JP5282554B2 - 電力変換装置 - Google Patents
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Description
例えば特許文献1,2の装置は、筐体内に、制御部品を機能別に搭載した複数のユニットが上下に多段に収納されている。
そして、ユニット側冷却ファンが前面板の通気口から吸い込んだ冷風は、ユニット内を背面側に流れていき、通風路を介して天板側冷却ファンから外部に排出されるようになっている。
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、冷却ファンによるユニット内の冷却効果を十分に高めることができるとともに、冷却ファンの耐久性を向上させることができ、コンパクトな電力変換装置を提供することを目的としている。
また、この発明によると、従来装置のように冷却ファンが天井等に近い位置に配置されず高温排気の影響を受けないので、冷却ファンの耐久性を向上させることができる。
この発明によると、第1ユニット及び第2ユニットの保守・点検作業を行なう際には、遮風板を取り外して容易、且つ迅速に作業を行なうことができる。
また、本発明の冷却ファンは、前面側通気口から吸い込んだ冷風を背面側に流して背面側通気口から排出させるようにしているので、従来装置のように筐体の背面側に上下方向に延在する通風路を設けず、筐体の形状を小さくしてコンパクトな電力変換装置とすることができる。
図1は本発明に係る無停電電源装置を前面側及び背面側から示した斜視図、図2は無停電電源装置の前面カバーを外し、前面扉を開けて筐体内部を示した図、図3は無停電電源装置内の結線図、図4は筐体に複数のユニットが多段に配置されている状態を示す側面から見た模式図、図5は第1リアクトルユニットを示す斜視図、図6は第1リアクトルユニットの平面図、図7は第1リアクトルユニット及び第1電力変換ユニットの間の前面側に遮風板を配置した状態を示す図、図8は第1電力変換ユニットを示す斜視図、図9は第1変換ユニットを正面から示した図、図10は遮風板の具体的な構造を示す図である。
図1(a)、(b)に示すように、本発明に係る無停電電源装置は、筐体20の前面開ロ部を前面カバー21及び開閉扉22が覆い、筐体20の側面開ロ部を側面カバー23が覆い、筐体20の背面開口部を背面カバー24が覆い、筐体20の上部開ロ部を天面カバー25が覆っている。
第1リアクトルユニット32は、図3に示すように、3相分の交流リアクトル32a,及び直流リアクトル32b,32cを備えた装置であり、商用電源から入力した交流電流の高周波成分を抑制する装置である。
第2電力変換ユニット35も、IGBT(絶縁ゲート形バイポーラトランジスタ)などのパワー半導体素子、パワー半導体素子冷却体、電解コンデンサ等を備えた装置であり、第1電力変換ユニット33から入力した直流の電力、或いは本装置に並設された蓄電池36(図3参照)から入力した直流の電力を交流に変換するインバータ装置である。
MCユニット31は、図3に示すように、複数の電磁接触器38a〜38d、複数のリアクトル41a〜41c、主制御部、保護用ヒューズ、制御信号用インターフェース回路等を備えた装置であり、電磁接触器38a〜38dのON・OFF制御により、負荷に安定した交流電力を供給する装置である。
図5に示すように、第1リアクトルユニット32は、トレイ形状のケース32dの前面側にファンユニット43が装着され、ケース32d上に、交流リアクトル32a1,32a2,32a3,及び直流リアクトル32b、32cが設置されている。ここで、交流リアクトル32a1,32a2,32a3は、図3で示した交流入力用リアクトル32aを具体的に示し、三相四線式商用電源の三相(A,B,C)の入力端子にそれぞれ接続するものである。
図8に示すように、第1電力変換ユニット33は、上部が開口した箱形状のケース33dの前面側にファンユニット44が装着され、ケース33d内には、IGBT(絶縁ゲート形バイポーラトランジスタ)などのパワー半導体素子部33a、パワー半導体素子部33aを制御するゲートドライブユニット33bが配置されているとともに、パワー半導体素子部33aを冷却する冷却体(不図示)、電解コンデンサ(不図示)等も備えている。
