JPH04281345A - ２象限コンバータ、および２象限コンバータの、エネルギー蓄積器の制御素子としての用途 - Google Patents

２象限コンバータ、および２象限コンバータの、エネルギー蓄積器の制御素子としての用途

Info

Publication number
JPH04281345A
JPH04281345A JP3102562A JP10256291A JPH04281345A JP H04281345 A JPH04281345 A JP H04281345A JP 3102562 A JP3102562 A JP 3102562A JP 10256291 A JP10256291 A JP 10256291A JP H04281345 A JPH04281345 A JP H04281345A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switching element
magnetic energy
converter
energy storage
controllable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3102562A
Other languages
English (en)
Inventor
Peter Daehler
ペーター　デーラー
Michael Haeusler
ホイスラー ミヒャエル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Asea Brown Boveri Ltd
ABB AB
Original Assignee
ABB Asea Brown Boveri Ltd
Asea Brown Boveri AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Asea Brown Boveri Ltd, Asea Brown Boveri AB filed Critical ABB Asea Brown Boveri Ltd
Publication of JPH04281345A publication Critical patent/JPH04281345A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
    • H01F6/006—Supplying energising or de-energising current; Flux pumps
    • H01F6/008—Electric circuit arrangements for energising superconductive electromagnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • 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
    • H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/02—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
    • H02M3/04—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/10—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/125—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M3/135—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M3/137—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/142—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は請求項１ないし３の上位
概念に記載の２象限コンバータから出発している。
【０００２】
【従来の技術】本発明のこの上位概念は、ヨーロッパ特
許出願公開第００８８４４５号公報から公知であるよう
な従来技術に基づいている。そこにおいてチョークから
およびチョークへエネルギーを伝送するため並びにエネ
ルギーをコンデンサを介して別のチョークに伝送するた
めに、ブリッジ分路においてそれぞれ２つのダイオード
および２つのＧＴＯサイリスタを有する２つのブリッジ
回路が設けられている。チョークを介して流れるフリー
ホイール電流は２つの異なったブリッジ分路によって交
互に制御することができるので、結果的に半導体弁素子
のスイッチング頻度は低減される。
【０００３】西独特許出願公開第１９６４７５５号公報
から、電流を超伝導コイルに供給し、蓄積しかつ維持す
るために、超伝導コイルに並列に１つのダイオードまた
はスイッチを設けることが公知である。
【０００４】Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　Ｅｘｐ
ｅｒｉｍｅｎｔａｌ　Ｔｅｃｈｉｑｕｅｓ，　Ｂａｎｄ
　２４，　Ｎｒ．　５Ｉ，　１９７１年９月／１０月、
Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ（ＵＳＡ），　Ｅ．　Ｇ．　Ｆｕｒｍ
