JP6470193B2 - Power conversion device and assembly method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、電源側から入力される電力を交流電力に変換して系統に出力する電力変換装置及びその組み立て方法に関する。 The present invention relates to a power conversion device that converts electric power input from a power source side into AC power and outputs the AC power to a system, and an assembly method thereof.
従来、電源側である例えば太陽光発電や風力発電等で発電した電力を交流電力に変換して電力会社の送電線に接続するための電力変換装置が提供されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been provided a power converter for converting power generated by, for example, solar power generation or wind power generation on the power source side into AC power and connecting it to a power company transmission line.
図1は、このような電力変換装置100の基本的な回路構成の一例を示している。なお、回路構成については、後述する本発明の電力変換装置1も同様であるので、本明細書では、図1の回路構成図を本発明の電力変換装置1と従来の電力変換装置100とで共通使用するものとする。
FIG. 1 shows an example of a basic circuit configuration of such a
この電力変換装置100は、電源側である入力端子部11に接続された入力電力を整流する整流器12と、整流器12の後段側に接続された零相変流器13及び直流に変換された電力を平滑化する電解コンデンサ14と、電解コンデンサ14の後段側に接続された各種スイッチング素子により直流電力を3相の交流電力に変換するインテリジェントパワーモジュール(以下、単にパワーモジュールという。)15と、パワーモジュール15の後段側に接続されたLC回路を構成するリアクトル16及びコンデンサ17と、LC回路の後段側に接続された各相の電流を検出するシャント抵抗18と、シャント抵抗18の後段側に接続されたノイズフィルタ19と、ノイズフィルタ19の後段側に並列に接続された系統側電磁開閉器(系統側リレー回路)20a及び自立側電磁開閉器(自立側リレー回路)20bと、系統側電磁開閉器20aの後段側に接続されて電力会社の送電線に接続される系統側出力端子部21aと、自立側電磁開閉器20bの後段側に接続された自立側出力端子部21bと、パワーモジュール15を制御する各種コントローラを搭載した制御基板22と、を備えて構成されている。なお、図中の記号CTで示すブロックは、必要に応じて挿入されている変流器である。
The
上記構成の電力変換装置100は、装置全体が百数十キログラム程度(場合によっては三百キログラム程度)にもなる大がかりなものであり、各部品も比較的大形で重いものが多い。そのため、このような電力変換装置100は、製造ライン上で自動化して組み立てることが難しく、従来から作業者による手作業によって各部品を装置筐体に一つずつ組み込んでいくのが一般的であり、組み立て作業の作業性が悪いといった問題があった。
The
また、この種の電力変換装置は、構成部品に発熱体が多く、また高周波ノイズ等も発生するため、それらの影響が部品間で最小限に抑えるように装置筐体内での各部品の配置位置を決定する必要がある。そのため、装置筐体内の配置しやすい場所に配置しやすい部品を順次配置していくといった組み立てを行うことができず、このことも組み立て作業の作業性が低下する要因となっている。 In addition, this type of power conversion device has a large number of heating elements in the components and also generates high-frequency noise, etc., so the location of each component in the device housing is minimized so that the influence between the components is minimized. Need to be determined. For this reason, it is not possible to perform assembly such as sequentially arranging components that are easy to place in an easy-to-place place in the apparatus housing, which also causes a reduction in workability of the assembly work.
ところで、構成部品の配置構造を工夫したものとして、特許文献1に記載の電源装置がある。
By the way, there exists a power supply device of
この電源装置は、整流回路、第1の直流電源回路、第2の直流電源回路、駆動回路、高周波回路により構成される高周波電源回路が一つの矩形板状のプリント基板に実装され、金属製のシールドケース内に納装されている。シールドケースは、一面開口した矩形箱状であってプリント基板が収納されるボディと、ボディの開口面を塞ぐようにボディに結合されるカバーとで構成されている。 In this power supply device, a high frequency power supply circuit composed of a rectifier circuit, a first DC power supply circuit, a second DC power supply circuit, a drive circuit, and a high frequency circuit is mounted on one rectangular plate-like printed board, and is made of metal. It is housed in a shield case. The shield case is formed in a rectangular box shape that is open on one side, and includes a body that stores a printed circuit board and a cover that is coupled to the body so as to close the opening surface of the body.
プリント基板は、四辺のうちの一辺の略中央部から該一辺に対向する辺に向かう細幅の切欠部が形成されており、この切欠部よりも左側の第1の領域に整流回路、第1の直流電源回路のうち第1のコンデンサを除く回路部品、第2の直流電源回路のうち第2のコンデンサを除く回路部品が実装され、切欠部よりも右側の第2の領域に高周波回路及び駆動回路が実装され、第2の領域と第1の領域との間に介在する幅細の第3の領域の近傍の位置に第1のコンデンサ及び第2のコンデンサC2が実装された構成となっている。 The printed circuit board is formed with a narrow notch that extends from a substantially central portion of one of the four sides to a side opposite to the one side. The rectifier circuit and the first notch are formed in a first region on the left side of the notch. The circuit component excluding the first capacitor in the DC power supply circuit and the circuit component excluding the second capacitor in the second DC power supply circuit are mounted, and the high-frequency circuit and the drive are mounted in the second region on the right side of the notch The circuit is mounted, and the first capacitor and the second capacitor C2 are mounted at a position in the vicinity of the narrow third region interposed between the second region and the first region. Yes.
