CN101728937B - 电力转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明的课题是提供包含外线连接用端子的安装位置的、各设备的安装位置的选择自由度高的电力转换装置。其解决手段是：在栅状盘本体的门以及与其对向的背面板上，分别设有用于吸入排出冷却风的通风口，且在所述盘本体内沿上下方向多段叠层插入配设多个单元壳体，将收纳在所述盘本体的、构成电力转换装置的设备按功能区分为多个组，将该各组设备按组收纳在所述单元壳体中，构成多个功能单元，在所述多个功能单元之中，具有需要冷却的设备的功能单元，在单元壳体前面设有冷却风扇，以便在单元壳体内从前面向背面通过冷却风，插入配设在所述栅状盘本体内的与所述通风口对向的位置，其他功能单元插入配设在任意位置。

Description

电力转换装置

技术领域

本发明涉及一种电力转换装置，将如不间断电源装置那样、由半导体元件构成的变换器(converter)及逆变器(inverter)那样的电力转换器，进行电源开关及保护的断路器，进行电路选择转换的接触器，滤波用电抗器等各种电气设备收纳在一个栅状(cubicle)盘本体内构成。

背景技术

图15表示不间断电源装置的一般电路构成。

在图15中，来自工频电源1的交流电力经断路器27，接触器211，滤波器215，输入电力转换器24，该电力转换器24由将交流电力变换为直流电力的变换器241以及将该直流电力变换为所希望的电压及频率的交流电力的逆变器242构成。在该电力转换器24得到的交流电力经滤波器216，接触器213，断路器28，输出变压器15，向负载2供电。下面，将从工频电源1经电力转换器24向负载2供给交流电力的电路称为线路1。

负载2是计算机那样的、极短时间停电也必须避免的负载场合，工频电源1因线路故障(例如接地事故)等停电时，蓄积在电池23的直流电力通过断路器210及接触器212向逆变器242供给，该逆变器将直流电力变换为交流电力，向负载供电，能不停电地向负载2供电。

但是，若例如电力转换器24之中逆变器242发生故障，则即使工频电源1和电池23没有问题，也不能向负载2供给交流电力。于是，设置由半导体交流开关251和接触器252的并联电路构成的交流开关电路25，所述半导体交流开关251是使得晶闸管反向并联构成，设置兼维修旁路电路的直接供电电路，该直接供电电路是从工频电源1通过仅仅必要场合设置的选择变压器14，所述交流开关电路25及断路器29，与输出变压器15连接。

该交流开关电路25常时处于断开状态(断路器29接通状态)，从电力转换器24向负载2供给交流电力(但是，电力转换器24的交流输出处于与工频电源1同步状态)，若电力转换器24发生故障，则立即断开该输出，同时，通过使得交流开关251接通，从工频电源1向负载2直接供给交流电力，能避免向负载2的供给停电。下面，将该直接供电电路称为线路2。

但是，若电力转换器24及交流开关251长时间故障，则向负载2的供电不得不停止，因此，上述设备需要定期检查，或更换零部件。但是，在线路1或线路2中某个运行状态下，向负载供电的导线部分施加有电压，因此，若在这种状态下实行交流开关251或电力转换器24的维修/检查作业，则伴随触电等危险。于是，将交流开关251及接触器252的并联电路与断路器29一起搭载在交流开关台25a单元化，在该交流开关台25a设有电源侧连接器16及负载侧连接器17，通过使得该交流开关台相对工频电源1和负载2之间的线路2插入卸脱自如，即使线路1处于供电中，也可以卸下交流开关台25a，使其脱离线路2，因此，可以安全地维修检查交流开关251。

选择变压器14仅仅在必要场合使用。即，工频电源1是电力转换器24的电源，同时成为直接供电/维修电路的电源场合，该选择变压器14可以省略。构成上述那样的不间断电源电路的设备一般如专利文献1所示，收纳在一个栅状盘本体内，构成如图10～图14所示那样的电力转换装置盘。

图10～图12表示盘外观，其中，图10是正面图，图11是侧面图，图12是平面图。在上述图中，符号30表示栅状的盘本体，31a及31b表示可开闭地设在前面开口的由两扇构成的前门(前盖)。在前门31a及31b的下方，设有格栅状开口的通风口32a，32b，外部空气作为冷却空气从此处被吸入盘内。在盘的顶板上设有用金属丝网堵住的排气口33。

构成图15所示的不间断电源装置的虚线框A内的电力转换部以及直接供电电路部组装在该盘中。图13是图10的IV-IV线的侧面截面图，图14是图11的V-V线的正面截面图。盘内设备的安装构成表示在上述图中。

由图13及图14可知，在盘本体30内的下部，用隔壁34分区，在其内部设有间隔室34a，收纳图15的虚线框B内的变压器14，15，以及没有图示的向外部负载供电的导线等。在构成间隔室34a的隔壁34局部设有开口(没有图示)，使得间隔室34a和盘内连通，以便能使空气流通，该开口用网眼较细的金属丝网等堵塞，以便不使人的手或设备的安装螺钉等零件从此处进入，不使人的手或异物与间隔室内的导线等带电部分接触。在间隔室34a周围空处，设置用于控制电路开关的断路器27及接触器211等。在间隔室34a的上部前面的隔壁34，通过可装卸的连接器16，17，安装将交流开关电路25及断路器29组装为一体的单元化的交流开关台25a。

在盘本体30的上部，设置将电力转换器24的变换器241、逆变器242组装为一体构成的电力转换部单元24a，在后部残留冷却空气的排气通道36。在电力转换部单元24a的面对排气通道36的后面，设有风道35，围住冷却片24b，对冷却空气进行导向，所述冷却片24b结合在安装构成电力转换器的半导体元件的冷却基板上。

在间隔室34a和电力转换部单元24a之间，面对风道35及排气通道36，分别设置冷却风扇37及38。冷却风扇37将空气从间隔室34a吸入，送向风道35，冷却电力转换器24。冷却风扇38将空气从间隔室34a吸入，送向排气通道36，主要冷却变压器14，15。

