JPS6233821B2 - - Google Patents
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- JPS6233821B2 JPS6233821B2 JP57038913A JP3891382A JPS6233821B2 JP S6233821 B2 JPS6233821 B2 JP S6233821B2 JP 57038913 A JP57038913 A JP 57038913A JP 3891382 A JP3891382 A JP 3891382A JP S6233821 B2 JPS6233821 B2 JP S6233821B2
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- Japan
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- energy
- capacitor
- switch
- voltage
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-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/825—Apparatus per se, device per se, or process of making or operating same
- Y10S505/856—Electrical transmission or interconnection system
- Y10S505/857—Nonlinear solid-state device system or circuit
- Y10S505/863—Stable state circuit for signal shaping, converting, or generating
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、コイルに貯蔵されたエネルギー
を、コンデンサを介して別のコイルに転送する、
コイル間エネルギー転送装置に関するものであ
る。
を、コンデンサを介して別のコイルに転送する、
コイル間エネルギー転送装置に関するものであ
る。
従来この種の装置として第１図に示すものがあ
つた。図において１はエネルギー転送用コンデン
サ（キヤパシタ）、３１はエネルギー放出コイ
ル、４１はエネルギー吸収コイル、１１〜１４は
それぞれサイリスタ素子である。
つた。図において１はエネルギー転送用コンデン
サ（キヤパシタ）、３１はエネルギー放出コイ
ル、４１はエネルギー吸収コイル、１１〜１４は
それぞれサイリスタ素子である。
次に動作について説明する。エネルギー転送方
式は、コイル３１のエネルギーを少量づつ、コン
デンサ１に転送した後、コンデンサ１よりコイル
４１へ転送して行く方式である。第３図に転送順
序を示す。１サイクルは第３図の〜のシーケ
ンシヤルな動作から成り、〜の動作区間にお
けるコンデンサ１、コイル３１，４１の電圧推移
を第２図ａ〜ｃに示す。
式は、コイル３１のエネルギーを少量づつ、コン
デンサ１に転送した後、コンデンサ１よりコイル
４１へ転送して行く方式である。第３図に転送順
序を示す。１サイクルは第３図の〜のシーケ
ンシヤルな動作から成り、〜の動作区間にお
けるコンデンサ１、コイル３１，４１の電圧推移
を第２図ａ〜ｃに示す。
第１図の回路において、サイリスタ素子１１〜
１４のON、OFFはコンデンサ１の電圧極性に依
存するため、第３図に示す動作区間の終了時点
で、必ずコンデンサ１の電圧極性は反転する。ま
た、動作区間の期間においては、コンデンサ１
の端子電圧は、サイリスタ１２を逆バイアス出来
る電圧極性になつていないため、サイリスタ１２
を任意の時刻に開路することはできず速応制御が
できないことになる。
１４のON、OFFはコンデンサ１の電圧極性に依
存するため、第３図に示す動作区間の終了時点
で、必ずコンデンサ１の電圧極性は反転する。ま
た、動作区間の期間においては、コンデンサ１
の端子電圧は、サイリスタ１２を逆バイアス出来
る電圧極性になつていないため、サイリスタ１２
を任意の時刻に開路することはできず速応制御が
できないことになる。
なお、単位時間に転送可能なエネルギ量の最大
値は Ｅ≒１／２０Ｔ△Ｔ ０（ＶｃＭａｘ／△Ｔ・ｔ×I1）
dt ＝１／４×I1×VcMax となる、但し、I1はコイル３１の電流、△ｔはサ
イリスタ１３のON時間、VcMaxは、コンデンサ１
の最大電圧である。
値は Ｅ≒１／２０Ｔ△Ｔ ０（ＶｃＭａｘ／△Ｔ・ｔ×I1）
dt ＝１／４×I1×VcMax となる、但し、I1はコイル３１の電流、△ｔはサ
イリスタ１３のON時間、VcMaxは、コンデンサ１
の最大電圧である。
従来の装置は以上のように構成されるため、次
のような欠点を有していた。
のような欠点を有していた。
(イ) 転送用コンデンサとして高価な、両端性コン
デンサを必要とする。