ａｎ　著“Ｓｔａｂｉｌｉｓａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ
　ｅｎｅｒｇｙ　ｏｆ　ａｎ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ
　ｔａｎｋ　ｃｉｒｃｕｉｔ”（　第１２９７頁ないし
１２９９頁）から、ベータトロンの磁石を励磁するため
の２象限コンバータが公知であり、その際エネルギーは
非安定化電源から脈動的に飽和可能なチョークを介して
供給される。磁石に蓄積されたエネルギーの、電源への
逆給電は、チョークに直列にサイリスタを有する電源側
の電圧安定化回路によって妨げられる。２象限コンバー
タの半導体弁素子のスイッチング頻度を低減するための
手段は示されていない。
【０００５】関連の従来技術としてその他、ＩＥＥＥ　
Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｙｓ
ｔｅｍｓ，　Ｖｏｌ．，１９８８年、第１４１８ないし
１４２５頁がある。そこでは、電流網をその有効電力お
よび無効電力に関して安定化するために、ブリッジ整流
回路における２つの６パルスコンバータが超伝導磁石を
介して直列に接続されている。その際コンバータの半導
体弁素子の電力は大きめに設計されなければならない。
【０００６】
【発明の課題および発明の概要】請求項１ないし３に記
載されている本発明の課題は、使用の半導体弁素子の電
力負荷を低減した２象限コンバータの回路を提供するこ
とである。
【０００７】本発明の利点は、半導体弁素子の一部を比
較的低電力用に設計することができる点にある。
【０００８】本発明の実施例によれば、２象限コンバー
タの半導体弁素子の数を２に低減することができる。
【０００９】磁気的なエネルギー蓄積器に対する並列回
路における制御可能な弁素子により、磁気的なエネルギ
ー蓄積器が充電される必要もないし放電される必要もな
い作動状態において、２象限コンバータの半導体弁素子
の一層の負荷軽減が可能になる。
【００１０】
【実施例】図１には、ネットカップリングの例として、
３相の５０Ｈｚ配電源網１の、単相の１６　　２／３Ｈ
ｚの軌道電源網７との接続が完全静止形“ショートカッ
プリング”として示されている。２つの配電網１および
７は、配電線変圧器２、電源転流形順変換装置ないしＩ
コンバータ３、中間回路チョーク４および中間回路コン
デンサＣを有する直流電圧中間回路、強制転流形逆変換
装置ないしＵインバータ５および軌道配電線変圧器６を
介して相互に接続されている。
【００１１】電源転流形順変換装置３は、従来の、逆並
列なサイリスタ順変換装置として実現されている。その
調整量、すなわち点弧角度αは、正常作動において、中
間回路電圧Ｕｄ　を一定に維持し、ひいては間接的に中
間回路における有効電力収支を補償調整するために用い
られる。強制転流形逆変換装置５はＧＴＯサイリスタに
よって実現されている。その２つの調整量、即ち位相角
度φおよび振幅調整量ａを用いて、軌道配電網７の有効
電力および無効電力要求を相互に無関係に考慮すること
ができる。電圧ＵＬ　が降下しかつ磁気的な蓄積電流Ｉ
Ｌ　が流れる超伝導チョークないし磁気的なエネルギー
蓄積器Ｌは、制御素子ないし２象限コンバータ８を介し
て直流電圧中間回路に接続されている。例えば１ＭＷｈ
のエネルギーを蓄積するコイルＬはソレノイドとして約
８．９ｍの直径において３ｍの高さを有している。Ｉ８
　は、２象限コンバータ８を流れる充電電流ないし放電
電流を表している。
【００１２】非常に迅速な調整能力のために、ネットカ
ップリングのこのような付加構成により次の利点が生じ
る： −パートナー配電網が電力変動の影響を受けないこと（
ここでは分ないし時間領域において軌道配電網７が電力
変動の影響を受けない）、 −２つの配電網１および７の一方が短時間故障した場合
の電力伝送を融通できること、 −１つの配電網または変換装置３，５が故障した場合に
障害が生じていない配源網に対して負荷パルスを緩衝す
ること。
【００１３】電子的に発生される、迅速に変化可能な調
整量として、２象限コンバータ８にスイッチング比ｋが
供給される。２象限コンバータ８は電子的に調整可能な
変換比ｋを有する直流電圧変換器と見なすことができる
。
【００１４】 磁気的なエネルギー蓄積器Ｌの充電の際次の式が成り立
つ：ｋ＝ｔｏｎ／Ｔｏ， 磁気的なエネルギー蓄積器Ｌの放電の際次の式が成り立
つ：ｋ＝ｔｏｆｆ／Ｔｏ， ただしｔｏｎ　：周期的な充電持続時間、放電フリーホ
イール持続時間、 ｔｏｆｆ：周期的な放電持続時間、充電フリーホイール
持続時間、 Ｔｏ　　：スイッチング周期持続時間（Ｔｏ＝ｔｏｎ　
＋ｔｏｆｆ）、例えば図４のａ参照）。
【００１５】２象限コンバータ８のクロック周波数ｆ＝
１／Ｔｏ　は、経済上の最適化から生じ、その際一方に
おける２象限コンバータ８のスイッチング損失および他
方におけるまだ許容可能な直流電圧リップル（高調波）
を考慮するべきである。
【００１６】図２には、第１の直流電圧線９における第
１の制御可能な弁素子ないしサイリスタＶ１を有する２
象限コンバータ８が示されており、その際サイリスタの
カソードは磁気的なエネルギー蓄積器Ｌを介して第２の
直流電圧線１０における第２の制御可能な弁素子ないし
サイリスタＶ２のアノードに接続されている。直流電圧
線９および１０に、中間回路コンデンサＣの中間回路電
圧Ｕｄ　が加わっている。サイリスタＶ２のアノードは
ダイオードＤ１のアノードに接続されており、このダイ
オードのカソードはサイリスタＶ１のアノードに接続さ
