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JP6649240B2 - Thyristor stack unit - Google Patents
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Description

本開示は、サイリスタスタックユニットに関する。   The present disclosure relates to a thyristor stack unit.

特開2010−16959号公報(特許文献1)には、従来のサイリスタスタックユニットを備える電力変換装置が記載されている。   Japanese Patent Laying-Open No. 2010-16959 (Patent Document 1) describes a power conversion device including a conventional thyristor stack unit.

特開2010−16959号公報JP 2010-16959 A

電力変換装置は、主として電力系統の一部を担うため、メンテナンス時の停止時間が短いことが望まれる。   Since the power converter mainly plays a part of the power system, it is desired that the downtime during maintenance is short.

特開2010−16959号公報(特許文献1)に記載の構成では、サイリスタスタックと、配線を介してサイリスタ素子に電気的に接続される電気機器とが、別々に設置されている。サイリスタスタックの交換作業の際に、サイリスタスタックを盤内に据え付けた状態で配線の取り外しおよび接続を行なう必要があり、煩雑で時間のかかる作業が必要であった。   In the configuration described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-16959 (Patent Document 1), a thyristor stack and an electric device electrically connected to a thyristor element via a wiring are separately provided. When replacing the thyristor stack, it is necessary to remove and connect the wiring while the thyristor stack is installed in the panel, which requires a complicated and time-consuming operation.

本開示では、サイリスタスタックの交換作業の効率化および作業時間の短縮を可能とする、サイリスタスタックユニットが提供される。   According to the present disclosure, a thyristor stack unit is provided, which makes it possible to increase the efficiency of thyristor stack replacement work and reduce the work time.

本開示に従うと、サイリスタスタックと、架台と、複数の電気機器と、配線とを備える、サイリスタスタックユニットが提供される。サイリスタスタックは、複数のサイリスタ素子を積層して構成されている。架台は、直方体枠状の形状を有しており、サイリスタスタックを搭載している。電気機器は、架台に収容されている。配線は、サイリスタ素子と電気機器とを電気的に接続している。架台の移動に伴って、サイリスタスタックと電気機器とが一体で移動する。   According to the present disclosure, there is provided a thyristor stack unit including a thyristor stack, a gantry, a plurality of electric devices, and wiring. The thyristor stack is configured by stacking a plurality of thyristor elements. The gantry has a rectangular frame shape and mounts a thyristor stack. The electric device is housed in a gantry. The wiring electrically connects the thyristor element and the electric device. With the movement of the gantry, the thyristor stack and the electric device move integrally.

上記のサイリスタスタックユニットにおいて、電気機器は、サイリスタスタックに向かって一部が架台から突出している。   In the thyristor stack unit described above, a part of the electric device projects from the gantry toward the thyristor stack.

上記のサイリスタスタックユニットは、サイリスタ素子を架台に対し絶縁する碍子をさらに備えている。サイリスタ素子の積層方向に見て、碍子と電気機器とが重畳している。   The thyristor stack unit further includes an insulator for insulating the thyristor element from the gantry. When viewed in the stacking direction of the thyristor elements, the insulator and the electric device overlap.

上記のサイリスタスタックユニットにおいて、架台は、サイリスタ素子の積層方向に移動可能である。   In the thyristor stack unit described above, the gantry is movable in the stacking direction of the thyristor elements.

本開示のサイリスタスタックユニットによれば、サイリスタスタックの交換作業を効率化でき、作業時間を短縮することができる。   According to the thyristor stack unit of the present disclosure, the work of replacing the thyristor stack can be made more efficient, and the work time can be reduced.

実施の形態のサイリスタスタックユニットを備える電力変換装置の正面図である。It is a front view of a power converter provided with a thyristor stack unit of an embodiment. 実施の形態のサイリスタスタックユニットの斜視図である。It is a perspective view of a thyristor stack unit of an embodiment. 実施の形態のサイリスタスタックユニットの正面図である。It is a front view of the thyristor stack unit of an embodiment. 実施の形態のサイリスタスタックユニットの右側面図である。It is a right view of the thyristor stack unit of an embodiment. 実施の形態のサイリスタスタックユニットの左側面図である。It is a left view of the thyristor stack unit of an embodiment. 実施の形態のサイリスタスタックユニットの背面図である。It is a rear view of the thyristor stack unit of an embodiment. 実施の形態のサイリスタスタックユニットの上面図である。It is a top view of the thyristor stack unit of an embodiment. 実施の形態のサイリスタスタックユニットの下面図である。It is a bottom view of the thyristor stack unit of an embodiment.

以下、図面に基づいて、実施の形態における電力変換装置について説明する。以下に示す実施の形態において、同一または実質的に同一の構成については、同一の符号を付して、重複した説明は繰り返さない。   Hereinafter, a power converter according to an embodiment will be described with reference to the drawings. In the embodiments described below, the same or substantially the same configuration is denoted by the same reference numeral, and duplicate description will not be repeated.

