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KR20180002789U - 인버터의 공진회피 구조 - Google Patents

인버터의 공진회피 구조 Download PDF

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KR20180002789U
KR20180002789U KR2020170001309U KR20170001309U KR20180002789U KR 20180002789 U KR20180002789 U KR 20180002789U KR 2020170001309 U KR2020170001309 U KR 2020170001309U KR 20170001309 U KR20170001309 U KR 20170001309U KR 20180002789 U KR20180002789 U KR 20180002789U
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plate
bracket
inverter
lower plate
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KR2020170001309U
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Inventor
김경민
Original Assignee
엘에스산전 주식회사
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    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/209—Heat transfer by conduction from internal heat source to heat radiating structure
    • H—ELECTRICITY
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    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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    • H02M7/02—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal
    • H02M7/40—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by combination of static with dynamic converters; by combination of dynamo-electric with other dynamic or static converters

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Abstract

인버터의 공진회피 구조가 개시된다. 본 고안의 인버터의 공진회피 구조는 적어도 상부면이 개방된 베이스케이스; 상기 베이스케이스에 결합되어 상부면을 형성하는 미드플레이트; 상기 미드플레이트 하부와 연결되고 상기 베이스케이스 내부에 배치되는 히트싱크;를 포함하되, 상기 히트싱크는 상부플레이트 및 하부플레이트를 포함하고, 상기 상부플레이트 및 상기 하부플레이트 각각의 양단은 적어도 일부가 상기 베이스케이스에 연결된다.