れている。サイリスタＶ２のカソードはダイオードＤ２
のアノードに接続されており、このダイオードのカソー
ドはサイリスタＶ１のカソードに接続されている。ダイ
オードＤ１、サイリスタＶ２および磁気的なエネルギー
蓄積器Ｌに対する並列分路にそれぞれ、機械的なスイッ
チＳ１ないしＳ２ないしＳ３が設けられている。
【００１７】半導体弁素子Ｖ１，Ｖ２，Ｄ１，Ｄ２の電
圧は、変換装置３，５の最適化から生じる中間回路電圧
Ｕｄ　によって決められる。
【００１８】遮断可能な弁素子Ｖ１，Ｖ２の電流は、超
伝導磁石Ｌの最大電流ＩＬｍａｘ　と充電の際のスイッ
チング比ｋの最大値ないし放電の際のスイッチング比ｋ
の最小値とから決められる。
【００１９】ダイオードＤ１，Ｄ２の電流は、超伝導磁
石Ｌの最大電流ＩＬｍａｘ　と充電の際のスイッチング
比ｋの最大値ないし放電の際のスイッチング比ｋの最小
値とから決められる。
【００２０】次に、以下の特徴において相異している３
つの実施形態について説明する： −半導体弁素子の数、付加的な機械的なスイッチング素
子、 −半導体弁素子の電流選定、 −２象限コンバータ８における損失、 −充電および放電の際のダイナミック切換特性。
【００２１】実施形態１： 対応する回路は図３のａないしｃに示されており、その
際この回路は図２に対応するが、機械的なスイッチＳ１
ないしＳ３は設けられていない。制御可能な弁素子とし
て、阻止能力を有するが、遮断能力を有しない他励式サ
イリスタまたは遮断可能なＧＴＯサイリスタＶ１，Ｖ２
を使用することができる。
【００２２】磁気的なエネルギー蓄積器Ｌの充電期間の
間、両方のサイリスタＶ１，Ｖ２は導通状態にある（図
３のａ参照）。放電期間の間、両方のサイリスタＶ１，
Ｖ２は遮断されておりかつ両方のダイオードＤ１，Ｄ２
が導通状態にある（図３のｃ参照）。充電の際のサイリ
スタＶ１またはＶ２の遮断によりまたは放電の際のサイ
リスタの点弧によって、交互に周期的に磁気的なエネル
ギー蓄積器を介してフリーホイール電流ＩＬ　が流れる
ように切り換えられる（図３のｂ参照）。フリーホイー
ル電流はＤ１−Ｖ１およびＶ２−Ｄ２に介して交互に制
御されることが重要である。充電から放電への移行およ
びその逆の移行はいつでもかつ遅延なしに可能である。
【００２３】最大電流ＩＬｍａｘ　に相応する、持続的
な線路に関連した、弁素子の相対電流負荷は、図４のａ
ないしｉ並びに図９のａおよびｂから明らかである。弁
素子のスイッチング周波数は有効なクロック周波数の半
分の大きさであり、従ってそのスイッチング損失は半分
になる。
【００２４】図４のａには、縦座標に電圧降下ＵＬ　が
示されておりかつ横座標には時間ｔが示されている。磁
気的なエネルギー蓄積器Ｌの充電の際の弁素子Ｖ１，Ｖ
２，Ｄ１およびＤ２の投入接続持続時間は図４のａない
しｅに示されている。そこから、それぞれの弁素子が図
４ａに示すように、それぞれ１つおきのクロック周期に
おいてのみ切り換えられることがわかる。ダイオードＤ
１およびＤ２には充電フリーホイール持続時間の間、交
互に電流が流れる。
【００２５】磁気的なエネルギー蓄積器Ｌの放電の際の
４つの弁素子Ｖ１，Ｖ２，Ｄ１，Ｄ２の投入接続時間は
図４のｆないしｉに示されており、その際放電は図４の
ａに示されている放電持続時間ｔｏｆｆ　の間に行われ
る。 その際図４ａに示されている充電過程とは異なって、放
電フリーホイール持続時間ｔｏｎ　の期間に磁気的なエ
ネルギー蓄積器Ｌにおける電圧ＵＬ　は零に等しくかつ
ｔｏｆｆ　の期間には−ＵＬ　に等しい（図７のｆ参照
）。放電の際にもそれぞれの弁素子はその都度１つおき
のスイッチング周期においてのみ非導通状態から導通状
態へおよび導通状態から非導通状態へ移行する。
【００２６】磁気的なエネルギー蓄積器Ｌの充電作動に
対して、図５のａに該磁気的なエネルギー蓄積器にて降
下する電圧ＵＬ　が時間ｔに関して示されておりかつ図
５のｂには２象限コンバータ８を流れる電流Ｉ８　が時
間ｔに関して示されている。斜線が施されている部分は
、ｔｏｎ　ないしｔｏｆｆ　の期間の同じ電圧ないし電
流平均値ＵＬＭ，Ｉ８Ｍ　を表している。磁気的なエネ
ルギー蓄積器の放電作動に対する相応の信号線図は図５
のｃおよびｄに示されている。
【００２７】充電作動に対して次の式が成り立つ：ＵＬ
Ｍ　＝ｔｏｎ・Ｕｄ／Ｔｏ， Ｉ８Ｍ　＝ｔｏｎ・ＩＬ／Ｔｏ　およびＰ８Ｍ　＝Ｕｄ
・Ｉ８Ｍ　＝Ｕｄ・ｔｏｎ・ＩＬ／Ｔｏ、その際Ｐ８Ｍ
　は伝送される電力の平均値を意味している。放電作動
に対する相応の値は、ｔｏｎ　に−ｔｏｆｆ　を代入す
ることによって得られる。
【００２８】付加構成として磁気的なエネルギー蓄積器
Ｌに図２に示すように機械的なバイパススイッチＳ３を
設けることができる。その場合このバイパススイッチＳ
３は、２象限コンバータ８を比較的長い時間間隔（時間
）にわたって同じ状態にとどまるべきであり、その際磁
気的なエネルギー蓄積器Ｌは充電されているが、充電も
放電もされるべきでないとき、特に有利である。バイパ
ススイッチＳ３が閉成されている場合、２つの制御可能
な弁素子Ｖ１，Ｖ２ともは点弧ないし導通していないこ
とが保証されていなければならない。
【００２９】実施形態１は、弁素子の１／２のスイッチ
ング周波数のためダイナミック的には最適である。４つ
の半導体弁素子が必要であり、そのうち常に２つが電流
路中にある。
【００３０】実施形態２： 実施形態１とは異なって、２象限コンバータ８において
遮断可能な弁素子Ｖ２およびダイオード弁素子Ｄ１に付
加的に機械的な短絡スイッチＳ１，Ｓ２が並列に接続さ