冷却片24b冷却电力转换器24，包围该冷却片24b的风道35的垂直的前壁35a从中间朝着下端侧倾斜，以便扩大通风通道截面积。由此，风道35的下端的冷却空气入口开口35b扩展到局部复盖变压器用冷却风扇37的上部的位置。

通过这样构成，从外部不能接触用于从通过电力转换器24的线路1或通过交流开关电路25的线路2向负载2供电的变压器14，15，以及收纳在由隔壁34分隔的间隔室34a中的没有图示的导线等，因此，即使直接供电中，通过断开图15的电力转换部的断路器27，28，也能安全地进行电力转换器24的维修检查。

又，若使得冷却风扇37，38运转，则如图13箭头所示，从盘本体30的前门32a，32b的通风口将外部空气吸入盘内，从间隔室34a通过冷却风扇37，38，作为冷却空气送向用于冷却电力转换器24的风道35及排气通道36，从盘的顶板的排气口33排气，冷却盘内的各种设备，间隔室34a内的变压器及盘上部的电力转换器24。此时，风道的前壁35a倾斜，风道下端的冷却空气入口开口扩大，因此，在风道35内，不仅从电力转换器用冷却风扇37，而且从变压器用冷却风扇38送入冷却空气一部分，因此，向风道35内送入的冷却空气量增大。因此，电力转换器24的冷却效果得到提高，能抑制电力转换器24的温度上升，能增大其输出容量，同时能提高过负载容量。

使得从风道35的前壁的中间往下部分倾斜，风道35的上部的通风通道截面积变狭，因此，在该通风通道截面积变狭部分，冷却空气流速加快，由此，能提高电力转换器24的冷却效果，因此，能良好地进行电力转换器24的冷却。

[专利文献1]日本特开2006-087269号公报

这种以往的电力转换装置为了极力减小包含排气空间的盘的设置空间，在盘本体的正面侧设有用于冷却内部的电力转换器的冷却风的吸气口，并且，在盘本体的顶侧设有排气口。因此，在盘内需要使得冷却风沿上下方向流通的空间，构成设备的安装位置受到制约，存在安装位置自由度受限制问题。又，在以往的电力转换装置中，设在顶板的冷却风的排气口不能简单地变更，因此，在上部实行与外部连接场合，产生仅仅为了配线，必须在盘上部设置用于配置外部连接端子的其他盘的问题。

又，以往的电力转换装置在壳体背面侧进行单元之间的接线作业，或者将各单元拉出到壳体前面，在前面侧进行，在单元之间接线作业效率化方面存在问题。

再有，在壳体背面侧存在许多配线，配线量增大，还存在收纳壳体内的单元的空间小的问题。

又，在如以往装置那样构成不间断电源装置的单元中，例如抑制交流电流的高频成份的电抗器与其他单元连接的配线数多，因此，通过单元侧冷却风扇在单元内流动的冷却风泄漏到单元外部，不能完全避免。因此，存在如电抗器那样与其他单元连接的配线数多的单元不能得到充分的冷却效果的问题。

发明内容

本发明就是为解决上述以往技术所存在的问题而提出来的，其目的在于，提供能提高包含外线连接用端子的安装位置的、各构成设备的安装位置的选择自由度的电力转换装置。

又，本发明的另一个目的在于，提供能实现收纳在壳体内的单元之间电气连接作业效率化、同时能充分确保壳体内收纳单元空间的电力转换装置。

又，本发明的又一个目的在于，提供能充分提高冷却风扇的单元内的冷却效果、同时能提高冷却风扇耐久性、紧凑的电力转换装置。

为了解决上述课题，第一发明系一种电力转换装置，前盖可开闭前面开口部，将进行电力转换的多个单元收纳在由所述前盖关闭的栅状盘本体内；在所述前盖以及与其对向的背盖上，分别设有用于吸入排出冷却风的通风口，且在所述盘本体内沿上下方向多段收纳所述多个单元；所述多个单元之中，具有需要冷却的设备的单元，在前面设有冷却风扇，以便从前面向背面通过冷却风，同时，配设在所述盘本体内的与所述通风口大致对向的位置。

又，第二发明系所述多个单元之中，上下邻接配置的第一单元及第二单元，从第一单元下部朝着下方，第一连接端子突出，第二单元相对所述第一单元与下部邻接收纳，从第二单元上部朝着上方，第二连接端子突出，所述第一连接端子及第二连接端子直接电气连接，同时，所述第一连接端子及第二连接端子的连接位置在所述前面开口部附近。

又，第三发明系在所述多个单元之中，上下邻接配置的第一单元及第二单元，设有冷却风泄漏防止部，防止所述冷却风扇产生的冷却风向所述第一单元及第二单元的外部流出。

下面说明本发明效果。

按照第一发明，在用于收纳进行电力转换的多个单元的栅状前盖以及与其对向的背盖上，局部设有用于冷却风通风的通风口，且在所述盘本体内沿上下方向多段收纳所述多个单元，所述多个单元之中，具有需要冷却的设备的单元，在前面设有冷却风扇，以便从前面向背面通过冷却风，同时，配设在所述盘本体内的与所述通风口大致对向的位置，因此，增大能自由选择多个构成设备的安装位置的自由度。

又，按照第二发明，在多个单元之中，上下邻接收纳的第一单元及第二单元，通过第一连接端子及第二连接端子直接电气连接，因此，减少壳体内的配线量，壳体内成为宽大空间。因此，能将壳体内确保的空间有效地用于收纳单元。

再有，第一连接端子及第二连接端子的连接位置在前面开口部附近，因此，仅仅卸下前盖，能很容易地进行第一连接端子及第二连接端子的电气连接作业。

又，按照第三发明，设有冷却风泄漏防止部，防止在冷却风扇产生的冷却风从第一单元及第二单元向外部泄漏，因此，能充分提高第一单元内部及第二单元内部的冷却效果。

再有，本发明的冷却风扇使得从前面侧通气口吸入的冷却风流向背面侧，从背面侧通气口排出，因此，不设置如以往装置那样在壳体的内面侧、沿上下方向延伸的通风通道，减小壳体形状，能成为紧凑的电力转换装置。