図1は、実施の形態のサイリスタスタックユニット1を備える電力変換装置100の正面図である。図1に示すように、電力変換装置100は、盤を構成するフレーム101を備えている。フレーム101は、梁102を含んでいる。実施の形態のサイリスタスタックユニット1は、梁102上に搭載されて、盤内に据え付けられている。   FIG. 1 is a front view of a power converter 100 including a thyristor stack unit 1 according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the power conversion device 100 includes a frame 101 constituting a panel. The frame 101 includes a beam 102. The thyristor stack unit 1 of the embodiment is mounted on a beam 102 and installed in a panel.

図2は、実施の形態のサイリスタスタックユニット1の斜視図である。図3は、実施の形態のサイリスタスタックユニット1の正面図である。図4は、実施の形態のサイリスタスタックユニット1の右側面図である。図5は、実施の形態のサイリスタスタックユニット1の左側面図である。図6は、実施の形態のサイリスタスタックユニット1の背面図である。図7は、実施の形態のサイリスタスタックユニット1の上面図である。図8は、実施の形態のサイリスタスタックユニット1の下面図である。   FIG. 2 is a perspective view of the thyristor stack unit 1 according to the embodiment. FIG. 3 is a front view of the thyristor stack unit 1 according to the embodiment. FIG. 4 is a right side view of the thyristor stack unit 1 according to the embodiment. FIG. 5 is a left side view of the thyristor stack unit 1 according to the embodiment. FIG. 6 is a rear view of the thyristor stack unit 1 according to the embodiment. FIG. 7 is a top view of the thyristor stack unit 1 according to the embodiment. FIG. 8 is a bottom view of the thyristor stack unit 1 according to the embodiment.

図2〜8に示すように、サイリスタスタックユニット1は、サイリスタスタック2を備えている。サイリスタスタック2は、複数のサイリスタ素子3〜6を有している。サイリスタ素子3〜6は、概略円盤状の形状を有している。サイリスタスタック2は、複数のサイリスタ素子3〜6の積層方向を水平方向として配置された、横置きタイプのサイリスタスタックである。サイリスタ素子3〜6は、外部から間接または直接与えられた光または電気信号により、電流のオンとオフとを切り換える。   As shown in FIGS. 2 to 8, the thyristor stack unit 1 includes a thyristor stack 2. The thyristor stack 2 has a plurality of thyristor elements 3 to 6. The thyristor elements 3 to 6 have a substantially disk shape. The thyristor stack 2 is a horizontal thyristor stack in which the stacking direction of the plurality of thyristor elements 3 to 6 is arranged in the horizontal direction. The thyristor elements 3 to 6 switch the current on and off in response to light or an electric signal supplied indirectly or directly from the outside.

サイリスタスタック2は、複数の冷却フィン11〜18を有している。冷却フィン11〜18は、概略矩形箱状の形状を有している。冷却フィン11〜18は、外殻を成す断面形状矩形の底のない筒部の内側に複数のフィン体が配置され、筒部の内部への通風によりフィン体から熱を放出する、空冷式の冷却部材である。冷却フィン11〜18は、空冷式に限られず、水冷式であってもよい。   The thyristor stack 2 has a plurality of cooling fins 11 to 18. The cooling fins 11 to 18 have a substantially rectangular box shape. The cooling fins 11 to 18 are of an air-cooling type in which a plurality of fins are arranged inside a tubular section having a rectangular cross-section forming an outer shell and having no bottom, and heat is released from the fins by ventilation into the inside of the tubular section. It is a cooling member. The cooling fins 11 to 18 are not limited to the air-cooling type, and may be a water-cooling type.

サイリスタ素子3〜6と冷却フィン11〜18とは、交互に積層されている。サイリスタ素子3の両面に、冷却フィン11,12が接触している。サイリスタ素子4の両面に、冷却フィン13,14が接触している。サイリスタ素子5の両面に、冷却フィン15,16が接触している。サイリスタ素子6の両面に、冷却フィン17,18が接触している。冷却フィン11〜18は、サイリスタ素子3〜6で発生する熱を、外部に放熱する。   The thyristor elements 3 to 6 and the cooling fins 11 to 18 are alternately stacked. The cooling fins 11 and 12 are in contact with both surfaces of the thyristor element 3. The cooling fins 13 and 14 are in contact with both surfaces of the thyristor element 4. The cooling fins 15 and 16 are in contact with both surfaces of the thyristor element 5. The cooling fins 17 and 18 are in contact with both surfaces of the thyristor element 6. The cooling fins 11 to 18 radiate heat generated in the thyristor elements 3 to 6 to the outside.

複数の冷却フィン11〜18の上方に、冷却風仕切板99が設けられている。冷却風仕切板99は、後述する押さえ板21,23に取り付けられている。図7に示すように、冷却風仕切板99は、冷却フィン11〜18および後述する導体41〜45以外の、サイリスタスタック2の全体を覆っている。   A cooling air partition plate 99 is provided above the plurality of cooling fins 11 to 18. The cooling air partition plate 99 is attached to holding plates 21 and 23 described later. As shown in FIG. 7, the cooling air partition plate 99 covers the entire thyristor stack 2 except for the cooling fins 11 to 18 and conductors 41 to 45 described later.

