JPS6347064B2 - - Google Patents
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- JPS6347064B2 JPS6347064B2 JP59229588A JP22958884A JPS6347064B2 JP S6347064 B2 JPS6347064 B2 JP S6347064B2 JP 59229588 A JP59229588 A JP 59229588A JP 22958884 A JP22958884 A JP 22958884A JP S6347064 B2 JPS6347064 B2 JP S6347064B2
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- capacitor
- energy
- superconducting coil
- voltage
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- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は超電導コイル間のエネルギー移送装
置の制御回路に関するものである。
置の制御回路に関するものである。
第４図は従来の超電導コイル間エネルギー移送
装置の制御回路を示す回路図であり、図におい
て、１は直流電源、２は開閉器である。３はエネ
ルギー蓄積用としての第１の超電導コイルであ
り、４，５は自己消弧機能を有する半導体スイツ
チ、６，７はダイオードである（第１の回路）。
８は前記第１の超電導コイル３のエネルギーが充
電されるコンデンサ、９，１０は自己消弧機能を
有する半導体スイツチ、１１，１２はダイオー
ド、１３は負荷用としての第２の超電導コイルで
ある（第２の回路）。１４は絶縁増幅器、１５は
電流変成器、１６，１７は加算点、１８は電圧制
御回路、１９は電流制御回路、２０，２１は通流
率制御回路、２２は半導体スイツチ４，５および
ダイオード６，７で構成される第１のチヨツパー
回路、２３は半導体スイツチ９，１０およびダイ
オード１１，１２で構成される第２のチヨツパー
回路である。
装置の制御回路を示す回路図であり、図におい
て、１は直流電源、２は開閉器である。３はエネ
ルギー蓄積用としての第１の超電導コイルであ
り、４，５は自己消弧機能を有する半導体スイツ
チ、６，７はダイオードである（第１の回路）。
８は前記第１の超電導コイル３のエネルギーが充
電されるコンデンサ、９，１０は自己消弧機能を
有する半導体スイツチ、１１，１２はダイオー
ド、１３は負荷用としての第２の超電導コイルで
ある（第２の回路）。１４は絶縁増幅器、１５は
電流変成器、１６，１７は加算点、１８は電圧制
御回路、１９は電流制御回路、２０，２１は通流
率制御回路、２２は半導体スイツチ４，５および
ダイオード６，７で構成される第１のチヨツパー
回路、２３は半導体スイツチ９，１０およびダイ
オード１１，１２で構成される第２のチヨツパー
回路である。
従来の超電導コイル間エネルギー移送装置の制
御回路では、まず、エネルギー蓄積用としての第
１の超電導コイル３に、直流電源１により一定の
値にまでエネルギーを充電した後、開閉器２を開
放し、半導体スイツチ４およびダイオード６、又
は、半導体スイツチ５およびダイオード７を介し
て第１の超電導コイル３のエネルギーを環流して
おく。このような状態からの第１の超電導コイル
３と負荷用としての第２の超電導コイル１３との
間のエネルギー移送は次のようなシーケンスで行
われる。第５図ａ〜ｄは第４図のエネルギー移送
シーケンスを示す動作説明図であり、この第５図
のａは半導体スイツチ４をオンにし、半導体スイ
ツチ５をオフにした状態であり、この状態では、
第１の超電導コイル３の電流Iaは、半導体スイツ
チ４とダイオード６により環流されている。次に
第５図ｂで半導体スイツチ４をオフとすると、第
１の超電導コイル３の電流Iaはダイオード６およ
び７を通つて流出し、コンデンサ８を充電する。
この時に、半導体スイツチ９および１０をオンに
すると、コンデンサ８に充電されたエネルギーは
第２の超電導コイル１３に放電を開始し、第１の
超電導コイル３のエネルギーがコンデンサ８を介
