JPH0833347A

JPH0833347A - インバータ装置の保守方式

Info

Publication number: JPH0833347A
Application number: JP6169201A
Authority: JP
Inventors: Kohei Obara; 公平小原; Atomi Noguchi; 跡見野口; Toshiyuki Nemoto; 敏行根本; Kazumi Yanagibashi; 和美柳橋
Original assignee: Hitachi Engineering Co Ltd Ibaraki; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Industry and Control Solutions Co Ltd
Priority date: 1994-07-21
Filing date: 1994-07-21
Publication date: 1996-02-02

Abstract

(57)【要約】【構成】電解コンデンサ９，金属フィルムコンデンサ１
５，ファン８，ヒューズスタック７の定期交換部品を一
体化したモジュール５，モジュールへの電気的外部イン
ターフェイスとなる端子台６，運搬用把手１４，電解コ
ンデンサ９への熱放射の防止と熱伝導による電解コンデ
ンサ９の熱放出とファン８の冷却風の向きを制御する熱
遮へい板１０、インバータ装置の基本構成要素で発熱体
部品であるサイリスタスタック４，トランジスタスタッ
ク２および抵抗３からなる。【効果】原子力プラント等で、一度に多数のインバータ
装置の予防保全作業を行う場合、電解コンデンサ等を短
時間に交換できる。これにより定検期間の短縮・プラン
ト稼働率向上に向けた技術動向を加速する効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高度の信頼性が要求され
る一般産業用のモータ等に用いられるインバータ装置の
定期的な予防保全のための保守方式に係り、特に、有寿
命品の定期交換を効率的に行わせる方法・手段に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】公知の例には下記があげられる。すなわ
ち、サイリスタ電力変換器のサイリスタ保護ヒューズ，
警報ヒューズ及び入出力端子を変換器の下部に横一列に
配置することによって各ヒューズの保守や交換を容易と
する〔特開昭55−74365 号公報〕。

【０００３】電力変換装置内の部品の劣化検出回路を設
け劣化部品の交換周期を表示する。劣化検出回路は各部
品の電圧印加時間，あるいは運転時間を積算することに
より検出する〔特開平5−56628号公報〕。その他、電源
装置内の電解コンデンサの温度を温度センサで直接測定
し、周囲温度を考慮した寿命予報を行ったり、直流部の
リップル電流を測定して余寿命を予測する等の技術が公
知である。

【０００４】しかし〔特開昭55−74365 号公報〕では、
電解コンデンサやファン等の有寿命品の定期的交換手法
についての言及はない。また、他の公知例においても、
有寿命品の劣化予測を行うものであって、定期交換作業
の方式に言及するものではない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、一般
的に知られている電解コンデンサや金属フィルムコンデ
ンサ，ファン，ヒューズ等の有寿命品を有するインバー
タ装置の定期保守作業において、作業を容易とし、包括
的かつ合理的に実行せしめる手段を提供するにある。

【０００６】また、この手段で、温度により寿命が左右
されやすい電解コンデンサとファン及び被冷却体である
発熱部品との熱的相互干渉による悪影響を最小とする手
段を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明はインバータ装置の定期交換部品となる有寿
命部品、例えば、直流平滑用の電解コンデンサ，インバ
ータ入力部サージキラー用金属性フィルムコンデンサ，
ファン，ヒューズ，バッテリ等を一つのモジュールとし
て１箇所に集約するとともに、物理的に一つの固体とし
て一括して移動、即ち、取外し，交換，再取付けが可能
となるように実装する手段を実現する。一般に、金属性
フィルコンデンサは電解コンデンサより２〜３倍の寿命
があるが、保守を容易とするため一体化し、一括保守を
行う手段とする。

【０００８】また上記の場合、前記モジュールが高密度
実装となるため、有寿命品同士が相互に物理的にあるい
は熱的に干渉するポテンシャルが高くなる。特にファン
による風の流れの軌跡が重要であり，周囲温度に寿命が
左右され，しかも、物理的に比較的大きな体積を占める
電解コンデンサとファンとの相互の位置関係を配慮する
必要がある。そこで、風の流れを制御する熱遮へい板を
設置し、これを軽減する手段を採用する。

