KR102145029B1 - 서브모듈 슬라이딩장치 - Google Patents

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Abstract

서브모듈 슬라이딩장치는 캐비닛의 일측에 설치되는 슬라이딩레일부와, 캐비닛에 인입/인출이 가능한 서브모듈과, 서브모듈의 일측에 설치되어 슬라이딩레일부에 의해 슬라이딩 이동되는 슬라이딩가이드부를 포함한다.

Description

서브모듈 슬라이딩장치{Apparatus of sliding a submodule}
본 발명은 서브모듈 슬라이딩장치에 관한 것이다.
산업이 발전하고 인구가 증가함에 따라 전력 수요는 급증하는데 반해, 전력생산에는 한계가 있다.
이에 따라, 생산지에서 생성된 전력을 손실 없이 안정적으로 수요지로 공급하기 위한 전력계통이 점차 중요해지고 있다.
전력조류와 계통전압, 안정도 향상을 위한 FACTS(Flexible AC Transmission System) 설비의 필요성이 대두되고 있다. FACTS 설비 중 3세대로 불리는 전력보상장치의 일종인 STATCOM(STATic synchronous COMpensator) 설비는 전력계통에 병렬로 병입되어 전력계통에서 필요로 하는 무효전력 및 유효전력을 보상해 주고 있다.
도 1은 일반적인 전력계통시스템을 도시한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 일반적인 전력계통시스템(10)은 전력생성원(20), 전력계통(30), 부하(40) 및 다수의 전력보상장치(50)를 포함할 수 있다.
전력생성원(20)은 전력을 생성하는 장소나 설비를 의미하는 것으로서, 전력을 생성하는 생산자로 이해될 수 있다.
전력계통(30)은 전력생성원(20)에서 생성된 전력을 부하(40)로 송전하도록 하여 주는 전력선, 철탑, 피뢰기, 애자 등을 포함하는 일체의 설비를 의미할 수 있다.
부하(40)는 전력생성원(20)에서 생성된 전력을 소비하는 장소나 설비를 의미하는 것으로서, 전력을 소비하는 소비자로 이해될 수 있다.
전력보상장치(50)는 전력계통(30)에 연계되어, 전력계통(30)으로 흐르는 전력 중에서 유효전력 또는 무효전력의 공급 또는 부족에 따라 해당 유효전력 또는 무효전력을 보상하여 주는 장치일 수 있다.
전력보상장치(50)는 최근 멀티레벨 컨버터(MMC: Modular Multilevel Converter) 타입의 STATCOM 설비가 증가하는 추세이다. 멀티레벨 컨버터타입의 STATCOM은 다수의 서브모듈로 구성되어 있으며, 이러한 서브모듈은 내부의 다양한 장치들로 구성되어 있다.
따라서, 종래의 전력보상장치는 무거운 서브모듈을 용이하게 장착하기 어려운 문제가 있었다. 또한 종래의 전력보상장치는 장착된 서브모듈에 문제가 발생하더라도 교체가 용이하지 않은 문제가 있었다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 용이하게 인입/인출이 가능한 서브모듈 슬라이딩장치를 제공한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 서브모듈 슬라이딩장치는, 캐비닛의 일측에 설치되는 슬라이딩레일부; 상기 캐비닛에 인입/인출이 가능한 서브모듈; 및 상기 서브모듈의 일측에 설치되어 상기 슬라이딩레일부에 의해 슬라이딩 이동되는 슬라이딩가이드부를 포함한다.
본 발명에 따른 서브모듈 슬라이딩장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 캐비닛의 일측으로 슬라이딩레일부가 구비되고 서브모듈의 일측으로 슬라이딩가이드부가 구비되어 서브모듈이 용이하게 캐비닛으로 인입 또는 캐비닛으로부터 인출될 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 슬라이딩가이드부의 레일수용부와 상기 레일수용부에 수용된 슬라이딩레일부의 레일의 사이에 무급유 베어링을 배치하여, 오일의 지속적인 공급 없이 슬라이딩가이드부와 슬라이딩레일부의 슬라이딩 이동을 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 슬라이딩레일부는 적어도 서브모듈의 폭보다 큰 길이를 가짐으로써, 서브모듈의 파워팩에 문제가 발생되는 경우 해당 파워팩을 용이하게 분리 및 교체할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 일반적인 전력계통시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 MMC(Modular Multilevel Converter) 기반 전력변환장치를 도시한다.
도 3는 본 발명에 따른 MMC(Modular Multilevel Converter) 기반 전력변환장치의 회로도를 도시한다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 서브모듈을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브모듈 슬라이딩장치를 도시한다.
도 6a은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩레일부와 슬라이딩가이드부가 끼움결합된 상태를 도시한다.
도 6b는 도 6a의 무급유 베어링을 도시한다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐비닛의 내부로 서브모듈이 인입/인출되는 모습을 도시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 2는 본 발명에 따른 MMC(Modular Multilevel Converter) 기반 전력보상장치를 도시한 것이다.
