧延伸部329。
[0055]第二安装部327与实施方式I所涉及的第二安装部127相同，是在上下和前后方向延伸且从右方看大致呈矩形的平板状部分。第二安装部327包括与实施方式I所涉及的第二安装部127相同的多个紧固孔、第二安装面132和多个端子插接孔134。也就是说，与实施方式I所涉及的第二安装部127不同的是，第二安装部327不设有导电体通过部133。
[0056]第二上侧延伸部328与实施方式I所涉及的第二上侧延伸部128相同，是从第二安装部327的上端向右方延伸进而从其右端向下方延伸的部分。第二上侧延伸部328的向右方延伸部分的左右方向的内尺寸大于等于上连接板338的外尺寸。
[0057]与实施方式I所涉及的第二下侧延伸部129相同，第二下侧延伸部329是从第二安装部327的下端向右方延伸进而从其右端向上方延伸的部分。第二下侧延伸部329的向右方延伸部分的左右方向的内尺寸大于等于下连接板339的外尺寸。
[0058]在第二上侧延伸部328的向下方延伸的部分和第二下侧延伸部329的向上方延伸的部分分别设有左右贯通的孔，用于供构成第二紧固件335的螺栓穿过。
[0059]第二框架306与框架部114的后表面隔开预定间隔地进行配置时，第二框架306和侧面连接板337的左右贯通的孔分别在上侧和下侧连通。第二框架306通过穿插于这些连通的孔的螺栓和螺母(第二紧固件335)固定在连接部336。
[0060]导电体309与实施方式I所涉及的导电体109相同，是将电路元件101和电容器部104的端子119电连接的构件，由层压汇流条、电线等构成。如图7和图8所示，本实施方式的导电体309比实施方式I所涉及的导电体109要大，是弯曲的层压汇流条，由电连接到电路元件101并向右方延伸的平板状部分、以及从其右端弯曲并向后方延伸从而电连接到端子119的平板状部分构成。由于第二框架306的第二安装部327与框架部114被隔开间隙地进行配置，因此，能将大的导电体109通过该间隙而配置在电容器部104的右方。
[0061]根据本实施方式，与实施方式I相同，即使不在电容器部104的上方和下方设置结构构件也能确保电容器单元的强度，能够以简单的结构确保足够的强度。
[0062]可以不在第二框架306设置导电体通过部133，而在电容器部104的侧面配置导电体309。另外，即使导电体309是大的层压汇流条，也可以将导电体309配置在电容器部104的侧面。
[0063]并且，通过将导电体109配置在电容器部104的侧面，散热空间的上方和下方被开放，因此可通过自然对流来促进散热空间的空气流动。其结果是，促进了从电路元件101和电容器部104向散热空间的空气的散热，能改善电路元件1I和电容器部104的冷却效果。
[0064]实施方式3
实施方式3所涉及的功率转换装置400包括与实施方式I相同的电路元件101、冷却单元
102、多个电容器部104、第一紧固件107、第二紧固件108和导电体109。如图9所示，功率转换装置400包括连接框架403、第一框架405和第二框架406，以代替实施方式I所涉及的连接框架103、第一框架105和第二框架106。
[0065]与实施方式I所涉及的连接框架103相同，连接框架403是介于冷却单元102与电容器单元之间并将这些单元相连的构件。连接框架403包括代替实施方式I所涉及的框架部114的框架部414、以及与实施方式I相同的脚部115。
[0066]框架部414具有与实施方式I所涉及的框架部114大致相同的结构，与实施方式I所涉及的框架部114不同在于，仅在上侧设有用于供构成第一紧固件126和第二紧固件135的螺栓穿过的孔，而不在下侧设置。
[0067]第一框架405与实施方式I所涉及的第一框架105相同，是构成电容器单元的左侧部的结构构件。如图9所示，第一框架405包括第一安装部420、以及与实施方式I相同的第一上侧延伸部121和第一上侧前端部123。与实施方式I所涉及的第一框架105不同点在于，第一框架405不具有第一下侧延伸部122和第一下侧前端部124。
[0068]除了下端的位置被设于跟电容器部104的底面相同的高度(上下方向的位置)之夕卜，第一安装部420具有与实施方式I所涉及的第一安装部120相同的结构。
[0069]第二框架406与实施方式I所涉及的第二框架106相同，是构成电容器单元的左侧部的结构构件。如图9所示，第二框架406包括第二安装部427、与实施方式I相同的第二上侧延伸部128和第二上侧前端部130。与实施方式I所涉及的第二框架106的不同点在于，第二框架406不具有第二下侧延伸部129和第二下侧前端部131。
[0070]除了下端的位置被设于跟电容器部104的底面相同的高度之外，第二安装部427具有与实施方式I所涉及的第二安装部127相同的结构。
[0071]根据本实施方式，与实施方式I相同，即使不在电容器部104的上方和下方设置结构构件，也能确保电容器单元的强度，能够以简单的结构确保足够的强度。
