(57)【要約】  第１のフェーズ、第２のフェーズ、第３のフェーズ、および、中立線を有し、ロードに供給される３つのフェーズの交流電力を条件づけるためのシステムは、複数の第１のサージ防止装置、複数の第２のサージ防止装置、複数の第３のサージ防止装置、３つのフェーズのサージ遮断装置、および、複数のコンデンサを有する。サージ防止装置は、２つのフェーズおよび中立線の間の定格値を超える電圧量を最小限にする。３つのフェーズのサージ遮断装置は、３つのフェーズおよび中立線の間の定格値を超える電圧量を最小限にする。前記コンデンサは、２つのフェーズの間の定格値を下回る電圧量を最小限にする。
2012506229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のフェーズ、第２のフェーズ、第３のフェーズ、および、中立線を有し、ロードに供給される３つのフェーズの交流電力を条件づけるためのシステムであって、
前記システムは、
２つのフェーズおよび前記中立線の間の定格値を超える電圧量を最小限にするために構成された複数の第１のサージ防止装置、
２つのフェーズおよび前記中立線の間の前記定格値を超える電圧量を最小限にするために構成された複数の第２のサージ防止装置、
２つのフェーズおよび前記中立線の間の前記定格値を超える電圧量を最小限にするために構成された複数の第３のサージ防止装置、
３つのフェーズおよび前記中立線の間の前記定格値を超える電圧量を最小限にするために構成された３つのフェーズのサージ遮断装置、
および、２つのフェーズの間の前記定格値を下回る電圧量を最小限にするために構成され、前記第１のフェーズおよび前記第２のフェーズに接続される第１のコンデンサ、前記第２のフェーズおよび前記第３のフェーズに接続される第２のコンデンサ、および、前記第１のフェーズおよび前記第３のフェーズに接続される第３のコンデンサを有する複数のコンデンサ、
で構成され、
各第１のサージ防止装置は、前記第１のフェーズ、前記第２のフェーズ、および、前記中立線に接続され、
各第２のサージ防止装置は、前記第２のフェーズ、前記第３のフェーズ、および、前記中立線に接続され、
各第３のサージ防止装置は、前記第１のフェーズ、前記第３のフェーズ、および、前記中立線に接続され、
前記サージ遮断装置は、前記第１のフェーズ、前記第２のフェーズ、前記第３のフェーズ、および、前記中立線に接続されることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記第１のサージ防止装置は、それぞれ、定格電流を有し、
前記第１のサージ防止装置の数は、前記定格電流によって分割される前記ロードの電流条件に関連する請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第２のサージ防止装置は、それぞれ、定格電流を有し、
前記第２のサージ防止装置の数は、前記定格電流によって分割される前記ロードの電流条件に関連する請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第３のサージ防止装置は、それぞれ、定格電流を有し、
前記第３のサージ防止装置の数は、前記定格電流によって分割される前記ロードの電流の条件に関連する請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１のサージ防止装置、前記第２のサージ防止装置、前記第３のサージ防止装置、および、前記３つのフェーズのサージ遮断装置は、受動型である請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１のサージ防止装置は、前記第１のフェーズまたは前記第３のフェーズのいずれかが前記定格値を超える際に、前記中立線に対して低インピーダンスを提示する請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記第２のサージ防止装置は、前記第２のフェーズまたは前記第３のフェーズのいずれかが前記定格値を超える際に、前記中立線に対して低インピーダンスを提示する請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記第３のサージ防止装置は、前記第３のフェーズまたは前記第１のフェーズのいずれかが前記定格値を超える際に、前記中立線に対して低インピーダンスを提示する請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記３つのフェーズのサージ遮断装置は、前記第１のフェーズ、前記第２のフェーズ、または、前記第３のフェーズのいずれかが前記定格値を超える際に、前記中立線に対して低インピーダンスを提示する請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
第１のフェーズ、第２のフェーズ、第３のフェーズ、および中立線を有し、ロードに供給される３つのフェーズの交流電力を条件づけるシステムであって、
前記システムは、
前記第１のフェーズ、前記第２のフェーズ、および、前記中立線に接続され、かつ、前記第１のフェーズまたは前記第２のフェーズのいずれかが定格値を超える際に、前記中立線に対して低インピーダンスを提示することによって、２つのフェーズおよび前記中立線の間の前記定格値を超える電圧量を最小限にするように構成される複数の第１のサージ防止装置、
前記第２のフェーズ、前記第３のフェーズ、および、前記中立線に接続され、かつ、前記第２のフェーズまたは前記第３のフェーズのいずれかが定格値を超える際に、前記中立線に対して低インピーダンスを提示することによって、２つのフェーズおよび前記中立線の間の前記定格値を超える電圧量を最小限にするように構成される複数の第２のサージ防止装置、