特許文献1に記載のように、一つのプリント基板上に複数の領域を形成し、発熱や高周波ノイズ等の影響を考慮して各構成部品を各領域に振り分けて配置すること自体は従来から一般に行われている。
As described in
しかし、特許文献1に記載のものも、各構成部品をプリント基板上に直接組み込んでいくことに変わりはなく、上記電力変換装置のように各構成部品が大型で重量のあるものである場合には、組み立て作業の作業性が悪いといった問題がある。
However, the one described in
本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、各構成部品に組み立てのためのアセンブリ部材を事前に取り付けておくことで、組み立て作業の作業性の向上を図った電力変換装置及びその組み立て方法を提供することにある。 The present invention was devised to solve such problems. The purpose of the present invention is to improve the workability of assembly work by attaching assembly members for assembly to each component in advance. It is to provide a conversion device and an assembly method thereof.
上記課題を解決するため、本発明の電力変換装置は、電源側から入力される電力を交流電力に変換して出力する電力変換装置であって、第1アセンブリ部材が取り付けられたパワーモジュールと、前記パワーモジュールの後段側に接続され、第2アセンブリ部材が取り付けられたフィルタ回路を構成するリアクトルと、を備え、前記パワーモジュールの前記第1アセンブリ部材が前記リアクトルを内包して前記第2アセンブリ部材に連結されて第1モジュール体が形成され、前記第1モジュール体は、装置筐体に収容され、前記装置筐体は、一つの面に冷却ファンが設置され、前記冷却ファンに対向する面に通気孔が設けられ、前記第1アセンブリ部材は、断面が略Cチャンネル形状に形成され、前記冷却ファンとは別部材で構成されている。 In order to solve the above problems, a power conversion device of the present invention is a power conversion device that converts power input from a power source side into AC power and outputs the power, and a power module to which a first assembly member is attached; A reactor connected to a rear stage side of the power module and constituting a filter circuit to which a second assembly member is attached. The first assembly member of the power module includes the reactor and the second assembly member To form a first module body , and the first module body is accommodated in an apparatus housing. The apparatus housing has a cooling fan installed on one surface and a surface facing the cooling fan. vent hole is provided, the first assembly member in cross section is formed in a substantially C-channel shape, it is formed as separate members and the cooling fan
この構成によれば、電力変換装置の構成部品であるパワーモジュールとリアクトルとに予めアセンブリ部材をそれぞれ取り付けておき、このアセンブリ部材同士を連結することで、パワーモジュールとリアクトルとが一体に組み付けられて第1モジュール体が形成されている。すなわち、アセンブリ部材同士の連結のみで、パワーモジュールとリアクトルとを所定の位置関係で一体に組み付けることができる。そして、装置筐体内を冷却風によって冷却することができる。 According to this configuration, the power module and the reactor are integrally assembled by attaching assembly members in advance to the power module and the reactor, which are components of the power conversion device, and connecting the assembly members to each other. A first module body is formed. That is, the power module and the reactor can be assembled together in a predetermined positional relationship only by connecting the assembly members. And the inside of an apparatus housing | casing can be cooled with cooling air.
また、本発明の電力変換装置によれば、第3アセンブリ部材が取り付けられた前記フィルタ回路を構成するコンデンサと、第4アセンブリ部材が取り付けられた前記フィルタ回路の電流を検出するシャント抵抗と、第5アセンブリ部材が取り付けられた出力の開閉を行う電磁開閉器と、をさらに備え、前記コンデンサの前記第3アセンブリ部材が前記シャント抵抗を内包して前記第4アセンブリ部材に連結され、前記電磁開閉器の前記第5アセンブリ部材が前記コンデンサを内包して前記第3アセンブリ部材に連結されて第2モジュール体が形成された構成としている。 According to the power converter of the present invention, the capacitor constituting the filter circuit to which the third assembly member is attached, the shunt resistor for detecting the current of the filter circuit to which the fourth assembly member is attached, An electromagnetic switch that opens and closes an output to which an assembly member is attached, wherein the third assembly member of the capacitor includes the shunt resistor and is connected to the fourth assembly member, and the electromagnetic switch The fifth assembly member includes the capacitor and is connected to the third assembly member to form a second module body.
この構成によれば、電力変換装置の構成部品であるコンデンサとシャント抵抗と電磁開閉器とに予めアセンブリ部材をそれぞれ取り付けておき、このアセンブリ部材同士を順次連結することで、コンデンサとシャント抵抗と電磁開閉器とが一体に組み付けられて第2モジュール体が形成されている。すなわち、アセンブリ部材同士の連結のみで、コンデンサとシャント抵抗と電磁開閉器とを所定の位置関係で一体に組み付けることができる。 According to this configuration, the assembly members are attached in advance to the capacitors, the shunt resistor, and the electromagnetic switch, which are the components of the power conversion device, and the assembly members are sequentially connected to each other, whereby the capacitor, the shunt resistor, and the electromagnetic switch are connected. The second module body is formed by assembling the switch together. That is, the capacitor, the shunt resistor, and the electromagnetic switch can be assembled together in a predetermined positional relationship only by connecting the assembly members.