冷却風仕切板99には、冷却フィン11〜18に対応する位置に貫通孔が形成されている。これにより、冷却風仕切板99が、冷却フィン11〜18を通過する冷却風の流れを妨げることはない。また冷却風仕切板99は、冷却のためにサイリスタスタック2へ供給される空気が、冷却フィン11〜18を通過せずに流れることを抑制している。これにより、冷却フィン11〜18から冷却風へ、より効率的に熱が伝達される。   In the cooling air partition plate 99, through holes are formed at positions corresponding to the cooling fins 11 to 18. Thus, the cooling air partition plate 99 does not obstruct the flow of the cooling air passing through the cooling fins 11 to 18. Further, the cooling wind partition plate 99 suppresses the air supplied to the thyristor stack 2 for cooling from flowing without passing through the cooling fins 11 to 18. Thereby, heat is more efficiently transmitted from the cooling fins 11 to 18 to the cooling air.

サイリスタ素子3〜6および冷却フィン11〜18の積層方向に見ると、サイリスタ素子3〜6は円形状であり、冷却フィン11〜18は矩形状である。積層方向に見たサイリスタ素子3〜6の成す円の直径は、積層方向に見た冷却フィン11〜18の成す矩形の短辺よりも、小さい。積層方向に見た冷却フィン11〜18の成す矩形は、積層方向に見たサイリスタ素子3〜6の成す円を内包している。   When viewed in the stacking direction of the thyristor elements 3 to 6 and the cooling fins 11 to 18, the thyristor elements 3 to 6 are circular, and the cooling fins 11 to 18 are rectangular. The diameter of the circle formed by the thyristor elements 3 to 6 in the stacking direction is smaller than the short side of the rectangle formed by the cooling fins 11 to 18 in the stacking direction. The rectangle formed by the cooling fins 11 to 18 viewed in the stacking direction includes the circle formed by the thyristor elements 3 to 6 viewed in the stacking direction.

複数のサイリスタ素子3〜6と複数の冷却フィン11〜18とを積層した積層体の、積層方向の両端部には、一対の押さえ板21,23が配置されている。押さえ板21は上記積層体の一方の端部に向き合い、押さえ板23は上記積層体の他方の端部に向き合っている。押さえ板21と上記積層体との間には、加圧板22が配置されている。押さえ板21,23および加圧板22は、平板状の形状を有している。   A pair of holding plates 21 and 23 are arranged at both ends in the stacking direction of a stacked body in which the plurality of thyristor elements 3 to 6 and the plurality of cooling fins 11 to 18 are stacked. The holding plate 21 faces one end of the stack, and the holding plate 23 faces the other end of the stack. A pressing plate 22 is disposed between the holding plate 21 and the laminate. The holding plates 21 and 23 and the pressing plate 22 have a flat plate shape.

押さえ板21,23および加圧板22の角部には、サイリスタ素子3〜6の積層方向に押さえ板21,23および加圧板22を貫通する孔が形成されている。冷却フィン11〜18の角部には、サイリスタ素子3〜6の積層方向に冷却フィン11〜18を貫通する孔が形成されている。これらの孔には、絶縁材料で棒状に作成された絶縁ロッド51,54,57,60が挿通されている。絶縁ロッド51,54,57,60は、サイリスタ素子3〜6の積層方向に延びている。   Holes are formed in the corners of the pressing plates 21 and 23 and the pressing plate 22 so as to penetrate the pressing plates 21 and 23 and the pressing plate 22 in the stacking direction of the thyristor elements 3 to 6. Holes penetrating through the cooling fins 11 to 18 in the stacking direction of the thyristor elements 3 to 6 are formed at the corners of the cooling fins 11 to 18. Insulated rods 51, 54, 57, and 60 made of an insulating material in a rod shape are inserted into these holes. The insulating rods 51, 54, 57, and 60 extend in the stacking direction of the thyristor elements 3 to 6.

絶縁ロッド51,54,57,60の一方端は、押さえ板23に形成された孔を貫通して、押さえ板23に固定されている。絶縁ロッド51,54,57,60の他方端は、加圧板22に形成された孔を貫通し、さらに押さえ板21を貫通し、押さえ板21に取り付けられたナット52,53,55,56,58,59,61,62によって固定されている。これにより絶縁ロッド51,54,57,60は、冷却フィン11〜18の位置決めを行なっている。   One end of each of the insulating rods 51, 54, 57, and 60 passes through a hole formed in the holding plate 23 and is fixed to the holding plate 23. The other ends of the insulating rods 51, 54, 57, 60 pass through holes formed in the pressing plate 22, further penetrate the holding plate 21, and nuts 52, 53, 55, 56, attached to the holding plate 21. 58, 59, 61, and 62. Thus, the insulating rods 51, 54, 57, and 60 position the cooling fins 11 to 18.