Description

인버터의 공진회피 구조{Structure for resonance avoidance of inverter}
본 고안은 인버터의 공진회피 구조에 관한 것이다.
산업용 전자기기인 인버터(inverter)는 교류전류를 직류로 변환하는 장치를 말한다.
인버터는 다양한 규격의 진동에 대하여 인증을 받기도 한다. 선박에 사용되는 인버터의 경우에는 선급 인증을 받아야 한다.
종래에는 시험기반 설계를 하였기 때문에 재설계-재시험의 반복작업이 필요하여 설계 시간이 지연되는 경우가 많았으나, 최근에는 컴퓨터 분석기술을 이용한 CAE(Computer Aided Engineering) 기반의 설계를 통하여 반복작업을 최소화하고 있다.
도 1은 종래기술에 의한 인버터의 하부 구조를 나타낸 도면이다.
도 1의 (a)는 베이스케이스(10)의 사시도, (b)는 인버터의 하부 구조를 내부 구조와 함께 도시한 사시도, (c)는 인버터의 하부 구조의 내부 정면도이다.
베이스케이스(10)는 전면, 후면 및 상부면이 개방된 케이스 형상을 지니며, 상부 후방에는 미드플레이트(20)와의 연결을 위한 브라켓(12)이 형성된다.
베이스케이스(10) 상부에는 미드플레이트(20)가 결합되어 상부면을 형성한다.
미드플레이트(20) 전방 하부면에는 히트싱크(30)가 결합된다.
히트싱크는 상부플레이트(32) 및 하부플레이트(34)를 포함한다.
하부플레이트(34)는 직류 리액터(40) 및 경사브라켓(50)과 각각 나사 결합되어 일체로 진동할 수 있다.
하부플레이트(34)는 브라켓(86)을 통하여 베이스케이스(10) 측면과 연결되는 한편, 경사브라켓(50)을 통하여 베이스케이스(10) 하부면과 연결되기도 한다.
직류 리액터(40)는 히트싱크(30) 하부에 배치된다.
경사브라켓(50)은 하부플레이트(34)와 베이스케이스(10)의 하부면을 연결한다.
미드플레이트(20) 후방 하부면에는 캐패시터(60)가 결합된다.
베이스케이스(10) 후방에는 방열팬(70)이 배치된다.
이러한 인버터의 하부 구조에 있어서, 히트싱크(30)와 직류 리액터(40)의 무게가 타 구성요소에 비하여 차지하는 비중이 크다. 예를 들어, 히트싱크(30)와 직류 리액터(40)는 인버터의 하부 구조 전체 무게의 약 50%를 차지한다.
한편, 히트싱크(30)와 직류 리액터(40)가 배치되는 부분에서 미드플레이트(20)와 베이스케이스(10)의 연결구조가 없는 것은 공진 회피 구조에 있어서 불리할 수 있다.
또한, 히트싱크(30)는 베이스케이스(10)에 결합되기는 하나, 하부플레이트(34)에 형성된 브라켓(86)과 경사브라켓(50)에 의하여 약한 결합만을 취하고 있다. 도 1 (c)에서 D로 지시된 점선표시를 참조하면, 상부플레이트 및 하부플레이는 베이스케이스 측면과 직접적인 결합을 하지 않고 약간 이격되어 있다.
CAE를 통하여 이러한 인버터 제품을 검토한 결과 Z축 방향과 Y축 방향보다는 X축 방향의 공진에 대하여 가장 취약한 것으로 판단되었다.
본 고안이 해결하고자 하는 기술적 과제는 X축 방향의 공진에 대하여 안정성을 강화한 인버터의 공진회피 구조를 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 고안의 일실시예의 인버터의 공진회피 구조는 적어도 상부면이 개방된 베이스케이스; 상기 베이스케이스에 결합되어 상부면을 형성하는 미드플레이트; 상기 미드플레이트 하부와 연결되고 상기 베이스케이스 내부에 배치되는 히트싱크;를 포함하되, 상기 히트싱크는 상부플레이트 및 하부플레이트를 포함하고, 상기 상부플레이트 및 상기 하부플레이트 각각의 양단은 적어도 일부가 상기 베이스케이스에 연결될 수 있다.
본 고안의 일실시예에서, 상기 상부플레이트 및 상기 하부플레이트는 각각의 양단이 상기 베이스케이스의 내측 측면과 밀착되어 고정될 수 있다.
본 고안의 일실시예에서, 상기 상부플레이트 및 상기 하부플레이트는 각각의 양단이 상기 베이스케이스의 내측 측면에 용접될 수 있다.
본 고안의 일실시예에서, 상기 상부플레이트 및 상기 하부플레이트의 전면 양단 및 후면 양단과의 결합부위가 각각 형성되고, 상기 결합부위로부터 상기 베이스케이스의 내측 측면을 향하여 각각 연장되며, 상기 베이스케이스의 내측 측면과 맞닿은 곳에서 상기 상부플레이트 및 상기 하부플레이트의 길이방향으로 각각 굴곡되고 연장되어 상기 베이스케이스와의 결합부위를 각각 형성하는 브라켓;을 더 포함할 수 있다.
본 고안의 일실시예에서, 상기 상부플레이트의 각 모서리에 각각 일단이 결합되고, 상기 베이스케이스의 내측 측면에 타단이 결합되는 제1브라켓; 및 상기 하부플레이트의 각 모서리와 각각 일단이 결합되고, 상기 베이스케이스의 내측 하부면에 타단이 결합되는 제2브라켓;을 더 포함할 수 있다.
본 고안은 X축 방향의 공진에 대하여 안정성이 강화된 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 의한 인버터의 하부 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 고안의 일실시예에 의한 인버터의 공진회피 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 종래기술과 본 고안의 일실시예에 의한 인버터의 공진회피 구조를 비교한 도면이다.