附图说明

图1表示本发明第一实施形态的构成，其中，(a)是正面图，(b)是背面图，(c)是平面图，(d)是侧面图。

图2是表示本发明第一实施形态的打开前门状态构成的正面图。

图3是表示本发明第一实施形态的盘本体构成的立体图。

图4是局部放大表示本发明的成为盘本体构架的垂直支柱的立体图。

图5表示本发明第一实施形态的一个功能单元的例子，其中，(a)是平面图，(b)是右侧面图，(c)是正面图。

图6是表示本发明使用的带有冷却风扇的单元壳体构成的立体图。

图7是表示本发明使用的无冷却风扇的单元壳体构成的立体图。

图8是组装在本发明第一实施形态的电力转换装置盘的电力转换装置的电路构成图。

图9是组装在本发明实施例的电力转换装置盘的电力转换装置的电路构成图。

图10是表示以往的电力转换装置盘的构成的正面图。

图11是表示以往的电力转换装置盘的构成的侧面图。

图12是表示以往的电力转换装置盘的构成的平面图。

图13是表示以往的电力转换装置盘的构成的图10的IV-IV线的侧面截面图。

图14是表示以往的电力转换装置盘的构成的图11的V-V线的正面截面图。

图15是组装在以往的电力转换装置盘的电力转换装置的电路构成图。

图16是从前面侧及背面侧表示本发明涉及的第二实施形态的不间断电源装置的立体图。

图17是卸下第二实施形态的不间断电源装置的前盖、打开前门表示壳体内部的图。

图18是第二实施形态的不间断电源装置内的接线图。

图19表示在第二实施形态的壳体多段配置多个单元的状态。

图20是表示第二实施形态的第一电抗器单元的立体图。

图21是从正面表示第二实施形态的第一电抗器单元的图。

图22是图21的沿A-A线箭头向视图。

图23是表示第一电力转换单元的立体图。

图24是从正面表示第一电力转换单元的图。

图25表示第一电抗器单元及第一电力转换单元的电气连接结构。

图26详细表示第一电抗器单元及第一电力转换单元的电气连接结构。

图27是表示本发明涉及的第三实施形态的第一电抗器单元的立体图。

图28是表示第三实施形态的第一电抗器单元的平面图。

图29表示第三实施形态的第一电抗器单元及第一电力转换单元的电气连接结构。

图30详细表示第三实施形态的第一电抗器单元及第一电力转换单元的电气连接结构。

图31是卸下第四实施形态的不间断电源装置的前盖、打开前门表示壳体内部的图。

图32表示在第四实施形态的壳体多段配置多个单元的状态。

图33表示第四实施形态的第一电抗器单元及第一电力转换单元的连接状态。

图34是表示第四实施形态的第一电力转换单元的立体图。

图35是从正面表示第四实施形态的第一电力转换单元的图。

图36表示第四实施形态的遮风板的结构。

符号说明如下。

50-盘本体，50A-带有冷却风扇的单元壳体，50B-无冷却风扇的单元壳体，51-前门，52-通气口，53-背盖，54-通气口，58-支柱，59-辅助支柱，58a，59a-配线空间，511～516-功能组，511U～516U-功能单元。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明第一实施形态。

图1～图3表示本发明的电力转换装置盘的实施例的构成。

图1表示盘的外观，其中，(a)是正面图，(b)是背面图，(c)是平面图，(d)是侧面图。图2是表示打开盘的门状态的正面图。图3是表示盘本体构成的立体图。

在上述图中，符号50表示栅状盘本体，符号51表示设在正面开口的能开闭的前门。在前门51的大致下半部，设有栅状开口的通风口52，外部气体作为冷却空气从此处吸入盘内(参照图1(a))。在盘的背盖53，在与门51的通风口52对向的位置，设有栅状开口的排气用通风口54。

盘本体50由配置在四角的垂直支柱58等形成构架，在该构架除前面的外周安装钢板构成。支柱58如图4放大其局部所示，用水平截面大致呈C字形的槽钢形成，在其内侧配设同样用C字形截面的槽钢形成的辅助支柱59，在支柱58内部形成上下延伸的多个槽状空处58a，59a。在所述空处之中，截面积大的空处58a作为用于配线盘内电力线的电力线配线空间，截面积小的空处59a作为用于配线由细电线构成的控制线的控制线配线空间。

在盘本体50内，如图3所示，朝里侧方向延伸的多对支承导轨57，通过焊接或用固定螺钉等合适的固定手段，以所希望的间隔多段安装在各支柱内侧。将构成电力转换装置的设备按功能区分为多个组，各组收纳在如图6及图7所示那样的单元壳体50A或50B中，构成功能单元511U～516U(参照图2)，将所述功能单元511U～516U插入配设在盘本体50内时，所述支承导轨57支承所述功能单元511U～516U，并对其导向。又，在盘本体50的顶板55形成用于引出向外部的连接线(电力线，控制线)的电力线引出口55a以及控制线引出口55b。如图1(c)所示，由闭塞板56a，56b闭塞所述引出口。

图6所示的单元壳体50A是收纳需要冷却的构成设备的壳体，在其前面设有冷却风扇F，从壳体前面朝着后面的通气孔H送入冷却风，使得内部的构成设备冷却。图7所示的单元壳体50B是收纳具有自然散热功能、不需要强制冷却的如开关那样的构成设备的壳体。