れている（図６のａないしｄ参照）。
【００３１】図６のａおよびｂには、図７のａに図示の
充電周期に相当する、磁気的なエネルギー蓄積器Ｌの充
電の際の電流が示されている。その際弁素子Ｖ２に並列
である機械的なスイッチＳ２のみが必要とされ、このス
イッチはその比較的小さな線路抵抗に基づいて充電ない
しフリーホイール電流の大部分を引き受け、従って弁素
子Ｖ２の負荷を軽減する。４つの半導体弁素子Ｖ１，Ｖ
２，Ｄ１，Ｄ２の相対電流負荷は、図７のｂないしｅか
らわかる。
【００３２】磁気的なエネルギー蓄積器Ｌの放電は原理
的には実施形態１のように行うことができる。図６のｃ
およびｄの回路に示されているように、ダイオードＤ１
に並列に設けられている機械的なスイッチＳ１が放電過
程の際にダイオードの負荷を軽減する。放電過程の電流
の流れは図６のｃから明らかである。図６のｄは、図７
のｆに示されている放電周期に相応して、ｔｏｎ　の期
間の所属のフリーホイール電流を示している。半導体弁
素子Ｖ１，Ｖ２，Ｄ１，Ｄ２の相対電流負荷は図７のｇ
ないしｊに示されている。基本的にこの放電周期は実施
形態１の充電周期とも組み合わせることができる。
【００３３】実施形態２は、実際にはその都度たった１
つの半導体弁素子にしか電流が流れていないという利点
を有している。充電の際にも放電の際にもそれは順次弁
素子Ｖ１およびＤ２である。遮断可能な弁素子Ｖ２およ
びダイオードＤ１の電流は著しく小さく設計することが
できる。その理由はそれらは移行状態においてのみ、す
なわち機械的なスイッチのＱに応じて、約１００　ｍｓ
　間、電流を導く必要があるだけであるからである。
【００３４】付加構成として、実施形態１の場合と同様
に、磁気的なエネルギー蓄積器Ｌに並列に機械的なバイ
パススイッチＳ３を設けることができる。
【００３５】実施形態３： 対応する回路は、図８のａないしｇからわかる。１つの
遮断可能な半導体弁素子Ｖ１およびダイオードＤ２のみ
を必要とする。２象限コンバータ８における損失は最小
である。
【００３６】磁気的なエネルギー蓄積器Ｌの充電の際に
流れる電流は図８のａおよびｂに示されており、放電の
際に流れる電流は図８のｆおよびｇに示されている。充
電作動から放電作動への切換は、図８のｃないしｅに示
されている切換状態に従って順次行われる。放電作動か
ら充電作動への切換は、図８のｅ，ｄおよびｃに示され
ている状態を介して順次行われる。
【００３７】充電の際の半導体弁素子Ｖ１，Ｄ２の相対
電流負荷は図１０のａに示されておりかつ放電の際の電
流負荷は図１０のｂに示されている。縦座標には電流負
荷が示されており、その際数字１は１００％の負荷に相
応する。横座標にはスイッチング比ｋが示されている。 実施形態２に対して同じ負荷状態が当てはまる。
【００３８】実施形態１に対して、充電の際の電流負荷
は図９のａに示されており、放電の際の電流負荷は図９
のｂに示されている。図１０のａの場合と同じ縦座標お
よび横座標記号が当てはまる。
【００３９】実施形態３において半導体弁素子Ｖ１およ
びＤ２に代わって機械的なスイッチＳ１を設けることが
できるのは自明のことであり、その場合機械的なスイッ
チＳ１およびＳ２に代わって半導体弁素子Ｄ１およびＶ
２を設けるべきである。
【００４０】実施形態２に対して相応のことが成り立つ
。弁素子Ｄ１およびＶ２に並列である機械的なスイッチ
Ｓ１およびＳ２に代わって、弁素子Ｖ１およびＤ２に対
して並列な機械的なスイッチを設けることができる。
【００４１】図１に示されているネットカップリングに
おいて順変換装置３は２つの逆並列な、１２パルスのサ
イリスタスタチックコンバータをサークル電流の生じな
い回路において有することができる。このことは、中間
回路電圧Ｕｄ　が一定かつユニポーラに保持されなけれ
ばならずかつ軌道配電網７の側からの迅速な電力反転が
要求されるとき特別有利である。
【００４２】そこで２象限コンバータ８によって、順変
換装置３における電力反転を、中間回路電圧Ｕｄ　を中
間回路の順変換装置接続端子に電位で見て逆に接続する
ことによって実現することができる。この極性反転は、
順変換装置３の無電流状態において通例の電動断続器に
よって行うことができる。この措置によって順変換装置
３に対する素子のコストを半減することができる。その
際配電線網１の側において生じる電力休止は、２象限コ
ンバータ８によって切り抜けることができ、その結果軌
道配電網７に対しては不都合な電力休止が顕著に現れな
い。
【００４３】更に、エネルギー蓄積磁石Ｌを有する２象
限コンバータ８は有利には、中断のない電流供給のため
の所謂ＵＳＶ装置に使用することができる。例えば電気
駆動車両の同時の始動の際に時間単位のタイミングにお
いて発生するような、短時間の電流消失および電圧低下
は、磁気的なエネルギー蓄積器Ｌの放電によって切り抜
けるないし出力補償することができる。
【００４４】実施形態１に示されたような交互に発生す
るフリーホイールを用いる方法は、実施形態２において
も有利に使用することができる。
【００４５】
【発明の効果】本発明は、半導体弁素子の一部を比較的
僅かな電力用に設計することができるという特長を有し
ている。
【図面の簡単な説明】
【図１】直流電圧中間回路に超伝導の磁気的なエネルギ
ー蓄積器の調整素子としての２象限コンバータが接続さ
れているＡＣＡＣコンバータを備えた２つの電流網の完
全にスタチックなショートカップリングを示す回路略図
である。
【図２】中間回路コンデンサおよび磁気的なエネルギー
蓄積器に接続されている、４つの半導体弁素子に対して