前記第１のフェーズ、前記第３のフェーズ、および、前記中立線に接続され、かつ、前記第３のフェーズまたは前記第１のフェーズのいずれかが定格値を超える際に、前記中立線に対して低インピーダンスを提示することによって、２つのフェーズおよび前記中立線の間の前記定格値を超える電圧量を最小限にするために、構成される複数の第３のサージ防止装置、
前記第１のフェーズ、前記第２のフェーズ、前記第３のフェーズ、および、前記中立線に接続され、かつ、前記第１のフェーズ、前記第２のフェーズ、または、前記第３のフェーズのいずれかが、定格値を超える際に、中立線に対して低インピーダンスを提示することによって、前記３つのフェーズおよび前記中立線の間の前記定格値を超える電圧量を最小限にするために、構成される３つのフェーズのサージ遮断装置、および、
前記第１のフェーズおよび前記第２のフェーズに接続される第１のコンデンサ、前記第２のフェーズおよび前記第３のフェーズに接続される第２のコンデンサ、および、前記第１のフェーズおよび前記第３のフェーズに接続される第３のコンデンサを有し、２つのフェーズ間の前記定格値を下回る電圧量を最小限にするように構成された複数のコンデンサ、
で構成されることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
前記第１のサージ防止装置は、それぞれ、定格電流を有し、
前記第１のサージ防止装置の数は、前記定格電流によって分割されるロードの電流条件に関連する請求項１０に記載のシステム。
前記第２のサージ防止装置は、それぞれ、定格電流を有し、
前記第２のサージ防止装置の数は、前記定格電流によって分割されるロードの電流条件に関連する請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第３のサージ防止装置は、それぞれ、定格電流を有し、
前記第３のサージ防止装置の数は、前記定格電流によって分割されるロードの電流条件に関連する請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第１のサージ防止装置、前記第２のサージ防止装置、前記第３のサージ防止装置、および、前記３つのフェーズのサージ遮断装置は、受動型である請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
第１のフェーズ、第２のフェーズ、および、中立線を有し、ロードに供給されるシングルフェーズの交流電力を条件づけるためのシステムであって、
前記システムは、
前記第１のフェーズ、前記第２のフェーズ、および、前記中立線に接続され、かつ、前記第１のフェーズおよび前記第２のフェーズの間の電圧が定格値を超える際に、前記中立線に対して低インピーダンスを提示することによって、前記第１のフェーズおよび前記第２のフェーズの間の前記定格値を超える電圧量を最小限にするように構成される複数の第１のサージ防止装置、
前記第１のフェーズ、前記第２のフェーズ、および、前記中立線に接続され、かつ、前記第１のフェーズまたは前記第２のフェーズのいずれかが定格値を超える際に、前記中立線に対して低インピーダンスを提示することによって、前記２つのフェーズおよび中立線の間の定格値を超える前記電圧量を最小限にするように構成されるシングルフェーズのサージ遮断装置、および、
前記第１のフェーズおよび前記第２のフェーズに接続され、かつ、前記第１のフェーズおよび前記第２のフェーズの間の前記定格値を下回る電圧量を最小限にするように構成されるコンデンサ、
で構成されることを特徴とするシステム。
【請求項１５】
前記第１のサージ防止装置は、それぞれ、定格電流を有し、
前記第１のサージ防止装置の数は、前記定格電流によって分割されるロードの電流条件に関連する請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１のサージ防止装置および前記シングルフェーズのサージ遮断装置は、受動型である請求項１４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連する出願
この正規の出願は、２００８年１０月１４日に出願されたシリアルＮｏ．６１／１９６，０３６の「交流システムにおいて電圧を安定、熱およびアンペアロードを抑制する電気エネルギー節約型デバイス」と題する先に出願された米国仮出願の全ての共通の主題に関しては、優先権を主張する。識別された先の出願は、これによって、本出願中に全体を参照として組み込まれる。
【０００２】
発明の背景
発明の分野
本発明の実施形態は、交流（ＡＣ）電力をロードに対して供給するための方法およびシステムに関する。より詳細には、本発明の実施形態は、電気エネルギーを節約するために、ＡＣ電力の供給源からロードまで供給される電力を条件づける方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
関連する技術の詳細
公益事業会社から供給されるＡＣ電力は、電圧のレベルが、稲光、または、雷雨、または、様々な他の現象の結果として、通常よりも大きい線間電圧において瞬間的なスパイクまたはサージを有する可能性がある。さらに、電力供給源のローディングが減少した結果として、通常よりも小さい線間電圧は、たるみまたは落ち込みを経験する可能性がある。ロードに対して供給される電圧のレベルのこれらの変化は、電力供給源に接続され、かつ、電気的なシステムの架線および付加的なスタートアップ時の電流のロード中で生成される付加的な熱の形状で消費される電気エネルギーが抑制されるデバイス上に付加的な摩耗を導く。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
