特許 6191745 無停電電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6191745

(24)【登録日】2017年8月18日

(45)【発行日】2017年9月6日

(54)【発明の名称】無停電電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20170828BHJP

【ＦＩ】

   H02M7/48 N

   H02M7/48 Z

【請求項の数】7

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-158196(P2016-158196)

(22)【出願日】2016年8月10日

【審査請求日】2016年8月10日

【早期審査対象出願】

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(72)【発明者】

【氏名】金 世逸

(72)【発明者】

【氏名】川崎 大介

(72)【発明者】

【氏名】山方 義彦

(72)【発明者】

【氏名】村津 宏樹

(72)【発明者】

【氏名】黒▲崎▼ 智

(72)【発明者】

【氏名】岩丸 陽介

(72)【発明者】

【氏名】越井 啓太

【審査官】 麻生 哲朗

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１４８１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１５８０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０８７２６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ ７／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

順に配置される入力スイッチ部、入力フィルタ部、電力変換部と、
前記電力変換部から前記入力スイッチ部に向かって順に配置される、出力フィルタ部、出力スイッチ部と、
前記入力スイッチ部、前記入力フィルタ部、前記電力変換部、前記出力フィルタ部、前記出力スイッチ部を、この順に接続する複数の導体とを有するとともに、前記入力フィルタ部と前記電力変換部とが上下方向に隣接して配置され、前記出力フィルタ部と前記電力変換部とが上下方向に隣接して配置され、前記入力フィルタ部と前記出力フィルタ部とが左右方向に隣接して配置されている、無停電電源装置。

【請求項2】

前記入力スイッチ部、前記入力フィルタ部、前記電力変換部が、この順に、上方向から下方向に向かって配置されている、請求項１に記載の無停電電源装置。

【請求項3】

前記電力変換部を収納する第１ケース部と、
前記入力フィルタ部と前記出力フィルタ部とを収納する第２ケース部と、
前記入力スイッチ部と前記出力スイッチ部とを収納する第３ケース部とをさらに有する、請求項２に記載の無停電電源装置。

【請求項4】

前記電力変換部は、前記入力フィルタ部に接続されている整流回路と、前記整流回路に接続されているチョッパ回路と、前記チョッパ回路に接続されているインバータ回路とを含み、
前記入力スイッチ部、前記入力フィルタ部、前記整流回路、前記チョッパ回路が、この順に、上方向から下方向に向かって配置されているとともに、前記インバータ回路、前記出力フィルタ部、前記出力スイッチ部が、この順に、下方向から上方向に向かって配置されている、請求項２または３に記載の無停電電源装置。

【請求項5】

前記入力スイッチ部、前記入力フィルタ部、前記電力変換部、前記出力フィルタ部、前記出力スイッチ部を収納する筐体と、
前記筐体の外部から、前記電力変換部、および、前記入力フィルタ部または前記出力フィルタ部を通じて、前記筐体の外部へ通気する通気路と、
前記通気路と、前記入力スイッチ部および前記出力スイッチ部とを隔てる隔壁とをさらに有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の無停電電源装置。

【請求項6】

前記筐体に配置され、前記筐体の内部の空気を前記筐体の外部に排出するファンと、
各々の前記筐体の上面に前記ファンが設けられ、互いに左右方向に隣接して配置されている複数の無停電電源モジュールと、
前記複数の無停電電源モジュールの前記入力スイッチ部同士を接続する入力母線と、
前記複数の無停電電源モジュールの前記出力スイッチ部同士を接続する出力母線と、
互いに隣接する前記複数の無停電電源モジュール同士を、仕切る仕切り壁とをさらに備え、
前記仕切り壁には、前記入力母線および前記出力母線が配置される開口部が設けられている、請求項５に記載の無停電電源装置。

【請求項7】

上方向から下方向に順に配置される入力スイッチ部、入力フィルタ部、電力変換部と、
前記電力変換部から上方向に順に配置される、出力フィルタ部、出力スイッチ部と、
前記入力スイッチ部、前記入力フィルタ部、前記電力変換部、前記出力フィルタ部、前記出力スイッチ部を、この順に接続する複数の導体とを有し、
前記電力変換部を収納する第１ケース部と、
前記入力フィルタ部と前記出力フィルタ部とを収納する第２ケース部と、
前記入力スイッチ部と前記出力スイッチ部とを収納する第３ケース部とをさらに有し、
前記入力スイッチ部、前記入力フィルタ部、前記電力変換部、前記出力フィルタ部、前記出力スイッチ部を収納する筐体と、
前記筐体の外部から、前記電力変換部、および、前記入力フィルタ部または前記出力フィルタ部を通じて、前記筐体の外部へ通気する通気路とをさらに備え、
前記通気路は、前記第１ケース部、前記第２ケース部および前記第３ケース部と、前記筐体との間に形成される導風路を含み、
前記第３ケース部は前記導風路に対して気密に形成されている、無停電電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、無停電電源装置に関し、特に、電力変換部を備える無停電電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電力変換部を備える無停電電源装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１には、電力変換装置を備える電力変換装置盤が開示されている。この電力変換装置盤では、電力変換装置を構成する機器が複数のグループに区分されている。また、電力変換装置盤は、各グループ毎に、機器を収納可能な複数のユニットケースを含む。また、この電力変換装置は、複数の接続端子と、複数のスイッチと、複数の入力用フィルタと、出力用フィルタと、コンバータと、インバータとを含む。そして、電力変換装置盤の複数のユニットケースには、上方向から下方向に向かって、複数の接続端子、複数のスイッチおよび複数の入力用フィルタのうちの一部の入力用フィルタ、他部の入力用フィルタ、コンバータ、出力用フィルタ、および、インバータが、この順に収納されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−９８８６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１に記載された電力変換装置盤では、コンバータが収納されているユニットケースと、インバータが収納されているユニットケースとの間に、出力用フィルタが収納されているユニットケースが配置されている。このため、コンバータとインバータ（コンバータの接続対象の機器）とを、導線により接続するために、出力用フィルタ（コンバータの接続対象ではない機器）が収納されているユニットケースを、上下方向に跨いで越えるように導線を配置する必要がある。これにより、上記特許文献１の電力変換装置盤（無停電電源装置）では、導線を、接続対象ではない機器を越えるように構成する必要がある分、機器間を接続するための導線の長さが増大するという問題点がある。