도 2 를 참조하면, 본 발명에 따른 전력보상장치는 프레임(70)에 구비되어 서로 적층되는 다수의 절연유닛(81, 83, 85)과 다수의 캐비닛(91, 93, 95)을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 절연유닛(81) 상에 제1 캐비닛(91)이 위치되고, 제1 캐비닛(91) 상에 제2 절연유닛(83)이 위치되고, 제2 절연유닛(83) 상에 제2 캐비닛(93)이 위치될 수 있다. 아울러, 제2 캐비닛(93) 상에 제3 절연유닛(85)이 위치되고, 제3 절연유닛(85) 상에 제3 캐비닛(95)이 위치될 수 있다.
절연유닛(81, 83, 85)은 적어도 하나 이상의 애자가 설치되는 공간일 수 있다. 캐비닛(91, 93, 95)은 다수의 서브모듈(92, 94, 96)이 직렬로 접속되어 구성되는 서브모듈유닛(11-1, 11-3, 11-5)이 수용되는 수용공간일 수 있다.
각 캐비닛(91, 93, 95) 사이에 위치되는 절연유닛(81, 83, 85)은 각 캐비닛(91, 93, 95)에 수용되는 서브모듈유닛(11-1, 11-3, 11-5)을 절연시킬 수 있다
제1 캐비닛(91)에 수용되는 제1 서브모듈유닛(11-1)은 3상 교류전압 중에서 제1 상, 예컨대 a 상의 전압을 컨버팅하기 위한 다수의 서브모듈(92)을 포함할 수 있다. 제2 캐비닛(93)에 수용되는 제2 서브모듈유닛(11-3)은 3상 교류전압 중에서 제2 상, 예컨대 b 상의 전압을 컨버팅하기 위한 다수의 서브모듈(94)을 포함할 수 있다. 제3 캐비닛(95)에 수용되는 제3 서브모듈유닛(11-5)은 3상 교류전압 중에서 제3상, 예컨대 c 상의 전압을 컨버팅하기 위한 다수의 서브모듈(96)을 포함할 수 있다.
다수의 서브모듈(92) 중에서 제1 서브모듈에 입력부스바(busbar, 71)가 접속되고, 마지막 서브모듈에 출력부스바(75)가 접속되며, 그 외 서브모듈 간에는 연결 부스바(73)가 접속될 수 있다.
각 서브모듈(92, 94, 96)은 각 캐비닛(91, 93, 95) 상측에 설치된 슬라이딩레일부(117)에 의해 캐비닛(91, 93, 95)의 수용공간으로 인입될 수 있다.
도 2 에서는 설명의 편의를 위하여 3개의 캐비닛(91, 93, 95) 및 3개의 절연유닛(81, 83, 85)이 도시하였으나, 사용자의 필요에 따라 캐비닛(91, 93, 95)의 개수 및 절연유닛(81, 83, 85)의 개수는 다양하게 변형 가능하며, 이는 본 발명의 권리범위를 제한하지 아니한다.
프레임(70)의 하부에는 프레임(70)을 이동시키는 바퀴(103)가 설치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
바퀴(103)에 의해 무거운 하중을 갖는 프레임(70)이 원하는 장소로 용이하게 이동될 수 있다.
만일 프레임(70)이 특정 장소에 고정되는 경우, 바퀴(103)는 생략될 수 있다.
실시예의 전력보상장치는 프레임(70)의 일측에 설치되는 메인관(120), 메인관(120)으로부터 각 캐비닛(91, 93, 95)으로 분기되는 다수의 분기관(110) 및 분기관(110) 각각으로부터 분기되어 각 서브모듈(92, 94, 96)에 연결되는 다수의 서브분기관(76)을 포함할 수 있다.
메인관(120)은 냉각수를 입수시키는 제1 메인관(121)과 냉각수를 출수시키는 제2 메인관(123)을 포함할 수 있다. 분기관(110)은 제1 메인관(121)과 연결되어 냉각수를 입수시키는 제1 분기관(111)과 제2 메인관(123)과 연결되어 냉각수를 출수시키는 제2 분기관(113)을 포함할 수 있다. 서브분기관(76)은 제1 분기관(111)과 서브모듈(92, 94, 96)의 입수측을 연결시켜 냉각수를 서브모듈(92, 94, 96)의 입수측으로 입수시키는 제1 서브분기관(77)과 제2 분기관(113)과 서브모듈(92, 94, 96)의 출수측을 연결시켜 냉각수를 서브모듈(92, 94, 96)의 출수측으로부터 출수시키는 제2 서브분기관(79)를 포함할 수 있다.
메인관(120)과 분기관(110)은 스테인레스 스틸(stainless steel) 재질로 이루어지고, 서브분기관(76)은 플루오르화 폴리비닐리덴 계열의 재질로 이루어질 수 있다.
분기관(110)은 메인관(120)의 직경보다 작을 수 있고, 서브분기관(76)은 분기관(110)의 직경보다 작을 수 있다. 따라서, 제1 메인관(121)으로부터 출수되는 냉각수는 각 캐비닛(91, 93, 95)에 설치된 제1 분기관(111)을 입수되고, 제1 분기관(111)의 냉각수는 각 서브모듈(92, 94, 96)의 입수측에 연결되는 제1 서브분기관(77)을 통해 각 서브모듈(92, 94, 96)로 입수될 수 있다. 각 서브모듈(92, 94, 96)로 입수된 냉각수에 의해 각 서브모듈(92, 94, 96)에 설치되는 다수의 스위칭모듈(도 5의 17, 19, 21, 23)에서 발생되는 열이 외부로 용이하게 방출될 수 있다. 각 서브모듈(92, 94, 96)에는 냉각수가 순환할 수 있는 예컨대 지그재그 형상의 관로가 형성되는 냉각판이 구비될 수 있다.
