专利名称：电气车辆的逆变装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电气车辆的逆变装置，尤其涉及一种适用于例如电气有轨机动车和电气机车的电气车辆的逆变装置。
在实践中，已经把利用逆变装置以可变的速度来驱动感应电动机的驱动系统用作驱动电气车辆的动力系统。
例如，当把这种逆变装置应用于把多台电动机分布在多个轮轴之间的电气有轨机动车上时，不得不把它们安装在地板下有限的空间内，所以这就要求它们尽可能地小。类似地，在电气机车内，要求减小每个逆变装置的尺寸，以增加能被安装在单个机车内的逆变装置的总容量。
如日本实用新型公开(JapaneseUtilityModelLaid-Open)第2-75738号或者“用于机车的GTO整流器”(西门子公司出版的单行本，取自ZEV-Glasers年刊113，1989年6月/7月，第259页至272页)所描述，GTO(栅极关断)半导体晶闸管已经在逆变器主电路中常被用作半导体开关器件来驱动电气车辆。这是由于与例如BT(双极晶体管)或IGBT(绝缘栅双极晶体管)等其它类型的半导体开关器件相比，GTO晶闸管提供电压和电流的能力相当大。因此，GTO晶闸管能减小逆变器主电路部分的尺寸。
为减小输出波形的高次谐波分量，已经提出了一种通过开关动作把三电平直流电流转换成交流输出的所谓的三电平逆变器(也称作“中间箝位逆变器”)。在这种三电平逆变器中，对应于逆变器一个相的逆变器主电路包括一对与直流电源相连的直流输入端子;一对与直流电源中间点相连的中间点端子;连接在一对串联输入端子之间的第一至第四半导体开关器件的串联电路;分别连接在第一和第二半导体开关器件的节点和中间点端子之间以及在第三和第四半导体开关器件的节点和中间点端子之间的箝位二极管;以及与第二和第三半导体开关器件的节点相连的交流输出端子。
GTO晶闸管包含有大的开关损耗。鉴于这一点，如上面提到的官方公报和上面提到的文件中描述的，为加强其冷却效果，把GTO晶闸管做成盘形，其两侧构成主电极，密封有起泡制冷剂的冷却传导块紧贴在这些主电极上。为保证在GTO晶闸管各侧上的冷却块之间以及制冷剂的冷凝部分和GTO晶闸管之间的绝缘性能，使用了绝缘制冷剂。通常把具有极好的冷却性能和绝缘特性的Flon用作冷剂，以满足上述要求。
但上面的已有技术存在下列问题因为其大的器件开关损耗，缓冲电容器容量较大以及有抑制电压上升到截止电压的缓冲电阻等原因，GTO晶闸管的开关频率不能提高。实践中通常使用的GTO的开关频率约为500Hz。因此，如果用GTO晶闸管来制作逆变器，在减小输出波形谐波失真方面受到限制，在电动机电流中产生较大的脉动，在电动机中导致有大的电磁噪声。
鉴于这一点，可以采用由高频脉冲门信号驱动的半导体开关器件(此后一般称作半导体高频开关器件)，例如能增加开关频率的双极晶体管，IGBT(绝缘栅双极晶体管)、MOS栅极控制晶闸管等。
然而，用作这种半导体高频开关器件的器件一般耐压电平较低(例如，普通使用的IGBT耐压电平为1200V)，所以它们不能应用于要在直流1500V的架空线电压下运行的电气车辆。而且，一般地说，在实际中使用的半导体高频开关具有相当小的电流容量，所以当把它们应用在大容量的逆变装置上(例如用于驱动单台容量为200KW或更大的电动机)时，不得不并联多个这样的半导体器件。
因此，在把如IGBT等半导器高频开关器件应用于电气车辆的逆变装置的情况下，逆变器主电路部分的尺寸变得相当大，所以需要对结构作一些设计以减小整个装置的体积。
而且，从控制flon污染的观点出发，需要采用一种flon蒸发/冷却交替的冷却系统。