して第２の超電導コイル１３に移送される。この
モードにおいて、コンデンサ８への充電エネルギ
ーの量は、第５図ａと第５図ｂの還流モードと放
出モードの通流期間の比、即ち第１のチヨツパ回
路２２の通流率Ｄ１を調整することにより制御で
きる。（但しD1＝I1／Iaである。）又、コンデンサ８ から第２の超電導コイル１３への放電エネルギー
量は、第５図ｂと第５図ｃのモードの通流期間の
比、即ち第２のチヨツパ回路２３の通流率Ｄ２を
調整することにより制御できる。（但しD2＝I2／Ib である。）第５図ｂのモードでは、コンデンサ８
への充電電流I1の平均値と第２の超電導コイル１
３への放電電流I2の平均値を等しく制御すること
によりコンデンサ８の電圧を一定に保つようにす
る。又、第２の超電導コイル１３への放電が完了
した時点で、第５図ｃに示すように、半導体スイ
ツチ４がオン（又はオフ）及び半導体スイツチ５
をオフ（又はオン）にして、第１の超電導コイル
３のエネルギーを還流させると共に、半導体スイ
ツチ９をオン（又はオフ）及び半導体スイツチ１
０をオフ（又はオン）にして、第２の超電導コイ
ル１３の電流Ibを環流させるようにする。
御回路では、まず、エネルギー蓄積用としての第
１の超電導コイル３に、直流電源１により一定の
値にまでエネルギーを充電した後、開閉器２を開
放し、半導体スイツチ４およびダイオード６、又
は、半導体スイツチ５およびダイオード７を介し
て第１の超電導コイル３のエネルギーを環流して
おく。このような状態からの第１の超電導コイル
３と負荷用としての第２の超電導コイル１３との
間のエネルギー移送は次のようなシーケンスで行
われる。第５図ａ〜ｄは第４図のエネルギー移送
シーケンスを示す動作説明図であり、この第５図
のａは半導体スイツチ４をオンにし、半導体スイ
ツチ５をオフにした状態であり、この状態では、
第１の超電導コイル３の電流Iaは、半導体スイツ
チ４とダイオード６により環流されている。次に
第５図ｂで半導体スイツチ４をオフとすると、第
１の超電導コイル３の電流Iaはダイオード６およ
び７を通つて流出し、コンデンサ８を充電する。
この時に、半導体スイツチ９および１０をオンに
すると、コンデンサ８に充電されたエネルギーは
第２の超電導コイル１３に放電を開始し、第１の
超電導コイル３のエネルギーがコンデンサ８を介
して第２の超電導コイル１３に移送される。この
モードにおいて、コンデンサ８への充電エネルギ
ーの量は、第５図ａと第５図ｂの還流モードと放
出モードの通流期間の比、即ち第１のチヨツパ回
路２２の通流率Ｄ１を調整することにより制御で
きる。（但しD1＝I1／Iaである。）又、コンデンサ８ から第２の超電導コイル１３への放電エネルギー
量は、第５図ｂと第５図ｃのモードの通流期間の
比、即ち第２のチヨツパ回路２３の通流率Ｄ２を
調整することにより制御できる。（但しD2＝I2／Ib である。）第５図ｂのモードでは、コンデンサ８
への充電電流I1の平均値と第２の超電導コイル１
３への放電電流I2の平均値を等しく制御すること
によりコンデンサ８の電圧を一定に保つようにす
る。又、第２の超電導コイル１３への放電が完了
した時点で、第５図ｃに示すように、半導体スイ
ツチ４がオン（又はオフ）及び半導体スイツチ５
をオフ（又はオン）にして、第１の超電導コイル
３のエネルギーを還流させると共に、半導体スイ
ツチ９をオン（又はオフ）及び半導体スイツチ１
０をオフ（又はオン）にして、第２の超電導コイ
ル１３の電流Ibを環流させるようにする。
第５図ｄは第５図ｂの逆過程であり、第２の超
電導コイル１３から第１の超電導コイル３へのエ
ネルギー移送を行うモードである。第５図ｄにお
いて、半導体スイツチ９と１０をオフにすると、
第２の超電導コイル１３のエネルギーはコンデン
サ８を充電する。この時に、半導体スイツチ４お
よび５をオンにすると、コンデンサ８に充電され
たエネルギーは第１の超電導コイル３に放電を開
始し、第２の超電導コイル１３のエネルギーが、
コンデンサ８を介して、第１の超電導コイル３に
移送される。このモードにおいても、第５図ｂの
モードと同様に、チヨツパ回路２２，２３の通流
率を調整することにより、コンデンサ８への充電
電流I3と第１の超電導コイル３への放電電流I4の