도 4는 본 고안의 다른 실시예에 의한 인버터의 공진회피 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 고안의 또 다른 실시예에 의한 인버터의 공진회피 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 인버터의 전체 구조를 본 고안의 일실시예에 의한 인버터의 공진회피 구조와 함께 나타낸 도면이다.
본 고안은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 고안을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 고안의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 고안의 일실시예에 의한 인버터의 공진회피 구조를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 고안의 일실시예에 의한 인버터의 공진회피 구조는 베이스케이스(110), 미드플레이트(120), 히트싱크(130), 직류 리액터(140), 경사브라켓(150), 캐패시터(160), 방열팬(170) 및 제3브라켓(186)을 포함한다.
베이스케이스(110)는 전면, 후면 및 상부면이 개방된 케이스 형상을 지니며, 상부 후방에는 미드플레이트(120)와의 연결을 위한 브라켓이 형성될 수 된다.
미드플레이트(120)는 베이스케이스(110)에 결합되어 상부면을 형성한다.
히트싱크(130)는 미드플레이트(120), 베이스케이스(110) 및 경사브라켓(150)과 결합될 수 있다.
히트싱크(130)는 상부플레이트(132), 하부플레이트(134) 및 방열핀(136)을 포함한다.
도 2 (a)에서 점선으로 표시된 부분에서 도시된 바와 같이 상부플레이트(132) 및 하부플레이트(134)는 베이스케이스(110)에 직접 연결된다. 예를 들어, 상부플레이트(132) 및 하부 플레이트(134) 각각의 양단은 베이스케이스(110)의 내측 측면과 밀착되어 고정될 수 있다.
상부플레이트(132) 및 하부 플레이트(134)와 베이스케이스(110)는 다양한 방식으로 고정결합 될 수 있다. 예를 들어, 상부플레이트(132) 및 하부 플레이트(134)와 베이스케이스(110)는 브라켓을 통한 나사결합, 용접, 요철 형상에 의한 체결 등의 방법으로 고정결합 될 수 있다.
본 고안의 일실시예에서, 상부플레이트(132) 및 하부플레이트(134)의 양단은 각각 길이방향(Y축 방향)을 따라 베이스케이스(110)와 용접될 수 있다.
다만 상부플레이트(132) 및 하부플레이트(134) 양단의 모든 면이 베이스케이스(110)와 용접되어야 하는 것은 아니며, 그 일부만이 용접될 수도 있다. 용접되는 면적은 상부플레이트(132) 및 하부플레이트(134)와 베이스케이스(110)의 결합력 및 시공성을 평가하여 결정될 수 있을 것이다.
직류 리액터(140)는 히트싱크(130) 하부에 결합되고, 베이스케이스(110) 하부면에 안착된다.
직류 리액터(140)는 히트싱크(130)와 나사 결합되어 일체로 진동할 수 있다.
경사브라켓(150)은 일단이 히트싱크(130)의 하부플레이트(134)와 연결되며 타단이 경사각을 가지고 베이스케이스(110)의 하부면으로 연장되어 베이스케이스(110)와 연결된다.
캐패시터(160)는 미드플레이트(120) 후방에서 베이스케이스(110) 내측으로 배치된다.
방열팬(170)은 베이스케이스(110) 후면에 배치된다. 방열팬(170)은 히트싱크(130)에서 전달받은 열을 외부로 배출할 수 있다.
제3브라켓(186)은 그 일부가 히트싱크(130)의 하부플레이트(134) 전단과 결합하고, 다른 일부가 베이스케이스(110)와 결합한다. 제3브라켓(186)은 'ㄱ'자 형상으로 형성될 수 있으며, 일단은 하부플레이트(134)의 전단과 나사결합되며, 타단은 베이스케이스(110)의 내측 측면과 나사결합될 수 있다.
도 3은 종래기술과 본 고안의 일실시예에 의한 인버터의 공진회피 구조를 비교한 도면이다.
도 3 (a)는 종래기술에 의한 인버터 하부 구조에 대한 모드 형상(mode shape)를 나타내며, (b) 는 본 고안의 일실시예에 의한 인버터의 공진회피 구조에 대한 모드 형상을 나타낸다.
종래기술에 비하여 본 고안은 무게중심이 있는 부분(R, R')에서 강성을 보강하였으며, 특히, 히트싱크(130)의 상부플레이트(132) 및 하부플레이트(134)를 베이스케이스(110)에 고정하여 X축 방향으로의 강성을 높였다. 종래기술은 고유진동수가 약 70Hz 정도 였지만, 본 고안에서는 고유진동수가 76Hz로 시뮬레이션 되었으며 8%정도 강성이 높아진 것으로 평가되었다.
도 4는 본 고안의 다른 실시예에 의한 인버터의 공진회피 구조를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 고안의 다른 실시예에 의한 인버터의 공진회피 구조는 베이스케이스(110), 미드플레이트(120), 히트싱크(130), 직류 리액터(140), 경사브라켓(150), 캐패시터(160), 방열팬(170), 제1브라켓(182), 제2브라켓(184) 및 제3브라켓(186)을 포함한다.