本发明的目的在于提供一种用于电气车辆的逆变装置，它使用能以比GTO晶闸管更高的频率来驱动的半导体开关器件，并且它能被做得较小。
为实现上述目的，按照本发明，提供了一种用于电气车辆的逆变装置，在该装置中，构成逆变器的每一相的主电路包含一对与直流电源相连的直流输入端子;与直流电源中间点相连的中间点端子;连接在一对直流输入端子之间的第一至第四半导体开关组件的串联电路;分别连接在第一和第二半导体开关组件的节点和中间点端子以及在第三和第四半导体开关组件的节点和中间点端子之间的箝位二极管;以及连接到第二和第三半导体开关组件的节点上的交流输出端子，其中，第一至第四半导体开关组件由半导体开关器件组成，每个能以比GTO晶闸管更高的频率被驱动，并通过居间的绝缘构件设置在热传导基板上，第一至第四半导体开关组件分为两对，一对由第一和第四半导体开关组件之一与第二和第三半导体开关组件之一组合而成，另一对由第一和第四半导体开关组件中剩下的一个与第二和第三半导体开关组件中剩下的一个组合而成，并且以每对半导体开关组件固定在单独的或共用的受热板上的方式固定到受热板上;半导体开关组件具有冷却装置，与受热板相连，藉热量传递来冷却受热板。
在此，半导体开关器件可以由下面类型之一组成双极晶体管、绝缘栅双极晶体管和MOS栅极控制晶闸管。
两对半导体开关组件与受热板之间的固定可以采用把不同的组件对固定到不同的受热板上的方式，或者把所有的组件对都固定到同一个受热板上的方式来实现。还可以对逆变器不同的相构成不同的受热板，或者构成一个受热板，由逆变器的各相共用。
最理想的是如此来把受热板可拆卸地安装在密封地容纳逆变器部件的罩壳的垂直外壁开口上，使得半导体开关器件安装在表面的内侧。在此，最理想的是固定到受热板上的半导体开关组件应当以它们串联的顺序排列。
为现实缩小体积，最好把散热片安装到整体地固定到每个受热板上的热量传递元件的一部分上来构成冷却装置。热量传递元件最好采用热量传递管。热管的一部分嵌入每个受热板内，而散热片固定到热管的外露部分构成冷却装置。把散热片直接固定到与固定半导体开关组件的表面相对的每个受热板上也是可以的。在那种情况下散热片和受热板可以构成一个整体。
鉴于上面描述的结构，按照本发明可以依靠如下的作用来达到上述目的。
在本发明中，由于基本上使用了三电平逆变电路，因此有可能减少高次谐波。而且，由于使用了能在比GTO晶闸管更高的频率下使用的半导体开关器件，因此有可能通过提高开关频率来减小高次谐波和输出电流的脉动，由此进一步减小了电磁噪声。例如，如果把IGBT用作半导体高频开关器件，最理想的是在500至3KHz范围内选择开关效率。如果用双极晶体管，则开关频率可以是1KHz，或者更高。
构成三电平逆变器主电路的第一至第四半导体开关器件的损耗(热量值)的变化与相关的电气车辆的电动机工作模式(动力行进，滑行和制动)有关。已经发现，第一第四半导体开关器件的损耗在动力行进期间有一个峰值，而第二和第三半导体开关器的损耗在制动期间有一个峰值。因此，通过把第一和第二半导体开关组件组合或第三和第四半导体开关组件的组合，即把每个损耗峰值不同的组合固定在同一个受热板上，并把冷却器固定在受热板上，就有可能在时间上来均衡冷却器的热负荷。因此，可以减小冷却器的体积，由此使整个装置的体积减小。
此外，通过把箝位二极管与半导体开关组件固定在同一个受热板上，可以把产生热量的半导体器件及其冷却系统做得更紧凑，由此，使整个装置的体积减小。
构成半导体开关组件的半导体开关器件和自由转动(freewheeling)二极管通过一居间的绝缘构件而布置在基片上。由于有了绝缘构件，因此能保证组件内半导体开关器件等对地的绝缘性能。所以，能把与半导体开关组件相固定的受热板接地，不需要专门为受热板提供对地的绝缘，并把冷却器在热学上与其相连，所以能使冷却系统的结构简化，由此使整个装置的体积减小。
