JP4377289B2 - Large current power supply device and mobile power supply device using the same - Google Patents
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Description
この発明は、一組の電源装置を用いて大電流給電を必要とする複数の負荷設備に順に電力を供給していく大電流給電装置とそれを用いた移動電源装置に関する。 The present invention relates to a high-current power supply device that sequentially supplies power to a plurality of load facilities that require high-current power supply using a set of power supply devices, and a mobile power supply device using the same.
大電流給電を必要とする負荷設備のひとつに黒鉛化炉がある。この黒鉛化炉は、加熱炉に入れたカーボンを大電流を流して高温に加熱し、黒鉛電極を結晶化する設備である。加熱炉は数多く並べて設置される。加熱したカーボンは自然冷却で結晶化させるので電源は加熱時にしか必要としない。従って、一組の移動電源装置を共用して設備投資を少なくする方法が採られている。 One of the load facilities that require a large current supply is a graphitization furnace. This graphitization furnace is a facility for crystallizing a graphite electrode by heating carbon put in a heating furnace to a high temperature by flowing a large current. Many heating furnaces are installed side by side. Since heated carbon is crystallized by natural cooling, a power source is only required during heating. Therefore, a method of reducing the capital investment by sharing a set of mobile power supply devices has been adopted.
この黒鉛化炉用の移動電源装置は、水冷ケーブルを使用したものが従来用いられていたが、これには解決すべき下記の問題点があった。 As the mobile power supply device for the graphitization furnace, one using a water-cooled cable has been conventionally used, but this has the following problems to be solved.
黒鉛化炉には、一般に10KA〜200KA、あるいはそれ以上の大電流を流すので、能力の大きな導体が要求される。また、黒鉛化炉側の端子は通電時に発熱して膨張し、これによる接続点の変移を吸収できる導体が要求されることから、黒鉛化炉用移動電源装置には、十数本を組み合わせた、重さが数トンもある水冷ケーブルが使用されていた。 A graphitization furnace generally requires a conductor having a large capacity because a large current of 10 KA to 200 KA or more flows. In addition, since the terminals on the graphitization furnace generate heat when energized and expand, and a conductor that can absorb the transition of the connection point due to this is required, a dozen or so wires are combined with the mobile power supply for the graphitization furnace. A water-cooled cable weighing several tons was used.
この水冷ケーブルを手動式のウインチで吊り下げ、ケーブル端の端子を黒鉛化炉側の端子にボルトで接続していたが、この従来の移動電源装置は、接続の切り替えに膨大な時間と労力を要し、それがネックとなって設備の稼働率が低下していた。また、設備が大型になる不具合もあった。 This water-cooled cable was suspended by a manual winch, and the terminal at the end of the cable was connected to the terminal on the graphitization furnace with bolts. However, this conventional mobile power supply device takes a great deal of time and effort to switch the connection. In short, it became a bottleneck and the operating rate of the equipment was decreasing. There was also a problem that the equipment was large.
この発明は、水冷ケーブルを使わない小型の装置で黒鉛化炉などの負荷設備に大電流を安定して供給することを可能ならしめ、また、給電前後の接続の切り替えも簡単に行えるようにした大電流給電装置と、それを用いて複数の負荷設備に効率良く順番に大電流を流せるようにした移動電源装置を提供することを課題としている。 The present invention makes it possible to stably supply a large current to a load facility such as a graphitization furnace with a small device that does not use a water-cooled cable, and also makes it possible to easily switch the connection before and after feeding. It is an object of the present invention to provide a high-current power supply device and a mobile power supply device that can efficiently and sequentially flow a large current to a plurality of load facilities using the same.