加圧板22は、絶縁ロッド51,54,57,60に沿って、サイリスタ素子3〜6の積層方向に移動可能に設けられている。押さえ板21と加圧板22との間には、皿ばね34が配置されている。皿ばね34は、リング状の形状を有している。加圧板22には、押さえ板21に向く面から突き出る突起部が形成されている。この突起部がリング状の皿ばね34の中空部に挿入されて、皿ばね34は加圧板22に取り付けられている。加圧板22の突起部は中空に形成されており、その内周面には雌ねじが形成されている。   The pressure plate 22 is provided movably in the stacking direction of the thyristor elements 3 to 6 along the insulating rods 51, 54, 57, 60. A disc spring 34 is arranged between the pressing plate 21 and the pressing plate 22. The disc spring 34 has a ring-like shape. The pressing plate 22 is formed with a protrusion protruding from a surface facing the pressing plate 21. This projection is inserted into the hollow portion of the ring-shaped disc spring 34, and the disc spring 34 is attached to the pressure plate 22. The protrusion of the pressing plate 22 is formed in a hollow shape, and a female screw is formed on an inner peripheral surface thereof.

センターボルト32は、頭部と、雄ねじが外周面に形成された軸部とを有する、加圧ボルトである。センターボルト32の頭部は、押さえ板21よりもサイリスタ素子3〜6の積層体から離れて配置されている。センターボルト32の軸部は、押さえ板21を貫通し、加圧板22の突起部の雌ねじに螺合して、加圧板22を貫通して配置されている。センターボルト32の軸部の先端面は、凹面状、典型的には凹の球面状に形成されている。   The center bolt 32 is a pressure bolt having a head and a shaft having an external thread formed on the outer peripheral surface. The head of the center bolt 32 is located farther from the stacked body of the thyristor elements 3 to 6 than the holding plate 21. The shaft portion of the center bolt 32 penetrates the holding plate 21, is screwed into the female screw of the projection of the pressing plate 22, and is disposed so as to pass through the pressing plate 22. The tip surface of the shaft portion of the center bolt 32 is formed in a concave shape, typically a concave spherical shape.

加圧板22と冷却フィン11との間には、加圧板22に向く面が凹の球面状に形成された球面座38が設けられている。球面座38の中央部には、球状の鋼球36が、球面座38に対して回転可能に配置されている。センターボルト32の軸部の先端面は、鋼球36に当接している。   Between the pressurizing plate 22 and the cooling fins 11, a spherical seat 38 having a concave spherical surface facing the pressurizing plate 22 is provided. A spherical steel ball 36 is disposed at the center of the spherical seat 38 so as to be rotatable with respect to the spherical seat 38. The tip surface of the shaft of the center bolt 32 is in contact with the steel ball 36.

球面座38と冷却フィン11との間には、導体41が配置されている。冷却フィン12,13の間には、導体42が配置されている。冷却フィン14,15の間には、導体43が配置されている。冷却フィン16,17の間には、導体44が配置されている。冷却フィン18と押さえ板23との間には、導体45が配置されている。導体41〜45は、導電性材料で形成されている。   A conductor 41 is arranged between the spherical seat 38 and the cooling fin 11. A conductor 42 is arranged between the cooling fins 12 and 13. A conductor 43 is arranged between the cooling fins 14 and 15. A conductor 44 is arranged between the cooling fins 16 and 17. A conductor 45 is arranged between the cooling fin 18 and the holding plate 23. The conductors 41 to 45 are formed of a conductive material.

押さえ板21の外側面には、平板材が折り曲げられてL字状に形成されたブラケット64が取り付けられている。ブラケット64の下側には、絶縁材料で形成された碍子67,68が取り付けられている。押さえ板23の外側面には、平板材が折り曲げられてL字状に形成されたブラケット65が取り付けられている。ブラケット65の下側には、絶縁材料で形成された碍子69,70が取り付けられている。   A bracket 64 formed by bending a flat plate material and forming an L-shape is attached to the outer side surface of the holding plate 21. At the lower side of the bracket 64, insulators 67 and 68 made of an insulating material are attached. A bracket 65 formed by bending a flat plate material and forming an L-shape is attached to the outer surface of the holding plate 23. Under the bracket 65, insulators 69, 70 formed of an insulating material are attached.

上記の構成を備えるサイリスタスタック2では、皿ばね34が押さえ板21と加圧板22との間で弾性変形しており、サイリスタ素子3〜6の積層方向において皿ばね34が縮んでいる。弾性変形した皿ばね34が形状を復元しようとする復元力が、加圧板22を経由して、サイリスタ素子3〜6および冷却フィン11〜18の積層体に作用する。複数のサイリスタ素子3〜6と複数の冷却フィン11〜18とは、皿ばね34の復元力によって、両者が互いに密着するような力を負荷されている。   In the thyristor stack 2 having the above-described configuration, the disc spring 34 is elastically deformed between the pressing plate 21 and the pressing plate 22, and the disc spring 34 is contracted in the stacking direction of the thyristor elements 3 to 6. The restoring force of the elastically deformed disc spring 34 for restoring the shape acts on the stacked body of the thyristor elements 3 to 6 and the cooling fins 11 to 18 via the pressure plate 22. The plurality of thyristor elements 3 to 6 and the plurality of cooling fins 11 to 18 are loaded by the restoring force of the disc springs 34 so that they are in close contact with each other.

