JP7843950B1 - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

電力変換装置（１）は、複数のユニット（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）と、冷却パイプ（４）と、ラック（２０）とを備えている。複数のユニット（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ）は、各々、複数のサブモジュール（１０）を含む。冷却パイプ（４）は、複数のサブモジュール（１０）に接続されている。ラック（２０）は、冷却パイプ（４）を支持する。ラック（２０）は、複数の支持棒（２１，２２）と、複数の支持棒（２１，２２）を介して積み重ねられている複数の板（２３，２４，２５，２６）とを含む。冷却パイプ（４）は、複数の板のうちの少なくとも二枚の板（２４）に固定されており、かつ、蛇行している。

Description

本開示は、電力変換装置に関する。

特開２０２０－１５０７４６号公報（特許文献１）は、ベースと、絶縁支柱と、複数のモジュールと、複数の絶縁配管とを備える電力変換装置を開示している。複数のモジュールは、ベース上に、絶縁支柱を介して、鉛直方向に積み重ねられている。複数の絶縁配管の端部は、モジュールの側面及びベースに設けられているジョイントに接続されている。冷却媒体は、複数の絶縁配管を通って、複数のモジュールに供給される。複数の絶縁配管は、複数のモジュールのうち隣接して配置されたモジュール間において、鉛直方向に対して斜めに配置されている。

特開２０２０－１５０７４６号公報

特許文献１に開示されている電力変換装置では、複数の絶縁配管の端部がジョイントに接続されているにすぎない。そのため、複数の絶縁配管の耐震性は低く、電力変換装置の耐震性は低い。本開示は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、向上した耐震性を有する電力変換装置を提供することである。

本開示の電力変換装置は、積み重ねられている複数のユニットと、複数のユニットを支持する支持碍子と、冷却パイプと、冷却パイプを支持するラックとを備える。複数のユニットは、各々、複数のサブモジュールを含む。冷却パイプは、複数のサブモジュールに接続されている。複数のサブモジュールを冷却する冷媒は、冷却パイプを通って、複数のサブモジュールに供給される。ラックは、複数の支持棒と、複数の支持棒を介して積み重ねられている複数の板とを含む。冷却パイプは、複数の板のうちの少なくとも二枚の板に固定されており、かつ、蛇行している。少なくとも二枚の板は、複数のユニットのうちの最下段のユニットよりも下方に配置されている。

本開示の電力変換装置によれば、向上した耐震性を有する電力変換装置を提供することができる。

電力変換装置の全体構成を示す回路図である。 サブモジュールの模式的な回路図である。 実施の形態の電力変換装置の概略正面図である。 実施の形態の電力変換装置の概略左側面図である。 実施の形態の電力変換装置の概略右側面図である。 実施の形態の電力変換装置の図４に示される領域ＶＩの概略部分拡大左側面図である。 実施の形態の電力変換装置の概略部分拡大平面図である。 実施の形態の電力変換装置の図３に示される領域ＶＩＩＩの概略部分拡大断面図であるとともに、実施の形態の電力変換装置の図７に示される断面線ＶＩＩＩ－ＶＩＩＩにおける概略部分拡大断面図である。 ラックの沿面距離を示す概略部分拡大左側面図である。 実施の形態の第１変形例の電力変換装置の概略部分拡大平面図である。 実施の形態の第２変形例の電力変換装置の概略部分拡大平面図である。

以下、本開示の実施の形態を説明する。なお、同一の構成には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。

図１及び図２を参照して、実施の形態の電力変換装置１の回路構成を説明する。本実施の形態の電力変換装置１は、特に限定されないが、例えば、モジュラーマルチレベル変換器（ＭＭＣ）型の高圧直流送電（ＨＶＤＣ）変換器である。

図１を参照して、電力変換装置１は、変圧器１０１を介して、交流電力系統１００に接続されている。電力変換装置１は、直流電力系統１０２に接続されている。電力変換器は、交流電力系統１００に入力された交流電力を高圧直流電力に変換して、直流電力系統１０２に出力する。電力変換装置１は、複数組のアーム１０３及びアーム１０４を含む。アーム１０３及びアーム１０４は、互いに直列に接続されている。複数組のアーム１０３及びアーム１０４は、互いに並列に接続されている。アーム１０３及びアーム１０４の間に、変圧器１０１が接続されている。アーム１０３及びアーム１０４は、各々、直列接続されている複数のサブモジュール１０を含む。

