KR20210058364A - 기능별 모듈형 인버터시스템 - Google Patents

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KR20210058364A
KR20210058364A KR1020190145705A KR20190145705A KR20210058364A KR 20210058364 A KR20210058364 A KR 20210058364A KR 1020190145705 A KR1020190145705 A KR 1020190145705A KR 20190145705 A KR20190145705 A KR 20190145705A KR 20210058364 A KR20210058364 A KR 20210058364A
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rectifier
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KR1020190145705A
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박병건
김지원
권순만
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한국전기연구원
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Abstract

본 발명은, 기능별 모듈형 인버터시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각 기능별로 모듈화되어 적층된 전동기 구동용 인버터 시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 수평프레임(110) 및 수직프레임(120)의 결합을 통해 복수의 장착공간(130)들을 형성하는 랙부(100)와; 외부 교류전원을 직류전원으로 정류하며, 모듈화되어 상기 랙부(100)의 장착공간(130)에 설치되는 정류기모듈(200)과; 상기 정류기모듈(200)로부터 전달받은 직류전원을 미리 설정된 주파수의 교류전원으로 변환하며, 모듈화되어 상기 랙부(100)의 장착공간(130)에 설치되는 복수의 인버터모듈(300)들과; 상기 인버터모듈(300)을 제어하며, 모듈화되어 상기 랙부(100)의 장착공간(130)에 설치되는 제어모듈(400)과; 상기 복수의 장착공간(130)들을 가로질러 설치되어 상기 정류기모듈(200) 및 상기 복수의 인버터모듈(300)들을 전기적으로 연결하는 버스바모듈(600)을 포함하는 인버터시스템을 개시한다.

Description

기능별 모듈형 인버터시스템{Modular inverter system by function}
본 발명은, 기능별 모듈형 인버터시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각 기능별로 모듈화되어 구성된 기능별 모듈형 인버터시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 전원으로부터 공급되는 교류 전원을 정류부를 이용하여 직류로 변환하여 이를 요구되는 임의의 특정 주파수 혹은 전압으로 변환하여 부하에 맞게 공급하기 위해 인버터가 요구된다.
인버터시스템은 전동기 구동 뿐만 아니라, 계통연계용, 풍력발전용 등 다양한 응용분야에서 활용되고 있으며, 본 발명에 따른 기능별 모듈형 인버터시스템 또한, 종래 개시된 인버터시스템이 적용되는 분야에 적용될 수 있다.
이때, 인버터는 전류를 직류로 변환하는 정류부와 이를 다시 교류로 변환하는 전력용 스위칭소자로 구성된 전력변환부, 인버터 전체의 지령을 내리는 제어부, 지령된 전압을 PWM신호로 변환하는 PWM발생부 등으로 구성된다.
한편, 상기와 같은 구성의 300kW 이상의 대용량 인버터시스템의 경우, 구조 자체가 복잡하고 대형화되어 용량을 확장하거나, 각 기능별로 유지보수가 어려운 문제점이 있다.
보다 구체적으로, 상기와 같은 대용량 인버터시스템의 경우, 구조가 복잡하고 각 기능별 소자 및 구성품이 혼재되어 설치되는 바, 특정 기능의 소자 및 구성품이 손상되는 경우 유지보수가 어려운 문제점이 있다.
또한, 용량 확장 등 유지보수 이슈가 발생 시, 구조가 복잡하고 각 기능별 소자 및 구성품이 혼재되어 용량확장이 불가하거나 곤란한 문제점이 있다.
또한, 각 기능별 구성품이 혼재되어 설치되는 바, 각 구성품 사이의 전기적 연결을 위한 버스바 구성이 복잡하게 설치되며, 더 나아가 각 구성품 사이의 전기적 연결을 위한 버스바로의 체결이 복잡하여 인버터시스템의 설치가 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 상기와 같은 본 발명의 문제점을 해결하기 위하여, 인버터시스템의 기능을 모듈별로 구성하여 설치 및 유지보수가 용이한 기능별 모듈형 인버터시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명은, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 수평프레임(110) 및 수직프레임(120)의 결합을 통해 복수의 장착공간(130)들을 형성하는 랙부(100)와; 외부 교류전원을 직류전원으로 정류하며, 모듈화되어 상기 랙부(100)의 장착공간(130)에 설치되는 정류기모듈(200)과; 상기 정류기모듈(200)로부터 전달받은 직류전원을 미리 설정된 주파수의 교류전원으로 변환하며, 모듈화되어 상기 랙부(100)의 장착공간(130)에 설치되는 복수의 인버터모듈(300)들과; 상기 인버터모듈(300)을 제어하며, 모듈화되어 상기 랙부(100)의 장착공간(130)에 설치되는 제어모듈(400)과; 상기 복수의 장착공간(130)들을 가로질러 설치되어 상기 정류기모듈(200) 및 상기 복수의 인버터모듈(300)들을 전기적으로 연결하는 버스바모듈(600)을 포함하는 인버터시스템을 개시한다.