【０００９】

【作用】上記の定期交換部品となる有寿命品を１モジュ
ール化することにより、物理的に一つの物体として取扱
い保守作業を行うことができる。即ち、このモジュール
に運搬用の把手を取付け、有寿命品を１体として容易に
持運びができるようになるとともに、取付け・取外しも
１〜２個のねじ等の最少限の固定手段を操作することに
より実現できる。これにより、従来方式のように、イン
バータ装置箱を開き個々の有寿命品を個別に取外し交換
する等の多くの工数を費やす作業はなくなるので定検時
の保守作業を容易とし短時間に少人数の人員で実施可能
とするように作用する。

【００１０】また、風の流れを制御する熱遮へいは、１
モジュール化された物体をインバータ装置内に実装した
状態において、ファンにより生成される冷却風が、イン
バータ装置内の発熱体に効率よく当るように配置する。
また、その暖められた風が逆流しモジュール内の電解コ
ンデンサを直撃しないように作用する。また、この場
合、ファンは発熱体の近くに配置されるとき、その幅射
熱を反射し電解コンデンサを防護するように作用する。
また、熱伝導により、電解コンデンサの熱をファンの冷
却風により効率よく外へ放出する。

【００１１】

【実施例】一実施側を図１と図２に示す。この側におけ
るインバータ装置では、交流から直流に交換する整流回
路としてスタック４を用いている。直流となった後は、
電解コンデンサ９に電荷が貯えられる。この直流はトラ
ンジスタスタック２の動作によりスイッチングされ、模
擬的に交流と同等の電流の流れ方となるよう制御回路エ
レクトロニクス１３により制御される。ヒューズスタッ
ク７は制御回路エレクトロニクス１３へ電流を供給する
電源ラインの短絡からの防護を行うものにある。抵抗３
は電源ラインへのスイッチングのノイズ影響等を緩和す
るものであるが、常時発熱を継続するため、何らかの冷
却が必要であり、本例では、トランジスタスタック２や
サイリスタ又はスタック４とともにファン８で強制冷却
される。これらの電気部品のうち有寿命品として定期的
に交換する必要のあるものは、ファン８，電解コンデン
サ９，ヒューズスタック７，及びインバータ入力部のサ
ージキラー用の金属フィルムコンデンサ１５である。そ
こで、これらを集約して図１に示すように一体化し１モ
ジュール化する。金属フィルムコンデンサは電解コンデ
ンサに比べ寿命は長いが、保守管理を単純化するため一
体化し一括保守とする。モジュールへの電気配線は全て
端子台６、あるいはコネクタに一括集約する。従って、
このモジュールを交換する際は、まずこの端子台６の配
線、あるいはインターフェイス用のコネクタをはずすこ
とにより、電気回路上で分離する。次に、取付け固定ね
じ１１をはずし、把手１４によりモジュール５を一体と
して移動することができ、新品の交換用のモジュールと
取替えることが容易にできる。通常、モジュール５への
アクセスは一方向のみ、例えば正面のみとすることが作
業を容易とする上で好ましい。このために、本実施例で
は取付け固定ねじの反対側は取付け用フック１２とし、
正面方向に容易に取出し可能としている。これにより、
極めて短時間に定期交換部品の交換ができ、予防保全と
しての定期作業を容易とし合理化することができる。特
に、大型プラントのように、多数のインバータ装置を有
する場合には、定検作業の効率化に大きく寄与する。