また、本発明の電力変換装置によれば、前記第1モジュール体と前記第2モジュール体とが隣接設置されて連結された構成としてもよい。 Moreover, according to the power converter device of this invention, it is good also as a structure by which the said 1st module body and the said 2nd module body were installed adjacently and connected.
第1モジュール体と第2モジュール体とを隣接設置して連結することで、パワーモジュール、リアクトル、コンデンサ、シャント抵抗、及び電磁開閉器の全てを所定の位置関係で一体に組み付けることができる。 By connecting the first module body and the second module body adjacent to each other, all of the power module, the reactor, the capacitor, the shunt resistor, and the electromagnetic switch can be assembled together in a predetermined positional relationship.
また、本発明の電力変換装置によれば、第6アセンブリ部材が取り付けられた電解コンデンサをさらに備え、前記電解コンデンサの前記第6アセンブリ部材が、前記第1アセンブリ部材と前記第5アセンブリ部材とに跨がって連結された構成としてもよい。 The power converter according to the present invention further includes an electrolytic capacitor to which a sixth assembly member is attached, and the sixth assembly member of the electrolytic capacitor includes the first assembly member and the fifth assembly member. It is good also as a structure linked across.
この構成によれば、電力変換装置の構成部品である電解コンデンサに予めアセンブリ部材を取り付けておき、このアセンブリ部材を第1モジュール体と第2モジュール体のアセンブリ部材にそれぞれ連結することで、電解コンデンサを第1モジュール体の各部品と第2モジュール体の各部品とに一体に組付けることができる。 According to this configuration, the assembly member is attached in advance to the electrolytic capacitor that is a component of the power conversion device, and the assembly member is connected to the assembly member of the first module body and the second module body, respectively. Can be integrally assembled to each part of the first module body and each part of the second module body.
また、本発明の電力変換装置によれば、前記第1モジュール体及び前記第2モジュール体が装置筐体内の一側面に配置され、前記装置筐体の前記一側面に対向する他側面に、装置全体を制御する制御基板が配置され、前記制御基板と、前記パワーモジュール、前記電磁開閉器、及び、前記電解コンデンサとの間に遮蔽板が配置された構成としてもよい。 Further, according to the power conversion device of the present invention, the first module body and the second module body are disposed on one side surface in the device housing, and the other surface facing the one side surface of the device housing is disposed on the device side surface. A control board that controls the whole may be disposed, and a shielding plate may be disposed between the control board, the power module, the electromagnetic switch, and the electrolytic capacitor.
この構成によれば、制御基板を発熱体から保護することができる。 According to this configuration, the control board can be protected from the heating element.
また、本発明の電力変換装置によれば、前記冷却ファンは、前記パワーモジュールが搭載されたヒートシンクに対向配置された第1冷却ファンと、前記リアクトルに対向配置された第2冷却ファンとを備えた構成としてもよい。 Further, according to the power conversion device of the present invention, the cooling fan includes a first cooling fan disposed opposite to the heat sink on which the power module is mounted, and a second cooling fan disposed opposite to the reactor. It is good also as a structure.
この構成によれば、主要な発熱体であるパワーモジュールとリアクトルとを効果的に冷却することができる。 According to this structure, the power module and reactor which are main heat generating bodies can be cooled effectively.
また、本発明の電力変換装置によれば、前記通気孔は、前記遮蔽板を介して、前記制御基板側と前記パワーモジュール側の両方に設けられた構成としてもよい。 Moreover, according to the power converter device of the present invention, the vent may be provided on both the control board side and the power module side via the shielding plate.
この構成によれば、制御基板とパワーモジュールを含むその他の部品とに分けて効率的に冷却することができる。 According to this configuration, it is possible to efficiently cool the control board and other components including the power module.