[0072]本实施方式中，第一框架405不具有第一下侧延伸部122和第一下侧前端部124，第二框架406不具有第二下侧延伸部129和第二下侧前端部131。第一安装部420和第二安装部427均向下方延伸但不越过电容器部104的底面。由此，能将功率转换装置400的结构做得比实施方式I所涉及的功率转换装置100更简化。另外，由于第一框架405和第二框架406可以用比实施方式I所涉及的第一框架105和第二框架106更少的材料来制造，因此可以降低功率转换装置400的制造成本。
[0073]实施方式4
本实施方式所涉及的功率转换装置500包括与实施方式I相同的电路元件101、冷却单元102、连接框架103、多个电容器部104和导电体109。如图10所示，功率转换装置500包括第一框架505、第二框架506、第一紧固件507和第二紧固件508，以代替实施方式I所涉及的第一框架105、第二框架106、第一紧固件107和第二紧固件108。功率转换装置500还包括第三框架540、第四框架541、第三紧固件542和第四紧固件543。
[0074]第一框架505和第三框架540是构成电容器单元的左侧部的结构构件。第一框架505和第三框架540分别相当于在实施方式I所涉及的第一安装部120的上下方向上去掉了大致中央的部分从而将第一框架105上下分离的情况下的上侧构件和下侧构件。
[0075]第一框架505包括第一安装部520、第一上侧延伸部521和第一上侧前端部523。第三框架540包括第三安装部544、第三下侧延伸部545和第三下侧前端部546。
[0076]第一安装部520和第三安装部544均为上下和前后延伸并从左方看大致呈矩形的平板状部分，它们在上下方向被间隔开设置。第一安装部520和第三安装部544分别具有用于穿过第一紧固件507和第三紧固件542的多个紧固孔以及作为右侧主面的第一安装面525和第三安装面547。
[0077]第一安装面525和第三安装面547的位置被设于在前后和上下方向上延伸的同一假想面上。第一安装部520和第三安装部544分别由第一紧固件507和第三紧固件542固定于电容器部104，使得第一安装面525抵靠在电容器部104的上侧的第一支承面117，第三安装面547抵靠在电容器部104的下侧的第一支承面117。
[0078]第一上侧延伸部521和第三下侧延伸部545分别是被构成为与实施方式I所涉及的第一上侧延伸部121和第一下侧延伸部122相同的部分。也就是说，第一上侧延伸部521是从第一安装部520的上端向左方延伸进而从其左端向下方延伸的部分。第三下侧延伸部545是第三从安装部544的下端向左方延伸进而从其左端向上方延伸的部分。
[0079]第一上侧前端部523和第三下侧前端部546分别为用于将第一框架505和第三框架
540固定到框架部114上的部位，它们被构成为与实施方式I所涉及的第一上侧前端部123和第一下侧前端部124相同。
[0080]也就是说，第一上侧前端部523为第一框架505前方的端部，是从第一上侧延伸部521向下方延伸的平板状部分。第一上侧前端部523的前表面由将第一框架505和框架部114进行固定的第一紧固件526抵靠并固定在框架部114的后表面。第一紧固件526例如由螺栓和螺母构成，所配置的螺栓穿过分别对应于第一上侧前端部523和框架部114而设的孔。[0081 ]另外，第三下侧前端部546为第三框架540前方的端部，是从第三下侧延伸部545向上方延伸的平板状部分。第三下侧前端部546的前表面由将第三框架540和框架部114进行固定的第三紧固件548抵靠并固定在框架部114的后表面。第三紧固件548例如由螺栓和螺母构成，所配置的螺栓穿过分别对应于第三下侧前端部546和框架部114而设的孔。
[0082]第二框架506和第四框架541是构成电容器单元的右侧部的结构构件。第二框架506和第四框架541分别相当于去掉了在实施方式I所涉及的第二安装部127的上下方向上的大致中央的部分从而将第二框架106上下分离的情况下的上侧构件和下侧构件。
[0083]第二框架506包括第二安装部527、第二上侧延伸部528和第二上侧前端部530。第四框架541包括第四安装部549、第四下侧延伸部550和第四下侧前端部551。
[0084]第二安装部527和第四安装部549均为向上下和前后延伸且从右方看大致呈矩形的平板状部分，它们在上下方向被间隔开设置。第二安装部527和第四安装部549分别具有用于供第二紧固件508和第四紧固件543穿过的多个紧固孔。并且，第二安装部527和第四安装部549分别具有作为左侧主面的第二安装面532和第四安装面552。
[0085]第二安装面532和第四安装面552的位置被设于向前后和上下延伸的同一假想面上，它们分别与第一安装面525和第三安装面547相对。第二安装部527和第四安装部549分别由第二紧固件508和第四紧固件543固定于电容器部104，使得第二安装面532抵靠在电容器部104的上侧的第二支承面118，并且第四安装面552抵靠在电容器部104的下侧的第二支承面118。