サイリスタスタックユニット1は、架台80をさらに備えている。上述したサイリスタスタック2は、架台80に搭載されている。架台80は、直方体枠状の形状を有している。架台80は、矩形状の上枠81と、矩形状の下枠82と、上枠81と下枠82とを連結する複数の柱体83とを有している。柱体83は、矩形状の上枠81および下枠82の、少なくとも角部に設けられている。柱体83は、矩形状の上枠81および下枠82の長辺部分に設けられていてもよい。柱体83は、矩形状の上枠81および下枠82の長辺の中央部分に設けられていてもよい。   The thyristor stack unit 1 further includes a gantry 80. The thyristor stack 2 described above is mounted on a gantry 80. The gantry 80 has a rectangular parallelepiped frame shape. The gantry 80 has a rectangular upper frame 81, a rectangular lower frame 82, and a plurality of pillars 83 connecting the upper frame 81 and the lower frame 82. The pillar 83 is provided at least at a corner of the rectangular upper frame 81 and lower frame 82. The column 83 may be provided on the long sides of the rectangular upper frame 81 and lower frame 82. The column 83 may be provided at the center of the long sides of the rectangular upper frame 81 and lower frame 82.

架台80の長手方向は、矩形状の上枠81および下枠82の長辺の延びる方向である。架台80の長手方向は、サイリスタスタック2のサイリスタ素子3〜6および冷却フィン11〜18の積層方向と、一致している。   The longitudinal direction of the gantry 80 is a direction in which the long sides of the rectangular upper frame 81 and the lower frame 82 extend. The longitudinal direction of the gantry 80 matches the stacking direction of the thyristor elements 3 to 6 and the cooling fins 11 to 18 of the thyristor stack 2.

サイリスタスタック2は、上枠81に載置されている。サイリスタスタック2の碍子67〜70は、架台80の上枠81と接触している。碍子67〜70は、架台80に対しサイリスタスタック2を固定している。碍子67〜70は、サイリスタ素子3〜6を架台80に対して電気的に絶縁している。碍子67〜70は矩形状の上枠81の角部の上面に固定されており、これによりサイリスタスタック2と架台80とは一体の構造物とされている。   The thyristor stack 2 is placed on the upper frame 81. The insulators 67 to 70 of the thyristor stack 2 are in contact with the upper frame 81 of the gantry 80. The insulators 67 to 70 fix the thyristor stack 2 to the gantry 80. The insulators 67 to 70 electrically insulate the thyristor elements 3 to 6 from the gantry 80. The insulators 67 to 70 are fixed to the upper surfaces of the corners of the rectangular upper frame 81, so that the thyristor stack 2 and the gantry 80 are formed as an integrated structure.

矩形状の下枠82の一対の短辺に、端子サポート85が設けられている。端子サポート85には、端子台84が取り付けられている。   Terminal supports 85 are provided on a pair of short sides of the rectangular lower frame 82. A terminal block 84 is attached to the terminal support 85.

下枠82には、ローラ86〜89が、下枠82に対して回転可能に取り付けられている。ローラ86〜89は、矩形状の下枠82の長辺の外側面に設けられている。ローラ86,87は、架台80の長手方向の一方端に配置されている。ローラ88,89は、架台80の長手方向の他方端に配置されている。ローラ86〜89は、架台80の載置面、本実施の形態の場合梁102(図1)に対しての、架台80の相対移動を容易にするために、設けられている。ローラ86〜89を有することにより、架台80は、架台80の長手方向、すなわちサイリスタ素子3〜6の積層方向に、容易に移動可能に構成されている。   Rollers 86 to 89 are attached to the lower frame 82 so as to be rotatable with respect to the lower frame 82. The rollers 86 to 89 are provided on the outer surface of the long side of the rectangular lower frame 82. The rollers 86 and 87 are arranged at one end of the gantry 80 in the longitudinal direction. The rollers 88 and 89 are arranged at the other end in the longitudinal direction of the gantry 80. The rollers 86 to 89 are provided for facilitating relative movement of the gantry 80 with respect to the mounting surface of the gantry 80, or the beam 102 (FIG. 1) in the present embodiment. With the rollers 86 to 89, the gantry 80 is configured to be easily movable in the longitudinal direction of the gantry 80, that is, in the stacking direction of the thyristor elements 3 to 6.

矩形状の下枠82の長辺の外側面に、ブラケット90が固定されている。ブラケット90は、ローラ86,87の間、およびローラ88,89の間に、配置されている。ブラケット90は、サイリスタスタックユニット1を盤内に固定するために、設けられている。ブラケット90に形成された貫通孔を貫通してボルトが梁102に固定されることにより、サイリスタスタックユニット1は梁102に固定される。   A bracket 90 is fixed to the outer surface of the long side of the rectangular lower frame 82. The bracket 90 is disposed between the rollers 86 and 87 and between the rollers 88 and 89. The bracket 90 is provided to fix the thyristor stack unit 1 in the panel. The thyristor stack unit 1 is fixed to the beam 102 by fixing the bolt to the beam 102 through a through hole formed in the bracket 90.

