JP4352762B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、電力変換のための半導体モジュールとその付属品とをユニットとして制御盤等の筐体内に収納する電力変換装置に係り、特にその実装構成の改善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ加工などの加工電源装置、インバータ装置などの電力変換装置は、交流電源の入力遮断器、ピーク電流の抑制及び他の接続機器に対する電源歪みの悪影響を防止するためのＡＣリアクトル、主回路電磁開閉器、交流電力を直流電力に整流するダイオードモジュール、上記直流電力に含まれる脈動分を平滑するための電解コンデンサ、平滑された直流電力を所望の電圧と周波数の交流電力に変換するためのＩＧＢＴなどの半導体モジュール、上記ダイオードモジュール及び半導体モジュールを冷却するためヒートシンク及び冷却ファン、各種制御プリント基板及び入出力接続部などの機器から構成される。
【０００３】
上記従来の電力変換装置は、半導体モジュール、放熱フィン、平滑コンデンサを含む主回路ブロック、プリント板ブロック、冷却ファンブロック、端子台ブロック、箱体ブロックなどから構成して、組立，保守点検の手間を軽減し、異なる保護構造が容易に構成できるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２３２２８８号公報（段落［００１２］、第１図）
【０００５】
また、保守の便宜のためスライドユニットを備えた電子機器装置において、スライド動作に伴うケーブルの折りたたみ処理のために、上記電子機器装置に接続されるケーブル群の略中央部を保持するケーブル支え部を形成したケーブル処理具を該電子機器装置の固定部側に回動自在に備えている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献２】
特許第３３４０６３０号公報（段落［００３５］、段落［００３６］、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
例えば前記特許文献１に記載のものは、機器を平面的に配置しているので装置の幅が大きく、さらにこの電力変換装置の前方には該装置の保守・点検のため他の機器を配置収納できない。さらに、使用上必要となる入力遮断器、ＡＣリアクトル、主回路電磁開閉器を備えていない。これら電力変換装置における付帯的機器は制御盤内の周辺のスペースに収納されることとなる。この結果、インバータなど電力変換装置の本体部分がコンパクトであっても制御盤筐体内にデッドスペースを生じやすく、従って制御盤筐体も大きくなり、機器相互の配線も長くなり配線工数も多く制御盤全体の製造コストが大幅に増大するという問題があった。
【０００８】
また、配線接続したままユニットを引き出して筐体前面側からすべての機器を点検・保守できるように構成されていないので、背面に位置する放熱フィンの目詰まり点検等が容易にできず、ユニット組み込み、交換も迅速に行うことができないという問題があった。
【０００９】
例えば前記特許文献２に記載のものは、ケーブルが電子機器装置の背面に接続される構造なので、電子機器装置を引き出した状態でケーブル接続作業を行う必要がある。この作業は接続部が目視しづらく、解放状態の前カバーが支障になるなど狭い空間で行うこととなり、ユニット組み込み、交換が容易にできないという問題があった。さらに、ケーブルが複数本の場合はケーブル処理具に入りきらなくなり、構造が複雑化するという問題があった。
【００１０】
この発明は、前記のような問題点を解消するためになされたものであり、電力変換装置における付帯的機器もユニットとして一体に実装してコンパクトに構成でき、制御盤筐体を小形にでき制御盤全体の製造コストが低減できる電力変換装置を得ることを目的とする。
【００１１】
また、ユニット全体の試験・保守及び点検が容易にでき、ユニット組み込み、交換が迅速にできる電力変換装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明による請求項１に係る電力変換装置は、半導体モジュールが取り付けられたヒートシンクと上記ヒートシンクを冷却する冷却ファンとを引出形ユニットとして筐体内にガイドレールを介して着脱自在に収納する電力変換装置において、上記引出形ユニットのユニットケーシングを、左右側板と上記左右側板とを前後で連結する前面板と背面板とから構成すると共に、上記ガイドレールを上記ユニットケーシングの左右側板の最上部に配設し、上記筐体の前面下部に筐体側ケーブルが配線接続されるコネクタ及び主回路接続部を配設し、上記ガイドレールに組み込まれた延長レールによって、上記筐体側のケーブルを接続したまま、上記引出形ユニットを筐体外部に引き出した状態で懸垂保持することを特徴とするものである。
【００１３】
この発明による請求項２に係る電力変換装置は、引出形ユニットを、背面板によってユニット前方部とユニット後方部とに仕切り、上記ユニット前方部において、前面板と背面板との間に位置して側板開口部内に機器が取り付けられた側面パネルを配設し、ガイドレールに組み込まれた延長レールによって、上記引出形ユニットを筐体外部に引き出した状態で、上記側面パネルをユニット側面の外側に移動し、上記前面板と背面板との間に空間を形成することを特徴とするものである。
【００１４】
この発明による請求項３に係る電力変換装置は、コネクタ及び主回路接続部に引き込み接続される筐体側のケーブルを、ユニット前方部の底面奥部において固定する第１の保持部と、上記第１の保持部より下部前方に位置する筐体部分において固定する第２の保持部とを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
この発明による請求項４に係る電力変換装置は、主回路接続部が端子台で形成されるものにおいて、主回路端子台に引き込み接続されるケーブル端末を、上記主回路端子台相間ピッチに一致するようにクリート部材で固定し、上記クリート部材に端子台部分と係合して誤接続を防止する係合部を形成することを特徴とするものである。
【００１６】
この発明による請求項５に係る電力変換装置は、ガイドレールは筐体に固定される固定レールと上記固定レールから前方に引き出される延長レールとを有し、上記延長レールは固定レール前端に固定される第１のスライダーピンと延長レール後端に固定される第２のスライダーピンによって摺動自在に引き出され、上記延長レールは引出形ユニットのレール部に係合して該引出形ユニットの左右を規制すると共に第１のスライダーピンに案内される第１の延長レールと第１のスライダーピンに摺動自在に支持される第２の延長レールが重ね合わされることを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１１を参照してこの発明の実施の形態に係る電力変換装置の構成を説明する。図１は制御盤内に収納した電力変換装置の縦断面図、図２は図１において電力変換装置を引き出した状態の縦断面図、図３は電力変換装置の上面図、図４は電力変換装置の正面図、図５は電力変換装置の側面パネル部分の正面図、図６は電力変換装置のユニット後方部の正面図と電力変換装置を引き出した後の制御盤の要部正面図、図７は主回路接続部である主回路端子台の正面図、図８は主回路接続部である主回路端子台の側面図、図９はガイドレールの側面図、図１０は図９のＡ−Ａ線断面図、図１１は図９のＢ−Ｂ線断面図である。