此外，由于受热板可以接地，因此，能把以水作制冷剂的结构简单的热管用作热量传递部件，以把各个受热板和冷却器在热学上彼此相连，由此保证必要的冷却性能，避免使用有害的物质flon。
另外，由于能把受热板接地，因此，能把逆变器部件直接固定到密封地容纳它们的罩壳上。因此，如果把受热板可卸地安装在构成在该罩壳外壁的开口上，则受热板暴露在罩壳外侧。结果，受热板外露的表面也有效地起到散热表面的作用，所以，与通常把受热板设置在罩壳内侧的结构相比可以抑制罩壳内温度的上升。而且，藉助于减小冷却器的散热能力而可以缩小体积。
图1示出了按照本发明的一个实施例的用于电气车辆的逆变器装置的主要部分的结构;
图2为图1实施例的沿箭头Ⅱ-Ⅱ方向的视图;
图3(A)是半导体开关组件和箝位二极管在受热板上布置在放大图;
图3(B)示出了半导体开关组件和箝位二极管之间的电气连接;
图4是按照本发明的一个实施例的表示半导体开关组件结构的部分剖开透视图;
图5示出了用于电气有轨机动车的逆变装置的动力系统的结构;
图6是示出了相应于按照本发明的三电平逆变器的一个相的主电路结构的电路图;
图7是相应于逆变器工作模式的半导体开关组件和箝位二极管损耗的曲线图;
图8是逆变器主电路的电解图，用以示出受热板布置的图样;以及图9示出了按照本发明的另一个实施例的冷却器。
现在将参照示于附图中的实施例来描述本发明。
参照图1至图7来描述按照本发明的逆变装置。图1示出了按照本发明的一个实施例的用于电气有轨机动车的逆变装置的主要部件的结构;图2是沿图1箭头Ⅱ-Ⅱ方向的视图;图3(A)是半导体开关组件和箝位二极管在受热板上布置的放大图;图3(B)示出了半导体开关组件和箝位二极管之间的电气连接;图4是按照该实施例的表示半导体开关组件的结构的部分剖开透视图;图5示出了按照本发明的用于电气有轨机动车的逆变装置的整个动力系统结构;图6示出了相应于逆变器一个相的逆变器主电路结构的电路图。
首先，参照图5和图6描述按照该实施例的逆变装置的总体结构和其内的逆变器主电路。
如图5所示，应用到该实施例的逆变装置的电气有轨机动车的驱动系统由四个感应电动机M1、M2、M3和M4组成，为它们设置了两个具有相同结构的逆变装置1A和1B，感应电动机M1和M2由逆变装置1A驱动，而感应电动机M3和M4由逆变装置1B驱动。逆变装置1A和1B中的每一个包括电源单元PU1至PU3，它们是通过按相划分的3相逆变器主电路来获得的。电源单元PU1至PU3中每个单元的一个直流输入端子通过断路器3、开路开关4A和4B和滤波电抗器5A和5B连接到导电弓架2，它的另一直流输入端子接地。
如图6所示，把所谓的三电平逆变器电路用作电源单元PU1至PU3中每个单元的主电路。图6示出了相应于逆变器一相的主电路，它具有一对直流输入端子P和N，其中输入端子P连接到与图3中导电弓架2相连的线上，输入端子N接地。与直流输入端子P和N相连接的是两个滤波电容器CF1和CF2的串联电路，其节点构成直流电源的中间点，并与中间点端子O相连。连接在一对直流输入端P和N之间的是四个半导体开关组件SM1至SM4的串联电路，它们由逆平行(anti-parallel)连接的IGBTQ1至Q4和自由转动二极管DF1至DF4构成。半导体开关组件SM1和SM2的节点和半导体开关组件SM3和SM4的节点分别通过箝位二极管DC1和DC2连接到中间点端子O上。半导体开关组件SM2和SM3的节点与交流输出端子M相连。
缓冲电路由缓冲电容器CS1和CS2、缓冲二极管DS1至DS4和缓冲电阻器RS1至RS3构成。缓冲电容器CS1和CS2中的每一个由以三角形连接的三个电容器C1至C3构成。由栅极驱动器CD放大的选通脉冲作用于半导体开关组件SM1至SM4的栅极。
