JP7253109B2 - 変換器盤、ユニット引き出し方法、および、無停電電源装置 - Google Patents
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Description
本発明は、変換器盤、ユニット引き出し方法、および、無停電電源装置に関する。無停電電源装置は、電源装置の一種であり、二次電池など電力を蓄積する装置を有しており、例えば外部からの電力供給が途絶えても一定時間決められた出力で外部に電力を供給することができる装置とされている。無停電電源装置は、UPS(Uninterruptible Power Supply)と呼ばれている。
従来より、停電などによって電力が断たれた場合であっても、電力を供給し続けることができる装置である無停電電源装置が知られている。特許文献1は、この種の無停電電源装置を開示する。
特許文献1には、交流電源が入力され、停電あるいは異常電圧低下が発生したとき、継続して交流電圧を負荷に供給する無停電ユニットと、前記交流電源と無停電ユニットの入力側との間を開閉する第1のスイッチと、前記無停電ユニットの出力側と負荷との間を開閉する第2のスイッチと、前記交流電源と負荷との間を開閉する第3のスイッチを有する保守ユニットを備え、前記保守ユニットに直立した取付脚を設けて、床面に設置される前記無停電ユニットの上部を覆うように床面に設置し、一方側から前記無停電ユニットの出し入れを可能にした無停電電源装置を開示する。
ここで、保守ユニットと無停電ユニットはそれぞれ独立しており、収納された状態で互いに固定金具で固定される。この固定金具を取外すことにより無停電ユニットは移動用キャスターにより保守ユニットより分離し移動することが可能となる。
特許文献1において、無停電ユニットには、移動用キャスターが固定されているので、無停電ユニットが重量物であったとしても、保守ユニットから分離させた後においては、無停電ユニットの移動が容易であると考えられる。
しかしながら、特許文献1の構成では、無停電ユニットの重量によっては、無停電ユニットを引き出す場合に大きな力が必要となることがある。
そこで、本発明は、電力変換に用いるユニットが重量物であっても、当該ユニットを引き出すのに必要な力を軽減させることができ、当該ユニットを容易に引き出すことができる変換器盤、ユニット引き出し方法、および、無停電電源装置を提供することを目的とする。
本発明の第1の観点によれば、重量物であって電力変換に用いるユニットが載置されるユニット載置部を備え、ユニット載置部上でユニットは引き出し可能であり、ユニット載置部には、第1開口が形成され、ユニットには、第2開口が形成されており、第1開口および第2開口は、ユニットが引き出される側で互いにずれて重なり、第2開口の内壁にユニットを引き出す側への外力を作用させることによって、ユニットが引き出されるように構成されている変換器盤が提供される。
本発明の第2の観点によれば、前記の変換器盤を用いて、ユニットが載置されている状態で第1開口および第2開口に挿入部材を挿し入れ、挿入部材を利用した梃子によってユニットを引き出すユニット引き出し方法が提供される。
本発明の第3の観点によれば、前記の変換器盤を備える無停電電源装置が提供される。
本発明によれば、電力変換に用いるユニットが重量物であっても、当該ユニットを引き出すのに必要な力を軽減させることができ、当該ユニットを容易に引き出すことができる変換器盤、ユニット引き出し方法、および、無停電電源装置を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図1は、実施形態の無停電電源装置に用いる変換器盤の構成を説明するための図である。
本実施形態の無停電電源装置は、集合住宅やサーバ設備などの大電力を必要とする対象に用いられる。無停電電源装置は、変換器盤1と、切換盤と、入出力盤と、を備える。変換器盤1と切換盤と入出力盤それぞれは、キュービクル状の筐体構造とされている。変換器盤1と切換盤と入出力盤それぞれは、主回路を含んで構成されており、適宜の導体を用いて電気的に接続され、無停電電源装置は、それぞれの盤が接続された状態で使用される。また、無停電電源装置は、電源となるバッテリを備える。
