KR102222270B1 - 전력 변환 장치 - Google Patents

Abstract

전력 변환 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 전력 변환 장치는 직류 전원을 전달받는 입력 선로 및 교류 전원을 전달하는 출력 선로의 방향을 다양하게 설정할 수 있다. 따라서, 전력 변환 장치가 설치되는 환경에 따라 다양한 방향으로 직류 전원을 전달받고 교류 전원을 전달할 수 있으므로 사용자의 편의가 제고될 수 있다.

Description

전력 변환 장치{Power converter}

본 발명은 전력 변환 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 직류 전원이 입력되는 입력부와 교류 전원이 출력되는 출력부의 위치를 변경하기 위한 선로 변환 패널을 포함하는 전력 변환 장치에 관한 것이다.

전력 변환 장치는 일반적으로 직류 전원을 입력 받고, 이를 교류 전원으로 변환하여 출력한다. 이는 가정용, 산업용으로 이용되는 전원은 주로 교류 전원임에 기인한다.

이때 전력 변환 장치가 한번에 변환할 수 있는 용량 또는 한번에 저장할 수 있는 교류 전원의 용량을 "전력 변환 용량"이라고 명명할 수 있다.

전력 변환 장치는 ESS(Energy Storage System, 에너지 저장 장치)에 구비되어 사용될 수 있다. 전력 변환 장치의 전력 변환 용량은 해당 전력 변환 장치가 구비되는 ESS의 용량을 결정하는 중요 인자가 된다.

전력 변환 장치의 구성 요소로서 인버터와 필터를 들 수 있다. 인버터는 입력된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 기능을 수행한다. 필터는 인버터에 의해 변환된 교류 전원의 노이즈를 제거하기 위한 필터링을 수행한다.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 전력 변환 장치는 직류 전원을 입력 받는 DC 패널(DC PNL), 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 스택 패널(STACK 1, 2 PNL), 변환된 교류 전원을 필터링하기 위한 필터 패널(FILTER PNL) 및 변환된 교류 전원을 출력하기 위한 AC 패널(AC PNL)을 포함한다.

이 때, DC 패널(DC PNL)은 하측으로 직류 전원을 전달받고, AC 패널(AC PNL)은 하측으로 교류 전원을 전달한다.

전력 변환 장치는 하측이 지면에 인접하게 배치된다는 점을 고려하면, 종래 기술에 따른 전력 변환 장치는 지면에 인접하게, 더 나아가 지하로부터 직류 전원을 전달받고 교류 전원을 전달하는 것이다.

이는 전력 변환 장치에 직류 전원을 전달하고, 전력 변환 장치로부터 교류 전원을 전달받기 위한 케이블(미도시) 등이 지하에 매설되는 것이 일반적임에 기인한다.

그런데, 상기 케이블(미도시)이 항상 지하에 매설되지는 않는다. 오히려, 전력 변환 장치가 구비되는 환경에 따라, 직류 전원을 전달받고 교류 전원을 전달받기 위한 방향이 다양해질 수 있다.

종래 기술에 따른 전력 변환 장치는 이 경우에도 직류 전원을 전달받고 교류 전원을 전달하기 위한 선로의 위치가 변경될 수 없다.

따라서 전력 변환 장치가 구비되는 다양한 환경에 따라 전원의 전달을 위한 선로의 변경이 어렵다는 한계가 있다. 더 나아가 하측을 향하는 전원의 전달 경로를 변경하기 위해 과도한 비용 및 노력이 수반되어야만 한다는 문제점이 있다.

한국등록특허공보 제10-0997012호 (2010.11.25.) 한국등록특허공보 제10-1636630호 (2016.07.05.)

본 발명은 상술한 문제점들을 해결할 수 있는 전력 변환 장치를 제공함에 있다.

먼저, 직류 전원을 전달받고 교류 전원을 전달하기 위한 선로를 가변할 수 있는 구조의 전력 변환 장치를 제공함을 일 목적으로 한다.

또한, 전력 변환 장치 전체를 교체하지 않고도 상기 선로를 가변할 수 있는 구조의 전력 변환 장치를 제공함을 일 목적으로 한다.

또한, 상기 선로의 가변에 있어, 과도한 비용 및 노력이 요구되지 않는 구조의 전력 변환 장치를 제공함을 일 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 외부로부터 직류 전원을 전달받아 상기 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터 패널에 전달하는 전원 입력 패널; 및 상기 전원 입력 패널의 상기 인버터 패널에 대향하는 일측에 위치되며, 외부로부터 상기 직류 전원을 전달받아 상기 전원 입력 패널에 전달하는 입력 선로 변환 패널을 포함하며, 상기 전원 입력 패널의 상기 인버터 패널에 대향하는 일측에는 상기 직류 전원을 입력받도록 구성되는 전원 입력 단자부가 구비되고, 상기 입력 선로 변환 패널의 상기 전원 입력 패널에 인접하지 않은 일측에는 상기 외부로부터 상기 직류 전원을 전달받도록 구성되는 입력 선로 단자부가 구비되며, 상기 입력 선로 변환 패널의 내부에는 상기 전원 입력 단자부와 상기 입력 선로 단자부를 통전 가능하게 연결하는 입력 전원 변환 선로가 구비되는 전력 변환 장치를 제공한다.

또한, 상기 전력 변환 장치의 상기 입력 선로 단자부는 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 입력 선로 단자부는 상기 입력 선로 변환 패널의 상기 전원 입력 패널에 인접하지 않은 일측 중 어느 하나 이상에 위치될 수 있다.

또한, 상기 전력 변환 장치의 상기 입력 선로 단자부에는 외부의 전원으로부터 상기 직류 전원이 전달되는 입력 도선 케이블이 결합되고, 상기 입력 선로 단자부와 상기 입력 도선 케이블은 나사 결합될 수 있다.

또한, 상기 전력 변환 장치의 상기 인버터 패널의 내부에는 상기 전원 입력 패널로부터 상기 직류 전원을 전달받는 메인 부스바(busbar)가 구비되며, 상기 전원 입력 단자부와 상기 메인 부스바는 통전 가능하게 연결될 수 있다.

또한, 본 발명은, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터 패널로부터 상기 교류 전원을 전달받아 외부에 전달하는 전원 출력 패널; 및 상기 전원 출력 패널의 상기 인버터 패널에 대향하는 일측에 위치되며, 상기 전원 출력 패널로부터 상기 교류 전원을 전달받아 외부에 전달하는 출력 선로 변환 패널을 포함하며, 상기 전원 출력 패널의 상기 인버터 패널에 대향하는 일측에는 상기 교류 전원을 출력하도록 구성되는 전원 출력 단자부가 구비되고, 상기 출력 선로 변환 패널의 상기 전원 출력 패널에 인접하지 않은 일측에는 상기 교류 전원을 외부에 전달하도록 구성되는 출력 선로 단자부가 구비되며, 상기 출력 선로 변환 패널의 내부에는 상기 전원 출력 단자부와 상기 출력 선로 단자부를 통전 가능하게 연결하는 출력 전원 변환 선로가 구비되는 전력 변환 장치를 제공한다.

또한, 상기 전력 변환 장치의 상기 출력 선로 단자부는 복수 개 구비되어, 복수 개의 상기 출력 선로 단자부는 상기 출력 선로 변환 패널의 상기 전원 출력 패널에 인접하지 않은 일측 중 어느 하나 이상에 위치될 수 있다.

또한, 상기 전력 변환 장치의 상기 출력 선로 단자부에는 외부의 부하에 상기 교류 전원을 전달하는 출력 도선 케이블이 결합되고, 상기 출력 선로 단자부와 상기 출력 도선 케이블은 나사 결합될 수 있다.

또한, 상기 전력 변환 장치의 상기 인버터 패널의 내부에는 변환된 상기 교류 전원을 상기 전원 출력 패널에 전달하는 메인 부스바가 구비되며, 상기 메인 부스바와 상기 전원 출력 단자부는 통전 가능하게 연결될 수 있다.

또한, 본 발명은, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터 장치에 상기 직류 전원을 전달하는 전원 입력 패널에 인접하게 위치되고, 상기 전원 입력 패널에 인접하지 않은 일측에 위치되며, 외부로부터 상기 직류 전원을 전달받도록 구성되는 입력 선로 단자부; 및 상기 전원 입력 패널에 구비되어 상기 직류 전원을 전달받도록 구성되는 전원 입력 단자부를, 상기 입력 선로 단자부와 통전 가능하게 연결하는 입력 전원 변환 선로를 포함하는 입력 선로 변환 패널을 제공한다.

또한, 본 발명은, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터 장치로부터 상기 교류 전원을 전달받는 전원 출력 패널에 인접하게 위치되고, 상기 전원 출력 패널에 인접하지 않은 일측에 위치되며, 상기 전원 출력 패널로부터 상기 교류 전원을 전달받도록 구성되는 출력 선로 단자부; 및 상기 전원 출력 패널에 구비되어 상기 교류 전원을 전달하도록 구성되는 전원 선로 단자부를, 상기 출력 선로 단자부와 통전 가능하게 연결하는 출력 전원 변환 선로를 포함하는 출력 선로 변환 패널을 제공한다.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

먼저, 전력 변환 장치는 다양한 위치에 단자부를 구비한 선로 변환 패널을 구비한다. 따라서 직류 전원을 전달받고 교류 전원을 전달하기 위한 선로가 가변될 수 있다.

또한, 상기 선로 변환 패널은 기존의 전원 패널에 부착되는 애드온(add-on) 방식으로 구비된다. 따라서 전력 변환 장치 전체를 교체하지 않고도 선로의 가변이 가능하다.