【００１８】
図において、１は制御盤１００の底板である。底板１の前後にはビーム２が配設されており、キャスター３が取り付けられている。４は制御盤１００の中段に配設された水平仕切板である。５は前面に配設された扉、６は背面に配設された裏板である。７は扉５と裏板６との間に配設された垂直仕切板で、底板１と水平仕切板４との間の空間内は、垂直仕切板７によって前後に分割され、前方に防塵区画１０１が形成されると共に後方に換気区画１０２が形成されている。また、水平仕切板４の上部には他の区画１０４が形成され、他の扉等で閉塞されている。
【００１９】
裏板６の上部にはスリット孔から成る上排気口６Ａが穿設されている。換気区画１０２内に位置する底板１にはスリット孔から成る下側の排気口１Ａが穿設されている。また、裏板６の中間部には上排気口６Ａより大きいスリット孔から成る吸気口６Ｂが穿設されている。
【００２０】
図６に示す９は中間側壁であり、扉５と裏板６はそれぞれ右の中間側壁９と左の中間側壁（図示せず）の前後面に密着され、垂直仕切板７の左右端は中間側壁９の側壁面９Ａに密着固定されている。また、扉５には内気ファン２１、伝熱板２２及び外気ファン２３を有し、防塵区画１０１内を間接空冷するための熱交換器１０８が取付られている。以上のように形成された防塵区画１０１及び換気区画１０２は、必要に応じて制御盤１００内に横並びに複数個形成される。
【００２１】
次に電力変換装置１０５の構成について説明する。引出形ユニットである電力変換装置１０５のユニットケーシングは左側板５１と右側板５２及び左右側板５１，５２を後方と前方において連結する背面板５３と前面板５４とから成る。また、左右側板５１，５２の中央部にはそれぞれ開口５１Ｂ、５２Ｂが設けられている。そして背面板５３の前側に位置するユニット前方部１０６と裏側に位置するユニット後方部１０７とから構成され、ユニット前方部１０６は防塵区画１０１内に収納配置されユニット後方部１０７は換気区画１０２内に収納配置される。
【００２２】
ユニット前方部１０６に収納される部品として、２４は交流電源の入力遮断器、２５は制御回路のための保護遮断器、２６は制御基板であり、前面板５４の前側に取り付けられている。前面板５４の裏側にも制御基板２７などが取り付けられている。制御基板２６の前側には補助板５５を介して表示基板２９が取り付けられている。２８は制御基板２６の下方部分に実装された制御回路用のコネクタである。４２，４３は主回路接続部を形成する主回路端子台で端子取付金具６１に固定されている。
【００２３】
３０，３１はそれぞれ主回路電磁開閉器で側面パネル５６に取り付けられている。側面パネル５６は右側板５２の開口５２Ｂの中に位置しており、上下に折り曲げ形成された横リブ５２Ｃ、５２Ｄにピン６７（図５）を介して回動自在にねじ止め固定されている。３２は交流電力を直流電力に整流するダイオードモジュールである。３３は上記直流電力に含まれる脈動分を平滑するための電解コンデンサで、２個が横並びに配設されている。３４は平滑された直流電力を所望の電圧と周波数の交流電力に変換するためのＩＧＢＴなどの半導体モジュールである。３５は半導体モジュール３４のためのゲート制御基板である。
【００２４】
ユニット後方部１０７に収納される部品として、３６は上ヒートシンク、３７は下ヒートシンクである。上ヒートシンク３６は、そのベースプレート３６Ａで背面板５３に穿設された角穴５３Ａを塞ぐように固定され、放熱フィン３６Ｂは換気区画１０２内に配置されている。下ヒートシンク３７も同様に角穴５３Ｃを塞ぐように固定されている。ヒートシンク３６，３７にダイオードモジュール３２、半導体モジュール３４が固定されている。
【００２５】
上下ヒートシンク３６，３７の間に配置された電解コンデンサ３３はその端子部が防塵区画１０１内に配置されると共に本体部が背面板５３に穿設された丸穴５３Ｂを貫通して換気区画１０２内に配置されている。丸穴５３Ｂは押さえ板５９で圧縮された弾性体６０で塞がれると共に電解コンデンサ３３本体部も弾性体６０によって保持されている。そして、導体４０によって並列接続されると共に導体４１によってダイオードモジュール３２及び半導体モジュール３４と接続固定されている。
【００２６】
下ヒートシンク３７の下方に巻き線と鉄心とを備えた機器３８が配設されている。機器３８はＡＣリアクトルや高周波変圧器として使用される。機器３８の取付部材３８Ｃは背面板５３の角穴５３Ｄを塞ぐように固定され、巻き線３８Ａと鉄心３８Ｂは換気区画１０２内に配置されている。また、取付部材３８Ｃの前面側には防塵区画１０１内に位置して端子台３８Ｄが取り付けられている。
【００２７】
５７は上下のヒートシンク３６，３７及び電解コンデンサ３３の本体後方部を覆うフィンカバーである。フィンカバー５７はコ字形の水平断面を有し、左右の側板５１，５２にねじ止め固定され、その背面に冷却ファン３９が取付られている。冷却ファン３９は１個ないし２個が電解コンデンサ３３のほぼ中心に配置されている。また、フィンカバー５７の上端には後方に向かって斜め上方に延びる気流案内板５７Ｂが形成されている。
【００２８】
以上のように構成された電力変換装置１０５は、入力遮断器２４、保護遮断器２５、主回路電磁開閉器３０，３１、ＡＣリアクトル等の機器３８などの付帯的機器も含めて各機器が左右側板５１，５２内の縦長の空間に奥行き方向に重ねて引出形ユニットとして一体に実装されている。
【００２９】
次にガイドレール機構１０９の構成について説明する。図９〜１１において、７０は水平仕切板７の下面に固定された支持フレームで、固定レール７１が固着されている。支持フレーム７０と固定レール７１にはそれぞれ同心の長いスロット７０Ａと７１Ａが形成されている。また、固定レール７１の突起７１Ｂはユニット後方押さえである。７２は延長レールで、第１の延長レール７３と第２の延長レール７４とが重ね合わせられ一体に固着されている。第１の延長レール７３と第２の延長レール７４にはそれぞれ同心の長いスロット７３Ａと７４Ａが形成されている。
【００３０】
支持フレーム７０及び固定レール７１の前端には第１のスライダーピン７５がリベット７７で固定されている。第１のスライダーピン７５は小径部７５Ａと大径部７５Ｂとリベット７７を受け入れる凹部７５Ｃを有する。第１の延長レール７３の後端には第２のスライダーピン７６がリベット７７で固定されている。リベット７７の頭部を受け入れるために、第２の延長レール７４には穴７４Ｂが設けられている。第２のスライダーピン７６は小径部７６Ａと大径部７６Ｂとリベット７７を受け入れる凹部７６Ｃを有する。幅の広いスロット７０Ａの中に第２のスライダーピン７６の大径部７６Ｂが収まり、幅の狭いスロット７１Ａの中に小径部７６Ａが収まり摺動自在に支持される。さらに、幅の狭いスロット７３Ａの中に第１のスライダーピン７５の小径部７５Ａが収まり、幅の広いスロット７４Ａの中に大径部７５Ｂが収まり摺動自在に支持される。
