【手続補正書】
【提出日】平成25年4月26日(2013.4.26)
【手続補正１】
【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】
少なくとも１つのコンデンサと、少なくとも１つの自己消弧型素子と、を備え、電源と誘導性負荷との間に接続され、前記自己消弧型素子のオン・オフにより、前記誘導性負荷に蓄積された磁気エネルギーを回収して前記コンデンサに電荷の形で静電エネルギーとして蓄積し、蓄積した当該静電エネルギーを前記誘導性負荷に再び供給する磁気エネルギー回生スイッチと、
前記磁気エネルギー回生スイッチの前記自己消弧型素子のオン・オフを制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記コンデンサの電圧に応じて、前記自己消弧型素子のオン・オフを切り替えるタイミングを制御する、
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記コンデンサの電圧のピーク値の変動が小さくなるように、前記自己消弧型素子のオン・オフを切り替えるタイミングを制御する、
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
前記電源は交流電源であり、
前記磁気エネルギー回生スイッチは、第１と第２の交流端子と、第１と第２の直流端子と、第１乃至第４のダイオードと、第１乃至第４の自己消弧型素子と、コンデンサと、を備え、前記第１の交流端子に前記第１のダイオードのアノードと前記第２のダイオードのカソードとが、前記第１の直流端子には前記第１のダイオードのカソードと前記コンデンサの１方の極と前記第３のダイオードのカソードとが、前記第２の直流端子には前記第２のダイオードのアノードと前記コンデンサの他方の極と前記第４のダイオードのアノードとが、前記第２の交流端子には前記第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とが接続され、前記第１のダイオードに前記第１の自己消弧型素子が、前記第２のダイオードに前記第２の自己消弧型素子が、前記第３のダイオードに前記第３の自己消弧型素子が、前記第４のダイオードに前記第４の自己消弧型素子が並列に接続されるフルブリッジ型磁気エネルギー回生スイッチであり、
前記フルブリッジ型磁気エネルギー回生スイッチの前記コンデンサの電圧を検出する電圧検出手段を更に備え、
前記フルブリッジ型磁気エネルギー回生スイッチは前記第１の交流端子と前記第２の交流端子の間に前記誘導性負荷と前記交流電源との直列回路を接続され、
前記制御手段は、
前記第１の自己消弧型素子と前記第４の自己消弧型素子とで構成されるペアのオン・オフと、前記第２の自己消弧型素子と前記第３の自己消弧型素子とで構成されるペアのオン・オフとを、一方のペアがオンの場合は他方のペアがオフになるように、前記交流電源の出力周波数と同じ周波数で前記フルブリッジ型磁気エネルギー回生スイッチの第１乃至第４の自己消弧型素子のオン・オフを制御し、
前記第１及び第４の自己消弧型素子がオンの時間の前記コンデンサの電圧のピーク値と前記第２及び第３の自己消弧型素子がオンの時間の前記コンデンサの電圧のピーク値とが近づくように前記第１乃至第４の自己消弧型素子のデューティ比を調整することによって、前記コンデンサの電圧のピーク値の変動を小さくする、
ことを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記第１及び第４の自己消弧型素子がオンの時間の前記電圧検出手段の検出する前記コンデンサの電圧のピーク値と、前記第２及び第３の自己消弧型素子がオンの時間の前記電圧検出手段の検出する前記コンデンサの電圧のピーク値と、を比較し、前記第１及び第４の自己消弧型素子がオンの時間の前記コンデンサの電圧のピーク値が大きければ、前記第１及び第４の自己消弧型素子のデューティ比を大きくし、前記第２及び第３の自己消弧型素子がオンの時間の前記コンデンサの電圧のピーク値が大きければ、前記第２及び第３の自己消弧型素子のデューティ比を大きくする、ことによって前記コンデンサの電圧のピーク値の変動を小さくする、
ことを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記コンデンサのキャパシタンスと前記誘導性負荷のインダクタンスとで定まる共振周波数は前記交流電源の出力周波数以上である、
