JPH0847268A

JPH0847268A - 電力変換装置

Info

Publication number: JPH0847268A
Application number: JP6195845A
Authority: JP
Inventors: Norio Maekawa; 則夫前川; Yuzo Kubota; 祐三久保田; Norikazu Takeuchi; 典和竹内; Yoshito Yamanishi; 善人山西; Isamu Kawasaki; 勇川崎
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Denki Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Denki Co Ltd; NTT Inc
Priority date: 1994-07-27
Filing date: 1994-07-27
Publication date: 1996-02-16

Abstract

(57)【要約】【目的】電力変換装置いおいて、変換ユニットのいろ
いろの予備品の種類を減らし、変換ユニットの変換を容
易にすること。【構成】直流・交流間の電力変換部を複数の変換ユニ
ットに分割して実装した電力変換装置において、変換ユ
ニット１ａ，１ｂの筐体の形状は直方体であり、その正
面に、外部との電気的接続を行うための１組の端子１０
ａ，１１ａが設けられ、前記変換ユニット１ａ，１ｂを
左右に並行に配置し、この２つの変換ユニットの間に１
組の導電性の主配線バー３ａ，３ｂが互に絶縁して配設
され、前記変換ユニットの端子１０ａ，１１ａが、前記
主配線バー３ａと、導電性の配線用金具５ａ，６ａによ
り電気的に接続されている電力変換装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば直流電圧を交流電
圧に変換する電力変換装置において、直流・交流間の電
力変換部を複数の変換ユニットに分割して実装する電力
変換装置。詳しくは、変換ユニットの配置および変換ユ
ニットを収容する電力変換装置の筐体構造及び配線構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種の電力変換装置が提案されている
が、その中で例えば無停電電源装置が良く知られてい
る。無停電電源装置はＡＣ／ＤＣ変換及びＤＣ／ＡＣ変
換を行っており、この電力変換部には半導体スイッチが
内蔵されている。無停電電源装置が中容量以上になると
冷却効率の向上、取付上の制約等により、これらの電力
変換部をいくつかに分割し、ユニット化する構造がとら
れており、また万一の故障に備えてこれらの変換ユニッ
トを予備品として配備する。また、ユニット化すること
により、変換ユニットの組立配線及び筐体内への取付作
業の容易化による経済化が図れる。

【０００３】図５に電力変換装置の一例であるＤＣ／Ａ
Ｃ変換を行う電力変換部の変換ユニットの接続図例を示
す。図において、１ａは複数個の左側、１ｂは右側変換
ユニットであり、夫々の変換ユニットには、その内部に
少なくとも２組の半導体スイッチＱ₁，Ｑ₂を直列接続
し、その直列接続体の両端ａ，ｂを直流端子とし、半導
体スイッチＱ₁，Ｑ₂の直列接続点ｃを交流端子とし、
ＤＣ／ＡＣ変換を行う変換部の一部を構成している。変
換ユニットは直流電圧Ｅｄを変換ユニットの直流端子ａ
及びｂに入力し、変換ユニット内部（記述されない）に
てＤＣ／ＡＣ変換し、その出力を交流端子Ｃに出力し、
出力トランス３に接続され、絶縁後出力されている。変
換ユニット１ａ及び１ｂの２つの変換ユニットでブリッ
ジインバータを構成し、直流端子ａとｂに直流電圧Ｅｄ
をうけ、半導体スイッチＱ_1,Ｑ₂をＰＷＭ制御すること
により、変換ユニット１ａの交流端子ｃと変換ユニット
１ｂの交流端子ｃとの間に交流電圧を出力する。中容量
以上の電力変換装置においては、直流電源Ｅｄより各変
換ユニットに供給される接続用の電源には大きな電流が
流れる為、通常主配線バーとして断面が長方形の銅バー
が用いられる。