変換器盤1は、バッテリに適宜の導体を用いて電気的に接続され、バッテリから供給される電力を適切な電力に変換するための構成とされており、電力変換に用いるユニット2が収容される。本実施形態では、このユニット2は、概ね130kgであり、重量物とされている。なお、この重量は一例であり、ユニット2の重量はこの限りではないが、ユニット2は重量物とされる。そして、変換器盤1の内側であって下方の位置には、ユニット2を配置する台部21が形成されており、台部21には、ユニット2が載置されるユニット載置部22が設けられている。
ユニット載置部22は、一方向に延びており、上に凸の形状を有している部材である。ユニット載置部22は、ボルトによる固定や溶接による固定などの適宜の手法により、台部21に固定されている。このユニット載置部22において、左右両側の部分(すなわち、前記一方向の両側の部分)は、台部21に接している。そして、その間の部分は、左右両側の部分よりも上方に位置して台部21から離れており、当該部分には、ユニット2を載置するための載置面23が形成されている。なお、上記の左右両側の部分について、左右両側部31と呼ぶことがある。また、その間の部分(つまり、左右両側部31の間の部分)について、中間部32と呼ぶことがある。
載置面23には、レール3が左右一対設けられている。また、ユニット載置部22の端部(詳細には、ユニット2の引き出し側の端部)であって、左右一対に設けられているレール3の間の位置には、ユニット載置部22(詳細には、中間部32)を貫通する第1開口7が形成されている。
ユニット2には、下側(すなわち、ユニット載置部22側)であって、正面側(すなわち、ユニット2の引き出し側)の端部の位置に、L字状の板部材がボルトによって固定されている。この板部材には、ユニット載置部22に沿って正面側に突出する突出部33が形成されており、この突出部33には、第2開口8が形成されている。
本実施形態の無停電電源装置において、ユニット2と変換器盤1は、コネクタ4を介して、ブスバー導体5によって電気的に接続される。なお、ブスバー導体は、一般的に、大電流が流れる部分に使用される導体として知られている。そして、コネクタ4は、ユニット2の背面側(すなわち、ユニット2の引き出し側の反対側)に位置している。
ユニット2が変換器盤1に接続されている状態(すなわち、コネクタ4が外れていない状態)では、ユニット載置部22の第1開口7とユニット2の第2開口8がずれて重なっている。詳細には、ユニット2の第2開口8は、ユニット載置部22の第1開口7よりも正面側に位置し、且つ、ユニット載置部22の第1開口7に重なっている。その一方で、後述するように、ユニット2を引き出して第2開口8が第1開口7に重ならなくなった場合、コネクタ4の接続が外れるように構成されている。
図2を参照しながら具体的に説明する。コネクタ4の一側部(4a)と他側部(4b)は、それぞれのブスバー導体(5a、5b)の端部を挟むことができる形状に形成されている。そして、コネクタ4は、一側部(4a)と他側部(4b)の間の中間部(4c)の位置に、コイルバネ(不図示)を備えている。コイルバネは、ブスバー導体(5a、5b)の接続状態において、コネクタ4の一側部(4a)に接続されるブスバー導体(5a)、および、コネクタ4の他側部(4b)に接続されるブスバー導体(5b)それぞれに、バネ力を作用させることができるように設けられており、それぞれのブスバー導体(5a、5b)は、コイルバネのバネ力によって押圧された状態で、コネクタ4によって挟持されている。
また、コネクタ4の一側部(4a)には、爪(4d)が形成されており、この爪(4d)は、ブスバー導体(5a)の接続状態において、ブスバー導体(5a)の端部に形成された固定穴Hに入っている。そのため、ブスバー導体(5a)が引っ張られた場合であっても、爪(4d)が引っ掛かるので、ブスバー導体(5a)は、コネクタ4の一側部(4a)から抜けないようになっている。なお、本実施形態では、ブスバー導体(5a)は、変換器盤1側に接続される導体である。