【0006】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、機器間を接続するための導線の長さが増大するのを抑制することが可能な無停電電源装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による無停電電源装置は、順に配置される入力スイッチ部、入力フィルタ部、電力変換部と、電力変換部から入力スイッチ部に向かって順に配置される、出力フィルタ部、出力スイッチ部と、入力スイッチ部、入力フィルタ部、電力変換部、出力フィルタ部、出力スイッチ部を、この順に接続する複数の導体とを有するとともに、入力フィルタ部と電力変換部とが上下方向に隣接して配置され、出力フィルタ部と電力変換部とが上下方向に隣接して配置され、入力フィルタ部と出力フィルタ部とが左右方向に隣接して配置されている。

【0008】

この発明の第１の局面による無停電電源装置では、上記のように、順に配置される入力スイッチ部、入力フィルタ部、電力変換部と、電力変換部から入力スイッチ部に向かって順に配置される、出力フィルタ部、出力スイッチ部と、入力スイッチ部、入力フィルタ部、電力変換部、出力フィルタ部、出力スイッチ部を、この順に接続する複数の導体とを有する。入力フィルタ部と電力変換部とを上下方向に隣接して配置し、出力フィルタ部と電力変換部とを上下方向に隣接して配置し、入力フィルタ部と出力フィルタ部とを左右方向に隣接して配置する。これにより、入力スイッチ部、入力フィルタ部、電力変換部、出力フィルタ部、および、出力スイッチ部は、それぞれ、接続対象となる機器が、上下方向に隣接して配置された状態になるので、接続対象ではない機器を越えるように導線を構成する必要がない。その結果、機器間を接続するための導線の長さが増大するのを抑制することができる。また、導線の長さが増大するのを抑制することができるので、その分、電力損失が増大するのを抑制することができる。

【0009】

上記第１の局面による無停電電源装置において、好ましくは、入力スイッチ部、入力フィルタ部、電力変換部が、この順に、上方向から下方向に向かって配置されている。ここで、入力スイッチ部の近傍では、入力スイッチ部と電源とを接続するための接続作業が行われる。たとえば、入力スイッチ部に接続部材を取り付ける作業が行われる。そして、入力スイッチ部が無停電電源装置の下方向（無停電電源装置の設置面の近傍）に配置される場合には、接続作業を無停電源装置の設置面の近傍で行う必要があるため、作業者は体勢を崩した前かがみの姿勢で、接続作業を行う必要があり、作業性が低下する。この点を考慮して、本発明では、筐体には、入力スイッチ部、入力フィルタ部、および、電力変換部が、この順に、上方向から下方向に向かって収納されている。これにより、上記の接続作業を行う作業者は、筐体の比較的上方側に配置された入力スイッチ部の接続作業を行うことができるので、比較的体勢を崩さずに、立位姿勢で作業を行うことができる。その結果、接続作業の作業性を向上させることができる。

【0010】

上記出力フィルタ部、出力スイッチ部が、この順に、電力変換部から上方向に向かって配置されている無停電電源装置において、好ましくは、電力変換部を収納する第１ケース部と、入力フィルタ部と出力フィルタ部とを収納する第２ケース部と、入力スイッチ部と出力スイッチ部とを収納する第３ケース部とをさらに有する。

【0011】

上記出力フィルタ部および出力スイッチ部がこの順に電力変換部から上方向に向かって収納されている無停電電源装置において、好ましくは、電力変換部は、入力フィルタ部に接続されている整流回路と、整流回路に接続されているチョッパ回路と、チョッパ回路に接続されているインバータ回路とを含み、入力スイッチ部、入力フィルタ部、整流回路、チョッパ回路が、この順に、上方向から下方向に向かって配置されているとともに、インバータ回路、出力フィルタ部、出力スイッチ部が、この順に、下方向から上方向に向かって配置されている。このように構成すれば、電力変換部の内部においても、接続対象となる機器が、隣接して配置された状態になるので、接続対象ではない機器を越えるように導線を構成する必要がない。その結果、機器間を接続するための導線の長さが大きくなるのを、より抑制することができる。

【0012】

上記第１の局面による無停電電源装置において、好ましくは、入力スイッチ部、入力フィルタ部、電力変換部、出力フィルタ部、出力スイッチ部を収納する筐体と、筐体の外部から、電力変換部、および、入力フィルタ部または出力フィルタ部を通じて、筐体の外部へ通気する通気路と、通気路と、入力スイッチ部および出力スイッチ部とを隔てる隔壁とをさらに有する。このように構成すれば、ファンおよび通気路により、電力変換部、および、入力フィルタ部または出力フィルタ部を強制的に冷却することができる。

