【手続補正書】
【提出日】平成24年8月27日(2012.8.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明の第一の観点に係る電力変換装置は、
交流電源及びリアクタの直列回路と負荷との間に並列に接続され、前記リアクタの磁気エネルギーをコンデンサに静電エネルギーとして蓄積する静電エネルギー蓄積モードと、前記コンデンサに静電エネルギーが蓄積されている場合は当該静電エネルギーを前記リアクタに磁気エネルギーとして回生し、前記コンデンサに静電エネルギーが蓄積されていない場合は前記コンデンサを介さずに電流を導通させることで前記リアクタに磁気エネルギーを蓄積する磁気エネルギー蓄積モードと、を備える磁気エネルギー回生スイッチと、
前記交流電源の交流出力の電源周期の各１周期において、前記磁気エネルギー蓄積モードの継続時間が前記交流電源の交流出力の電源周期の半周期未満となるように、前記磁気エネルギー回生スイッチの各モードを前記交流電源の交流出力の電源周期に同期して切り替える制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記磁気エネルギー蓄積モードの継続時間を制御する、
ことを特徴とする。
また、前記磁気エネルギー回生スイッチは、インダクタと直列回路を形成し、当該直列回路は、交流電源及びリアクタの直列回路と負荷との間に並列に接続されてもよい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
例えば、前記磁気エネルギー回生スイッチは、
第１の交流端子に第１のダイオードのアノードと第２のダイオードのカソードが接続され、前記第１のダイオードのカソードと第３のダイオードのカソードと前記コンデンサの正極が接続され、前記第２のダイオードのアノードと第４のダイオードのアノードと前記コンデンサの負極が接続され、前記第３のダイオードのアノードと前記第４のカソードは第２の交流端子に接続され、前記第１のダイオードに第１の自己消弧型素子が並列に接続され、前記第２のダイオードに第２の自己消弧型素子が並列に接続され、前記第３のダイオードに第３の自己消弧型素子が並列に接続され、前記第４のダイオードに第４の自己消弧型素子が並列に接続されて構成されるフルブリッジ型の磁気エネルギー回生スイッチであって、
前記制御手段は、
前記交流電源の前記交流出力の前記電源周期に同期して、前記交流電源の前記交流出力の前記電源周期の１周期毎に、前記第１の自己消弧型素子と前記第４の自己消弧型素子のペアと、前記第２の自己消弧型素子と前記第３の自己消弧型素子のペアと、のうち、一方のペアをＯＮにし、該一方のペアをＯＦＦした後に、他方のペアをＯＮにし、該他方のペアをＯＦＦし、
前記一方のペアのＯＮ及び前記他方のペアのＯＮの時間を調整することで、前記磁気エネルギー蓄積モードの継続時間を制御してもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、例えば、前記磁気エネルギー回生スイッチは、
第１の交流端子に第１のダイオードのアノードと第２のダイオードのカソードが接続され、前記第１のダイオードのカソードと第１のコンデンサの正極と第３のダイオードのカソードが接続され、前記第２のダイオードのアノードと第２のコンデンサの負極と第４のダイオードのアノードが接続され、第２の交流端子に前記第１のコンデンサの負極と前記第２のコンデンサの正極と前記第３のダイオードのアノードと前記第４のダイオードのカソードが接続され、第１の自己消弧型素子が前記第１のダイオードに並列に接続され、第２の自己消弧型素子が前記第２のダイオードに並列に接続されて構成される縦ハーフブリッジ型の磁気エネルギー回生スイッチであって、
前記制御手段は、
前記交流電源の前記交流出力の前記電源周期に同期して、前記交流電源の前記交流出力の前記電源周期の１周期毎に、前記第１の自己消弧型素子と前記第２の自己消弧型素子のうち、一方の自己消弧形素子をＯＮにし、該一方の自己消弧形素子をＯＦＦした後に、他方の自己消弧形素子をＯＮにし、該他方の自己消弧形素子をＯＦＦし、
前記一方の自己消弧形素子のＯＮ及び前記他方の自己消弧形素子のＯＮの時間を調整することで、前記磁気エネルギー蓄積モードの継続時間を制御してもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
上記目的を達成するため、本発明の第二の観点に係る電力変換方法は、
リアクタの磁気エネルギーをコンデンサに静電エネルギーとして蓄積させる静電エネルギー蓄積ステップと、