その一方で、コネクタ4の他側部(4b)には、爪が形成されておらず、ブスバー導体(5b)は、コネクタ4の他端部(4b)に単純に挿し入れられている。従って、ブスバー導体(5b)が引っ張られることによって、ブスバー導体(5b)がコネクタ4から引き抜かれるようになっている。なお、本実施形態では、ブスバー導体(5b)は、ユニット2に接続される導体である。
そして、本実施形態の無停電電源装置では、ユニット2が引き出された際に、ブスバー導体(5b)が引っ張られるように構成されている。そして、ユニット2を引き出して第2開口8が第1開口7に重ならなくなった際に、コネクタ4からブスバー導体(5b)が外れるように構成されている。なお、ユニット2の引き出しにおいて、ブスバー導体(5b)が引っ張られてコネクタ4から外れるようにするには、例えば、ユニット2の引き出しに応じてブスバー導体(5b)が引っ張られ、ユニット2を引き出し終えた際にブスバー導体(5b)が外れるように、ブスバー導体(5b)の長さが設定されることによって実現される。
切換盤は、変換器盤1からの電力を入出力盤に出力するための回路であって、流れる電流や電圧が相違する回路を複数(例えば、2つ)有しており、これらの回路の切り換えを行って複数の回路のうちの何れか一つの回路を選択する構成とされている。これらの回路の切り換えは、手動スイッチによるユーザ操作であってもよいし、例えばリレー回路を構成して、状況に応じた自動的な切り換えが行われてもよい。
入出力盤は、電力の入出力が行われる構成であり、変換器盤1で調整された電力が入力される。また、外部の電気機器等に接続され、例えば停電時に、当該電気機器等に電力を供給することができる。
電源となるバッテリは、蓄電池盤として構成されており、変換器盤1や入出力盤や切換盤などの近辺に配置される。
本実施形態の無停電電源装置は、上記のように構成されている。作業者は、ユニット載置部22上でユニット2を引き出すことができる。次に、作業者がユニット2を引き出す作業方法の一例について説明する。図3は、ユニットの1段階目の引き出しの一例について説明するための図である。図4は、ユニットの2段階目の引き出しの一例について説明するための図である。
図3に示すように、ユニット2をユニット載置部22に対して引き出す場合、まず、作業者は、挿入部材6を第1開口7および第2開口8に挿入する(STEP101)。なお、本実施形態では、挿入部材6は、シノ工具である。シノ工具は、先端側が尖っている工具であり、一例として、物と物の隙間に入れて梃子作業に利用される。
そして、作業者は、挿入部材6を利用した梃子によって、第2開口8の内部にユニット2の引き出し方向への外力を作用させ、ユニット2を引き出す(STEP102)。このとき、作業者は、一例として、第1開口7の内壁に梃子の支点を形成し、挿入部材6を手前側に引いて挿入部材6を回転させることによって(いわゆる第2種梃子によって)、ユニット2を引き出すことができる。
作業者は、第1開口7と第2開口8のずれが半分程度になるまで(言い換えれば、第1開口7と第2開口8の重なりが半分程度になるまで)、そのままユニット2を引き出すことができ(STEP103)、1段階目の引き出しが終了する(STEP104)。
そして、図4に示すように、作業者は、2段階目の引き出しを行うことができる。STEP104が終了して1段階目の引き出しが終了した状態で、作業者は、第1開口7および第2開口8から挿入部材6を抜く(STEP201)。そして、作業者は、第1開口7に挿入しないようにして、第2開口8だけに挿入部材6を挿入する(STEP202)。すなわち、図4に示すように、作業者は、第2開口8のうちで第1開口7に重なっていない部分に挿入部材6を挿入する。
