インバーター試作機

■インバーター試作機開発の背景

近年、脱炭素社会の実現に貢献するキーデバイスとして需要が急速に拡大しているインバーターシステムの主要部品であるパワー半導体モジュールは、ユーザー側で搭載した試作機を設計・製作し、実機での動作検証、品質試験などを経てインバーターシステムへの採用を判断されます。この一連の採用判断までに、放熱設計や電流バランス設計、異常時の保護設計、絶縁設計などの複雑な設計が必要で、インバーター試作機を設計・製作し、動作検証するまでに時間を要することが課題となっています。

当社は今回、太陽光発電システムなどの大容量インバーターシステムに採用されるパワー半導体モジュールの標準外形として普及している、100mm×140mmサイズの産業用LV100タイプIGBTモジュールを3並列に搭載した、当社設計のインバーター試作機に関するデータ提供を開始します。外形・部品レイアウトや電気配線などの設計情報や、大容量のインバーターシステム開発で技術課題となりやすいパワー半導体モジュール等の、熱、短絡保護、電流バランスなどの実機評価やCAE※4解析による検証データの提供を通じて、試作機の部品選定から設計・製作・検証までの業務負荷を軽減することで、インバーターシステムの開発期間の短縮に貢献します。

■インバーター試作機の構成部品リストと設計情報の提供で設計業務負荷を軽減

・外形サイズ 100mm×140mm の産業用 LV100 タイプ IGBT モジュールを 3 並列に搭載した当社設計のインバーター試作機の構成部品リストと、試作機の製作に関する部品のレイアウトや電気配線などの設計情報を提供し、お客様の部品選定や設計業務負荷を軽減。

・本モジュールは、太陽光発電システムの大容量インバーターシステムに採用されるパワー半導体モジュールの標準外形として普及しているため、今回提供する情報を活用することで、同一外形サイズの他用途インバーターシステムの設計にも貢献。

■インバーター試作機の検証データの提供で設計・製作・検証の業務負荷を軽減

・大容量のインバーターシステム開発で技術課題となりやすい、パワー半導体モジュール等の、熱、短絡保護、電流バランス、サージ電圧などの実機評価やCAE解析による検証データを提供することで、設計・製作・検証の業務負荷を軽減。

・当社が提供する検証データを参考情報として活用いただくことで、お客様の設計基準で製作する試作機の設計・製作の精度向上にも貢献。

■開発者の声

GXの実現にはパワーエレクトロニクス機器による電力変換効率を高めることはとても重要です。その中核を担うパワーデバイスの性能を最大限に発揮するための設計は高度な技術力が求められ、開発期間も長く必要となっています。

今回提案するインバータ試作機の提供に伴いノウハウの提供も行うため、開発期間の大幅な短縮と最大限の性能の発揮につなげていただき、お客様の経営課題の解決はもとより社会課題の解決に貢献できれば幸いです。

開発者である私は、大学および大学院にて電気工学を専攻し、博士を取得しました。その専門性をもって設計や解析を重ね、さらに放熱性まで検討に入れております。組立性など構造面で改善点も多々あるかと想像しますが、参考としてぜひご活用ください。