発明の概要
本発明の実施形態は、上述の問題を解決し、かつ、ロードに交流（ＡＣ）の電力を供給する当技術分野に明確な進歩を提供する。より詳細には、本発明の実施形態は、電気エネルギーを節約するためにＡＣ電力供給源からロードまで供給される電力を条件づける方法およびシステムを提供する。
【０００５】
本発明の一実施形態は、第１のフェーズ、第２のフェーズ、第３のフェーズ、および、中立線を有し、ロードに供給される３つのフェーズの交流電力を条件づけるためのシステムである。前記システムは、総括的に、複数の第１サージ防止装置、複数の第２サージ防止装置、複数の第３サージ防止装置、３つのフェーズのサージ遮断装置、および、複数のコンデンサで構成される。前記第１のサージ防止装置は、前記第１のフェーズ、前記第２のフェーズ、および、前記中立線に接続され、かつ、２つのフェーズおよび前記中立線の間の定格値を超える前記電圧量を最小限にする。前記第２のサージ防止装置は、前記第２のフェーズ、前記第３のフェーズ、および、前記中立線に接続され、かつ、２つのフェーズおよび前記中立線の間の前記定格値を超える前記電圧量を最小限にする。前記第３のサージ防止装置は、前記第１のフェーズ、前記第３のフェーズ、および、前記中立線に接続され、かつ、２つのフェーズおよび前記中立線の間の前記定格値を超える前記電圧量を最小限にする。前記３つのフェーズのサージ遮断装置は、前記第１のフェーズ、前記第２のフェーズ、前記第３のフェーズ、および、前記中立線に接続され、かつ、前記３つのフェーズおよび前記中立線の間の前記定格値を超える前記電圧量を最小限にする。前記コンデンサは、前記第１のフェーズおよび前記第２のフェーズに接続される第１のコンデンサ、前記第２のフェーズおよび前記第３のフェーズに接続される第２のコンデンサ、および、前記第１のフェーズおよび前記第３のフェーズに接続される第３のコンデンサを有し、かつ、２つのフェーズ間の前記定格値を下回る電圧量を最小限にする。
【０００６】
本発明の別の実施形態は、第１のフェーズ、第２のフェーズ、および、中立線を有し、ロードから供給されるシングルフェーズの交流電力を条件づけるためのシステムである。前記システムは、総括的に、複数の第１サージ防止装置、シングルフェーズのサージ遮断装置、および、コンデンサで構成される。前記第１のサージ防止装置は、前記第１のフェーズ、前記第２のフェーズ、および、前記中立線に接続され、さらに、前記第１のフェーズおよび前記第２のフェーズの間の前記電圧が定格値を超える際に、前記中立線に低インピーダンスを提示することにより、前記第１フェーズおよび前記第２フェーズの間の前記定格値を超える前記電圧量を最小限にするように構成されている。前記シングルフェーズのサージ遮断装置は、前記第１のフェーズ、前記第２のフェーズ、および、前記中立線に接続され、かつ、前記第１のフェーズまたは前記第２のフェーズのいずれかが定格値を超える際に、前記中立線に低インピーダンスを提示することにより、前記２つのフェーズおよび中立線の間の前記定格値を超える電圧量を最小限にするように構成されている。前記コンデンサは、前記第１のフェーズおよび前記第２のフェーズに接続され、かつ、前記第１フェーズおよび前記第２フェーズの間の前記定格値を下回る前記電圧量を最小限にするように構成されている。
【０００７】
この概要は、以下の詳細な説明にさらに記述される単純化された形態におけるコンセプトの選択を紹介するために提供される。この概要は、クレームされた発明の主題のキーになる特徴、または、本質的特徴を特定することを意図せず、クレームされた発明の主題の範囲を限定するために用いられることも意図しない。
【０００８】
本発明の他の側面や利点は、次の実施形態の詳細な説明および添付する図面から明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図面の簡単な説明
本発明の実施形態は、添付された図面に関連して以下に詳細に記載される。
【図１】図１は、ロードに供給される３つのフェーズの交流の電力を条件づけるために、本発明の少なくとも一実施形態に従って構成されるシステムのブロック図である。
【図２】図２は、ロードに供給されるシングルフェーズの交流の電力を条件づけるために、本発明の別の実施形態に従って構成されるシステムのブロック図である。
【図３】図３は、住宅で実施された図２の実施形態のシステムの測定パラメータの４点のグラフである。
【００１０】
図面は、ここに開示および記載された特定の実施形態に本発明を限定しない。図面は、縮尺で描く必要はなく、本発明の原理を明白に描くことに重点を置いて意図的に強調されている。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施形態の詳細な説明
本発明の次の詳細な説明は、本発明が実施可能な特定の実施形態を図示する添付の図面について言及する。本実施形態は、本発明を当業者が実施可能なように、十分詳細に、本発明の様態を説明することを意図している。他の実施形態も、利用可能であり、かつ、変更は、本発明の範囲から逸脱することなくなされる。次の詳細な説明は、それゆえに、限定する概念を取り入れるためのものではない。本発明の範囲は、そのようなクレームが与えられた同等の十分な範囲に沿って、従属クレームによってのみ定義される。
【００１２】