상기 정류기모듈(200)의 출력으로 충전되어 상기 복수의 인버터모듈(300)들에 직류전원을 공급하며, 모듈화되어 상기 랙부(100)의 장착공간(130)에 설치되는 커패시터뱅크모듈(500)을 추가로 포함할 수 있다.
상기 랙부(100)는, 상기 정류기모듈(200), 복수의 인버터모듈(300) 및 제어모듈(400)이 적층되도록 상기 복수의 장착공간(130)들이 상하방향으로 형성될 수 있다.
하측으로부터 상기 정류기모듈(200), 상기 커패시터뱅크모듈(500), 상기 복수의 인버터모듈(300) 및 상기 제어모듈(400)이 순서대로 적층될 수 있다.
상기 버스바모듈(600)은, 상기 랙부(100)의 후면 측에 상하방향으로 상기 복수의 장착공간(130)들을 가로지르도록 설치되는 패널부(610)와, 상기 패널부(610)에 배치되어 상기 복수의 인버터모듈(300)들과 상기 정류기모듈(200) 및 외부 부하를 전기적으로 연결하는 버스바(620)를 포함할 수 있다.
상기 복수의 인버터모듈(300)들은, 후면에 상기 버스바모듈(600)과 전기적, 물리적으로 결합하기 위한 돌출커넥터(310)를 각각 포함하고, 상기 버스바모듈(600)은, 상기 돌출커넥터(310)와 전기적, 물리적으로 결합하기 위한 커넥터(630)를 포함할 수 있다.
상기 커넥터(630)는, 상기 돌출커넥터(310)의 삽입을 통해 결합 가능하도록, 내주면에 상기 돌출커넥터(310)의 외주면에 대응되는 탄성체(631)를 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 기능별 모듈형 인버터시스템은, 각 기능을 모듈별로 구성하여 하나의 인버터시스템을 구성함으로써, 설치 및 유지보수가 용이하고 간단한 이점이 있다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 기능별 모듈형 인버터시스템은, 각 기능을 모듈별로 구성하고, 랙구조물에 적층하여 설치함으로써, 구조가 간단하고 컴팩트하여 설치가 용이하고, 모듈화된 각 기능별로 유지보수가 간편한 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 기능별 모듈형 인버터시스템은, 각 기능을 모듈별로 구성하고, 랙구조물에 적층하여 설치함으로써, 향후 인버터 용량의 변경 시 모듈의 추가 및 변경이 간편하여 용량 변경이 용이한 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 기능별 모듈형 인버터시스템은, 적층된 구조의 각 모듈 후면에 설치되는 버스바 배치를 통해 동일한 전력변환부의 설치에도 버스바 배치를 다르게 하여 다른 상의 출력 기능을 수행할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 기능별 모듈형 인버터시스템은, 각 모듈을 랙 구조물의 전면에서 단순히 밀고 당김으로써, 버스바에 전기적으로 체결 및 분리가 가능한 스프링 커넥터를 이용함으로써, 각 모듈의 설치 및 전기적 연결이 간편한 이점이 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 기능별 모듈형 인버터시스템의 모습을 보여주는 사시도이다.
도 2는, 도 1의 인버터시스템의 전기적 구성을 보여주는 개념도이다.
도 3은, 도 1의 인버터시스템 중 인버터모듈의 모습을 보여주는 사시도이다.
도 4는, 도 1의 인버터시스템 중 랙부에 버스바모듈이 설치된 모습을 보여주는 정면도이다.
도 5는, 도 1의 인버터시스템 중 인버터모듈이 버스바모듈에 설치된 모습을 보여주는 측면도이다.
도 6는, 도 1의 인버터시스템 중 커넥터의 모습을 보여주는 사시도이다.