図２を参照して、複数のサブモジュール１０は、各々、例えば、スイッチング素子１０５ａ，１０５ｂと、ダイオード１０６ａ，１０６ｂと、コンデンサ１０７と、接続線１０８ａ，１０８ｂとを含む。

スイッチング素子１０５ａ，１０５ｂは、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。スイッチング素子１０５ａとスイッチング素子１０５ｂとは、互いに直列に接続されている。

ダイオード１０６ａは、スイッチング素子１０５ａに逆並列に接続されている。ダイオード１０６ｂは、スイッチング素子１０５ｂに逆並列に接続されている。コンデンサ１０７は、スイッチング素子１０５ａ，１０５ｂに対して並列に接続されている。

接続線１０８ａは、スイッチング素子１０５ａのエミッタ端子及びスイッチング素子１０５ｂのコレクタ端子に接続されている。接続線１０８ｂは、スイッチング素子１０５ｂのエミッタ端子に接続されている。サブモジュール１０の接続線１０８ａは、当該サブモジュール１０に隣り合う別のサブモジュール１０の接続線１０８ｂに接続されている。このように、サブモジュール１０は、ハーフブリッジ型の変換器セルを構成している。

図１を参照して、電力変換装置１は、冷却パイプ４と、冷媒循環器７とを備える。冷却パイプ４は、例えば、フッ素系絶縁樹脂のような絶縁材料で形成されている。冷却パイプ４は、冷媒循環器７と複数のサブモジュール１０とに接続されている。冷却パイプ４は、供給パイプ５と、排出パイプ６とを含む。冷媒は、冷却パイプ４を流れる。冷媒循環器７は、ポンプ（図示せず）を含む。冷媒循環器７は、供給パイプ５を通して、複数のサブモジュール１０に冷媒を供給する。冷媒は、例えば、水などである。複数のサブモジュール１０は、冷媒で冷却される。複数のサブモジュール１０で暖められた冷媒は、排出パイプ６を通って、冷媒循環器７に戻る。冷媒循環器７は、複数のサブモジュール１０で暖められた冷媒を冷却して、再び、供給パイプ５を通して複数のサブモジュール１０に冷媒を供給する。

図１を参照して、電力変換装置１は、光ファイバケーブル８と、コントローラ９とを備える。光ファイバケーブル８は、コントローラ９と複数のサブモジュール１０とに接続されている。コントローラ９は、光ファイバケーブル８を通して、複数のサブモジュール１０に制御信号を送信する。こうして、コントローラ９は、複数のサブモジュール１０を制御する。

図３から図９を参照して、実施の形態の電力変換装置１の構成を説明する。電力変換装置１は、変換器バルブタワー２，３を備える。

変換器バルブタワー２は、複数のユニット１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄと、支持碍子１２と、ラック２０，２０ｂとを含む。変換器バルブタワー２は、ベース１１をさらに含んでもよい。変換器バルブタワー２は、頂部シールド１８と、側部シールド１９とをさらに含んでもよい。変換器バルブタワー２は、第１固定部材２７と、第２固定部材３０とをさらに含んでもよい。

変換器バルブタワー２は、設置面５０に固定されている。例えば、ベース１１が、設置面５０に固定されている。ベース１１は、例えば、鋼で形成されている。支持碍子１２は、ベース１１に固定されている。支持碍子１２は、第３方向ＤＲ３に延在している。第３方向ＤＲ３は、鉛直方向である。支持碍子１２は、複数のユニット１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを支持する。支持碍子１２は、例えば、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）またはセラミックなどのような絶縁材料で形成されている。

複数のユニット１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、第３方向ＤＲ３に積み重ねられている。複数のユニット１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、各々、複数のサブモジュール１０と、載置板１７と、フレーム１４とを含む。フレーム１４は、支柱１５と、接続碍子１６とを含む。

複数のサブモジュール１０は、載置板１７上に搭載される。複数のサブモジュール１０が載置される載置板１７の載置面は、第１方向ＤＲ１及び第２方向ＤＲ２に延在している。第１方向ＤＲ１は、第３方向ＤＲ３に垂直である。第２方向ＤＲ２は、第１方向ＤＲ１及び第３方向ＤＲ３に垂直である。第１方向ＤＲ１及び第２方向ＤＲ２は、水平面を規定する。載置板１７は、フレーム１４に固定される。載置板１７は、例えばボルトを用いて、支柱１５に固定されている。載置板１７は、例えば、ガラスエポキシ樹脂のような絶縁材料で形成されている。