각 서브모듈(92, 94, 96)의 출수측에 연결된 제2 서브분기관(79)로 냉각수가 출수되고, 각 캐비닛(91, 93, 95)에 설치된 제2 분기관(113)을 경유하여 제2 메인관(123)으로 출수될 수 있다.
다만, 이는 설명의 편의를 위한 것이며, 필요에 따라 분기관 (110)이 직선이 아닌 다른 형태로 변형될 수 있으며, 이는 본 발명의 권리범위를 한정하지 아니한다.
도 3는 본 발명에 따른 MMC(Modular Multilevel Converter) 기반 전력보상장치의 회로도를 도시한 것이다.
도 3에 도시한 바와 같이, MMC 기반 전력보상장치(10)는 각 상 별로 직렬로 연결된 다수의 서브모듈(92, 94, 96)을 포함할 수 있다. 다수의 서브모듈(92, 94, 96)의 동작에 의해 전력계통으로 유효전력이나 무효전력이 공급되거나 전력계통으로부터 유효전력이나 무효전력이 흡수될 수 있다.
도 3에서는 Y-형 전력보상장치를 도시하고 있지만, Δ-형 전력보상장치 또한 본 발명에 채택될 수 있다.
각 상에 구비된 다수의 서브모듈(92, 94, 96)이 하나의 밸브(valve)로 정의될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 서브모듈을 도시한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 서브모듈(92, 94, 96)은 파워팩(13) 및 커패시터팩(55)을 포함할 수 있다.
파워팩(13)과 커패시터팩(55)는 전기적으로 접속될 수 있다. 파워팩(13)의 스위칭 동작에 의해 커패시터팩(55)이 충방전될 수 있다.
커패시터팩(55)은 케이스와 그 케이스 안에 설치된 커패시터소자(56)를 포함할 수 있다. 커패시터소자(56)는 서브모듈(92, 94, 96)로 입력되는 에너지(전력)를 저장하여 주고, 이 에너지가 서브모듈(92, 94, 96) 내에 설치되는 각종 장치들을 구동시키기 위한 전원으로 사용될 수 있으며 전력계통에 무효전력으로 공급될 수도 있다.
파워팩(13)의 후면에 커패시터팩(55)이 전기적으로 접속될 수 있다.
제1 및 제2 입력부스바(57, 59)가 파워팩(13)의 외부, 즉 전방으로 돌출되도록 설치될 수 있다. 제1 및 제2 입력부스바(57, 59)는 케이스(141)를 통해 케이스(141) 안에 설치된 다수의 스위칭모듈(17, 19, 21, 23)에 접속될 수 있다. 제1 및 제2 입력부스바(57, 59)는 전기전도도가 우수한 도전성 재질로 형성될 수 있다.
제1 및 제2 입력부스바(57, 59)를 통해 전력계통으로부터 흡수된 유효전력 또는 무효전력이 입력되거나 커패시터소자(56)에 충전된 에너지를 유효전력 또는 무효전력으로 전력계통으로 출력될 수 있다.
따라서, 제1 및 제2 입력부스바(57, 59)는 다른 말로 제1 및 제2 입력단자로 명명될 수도 있다.
제1 및 제2 입력부스바(57, 59)는 적어도 한번 이상 절곡되는 형상을 가질 수 있다.
제1 및 제2 입력부스바(57, 59)는 바이패스스위치(BPS: ByPass Switch, 61)에 의해 전기적으로 접속될 수 있다. 즉, 바이패스스위치(61)의 제1 스위치단자(161)가 제1 입력부스부(57)에 접속되고, 바이패스스위치(61)의 제2 스위치단자(163)가 제2 입력부스바(59)에 접속될 수 있다.
제1 입력부스바(57)은 케이스(141)의 전면의 제1 영역 상에 설치되고, 제2 입력부스바(59)는 제1 영역보다 아래에 위치되는 제2 영역 상에 설치될 수 있다.
바이패스스위치(61)는 제1 스위치단자(161)와 제2 스위치단자(163) 사이에 원통 형상으로 길게 형성될 수 있다. 제1 스위치단자(161)는 바이패스스위치(61)의 상측으로부터 제1 수평방향으로 돌출되는 제1 돌출부를 가지며, 제2 스위치단자(163)는 바이패스스위치(61)의 하측으로부터 제1 수평방향과 반대인 제2 수평방향으로 돌출되는 제2 돌출부를 가질 수 있다.
제1 입력부스바(57)은 제1 스위치단자(161)의 제1 돌출부에 나사를 이용하여 체결되고, 제2 입력부스바(59)는 제2 스위치단자(163)의 제2 돌출부에 나사를 이용하여 체결될 수 있다.
따라서, 바이패스스위치(61)의 수직축을 기준으로 제1 스위치단자(161)의 제1 돌출부에 체결되는 제1 입력부스바(57)는 바이패스스위치(61)의 제1 측, 즉 좌측에 위치되고, 제2 스위치단자(163)의 제2 돌출부에 체결되는 제2 입력부스바(59)는 바이패스스위치(61)의 제2 측, 즉, 우측에 위치될 있다.