图8表示收纳在本发明的电力转换装置盘的电力转换装置的电路构成图。

在图8中，CON是将交流电力变换为直流电力的变换器，INV是将直流电力变换为交流电力的逆变器。变换器CON的交流输入是通过开关S1，滤波用电抗器(reactor)L1，L2与交流输入端子U，V，W连接，该交流输入端子U，V，W与外部的交流电源连接，直流输出与逆变器INV的直流输入连接。逆变器INV的交流输出通过滤波用电抗器L3，L4以及开关S2，与负载连接端子u，v，w连接，同时通过滤波用电抗器L6与中性负载连接端子n连接。

又，与没有图示的蓄电池电源连接的直流输入端子P，N，通过开关S3，滤波用电抗器L5与变换器CON的直流输出连接。非常用交流输入端子Uc，Vc，Wc与外部的工频交流电源连接，使得所述交流输入端子Uc，Vc，Wc通过滤波用电抗器L7以及开关S4与负载连接端子u，v，w连接的电路，当变换器CON及逆变器INV故障时，构成旁路电路，从外部工频用交流电源向负载供给电力。

在这样构成的电力转换装置中，构成的设备按功能区分为多个组。图8中表示用点划线区分的组511～516。在组511中集合实行与外部连接的连接端子类(U，V，W，Uc，Vc，Wc，P，N，u，v，w，n)。在组512中集合开关类(S1～S4)。在组513及515中分别集合滤波用电抗器类(L2，L4，L5)以及(L3，L6，L7)。在组514及516中分别集合变换器CON以及逆变器INV的构成设备。

这样区分为组511～516的电力转换装置的构成设备分别收纳在图6及图7所示的单元壳体50A或50B的某个中，形成功能单元511U～516U，如图所示，多段叠合插入配置在盘本体50内。

这种场合，集合外部连接端子类的组511以及集合开关类的组512不需要强制冷却，因此，收纳在如图7所示的没有设置冷却风扇的单元壳体50B中，形成功能单元511U及512U。其他组513～516因设有需要强制冷却的半导体元件等的发热构成设备，因此，收纳在如图6所示的设置冷却风扇的单元壳体50A中，形成功能单元513U～516U。

这样构成的功能单元513U～516U如图2所示，多段叠层，插入配设在盘本体50内。插入盘本体50内的各单元的单元壳体由图3及图4所示支承导轨57支承并导向，各单元壳体的前板通过固定螺钉固定在盘本体的前面侧的构架支柱58等上。

图5表示插入配置在盘本体50的最上段、集合外部连接端子的功能单元511U的构成例，其中，(a)是平面图，(b)是右侧面图，(c)是正面图。

在该功能单元511U中收纳用于与外部连接的电力线用的连接端子U，V，W，Uc，Vc，Wc，P，N，u，v，w，n，以及控制线用的连接器C～电流检测用的变流器CT等。

这样插入配设在盘本体50的各功能单元间的电力线的配线如图9所示配线连接图实行。

图9所示的58a是电力线配线空间，示意地表示如图3及图4所示、形成在构成盘本体50的构架的支柱58内形成的电力线配线空间58a。在该电力线配线空间58a内，通过各功能单元之间的电力线的配线，进行单元相互之间的连接。在此，没有图示，连接各功能单元间的控制线也与电力线相同，使得控制线通过设在盘本体的构架用的支柱58的控制线配线空间59a实行。

这样，连接插入配置在盘本体50内的各功能单元间的电力线及控制线的配线，通过能形成在盘本体50的侧面板和各功能单元的侧面之间的、设在构成盘本体构架的支柱58内的电力线配线空间58a及控制线配线空间59a(参照图3及图4)实行。

电力转换装置盘如图2所示，在盘本体50内插入将电力转换装置的构成设备分为多个组构成的功能单元511U～516U，配设构成，关闭盘的正面门51运转。收纳需要冷却的构成设备的功能单元513U～516U大致位于设置前门51的通气口52及背盖53的通气口54的位置，因此，即使门51关闭，也能通过使得冷却风扇F3～F6运转，从门51的通风口52吸入外部空气，在该状态下水平贯穿流过各功能单元内，从背盖53的通气口54排气，能良好地强制冷却单元壳体内的构成设备。

如上所述，连接盘本体50内的各功能单元间的配线，不管是电力线还是控制线，都通过形成在构成盘本体的构架的垂直支柱58内的配线空间58a及59a配线，因此，不会因所述配线阻害各功能单元的冷却风的流通。因此，按照本发明，按照功能单元化的功能单元若考虑盘正面及背面的通气口，则几乎能自由地配置在盘本体内，能增加盘设计的自由度，很容易设计、制作。

在图示第一实施形态中，为了在盘的顶侧进行配线，将收纳用于实行与外部连接的连接端子类的功能单元511U插入配设在盘本体50的最上段，但当要求在底板侧进行配线场合，可以将该功能单元511U插入配设在盘本体50的最下段对应。

下面，参照附图详细说明用于实施本发明的最佳形态(以下称为第二实施形态)。

图16是从前面侧及背面侧表示本发明涉及的不间断电源装置的立体图，图17是卸下不间断电源装置的前盖、打开前门表示壳体内部的图，图18是不间断电源装置内的接线图，图19表示在壳体多段配置多个单元的状态，图20是表示第二实施形态的第一电抗器单元的立体图，图21是从正面表示第二实施形态的第一电抗器单元的图，图22是图21的沿A-A线箭头向视图，图23是表示第一电力转换单元的立体图，图24是从正面表示第一电力转换单元的图，图25表示第一电抗器单元及第一电力转换单元的电气连接结构，图26详细表示第一电抗器单元及第一电力转换单元的电气连接结构。

(不间断电源装置的构成)

如图16(a)，(b)所示，本发明涉及的不间断电源装置的前盖321及开闭门322复盖壳体320的前面开口部，侧盖323复盖壳体320的侧面开口部，背盖324复盖壳体320的背面开口部，顶盖325复盖壳体320的上部开口部。

从前盖321及开闭门322的最下部到上部侧的区域，形成将空气吸入壳体320内部的吸气缝隙326。背盖324也形成将壳体320内部的空气排出到外部的排气缝隙327。又，顶盖325也形成将壳体320内部的空气排出到外部的排气缝隙328，同时，形成主电路线及信号线等的外线引入空间。