支柱１５は、例えば、鋼のような材料で形成されている。複数のユニット１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄのうち最下段のユニット１３ａの支柱１５は、ボルトなどを用いて、支持碍子１２に固定されている。

接続碍子１６は、複数のユニット１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄのうち互いに隣り合うユニットに含まれる支柱１５どうしを互いに接続する。複数のユニット１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄのうち最上段のユニット１３ｄに含まれる接続碍子１６は、最上段のユニット１３ｄに含まれる支柱１５と頂部シールド１８とを互いに接続する。接続碍子１６は、例えばボルトを用いて、支柱１５及び頂部シールド１８に固定されている。接続碍子１６は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）またはセラミックなどのような絶縁材料で形成されている。接続碍子１６は、支持碍子１２と同じ材料で形成されてもよい。

頂部シールド１８は、変換器バルブタワー２の最上部に配置されている。頂部シールド１８は、例えばボルトを用いて、複数のユニット１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄのうち最上段のユニット１３ｄに含まれる接続碍子１６に固定されている。側部シールド１９は、変換器バルブタワー２の側部に配置されている。側部シールド１９は、例えばボルトを用いて、支柱１５に固定されている。頂部シールド１８及び側部シールド１９は、例えば、アルミニウムなどの金属で形成されている。頂部シールド１８及び側部シールド１９は、変換器バルブタワー２の周囲から複数のサブモジュール１０に入射する電界を緩和して、複数のサブモジュール１０を当該電界から保護する。頂部シールド１８及び側部シールド１９は、複数のサブモジュール１０から変換器バルブタワー２の周囲に出射される電界を緩和する。

図３、図４、図６から図８を参照して、ラック２０は、冷却パイプ４（より具体的には、供給パイプ５）を、例えば重力方向において支持する。ラック２０は、複数の支持棒２１，２２と、複数の板（上板２３、中間板２４，２５、下板２６）とを含む。

図４及び図６から図８を参照して、複数の板（上板２３、中間板２４，２５、下板２６）は、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁材料で形成されている。複数の板は、上板２３と、中間板２４，２５と、下板２６とを含む。

上板２３は、複数の板（上板２３、中間板２４，２５、下板２６）のうち最も複数のユニット１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの近くに配置されている。上板２３は、最下段のユニット１３ａの支柱１５に固定されている。下板２６は、複数の板のうち最もベース１１または設置面５０の近くに配置されている。上板２３及び下板２６は、例えば、金属板である。

中間板２４，２５は、上板２３と下板２６との間に配置されている。中間板２４，２５は、複数のユニット１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄのうちの最下段のユニット１３ａよりも下方に配置されている。中間板２４，２５は、例えば、絶縁板である。中間板２４と中間板２５とは交互に配置されている。

複数の板（上板２３、中間板２４，２５、下板２６）は、各々、複数のユニット１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに対向する上主面と、ベース１１または設置面５０に対向する下主面とを有する。例えば、中間板２４は、各々、上主面２４ａと下主面２４ｂとを有する。複数の板の各々の上主面と下主面とは、例えば、鉛直方向を向いている。冷却パイプ４（供給パイプ５）は、第１固定部材２７を用いて、中間板２４の上主面２４ａに固定されている。冷却パイプ４は、複数の板（上板２３、中間板２４，２５、下板２６）のうちの少なくとも二枚の中間板２４に固定されている。冷却パイプ４は、中間板２５に固定されていない。冷却パイプ４は、下板２６に固定されている。

ラック２０では、冷却パイプ４は、第１方向ＤＲ１に蛇行しながら、第３方向ＤＲ３に延在している。第３方向ＤＲ３は、鉛直方向である。ラック２０では、第１方向ＤＲ１における冷却パイプ４の長さは、第１方向ＤＲ１における複数の板（上板２３、中間板２４，２５、下板２６）の各々の長さよりも大きい。第１方向ＤＲ１において、冷却パイプ４は、中間板２４，２５の各々の両端から突出してもよい。第１方向ＤＲ１において、冷却パイプ４は、上板２３及び下板２６の各々の両端から突出してもよい。