바이패스스위치(61)는 케이스(141)의 전면으로부터 전방 방향으로 이격되도록 배치될 수 있다.
바이패스스위치(61)는 파워팩(13) 내에 스위칭모듈(17, 19, 21, 23)을 포함하는 장치에 에러가 발생되어 고장나는 경우, 제1 및 제2 입력부스바(57, 59) 사이를 전기적으로 쇼트시켜, 제1 입력부스바(57)로부터 바이스패스스위치(61)를 경유하여 제2 입력부스바(59)로 전류를 바이패스시켜 해당 파워팩(13)을 포함하는 서브모듈을 탈락시킬 수 있다. 여기서, 탈락이라 함은 해당 서브모듈이 사용되지 않음을 의미할 수 있다.
바이패스스위치(61)는 파워팩(13)의 외부에 설치되므로, 바이패스스위치(61)에서 발생되는 열이 직접 외부로 방출되어 자연적인 방열이 가능하므로, 바이패스스위치(61)를 방열시키기 위한 별도의 방열부재가 추가될 필요가 없어 경제적이다.
파워팩(13)의 후면과 커패시터팩(55)은 제1 및 제2 연결부스바(63)로 체결될 수 있다. 파워팩(13)과 커패시터팩(55)는 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 및 제2 연결부스바(63)는 파워팩(13)의 외부, 예컨대 후방으로 돌출될 수 있다. 이에 대한 연결 관계는 나중에 상세히 설명한다.
파워팩(13)의 상측에는 캐비닛(91, 93, 95)의 상측에 설치된 슬라이딩레일부(117)와 대응되어, 파워팩(13)이 캐비닛(91, 93, 95)에 인입될 때 슬라이딩 이동되도록 하는 제1 슬라이딩가이드부(1191)이 구비될 수 있다.
마찬가지로, 커패시터팩(55)의 상측에는 캐비닛(91, 93, 95)의 상측에 설치된 슬라이딩레일부(117)와 대응되어, 커패시터팩(55)이 캐비닛(91, 93, 95)에 인입될 때 슬라이딩 이동되도록 하는 제2 슬라이딩가이드부(1193)이 구비될 수 있다.
제1 및 제2 슬라이딩가이드부(1191, 1193)을 통칭하여 슬라이딩가이드부(119)로 명명될 수 있다.
도 4 에서는 설명의 편의상 제1 슬라이딩가이드부(1191) 및 제2 슬라이딩가이드부(1193)이 각각 파워팩(13)의 상측 및 커패시터팩(55)의 상측에 구비되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 아니한다. 필요에 따라 제1 슬라이딩가이드부(1191) 및 제2 슬라이딩가이드부(1193)가 각각 파워팩(13)의 하측 및/또는 측면 및 커패시터팩(55)의 하측 및/또는 측면에 구비되도록 변형될 수 있고, 이는 본 발명의 권리범위를 한정하지 아니한다. 이러한 경우, 슬라이딩레일부(117)는 캐비닛(91, 93, 95)의 바닥부 또는 측부에 설치될 수 있다.
미설명부호 145 및 147 각각은 냉각수가 입출력되는 입수단자 및 출수단자이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브모듈 슬라이딩장치를 도시하고, 도 6a은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩레일부와 슬라이딩가이드부가 결합된 상태를 도시하며, 도 6b는 도 6a의 무급유 베어링을 도시한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 서브모듈 슬라이딩장치는 각 캐비닛(91, 93, 95)의 일측에 설치되는 슬라이딩레일부(117)와, 각 캐비닛(91, 93, 95)으로 인입되거나 각 캐비닛(91, 93, 95)으로부터 인출되는 서브모듈(92, 94, 96)과, 서브모듈(92, 94, 96)의 일측에 설치되어 슬라이딩레일부(117)에 의해 슬라이딩 이동되는 슬라이딩가이드부(119)를 포함할 수 있다.
예컨대, 슬라이딩레일부(117)는 각 캐비닛(91, 93, 95)의 상측에 설치될 수 있지만, 각 캐비닛(91, 93, 95)의 하측이나 측면 상에 설치될 수도 있다.
예컨대, 슬라이딩가이드부(119)는 서브모듈(92, 94, 96)의 상측에 설치될 수 있지만, 서브모듈(92, 94, 96)의 하측이나 측면 상에 설치될 수도 있다.
서브모듈(92, 94, 96)은 파워팩(13)과 커패시터팩(55)을 포함할 수 있다. 슬라이딩가이드부(119)는 파워팩(13)의 일측에 설치되는 제1 슬라이딩가이드부(1191)과 커패시터팩(55)의 일측에 설치되는 제2 슬라이딩가이드부(1193)을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 슬라이딩가이드부(1191, 1193)는 동일 방향을 향해 설치될 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 슬라이딩가이드부(1191, 1193) 모두 상부 방향을 향하도록 설치될 수 있다.
캐비닛(91, 93, 95)에 인입될 때에는 서브모듈(92, 94, 96)의 커패시터팩(55)이 먼저 인입되고 이어서 파워팩(13)이 인입될 수 있다.
캐비닛(91, 93, 95)으로부터 인출될 때에는 서브모듈(92, 94, 96)의 파워팩(13)이 인출되고 이어서 커패시터팩(55)이 인출될 수 있다.