如图17所示，在壳体320配置将内部分隔成左右空间的隔壁329，在左右空间收纳两组不间断电源部UPS1，UPS2。两组不间断电源部UPS1，UPS2以相同结构单元收纳在壳体320内，因此，仅仅说明一方的不间断电源部UPS1。又，在本实施形态中，作为一例表示并联连接两组不间断电源部UPS1，UPS2场合，但是，也可以N组并联连接两组以上的不间断电源部。

在不间断电源部UPS1中，由接线单元330，MC(电磁接触器)单元331，第一电抗器单元332，第一电力转换单元333，第二电抗器单元334以及第二电力转换单元335构成的多个单元沿着壳体320内的上下方向多段配置。

第一电抗器单元332如图18所示，系设有三相交流电抗器332a以及直流电抗器332b，332c的装置，是抑制从工频电源输入的交流电流的高频成份的装置。

第一电力转换单元333是设有IGBT(绝缘栅极型场效应晶体管)等的功率半导体元件，功率半导体元件冷却体，电解电容器等的装置，是将从工频电源通过第一电抗器单元332输入的工频电力从交流变换成直流的变频装置。

第二电力转换单元335也是设有IGBT(绝缘栅极型场效应晶体管)等的功率半导体元件，功率半导体元件冷却体，电解电容器等的装置，是将从第一电力转换单元333输入的直流电力，或从并设在本装置的蓄电池336(参照图18)输入的直流电力变换成交流的反相装置。

第二电抗器单元334如图18所示，系设有三相交流电抗器334a，N相交流电抗器334b，334c的装置，是抑制从第二电力转换单元335输出的交流电流的高频成份的装置。

MC单元331如图18所示，系设有多个电磁接触器338a～338d，多个电抗器341a～341c，主控制部，保护用熔断器，控制信号用接口电路等的装置，是通过控制电磁接触器338a～338d的接通/断开，向负载供给稳定的交流电力的装置。

接线单元330设有交流电力A相、B相、C相、直接输入Ac相、Bc相、Cc相、中性相N的工频电源侧端子，蓄电池336连接用的+相端子以及-相端子，交流输出a相端子，b相端子，c相端子，中性相N端子。

如图19所示，在壳体320的侧盖323及隔壁329，设有朝前盖321侧(或开闭门322侧)及背盖324侧延伸的支承导向导轨337a～337f。配置在上部的支承导向导轨337a，337b从下侧支承接线单元330及MC单元331。又，配置在上下方向中央部及下部的支承导向导轨337c～337f从下侧支承第一电抗器单元332，第一电力转换单元333，第二电抗器单元334以及第二电力转换单元335。并且，通过卸下固定各单元及壳体320的框体(没有图示)的螺钉等固定手段(没有图示)，接线单元330，MC单元331，第一电抗器单元332，第一电力转换单元333，第二电抗器单元334以及第二电力转换单元335能在支承导向导轨337a～337f上滑动，从前面侧拉出。

又，如图19所示，在第一电抗器单元332，第一电力转换单元333，第二电抗器单元334以及第二电力转换单元335的前面侧，内藏冷却风扇单元343～346。所述冷却风扇单元343～346从前盖321、开闭门322的吸气缝隙326吸入外部气体，冷却各单元内。并且，通过各单元内的空气从背盖324的排气缝隙327排出到外部。

(第二实施形态的第一电抗器单元的结构)

如图20所示，第二实施形态的第一电抗器单元332在上部开口的箱状壳体332d的前面侧，安装冷却风扇单元343，在壳体332的底面，设置交流电抗器332a1，332a2，332a3，以及直流电抗器332b，332c。在此，交流电抗器332a1，332a2，332a3在图18中具体用交流电抗器332a表示，分别与三相四线式工频电源的三相(A，B，C)的输入端子连接。

在此，如图21及图22所示，在壳体332d的底板332d1的与冷却风扇单元343接近的位置，多个电抗器侧铜条347～350朝外部突出设置，电气连接交流电抗器332a1，332a2，332a3，以及直流电抗器332b的输出侧配线与第一电力转换单元333的端子。

电抗器侧铜条347～350如图22所示，由固定部352，电抗器侧端子353，及输出端子354构成。所述固定部352通过绝缘板351固定在壳体332d的底板332d1的外面，所述电抗器侧端子353从该固定部352的一端折曲，贯通底板332d1，突出到壳体332d内，所述输出端子354从固定部352的另一端折曲，朝着离开底板332d1的方向突出。

在各电抗器侧铜条347～350的电抗器侧端子353及输出端子354，形成用于插入通过端子固定用螺钉355的螺孔353a，354a。又，在朝着输出端子354的背面的面上，通过压入等固定与端子固定用螺钉355拧合的螺母354b。

并且，在电抗器侧铜条347～349的各电抗器侧端子353，通过端子固定用螺钉355固定交流电抗器332a1，332a2，332a3的输出端子，在另一电抗器侧铜条350的电抗器侧端子353，通过端子固定用螺钉355固定直流电抗器332b的输出端子。

(第一电力转换单元的结构)

如图23所示，第一电力转换单元333在上部开口的箱状壳体333d的前面侧安装冷却风扇单元344，在壳体333d内，配置IGBT(绝缘栅极型场效应晶体管)等的功率半导体元件部333a，控制功率半导体元件部333a的栅极驱动单元333b，同时还设有冷却功率半导体元件部333a的冷却体(没有图示)，电解电容器(没有图示)等。

在此，如图23及图24所示，在第一电力转换单元333上部接近冷却风扇单元344的位置，与第一电抗器单元332的电抗器侧铜条347～350电气连接的电力转换侧铜条356～359朝上方突出设置。