上記の課題を解決するため、この発明においては、電源側端子に接続する導体板と、その導体板に片端を固定して上下に対向配置する可撓導体と、上下の可撓導体の他端側を互いに接近、離反させるクランプ機構と、前記上下の可撓導体の他端側対向面にそれぞれ固定する横長の上部接点及び下部接点と、負荷設備に接続する負荷設備側導体板と、前記上部接点及び下部接点を前記負荷設備側導体板の上下面にそれぞれ押し付ける押圧手段とから成る断路器を有し、
前記クランプ機構が、駆動源と、前記可撓導体の両側部に配置して前記上部接点及び下部接点の押圧手段に加わる押圧反力を受け止める浮動リンクとを備え、
前記断路器の上部接点と下部接点で負荷設備側導体板を挟み付けて負荷設備に電源から電力を供給するように構成された大電流給電装置を提供する。
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, a conductor plate connected to the power supply side terminal, a flexible conductor fixed to one end of the conductor plate and opposed to each other vertically, and the other ends of the upper and lower flexible conductors Clamping mechanism for moving the sides closer to and away from each other, horizontally long upper and lower contacts fixed to the opposite surfaces of the upper and lower flexible conductors, a load equipment side conductor plate connected to load equipment, and the upper part A disconnector comprising pressing means for pressing the contact and the lower contact against the upper and lower surfaces of the load equipment side conductor plate,
The clamp mechanism includes a drive source and a floating link that is disposed on both sides of the flexible conductor and receives a pressing reaction force applied to the pressing means of the upper contact and the lower contact,
Provided is a large-current power feeding device configured to supply power from a power source to a load facility by sandwiching a load facility side conductor plate between an upper contact and a lower contact of the disconnector.
前記クランプ機構は、上部と下部に負荷設備側に突出する上部突出部と下部突出部をそれぞれ設けた浮動リンクと、この浮動リンクの前記上部突出部にピンで結合させる圧縮リンクと、一端側をその圧縮リンクに、他端側を前記可撓導体の両側部に配置される軸受板に各々ピンで結合させる上部接点圧縮板リンクと、他端を前記導体板に接近させて当該導体板の下部に配置し、一端側を前記浮動リンクの下部突出部にピンで、長手中間部を前記軸受板にピンで各々結合させる下部接点圧縮板リンクと、前記圧縮リンクを前記浮動リンクへの結合ピンを支点にして回動させる駆動源としてのアクチュエータとで構成されたものにする。
この給電装置の好ましい形態を以下に列挙する。
(1)前記導体板、電源側端子、及び負荷設備側導体板を内部に冷却水の循環通路を設けて強制冷却するようにしたもの。
(2)上部接点及び下部接点のコンタクト面をR面にしたもの。
(3)上下の可撓導体と、この対の可撓導体の他端側対向面に取り付ける前記上部接点と、前記下部接点をそれぞれ幅方向に複数に分割したもの。
(4)前記アクチュエータで前記圧縮リンクをアンクランプ点からクランプ点に回動させたときに圧縮リンクと浮動リンクの結合点が圧縮リンクと上部接点圧縮板リンクの結合点よりも上方に引き上げられて上部接点と下部接点による負荷設備側導体板の挟み付けがなされるようにしたもの。
(5)前記アクチュエータとして圧縮リンクを押し引きして回動させる電動シリンダを用いたもの。
The clamp mechanism includes a floating link provided with an upper protrusion and a lower protrusion at the upper and lower portions, a compression link coupled to the upper protrusion of the floating link with a pin, and one end side An upper contact compression plate link having the other end side coupled to the compression plate by a pin to a bearing plate arranged on both sides of the flexible conductor, and a lower end of the conductor plate with the other end approaching the conductor plate A lower contact compression plate link, one end of which is connected to the lower projecting portion of the floating link with a pin, and a longitudinal intermediate portion is connected to the bearing plate with a pin, and the compression link is connected to the floating link. It is composed of an actuator as a drive source that rotates around a fulcrum.
Preferred forms of this power supply device are listed below.
(1) The conductor plate, the power supply side terminal , and the load facility side conductor plate are provided with a cooling water circulation passage and forcedly cooled.
(2) The contact surface of the upper contact and the lower contact is the R surface.
(3) The upper and lower flexible conductors, the upper contact that is attached to the opposing surface on the other end of the pair of flexible conductors, and the lower contact that are each divided into a plurality in the width direction.
(4) raised from the previous SL unclamped point the compression link actuator above the point of attachment of the point of attachment compression links and an upper contact compression plate links of the compression link between floating link when rotated to the clamp point The load equipment side conductor plate is sandwiched between the upper and lower contacts.