슬라이딩레일부(117)는 도 6a에 도시한 바와 같이, 레일바디(1171), 레일바디(1171)의 양단으로부터 연장되는 제1 및 제2 연장부(1174, 1175) 및 상기 제1 및 제2 연장부(1174, 1175) 각각에 접속되어 상기 서브모듈(92, 94, 96)의 슬라이딩가이드부(119)를 향하여 소정 높이 돌출되도록 구비되는 제1 및 제2 슬라이딩레일(1172, 1173)을 포함하도록 구비될 수 있다.
레일바디(1171, 제1 및 제2 연장부(1174, 1175) 및 제1 및 제2 슬라이딩레일(1172, 1173)은 동일 재질로 형성되고 일체로 형성될 수 있다.
제1 및 제2 연장부(1174, 1175)는 레일바디(1171)의 양단으로부터 하부 방향으로 연장될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 및 제2 슬라이딩레일(1172, 1173)은 제1 및 제2 연장부(1174, 1175)의 수직축으로부터 외측으로 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 예컨대, 제1 슬라이딩레일(1172)은 제1 연장부(1174)의 수직축으로부터 제1 외측, 즉 좌측에 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 슬라딩레일은 제2 연장부(1175)의 수직축으로부터 제2 외측, 즉 우측에 배치될 수 있다.제1 및 제2 슬라이딩레일(1172, 1173) 각각의 내부는 빈 공간(135, 136)이 형성되어 제1 및 제2 슬라이딩레일(1172, 1173)의 무게를 최소화할 수 있다. 제1 및 제2 슬라이딩레일(1172, 1173)의 빈 공간(135, 136)이 형성되지 않아도 무방하다.
상술한 바와 같이, 캐비닛(91, 93, 95)에 슬라이딩레일부(117)가 설치되고, 서브모듈(92, 94, 96)에 상기 슬라이딩레일부(117)와 슬라이딩 이동을 할 수 있는 슬라이딩가이드부(119)가 설치될 수 있다. 슬라이딩가이드부(119)가 캐비닛(91, 93, 95)의 일측에 설치된 슬라이딩레일부(117)에 끼움 결합되어 슬라이딩 이동되어 캐비닛(91, 93, 95)으로 인입되거나 캐비닛(91, 93, 95)으로부터 인출될 수 있다.
이에 따라, 파워팩(13)과 커패시터팩(55)이 체결된 서브모듈(92, 94, 96)이 용이하게 캐비닛(91, 93, 95)으로 인입되거나 캐비닛(91, 93, 95)으로부터 인출될 수 있고, 다수의 서브모듈(92, 94, 96) 중 적어도 하나 이상에 문제가 발생한 경우, 문제가 발생된 서브모듈(92, 94, 96)의 교체가 용이하다. 상술한 바와 같이, 각 서브모듈(92, 94, 96)은 무게가 무겁고, 각 서브모듈(92, 94, 96)은 제1 방향을 따라 수용됨과 동시에 제1 방향에 수직인 제2 방향을 따라 적층되기 때문에 사람의 키를 기준으로 하였을 때, 높은 위치에 위치할 수 있기 때문에, 만약 상기와 같은 슬라이딩레일부(117) 및 슬라이딩가이드부(119)를 구비하여, 캐비닛(91, 93, 95)에 수용된 서브모듈(92, 94, 96)을 인출할 때 사고가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 서브모듈(92, 94, 96)에서 파워팩(13)이 고장나는 경우, 서브모듈(92, 94, 96)이 캐비닛(91, 93, 95)에서 인출되고, 고장난 파워팩(13)이 커패시터팩(55)으로부터 체결 해제된 후 고장난 파워팩(13)만이 슬라이딩레일부(117)로부터 결합 해제되게 된다. 이후 새로운 파워팩(13)이 슬라이딩레일부(117)에 끼워지고 커패시터팩(55)과 체결된 후, 새로운 파워팩(13)과 커패시터팩(55)으로 구성된 서브모듈(92, 94, 96)이 슬라이딩레일부(117)를 통해 캐비닛(91, 93, 95)의 수용공간으로 원복될 수 있다.
한편, 도 5 에서는 설명의 편의를 위해 슬라이딩레일부(117)가 캐비닛(91, 93, 95)내부에 서브모듈(92, 94, 96)을 수용하는 수용공간을 기준으로 상부면에 배치되고, 이에 대응하여 서브모듈(92, 94, 96)의 상부면에 슬라이딩가이드부(119)가 배치되는 것으로 도시하였다.
하지만, 캐비닛(91, 93, 95) 내부에 수용된 서브모듈(92, 94, 96)이 캐비닛(91, 93, 95)과의 관계에서 슬라이딩 이동을 할 수 있기만 하면 족하며, 사용자는 필요에 따라, 슬라이딩레일부(117)가 캐비닛(91, 93, 95)내부에 서브모듈(92, 94, 96)을 수용하는 수용공간을 기준으로 하부면에 배치되고, 이에 대응하여 서브모듈(92, 94, 96)의 하부면에 슬라이딩가이드부(119)가 배치되도록 변경할 수 있다.
또한, 슬라이딩레일부(117)가 캐비닛(91, 93, 95)내부에 서브모듈(92, 94, 96)을 수용하는 수용공간을 기준으로 상부면 및 하부면에 모두 배치되고, 이에 대응하여 서브모듈(92, 94, 96)의 상부면 및 하부면 모두에 슬라이딩가이드부(119)가 배치되도록 변경할 수 있다.