図４及び図６から図８を参照して、複数の板（上板２３、中間板２４，２５、下板２６）は、複数の支持棒２１，２２を介して、第３方向ＤＲ３に積み重ねられている。複数の支持棒２１，２２は、奇数段目の支持棒２１と、偶数段目の支持棒２２とを含む。具体的には、上板２３と中間板２４とは、支持棒２１を介して積み重ねられている。中間板２４と中間板２５とは、支持棒２１，２２を介して積み重ねられている。中間板２５と下板２６とは、支持棒２１を介して積み重ねられている。下板２６は、支持棒２２を介して、ベース１１に支持されている。

図７及び図８を参照して、複数の板（上板２３、中間板２４，２５、下板２６）が積み重ねられている方向（第３方向ＤＲ３）からの平面視において、複数の支持棒２１，２２は、複数の板の各々のうち第２方向ＤＲ２における縁部（例えば、縁部２４ｅ，２４ｆ）に固定されている。複数の板の各々の縁部は、複数の板の各々を第２方向ＤＲ２において三つの部分に均等に分けたとき、三つの部分のうちの第１部分と第２部分とを意味する。第１部分は、三つの部分のうち、第２方向ＤＲ２における複数の板の各々の一方の端部を含む部分である。第２部分は、三つの部分のうち、第２方向ＤＲ２における複数の板の各々の他方の端部を含む部分である。

図４、図６及び図７を参照して、複数の板（上板２３、中間板２４，２５、下板２６）が積み重ねられている方向（第３方向ＤＲ３）からの平面視において、奇数段目の支持棒２１と偶数段目の支持棒２２とは、第１方向ＤＲ１に互い違いに配置されている。第１方向ＤＲ１は、第３方向ＤＲ３からのラック２０の平面視において冷却パイプ４の長手方向に沿う方向である。

奇数段目の支持棒２１は、第１支持棒２１ａと、第２支持棒２１ｂとを含む。第３方向ＤＲ３からの平面視において、第２支持棒２１ｂは第１支持棒２１ａに対して第１方向ＤＲ１にずれて配置されている。奇数段目の支持棒２１は、例えば、二本の第１支持棒２１ａと、二本の第２支持棒２１ｂとを含んでもよい。偶数段目の支持棒２２は、第３支持棒２２ａと、第４支持棒２２ｂとを含む。第３方向ＤＲ３からの平面視において、第４支持棒２２ｂは第３支持棒２２ａに対して第１方向ＤＲ１にずれて配置されている。偶数段目の支持棒２２は、例えば、二本の第３支持棒２２ａと、二本の第４支持棒２２ｂとを含んでもよい。第３方向ＤＲ３からの平面視において、第３支持棒２２ａは第１支持棒２１ａに対して第１方向ＤＲ１にずれて配置されている。第３方向ＤＲ３からの平面視において、第４支持棒２２ｂは第２支持棒２１ｂに対して第１方向ＤＲ１にずれて配置されている。

第３方向ＤＲ３からの平面視において、第１支持棒２１ａと第３支持棒と２２ａの間の第１間隔Ｇ１及び第２支持棒２１ｂと第４支持棒２２ｂとの間の第２間隔Ｇ２は、各々、第２支持棒２１ｂと第３支持棒２２ａとの間の第３間隔Ｇ３よりも小さい。そのため、図９に示されるように、ラック２０は、第１沿面経路３５と、第２沿面経路３６とを有する。第１沿面経路３５及び第２沿面経路３６は、複数のサブモジュール１０から設置面５０に流れる漏れ電流の経路である。第１間隔Ｇ１は、第２間隔Ｇ２に等しくてもよい。すなわち、第１沿面経路３５の長さであるラック２０の第１沿面距離は、第２沿面経路３６の長さであるラック２０の第２沿面距離に等しくてもよい。冷却パイプ４の沿面距離は、ラック２０の第１沿面距離及び第２沿面距離よりも大きい。

図６から図９を参照して、第１固定部材２７は、中間板２４に、冷却パイプ４を固定する。第１固定部材２７は、例えば、支持部材２８と、留め具２９とを含む。支持部材２８は、例えば、支持板または支持ブロックである。支持部材２８は、中間板２４の上主面２４ａに固定されている。支持部材２８には、凹部２８ａが形成されている。冷却パイプ４（供給パイプ５）は、凹部２８ａに嵌合している。冷却パイプ４は、留め具２９を用いて、支持部材２８に固定されている。留め具２９は、例えば、結束バンドなどである。