在此，参照图1至图4来描述电源单元PM的结构。图1是电源单元的主要部分的示意性侧视图。图2是沿图1的箭头Ⅱ-Ⅱ方向的视图。图3(A)和图3(B)是图示在受热板上的半导体开关组件和箝位二极管的布置以及它们之间的电气连接的放大图。
如这些图中所示，半导体开关组件SM1至SM4中的每个组件由并排排列和关联连接的两上半导体开关器件构成。在正侧的半导体开关组件SM1和SM2垂直地排列在第一受热板31的表面上(如图中所示)并与其固定，在负侧的半导体开关组件SM3和SM4垂直地排列在第二受热板32的表面上(如图中所示)，并与其固定。此外，箝位二极管DC1和DC2分别固定到受热板31和32的表面上。箝位二极管DC1和D2的每一个也由并联的两个二极管组成。如图3(B)中所示，半导体开关组件SM1至SM4和箝位二极管DC1和DC2按照图6的电路结构由导体11至16连接。
半导体开关组件SM1至SM4属于同一种结构，每个组件具有一个如图4的部分剖开透视图所示的结构。如图中所示，每个半导体开关组件构成如下由氧化铝或类似物质制成的绝缘板22设置在由具有良好热传递特性的材料例如铜制成的基板21上。由例如铜板等导电材料制成的第一主电极23设置在绝缘板22上。由如钼等导电材料制成的多块热应力调节板24设置在主电极23上。在每个热应力调节板24上设置一个IGBT器件25。此外，由如铜板等导电材料制成的第二主电极26a通过居间的绝缘板26b设置在第一主电极23上。上述所有部件均由绝缘壳27覆盖。一对主电极端子28和栅极端子29暴露在绝缘壳27的外表面上。此外，与IGBT器件25以逆平行方式连接的自由转动二极管DF(未示出)设置在第一主电极23上。上面所述的半导体开关组件用在基板21上设置的螺栓孔30固定到第一或第二受热板31或32上。
用热量传递性能较优的材料如铝制成第一和第二受热板31和32。受热板31和32用螺栓34固定在做成长方形的电源单元支承框架33上。
凸缘35设置在电源单元支承框架33的边沿上。罩壳36(图1中仅示出了一部分)容纳逆变器部件。在罩壳36的侧向开口的边沿上做一框架状安装座37。通过居间的衬垫39把电源单元支承框架33和凸缘35固定到安装座37上，由此把电源单元支承框架33固定在罩壳36上。因此，受热板31和32和电源单元支承框架33构成了罩壳36的一个侧面的一部分，衬垫39确保必要的气密性。
部分安装部件40设置在相对于半导体开关组件SM1至SM4的受热板31和32的相对侧上。部分安装部件40通过臂41固定到电源单元支承部件33上。缓冲电容器CS1和CS2以及缓冲二极管DS1至DS4以与半导体开关器件SM1至SM4相向的方式安装在部分安装部件40上，由此以最短的接线长度实现缓冲电路。
由如环氧树脂等绝缘材料制成的端块42至45固定到部分安装部件40的另一侧。直流输入端子P和N、中间点端子O和交流输出端子M由端块42至45支承。此外，电流转换器CT和栅极驱动器GD(GD1和GD2)布置在端块42至45的边上并与部分安装部件40固定。滤波电容器CF1和CF2布置在电流转换器CT和栅极驱动器GD下面的空间内。栅极驱动器GD1和GD2分别对应于半导体开关组件的正侧和负侧。
冷却器53和54中的每一个由多根热管51和与热管51固定的散热片52组成，它们分别在热学上固定到受热板31和32上。热管51由热量传递特性较优的和易加工的材料如铜制成，用作起泡制冷剂的水引入其内。为有助于在低温下蒸发或者防止非冷凝气体在制冷剂内混合，热管被调节至负压。