平均値を等しく制御して、コンデンサ８の電圧を
一定に保つようにする。第２の超電導コイル１３
から第１の超電導コイル３へのエネルギー移送が
完了した時点で第５図ａのモードになり、第１の
超電導コイル３のエネルギーは半導体スイツチ４
とダイオード６を介して環流する。
電導コイル１３から第１の超電導コイル３へのエ
ネルギー移送を行うモードである。第５図ｄにお
いて、半導体スイツチ９と１０をオフにすると、
第２の超電導コイル１３のエネルギーはコンデン
サ８を充電する。この時に、半導体スイツチ４お
よび５をオンにすると、コンデンサ８に充電され
たエネルギーは第１の超電導コイル３に放電を開
始し、第２の超電導コイル１３のエネルギーが、
コンデンサ８を介して、第１の超電導コイル３に
移送される。このモードにおいても、第５図ｂの
モードと同様に、チヨツパ回路２２，２３の通流
率を調整することにより、コンデンサ８への充電
電流I3と第１の超電導コイル３への放電電流I4の
平均値を等しく制御して、コンデンサ８の電圧を
一定に保つようにする。第２の超電導コイル１３
から第１の超電導コイル３へのエネルギー移送が
完了した時点で第５図ａのモードになり、第１の
超電導コイル３のエネルギーは半導体スイツチ４
とダイオード６を介して環流する。
上記のようなシーケンスでエネルギー移送を行
うエネルギー移送装置において、第２の超電導コ
イル１３への放電電流をあらかじめ定められた電
流パターンで制御する場合、第４図に示すよう
に、電流パターンを電流基準（Iref）として与
え、第２の超電導コイル１３に流れる電流を電流
変成器１５で検出し、検出信号をフイードバツク
信号として用い、第２のチヨツパ回路２３の通流
率Ｄ２を電流制御回路１９により制御する方式が
用いられている。一方、コンデンサ８の電圧は絶
縁増幅器１４を介して検出され、この検出信号と
電圧基準（Vref）との偏差を加算点１６で求め、
この求められた電圧偏差値は電圧制御回路１８に
入力し、電圧制御回路１８はコンデンサ８の電圧
がVrefに等しくなるように第１のチヨツパ回路
２２の通流率Ｄ１を制御する。
うエネルギー移送装置において、第２の超電導コ
イル１３への放電電流をあらかじめ定められた電
流パターンで制御する場合、第４図に示すよう
に、電流パターンを電流基準（Iref）として与
え、第２の超電導コイル１３に流れる電流を電流
変成器１５で検出し、検出信号をフイードバツク
信号として用い、第２のチヨツパ回路２３の通流
率Ｄ２を電流制御回路１９により制御する方式が
用いられている。一方、コンデンサ８の電圧は絶
縁増幅器１４を介して検出され、この検出信号と
電圧基準（Vref）との偏差を加算点１６で求め、
この求められた電圧偏差値は電圧制御回路１８に
入力し、電圧制御回路１８はコンデンサ８の電圧
がVrefに等しくなるように第１のチヨツパ回路
２２の通流率Ｄ１を制御する。
ここで従来の超電導コイル間エネルギー移送装
置は上述のように制御されていたため、例えば第
６図ａ〜ｄの動作図のｂのような電流パターンで
第２の超電導コイル１３の電流を制御する場合、
次のような問題点が生じる。
置は上述のように制御されていたため、例えば第
６図ａ〜ｄの動作図のｂのような電流パターンで
第２の超電導コイル１３の電流を制御する場合、
次のような問題点が生じる。
時刻t0からt1までの期間において、コンデンサ
８から第２の超電導コイル１３に第６図ｂのパタ
ーンでエネルギーを供給する場合、それに見合つ
たエネルギーを第１の超電導コイル３からコンデ
ンサ８に供給し、コンデンサ電圧を一定に保つよ
うに電圧制御回路１８が動作している。ところ
が、時刻t1において、これまで、立上つてきた電
流が急にフラツトになるため、電流制御回路１９
は、半導体スイツチ９（又は半導体スイツチ１
０）をオンにすると共に半導体スイツチ１０（又
は半導体スイツチ９）をオフにして、コンデンサ
８から第２の超電導コイル１３へのエネルギー放
出を急速に停止する動作を行う。一方、電圧制御
回路１８は、通常、積分回路等で構成されている
ため、その応答遅れにより、第２の超電導コイル
１３へのエネルギー放出が停止された後も引続い
て第１の超電導コイル３からコンデンサ８へエネ
ルギーを供給し続ける結果、コンデンサ８の電圧