ことを特徴とする請求項３または４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記磁気エネルギー回生スイッチは、第１と第２の交流端子と、第１と第２の直流端子と、第１乃至第４のダイオードと、第１と第２の自己消弧型素子と、第１と第２のコンデンサと、を備え、前記第１の交流端子には前記第１のダイオードのアノードと前記第２のダイオードのカソードとを、前記第１の直流端子には前記第１のダイオードのカソードと前記第１のコンデンサの１方の極と前記第３のダイオードのカソードとを、前記第２の交流端子には前記第１のコンデンサの他方の極と前記第２のコンデンサの１方の極と前記第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とを、前記第２の直流端子には前記第２のダイオードのアノードと前記第２のコンデンサの他方の極と前記第４のダイオードのアノードとを、接続され、前記第１のダイオードには前記第１の自己消弧型素子を、前記第２のダイオードには前記第２の自己消弧型素子を、並列に接続された、縦型のハーフブリッジ型磁気エネルギー回生スイッチであり、
前記縦型のハーフブリッジ型磁気エネルギー回生スイッチの第１のコンデンサの電圧を検出する第１の電圧検出手段と、
前記縦型のハーフブリッジ型磁気エネルギー回生スイッチの第２のコンデンサの電圧を検出する第２の電圧検出手段を更に備え、
前記縦型のハーフブリッジ型磁気エネルギー回生スイッチの前記第１の交流端子と第２の交流端子との間に前記誘導性負荷と前記交流電源との直列回路を接続され、
前記制御手段は、
前記第１の自己消弧型素子のオン・オフと、前記第２の自己消弧型素子のオン・オフとを、一方がオンの場合は他方がオフになるように、前記交流電源の出力周波数と同じ周波数で前記縦型のハーフブリッジ型磁気エネルギー回生スイッチの第１及び第２の自己消弧型素子のオン・オフを制御し、
前記第１の電圧検出手段の検出する前記第１の前記第１コンデンサの電圧のピーク値と、前記第２の電圧検出手段の検出する前記第２のコンデンサの電圧のピーク値と、が近づくように前記第１及び第２の自己消弧型素子のデューティ比を調整することによって前記第１のコンデンサの電圧のピーク値と前記第２のコンデンサの電圧のピーク値との間での変動を小さくする、
ことを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記制御手段は、
前記第１の電圧検出手段の検出する前記第１の前記第１コンデンサの電圧のピーク値と、前記第２の電圧検出手段の検出する前記第２のコンデンサの電圧のピーク値と、を比較し、前記第１の電圧検出手段の検出する前記第１の前記第１コンデンサの電圧のピーク値が大きければ、前記第１の自己消弧型素子のデューティ比を大きくし、前記第２の電圧検出手段の検出する前記第２のコンデンサの電圧のピーク値が大きければ、前記第２の自己消弧型素子のデューティ比を大きくする、ことによって前記第１のコンデンサの電圧のピーク値と前記第２のコンデンサの電圧のピーク値との間での変動を小さくする、
ことを特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記第１及び第２のコンデンサのキャパシタンスと前記誘導性負荷のインダクタンスとで定まる共振周波数は前記交流電源の出力周波数以上であり、
ことを特徴とする請求項６または７に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記電源は直流電流源であり、
前記磁気エネルギー回生スイッチは、第１と第２の交流端子と、第１と第２の直流端子と、第１乃至第４のダイオードと、第１乃至第４の自己消弧型素子と、コンデンサと、を備え、前記第１の交流端子に前記第１のダイオードのアノードと前記第２のダイオードのカソードとが、前記第１の直流端子には前記第１のダイオードのカソードと前記コンデンサの１方の極と前記第３のダイオードのカソードとが、前記第２の直流端子には前記第２のダイオードのアノードと前記コンデンサの他方の極と前記第４のダイオードのアノードとが、前記第２の交流端子には前記第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とが接続され、前記第１のダイオードに前記第１の自己消弧型素子が、前記第２のダイオードに前記第２の自己消弧型素子が、前記第３のダイオードに前記第３の自己消弧型素子が、前記第４のダイオードに前記第４の自己消弧型素子が並列に接続されるフルブリッジ型磁気エネルギー回生スイッチであり、
