JP2023052807A - 負荷試験装置、負荷試験装置の抵抗ユニット - Google Patents
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Abstract
Description
負荷試験装置が屋外に設置され、負荷試験装置の周囲に雪が積もった場合でも、負荷試験装置を構成する電気部品に雪や雪が解けた水が触れる可能性を低く出来る。
なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、一つの実施形態に記載した内容は、原則として他の実施形態にも同様に適用される。また、各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが出来る。
本実施形態における乾式の負荷試験装置1は、抵抗ユニット30、冷却部50、制御部70、リレー部90を備える(図1~図6参照)。
第1筐体2aは、第1抵抗ユニット30a、第2抵抗ユニット30b、第3抵抗ユニット30cを覆う。
冷却部50は、第2筐体2b、第1冷却部50a、第2冷却部50b、第3冷却部50cを有する。
第2筐体2bは、第1冷却部50a、第2冷却部50b、第3冷却部50cを覆う。
制御部70、リレー部90、負荷試験部は、x方向に並べられる。
第1負荷試験部1a、第2負荷試験部1b、第3負荷試験部1cは、y方向に並べられる。
負荷試験部における冷却部50と抵抗ユニット30は、z方向に並べられる。
かかる配置により、狭いスペース内に効率良く負荷試験装置1の部材を並べることが可能になり、各部の組立、制御部70から抵抗ユニット30への配線、制御部70から冷却部50への配線が容易に行える。
また、制御部70とリレー部90との境界を示すために、第3筐体2cと第4筐体2dとの間に実線が示されているが、第3筐体2cと第4筐体2dとは、一体で構成されてもよい。
図2では、抵抗器の図示を省略し、第1抵抗ユニット30a~第3抵抗ユニット30c、及び第1冷却装置53a~第6冷却装置53fの輪郭部分であって外部から見えないものを点線で示している。
図3では、リレー部90側の端子(第1保持部31a~第3保持部31cからx方向に突出した領域)を除き、抵抗器における外部から見えない部分の図示を省略し、第1抵抗ユニット30a~第3抵抗ユニット30c、及び第1冷却装置53a~第6冷却装置53fの輪郭部分であって外部から見えないものを点線で示している。
図4と図9では、第1抵抗ユニット30aと第2抵抗ユニット30bについては、抵抗器における外部から見えない部分の図示を省略し、第3抵抗ユニット30cについては、抵抗器における外部から見えない部分を点線で示している。
また、図4と図9では、第1冷却装置53a~第6冷却装置53fの輪郭部分であって外部から見えないものを点線で示している。
また、第1筐体2aと第2筐体2bとが一体的に構成される形態であってもよい。
図8と図13では、屋根部2eによって隠される第1筐体2aなどの輪郭部分を点線で示し、それ以外の外部から見えない箇所の図示を省略している。
また、図10と図11と図18と図20と図21では、内部構造が見えるように第1筐体2aの手前側の側面部を省略し、リレー部90側の端子(第1保持部31a~第3保持部31cからx方向に突出した領域)を除き、抵抗器における外部から見えない部分の図示を省略し、第1抵抗ユニット30a~第3抵抗ユニット30c、及び第1冷却装置53a~第6冷却装置53fの輪郭部分であって外部から見えないものを点線で示している。
また、図19では、内部構造が見えるように第1筐体2aの手前側の側面部を省略し、リレー部90側の端子(第1保持部31a~第3保持部31cからx方向に突出した領域)を除き、抵抗器における外部から見えない部分の図示を省略し、第1抵抗ユニット30a~第3抵抗ユニット30cを点線で示し、第1冷却装置53a~第6冷却装置53fは輪郭部分であって外部から見えるものだけを実線で示している。