そして、作業者は、上記の説明と同様に、梃子によって、第2開口8の内部にユニット2の引き出し方向への外力を作用させ、ユニット2を引き出す。このとき、作業者は、一例として、ユニット載置部22(詳細には、中間部32)の端面Sに梃子の支点を形成し、挿入部材6を手前側に引いて当該挿入部材6を手前側に回転させることによって(いわゆる第2種梃子によって)、ユニット2をユニット載置部22に沿って引き出すことができる。作業者は、第1開口7と第2開口8が重ならなくなるまで、そのままユニット2を引き出すことができ、2段階目の引き出しが終了する(STEP203)。
2段階の引き出しが終了した際に(言い換えれば、第1開口7と第2開口8が重ならなくなった状態で)、ユニット2の背面側のコネクタ4から、ユニット2側のブスバー導体(4b)が抜ける。そして、ブスバー導体(4b)が抜けた後、作業者は、ユニット2を引っ張って出すことができる。このとき、作業者は、ユニット2をレール3に沿ってスライド移動させることができ、ユニット2を取り出すことができる。
上述したように、本実施形態の無停電電源装置における変換器盤1は、梃子の原理を利用して、ユニット2の引き出しを行うことができるように構成されている。従って、ユニット2が重量物であって引き出すのに大きな力が必要であっても(言い換えれば、静止摩擦係数が高くなっており、引き出すのに大きな力が必要となる場合であっても)、ユニット2を引き出すのに必要な力が軽減されるので、作業者は、ユニット2を容易に引き出すことができる。そのため、ユニット2を引き出して保守点検や交換作業などを行う際の作業者の負担が軽減される。
また、上記で説明したように、本実施形態の無停電電源装置における変換器盤1は、ユニット2を2段階引き出すことができるように構成されている。つまり、作業者は、1段階目の引き出しにおいて、第1開口7および第2開口8に挿入部材6を挿入して第1開口7と第2開口8の重なりが半分程度になるまでユニット2を引き出すことができる。そして、作業者は、2段階目の引き出しにおいて、第1開口7と第2開口8が重なっていない部分に挿入部材6を挿入し、第1開口7と第2開口8が重ならなくなるまでユニット2を引き出すことができる。従って、作業者は、ユニット2の引き出し作業の進行の度合いを把握しながらユニット2を引き出すことができる。
一般的に、大電流が流れる導体を接続するために利用するコネクタ(例えば、配電盤や制御盤の接続に利用するコネクタ)は、当該導体を強固に接続するので、例えば、保守点検などにおいてコネクタによる接続を外す必要がある場合、当該接続を外すのに手間がかかり、作業者の負担が大きくなることが考えられる。しかしながら、上記で説明したように、ユニット2の引き出しを行うことによってコネクタ4による接続が外れるので、作業者の負担が軽減されている。
また、ユニット2をスライド移動させるためのレール3が設けられている。これにより、作業者は、必要に応じて、ユニット2をレール3に沿ってスライド移動させることができる。例えば、作業者は、コネクタ4の接続が外れた状態で、ユニット2をレール3に沿ってスライド移動させてユニット2を取り出すことができる。また、ユニット2を配置する作業を行う際に、ユニット2をレール3に沿ってスライド移動させることができる。なお、レール3は、ユニット2を適切にスライド移動させることができれば特に限定されないが、樹脂製のレールとされていることが好ましい。
変換器盤1に収容されるユニット2としては、電力変換に用いるユニットであればよく、インバータ回路を含むユニット、コンバータ回路を含むユニット、チョッパー回路を含むユニットが挙げられる。また、ユニット2は、三相交流用とすることができる。
変換器盤1には、ユニット2が単数配置されてもよいし、ユニット2が複数配置されてもよく、本実施形態では、ユニット2は、3ユニット配置されている。そして、ユニット載置部22は、配置されるユニット2の数に対応して設けられてもよいし、任意の数のユニット2に対応して設けられてもよい。
ユニット載置部22は、一方向に延びており、上に凸の形状を有している部材によって構成されていたが、ユニット載置部22は、台部21と一体的に成型されていてもよい。また、ユニット載置部22は、一方向に延びる断面凸状であってもよい。第1開口7は、ユニット2の引き出しに利用することができるように形成されていればよく、必ずしも貫通穴である必要はない。ユニット載置部22の長さや形状を適宜に変更して、ユニット2が配置された状態で第1開口7と第2開口8が重なるように、ユニット載置部22に第1開口7を形成してもよい。