电力转换侧铜条356～359如图26所示，设有与功率半导体元件部333a电气连接、配置在绝缘子360上的固定部361，以及相对该固定部361折曲成直角的输入端子362，在输入端子362上形成用于插入通过端子固定用螺钉355的螺孔362a。

并且，当将第一电力转换单元333收纳到壳体320内时，从该第一电力转换单元333的上部突出的电力转换侧铜条356～359的输入端子362，相对先收纳在壳体320内的从第一电抗器单元332的下面突出的电抗器侧铜条347～350的输出端子354，从壳体320的前面侧分别对向。

(第一电抗器单元及第一电力转换单元的电气连接结构)

下面，参照图25及图26，说明电气连接收纳在壳体320内的第一电抗器单元332及第一电力转换单元333的步骤。

首先，从卸下前盖321(或打开所述开闭门322)的壳体320的前面侧，将第一电抗器单元332以支承在所述支承导向导轨337c的状态收纳在壳体320内。接着，如图25所示，从壳体320的前面侧，将第一电力转换单元333以支承在所述支承导向导轨337d的状态收纳在壳体320内。

这时，如图16所示，第一电力转换单元333的电力转换侧铜条356～359的输入端子362，与已经收纳的第一电抗器单元332的电抗器侧铜条347～350的输出端子354，从前面侧相接。并且，将端子固定用螺钉355插入互相对应的电力转换侧铜条356～359的输入端子362及电抗器侧铜条347～350的输出端子354的螺孔362a，354a，与固定在输出端子354的螺母354b拧合。由此，电力转换侧铜条356～359的输入端子362及电抗器侧铜条347～350的输出端子354电气连接。

(第二实施形态的作用效果)

下面，说明本实施形态的作用效果。

本实施形态的第一电抗器单元332的多个电抗器侧铜条347～350的输出端子354突出到单元下方，收纳在该第一电抗器单元332的下段的第一电力转换单元333的多个电力转换侧铜条356～359的输入端子362突出到单元上部，输出端子354及输入端子362通过端子固定用螺钉355直接电气连接，因此，壳体320内的配线量减少，壳体320内成为宽大空间，因此，能有效利用于收纳各单元。

又，电抗器侧铜条347～350的输出端子354及电力转换侧铜条356～359的输入端子362位于壳体320的前面侧，因此，卸下前盖321，打开所述开闭门322，在壳体320的前面侧，很容易进行第一电抗器单元332及第一电力转换单元333之间的接线作业。

又，相对先收纳在壳体320内的第一电抗器单元332，仅仅将支承在所述支承导向导轨337d的第一电力转换单元333朝着壳体320的背面侧收纳，电抗器侧铜条347～350的输出端子354相对多个电力转换侧铜条356～359的输入端子362可连接地对应，因此，能进一步使得接线作业简单化。

第二电抗器单元334也与第一电抗器单元332具有相同结构，设有从单元下部朝下方突出的多个电抗器侧铜条，第二电力转换单元335也与第一电力转换单元333具有相同结构，设有从单元上部朝上方突出的多个电力转换侧铜条。因此，第二电抗器单元334及第二电力转换单元335也可以实行与第一电抗器单元332及第一电力转换单元333的电气连接相同的步骤，实现上述作用效果。

(第三实施形态的第一电抗器单元的结构)

图27及图28所示表示本发明涉及的第三实施形态的第一电抗器单元365，图29及图30表示第三实施形态的第一电抗器单元和第一电力转换单元333的电气连接结构。与图20-图22所示第二实施形态的第一电抗器单元332相同构成部分，标以相同符号，省略说明。

如图27所示，本实施形态的第一电抗器单元365在盘形状的壳体365d的前面侧，安装冷却风扇单元343，在壳体365d上，设置交流电抗器332a1，332a2，332a3，以及直流电抗器332b，332c。

如图28所示，在壳体365d的与冷却风扇单元343接近的位置，形成上下方向贯通的多个配线通过孔366～369。在所述配线通过孔366～369，使得交流电抗器332a1，332a2，332a3，以及直流电抗器332b的电抗器配线370～373从上部通过，各电抗器配线370～373的输出端子354朝壳体365d的下方突出。

为了使得本实施形态的第一电抗器单元365以及第一电力转换单元333电气连接，首先，收纳第一电力转换单元333后，收纳第一电抗器单元365。并且，如图28所示，使得从第一电抗器单元365的壳体365d朝下方突出的电抗器配线370～373的输出端子374与第一电力转换单元333的电力转换侧铜条356～359的输入端子362对应。

并且，如图30所示，使得电抗器配线372的输出端子374的螺孔与电力转换侧铜条358的输入端子362的螺孔362a对应，也使得没有图示的其他电抗器配线370，371，373的输出端子374的螺孔与电力转换侧铜条356，357，359的输入端子362的螺孔362a分别对应。并且，通过使得插入所述螺孔的端子固定用螺钉355与螺母375拧合，交流输入用电抗器332a1，332a2，332a3，以及直流输入用电抗器332b的电抗器配线370～373和电力转换侧铜条356～359的输入端子362电气连接。

(第三实施形态的作用效果)

下面，说明本实施形态的作用效果。

本实施形态的第一电抗器单元365的多个电抗器配线370～373的输出端子374突出到单元下方，收纳在该第一电抗器单元365的下段的第一电力转换单元333的多个电力转换侧铜条356～359的输入端子362突出到单元上部，输出端子374及输入端子362通过端子固定用螺钉355直接电气连接，因此，壳体320内的配线量减少，壳体320内成为宽大空间，因此，能有效利用于收纳各单元。

又，第一电抗器单元365的多个电抗器配线370～373的输出端子374及电力转换侧铜条356～359的输入端子362位于壳体320的前面侧，因此，卸下前盖321，打开所述开闭门322，能在壳体320的前面侧，很容易进行接线作业。