아울러, 슬라이딩레일부(117)가 캐비닛(91, 93, 95) 내부에 서브모듈(92, 94, 96)을 수용하는 수용공간을 기준으로 측면에 배치되고, 이에 대응하여 서브모듈(92, 94, 96)의 측면에 슬라이딩가이드부(119)가 배치되도록 변경할 수 있고, 이는 본 발명의 권리범위를 한정하지 아니한다.
슬라이딩가이드부(119)는 각각 제1 및 제2 리세스영역(131, 132)을 갖는 제1 및 제2 가이드바디(1195, 1196) 및 제1 및 제2 리세스영역(131, 132) 각각에 고정 장착되고 제1 및 제2 레일수용부(1197, 1199)를 갖는 제1 및 제2 선형가이드(1198, 1200)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 리세스영역(131, 132) 각각은 제1 및 제2 선형가이드(1198, 1200)의 외주면에 대응되는 내주면을 갖는 움푹 들어간 공간일 수 있다.
제1 및 제2 선형가이드(1198, 1200)의 제1 및 제2 레일수용부(1197, 1199) 각각에 슬라이딩레일부(117)의 제1 및 제2 슬라이딩레일(1172, 1173)이 수용될 수 있다.
제1 및 제2 가이드바디(1195, 1196) 각각은 서브모듈(92, 94, 96)의 일측에 고정되도록 체결될 수 있다. 구체적으로, 제1 슬라이딩가이드부(도 4의 1191)의 제1 및 제2 가이드바디(1195, 1196)는 파워팩(13)의 일측에 고정되도록 체결되고, 제2 슬라이딩가이드부(도 4의 1193)의 제1 및 제2 가이드바디(1195, 1196)는 커패시터팩(55)의 일측에 고정되도록 체결될 수 있다.
제1 및 제2 가이드바디(1195, 1196)의 제1 및 제2 리세스영역(131, 132) 각각의 일측으로 외부와 연통되는 제1 및 제2 개구(133, 134)가 형성될 수 있다.
제1 및 제2 리세스영역(131, 132) 각각은 정면에서 볼 때, 원형 형상을 가지지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 및 제2 선형가이드(1198, 1200)은 무급유 베어링일 수 있다. 무급유 베어링이란 모양과 재질에 관계없이 하중과 동력을 받은 상태에서 미끄럼성을 이용하여, 회전, 왕복, 측압, 각도요동운전 등의 다양한 운동형태로 힘을 전달시키거나 움직여주는 기계적 부품이며, 특히 이동체의 축 또는 운동면이 직접 맞닿아 작동한다.
제1 및 제2 선형가이드(1198, 1200)가 무급유 베어링으로 구비됨으로 인하여, 고온, 저온, 부식성분위기, 이물질유입, 충격하중 및 진동, 구조상 급유불능지점 등 급유가 어렵거나 바람직스럽지 못한 곳, 또는 급유를 하여도 효과가 없는 곳에 무급유화를 실현하여, 슬라이딩레일부(117) 및 슬라이딩가이드부(119)의 슬라이딩 이동의 성능향상과 급유인력 및 비용의 절감, 나아가 생산성 향상들을 도모할 수 있는 효과가 있다.
제1 및 제2 선형가이드(1198, 1200) 각각은 도 6b에 도시한 바와 같이, 그 내주면을 따라 돌기(301a)와 홈(301b)이 교대로 배치될 수 있다. 아울러, 제1 및 제2 선형가이드(1198, 1200) 각각의 일측으로 외부와 연통되는 제3 및 제4 개구(303, 305)가 형성될 수 있다.
제1 선형가이드(1198)의 제3 개구(303)는 제1 가이드바디(1195)의 제1 개구(133)에 이어지고, 제2 선형가이드(1200)의 제4 개구(305)는 제2 가이드바디(1196)의 제2 개구(134)에 이어질 수 있다.
제1 선형가이드(1198)의 제3 개구(303)는 제1 가이드바디(1195)의 제1 개구(133)의 개구폭보다 적어도 큰 개구폭을 가지지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제2 선형가이드(1200)의 제4 개구(305)는 제2 가이드바디(1196)의 제2 개구(134)의 개구폭보다 적어도 큰 개구폭을 가지지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 및 제2 레일수용부(1197, 1199) 각각은 제1 및 제2 가이드바디(1195, 1196)의 내부로 움축 들어간 공간으로서, 제1 및 제2 슬라이딩레일(1172, 1173)의 외주면에 대응되는 내주면을 가질 수 있다. 제1 및 제2 레일수용부(1197, 1199) 각각은 정면에서 볼 때, 원형 형상을 가지지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제1 및 제2 레일수용부(1197, 1199) 각각은 제1 및 제2 슬라이딩레일(1172, 1173)의 외부면의 형상에 따라 달라질 수 있다.
따라서, 슬라이딩레일부(117)의 제1 및 제2 슬라이딩레일(1173)이 슬라이딩가이드부(119)의 제1 및 제2 레일수용부(1197)에 수용되어, 슬라이딩레일부(117)와 슬라이딩가이드부(119)가 슬라이딩 이동을 할 수 있다.