【０００４】図６に電力変換装置の筐体４への変換ユニ
ットの実装と、その配線の接続の構造例を示す。電力変
換装置の筐体に変換ユニット１ａ，１ｂを実装する場
合、実装構造に制約があり、回路は電気的に同じであっ
ても、例えば直流、交流端子の位置などの構造をかえて
作ってある。図６において、各変換ユニット１ａ，１ｂ
への配線は入力電源より流れる電流は大きく、かつ配線
スペースの有効利用をする為、主配線バー３ａ，３ｂに
各変換ユニット１ａ，１ｂより接続用金具８，９で接続
する方法としている。主配線バー３ａ，３ｂの配線ドロ
ップ又はリアクトル成分を減少させる為、その配線経路
は入力電源より各々の変換ユニットから等しい距離で最
短で接続ができる様に、主配線バー３ａ，３ｂは筐体４
の中央部に配置され、各変換ユニット１ａ，１ｂは端子
の位置が主配線バー３ａ，３ｂに対して、短く配線でき
るように直流端子と交流端子が、変換ユニット１ａは右
側に、変換ユニット１ｂは左側に設けるようになってい
る。この結果、左右の変換ユニット１ａ，１ｂは電気的
には回路は同じであるにも関わらず、直流端子又は交流
端子の位置が相違する為、同一の構造とはならず、２種
類の変換ユニットが必要となる。この為、予備品として
配備する時、同一機能にも関わらず２種類の変換ユニッ
トが必要となる欠点があり、変換ユニットの種類が増え
ることにより製造コストが高くなるという欠点があっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように電力変換装
置に搭載する変換ユニットは電気的に回路が同じであっ
ても、実装構造に制約があり、構造をかえて作る必要が
ある。この為、予備品として配備しておく変換ユニット
の数が増える欠点がある。また種類が増える為、製造コ
ストの低減が図れない欠点があった。本発明は、次のよ
うな目的を達成するために提案されたものである。ａ変換ユニットのいろいろの種類の予備品を用意する
必要がなくすことｂ変換ユニットの交換が容易であることｃ予備の変換ユニットの数を少なくしコストを安くす
ることｄ変換ユニットの交換を簡単に行うことができることｅ接続金具の種類を少なくし、コストを安くすること

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明は、直流・交流間の電力変換部を複数の変換ユ
ニットに分割して実装した電力変換装置において、変換
ユニットは、少なくとも２組の半導体スイッチを直列接
続し、その直列接続体の両端を直流端子とし、半導体ス
イッチの直列接続点を交流端子とする電力変換ユニット
を実装し、前記変換ユニットの筐体の形状は直方体であ
り、その正面に、外部との電気的接続を行うための１組
の変換ユニットの筐体とは絶縁された端子が設けられ、
前記変換ユニットを左右に並行に配置し、この２つの変
換ユニットの間に１組の導電性の主配線バーが互に絶縁
して配設され、前記変換ユニットの端子が、前記主配線
バーのいずれかと、導電性の配線用金具により電気的に
接続されていることを発明の特徴とするものである。さ
らに本発明は、電気的に接続する各導体を一組の銅バー
で構成し、この銅バーの組み替えによって電気的接続部
位を左側にも右側にも変更できるように変換ユニットを
実装したことを発明の特徴とするものである。

【０００７】

【作用】本発明によれば、電力変換装置に搭載する変換
ユニットの筐体及び端子の大きさと位置を同一構造と
し、変換ユニットの筐体の正面部に設けられた端子より
配線用金具にて主配線バーに接続する。左右の変換ユニ
ットの筐体は同一構造で、主配線バーは左右のいずれの
交換ユニットにも接続することができる。このことによ
り変換ユニットの予備品としては種類と数量が減らすこ
とができる。又、変換ユニットの種類が減ることによ
り、製造コストが低減する。変換ユニットの端子より主
配線バーに配線することにより、変換ユニットの端子よ
り主配線バーまでの距離は左右夫々等距離となるか、又
は直流入力の場合においてはマイナス及びプラス極への
配線距離の和は等しくなり、配線ドロップ及びリアクト
ル成分も等しくなり電力変換装置の安定動作に寄与する
ことが大きい。

【０００８】

【実施例】次に本発明の実施例について説明する。図１
は本発明の電力変換装置の外観の斜視図を示すもので、
左側変換ユニット１ａは複数個が上下方向に所定の間隔
をおいて配列されており、右側変換ユニット１ｂも同様
に上下方向に配列されており、これら最下部の変換ユニ
ットは、盤部品２の上に載置されている。また複数個の
左側変換ユニット１ａと右側変換ユニット１ｂの間の間
隙には、上下方向に主配線バー（断面が長方形の銅製の
もの）３ａ，３ｂが、筐体４内の絶縁性支持体（図示さ
れていない）によって支持され、前後方向は互に所定の
間隙をおいて（実施例では３ｃｍ）配設されている。主
配線バー３ａ，３ｂは直流端子用であり、交流端子用の
配線バーは図示されていない。