付加的な３つの機械的なスイッチを有する、図１に示さ
れている２象限コンバータの回路略図である。
【図３】ａないしｃはそれぞれ、機械的なスイッチが設
けられていない場合の、図２の２象限コンバータの作動
状態を示す図である。
【図４】ａないしｉは、図３に示された作動状態におけ
る半導体弁素子の投入接続時間および遮断時間の信号線
図である。
【図５】ａないしｄはそれぞれ、図３に示された作動時
間における磁気的なエネルギー蓄積器の充電および放電
の際の電圧およぶ電流平均値を表している信号線図であ
る。
【図６】ａないしｄはそれぞれ、充電ないし放電過程に
対して唯一の付加的な機械的なスイッチのみを有する２
象限コンバータの作動状態を示す図である。
【図７】ａないしｊはそれぞれ、図６に示された作動状
態における半導体弁素子の投入接続状態および遮断時間
の信号線図である。
【図８】ａないしｇはそれぞれ、２つの半導体弁素子し
か有していない２象限コンバータの作動状態を示す図で
ある。
【図９】ａおよびｂは、図３に示された作動状態におけ
る磁気的なエネルギー蓄積器の充電ないし放電の際の弁
素子の負荷線図である。
【図１０】ａおよびｂはそれぞれ、実施形態２および実
施形態３に相応する、図６並びに図８に示された作動状
態における磁気的なエネルギー蓄積器の充電ないし放電
の際の弁素子の負荷線図である。
【符号の説明】
１　　配電線網、　　２　　配電線変圧器、　　３　　
電源転流形順変換装置，Ｉコンバータ、　　４　　中間
回路チョーク、　　５　　強制転流形順変換装置，Ｕイ
ンバータ、６軌道配電線変圧器、　　７　　軌道配電線
、　　８　　２象限コンバータ、　　９，１０　　直流
電圧線、

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　ａ）第１の直流電圧線（９）における
    少なくとも１つの第１の制御可能なスイッチング素子（
    Ｖ１）が少なくとも１つの磁気的なエネルギー蓄積器（
    Ｌ）を介して第２の直流電圧線（１０）における少なく
    とも１つの第２の制御可能なスイッチング素子（Ｖ２，
    Ｓ２）に接続されており、 ｂ）前記少なくとも１つの第２のスイッチング素子（Ｖ
    ２，Ｓ２）の、前記少なくとも１つの磁気的なエネルギ
    ー蓄積器（Ｌ）に接続されている方の側は第３の弁素子
    （Ｄ１）を介して前記第１のスイッチング素子（Ｖ１）
    の、前記少なくとも１つの磁気的なエネルギー蓄積器（
    Ｌ）に接続されていない方の側に接続されており、ｃ）
    前記少なくとも１つの第２のスイッチング素子（Ｖ２，
    Ｓ２）の、前記少なくとも１つの磁気的なエネルギー蓄
    積器（Ｌ）に接続されていない方の側は第４の弁素子（
    Ｄ２）を介して前記第１のスイッチング素子（Ｖ１）の
    、前記少なくとも１つの磁気的なエネルギー蓄積器（Ｌ
    ）に接続されている方の側に接続されており、かつ ｄ）前記第１および第２の制御可能なスイッチング素子
    は半導体弁素子（Ｖ１，Ｖ２）である２象限コンバータ
    （８）において、 ｅ）少なくとも前記制御可能な半導体弁素子（Ｖ１，Ｖ
    ２）の１つに、１つの制御可能な機械的なスイッチング
    素子（Ｓ２）が並列に接続されていることを特徴とする
    ２象限コンバータ。
  2. 【請求項２】　　第１の直流電圧線（９）における少な
    くとも１つの第１の制御可能なスイッチング素子（Ｖ１
    ）は少なくとも１つの磁気的なエネルギー蓄積器（Ｌ）
    を介して第２の直流電圧線（１０）における少なくとも
    １つの第２の制御可能なスイッチング素子（Ｖ２，Ｓ２
    ）に接続されており、 ｂ）前記少なくとも１つの第２のスイッチング素子（Ｖ
    ２，Ｓ２）の、前記少なくとも１つの磁気的なエネルギ
    ー蓄積器（Ｌ）に接続されている方の側は第３の弁素子
    （Ｄ１）を介して、前記第１のスイッチング素子（Ｖ１
    ）の、前記少なくとも１つの磁気的なエネルギー蓄積器
    （Ｌ）に接続されていない方の側に接続されており、ｃ
    ）前記少なくとも１つの第２のスイッチング素子（Ｖ２
    ，Ｓ２）の、前記少なくとも１つの磁気的なエネルギー
    蓄積器（Ｌ）に接続されていない方の側は第４の弁素子
    （Ｄ２）を介して、前記第１のスイッチング素子（Ｖ１
    ）の、前記少なくとも１つの磁気的なエネルギー蓄積器
    （Ｌ）に接続されている方の側に接続されており、かつ ｄ）前記第３および第４の弁素子（Ｄ１，Ｄ２）は半導
    体弁素子である、２象限コンバータにおいて、ｅ）少な
    くとも前記２つの第３および第４の弁素子（Ｄ１，Ｄ２
    ）の一方に、１つの制御可能な機械的なスイッチング素
    子（Ｓ１）が並列接続されていることを特徴とする２象
    限コンバータ。
  3. 【請求項３】　　ａ）第１の直流電圧線（９）における
    少なくとも１つの第１の制御可能なスイッチング素子（
    Ｖ１）が少なくとも１つの磁気的なエネルギー蓄積器（
    Ｌ）を介して第２の直流電圧線（１０）における少なく
    とも１つの第２の制御可能なスイッチング素子（Ｖ２，
    Ｓ２）に接続されており、 ｂ）前記少なくとも１つの第２のスイッチング素子（Ｖ
    ２，Ｓ２）の、前記少なくとも１つの磁気的なエネルギ
    ー蓄積器（Ｌ）に接続されている方の側は、前記第１の
    スイッチング素子（Ｖ１）の、前記少なくとも１つの磁