【0013】

この発明の第２の局面による無停電電源装置は、上方向から下方向に順に配置される入力スイッチ部、入力フィルタ部、電力変換部と、電力変換部から上方向に順に配置される、出力フィルタ部、出力スイッチ部と、入力スイッチ部、入力フィルタ部、電力変換部、出力フィルタ部、出力スイッチ部を、この順に接続する複数の導体とを有し、電力変換部を収納する第１ケース部と、入力フィルタ部と出力フィルタ部とを収納する第２ケース部と、入力スイッチ部と出力スイッチ部とを収納する第３ケース部とをさらに有し、入力スイッチ部、入力フィルタ部、電力変換部、出力フィルタ部、出力スイッチ部を収納する筐体と、筐体の外部から、電力変換部、および、入力フィルタ部または出力フィルタ部を通じて、筐体の外部へ通気する通気路とをさらに備え、通気路は、第１ケース部、第２ケース部および第３ケース部と、筐体との間に形成される導風路を含み、第３ケース部は導風路に対して気密に形成されている。このように構成すれば、電力変換部、入力フィルタおよび出力フィルタに比べて、発熱量が小さい入力スイッチ部または出力スイッチ部が収納されている第３ケース部とファンとの間を導風しないことにより、ファンを大型化することなく、効果的に、比較的発熱量が大きい電力変換部、入力フィルタおよび出力フィルタを強制的に冷却することができる。

【0014】

上記通気路を備える第１の局面による無停電電源装置において、好ましくは、筐体に配置され、筐体の内部の空気を筐体の外部に排出するファンと、各々の筐体の上面にファンが設けられ、互いに左右方向に隣接して配置されている複数の無停電電源モジュールと、複数の無停電電源モジュールの入力スイッチ部同士を接続する入力母線と、複数の無停電電源モジュールの出力スイッチ部同士を接続する出力母線と、互いに隣接する複数の無停電電源モジュール同士を、仕切る仕切り壁とをさらに備え、仕切り壁には、入力母線および出力母線が配置される開口部が設けられている。このように構成すれば、入力母線および出力母線により、複数の無停電電源モジュール同士を、開口部を介して接続可能に構成しながら、仕切り壁により、複数の無停電電源モジュール同士の通風を抑制することができる。その結果、複数の無停電電源モジュール同士の通風による熱干渉を抑制することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、上記のように、機器間を接続するための導線の長さが増大するのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１実施形態による無停電電源装置の回路構成図である。

【図2】本発明の第１実施形態による無停電電源装置を模式的に示した正面図である。

【図3】本発明の第１実施形態による無停電電源モジュールの外観を模式的に示した正面図である。

【図4】本発明の第１実施形態による無停電電源モジュールの各機器の配列を説明するための図である。

【図5】本発明の第１実施形態による無停電電源装置の冷却に関する構成について説明するための図である。

【図6】本発明の第２実施形態による無停電電源装置を模式的に示した正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

【0019】

［第１実施形態］
（全体構成および回路構成）
まず、図１および図２を参照して、第１実施形態による無停電電源装置１００（ＵＰＳ：Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ、または、ＰＣＳ：Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）の全体構成および回路構成について説明する。

【0020】

図１に示すように、無停電電源装置１００は、複数（図１では３台）の無停電電源モジュール１と、入出力モジュール２（Ｉ／Ｏモジュール）とを備えている。図２に示すように、複数の無停電電源モジュール１は、互いに左右方向に隣接して配置されている。また、入出力モジュール２は、無停電電源モジュール１の左右方向に隣接して配置されている。たとえば、図２では、入出力モジュール２を、複数の無停電電源モジュール１の左側（矢印Ｘ１方向側）に配置している。そして、無停電電源装置１００では、複数の無停電電源モジュール１と入出力モジュール２とは、入力母線２１および出力母線２３を連結部材（接続部材）として、互いに連結されている。

【0021】

なお、本願明細書では、単に「左右方向」と記載した場合は、無停電電源装置１００の前面側から見た場合の左右方向を意味し、「前面側」とは、無停電電源装置１００の内部にアクセス可能な面側を意味するものとする。たとえば、図２では、「左方向」とは、矢印Ｘ１方向を意味し、「右方向」とは、矢印Ｘ２方向を意味する。また、「前面側」とは、矢印Ｙ１方向側を意味し、「背面側」とは、矢印Ｙ２方向側を意味する。そして、単に「上下方向」と記載した場合は、地面（床）に垂直な方向であり、Ｚ軸に平行な方向を意味する。すなわち、「上方向（上方側）」とは、矢印Ｚ１方向（側）を意味し、「下方向（下方側）」とは、矢印Ｚ２方向（側）を意味する。

【0022】

また、図１に示すように、無停電電源モジュール１は、入力スイッチ部１１（入力用スイッチ部）を含む。入力スイッチ部１１は、入力母線２１を介して、交流電源３（商用電源）に接続されており、交流電源３からの交流電力が入力される。入力スイッチ部１１は、各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）毎に、合計３つ設けられている。

【0023】

また、無停電電源モジュール１は、入力フィルタ部１２（入力側フィルタ部）を含む。入力フィルタ部１２は、入力スイッチ部１１に接続されている。また、入力フィルタ部１２は、各相毎に、合計３つ設けられている。

【0024】

また、無停電電源モジュール１は、電力変換部１３を含む。電力変換部１３は、入力フィルタ部１２を介して、入力スイッチ部１１に接続されている。また、電力変換部１３は、整流回路１３ａと、チョッパ回路１３ｂと、インバータ回路１３ｃとを含む。また、電力変換部１３は、炭化珪素（ＳｉＣ）により構成された素子を含む。これにより、電力変換部１３は、シリコンにより構成された素子からなる場合に比べて、電力損失を低減し、電力損失に起因する発熱量が低減される。

【0025】

整流回路１３ａは、電力変換部１３に入力される交流電力を直流電力に変換する機能を有する。チョッパ回路１３ｂは、たとえば、３レベルチョッパ回路として構成されている。すなわち、チョッパ回路１３ｂは、整流回路１３ａによって変換された直流電力の電圧を変圧して３レベルの電圧として出力する機能を有する。また、チョッパ回路１３ｂによって変圧された直流電力は、直流用リアクトル１４を介して、バッテリ部４に蓄電される。