第1負荷試験部1aは、試験対象電源(三相交流発電機)の3相のうちの1つ(本実施形態では、T相)の負荷試験を行うために使用されるもので、第1抵抗ユニット30a、第1冷却部50a(第1冷却装置53a、第2冷却装置53b)を有する。
第2負荷試験部1bは、試験対象電源(三相交流発電機)の3相のうちの1つ(本実施形態では、S相)の負荷試験を行うために使用されるもので、第1負荷試験部1aの上に載置され、第2抵抗ユニット30b、第2冷却部50b(第3冷却装置53c、第4冷却装置53d)を有する。
第3負荷試験部1cは、試験対象電源(三相交流発電機)の3相のうちの1つ(本実施形態では、R相)の負荷試験を行うために使用されるもので、第2負荷試験部1bの上に載置され、第3抵抗ユニット30c、第3冷却部50c(第5冷却装置53e、第6冷却装置53f)を有する。
第1抵抗ユニット30aは、複数の抵抗器(第1抵抗器)と、複数の第1抵抗器を保持する第1保持部31aと、第1碍子33aを有する。
第1保持部31aの前面開口は排気口として機能し、背面開口(第1開口31a1、第1冷却部50aと対向する面)は吸気口として機能する。
第1保持部31aの下面の四隅には碍子(第1碍子33a)が設けられる。
第1保持部31aは、第1碍子33aを介して、第1筐体21の底面の上に載置される。
試験対象電源のT相からの電圧印加を行う抵抗器群の数を変えながら、負荷試験が行われる。
また、上2段の16本の抵抗器を含む抵抗器群が第1W相抵抗器群RW1を構成し、中2段の16本の抵抗器を含む抵抗器群が第2W相抵抗器群RW2を構成し、下2段の16本の抵抗器を含む抵抗器群が第3W相抵抗器群RW3を構成する。
第2抵抗ユニット30bは、複数の抵抗器(第2抵抗器)と、複数の第2抵抗器を保持する第2保持部31bと、第2碍子33bを有する。
第2保持部31bの前面開口は排気口として機能し、背面開口(第2開口31b1、第2冷却部50bと対向する面)は吸気口として機能する。
第2保持部31bの下面の四隅には碍子(第2碍子33b)が設けられる。
第2保持部31bは、第2碍子33bを介して、第1抵抗ユニット30aの第1保持部31aの上面の上に載置される。
試験対象電源のS相からの電圧印加を行う抵抗器群の数を変えながら、負荷試験が行われる。
また、上2段の16本の抵抗器を含む抵抗器群が第1V相抵抗器群RV1を構成し、中2段の16本の抵抗器を含む抵抗器群が第2V相抵抗器群RV2を構成し、下2段の16本の抵抗器を含む抵抗器群が第3V相抵抗器群RV3を構成する。
第3抵抗ユニット30cは、複数の抵抗器(第3抵抗器)と、複数の第3抵抗器を保持する第3保持部31cと、第3碍子33cを有する。
第3保持部31cの前面開口は排気口として機能し、背面開口(第3開口31c1、第3冷却部50cと対向する面)は吸気口として機能する。
第3保持部31cの下面の四隅には碍子(第3碍子33c)が設けられる。
第3保持部31cは、第3碍子33cを介して、第2抵抗ユニット30bの第2保持部31bの上面の上に載置される。
試験対象電源のR相からの電圧印加を行う抵抗器群の数を変えながら、負荷試験が行われる。
また、上2段の16本の抵抗器を含む抵抗器群が第1U相抵抗器群RU1を構成し、中2段の16本の抵抗器を含む抵抗器群が第2U相抵抗器群RU2を構成し、下2段の16本の抵抗器を含む抵抗器群が第3U相抵抗器群RU3を構成する。
第1冷却部50aは、第1冷却装置53aと第2冷却装置53bを有する。
第1冷却装置53aは、第1抵抗ユニット30aの抵抗器におけるリレー部90に近い側の領域を冷却する。