    気的なエネルギー蓄積器（Ｌ）に接続されていない方の
    側に接続されており、 ｃ）前記少なくとも１つの第２のスイッチング素子（Ｖ
    ２，Ｓ２）の、前記少なくとも１つの磁気的なエネルギ
    ー蓄積器（Ｌ）に接続されていない方の側は、第４の弁
    素子（Ｄ２）を介して前記第１のスイッチング素子（Ｖ
    １）の、前記少なくとも１つの磁気的なエネルギー蓄積
    器（Ｌ）に接続されている方の側に接続されている、２
    象限コンバータにおいて、 ｄ）前記第１または第２の制御可能なスイッチング素子
    は制御可能な機械的なスイッチング素子（Ｓ２）である
    ことを特徴とする２象限コンバータ。
  4. 【請求項４】　　ａ）第１および第２の制御可能なスイ
    ッチング素子は制御可能な半導体弁素子（Ｖ１．Ｖ２）
    である請求項２記載の２象限コンバータ（８）において
    、ｂ）少なくとも、前記制御可能な半導体弁素子の１つ
    に、制御可能な機械的なスイッチング素子（Ｓ２）が並
    列接続されていることを特徴とする２象限コンバータ。
  5. 【請求項５】　　ａ）第３および第４の弁素子（Ｄ１，
    Ｄ２）は半導体素子である請求項１または３記載の２象
    限コンバータ（８）において、 ｂ）少なくとも、前記２つの第３および第４の弁素子に
    、１つの制御可能な機械的なスイッチング素子（Ｓ１）
    が並列接続されていることを特徴とする２象限コンバー
    タ。
  6. 【請求項６】　　第３または第４の弁素子は、制御可能
    な機械的なスイッチング素子（Ｓ１）であることを特徴
    とする請求項１または３記載の２象限コンバータ。
  7. 【請求項７】　　別の機械的なスイッチング素子（Ｓ３
    ）が少なくとも１つの磁気的なエネルギー蓄積器（Ｌ）
    に直接並列接続されていることを特徴とする請求項１か
    ら６までのいずれか１項記載の２象限コンバータ。
  8. 【請求項８】　　少なくとも１つの電源転流形順変換装
    置（３）および少なくとも１つの強制転流形逆変換装置
    （５）を有するコンバータの直流電圧中間回路に接続さ
    れている、エネルギー蓄積器（Ｌ）の制御素子としての
    、請求項１から７までのいずれか１項記載の２象限コン
    バータ（８）の用途。
JP3102562A 1990-05-08 1991-05-08 ２象限コンバータ、および２象限コンバータの、エネルギー蓄積器の制御素子としての用途 Pending JPH04281345A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH01790/90-1 1990-05-08
CH179090 1990-05-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04281345A true JPH04281345A (ja) 1992-10-06

Family

ID=4218666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3102562A Pending JPH04281345A (ja) 1990-05-08 1991-05-08 ２象限コンバータ、および２象限コンバータの、エネルギー蓄積器の制御素子としての用途

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5204548A (ja)
EP (1) EP0455960B1 (ja)
JP (1) JPH04281345A (ja)
BR (1) BR9101845A (ja)
CA (1) CA2039915A1 (ja)
DE (1) DE59103465D1 (ja)
ES (1) ES2066249T3 (ja)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19539573A1 (de) * 1995-10-25 1997-04-30 Asea Brown Boveri Summenlöschkreis für einen Thyristor-Stromrichter
US5889659A (en) * 1996-05-06 1999-03-30 Superconductivity, Inc. System for estimating a load to optimize a backup energy system response
US5661646A (en) * 1996-09-25 1997-08-26 The Babcock & Wilcox Company Multi-phase DC-DC chopper with different number of phases
US6215202B1 (en) * 1998-05-21 2001-04-10 Bechtel Enterprises Inc. Shunt connected superconducting energy management system having a single switchable connection to the grid
US6072304A (en) * 1999-07-21 2000-06-06 Regent Lighting Corporation Circuit and method for triggering a thyristor