【0026】

インバータ回路１３ｃは、３レベルインバータ回路として構成されている。すなわち、インバータ回路１３ｃは、チョッパ回路１３ｂによって変圧された３レベルの電圧を有する直流電力を、交流電力に変換して出力する機能を有する。したがって、チョッパ回路１３ｂを３レベルチョッパ回路として構成し、インバータ回路１３ｃを３レベルインバータ回路として構成することにより、２レベル用の回路として構成する場合に比べて、電力損失が低減され、電力損失に起因する発熱量が低減される。

【0027】

また、無停電電源モジュール１は、出力フィルタ部１５を含む。出力フィルタ部１５は、電力変換部１３のインバータ回路１３ｃに接続されている。また、出力フィルタ部１５は、各相毎に、合計３つ設けられている。

【0028】

また、無停電電源モジュール１は、出力スイッチ部１６を含む。出力スイッチ部１６は、電力変換部１３からの出力フィルタ部１５を介した交流電力を出力するように構成されている。また、出力スイッチ部１６は、各相毎に、合計３つ設けられている。

【0029】

また、無停電電源モジュール１は、入力スイッチ部１１と入力フィルタ部１２との間に設けられる入力側フィルタコンデンサ１７（以下、「入力コンデンサ１７」という）を備えている。また、無停電電源モジュール１は、出力スイッチ部１６と出力フィルタ部１５との間に設けられる出力側フィルタコンデンサ１８（以下、「出力コンデンサ１８」という）を備えている。

【0030】

また、入力スイッチ部１１、入力フィルタ部１２、電力変換部１３、出力フィルタ部１５、出力スイッチ部１６、入力コンデンサ１７、および、出力コンデンサ１８は、複数の無停電電源モジュール１の各々に含まれている。

【0031】

また、無停電電源装置１００は、直送回路２２を備えている。直送回路２２は、入出力モジュール２に設けられており、交流電源３と、複数の無停電電源モジュール１の出力側（負荷側）とに接続されている。また、直送回路２２は、サイリスタスイッチ２２ａと、サイリスタスイッチ２２ａに直列に接続される機械式スイッチ２２ｂとを含む。また、直送回路２２は、互いに直列に接続されたサイリスタスイッチ２２ａおよび機械式スイッチ２２ｂに、並列に接続される機械式スイッチ２２ｃを含む。

【0032】

ここで、第１実施形態では、無停電電源装置１００には、複数の無停電電源モジュール１の入力スイッチ部１１同士を接続する入力母線２１が設けられている。そして、入力母線２１は、入出力モジュール２の内部に接続されており、入出力モジュール２を介して、各々の入力スイッチ部１１に、交流電力を伝達するように構成されている。

【0033】

また、第１実施形態では、無停電電源装置１００には、複数の無停電電源モジュール１の出力スイッチ部１６同士を接続する出力母線２３が設けられている。そして、出力母線２３は、入出力モジュール２の内部に接続されており、入出力モジュール２を介して、各々の出力スイッチ部１６または直送回路２２から、負荷５に交流電力を供給するように構成されている。

【0034】

また、図２に示すように、入力母線２１および出力母線２３は、たとえば、入出力モジュール２の上面２４に設けられた開口部を介して、交流電源３（図１参照）および負荷５（図１参照）に接続されている。

【0035】

（機器の配列に関する構成）
次に、図２〜図４を参照して、無停電電源モジュール１の筐体３０の内部における機器の配列に関する構成について説明する。無停電電源装置１００（無停電電源モジュール１）は、キュービクル式の無停電電源装置として構成されている。すなわち、無停電電源モジュール１は、箱形状を有する金属製の筐体３０を備える。

【0036】

図２に示すように、箱形状を有する筐体３０の内部には、入力スイッチ部１１、入力フィルタ部１２、電力変換部１３、直流用リアクトル１４、出力フィルタ部１５、および、出力スイッチ部１６が収納されている。

【0037】

ここで、第１実施形態では、筐体３０には、上方向（上面３１）から下方向（矢印Ｚ２方向）に向かって、入力スイッチ部１１、入力フィルタ部１２、および、電力変換部１３が、この順に、収納されているとともに、電力変換部１３から上方向（矢印Ｚ１方向）に向かって、出力フィルタ部１５、および、出力スイッチ部１６が、この順に、収納されている。

【0038】

詳細には、図４に示すように、第１実施形態では、筐体３０には、入力スイッチ部１１、入力コンデンサ１７、入力フィルタ部１２、整流回路１３ａ、および、チョッパ回路１３ｂが、この順に、上方向から下方向に向かって収納されているとともに、インバータ回路１３ｃ、出力フィルタ部１５、出力コンデンサ１８、および、出力スイッチ部１６が、この順に、下方向から上方向に向かって収納されている。以下、詳細に説明する。

【0039】

第１実施形態では、筐体３０には、各機器が収納され、上下方向に配列された複数のケース部４０が設けられている。そして、複数のケース部４０は、スイッチケース部４１と、コンデンサケース部４２と、フィルタケース部４３と、電力変換ケース部４４と、直流用リアクトルケース部４５と、ファンケース部４６とを含む。なお、電力変換ケース部４４は、特許請求の範囲の「第１ケース部」の一例である。また、フィルタケース部４３は、特許請求の範囲の「第２ケース部」の一例である。また、スイッチケース部４１は、特許請求の範囲の「第３ケース部」および「開口部が設けられている領域」の一例である。

【0040】

スイッチケース部４１は、筐体３０の最も矢印Ｚ１方向側（最上段）で、かつ、ファンケース部４６の矢印Ｙ１方向側に配置されている。そして、スイッチケース部４１には、入力母線２１が入力接続部２１ａに接続された入力スイッチ部１１と、出力母線２３が出力接続部２３ａに接続された出力スイッチ部１６とが収納されている。たとえば、入力スイッチ部１１は、スイッチケース部４１の矢印Ｘ１方向側に配置され、出力スイッチ部１６は、スイッチケース部４１の矢印Ｘ２方向側に配置されている。