若第二电抗器单元334也与本实施形态的第一电抗器单元365具有相同结构，则能具有与所述第一电抗器单元365及第一电力转换单元333的电气连接结构相同的效果。

下面，参照附图详细说明用于实施本发明的最佳形态(以下称为第四实施形态)。

图31是卸下不间断电源装置的前盖、打开前门表示壳体内部的图，图32表示在壳体多段配置多个单元的状态，是从侧面看该状态的示意图，图33表示在第一电抗器单元及第一电力转换单元之间的前面侧配置遮风板的状态。图34是表示第四实施形态的第一电力转换单元的立体图，图35是从正面表示第一电力转换单元的图，图36表示遮风板的具体结构。

(不间断电源装置的构成)

与图16～图19所示不间断电源装置相同构成部分，标以相同符号，省略说明，第四实施形态涉及的不间断电源装置如图31及图32所示，在设有后述的遮风板380这一点上与第二实施形态不同。

(第一电抗器单元的结构)

如图27所示，第一电抗器单元332在箱状壳体365d的前面侧，安装风扇单元343，在壳体365d上，设置交流电抗器332a1，332a2，332a3，以及直流电抗器332b，332c。在此，交流电抗器332a1，332a2，332a3在图18中具体用交流输入用电抗器332a表示，分别与三相四线式工频电源的三相(A，B，C)的输入端子连接。符号343a表示的部件是第一电抗器单元332的前面面板。

如图28所示，在壳体365d的与风扇单元343接近的位置，形成上下方向贯通的多个配线通过孔366～369。在所述配线通过孔366～369，使得交流电抗器332a1，332a2，332a3，以及直流电抗器332b的输出侧的电抗器配线370～373从上部通过，各电抗器配线370～373的输出端子374朝壳体365d的下方突出。

(第一电力转换单元的结构)

如图34所示，第一电力转换单元333在上部开口的箱状壳体333d的前面侧安装风扇单元344，在壳体333d内，配置IGBT(绝缘栅极型场效应晶体管)等的功率半导体元件部333a，控制功率半导体元件部333a的栅极驱动单元333b，同时还设有冷却功率半导体元件部333a的冷却体(没有图示)，电解电容器(没有图示)等。

又，如图34及图35所示，在第一电力转换单元333上部的接近风扇单元344的位置，电力转换侧铜条356～359朝上方突出设置。在此，在构成风扇单元344的前面面板344a的上部，形成用于固定后述遮风板380的螺钉孔344b。

电力转换侧铜条356～359如图33所示，设有与功率半导体元件部333a电气连接、配置在绝缘子360上的固定部361，以及相对该固定部361折曲成直角的输入端子362，在输入端子362上形成用于插入通过端子固定用螺钉355的螺孔362a(参照图35)。

(第一电抗器单元及第一电力转换单元的电气连接结构)

为了电气连接收纳在壳体320内的第一电抗器单元332及第一电力转换单元333，如图33所示，使得从第一电抗器单元332的壳体332d朝下方突出的电抗器配线370～373的输出端子374与第一电力转换单元333的电力转换侧铜条356～359的输入端子362对应。并且，使得电抗器配线372的输出端子374的螺孔与电力转换侧铜条358的输入端子362的螺孔362a对应，也使得没有图示的其他电抗器配线370，371，373的输出端子374的螺孔与电力转换侧铜条356，357，359的输入端子362的螺孔362a分别对应。并且，通过使得插入所述螺孔的端子固定用螺钉(没有图示)与螺母(没有图示)拧合，交流电抗器332a1，332a2，332a3，以及直流电抗器332b的电抗器配线370～373和电力转换侧铜条356～359的输入端子362电气连接。

(冷风泄漏防止结构)

在此，如图32及图33所示，第一电抗器单元332的单元前面，相对第一电力转换单元333的单元前面，位于背面侧，第一电抗器单元332及第一电力转换单元333以朝里方向不同的状态收纳在壳体320内。

并且，以覆盖在所述第一电抗器单元332及第一电力转换单元333的前面侧存在的单元阶梯差部、固定在第一电抗器单元332及第一电力转换单元333的单元前面的状态，配置遮风板380(也参照图31)。

即，遮风板380如图36所示，由用于覆盖单元阶梯差部的遮风部380a，第一固定部380b，以及第二固定部380c构成。所述第一固定部380b从遮风部380a的前方折曲，与第一电力转换单元333的前面相接，所述第二固定部380c从遮风部380a的后方折曲，与第一电抗器单元332的前面相接。在遮风部380a形成配线贯通用切口部380d。

在第一固定部380b，形成螺钉通孔380b1，该螺钉通孔380b1与所述第一电力转换单元333的形成在前面面板344a的上部的螺孔344b对应。并且，使得通过螺钉通孔380b1的螺钉(没有图示)与螺孔344b拧合，第一固定部380b固定在第一电力转换单元333的前面面板344a上。又，在第二固定部380c也形成螺钉通孔380c1，使得该螺钉通孔380c1与第一电抗器单元332的形成在前面面板343a(参照图27)上的螺孔(没有图示)对应，使得通过螺钉通孔380c1的螺钉(没有图示)与前面面板343a的螺孔拧合，第二固定部380c固定在第一电抗器单元332的前面面板343a上。

又，如图32所示，第二电抗器单元334的单元前面，相对第二电力转换单元335的单元前面，也位于背面侧，第二电抗器单元334及第二电力转换单元335以朝里方向不同的状态收纳在壳体320内。

并且，以覆盖在所述第二电抗器单元334及第二电力转换单元335的前面侧存在的单元阶梯差部、可装卸地固定在第二电抗器单元334及第二电力转换单元335的前面侧的状态，配置遮风板380(也参照图31)。

(第四实施形态的作用效果)

下面，说明第四实施形态的作用效果。

风扇单元343～346从前盖321、开闭门322的吸气缝隙326取入冷风，流向各单元的背面侧。并且，通过各单元背面侧的空气从背盖324的排气缝隙327排出到外部。

通过风扇单元343取入的冷风冷却第一电抗器单元332内的交流电抗器332a1，332a2，332a3，直流电抗器332b，332c后，从背盖324的排气缝隙327排出到外部。