第2冷却装置53bは、第1抵抗ユニット30aの抵抗器におけるリレー部90から離れた側の領域を冷却する。
第2冷却部50bは、第3冷却装置53cと第4冷却装置53dを有する。
第3冷却装置53cは、第2抵抗ユニット30bの抵抗器におけるリレー部90に近い側の領域を冷却する。
第4冷却装置53dは、第2抵抗ユニット30bの抵抗器におけるリレー部90から離れた側の領域を冷却する。
第3冷却部50cは、第5冷却装置53eと第6冷却装置53fを有する。
第5冷却装置53eは、第3抵抗ユニット30cの抵抗器におけるリレー部90に近い側の領域を冷却する。
第6冷却装置53fは、第3抵抗ユニット30cの抵抗器におけるリレー部90から離れた側の領域を冷却する。
制御部70は、第3筐体2c、操作部71、電源端子部73、制御端子部75、電力供給制御部77を有する。
操作部71、電源端子部73、制御端子部75、電力供給制御部77は、第3筐体2c(制御部70の筐体)に収納される。
第3筐体2cは、操作部71、電源端子部73、制御端子部75、電力供給制御部77を覆う。
操作部71の操作、操作部71と負荷試験装置駆動用電源とのケーブル接続、電源端子部73と試験対象電源とのケーブル接続は、第3筐体2cに設けられた扉を空けた状態で行われる。
リレー部90は、第4筐体2d、第1W相スイッチング装置SW1~第3W相スイッチング装置SW3、第1V相スイッチング装置SV1~第3V相スイッチング装置SV3、第1U相スイッチング装置SU1~第3U相スイッチング装置SU3を有する。
第4筐体2dは、第1W相スイッチング装置SW1~第3W相スイッチング装置SW3、第1V相スイッチング装置SV1~第3V相スイッチング装置SV3、第1U相スイッチング装置SU1~第3U相スイッチング装置SU3を覆う。
また、第1V相スイッチング装置SV1が、電力供給制御部77と第1V相抵抗器群RV1の間に配置され、第2V相スイッチング装置SV2が、電力供給制御部77と第2V相抵抗器群RV2の間に配置され、第3V相スイッチング装置SV3が、電力供給制御部77と第3V相抵抗器群RV3の間に配置される。
また、第1W相スイッチング装置SW1が、電力供給制御部77と第1W相抵抗器群RW1の間に配置され、第2W相スイッチング装置SW2が、電力供給制御部77と第2W相抵抗器群RW2の間に配置され、第3W相スイッチング装置SW3が、電力供給制御部77と第3W相抵抗器群RW3の間に配置される。
例えば、第1U相スイッチング装置SU1が、第1第1U相抵抗器群RU1と、第1V相抵抗器群RV1と、第1W相抵抗器群RW1とが短絡する箇所と第1U相抵抗器群RU1の間に配置される。
このため、第1筐体2aの第4筐体2dと接する側の面には、少なくともケーブルを通すための第1開口2a1が設けられる。
また、第2筐体2bの第4筐体2dと接する側の面には、少なくともケーブルを通すための第2開口2b1が設けられる。
また、第3筐体2cの第4筐体2dと接する側の面には、少なくとも、ケーブルを通すための開口が設けられる。
このため、1つの冷却装置で1つの抵抗ユニットを冷却する形態に比べて、大きさや定格容量が小さい冷却装置を用いることが出来る。
冷却装置の大きさや定格容量を小さく出来るので、複数の冷却装置を用いたとしても、大きな1つの冷却装置を用いる形態に比べて、冷却装置による騒音を軽減することが可能になる。
また、大きさが小さい冷却装置を用いることが出来るため、厚さ方向(冷却ファンの軸方向)の寸法を抑えて、負荷試験装置1の小型化にも貢献出来る。
具体的には、x方向に4個、y方向に3個で、計4×3=12個の冷却装置が、抵抗ユニットの1つの保持部の開口と対向するように並べられる例が考えられる。
この場合には、複数の冷却装置を含む冷却部の上方に冷却対象となる抵抗ユニットが配置される。