서브모듈(92, 94, 96)이 캐비닛(91, 93, 95)에 인입되는 경우, 서브모듈(92, 94, 96)의 일측에 배치된 슬라이딩가이드부(119)의 제1 및 제2 레일수용부(1197, 1199) 각각에 슬라이딩레일부(117)의 제1 및 제2 슬라이딩레일(1172, 1173)이 수용되도록 끼워질 수 있다.
슬라이딩레일부(117)의 제1 슬라이딩레일(1172)이 슬라이딩가이드부(119)의 제1 레일수용부(1197)에 수용되고, 슬라이딩레일부(117)의 제2 슬라이딩레일(1173)이 슬라이딩가이드부(119)의 제2 레일수용부(1199)에 수용될 수 있다.
아울러, 슬라이딩레일부(117)의 제1 연장부(1174)는 슬라이딩가이드부(119)의 제1 및 제3 개구(133, 303)에 위치되며, 슬라이딩레일부(117)의 제2 연장부(1175)는 슬라이딩가이드부(119)의 제2 및 제4 개구(134, 305)에 위치될 수 있다.
슬라이딩가이드부(119)의 제1 및 제2 선형가이드(1198, 1200) 각각이 슬라이딩레일부(117)의 제1 및 제2 슬라이딩레일(1172, 1173)과 끼움결합된 후, 서브모듈(92, 94, 96)이 슬라이딩 이동되어 캐비닛(91, 93, 95)의 수용공간으로 인입될 수 있다. 이에 따라, 슬라이딩가이드부(119)에 체결된 서브모듈(92, 94, 96) 또한 캐비닛(91, 93, 95)의 수용공간으로 이동되어 캐비닛(91, 93, 95)의 수용공간에 용이하게 안착될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐비닛의 내부로 서브모듈이 인입/인출되는 모습을 도시한다
도 7a에 도시한 바와 같이, 프레임(70)의 전방에 둘 이상의 제1 세로지지대(1100)가 설치되고, 프레임(70)의 후방에 둘 이상의 제2 세로지지대(1102)가 설치될 수 있다. 도시되지 않았지만, 제1 및 제2 세로지지대(1100, 1102) 사이를 체결하기 위한 다수의 가로지지대(미도시)가 설치될 수 있다.
서브모듈(92, 94, 96)이 캐비닛(91, 93, 95)의 수용공간으로 인입될 수 있다. 이러한 경우, 서브모듈(92, 94, 96)의 커패시터팩(55)의 후면은 제2 세로지지대(1102)의 위치와 일치하거나 근접할 수 있다. 서브모듈(92, 94, 96)의 파워팩(13)의 전면으로부터 소정 길이만큼 이격되어 위치될 수 있다.
파워팩(13)의 폭을 W1이라 하고, 커패시터팩(55)의 폭을 W2라고 하면, 슬라이딩레일부(117)의 길이(L)는 수학식 1과 같이 나타내어질 수 있다.
[수학식 1]
L≥W1+W2+α
α는 파워팩(13)의 폭과 파워팩(13)과 커패시터팩(55)을 연결시키기 위한 제1 또는 제2 연결부스바(63)의 폭의 합과 같거나 클 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도 7b에 도시한 바와 같이, 서브모듈(92, 94, 96)이 캐비닛(91, 93, 95)의 수용공간으로부터 인출될 수 있다.
예컨대, 서브모듈(92, 94, 96)의 파워팩(13)이 고장나서 교체해야 하는 경우, 서브모듈(92, 94, 96)이 캐비닛(91, 93, 95)의 수용공간으로부터 인출될 수 있다.
서브모듈(92, 94, 96)의 파워팩(13)의 후면이 적어도 제1 세로지지대(1100)의 전방보다 앞에 위치되도록 서브모듈(92, 94, 96)이 인출될 수 있다. 즉, 서브모듈(92, 94, 96)의 파워팩(13)이 슬라이딩레일부(117)의 전방 끝단으로 인출될 때, 서브모듈(92, 94, 96)의 파워팩(13)은 적어도 제1 세로지지대(1100)의 전방보다 앞에 위치될 수 있다. 이후, 파워팩(13)이 커패시터팩(55)으로부터 체결 해제된 후 슬라이딩레일부(117)로부터 분리될 수 있다. 이어서, 새로운 파워팩(13)이 슬라이딩레일부(117)에 결합되고 커패시터팩(55)과 체결된 후 새로운 파워팩(13)과 기존의 커패시터책으로 구성된 서브모듈(92, 94, 96)이 캐비닛(91, 93, 95)의 수용공간으로 인입됨으로써, 파워팩(13)의 교체가 용이하다.
아울러, 서브모듈(92, 94, 96)의 파워팩(13)만이 캐비닛(91, 93, 95)의 밖에 위치되도록 인출됨으로써, 파워팩(13)의 교체시에 캐비닛(91, 93, 95)의 방해를 전혀 받지 않게 되어 파워팩(13)의 교체 작업이 용이하다.