【0041】

また、入力接続部２１ａおよび出力接続部２３ａは、筐体３０の前面側からアクセス可能な位置に配置されている。たとえば、筐体３０の前面側からアクセス可能な位置とは、筐体３０の前面端部から筐体３０の内部に向かって、一般的な作業者の腕の長さ分の領域における位置である。

【0042】

そして、入力母線２１および出力母線２３は、バー状に（バスバーとして）形成されており、左右方向に渡るように配置されている。そして、入力母線２１および出力母線２３は、スイッチケース部４１の左右方向の仕切り壁３２に設けられた開口部３２ａを経由して配置されている。すなわち、図２に示すように、入力母線２１および出力母線２３は、隣接する無停電電源モジュール１または入出力モジュール２の仕切り壁３２に設けられた開口部３２ａと、自身の無停電電源モジュール１の開口部３２ａを介して、複数の無停電電源モジュール１および入出力モジュール２に渡って、配置されている。

【0043】

また、図４に示すように、仕切り壁３２は、隣接する無停電電源モジュール１との隔壁としての機能を有し、筐体３０の左右方向の側面を構成する。そして、仕切り壁３２は、隣接する複数の無停電電源モジュール１同士の通気を抑制する機能を有する。

【0044】

コンデンサケース部４２は、ファンケース部４６（図５参照）に隣接して配置され、ファンケース部４６の矢印Ｚ２方向側に配置されている。そして、コンデンサケース部４２には、入力コンデンサ１７および出力コンデンサ１８が収納されている。たとえば、入力コンデンサ１７は、コンデンサケース部４２の矢印Ｘ１方向側に配置され、出力コンデンサ１８は、コンデンサケース部４２の矢印Ｘ２方向側に配置されている。

【0045】

そして、入力コンデンサ１７は、入力スイッチ部１１に電力線５１（動力線）を介して、接続されている。また、出力コンデンサ１８は、出力スイッチ部１６に電力線５２を介して接続されている。たとえば、電力線５１および電力線５２は、３相の各相別個にバー状に構成されている。

【0046】

フィルタケース部４３は、コンデンサケース部４２に隣接して配置され、コンデンサケース部４２の矢印Ｚ２方向側に配置されている。そして、フィルタケース部４３には、入力フィルタ部１２および出力フィルタ部１５が収納されている。たとえば、入力フィルタ部１２は、フィルタケース部４３の矢印Ｘ１方向側に配置され、出力フィルタ部１５は、フィルタケース部４３の矢印Ｘ２方向側に配置されている。

【0047】

そして、入力フィルタ部１２は、入力スイッチ部１１および入力コンデンサ１７に電力線５１および電力線５３を介して、接続されている。また、出力フィルタ部１５は、出力スイッチ部１６および出力コンデンサ１８に電力線５２および電力線５４を介して接続されている。たとえば、電力線５３および電力線５４は、３相の各相別個にバー状に構成されている。

【0048】

電力変換ケース部４４は、フィルタケース部４３に隣接して配置され、フィルタケース部４３の矢印Ｚ２方向側に配置されている。そして、電力変換ケース部４４には、電力変換部１３が収納されている。たとえば、電力変換ケース部４４において、電力変換部１３の整流回路１３ａは、矢印Ｘ１方向側で、かつ、矢印Ｚ１方向側に配置されている。そして、整流回路１３ａは、電力線５５を介して、入力フィルタ部１２に接続されている。

【0049】

また、電力変換ケース部４４において、電力変換部１３のチョッパ回路１３ｂは、矢印Ｘ１方向側で、かつ、矢印Ｚ２方向側に配置されている。そして、チョッパ回路１３ｂは、電力線５６を介して、整流回路１３ａに接続されている。

【0050】

また、電力変換ケース部４４において、電力変換部１３のインバータ回路１３ｃは、矢印Ｘ２方向側に配置されている。たとえば、インバータ回路１３ｃの入力部１１３ｃは、電力変換ケース部４４において、矢印Ｚ２方向側に配置されており、入力部１１３ｃとチョッパ回路１３ｂとは、電力線５７を介して、接続されている。また、インバータ回路１３ｃの出力部２１３ｃは、入力部１１３ｃよりも矢印Ｚ１方向側に配置されており、出力部２１３ｃと出力フィルタ部１５とは、電力線５８を介して、接続されている。

【0051】

直流用リアクトルケース部４５は、電力変換ケース部４４に隣接して配置されているとともに、電力変換ケース部４４の矢印Ｚ２方向側に配置されている。そして、直流用リアクトルケース部４５は、直流用リアクトル１４が収納されている。そして、直流用リアクトル１４は、チョッパ回路１３ｂに、電力線５９を介して、接続されている。直流用リアクトル１４は、直流用母線１４ａを介して、バッテリ部４に接続されている。

【0052】

ファンケース部４６は、図５に示すように、スイッチケース部４１に隣接して配置され、スイッチケース部４１の矢印Ｙ２方向側に配置されている。すなわち、ファンケース部４６は、筐体３０の上面３１の近傍（たとえば、最上段）に配置されている。そして、ファンケース部４６は、筐体３０の内部の空気を筐体３０の外部に排出して、筐体３０の内部を筐体３０の外部に対して負圧にするファン６０が配置されている。また、第１実施形態では、ファンケース部４６とスイッチケース部４１との間には、通気を抑制する隔壁６１が設けられている。また、コンデンサケース部４２と後述する通気路７０との間には、通気を抑制する隔壁６２が設けられている。