また、本発明に係る電力変換装置の組み立て方法は、電源側から入力される電力を交流電力に変換して出力側に送出する電力変換装置の組み立て方法であって、第1アセンブリ部材が取り付けられたパワーモジュールと、第2アセンブリ部材が取り付けられたフィルタ回路を構成するリアクトルと、第3アセンブリ部材が取り付けられた前記フィルタ回路を構成するコンデンサと、第4アセンブリ部材が取り付けられたシャント抵抗と、第5アセンブリ部材が取り付けられた電磁開閉器と、第6アセンブリ部材が取り付けられた電解コンデンサと、を用いて、前記パワーモジュールの前記第1アセンブリ部材を、前記リアクトルを内包して前記第2アセンブリ部材に連結して第1モジュール体を形成する工程と、前記コンデンサの前記第3アセンブリ部材を、前記シャント抵抗を内包して前記第4アセンブリ部材に連結し、前記電磁開閉器の前記第5アセンブリ部材を、前記コンデンサを内包して前記第3アセンブリ部材に連結して第2モジュール体を形成する工程と、前記第1モジュール体と前記第2モジュール体とを隣接配置して連結する工程と、前記電解コンデンサの前記第6アセンブリ部材を、前記第1アセンブリ部材と前記第5アセンブリ部材とに跨がって連結する工程と、を含む構成としている。 In addition, the method for assembling the power conversion device according to the present invention is a method for assembling the power conversion device that converts the power input from the power source side into AC power and sends it to the output side, and the first assembly member is attached. A power module, a reactor constituting a filter circuit to which a second assembly member is attached, a capacitor constituting the filter circuit to which a third assembly member is attached, a shunt resistor to which a fourth assembly member is attached, Using the electromagnetic switch to which the fifth assembly member is attached and the electrolytic capacitor to which the sixth assembly member is attached, the first assembly member of the power module is contained in the reactor and the second assembly is included. Connecting to a member to form a first module body; and An assembly member including the shunt resistor is connected to the fourth assembly member, and the fifth assembly member of the electromagnetic switch is connected to the third assembly member including the capacitor. Forming a body, connecting the first module body and the second module body adjacent to each other, connecting the sixth assembly member of the electrolytic capacitor to the first assembly member and the fifth assembly. And a step of connecting across the members.
この方法によれば、各構成部品に取り付けられているアセンブリ部材同士を所定の位置関係で順次連結していくだけで、前記構成部品を所定の位置関係で一体に組み付けることができる。この場合、本発明の方法では、例えば部品Aの上部に部品Bを配置する場合、部品Bに取り付けられているアセンブリ部材の形状を、部品Aを内包できる形状に形成しておく。これにより、各構成部品をアセンブリ部材を用いて入れ子構造に積み上げて配置することができるので、組み立て作業性が格段に向上するものである。 According to this method, it is possible to assemble the components in a predetermined positional relationship by simply connecting the assembly members attached to the components in a predetermined positional relationship. In this case, in the method of the present invention, for example, when the part B is arranged on the upper part of the part A, the shape of the assembly member attached to the part B is formed into a shape that can contain the part A. Thereby, since each component can be piled up and arranged in a nested structure using an assembly member, assembly workability improves markedly.
本発明の電力変換装置及びその組み立て方法によれば、電力変換装置の各構成部品に予めアセンブリ部材をそれぞれ取り付けておき、このアセンブリ部材同士を順次連結することで一体に組み付ける構成としたので、各構成部品を所定の位置関係で一体に組み付けることができる。従って、各構成部品が大型で重いものであっても、組み立ての作業性を向上させることができる。 According to the power conversion device and the assembly method of the present invention, the assembly members are respectively attached in advance to the respective components of the power conversion device, and the assembly members are sequentially assembled to each other. The component parts can be assembled together in a predetermined positional relationship. Therefore, even if each component is large and heavy, assembly workability can be improved.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
上記したように、本発明の電力変換装置1の部品構成は、図1に示した従来の電力変換装置100の部品構成と同様である。すなわち、本発明の電力変換装置1は、入力端子部11、整流器12、零相変流器13、電解コンデンサ14、パワーモジュール15、LC回路を構成するリアクトル16及びコンデンサ17、シャント抵抗18、ノイズフィルタ19、系統側電磁開閉器(系統側リレー回路)20a、自立側電磁開閉器(自立側リレー回路)20b、系統側出力端子部21a、自立側出力端子部21b、及び、制御基板22を備えて構成されており、これらの部品が一体に組み付けられて装置筐体40に内包されている。
As described above, the component configuration of the
図2は、図1に示す電力変換装置1を構成する各構成部品を分解して示す説明図であり、図2では各構成部品を組み立てていく手順も同時に図示している。
FIG. 2 is an explanatory view showing the components constituting the
本実施の形態では、電力変換装置1の各構成部品に予めアセンブリ部材をそれぞれ取り付けておく点に特徴を有している。また、そのアセンブリ部材も、例えば部品Aの上部に部品Bを配置する場合、部品Bに取り付けられているアセンブリ部材の形状を、部品Aを内包できる形状に形成している点にも特徴を有している。
The present embodiment is characterized in that an assembly member is attached in advance to each component of the
以下、各構成部品について、図2を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図2に示す状態を正面から見た状態として説明するが、実際の完成品では横方向から見た状態(側面図)である。 Hereinafter, each component will be specifically described with reference to FIG. In the following description, for convenience of explanation, the state shown in FIG. 2 will be described as viewed from the front, but the actual finished product is viewed from the side (side view).
