JP2015192531A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回路のショートを抑制し破損しづらい電力変換装置を提供する。
【解決手段】直流電源の出力する直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前記
直流電源と前記インバータ回路との間を接続するラインを、レバーの動作により接続／開
放可能に構成された開閉器と、前記インバータ回路及び前記開閉器を収容する筐体と、を
備えた電力変換装置において、前記レバーに配置される第１部分と、第１部分から延び前
記筐体から引き出される第２部分を有する部材を備え、前記部材の動作により前記レバー
が動作し、前記ラインを接続状態から開放状態にす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ものである。

従来より、太陽電池などの複数の直流電源の出力する直流電力をまとめて、まとめた直
流電力を商用電力系統に同期した交流電力に変換し、この変換した交流電力を商用電力系
統へ重畳するインバータ回路を備えた電力変換装置が提供されている。

このような電力変換装置は、太陽電池と接続される入力ラインに夫々直流開閉器を有し
ており、これらの直流開閉器を開放し安全性を確保した上でメンテナンス等を行うことが
できる。これらの直流開閉器は、筐体内に収容され筐体の蓋を取ることで、ユーザーがア
クセス可能に構成される（引用文献１）。

特開２００９−２９５９９０号公報

しかしながら、筐体内に直流開閉器を収容した場合、蓋を取って直流開閉器を開放する
までの間、インバータ回路に太陽電池から直流電力が供給され続ける。このため、わずか
な期間とはいえ蓋をあけた状態で太陽電池からインバータ回路などの主回路へ電力が供給
されることになる。この間に不意に主回路等へ触れてしまうと主回路がショートし電力変
換装置の破損する原因となる問題がある。

本願発明は、このような問題に鑑みてなされた発明であり、回路のショートを抑制し破
損しづらい電力変換装置を提供することを目的とする。

本発明の電力変換装置は、直流電源の出力する直流電力を交流電力に変換するインバー
タ回路と、前記直流電源と前記インバータ回路との間を接続するラインを、レバーの動作
により接続／開放可能に構成された開閉器と、前記インバータ回路及び前記開閉器を収容
する筐体と、を備えた電力変換装置において、前記レバーに配置される第１部分と、第１
部分から延び前記筐体から引き出される第２部分を有する部材を備え、前記部材の動作に
より前記レバーが動作し、前記ラインを接続状態から開放状態にすることを特徴とする。

また、本発明の別の電力変換装置は、複数の直流電源の出力する直流電力をまとめる集
電回路と、前記集電回路のまとめた直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、前
記複数の直流電源に夫々接続される開閉器と、前記集電回路、前記インバータ回路、及び
前記開閉器と収容する筐体と、を備えた電力変換装置において、夫々の前記開閉器は、前
記直流電源と前記集電回路との間を接続するラインを、レバーの動作により接続／開放可
能に構成されると共に、前記筐体に夫々の前記開閉器のレバーの操作方向が同じになるよ
うに前記筐体に配置され、夫々の前記開閉器の前記レバーに配置される第１部分と、第１
部分から延び前記筐体にから引き出される第２部分を有する部材を備え、前記部材の動作
により夫々の前記開閉器の前記レバーが動作し、前記ラインを接続状態から開放状態にす
ることを特徴とする。

本発明の電力変換装置は、回路のショートを抑制し破損しづらい電力変換装置を提供す
ることができる。

本実施例の電力変換装置の回路図である。 本実施例の電力変換装置の正面図である。 本実施例の電力変換装置のＡ−Ａ断面図である。

本実施形態は、開閉器のレバーに回路のショートを抑制し破損しづらい電力変換装置を
提供することができる。

図１に示すように電力変換装置１は、開閉器２ａ〜２ｄ、集電回路３、インバータ回路
４、連系用リレー５、及び制御回路７を備えており、複数の直流電源（ここでは太陽電池
８ａ〜８ｄが４つ）が出力する直流電力を商用電力系統６に同期する交流電力に変換し、
この交流電力を商用電力系統６へ重畳する。

集電回路３は、複数の昇圧回路３１〜３４を有し、この昇圧回路３１〜３４は夫々開閉
器２ａ〜２ｄを介して太陽電池８ａ〜８ｄに接続される。昇圧回路３１〜３４は、夫々入
力された直流電力の電圧を昇圧し、昇圧した直流電力をまとめてインバータ回路４に供給
する。

昇圧回路３１〜３４は、直流リアクトルＤＣＬ、スイッチ素子、ダイオード、コンデン
サからなる非絶縁型のチョッパ回路により構成されている。

開閉器２ａ〜２ｄは、太陽電池８ａ〜８ｄと昇圧回路３１〜３４との間を接続するライ
ンＬａ〜Ｌｄを接続／開放可能に構成され、電力変換装置１の運転を行う際には接続状態
にされ、電力変換装置１のメンテナンス等を行う際には開放状態にされる。