[0086]导电体109和电容器部104的端子119通过第二安装部527与第四安装部549之间来进行配置。
[0087]第二上侧延伸部528和第四下侧延伸部550分别是被构成为与实施方式I所涉及的第二上侧延伸部128和第二下侧延伸部129相同的部分。也就是说，第二上侧延伸部528是从第二安装部527的上端向右方延伸进而从其右端向下方延伸的部分。第四下侧延伸部550是从第四安装部549的下端向右方延伸进而从其右端向上方延伸的部分。
[0088]第二上侧前端部530和第四下侧前端部551分别为用于将第二框架506和第四框架
541固定于框架部114的部位，它们被构成为与实施方式I所涉及的第二上侧前端部130和第二下侧前端部131相同。
[0089]也就是说，第二上侧前端部530为第二框架506前方的端部，是从第二上侧延伸部528向下方延伸的平板状部分。第二上侧前端部530的前表面由将第二框架506和框架部114进行固定的第二紧固件535抵靠并固定在框架部114的后表面。第二紧固件535例如由螺栓和螺母构成，所配置的螺栓穿过分别对应于第二上侧前端部530和框架部114而设的孔。
[0090]另外，第四下侧前端部551为第四框架541前方的端部，是从第四下侧延伸部550向上方延伸的平板状部分。第四下侧前端部551的前表面由将第四框架541和框架部114进行固定的第四紧固件553抵靠并固定在框架部114的后表面。第四紧固件553例如由螺栓和螺母构成，所配置的螺栓穿过分别对应于第四下侧前端部551和框架部114而设的孔。
[0091]第一紧固件507、第二紧固件508、第三紧固件542和第四紧固件543是分别用来将第一框架505、第二框架506、第三框架540和第四框架541分别紧固在电容器部104的构件。本实施方式所涉及的第一紧固件507、第二紧固件508、第三紧固件542和第四紧固件543例如是螺栓，它们分别被穿插到第一安装部520、第二安装部527、第三安装部544和第四安装部549各自的紧固孔中。第一紧固件507和第三紧固件542分别被紧固在设于电容器部104的第一支承面117的上侧和下侧的内螺纹。第二紧固件508和第四紧固件543分别被紧固在设于电容器部104的第二支承面118的上侧和下侧的内螺纹。
[0092]根据本实施方式，第一框架505、第二框架506、第三框架540和第四框架541分别被固定在电容器部104。这样一来，第一框架505和第三框架540由第一支承面117所支承，第二框架506和第四框架541由第二支承面118所支承。因此，第一框架505、第二框架506、第三框架540和第四框架541均起到耐受由电容器部104作用于电容器单元的力的结构构件的作用。其结果是，即使不在电容器部104的上方和下方设置结构构件，也能确保电容器单元的强度，从而能够以简单的结构确保足够的强度。
[0093]根据本实施方式，能将导电体109通过第二框架506与第四框架541之间的间隔并配置在电路元件101和电容器部104的侧面。这样一来，散热空间的上方和下方被开放，因此可通过自然对流促进散热空间的空气流动。另外，本实施方式中，可以使电路元件101和电容器部104的左右较大地开放，因而便于散热空间的空气流动。其结果是，能促进从电路元件101和电容器部104向散热空间的空气进行散热，提高电路元件101和电容器部104的冷却效果。
[0094]根据本实施方式，能用少于实施方式I所涉及的第一框架105和第二框架106的材料来制造第一框架505、第二框架506、第三框架540和第四框架541。因此，能够将制造功率转换装置500的费用降至低于制造实施方式I所涉及的功率转换装置100的成本。
[0095]以上，就本发明的实施方式和变形例作了说明，但是本发明并不限定于这些实施方式和变形例，本发明包括对这些实施方式和变形例作了适当组合而得的实施方式以及对它们作了各种变更而得的实施方式等。
[0096]例如，可以将实施方式2和实施方式3组合。也就是说，连接框架303包括连接部336，不包括第二下侧延伸部129和第二下侧前端部131的第二框架306可以通过与实施方式2相同的方法固定到连接部336。在这种情况下，连接部336由侧面连接板337的上侧部分(例如，上半部分)和上连接板338构成，可以不包括侧面连接板337的下侧部分(例如，下半部分)和下连接板339。
[0097]例如，可以将实施方式2和实施方式4组合。也就是说，连接框架303包括连接部336，而上下分离的第二框架306的上侧和下侧分别可以通过与实施方式2相同的方法固定在连接部336。
[0098]根据这些形态，可取得与实施方式2相同的效果。也就是说，能够以简单的结构确保足够的强度。即使导电体309由较大的层压汇流条构成(参照图7)，也可以在电容器部104的侧面配置导电体309，因此，能够提高电路元件101和电容器部104的冷却效果。
工业上的实用性