パワーモジュール15は、ヒートシンク25上に搭載されており、このヒートシンク25の下面に第1アセンブリ部材31が取り付けられている。第1アセンブリ部材31は、ヒートシンク25を支持する支持板31aと、支持板31aの正面側(図2の紙面に向かう方向:以下同じ)から見て左右方向の両端部からそれぞれ下方に延設された脚板31b,31cとを備え、一方の脚板31cには、その下端部から内側方向に延設された載置用リブ板31dが設けられている。すなわち、第1アセンブリ部材31は、正面側から見た縦断面が略Cチャンネル形状に形成されている。また、脚板31b,31cの長さは、後述するリアクトル16を内包できる長さに形成されている。
The
リアクトル16の下面には第2アセンブリ部材32が取り付けられている。第2アセンブリ部材32は、リアクトル16を支持する支持板32aと、この支持板32aの左右両側部からそれぞれ下方に延設された脚板32b,32cを備えている。
A
コンデンサ17の下面には第3アセンブリ部材33が取り付けられている。第3アセンブリ部材33は、コンデンサ17を支持する支持板33aと、支持板33aの正面側から見て左右方向の両端部からそれぞれ下方に延設された脚板33b,33cとを備え、両脚板33b,33cには、その下端部から内側方向に延設された載置用リブ板33d,33eが設けられている。すなわち、第3アセンブリ部材33は、正面側から見た縦断面がリップ付きの略Cチャンネル形状に形成されている。また、脚板33b,33cの長さは、後述するシャント抵抗18を内包できる長さに形成されている。
A
シャント抵抗18の下面には第4アセンブリ部材34が取り付けられている。第4アセンブリ部材34は、シャント抵抗18を支持する支持板34aと、支持板34aの正面側から見て左右方向の両端部からそれぞれ下方に延設された脚板34b,34cとを備えている。すなわち、第4アセンブリ部材34は、正面側から見た縦断面が略Cチャンネル形状に形成されている。
A
電磁開閉器20a,20bの下面には第5アセンブリ部材35が取り付けられている。第5アセンブリ部材35は、電磁開閉器20a,20bを支持する支持板35aと、支持板35aの正面側から見て左右方向の両端部からそれぞれ下方に延設された脚板35b,35cとを備え、両脚板35b,35cには、その下端部から内側方向に延設された載置用リブ板35d,35eが設けられている。すなわち、第5アセンブリ部材35は、正面側から見た縦断面がリップ付きの略Cチャンネル形状に形成されている。また、脚板35b,35cの長さは、コンデンサ17を内包できる長さに形成されている。
A
電解コンデンサ14の下面には第6アセンブリ部材36が取り付けられている。第6アセンブリ部材36は、電解コンデンサ14を支持する支持板36aと、支持板36aの正面側から見て左右方向の両端部からそれぞれ下方に延設された脚板36b,36cとを備え、両脚板36b,36cには、その下端部から内側方向に延設された載置用リブ板36d,36eが設けられている。すなわち、第6アセンブリ部材36は、正面側から見た縦断面がリップ付きの略Cチャンネル形状に形成されている。また、脚板36b,36cの長さは、載置される他のアセンブリ部材の高さに合せた長さとなっている。すなわち、他のアセンブリ部材上に載置したときに、電解コンデンサ14がほぼ水平状態となるような長さに設定されている。
A
なお、図示は省略しているが、ヒートシンク25上には整流器12も搭載されている。また、変流器CTは、図2ではシャント抵抗18の後ろ側に配置されて第4アセンブリ部材34に搭載されている。また、ノイズフィルタ19については図示を省略している。
Although not shown, the
本実施の形態の電力変換装置1は、図2に示すように、アセンブリ部材31〜36が取り付けられた各構成部品を、そのアセンブリ部材31〜36を利用して順次組み立てていくことで、最終形態の電力変換装置1が製造できる点にその特徴を有している。以下、その組み立て手順について、図2及び図3に示す組み立て手順の説明図を参照して説明する。なお、図2は組み立て手順の前半部分、図3は組み立て手順の後半部分である。
As shown in FIG. 2, the
まず、リアクトル16の上にパワーモジュール15を載置固定する。すなわち、パワーモジュール15の第1アセンブリ部材31を、リアクトル16を内包して第2アセンブリ部材32に被せ、第1アセンブリ部材31の脚板31bと第2アセンブリ部材32の脚板32bとをボルトとナット等の連結具で連結し、第1アセンブリ部材31の載置用リブ片31dと第2アセンブリ部材32の支持板32aとをボルトとナット等の連結具で連結して、パワーモジュール15とリアクトル16とが一体に組み付けられた第1モジュール体1Aを形成する。
First, the
このとき、上記したように、第1アセンブリ部材31の各脚板31b,31cの長さは、リアクトル16を内包できる長さに形成されているので、第1及び第2アセンブリ部材31,32同士の組み付け(ボルトとナットによる連結)のみで、パワーモジュール15とリアクトル16とを所定の位置関係で一体に組み付けることができる。
At this time, as described above, the length of the
次に、シャント抵抗18の上にコンデンサ17を載置固定する。すなわち、コンデンサ17の第3アセンブリ部材33を、シャント抵抗18を内包して第4アセンブリ部材34に被せ、第3アセンブリ部材33の両載置用リブ板33d,33eと第4アセンブリ部材34の支持板34aとをボルトとナット等の連結具で連結する。次に、コンデンサ17上に電磁開閉器20a,20bを載置固定する。すなわち、電磁開閉器20a,20bの第5アセンブリ部材35を、コンデンサ17を内包して第3アセンブリ部材33に被せ、第5アセンブリ部材35の両載置用リブ板35d,35eと第3アセンブリ部材33の支持板33aとをボルトとナット等の連結具で連結して、シャント抵抗18とコンデンサ17と電磁開閉器20a,20bとが一体に組み付けられた第2モジュール体1Bを形成する。
Next, the
このとき、上記したように、第3アセンブリ部材33の両脚板33b,33cの長さは、シャント抵抗18を内包できる長さに形成されており、第5アセンブリ部材35の両脚板35b,35cの長さは、コンデンサ17を内包できる長さに形成されているので、第3及び第4アセンブリ部材33,34同士の組み付け(ボルトとナットによる連結)、及び、第3及び第5アセンブリ部材33,35同士の組み付け(ボルトとナットによる連結)のみで、シャント抵抗18とコンデンサ17と電磁開閉器20a,20bとを所定の位置関係で一体に組み付けることができる。