도 7a 및 도 7b는, 도 1의 인버터시스템 중 돌출커넥터가 커넥터에 결합되는 모습을 보여주는 단면도들이다.
이하 본 발명에 따른 기능별 모듈형 인버터시스템에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 기능별 모듈형 인버터시스템은, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 수평프레임(110) 및 수평프레임(110) 및 수직프레임(120)의 결합을 통해 복수의 장착공간(130)들을 형성하는 랙부(100)와; 외부 교류전원을 직류전원으로 정류하며, 모듈화되어 상기 랙부(100)의 장착공간(130)에 설치되는 정류기모듈(200)과; 상기 정류기모듈(200)로부터 전달받은 직류전원을 미리 설정된 주파수의 교류전원으로 변환하며, 모듈화되어 상기 랙부(100)의 장착공간(130)에 설치되는 복수의 인버터모듈(300)들과; 상기 인버터모듈(300)을 제어하며, 모듈화되어 상기 랙부(100)의 장착공간(130)에 설치되는 제어모듈(400)과; 상기 복수의 장착공간(130)들을 가로질러 설치되어 상기 정류기모듈(200) 및 상기 복수의 인버터모듈(300)들을 전기적으로 연결하는 버스바모듈(600)을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 인버터시스템은, 정류기모듈(200)의 출력으로 충전되어 복수의 인버터모듈(300)들에 직류전원을 공급하며, 모듈화되어 랙부(100)의 장착공간(130)에 설치되는 커패시터뱅크모듈(500)을 추가로 포함할 수 있다.
상기 랙부(100)는, 수평프레임(110) 및 수직프레임(120)의 결합을 통해 복수의 장착공간(130)들을 형성하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 랙부(100)는, 정류기모듈(200), 복수의 인버터모듈(300) 및 제어모듈(400)이 적층되어 설치되도록 형성되는 복수의 장착공간(130)들과, 장착공간(130)들이 형성되도록 서로 결합되는 수평프레임(110) 및 수직프레임(120)을 각각 포함할 수 있다.
또한, 상기 랙부(100)는, 각 모듈들이 설치되도록 동일한 크기의 장착공간(130)들이 형성되도록 구성되거나, 각 모듈들에 최적화된 크기의 장착공간(130)들이 형성되도록 구비될 수 있으며, 19인치 표준 랙 형태의 인버터모듈(300)의 설치가 용이하도록 범용성을 고려하여 장착공간(130)이 형성되도록 할 수 있다.
더 나아가, 상기 랙부(100)는, 각 모듈들이 복수의 장착공간(130)들에 설치된 상태에서 외부로부터 각 모듈들을 보호하기 위한 후면부(140) 및 측면부(150)를 추가로 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 랙부(100)는, 전면에서 각 모듈들을 장착공간(130)에 삽입가능하도록 전면부가 개방될 수 있으며, 후면부(140)로부터 일정간격 이격된 위치에서 후술하는 버스바모듈(600)이 설치되어, 전면에서 각 모듈들을 삽입하는 것만으로도 버스바모듈(600)에 전기적, 물리적으로 연결할 수 있다.
상기 수평프레임(110) 및 수직프레임(120)은, 복수의 장착공간(130)이 형성되도록 서로 결합된 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
상기 복수의 장착공간(130)들은, 정류기모듈(200), 복수의 인버터모듈(300), 제어모듈(400) 및 커패시터뱅크모듈(500) 구성이 각각 모듈화되어 설치되는 공간으로서, 다양한 구성이 가능하다.
상기 복수의 장착공간(130)들은, 수평프레임(110) 및 수직프레임(120)에 의해 형성되는 공간으로서, 각 모듈에 최적화된 크기로 형성되어 각 모듈이 설치되도록 할 수 있다.
이 경우, 상기 복수의 장착공간(130)들은, 정류기모듈(200), 복수의 인버터모듈(300) 및 제어모듈(400)이 적층되도록 상하방향으로 형성될 수 있다.
즉, 상기 복수의 장착공간(130)들은, 층구조를 이루어 랙부(100)에 형성될 수 있으며, 모듈화된 각 기능별 모듈들이 적층되어 설치될 수 있다.