【0053】

（筐体の内部の冷却に関する構成）
次に、図２〜図５を参照して、無停電電源装置１００（無停電電源モジュール１）の筐体３０の内部の冷却に関する構成について説明する。

【0054】

筐体３０は、図３に示すように、複数のケース部４０の前面側（矢印Ｙ１方向側）を露出するように開閉可能な前面扉３３を含む。そして、筐体３０は、前面扉３３が開かれた状態において、作業者が各機器にアクセス可能な状態（図４参照）になるように構成されている。

【0055】

また、図３に示すように、前面扉３３には、パンチングメタルや金網などから形成される複数の通気孔３３ａが設けられている。たとえば、前面扉３３のフィルタケース部４３および電力変換ケース部４４の矢印Ｙ１方向側に対向する位置に、それぞれ、通気孔３３ａが設けられている。たとえば、通気孔３３ａは、開孔率が３０％以上に構成されており、好ましくは、５０％である。

【0056】

これにより、筐体３０は、前面扉３３が閉じられた状態であっても、通気孔３３ａにより、筐体３０の内部と筐体３０の外部とが通気可能に構成されている。具体的には、通気孔３３ａは、ファン６０により、筐体３０の内部が外部に対して負圧にされることによって、筐体３０の外部からの空気を、筐体３０の内部に取り入れる（図５の矢印Ａ１およびＡ２参照）ように構成されている。

【0057】

また、通気路７０は、筐体３０の外部から、筐体３０の複数のケース部４０に設けられた通気孔３３ａを介して、電力変換部１３、および、入力フィルタ部１２および出力フィルタ部１５を通じて、ファン６０までの経路（矢印Ａ１〜矢印Ａ９）を通気するように構成されている。

【0058】

具体的には、図５に示すように、第１実施形態では、通気路７０は、スイッチケース部４１とファン６０との間を導風しないで、フィルタケース部４３および電力変換ケース部４４と、ファン６０との間を導風する導風路７１を含む。

【0059】

詳細には、導風路７１は、複数のケース部４０のうちのスイッチケース部４１、フィルタケース部４３および電力変換ケース部４４よりも背面側（矢印Ｙ２方向側）に配置され、上下方向に延びる筒状を有するように形成されている。そして、フィルタケース部４３および電力変換ケース部４４の背面側と導風路７１とは、通風可能に構成されている一方、スイッチケース部４１と導風路７１とは、隔壁６１により、コンデンサケース部４２と導風路７１とは、隔壁６２により、通風されないように構成されている。

【0060】

そして、互いに隣接する複数のケース部４０の間には、それぞれ、隔壁６３が設けられている。これにより、互いに隣接する複数のケース部４０同士で、通風されないため、互いに隣接する複数のケース部４０同士の熱干渉を抑制することが可能になる。

【0061】

（空気の流れについて）
次に、図５を参照して、無停電電源装置１００（無停電電源モジュール１）における空気（通気）の流れについて説明する。

【0062】

ファン６０が駆動されて、通気路７０の導風路７１およびフィルタケース部４３および電力変換ケース部４４の空気が、筐体３０の外部に排出されることにより、フィルタケース部４３および電力変換ケース部４４の圧力が、筐体３０の外部に対して負圧となる。なお、スイッチケース部４１は、隔壁６１により、ファンケース部４６と通気しないため、スイッチケース部４１は、負圧とならず、隣接する無停電電源モジュール１との開口部３２ａを介する通気が抑制されている。

【0063】

そして、通気孔３３ａを介して、筐体３０の外部からフィルタケース部４３および電力変換ケース部４４に空気が取り込まれ（矢印Ａ１および矢印Ａ２）、発熱したフィルタケース部４３および電力変換ケース部４４を、空気が通気する（矢印Ａ３および矢印Ａ４）ことにより、フィルタケース部４３および電力変換ケース部４４が冷却される。この時、複数のケース部４０同士は、隔壁６３により、通風しないので、複数のケース部４０同士の熱干渉が抑制されている。

【0064】

そして、フィルタケース部４３および電力変換ケース部４４を通気した空気は、通気路７０の導風路７１に流れ、導風路７１を介して（矢印Ａ５〜矢印Ａ８）、ファン６０により、筐体３０の上面３１から排出される（矢印Ａ９）。なお、この時、複数のケース部４０のうちのフィルタケース部４３および電力変換ケース部４４以外のケース部４０と導風路７１とは、通気されない。

【0065】

［第１実施形態の効果］
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0066】

第１実施形態では、上記のように、筐体３０に、上方側から下方側に向かって、入力スイッチ部１１、入力フィルタ部１２、および、電力変換部１３を、この順に、収納するとともに、電力変換部１３から、下方側から上方側に向かって、出力フィルタ部１５、および、出力スイッチ部１６を、この順に、収納する。これにより、入力スイッチ部１１、入力フィルタ部１２、電力変換部１３、出力フィルタ部１５、および、出力スイッチ部１６は、それぞれ、接続対象となる機器が、上下方向に隣接して配置された状態になるので、接続対象ではない機器を越えるように電力線５１〜５９を構成する必要がない。その結果、機器間を接続するための電力線５１〜５９の長さが大きくなるのを抑制することができる。これにより、電力線５１〜５９の長さが大きくなるのを抑制することができるので、無停電電源装置１００の電力損失が増大するのを抑制することができる。