インバータ回路４は、複数のスイッチ素子をフルブリッジ接続したブリッジ回路と、交
流リアクトルＡＣＬとコンデンサからなるフィルタ回路とを有している。インバータ回路
４は、ブリッジ回路により商用電力系統に同期した交流電力に変換し、フィルタ回路によ
りブリッジ回路の変換した交流電力の高周波成分を減衰する。尚、インバータ回路４の構
成はブリッジ接続に限らず中性点クランプ方式などを用いることも可能である。

インバータ回路４の出力する交流電力は連系用リレー５を介して商用電力系統６に重畳
される。尚、上述の昇圧回路３１〜３４、インバータ回路４の動作の制御は、制御回路７
により行われる。

図２に示すように、これらの電力変換装置１を構成する電子部品は筐体１０に収容され
る。直流リアクトルＤＣＬ、交流リアクトルＡＣＬ、及びインバータ回路４の複数のスイ
ッチ素子等を包含するスイッチモジュールＩＰＭ等は、直接、筐体１０に取り付けられ、
そのほかの電子部品は、基板１６ａ、１６ｂに実装されて取り付けられる。

筐体１０は、略直方体形状を有しており、上面パネル１１、下面パネル１２、左側面パ
ネル１３、右側面パネル１４、底部１５がアルミ合金等をダイキャスト加工により一体成
形されている。電力変換装置１は、筐体１０の正面の開口を正面パネル１７（蓋）により
密閉し、底部１５の外側を建屋の壁等に取り付けて利用する。

筐体１０の底部１５の下側（下面パネル側）には、開閉器２ａ〜２ｄが下面パネルと並
行に互いに面一に列をなして配置されている。また、筐体１０の底部１５の開閉器２ａ〜
２ｄよりも上側（上面パネル側）には、直流リアクトルＤＣＬ、交流リアクトルＡＣＬ、
スイッチモジュールＩＰＭや基板１６ａ、１６ｂなど発熱部品が配置される。

開閉器２ａ〜２ｄは、夫々操作するためのレバー２１ａ〜２１ｄを備えており、このレ
バー２１ａ〜２１ｄの動作により、開閉器２ａ〜２ｄ内の接片が接続／開放される。この
接片の接続／開放によりラインＬａ〜Ｌｄの接続／開放が行われる。

本実施例では、開閉器２ａ〜２ｄのレバー２１ａ〜２１ｄは、上下に動作するように筐
体１０の底部１５に取り付けられ、レバー２１ａ〜２１ｄが上に位置する際には、開閉器
２ａ〜２ｄ内の接片が閉じられてラインＬａ〜Ｌｄが接続状態になる。また、レバー２１
ａ〜２１ｄが下に位置する際は、接片が開かれてラインＬａ〜Ｌｄが開放状態になる。

また、開閉器２ａ〜２ｄのレバー２１ａ〜２１ｄには、側方からレバーを貫通する貫通
孔２２が設けられ、棒状の部材４０の第１部分４１が通して掛けて配置されている。この
部材４０は、棒を折り曲げて形成され、レバー２１ａ〜２１ｄに掛けられる第１部分４１
と、第１部分４１から延び筐体１０の正面パネル１７の下面パネル側に設けられる孔５１
から引き出される第２部分４２とを有している。また、この部材４０は、絶縁処理が施さ
れているか或いは絶縁部材により形成されるものである。

孔５０は、中空状のキャップ６０により塞がれ、キャップ内に部材４０の第２部分４２
が収まるようになっている。例えば、キャップの先の外周をネジ加工してネジ止めにより
キャップを筐体１０にとめるようにすると良い。

この様に、電力変換装置１を構成することにより、メンテナンス等を行う際に、キャッ
プ６０を取り外し、孔５０から引き出される部材４０の第２部分を引くことで、この部材
４０に連動して開閉器２ａ〜２ｄが下に動作し、ラインＬａ〜Ｌｄを接続状態から開放状
態にできる。

これにより、蓋を閉めた状態で開閉器２ａ〜２ｄを接続状態から開放状態にすることが
できるので、蓋を開けた際には昇圧回路やインバータ回路などの主回路への電力供給が遮
断され、主回路のショートを抑制し破損しづらい電力変換装置を提供することができる。

また、本実施例において、レバー２１ａ〜２４ｄに設けられる貫通孔２２に部材４０の
第１部分４１を通しているため、部材４０がレバーから外れづらくなる。

また、本実施例において、部材４０に対して絶縁処理を施す、或いは部材４０を絶縁部
材により成形することにより、部材４０がレバーから外れた際に、主回路へ接触し主回路
をショートしてしまうことを抑制することができる。