한편, 이 경우, 랙부(100)의 하측으로부터 정류기모듈(200), 커패시터뱅크모듈(500), 복수의 인버터모듈(300) 및 제어모듈(400)이 순서대로 적층될 수 있으며, 보다 구체적으로는 도 1에 도시된 바와 같이, 최하층에 정류기모듈(200)이 설치되고 그 위에 커패시터뱅크모듈(500), 그 위에 3개의 인버터모듈(300)들이 적층되며, 최상층에 제어모듈(400)이 설치될 수 있다.
이를 통해, 각 기능별 모듈들이 후술하는 버스바모듈(600)을 통해 전기적으로 연결될 수 있으며, 더 나아가 용량변경, 특히 확장이 필요한 경우 랙부(100)의 확장에 따른 모듈의 추가 또는 모듈의 변경을 통해 용이하게 용량을 변경할 수 있다.
또한, 각 기능별 모듈들이 모듈화되어 설치되는 바, 특정 기능이 손상되는 경우 해당 기능의 모듈만을 변경하거나, 유지보수 함으로써 인버터시스템 전체의 유지보수를 비교적 용이하게 수행할 수 있다.
상기 정류기모듈(200)은, 외부 교류전원을 직류전원으로 정류하며, 모듈화되어 랙부(100)의 장착공간(130)에 설치되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 정류기모듈(200)은, 다이오드 소자, 직류링크커패시터, 전압센서, 신호 인터페이스를 포함하는 구성일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 정류기모듈(200)은, 모듈화된 구성을 통해 랙부(100)에 설치될 수 있도록, 내부공간을 형성하는 정류기하우징(210)과, 정류기하우징(210) 외부에 후술하는 버스바모듈(600)과 전기적, 물리적으로 연결하기 위한 정류기커넥터(220)를 포함할 수 있다.
상기 정류기모듈(200)은, 다이오드 소자, 직류링크커패시터, 전압센서, 신호 인터페이스를 정류기하우징(210) 내부에 배치하여 설치함으로써, 하나의 모듈로서 구성될 수 있다.
한편, 상기 정류기모듈(200)은, 종래 개시된 어떠한 형태의 정류기 구성이 적용될 수 있으며, 예로서, 전자관정류기, 실리콘정류기, 사이리스터정류기 등 어떠한 형태도 적용 가능하다.
상기 정류기하우징(210)은, 정류기모듈(200)의 세부구성이 설치되는 내부공간을 형성하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
이를 통해, 상기 정류기하우징(210)은, 정류기모듈(200)을 모듈화하고 랙부(100)에 형성되는 장착공간(130)에 설치될 수 있다.
상기 정류기커넥터(220)는, 정류기모듈(200)의 버스바모듈(600)과의 전기적, 물리적 연결을 위한 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
상기 정류기커넥터(220)는, 후술하는 버스바모듈(600)에 설치되는 커넥터(630)에 결합할 수 있으며, 구성은 후술하는 인버터모듈(300)의 돌출커넥터(310)와 동일하므로, 후술하기로 한다.
상기 복수의 인버터모듈(300)들은, 정류기모듈(200)로부터 전달받은 직류전원을 미리 설정된 주파수의 교류전원으로 변환하며, 모듈화되어 랙부(100)의 장착공간(130)에 설치되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 복수의 인버터모듈(300)들은, 도 3에 도시된 바와 같이, 내부공간을 형성하는 인버터하우징(320)과, 인버터하우징(320)의 외부에 후술하는 버스바모듈(600)과 전기적, 물리적으로 연결하기 위하여 구비되는 돌출커넥터(310)를 포함할 수 있다.
상기 인버터모듈(300)은, 스위칭 소자를 이용하여 전달받은 직류전원을 미리 설정된 주파수의 교류전원으로 변환하기 위하여, IGBT모듈, IGBT게이트 구동회로, IGBT 스너버 커패시터, 전류센서, 직류링크커패시터, 직류링크 버스바, 광섬유 인터페이스 커넥터, 신호 인터페이스 커넥터를 포함할 수 있다.
상기 인버터모듈(300)은, 전술한 각 구성을 인버터하우징(320) 내부에 배치하여 설치함으로써, 인버터기능의 하나의 모듈로서 구성될 수 있다.
한편, 상기 인버터모듈(300)은, 종래 개시된 어떠한 형태의 인버터 구성도 적용될 수 있으며, 3상 전동기로의 전력공급을 위하여, 각 상에 대응되어 3개가 구비되어 설치될 수 있다.
