JP2014233186A

JP2014233186A - 電力変換装置

Info

Publication number: JP2014233186A
Application number: JP2013114207A
Authority: JP
Inventors: 孝夫新井; Takao Arai; 鬼塚　圭吾; Keigo Onizuka; 圭吾鬼塚; 和幸狩野; Kazuyuki Kano; 文典山口; Fuminori Yamaguchi
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2013-05-30
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2014-12-11
Anticipated expiration: 2033-05-30
Also published as: JP6277409B2

Abstract

【課題】
直流電源からのラインの配線し易い電力変換装置を提供する。
【解決手段】
複数の直流電源の出力電力をまとめて交流電力に変換する電力変換装置１において、複
数の直流電源とラインＬ１〜Ｌ５により夫々接続される開閉器Ｓ１〜Ｓ５と、夫々の開閉
器Ｓ１〜Ｓ５が列に並んで配置される筺体１０と、を備え筺体１０には、夫々の開閉器Ｓ
１〜Ｓ５を筺体１０から異なる高さで配置するための台１９が設けられると共に、台１９
の列の方向側にラインＬ１〜Ｌ５が引き回されて筺体１０外へ配線されることを特徴とす
る。
【選択図】図２

Description

本発明は、電力変換装置に関する。

複数の直流電源の出力する直流電力をまとめて交流電力に変換し、変換した交流電力を
商用電力系統へ重畳する電力変換装置が提供されている。電力変換装置には、複数の直流
電源夫々に対して直流電力を入力／遮断するための開閉器が設けられている。メンテナン
ス等を行う際にはこれらの開閉器により直流電源の出力を遮断すれば作業者は安全に作業
を行うことができる。

特許文献１には、これらの開閉器を筺体の下面パネルからある程度の距離を設けて筺体
の背面パネルに一列に並べて配置している集電装置が記載されている。この筺体の下面パ
ネルの開閉器と対向する位置には直流電源からのラインを内部へ通すための配線孔が設け
られている。このように、配線孔と開閉器との距離をある程度おくことで水が筺体内に侵
入した場合でも開閉器に付きにくくなり、開閉器が遮断状態でショートして導通状態にな
ることを抑制することができる。

また、特許文献２には、夫々の直流電源からの配線の接続先（端子台）を一列に並べて
設けている。そして、この端子台を並べた列の方向の左側の背面パネルに配線孔を設けて
ラインを筺体の外部から内部へ導いている。配線孔を端子台の列方向側にとることにより
、配線孔と端子台との間の距離を列方向側に確保することができ、また、端子台の下側の
スペースは配線ができるスペースを最小限確保すれば良いので筺体をコンパクトにするこ
とができる。

特開２０１２−２８８０４号公報特開２００４−６４９９２号公報

しかしながら、開閉器を一列に並べてその列方向側に配線孔を設ける場合、開閉器に接
続されるラインは、開閉器の成す列に沿わせるために折り曲げて配線する必要がある。こ
のラインは折り曲げ部分から開閉器迄は距離が短くなるため、剛性が強くなり変形しづら
くなる。このため、ラインの剛性の強い部分が邪魔をして他の開閉器へのラインの配線が
難しくなる。また、無理やりラインを配線しようとした場合、ラインの被覆が破けライン
のショートの原因になるという課題があった。

本発明は、このような問題に鑑みて成されたものであり、直流電源からのラインを開閉
器まで配線し易い電力変換装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の電力変換装置は、複数の直流電源の出力電力をま
とめて交流電力に変換する電力変換装置において、前記複数の直流電源とラインにより夫
々接続される開閉器と、前記夫々の開閉器が列に並んで配置される筺体と、を備え前記筺
体には、前記夫々の開閉器を前記筺体から異なる高さで配置するための台が設けられると
共に、前記台の前記列の方向側に前記ラインが引き回されて前記筺体外へ配線されること
を特徴とする。

本発明によれば、直流電源からのラインの配線し易い電力変換装置を提供することがで
きる。

本実施形態の電力変換装置の前面の斜視図である。開閉器を配置する台を示す図である。

電力変換装置１は、太陽電池の出力を、直流リアクトルを用いて昇圧する昇圧回路と、
昇圧回路で昇圧された直流電力を複数のスイッチ素子ＩＰＭを通して交流電力に変換して
出力するインバータ回路と、インバータ回路の出力する交流電力から高周波成分を、交流
リアクトルを用いて減衰させるフィルタ回路と、これらの昇圧回路、インバータ回路、及
びフィルタ回路とを収容する単一の筺体１０とを備えている。