図４及び図６から図９を参照して、光ファイバケーブル８は、ラック２０に固定されてもよい。具体的には、第２固定部材３０は、光ファイバケーブル８を、複数の板（上板２３、中間板２４，２５、下板２６）のうちの少なくとも中間板２４の上主面２４ａに固定している。光ファイバケーブル８は、第１方向ＤＲ１に蛇行しながら第３方向ＤＲ３に延在している。光ファイバケーブル８の沿面距離は、ラック２０の第１沿面距離及び第２沿面距離よりも大きい。第２固定部材３０は、例えば、結束バンドなどのような留め具である。

図３及び図５を参照して、ラック２０ｂは、ラック２０と同様に構成されている。ラック２０ｂは、冷却パイプ４（より具体的には、排出パイプ６）を支持する。

図４及び図５を参照して、変換器バルブタワー３は、変換器バルブタワー２に対して、第１方向ＤＲ１に配置されている。第１方向ＤＲ１は、電力変換装置１の奥行方向である。変換器バルブタワー３は、変換器バルブタワー２と同様に構成されている。

図１０を参照して、本実施の形態の第１変形例では、奇数段目の支持棒２１は、一本の第１支持棒２１ａと、一本の第２支持棒２１ｂとを含む。第３方向ＤＲ３からの平面視において、第２支持棒２１ｂは第１支持棒２１ａに対して第１方向ＤＲ１及び第２方向ＤＲ２にずれて配置されている。偶数段目の支持棒２２は、一本の第３支持棒２２ａと、一本の第４支持棒２２ｂとを含む。第３方向ＤＲ３からの平面視において、第４支持棒２２ｂは第３支持棒２２ａに対して第１方向ＤＲ１及び第２方向ＤＲ２にずれて配置されている。

第３方向ＤＲ３からの平面視において、第１支持棒２１ａと第２支持棒２１ｂとは、中間板２４の上主面２４ａの第１対角線２４ｉに沿って配置されている。第３方向ＤＲ３からの平面視において、第３支持棒２２ａと第４支持棒２２ｂとは、中間板２４の上主面２４ａの第１対角線２４ｉに沿って配置されている。第３方向ＤＲ３からの平面視において、第１支持棒２１ａとの第２支持棒２１ｂとを結ぶ第１線は、第３支持棒２２ａとの第４支持棒２２ｂとを結ぶ第２線と交差していない。第３方向ＤＲ３からの平面視において、第３支持棒２２ａとの第４支持棒２２ｂとは、第１支持棒２１ａとの第２支持棒２１ｂに平行に配置されている。

図１１を参照して、本実施の形態の第２変形例では、第１変形例と同じく、奇数段目の支持棒２１は一本の第１支持棒２１ａと一本の第２支持棒２１ｂとを含み、偶数段目の支持棒２２は一本の第３支持棒２２ａと一本の第４支持棒２２ｂとを含む。第３方向ＤＲ３からの平面視において、第２支持棒２１ｂは第１支持棒２１ａに対して第１方向ＤＲ１及び第２方向ＤＲ２にずれて配置されている。第３方向ＤＲ３からの平面視において、第４支持棒２２ｂは第３支持棒２２ａに対して第１方向ＤＲ１及び第２方向ＤＲ２にずれて配置されている。

第３方向ＤＲ３からの平面視において、第１支持棒２１ａとの第２支持棒２１ｂとは、中間板２４の上主面２４ａの第１対角線２４ｉに沿って配置されている。第３方向ＤＲ３からの平面視において、第３支持棒２２ａとの第４支持棒２２ｂとは、第１対角線に交差する中間板２４の上主面２４ａの第２対角線２４ｊに沿って配置されている。第３方向ＤＲ３からの平面視において、第１支持棒２１ａとの第２支持棒２１ｂとを結ぶ第１線は、第３支持棒２２ａとの第４支持棒２２ｂとを結ぶ第２線と交差している。