通过风扇单元344取入的冷风冷却所述冷却体及电解电容器后，从背盖324的排气缝隙327排出到外部，所述冷却体用于冷却第一电力转换单元333的功率半导体元件部333a。

通过风扇单元345取入的冷风冷却第二电抗器单元334内的交流输入用电抗器后，从背盖324的排气缝隙327排出到外部。

通过风扇单元346取入的冷风冷却所述冷却体及电解电容器后，从背盖324的排气缝隙327排出到外部，所述冷却体用于冷却第二电力转换单元335内的功率半导体元件。

在此，第一电抗器单元332与其他单元连接的配线数多，因此，不能完全阻挡流过壳体332d内的冷风泄漏到单元外部。尤其，若配置风扇单元343的前面侧与单元外部连通，则恐怕风扇单元343取入的冷风从前面侧流出到单元外部，与交流电抗器332a1，332a2，332a3，直流电抗器332b，332c接触的冷风量低下，导致冷却效率低下。

但是，本实施形态配置覆盖在所述第一电抗器单元332及第一电力转换单元333的前面存在的单元阶梯差部、固定在第一电抗器单元332的前面面板343a及第一电力转换单元333的前面面板344a的遮风板380，防止第一电抗器单元332的前面侧的冷风泄漏。因此，风扇单元343取入的冷风不会从前面侧向单元外部流出，能流过冷却交流电抗器332a1，332a2，332a3，直流电抗器332b，332c的足够量的冷风。因此，能充分提高第一电抗器单元332的冷却效果。

又，第一电力转换单元333也配置遮风板380，防止前面侧的冷风泄漏。因此，风扇单元344取入的冷风不会从前面侧向单元外部流出，冷却所述冷却体(用于冷却功率半导体元件部333a)及电解电容器的足够量的冷风流过，能充分提高第一电力转换单元333的冷却效果。

并且，配置覆盖在第二电抗器单元334及第二电力转换单元335的前面存在的单元阶梯差部、固定在第二电抗器单元334的前面面板及第二电力转换单元335的前面面板的遮风板380，因此，能充分提高第二电抗器单元334及第二电力转换单元335的冷却效果。

又，遮风板380装卸自如地安装在第一电抗器单元332及第一电力转换单元333之间，也装卸自如地安装在第二电抗器单元334及第二电力转换单元335之间，因此，能很容易地进行所述单元的维修/检查作业等。

本实施形态的装置的风扇单元343～346从前盖321、开闭门322的吸气缝隙326取入冷风，流向背面侧，从背盖324的排气缝隙327排出到外部，没有如以往装置那样，在壳体320的背面侧设置上下方向延伸的通风通道，因此，本发明能减小壳体320的形状，提供小型、紧凑的不间断电源装置。

再有，本实施形态的装置没有如以往装置那样，风扇单元配置在接近顶板等的位置，不会受到高温排气的影响，因此，能提高风扇单元的耐久性。

上面参照附图说明了本发明的实施例，但本发明并不局限于上述实施例。在本发明技术思想范围内可以作种种变更，它们都属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种电力转换装置，前盖可开闭前面开口部，将进行电力转换的多个单元收纳在由所述前盖关闭的栅状盘本体内；其特征在于：

在所述前盖以及与其对向的背盖上，分别设有用于吸入和排出冷却风的通风口，且在所述盘本体内沿上下方向多段收纳所述多个单元；

所述多个单元之中，具有需要冷却的设备的单元，在前面设有冷却风扇，以便从前面向背面通过冷却风，同时，所述具有需要冷却的设备的单元配设在所述盘本体内的与所述通风口大致对向的位置，

所述多个单元之中，上下邻接配置的第一单元及第二单元，从第一单元下部朝着下方，第一连接端子突出，第二单元与所述第一单元的下部邻接地被收纳，从第二单元上部朝着上方，第二连接端子突出，所述第一连接端子及第二连接端子直接电气连接，同时，所述第一连接端子及第二连接端子的连接位置在所述前面开口部附近。

2.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：

除所述具有需要冷却的设备的单元以外的其它单元，配设在所述盘本体内的任意位置。

3.根据权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于：

在所述盘本体内的单元和盘本体的至少左或右某一方的侧面板之间，形成通过电力线及控制线的配线空间。

4.根据权利要求3所述的电力转换装置，其特征在于：

所述配线空间设在构成所述盘本体的构架的垂直支柱内。

5.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：

所述第一连接端子及第二连接端子设在所述前面开口部附近的所述第一单元及第二单元的前面侧。

6.根据权利要求1或5所述的电力转换装置，其特征在于：

所述第一连接端子是用配置在所述第一单元的下部的铜条形成的端子，所述第二连接端子是用配置在所述第二单元的上部的铜条形成的端子。

7.根据权利要求1或5所述的电力转换装置，其特征在于：

所述第一连接端子是与所述第一单元内的控制零件连接且通过该第一单元下部朝下方突出的配线的配线端子，所述第二连接端子是用配置在所述第二单元的上部的铜条形成的端子。

8.根据权利要求1或5所述的电力转换装置，其特征在于：

所述多个单元朝着所述前面开口部拉出自如地收纳在所述盘本体内。

9.根据权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：

在所述多个单元之中，上下邻接配置的第一单元及第二单元，设有冷却风泄漏防止部，防止所述冷却风扇产生的冷却风向所述第一单元及第二单元的外部流出。

10.根据权利要求9所述的电力转换装置，其特征在于：

所述第一单元及第二单元在朝里方向不同的位置收纳在所述盘本体内，所述冷却风泄漏防止部覆盖在所述第一单元前端及第二单元前端之间存在的单元阶梯差部，跨越所述第一单元及第二单元设置。

11.根据权利要求10所述的电力转换装置，其特征在于：

所述冷却风泄漏防止部是装卸自如地安装在所述第一单元及第二单元的遮风板。

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