【０００９】図２は例えば最上段の変換ユニット１ａ，
１ｂと主配線バー３ａ，３ｂとの分解斜視図を示す。図
において１０ａ，１１ａは左側変換ユニット１ａハウジ
ングより突出して形成された直流端子で、夫々Ｌ字形の
形状をしており、変換ユニット１ａのハウジングより突
出し、下方に垂下している。垂下長は端子１０ａの方が
１１ａより短いが、逆に１１ａの方を１０ａより短くす
ることができる。変換ユニット１ｂの直流端子１０ｂ，
１１ｂについても、形状や寸法は夫々１０ａ，１１ａと
同じように構成されている。５ａ，６ａは夫々銅製の配
線用金具で、（筐体とは絶縁して配線されている）両端
は同じ方向にＬ形に折り曲げられ、折曲部５₂，６₂が
設けられ、全体としてＵ字形をなしており、本体の長さ
方向の断面図は長方形である。また折曲部５₂，６₂に
は、夫々取付ビス７を取付けるためのビス孔が設けられ
ている。配線用金具の本体の長さは、配線用金具５ａの
方が６ａよりも長い。取付ビスの材料は黄銅，鉄，非磁
性体又はプラスチックが用いられる。８，９は夫々銅製
の接続金具で、主配線銅バーの頂部に取りつけられ、ア
ーム８₁，８₂を有しており、アーム８₁，８₂は互に
平行に所望の間隔（例えば４ｃｍ）をおいて配設され、
配線用金具５ａの右側の折曲部５₂は接続金具８₁の先
端とビス７で結合されている。接続金具９の左側のアー
ムは、配線用金具６ａの右側折曲部と取付ビス７で結合
されている。右側変換ユニット１ｂの直流端子１０ｂ，
１１ｂは左側変換ユニット１ａの直流端子と同じ様に構
成されており、直流端子１０ｂ，１１ｂの先端に取付ビ
スで取付けられた配線用金具５ｂ，６ｂは同様に接続金
具８，９の右側アームの先端に取付ビスで取付けられて
いる。また主配線バー３ａは３ｂより前方に配設され、
主配線バー３ａの頂部に取付けられた接続金具８は、主
配線バー３ｂの頂部に取付けられた接続金具９よりも上
方に位置しているので、接続金具が互に短絡するおそれ
はない。

【００１０】図３は変換ユニットの直流端子１０ａ，１
０ｂ，１１ａ，１１ｂの位置及び主配線バー３ｂとの位
置関係を示すものである。なお５ａ，５ｂは配線用金具
（筐体とは絶縁されている）である。次に変換ユニット
において、直流端子、主配線バー、配線用金具の寸法関
係について図４の（ａ），（ｂ）を用いて説明する。図
４に変換ユニットの電気的接続の構造を示す。変換ユニ
ット１ｂの直流端子１０ｂ，１１ｂは変換ユニット筐体
の中心より均等になる様（１₀−１₀′）に、且つ変換
ユニット１ｂの中心より左及び右の端までの距離を等し
くなる位置（１₁＝１₁′、１₂＝１₂′）に配置され
る。３ａの主配線バーＡ及び３ｂの主配線バーＢは、夫
々左右の変換ユニット筐体より等距離に配置されてい
る。その配線用金具Ａの長さをＬ₁とすると、Ｌ₁＝１
₁＋ｄとなる。（ｄは変換ユニットの側壁より主配線バ
ーまでの長さである。）同様に配線用金具Ｂの長さＬ₂はＬ₂＝１₂＋ｄとな
る。変換ユニット１ｂは、１０ｂの直流端子及び１１ｂ
の直流端子は５ａの配線用金具及び６ａの配線用金具に
より、それぞれの主配線バー及び３ａ主配線バーに電気
的に接続される。変換ユニット１ｂを３ａ，３ｂの主配
線バーの右側に配置し、３ａ，３ｂの主配線バーに１０
ｂ，１１ｂの直流端子及び直流端子を接続する方法に
ついて説明する。１０ｂの直流端子の主配線バーまでの
距離Ｌ₁は、Ｌ₁＝ｌ₁＋ｄ＝ｌ₁′＋ｄ＝Ｌ₁′ となる。また１１ｂの直流端子の主配線バーまでの距離
Ｌ₂′は、Ｌ₂′＝１₂＋ｄ＝１₂′＋ｄ＝Ｌ₂とな
り、配線用金具の長さは、５ａと６ｂが等しく、また５
ｂと６ａとは等しくなっている。このように、変換ユニ
ットの一面に外部との接続部として設けられた端子は、
配線用金具によりそれぞれ左、右のいずれにも選択的に
接続可能となっている。以上は直流端子の接続について
述べたが、交流端子として用いた場合も、位置関係は直
流端子の場合と同様である。ただし交流端子には交流電
圧が出力され、交流電圧は配線ドロップリアケトル成分
の影響を受けることが少ないため、この交流端子を変換
ユニット１ａの左側及び変換ユニット１ｂの右側に配線
バーを設けて、各々変換ユニットの交流端子と接続して
もよい。左、右いずれかを選択した変換ユニットの配線
用金具の取付変更を行うのみで、主配線バーとの電気的
接続を容易に行う事が出来る。上記の説明は直流端子に
ついて説明したが、交流端子についても同様に外部に対
して配線接続を行うことが出来る。