At this time, as described above, the lengths of both
次に、第1モジュール体1Aと第2モジュール体1Bとを隣接配置して連結し、第3モジュール体1Cを形成する。このときの連結は、隣接するアセンブリ部材同士をボルトとナット等の連結具で連結する。図2に示す例では、第1モジュール体1Aが右側に配置され、第2モジュール体1Bがその左側に配置されているので、第2アセンブリ部材32の左側の脚板32bと第4アセンブリ部材34の右側の脚板34cとをボルトとナット等の連結具で連結し、第1アセンブリ部材31の左側の脚板31bと、第3アセンブリ部材33の右側の脚板33c及び第5アセンブリ部材35の右側の脚板35cとをそれぞれボルトとナット等の連結具で連結する。なお、この配置位置は左右逆であってもよい。
Next, the
次に、このように一体に形成した第3モジュール体1Cの上に、電解コンデンサ14の第6アセンブリ部材36を載置固定する。すなわち、電解コンデンサ14をヒートシンク25と電磁開閉器20a,20bとの間に嵌め込むようにして、第6アセンブリ部材36を、第1アセンブリ部材31と第5アセンブリ部材35とに跨がって配置し、第6アセンブリ部材36の右側の載置用リブ板36eを第1アセンブリ部材31の支持板31aにボルトとナット等の連結具で連結し、第6アセンブリ部材36の左側の載置用リブ板36dを第5アセンブリ部材35の支持板35aにボルトとナット等の連結具で連結して、第4モジュール体1Dを形成する。この段階で、制御基板22以外の全ての構成部品が組付けられたことになる。
Next, the
この組み立て工程によれば、各構成部品に取り付けられているアセンブリ部材31〜36同士を所定の位置関係で順次連結していくだけで、各構成部品を所定の位置関係で一体に組み付けることができる。この場合、本実施の形態によれば、例えば部品Aの上部に部品Bを配置する場合、部品Bに取り付けられているアセンブリ部材の形状を、部品Aを内包できる形状に形成しておくことで、各構成部品を、アセンブリ部材を用いて入れ子構造に積み上げて配置することができるので、組み立ての作業性が格段に向上することになる。
According to this assembling process, the components can be integrally assembled in a predetermined positional relationship by simply connecting the
この後、図3に示すように、第4モジュール体1Dの上から、下面側が開口された箱型形状の装置筐体40を被せて、第4モジュール体1Dと装置筐体40とを連結する。
Thereafter, as shown in FIG. 3, the
具体的に説明すると、装置筐体40は、図3に示す状態において左側の面を下面41、右側の面を上面42とし、紙面奥側の面を第1側面43、上部の面を第2側面44、紙面手前側の面(ただし、図3は断面図であるため、手前側の面は図示されていない。:後述する図5参照)を第3側面45、下部の面を第4側面46とすると、第1モジュール体1Aを構成する第2アセンブリ部材32の支持板32aの底面、及び、第2モジュール体1Bを構成する第4アセンブリ部材34の支持板34aが、装置筐体40の第4側面46を構成する。すなわち、第2アセンブリ部材32の脚板32c、及び、第4アセンブリ部材34の脚板34bが、装置筐体40の開口部分の周縁部にボルトとナット等の連結具で連結されている。
Specifically, in the state shown in FIG. 3, the
ここで、図示は省略しているが、上部の第2側面44は、開閉可能な扉体となっており、この扉体の内側に制御基板22が取り付けられている。
Here, although not shown, the upper
次に、この状態で配線等を施し、装置筐体40を、下面41を下にして立て起こすように90度回転させると、図4及び図5に示す状態の最終製品が完成する。なお、配線等はこの立て起こした状態で行ってもよい。なお、図4は、立て起こした後の電力変換装置1(すなわち、装置筐体40)を横から見た概略縦断面図であり、図5は立て起こした後の電力変換装置1(すなわち、装置筐体40)を上面側から見た概略横断面図である。すなわち、図4は、図5のA−A線に沿った概略断面図である。
Next, wiring or the like is applied in this state, and the
このような構成において、装置筐体40には、制御基板22と、パワーモジュール15、電磁開閉器20a,20b、及び、電解コンデンサ14との間に遮蔽板47が配置されている。遮蔽板47は、制御基板22と平行に配置されている。これにより、制御基板22をパワーモジュール15やリアクトル16、電磁開閉器20a,20bや電解コンデンサ14等の発熱体から保護することができる。
In such a configuration, a shielding
また、装置筐体40には、第3側面45に冷却ファン61が設置され、この冷却ファン61に対向する第1側面43に通気孔48,49が設けられている。また、冷却ファン61が設置されている第3側面45にも通気孔48が設けられている。この構成によれば、装置筐体40内を冷却風によって冷却することができる。
Further, the
この場合、本実施の形態では、冷却ファン61は、パワーモジュール15が搭載されたヒートシンク25に対向配置された第1冷却ファン61aと、リアクトル16に対向配置された第2冷却ファン61bとで構成されている。各冷却ファン61a,61bは、第3側面45に形成された開口部45a,45bに取り付けられている。この構成によれば、主要な発熱体であるパワーモジュール15とリアクトル16とを効果的に冷却することができる。
In this case, in the present embodiment, the cooling
また、本実施の形態では、通気孔48は、遮蔽板47を介して、制御基板22側に設けられた通気孔48aと、パワーモジュール15側に設けられた通気孔48bとに分けて配置されている。また、通気孔49は、リアクトル16に対向するように配置されている。この配置構成によれば、制御基板22と、パワーモジュール15やリアクトル16を含むその他の部品とに分けて、筐体内の熱を効率的に排出することができる。