Vcは上昇し、やがて電圧制御回路１８の追随に
よりもとの電圧に復帰するまでの期間、過渡的な
過電圧を生じる。また、時刻t2においては、電流
がフラツトな状態から電流が立下る場合も同様
に、電流基準（Iref）が時刻t2において立下ると、
電流制御回路１９が先ず応答して第２の超電導コ
イル１３のエネルギーをコンデンサ８へ放出し始
める。然るに電圧制御回路１８の応答遅れのた
め、コンデンサ８の電荷は、時刻t2以降に、直ち
には第１の超電導コイル３へ移送することができ
ず、その結果、第２の超電導コイル１３のエネル
ギーがコンデンサ８を過充電することになり、時
刻t2においても、過渡的な過電圧を生じる。
８から第２の超電導コイル１３に第６図ｂのパタ
ーンでエネルギーを供給する場合、それに見合つ
たエネルギーを第１の超電導コイル３からコンデ
ンサ８に供給し、コンデンサ電圧を一定に保つよ
うに電圧制御回路１８が動作している。ところ
が、時刻t1において、これまで、立上つてきた電
流が急にフラツトになるため、電流制御回路１９
は、半導体スイツチ９（又は半導体スイツチ１
０）をオンにすると共に半導体スイツチ１０（又
は半導体スイツチ９）をオフにして、コンデンサ
８から第２の超電導コイル１３へのエネルギー放
出を急速に停止する動作を行う。一方、電圧制御
回路１８は、通常、積分回路等で構成されている
ため、その応答遅れにより、第２の超電導コイル
１３へのエネルギー放出が停止された後も引続い
て第１の超電導コイル３からコンデンサ８へエネ
ルギーを供給し続ける結果、コンデンサ８の電圧
Vcは上昇し、やがて電圧制御回路１８の追随に
よりもとの電圧に復帰するまでの期間、過渡的な
過電圧を生じる。また、時刻t2においては、電流
がフラツトな状態から電流が立下る場合も同様
に、電流基準（Iref）が時刻t2において立下ると、
電流制御回路１９が先ず応答して第２の超電導コ
イル１３のエネルギーをコンデンサ８へ放出し始
める。然るに電圧制御回路１８の応答遅れのた
め、コンデンサ８の電荷は、時刻t2以降に、直ち
には第１の超電導コイル３へ移送することができ
ず、その結果、第２の超電導コイル１３のエネル
ギーがコンデンサ８を過充電することになり、時
刻t2においても、過渡的な過電圧を生じる。
以上の動作を、第４図の制御回路の動作と関連
させて、以下に詳しく説明する。第６図ｂにおい
て、時刻t1で、第２の超電導コイル１３の電流が
立上げの状態からフラツトへ移行した場合、第５
図ｃに示すように、半導体スイツチ９をオンに
し、半導体スイツチ１０をオフにすることによ
り、第２の超電導コイル１３へのエネルギーの移
送を停止する。一方、第１の超電導コイル３側の
半導体スイツチ４をオンにし、半導体スイツチ５
をオフにすることにより、第１の超電導コイル３
からのエネルギー放出を停止するようにする。そ
のためには、時刻t1において、第６図ｄの一点鎖
線で示すように、第１のチヨツパ回路２２の通流
率Ｄ１を直ちに０にする必要がある。しかし、実
際の制御回路では、積分回路等を用いているた
め、応答に時間がかかり、一点鎖線の変化に対
し、実線のように追随し、その結果、時刻t1以降
も、第１の超電導コイル３からコンデンサ８へエ
ネルギーを放出し続けるため、コンデンサ８に
は、第６図ｃのように、過渡的な過電圧を生じ、
さらに、それを電圧制御回路１８が抑えようとす
る結果、副次的にオーバーシユートを生じ、過渡
的な低電圧も生じることになる。同様に、時刻t2
において、第２の超電導コイル１３の電流がフラ
ツトから急に立下ると、第２の超電導コイル１３
のエネルギーがコンデンサ８へ放出されてくるた
め、第１のチヨツパ回路２２の通流率Ｄ１を、第
６図ｄの一点鎖線に示すように、直ちに立上げ
て、第２の超電導コイル１３から放出されてくる
エネルギーを第１の超電導コイル３側へ吸収する
必要があるが、電圧制御回路１８の応答遅れによ
り、第６図ｄの実線のように追随し、その結果、
時刻t1と同様の過渡的な過電圧と低電圧が生じ
る。
させて、以下に詳しく説明する。第６図ｂにおい
て、時刻t1で、第２の超電導コイル１３の電流が
立上げの状態からフラツトへ移行した場合、第５
図ｃに示すように、半導体スイツチ９をオンに
し、半導体スイツチ１０をオフにすることによ
り、第２の超電導コイル１３へのエネルギーの移