【0067】

また、第１実施形態では、上記のように、筐体３０に、入力スイッチ部１１、入力フィルタ部１２、および、電力変換部１３を、この順に、上方向から下方向に向かって収納する。ここで、入力スイッチ部１１の近傍では、入力スイッチ部１１と交流電源３とを接続するための接続作業が行われる。たとえば、入力スイッチ部１１に入力母線２１が取り付ける作業が行われる。そして、入力スイッチ部１１が無停電電源装置１００の下方向（無停電電源装置１００の設置面：矢印Ｚ２方向側の面の近傍）に配置される場合には、接続作業を無停電電源装置１００の設置面の近傍で行う必要があるため、作業者は体勢を崩した前かがみの姿勢で、接続作業を行う必要があり、作業性が低下する。この点を考慮して、第１実施形態では、筐体３０には、入力スイッチ部１１、入力フィルタ部１２、および、電力変換部１３が、この順に、上方向から下方向に向かって収納されているので、上記の接続作業を行う作業者は、筐体３０の比較的上方側に配置された入力スイッチ部１１の接続作業を行うことができる。これにより、作業者が、比較的体勢を崩さずに、立位姿勢で作業を行うことができるので、接続作業の作業性を向上させることができる。

【0068】

また、第１実施形態では、上記のように、筐体３０に、出力フィルタ部１５、および、出力スイッチ部１６を、この順に、電力変換部１３から上方向に向かって収納する。これにより、出力スイッチ部１６も、入力スイッチ部１１と同様に、筐体３０の比較的上方側に配置されるので、接続作業の作業性をより向上させることができる。また、入力フィルタ部１２、入力スイッチ部１１、出力フィルタ部１５、および、出力スイッチ部１６よりも、比較的重量が大きい電力変換部１３が筐体３０の下方側に収納されるので、無停電電源装置１００の重心を比較的筐体３０の下方側にすることができる。その結果、たとえば、筐体３０が転倒することを抑制することができる。

【0069】

また、第１実施形態では、上記のように、電力変換部１３に、入力フィルタ部１２に接続されている整流回路１３ａと、整流回路１３ａに接続されているチョッパ回路１３ｂと、チョッパ回路１３ｂに接続されているインバータ回路１３ｃとを設ける。また、筐体３０に、入力スイッチ部１１、入力フィルタ部１２、整流回路１３ａ、および、チョッパ回路１３ｂを、この順に、上方向から下方向に向かって収納するとともに、インバータ回路１３ｃ、出力フィルタ部１５、および、出力スイッチ部１６を、この順に、下方向から上方向に向かって収納する。これにより、電力変換部１３の内部においても、接続対象となる機器が、隣接して配置された状態になるので、接続対象ではない機器を越えるように電力線５１〜５９を構成する必要がない。その結果、機器間を接続するための電力線５１〜５９の長さが大きくなるのを、より抑制することができるので、電力損失が増大するのを、より抑制することができる。

【0070】

また、第１実施形態では、上記のように、各無停電電源モジュール１に、筐体３０の上面３１の近傍に配置され、筐体３０の内部の空気を筐体３０の外部に排出するファン６０と、筐体３０の外部から、筐体３０の前面扉３３に設けられた通気孔３３ａを介して、電力変換部１３、入力フィルタ部１２および出力フィルタ部１５を通じて、ファン６０までの経路を通気する通気路７０とを設ける。これにより、ファン６０および通気路７０により、電力変換部１３、および、入力フィルタ部１２および出力フィルタ部１５を強制的に冷却することができる。

【0071】

また、第１実施形態では、上記のように、筐体３０に、電力変換部１３が収納されている電力変換ケース部４４と、入力フィルタ部１２および出力フィルタ部１５が収納されているフィルタケース部４３と、入力スイッチ部１１および出力スイッチ部１６が収納されているスイッチケース部４１とを設ける。また、通気路７０に、スイッチケース部４１とファン６０との間を導風しないで、電力変換ケース部４４およびスイッチケース部４１と、ファン６０との間を導風する導風路７１を設ける。これにより、電力変換部１３、入力フィルタ部１２および出力フィルタ部１５に比べて、発熱量が小さい入力スイッチ部１１および出力スイッチ部１６が収納されているスイッチケース部４１とファン６０との間を導風しないことにより、ファン６０を大型化することなく、効果的に、比較的発熱量が大きい電力変換部１３、入力フィルタ部１２および出力フィルタ部１５を強制的に冷却することができる。

【0072】

また、第１実施形態では、上記のように、無停電電源装置１００に、各々の筐体３０の上面３１にファン６０が設けられ、互いに左右方向に隣接して配置されている複数の無停電電源モジュール１と、複数の無停電電源モジュール１の入力スイッチ部１１同士を接続する入力母線２１と、複数の無停電電源モジュール１の出力スイッチ部１６同士を接続する出力母線２３と、互いに隣接する複数の無停電電源モジュール１同士を、仕切る仕切り壁３２とを設ける。そして、仕切り壁３２に、入力母線２１および出力母線２３が配置される開口部３２ａを設ける。これにより、入力母線２１および出力母線２３により、複数の無停電電源モジュール１同士を、開口部３２ａを介して接続可能に構成しながら、仕切り壁３２により、複数の無停電電源モジュール１同士の通風を抑制することができる。その結果、複数の無停電電源モジュール１同士の通風による熱干渉を抑制することができる。

【0073】

また、第１実施形態では、上記のように、好ましくは、筐体３０に、開口部３２ａが設けられているスイッチケース部４１と通気路７０との間の通気を抑制する隔壁６１を設ける。これにより、隔壁６１により、ファン６０に導風される通気路７０と、スイッチケース部４１との間で通気が抑制されるので、開口部３２ａを介して、複数の無停電電源モジュール１同士の通風による熱干渉を、より確実に抑制することができる。

【0074】

［第２実施形態］
次に、図６を参照して、第２実施形態の無停電電源装置２００の構成について説明する。第２実施形態による無停電電源装置２００では、筐体３０に、出力フィルタ部１５、および、出力スイッチ部１６が、この順に、電力変換部１３から上方向に向かって収納されていた第１実施形態による無停電電源装置１００と異なり、筐体２３０に、出力フィルタ部１５、および、出力スイッチ部１６が、この順に、電力変換部１３から下方向に向かって収納されている。なお、上記第１実施形態と同一の構成については、図中において同じ符号を付して図示し、その説明を省略する。