【００３１】
ガイドレール機構１０９は左右側板５１，５２の最上部に配設され、防塵区画１０１から垂直仕切板７の開口７Ｂを通り換気区画１０２内に延びている。１４はガイドレール機構１０９の後方部を換気区画１０２から仕切るためのレールカバーである。以上のように、延長レール７２は固定レール７０前端に固定される第１のスライダーピン７５と延長レール７２後端に固定される第２のスライダーピン７６によって摺動自在に水平に引き出しできる。
【００３２】
電力変換装置１０５の側板５１，５２の上端にはそれぞれユニット側のレールとなるウィング５１Ａ，５２Ａが形成され、収納状態では第１の延長レール７３を跨ぐウィング５１Ａ，５２Ａの下端が固定レール７１の上端に乗り懸垂保持されるが、引出状態では延長レール７３のガイド部７３Ｂにウィング５１Ａ，５２Ａが引っ掛けられて懸垂保持される。側板５１，５２を上端前方で連結する横枠６５はガイドレール機構１０９とのロック機構１１０の組み付けや取っ手として使用される。電力変換装置１０５のユニット後方部１０７は垂直仕切板７に穿設された開口７Ａを貫通して換気区画１０２内に位置する。開口７Ａの周りに当接するようにパッキン５８が配設され換気区画１０２との密閉性が向上されている。
【００３３】
筐体側の制御ケーブル４４と主回路ケーブル４５は、それぞれ図４に示されるように前面下部に配設されたコネクタ２８と主回路端子台４２、４３とに接続される。制御ケーブル４４と主回路ケーブル４５はほぼ平行線状態を保って奥の方に曲げられ、左右側板５１，５２の下端の奥に横通しされたサポート６２において第１の保持部６３で固定されている。次に第１の保持部６３より下部前方に位置する筐体部分（この実施例では底板１）において第２の保持部６４で固定されている。その先は底板１の下面に配設された配線ダクト１５内に入り、横方向に渡り配線されている。なお、配線ダクト１５の上には適宜に蓋１６を備えた布線作業の開口が設けられている。
【００３４】
主回路ケーブル４５の端末は、主回路端子台４２，４３の相間ピッチに一致するように上クリート４６と下クリート４７との間に挟まれ固定されている。上クリート４６はフック４６Ａ等の手段で下クリート４７と結合される。また、下クリート４７には係合突起４７Ａが形成され、端子取付金具６１に形成された係合脚６１Ａの係合穴６１Ｂ内に挿入できる。
【００３５】
縦長に構成された電力変換装置１０５は、左右の中間側壁９、９の間に通常２台から３台を横並びに近接して収納することができる。図中の一点鎖線９０は横並び配置された電力変換装置１０５の境界線を示している。即ち、防塵区画１０１及び換気区画１０２は複数台の電力変換装置１０５に共通に形成されている。
【００３６】
次に動作について説明する。図１の最終収納位置における電力変換装置１０５は、図２に示されるように、ケーブル４４，４５の結線を外すことなく、全体を制御盤１００の筐体の外部に引き出して懸垂保持できる。左側板５１及び右側板５２の中央部にはそれぞれ開口５１Ｂ、５２Ｂが設けられ大部分が解放されている。この状態でユニット前方部１０６の機器は全て目視できる。従って、通電状態での試験・動作確認や点検が容易にできる。また、複数台の電力変換装置１０５はネットワーク制御のため相互に接続される。各ケーブル４４，４５は正面から選択的に容易に着脱できるから、ネットワーク試験やユニット単独試験を簡単に実施できる。
【００３７】
側面パネル５６はピン６７を中心として回動でき、側面パネル５６に取り付けられた主回路電磁開閉器３０，３１等は、図５で示すように右側板５２の外側に配線したまま移動できる。この状態で、背面板５３と前面板５４との間に空間が形成される。上記空間は左側板５１と右側板５２との間の全領域に形成され、背面板５３の前面側と前面板５４の背面側に取り付けられた機器のネジ増し締めなど保守が容易にできる。
【００３８】
冷却ファン３９も筐体外部に露出しているので、点検及び交換が容易にできる。また、ヒートシンク３６，３７も露出しているので、その放熱フィンが過度の塵埃によって目詰まりしてないかどうか容易に目視点検ができる。さらに、フィンカバー５７は両側面から固定ネジを緩め冷却ファン３９を付けたまま取り外すことができる。従って、ヒートシンク３６，３７の清掃も可能である。
【００３９】
図２の最終引出位置にある電力変換装置１０５を押し込むにつれて、制御ケーブル４４と主回路ケーブル４５は、第１の保持部６３と第２の保持部６４との間のみでたわみ、上記各ケーブルは平行線状態を保ったまま第２の保持部６４を中心として反転し図１の状態に戻される。即ち、電力変換装置１０５の引出・挿入に伴って各ケーブルは絡まったり、布線状態が変わったりすることが無く、整然とした配線が維持される。また、正面から引出・挿入に伴うケーブル移動状態が目視確認できるので信頼性が向上される。
【００４０】
図７，図８に示されるように、主回路ケーブル４５端末の丸圧着端子４５Ａ部分は上下のクリート４６，４７で固定されている。この主回路ケーブル４５は左右上下方向及び組み合わされる端子台が正規であるときのみ係合突起部４７Ａが係合穴６１Ｂ内に挿入でき、端子台４２，４３とネジ締め接続できる。主回路端子台４２，４３にネジアップ式端子台を使用すると、係合穴６１Ｂへの係合突起４７Ａの挿入に伴ってバネで押し上げられた端子ネジ４３Ａと端子バー４３Ｂとの間に丸圧着端子４５Ａが一括して円滑に挿入できる。以上のように、丸圧着端子４５Ａを有した複数本の主回路ケーブル４５は、誤配線することなく接続作業が迅速にできる。なお、図７，図８にて示した例では主回路接続部を端子台としたが、コネクタにて形成してもよく、この場合は上記クリートの代わりにコネクタハウジングにて主回路ケーブル端末は固定され、且つコネクタの雄雌の形状及び方向が一致したときのみ挿入できるので上記端子台と同じ効果が得られる。
【００４１】
図４に示されるように、ユニット内の各機器と接続される制御基板２６の各種コネクタは表示基板２８と前面補助板５５で覆われ、下部に実装された制御回路コネクタ２８のみが見える。従って、制御ケーブル４４の着脱作業において相手コネクタを容易に判別できる。また、制御ケーブル４４と主回路ケーブル４５とを、電力変換装置１０５から外す必要があるときは、第１の保持部６３を解除する必要はなく、サポート６２ごと一括して外せばよい。
【００４２】
延長レール７２の第１の延長レール７３はガイド部７３Ｂを曲げ形成するため比較的薄い板厚で構成され、第２の延長レール７４はそれより厚い板厚で構成されている。第１の延長レール７３が第１のスライダーピン７５によって案内され、延長レール７２は脱落が阻止されており、第２の延長レール７４が第１のスライダーピン７５の大径部７５Ｃによって荷重を支えられて延長レール７２は摺動される。図２の最終引出位置にある電力変換装置１０５の荷重は大径部７５Ｃに最も加わるが、大径部７５Ｃと厚い板厚の第２の延長レール７４とは幅広く線接触しているので摩擦が少なく円滑な挿入及び引出摺動ができる。また、第１のスライダーピン７５は第２の延長レール７４より突出しないので横枠６５の固定ネジ６６頭部などとの干渉が防止できる。即ち、所要幅寸法の小さいガイドレールに構成できる。