電力変換側銅バー56〜59は、図7に示すように、パワー半導体素子部33aと電気的に接続されて碍子60上に配置されている固定部61と、この固定部61に対して直角に折曲された入力端子62とを備えており、入力端子62には端子固定用ねじ55が挿通するねじ穴62a(図9参照)が形成されている。
そして、筐体20内に収納された第1リアクトルユニット32及び第1電力変換ユニット33を電気的に接続するには、図7に示すように、第1リアクトルユニット32のケース32dから下方に突出しているリアクトル配線70〜73の出力端子74を、第1電力変換ユニット33の電力変換側銅バー56〜59の入力端子62に対応させる。そして、リアクトル配線72の出力端子74のねじ穴と電力変換側銅バー58の入力端子62のねじ穴62aとを対応し、図示しないが他のリアクトル配線70、71、73の出力端子74のねじ穴と電力変換側銅バー56、57、59の入力端子62のねじ穴62aもそれぞれ対応させる。そして、それらのねじ穴に挿入した端子固定用ねじ(不図示)をナット(不図示)に螺合することにより、交流リアクトル32a1,32a2,32a3,及び直流リアクトル32bのリアクトル配線70〜73及び電力変換側銅バー56〜59の入力端子62が電気的に接続される。
ここで、図4及び図7に示すように、第1リアクトルユニット32のユニット前面は、第1電力変換ユニット33のユニット前面に対して背面側に位置しており、第1リアクトルユニット32及び第1電力変換ユニット33は奥行き方向が異なった状態で筐体20内に収納されている。
すなわち、遮風板80は、図10に示すように、ユニット段差部を覆う遮風部80aと、遮風部80aの前方から折れ曲がって第1電力変換ユニット33の前面に当接する第1固定部80bと、遮風板80aの後方から折れ曲がって第1リアクトルユニット32の前面に当接する第2固定部80cとで構成されている。なお、遮風部80aには、配線貫通用切欠き部80dが形成されている。
そして、これら第2リアクトルユニット34及び第2電力変換ユニット35の前面側に存在するユニット段差部を覆いながら、第2リアクトルユニット34及び第2電力変換ユニット35の前面側に着脱に固定された状態で遮風板80が配置されている(図2も参照)。
次に、本実施形態の作用効果について述べる。
ファンユニット43〜46は、前面カバー21、開閉扉22の吸気スリット26から冷風を取り込んで各ユニットの背面側に流していく。そして、各ユニットの背面側を通過した空気は、背面カバー24の排気スリット27から外部に排出されるようになっている。
ファンユニット44により取り込まれた冷風は、第1電力変換ユニット33内のパワー半導体素子部33aを冷却する冷却体、電解コンデンサを冷却した後、背面カバー24の排気スリット27から外部に排出される。
また、本実施形態の装置は、ファンユニット43〜46が、前面カバー21、開閉扉22の吸気スリット26から冷風を取り込み、背面側に流して背面カバー24の排気スリット27から外部に排出するようにしており、従来装置のように筐体20の背面側に上下方向に延在する通風路を設けていないので、筐体20の形状を小さくして小型でコンパクトな無停電電源装置を提供することができる。
Claims (2)
- 筐体内に、電力変換を行う複数のユニットが多段に収納された電力変換装置において、
前記筐体の前面開口部を覆う前面板に形成された前面側通気口と、
前記筐体の背面開口部を覆う背面板に形成された背面側通気口と、
自己発熱が高い制御部品を搭載した所定のユニット内の前面側に配置され、前記前面側通気口から吸い込んだ冷風を背面側に流して前記背面側通気口から排出させる冷却ファンとを備え、
上下に隣接して収納され、前記冷却ファンをそれぞれ配置した第1ユニット及び第2ユニットに、前記冷却ファンで発生した冷風が前記第1ユニット及び前記第2ユニットの外部へ流れるのを防止する冷風漏れ防止部を設け、
前記第1ユニット及び前記第2ユニットが、奥行き方向に異なる位置で前記筐体内に収納されており、前記冷風漏れ防止部は、前記第1ユニット及び前記第2ユニットのユニット前面の間に存在するユニット段差部を覆いながら前記第1ユニット及び前記第2ユニットに跨がって設けられていることを特徴とする電力変換装置。 - 前記冷風漏れ防止部は、前記第1ユニット及び前記第2ユニットに着脱自在に取付けられた遮風板であることを特徴とする請求項1記載の電力変換装置。
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