また、本実施例において、筐体１０を密閉構造により構成したい場合、従来の密閉構造
に加えて、孔５０をキャップ６０にて塞ぐという簡単な構成により実現することができる
。

また、本実施例において、直流リアクトルＤＣＬ、交流リアクトルＡＣＬ、スイッチモ
ジュールＩＰＭや基板１６ａ、１６ｂなどの発熱部品の下方に開閉器２ａ〜２ｄを配置し
、部材４０の第２部分４２を開閉器２ａ〜２ｄよりも下方から（熱源と反対方向から）引
き出すようにしている。この様に熱源から遠いところから部材４０を引き出しているので
、筐体１０の温度が低く作業しやすくなっている。

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、本実施例において、レバー２１ａ〜２１ｄの貫通孔２２に部材４０の第１部分
を通して掛ける構成にしたが、図３の点線Ｐで示すように、レバー２１ａ〜２１ｄの上に
置くように掛けても良い。また、この際には、正面パネル１７に部材４０の第２部分を引
き出す孔５０を設けると、正面パネル１７を外す際に一緒に部材４０を取り外すことがで
きる。

また、例えば、本実施例において、棒状の部材４０を用いたが、例えば、板状などに形
成されているものでも良い。

また、例えば、本実施例において、正面パネルには部材４０の第２部分４２を引き出す
ための孔５０を設けたが、切欠など他の構造により筐体１０から第２部分４２を引き出せ
るようにしても良い。

また、例えば、本実施例において、レバー２１ａ〜２１ｄに、直接、部材４０の第１部
分４１を掛けて配置したが、部材４０の第１部分４１をレバーの上方で保持する等の保持
機構を設け、第２部分４２を動作させた際に第１部分４１が保持機構から開放されてレバ
ー２１ａ〜２１ｄに掛って動作するようにしても良い。

本実施形態の電力変換装置１は、太陽電池８ａ〜８ｅ等の直流電源を含む電力変換シス
テム等としても利用することができる。

１ 電力変換装置
２ａ〜２ｄ 開閉器
３ 集電回路
４ インバータ回路
５ 連系用リレー
６ 商用電力系統
７ 制御回路
８ａ〜８ｄ 太陽電池
１０ 筐体
１１ 上面パネル
１２ 下面パネル
１３ 左側面パネル
１４ 右側面パネル
１５ 底部
１６ａ〜１６ｂ 基板
１７ 正面パネル（蓋）
ＩＰＭ スイッチモジュール
ＡＣＬ 交流リアクトル
ＤＣＬ 直流リアクトル
２１ａ〜２１ｄ レバー
２２ 貫通孔
３１〜３４ 昇圧回路
４０ 部材
４１ 第１部分
４２ 第２部分
孔 ５０
キャップ ６０

Claims (6)

1. 直流電源の出力する直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、
   前記直流電源と前記インバータ回路との間を接続するラインを、レバーの動作により接
   続／開放可能に構成された開閉器と、
   前記インバータ回路及び前記開閉器を収容する筐体と、を備えた電力変換装置において
   、
   前記レバーに配置される第１部分と、第１部分から延び前記筐体から引き出される第２
   部分を有する部材を備え、
   前記部材の動作により前記レバーが動作し、前記ラインを接続状態から開放状態にする
   ことを特徴とする電力変換装置。
2. 前記レバーは、前記レバーの側面側に前記レバーを貫通する貫通孔を備え、
   前記部材の第１部分は前記貫通孔に通して前記レバーに掛けられることを特徴とする請
   求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記部材は絶縁処理が施されている、或いは絶縁部材により成形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。
4. 前記筐体は密閉筐体であり、前記孔から引き出される前記第２部分を収めて前記孔を塞
   ぐキャップを備えたことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
5. 前記レバーの上に第１部分が掛けられ、前記孔は前記筐体の蓋に設けられることを特徴
   とする請求項１に記載の電力変換装置。
6. 複数の直流電源の出力する直流電力をまとめる集電回路と、
   前記集電回路のまとめた直流電力を交流電力に変換するインバータ回路と、
   前記複数の直流電源に夫々接続される開閉器と、
   前記集電回路、前記インバータ回路、及び前記開閉器と収容する筐体と、を備えた電力
   変換装置において、
   夫々の前記開閉器は、前記直流電源と前記集電回路との間を接続するラインを、レバー
   の動作により接続／開放可能に構成されると共に、前記筐体に夫々の前記開閉器のレバー
   の操作方向が同じになるように前記筐体に配置され、
   夫々の前記開閉器の前記レバーに配置される第１部分と、第１部分から延び前記筐体に
   から引き出される第２部分を有する部材を備え、
   前記部材の動作により夫々の前記開閉器の前記レバーが動作し、前記ラインを接続状態
   から開放状態にすることを特徴とする電力変換装置。
   
   

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