【0075】

第２実施形態による無停電電源装置２００は、複数（たとえば、３台）の無停電原電モジュール２０１と、入出力モジュール２０２とを備える。

【0076】

第２実施形態では、各無停電原電モジュール２０１の筐体２３０には、上方向から下方向に向かって、入力スイッチ部１１、入力フィルタ部１２、および、電力変換部１３が、この順に、収納されているとともに、電力変換部１３から下方向に向かって、出力フィルタ部１５、および、出力スイッチ部１６が、この順に、収納されている。

【0077】

詳細には、第２実施形態では、筐体２３０には、入力スイッチ部１１、入力コンデンサ１７、入力フィルタ部１２、整流回路１３ａ、チョッパ回路１３ｂ、直流用リアクトル１４、インバータ回路１３ｃ、出力フィルタ部１５、出力コンデンサ１８、および、出力スイッチ部１６が、この順に、上方向から下方向に向かって収納されている。すなわち、筐体２３０の最上段に、入力スイッチ部１１が収納されているとともに、筐体２３０の最下段に、出力スイッチ部１６が収納されている。

【0078】

そして、複数の無停電原電モジュール２０１同士および入出力モジュール２０２は、矢印Ｚ１方向側において、各入力スイッチ部１１に接続された入力母線２２１により互いに連結されており、矢印Ｚ２方向側において、各出力スイッチ部１６に接続された出力母線２２３により互いに連結されている。また、複数の無停電原電モジュール２０１同士および入出力モジュール２０２は、上下方向の中央部において、各直流用リアクトル１４に接続された直流用母線２１４ａにより互いに連結されている。

【0079】

なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

【0080】

［第２実施形態の効果］
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0081】

第２実施形態では、上記のように、筐体２３０に、上方向から下方向に向かって、入力スイッチ部１１、入力フィルタ部１２、および、電力変換部１３を、この順に、収納するとともに、電力変換部１３から下方向に向かって、出力フィルタ部１５、および、出力スイッチ部１６を、この順に、収納する。ここで、入力スイッチ部および出力スイッチ部が共に、最上段または最下段に設けられる場合には、入出力モジュール内において、入力スイッチ部および出力スイッチ部に接続される入力母線および出力母線が共に、最上段または最下段に配置される状態となる。この場合、入力母線および出力母線が密集していることに起因して、入出力モジュール内における接続作業の作業性が低下する場合があると考えられる。これに対して、第２実施形態では、上記のように構成することにより、筐体２３０の比較的上方側（たとえば、最上段）に、入力スイッチ部１１が収納されるとともに、筐体２３０の比較的下方側（たとえば、最下段）に、出力スイッチ部１６が収納される。この結果、入出力モジュール２０２内において、入力母線２２１および出力母線２２３の配置が上下方向に分散されるので、入出力モジュール２０２内における接続作業の作業性が低下するのを抑制することができる。

【0082】

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

【0083】

[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、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。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許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（変形例）が含まれる。

【0084】

たとえば、上記第１実施形態および第２実施形態では、無停電電源装置に、無停電電源モジュールを３台設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、無停電電源モジュール１台を無停電電源装置として構成してもよいし、無停電電源装置に、無停電電源モジュールを２台または４台以上設けてもよい。

【0085】

また、上記第１実施形態および第２実施形態では、筐体の最上段に入力スイッチ部を収納する例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、筐体の最上段以外の部分に入力スイッチ部を収納してもよい。たとえば、筐体の最下段に入力スイッチ部を収納してもよい。

【0086】

また、上記第１実施形態および第２実施形態では、チョッパ回路を３レベルチョッパ回路として構成するとともに、インバータ回路を３レベルインバータ回路として構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、チョッパ回路を２レベルチョッパ回路として構成するとともに、インバータ回路を２レベルインバータ回路として構成してもよい。

【0087】

また、上記第１実施形態および第２実施形態では、ファンを筐体の上面に配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ファンを筐体の底面に配置してもよい。

【0088】

また、上記第１実施形態および第２実施形態では、入力母線、出力母線、および、電力線を、バー状に形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。入力母線、出力母線、および、電力線を、撓み変形可能な導線として構成してもよい。

【符号の説明】

【0089】

１、２０１ 無停電電源モジュール（無停電電源装置）
３ 交流電源（電源）
５ 負荷
１１ 入力スイッチ部
１２ 入力フィルタ部
１３ 電力変換部
１３ａ 整流回路
１３ｂ チョッパ回路
１３ｃ インバータ回路
１５ 出力フィルタ部
１６ 出力スイッチ部
２１、２２１ 入力母線
２３、２２３ 出力母線
３０、２３０ 筐体
３１ 上面
３２ 仕切り壁
３２ａ 開口部
３３ 前面扉（前面）
３３ａ 通気孔
４１ スイッチケース部（第３ケース部）
４３ フィルタケース部（第２ケース部）
４４ 電力変換ケース部（第１ケース部）
６０ ファン
６１ 隔壁
７０ 通気路
７１ 導風路
１００、２００ 無停電電源装置

【要約】

【課題】機器間を接続するための導線の長さが増大するのを抑制することが可能な無停電電源装置を提供する。
【解決手段】この無停電電源装置１００は、入力スイッチ部１１と入力フィルタ部１２と電力変換部１３と出力フィルタ部１５と出力スイッチ部１６と筐体３０とを備え、筐体３０には、上方側から下方側に向かって、入力スイッチ部１１、入力フィルタ部１２、および、電力変換部１３が、この順に、収納されているとともに、電力変換部１３から上方側に向かって、出力フィルタ部１５、および、出力スイッチ部１６が、この順に、収納されている。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】