デンサを必要とする。
(ロ) コンデンサ容量が、コイルのインダクタンス
値とエネルギー転送速度の関係で大きく選定で
きない。
値とエネルギー転送速度の関係で大きく選定で
きない。
(ハ) 回路動作上、制御不能時間要素が入るため、
速応制御性に欠ける。
速応制御性に欠ける。
(ニ) エネルギー転送を行なうコイルに加わる端子
電圧がランプ状であるため、コイル電圧の最高
値に比較して、転送可能なエネルギー量が少な
い。
電圧がランプ状であるため、コイル電圧の最高
値に比較して、転送可能なエネルギー量が少な
い。
この発明は上記のような従来装置の欠点を除去
するためになされたもので、自己開閉制御可能な
スイツチを用いて、制御むだ時間の短縮を行なう
ほか、コンデンサ電圧を一定に制御することによ
り、安価な単極性の大容量コンデンサの使用を実
現するほか、コイル印加電圧がく形波状となるこ
とにより、コイル電圧最高値に比較して、転送可
能エネルギー量の大きなエネルギー転送装置を供
給することを目的としている。
するためになされたもので、自己開閉制御可能な
スイツチを用いて、制御むだ時間の短縮を行なう
ほか、コンデンサ電圧を一定に制御することによ
り、安価な単極性の大容量コンデンサの使用を実
現するほか、コイル印加電圧がく形波状となるこ
とにより、コイル電圧最高値に比較して、転送可
能エネルギー量の大きなエネルギー転送装置を供
給することを目的としている。
なお、コンデンサ電圧を一定に制御することに
より、共通のコンデンサを介して多くのコイル間
エネルギー転送制御をも容易に実現できる装置で
もある。
より、共通のコンデンサを介して多くのコイル間
エネルギー転送制御をも容易に実現できる装置で
もある。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第４図において１はエネルギー転送用コンデ
ンサ（キヤパシタ）、３１はエネルギー放出コイ
ル、４１はエネルギー吸収コイル、５１はエネル
ギー放出コイル３１に並列接続された、自己開閉
制御可能なスイツチ、２２は、エネルギ吸収コイ
ル４１に並列接続されたダイオード、２１はコイ
ル３１の一端とコンデンサ１の一端子を接続する
ダイオード、５２はエネルギー吸収コイル４１の
一端と、コンデンサ１の前記の一端を接続する自
己開閉制御可能なスイツチ、コンデンサ１の他端
は、ダイオード２１、スイツチ５２の接続されて
いないコイル３１、コイル４１の端子に接続され
ている。
る。第４図において１はエネルギー転送用コンデ
ンサ（キヤパシタ）、３１はエネルギー放出コイ
ル、４１はエネルギー吸収コイル、５１はエネル
ギー放出コイル３１に並列接続された、自己開閉
制御可能なスイツチ、２２は、エネルギ吸収コイ
ル４１に並列接続されたダイオード、２１はコイ
ル３１の一端とコンデンサ１の一端子を接続する
ダイオード、５２はエネルギー吸収コイル４１の
一端と、コンデンサ１の前記の一端を接続する自
己開閉制御可能なスイツチ、コンデンサ１の他端
は、ダイオード２１、スイツチ５２の接続されて
いないコイル３１、コイル４１の端子に接続され
ている。
ダイオード２１とスイツチ５１はエネルギー放
出用コイル３１からコンデンサ１へ流れる電流時
間積を制御する能動回路２０１を構成し、スイツ
チ１１の開閉を行ない、コンデンサ１の端子電圧
を一定に保つための制御回路８１によりスイツチ
５１の開閉制御がなされる。
出用コイル３１からコンデンサ１へ流れる電流時
間積を制御する能動回路２０１を構成し、スイツ
チ１１の開閉を行ない、コンデンサ１の端子電圧
を一定に保つための制御回路８１によりスイツチ
５１の開閉制御がなされる。
またダイオード２２とスイツチ５２はエネルギ
ー吸収回路用能動回路３０１を構成し、スイツチ
５２の開閉により、コイル４１に印加する電圧を
調整するため、制御回路８２によりスイツチ５２
の開閉制御がなされる。
ー吸収回路用能動回路３０１を構成し、スイツチ
５２の開閉により、コイル４１に印加する電圧を
調整するため、制御回路８２によりスイツチ５２
の開閉制御がなされる。
次に、この発明の一実施例の動作を説明する。
エネルギー転送方式は、コイル３１のエネルギー
をコンデンサ１を介してコイル４１へ転送する方
式である。ただし、コンデンサ１は、微少な電圧
リツプルを含む、一定な電圧Vcで使用される。
第５図〜に運転可能な動作モードを示す。第
６図ａ〜ｅに動作時の各部の電圧電流推移例を示
す。
エネルギー転送方式は、コイル３１のエネルギー
をコンデンサ１を介してコイル４１へ転送する方
式である。ただし、コンデンサ１は、微少な電圧
リツプルを含む、一定な電圧Vcで使用される。
第５図〜に運転可能な動作モードを示す。第
６図ａ〜ｅに動作時の各部の電圧電流推移例を示
す。
第４図において、スイツチ５１は、コンデンサ
１の電圧Vcを一定に保つために、一定時間△ｔ
ごとに制御回路８１の指令により開閉制御され、
コイル３１のエネルギーをコンデンサ１に転送す
る。
１の電圧Vcを一定に保つために、一定時間△ｔ