(5) An actuator using an electric cylinder that pushes and pulls the compression link to rotate.
なお、この発明は、上記の大電流給電装置を台車上に設置し、台車を軌道に沿って走行させ、その軌道に沿って間隔をあけて配置した複数の負荷設備の端子板に順に大電流給電装置を接続して各負荷設備に所定時間通電するように構成された移動電源装置も併せて提供する。 In the present invention, the large current feeding device described above is installed on a carriage, the carriage is caused to travel along a track, and a large current is sequentially applied to terminal boards of a plurality of load facilities arranged at intervals along the track. A mobile power supply device configured to connect a power feeding device and energize each load facility for a predetermined time is also provided.
この発明の大電流給電装置に含ませた断路器は、上部接点と下部接点で負荷設備側導体板を上下から挟み付けるので、通電状態で負荷設備側導体板と断路器が端子板長手方向と上下方向に相対移動することができ、負荷設備側導体の熱膨張などによる接続点の位置のずれをケーブルを使用せずに吸収することができる。 Since the disconnector included in the large current feeding device of the present invention sandwiches the load facility side conductor plate from above and below by the upper contact and the lower contact, the load facility side conductor plate and the disconnector are in the longitudinal direction of the terminal plate in the energized state. The relative movement in the vertical direction is possible, and the displacement of the connection point due to the thermal expansion of the load equipment side conductor can be absorbed without using a cable.
また、上部接点と下部接点を浮動リンクで支持し、さらに、これらの接点に押圧力を付与したので、上部接点と下部接点による負荷設備側導体板の挟持圧が等しくなり、かつ、その挟持圧が一定する。加えて、上部接点と下部接点を可撓導体に取り付けているので、負荷設備側導体板がねじれていたり、上下面の平行度が悪くなったりしていても接点の接触が確実になされ、そのために接触部の電気抵抗変化が起こらず通電状態が安定する。 In addition, since the upper contact and the lower contact are supported by the floating link, and further, a pressing force is applied to these contacts, the holding pressure of the load equipment side conductor plate by the upper contact and the lower contact becomes equal, and the holding pressure Is constant. In addition, since the upper and lower contacts are attached to the flexible conductor, even if the load equipment side conductor plate is twisted or the parallelism of the upper and lower surfaces is deteriorated, the contact of the contacts is ensured. The electrical resistance is not changed at the contact portion, and the energized state is stabilized.
さらに、断路器がコンパクトであるので、水冷ケーブルを吊り下げた従来の装置に比べて装置の小型化も図れる。 Furthermore, since the disconnector is compact, the apparatus can be reduced in size as compared with a conventional apparatus in which a water-cooled cable is suspended.
このほか、導体板、電源側端子、負荷設備側導体板を水冷構造にして強制冷却を行うものは、自冷式のものに比べてより多くの電流(例えば4〜5倍)を流すことができ、装置のさらなる小型化が図れる。 In addition, those that perform forced cooling with the water-cooled structure of the conductor plate, the power supply side terminal , and the load facility side conductor plate may pass more current (for example, 4 to 5 times) than the self-cooling type. And further miniaturization of the apparatus can be achieved.
また、上部接点及び下部接点のコンタクト面をR面にしたものは、負荷設備側導体板との接触が線接触となり、通電状態がより安定する。 Further, in the case where the contact surface of the upper contact and the lower contact is the R surface, the contact with the load equipment side conductor plate becomes a line contact, and the energized state becomes more stable.
対の可撓導体とこの可撓導体に取り付ける上部接点及び下部接点を幅方向に複数に分割したものは、面変位に対する接点の追従性が良くなり、接点の接触がより確実になされる。 When a pair of flexible conductors and an upper contact and a lower contact attached to the flexible conductor are divided into a plurality of parts in the width direction, the followability of the contact with respect to the surface displacement is improved, and the contact of the contact is made more reliably.