在该实施例中，每根热管51被弯成L形，一直管段嵌入受热板31、32内，并与其在热学上连接以构成支撑在受热板上的热管的蒸发段51a。另一个直管段相对于水平面稍稍向上倾斜，并在其上固定有多个散热片52以形成冷凝段51b。
接着，把重点放在本发明的特征上，来描述用于电气有轨机动车的上述逆变装置的运行。
按照众所周知的三电平逆变器的基本工作原理(参见“一种新型的中间点箝位PWM逆变器”，IEEE工业应用汇刊，1981年9月/10月第1A-17卷第5号)在PWM控制器内产生用于驱动上述的本实施例的电气有轨机动车逆变装置的栅极脉冲。在三电平逆变器的基本运行中，按照下面三个导通模式有选择地把三电平电压加到交流输出端子M使半导体组件SM1至SM4导通和截止。在下表中，Ed表示总直流电压，并且在此假设中间点电压为零伏。
SM1SM2 SM3SM4输出电压第一导通模式 导通导通截止截止 Ed/2第二导通模式截止导通导通截止 O第三导通模式截止截止导通导通-ED/2对于三电平逆变器，与普通的二电平逆变器相比，输出电压脉冲的电压电平数增加，所以视在的开关频率提高，导致高次谐波减小。而且，鉴于把IGBT用作半导体开关器件，能使开关频率提高到500Hz至3KHz。这也有助于抑制高次谐波，由此降低电磁噪声。
PWM控制器按照上述三个导通模式和相关联的电气有轨机动车规定的目标速度和运行模式来产生栅极脉冲，通过栅极驱动器使半导体开关组件导通和截止，由此实现对逆变装置的输出电压和频率可变的控制，并按照电气有轨机动车的运行模式(动力行进、滑行和制动)来控制逆变装置。
由于在导通工作期间内存在损耗，半导体开关组件SM1至SM4产生热量。在该实施例中，热量被由受热板31和32以及冷却器53和54组成的冷却系统所消散。也就是，半导体开关组件SM1至SM4产生的热量首先通过基板21传递给受热板31和32，使这些板温度上升。然后，由于受热板31和32温度的上升，热管50的蒸发段51a内的水沸腾蒸发，产生的蒸发热量冷却了受热板31和32。热管51中蒸发的水被引导至冷凝段51b，并通过散热片与电气有轨机动车运行时产生的风(基本上垂直于附图平面)进行热交换，由此使已蒸发的水冷凝。被冷凝的水沿热管51内壁输送，并回馈至蒸发段51a以重复上述的冷却工作。
已经发现，半导体开关组件SM1至SM4的损耗(产生的热量)与相关联的电气有轨机动车的运行模式(动力行进，滑行及制动)有关，如图7(a)和(b)中所示的半导体器件热量产生周期所示。半导体开关组件SM1和SM4的损耗在动力行进期间有一峰值，而半导体开关组件SM2和SM3的损耗在制动期间有一峰值。
考虑到这一点，本实施例采用了如图1所示的布置方式，其中，由具有不同损耗峰值的半导体开关组件SM1和SM2组成的一对固定到同一受块热板31上，类似地，由半导体开关组件SM3和SM4组成的一对固定到同一块受热板32。鉴于这种布置方式，在动力行进期间传递给受热板的热量和在制动期间传递给受热板的热量相等，由此与相对半导体开关组件SM1至SM4分别设置冷却器的情况相比，在很大的程度上均衡了冷却器53和54的热负荷。因此对于该实施例，可能缩小冷却器的体积。
此外，在半导体组件M中，自由转动二极管DF与IGBT一样设置在同一块基板上，所以使产生热量的半导体器件和其冷却系统做得更紧凑，因此缩小了整个装置的体积。
类似地，由于箝位二极管DC1和DC2与半导体开关组件SM固定到同一块受热板31和32上，可以把产生热量的半导体器件和其冷却系统做更为紧凑，由此缩小整个装置的体积。而且，如图7(c)所示，箝位二极管DC1和DC2损耗随电气有轨机动车的运行模式而改变，所以与分别设置冷却器的情况相比，在一定程度上可以均衡冷却器的热负荷。