ごとに制御回路８１の指令により開閉制御され、
コイル３１のエネルギーをコンデンサ１に転送す
る。
またスイツチ５２は、コイル４１に転送すべき
エネルギーをコンデンサ１より得るため、制御回
路８２により一定時間△ｔの間で開閉制御され
る。
エネルギーをコンデンサ１より得るため、制御回
路８２により一定時間△ｔの間で開閉制御され
る。
上に示した△ｔ、Vcは、単位時間当りに転送
するエネルギー量、コンデンサ１の許容リツプル
量、コイル３１，４１の許容リツプル量から決定
でき、Vcを大きくとると、単位時間当りに転送
できるエネルギ量は増す。
するエネルギー量、コンデンサ１の許容リツプル
量、コイル３１，４１の許容リツプル量から決定
でき、Vcを大きくとると、単位時間当りに転送
できるエネルギ量は増す。
なお、単位時間に転送可能なエネルギー量の最
大値は、 Ｅ≒１／△Ｔ△Ｔ ０（VcMax×I1）dt＝I1 ×VcMax となる。但し、I1はコイル３１の電流、△ｔはス
イツチ５１の最大ON時間、VcMaxはコンデンサ１
の最大電圧である。
大値は、 Ｅ≒１／△Ｔ△Ｔ ０（VcMax×I1）dt＝I1 ×VcMax となる。但し、I1はコイル３１の電流、△ｔはス
イツチ５１の最大ON時間、VcMaxはコンデンサ１
の最大電圧である。
第７図は、一定時間△ｔの間におけるスイツチ
５１，５２の開閉タイミングが第６図と異なつた
場合の例である。
５１，５２の開閉タイミングが第６図と異なつた
場合の例である。
いずれの場合においても、一定時間△Ｔの間の
任意の時刻に、スイツチ５１，５２の開閉が制御
可能なため、制御不能時間要素が入ることがな
く、速応制御に適している。
任意の時刻に、スイツチ５１，５２の開閉が制御
可能なため、制御不能時間要素が入ることがな
く、速応制御に適している。
また、コンデンサ１の電圧極性が一定である
点、コンデンサ１の容量がエネルギー転送速度に
影響がない等の特徴があり、従来装置の欠点が除
却されている。
点、コンデンサ１の容量がエネルギー転送速度に
影響がない等の特徴があり、従来装置の欠点が除
却されている。
なお、上記実施例では、スイツチ５１，５２は
自己開閉制御可能なスイツチと示したが、スイツ
チ５１，５２は第８図に示すゲートターンオフサ
イリスタや、第９図〜１０図示すサイリスタを使
用したチヨツパ回路をスイツチとして使用して
も、上記実施例と同様な効果を得る。
自己開閉制御可能なスイツチと示したが、スイツ
チ５１，５２は第８図に示すゲートターンオフサ
イリスタや、第９図〜１０図示すサイリスタを使
用したチヨツパ回路をスイツチとして使用して
も、上記実施例と同様な効果を得る。
なお第８図において５１，５２はゲートターオ
フサイリスタ、第９図、第１０図における５１，
５２はそれぞれサイリスタにより構成されたチヨ
ツパー回路である。
フサイリスタ、第９図、第１０図における５１，
５２はそれぞれサイリスタにより構成されたチヨ
ツパー回路である。
また、本発明では、コンデンサ電圧を一定に制
御して使用するため、第１１図に示す実施例の変
形のように、共通のコンデンサ１を利用して複数
のコイル間エネルギー転送を行なうことも可能で
ある。なお、コイルは放出側、吸収側のいずれが
複数個であつてもよい。
御して使用するため、第１１図に示す実施例の変
形のように、共通のコンデンサ１を利用して複数
のコイル間エネルギー転送を行なうことも可能で
ある。なお、コイルは放出側、吸収側のいずれが
複数個であつてもよい。
第１１図において、３１，３２はエネルギー放
出コイル、４１〜４３はエネルギー吸収コイル、
２０１，２０２，３０１，３０２，３０３はそれ
ぞれエネルギー転送用能動回路である。
出コイル、４１〜４３はエネルギー吸収コイル、
２０１，２０２，３０１，３０２，３０３はそれ
ぞれエネルギー転送用能動回路である。
さらに、時間によつて、コイル間エネルギー転
送量が変化する場合は、コンデンサ電圧の設定値
を、プログラムにより、変化させて用いてもよ
い。
送量が変化する場合は、コンデンサ電圧の設定値
を、プログラムにより、変化させて用いてもよ
い。
以上のように、この発明では、単極性の安価な
コンデンサ、自己開閉制御可能なスイツチを用い
てエネルギー転送回路を構成したため、装置が安
価となるとともに、単位時間当りのエネルギー転
送量の大きな装置を構成することができる。
コンデンサ、自己開閉制御可能なスイツチを用い
てエネルギー転送回路を構成したため、装置が安
価となるとともに、単位時間当りのエネルギー転
送量の大きな装置を構成することができる。
また、エネルギー転送用コンデンサ電圧を一定
に制御して用いるため、複数のコイル間エネルギ
ー転送を行なう場合においても、回路の制御動作
がシンプルになる効果をあわせて持つている。
に制御して用いるため、複数のコイル間エネルギ
ー転送を行なう場合においても、回路の制御動作
がシンプルになる効果をあわせて持つている。
第１図は従来のエネルギー転送装置の回路構成
図、第２図ａ〜ｃは第１図の各部の電圧推移を示