【００４３】
第１の延長レール７３のガイド部７３Ｂは、ユニット側レールであるウィング５１Ａ，５２Ａの内側に係合して引出形ユニットである電力変換装置１０５は左右を規制され懸垂保持状態での揺れが防止される。
【００４４】
冷却ファン３９の運転により、矢印９１で示す外気吸気流は吸気口６Ｂからフィンカバー５７内に押し込まれ、上側の外気気流９２と下側の外気気流９３に分流する。上側の外気気流９２は上ヒートシンク３６の放熱フィン３６Ｂ内を貫流してフィンカバー５７上端部分から後方にほぼ直角に偏向され上排気口６Ａを通って矢印９２Ａで示す上側の排気気流として制御盤外に排気される。この際、上側の外気気流９２は気流案内板５７Ｂによって流路が絞られるので、高速で排気され吸気側への気流短絡が防止される。
【００４５】
下側の外気気流９３は、下ヒートシンク３７の放熱フィン内を貫流して下端部から押し出される。次に巻き線と鉄心とを備えた機器３８を冷却して底板１のスリット孔１Ａから矢印９３Ａで示す下側の排気気流として制御盤外に排気される。以上により、上下ヒートシンク３６，３７に取り付けられたダイオードモジュール３２、半導体モジュール３４は良好に冷却され、電解コンデンサ３３、巻き線と鉄心とを備えた機器３８も外気による強制冷却される。
【００４６】
内気ファン２１の運転により防塵区画１０１内の高温空気（内気）は伝熱板２２の上部からに送り込まれ、矢印９４で示されるように防塵区画１０１の下部に戻される。他方、外気ファン２３の運転により外気は伝熱板２２の下部から送り込まれ、矢印９５で示されるように制御盤外に排気される。以上の伝熱板２２内の熱交換作用により防塵区画１０１内は間接的に冷却され、ユニット前方部１０６内の各電気機器は良好に冷却される。
【００４７】
【発明の効果】
この発明に係る電力変換装置は、上記引出形ユニットのユニットケーシングを左右側板と上記左右側板を前後で連結する前面板と背面板とから構成し、上記左右側板の最上部に配設されたガイドレールに組み込まれた延長レールによって、筐体側のケーブルを接続したまま、引出形ユニット全体を筐体外部に引き出して懸垂保持できるので、付帯的機器も含めて各機器を縦長の空間に奥行き方向に重ねて一体に実装でき、機器相互の配線も容易にでき、制御盤筐体を小形にできる。また、付帯的機器も含めて各機器の試験及び点検が容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態に係る制御盤内に収納した電力変換装置の縦断面図である。
【図２】 図１において電力変換装置を最大引出位置まで引き出した縦断面図である。
【図３】 この発明の実施の形態に係る制御盤内に収納した電力変換装置の上面図である。
【図４】 この発明の実施の形態に係る制御盤内に収納した電力変換装置の正面図である。
【図５】 この発明の実施の形態に係る制御盤内に収納した電力変換装置の側面パネル部分の正面図である。
【図６】 この発明の実施の形態に係る制御盤内に収納した電力変換装置のユニット後方部の正面図と電力変換装置を引き出した後の制御盤の要部正面図である。
【図７】 この発明の実施の形態に係る制御盤内に収納した電力変換装置の主回路接続部である主回路端子台の正面図である。
【図８】 図７の主回路接続部である主回路端子台の側面図である。
【図９】 この発明の実施の形態に係る制御盤内に収納した電力変換装置のはガイドレールの側面図である。
【図１０】 図９のＡ−Ａ線断面図である。
【図１１】 図９のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１ 底板、４ 水平仕切板、５ 扉、６ 裏板、６Ａ 上排気口、６Ｂ 吸気口、７ 垂直仕切板、２８ コネクタ、３０，３１ 主回路電磁開閉器、３２ ダイオードモジュール、３４ 半導体モジュール、３６ 上ヒートシンク、３７ 下ヒートシンク、３８ 巻き線と鉄心とを備えた機器、３９ 冷却ファン、４２，４３ 主回路端子台、４４ 制御ケーブル、４５ 主回路ケーブル、４６ 上クリート、４７ 下クリート、５１ 左側板、５２ 右側板、５３ 背面板、５４ 前面板、５６ 側面パネル、６３ 第１の保持部、６４ 第２の保持部、７１固定レール、７２ 延長レール、７３ 第１の延長レール、７４ 第２の延長レール、７５ 第１のスライダーピン、７６台２のスライダーピン、１００ 制御盤、１０１ 防塵区画、１０２ 換気区画、１０５ 電力変換装置、１０６ ユニット前方部、１０７ ユニット後方部、１０９ガイドレール機構。
【産業上の利用分野】
この発明は、電力変換のための半導体モジュールとその付属品とをユニットとして制御盤等の筐体内に収納する電力変換装置に係り、特にその実装構成の改善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ加工などの加工電源装置、インバータ装置などの電力変換装置は、交流電源の入力遮断器、ピーク電流の抑制及び他の接続機器に対する電源歪みの悪影響を防止するためのＡＣリアクトル、主回路電磁開閉器、交流電力を直流電力に整流するダイオードモジュール、上記直流電力に含まれる脈動分を平滑するための電解コンデンサ、平滑された直流電力を所望の電圧と周波数の交流電力に変換するためのＩＧＢＴなどの半導体モジュール、上記ダイオードモジュール及び半導体モジュールを冷却するためヒートシンク及び冷却ファン、各種制御プリント基板及び入出力接続部などの機器から構成される。
【０００３】
上記従来の電力変換装置は、半導体モジュール、放熱フィン、平滑コンデンサを含む主回路ブロック、プリント板ブロック、冷却ファンブロック、端子台ブロック、箱体ブロックなどから構成して、組立，保守点検の手間を軽減し、異なる保護構造が容易に構成できるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２３２２８８号公報（段落［００１２］、第１図）
【０００５】
また、保守の便宜のためスライドユニットを備えた電子機器装置において、スライド動作に伴うケーブルの折りたたみ処理のために、上記電子機器装置に接続されるケーブル群の略中央部を保持するケーブル支え部を形成したケーブル処理具を該電子機器装置の固定部側に回動自在に備えている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献２】
特許第３３４０６３０号公報（段落［００３５］、段落［００３６］、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
