(57)【要約】【課題】電流平滑回路を構成するリアクトルの発生する振動と、それによる騒音の発生を効果的に抑制した系統連系発電装置を提供する。【解決手段】系統連系発電装置は、太陽電池で発電した直流電力を昇圧回路で昇圧した後、インバータ回路で交流電力に変換し、電流平滑回路を介して交流電源系統に接続する。電流平滑回路を構成するリアクトル３１と、リアクトルを内蔵する連系装置ケース２と、リアクトルを連系装置ケースに固定するための固定具４を備える。固定具は、リアクトルが取り付けられる取付壁５Ａと、取付壁の端部を連系装置ケース側に折曲した後、外側に折曲して構成されたフランジ５Ｂと、フランジを、吸振材８を介して連系装置ケースに着脱可能に固定するボルト７と、取付壁に取り付けられたリアクトルを被覆するカバー６とを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電手段で発電した直流電力を昇圧回路で昇圧した後、インバータ回路で交流電力に変換し、電流平滑回路を介して交流電源系統に接続する系統連系発電装置において、
前記電流平滑回路を構成するリアクトルと、該リアクトルを内蔵する連系装置ケースと、前記リアクトルを前記連系装置ケースに固定するための固定具とを備え、
該固定具は、前記リアクトルが取り付けられる取付壁と、該取付壁の端部を前記連系装置ケース側に折曲した後、外側に折曲して構成されたフランジと、該フランジを、吸振材を介して前記連系装置ケースに着脱可能に固定するボルトと、前記取付壁に取り付けられた前記リアクトルを被覆するカバーとを有することを特徴とする系統連系発電装置。
【請求項２】
前記カバーは、間隔を存して前記リアクトルを被覆することを特徴とする請求項１に記載の系統連系発電装置。
【請求項３】
前記フランジは、前記取付壁に連続する第1の折曲壁と、該第１の折曲壁から連続して外側に向かう第２の折曲壁とから成り、該第２の折曲壁の縁部に切欠が形成されると共に、前記吸振材は前記切欠に係合され、前記ボルトは前記切欠内において前記吸振材を貫通し、前記連系装置ケースに固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の系統連系発電装置。
【請求項４】
前記カバーは、前記第１の折曲壁に取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の系統連系発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電手段にて発電した電力を、交流電源系統へ接続する系統連系発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年地球環境問題の解決に寄与するため、家庭や事務所等には太陽電池や風力発電装置、燃料電池やＧＨＰ等の発電手段が設置されるようになってきている。そして、発電手段にて発電された電力を自家使用すると共に、余剰となった電力は交流電源系統へ回生することができるように構成された系統連系装置（パワーコンディショナーと称される）を備えた系統連系発電装置の開発が活発化している。
【０００３】
係る系統連系発電装置では、例えば太陽電池にて発電された直流電力を昇圧回路にて昇圧した後、この昇圧された直流電力をインバータ回路により交流電源系統の交流電力と略同一の交流電力に変換し、電流平滑回路を介して交流電源系統に接続するかたちとなる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−９３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、系統連系発電装置を構成する電流平滑回路は、通常リアクトルとコンデンサにて構成されるが、このリアクトルは通電されると振動を発生する。そして、このリアクトルの振動が当該リアクトルを内蔵するケースに伝達され、当該ケースが振動して騒音を発する問題があった。