또한, 선로 변환 패널은 다양한 위치에 구비된 단자부를 포함한다. 따라서 과도한 비용 및 노력을 들이지 않고도, 원하는 위치로 직류 전원을 전달받고 교류 전원을 전달할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 전력 변환 장치의 직류 전원 및 교류 전원의 입력 및 출력 방향을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 장치의 사시도이다.
도 3은 도 2의 전력 변환 장치의 정면도이다.
도 4는 도 2의 전력 변환 장치에 구비되는 인버터 패널의 측면도이다.
도 5는 도 2의 전력 변환 장치의 배면도이다.
도 6은 도 2의 전력 변환 장치에 구비되는 인버터 장치의 사시도이다.
도 7은 도 6의 인버터 장치의 내부 구성을 도시하는 도면이다.
도 8은 도 6의 인버터 장치의 정면도이다.
도 9는 도 6의 인버터 장치의 내부 구성을 도시하는 측면도이다.
도 10은 도 6의 인버터 장치의 배면도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 장치가 인버터 패널에 삽입되는 과정을 도시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 패널이 결합된 모습의 사시도이다.
도 13은 도 12의 정면도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 실내 인버터 패널 사시도이다.
도 15는 도 14의 실내 인버터 패널의 정면도이다.
도 16은 도 14의 실내 인버터 패널의 내부 구성을 도시하는 측면도이다.
도 17은 도 14의 실내 인버터 패널의 배면도이다.
도 18은 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 실외 인버터 패널의 사시도이다.
도 19는 도 18의 실외 인버터 패널의 정면도이다.
도 20은 도 18의 실외 인버터 패널의 내부 구성을 도시하는 측면도이다.
도 21은 도 18의 실외 인버터 패널의 배면도이다.
도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 선로 변환 패널을 구비한 전력 변환 장치의 정면도이다.
도 23은 도 22의 전력 변환 장치의 평면도이다.
도 24는 도 22의 전력 반환 장치의 배면도이다.
도 25는 도 22의 전력 변환 장치의 우측면도(a) 및 좌측면도(b)이다.
도 26은 도 6의 인버터 장치 내부에서의 공기의 유동 과정을 도시하는 도면이다.
도 27은 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 패널 내부에서의 공기의 유동 과정을 도시하는 도면이다.
도 28은 도 14에 따른 실내 인버터 패널 및 도 18에 따른 실외 인버터 패널 내부에서의 공기의 유동 과정을 도시하는 도면이다.
도 29는 도 22의 전력 변환 장치에 구비된 선로 변환 패널의 내부 도선을 도시하는 도면이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 장치, 인버터 패널 및 이를 포함하는 전력 변환 장치를 상세하게 설명한다.

이하의 설명에서 사용되는 "전방 측", "후방 측", "좌측", "우측", "상측" 및 "후측"이라는 용어는 도 2, 도 6, 도 7, 도 11, 도 12, 도 14, 도 18, 도 22, 도 24 및 도 29에 도시된 좌표계를 참조하여 이해될 것이다.

이하의 설명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 어긋나지 않는 한, 복수의 개념을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1. 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 장치(1)의 구성의 설명

도 2 내지 도 5를 참조하면, 도시된 실시 예에 따른 전력 변환 장치(1)는 인버터 장치(10), 인버터 패널(500) 및 전원 패널(600)을 포함한다.

후술될 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 장치(10)는 모듈화 되어 구성된다. 구체적으로, 인버터 장치(10)는 그 내측에 후술될 인버터 모듈(240) 및 필터(340)를 포함한다.

따라서 인버터 장치(10) 각각은 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 변환된 교류 전원의 필터링까지 가능하다. 이 인버터 장치(10)가 인버터 패널(500)에 결합되고, 각 인버터 패널(500)이 전기적으로 연결됨에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 장치(1)가 구성된다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 도시된 실시 예에 따른 전력 변환 장치(1)의 각 구성 요소는 전방 측 및 후방 측이 수직한 방향, 즉 우측 및 좌측을 향해 일렬로 배열된다. 상기 배열 방식은 변경 가능하다.

전력 변환 장치(1)의 우측 끝단 및 좌측 끝단에는 전원 입력 패널(610) 및 전원 출력 패널(620)이 구비된다. 전원 입력 패널(610) 및 전원 출력 패널(620)은 전원의 입력 및 출력을 담당하는 전원 패널(600)을 구성한다.

전원 입력 패널(610) 및 전원 출력 패널(620)의 위치는, 인버터 패널(500) 및 인버터 패널(500)에 수용된 인버터 장치(10)에 전원을 전달하고, 인버터 패널(500) 및 인버터 장치(10)로부터 전원을 전달받을 수 있는 여타 위치로 변경될 수 있다.

인버터 패널(500)의 전방 측면에는 제1 패널 흡기부(511) 및 제2 패널 흡기부(521)가 구비된다. 후술될 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 패널(500)은 외기가 유입되고 배출될 수 있는 구조를 포함한다. 제1 패널 흡기부(511) 및 제2 패널 흡기부(521)는 외기가 인버터 패널(500) 내부로 유입되는 통로로서 기능한다.

도 4를 참조하면, 도시된 실시 예에 따른 인버터 패널(500)은 내측에 인버터 장치(10)를 복수 개 수용할 수 있다.

구체적으로, 인버터 패널(500)은 상측에 형성되는 제1 인버터 수용부(510) 및 제1 인버터 수용부(510)의 하측에 형성되는 제2 인버터 수용부(520)를 포함한다.

후술될 바와 같이, 제1 인버터 수용부(510) 및 제2 인버터 수용부(520)에는 인버터 장치(10)가 각각 수용될 수 있다.

제1 인버터 수용부(510)의 전방 측면에는 제1 패널 흡기부(511)가 형성되고, 후방 측면에는 제1 패널 배기부(512)가 형성된다.

또한, 제2 인버터 수용부(520)의 전방 측면에는 제2 패널 흡기부(521)가 형성되고, 후방 측면에는 제2 패널 배기부(522)가 형성된다.

도 5를 참조하면, 도시된 실시 예에 따른 전력 변환 장치(1)가 포함하는 인버터 패널(500)은 후방 측면에 제1 패널 배기부(512) 및 제2 패널 배기부(522)가 형성된다.

또한 도시되지는 않았으나, 전원 패널(600)에도 냉각을 위한 별도의 공기 유입구(미도시) 및 공기 배출구(미도시)가 형성될 수 있다.

(1) 인버터 장치(10)의 설명

인버터 장치(10)는 전달된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하기 위한 구성을 포함한다. 구체적으로, 인버터 장치(10)는 전원을 변환하는 기능을 수행하는 인버터 모듈(240)을 포함한다. 또한, 인버터 장치(10)는 인버터 모듈(240)이 변환한 교류 전원을 필터링하기 위한 필터(340)를 포함한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 장치(10)는 인버터 모듈(240) 및 필터(340)를 모두 포함한다. 즉, 인버터 장치(10)는 그 자체로 직류 전원을 교류 전원으로 변환하기 위해 필요한 모든 구성을 포함한다.

인버터 장치(10)는 소정의 전력 변환 용량을 갖는다. 또한 인버터 장치(10)가 복수 개 구비되어 서로 통전되도록 연결될 경우, 늘어난 인버터 장치(10)의 개수만큼 전력 변환 용량이 증가될 수 있다.

따라서, 인버터 장치(10)가 복수 개 구비되는 것만으로도 전력 변환 용량이 증가될 수 있다.

이하, 도 6 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 장치(10)를 상세하게 설명한다.

도시된 실시 예에 따른 인버터 장치(10)는 하우징(100), 제1 장치부(200), 제2 장치부(300) 및 격벽부(400)를 포함한다.

1) 하우징(100)의 설명

하우징(100)은 인버터 장치(10)의 외형을 형성한다. 도시된 실시 예에서, 하우징(100)은 전방 측 및 후방 측으로 연장된 직육면체 형상이나, 하우징(100)의 형상은 변경될 수 있다.

다만, 후술될 바와 같이 인버터 장치(10)는 인버터 패널(500)에 수용될 수 있다. 이 때 복수 개의 인버터 장치(10)가 인버터 패널(500)에 안정적으로 수용될 수 있는 형상이면 족하다.

하우징(100)은 절연 가능한 재질, 예를 들면 플라스틱 같은 재질로 형성될 수 있다.

하우징(100)의 전방 측에는 인버터 장치(10)의 작동을 제어하기 위한 스위치(미도시) 등이 구비될 수 있다.

하우징(100)의 일측에는 입력 단자부(150a) 및 출력 단자부(150b)가 구비된다. 도시된 실시 예에서, 하우징(100)의 전방 측 상부에 입력 단자부(150a) 및 출력 단자부(150b)가 구비된다.

입력 단자부(150a)는 인버터 장치(10)에 직류 전원이 전달되는 채널(channel)로서 기능한다. 또한, 입력 단자부(150a)에는 인버터 장치(10)를 구동하고, 인버터 장치(10)를 제어하기 위한 전기적 신호가 전달될 수도 있다.

출력 단자부(150b)는 인버터 장치(10)에서 변환된 교류 전원이 외부로 전달되는 채널로서 기능한다. 또한, 출력 단자부(150b)에서 인버터 장치(10)의 상태 정보 등에 관한 전기적 신호가 출력될 수도 있다.

입력 단자부(150a) 및 출력 단자부(150b)에는 후술될 포트(551)가 결합된다. 일 실시 예에서, 후술될 포트(551)는 입력 단자부(150a) 및 출력 단자부(150b)에 삽입되는 형태로 결합될 수 있다.

도시된 실시 예에 따른 입력 단자부(150a) 및 출력 단자부(150b)는 하우징(100)과 일체로서 형성된다. 대안적으로, 입력 단자부(150a) 및 출력 단자부(150b)는 별개로 구비되어 하우징(100)에 결합될 수 있다.

도시된 실시 예에 따른 하우징(100)은 제1 장치부(200) 및 제2 장치부(300)로 구획될 수 있다. 대안적으로, 제1 장치부(200) 및 제2 장치부(300)는 하우징(100)의 내측에 형성되는 공간으로 정의될 수도 있다.

다만, 이하의 설명에서는 설명 및 이해의 편의를 위해 제1 장치부(200) 및 제2 장치부(300)를 외형을 갖는 입체 구조로서 가정하여 설명한다.

2) 제1 장치부(200)의 설명

제1 장치부(200)는 인버터 모듈(240)을 수용한다. 도시된 실시 예에서, 제1 장치부(200)는 후술될 제2 장치부(300)의 하측에 위치된다.

이는, 제1 장치부(200)에 수용되는 인버터 모듈(240)이 후술될 제2 장치부(300)에 수용될 필터(340)에 비해 고중량인 것이 일반적이기 때문이다.

제1 장치부(200)가 인버터 장치(10)의 하측에 위치됨에 따라, 무게 중심이 하측으로 이동되어 인버터 장치(10)가 안정적으로 지지될 수 있다.

제1 장치부(200)와 후술될 제2 장치부(300)는 격벽부(400)에 의해 물리적으로 분리된다. 이에 관한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

제1 장치부(200)는 제1 흡기부(210a), 제1 배기부(220a), 제1 송풍부(230a) 및 인버터 모듈(240)을 포함한다.

제1 흡기부(210a)는 외기가 제1 장치부(200)로 유입될 수 있는 통로를 제공한다. 제1 흡기부(210a)는 통공(通功)의 형태로 구비될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 제1 흡기부(210a)는 제1 장치부(200)의 전방 측에 형성되나, 그 위치는 변경될 수 있다.

제1 흡기부(210a)로 유입된 외기는 제1 장치부(200) 내부에 수용된 인버터 모듈(240)을 냉각한 후, 후술될 제1 배기부(220a)로 배출된다.

제1 배기부(220a)는 제1 장치부(200) 내부로 유입된 외기가 인버터 모듈(240)과 열 교환된 후 배출될 수 있는 통로를 제공한다. 제1 배기부(220a)는 통공의 형태로 구비될 수 있다.