前記断路器のクランプ機構は、押し引きアクチュエータ、中でも配管の不要な電動シリンダを駆動源にしてクランプとアンクランプを行わしめるものが好ましい。 The clamp mechanism of the disconnector is preferably a push / pull actuator, in particular, an apparatus that performs clamping and unclamping using an electric cylinder that does not require piping as a drive source.
この発明の大電流給電装置に含ませる断路器の実施形態を、図1〜図8に示す。例示の断路器20は、導体板1と、この導体板1に片端を固定して上下に対向配置する可撓導体2、3と、この可撓導体2、3の他端側(接点固定側)を互いに接近、離反させるクランプ機構4と、上下の可撓導体2、3の他端側対向面にそれぞれ取り付ける上部接点5及び下部接点6と、上部接点5と下部接点6を個別に押圧する接点押圧ばね7(図4参照)と、負荷設備側の端子Bに接続する負荷設備側導体板8とで構成されている。なお、負荷設備側導体板8は、上部接点5と下部接点6が接触する部位に接点を付けた接点付端子になっている。
1 to 8 show an embodiment of a disconnector included in the large current feeder of the present invention. The illustrated
導体板1は、ボルト・ナット(図示せず)で締めつけて電源側端子Aに接続する。この導体板1と、電源側端子Aと、負荷設備側導体板8は、内部に冷却水の循環通路(図示せず)を設け、その循環通路に冷却水を流して強制冷却を行うものが好ましい。
The
可撓導体2、3は、幅方向に複数に分割したものを採用している。上部接点5と下部接点6は、コンタクト面5a、6aを図5のようにR面にした図示の横長の棒状接点が好ましく、より好ましいものとして可撓導体2、3と同様、幅方向に分割したものを採用している。
The
クランプ機構4は、上部と下部に負荷設備側(図1、図2において右側)への突出部9a、9bをそれぞれ設けた浮動リンク9と、この浮動リンク9の上突出部9aにピンP1 で結合させる圧縮リンク10と、一端側をその圧縮リンク10にピンP2 で結合させ、さらに、他端側を可撓導体2、3の両側部に配置する軸受板11にピンP3 で結合させる上部接点圧縮板リンク12と、他端を導体板1に接近させて導体板1の下部に配置し、一端側を浮動リンク9の下突出部9bに、長手中間部を軸受板11にそれぞれピンP4 、P5 で結合させる下部接点圧縮板リンク13と、出力ロッド14aの先端をピンP6 で圧縮リンク10に連結し、この圧縮リンク10を押し引きしてピンP1 を支点にして回動させるアクチュエータ14とで構成している。このクランプ機構4に採用したリンクを分解して図6に示す。なお、アクチュエータ14は、ピンP7 を支点にして揺動可能に支持した配管の不要な電動シリンダを例示したが、これに限定されるものではない。
The clamp mechanism 4 includes a
図5に示すように、上部接点圧縮板リンク12に反力受けピン15を起立させて設けてその反力受けピン15を可撓導体2の他端側に貫通させており、この反力受けピン15で支持したリテーナ16と可撓導体2との間に接点押圧ばね7を介在してこの接点押圧ばね7で上部接点5を固定した可撓導体2の他端側を下向きに押圧している。
As shown in FIG. 5, a reaction
可撓導体3の他端側も同様である。すなわち、下部接点圧縮板リンク13に垂下して設けた反力受けピン15を可撓導体3に貫通させ、その反力受けピン15で支持されるリテーナ16と可撓導体3との間に介在した接点押圧ばね7で下部接点を固定した可撓導体3の他端側を上向きに押圧している。
The same applies to the other end side of the
圧縮リンク10は、略L字状に形成されており、図7に示すようにアクチュエータ14の出力ロッド14aを引き込んだ状態ではピンP2 がピンP1 とほぼ同じ高さ位置にあってクランプ装置4がアンクランプ状態になる。
アクチュエータ14を作動させると、クランプ装置4によるクランプがなされて上部接点5と下部接点6が負荷設備側導体板8を挟み付ける。そのときの動作を詳細に述べる。
When the
図7に示すように、クランプ機構4をアンクランプにし、開放状態になった断路器20を、負荷設備側導体板8の設置点に移動させて開いた口の中に負荷設備側導体板8を入り込ませる。次に、図7の状態になったら、アクチュエータ14を作動させて出力ロッド14aを押し出す。この押し出しにより圧縮リンク10がピンP1 を支点にして回動し、可撓導体2の接点取り付け端側が押し下げられて図8に示すように上部接点5が負荷設備側導体板8の上面に当たる。
As shown in FIG. 7, the clamp mechanism 4 is unclamped, and the disconnecting
また、出力ロッド14aのさらなる押し出しでピンP1 による結合点がピンP2 を支点に回動して上部に引き上げられ、このとき、下部接点圧縮板リンク13の自由端は導体板1の下面に接して動き止めされるため、浮動リンク9と下部接点圧縮板リンク13は、ピンP4 による結合点が持ち上がる方向に動き、これにより、可撓導体3の接点取り付け端側が押し上げられて下部接点6が負荷設備側導体板8の下面に押し付けられ、図1に示すように、上部接点5と下部接点6により負荷設備側導体板8が挟み付けられる。