【０００６】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、電流平滑回路を構成するリアクトルの発生する振動と、それによる騒音の発生を効果的に抑制した系統連系発電装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の系統連系発電装置は、発電手段で発電した直流電力を昇圧回路で昇圧した後、インバータ回路で交流電力に変換し、電流平滑回路を介して交流電源系統に接続するものであって、電流平滑回路を構成するリアクトルと、このリアクトルを内蔵する連系装置ケースと、リアクトルを連系装置ケースに固定するための固定具とを備え、この固定具は、リアクトルが取り付けられる取付壁と、この取付壁の端部を連系装置ケース側に折曲した後、外側に折曲して構成されたフランジと、このフランジを、吸振材を介して連系装置ケースに着脱可能に固定するボルトと、取付壁に取り付けられたリアクトルを被覆するカバーとを有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明の系統連系発電装置は、上記においてカバーは、間隔を存してリアクトルを被覆することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明の系統連系発電装置は、上記各発明においてフランジは、取付壁に連続する第1の折曲壁と、この第１の折曲壁から連続して外側に向かう第２の折曲壁とから成り、この第２の折曲壁の縁部に切欠が形成されると共に、吸振材は切欠に係合され、ボルトは切欠内において吸振材を貫通し、連系装置ケースに固定されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明の系統連系発電装置は、上記においてカバーは、第１の折曲壁に取り付けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、発電手段で発電した直流電力を昇圧回路で昇圧した後、インバータ回路で交流電力に変換し、電流平滑回路を介して交流電源系統に接続する系統連系発電装置において、電流平滑回路を構成するリアクトルと、このリアクトルを内蔵する連系装置ケースと、リアクトルを連系装置ケースに固定するための固定具とを備え、この固定具は、リアクトルが取り付けられる取付壁と、この取付壁の端部を連系装置ケース側に折曲した後、外側に折曲して構成されたフランジと、このフランジを、吸振材を介して連系装置ケースに着脱可能に固定するボルトと、取付壁に取り付けられたリアクトルを被覆するカバーとを有しているので、リアクトルは、連系装置ケースの壁面から離間し、且つ、吸振材が介在したかたちで当該連系装置ケース内に固定されることになる。
【００１２】
これにより、リアクトルから発生する振動が連系装置ケースに伝達され、連系装置ケースそのものが振動して他の電気部品に悪影響を与える不都合や、騒音の発生を効果的に抑制することが可能となる。また、リアクトルはカバーにて被覆されるので、リアクトルそのものから発生する騒音も抑制することができるようになるものである。
【００１３】
また、請求項２の発明によれば、上記に加えてカバーは、間隔を存してリアクトルを被覆するようにしたので、所謂マフラー効果によってリアクトルから発生する音をより効果的に低減することができるようになるものである。
【００１４】
また、請求項３の発明によれば、上記各発明においてフランジを、取付壁に連続する第1の折曲壁と、この第１の折曲壁から連続して外側に向かう第２の折曲壁とから構成し、この第２の折曲壁の縁部に切欠を形成すると共に、吸振材を切欠に係合し、ボルトは切欠内において吸振材を貫通し、連系装置ケースに固定したので、固定具のフランジに吸振材を容易に係合させ、ボルトにて連系装置ケースに固定することができるようになり、組立作業性が向上するものである。
【００１５】
また、請求項４の発明によれば、上記に加えてカバーを、第１の折曲壁に取り付けるようにしたので、カバーを例えばフランジの第２の折曲壁に取り付ける場合に比して、カバーがフランジと連系装置ケースとの固定に干渉することが無くなり、より一層組立作業性が改善されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用した一実施形態の系統連系発電装置を構成する系統連系装置の内部構成を示す図である。
【図２】図１の系統連系装置のリアクトル部分の一部縦断拡大図である。
【図３】本発明を適用した一実施形態の系統連系発電装置の電気回路図である。