交流（ＡＣ）の電力供給源１４からロード１２まで供給される電力を条件づけるための本発明の様々な実施形態に従って構成されるシステム１０は、図１に示される。電力供給源１４は、様々な実施形態において、３つのフェーズの電力源でもよく、さらに、公益会社、ジェネレータ、または、同様の供給源から供給される電力が存在してもよい。電力供給源１４は、第１のフェーズ１６、第２のフェーズ１８、第３のフェーズ２０、および、中立線２２が提示してもよく、いずれの２つのフェーズ間も電圧の角度差は、当業者中で知られているように、１２０度である。ロード１２は、モータ、コンプレッサ、タービン、照明、暖房、これらの組み合わせのような電力を引き寄せるいかなる一般的な実装のロード、または、他の工業的、商業的、または、住宅のロードでもよい。ロード１２は、第１のフェーズ１６、第２のフェーズ１８、および、第３のフェーズ２０間が均衡でもよいし、または、ロード１２は不均衡でもよい。
【００１３】
システム１０は、総括的に、サージ防止装置２４の第１のセット、サージ防止装置２６の第２のセット、サージ防止装置２８の第３のセット、３つのフェーズのサージ遮断装置３０、および、複数のコンデンサ３２で構成される。システム１０は、一般に、電力供給源１４およびロード１２の間に配置され、かつ、工業的な、商業的な、または、住宅の設定において、既存の電力供給源１４の構造体が用いられもよい。または、システム１０は、新しい住宅または他の建物中に組み込まれてもよい。新しい電力供給源１４の構造体を使用する実施形態において、システム１０の構成要素は、電力の分布制御パネルに組み込まれてもよい。既存の住宅または建物と共に使用する他の実施形態において、システム１０は、施設、建物、または、住宅のために、配線パネルのように、電力配給ポイントのすぐそばで、典型的に、筺体中または絶縁された箱に閉じ込められてもよい。筺体は、既存の電力の配線の各フェーズ１６、１８、２０および中立線２２に接続する４本のワイヤに出力するように設計されてもよい。
【００１４】
一実施形態において、サージ防止装置２４の第１のセットは、図１に図示されるように、２つのサージ防止装置２４ａ、２４ｂを有する。サージ防止装置２４ａ、２４ｂは、サージ遮断装置、または、照明防止装置、または、２つのポート間の電圧が、付与された値より小さい、または、等しい際に、２つのポート間のオープン回路または高インピーダンスを提示し、かつ、それらの間の付与された値を超える際に、２つのポート間のショート回路または低インピーダンスを提示する基本原則に関して作動する他のデバイスを有してもよい。様々な実施形態において、ポートの１つは、フェーズ１６、１８、２０の１つに接続されてもよく、さらに、他のポートは、中立線に接続されてもよい。サージ防止装置２４ａ、２４ｂは、一般的な受動素子でもよく、かつ、金属酸化バリスタ等のような化合物のようなものを含んでもよい。
【００１５】
様々な実施形態において、サージ防止装置２４ａは、シングルフェーズ、２‐ポール、３‐ワイヤの形状で呈してもよく、かつ、第１のポート３６ａ、第２のポート３６ｂ、および、グランドポート３６ｃを有してもよい。サージ防止装置２４ａの例は、Ｉｎｔｅｒｍａｔｉｃ  ｏｆ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｇｒｏｖｅ  IIのＡＧ２４０１Ｃを有してもよい。２‐ポールのサージ防止装置２４ａは、それぞれ、２セットのポート間‐第１のポート３６ａおよびグランドポート３６ｃ間、さらに、第２のポート３６ｂおよびグランドポート３６ｃ間‐で、電圧をモニタしてもよい。従って、サージ防止装置２４ａは、仮に、それらの間の電圧が定格値をこえた場合、第１のポート３６ａおよびグランドポート３６ｃ間の低インポーダンスを提示してもよい。同様に、サージ防止装置２４ａは、仮に、それらの間の電圧が定格値を超えた場合、第２のポート３６ｂおよびグランドポート３６ｃ間の低インピーダンスを提示してもよい。サージ防止装置２４ａは、操作の追加モードを有し、サージ防止装置２４は、第１のポート３６ａおよび第２のポート３６ｂが定格値を超える際に、第１のポート３６ａおよび第２のポート３６ｂのいずれかまたは両方からグランドポート３６ｃまで低インポーダンスを提示してもよい。サージ防止装置２４ｂは、サージ防止装置２４ａに実質的に同様でもよく、かつ、第１のポート３６ａ、第２のポート３６ｅ、および、グランドポート３６ｆを有してもよい。
【００１６】
サージ防止装置２４ａは、さらに、サージ防止装置２４ａによって統御可能な定格化された電流量に対応する定格電流を有してもよい。従って、第１のサージ防止装置に含まれるサージ防止装置２４ａ、２４ｂ、などの数は、ロード１２が、各サージ防止装置２４ａ、２４ｂの定格電流によって分割された状態で流れることが予期される電流の総量に関連する。例えば、仮に、ロード１２によって流れる電流の総量が２００アンペア（Ａ）であり、かつ、各サージ防止装置２４ａ、２４ｂが４０Ａに定格化される場合、複数の第１のサージ防止装置２４中に、２００Ａ／４０Ａ＝５のサージ防止装置２４ａ、２４ｂ等が含まれてもよい。いくつかの実施形態においては、全てのサージ防止装置２４ａ、２４ｂ等のための定格電流の合計が、できる限り、ロード１２によって引き寄せられる電流の総量と等しい、または、大きくなるように、異なる定格電流のサージ防止装置２４ａ、２４ｂを有することを可能にしてもよい。
【００１７】
サージ防止装置２４ａは、第１のポート３６ａが第１のフェーズ１６に接続され、第２のポート３６ｂが第２のフェーズ１８に接続され、さらに、グランドポート３６ｃが中立線２２に接続されるように、システム１０中に適応されてもよい。サージ防止装置２４ｂは、第１のポート３６ｄが第１のフェーズ１６に接続され、第２のポート３６ｅが第２のフェーズ１８に接続され、さらに、グランドポート３６ｆが中立線に接続されるように、システム１０に適応されてもよい。
【００１８】