【００１１】

【発明の効果】本発明は叙上のように構成されているの
で、次のような効果を有する。ａ変換ユニットの筐体はいずれも同じ形状に形成さ
れ、かつ直流端子の位置も同一であるため、配線用金具
によって所望の端子と主配線バーと接続ができるため予
備品としていろいろの種類のものを用意する必要がなく
なることｂ主配線バーと直流端子との接続は配線用金具を用い
て取付ビスで接続するため変換ユニットの交換が容易で
あることｃ予備の変換ユニットの数を少なくすることができる
ためコストを安くすることができることｄ変換ユニットの交換を簡単に行うことができることｅ直流端子から主配線バーへの配線距離の和は正端子
と負端子共等しくなり、その結果配線ドロップ及びリア
クトル成分が等しくなり、装置の安定動作に寄与するこ
と大であること

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電力変換装置の斜視図を示す。

【図２】本発明の電力変換装置における直流端子、配線
用金具、接続金具及び主配線バーを示す。

【図３】左右の変換ユニット、端子、配線用金具、接続
金具、主配線バーの上面図を示す。

【図４】直流端子、配線用金具、主配線バーの寸法関係
を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は配線用金具の
分解図である。

【図５】電力変換装置の一例であるＤＣ／ＡＣ変換を行
う電力変換部の変換ユニットの接続図例を示す。

【図６】従来例を示す。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ変換ユニット２盤部品３ａ，３ｂ主配線バー４筐体５ａ配線用金具５₂ 折曲部６ａ配線用金具６₂ 折曲部７取付ビス８接続金具Ａ９接続金具Ｂ１０直流端子Ａ１１直流端子Ｂ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹内典和東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (72)発明者山西善人東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (72)発明者川崎勇東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流・交流間の電力変換部を複数の変換
ユニットに分割して実装した電力変換装置において、変換ユニットは、少なくとも２組の半導体スイッチを直
列接続し、その直列接続体の両端を直流端子とし、半導
体スイッチの直列接続点を交流端子とする電力変換ユニ
ットを実装し、前記変換ユニットの筐体の形状は直方体
であり、その正面に、外部との電気的接続を行うための
１組の変換ユニットの筐体とは絶縁された端子が設けら
れ、前記変換ユニットを左右に並行に配置し、この２つ
の変換ユニットの間に１組の導電性の主配線バーが互に
絶縁して配設され、前記変換ユニットの端子が、前記主
配線バーのいずれかと、導電性の配線用金具により電気
的に接続されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】電気的に接続する各導体を一組の銅バー
で構成し、この銅バーの組み替えによって電気的接続部
位を左側にも右側にも変更できるように変換ユニットを
実装したことを特徴とする請求項１記載の電力変換装
置。
【請求項３】中央に、断面が長方形の１組の導電性の
主配線バーが絶縁性の支持体によって直立に固定され、
前記主配線バーの両側に所定の間隔をおいて、複数の変
換ユニットが配置され、前記変換ユニットは前記主配線
バーの両側に１個ずつ配置され、左側および右側の変換
ユニットは上下方向に配置されて盤部品の上に載置さ
れ、前記変換ユニットの筐体の正面には１組の直流端子
Ａ，Ｂが設けられ、前記直流端子の位置は間に所定の間
隙をおき、左側の直流端子と、前記変換ユニットの筐体
の左側面との距離と、右側の直流端子と、前記筐体の右
側面との距離が等しく形成され、さらに前記１組の主配
線バーにはそれぞれ１組のアームを有する導電性の接続
金具Ａ，Ｂが取り付けられ、接続金具Ａの一端は直流端
子Ａと両側に折り曲げ部を有する配線用金具に取付ビス
によって接続され、接続金具Ｂの一端は直流端子Ｂと両
端に折り曲げ部を有する配線用金具に取り付けビスによ
って接続されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】前記直流端子はそれぞれＬ字形をなし、
前記変換ユニットの筐体に垂直方向に取り付けられ、そ
の垂下方向の長さは互いに異なっていることを特徴とす
る請求項３記載の電力変換装置。