前記コンデンサに静電エネルギーが蓄積されている場合は当該静電エネルギーを回生して前記リアクタに磁気エネルギーを蓄積させ、前記コンデンサに静電エネルギーが蓄積されていない場合は前記コンデンサを介さずに電流を導通させることで前記リアクタに磁気エネルギーを蓄積させる磁気エネルギー蓄積ステップと、
を備え、
交流電源の各一周期において、前記磁気エネルギー蓄積モードが半周期未満になるように、前記静電エネルギー蓄積ステップと磁気エネルギー蓄積ステップとが前記交流電源の出力に同期して切り替わり、
前記磁気エネルギー蓄積モードの継続時間が制御される、
ことを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
上記目的を達成するため、本発明の第三の観点に係るプログラムは、
交流電源並びにリアクタの直列回路と負荷との間に接続され、前記リアクタの磁気エネルギーをコンデンサに静電エネルギーとして蓄積させる静電エネルギー蓄積モードと、前記コンデンサに静電エネルギーが蓄積されている場合は当該静電エネルギーを回生して前記リアクタに磁気エネルギーを蓄積させ、前記コンデンサに静電エネルギーが蓄積されていない場合は前記コンデンサを介さずに電流を導通させることで前記リアクタに磁気エネルギーを蓄積させる磁気エネルギー蓄積モードと、を備える磁気エネルギー回生スイッチにおいて、
コンピュータに
前記交流電源の各一周期において、前記静電エネルギー蓄積モードが半周期未満になるように、前記磁気エネルギー回生スイッチの各モードを前記交流電源の出力に同期して切り替える機能と、
前記磁気エネルギー蓄積モードの継続時間を制御する機能と、
を実現させることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源及びリアクタの直列回路と負荷との間に並列に接続され、前記リアクタの磁気エネルギーをコンデンサに静電エネルギーとして蓄積する静電エネルギー蓄積モードと、前記コンデンサに静電エネルギーが蓄積されている場合は当該静電エネルギーを前記リアクタに磁気エネルギーとして回生し、前記コンデンサに静電エネルギーが蓄積されていない場合は前記コンデンサを介さずに電流を導通させることで前記リアクタに磁気エネルギーを蓄積する磁気エネルギー蓄積モードと、を備える磁気エネルギー回生スイッチと、
前記交流電源の交流出力の電源周期の各１周期において、前記磁気エネルギー蓄積モードの継続時間が前記交流電源の交流出力の電源周期の半周期未満となるように、前記磁気エネルギー回生スイッチの各モードを前記交流電源の交流出力の電源周期に同期して切り替える制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記磁気エネルギー蓄積モードの継続時間を制御する、
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記磁気エネルギー回生スイッチは、インダクタと直列回路を形成し、当該直列回路は、交流電源及びリアクタの直列回路と負荷との間に並列に接続される、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記磁気エネルギー回生スイッチは、
第１の交流端子に第１のダイオードのアノードと第２のダイオードのカソードが接続され、前記第１のダイオードのカソードと第３のダイオードのカソードと前記コンデンサの正極が接続され、前記第２のダイオードのアノードと第４のダイオードのアノードと前記コンデンサの負極が接続され、前記第３のダイオードのアノードと前記第４のカソードは第２の交流端子に接続され、前記第１のダイオードに第１の自己消弧型素子が並列に接続され、前記第２のダイオードに第２の自己消弧型素子が並列に接続され、前記第３のダイオードに第３の自己消弧型素子が並列に接続され、前記第４のダイオードに第４の自己消弧型素子が並列に接続されて構成されるフルブリッジ型の磁気エネルギー回生スイッチであって、
前記制御手段は、
前記交流電源の前記交流出力の前記電源周期に同期して、前記交流電源の前記交流出力の前記電源周期の１周期毎に、前記第１の自己消弧型素子と前記第４の自己消弧型素子のペアと、前記第２の自己消弧型素子と前記第３の自己消弧型素子のペアと、のうち、一方のペアをＯＮにし、該一方のペアをＯＦＦした後に、他方のペアをＯＮにし、該他方のペアをＯＦＦし、
前記一方のペアのＯＮ及び前記他方のペアのＯＮの時間を調整することで、前記磁気エネルギー蓄積モードの継続時間を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記磁気エネルギー回生スイッチは、