Further, in the present embodiment, the air holes 48 are divided into the air holes 48 a provided on the
なお、上記実施の形態では、通気孔48,49は、装置筐体40の側面に設けているが、装置筐体40の上面42や下面41等に設けてもよい。また、第1冷却ファン61aや第2冷却ファン61bの台数も、必要に応じてそれぞれ複数台設置してもよい。上記実施の形態では、第1冷却ファン61aは、ヒートシンク25の高さ方向に沿って2台配置されており、第2冷却ファン61bは、中央部のリアクトル16に対峙して1台配置されている。
In the above-described embodiment, the air holes 48 and 49 are provided on the side surface of the
さらに、上記実施の形態では、各アセンブリ部材をボルトとナット等の連結具で連結する構成としているが、例えば溶接等で各アセンブリ部材を連結してもよく、また、連結具と溶接の両方を適宜用いて各アセンブリ部材を連結するように構成してもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, each assembly member is connected by a connecting tool such as a bolt and a nut, but each assembly member may be connected by, for example, welding or the like. You may comprise so that each assembly member may be connected suitably.
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲に示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof. Therefore, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is set forth in the claims, and is not restricted by the text of the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
1 電力変換装置
1A 第1モジュール体
1B 第2モジュール体
1C 第3モジュール体
1D 第4モジュール体
11 入力端子部
12 整流器
13 零相変流器
14 電解コンデンサ
15 パワーモジュール
16 リアクトル
17 コンデンサ
18 シャント抵抗
19 ノイズフィルタ
20a 系統側電磁開閉器(系統側リレー回路)
20b 自立側電磁開閉器(自立側リレー回路)
21a 系統側出力端子部
21b 自立側出力端子部
22 制御基板
25 ヒートシンク
31 第1アセンブリ部材
32 第2アセンブリ部材
33 第3アセンブリ部材
34 第4アセンブリ部材
35 第5アセンブリ部材
36 第6アセンブリ部材
40 装置筐体
41 下面
42 上面
43 第1側面
44 第2側面(他側面)
45 第3側面
46 第4側面(一側面)
47 遮蔽版
48、49 通気孔
61 冷却ファン
61a 第1冷却ファン
61b 第2冷却ファン
DESCRIPTION OF
20b Independent electromagnetic switch (independent relay circuit)
21a System side
45
47
Claims (8)
第1アセンブリ部材が取り付けられたパワーモジュールと、
前記パワーモジュールの後段側に接続され、第2アセンブリ部材が取り付けられたフィルタ回路を構成するリアクトルと、を備え、
前記パワーモジュールの前記第1アセンブリ部材が前記リアクトルを内包して前記第2アセンブリ部材に連結されて第1モジュール体が形成され、
前記第1モジュール体は、装置筐体に収容され、
前記装置筐体は、一つの面に冷却ファンが設置され、前記冷却ファンに対向する面に通気孔が設けられ、
前記第1アセンブリ部材は、断面が略Cチャンネル形状に形成され、前記冷却ファンとは別部材で構成されていること
を特徴とする電力変換装置。 A power conversion device that converts power input from the power source side into AC power and outputs the power,
A power module having a first assembly member attached thereto;
A reactor connected to a rear stage side of the power module and constituting a filter circuit to which a second assembly member is attached,
The first assembly member of the power module encloses the reactor and is connected to the second assembly member to form a first module body ;
The first module body is accommodated in an apparatus housing,
The device housing is provided with a cooling fan on one surface, and a vent hole is provided on a surface facing the cooling fan,
The power converter according to claim 1, wherein the first assembly member has a substantially C-channel cross section and is formed of a member different from the cooling fan .