【図４】図１の系統連系装置のリアクトル部分の拡大平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００１８】
先ず、図３の電気回路図に示すように、本実施例の系統連系発電装置１は、発電手段としての太陽電池１１と系統連系装置１２とを有して構成されており、この系統連系装置１２が交流電源系統１３の単相三線に接続（連系）される。系統連系発電装置１は、太陽電池１１（発電手段）が太陽光により発電した直流電力を、系統連系装置１２により交流電力に変換し、交流電源系統１３に供給（回生）可能とされている。
【００１９】
太陽電池１１は、多数の太陽電池セルを有して構成されており、これら個々の太陽電池セルが太陽光を受けて直流電力を発生（発電）する。
【００２０】
一方、系統連系装置１２は、昇圧回路１４、インバータ回路１５、電流平滑回路１６、及び、マイクロコンピュータから構成された制御装置１７を有して構成されている。この制御装置１７に、インバータ出力電流検出センサ２１、太陽電池電流検出センサ４１、ＤＣ地絡検出センサ４２が接続されている。
【００２１】
昇圧回路１４は、太陽電池１１にて発電された不安定な直流電力を、ノイズフィルタ４４を介して入力し、交流電源系統１３の系統電圧よりも大きな電圧に昇圧するものであり、平滑コンデンサ２２、チョークコイル２３、スイッチ回路２４、ダイオード２５、及び、コンデンサ２６を有して構成されている。尚、４６はノイズフィルタ４４の入力側に設けられた雷保護用のアレスタ、４７は太陽電池１１と昇圧回路１４間に介設された発電手段側パワーリレーである。
【００２２】
前記平滑コンデンサ２２は、スイッチ回路２４に入力される直流電力を平滑する。スイッチ回路２４は、スイッチング素子２７、及び、ダイオード２８にて構成されている。スイッチング素子２７としては、パワートランジスタ、パワーＭＯＳＦＥＴ、又は、ＩＧＢＴ等が使用される。このスイッチング素子２７のＯＮ、ＯＦＦ操作（ゲートドライブ）により、チョークコイル２３に昇圧された電圧が発生する。また、コンデンサ２６は、チョークコイル２３によって発生した高電圧電力を蓄える。ダイオード２５は、コンデンサ２６に蓄えられた高電圧電力の逆流を防止するものである。
【００２３】
スイッチング素子２７をＯＮ操作する時間（ＯＮデューティ）を調整することにより、昇圧回路１４が昇圧する昇圧電力が制御される。即ち、交流電源系統１３の系統電圧が例えばＡＣ２００Ｖであった場合、その波高値（ピーク値）はプラスマイナス２８０Ｖになるので、系統連系装置１２から交流電力を交流電源系統１３へ回生させるためには、昇圧回路１４による昇圧電圧は、前記波高値の絶対値（２８０Ｖ）以上に設定される必要がある。実際には、昇圧回路１４による昇圧電圧は、後述するインバータ回路１５のスイッチング素子２９のＯＮ抵抗や電流平滑回路１６のリアクトル３１の抵抗を考慮して、２８０Ｖよりも２０Ｖ乃至３０Ｖ高い値に設定される。
【００２４】
前記インバータ回路１５は、複数のスイッチング素子２９がブリッジ接続され、各スイッチング素子２９に対応してダイオード３０（フライホイールダイオード）が設けられて構成されており、昇圧回路１４にて昇圧された直流電力を、交流電源系統１３の交流電力と略一致した位相及び周波数の正弦波形を有する交流電力に変換するものである。
【００２５】
即ち、インバータ回路１５は、スイッチング素子２９をＯＮ、ＯＦＦ操作（ゲートドライブ）することにより、昇圧回路１４から入力された直流電力をパルス幅変調して交流電力に変換する。更に、このインバータ回路１５から出力された交流電力（交流電流、交流電圧）の波形が、交流電源系統１３における系統電圧の交流電圧波形と一致するように、スイッチング素子２９をＯＮ操作する時間（ＯＮデューティ）が調整される。これにより、インバータ回路１５から出力された交流電力の位相、及び、周波数が、交流電源系統１３の系統電力のそれらと略一致することになる。
【００２６】
前記電流平滑回路１６は、二つのリアクトル３１、３１、及び、コンデンサ３２によって構成され、インバータ回路１５にて変換された交流電力を平滑する。この電流平滑回路１６にて平滑された交流電力が、ノイズフィルタ４８、系統側パワーリレー４９、ブレーカ５１、系統接続端子５３を介して交流電源系統１３へ回生可能とされている。