第１の交流端子に第１のダイオードのアノードと第２のダイオードのカソードが接続され、前記第１のダイオードのカソードと第１のコンデンサの正極と第３のダイオードのカソードが接続され、前記第２のダイオードのアノードと第２のコンデンサの負極と第４のダイオードのアノードが接続され、第２の交流端子に前記第１のコンデンサの負極と前記第２のコンデンサの正極と前記第３のダイオードのアノードと前記第４のダイオードのカソードが接続され、第１の自己消弧型素子が前記第１のダイオードに並列に接続され、第２の自己消弧型素子が前記第２のダイオードに並列に接続されて構成される縦ハーフブリッジ型の磁気エネルギー回生スイッチであって、
前記制御手段は、
前記交流電源の前記交流出力の前記電源周期に同期して、前記交流電源の前記交流出力の前記電源周期の１周期毎に、前記第１の自己消弧型素子と前記第２の自己消弧型素子のうち、一方の自己消弧形素子をＯＮにし、該一方の自己消弧形素子をＯＦＦした後に、他方の自己消弧形素子をＯＮにし、該他方の自己消弧形素子をＯＦＦし、
前記一方の自己消弧形素子のＯＮ及び前記他方の自己消弧形素子のＯＮの時間を調整することで、前記磁気エネルギー蓄積モードの継続時間を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記交流電源を流れる電流量を測定する電流測定手段を更に備え、
前記制御手段は、前記電流測定手段の測定した電流量が所定の値を超えないように前記磁気エネルギー蓄積モードの継続時間を制御する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記電流測定手段の測定した電流と前記交流電源のする電圧がゼロ交差すると前記磁気エネルギー蓄積モードにする、
ことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記交流電源は複数相の交流電源であり、
相毎に前記磁気エネルギー回生スイッチが配置される、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項８】
更に、整流回路を、前記負荷と前記磁気エネルギー回生スイッチとの間に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記リアクタを備える、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記交流電源は発電機であり、前記リアクタは該発電機の内部リアクタンスである、
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記交流電源は、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収することで制動をかける回生ブレーキであり、
前記リアクタは、該回生ブレーキのリアクトルである、
ことを特徴とする請求項１０に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
リアクタの磁気エネルギーをコンデンサに静電エネルギーとして蓄積させる静電エネルギー蓄積ステップと、
前記コンデンサに静電エネルギーが蓄積されている場合は当該静電エネルギーを回生して前記リアクタに磁気エネルギーを蓄積させ、前記コンデンサに静電エネルギーが蓄積されていない場合は前記コンデンサを介さずに電流を導通させることで前記リアクタに磁気エネルギーを蓄積させる磁気エネルギー蓄積ステップと、
を備え、
交流電源の各一周期において、前記磁気エネルギー蓄積モードが半周期未満になるように、前記静電エネルギー蓄積ステップと磁気エネルギー蓄積ステップとが前記交流電源の出力に同期して切り替わり、
前記磁気エネルギー蓄積モードの継続時間が制御される、
ことを特徴とする電力変換方法。
【請求項１３】
交流電源並びにリアクタの直列回路と負荷との間に接続され、前記リアクタの磁気エネルギーをコンデンサに静電エネルギーとして蓄積させる静電エネルギー蓄積モードと、前記コンデンサに静電エネルギーが蓄積されている場合は当該静電エネルギーを回生して前記リアクタに磁気エネルギーを蓄積させ、前記コンデンサに静電エネルギーが蓄積されていない場合は前記コンデンサを介さずに電流を導通させることで前記リアクタに磁気エネルギーを蓄積させる磁気エネルギー蓄積モードと、を備える磁気エネルギー回生スイッチにおいて、
コンピュータに
前記交流電源の各一周期において、前記静電エネルギー蓄積モードが半周期未満になるように、前記磁気エネルギー回生スイッチの各モードを前記交流電源の出力に同期して切り替える機能と、
前記磁気エネルギー蓄積モードの継続時間を制御する機能と、
を実現させることを特徴とするプログラム。