本実施の形態の電力変換装置１の効果を説明する。
本実施の形態の電力変換装置１は、複数のユニット１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄと、支持碍子１２と、冷却パイプ４と、ラック２０とを備えている。複数のユニット１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、積み重ねられている。複数のユニット１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、各々、複数のサブモジュール１０を含む。支持碍子１２は、複数のユニット１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを支持する。冷却パイプ４は、複数のサブモジュール１０に接続されている。複数のサブモジュール１０を冷却する冷媒は、冷却パイプ４を通って、複数のサブモジュール１０に供給される。ラック２０は、冷却パイプ４を支持する。ラック２０は、複数の支持棒２１，２２と、複数の支持棒２１，２２を介して積み重ねられている複数の板（上板２３、中間板２４，２５及び下板２６）とを含む。冷却パイプ４は、複数の板のうちの少なくとも二枚の板（例えば、中間板２４）に固定されており、かつ、蛇行している。少なくとも二枚の板は、複数のユニット１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄのうちの最下段のユニット１３ａよりも下方に配置されている。

冷却パイプ４は、複数の板（上板２３、中間板２４，２５及び下板２６）のうちの少なくとも二枚の板（例えば、中間板２４）に固定されているため、冷却パイプ４の耐震性は向上する。電力変換装置１は、向上した耐震性を有する。また、冷却パイプ４は蛇行しているため、冷却パイプ４の沿面距離が増加する。冷却パイプ４の沿面経路を通って複数のサブモジュール１０から設置面５０に流れる漏れ電流が減少する。冷却パイプ４の高さを減少させることができて、電力変換装置１の高さを減少させることができる。

本実施の形態の電力変換装置１では、複数の支持棒２１，２２は、奇数段目の支持棒２１と、偶数段目の支持棒２２とを含む。複数の板（上板２３、中間板２４，２５及び下板２６）が積み重ねられている方向（第３方向ＤＲ３）からの平面視において、奇数段目の支持棒２１と偶数段目の支持棒２２とは、第１方向ＤＲ１に互い違いに配置されている。第１方向ＤＲ１は、複数の板が積み重ねられている方向からの平面視において冷却パイプ４の長手方向に沿う方向である。

そのため、ラック２０の断面二次モーメントが増加して、ラック２０の曲げ剛性は向上する。冷却パイプ４の耐震性は向上して、電力変換装置１の耐震性は向上する。また、複数の板（上板２３、中間板２４，２５及び下板２６）が積み重ねられている方向（第３方向ＤＲ３）からの平面視において奇数段目の支持棒２１が偶数段目の支持棒２２と同じ位置に配置されている場合よりも、ラック２０の沿面距離が増加する。ラック２０の高さを減少させることができて、電力変換装置１の高さを減少させることができる。

本実施の形態の電力変換装置１では、奇数段目の支持棒２１は、第１支持棒２１ａと、第２支持棒２１ｂとを含む。偶数段目の支持棒２２は、第３支持棒２２ａと、第４支持棒２２ｂとを含む。複数の板（上板２３、中間板２４，２５及び下板２６）が積み重ねられている方向（第３方向ＤＲ３）からの平面視において、第３支持棒２２ａは第１支持棒２１ａに対して第１方向ＤＲ１にずれて配置されている。複数の板が積み重ねられている方向からの平面視において、第４支持棒２２ｂは第２支持棒２１ｂに対して第１方向ＤＲ１にずれて配置されている。複数の板が積み重ねられている方向からの平面視において、第１支持棒２１ａと第３支持棒２２ａとの間の第１間隔Ｇ１及び第２支持棒２１ｂと第４支持棒２２ｂとの間の第２間隔Ｇ２は、各々、第２支持棒２１ｂと第３支持棒２２ａとの間の第３間隔Ｇ３よりも小さい。

そのため、ラック２０の断面二次モーメントが増加して、ラック２０の曲げ剛性は向上する。冷却パイプ４の耐震性は向上して、電力変換装置１の耐震性は向上する。また、複数の板（上板２３、中間板２４，２５及び下板２６）が積み重ねられている方向（第３方向ＤＲ３）からの平面視において奇数段目の支持棒２１が偶数段目の支持棒２２と同じ位置に配置されている場合よりも、ラック２０の沿面距離が増加する。ラック２０の高さを減少させることができて、電力変換装置１の高さを減少させることができる。さらに、ラック２０の複数の沿面距離（例えば、第１沿面経路３５の長さ及び第２沿面経路３６の長さ）の差が減少する。ラック２０の複数の沿面経路を通って複数のサブモジュール１０から設置面５０に流れる漏れ電流が形成する電界の分布がより均一になる。そのため、電力変換装置１の電気絶縁性能が向上し、電力変換装置１に電気絶縁破壊が発生することを防止しつつ、電力変換装置１が小型化され得る。