如图4所示，由于构成半导体开关组件SM的IGBT和自由转动二极管通过居间的绝缘板22设置在基板21上，保证了组件内对地的绝缘性能，可以把受热板31和32置为地电位。这就免除了受热板31和32以及冷却器53和54对地绝缘的需要，有助于简化冷却系统的结构，缩小整个装置的体积。此外，这种布置使得把采用如水等非绝缘制冷剂的热管作热量传递部件把受热板31和32和冷却器53和54在热学上连接起来成为可能。因此，可以实现不用有害的flon的冷却系统而不降低冷却性能。
此外，鉴于受热板可以被置成地电位的这种布置，把受热板31和32可卸地安装在置壳36垂直外壁的开口上，半导体开关组件SM位于内侧，这样每个受热板31和32都有一个表面暴露在罩壳36的外侧。结果，受热板外露的表面也起到散热表面的作用，所以可以抑制罩壳内温度的上升，同时可以降低冷却器的散热容量，从而缩小了它们的体积。
本发明不受上述实施例的限制。它可以进行如下面所述变化例如，半导体高频开关器件不限制于用IGBT。用其它的可以用比GTO更高的频率来驱动的半导体开关器件如双极晶体管或MOS栅极控制晶闸管也可以获得相同的效果。
尽管本发明已经描述了一个具有分别装备有冷却器53和54的单独的受热板31和32的例子，但把受热板31和32做成一块板也能获得相同的效果。然而考虑到把冷却器安装到受热板之后的总装工作，具有两块单独的板的结构更方便，这是由于在总装期间能更容易处置各部件。
还可以采用双层结构，在该结构中，把受热板31和32在半导体开关组件和冷却器侧分开。这更有助于装置的装配和总装。然而，由于两层受热板之间的热量传递的阻隔，这种结构有可能降低冷却效果。
关于受热板的划分，图8示出了几种可以应用的图形。图中示意性地示出了三相逆变器的主电路部分，用以表示划分成图形A至D的受热板。如图8所示，划分图形A对应于上述的实施例。在该图形中，对于三相U、V和W的各相均设置有具有半导体开关组件SM1和SM2的受热板和具有半导体开关组件SM3和SM4的受热板，具有半导体开关组件SM1和SM2的受热板布置在正侧臂上，而具有半导体开关组件SM3和SM4的受热板布置在负侧臂上。在图形B中，对于三相U、V和W的各相均设置有具有半导体开关组件SM1、SM2、SM3和SM4的受热板，受热板固定到为这些受热板共用的正侧臂和负侧臂上。在图形C中，受热板被分为正侧臂(SM1和SM2)上的受热板和负侧臂(SM3和SM4)上的受热板，这两条臂对于U、V和W是共用的。在图形D中，三相正侧(SM1和SM2)臂和负侧(SM3和SM4)臂共用受热板。在所有这些划分图形中，对于每一相的与工作模式有关的损耗峰值不同的两个半导体开关组件SM(SM1和SM2或SM3的组合，或者SM4和SM2或SM3的组合)至少被固定到一个共用的受热板上。
作为上述实施例的使用热管的冷却器的替换，如图9所示，也可以用与受热板31(或32)做成整体的或固定到受热板31(或32)上的散热片57。如果用铝制成受热板31，最理想的是用模压或冲压成形的方式把散热片57与受热板31整体形成。此外，尽管图中没有示出，还可以设置一个风扇在垂直于附图平面的方向产生空气流动，这可以提高冷却性能。
权利要求
1.一种用于电气车辆的逆变装置，其中构成逆变器的每一相的逆变主电路包含一对与直流电源相连的直流输入端子；一与所述直流电源的中间点相连的中间点端子；连接在所述直流输入端对之间的第一至第四半导体开关组件的串联电路；连接在所述第一和第二半导体开关组件节点和所述中间点端子之间以及在所述第三和第四半导体开关组件的节点和所述中间点端子之间的箱位二极管；以及连接到所述第二和第三半导体开关组件节点的交流输出端子，其特征在于，所述第一至第四半导体开关组件由半导体开关器件组成，每个半导体开关器件比起GTO晶闸管来可以用更高的频率驱动，并且通过一个居间的绝缘部件设置在热传导基板上，所述第一至第四半导体开关组件被分为两对，一对由所述第一和第四半导体开关组件之一和所述第二和第三半导体开关组件之一组成，而另一对由所述第一和第四半导体开关组件中剩下的一个和所述第二和第三半导体开关组件中剩下的一个组成，并且以每对半导体开关组件固定在单独的或共用的受热板上的方式固定到受热板上，并且所述半导体开关组件具有冷却装置，与所述受热板相连用于热量传递以冷却受热板。