제1 송풍부(230a)는 외기가 제1 장치부(200) 내부로 유입되기 위한 이송력을 제공한다. 제1 송풍부(230a)는 공기의 유동을 유도할 수 있는 구조로서 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 제1 송풍부(230a)는 팬(fan)의 형태로 구비될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 제1 송풍부(230a)는 제1 흡기부(210a)에 인접하게 위치되나, 그 위치는 변경 가능하다. 대안적으로, 제1 송풍부(230a)는 제1 배기부(220a)에 인접하게 위치되거나, 제1 장치부(200) 내부에 구비될 수도 있다.

제1 송풍부(230a)는 외기를 제1 장치부(200) 내부로 유입시키기 위한 이송력을 제공할 수 있는 곳에 구비되면 족하다.

도시된 실시 예에서, 제1 장치부(200)는 제3 흡기부(210c), 제3 배기부(220c) 및 제3 송풍부(230c)를 포함한다.

제3 흡기부(210c), 제3 배기부(220c) 및 제3 송풍부(230c)의 구조와 기능은 상술한 제1 흡기부(210a), 제1 배기부(220a) 및 제1 송풍부(230c)와 동일하다.

후술될 인버터 모듈(240)에서 많은 양의 열이 발생된다는 점을 고려하여, 제1 장치부(200) 내부를 보다 효과적으로 냉각하기 위해 제3 흡기부(210c), 제3 배기부(220c) 및 제3 송풍부(230c)가 추가로 구비되는 것이 바람직하다.

따라서, 제1 장치부(200)를 냉각하기 위한 외기는 제1 송풍부(230a) 및 제3 송풍부(230c)에 의해 이송력을 제공받게 된다. 외기는 제1 흡기부(210a) 및 제3 흡기부(210c)를 통해 제1 장치부(200) 내부로 유입된 후, 후술될 인버터 모듈(240)을 냉각하고, 제1 배기부(220c) 및 제3 배기부(220c)를 통해 배기된다.

제1 송풍부(230a) 및 제3 송풍부(230c)가 구동되기 위한 전력을 전달하는 별도의 전력 공급 수단(미도시)이 구비될 수 있다.

인버터 모듈(240)은 직류 전원을 전달받아 교류 전원으로 변환하는 역할을 실질적으로 수행하는 부분이다.

인버터 모듈(240)은 커패시터(capacitor)(241), 히트 싱크(heatsink)(242), IGBT(절연 게이트 양극성 트랜지스터)(243), SMPS(스위칭 모드 파워 서플라이)(244) 및 퓨즈(fuse) 등을 포함할 수 있다.

인버터 모듈(240)이 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 과정은 잘 알려진 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

인버터 모듈(240)은 후술될 메인 부스바(550)로부터 입력 단자부(150a)를 통해 직류 전원을 전달받는다. 또한, 인버터 모듈(240)이 변환한 교류 전원은 출력 단자부(150b)를 통해 후술될 메인 부스바(550)에 전달된다.

또한, 인버터 모듈(240)이 변환한 교류 전원은 노이즈(noise) 제거를 위해 후술될 필터(340)에 전달될 수도 있다. 이를 위해, 인버터 모듈(240) 및 후술될 필터(340)를 통전 가능하게 연결하는 전기적 수단(미도시)이 구비될 수 있다.

3) 제2 장치부(300)의 설명

제2 장치부(300)는 필터(340)를 수용한다. 도시된 실시 예에서, 제2 장치부(300)는 제1 장치부(200)의 상측에 위치된다.

이는 상술한 바와 같이, 제2 장치부(300)에 수용되는 필터(340)가 제1 장치부(200)에 수용되는 인버터 모듈(240)에 비해 경량(輕量)임에 기인한다.

제2 장치부(300)와 제1 장치부(200)는 격벽부(400)에 의해 물리적으로 분리된다. 이에 관한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

제2 장치부(300)는 제2 흡기부(310), 제2 배기부(320) 및 제2 송풍부(330) 및 필터(340)를 포함한다.

제2 흡기부(310)는 외기가 제2 장치부(300)로 유입될 수 있는 통로를 제공한다. 제2 흡기부(310)는 통공의 형태로 구비될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 제2 흡기부(310)는 제2 장치부(300)의 전방 측에 형성되나, 그 위치는 변경될 수 있다.

제2 흡기부(310)로 유입된 외기는 제2 장치부(300) 내부에 수용된 필터(340)를 냉각한 후, 후술될 제2 배기부(320)로 배출된다.

제2 배기부(320)는 제2 장치부(300) 내부로 유입된 외기가 필터(340)와 열 교환된 후 배출될 수 있는 통로를 제공한다. 제2 배기부(320) 또한 통공의 형태로 구비될 수 있다.

제2 송풍부(330)는 외기가 제2 장치부(300) 내부로 유입되기 위한 이송력을 제공한다. 제2 송풍부(330)는 공기의 유동을 유도할 수 있는 구조로서 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 제2 송풍부(330)는 팬의 형태로 구비될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 제2 송풍부(330)는 제2 배기부(320)에 인접하게 위치되나, 그 위치는 변경 가능하다. 대안적으로, 제2 송풍부(330)는 제2 배기부(320)에 인접하게 위치되거나, 제2 장치부(300) 내부에 구비될 수도 있다.

제2 송풍부(330)는 외기를 제2 장치부(300) 내부로 유입시키기 위한 이송력을 제공할 수 있는 곳에 구비되면 족하다.

도시된 실시 예에서, 제2 장치부(300)는 상술한 제2 흡기부(310), 제2 배기부(320) 및 제2 송풍부(330) 외에 외기의 유입을 위한 추가 구조를 구비하지 않는다.

이는 상술한 바와 같이, 제2 장치부(300)에 수용된 필터(340)는 제1 장치부(200)에 수용된 인버터 모듈(240)에 비해 상대적으로 발열량이 적음에 기인한다.

물론, 제2 장치부(300)에도 외기 유입을 위한 추가 구조가 구비될 수 있다. 이는 인버터 장치(10)의 전체적인 크기, 후술될 인버터 패널(500)과의 결합 관계 등을 고려하여 결정되는 것이 바람직하다.

따라서, 제2 장치부(300)를 냉각하기 위한 외기는 제2 송풍부(330)에 의해 이송력을 제공받게 된다. 외기는 제2 흡기부(310)를 통해 제2 장치부(300) 내부로 유입된 후, 후술될 필터(340)를 냉각하고 제2 배기부(320)를 통해 배기된다.

제2 송풍부(330)가 구동되기 위한 전력을 전달하는 별도의 전력 공급 수단(미도시)이 구비될 수 있다.

필터(340)는 인버터 모듈(240)이 변환한 교류 전원의 노이즈를 제거하기 위한 필터링이 수행되는 부분이다.

필터(340)가 교류 전원을 필터링하는 과정은 잘 알려진 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

필터(340)는 후술될 메인 부스바(550)로부터 입력 단자부(150a)를 통해 직류 전원을 전달받는다. 또한, 필터(340)가 필터링한 교류 전원은 출력 단자부(150b)를 통해 후술될 메인 부스바(550)에 전달된다.

인버터 모듈(240)이 변환한 교류 전원을 필터(340)가 전달받기 위해, 인버터 모듈(240) 및 필터(340)를 통전 가능하게 연결하는 전기적 수단(미도시)이 구비될 수 있다.

상술한 제1 송풍부(230a), 제2 송풍부(330) 및 제3 송풍부(230c)의 작동 여부, 작동 속도 등은 서로 독립적으로 제어될 수 있다.

4) 격벽부(400)의 설명

격벽부(400)는 제1 장치부(200)와 제2 장치부(300)를 구획한다. 구체적으로, 제1 장치부(200)와 제2 장치부(300)는 격벽부(400)에 의해 물리적으로 분리된다.

이는, 후술할 바와 같이 제1 장치부(200) 및 제2 장치부(300) 내부로 유입된 외기가 서로 섞이는 것을 방지하기 위함이다. 구체적으로, 제1 장치부(200)에 수용되는 인버터 모듈(240)의 발열량이 제2 장치부(300)에 수용되는 필터(340)의 발열량에 비해 높음은 상술한 바와 같다.

이때 격벽부(400)가 구비되지 않아 제1 장치부(200) 및 제2 장치부(300) 내부로 유입된 외기가 섞인다고 가정하면, 높은 열을 갖는 제1 장치부(200)의 공기가 제2 장치부(300)로 유입되어 필터(340)가 고온에 의해 손상될 염려가 있다.

또한, 제2 장치부(300)에서 필터(340)를 냉각한 공기가 제1 장치부(200)에 유입될 경우, 외기에 비해 상대적으로 높은 온도를 가질 것이 자명하므로 인버터 모듈(240)의 냉각 효율이 저하될 염려가 있다.

따라서, 격벽부(400)는 제1 장치부(200)와 제2 장치부(300)를 물리적으로 분리하여 각 장치부(200, 300)에 유입된 외기가 서로 섞이는 것을 방지한다.

격벽부(400)는 열전도도가 낮은 물질로 형성될 수 있다.

격벽부(400)의 위치는 제1 장치부(200)와 제2 장치부(300)의 크기에 따라 변경될 수 있다. 일 예로서, 제1 장치부(200)의 크기가 도시된 실시 예보다 작아질 경우, 격벽부(400)의 위치는 하측으로 이동될 수 있다.

(2) 인버터 패널(500)의 설명

본 발명의 실시 에에 따른 인버터 패널(500)은 인버터 장치(10)를 수용할 수 있다. 또한, 복수 개의 인버터 패널(500)이 서로 통전 가능하게 연결됨으로써 전력 변환 장치(1)를 구성할 수 있다.

이하, 다시 도 2 내지 도 5 및 도 11 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 패널(500)을 상세하게 설명한다.

인버터 패널(500)은 인버터 장치(10)를 수용한다. 도시된 실시 예에서, 각 인버터 패널(500)은 상측 및 하측에 인버터 장치(10)를 각각 수용한다. 즉, 하나의 인버터 패널(500)은 두 개의 인버터 장치(10)를 수용할 수 있다.

각 인버터 패널(500)이 수용할 수 있는 인버터 장치(10)의 개수는 변경될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 인버터 장치(10)는 상측 및 하측 방향으로 길게 세워져 인버터 패널(500)에 수용된다. 대안적으로, 인버터 장치(10)는 좌측 및 우측 방향으로 길게 눕혀져 인버터 패널(500)에 수용될 수도 있다.

또한 인버터 패널(500)의 전방 측에는 개폐 가능한 도어(미도시)가 구비될 수 있다. 따라서 평소에는 인버터 패널(500)의 전방 측이 폐쇄되었다가, 인버터 장치(10)의 삽입 및 분리가 필요할 경우 도어(미도시)를 조작하여 인버터 패널(500)의 전방 측이 개방될 수 있다.

인버터 패널(500)은 제1 인버터 수용부(510), 제2 인버터 수용부(520), 메인 부스바(550)를 포함한다.