サージ防止装置２６の第２のセットは、上述のサージ防止装置２４ａ、２４ｂと実質的に同様の方法で機能するサージ防止装置２６ａ、２６ｂを有してもよい。サージ防止装置２６ａは、第１のポート３８ａ、第２のポート３８ｂ、および、グランドポート３８ｃを有してもよい。サージ防止装置２６ｂは、第１のポート３８ｄ、第２のポート３８ｅ、および、グランドポート３８ｆを有してもよい。サージ防止装置２６ａは、第１のポート３８ａが第２のフェーズに接続され、第２のポート３８ｅが第３のフェーズ２０に接続され、さらに、グランドポート３８ｆが中立線に接続されるように、システム１０中に適用されてもよい。サージ防止装置２６ｂは、第１のポート３８ｄが第２のフェーズ１８に接続され、第２のポート３８ｅが第３のフェーズ２０に接続され、さらに、グランドポート３８ｆが中立線２２に接続されるように、システム１０中に適応されてもよい。
【００１９】
サージ防止装置２８の第３のセットは、上述のサージ防止装置２４ａ、２４ｂと実質的に同様の方法で機能する２つのサージ防止装置２８ａ、２８ｂを含んでもよい。サージ防止装置２８ａは、第１のポート４０ａ、第２のポート４０ｂ、および、グランドのポート４０ｃを有してもよい。サージ防止装置２８ｂは、第１のポート４０ｄ、第２のポート４０ｅ、および、グランドポート４０ｆを有してもよい。サージ防止装置２８ａは、第１のポート４０ａが第２のフェーズ１８に接続され、第２のポート４０ｂが第３のフェーズ２０に接続し、さらに、グランドポート４０ｃが中立線２２に接続されるように、システム１０中に適応されてもよい。サージ防止装置２８ｂは、第１のポート４０ｄが第２のフェーズ１８に接続され、第２のポート４０ｅが第３のフェーズ２０に接続され、グランドポート４０ｆが中立線２２に接続されるように、システム１０中に適応されてもよい。
【００２０】
３つのフェーズのサージ遮断装置３０は、サージ遮断装置、サージプロテクタ、サージ防止装置、これらの組み合わせたもの等を有してもよい。３つのフェーズのサージ遮断装置３０は、一般的な受動素子でもよく、かつ、金属酸化物のバリスタ等のような化合物を有してもよい。３つのフェーズのサージ防止装置３０は、第１のポート４２、第２のポート４４、第３のポート４６、および、グランドポート４８を含んでもよい。３つのフェーズのサージ遮断装置３０の例は、Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｏｆ  Ｍｏｏｎ  Ｔｗｏｎｓｈｉｐの１２０ボルトＡＣ（ＶＡＣ）の過渡電圧のサージ遮断装置を有する。上述のサージ防止装置３４と同様にして、３つのフェーズのサージ遮断装置３０は、仮に、第１のポート４２およびグランドポート４８の間の電圧が定格値を超えた場合に、そこの間に低インピーダンスを提示してもよい。同様に、３つのフェーズのサージ遮断装置３０は、仮に、第２のポート４４およびグランドポート４８の間の電圧が定格値を超えた場合、そこの間に低インピーダンスを提示してもよく、さらに、仮に、第３のポート４６およびグランドポート４８間の電圧が定格値を超えた場合に、そこの間に低インピーダンスを提示してもよい。３つのフェーズのサージ遮断装置３０は、第１のポート４２が第１のフェーズ１６に接続され、第２のポート４４が第２のフェーズ１８に接続され、第３のポート４６が第３のフェーズ２０に接続され、かつ、グランドポート４８が中立線２２に接続されるように、システム１０に適応されてもよい。
【００２１】
複数のコンデンサ３２は、通常、ロード１２が変化するとき、例えば、電気モータの始動時に生じる場合がある、ロードが加えられるときは、いつでも、互いに関して、第１のフェーズ１６、第２のフェーズ１８、または、第３のフェーズ２０のいずれの電圧レベルも維持する。複数のコンデンサ３２は、電気モータのように高い誘導性のロードによって消費される無効電力を減少させることによって、力率を修正するために供してもよい。複数のコンデンサ３２は、電気の、または、ポリプレピレンの絶縁性のコンデンサのような様々な種類のコンデンサを有してもよい。
【００２２】
複数のコンデンサ３２は、概して、少なくとも第１のコンデンサ５０、第２のコンデンサ５２、および、第３のコンデンサ５４を有してもよい。様々な実施形態において、３つのコンデンサは、実質的に同様でもよい。さらに、第１のコンデンサ５０、第２のコンデンサ５２、および、第３のコンデンサ５４は、物理的に平行に接続された１つ以上のコンデンサを有してもよい。第１のコンデンサ５０、第２のコンデンサ５２、および、第３のコンデンサ５４の例は、Ａｒｅｏｖｏｘ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｎｅｗ  Ｂｅｄｆｏｒｄ，ＭＡのＨＩＤ４４４６‐Ｐ  ２８０ＶＡＣ、２８マイクロファラッドのコンデンサを有してもよい。
【００２３】
第１のコンデンサ５０は、第１のフェーズ１６に接続される第１のターミナル５６ａ、および、第２のフェーズ１８に接続される第２のターミナル５６ｂを有してもよい。第２のコンデンサ５２は、第２のフェーズ１８に接続される第１のターミナル５８ａ、および、第３のフェーズ２０に接続される第２のターミナル５８ｂを含んでもよい。第３のコンデンサ５４は、第３のフェーズ２０に接続される第１のターミナル６０ａ、および、第１のフェーズ１６に接続される第２のターミナル６０ｂを有してもよい。
【００２４】
シングルフェーズの電力供給源１０２と共に用いられるシステム１００の第２の実施形態は、図２に示される。電力供給源１０２は、ロード１０４に１２０ＶＡＣが供給される住宅や中小企業に送達するそれと、類似している場合がある。電力供給源は、第１のフェーズ１０６、第２のフェーズ１０８、および、中立線１１０を有してもよい。典型的なロード１０４は、小さな器具、照明、娯楽のデバイス、計算機器、それらを組み合わせたもの等のような一般家庭またはビジネス上のアイテムを有してもよい。上述のシステム１０と同様に、システム１００は、典型的に、家庭またはビジネスのための電力送達ポイントのすぐそばにある、筺体または絶縁された箱の中に取り囲まれてもよい。あるいは、システム１００の構成要素は、電力分布制御パネル中に組み込まれてもよい。システム１００の構成要素は、概括的に、サージ防止装置１１２の第１のセット、シングルフェーズのサージ遮断装置１１４、および、複数のコンデンサ１１６で構成されてもよい。