前記フルブリッジ型磁気エネルギー回生スイッチの前記コンデンサの電圧を検出する電圧検出手段を更に備え、
前記フルブリッジ型磁気エネルギー回生スイッチは前記第１の交流端子と前記第２の交流端子の間に前記誘導性負荷を、前記第１の直流端子と前記第２の直流端子との間に前記直流電流源を接続され、
前記制御手段は、
前記第１の自己消弧型素子と前記第４の自己消弧型素子とで構成されるペアのオン・オフと、前記第２の自己消弧型素子と前記第３の自己消弧型素子とで構成されるペアのオン・オフとを、一方のペアがオンの場合は他方のペアがオフになるように、前記フルブリッジ型磁気エネルギー回生スイッチの第１乃至第４の自己消弧型素子のオン・オフを制御し、
前記第１及び第４の自己消弧型素子がオンの時間の前記電圧検出手段の検出する前記コンデンサの電圧のピーク値と、前記第２及び第３の自己消弧型素子がオンの時間の前記電圧検出手段の検出する前記コンデンサの電圧のピーク値と、を比較し、前記第１及び第４の自己消弧型素子がオンの時間の前記コンデンサの電圧のピーク値と前記第２及び第３の自己消弧型素子がオンの時間の前記コンデンサの電圧のピーク値とが近づくように前記第１乃至第４の自己消弧型素子のデューティ比を調整することによって前記コンデンサの電圧のピーク値の変動を小さくする、
ことを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
少なくとも１つのコンデンサと、少なくとも１つの自己消弧型素子と、を備え、電源と誘導性負荷との間に接続され、前記自己消弧型素子のオン・オフにより、前記誘導性負荷に蓄積された磁気エネルギーを回収して前記コンデンサに電荷の形で静電エネルギーとして蓄積し、蓄積した当該静電エネルギーを前記誘導性負荷に再び供給する磁気エネルギー回生スイッチにおいて、前記磁気エネルギー回生スイッチの前記自己消弧型素子のオン・オフを制御する制御方法であって、
前記コンデンサの電圧に応じて、前記自己消弧型素子のオン・オフを切り替えるタイミングを制御する、
ことを特徴とする制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
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、
少なくとも１つのコンデンサと、少なくとも１つの自己消弧型素子と、を備え、電源と誘導性負荷との間に接続され、前記自己消弧型素子のオン・オフにより、前記誘導性負荷に蓄積された磁気エネルギーを回収して前記コンデンサに電荷の形で静電エネルギーとして蓄積し、蓄積した当該静電エネルギーを前記誘導性負荷に再び供給する磁気エネルギー回生スイッチと、
前記磁気エネルギー回生スイッチの前記自己消弧型素子のオン・オフを制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記コンデンサの電圧に応じて、前記自己消弧型素子のオン・オフを切り替えるタイミングを制御する、
ことを特徴とする。
例えば、前記制御手段は、前記コンデンサの電圧のピーク値の変動が小さくなるように、前記自己消弧型素子のオン・オフを切り替えるタイミングを制御する。
【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】
上記目的を達成するため、本発明の第二の観点に係る制御方法は、
少なくとも１つのコンデンサと、少なくとも１つの自己消弧型素子と、を備え、電源と誘導性負荷との間に接続され、前記自己消弧型素子のオン・オフにより、前記誘導性負荷に蓄積された磁気エネルギーを回収して前記コンデンサに電荷の形で静電エネルギーとして蓄積し、蓄積した当該静電エネルギーを前記誘導性負荷に再び供給する磁気エネルギー回生スイッチにおいて、前記磁気エネルギー回生スイッチの前記自己消弧型素子のオン・オフを制御する制御方法であって、
前記コンデンサの電圧に応じて、前記自己消弧型素子のオン・オフを切り替えるタイミングを制御する、
ことを特徴とする。