第1排気口用フード35aは、抵抗ユニット30の排気口からz方向に突出し、下方向若しくは斜め下方向に開口する。
第1吸気口用フード55aは、冷却部50の吸気内からz方向に突出し、下方向若しくは斜め下方向に開口する。
この場合には、不使用時に、第1排気口用フード35aが抵抗ユニット30からz方向に突出しない状態に出来る。
また、第1排気口用フード35aは、閉じた状態になるように付勢され、冷却部50からの冷却風によって、開いた状態にされる形態であってもよい。
この場合には、電気エネルギーを用いずに、自動的に第1排気口用フード35aの開閉を行うことが可能になる。
この場合には、不使用時に、第1吸気口用フード55aが冷却部50からz方向に突出しない状態に出来る。
屋根部2eは、寄棟造など、上部に傾斜面が設けられる形状を有する。
これにより、負荷試験装置1が屋外に設置された場合に、第1筐体2a~第4筐体2dの上部に雨や雪が直接当たるのを防ぐことが出来る。また、屋根部2eに雪が積もった場合でも、傾斜面を使って容易に下方に落とすことが出来る。
第1筐体2a~第4筐体2dに含まれる電気部品が、土台部2fの高さ分だけ高い位置に配置される。
このため、負荷試験装置1が屋外に設置され、負荷試験装置1の周囲に雪が積もった場合でも、負荷試験装置1を構成する電気部品に雪や雪が解けた水が触れる可能性を低く出来る。
拡散部57は、第1冷却装置53a~第6冷却装置53fから抵抗ユニット発せられる冷却風を、xy方向(特にx方向)に拡散させるもので、例えば、y方向に延びる棒状部材で構成される(図9、図10参照)。
本実施形態では、拡散部57は、y方向に延びる12本の棒状部材で構成される例を示すが、棒状部材の数は12本に限るものではない。
また、拡散部57は、冷却装置ごとに別々に設けられる形態であってもよい。
ただし、拡散部57は、xz断面が冷却部50側が尖った略V字形状などで構成されてもよい。
拡散部57を冷却部50と抵抗ユニット30の間に設けることにより、冷却風をx方向などに拡散させ、抵抗器の全体に略均一に冷却風を触れさせることが可能になる。
この場合には、不使用時は、付勢により拡散部57が冷却部50の冷却装置(第1冷却装置53a~第6冷却装置53f)の排気口を閉じ、使用時は、冷却風により当該開閉扉が押されて開き、拡散部57が冷却部50の冷却装置(第1冷却装置53a~第6冷却装置53f)の排気口を開く。
これにより、不使用時は、抵抗ユニット30に風が流れないので、埃などが外部から侵入しにくくなる。
ストッパー57aは、第1冷却装置53aなどのオンオフ状態に連動して、オンオフ制御される。
具体的には、第1冷却装置53a~第6冷却装置53fの少なくとも1つがオン状態にされた時に、ストッパー57aによる開閉扉が開くのを抑制する状態が解除され、冷却風によって開閉扉が開く。
また、第1冷却装置53a~第6冷却装置53fのすべてがオフ状態にされた時、開閉扉が閉じた後に、ストッパー57aは開閉扉が開くのを抑制し、開閉扉が閉じた状態を維持する。
これにより、冷却装置の不使用時に開閉扉が風で開くのを防止出来る。
この場合、吸気口用フードを設ける形態よりも、冷却部50からz方向に飛び出ない形で、不使用時に冷却部50の吸気口を閉じ、使用時に冷却部50の吸気口を開くことが出来る。
この場合、排気口用フードを設ける形態よりも、抵抗ユニット30からz方向に飛び出ない形で、不使用時に抵抗ユニット30の排気口を閉じ、使用時に抵抗ユニット30の排気口を開くことが出来る。
同様に、第2抵抗ユニット30bと第1抵抗ユニット30aとを繋ぐ第2碍子33bが、第2保持部31bの下部に取り付けられる形態を説明した。
同様に、第3抵抗ユニット30cと第2抵抗ユニット30bとを繋ぐ第3碍子33cが、第3保持部31cの下部に取り付けられる形態を説明した。
第2保持部31bの上部には、x方向に突出する第2上突起部32bが設けられる。