ユニット2の突出部33は、L字状の板部材によって形成されていた。しかしながら、ユニット2の突出部33は、例えば、端面が溶接によって固定された平板であってもよい。この場合、当該平板には、第2開口8が形成される。また、別部材によって突出部33が形成されなくてもよく、ユニット2は、突出部33を一体的に成型した構成であってもよい。
上記の説明では、挿入部材6にシノ工具を用いた例を説明した。しかしながら、作業者が、梃子を利用してユニット2を引き出すことができればよく、挿入部材6は、シノ工具に限定されない。
無停電電源装置は、例えば、3つの盤(変換器盤1、切換盤、入出力盤)それぞれを連結して横並びに配置して構成することができる。
無停電電源装置を構成するにあたり、取り扱う電気容量に応じて、変換器盤1を複数用いてもよい。例えば、2000kV・Aの電力を取り扱う場合、変換器盤1を4つ設けてもよい。また、バッテリ(蓄電池盤)も複数用いてもよい。例えば、2000kV・Aの電力を取り扱う場合、12ユニットが横並びに配置されてもよい。
以上に説明したように、本実施形態によれば、無停電電源装置は、電力を変換するための変換器盤1を備え、変換器盤1は、重量物であって電力変換に用いるユニット2が載置されるユニット載置部22を備え、ユニット載置部22上でユニット2は引き出し可能であり、ユニット載置部22には、第1開口7が形成され、ユニット2には、第2開口8が形成されており、第1開口7および第2開口8は、ユニット2が引き出される側で互いにずれて重なり、第2開口8の内壁にユニット2を引き出す側への外力を作用させることによって、ユニット2が引き出されるように構成されている。
また、本実施形態によれば、以下の変換器盤1が提供される。変換器盤1は、重量物であって電力変換に用いるユニット2が載置されるユニット載置部22を備え、ユニット載置部22上でユニット2は引き出し可能であり、ユニット載置部22には、第1開口7が形成され、ユニット2には、第2開口8が形成されており、第1開口7および第2開口8は、ユニット2が引き出される側で互いにずれて重なり、第2開口8の内壁にユニット2を引き出す側への外力を作用させることによって、ユニット2が引き出されるように構成されている。
また、本実施形態によれば、以下のユニット引き出し方法が提供される。すなわち、このユニット引き出し方法は、重量物であって電力変換に用いるユニット2が載置されるユニット載置部22を備え、ユニット載置部22上でユニット2は引き出し可能であり、ユニット載置部22には、第1開口7が形成され、ユニット2には、第2開口8が形成されており、第1開口7および第2開口8は、ユニット2が引き出される側で互いにずれて重なり、第2開口8の内壁にユニット2を引き出す側への外力を作用させることによって、ユニット2が引き出されるように構成されている変換器盤1を用いて、ユニット2が載置されている状態で第1開口7および第2開口8に挿入部材6を挿し入れ、挿入部材6を利用した梃子によってユニット2を引き出す。
以上、実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
1 変換器盤
2 ユニット
3 レール
4 コネクタ
5 ブスバー導体
6 挿入部材
7 第1開口
8 第2開口
21 台部
22 ユニット載置部
31 左右両側部
32 中間部
33 突出部
2 ユニット
3 レール
4 コネクタ
5 ブスバー導体
6 挿入部材
7 第1開口
8 第2開口
21 台部
22 ユニット載置部
31 左右両側部
32 中間部
33 突出部
Claims (10)
- 重量物であって電力変換に用いるユニットが載置されるユニット載置部を備え、
前記ユニット載置部上で前記ユニットは引き出し可能であり、