이를 통해, 상기 인버터하우징(320)은, 인버터모듈(300)을 모듈화하고 랙부(100)에 형성되는 장착공간(130)에 설치될 수 있다.
한편, 상기 돌출커넥터(310)는, 인버터모듈(300)의 버스바모듈(600)과의 전기적, 물리적 연결을 위한 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 돌출커넥터(310)는, 인버터하우징(320)의 후면에 버스바모듈(600)과 전기적, 물리적으로 결합하기 위하여 구비될 수 있으며, 대응되는 위치에 버스바모듈(600)의 버스바(620)에 구비되는 커넥터(630)에 삽입되어 결합됨으로써, 연결될 수 있다.
한편, 이 경우 상기 돌출커넥터(310)는, 돌출된 단자를 커넥터(630)에 가압하여 삽입하는 것만으로, 커넥터(630)에 설치되는 탄성체(631)에 의해 결합될 수 있으며, 상세한 설명은 후술하기로 한다.
상기 돌출커넥터(310)는, 인버터하우징(320)의 후면에 버스바(620) 배치를 고려하여 형성될 수 있으며, 보다 구체적으로는 각 모듈들과 연결되기 위한 3개의 돌출커넥터(310)가 형성되고, 3상 전원 중 대응되는 상에 접속되도록 추가로 1개의 돌출커넥터(310)가 더 구비될 수 있다.
이로써, 상기 인버터모듈(300)은, 버스바(620)의 배치를 달리하거나, 랙부(100) 중 장착공간(130)의 장착위치를 달리하여 설치함으로써, 동일한 인버터모듈(3300)로도 다른 상을 출력할 수 있다.
상기 커패시터뱅크모듈(500)은, 정류기모듈(200)의 출력으로 충전되어 복수의 인버터모듈(300)들에 직류전원을 공급하며, 모듈화되어 랙부(100)의 장착공간(130)에 설치되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 커패시터뱅크모듈(500)은, 전술한 정류기모듈(200) 및 인버터모듈(300)과 같이, 내부구성을 설치하기 위한 내부공간이 형성되는 커패시터뱅크하우징(510)과, 커패시터뱅크하우징(510)의 후면에 구비되어 후술하는 버스바모듈(600)과 전기적, 물리적으로 결합되기 위한 커패시터뱅크커넥터(520)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 커패시터뱅크모듈(500)은, 복수의 직류링크커패시터, 보다 구체적으로는 16개의 직류링크커패시터와 직류링크버스바로 구성될 수 있으며, 각 구성이 모듈화되어 설치될 수 있도록 커패시터뱅크하우징(510) 내에 구비될 수 있다.
상기 커패시터뱅크하우징(510)은, 내부공간을 형성하여 커패시터뱅크모듈(500)의 각 구성품이 설치되도록 할 수 있으며, 이러한 모듈화를 통해 랙부(100)의 장착공간(130)에 설치되도록 할 수 있다.
상기 커패시터뱅크커넥터(520)는, 정류기커넥터(220) 및 돌출커넥터(310)에 대응되는 구성으로서, 돌출되는 단자로 구비되어 후술하는 버스바모듈(600), 즉 커넥터(630)에 삽입됨으로써, 버스바모듈(600)과 전기적, 물리적으로 결합될 수 있다.
상기 제어모듈(400)은, 인버터모듈(300)을 제어하며, 모듈화되어 랙부(100)의 장착공간(130)에 설치되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 제어모듈(400)은, 복수의 인버터모듈(300)들을 제어하는 구성으로서, 제어보드, 파워공급장치, 디스플레이, 제어 인터페이스보드로 구성될 수 있다.
한편, 상기 제어모듈(400)은, 랙부(100)의 장착공간(130)의 최상단에 설치되는 구성으로서, 제어모듈하우징(410)을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 인버터시스템은, 정류기모듈(200), 인버터모듈(300), 커패시터뱅크모듈(500) 및 제어모듈(400)의 각 기능별로 모듈화한 구성들을 랙부(100)의 복수의 장착공간(130)에 설치함으로써, 보다 유연하고 효율적인 설치가 가능하다.
이때, 인버터시스템은, 복수의 장착공간(130) 중 하측으로부터 정류기모듈(100), 커패시터뱅크모듈(500), 복수의 인버터모듈(300) 및 제어모듈(400)이 순서대로 적층되어 구비될 수 있다.