제1 인버터 수용부(510)는 인버터 장치(10)가 수용되는 공간이다. 도시된 실시 예에서, 제1 인버터 수용부(510)는 인버터 패널(500)의 상측에 위치되는 공간으로서 형성된다.

제1 인버터 수용부(510)의 전방 측에는 개구부가 형성되어, 인버터 장치(10)는 개구부를 통해 제1 인버터 수용부(510)의 내측으로 수용될 수 있다.

제1 인버터 수용부(510)의 전방 측에는 제1 패널 흡기부(511)가 형성된다.

제1 패널 흡기부(511)는 제1 인버터 수용부(510) 내부로 외기가 유입될 수 있는 통로를 제공한다. 제1 패널 흡기부(511)는 통공의 형태로 구비될 수 있다.

제1 패널 배기부(512)는 제1 인버터 수용부(510) 내부에 유입된 외기가 제1 인버터 수용부(510) 외부로 배출될 수 있는 통로를 제공한다. 제1 패널 배기부(512)는 통공의 형태로 구비될 수 있다.

상술한 바와 같이, 제1 인버터 수용부(510)에 수용된 인버터 장치(10) 또한 외기가 유입되고 배출되기 위한 구조를 구비한다. 또한, 제1 인버터 수용부(510) 또한 외기가 유입되고 배출되기 위한 구조를 구비한다.

즉, 외기는 제1 패널 흡기부(511), 제1 흡기부(210a) 내지 제3 흡기부(230a), 제1 배기부(210c) 내지 제3 배기부(230c) 및 제1 패널 배기부(512)를 순서대로 통과하며 인버터 장치(10)를 냉각할 수 있게 된다.

외기의 유동 과정에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

제2 인버터 수용부(520)는 인버터 장치(10)가 수용되는 공간이다. 도시된 실시 예에서, 제2 인버터 수용부(520)는 인버터 패널(500)의 하측에 위치되는 공간으로서 형성된다.

제2 인버터 수용부(520)의 전방 측에는 개구부가 형성되어, 인버터 장치(10)는 개구부를 통해 제2 인버터 수용부(520)의 내측으로 수용될 수 있다.

제2 인버터 수용부(520)의 전방 측에는 제2 패널 흡기부(521)가 형성된다.

제2 패널 흡기부(521)는 제2 인버터 수용부(520) 내부로 외기가 유입될 수 있는 통로를 제공한다. 제2 패널 흡기부(521)는 통공의 형태로 구비될 수 있다.

제2 패널 배기부(522)는 제2 인버터 수용부(520) 내부에 유입된 외기가 제2 인버터 수용부(520) 외부로 배출될 수 있는 통로를 제공한다. 제2 패널 배기부(522)는 통공의 형태로 구비될 수 있다.

제2 인버터 수용부(520)가 구비한 외기 유입 및 배기 구조에 의해, 인버터 장치(10)가 수용된 후 외기의 유로가 형성된다.

즉, 외기는 제2 패널 흡기부(521), 제1 흡기부(210a) 내지 제3 흡기부(230a), 제1 배기부(210c) 내지 제3 배기부(230c) 및 제2 패널 배기부(522)를 순서대로 통과하며 인버터 장치(10)를 냉각할 수 있게 된다.

외기의 유동 과정에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

메인 부스바(550)는 외부로부터 직류 전원을 전달받아 인버터 장치(10)에 공급하고, 인버터 장치(10)가 변환한 교류 전원을 전달받아 외부의 부하에 전달한다.

도시된 실시 예에서, 메인 부스바(550)는 인버터 패널(500)의 후측에 치우치도록 위치되나, 메인 부스바(550)의 위치는 변경 가능하다.

다만, 어느 경우라도 인버터 패널(500)에 수용된 인버터 장치(10)와 전기적으로 연결될 수 있으면 족하다.

메인 부스바(550)는 전원 패널(600)의 전원 입력 패널(610)과 통전 가능하게 연결된다. 따라서 메인 부스바(550)에는 전원 입력 패널(610)로부터 직류 전원을 전달받을 수 있다.

또한, 메인 부스바(550)는 전원 패널(600)의 전원 출력 패널(620)과 통전 가능하게 연결된다. 따라서 메인 부스바(550)는 인버터 장치(10)로부터 전달받은 교류 전원을 외부의 부하에 전달할 수 있다.

각 인버터 패널(500)의 메인 부스바(550)는 다른 인버터 패널(500)의 메인 부스바(550)와 통전 가능하게 연결될 수 있다.

즉, 도시된 실시 예에서, 복수 개의 인버터 패널(500)은 좌측 면 및 우측 면이 서로 접촉되도록 일렬로 배치된다. 이 때, 각 인버터 패널(500)의 메인 부스바(550)가 서로 통전 가능하게 연결될 수 있다.

따라서 전력 변환 장치(1)에 구비되는 인버터 패널(500)의 개수를 변경하는 것만으로도 전력 변환 장치(1)의 전력 변환 용량을 변경할 수 있다.

즉, 소정의 전력 변환 용량을 갖는 인버터 장치(10)는 각 인버터 패널(500)에 수용된다. 이러한 각 인버터 패널(500)을 복수 개 구비함에 따라, 전력 변환 장치(1) 전체의 전력 변환 용량 또한 증가된다.

대안적으로, 메인 부스바(550)는 각 인버터 패널(500)에 구비되지 않고 별도로 구비되어 각 인버터 패널(500)이 메인 부스바(550)에 통전 가능하게 연결되는 형태로 구비될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 메인 부스바(550)는 제1 메인 부스바(550a) 및 제2 메인 부스바(550b)로 구비된다(도 12 및 도 13 참조).

이는 인버터 패널(500)이 상측의 제1 인버터 수용부(510) 및 하측의 제2 인버터 수용부(520)를 구비함에 기인한 것이다.

즉, 제1 메인 부스바(550a)는 제1 인버터 수용부(510)에 수용된 인버터 장치(10)와 통전 가능하게 연결된다. 또한 제2 메인 부스바(550b)는 제2 인버터 수용부(520)에 수용된 인버터 장치(10)와 통전 가능하게 연결된다.

대안적으로, 메인 부스바(550)는 단수 개로 구비될 수도 있다. 즉, 하나의 메인 부스바(550)가 제1 인버터 수용부(510) 및 제2 인버터 수용부(520)에 수용된 인버터 장치(10) 모두와 통전 가능하게 연결될 수도 있다.

메인 부스바(550)는 포트(551)를 포함한다.

포트(551)는 메인 부스바(550)와 인버터 장치(10)를 통전 가능하게 연결하기 위한 수단이다. 구체적으로, 메인 부스바(550)는 포트(551)와 통전 가능하게 연결된다.

포트(551)는 인버터 장치(10)에 구비된 입력 단자부(150a) 및 출력 단자부(150b)와 결합됨으로써, 인버터 장치(10)와 메인 부스바(550)를 통전 가능하게 연결한다.

본 발명의 실시 예에 따른 인버터 장치(10)의 일 효과가 인버터 패널(500)에 용이하게 수용되고 분리될 수 있음을 고려하면, 포트(551)는 입력 단자부(150a) 및 출력 단자부(150b)와 착탈 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.

포트(551)는 제1 포트(551a) 및 제2 포트(552b)를 포함한다.

제1 포트(551a)는 제1 메인 부스바(550a)와 인버터 장치(10)를 통전 가능하게 연결한다. 상술한 바와 같이, 이 인버터 장치(10)는 제1 인버터 수용부(510)에 수용된 인버터 장치(10)이다.

제2 포트(551b)는 제2 메인 부스바(550b)와 인버터 장치(10)를 통전 가능하게 연결한다. 상술한 바와 같이, 이 인버터 장치(10)는 제2 인버터 수용부(520)에 수용된 인버터 장치(10)이다.

(3) 실내 인버터 패널(500a)의 설명

본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 변환 장치(1)는, 실내 인버터 패널(500a)을 포함한다.

실내 인버터 패널(500a)은 전력 변환 장치(1)가 실내에 구비되는 것을 전제한 것이다. 또한, 실내 인버터 패널(500a)은 그 내측에 인버터 장치(10)를 수용할 뿐만 아니라, 후술될 PCB 장치(534)를 포함한다.

따라서 실내 인버터 패널(500a)은 상술한 인버터 패널(500)에 비해 인버터 장치(10)가 단수 개 수용된다는 점, PCB 장치(534)를 수용하기 위한 PCB 장치 수용부(530)를 포함한다는 점에 차이가 있다.

이하, 도 14 내지 도 17을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 실내 인버터 패널(500a)을 상세하게 설명한다.

도시된 실시 예에 따른 실내 인버터 패널(500a)은 실내 하우징(501a), 실내 도어(502a), 제1 인버터 수용부(510), PCB 장치 수용부(530) 및 베이스부(540)를 포함한다.

실내 하우징(501a)은 실내 인버터 패널(500a)의 외측을 형성한다. 도시된 실시 예에서, 실내 하우징(501a)은 상측 및 하측으로 길게 형성된 직육면체 형상이나, 그 형상은 변경 가능하다.

실내 하우징(501a)의 전방 측에는 실내 도어(502a)가 위치된다. 실내 도어(502a)는 실내 인버터 패널(500a)의 전방 측을 개방하거나 폐쇄할 수 있는 임의의 구조로 구비될 수 있다.

실내 도어(502a)에는 제1 패널 흡기부(511)가 형성된다. 제1 패널 흡기부(511)의 구조 및 기능은 상술한 바와 같으므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

실내 인버터 패널(500a)의 내측에는 제1 인버터 수용부(510)와 PCB 장치 수용부(530)가 형성된다.

제1 인버터 수용부(510)는 PCB 장치 수용부(530)의 상측에 위치된다. 제1 인버터 수용부(510)의 구조 및 기능은 상술한 바와 같으므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

PCB 장치 수용부(530)는 제1 인버터 수용부(510)의 하측에 위치된다. PCB 장치 수용부(530)의 내측에는 전력 변환 장치(1)의 제어를 위한 PCB 장치(534)가 수용된다. PCB 장치(534)는 인버터 장치(10)와 전기적으로 연결되어, 인버터 장치(10)를 제어하도록 구성될 수 있다.

PCB 장치 수용부(530)는 외기 유입부(531), 외기 배출부(532), 패널 송풍부(533) 및 PCB 장치(534)를 포함한다.

또한, 도시된 바와 같이, PCB 장치 수용부(530)에는 필터(340)가 구비될 수 있다.

외기 유입부(531)는 PCB 장치 수용부(530)에 수용된 PCB 장치를 냉각하기 위한 외기가 유입되는 통로를 제공한다.

도시된 실시 예에서, 외기 유입부(531)는 PCB 장치 수용부(530)의 하측에 개구부로서 형성된다. 외기 유입부(531)는 후술될 베이스부(540)의 외기 공급부(542)와 맞추어 지도록 위치된다.

