(57)【要約】【課題】設置場所の周囲条件の影響を受けることなく、所定の冷却能力を確保して機器の劣化を防止する。【解決手段】ベース１上に電動機２および発電機３が載置され、またこれら機器を覆うようにしてパッケージ５が取り付けられている。このパッケージ５には、電動機２および発電機３の反カップリング側４ｂに対向する位置にそれぞれ吸気口５ａ，５ａが設けられており、カップリング４に対向する周方向の位置に排気口５ｂが設けられている。電動機２および発電機３が駆動されると、冷却ファン２ｅ，３ｅの回転により、冷却風がそれぞれ反カップリング側４ｂに位置するパッケージ５の吸気口５ａおよび各機器の吸気口２ｃ，３ｃを介して機器内部に吸い込まれ、機器内部を冷却した後、カップリング側４ａに位置する機器の排気口２ｄ，３ｄおよびパッケージ５の排気口５ｂを介してパッケージ５の外部に排気されて所定の冷却風の流れが確保される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、
このベース上に載置された、極数の異なる電動機および発電機と、
この電動機および発電機の回転軸を連結するカップリングと、
前記電動機および発電機を覆うとともに前記電動機および発電機の反カップリング側に対向する位置にそれぞれ吸気口を有し、前記カップリングに対向する周方向の位置に排気口を有するパッケージと、を備えてなる周波数変換装置。
【請求項２】
請求項１における吸気口および排気口を逆にして、前記電動機および発電機の反カップリング側に対向する位置にそれぞれ排気口を設け、前記カップリングに対向する周方向の位置に吸気口を設けたことを特徴とする請求項１に記載の周波数変換装置。
【請求項３】
前記電動機および発電機と前記パッケージとの間に、前記電動機のカップリング側と反カップリング側を遮る第１の仕切り板を設けるとともに前記発電機のカップリング側と反カップリング側を遮る第２の仕切り板を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の周波数変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機および発電機を使用して周波数の異なる系統間で電力の授受を行う回転型周波数変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周波数の異なる系統間で電力の授受を行う場合に周波数変換装置が使用されている。周波数変換装置は、供給側の電力を直流に変換した後、所定の交流周波数に変換するコンバータ方式のほかに、例えば特許文献１に記載されているように極数の異なる２台の同期機を使用する方式がある。この方式は、一方の同期機が電力供給側の周波数電源に接続されて電動機として運転され、他方の同期機が電力受電側の周波数電源に接続されて発電機として運転される。
【０００３】
したがって５０Ｈｚ／６０Ｈｚの周波数変換を行う場合には、例えば一方の同期機である電動機の極数を１０極、他方の同期機である発電機の極数を１２極に選定し、電動機に５０Ｈｚの電力を入力して運転することにより、発電機により６０Ｈｚの電力に変換して出力することができる。
【０００４】
この種の周波数変換装置は、一般にベース上に電動機および発電機を載置し、カップリングを介して電動機および発電機の回転軸を連結して構成されている。電動機および発電機には、それぞれケーシングに吸気口および排気口が設けられており、また内部の回転軸に冷却ファンが取り付けられている。
【０００５】
そして電動機および発電機が駆動されると、それぞれの冷却ファンによって冷却風が吸気口を介して機器内部に吸い込まれ、機器内部を冷却した後、排気口を介して外部に排気されることにより、電動機および発電機の温度上昇を抑えながら、電力の周波数を変換して出力することができるようになっている。
【特許文献１】特許第２５７５５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述のような周波数変換装置においては、設置場所の周囲条件によって冷却風の吸気方向および排気方向の流れに乱れが生じて機器内部に対する冷却能力が低下することがある。例えば機器内部を冷却して温度上昇した冷却風は、ケーシングの排気口より外部に排気されるが、冷却風の流れに乱れが生じていると、その排気された冷却風が再度機器の吸気口から機器内部に吸い込まれることがある。そうすると温度上昇した冷却風が機器内部を再循環することになって機器の冷却能力を低下させ、その結果、機器が温度上昇して性能低下や絶縁劣化を発生させるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述のような従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、設置場所の周囲条件の影響を受けることなく、所定の冷却能力を確保して機器の劣化を防止することのできる周波数変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明による周波数変換装置は、ベースと、このベース上に載置された、極数の異なる電動機および発電機と、この電動機および発電機の回転軸を連結するカップリングと、電動機および発電機を覆うとともに電動機および発電機の反カップリング側に対向する位置にそれぞれ吸気口または排気口を有し、カップリングに対向する周方向の位置に排気口または吸気口を有するパッケージと、を備えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電動機および発電機は、パッケージにより覆われており、しかも冷却風は、パッケージに設けられた吸気口から吸い込まれて機器を冷却した後、パッケージに設けられた排気口からパッケージ外部に放出されることになる。これにより、冷却風は、設置場所の周囲条件の影響を受けることなく、所定の冷却風の流れが確保でき、また温度上昇した冷却風が再度機器内部を循環するようなこともないので、所定の冷却能力を確保して機器の劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明による周波数変換装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明による周波数変換装置の第一実施の形態を示す断面図である。図１において、ベース１上には、極数の異なる電動機２および発電機３が載置されている。この電動機２および発電機３は、それぞれの回転軸２ａ，３ａが一直線上に並ぶように設置されており、回転軸２ａ，３ａの対向する端部どうしがカップリング４により連結されて一体に構成されている。