상기 버스바모듈(600)은, 복수의 장착공간(130)들을 가로질러 설치되어, 정류기모듈(200) 및 복수의 인버터모듈(300)들을 전기적으로 연결하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 버스바모듈(600)은, 랙부(100)의 후면부(140) 측에 상하방향으로 복수의 장착공간(130)들을 가로지르도록 설치되는 패널부(610)와, 패널부(610)에 배치되어 복수의 인버터모듈(300)들과 정류기모듈(100) 및 외부 부하를 전기적으로 연결하는 버스바(620)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 버스바모듈(600)은, 돌출커넥터(310)와 전기적, 물리적으로 결합하기 위한 커넥터(630)를 추가로 포함할 수 있다.
즉, 상기 버스바모듈(600)은, 랙부(100)의 전면에서 각 모듈들을 후면부(140) 측으로 가압하여 설치하는 과정에서, 후면부(140) 측에 상하방향으로 복수의 장착공간(130)들을 가로지르도록 설치되어 각 모듈의 후면에 구비되는 단자가 접속되도록 할 수 있다.
이때, 상기 버스바모듈(600)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 버스바(620)의 배치를 달리하여 동일한 인버터모듈(300)의 설치에도 출력되는 상을 달리하도록 할 수 있다.
상기 패널부(610)는, 랙부(100)의 후면부(140) 측에 상하방향으로 복수의 장착공간(130)들을 가로지르도록 설치되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 패널부(610)는, 랙부(100)의 내부공간 중 후면부(140) 측으로부터 일부 이격되어 상하방향으로 설치될 수 있으며, 이때, 수평프레임(110) 및 수직프레임(120) 중 적어도 하나와 결합될 수 있다.
즉, 상기 패널부(610)는, 후면부(140)와 평행하도록 설치되고, 전면부의 대향면에 버스바(620)를 배치함으로써, 랙부(100)의 전면에서 가압하여 설치되는 각 기능별 모듈들이 장착공간(130)에 위치하는 것만으로 버스바(620)와 접속되도록 할 수 있다.
상기 버스바(620)는, 패널부(610)에 배치되어 복수의 인버터모듈(300)들과 정류기모듈(100) 및 외부 부하를 전기적으로 연결하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
더 나아가, 상기 버스바(620)는, 커패시터뱅크모듈(500)을 전기적으로 추가로 연결할 수 있다.
이때, 상기 버스바(620)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 배치를 통해 각 모듈들이 전기적으로 연결되도록 할 수 있으며, 외부 부하와 연결되는 출력단의 경우 3상 각각에 대응되는 버스바가 구비되어 3개의 인버터모듈(300)에 각각 접속되도록 할 수 있다.
상기 커넥터(630)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 돌출커넥터(310)와 전기적, 물리적으로 결합하기 위한 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들면, 상기 커넥터(630)는, 각 기능별 모듈들과 전기적, 물리적으로 결합하기 위하여 버스바(620)의 각 모듈들의 높이에 대응되는 위치에 설치될 수 있다.
이때, 상기 커넥터(630)는, 버스바(620)와 통전되도록 볼트결합을 통해 설치될 수 있다.
상기 커넥터(630)는, 버스바(620)에 볼트결합을 통해 결합되는 본체부(632)와, 본체부(632)에 돌출커넥터(310)에 대응되도록 형성되어 적어도 일부가 삽입되는 단자부(633)와, 단자부(633) 내주면에 돌출커넥터(310)의 외주면에 대응되어 설치되어 삽입된 돌출커넥터(310)를 고정하는 탄성체(631)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 커넥터(630)는, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 본체부(632)에 돌출커넥터(310)에 대응되는 크기의 원형홈을 가지는 단자부(633)가 형성될 수 있다.
이 경우, 단자부(633)의 내주면에 형성되는 원형홈(634)에 탄성체(631)가 설치되어 삽입되는 돌출커넥터(310)가 탄성력에 의해 고정되도록 함으로써, 인버터모듈(300)이 빠지지않고 고정되도록 할 수 있다.