외기 유입부(531)는 외기가 PCB 장치 수용부(530) 내부로 유입될 수 있는 임의의 위치에 형성될 수 있다. 다만, 후술될 바와 같이, 외기 유입부(531)의 위치는 후술될 외기 공급부(542)의 위치에 상응하게 결정되는 것이 바람직하다.

외기 배출부(532)는 PCB 장치 수용부(530)에 유입된 외기가 PCB 장치(534)와 열교환한 후 배출될 수 있는 통로를 제공한다.

도시된 실시 예에서, 외기 배출부(532)는 실내 인버터 패널(500a)의 후측에 개구부로서 형성된다. 외기 배출부(532)는 PCB 장치 수용부(530) 내부의 공기를 PCB 장치 수용부(530) 외부로 배출될 수 있는 임의의 위치에 형성될 수 있다.

외기 배출부(532)에는 패널 송풍부(533)가 구비된다.

패널 송풍부(533)는 외기가 실내 인버터 패널(500a) 내부로 유입되기 위한 이송력을 제공한다. 패널 송풍부(533)는 공기의 유동을 유도할 수 있는 구조로서 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 패널 송풍부(533)는 팬의 형태로 구비될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 패널 송풍부(533)는 외기 배출부(532)에 인접하게 위치되나, 그 위치는 변경 가능하다. 대안적으로, 패널 송풍부(533)는 외기 유입부(531)에 인접하게 위치되거나, PCB 장치 수용부(530) 내부에 구비될 수도 있다.

패널 송풍부(533)는 외기를 PCB 장치 수용부(530) 내부로 유입시키기 위한 이송력을 제공할 수 있는 곳이 구비되면 족하다.

베이스부(540)는 실내 인버터 패널(500a)의 실내 하우징(501a)의 하측에 위치된다. 베이스부(540)는 실내 인버터 패널(500a)을 지면으로부터 소정 거리 이격시킨다. 또한, 베이스부(540)는 PCB 장치 수용부(530)를 냉각하기 위한 외기가 유입되는 통로를 형성한다.

베이스부(540)의 형상은 실내 하우징(501a)의 형상에 상응하게 결정되는 것이 바람직하다.

베이스부(540)는 제1 베이스 흡기부(541a), 제2 베이스 흡기부(541b) 및 외기 공급부(542)를 포함한다.

제1 베이스 흡기부(541a)는 베이스부(540)의 전방 측에 형성된다. 제1 베이스 흡기부(541a)는 외기가 베이스부(540) 내부로 유입될 수 있는 통로를 형성한다. 제1 베이스 흡기부(541a)는 통공의 형태로 형성될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 제1 베이스 흡기부(541a)는 베이스부(540)의 전방 좌측 및 우측에 각각 형성되나, 그 위치 및 개수는 변경 가능하다.

제2 베이스 흡기부(541b)는 베이스부(540)의 후방 측에 형성된다. 제2 베이스 흡기부(541b)는 외기가 베이스부(540) 내부로 유입될 수 있는 통로를 형성한다. 제2 베이스 흡기부(541b)는 통공의 형태로 형성될 수 있다.

도시된 실시 예에서, 제2 베이스 흡기부(541b)는 베이스부(540)의 후방 좌측 및 우측에 각각 형성되나, 그 위치 및 개수는 변경 가능하다.

외기 공급부(542)는 베이스부(540)에 유입된 외기가 PCB 장치 수용부(530)로 유입되기 위해 베이스부(540)를 빠져나가는 통로를 제공한다. 외기 공급부(542)는 개구부로서 형성될 수 있다.

외기 공급부(542)와 PCB 장치 수용부(530)의 외기 유입부(531)는 서로 맞추어 진다. 즉, 외기 공급부(542)에서 배출된 외기는 다른 곳으로 누출되지 않고 외기 유입부(531)를 통해 PCB 장치 수용부(530) 내부로 유입된다.

이 때 외기가 유동하기 위한 이송력은 자연 발생될 수 있고, 패널 송풍부(533)에 의해 제공될 수도 있다.

실내 인버터 패널(500a)에서의 외기의 유동에 관한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

또한, 도시되지는 않았으나 실내 인버터 패널(500a)에는 상술한 메인 부스바(550)가 구비될 수 있다. 메인 부스바(550)가 인버터 장치(10), PCB 장치(534) 및 필터(340)와 통전 가능하게 연결될 수 있음은 상술한 바와 같다.

(4) 실외 인버터 패널(500b)의 설명

본 발명의 일 실시 예에 따른 전력 변환 장치(1)는, 실외 인버터 패널(500b)을 포함한다.

실외 인버터 패널(500b)은 전력 변환 장치(1)가 실외에 구비되는 것을 전제한 것이다. 또한, 실외 인버터 패널(500b)은 그 내측에 인버터 장치(10)를 수용할 뿐만 아니라, PCB 장치(534)를 포함한다.

따라서 실외 인버터 패널(500b)은 상술한 인버터 패널(500)에 비해 인버터 장치(10)가 단수 개 수용된다는 점, PCB 장치(534)를 수용하기 위한 PCB 장치 수용부(530)를 포함한다는 점에 차이가 있다.

이하, 도 18 내지 도 21을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 실외 인버터 패널(500b)을 상세하게 설명한다.

도시된 실시 예에 따른 실외 인버터 패널(500a)은 실외 하우징(501b), 실외 도어(502b), 제1 인버터 수용부(510), PCB 장치 수용부(530) 및 베이스부(540)를 포함한다.

실외 하우징(501b)은 실외 인버터 패널(500a)의 외측을 형성한다. 도시된 실시 예에서, 실외 하우징(501b)은 상측 및 하측으로 길게 형성된 직육면체 형상이나, 그 형상은 변경 가능하다.

실외 하우징(501b)의 상측에는 지붕이 구비된다. 따라서, 실외 인버터 패널(500b)이 실외에 구비되더라도, 비나 눈 등이 실외 하우징(501b)의 내부로 유입되는 것이 방지될 수 있다.

실외 하우징(501b)의 전방 측에는 실외 도어(502b)가 위치된다. 실외 도어(502b)는 실외 인버터 패널(500a)의 전방 측을 개방하거나 폐쇄할 수 있는 임의의 구조로 구비될 수 있다.

실외 도어(502b)에는 제1 패널 흡기부(511)가 형성된다. 제1 패널 흡기부(511)의 구조 및 기능은 상술한 바와 같으므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

실외 인버터 패널(500a)의 내측에는 제1 인버터 수용부(510)와 PCB 장치 수용부(530)가 형성된다.

제1 인버터 수용부(510), PCB 장치 수용부(530) 및 베이스부(540)의 구조 및 기능은 상술한 실내 인버터 패널(500b)과 동일하다. 따라서 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

(5) 전원 패널(600)의 설명

본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 장치(1)는 외부로부터 전원을 전달받고 외부에 전원을 전달하기 위한 전원 패널(600)을 포함한다.

이하, 도 2 및 도 3, 도 22 내지 도 24를 참조하여 도시된 실시 예에 따른 전원 패널(600)을 상세하게 설명한다.

전원 패널(600)은 인버터 패널(500)에 인접하게 위치된다. 또한, 전원 패널(600)은 인버터 패널(500)과 통전 가능하게 연결된다.

전원 패널(600)은 외부로부터 직류 전원을 전달받아 인버터 패널(500)에 전달한다. 인버터 패널(500)에 전달된 직류 전원은 인버터 장치(10)에 전달되어, 교류 전원으로 변환된다.

또한, 전원 패널(600)은 인버터 장치(10)에서 변환된 교류 전원을 인버터 패널(500)로부터 전달받는다. 전원 패널(600)에 전달된 교류 전원은 외부의 부하에 전달된다.

전원 패널(600)은 전원 입력 패널(610) 및 전원 출력 패널(620)을 포함한다.

전원 입력 패널(610)은 외부로부터 직류 전원을 전달받는다. 이를 위해, 전원 입력 패널(610)은 외부와 통전 가능하게 연결될 수 있다.

전원 입력 패널(610)은 전원 입력 단자부(611)를 포함한다.

전원 입력 단자부(611)는 전원 입력 패널(610)과 외부의 전원이 연결되는 채널이다. 전원 입력 단자부(611)는 입력 도선 케이블(미도시)에 의해 외부의 전원과 통전 가능하게 연결된다.

전원 입력 패널(610)이 전달받은 직류 전원은 인버터 패널(500)의 메인 부스바(550)를 통해 인버터 장치(10)에 전달된다. 이를 위해, 전원 입력 단자부(611)와 메인 부스바(550)를 통전 가능하게 연결하는 통전 수단(미도시)이 구비될 수 있다.

전원 입력 단자부(611)의 개수는 입력 전원 변환 선로(711)의 개수에 상응하게 결정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 직류 전원의 경우 입력 전원 변환 선로(711)가 두 개로 구비될 수 있는데, 이에 따라 전원 입력 단자부(611)의 개수 또한 두 개로 구비되는 것이다.

도시된 실시 예에서, 전원 입력 패널(610)은 복수 개의 인버터 패널(500)의 우측에 위치된다. 전원 입력 패널(610)의 위치는 변경될 수 있다.

전원 입력 패널(610)의 전방 측에는 통기구(미도시)가 형성되어, 전원 입력 패널(610) 내부를 냉각하기 위한 외기가 유입될 수 있다.

또한, 전원 입력 패널(610)의 전방 측면에는 스위치 등 조작부(미도시)가 구비되어, 전력 변환 장치(1)의 작동을 위한 제어 신호가 인가될 수 있다.

전원 입력 패널(610)의 인버터 패널(500)에 인접한 일측에 대향하는 타측, 즉 도시된 실시 예에서 우측 면에는 후술될 입력 선로 변환 패널(710)이 구비될 수 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.

전원 출력 패널(620)은 교류 전원을 외부로 전달한다. 이를 위해, 전원 출력 패널(620)은 외부와 통전 가능하게 연결될 수 있다.

전원 출력 패널(620)은 전원 출력 단자부(621)를 포함한다.

전원 출력 단자부(621)는 전원 출력 패널(620)과 외부의 부하가 연결되는 채널이다. 전원 출력 단자부(621)는 출력 도선 케이블(미도시)에 의해 외부의 전원과 통전 가능하게 연결된다.

전원 출력 패널(620)로부터 외부의 부하에 전달되는 교류 전원은 인버터 패널(500)의 메인 부스바(550)를 통해 전원 출력 패널(620)에 전달된다. 이를 위해, 전원 출력 단자부(621)와 메인 부스바(550)를 통전 가능하게 연결하는 통전 수단(미도시)이 구비될 수 있다.

전원 출력 단자부(621)의 개수는 출력 전원 변환 선로(721)의 개수에 상응하게 결정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 교류 전원의 경우 출력 전원 변환 선로(721)가 세 개로 구비될 수 있는데, 이에 따라 전력 출력 단자부(621)의 개수 또한 세 개로 구비되는 것이다.