US6960203B2 (en) * 2002-06-26 2005-11-01 Ethicon, Inc. Thermal ablation with deployable cage
CN101252290B (zh) * 2008-03-31 2010-11-10 江苏双登集团有限公司 基于超级电容器的风电变桨ups系统
EP3639358A4 (en) * 2017-06-12 2021-02-17 TAE Technologies, Inc. MULTI-LEVEL MULTIQUADRANT HYSTERESIS CURRENT CONTROLS AND PROCEDURES FOR THEIR CONTROL
PE20200230A1 (es) 2017-06-16 2020-01-31 Tae Tech Inc Controladores de tension de histeresis multinivel para moduladores de tension y metodos para el control de los mismos
CN107332222B (zh) * 2017-07-28 2020-09-15 尹向阳 一种适用于大功率的直流开关灭弧装置
AU2019239085A1 (en) 2018-03-22 2020-10-08 Tae Technologies, Inc. Systems and methods for power management and control
CN108962534B (zh) * 2018-08-24 2023-06-27 中国科学院合肥物质科学研究院 一种一体化组合参数可调式超大功率换流装置
CN109888576A (zh) * 2018-11-07 2019-06-14 广州金升阳科技有限公司 一种适用于直流电源的插座
KR20210145228A (ko) 2019-03-29 2021-12-01 티에이이 테크놀로지스, 인크. 변환기 소스 모듈들을 갖는 모듈 기반 에너지 시스템들 및 이에 관련된 방법
BR112021021796A2 (pt) 2019-05-30 2021-12-28 Tae Tech Inc Carregamento de bateria avançado em níveis modulares de sistemas de armazenamento de energia
EP4380815A4 (en) 2020-04-14 2024-10-09 TAE Technologies, Inc. SYSTEMS, DEVICES AND METHODS FOR CHARGING AND DISCHARGING MODULAR CASCADED ENERGY SYSTEMS
JP7775216B2 (ja) 2020-04-14 2025-11-25 ティーエーイー テクノロジーズ， インコーポレイテッド 冷却装置および交換可能エネルギー源能力を伴うモジュール式カスケード接続エネルギーシステム
JP7778088B2 (ja) 2020-05-14 2025-12-01 ティーエーイー テクノロジーズ， インコーポレイテッド モジュール型カスケード式エネルギーシステムを伴う、レールベースおよび他の電気自動車両のためのシステム、デバイス、ならびに方法
US20240359595A1 (en) * 2020-08-24 2024-10-31 Tae Technologies, Inc. Modular Cascaded Energy Systems with a Cooling Apparatus and with Replaceable Energy Source Capability
CN116584028A (zh) 2020-09-28 2023-08-11 阿尔法能源技术公司 基于多相模块的能量系统框架及其相关方法
US20220097559A1 (en) 2020-09-30 2022-03-31 Tae Technologies, Inc. Systems, devices, and methods for intraphase and interphase balancing in module-based cascaded energy systems
CA3207256A1 (en) 2021-01-13 2022-07-21 Tae Technologies, Inc. Systems, devices, and methods for module-based cascaded energy systems
EP4367770A4 (en) 2021-07-07 2025-06-18 TAE Technologies, Inc. Systems, devices and methods for modular cascaded energy systems configured for coupling with renewable energy sources

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE743468A (ja) * 1968-12-27 1970-05-28
DE2242353B2 (de) * 1972-08-29 1976-11-04 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Einrichtung zur stromversorgung von trag- und fuehrungsmagneten eines magnetschwebefahrzeuges