상기 탄성체(631)는, 단자부(633)의 내주면에 형성되는 원형홈(634)에 설치되어, 삽입되는 돌출커넥터(310)에 간섭됨으로써, 인버터모듈(300)을 버스바모듈(600)에 전기적, 물리적으로 결합하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
보다 구체적으로, 상기 탄성체(631)는, 도 7a에 도시된 바와 같이, 단자부(633)의 내주면에 형성되는 원형홈(634)에 중심축을 향하여 일부 돌출되도록 설치될 수 있다.
이 상태에서, 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 돌출커넥터(310)가 사용자의 가압에 의해 탄성체(631)를 압축시키면서 삽입되며, 결합된 상태에서 탄성체(631)의 팽창에 의해 돌출커넥터(310)의 측면부를 가압함으로써, 돌출커넥터(310)가 커넥터(630)에 고정될 수 있다.
이 상태에서 인버터모듈(300) 해제 시, 인버터모듈(300)을 당겨 돌출커넥터(310)가 커넥터(630)와 분리되는 방향으로 가압되는 경우, 탄성체(631)는 도 7a에 도시된 상태와 같이 원형홈(634)으로부터 탄성력에 의해 중심축 방향으로 일부 돌출되도록 원위치 할 수 있다.
한편, 전술한 내용 중 돌출커넥터(310)는, 각 기능별 모듈의 단자로서, 정류기커넥터(220), 커패시터뱅크커넥터(520)와 동일한 구성일 수 있으며, 각각에 대응되는 커넥터(630)와 동일한 방식으로 탈착될 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100: 랙부 200: 정류기모듈
300: 인버터모듈 400: 제어모듈
500: 커패시터뱅크모듈 600: 버스바모듈

Claims (7)

  1. 수평프레임(110) 및 수직프레임(120)의 결합을 통해 복수의 장착공간(130)들을 형성하는 랙부(100)와;
    외부 교류전원을 직류전원으로 정류하며, 모듈화되어 상기 랙부(100)의 장착공간(130)에 설치되는 정류기모듈(200)과;
    상기 정류기모듈(200)로부터 전달받은 직류전원을 미리 설정된 주파수의 교류전원으로 변환하며, 모듈화되어 상기 랙부(100)의 장착공간(130)에 설치되는 복수의 인버터모듈(300)들과;
    상기 인버터모듈(300)을 제어하며, 모듈화되어 상기 랙부(100)의 장착공간(130)에 설치되는 제어모듈(400)과;
    상기 복수의 장착공간(130)들을 가로질러 설치되어 상기 정류기모듈(200) 및 상기 복수의 인버터모듈(300)들을 전기적으로 연결하는 버스바모듈(600)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기능별 모듈형 인버터시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 정류기모듈(200)의 출력으로 충전되어 상기 복수의 인버터모듈(300)들에 직류전원을 공급하며, 모듈화되어 상기 랙부(100)의 장착공간(130)에 설치되는 커패시터뱅크모듈(500)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기능별 모듈형 인버터시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 랙부(100)는,
    상기 정류기모듈(200), 복수의 인버터모듈(300) 및 제어모듈(400)이 적층되도록 상기 복수의 장착공간(130)들이 상하방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기능별 모듈형 인버터시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    하측으로부터 상기 정류기모듈(200), 상기 커패시터뱅크모듈(500), 상기 복수의 인버터모듈(300) 및 상기 제어모듈(400)이 순서대로 적층되는 것을 특징으로 하는 기능별 모듈형 인버터시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 버스바모듈(600)은,
    상기 랙부(100)의 후면 측에 상하방향으로 상기 복수의 장착공간(130)들을 가로지르도록 설치되는 패널부(610)와, 상기 패널부(610)에 배치되어 상기 복수의 인버터모듈(300)들과 상기 정류기모듈(200) 및 외부 부하를 전기적으로 연결하는 버스바(620)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능별 모듈형 인버터시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 인버터모듈(300)들은,
    후면에 상기 버스바모듈(600)과 전기적, 물리적으로 결합하기 위한 돌출커넥터(310)를 각각 포함하고,
    상기 버스바모듈(600)은,
    상기 돌출커넥터(310)와 전기적, 물리적으로 결합하기 위한 커넥터(630)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능별 모듈형 인버터시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 커넥터(630)는,
    상기 돌출커넥터(310)의 삽입을 통해 결합 가능하도록, 내주면에 상기 돌출커넥터(310)의 외주면에 대응되는 탄성체(631)를 구비하는 것을 특징으로 하는 기능별 모듈형 인버터시스템.
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