第3保持部31cの上部には、x方向に突出する第3上突起部32cが設けられる。
第1保持部31aの下部には、x方向に突出する第1下突起部32dが設けられる。
第2保持部31bの下部には、x方向に突出する第2下突起部32eが設けられる。
第3保持部31cの下部には、x方向に突出する第3下突起部32fが設けられる。
第1下突起部32d~第3下突起部32fは、x方向から見て略L字形状を有し、xz面と平行な第3面と、当該第3面からy方向上方に延びるxy平面と平行な第4面を有する。
第2碍子33bは、第2下突起部32eの第3面と、第1上突起部32aの第1面と間に取り付けられる。
第3碍子33cは、第3下突起部32fの第3面と、第2上突起部32bの第1面との間に取り付けられる。
上突起部に相当する部分と下突起部に相当する部分が一体的に構成される場合には、第1保持部31aには、x方向に突出する第1突出領域32adが設けられる。
第2保持部31bには、x方向に突出する第2突出領域32beが設けられる。
第3保持部31cには、x方向に突出する第3突出領域32cfが設けられる。
第1碍子33aは、第1突出領域32adの下部(下面)と、第1筐体2aとの間に取り付けられる。
第2碍子33bは、第2突出領域32beの下部(下面)と、第1突出領域32adの上部(上面)との間に取り付けられる。
第3碍子33cは、第3突出領域32cfの下部(下面)と、第2突出領域32beの上部(上面)との間に取り付けられる。
特に、図21に示すように、突出領域が枠形状で構成される場合には、図20に示すように、突出領域が棒形状で構成される形態に比べて、更に強度を高めることが出来る。
第2排気口用フード35bは、抵抗ユニット30の排気口からz方向に突出し、上方向若しくは斜め上方向に開口する。
第2吸気口用フード55bは、冷却部50の吸気内からz方向に突出し、上方向若しくは斜め上方向に開口する。
この場合、第2排気口用フード35bを介して排出される熱風が、第2排気口用フード35bの近くに居る作業者などに当たりにくく出来る。
この場合、第1の抵抗グループG1の第1筐体2a及び第2筐体2bにおける第2の抵抗グループG2と接する側の面には、少なくともケーブルを通す開口が設けられるのが望ましい。
これにより、殆どのケーブルが筐体の外側に見えない状態で、負荷試験装置1を組み上げることが可能になる。
また、第2の抵抗グループG2にx方向で隣接する第3の抵抗グループ(不図示)を更に設ける形態であってもよい。
これにより、第1の抵抗グループG1だけが設けられる形態に比べて、制御部70を共用しながら、負荷量の大きい負荷試験を行うことが可能になる。
図16は、負荷試験装置1のうち、第1の抵抗グループG1と制御部70の接続関係を示し、第2の抵抗グループG2の詳細は省略している。
図17は、負荷試験装置1のうち、第2の抵抗グループG2と制御部70の接続関係を示し、第1の抵抗グループG1の詳細は省略している。
VCSは、第2の抵抗グループG2の抵抗ユニット30に設けられる形態であってもよいし、制御部70に設けられる形態であってもよい。
下段の狭窄部58の上底は、第1保持部31aと接しない状態で、第1保持部31aの内側に配置される。
中段の狭窄部58の上底は、第2保持部31bと接しない状態で、第2保持部31bの内側に配置される。
上段の狭窄部58の上底は、第3保持部31cと接しない状態で、第3保持部31cの内側に配置される。
狭窄部58を設けることにより、冷却部50からの冷却風を第1保持部31a~第3保持部31cの内側に集中させることが可能になる。
図19は、狭窄部58の上底開口に棒状の拡散部57が設けられた例を示す。
1a~1c 第1負荷試験部~第3負荷試験部
2a 第1筐体(抵抗ユニットの筐体)
2a1 第1開口