Further, when the
このときの上部接点5による負荷設備側導体板8の挟持圧と下部接点6による挟持圧は、接点押圧ばね7に加わる押圧反力を浮動リンク9で受けているので等しくなる。また、負荷設備への通電により導体板1や負荷設備側導体板8が熱をもち、そのために膨張し、あるいは歪んでクランプ機構4と負荷設備側導体板8が端子板長手方向(図1において左右方向)に相対的に位置ずれすると、上下の接点5、6による挟持点が負荷設備側導体板8上でスライドして位置ずれが吸収され、接点の接触状態や接触圧が変動しない。
At this time, the clamping pressure of the load equipment
また、上下の接点5、6のコンタクト面がR面になっているので、接触点の位置が上下方向にずれたときにも安定した接触状態と接触圧が維持され、従って、上下の接点5、6と負荷設備側導体板8との間の接触抵抗が常時一定し、通電の安定性が確保される。
Further, since the contact surfaces of the upper and
アクチュエータ14の出力ロッド14aを引き戻すと、上記と逆のメカニズムによってクランプ機構4が口を開いてアンクランプの状態になり、接続部が切り離される。
When the
図9及び図10は、前述の断路器20を有する給電装置を台車上に設けて構成される移動電源装置30の概要を示している。
FIG. 9 and FIG. 10 show an outline of a mobile
図中31は、レール32上を走行する台車である。この台車31は、自走用の駆動装置と制動装置(いずれの図示せず)を有しており、指定された位置に精度よく位置決めして停止させることができる。
In the figure,
この台車31上に、3極区分開閉器33を介して電源線に接続する変圧器34、整流器35、整流器制御盤36、台車制御盤37、純水を冷却して導体に供給する冷却装置38などと共にこの発明を特徴づける断路器20を設置している。図示の移動電源装置30は、負荷設備(黒鉛化炉)CのP、N極にそれぞれ2つの断路器20を割り当て、1基の負荷設備Cに4つの断路器20を用いて電力を供給するようにしている。
On this
各負荷設備CのP、N極に負荷設備側導体板8をそれぞれ2個取り付け、1基当たりの総数を4にしたその負荷設備側導体板8をそれに対応した断路器20でクランプし、移動電源装置30から負荷設備Cに電力を供給する。所定時間給電したら、断路器20をアンクランプにして移動電源装置30を給電済の負荷設備Cから切り離し、電源装置30を次の負荷設備の位置に移動させてその負荷設備に対する給電を行う。
Two load equipment
この移動電源装置30を設置すると、従来人手で実施していた接続の切り替え作業を自動化することができ、切り替えに要する時間と労力を大幅に削減して負荷設備の稼働率を高めることが可能になる。
When this mobile
1 導体板
2、3 可撓導体
4 クランプ機構
5 上部接点
6 下部接点
7 接点押圧ばね
8 負荷設備側導体板
9 浮動リンク
9a 上突出部
9b 下突出部
10 圧縮リンク
11 軸受板
12 上部接点圧縮板リンク
13 下部接点圧縮板リンク
14 アクチュエータ
15 反力受けピン
16 リテーナ
P1 〜P6 ピン
A 電源側端子
B 負荷設備側端子
C 負荷設備
30 移動電源装置
31 台車
32 レール
33 3極区分開閉器
34 変圧器
35 整流器
36 整流器制御盤
37 台車制御盤
38 冷却装置
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記クランプ機構(4)は、上部と下部に負荷設備(C)側に突出する上部突出部(9a)と下部突出部(9b)をそれぞれ設けた浮動リンク(9)と、この浮動リンクの前記上部突出部(9a)に前記ピン(P1)で結合させる圧縮リンク(10)と、一端側をその圧縮リンク(10)に、他端側を前記可撓導体(2,3)の両側部に配置される軸受板(11)に各々ピン(P2,P3)で結合させる上部接点圧縮板リンク(12)と、他端を前記導体板(1)に接近させて当該導体板(1)の下部に配置し、一端側を前記浮動リンクの下部突出部(9b)にピン(P4)で、長手中間部を前記軸受板(11)にピン(P5)で各々結合させる下部接点圧縮板リンク(13)と、前記圧縮リンク(10)を前記浮動リンク(9)への結合ピン(P1)を支点にして回動させる駆動源としてのアクチュエータ(14)とで構成され、
前記浮動リンク(9)は、前記上部突出部のピン(P1)と下部突出部のピン(P4)により2点で支持され、
上側の可撓導体(2)の接点固定部側端部が前記上部接点圧縮板リンク(12)によって、下側の可撓導体(3)の接点固定部側端部が前記下部接点圧縮板リンク(13)によって各々上下動可能に保持され、
