电力转换装置和远程监视系统的制作方法

本发明涉及具有功率半导体器件的电力转换装置。

背景技术：

1、以通用逆变器为代表的电力转换装置，在工业界被广泛用作制造装置、升降装置、搬运装置等中的电动机驱动装置。在这样的各种用途中，要求通用逆变器稳定运行。万一通用逆变器停止的情况下，会发生工厂的生产停止和设备的运行停止，造成巨大的影响。

2、通用逆变器用igbt和二极管等功率半导体器件控制电流的流通、切断，进行期望的电力转换。功率半导体器件被导线接合、或者与绝缘电路板上形成的铜箔图案等用焊锡接合，由此与功率半导体器件外部的电路电连接。绝缘电路板被安装在金属底座上，对功率半导体器件经由金属底座进行冷却。这样具有与外部电路的电连接结构和冷却结构的在壳体内置了功率半导体器件的部件被称为功率模块。

3、功率半导体器件中电流流通、切断时，功率半导体器件发热，结与翅片(具有冷却结构的金属底座)之间产生温度差(以下称为δt)。逆变器停止时不再发热，δt减小。上述功率半导体器件的接合部(导线接合、与铜箔图案的接合部)一般使用热膨胀率不同的材料，所以因δt的变动而对接合部施加热应力。δt的变动反复进行时，接合部中产生剥离和龟裂而导致故障。直到这样的导致故障的时间，因δt的程度和频度而不同。δt的程度和频度取决于电力转换装置的使用方法、用电力转换装置驱动的装置，是各种各样的。另外，对igbt和二极管施加的负荷的比例也因装置的使用状况而不同。从而，为了预防这样的故障，需要与电力转换装置的使用状况相应地掌握对igbt和二极管施加的负荷的程度用的措施。

4、本技术领域中的现有技术有专利文献1。专利文献1中，提出了一种电动机控制装置，其用温度变化推算部基于根据开关电路的半导体元件中流动的电流运算得到的输出电流信号、运行频率信号和载波频率信号来推算半导体元件的温度变化并运算温度变化振幅，用热应力运算部根据功率循环曲线数据存储部中保存的功率循环曲线数据换算为与温度变化振幅对应的功率循环数，运算热应力信号，用寿命推算部基于热应力信号进行半导体元件的寿命推算，作为寿命推算结果信号对显示部输出。

5、现有技术文献

6、专利文献

7、专利文献1：国际公开第2004/082114号

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、专利文献1中，温度变化推算部的运算、热应力运算部的运算、寿命推算部的运算同时进行。这样的结构中对进行这些运算的运算装置施加的负荷较大，存在难以进行高精度的运算的问题。另外，说明书中的式(1)中举例示出了按输出电流i的函数运算半导体元件的发热量的方法，但功率晶体管和二极管中流动的有效电流因动力运行、再生的状态而不同，所以存在不能高精度地运算各自的损耗的课题。

3、用于解决课题的技术方案

4、对于本发明，举其一例，是一种用具有功率半导体器件的逆变器控制电流的通断来进行期望的电力转换的电力转换装置，其包括：电动机控制器，其基于用电流传感器检测出的电流值、速度指令和载波频率来计算栅极信号并控制逆变器；推算功率半导体器件的损耗并运算温度历史的温度历史运算器；保存温度历史的运算结果的温度历史存储装置；和基于从温度历史存储装置读取的温度历史来运算功率半导体器件的损伤的损伤运算器。

5、发明效果

6、根据本发明，能够高精度地运算功率半导体器件的寿命。

技术特征：

1.一种用具有功率半导体器件的逆变器控制电流的通断来进行期望的电力转换的电力转换装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：

3.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：

4.如权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于：

5.如权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于：

6.如权利要求2所述的电力转换装置，其特征在于：

7.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于，包括：

8.如权利要求7所述的电力转换装置，其特征在于，具有：

9.一种远程监视系统，其特征在于：

技术总结
本发明提供一种电力转换装置和远程监视系统，能够高精度地运算功率半导体器件的寿命。为了达成上述目的，用具有功率半导体器件的逆变器控制电流的通断来进行期望的电力转换的电力转换装置，其包括：电动机控制器，其基于用电流传感器检测出的电流值、速度指令和载波频率来计算栅极信号并控制逆变器；推算功率半导体器件的损耗并运算温度历史的温度历史运算器；保存温度历史的运算结果的温度历史存储装置；和基于从温度历史存储装置读取的温度历史来运算功率半导体器件的损伤的损伤运算器。

技术研发人员：松元大辅,田边启辅,堀田和茂,佐藤史宏,平贺正宏
受保护的技术使用者：株式会社日立产机系统
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13