例えば前記特許文献１に記載のものは、機器を平面的に配置しているので装置の幅が大きく、さらにこの電力変換装置の前方には該装置の保守・点検のため他の機器を配置収納できない。さらに、使用上必要となる入力遮断器、ＡＣリアクトル、主回路電磁開閉器を備えていない。これら電力変換装置における付帯的機器は制御盤内の周辺のスペースに収納されることとなる。この結果、インバータなど電力変換装置の本体部分がコンパクトであっても制御盤筐体内にデッドスペースを生じやすく、従って制御盤筐体も大きくなり、機器相互の配線も長くなり配線工数も多く制御盤全体の製造コストが大幅に増大するという問題があった。
【０００８】
また、配線接続したままユニットを引き出して筐体前面側からすべての機器を点検・保守できるように構成されていないので、背面に位置する放熱フィンの目詰まり点検等が容易にできず、ユニット組み込み、交換も迅速に行うことができないという問題があった。
【０００９】
例えば前記特許文献２に記載のものは、ケーブルが電子機器装置の背面に接続される構造なので、電子機器装置を引き出した状態でケーブル接続作業を行う必要がある。この作業は接続部が目視しづらく、解放状態の前カバーが支障になるなど狭い空間で行うこととなり、ユニット組み込み、交換が容易にできないという問題があった。さらに、ケーブルが複数本の場合はケーブル処理具に入りきらなくなり、構造が複雑化するという問題があった。
【００１０】
この発明は、前記のような問題点を解消するためになされたものであり、電力変換装置における付帯的機器もユニットとして一体に実装してコンパクトに構成でき、制御盤筐体を小形にでき制御盤全体の製造コストが低減できる電力変換装置を得ることを目的とする。
【００１１】
また、ユニット全体の試験・保守及び点検が容易にでき、ユニット組み込み、交換が迅速にできる電力変換装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明による請求項１に係る電力変換装置は、半導体モジュールが取り付けられたヒートシンクと上記ヒートシンクを冷却する冷却ファンとを引出形ユニットとして筐体内にガイドレールを介して着脱自在に収納する電力変換装置において、上記引出形ユニットのユニットケーシングを、左右側板と上記左右側板とを前後で連結する前面板と背面板とから構成すると共に、上記ガイドレールを上記ユニットケーシングの左右側板の最上部に配設し、上記筐体の前面下部に筐体側ケーブルが配線接続されるコネクタ及び主回路接続部を配設し、上記ガイドレールに組み込まれた延長レールによって、上記筐体側のケーブルを接続したまま、上記引出形ユニットを筐体外部に引き出した状態で懸垂保持することを特徴とするものである。
【００１３】
この発明による請求項２に係る電力変換装置は、引出形ユニットを、背面板によってユニット前方部とユニット後方部とに仕切り、上記ユニット前方部において、前面板と背面板との間に位置して側板開口部内に機器が取り付けられた側面パネルを配設し、ガイドレールに組み込まれた延長レールによって、上記引出形ユニットを筐体外部に引き出した状態で、上記側面パネルをユニット側面の外側に移動し、上記前面板と背面板との間に空間を形成することを特徴とするものである。
【００１４】
この発明による請求項３に係る電力変換装置は、コネクタ及び主回路接続部に引き込み接続される筐体側のケーブルを、ユニット前方部の底面奥部において固定する第１の保持部と、上記第１の保持部より下部前方に位置する筐体部分において固定する第２の保持部とを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
この発明による請求項４に係る電力変換装置は、主回路接続部が端子台で形成されるものにおいて、主回路端子台に引き込み接続されるケーブル端末を、上記主回路端子台相間ピッチに一致するようにクリート部材で固定し、上記クリート部材に端子台部分と係合して誤接続を防止する係合部を形成することを特徴とするものである。
【００１６】
この発明による請求項５に係る電力変換装置は、ガイドレールは筐体に固定される固定レールと上記固定レールから前方に引き出される延長レールとを有し、上記延長レールは固定レール前端に固定される第１のスライダーピンと延長レール後端に固定される第２のスライダーピンによって摺動自在に引き出され、上記延長レールは引出形ユニットのレール部に係合して該引出形ユニットの左右を規制すると共に第１のスライダーピンに案内される第１の延長レールと第１のスライダーピンに摺動自在に支持される第２の延長レールが重ね合わされることを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１１を参照してこの発明の実施の形態に係る電力変換装置の構成を説明する。図１は制御盤内に収納した電力変換装置の縦断面図、図２は図１において電力変換装置を引き出した状態の縦断面図、図３は電力変換装置の上面図、図４は電力変換装置の正面図、図５は電力変換装置の側面パネル部分の正面図、図６は電力変換装置のユニット後方部の正面図と電力変換装置を引き出した後の制御盤の要部正面図、図７は主回路接続部である主回路端子台の正面図、図８は主回路接続部である主回路端子台の側面図、図９はガイドレールの側面図、図１０は図９のＡ−Ａ線断面図、図１１は図９のＢ−Ｂ線断面図である。
【００１８】
図において、１は制御盤１００の底板である。底板１の前後にはビーム２が配設されており、キャスター３が取り付けられている。４は制御盤１００の中段に配設された水平仕切板である。５は前面に配設された扉、６は背面に配設された裏板である。７は扉５と裏板６との間に配設された垂直仕切板で、底板１と水平仕切板４との間の空間内は、垂直仕切板７によって前後に分割され、前方に防塵区画１０１が形成されると共に後方に換気区画１０２が形成されている。また、水平仕切板４の上部には他の区画１０４が形成され、他の扉等で閉塞されている。
【００１９】
裏板６の上部にはスリット孔から成る上排気口６Ａが穿設されている。換気区画１０２内に位置する底板１にはスリット孔から成る下側の排気口１Ａが穿設されている。また、裏板６の中間部には上排気口６Ａより大きいスリット孔から成る吸気口６Ｂが穿設されている。
【００２０】
図６に示す９は中間側壁であり、扉５と裏板６はそれぞれ右の中間側壁９と左の中間側壁（図示せず）の前後面に密着され、垂直仕切板７の左右端は中間側壁９の側壁面９Ａに密着固定されている。また、扉５には内気ファン２１、伝熱板２２及び外気ファン２３を有し、防塵区画１０１内を間接空冷するための熱交換器１０８が取付られている。以上のように形成された防塵区画１０１及び換気区画１０２は、必要に応じて制御盤１００内に横並びに複数個形成される。
【００２１】
次に電力変換装置１０５の構成について説明する。引出形ユニットである電力変換装置１０５のユニットケーシングは左側板５１と右側板５２及び左右側板５１，５２を後方と前方において連結する背面板５３と前面板５４とから成る。また、左右側板５１，５２の中央部にはそれぞれ開口５１Ｂ、５２Ｂが設けられている。そして背面板５３の前側に位置するユニット前方部１０６と裏側に位置するユニット後方部１０７とから構成され、ユニット前方部１０６は防塵区画１０１内に収納配置されユニット後方部１０７は換気区画１０２内に収納配置される。
【００２２】