2b 第2筐体(冷却部の筐体)
2b1 第2開口
2c 第3筐体(制御部の筐体)
2d 第4筐体(リレー部の筐体)
2e 屋根部
2f 土台部
3 接続部材
4 制御線
30 抵抗ユニット
30a~30c 第1抵抗ユニット~第3抵抗ユニット
31a~31c 第1保持部~第3保持部
31a1~31c1 第1開口~第3開口
32a~32c 第1上突起部~第3上突起部
32d~32f 第1下突起部~第3下突起部
32ad 第1突出領域
32be 第2突出領域
32cf 第3突出領域
33a~33c 第1碍子~第3碍子
35a 第1排気口用フード
35a1 第1上面部
35a2 第1側面部
35b 第2排気口用フード
35b1 第1下面部
35b2 第3側面部
50 冷却部
50a~50c 第1冷却部~第3冷却部
53a~53f 第1冷却装置~第6冷却装置
55a 第1吸気口用フード
55a1 第2上面部
55a2 第2側面部
55b 第2吸気口用フード
55b1 第2下面部
55b2 第4側面部
57 拡散部
57a ストッパー
58 狭窄部
70 制御部
71 操作部
73 電源端子部
75 制御端子部
77 電力供給制御部
90 リレー部
FS ファンスイッチ
G1 第1の抵抗グループ
G2 第2の抵抗グループ
MS モードスイッチ
RU1~RU3 第1U相抵抗器群~第3U相抵抗器群
RV1~RV3 第1V相抵抗器群~第3V相抵抗器群
RW1~RW3 第1W相抵抗器群~第3W相抵抗器群
S1~S3 第1操作スイッチ~第3操作スイッチ
SU1~SU3 第1U相スイッチング装置~第3U相スイッチング装置
SV1~SV3 第1V相スイッチング装置~第3V相スイッチング装置
SW1~SW3 第1W相スイッチング装置~第3W相スイッチング装置
UT U相端子
VT V相端子
WT W相端子
Claims (5)
- 複数の抵抗器と、前記複数の抵抗器を保持する保持部を有する抵抗ユニットと、
前記抵抗ユニットを保持する筐体と、を備え、
前記保持部は、碍子を介して、前記筐体の上に配置され、
前記碍子は、前記保持部の下部から前記水平方向に突出する下突起部と、前記筐体の間に取り付けられ、
前記複数の抵抗器の端子の前記保持部から突出する方向は、前記複数の抵抗器のそれぞれが延びる第1方向と平行であり、
前記下突起部が突出する方向は、前記第1方向若しくは前記第1方向と垂直な方向と平行であることを特徴とする負荷試験装置。 - 前記下突起部は、水平方向から見て略L字形状を有し、水平面と平行な面と、水平面と垂直な面を有し、
前記碍子は、前記下突起部の前記水平面と平行な面に取り付けられる、請求項1に記載の負荷試験装置。 - 前記複数の抵抗器に冷却風を送り込む冷却装置を含む冷却部を更に備え、
前記冷却部の情報に前記抵抗ユニットが配置される、請求項1または請求項2に記載の負荷試験装置。 - 前記抵抗ユニットの上部を覆う屋根部と、
前記筐体の下部に設けられた土台部とを更に備え、
前記屋根部は、寄棟造であることを特徴とする請求項1に記載の負荷試験装置。 - 複数の抵抗器と、
前記複数の抵抗器を保持する保持部と、を備えた負荷試験装置の抵抗ユニットであって、
前記保持部は、碍子を介して、前記抵抗ユニットを保持する筐体の上に配置され、
前記碍子は、前記保持部の下部から前記水平方向に突出する下突起部と、前記筐体の間に取り付けられ、
前記複数の抵抗器の端子の前記保持部から突出する方向は、前記複数の抵抗器のそれぞれが延びる第1方向と平行であり、
前記下突起部が突出する方向は、前記第1方向若しくは前記第1方向と垂直な方向と平行であることを特徴とする抵抗ユニット。
Applications Claiming Priority (5)
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