[0099]本发明所涉及的功率转换装置可以适用于铁路车辆、起重机车、船舶、飞机、工业用机械等。
标号说明
[0100]100、200、300、400、500 功率转换装置 101电路元件
102冷却单元
103、303、403连接框架
104,204电容器部
105、405、505第一框架
106、306、406、506第二框架 107,507第一紧固件
108、508第二紧固件
109、209、309导电体 110基底部
111热管 112散热片 114,414框架部 116贯通孔 117第一支承面 118第二支承面 119、219 端子120,420,520第一安装部121,521第一上侧延伸部122第一下侧延伸部123、523第一上侧前端部124第一下侧前端部125,525第一安装面126,526第一紧固件
127、327、427、527第二安装部
128、328、528第二上侧延伸部129,329第二下侧延伸部130、530第二上侧前端部
131第二下侧前端部
132,532第二安装面
133导电体通过部
134端子插接孔
135、335、535第二紧固件
336连接部
337侧面连接板
338上连接板
339下连接板
540第三框架
541第四框架
542第三紧固件
543第四紧固件
544第三安装部
545第三下侧延伸部
546第三下侧前端部
547第三安装面
548第三紧固件
549第四安装部
550第四下侧延伸部
551第四下侧前端部
552第四安装面
553第四紧固件
【主权项】
1.一种功率转换装置，其特征在于，包括: 电路元件，该电路元件为转换功率进行工作而发热； 冷却部，该冷却部安装有所述电路元件，通过将所述电路元件工作中所产生的热量散发到空气中来冷却所述电路元件； 连接框架，该连接框架具有安装所述冷却部的平板状的框架部； 电容器部，该电容器部是包含与所述电路元件电连接的电容器元件而成，配置在所述框架部的法线方向上的结构构件，并具有第一支承面和第二支承面，所述第一支承面和所述第二支承面是相互朝向相反方向，且平行于所述法线方向的外表面； 第一框架，该第一框架具有被固定在所述连接框架的端部、及被固定在所述第一支承面的第一安装面;以及 第二框架，该第二框架具有被固定在所述连接框架的端部、及朝向与所述第一安装面互相相对的方向且被固定在所述第二支承面的第二安装面。2.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于， 所述第一框架和所述第二框架均固定在所述框架部。3.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于， 所述第一框架安装在所述框架部， 所述连接框架还具有从所述框架部朝所述法线方向突出的、用于固定所述第二框架的连接部， 所述第二框架与所述框架部隔开间隙地固定在所述连接部。4.如权利要求3所述的功率转换装置，其特征在于， 还包括导电体，该导电体通过所述第二框架与所述框架部之间的所述間隙而进行配置，并将所述电路元件与所述电容器部电连接。5.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于， 所述第一框架和所述第二框架具有下端部，该下端部在所述法线方向为水平时处于与所述电容器部的底面相同的高度。6.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，还包括: 第三框架，该第三框架具有被固定于所述框架部的端部、及在所述法线方向为水平时在所述第一安装面的下方被配置成与所述第一安装面为同一平面的第三安装面;以及第四框架，该第四框架具有被固定于所述框架部的端部、及在所述第二安装面的所述下方被配置成与所述第二安装面为同一平面并朝向与所述第三安装面相对的方向的第四安装面， 所述第一支承面具有固定有所述第一安装面的区域、及在该区域的所述下方固定有所述第三安装面的区域， 所述第二支承面具有固定有所述第二安装面的区域、及在该区域的所述下方固定有所述第四安装面的区域。7.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于， 所述电路元件和所述电容器部隔开间隔而相对配置。8.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于， 所述电容器部具有朝安装所述第二框架的方向突出的端子，所述第二框架具有供所述端子穿过的端子插接孔。9.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，在所述法线方向上隔开间隔地并排配置有多个所述电容器部。
【文档编号】H02M7/42GK105981283SQ201480074867
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2014年2月7日
【发明人】高林宏和
【申请人】三菱电机株式会社