ユニット前方部１０６に収納される部品として、２４は交流電源の入力遮断器、２５は制御回路のための保護遮断器、２６は制御基板であり、前面板５４の前側に取り付けられている。前面板５４の裏側にも制御基板２７などが取り付けられている。制御基板２６の前側には補助板５５を介して表示基板２９が取り付けられている。２８は制御基板２６の下方部分に実装された制御回路用のコネクタである。４２，４３は主回路接続部を形成する主回路端子台で端子取付金具６１に固定されている。
【００２３】
３０，３１はそれぞれ主回路電磁開閉器で側面パネル５６に取り付けられている。側面パネル５６は右側板５２の開口５２Ｂの中に位置しており、上下に折り曲げ形成された横リブ５２Ｃ、５２Ｄにピン６７（図５）を介して回動自在にねじ止め固定されている。３２は交流電力を直流電力に整流するダイオードモジュールである。３３は上記直流電力に含まれる脈動分を平滑するための電解コンデンサで、２個が横並びに配設されている。３４は平滑された直流電力を所望の電圧と周波数の交流電力に変換するためのＩＧＢＴなどの半導体モジュールである。３５は半導体モジュール３４のためのゲート制御基板である。
【００２４】
ユニット後方部１０７に収納される部品として、３６は上ヒートシンク、３７は下ヒートシンクである。上ヒートシンク３６は、そのベースプレート３６Ａで背面板５３に穿設された角穴５３Ａを塞ぐように固定され、放熱フィン３６Ｂは換気区画１０２内に配置されている。下ヒートシンク３７も同様に角穴５３Ｃを塞ぐように固定されている。ヒートシンク３６，３７にダイオードモジュール３２、半導体モジュール３４が固定されている。
【００２５】
上下ヒートシンク３６，３７の間に配置された電解コンデンサ３３はその端子部が防塵区画１０１内に配置されると共に本体部が背面板５３に穿設された丸穴５３Ｂを貫通して換気区画１０２内に配置されている。丸穴５３Ｂは押さえ板５９で圧縮された弾性体６０で塞がれると共に電解コンデンサ３３本体部も弾性体６０によって保持されている。そして、導体４０によって並列接続されると共に導体４１によってダイオードモジュール３２及び半導体モジュール３４と接続固定されている。
【００２６】
下ヒートシンク３７の下方に巻き線と鉄心とを備えた機器３８が配設されている。機器３８はＡＣリアクトルや高周波変圧器として使用される。機器３８の取付部材３８Ｃは背面板５３の角穴５３Ｄを塞ぐように固定され、巻き線３８Ａと鉄心３８Ｂは換気区画１０２内に配置されている。また、取付部材３８Ｃの前面側には防塵区画１０１内に位置して端子台３８Ｄが取り付けられている。
【００２７】
５７は上下のヒートシンク３６，３７及び電解コンデンサ３３の本体後方部を覆うフィンカバーである。フィンカバー５７はコ字形の水平断面を有し、左右の側板５１，５２にねじ止め固定され、その背面に冷却ファン３９が取付られている。冷却ファン３９は１個ないし２個が電解コンデンサ３３のほぼ中心に配置されている。また、フィンカバー５７の上端には後方に向かって斜め上方に延びる気流案内板５７Ｂが形成されている。
【００２８】
以上のように構成された電力変換装置１０５は、入力遮断器２４、保護遮断器２５、主回路電磁開閉器３０，３１、ＡＣリアクトル等の機器３８などの付帯的機器も含めて各機器が左右側板５１，５２内の縦長の空間に奥行き方向に重ねて引出形ユニットとして一体に実装されている。
【００２９】
次にガイドレール機構１０９の構成について説明する。図９〜１１において、７０は水平仕切板７の下面に固定された支持フレームで、固定レール７１が固着されている。支持フレーム７０と固定レール７１にはそれぞれ同心の長いスロット７０Ａと７１Ａが形成されている。また、固定レール７１の突起７１Ｂはユニット後方押さえである。７２は延長レールで、第１の延長レール７３と第２の延長レール７４とが重ね合わせられ一体に固着されている。第１の延長レール７３と第２の延長レール７４にはそれぞれ同心の長いスロット７３Ａと７４Ａが形成されている。
【００３０】
支持フレーム７０及び固定レール７１の前端には第１のスライダーピン７５がリベット７７で固定されている。第１のスライダーピン７５は小径部７５Ａと大径部７５Ｂとリベット７７を受け入れる凹部７５Ｃを有する。第１の延長レール７３の後端には第２のスライダーピン７６がリベット７７で固定されている。リベット７７の頭部を受け入れるために、第２の延長レール７４には穴７４Ｂが設けられている。第２のスライダーピン７６は小径部７６Ａと大径部７６Ｂとリベット７７を受け入れる凹部７６Ｃを有する。幅の広いスロット７０Ａの中に第２のスライダーピン７６の大径部７６Ｂが収まり、幅の狭いスロット７１Ａの中に小径部７６Ａが収まり摺動自在に支持される。さらに、幅の狭いスロット７３Ａの中に第１のスライダーピン７５の小径部７５Ａが収まり、幅の広いスロット７４Ａの中に大径部７５Ｂが収まり摺動自在に支持される。
【００３１】
ガイドレール機構１０９は左右側板５１，５２の最上部に配設され、防塵区画１０１から垂直仕切板７の開口７Ｂを通り換気区画１０２内に延びている。１４はガイドレール機構１０９の後方部を換気区画１０２から仕切るためのレールカバーである。以上のように、延長レール７２は固定レール７０前端に固定される第１のスライダーピン７５と延長レール７２後端に固定される第２のスライダーピン７６によって摺動自在に水平に引き出しできる。
【００３２】
電力変換装置１０５の側板５１，５２の上端にはそれぞれユニット側のレールとなるウィング５１Ａ，５２Ａが形成され、収納状態では第１の延長レール７３を跨ぐウィング５１Ａ，５２Ａの下端が固定レール７１の上端に乗り懸垂保持されるが、引出状態では延長レール７３のガイド部７３Ｂにウィング５１Ａ，５２Ａが引っ掛けられて懸垂保持される。側板５１，５２を上端前方で連結する横枠６５はガイドレール機構１０９とのロック機構１１０の組み付けや取っ手として使用される。電力変換装置１０５のユニット後方部１０７は垂直仕切板７に穿設された開口７Ａを貫通して換気区画１０２内に位置する。開口７Ａの周りに当接するようにパッキン５８が配設され換気区画１０２との密閉性が向上されている。
【００３３】
筐体側の制御ケーブル４４と主回路ケーブル４５は、それぞれ図４に示されるように前面下部に配設されたコネクタ２８と主回路端子台４２、４３とに接続される。制御ケーブル４４と主回路ケーブル４５はほぼ平行線状態を保って奥の方に曲げられ、左右側板５１，５２の下端の奥に横通しされたサポート６２において第１の保持部６３で固定されている。次に第１の保持部６３より下部前方に位置する筐体部分（この実施例では底板１）において第２の保持部６４で固定されている。その先は底板１の下面に配設された配線ダクト１５内に入り、横方向に渡り配線されている。なお、配線ダクト１５の上には適宜に蓋１６を備えた布線作業の開口が設けられている。
【００３４】
主回路ケーブル４５の端末は、主回路端子台４２，４３の相間ピッチに一致するように上クリート４６と下クリート４７との間に挟まれ固定されている。上クリート４６はフック４６Ａ等の手段で下クリート４７と結合される。また、下クリート４７には係合突起４７Ａが形成され、端子取付金具６１に形成された係合脚６１Ａの係合穴６１Ｂ内に挿入できる。