US4079305A (en) * 1975-10-17 1978-03-14 Wisconsin Alumni Research Foundation Power supply for high power loads
JPS58154345A (ja) * 1982-03-09 1983-09-13 三菱電機株式会社 コイル間エネルギ−転送回路
US4599519A (en) * 1984-05-16 1986-07-08 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Superconducting magnetic energy storage for asynchronous electrical systems
JP2543336B2 (ja) * 1985-05-15 1996-10-16 三菱電機株式会社 超電導コイル・エネルギ−貯蔵回路

Also Published As

Publication number Publication date
DE59103465D1 (de) 1994-12-15
EP0455960A1 (de) 1991-11-13
ES2066249T3 (es) 1995-03-01
US5204548A (en) 1993-04-20
CA2039915A1 (en) 1991-11-09
BR9101845A (pt) 1991-12-17
EP0455960B1 (de) 1994-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mokrytzki Pulse width modulated inverters for ac motor drives
US5204548A (en) Energy storage circuit with dc chopper superconducting reactor
US7336059B2 (en) System and method for charging and discharging a superconducting coil
US6977449B2 (en) Frequency converter and drive for electric motor
JP3715807B2 (ja) 電力調相装置とその電力調相装置を適用した送電システム
US10608554B2 (en) Power supply having four quadrant converter and techniques for operation
US4405977A (en) Commutation circuits for thyristor inverters
US5450308A (en) Gate power supply circuit
US4855887A (en) Current and frequency converter having means to reduce switching losses
US3496444A (en) Voltage converter circuits
US4056766A (en) Commutation circuit for a cycloconverter with intermediate D.C. link
CN100571003C (zh) 一种不对称式电流调节器及其双极性控制方法
RU2140344C1 (ru) Инверторный источник питания для электродуговой сварки
US4030021A (en) Inverter
SU1001380A1 (ru) Преобразователь переменного напр жени в посто нное
US3924173A (en) Commutation circuits in inverter circuits
SU1069098A1 (ru) Преобразователь многофазного переменного напр жени в посто нный ток
SU1359873A1 (ru) Преобразователь
SU519832A1 (ru) Выпр митель с искусственной коммутацией
RU1805537C (ru) Регулируемый преобразователь переменного напр жени в посто нное
SU1317588A1 (ru) Устройство дл искусственной коммутации тиристоров преобразовател
SU396797A1 (ru) Преобразовательное устройство для питания трехфазной нагрузки
SU696584A1 (ru) Преобразовательное устройство
SU1723648A1 (ru) Преобразователь трехфазного тока в пр моугольные импульсы напр жени дл питани 2 @ -канальной активно-индуктивной нагрузки с рекуперацией энергии в емкостный накопитель
SU572884A1 (ru) Автономный инвертор напр жени