【００２７】
尚、５２はノイズフィルタ４８の出力側に設けられた雷保護用のアレスタ、５４はアース端子である。また、５６は自立運転専用コンセントであり、自立側パワーリレー５７、ブレーカ５８を介してノイズフィルタ４８の出力側に接続されている。
【００２８】
制御装置１７は、系統連系装置１２から交流電源系統１３へ回生させる回生電力、系統電圧、及び、昇圧電圧に基づいて、昇圧回路１４におけるスイッチング素子２７のＯＮデューティを調整し、昇圧回路１４による昇圧電圧を制御する。
【００２９】
また、制御装置１７は、系統電圧の波形（正弦波）と、インバータ出力電流検出センサ２１にて検出された出力電流の波形に基づいて、インバータ回路１５におけるスイッチング素子２９のＯＮデューティを調整し、制御する。この制御装置１７による昇圧回路１４、及び、インバータ回路１５の制御により、交流電源系統１３の交流電力と略一致した交流電力が、系統連系装置１２から交流電源系統１３へ回生可能とされている。
【００３０】
このような制御装置１７は、図３の太陽電池１３、リアクトル３１、３１、端子５３、５４、５６以外の殆どの電気部品と共に回路基板６１上に配線される。そして、この回路基板６１は、図１に示す連系装置ケース２内に取り付けられる。また、回路基板６１の一側（前側）における連系装置ケース２内には、前述した端子５３、５４、５６が取り付けられ、他側（奥側）における連系装置ケース２内には、前述した電流平滑回路１６を構成するリアクタ３１、３１が上下に並んで取り付けられている。
【００３１】
次に、このリアクトル３１、３１の取付構造について図１、図２、図４を用いて詳細に説明する。図１は実施例の系統連系装置１２の連系装置ケース２の内部構成を示すために図面手前側の壁を撤去した状態を示している。
【００３２】
実施例の連系装置ケース２は図１に示すように、幅よりも高さ寸法が大きく、奥行き寸法の大きい箱形形状を呈しており、前面に操作パネル３が設けられている。そして、前後方向の略中央部に回路基板６１が配置され、図面奥側の壁２Ａに取り付けられている。端子５３、５４、５６はその回路基板６１の前側における壁２Ａに取り付けられ、リアクトル３１、３１は回路基板６１の後側における壁２Ａに取り付けられている。尚、リアクトル３１、３１の上方に対応する位置の連系装置ケース２には排気口７２（図２）が形成されている。
【００３３】
図２は図１の連系装置ケース２後部のリアクトル３１、３１部分を一部縦断した拡大図を示し、図４は一方のリアクトル３１部分の拡大平断面図を示している。尚、両リアクトル３１、３１の取付構造は同一であるので、一方のみで説明する。リアクトル３１、３１は固定具４により連系装置ケース２の壁２Ａに固定される。実施例の固定具４は図４に示すように折曲された取付ベース５と、一面が開口した箱状を呈するカバー６と、４本のボルト７・・・と、４つの吸振材８・・・と、４本のビス９・・・から構成される。
【００３４】
前記取付ベース５は、リアクトル３１が取り付けられる矩形平板状の取付壁５Ａと、この取付壁５Ａの両端部（前後縁部）を、それが取り付けられることになる連系装置ケース２の壁２Ａ側に略直角にそれぞれ折曲した後、外側に略直角に折曲して構成されたフランジ５Ｂ、５Ｂとから成る。各フランジ５Ｂは、前記取付壁５Ａに連続する第１の折曲壁６２と、この第１の折曲壁６２から連続して外側に向かう第２の折曲壁６３とから成り、各第２の折曲壁６３、６３の縁部にそれぞれ二箇所切欠６４、６４が形成されている。また、各第１の折曲壁６２、６２にはそれぞれ二箇所ねじ孔６５、６５が形成されている。
【００３５】
また、前記カバー６には、開口縁に四箇所のねじ孔６６が形成されている。前記吸振材８は例えばゴム等の弾性材から成り、軸芯に貫通孔６７が形成された全体としては円筒状を呈しており、更に軸方向の中央部周囲がえぐられて係合部６８が形成されている。また、前記ボルト７は吸振材８の軸方向の寸法に略合致した高さ寸法の座付きボルトが用いられる。
【００３６】