제1브라켓(182) 및 제2브라켓(184)을 제외한 나머지 구성은 도 2를 통하여 설명한 본 고안의 일실시예에 의한 인버터의 공진회피 구조와 동일하다.
본 고안의 다른 실시예에서는 히트싱크(130)의 상부플레이트(132)는 제1브라켓(182)을 통하여 베이스케이스(110)와 결합된다.
제1브라켓(182)은 그 일부가 상부플레이트(132)와 나사 결합되고, 다른 일부가 베이스케이스(110)에 나사 결합된다.
제1브라켓(182)은 상부플레이트(132) 양단의 전방, 후방에 두 쌍씩, 즉, 모서리 부분 네 곳에 각각 네 개가 설치될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 제1브라켓(182)은 베이스케이스(110)와의 결합력과 시공성을 고려하여 그 수와 배치되는 위치를 적절하게 조절할 수 있다.
제1브라켓(182)은 'ㅡ'자 형상으로 형성되고 일단이 상부플레이트(132)와 결합되고, 타단이 베이스케이스(110)의 내측 측면과 결합될 수 있다. 그러나, 제1브라켓(182)이 반드시 이러한 형상으로 제한되는 것은 아니며 'ㄱ'자 형상으로 형성되어 일부면은 상부플레이트(132)의 전면과 나사결합 되고, 이에 수직한 면은 베이스케이스(110)의 내측 측면에 나사결합 될 수 있다.
예를 들어, 상부플레이트(132) 및 하부플레이트(134)의 전면과 베이스케이스(110)를 각각 연결하는 제1브라켓(182)은 상부플레이트(132) 및 하부플레이트(134)의 전면 양단과의 결합부위, 결합부위로부터 베이스케이스(110)의 내측 측면을 향하여 연장된 부분, 베이스케이스(110)의 내측 측면과 맞닿은 곳에서 전방으로 굴곡되고 연장된 부분 및 베이스케이스(110) 내측 측면과의 결합부위를 포함할 수 있다. 상부플레이트(132) 및 하부플레이트(134)의 후면과 베이스케이스(110)를 각각 연결하는 제1브라켓(182)은 상부플레이트(132) 및 하부플레이트(134)의 후면 양단과의 결합부위, 결합부위로부터 베이스케이스(110)의 내측 측면을 향하여 연장된 부분, 베이스케이스(110)의 내측 측면과 맞닿은 곳에서 후방으로 굴곡되고 연장된 부분 및 베이스케이스(110) 내측 측면과의 결합부위를 포함할 수 있다.
제2브라켓(184)은 그 일부가 하부플레이트(134)와 나사 결합되고, 다른 일부가 베이스케이스(110)에 나사 결합된다.
제2브라켓(184)은 하부플레이트(134)의 전방, 후방에 두 쌍씩 네 개가 설치될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 제2브라켓(184)은 베이스케이스(110)와의 결합력과 시공성을 고려하여 그 수와 배치되는 위치를 적절하게 조절할 수 있다.
제2브라켓(184)은 'ㅡ'자 형상으로 형성되고 일단이 하부플레이트(134)와 결합되고, 타단이 베이스케이스(110)의 내측 측면과 결합될 수 있다. 그러나, 제2브라켓(184)이 반드시 이러한 형상으로 제한되는 것은 아니며 'ㄱ'자 형상으로 형성되어 일부면은 하부플레이트(134)의 전면과 나사결합 되고, 이에 수직한 면은 베이스케이스(110)의 내측 측면에 나사결합 될 수 있다.
도 5는 본 고안의 또 다른 실시예에 의한 인버터의 공진회피 구조를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 고안의 또 다른 실시예에 의한 인버터의 공진회피 구조는 베이스케이스(110), 미드플레이트(120), 히트싱크(130), 직류 리액터(140), 경사브라켓(150), 캐패시터(160), 방열팬(170), 제1브라켓(182), 제2브라켓(184) 및 제3브라켓(186)을 포함한다.
제1브라켓(182) 및 제2브라켓(184)을 제외한 나머지 구성은 도 2를 통하여 설명한 본 고안의 일실시예에 의한 인버터의 공진회피 구조와 동일하다.
또한, 제1브라켓(182)은 도 4를 통하여 설명한 본 고안의 다른 실시예에 의한 인버터의 공진회피 구조와 동일하다.
제2브라켓(184)은 대략 'ㄴ'자 형상을 가지며, 일부가 하부플레이트(134)와 나사 결합되며, 다른 일부가 베이스케이스(110)의 하부면과 나사결합된다.
도 6은 인버터의 전체 구조를 본 고안의 일실시예에 의한 인버터의 공진회피 구조와 함께 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 인버터의 공진회피 구조 상부에 즉, 미드플레이트(120) 상에 러그(210), 캐패시터(220) 및 터미널 블록(230) 등이 설치된다.
러그(210), 캐패시터(220) 및 터미널 블록(230) 등은 미들케이스(300)로 감싸여지고, 그 상부는 상부케이스(400)로 덮여질 수 있다.
이상에서 본 고안에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 고안의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
110: 베이스케이스
120: 미드플레이트
130: 히트싱크
132: 상부플레이트
134: 하부플레이트
136: 방열핀
140: 직류 리액터
150: 경사브라켓
160: 캐패시터
170: 방열팬
182: 제1브라켓
184: 제2브라켓
186: 제3브라켓
210: 러그
220: 캐패시터
230: 터미널 블록
300: 미들케이스
400: 상부케이스