本実施の形態の電力変換装置１では、第１間隔Ｇ１は、第２間隔Ｇ２に等しい。
そのため、ラック２０の複数の沿面距離（例えば、第１沿面経路３５の長さ及び第２沿面経路３６の長さ）の差がさらに減少する。ラック２０の複数の沿面経路を通って複数のサブモジュール１０から設置面５０に流れる漏れ電流が形成する電界の分布がより均一になる。そのため、電力変換装置１の電気絶縁性能が向上し、電力変換装置１に電気絶縁破壊が発生することを防止しつつ、電力変換装置１が小型化され得る。

本実施の形態の電力変換装置１では、複数の板（上板２３、中間板２４，２５及び下板２６）が積み重ねられている方向（第３方向ＤＲ３）からの平面視において、複数の支持棒２１，２２は、複数の板の各々のうち第２方向ＤＲ２における縁部（例えば、縁部２４ｅ，２４ｆ）に固定されている。第２方向ＤＲ２は、複数の板が積み重ねられている方向からの平面視において第１方向ＤＲ１に垂直な方向である。

そのため、ラック２０の曲げ剛性は向上する。冷却パイプ４の耐震性は向上して、電力変換装置１の耐震性は向上する。

本実施の形態の電力変換装置１では、複数の板（上板２３、中間板２４，２５及び下板２６）は、冷却パイプ４が固定されている第１板（中間板２４）と、冷却パイプ４が固定されていない第２板（中間板２５）とを含む。第１板と第２板とは交互に積み重ねられている。

そのため、ラック２０の沿面距離（例えば、第１沿面経路３５の長さ及び第２沿面経路３６の長さ）が増加する。ラック２０の沿面経路（例えば、第１沿面経路３５及び第２沿面経路３６）を通る漏れ電流が減少する。ラック２０の高さを減少させることができて、電力変換装置１の高さを減少させることができる。

本実施の形態の電力変換装置１では、冷却パイプ４の沿面距離は、ラック２０の沿面距離よりも大きい。

そのため、冷却パイプ４の沿面経路を通る漏れ電流が減少する。冷却パイプ４の高さを減少させることができて、電力変換装置１の高さを減少させることができる。

本実施の形態の電力変換装置１は、冷却パイプ４を複数の板（上板２３、中間板２４，２５及び下板２６）のうちの少なくとも二枚の板（中間板２４）に固定する第１固定部材２７をさらに備える。

冷却パイプ４は、複数の板（上板２３、中間板２４，２５及び下板２６）のうちの少なくとも二枚の板（例えば、中間板２４）に固定されているため、冷却パイプ４の耐震性は向上する。電力変換装置１は、向上した耐震性を有する。

本実施の形態の電力変換装置１は、複数のサブモジュール１０に接続されている光ファイバケーブル８をさらに備える。光ファイバケーブル８は、ラック２０に固定されている。

ラック２０を用いて冷却パイプ４と光ファイバケーブル８の両方を固定することができる。電力変換装置１のコストが低減され得る。

本実施の形態の電力変換装置１では、光ファイバケーブル８は、複数の板（上板２３、中間板２４，２５及び下板２６）のうちの少なくとも二枚の板（中間板２４）に固定されており、かつ、蛇行している。

光ファイバケーブル８は蛇行しているため、光ファイバケーブル８の沿面距離が増加する。光ファイバケーブル８の沿面経路を通って複数のサブモジュール１０から設置面５０に流れる漏れ電流が減少する。光ファイバケーブル８の高さを減少させることができて、電力変換装置１の高さを減少させることができる。