【００３５】
縦長に構成された電力変換装置１０５は、左右の中間側壁９、９の間に通常２台から３台を横並びに近接して収納することができる。図中の一点鎖線９０は横並び配置された電力変換装置１０５の境界線を示している。即ち、防塵区画１０１及び換気区画１０２は複数台の電力変換装置１０５に共通に形成されている。
【００３６】
次に動作について説明する。図１の最終収納位置における電力変換装置１０５は、図２に示されるように、ケーブル４４，４５の結線を外すことなく、全体を制御盤１００の筐体の外部に引き出して懸垂保持できる。左側板５１及び右側板５２の中央部にはそれぞれ開口５１Ｂ、５２Ｂが設けられ大部分が解放されている。この状態でユニット前方部１０６の機器は全て目視できる。従って、通電状態での試験・動作確認や点検が容易にできる。また、複数台の電力変換装置１０５はネットワーク制御のため相互に接続される。各ケーブル４４，４５は正面から選択的に容易に着脱できるから、ネットワーク試験やユニット単独試験を簡単に実施できる。
【００３７】
側面パネル５６はピン６７を中心として回動でき、側面パネル５６に取り付けられた主回路電磁開閉器３０，３１等は、図５で示すように右側板５２の外側に配線したまま移動できる。この状態で、背面板５３と前面板５４との間に空間が形成される。上記空間は左側板５１と右側板５２との間の全領域に形成され、背面板５３の前面側と前面板５４の背面側に取り付けられた機器のネジ増し締めなど保守が容易にできる。
【００３８】
冷却ファン３９も筐体外部に露出しているので、点検及び交換が容易にできる。また、ヒートシンク３６，３７も露出しているので、その放熱フィンが過度の塵埃によって目詰まりしてないかどうか容易に目視点検ができる。さらに、フィンカバー５７は両側面から固定ネジを緩め冷却ファン３９を付けたまま取り外すことができる。従って、ヒートシンク３６，３７の清掃も可能である。
【００３９】
図２の最終引出位置にある電力変換装置１０５を押し込むにつれて、制御ケーブル４４と主回路ケーブル４５は、第１の保持部６３と第２の保持部６４との間のみでたわみ、上記各ケーブルは平行線状態を保ったまま第２の保持部６４を中心として反転し図１の状態に戻される。即ち、電力変換装置１０５の引出・挿入に伴って各ケーブルは絡まったり、布線状態が変わったりすることが無く、整然とした配線が維持される。また、正面から引出・挿入に伴うケーブル移動状態が目視確認できるので信頼性が向上される。
【００４０】
図７，図８に示されるように、主回路ケーブル４５端末の丸圧着端子４５Ａ部分は上下のクリート４６，４７で固定されている。この主回路ケーブル４５は左右上下方向及び組み合わされる端子台が正規であるときのみ係合突起部４７Ａが係合穴６１Ｂ内に挿入でき、端子台４２，４３とネジ締め接続できる。主回路端子台４２，４３にネジアップ式端子台を使用すると、係合穴６１Ｂへの係合突起４７Ａの挿入に伴ってバネで押し上げられた端子ネジ４３Ａと端子バー４３Ｂとの間に丸圧着端子４５Ａが一括して円滑に挿入できる。以上のように、丸圧着端子４５Ａを有した複数本の主回路ケーブル４５は、誤配線することなく接続作業が迅速にできる。なお、図７，図８にて示した例では主回路接続部を端子台としたが、コネクタにて形成してもよく、この場合は上記クリートの代わりにコネクタハウジングにて主回路ケーブル端末は固定され、且つコネクタの雄雌の形状及び方向が一致したときのみ挿入できるので上記端子台と同じ効果が得られる。
【００４１】
図４に示されるように、ユニット内の各機器と接続される制御基板２６の各種コネクタは表示基板２８と前面補助板５５で覆われ、下部に実装された制御回路コネクタ２８のみが見える。従って、制御ケーブル４４の着脱作業において相手コネクタを容易に判別できる。また、制御ケーブル４４と主回路ケーブル４５とを、電力変換装置１０５から外す必要があるときは、第１の保持部６３を解除する必要はなく、サポート６２ごと一括して外せばよい。
【００４２】
延長レール７２の第１の延長レール７３はガイド部７３Ｂを曲げ形成するため比較的薄い板厚で構成され、第２の延長レール７４はそれより厚い板厚で構成されている。第１の延長レール７３が第１のスライダーピン７５によって案内され、延長レール７２は脱落が阻止されており、第２の延長レール７４が第１のスライダーピン７５の大径部７５Ｃによって荷重を支えられて延長レール７２は摺動される。図２の最終引出位置にある電力変換装置１０５の荷重は大径部７５Ｃに最も加わるが、大径部７５Ｃと厚い板厚の第２の延長レール７４とは幅広く線接触しているので摩擦が少なく円滑な挿入及び引出摺動ができる。また、第１のスライダーピン７５は第２の延長レール７４より突出しないので横枠６５の固定ネジ６６頭部などとの干渉が防止できる。即ち、所要幅寸法の小さいガイドレールに構成できる。
【００４３】
第１の延長レール７３のガイド部７３Ｂは、ユニット側レールであるウィング５１Ａ，５２Ａの内側に係合して引出形ユニットである電力変換装置１０５は左右を規制され懸垂保持状態での揺れが防止される。
【００４４】
冷却ファン３９の運転により、矢印９１で示す外気吸気流は吸気口６Ｂからフィンカバー５７内に押し込まれ、上側の外気気流９２と下側の外気気流９３に分流する。上側の外気気流９２は上ヒートシンク３６の放熱フィン３６Ｂ内を貫流してフィンカバー５７上端部分から後方にほぼ直角に偏向され上排気口６Ａを通って矢印９２Ａで示す上側の排気気流として制御盤外に排気される。この際、上側の外気気流９２は気流案内板５７Ｂによって流路が絞られるので、高速で排気され吸気側への気流短絡が防止される。
【００４５】
下側の外気気流９３は、下ヒートシンク３７の放熱フィン内を貫流して下端部から押し出される。次に巻き線と鉄心とを備えた機器３８を冷却して底板１のスリット孔１Ａから矢印９３Ａで示す下側の排気気流として制御盤外に排気される。以上により、上下ヒートシンク３６，３７に取り付けられたダイオードモジュール３２、半導体モジュール３４は良好に冷却され、電解コンデンサ３３、巻き線と鉄心とを備えた機器３８も外気による強制冷却される。
【００４６】
内気ファン２１の運転により防塵区画１０１内の高温空気（内気）は伝熱板２２の上部からに送り込まれ、矢印９４で示されるように防塵区画１０１の下部に戻される。他方、外気ファン２３の運転により外気は伝熱板２２の下部から送り込まれ、矢印９５で示されるように制御盤外に排気される。以上の伝熱板２２内の熱交換作用により防塵区画１０１内は間接的に冷却され、ユニット前方部１０６内の各電気機器は良好に冷却される。
【００４７】
【発明の効果】
この発明に係る電力変換装置は、上記引出形ユニットのユニットケーシングを左右側板と上記左右側板を前後で連結する前面板と背面板とから構成し、上記左右側板の最上部に配設されたガイドレールに組み込まれた延長レールによって、筐体側のケーブルを接続したまま、引出形ユニット全体を筐体外部に引き出して懸垂保持できるので、付帯的機器も含めて各機器を縦長の空間に奥行き方向に重ねて一体に実装でき、機器相互の配線も容易にでき、制御盤筐体を小形にできる。また、付帯的機器も含めて各機器の試験及び点検が容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態に係る制御盤内に収納した電力変換装置の縦断面図である。