第3アセンブリ部材が取り付けられた、前記フィルタ回路を構成するコンデンサと、
第4アセンブリ部材が取り付けられた、前記フィルタ回路の電流を検出するシャント抵抗と、
第5アセンブリ部材が取り付けられた出力の開閉を行う電磁開閉器と、をさらに備え、
前記コンデンサの前記第3アセンブリ部材が前記シャント抵抗を内包して前記第4アセンブリ部材に連結され、前記電磁開閉器の前記第5アセンブリ部材が前記コンデンサを内包して前記第3アセンブリ部材に連結されて第2モジュール体が形成されていることを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1,
A capacitor constituting the filter circuit, to which a third assembly member is attached;
A shunt resistor for detecting a current of the filter circuit, to which a fourth assembly member is attached;
An electromagnetic switch that opens and closes an output to which the fifth assembly member is attached, and
The third assembly member of the capacitor includes the shunt resistor and is connected to the fourth assembly member, and the fifth assembly member of the electromagnetic switch includes the capacitor and is connected to the third assembly member. And a second module body is formed.
前記第1モジュール体と前記第2モジュール体とが隣接設置されて連結されていることを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to claim 2,
The power conversion device, wherein the first module body and the second module body are adjacently connected to each other.
第6アセンブリ部材が取り付けられた電解コンデンサをさらに備え、
前記電解コンデンサの前記第6アセンブリ部材が、前記第1アセンブリ部材と前記第5アセンブリ部材とに跨がって連結されていることを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to claim 3,
An electrolytic capacitor to which the sixth assembly member is attached;
The power converter according to claim 6, wherein the sixth assembly member of the electrolytic capacitor is connected across the first assembly member and the fifth assembly member.
前記第1モジュール体及び前記第2モジュール体が前記装置筐体内の一側面に配置され、
前記装置筐体の前記一側面に対向する他側面に、装置全体を制御する制御基板が配置され、
前記制御基板と、前記パワーモジュール、前記電磁開閉器、及び、前記電解コンデンサとの間に遮蔽板が配置されていることを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to claim 4,
It said first module member and said second module member is disposed on one side of the device housing,
A control board that controls the entire apparatus is disposed on the other side surface of the apparatus housing that faces the one side surface.
A power conversion device, wherein a shielding plate is disposed between the control board, the power module, the electromagnetic switch, and the electrolytic capacitor.
前記冷却ファンは、前記パワーモジュールが搭載されたヒートシンクに対向配置された第1冷却ファンと、前記リアクトルに対向配置された第2冷却ファンとを備えていることを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to claim 5 ,
The said cooling fan is provided with the 1st cooling fan arrange | positioned facing the heat sink with which the said power module is mounted, and the 2nd cooling fan arrange | positioned facing the said reactor, The power converter device characterized by the above-mentioned.
前記通気孔は、前記遮蔽板を介して、前記制御基板側と前記パワーモジュール側の両方に設けられていることを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to claim 5 or 6 , wherein
The power conversion device according to claim 1, wherein the vent hole is provided on both the control board side and the power module side via the shielding plate.
第1アセンブリ部材が取り付けられたパワーモジュールと、
第2アセンブリ部材が取り付けられた、フィルタ回路を構成するリアクトルと、
第3アセンブリ部材が取り付けられた、前記フィルタ回路を構成するコンデンサと、
第4アセンブリ部材が取り付けられたシャント抵抗と、
第5アセンブリ部材が取り付けられた電磁開閉器と、
第6アセンブリ部材が取り付けられた電解コンデンサと、を用い、
前記パワーモジュールの前記第1アセンブリ部材を、前記リアクトルを内包して前記第2アセンブリ部材に連結して第1モジュール体を形成する工程と、
前記コンデンサの前記第3アセンブリ部材を、前記シャント抵抗を内包して前記第4アセンブリ部材に連結し、前記電磁開閉器の前記第5アセンブリ部材を、前記コンデンサを内包して前記第3アセンブリ部材に連結して第2モジュール体を形成する工程と、
前記第1モジュール体と前記第2モジュール体とを隣接配置して連結する工程と、
前記電解コンデンサの前記第6アセンブリ部材を、前記第1アセンブリ部材と前記第5アセンブリ部材とに跨がって連結する工程と、を含むことを特徴とする電力変換装置の組み立て方法。 A method for assembling a power converter that converts power input from the power source side into AC power and sends it to the output side,
A power module having a first assembly member attached thereto;
A reactor constituting a filter circuit, to which a second assembly member is attached;
A capacitor constituting the filter circuit, to which a third assembly member is attached;
A shunt resistor having a fourth assembly member attached thereto;
An electromagnetic switch to which a fifth assembly member is attached;
An electrolytic capacitor to which a sixth assembly member is attached,
Forming the first module body by enclosing the first assembly member of the power module, enclosing the reactor and connecting the first assembly member to the second assembly member;
The third assembly member of the capacitor is connected to the fourth assembly member including the shunt resistor, and the fifth assembly member of the electromagnetic switch is included in the third assembly member including the capacitor. Connecting to form a second module body;
The first module body and the second module body are disposed adjacent to each other and connected;
Connecting the sixth assembly member of the electrolytic capacitor across the first assembly member and the fifth assembly member, and assembling the power conversion device.
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