図１に示すように、太陽電池（直流電源）の出力電力を複数（ここでは５つ）入力する
ために開閉器Ｓ１〜Ｓ５が設けられている。開閉器Ｓ１〜Ｓ５の出力側は、夫々、ノイズ
除去回路を通して昇圧回路に接続されている（このため、直流リアクトルＤＣＬも５つ必
要となる）。夫々の昇圧回路の出力側は互いに接続されており、この接続により複数の太
陽電池の出力電力まとめてインバータ回路に入力されて交流電力に変換される。

昇圧回路、インバータ回路、及びフィルタ回路の回路構成については既存のＤＣ／ＤＣ
のスイッチング型の昇圧回路、ＤＣ／ＡＣのＰＷＭに基づく変換回路や５０Ｈｚ／６０Ｈ
ｚを境界とするローパスフィルタの構成を用いることができるため詳細については省略す
る。

開閉器Ｓ１〜Ｓ５の成す列の方向側（開閉器Ｓ１〜Ｓ５の右側）には、ラインを通すた
めの配線孔１８が設けられている。太陽電池からの入力ラインＬ１〜Ｌ５は、この配線孔
１８を通って内部へ引き回され、夫々の開閉器Ｓ１〜Ｓ５に接続されている。開閉器Ｓ１
〜Ｓ５は、直流リアクトルＤＣＬの下方側に列に並んで配置され、手動により回線の開閉
動作を行うことが可能である。開閉器Ｓ１〜Ｓ５は、電力変換装置１のメンテナンス等を
行う際に作業者によって開かれる。

筺体１０は、アルミ合金をダイカスト加工して成形され、前面部分に開口を有する略直
方体形状を有している。筺体１０はグランドに接地されている。筺体１０の内側（筺体１
０の背面部１０ａ）には、直流リアクトルと交流リアクトルとを夫々配置する第１窪み１
１、及び第２窪み１２が成形され、第１窪み１１は、第１２窪みよりも下方側に成形され
ている。

直流リアクトル、交流リアクトルは夫々第１窪み１１、第２窪み１２の底に（内部で）
ネジ止め固定された後、熱導電性の高い樹脂が流し込まれている。この樹脂は冷えて硬化
することによってリアクトルの隙間に浸透しリアクトルを成すコイルの振動を抑制してい
る。また、熱を筐体１０へ伝達する作用を有している。

筐体１０内において、スイッチ素子ＩＰＭは第１窪み１１と第２窪み１２との間に設け
られると共に、第１窪み１１及び第２窪み１２よりも上方側に設けられる。また、スイッ
チ素子ＩＰＭ、直流リアクトル、及び交流リアクトルを覆うように、かつ筺体１０の開口
側には、昇圧回路、インバータ回路、及びフィルタ回路を構成する基板１７ａ〜１７ｃが
配置される（図１点線参照）。

基板１７ａには、夫々の太陽電池の出力する直流電力のノイズを減衰する第１ノイズフ
ィルタが５つ備えられており、直流リアクトルには第１ノイズフィルタを介して直流電力
が入力されるようになっている。また、基板１７ｃにはフィルタ回路から出力される交流
電力のノイズを減衰する第２ノイズフィルタが備えられており、第２リアクトルを通って
出力される交流電力は、第２ノイズフィルタを介して交流リアクトルの下方に設けられる
端子台１６へ供給される。端子台１６からは、出力ラインが配線蓋１５の配線孔１８を介
して外部（例えば、商用電力系統、負荷など）に引き回され、端子台１６へ供給される交
流電力が端子台を介して外部へ供給される。電力変換装置１は、図示しない蓋により前面
部分の開口を閉じて利用される。尚、配線蓋１５や、蓋は、中に水が浸入しないようにゴ
ムパッキン等を利用して筺体１０に密着させると良い。また、配線孔１８からも水が浸入
しないようにゴムパッキン等を利用して防水処理を行っている。

図２に示すように、筺体１０には、ダイカスト加工の際に、夫々の開閉器Ｓ１〜Ｓ５を
配置するための台１９が一体形成される。図２（ａ）は、開閉器を配置する台の正面図で
ある。図２（ｂ）は、開閉器を配置する台の下面図（Ａ―Ａ断面図）である。図２（ｃ）
は、開閉器を配置する台の側面図（Ｂ−Ｂ断面図）である。尚、図２（ａ）は説明のため
開閉器Ｓ１〜Ｓ５の記載を省略している。

台１９は、基盤１７a〜１７ｃ、直流リアクトル、交流リアクトル等の電装部品及び入
力ラインＬ１〜Ｌ５（開閉器Ｓ１〜Ｓ５の入力側及び出力側）を仕切る仕切壁１９ａと、
開閉器Ｓ１〜Ｓ５をネジ止め等により固定するための部材１９ｂとからなる。