【００２５】
サージ防止装置１１２の第１のセットは、第１のフェーズ１０６および第２のフェーズ１０８の間の電圧がモニタされる、もしくは、フェーズ１０６、１０８のいずれか、および、中立線１１０の間の電圧がモニタされる上述の第１のサージ防止装置２４と実質的に同様の機能を呈してもよい。サージ防止装置１１２の第１のセットは、２つのサージ防止装置１１２ａ、１１２ｂを有してもよい。サージ防止装置１１２ａ、１１２ｂは、仮に、第１のフェーズ１０６および第２のフェーズ１０８の間の電圧が定格値を超えると、または、仮に、フェーズ１０６、１０８のいずれか、および、中立線１１０の間の電圧が、定格値を超えると、中立線１１０へ低インピーダンスのパスを提供してもよい。
【００２６】
上述のサージ防止装置２４ａ、２４ｂのように、サージ防止装置１１２ａ、１１２ｂは、サージ防止装置１１２の第１のセット中に含まれるサージ防止装置１１２ａ、１１２ｂ等の数を決定するために用いられる定格電流を有してもよい。例えば、仮に、サージ防止装置１１２ａ、１１２ｂは、１０Ａの定格電流を有し、かつ、ロード１０４によって流される電流の総量が５０Ａであるとすると、サージ防止装置１１２の第１のセットは、５つのサージ防止装置１１２ａ、１１２ｂ等を有してもよい。
【００２７】
サージ防止装置１１２ａは、第１のフェーズ１０６に接続される第１のポート１３４ａ、第２のフェーズ１０８に接続される第２のポート１３４ｂ、および、中立線１１０に接続されるグランドポート１３４ｃを有する。サージ防止装置１１２ｂは、第１のフェーズ１０６に接続される第１のポート１３４ｄ、第２のフェーズ１０８に接続される第２のポート１３４ｅ、および、中立線１１０に接続されるグランドポート１３４ｆを有する。
【００２８】
様々な実施形態において、システム１００は、さらに、サージ防止装置１１２と実質的に同様のサージ防止装置１１８ａ、１１８ｂを有するサージ防止装置１１８の第２のセットを有する。サージ防止装置１１６ａは、第２のフェーズ１０８に接続される第１のポート１０６、第１のフェーズ１０６に接続される第２のポート１３６ｂ、および、中立線１１０に接続されるグランドポート１３６ｃを有する。サージ防止装置１１８ｂは、第２のフェーズ１０８に接続される第１のポート１３６ｄ、第１のフェーズ１０６に接続される第２のポート１３６ｅ、および、中立線１１０に接続されるグランドポート１３６ｆを有する。
【００２９】
シングルフェーズのサージ遮断装置１１４は、サージ遮断装置、サージプロテクタ、サージ防止装置、これらを組み合わせたもの等を有してもよい。シングルフェーズのサージ遮断装置１１４は、通常、一般的な受動素子でもよいし、さらに、金属酸化バリスタ等のような化合物を有してもよい。シングルフェーズのサージ遮断装置１１４は、第１のポート１２０、第２のポート１２２、および、グランドポート１２４を有してもよい。シングルフェーズのサージ遮断装置１１４は、仮に、第１のポート１２０および第２のポート１２２の間の電圧が定格値を超えると、または、ポート１２０、１２２のいずれか、および、グランドポート１２４の間の電圧が定格値を超えると、グランドポート１２４に対する低インピーダンスを提供してもよい。シングルフェーズのサージ遮断装置１１４は、第１のポート１２０が第１のフェーズ１０６に接続され、第２のポート１２２が第２のフェーズ１０８に接続され、さらに、グランドポート１２４が中立線１１０に接続されるように、システム１００に適応されてもよい。
【００３０】
複数のコンデンサ１１６は、通常、コンデンサ１２６、１３２が、第１のフェーズ１０６および第２のフェーズ１０８の間の電圧レベルを維持し、かつ、電力供給源１０２の力率補正を提供する上述の複数のコンデンサ３２と実質的に同様の機能を提供する。複数のコンデンサ１１６は、少なくとも、第１のターミナル１２８ａおよび第２のターミナル１２８ｂを有する第１のコンデンサ５０のような第１のコンデンサ１２６を有してもよい。第１のターミナル１２８ａは、第１のフェーズ１０８に接続されてもよく、さらに、第２のターミナル１２８ｂは、第２のフェーズ１０８に接続されてもよい。様々な実施形態において、複数のコンデンサ１１６は、第２のフェーズ１０８に接続される第１のターミナル１３０ａおよび第１のフェーズ１０６に接続される第２のターミナル１３０ｂと共に、第２のコンデンサ１３２を有してもよい。
【００３１】
出願人は、システム１０、１００は、電力供給源１４、１０２からの電圧を上昇かつ安定させ、ロード１２、１０４からの要求が増加する際に、電力供給源１４、１０２の線電圧の低下が減少し、フェーズ１６、１８、２０、１０６、１０８の間の電圧の平衡を保ち、反応エネルギーの損失を減少させ、システム１０、１００が接続される電力網上の要求ロードとスパイクを減少させ、フェーズ１６、１８、２０、１０６、１０８の間のラインの高調波の平衡を保ち、低電圧問題が減少させ、ロード１２、１０４中に含まれる化合物の震動、加熱、および、ノイズを減少させ、シングルのトランクラインへ多数のユーザを許容し、５００００ボルトまで電圧スパイクを減少させると確信している。
【００３２】