【００１２】さて、この実施例に示すように、フアン８
の冷却風は、発熱体であるトランジスタスタック２，抵
抗３，スタック４に対し効果的に当るように風向きに合
せて配置されている。一方、周囲温度によりその寿命の
長さが大きく左右される電解コンデンサ９は、一体モジ
ュール化に伴いどうしてもファン８の近くに配置される
ことになる。そこで、ファン８の冷却風を妨げることな
く効率的に発生させ、被冷却物からの反射された熱風を
防止し、かつその幅射熱を遮えぎるための熱遮へい体１
０を設ける。この熱遮へい体１０はファン８の冷却風が
効率よく流れるためのダクトの役割をも果す。即ち、空
気の取入れ口からファン８による加速，空気の出口から
被冷却体の部品に向ってスムーズに空気が流れるように
する。又、熱遮へい体１０の電解コンデンサ側は、黒体
としての性格をもち熱を吸収する。一方、被冷却物体か
らの副射熱をさえぎるために被冷却体側は、熱反射の性
格をもつように金属性の光沢を有すると共に熱伝導性を
有するので、その表面をながれるファン８からの冷却風
により熱をとりさることができる。また、電解コンデン
サ９の熱を熱伝導により熱遮へい体１０に導き、これに
より熱を外へ放出することができる。これにより、電解
コンデンサへの熱の影響を少なくすることができ寿命を
長くし使用期間中に安定に動作するように機能する。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、インバータ装置の定期
保守作業において、有寿命品である定期交換部品の交換
をワンタッチにて迅速に行える効果がある。この方式
は、特にインバータ装置を多数有する大型産業プラント
で、しかも短い定検期間内に一度に多数の装置を保守す
る必要があるプラントでは大変有効である。例えば、原
子力プラントでは、近年その制御性のよいこと、省エネ
ルギに優れるためますます多くのインバータ装置が導入
されるようになっている。そしてその高い信頼性を維持
するために、予防保全として定期的に多数のインバータ
装置内の電解コンデンサ，ファン，ヒューズ等を交換し
ていく必要がある。この場合、部品交換はできるだけ短
時間に行い、システム全体としての健全性確認も短時間
に行う必要がある。本発明の方式によれば定検期間への
インパクトを軽減し、これにより定検期間の短縮を容易
とすることができ原子力プラント等の運転の稼働率向上
に向けた技術動向を加速する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す説明図。

【図２】本発明の対象となる一般的なインバータ装置の
回路図。

【符号の説明】

１…インバータ装置、２…トランジスタスタック、３…
抵抗、４…スタック、５…モジュール、６…端子台、７
…ヒューズスタック、８…ファン、９…電解コンデン
サ、１０…熱遮へい板、１１…取付け固定ねじ、１２…
取付け用フック、１３…制御回路エレクトロニクス、１
４…把手、１５…金属フィルムコンデンサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者根本敏行茨城県日立市幸町三丁目２番１号日立エンジニアリング株式会社内 (72)発明者柳橋和美茨城県日立市幸町三丁目２番１号日立エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ダイオード，サイリスタ，コンデンサ，放
熱フィンを箱内に含むインバータ装置において、電解コ
ンデンサ，金属性フィルムコンデンサ，ヒューズ，ファ
ンを含む定期交換部品を１ヵ所に集約し１個のモジュー
ル形状とする手段と、前記モジュールは前記箱内の固定
用取付ねじをはずすことによりワンタッチで容易に交換
できる把手手段を有し定期交換部品を個々に交換するこ
となく、１個のモジュールを交換することを特徴とする
インバータ装置の保守方式。
【請求項２】請求項１において、前記モジュール内のフ
ァン風の流れを妨げないように前記電解コンデンサを配
置する手段と、前記インバータ装置内で前記ファンによ
り冷却される発熱体からの反射風の熱と幅射熱から前記
電解コンデンサを防護する熱遮へいの手段を有し、前記
モジュール内の前記電解コンデンサを外的な熱から防護
するインバータ装置の保守方式。
【請求項３】請求項１において、前記熱遮へい板は、前
記電解コンデンサ側は幅射熱吸収用の黒体としての性格
を有するとともに反対側は幅射熱を反射する光沢と熱伝
導性を有する金属とするインバータ装置の保守方式。
【請求項４】請求項３において、前記熱遮へい板は前記
ファンの冷却風を被冷却体へ効率よく導く機能を有し、
前記冷却風が熱遮へい板の表面の熱をうばうインバータ
装置の保守方式。