前記断路器(20)の上部接点(5)と下部接点(6)で負荷設備側導体板(8)を挟み付けて負荷設備(C)に電源から電力を供給するように構成された大電流給電装置。 In addition to the conductor plate (1) connected to the power supply side terminal (A) , the flexible conductors (2, 3) fixed to the conductor plate and vertically opposed to each other, the upper and lower flexible conductors (2, 3) A clamp mechanism (4) for moving the end sides closer to and away from each other, a horizontally long upper contact (5) and a lower contact (6) that are fixed to the opposite surfaces of the upper and lower flexible conductors (2, 3) , a load facility side conductor plate for connecting to the load equipment (C) (8), said upper contact (5), each contact pressing for pressing separately on upper and lower surfaces of the load facility side conductor plate bottom contact (6) (8) A disconnector (20) comprising a spring (7) ;
The clamp mechanism (4) includes a floating link (9) provided with an upper projecting portion (9a) and a lower projecting portion (9b) projecting toward the load facility (C) at the upper and lower portions, and the floating link (9). A compression link (10) coupled to the upper protrusion (9a) by the pin (P1), one end side to the compression link (10), and the other end side to both sides of the flexible conductor (2, 3) An upper contact compression plate link (12) to be coupled to the arranged bearing plate (11) by pins (P2, P3), respectively, and the lower end of the conductor plate (1) with the other end approaching the conductor plate (1) The lower contact compression plate link (13) having one end side coupled to the lower protrusion (9b) of the floating link by a pin (P4) and the longitudinal middle portion to the bearing plate (11) by a pin (P5). ) And the compression link (10) to the floating link (9). (P1) in the fulcrum is constructed out with the actuator (14) as a drive source for rotating the,
The floating link (9) is supported at two points by the pin (P1) of the upper protrusion and the pin (P4) of the lower protrusion,
The contact fixing part side end of the upper flexible conductor (2) is the upper contact compression plate link (12), and the contact fixing part side end of the lower flexible conductor (3) is the lower contact compression plate link. (13) is held so as to be vertically movable ,
Large current configured to supply power from the power source to the load equipment (C) by sandwiching the load equipment side conductor plate (8) between the upper contact (5) and the lower contact (6) of the disconnector (20). Power supply device.
に冷却水の循環通路を設けて強制冷却するようにした請求項1に記載の大電流給電装置。 The conductor plate (1), a power supply terminal (A), and load equipment side conductor plate (8), according to claim 1 which is adapted to forcibly cool by providing it found inside the circulation path of the cooling water Large current power supply device.
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