す波形図、第３図〜は第１図の動作を説明す
るための動作モード図、第４図はこの発明の一実
施例によるエネルギー転送装置を示す回路構成
図、第５図〜は第４図の動作を説明するため
の動作モード図、第６図ａ〜ｃは第４図の各部の
電圧または電流の推移を示す波形図、第７図ａ〜
ｅは第６図とは異なつた制御による第４図の各部
の電圧または電流の推移を示す波形図、第８図〜
第１１図はこの発明による他の実施例を示す回路
構成図である。 図中、１はコンデンサ、１１〜１４はサイリス
タ、２１，２２はダイオード、３１，３２はエネ
ルギー放出コイル、４１，４２，４３はエネルギ
ー吸収コイル、５１，５２は自己開閉制御可能な
スイツチである。なお、図中、同一符号は同一、
又は相当部分を示す。
図、第２図ａ〜ｃは第１図の各部の電圧推移を示
す波形図、第３図〜は第１図の動作を説明す
るための動作モード図、第４図はこの発明の一実
施例によるエネルギー転送装置を示す回路構成
図、第５図〜は第４図の動作を説明するため
の動作モード図、第６図ａ〜ｃは第４図の各部の
電圧または電流の推移を示す波形図、第７図ａ〜
ｅは第６図とは異なつた制御による第４図の各部
の電圧または電流の推移を示す波形図、第８図〜
第１１図はこの発明による他の実施例を示す回路
構成図である。 図中、１はコンデンサ、１１〜１４はサイリス
タ、２１，２２はダイオード、３１，３２はエネ
ルギー放出コイル、４１，４２，４３はエネルギ
ー吸収コイル、５１，５２は自己開閉制御可能な
スイツチである。なお、図中、同一符号は同一、
又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ エネルギー放出コイルに貯蔵された電気エネ
ルギーをコンデンサを介して別のエネルギー吸収
コイルに転送するコイル間エネルギー転送装置に
おいて、エネルギー放出コイルの一端をコンデン
サの一端に接続し、他の一端を第１のダイオード
を介して該コンデンサの他の一端に接続するとと
もに、自己開閉制御可能な第１のスイツチを上記
エネルギー放出コイルに並列に接続し、且つエネ
ルギー吸収コイルに並列に第２のダイオードを接
続するとともに、該エネルギー吸収コイルの一端
を上記コンデンサの一端に接続し、他の一端を自
己開閉制御可能な第２のスイツチを介して上記コ
ンデンサの他の一端に接続して構成され、上記コ
ンデンサの端子電圧を上記第１のスイツチの開閉
制御により単極性に制御し、上記エネルギー吸収
コイルの端子電圧を上記第２のスイツチの開閉制
御により転送エネルギー量に応じ制御するように
したことを特徴とするコイル間エネルギー転送装
置。 ２ コンデンサの端子電圧を、上記エネルギー放
出コイル側に設けた上記自己開閉制御可能な第１
のスイツチにより一定電圧に制御するようにした
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のコ
イル間エネルギー転送装置。 ３ エネルギー放出コイル、第１のスイツチ、第
１のダイオードからなる複数のエネルギー放出回
路、またはエネルギー吸収コイル、第２のスイツ
チ、第２のダイオードからなる複数のエネルギー
吸収回路を共通のコンデンサに接続してなること
を特徴とする特許請求の範囲第２項記載のコイル
間エネルギー転送装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57038913A JPS58154344A (ja) | 1982-03-09 | 1982-03-09 | コイル間エネルギ−転送装置 |
| US06/473,408 US4609831A (en) | 1982-03-09 | 1983-03-09 | Apparatus for transmitting energy to and from coils |
| EP83102312A EP0088444B1 (en) | 1982-03-09 | 1983-03-09 | Apparatus for transmitting energy to and from coils |
| DE8383102312T DE3364243D1 (en) | 1982-03-09 | 1983-03-09 | Apparatus for transmitting energy to and from coils |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57038913A JPS58154344A (ja) | 1982-03-09 | 1982-03-09 | コイル間エネルギ−転送装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58154344A JPS58154344A (ja) | 1983-09-13 |
| JPS6233821B2 true JPS6233821B2 (ja) | 1987-07-23 |
Family