2.按照权利要求1的用于电气车辆的逆变装置，其特征在于所述半导体开关器件由下列器件之一组成双极晶体管、绝缘栅极晶体管和MOS栅极控制晶闸管。
3.按照权利要求1的用于电气车辆的逆变装置，其特征在于，对于每一相的所述逆变器主电路把所述半导体开关组件分为由所述第一和第二半导体开关组件组成的一对和由所述第三和第四半导体开关组件组成的一对，并且对于每一相的所述逆变器主电路的每一对所述半导体开关组件单独地设置所述受热板。
4.按照权利要求1的用于电气车辆的逆变装置，其特征在于把所述受热板共同固定到所述两对半导体开关组件上，并单独地固定到每一相的所述逆变器主电路上。
5.按照权利要求1的用于电气车辆逆变装置，其特征在于，对于每一相的所述逆变器主电路，把所述半导体开关组件分为由所述第一和第二半导体开关组件组成的一对和由所述第三和第四半导体开关组件组成的一对，并且，所述所述受热板由所述半导体开关组件对所共用。
6.按照权利要求1的用于电气车辆的逆变装置，其特征在于，对于每一相的所述逆变器主电路把所述半导体开关组件分为由所述第一和第二半导体开关组件组成的一对和由所述第三和第四半导体开关组件组成的一对，并且，所述受热单独地固定到每一对所述半导体开关组件，同时，所述受热板为每一相的所述逆变器主电路所共用。
7.按照权利要求1的用于电气车辆的逆变装置，其特征在于，所述受热板为所述两对半导体开关组件所共用，也为每一相的所述逆变器主电路所共用。
8.按照权利要求1至7之任一项的用于电气车辆的逆变装置，其特征在于所述箱位二极管固定到所述受热板上。
9.按照权利要求1至8之任一项的用于电气车辆的逆变装置，其特征在于所述受热板可卸地安装在密封地容纳所述逆变器部件的罩壳的外壁内的开口上，使装有所述半导体开关组件的所述受热板的表面位于所述罩壳的内侧。
10.按照权利要求9的用于电气车辆的逆变装置，其特征在于固定到所述受热板上的所述第一至第四半导体组件以它们串联的顺序布置。
11.按照权利要求1至10之任一项用于电气车辆的逆变装置，其特征在于所述冷却装置由部分嵌入所述受热板内的热管和固定到所述热管外露部分的散热片组成。
12.按照权利要求1至10之任一项的用于电气车辆的逆变装置，其特征在于所述冷却装置由连接到与装有所述半导体开关组件的表面相向的所述受热板上的用以传递热量的散热片组成。
13.按照权利要求12的用于电气车辆的逆变装置，其特征在于所述散热片与所述受热板整体制成。
全文摘要
一种电气车辆用的逆变装置，使用了三电平逆变器。三电平逆变器包括串接到直流电源端子P和N上的四个半导体开关组件，把由第一和第二半导体开关组件组成的一对和由第三和第四半导体开关组件组成的一对分别固定到分别为各对共同的不同的受热板上，冷却器固定到受热板上，由此，均衡冷却器的热负荷，因而缩小了冷却器的体积。
文档编号H02M7/48GK1091869SQ93118280
公开日1994年9月7日 申请日期1993年10月4日 优先权日1992年10月2日
发明者齐藤秀治, 坪井孝, 堀江哲, 安藤武, 丰田瑛一, 松井孝行, 高久敏彦, 仲田清, 中村清 申请人:株式会社日立制作所