サイリスタスタックユニット1は、複数の電気機器93〜96をさらに備えている。電気機器93〜96は、たとえばゲートパルストランスであってもよい。電気機器93〜96は、上枠81、下枠82および柱体83によって囲まれる空間の内部に、少なくともその一部が収容されている。電気機器93〜96の一部は、架台80から、サイリスタスタック2に向かって突出している。   The thyristor stack unit 1 further includes a plurality of electric devices 93 to 96. The electric devices 93 to 96 may be, for example, gate pulse transformers. At least a part of the electric devices 93 to 96 is housed in a space surrounded by the upper frame 81, the lower frame 82, and the pillar 83. Some of the electric devices 93 to 96 project from the gantry 80 toward the thyristor stack 2.

架台80の下枠82は、短辺方向に延びる複数の梁部82B(図8)を有している。電気機器93〜96は、梁部82Bに搭載されて、下枠82によって支持されている。図3,6に示すように、サイリスタ素子3〜6の積層方向に見て、碍子67〜70と電気機器93〜96とが重畳している。   The lower frame 82 of the gantry 80 has a plurality of beams 82B (FIG. 8) extending in the short side direction. The electric devices 93 to 96 are mounted on the beam 82 </ b> B and supported by the lower frame 82. As shown in FIGS. 3 and 6, the insulators 67 to 70 and the electric devices 93 to 96 overlap when viewed in the stacking direction of the thyristor elements 3 to 6.

サイリスタスタックユニット1は、サイリスタ素子3〜6と電気機器93〜96とを電気的に接続する配線73〜76を、さらに備えている。   The thyristor stack unit 1 further includes wirings 73 to 76 for electrically connecting the thyristor elements 3 to 6 to the electric devices 93 to 96.

配線73は、サイリスタ素子3と電気機器93とを接続している。サイリスタ素子3から架台80に向かって配線73が延びており、配線73の先端が電気機器93に接続されている。   The wiring 73 connects the thyristor element 3 and the electric device 93. The wiring 73 extends from the thyristor element 3 toward the gantry 80, and the tip of the wiring 73 is connected to the electric device 93.

配線74は、サイリスタ素子4と電気機器94とを接続している。サイリスタ素子4から架台80に向かって配線74が延びており、配線74の先端が電気機器94に接続されている。   The wiring 74 connects the thyristor element 4 and the electric device 94. The wiring 74 extends from the thyristor element 4 toward the gantry 80, and the tip of the wiring 74 is connected to the electric device 94.

配線75は、サイリスタ素子5と電気機器95とを接続している。サイリスタ素子5から架台80に向かって配線75が延びており、配線75の先端が電気機器95に接続されている。   The wiring 75 connects the thyristor element 5 and the electric device 95. The wiring 75 extends from the thyristor element 5 toward the gantry 80, and the tip of the wiring 75 is connected to the electric device 95.

配線76は、サイリスタ素子6と電気機器96とを接続している。サイリスタ素子6から架台80に向かって配線76が延びており、配線76の先端が電気機器96に接続されている。   The wiring 76 connects the thyristor element 6 and the electric device 96. A wiring 76 extends from the thyristor element 6 toward the gantry 80, and a distal end of the wiring 76 is connected to the electric device 96.

架台80の上枠81の上面には、複数、より具体的には電気機器93〜96と同数の、絶縁サポート98が固定されている。サイリスタ素子3〜6から架台80へ向かって延びる配線73〜76を、電気機器93〜96に直接接続してもよいが、たとえば電気機器の全体が架台80の内部に収容される場合などに、配線を絶縁サポート98で支持することも可能である。   On the upper surface of the upper frame 81 of the gantry 80, a plurality of, more specifically, the same number of insulating supports 98 as the electric devices 93 to 96 are fixed. The wirings 73 to 76 extending from the thyristor elements 3 to 6 to the mount 80 may be directly connected to the electric devices 93 to 96. For example, when the entire electric device is housed inside the mount 80, The wiring can be supported by the insulating support 98.

以上説明したサイリスタスタックユニット1は、架台80と、架台80に搭載されたサイリスタスタック2と、架台80に少なくとも一部が収容された電気機器93〜96とを備えている。サイリスタスタック2と電気機器93〜96とが一体化されているので、架台80を移動させることによって、サイリスタスタック2と電気機器93〜96とを一体として移動することができる。   The thyristor stack unit 1 described above includes a gantry 80, a thyristor stack 2 mounted on the gantry 80, and electric devices 93 to 96 at least partially housed in the gantry 80. Since the thyristor stack 2 and the electric devices 93 to 96 are integrated, the thyristor stack 2 and the electric devices 93 to 96 can be integrally moved by moving the gantry 80.

いずれかのサイリスタ素子3〜6を交換する場合、作業者は、交換対象のサイリスタ素子3〜6を有するサイリスタスタックユニット1を電力変換装置100のフレーム101(図1)から引き出し、新たなサイリスタスタックユニット1をフレーム101内へ移動して据え付ける。   When any one of the thyristor elements 3 to 6 is replaced, the operator pulls out the thyristor stack unit 1 having the thyristor elements 3 to 6 to be replaced from the frame 101 (FIG. 1) of the power conversion device 100, and replaces the new thyristor stack. The unit 1 is moved into the frame 101 and installed.