ID=12538440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57038913A Granted JPS58154344A (ja) | 1982-03-09 | 1982-03-09 | コイル間エネルギ−転送装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4609831A (ja) |
| EP (1) | EP0088444B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58154344A (ja) |
| DE (1) | DE3364243D1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3739411A1 (de) * | 1987-11-20 | 1989-06-01 | Heidelberg Motor Gmbh | Stromspeicher |
| US5159261A (en) * | 1989-07-25 | 1992-10-27 | Superconductivity, Inc. | Superconducting energy stabilizer with charging and discharging DC-DC converters |
| US5194803A (en) * | 1989-07-25 | 1993-03-16 | Superconductivity, Inc. | Superconductive voltage stabilizer having improved current switch |
| US4962354A (en) * | 1989-07-25 | 1990-10-09 | Superconductivity, Inc. | Superconductive voltage stabilizer |
| US5210451A (en) * | 1990-06-25 | 1993-05-11 | Asea Brown Boveri Ltd. | Power semiconductor circuit |
| DK0489194T3 (da) * | 1990-12-05 | 1996-02-05 | Siemens Ag | Kredsløbsarrangement |
| AU646957B2 (en) * | 1991-07-01 | 1994-03-10 | Superconductivity, Inc. | Shunt connected superconducting energy stabilizing system |
| US5181170A (en) * | 1991-12-26 | 1993-01-19 | Wisconsin Alumni Research Foundation | High efficiency DC/DC current source converter |
| US5682304A (en) * | 1996-03-28 | 1997-10-28 | Shteynberg; Mark | Superconductive electromagnetic energy storage apparatus and a method for storing electromagnetic energy |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3800256A (en) * | 1973-04-24 | 1974-03-26 | Atomic Energy Commission | Energy storage and switching with superconductors |
-
1982
- 1982-03-09 JP JP57038913A patent/JPS58154344A/ja active Granted
-
1983
- 1983-03-09 EP EP83102312A patent/EP0088444B1/en not_active Expired
- 1983-03-09 US US06/473,408 patent/US4609831A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-03-09 DE DE8383102312T patent/DE3364243D1/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58154344A (ja) | 1983-09-13 |
| EP0088444B1 (en) | 1986-06-25 |
| US4609831A (en) | 1986-09-02 |
| EP0088444A1 (en) | 1983-09-14 |
| DE3364243D1 (en) | 1986-07-31 |
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