【図２】 図１において電力変換装置を最大引出位置まで引き出した縦断面図である。
【図３】 この発明の実施の形態に係る制御盤内に収納した電力変換装置の上面図である。
【図４】 この発明の実施の形態に係る制御盤内に収納した電力変換装置の正面図である。
【図５】 この発明の実施の形態に係る制御盤内に収納した電力変換装置の側面パネル部分の正面図である。
【図６】 この発明の実施の形態に係る制御盤内に収納した電力変換装置のユニット後方部の正面図と電力変換装置を引き出した後の制御盤の要部正面図である。
【図７】 この発明の実施の形態に係る制御盤内に収納した電力変換装置の主回路接続部である主回路端子台の正面図である。
【図８】 図７の主回路接続部である主回路端子台の側面図である。
【図９】 この発明の実施の形態に係る制御盤内に収納した電力変換装置のはガイドレールの側面図である。
【図１０】 図９のＡ−Ａ線断面図である。
【図１１】 図９のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１ 底板、４ 水平仕切板、５ 扉、６ 裏板、６Ａ 上排気口、６Ｂ 吸気口、７ 垂直仕切板、２８ コネクタ、３０，３１ 主回路電磁開閉器、３２ ダイオードモジュール、３４ 半導体モジュール、３６ 上ヒートシンク、３７ 下ヒートシンク、３８ 巻き線と鉄心とを備えた機器、３９ 冷却ファン、４２，４３ 主回路端子台、４４ 制御ケーブル、４５ 主回路ケーブル、４６ 上クリート、４７ 下クリート、５１ 左側板、５２ 右側板、５３ 背面板、５４ 前面板、５６ 側面パネル、６３ 第１の保持部、６４ 第２の保持部、７１固定レール、７２ 延長レール、７３ 第１の延長レール、７４ 第２の延長レール、７５ 第１のスライダーピン、７６台２のスライダーピン、１００ 制御盤、１０１ 防塵区画、１０２ 換気区画、１０５ 電力変換装置、１０６ ユニット前方部、１０７ ユニット後方部、１０９ガイドレール機構。
Claims (6)
- 半導体モジュールが取り付けられたヒートシンクと上記ヒートシンクを冷却する冷却ファンとを引出形ユニットとして筐体内にガイドレールを介して着脱自在に収納する電力変換装置において、
上記引出形ユニットのユニットケーシングを、左右側板と上記左右側板とを前後で連結する前面板と背面板とから構成すると共に、上記ガイドレールを上記ユニットケーシングの左右側板の最上部に配設し、上記筐体の前面下部に筐体側ケーブルが配線接続されるコネクタ及び主回路接続部を配設し、上記ガイドレールに組み込まれた延長レールによって、上記筐体側のケーブルを接続したまま、上記引出形ユニットを筐体外部に引き出した状態で懸垂保持するとともに、
上記ガイドレールは筐体に固定される固定レールと上記固定レールから前方に引き出される延長レールとを有し、上記延長レールは固定レール前端に固定される第１のスライダーピンと延長レール後端に固定される第２のスライダーピンによって摺動自在に引き出され、上記延長レールは引出形ユニットのレール部に係合して該引出形ユニットの左右を規制すると共に第１のスライダーピンに案内される第１の延長レールと第１のスライダーピンに摺動自在に支持される第２の延長レールが重ね合わされることを特徴とする電力変換装置。 - 上記引出形ユニットを、背面板によってユニット前方部とユニット後方部とに仕切り、上記ユニット前方部において、前面板と背面板との間に位置して側板開口部内に機器が取り付けられた側面パネルを配設し、上記ガイドレールに組み込まれた延長レールによって、上記引出形ユニットを筐体外部に引き出した状態で、上記側面パネルをユニット側面の外側に移動し、上記前面板と背面板との間に空間を形成することを特徴とする請求項１記載の電力変換装置。
- 上記コネクタ及び主回路接続部に引き込み接続される筐体側のケーブルを、ユニット前方部の底面奥部において固定する第１の保持部と、上記第１の保持部より下部前方に位置する筐体部分において固定する第２の保持部とを備えたことを特徴とする請求項１または２いずれかに記載の電力変換装置。
- 上記主回路接続部が端子台で形成されるものにおいて、主回路端子台に引き込み接続されるケーブル端末を、上記主回路端子台相間ピッチに一致するようにクリート部材で固定し、上記クリート部材に端子台部分と係合して誤接続を防止する係合部を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電力変換装置。
- 半導体モジュールが取り付けられたヒートシンクと上記ヒートシンクを冷却する冷却ファンとを引出形ユニットとして筐体内にガイドレールを介して着脱自在に収納する電力変換装置において、
上記引出形ユニットのユニットケーシングを、左右側板と上記左右側板とを前後で連結する前面板と背面板とから構成すると共に、上記ガイドレールを上記ユニットケーシングの左右側板の最上部に配設し、上記筐体の前面下部に筐体側ケーブルが配線接続されるコネクタ及び主回路接続部を配設し、上記ガイドレールに組み込まれた延長レールによって、上記筐体側のケーブルを接続したまま、上記引出形ユニットを筐体外部に引き出した状態で懸垂保持するとともに、
上記引出形ユニットを、背面板によってユニット前方部とユニット後方部とに仕切り、上記ユニット前方部において、前面板と背面板との間に位置して側板開口部内に機器が取り付けられた側面パネルを配設し、上記ガイドレールに組み込まれた延長レールによって、上記引出形ユニットを筐体外部に引き出した状態で、上記側面パネルをユニット側面の外側に移動し、上記前面板と背面板との間に空間を形成することを特徴とする電力変換装置。 - 半導体モジュールが取り付けられたヒートシンクと上記ヒートシンクを冷却する冷却ファンとを引出形ユニットとして筐体内にガイドレールを介して着脱自在に収納する電力変換装置において、
上記引出形ユニットのユニットケーシングを、左右側板と上記左右側板とを前後で連結する前面板と背面板とから構成すると共に、上記ガイドレールを上記ユニットケーシングの左右側板の最上部に配設し、上記筐体の前面下部に筐体側ケーブルが配線接続されるコネクタ及び主回路接続部を配設し、上記ガイドレールに組み込まれた延長レールによって、上記筐体側のケーブルを接続したまま、上記引出形ユニットを筐体外部に引き出した状態で懸垂保持するとともに、
上記主回路接続部が端子台で形成されるものにおいて、主回路端子台に引き込み接続されるケーブル端末を、上記主回路端子台相間ピッチに一致するようにクリート部材で固定し、上記クリート部材に端子台部分と係合して誤接続を防止する係合部を形成することを特徴とする電力変換装置。
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