交換対象のサイリスタスタックユニット1を引き出す際に、サイリスタスタック2と電気機器93〜96とを接続する配線73〜76を取り外す必要がない。新たなサイリスタスタックユニット1では、サイリスタスタック2と電気機器93〜96とが配線73〜76によって予め接続されているので、サイリスタスタックユニット1をフレーム101内へ移動した後に配線73〜76を接続する必要がない。配線73〜76の取り外しおよび接続を、フレーム101の外部で行なうことができ、フレーム101内で配線73〜76を取り外したり接続したりする煩雑な作業を必要としない。したがって、サイリスタスタック2の交換作業を簡素化できるので、作業効率を向上できるとともに作業時間を短縮することができる。   When pulling out the thyristor stack unit 1 to be replaced, there is no need to remove the wires 73 to 76 connecting the thyristor stack 2 and the electric devices 93 to 96. In the new thyristor stack unit 1, since the thyristor stack 2 and the electric devices 93 to 96 are connected in advance by the wires 73 to 76, the wires 73 to 76 are connected after the thyristor stack unit 1 is moved into the frame 101. No need. The removal and connection of the wirings 73 to 76 can be performed outside the frame 101, and the complicated work of removing and connecting the wirings 73 to 76 in the frame 101 is not required. Therefore, the replacement operation of the thyristor stack 2 can be simplified, so that the operation efficiency can be improved and the operation time can be shortened.

また図2〜6に示すように、電気機器93〜96は、その一部が、サイリスタスタック2に向かって架台80から突出している。サイリスタ素子3〜6と架台80との電気的絶縁を達成するために、サイリスタ素子3〜6と架台80との間の空間距離を確保する必要があり、サイリスタ素子3〜6は架台80から離れて配置されている。サイリスタ素子3〜6と架台80との間には、中空空間が形成されている。この中空空間に電気機器93〜96の一部を配置することにより、電気機器93〜96を設置するために必要なスペースを低減できるので、サイリスタスタックユニット1の外形寸法を小さくでき、小型化され取扱いの容易なサイリスタスタックユニット1を実現することができる。加えて、サイリスタ素子3〜6と電気機器93〜96とを接続する配線73〜76の長さを短くすることができる。   Further, as shown in FIGS. 2 to 6, some of the electric devices 93 to 96 project from the gantry 80 toward the thyristor stack 2. In order to achieve electrical insulation between the thyristor elements 3 to 6 and the gantry 80, it is necessary to secure a spatial distance between the thyristor elements 3 to 6 and the gantry 80, and the thyristor elements 3 to 6 are separated from the gantry 80. It is arranged. A hollow space is formed between the thyristor elements 3 to 6 and the gantry 80. By arranging a part of the electric devices 93 to 96 in this hollow space, the space required for installing the electric devices 93 to 96 can be reduced, so that the outer dimensions of the thyristor stack unit 1 can be reduced, and the size can be reduced. A thyristor stack unit 1 that is easy to handle can be realized. In addition, the lengths of the wirings 73 to 76 connecting the thyristor elements 3 to 6 and the electric devices 93 to 96 can be reduced.

また図3,6に示すように、サイリスタ素子3〜6の積層方向(図3,6中の紙面垂直方向)に見て、サイリスタ素子3〜6を架台80に対し電気的に絶縁するための碍子67〜70と、電気機器93〜96とが重畳している。これにより、サイリスタ素子3〜6と架台80との間の中空空間に電気機器93〜96の一部が配置された構成を、確実に実現することができる。   Also, as shown in FIGS. 3 and 6, the thyristor elements 3 to 6 are electrically insulated from the gantry 80 when viewed in the stacking direction of the thyristors 3 to 6 (perpendicular to the paper surface in FIGS. 3 and 6). Insulators 67 to 70 and electric devices 93 to 96 overlap. Thereby, the configuration in which a part of the electric devices 93 to 96 is arranged in the hollow space between the thyristor elements 3 to 6 and the gantry 80 can be reliably realized.

また架台80は、サイリスタ素子3〜6の積層方向(図1中の紙面垂直方向)に移動可能に構成されている。このようにすれば、フレーム101内の、サイリスタスタックユニット1の移動のために確保しておく必要のあるスペースを低減できるので、電力変換装置100の小型化を達成できる。   The gantry 80 is configured to be movable in the stacking direction of the thyristor elements 3 to 6 (the direction perpendicular to the plane of FIG. 1). In this way, the space in the frame 101 that needs to be secured for the movement of the thyristor stack unit 1 can be reduced, and the power converter 100 can be downsized.