도시된 실시 예에서, 전원 출력 패널(620)은 복수 개의 인버터 패널(500)의 좌측에 위치된다. 전원 출력 패널(620)의 위치는 변경될 수 있다.

전원 출력 패널(620)의 전방 측에는 통기구(미도시)가 형성되어, 전원 출력 패널(620) 내부를 냉각하기 위한 외기가 유입될 수 있다.

전원 출력 패널(620)의 인버터 패널(500)에 인접한 일측에 대향하는 타측, 즉 도시된 실시 예에서 좌측 면에는 후술될 출력 선로 변환 패널(720)이 구비될 수 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.

(6) 선로 변환 패널(700)의 설명

본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 장치(1)는 직류 전원의 입력 경로 및 교류 전원의 출력 경로를 변경하기 위한 선로 변환 패널(700)을 포함한다.

선로 변환 패널(700)은 전원 패널(600)에 인접하게 위치되고, 전원 패널(600)과 통전 가능하게 연결된다. 선로 변환 패널(700)은 일종의 모듈로서, 애드온(add-on) 방식으로 전원 패널(600)에 결합될 수 있다.

이하, 도 22 내지 도 25를 참조하여 도시된 실시 예에 따른 선로 변환 패널(700)을 상세하게 설명한다.

선로 변환 패널(700)은 전원 패널(600)로 전원이 전달되거나, 전원 패널(600)로부터 전원을 전달받기 위한 경로를 변경한다.

즉, 선로 변환 패널(700)은 외부로부터 직류 전원을 전달받아 전원 패널(600)에 전달한다. 또한 선로 변환 패널(700)은 전원 패널(600)로부터 교류 전원을 전달받아 외부의 부하에 전달한다.

선로 변환 패널(700)은 입력 선로 변환 패널(710) 및 출력 선로 변환 패널(720)을 포함한다.

입력 선로 변환 패널(710)은 외부로부터 직류 전원을 전달받고, 전달받은 직류 전원을 전원 입력 패널(610)에 전달한다.

입력 선로 변환 패널(710)은 전원 입력 패널(610)에 인접하게 위치된다. 또한 입력 선로 변환 패널(710)은 전원 입력 패널(610)과 통전 가능하게 연결된다.

도시된 실시 예에서, 입력 선로 변환 패널(710)은 전원 입력 패널(610)의 우측에 인접하게 위치되나, 그 위치는 변경될 수 있다. 다만, 입력 선로 변환 패널(710)이 어느 곳에 위치되더라도, 입력 선로 변환 패널(710)은 전원 입력 패널(610)에 인접하게 위치되는 것이 바람직하다.

입력 선로 변환 패널(710)은 입력 전원 변환 선로(711), 입력 개구부(712) 및 입력 선로 단자부(713)를 포함한다.

입력 전원 변환 선로(711)는 후술될 입력 선로 단자부(713)와 전원 입력 패널(610)의 전원 입력 단자부(611)를 통전 가능하게 연결한다.

입력 전원 변환 선로(711)의 형상은 변경될 수 있다. 구체적으로, 입력 전원 변환 선로(711)의 형상은 후술될 입력 선로 단자부(713)의 위치 및 전원 입력 단자부(611)의 위치, 그리고 입력 선로 변환 패널(710) 내부의 구조에 따라 변경될 수 있다.

따라서, 입력 전원 변환 선로(711)에 의해 후술될 입력 선로 단자부(713)의 위치 및 전원 입력 단자부(611)의 위치가 자유롭게 결정될 수 있다.

입력 개구부(712)는 후술될 입력 선로 단자부(713)에 외부의 입력 도선 케이블(미도시)이 연결될 수 있는 통로를 제공한다.

도시된 실시 예에서, 입력 개구부(712)는 입력 선로 변환 패널(710)의 상측, 우측 및 후방 측에 각각 형성된다. 또한, 입력 선로 변환 패널(710)의 우측에는 입력 개구부(712)가 상측 및 하측에 각각 형성된다. 즉, 입력 개구부(712)는 전원 입력 패널(610)에 인접하지 않은 입력 선로 변환 패널(710)의 일측에 형성될 수 있다.

이는 후술될 입력 선로 단자부(713)의 위치 선정의 자유도를 증가시키기 위한 것이다. 즉, 입력 개구부(712)의 위치가 다양화될수록 전력 변환 장치(1)가 외부로부터 직류 전원을 전달받기 위한 입력 선로 단자부(713)의 위치를 다양하게 설정할 수 있다.

입력 도선 케이블(미도시)이 연결되지 않은 입력 개구부(712)는 이물질 등의 유입을 방지할 수 있도록 커버(미도시)가 구비될 수 있다.

입력 선로 단자부(713)는 외부로부터 직류 전원이 전달되는 채널이다. 입력 선로 단자부(713)는 외부의 전원과 도선 입력 케이블(미도시)로 연결된다.

일 실시 예에서, 입력 선로 단자부(713)와 도선 입력 케이블(미도시)은 나사 결합될 수 있다. 이 경우, 입력 선로 단자부(713)와 도선 입력 케이블(미도시)의 견고한 체결이 가능하다.

입력 선로 단자부(713)는 복수 개 구비될 수 있다. 구체적으로, 입력 선로 단자부(713)는 복수 개의 입력 개구부(712)마다 각각 구비될 수 있다. 대안적으로, 입력 선로 단자부(713)는 복수 개의 입력 개구부(712) 중 어느 하나 이상에 구비될 수 있다. 이러한 실시 예에서, 직류 전원을 전달받는 경로가 다양화될 수 있다. 따라서 사용자의 편의가 제고될 수 있다.

출력 선로 변환 패널(720)은 외부로부터 직류 전원을 전달받고, 전달받은 직류 전원을 전원 출력 패널(620)에 전달한다.

출력 선로 변환 패널(720)은 전원 출력 패널(620)에 인접하게 위치된다. 또한 출력 선로 변환 패널(720)은 전원 출력 패널(620)과 통전 가능하게 연결된다.

도시된 실시 예에서, 출력 선로 변환 패널(720)은 전원 출력 패널(620)의 좌측에 인접하게 위치되나, 그 위치는 변경될 수 있다. 다만, 출력 선로 변환 패널(720)이 어느 곳에 위치되더라도, 출력 선로 변환 패널(720)은 전원 출력 패널(620)에 인접하게 위치되는 것이 바람직하다.

출력 선로 변환 패널(720)은 출력 전원 변환 선로(721), 출력 개구부(722) 및 출력 선로 단자부(723)를 포함한다.

출력 전원 변환 선로(721)는 후술될 출력 선로 단자부(723)와 전원 출력 패널(620)의 전원 출력 단자부(621)를 통전 가능하게 연결한다.

출력 전원 변환 선로(721)의 형상은 변경될 수 있다. 구체적으로, 출력 전원 변환 선로(721)의 형상은 후술될 출력 선로 단자부(723)의 위치 및 전원 출력 단자부(621)의 위치, 그리고 출력 선로 변환 패널(720) 내부의 구조에 따라 변경될 수 있다.

따라서, 출력 전원 변환 선로(721)에 의해 후술될 출력 선로 단자부(723)의 위치 및 전원 출력 단자부(621)의 위치가 자유롭게 결정될 수 있다.

출력 개구부(722)는 후술될 출력 선로 단자부(723)에 외부의 출력 도선 케이블(미도시)이 연결될 수 있는 통로를 제공한다.

도시된 실시 예에서, 출력 개구부(722)는 출력 선로 변환 패널(720)의 상측, 좌측 및 후방 측에 각각 형성된다. 또한, 출력 선로 변환 패널(720)의 좌측에는 출력 개구부(722)가 상측 및 하측에 각각 형성된다. 즉, 출력 개구부(722)는 전원 출력 패널(620)에 인접하지 않은 출력 선로 변환 패널(720)의 일측에 형성될 수 있다.

이는 후술될 출력 선로 단자부(723)의 위치 선정의 자유도를 증가시키기 위한 것이다. 즉, 출력 개구부(722)의 위치가 다양화될수록 전력 변환 장치(1)로부터 외부의 부하에 교류 전원을 전달하기 위한 출력 선로 단자부(723)의 위치를 다양하게 설정할 수 있다.

출력 도선 케이블(미도시)이 연결되지 않은 출력 개구부(722)는 이물질 등의 유입을 방지할 수 있도록 커버(미도시)가 구비될 수 있다.

출력 선로 단자부(723)는 교류 전원이 외부의 부하로 전달되는 채널이다. 출력 선로 단자부(723)는 외부의 전원과 도선 출력 케이블(미도시)로 연결된다.

일 실시 예에서, 출력 선로 단자부(723)와 도선 출력 케이블(미도시)은 나사 결합될 수 있다. 이 경우, 출력 선로 단자부(723)와 도선 출력 케이블(미도시)의 견고한 체결이 가능하다.

출력 선로 단자부(723)는 복수 개 구비될 수 있다. 구체적으로, 출력 선로 단자부(723)는 복수 개의 출력 개구부(722)마다 각각 구비될 수 있다. 대안적으로, 출력 선로 단자부(723)는 복수 개의 출력 개구부(722) 중 어느 하나 이상에 구비될 수 있다. 이러한 실시 예에서, 교류 전원을 전달하는 경로가 다양화될 수 있다. 따라서 사용자의 편의가 제고될 수 있다.

2. 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 장치(10)의 공기 유동 과정의 설명

본 발명의 실시 예에 따른 인버터 장치(10)는 제1 장치부(200) 및 제2 장치부(300)로 각각 외기가 유입될 수 있다. 유입된 외기는 제1 장치부(200)의 인버터 모듈(240) 및 제2 장치부(300)의 필터(340)를 냉각하고 배출될 수 있다.

이하, 도 26을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 장치(10)에서의 공기 유동 과정을 상세하게 설명한다.

먼저, 제1 장치부(200)에서의 공기의 유동 과정을 설명한다.

제1 송풍부(230a) 및 제3 송풍부(230c)가 작동되면, 외기가 제1 흡기부(210a) 및 제3 흡기부(210c)를 통과하여 제1 장치부(200) 내부로 유입된다. 이 때 제1 송풍부(230a) 및 제3 송풍부(230c)가 외기의 유동을 위한 이송력을 제공함은 상술한 바와 같다.

또한, 제1 송풍부(230a) 및 제3 송풍부(230c)가 가동되지 않더라도, 바람 등의 자연력에 의해 외기가 제1 장치부(200) 내부로 유입될 수 있다.

제1 송풍부(230a) 및 제3 송풍부(230c)의 작동에 의해 외기는 지속적으로 제1 장치부(200) 내부로 유입된다. 따라서 제1 장치부(200) 내부로 유입된 외기는 뒤이어 유입되는 외기에 밀려 제1 장치부(200)의 후측으로 이동된다.