이는, 서브모듈(92, 94, 96)의 경우, 파워팩(13)에 문제가 발생한 경우가 대부분이므로, 서브모듈(92, 94, 96) 전체가 아닌 파워팩(13)만을 서브모듈(92, 94, 96)로부터 분리하여, 교체할 필요가 있는바, 서브모듈(92, 94, 96)의 파워팩(13)만이 캐비닛(91, 93, 95) 밖에 위치되도록 하여, 작업자의 작업 효율을 증진시킬 수 있는 효과가 존재한다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
13: 파워팩
55: 커패시터팩
57, 59: 입력부스바
61: 바이패스스위치
63: 연결부스바
70: 프레임
91, 93, 95: 캐비닛
92, 94, 96: 서브모듈
117: 슬라이딩레일부
119: 슬라이딩가이드부
133, 134, 303, 305: 개구
141: 케이스
145: 입수단자
147: 출수단자
161, 163: 스위치단자
1171: 레일바디
1172, 1173: 슬라이딩레일
1195, 1196: 가이드바디
1197, 1199: 레일수용부
1198, 1200: 선형가이드

Claims (18)

  1. 프레임;
    상기 프레임에 구비되는 캐비닛;
    상기 캐비닛의 일측에 설치되는 슬라이딩레일부;
    상기 캐비닛에 인입/인출이 가능하고, 파워팩 및 상기 파워팩과 체결되는 커패시터팩을 포함하는 서브모듈; 및
    상기 서브모듈의 일측에 설치되어 상기 슬라이딩레일부에 의해 슬라이딩 이동되는 슬라이딩가이드부를 포함하고,
    상기 슬라이딩레일부의 길이는,
    상기 서브 모듈의 폭보다 크고,
    상기 파워팩은,
    상기 파워팩이 상기 슬라이딩레일부의 전방 끝단으로 인출될 때 상기 캐비닛의 밖에 위치하고, 상기 슬라이딩가이드부가 슬라이딩 이동 함으로써 상기 캐비닛의 수용 공간으로 인입되는
    서브모듈 슬라이딩장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 슬라이딩가이드부는,
    상기 파워팩의 일측에 설치되는 제1 슬라이딩가이드부; 및
    상기 커패시터팩의 일측에 설치되는 제2 슬라이딩가이드부를 포함하는 서브모듈 슬라이딩장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 슬라이딩레일부는 하기의 수학식 1로 나타내어지는 서브모듈 슬라이딩장치.
    [수학식 1]
    L≥W1+W2+α
    L은 상기 슬라이딩레일부의 길이이고, W1은 상기 파워팩의 폭이고, W2는 커패시터팩의 폭이며, α는 상기 파워팩의 폭과 상기 파워팩과 상기 커패시터팩을 연결시키기 위한 연결부스바의 폭의 합과 같거나 큼.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 슬라이딩레일부는,
    레일바디; 및
    상기 레일바디의 양단으로부터 연장되는 제1 및 제2 연장부; 및
    상기 제1 및 제2 연장부 각각에 접속되어 상기 슬라이딩가이드부를 향하여 돌출되는 제1 및 제2 슬라이딩레일을 포함하는 서브모듈 슬라이딩장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 슬라이딩레일은 상기 제1 연장부의 수직축으로부터 좌측에 배치되고, 상기 제2 슬라이딩레일은 상기 제2 연장부의 수직축으로부터 우측에 배치되는 서브모듈 슬라이딩장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 슬라이딩레일 각각의 내부는 빈 공간이 형성되는 서브모듈 슬라이딩장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 슬라이딩가이드부는,
    제1 및 제2 가이드바디; 및
    제1 및 제2 레일수용부를 갖는 제1 및 제2 선형가이드를 포함하는 서브모듈 슬라이딩장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 레일수용부 각각에 상기 제1 및 제2 슬라이딩레일이 수용되어 슬라이딩 이동되는 서브모듈 슬라이딩장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 레일수용부 각각은 상기 제1 및 제2 슬라이딩레일의 외주면에 대응되는 내주면을 갖는 움푹 들어간 공간인 서브모듈 슬라이딩장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가이드바디는 제1 및 제2 리세스영역을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 선형가이드 각각은 상기 제1 및 제2 리세스영역에 고정 장착되는 서브모듈 슬라이딩장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 리세스영역 각각은 상기 제1 및 제2 선형가이드의 외주면에 대응되는 내주면을 갖는 움푹 들어간 공간인 서브모듈 슬라이딩장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 리세스영역은 일측으로 외부와 연통되는 제1 및 제2 개구를 가지며,
    상기 제1 및 제2 선형가이드는 일측으로 외부와 연통되는 제3 및 제4 개구를 가지는 서브모듈 슬라이딩장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제3 및 제4 개구 각각은 상기 제1 및 제2 개구로부터 이어지는 서브모듈 슬라이딩장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제3 개구는 상기 제1 개구의 개구폭보다 적어도 큰 개구폭을 가지고,
    상기 제4 개구는 상기 제2 개구의 개구폭보다 적어도 큰 개구폭을 가지는 서브모듈 슬라이딩장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 슬라이딩레일 각각이 상기 제1 및 제2 레일수용부에 수용될 때, 상기 제1 연장부는 상기 제1 및 제3 개구에 위치되고, 상기 제2 연장부는 상기 제2 및 제4 개구에 위치되는 서브모듈 슬라이딩장치.
  17. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 선형가이드는 무급유 베어링인 서브모듈 슬라이딩장치.
  18. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 선형가이드 각각은 그 내주면을 따라 서로 교대로 배치되는 돌기와 홈을 포함하는 서브모듈 슬라이딩장치.
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