システム１００の性能を説明するために、出願人は、家庭において、システム１００を実行し、かつ、動作しているシステム１００および動作していないシステム１００の両方で、様々な電力のパラメータを測定した。測定の結果は、図３に示される。電力供給源１０２およびロード１０４の間で実行されるシステム１００と共に、実際の電力、皮相電力、無効電力、および、力率は、特定の日に、一定の間隔をおいて、システム１００の近くで測定された。第１のプロット３００は、時刻（２４時間表示）に対するキロワット（ｋＷ）が測定された実際の電力を示す。第２のプロット３０２は、時刻に対するキロボルトアンペア（ｋＶＡ）で測定された皮相電力を示す。第３のプロット３０４は、時刻に対しるキロボルトアンペア（ｋＶＡＲ）で測定された無効電力を示す。第４のプロット３０６は、時刻に対する力率（約０から約１までの範囲）を示す。
【００３３】
図３に示すように、およそ１３時からおよそ１４時３０分まで、システム１００は、稼働していた。実際の電力および皮相電力の分布は、様々なロード１０４の活動に反映された。無効電力は、およそ０ｋＶＲに平均化され、さらに、力率は、およそ１に平均化される。１４時３０分において、システム１００は、電力供給源１０２およびロード１０４から分離された。実際の電力および皮相電力の分布は、増加した。無効電力の分布は、負の方向において増加し、さらに、力率は、１より小さい値に平均化された。従って、システム１００は、電力供給源１０２と、より大きな実際の電力、皮相電力、および、無効電力が消費されるロード１０４間で実行されなかった。さらに、力率は、１より小さく減少した。
【００３４】
本発明は、添付された図面に描写された実施形態を参照して説明したが、クレーム中に記載される本発明の範囲から逸脱することなく、ここでは、同等のものが用いられ、さらに、代替物がつくられることに注意すること。
【００３５】
上述の本発明の様々な実施形態を有し、新規であり、さらに、専売特許証によって保護されることが望まれているとして、何がクレームされるかは、次に含む。
【図１】
2012506229.tif 000003
【図２】
2012506229.tif 000004
【図３】
2012506229.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成23年10月26日(2011.10.26)
【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】
第１のフェーズ、第２のフェーズ、第３のフェーズ、および、中立線を有し、ロードに供給される３つのフェーズの交流電力を条件づけるためのシステムであって、
前記システムは、
２つのフェーズおよび前記中立線の間の定格値を超える電圧量を最小限にするために構成された複数の第１のサージ防止装置、
２つのフェーズおよび前記中立線の間の前記定格値を超える電圧量を最小限にするために構成された複数の第２のサージ防止装置、
２つのフェーズおよび前記中立線の間の前記定格値を超える電圧量を最小限にするために構成された複数の第３のサージ防止装置、および、
２つのフェーズの間の前記定格値を下回る電圧量を最小限にするために構成され、前記第１のフェーズおよび前記第２のフェーズに接続される第１のコンデンサ、前記第２のフェーズおよび前記第３のフェーズに接続される第２のコンデンサ、および、前記第１のフェーズおよび前記第３のフェーズに接続される第３のコンデンサを有する複数のコンデンサ、
で構成され、
各第１のサージ防止装置は、前記第１のフェーズ、前記第２のフェーズ、および、前記中立線に接続され、
各第２のサージ防止装置は、前記第２のフェーズ、前記第３のフェーズ、および、前記中立線に接続され、
各第３のサージ防止装置は、前記第１のフェーズ、前記第３のフェーズ、および、前記中立線に接続されることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記第１のサージ防止装置は、それぞれ、定格電流を有し、
前記第１のサージ防止装置の数は、前記定格電流によって分割される前記ロードの電流条件に関連する請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第２のサージ防止装置は、それぞれ、定格電流を有し、
前記第２のサージ防止装置の数は、前記定格電流によって分割される前記ロードの電流条件に関連する請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第３のサージ防止装置は、それぞれ、定格電流を有し、
前記第３のサージ防止装置の数は、前記定格電流によって分割される前記ロードの電流の条件に関連する請求項１〜３のいずれかに記載のシステム。
【請求項５】
前記第１のサージ防止装置は、前記第１のフェーズまたは前記第３のフェーズのいずれかが前記定格値を超える際に、前記中立線に対して低インピーダンスを提示する請求項１〜４のいずれかに記載のシステム。
【請求項６】
前記第２のサージ防止装置は、前記第２のフェーズまたは前記第３のフェーズのいずれかが前記定格値を超える際に、前記中立線に対して低インピーダンスを提示する請求項１〜５のいずれかに記載のシステム。
【請求項７】
前記第３のサージ防止装置は、前記第３のフェーズまたは前記第１のフェーズのいずれかが前記定格値を超える際に、前記中立線に対して低インピーダンスを提示する請求項１〜６のいずれかに記載のシステム。
【請求項８】
さらに、３つのフェーズおよび前記中立線の間の前記定格値を超える電圧量を最小限にするために構成された３つのフェーズのサージ遮断装置で構成され、
前記３つのフェーズのサージ遮断装置は、前記第１のフェーズ、前記第２のフェーズ、前記第３のフェーズ、および、前記中立線に接続され、
前記３つのフェーズのサージ遮断装置は、前記第１のフェーズ、前記第２のフェーズ、または、前記第３のフェーズのいずれかが前記定格値を超える際に、前記中立線に対して低インピーダンスを提示する請求項１〜７のいずれかに記載のシステム。
【請求項９】