이 때, 제1 흡기부(210a) 및 제3 흡기부(210c)와 제1 배기부(220a) 및 제3 배기부(220c) 사이에는 인버터 모듈(240)이 위치된다. 따라서 외기가 인버터 모듈(240)과 열 교환함으로써 인버터 모듈(240)이 냉각된다.

상술한 과정을 통해 제1 장치부(200) 내부에서 유동하던 외기는 제1 장치부(200)의 후측에 도달한 후, 제1 배기부(220a) 및 제3 배기부(220c)를 통해 제1 장치부(200)에서 배출된다.

다음으로, 제2 장치부(300)에서의 공기의 유동 과정을 설명한다.

제2 송풍부(330)가 작동되면, 외기가 제2 흡기부(310)를 통과하여 제2 장치부(300) 내부로 유입된다. 이 때 제2 송풍부(330)가 외기의 유동을 위한 이송력을 제공함은 상술한 바와 같다.

또한, 제2 송풍부(330)가 가동되지 않더라도, 바람 등의 자연력에 의해 외기가 제2 장치부(300) 내부로 유입될 수 있다.

제2 송풍부(330)의 작동에 의해 외기는 지속적으로 제2 장치부(300) 내부로 유입된다. 따라서 제2 장치부(300) 내부로 유입된 외기는 뒤이어 유입되는 외기에 밀려 제2 장치부(300)의 후측으로 이동된다.

이 때, 제2 흡기부(310) 및 제2 배기부(320) 사이에는 필터(340)가 위치된다. 따라서 외기가 필터(340)와 열 교환함으로써 필터(340)가 냉각된다.

상술한 과정을 통해 제2 장치부(300) 내부에서 유동하는 외기는 제2 장치부(300)의 후측에 도달한 후, 제2 배기부(320)를 통해 제2 장치부(300)에서 배출된다.

이 때, 제1 송풍부(230a), 제2 송풍부(330) 및 제3 송풍부(230c)의 작동 여부 및 작동 속도 등이 각각 독립적으로 제어될 수 있음은 상술한 바와 같다.

상술한 바와 같이, 제1 장치부(200)와 제2 장치부(300)는 격벽부(400)에 의해 물리적으로 분리된다.

따라서, 제1 장치부(200) 내부에서 유동하는 외기와 제2 장치부(300) 내부에서 유동하는 외기는 혼합되지 않게 된다.

그러므로, 인버터 모듈(240)과 필터(340)는 서로에 의한 영향을 받지 않고 효과적으로 냉각될 수 있다.

필터(340)의 발열량에 비해 인버터 모듈(240)의 발열량이 높다는 점에 기인하여, 제1 장치부(200)에 제3 흡기부(210c), 제3 배기부(220c) 및 제3 송풍부(230c)가 더 구비됨은 상술한 바와 같다.

3.1. 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 패널(500)의 공기 유동 과정의 설명

본 발명의 실시 예에 따른 인버터 패널(500)에는 내부에 수용되는 인버터 장치(10)를 냉각하기 위한 외기가 유입될 수 있다. 유입된 외기는 인버터 장치(10)에 구비된 인버터 모듈(240) 및 필터(340)를 냉각하고 배출될 수 있다.

이하, 도 27을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 패널(500)의 공기 유동 과정을 상세하게 설명한다.

상술한 바와 같이, 제1 인버터 수용부(510) 및 제2 인버터 수용부(520)는 제1 패널 흡기부(511) 및 제2 패널 흡기부(521)를 각각 구비한다.

제1 인버터 수용부(510)에 수용된 인버터 장치(10)가 작동되면, 인버터 장치(10)에 구비된 제1 송풍부(230a), 제2 송풍부(330) 및 제3 송풍부(230c)가 작동된다.

제1 송풍부(230a), 제2 송풍부(330) 및 제3 송풍부(230c)는 외기가 인버터 패널(500) 내부로 유입되기 위한 이송력을 제공한다. 이에 따라 외기는 제1 패널 흡기부(511) 및 제2 패널 흡기부(521)를 통과하여 인버터 패널(500) 내부로 유입된다.

인버터 패널(500) 내부로 유입된 외기는 여전히 제1 송풍부(230a), 제2 송풍부(330) 및 제3 송풍부(230c)에 의해 이송력을 제공받는 상태이다. 따라서, 외기는 인버터 장치(10)의 제1 장치부(200) 및 제2 장치부(300)로 유입된다.

외기가 인버터 장치(10) 내부로 유입된 후 배출되는 과정은 상술한 바와 같다.

인버터 장치(10)에서 배출된 외기는 여전히 제1 송풍부(230a), 제2 송풍부(330) 및 제3 송풍부(230c)에 의해 이송력을 제공받는 상태이다. 따라서, 외기는 인버터 패널(500)의 후측으로 이동된다.

상술한 바와 같이, 인버터 패널(500)의 후측에는 제1 패널 배기부(512) 및 제2 패널 배기부(522)가 형성되어 있다. 따라서, 외기는 제1 패널 배기부(512) 및 제2 패널 배기부(522)를 통과하여 인버터 패널(500)의 외부로 배출된다.

정리하면, 각 패널 흡기부(511, 521), 각 흡기부(210a, 310, 210c), 인버터 장치(10), 각 배기부(220a, 320, 220c) 및 각 패널 배기부(512, 522)를 포함하는 외기 유입 및 배출 유로가 형성된다.

3.2. 본 발명의 실시 예에 따른 실내 인버터 패널(500a) 및 실외 인버터 패널(500b)의 공기 유동 과정의 설명

본 발명의 실시 예에 따른 실내 인버터 패널(500a) 및 실외 인버터 패널(500b)에는 내부에 수용되는 인버터 장치(10) 및 PCB 장치(534)를 냉각하기 위한 외기가 유입될 수 있다.

유입된 외기는 인버터 장치(10)에 구비된 인버터 모듈(240) 및 필터(340)와 PCB 장치(534)를 냉각하고 배출될 수 있다.

이하 도 28을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 실내 인버터 패널(500a) 및 실외 인버터 패널(500b)의 공기 유동 과정을 상세하게 설명한다.

제1 인버터 수용부(510)에서의 외기 유동 과정은 상술한 바와 같으므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

PCB 장치 수용부(530)에서의 공기 유동 과정을 설명하면 다음과 같다.

상술한 바와 같이, PCB 장치 수용부(530)는 외기 유입부(531), 외기 배출부(532) 및 패널 송풍부(533)를 포함한다. 또한, PCB 장치 수용부(530)의 하측에는 베이스부(540)가 위치된다.

PCB 장치(534)에 전원이 인가되면, 패널 송풍부(533)가 작동된다. 대안적으로, 실내 인버터 패널(500a) 및 실외 인버터 패널(500b)에 전원이 인가되는 경우에도 패널 송풍부(533)가 작동될 수 있다.

패널 송풍부(533)가 작동됨에 따라, 외기는 베이스부(540)의 제1 베이스 흡기부(541a) 및 제2 베이스 흡기부(541b)를 향해 이동되기 위한 이송력을 제공받는다.

이는, PCB 장치 수용부(530)의 외기 유입부(531)와 베이스부(540)의 외기 공급부(542)가 유체 소통 가능하도록 서로 맞추어 짐에 기인한다.

제1 베이스 흡기부(541a) 및 제2 베이스 흡기부(541b)를 통해 베이스부(540)로 유입된 외기는 외기 공급부(542)를 통과한다. 이 때, 외기는 패널 송풍부(533)에 의해 PCB 장치 수용부(530)를 향하도록 이송력을 제공받을 뿐만 아니라, 뒤따라서 베이스부(540) 내부로 유입되는 외기에 의해 밀리게 된다.

외기는 PCB 장치 수용부(530)의 외기 유입부(531)를 통해 PCB 장치 수용부(530) 내부로 유입된다.

PCB 장치 수용부(530) 내부로 유입된 외기는 여전히 패널 송풍부(533)에 의해 이송력을 제공받는 상태이다. 따라서, 외기는 PCB 장치 수용부(530)의 후측에 위치된 패널 송풍부(533)를 향해 이동된다.

이 때, 외기가 패널 송풍부(533)를 향해 이동되며 PCB 장치(534) 또는 필터(340)와 열 교환함으로써, PCB 장치(534) 또는 필터(340)가 냉각된다.

상술한 바와 같이, PCB 장치 수용부(530)의 후측에는 외기 배출부(532)가 형성되어 있다. 따라서, 외기는 외기 배출부(532)를 통해 실내 인버터 패널(500a) 및 실외 인버터 패널(500b) 외부로 배출된다.

정리하면, 각 베이스 흡기부(541a, 541b), 외기 공급부(542), 외기 유입부(531), PCB 장치 수용부(530) 및 외기 배출부(532)를 포함하는 외기 유입 및 배출 유로가 형성된다.

4. 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 장치(1)의 입력 전원 및 출력 전원의 경로가 변경되는 양태의 설명

본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 장치(1)는 선로 변환 패널(700)을 포함한다. 상술한 바와 같이, 선로 변환 패널(700)에 의해 직류 전원의 전달 위치 및 교류 전원의 전달 위치가 변경될 수 있다.

이하, 도 29를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 전력 변환 장치(1)의 전원 입력 및 출력 경로가 변경되는 양태를 상세하게 설명한다.

상술한 바와 같이, 전원 패널(600)에 인접하게 선로 변환 패널(700)이 위치될 수 있다.

구체적으로, 입력 선로 변환 패널(710)은 전원 입력 패널(610)의 일측, 도시된 실시 예에서는 전원 입력 패널(610)의 우측에 인접하게 위치된다. 또한, 출력 선로 변환 패널(720)은 전원 출력 패널(620)의 일측, 도시된 실시 예에서는 전원 출력 패널(620)의 좌측에 인접하게 위치된다.

전원 입력 패널(610)과 전원 출력 패널(620) 사이에는 인버터 패널 공간부(S)가 형성되어, 인버터 패널(500)이 결합될 수 있다.

전원 입력 패널(610)의 일측에 구비된 전원 입력 단자부(611)는 입력 선로 변환 패널(710)에 구비된 입력 전원 변환 선로(711)의 일측과 통전 가능하게 연결된다.

또한, 입력 전원 변환 선로(711)의 타측은 입력 선로 단자부(713)와 통전 가능하게 연결된다.

이 때, 입력 선로 단자부(713)는 입력 개구부(712)가 형성된 위치에 구비될 수 있다.

상술한 바와 같이, 입력 개구부(712)는 입력 선로 변환 패널(710)의 우측, 상측 및 후측 등에 위치될 수 있다. 따라서, 입력 선로 단자부(713) 또한 입력 선로 변환 패널(710)의 우측, 상측 및 후측 등에 위치될 수 있다.