前記ユニット載置部には、第1開口が形成され、前記ユニットには、第2開口が形成されており、前記第1開口および前記第2開口は、前記ユニットが引き出される側で互いにずれて重なり、前記第2開口の内壁に前記ユニットを引き出す側への外力を作用させることによって、前記ユニットが引き出されるように構成されていることを特徴とする変換器盤。 - 請求項1に記載の変換器盤であって、
前記第2開口が前記第1開口と重ならなくなるまで、前記ユニットを引き出すことができるように構成されており、
前記第2開口と前記第1開口の重なりを保ったまま、前記ユニットを1段階引き出すことができ、
前記引き出しの後に、前記第2開口と前記第1開口の重なりがなくなるまで、前記ユニットを更に引き出すことができ、前記ユニットを2段階引き出すことができるように構成されていることを特徴とする変換器盤。 - 請求項1に記載の変換器盤であって、
前記ユニットとの電気的な接続に用いるコネクタが、前記ユニットが引き出される側の反対側に設けられており、
前記ユニットを引き出して、前記第2開口と前記第1開口が重ならなくなった状態で、前記コネクタによる接続が外れるように構成されていることを特徴とする変換器盤。 - 請求項1に記載の変換器盤であって、
前記ユニット載置部は、前記ユニットをスライド移動させるためのレールを備えることを特徴とする変換器盤。 - 重量物であって電力変換に用いるユニットが載置されるユニット載置部を備え、前記ユニット載置部上で前記ユニットは引き出し可能であり、前記ユニット載置部には、第1開口が形成され、前記ユニットには、第2開口が形成されており、前記第1開口および前記第2開口は、前記ユニットが引き出される側で互いにずれて重なり、前記第2開口の内壁に前記ユニットを引き出す側への外力を作用させることによって、前記ユニットが引き出されるように構成されている変換器盤を用いて、
ユニットが載置されている状態で前記第1開口および前記第2開口に挿入部材を挿し入れ、
前記挿入部材を利用した梃子によって前記ユニットを引き出すことを特徴とするユニット引き出し方法。 - 請求項5に記載のユニット引き出し方法であって、
前記ユニットの引き出しの後に前記挿入部材を第1開口および第2開口から抜き、
前記挿入部材を前記第2開口のみに挿し入れ、
前記挿入部材を利用した梃子によって前記ユニットを更に引き出すことを特徴とする引き出し方法。 - 電力を変換するための変換器盤を備え、
前記変換器盤は、重量物であって電力変換に用いるユニットが載置されるユニット載置部を備え、
前記ユニット載置部上で前記ユニットは引き出し可能であり、
前記ユニット載置部には、第1開口が形成され、前記ユニットには、第2開口が形成されており、前記第1開口および前記第2開口は、前記ユニットが引き出される側で互いにずれて重なり、前記第2開口の内壁に前記ユニットを引き出す側への外力を作用させることによって、前記ユニットが引き出されるように構成されていることを特徴とする無停電電源装置。 - 請求項7に記載の無停電電源装置であって、
前記第2開口が前記第1開口と重ならなくなるまで、前記ユニットを引き出すことができるように構成されており、
前記第2開口と前記第1開口の重なりを保ったまま、前記ユニットを1段階引き出すことができ、
前記引き出しの後に、前記第2開口と前記第1開口の重なりがなくなるまで、前記ユニットを更に引き出すことができ、前記ユニットを2段階引き出すことができるように構成されていることを特徴とする無停電電源装置。 - 請求項7に記載の無停電電源装置であって、
前記ユニットと前記変換器盤の電気的な接続に用いるコネクタを備え、
前記コネクタは、前記ユニットが引き出される側の反対側に設けられており、
前記ユニットを引き出して、前記第2開口と前記第1開口が重ならなくなった状態で、前記コネクタによる接続が外れるように構成されていることを特徴とする無停電電源装置。 - 請求項7に記載の無停電電源装置であって、
前記ユニット載置部は、前記ユニットをスライド移動させるためのレールを備えることを特徴とする無停電電源装置。
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