【００１１】
電動機２および発電機３は、ケーシング２ｂ，３ｂ内に回転子や固定子などの構成部品を収納して構成されている。ケーシング２ｂ，３ｂには、カップリング４に遠い側すなわち反カップリング側４ｂの位置に、周方向に間隔をおいて複数個の吸気口２ｃ，３ｃが設けられており、カップリング４に近い側すなわちカップリング側４ａの位置に、周方向に間隔をおいて複数個の排気口２ｄ，３ｄが設けられている。
【００１２】
排気口２ｄ，３ｄの内側の位置には、それぞれ回転軸２ａ，３ａに取り付けられた冷却ファン２ｅ，３ｅが設けられており、電動機２および発電機３が駆動されると、冷却ファン２ｅ，３ｅの回転により、図示矢印で示すように、冷却風がそれぞれ反カップリング側４ｂの吸気口２ｃ，３ｃから吸い込まれ、機器内部を冷却した後、カップリング側４ａの排気口２ｄ，３ｄからケーシング２ｂ，３ｂの外部に排気されるようになっている。
【００１３】
またこれら電動機２および発電機３を覆うようにしてパッケージ５がベース１に取り付けられている。このパッケージ５には、電動機２および発電機３の反カップリング側４ｂに対向する位置にそれぞれ吸気口５ａ，５ａが設けられており、カップリング４に対向する周方向の位置に排気口５ｂが設けられている。
【００１４】
したがって電動機２および発電機３が駆動されると、冷却ファン２ｅ，３ｅの回転により、冷却風がそれぞれ反カップリング側４ｂに位置するパッケージ５の吸気口５ａおよび各機器の吸気口２ｃ，３ｃを介して機器内部に吸い込まれ、機器内部を冷却した後、カップリング側４ａに位置する機器の排気口２ｄ，３ｄおよびパッケージ５の排気口５ｂを介してパッケージ５の外部に排気されることになる。
【００１５】
これにより、電動機２および発電機３は、これらの機器を覆うパッケージ５の存在により設置場所の周囲条件の影響を受けることが少なくなり、しかもパッケージ５の吸気口５ａと各機器の吸気口２ｃ，３ｃが距離的に近くに位置することから冷却風の取り込みが確実に行われ、また各機器の排気口２ｄ，３ｄとパッケージ５の排気口５ｂが距離的に近くに位置することから温度上昇した冷却風の排出が確実に行われることになり、図示矢印で示すように、所定の冷却風の流れを確保することができる。
【００１６】
さらにパッケージ５の吸気口５ａと排気口５ｂの位置が距離的に離れているので、排気口５ｂから排気された温度の高い冷却風が再度吸気口５ａを介して吸い込まれて機器内部を循環するようなこともなくなり、各機器は、所定の冷却能力を確保して劣化を防止することができる。
【００１７】
なお、上記実施の形態では、電動機２および発電機３やパッケージ５における吸気側（吸気口２ｃ，３ｃ，５ａを設ける側）を反カップリング側４ｂに構成し、排気側（排気口２ｄ，３ｄ、冷却ファン２ｅ，３ｅ、排気口５ｂを設ける側）をカップリング側４ａに構成する場合について説明したが、逆に電動機２および発電機３やパッケージ５における吸気側をカップリング側４ａに構成し、排気側を反カップリング側４ｂに構成して、図示矢印と逆向きの冷却風の流れを構成するようにしても同様の効果を得ることができる。
【００１８】
図２は本発明による周波数変換装置の第二実施の形態を示す断面図である。図２において、本実施の形態が第一実施の形態と異なる点は、電動機２および発電機３とパッケージ５との間に、電動機２のカップリング側４ａと反カップリング側４ｂを遮る第1の仕切り板６を設けるとともに発電機３のカップリング側４ａと反カップリング側４ｂを遮る第２の仕切り板７を設けたところにある。
【００１９】
本実施の形態によれば、各機器のカップリング側４ａにある排気口２ｄ，３ｄから排気された冷却風が反カップリング側４ｂにある吸気口２ｃ，３ｃに流れるのを、第１および第２の仕切り板６，７が遮って確実に防止できるので、排気口２ｄ，３ｄから排気された温度の高い冷却風が再度吸気口２ｃ，３ｃを介して吸い込まれて機器内部を循環するようなことが確実になくなり、所定の冷却能力を確保して各機器の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による周波数変換装置の第一実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明による周波数変換装置の第二実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１…ベース
２…電動機
３…発電機
２ａ，３ａ…回転軸
２ｂ，３ｂ…ケーシング
２ｃ，３ｃ…吸気口
２ｄ，３ｄ…排気口
２ｅ，３ｅ…冷却ファン
４…カップリング
４ａ…カップリング側
４ｂ…反カップリング側
５…パッケージ
５ａ…吸気口
５ｂ…排気口
６…第1の仕切り板
７…第２の仕切り板
【図１】
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【図２】
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