交換対象のサイリスタ素子3〜6を含むサイリスタスタックユニット1をフレーム101外へ引き出した後、サイリスタスタック2から交換対象のサイリスタ素子が取り外され、予備のサイリスタ素子が新たにサイリスタスタック2に取り付けられる。このとき、センターボルト32を回転させ、センターボルト32の軸部が加圧板22から冷却フィン11側へ突出する長さを短くすることにより、複数のサイリスタ素子3〜6と複数の冷却フィン11〜18との積層体に負荷される力が小さくなる。センターブロックのセンターボルト32の軸部の先端面が鋼球36から離れると、複数のサイリスタ素子3〜6と複数の冷却フィン11〜18とは、皿ばね34の復元力から解放される。この状態で、サイリスタ素子を個別に交換することが容易に可能になる。   After the thyristor stack unit 1 including the thyristor elements 3 to 6 to be replaced is pulled out of the frame 101, the thyristor element to be replaced is removed from the thyristor stack 2 and a spare thyristor element is newly attached to the thyristor stack 2. At this time, the plurality of thyristor elements 3 to 6 and the plurality of cooling fins 11 to 6 are rotated by rotating the center bolt 32 to shorten the length of the shaft of the center bolt 32 protruding from the pressure plate 22 toward the cooling fin 11. 18 and the force applied to the laminate. When the tip surface of the shaft portion of the center bolt 32 of the center block moves away from the steel ball 36, the plurality of thyristor elements 3 to 6 and the plurality of cooling fins 11 to 18 are released from the restoring force of the disc spring 34. In this state, the thyristor elements can be easily replaced individually.

サイリスタ素子を交換されたサイリスタスタックユニット1は、新たな予備のサイリスタスタックユニットとして保管され、次回以降のサイリスタスタックユニットの交換の際に使用される。   The thyristor stack unit 1 whose thyristor element has been replaced is stored as a new spare thyristor stack unit, and is used at the time of replacement of the thyristor stack unit in the next and subsequent times.

以上のように実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態は全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説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。   Although the embodiments have been described as above, the embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 サイリスタスタックユニット、2 サイリスタスタック、3〜6 サイリスタ素子、11〜18 冷却フィン、21,23 押さえ板、22 加圧板、32 センターボルト、34 皿ばね、36 鋼球、38 球面座、41〜45 導体、51,54,57,60 絶縁ロッド、52,53,55,56,58,59,61,62 ナット、64,65,90 ブラケット、67〜70 碍子、73〜76 配線、80 架台、81 上枠、82 下枠、82B 梁部、83 柱体、84 端子台、85 端子サポート、86〜89 ローラ、93〜96 電気機器、98 絶縁サポート、99 冷却風仕切板、100 電力変換装置、101 フレーム、102 梁。   REFERENCE SIGNS LIST 1 thyristor stack unit, 2 thyristor stack, 3 to 6 thyristor element, 11 to 18 cooling fin, 21 and 23 holding plate, 22 pressing plate, 32 center bolt, 34 disc spring, 36 steel ball, 38 spherical seat, 41 to 45 Conductor, 51, 54, 57, 60 Insulating rod, 52, 53, 55, 56, 58, 59, 61, 62 Nut, 64, 65, 90 Bracket, 67-70 insulator, 73-76 Wiring, 80 mounting, 81 Upper frame, 82 Lower frame, 82B Beam, 83 Column, 84 Terminal block, 85 Terminal support, 86-89 Roller, 93-96 Electrical equipment, 98 Insulation support, 99 Cooling wind divider, 100 Power converter, 101 Frame, 102 beams.

Claims (5)

複数のサイリスタ素子を積層したサイリスタスタックと、
前記サイリスタスタックを搭載する、矩形状の上枠と、矩形状の下枠と、前記上枠と前記下枠とを連結する複数の柱体とを有する直方体枠状の架台と、
前記架台に収容され、前記下枠によって支持され、前記サイリスタ素子の真下に配置された複数の電気機器と、
前記サイリスタ素子と前記電気機器とを電気的に接続する配線とを備え、
前記架台の移動に伴って、前記サイリスタスタックと前記電気機器とが一体で移動する、サイリスタスタックユニット。
A thyristor stack in which a plurality of thyristor elements are stacked,
The thyristor stack is mounted, a rectangular upper frame, a rectangular lower frame, a rectangular frame-shaped mount having a plurality of pillars connecting the upper frame and the lower frame ,
A plurality of electrical devices housed in the gantry, supported by the lower frame, and disposed immediately below the thyristor element ,
A wiring for electrically connecting the thyristor element and the electric device,
A thyristor stack unit in which the thyristor stack and the electric device move integrally as the gantry moves.
前記電気機器は、前記サイリスタスタックに向かって一部が前記架台から突出している、請求項1に記載のサイリスタスタックユニット。   The thyristor stack unit according to claim 1, wherein a part of the electric device projects from the gantry toward the thyristor stack. 前記サイリスタ素子を前記架台に対し絶縁する碍子をさらに備え、
前記サイリスタ素子の積層方向に見て、前記碍子と前記電気機器とが重畳している、請求項2に記載のサイリスタスタックユニット。
Further comprising an insulator for insulating the thyristor element from the gantry,
3. The thyristor stack unit according to claim 2, wherein the insulator and the electric device overlap with each other when viewed in a stacking direction of the thyristor elements. 4.
前記架台は、前記サイリスタ素子の積層方向に移動可能である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のサイリスタスタックユニット。   The thyristor stack unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the mount is movable in a stacking direction of the thyristor elements. 前記架台は、前記上枠の上面に固定された、前記電気機器と同数の絶縁サポートを有する、請求項1に記載のサイリスタスタックユニット。2. The thyristor stack unit according to claim 1, wherein the gantry has the same number of insulating supports as the number of the electric devices fixed to the upper surface of the upper frame. 3.
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