前記第１のサージ防止装置、前記第２のサージ防止装置、前記第３のサージ防止装置、および、前記３つのフェーズのサージ遮断装置は、受動型である請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
第１のフェーズ、第２のフェーズ、第３のフェーズ、および中立線を有し、ロードに供給される３つのフェーズの交流電力を条件づけるシステムであって、
前記システムは、
前記第１のフェーズ、前記第２のフェーズ、および、前記中立線に接続され、かつ、前記第１のフェーズまたは前記第２のフェーズのいずれかが定格値を超える際に、前記中立線に対して低インピーダンスを提示することによって、２つのフェーズおよび前記中立線の間の前記定格値を超える電圧量を最小限にするように構成される複数の第１のサージ防止装置、
前記第２のフェーズ、前記第３のフェーズ、および、前記中立線に接続され、かつ、前記第２のフェーズまたは前記第３のフェーズのいずれかが定格値を超える際に、前記中立線に対して低インピーダンスを提示することによって、２つのフェーズおよび前記中立線の間の前記定格値を超える電圧量を最小限にするように構成される複数の第２のサージ防止装置、
前記第１のフェーズ、前記第３のフェーズ、および、前記中立線に接続され、かつ、前記第３のフェーズまたは前記第１のフェーズのいずれかが定格値を超える際に、前記中立線に対して低インピーダンスを提示することによって、２つのフェーズおよび前記中立線の間の前記定格値を超える電圧量を最小限にするために、構成される複数の第３のサージ防止装置、および、
前記第１のフェーズおよび前記第２のフェーズに接続される第１のコンデンサ、前記第２のフェーズおよび前記第３のフェーズに接続される第２のコンデンサ、および、前記第１のフェーズおよび前記第３のフェーズに接続される第３のコンデンサを有し、２つのフェーズ間の前記定格値を下回る電圧量を最小限にするように構成された複数のコンデンサ、
で構成されることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
前記第１のサージ防止装置は、それぞれ、定格電流を有し、
前記第１のサージ防止装置の数は、前記定格電流によって分割されるロードの電流条件に関連する請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第２のサージ防止装置は、それぞれ、定格電流を有し、
前記第２のサージ防止装置の数は、前記定格電流によって分割されるロードの電流条件に関連する請求項１０または１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第３のサージ防止装置は、それぞれ、定格電流を有し、
前記第３のサージ防止装置の数は、前記定格電流によって分割されるロードの電流条件に関連する請求項１０〜１２のいずれかに記載のシステム。
【請求項１４】
さらに、前記第１のフェーズ、前記第２のフェーズ、前記第３のフェーズ、および、前記中立線に接続され、かつ、前記第１のフェーズ、前記第２のフェーズ、または、前記第３のフェーズのいずれかが、定格値を超える際に、中立線に対して低インピーダンスを提示することによって、前記３つのフェーズおよび前記中立線の間の前記定格値を超える電圧量を最小限にするために構成される３つのフェーズのサージ遮断装置で構成される請求項１０〜１３のいずれかに記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１のサージ防止装置、前記第２のサージ防止装置、前記第３のサージ防止装置、および、前記３つのフェーズのサージ遮断装置は、受動型である請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
第１のフェーズ、第２のフェーズ、および、中立線を有し、ロードに供給されるシングルフェーズの交流電力を条件づけるためのシステムであって、
前記システムは、
前記第１のフェーズ、前記第２のフェーズ、および、前記中立線に接続され、かつ、前記第１のフェーズおよび前記第２のフェーズの間の電圧が定格値を超える際に、前記中立線に対して低インピーダンスを提示することによって、前記第１のフェーズおよび前記第２のフェーズの間の前記定格値を超える電圧量を最小限にするように構成される複数の第１のサージ防止装置、および、
前記第１のフェーズおよび前記第２のフェーズに接続され、かつ、前記第１のフェーズおよび前記第２のフェーズの間の前記定格値を下回る電圧量を最小限にするように構成されるコンデンサ、
で構成されることを特徴とするシステム。
【請求項１７】
前記第１のサージ防止装置は、それぞれ、定格電流を有し、
前記第１のサージ防止装置の数は、前記定格電流によって分割されるロードの電流条件に関連する請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
さらに、前記第１のフェーズ、前記第２のフェーズ、および、前記中立線に接続され、かつ、前記第１のフェーズまたは前記第２のフェーズのいずれかが定格値を超える際に、前記中立線に対して低インピーダンスを提示することによって、前記２つのフェーズおよび中立線の間の定格値を超える前記電圧量を最小限にするように構成されるシングルフェーズのサージ遮断装置で構成される請求項１６または１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記第１のサージ防止装置および前記シングルフェーズのサージ遮断装置は、受動型である請求項１８に記載のシステム。
【国際調査報告】
2012506229.tif 000006
2012506229.tif 000007
2012506229.tif 000008