Claims (5)

  1. 적어도 상부면이 개방된 베이스케이스;
    상기 베이스케이스에 결합되어 상부면을 형성하는 미드플레이트;
    상기 미드플레이트 하부와 연결되고 상기 베이스케이스 내부에 배치되는 히트싱크;를 포함하되,
    상기 히트싱크는 상부플레이트 및 하부플레이트를 포함하고,
    상기 상부플레이트 및 상기 하부플레이트 각각의 양단은 적어도 일부가 상기 베이스케이스에 연결된 것
    을 특징으로 하는 인버터의 공진회피 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부플레이트 및 상기 하부플레이트는 각각의 양단이 상기 베이스케이스의 내측 측면과 밀착되어 고정되는 것
    을 특징으로 하는 인버터의 공진회피 구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상부플레이트 및 상기 하부플레이트는 각각의 양단이 상기 베이스케이스의 내측 측면에 용접되는 것
    을 특징으로 하는 인버터의 공진회피 구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상부플레이트 및 상기 하부플레이트의 전면 양단 및 후면 양단과의 결합부위가 각각 형성되고, 상기 결합부위로부터 상기 베이스케이스의 내측 측면을 향하여 각각 연장되며, 상기 베이스케이스의 내측 측면과 맞닿은 곳에서 상기 상부플레이트 및 상기 하부플레이트의 길이방향으로 각각 굴곡되고 연장되어 상기 베이스케이스와의 결합부위를 각각 형성하는 브라켓;을 더 포함하는 것
    을 특징으로 하는 인버터의 공진회피 구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상부플레이트의 각 모서리에 각각 일단이 결합되고, 상기 베이스케이스의 내측 측면에 타단이 결합되는 제1브라켓; 및
    상기 하부플레이트의 각 모서리와 각각 일단이 결합되고, 상기 베이스케이스의 내측 하부면에 타단이 결합되는 제2브라켓;을 더 포함하고,
    을 특징으로 하는 인버터의 공진회피 구조.
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Cited By (2)

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