입력 선로 단자부(713)는 외부의 입력 도선 케이블(미도시)과 통전 가능하게 연결된다. 이에 따라 외부의 직류 전원은 입력 도선 케이블(미도시), 입력 선로 단자부(713), 입력 전원 변환 선로(711) 및 전원 입력 단자부(611)를 통해 전원 입력 패널(610)에 전달된다.

전원 출력 패널(620)의 일측에 구비된 전원 출력 단자부(621)는 출력 선로 변환 패널(720)에 구비된 출력 전원 변환 선로(721)의 일측과 통전 가능하게 연결된다.

또한, 출력 전원 변환 선로(721)의 타측은 출력 선로 단자부(723)와 통전 가능하게 연결된다.

이 때, 출력 선로 단자부(723)는 출력 개구부(722)가 형성된 위치에 구비될 수 있다.

상술한 바와 같이, 출력 개구부(722)는 출력 선로 변환 패널(720)의 좌측, 상측 및 후측 등에 위치될 수 있다. 따라서, 출력 선로 단자부(723) 또한 출력 선로 변환 패널(720)의 좌측, 상측 및 후측 등에 위치될 수 있다.

출력 선로 단자부(723)는 외부의 출력 도선 케이블(미도시)과 통전 가능하게 연결된다. 이에 따라 변환된 교류 전원은 전원 출력 단자부(621), 출력 전원 변환 선로(721), 출력 선로 단자부(723) 및 출력 도선 케이블(미도시)을 통해 외부의 부하에 전달된다.

5. 본 발명에 따른 전력 변환 장치(1)의 효과의 설명

본 발명에 따른 전력 변환 장치(1)는 모듈화된 인버터 장치(10)를 구비한다. 각 인버터 장치(10)는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하기 위한 인버터 모듈(240)과 변환된 교류 전원을 필터링하기 위한 필터(340)를 모두 포함한다.

따라서, 인버터 장치(10)의 개수를 변경하는 것만으로도 전력 변환 장치(1) 전체의 전력 변환 용량이 조절될 수 있다.

또한, 인버터 장치(10)의 모듈화에 따라 인버터 장치 및 필터를 별도로 수용하기 위한 공간이 요구되지 않는다. 따라서, 전력 변환 장치(1)의 소형화가 가능하므로, 전력 변환 장치(1)를 설치하기 위해 요구되는 공간이 감소될 수 있다.

또한, 인버터 장치(10)를 냉각하기 위한 외기는 인버터 모듈(240)이 수용된 제1 장치부(200)와 필터(340)가 수용된 제2 장치부(300)에 각각 유입된다. 또한, 유입된 외기는 격벽부(400)에 의해 서로 혼합되지 않는다.

따라서, 각 장치부(200, 300)에서의 발열량에 따라 효과적인 냉각이 가능하다.

인버터 장치(10)가 수용되는 인버터 패널(500)에도 외기의 유입을 위한 각 패널 흡기부(511, 521) 및 각 패널 배기부(512, 522)가 구비된다. 따라서, 인버터 패널(500) 내부에 수용된 인버터 장치(10)의 효과적인 냉각이 가능하다.

또한, 각 인버터 패널(500)은 서로 통전 가능하게 연결됨으로써 스케일 업(scale up)이 가능하다. 따라서 사용 중 전력 변환 용량을 변경시킬 필요가 있는 경우에도, 인버터 패널(500)을 추가하거나 감소시키는 것만으로도 전력 변환 용량을 변경할 수 있다.

또한, 선로 변환 패널(700)이 애드온(add-on) 방식으로 구비됨에 따라, 직류 전원의 입력 방향 및 교류 전원의 출력 방향을 다양하게 설정할 수 있다. 따라서, 전력 변환 장치(1)가 설치되는 환경에 맞게 전원의 입력 및 출력 방향을 설정할 수 있으므로, 사용자의 편의가 제고될 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1: 전력 변환 장치
10: 인버터 장치
100: 하우징
150a: 입력 단자부
150b: 출력 단자부
200: 제1 장치부
210a: 제1 흡기부
210c: 제3 흡기부
220a: 제1 배기부
220c: 제3 배기부
230a: 제1 송풍부
230c: 제3 송풍부
240: 인버터 모듈
241: 커패시터(capacitor)
242: 히트 싱크(heatsink)
243: IGBT(절연 게이트 양극성 트랜지스터)
244: SMPS(스위칭 모드 파워 서플라이)
245: 퓨즈(fuse)
300: 제2 장치부
310: 제2 흡기부
320: 제2 배기부
330: 제2 송풍부
340: 필터(filter)
400: 격벽부
500: 인버터 패널
500a: 실내 인버터 패널
500b: 실외 인버터 패널
501a: 실내 하우징
501b: 실외 하우징
502a: 실내 도어
502b: 실외 도어
510: 제1 인버터 수용부
511: 제1 패널 흡기부
512: 제1 패널 배기부
520: 제2 인버터 수용부
521: 제2 패널 흡기부
522: 제2 패널 배기부
530: PCB 장치 수용부
531: 외기 유입부
532: 외기 배출부
533: 패널 송풍부
534: PCB 장치
540: 베이스부
541a: 제1 베이스 흡기부
541b: 제2 베이스 흡기부
542: 외기 공급부
550: 메인 부스바
550a: 제1 메인 부스바
550b: 제2 메인 부스바
551: 포트
551a: 제1 포트
551b: 제2 포트
600: 전원 패널
610: 전원 입력 패널
611: 전원 입력 단자부
620: 전원 출력 패널
621: 전원 출력 단자부
700: 선로 변환 패널
710: 입력 선로 변환 패널
711: 입력 전원 변환 선로
712: 입력 개구부
713: 입력 선로 단자부
720: 출력 선로 변환 패널
721: 출력 전원 변환 선로
722: 출력 개구부
723: 출력 선로 단자부
S: 인버터 패널 공간부

Claims (10)

1. 외부로부터 직류 전원을 전달받아 상기 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터 패널에 전달하는 전원 입력 패널; 및
   상기 전원 입력 패널의 상기 인버터 패널에 대향하는 일측에 위치되며, 외부로부터 상기 직류 전원을 전달받아 상기 전원 입력 패널에 전달하는 입력 선로 변환 패널을 포함하며,
   상기 전원 입력 패널의 상기 인버터 패널에 대향하는 일측에는 상기 직류 전원을 입력받도록 구성되는 전원 입력 단자부가 구비되고,
   상기 입력 선로 변환 패널의 상기 전원 입력 패널에 인접하지 않은 일측에는 상기 외부로부터 상기 직류 전원을 전달받도록 구성되는 입력 선로 단자부가 복수 개 구비되며,
   복수 개의 상기 입력 선로 단자부는 상기 입력 선로 변환 패널의 상기 전원 입력 패널에 인접하지 않은 일측 중 어느 하나 이상에 위치되고,
   상기 입력 선로 변환 패널의 내부에는 상기 전원 입력 단자부와 상기 입력 선로 단자부를 통전 가능하게 연결하는 입력 전원 변환 선로가 구비되는,
   전력 변환 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 입력 선로 단자부에는 외부의 전원으로부터 상기 직류 전원이 전달되는 입력 도선 케이블이 결합되고,
   상기 입력 선로 단자부와 상기 입력 도선 케이블은 나사 결합되는,
   전력 변환 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 인버터 패널의 내부에는 상기 전원 입력 패널로부터 상기 직류 전원을 전달받는 메인 부스바(busbar)가 구비되며,
   상기 전원 입력 단자부와 상기 메인 부스바는 통전 가능하게 연결되는,
   전력 변환 장치.
5. 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터 패널로부터 상기 교류 전원을 전달받아 외부에 전달하는 전원 출력 패널; 및
   상기 전원 출력 패널의 상기 인버터 패널에 대향하는 일측에 위치되며, 상기 전원 출력 패널로부터 상기 교류 전원을 전달받아 외부에 전달하는 출력 선로 변환 패널을 포함하며,
   상기 전원 출력 패널의 상기 인버터 패널에 대향하는 일측에는 상기 교류 전원을 출력하도록 구성되는 전원 출력 단자부가 구비되고,
   상기 출력 선로 변환 패널의 상기 전원 출력 패널에 인접하지 않은 일측에는 상기 교류 전원을 외부에 전달하도록 구성되는 출력 선로 단자부가 복수 개 구비되며,
   복수 개의 상기 출력 선로 단자부는 상기 출력 선로 변환 패널의 상기 전원 출력 패널에 인접하지 않은 일측 중 어느 하나에 위치되고,
   상기 출력 선로 변환 패널의 내부에는 상기 전원 출력 단자부와 상기 출력 선로 단자부를 통전 가능하게 연결하는 출력 전원 변환 선로가 구비되는,
   전력 변환 장치.
6. 삭제
7. 제5항에 있어서,
   상기 출력 선로 단자부에는 외부의 부하에 상기 교류 전원을 전달하는 출력 도선 케이블이 결합되고,
   상기 출력 선로 단자부와 상기 출력 도선 케이블은 나사 결합되는,
   전력 변환 장치.
8. 제5항에 있어서,
   상기 인버터 패널의 내부에는 변환된 상기 교류 전원을 상기 전원 출력 패널에 전달하는 메인 부스바가 구비되며,
   상기 메인 부스바와 상기 전원 출력 단자부는 통전 가능하게 연결되는,
   전력 변환 장치.
9. 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터 장치에 상기 직류 전원을 전달하는 전원 입력 패널에 인접하게 위치되고,
   상기 전원 입력 패널에 인접하지 않은 일측에 위치되며, 외부로부터 상기 직류 전원을 전달받도록 구성되는 복수 개의 입력 선로 단자부; 및
   상기 전원 입력 패널에 구비되어 상기 직류 전원을 전달받도록 구성되는 전원 입력 단자부를, 상기 입력 선로 단자부와 통전 가능하게 연결하는 입력 전원 변환 선로를 포함하며,
   복수 개의 상기 입력 선로 단자부는 상기 입력 선로 변환 패널의 상기 전원 입력 패널에 인접하지 않은 일측 중 어느 하나 이상에 위치되는,
   입력 선로 변환 패널.
10. 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터 장치로부터 상기 교류 전원을 전달받는 전원 출력 패널에 인접하게 위치되고,
    상기 전원 출력 패널에 인접하지 않은 일측에 위치되며, 상기 전원 출력 패널로부터 상기 교류 전원을 전달받도록 구성되는 복수 개의 출력 선로 단자부; 및
    상기 전원 출력 패널에 구비되어 상기 교류 전원을 전달하도록 구성되는 전원 선로 단자부를, 상기 출력 선로 단자부와 통전 가능하게 연결하는 출력 전원 변환 선로를 포함하며,
    복수 개의 상기 출력 선로 단자부는 상기 출력 선로 변환 패널의 상기 전원 출력 패널에 인접하지 않은 일측 중 어느 하나 이상에 위치되는,
    출력 선로 변환 패널.

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