今回開示された実施の形態及びその変形例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。

１ 電力変換装置、２，３ 変換器バルブタワー、４ 冷却パイプ、５ 供給パイプ、６ 排出パイプ、７ 冷媒循環器、８ 光ファイバケーブル、９ コントローラ、１０ サブモジュール、１１ ベース、１２ 支持碍子、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ ユニット、１４ フレーム、１５ 支柱、１６ 接続碍子、１７ 載置板、１８ 頂部シールド、１９ 側部シールド、２０，２０ｂ ラック、２１，２２ 支持棒、２１ａ 第１支持棒、２１ｂ 第２支持棒、２２ａ 第３支持棒、２２ｂ 第４支持棒、２３ 上板、２４，２５ 中間板、２４ａ 上主面、２４ｂ 下主面、２４ｅ，２４ｆ 縁部、２４ｉ 第１対角線、２４ｊ 第２対角線、２６ 下板、２７ 第１固定部材、２８ 支持部材、２８ａ 凹部、２９ 留め具、３０ 第２固定部材、３５ 第１沿面経路、３６ 第２沿面経路、５０ 設置面、１００ 交流電力系統、１０１ 変圧器、１０２ 直流電力系統、１０３，１０４ アーム、１０５ａ，１０５ｂ スイッチング素子、１０６ａ，１０６ｂ ダイオード、１０７ コンデンサ、１０８ａ，１０８ｂ 接続線。

Claims (9)

1. 積み重ねられている複数のユニットを備え、前記複数のユニットは、各々、複数のサブモジュールを含み、
   前記複数のユニットを支持する支持碍子と、
   前記複数のサブモジュールに接続されている冷却パイプと、
   前記冷却パイプを支持するラックとを備えており、
   前記複数のサブモジュールを冷却する冷媒は、前記冷却パイプを通って、前記複数のサブモジュールに供給され、
   前記ラックは、複数の支持棒と、前記複数の支持棒を介して積み重ねられている複数の板とを含み、
   前記冷却パイプは、前記複数の板のうちの少なくとも二枚の板に固定されており、かつ、蛇行しており、
   前記少なくとも二枚の板は、前記複数のユニットのうちの最下段のユニットよりも下方に配置されており、
   前記複数の支持棒は、奇数段目の支持棒と、偶数段目の支持棒とを含み、
   前記複数の板が積み重ねられている方向からの平面視において、前記奇数段目の支持棒と前記偶数段目の支持棒とは、第１方向に互い違いに配置されており、
   前記第１方向は、前記平面視において前記冷却パイプの長手方向に沿う方向である、電力変換装置。
2. 前記奇数段目の支持棒は、第１支持棒と、第２支持棒とを含み、
   前記偶数段目の支持棒は、第３支持棒と、第４支持棒とを含み、
   前記平面視において、前記第３支持棒は前記第１支持棒に対して前記第１方向にずれて配置されており、
   前記平面視において、前記第４支持棒は前記第２支持棒に対して前記第１方向にずれて配置されており、
   前記平面視において、前記第１支持棒と前記第３支持棒との間の第１間隔及び前記第２支持棒と前記第４支持棒との間の第２間隔は、各々、前記第２支持棒と前記第３支持棒との間の第３間隔よりも小さい、請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記第１間隔は、前記第２間隔に等しい、請求項２に記載の電力変換装置。
4. 前記平面視において、前記複数の支持棒は、前記複数の板の各々のうち第２方向における縁部に固定されており、
   前記第２方向は、前記平面視において前記第１方向に垂直な方向である、請求項１に記載の電力変換装置。
5. 積み重ねられている複数のユニットを備え、前記複数のユニットは、各々、複数のサブモジュールを含み、
   前記複数のユニットを支持する支持碍子と、
   前記複数のサブモジュールに接続されている冷却パイプと、
   前記冷却パイプを支持するラックとを備えており、
   前記複数のサブモジュールを冷却する冷媒は、前記冷却パイプを通って、前記複数のサブモジュールに供給され、
   前記ラックは、複数の支持棒と、前記複数の支持棒を介して積み重ねられている複数の板とを含み、
   前記冷却パイプは、前記複数の板のうちの少なくとも二枚の板に固定されており、かつ、蛇行しており、
   前記少なくとも二枚の板は、前記複数のユニットのうちの最下段のユニットよりも下方に配置されており、
   前記複数の板は、前記冷却パイプが固定されている第１板と、前記冷却パイプが固定されていない第２板とを含み、
   前記第１板と前記第２板とは交互に積み重ねられている、電力変換装置。
6. 前記冷却パイプの沿面距離は、前記ラックの沿面距離よりも大きい、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
7. 前記冷却パイプを前記少なくとも二枚の板に固定する固定部材をさらに備える、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
8. 前記複数のサブモジュールに接続されている光ファイバケーブルをさらに備え、
   前記光ファイバケーブルは、前記ラックに固定されている、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
9. 前記光ファイバケーブルは、前記複数の板のうちの少なくとも二枚の板に固定されており、かつ、蛇行している、請求項８に記載の電力変換装置。