仕切り壁１９ａは、筺体１０の側面部１０ｂから開閉器Ｓ１〜Ｓ５と配線蓋１５との間
に設けられる壁２０まで延在し、筺体１０の背面部１０ａからの高さが壁２０（配線孔１
８側）から順に段々と高くなるように形成される。仕切壁１９ａは、開閉器Ｓ１〜Ｓ５と
同じ数の段が形成され、各段の仕切壁１９ａから上下方向に部材１９ｂが仕切壁１９ａの
各段と同じ高さで延在している。

この台１９の各段の仕切壁１９ａ、及び部材１９ｂに開閉器Ｓ１〜Ｓ５を配置すること
により、筺体１０の背面部１０ａから開閉器Ｓ１〜Ｓ５が壁２０（配線孔１８側）から順
に段々と高くなるように異なる高さで配置される。開閉器Ｓ１〜Ｓ５は、同形の双極単投
の開閉器を用いている。開閉器Ｓ１〜Ｓ５は、入力ラインＬ１〜Ｌ５を接続する端子を下
方（下面部１０ｃ）に向けて配置される。入力ラインＬ１〜Ｌ５は開閉器Ｓ１〜Ｓ５に接
続されると、開閉器Ｓ１〜Ｓ５の成す列に沿うように折り曲げられて配線される。そして
、入力ラインＬ１〜Ｌ５は、配線蓋１５と開閉器Ｓ１〜Ｓ５との間に設けられる壁２０の
切欠２０aを通って開閉器Ｓ１〜Ｓ５の成す列の方向側にある配線蓋１５まで引き回され
、配線蓋１５の配線孔１８を経て筺体外の太陽電池まで配線される。

以上のように、本実施形態の電力変換装置１によれば、入力ラインＬ１〜Ｌ５は、開閉
器Ｓ１〜Ｓ５の筺体１０の背面部１０ａからの高さが夫々異なるため、入力ラインＬ１〜
Ｌ５の接続位置がこの高さ方向にずれるため、互い入力ラインＬ１〜Ｌ５が邪魔になりに
くく入力ラインＬ１〜Ｌ５の配線が簡単になる。また、互いの入力ラインＬ１〜Ｌ５が接
触したとしてもこのずれにより大きな力がかからなくなるため、入力ラインの被覆破けを
抑制することができる。

また、本実施形態の電力変換装置１によれば、筺体１０の背面部１０aと開閉器Ｓ１〜
Ｓ５の高さが配線孔１８側から順に高くなるように台１９を構成している。これにより、
配線孔１８から近く曲げ難い入力ラインを先に配線して、配線孔１８から遠い曲げ易い入
力ラインを後に配線することができるので入力ラインの配線が簡単になる。

また、本実施形態の電力変換装置１によれば、台１９と配線孔１８との間には壁２０が
設けられているため、配線孔１８より水が浸入したとしても壁２０がブロックするため、
開閉器Ｓ１〜Ｓ５に水が付きにくい。

また、本実施形態の電力変換装置１によれば、直流リアクトルを配置する側の台１９の
仕切壁１９ａの高さを高くしている。これにより、入力ラインＬ１〜Ｌ５に含まれるノイ
ズが直流リアクトルに重畳されることを抑制することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、以上の説明は本発明の理解を容易にす
るためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱すること
なく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

例えば、配線孔１８を通してラインＬ１〜Ｌ５を筺体外へ配線したが、コネクタ等を用
いて配線しても良い。

１電力変換装置
１０筐体
１１第１窪み
１２第２窪み
１５配線蓋
１６端子台
１７基板
１８配線孔
１９台
ＩＰＭ複数のスイッチ素子
Ｓ１〜Ｓ５開閉器
Ｌ１〜Ｌ５ライン

Claims

複数の直流電源の出力電力をまとめて交流電力に変換する電力変換装置において、
前記複数の直流電源とラインにより夫々接続される開閉器と、
前記夫々の開閉器が列に並んで配置される筺体と、を備え
前記筺体には、前記夫々の開閉器を前記筺体から異なる高さで配置するための台が設け
られると共に、前記台の前記列の方向側に前記ラインが引き回されて前記筺体外へ配線さ
れることを特徴とする電力変換装置。
前記台は前記筺体に一体に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電力変換
装置。
前記筺体と前記開閉器との高さが前記孔側から順に高くなるように前記台を構成してい
ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電力変換装置。
前記台と前記孔との間には壁が設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項３のい
ずれかに記載の電力変換装置。