以上の構成で、フランジ５Ｂ、５Ｂの第２の折曲壁６３の縁部に形成された各切欠６４に吸振材８の係合部６８をそれぞれ宛がい、切欠６４の縁部を係合部６８内に係合させて吸振材８を各切欠６４にそれぞれ取り付ける。リアクトル３１は取付ベース５の取付壁５Ａのフランジ５Ｂが折曲された方向とは逆側の面に取り付ける。また、カバー６をリアクトル３１に宛がい、被覆する。このとき、カバー６の開口縁はフランジ５Ｂの第１の折曲壁６２の外側に嵌合し、各ねじ孔６６は各ねじ孔６５にそれぞれ合致する。そして、各ねじ孔６６、６５にビス９を外側から螺合することで、カバー６を第１の折曲壁６２に着脱可能に取り付ける。この状態でカバー６はリアクトル３１を間隔Ｇ１を存して被覆する。
【００３７】
このように組み立てた状態で、連系装置ケース２の壁２Ａに宛がい、壁２Ａに予め形成しておいた四箇所のねじ孔７１に各吸振材８の貫通孔６７を合致させる。そして、ボルト７を各吸振材８の貫通孔６７に挿通し、ねじ孔７１に螺合させる。このとき、ボルト７は第２の折曲壁６３の切欠６４内において吸振材８を貫通し、これにより、フランジ５Ｂは吸振材８を介して連系装置ケース２の壁２Ａに着脱可能に固定され、リアクトル３１は連系装置ケース２の壁２Ａの面から第１の折曲壁６２の寸法分の間隔Ｇ２を存して離間するかたちとなる。
【００３８】
ここで、電流平滑回路１６を構成する各リアクトル３１、３１は、通電されることにより振動と熱を発生する。発熱は排気口７２から放出されるが、振動は吸振材８により吸収されることになる。
【００３９】
即ち、実施例の如き固定具４を用いてリアクトル３１、３１を連系装置ケース２に固定することにより、リアクトル３１、３１は吸振材８を介し、且つ、壁２Ａから離間したかたちで固定されるため、リアクトル３１、３１から発生して連系装置ケース２に伝達する振動を効果的に抑制することができるようになる。これにより、連系装置ケース２そのものが振動して他の電気部品に悪影響を与える不都合や、騒音の発生を効果的に抑制することが可能となる。
【００４０】
また、リアクトル３１をカバー６にて被覆しているので、リアクトル３１そのものから発生する騒音も抑制することができるようになる。この場合、実施例ではカバー６は、間隔Ｇ１を存してリアクトル３１を被覆するので、所謂マフラー効果によってリアクトル３１から発生する音をより効果的に低減することができるようになる。
【００４１】
また、取付ベース５のフランジ５Ｂを、取付壁５Ａに連続する第1の折曲壁６２と、この第１の折曲壁６２から連続して外側に向かう第２の折曲壁６３とから構成し、この第２の折曲壁６３の縁部に切欠６４を形成して、吸振材８を切欠６４に係合させるようにしたので、固定具４のフランジ５Ｂに吸振材８を容易に係合させることができるようになる。そして、ボルト７は切欠６４内において吸振材８を貫通し、連系装置ケース２の壁２Ａに固定しているので、取付に要する寸法もフランジ５Ｂ内に納められるようになり、且つ、総じて組立作業性が向上する。
【００４２】
ここで、カバー６をビス９にてフランジ５Ｂの第２の折曲壁６３に取り付けるようにした場合、第２の折曲壁６３を壁２Ａに固定する際に、ビス９が壁２Ａに当たってしまう危険性があるが、実施例のようにカバー６を、フランジ５Ｂの第１の折曲壁６２に取り付ければ、カバー６がフランジ５Ｂと連系装置ケース２との固定に干渉することが無くなり、より一層組立作業性が改善される。
【００４３】
尚、上記実施例で示した連系装置ケース２の形状や系統連系装置１４の回路構成、リアクトル３１、３１等の配置はそれに限定されるものでは無く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能であることは云うまでもない。また、発電手段も実施例の太陽電池１１に限定されるものでは無く、風力発電装置や燃料電池、ＧＨＰ等に適用しても本発明は有効である。
【符号の説明】
【００４４】
１  系統連系発電装置
２  連系装置ケース
４  固定具
５  取付ベース
５Ａ  取付壁
５Ｂ  フランジ
６  カバー
７  ボルト
８  吸振材
９  ビス
１１  太陽電池
１２  系統連系装置
１３  交流電源系統
１４  昇圧回路
１５  インバータ回路
１６  電流平滑回路
３１  リアクトル
６２  第１の折曲壁
６３  第２の折曲壁
６４  切欠
Ｇ１、Ｇ２  間隔
【図１】
2011160568.tif 000003
【図２】
2011160568.tif 000004
【図３】
2011160568.tif 000005
【図４】
2011160568.tif 000006