送を停止する。一方、第１の超電導コイル３側の
半導体スイツチ４をオンにし、半導体スイツチ５
をオフにすることにより、第１の超電導コイル３
からのエネルギー放出を停止するようにする。そ
のためには、時刻t1において、第６図ｄの一点鎖
線で示すように、第１のチヨツパ回路２２の通流
率Ｄ１を直ちに０にする必要がある。しかし、実
際の制御回路では、積分回路等を用いているた
め、応答に時間がかかり、一点鎖線の変化に対
し、実線のように追随し、その結果、時刻t1以降
も、第１の超電導コイル３からコンデンサ８へエ
ネルギーを放出し続けるため、コンデンサ８に
は、第６図ｃのように、過渡的な過電圧を生じ、
さらに、それを電圧制御回路１８が抑えようとす
る結果、副次的にオーバーシユートを生じ、過渡
的な低電圧も生じることになる。同様に、時刻t2
において、第２の超電導コイル１３の電流がフラ
ツトから急に立下ると、第２の超電導コイル１３
のエネルギーがコンデンサ８へ放出されてくるた
め、第１のチヨツパ回路２２の通流率Ｄ１を、第
６図ｄの一点鎖線に示すように、直ちに立上げ
て、第２の超電導コイル１３から放出されてくる
エネルギーを第１の超電導コイル３側へ吸収する
必要があるが、電圧制御回路１８の応答遅れによ
り、第６図ｄの実線のように追随し、その結果、
時刻t1と同様の過渡的な過電圧と低電圧が生じ
る。
上記のような従来の超電導コイル間エネルギー
移送装置の制御回路では、第２の超電導コイル１
３の電流の変曲点において、コンデンサ８に過渡
的な過電圧または低電圧が生じることが避けられ
ないため、それに耐えるような高耐圧の半導体ス
イツチやコンデンサを用いる必要があり、不経済
であり、またコンデンサ電圧が低電圧になればチ
ヨツパ回路の転流失敗を生ぜしめるという問題点
があつた。
移送装置の制御回路では、第２の超電導コイル１
３の電流の変曲点において、コンデンサ８に過渡
的な過電圧または低電圧が生じることが避けられ
ないため、それに耐えるような高耐圧の半導体ス
イツチやコンデンサを用いる必要があり、不経済
であり、またコンデンサ電圧が低電圧になればチ
ヨツパ回路の転流失敗を生ぜしめるという問題点
があつた。
この発明はかかる問題点を解決するためになさ
れたもので、コンデンサに過電圧または低電圧が
生じようとしても直ちにそれを防止し、かつチヨ
ツパ回路が転流失敗することを防止できる超電導
コイル間エネルギー移送装置の制御回路を得るこ
とを目的とする。
れたもので、コンデンサに過電圧または低電圧が
生じようとしても直ちにそれを防止し、かつチヨ
ツパ回路が転流失敗することを防止できる超電導
コイル間エネルギー移送装置の制御回路を得るこ
とを目的とする。
この発明に係る超電導コイル間エネルギー移送
装置の制御回路は、第１の回路と第２の回路によ
りエネルギーが充電されるコンデンサの電圧が過
電圧または低電圧の設定値を超過あるいは低下し
たことを検出手段が検出し、前記コンデンサを介
してエネルギー移送されるエネルギーの移送方向
を判別回路が判別し、これらの結果から第１のチ
ヨツパ回路あるいは第２のチヨツパ回路をエネル
ギー環流モードに切換えるモード切換手段を設け
たものである。
装置の制御回路は、第１の回路と第２の回路によ
りエネルギーが充電されるコンデンサの電圧が過
電圧または低電圧の設定値を超過あるいは低下し
たことを検出手段が検出し、前記コンデンサを介
してエネルギー移送されるエネルギーの移送方向
を判別回路が判別し、これらの結果から第１のチ
ヨツパ回路あるいは第２のチヨツパ回路をエネル
ギー環流モードに切換えるモード切換手段を設け
たものである。
この発明においてはモード切換手段によりコン
デンサ電圧が過電圧または低電圧になりかけた時
にチヨツパ回路を一時的に環流モードにするため
コンデンサの過電圧または低電圧を防止でき、か
つチヨツパ回路の転流失敗を防止できる。
デンサ電圧が過電圧または低電圧になりかけた時
にチヨツパ回路を一時的に環流モードにするため
コンデンサの過電圧または低電圧を防止でき、か
つチヨツパ回路の転流失敗を防止できる。
第１図はこの発明の一実施例を示す回路図であ
り、１〜２３は上記従来装置と同一または相当部
分である。この第１図において、２４，２７は
OR回路、２５，２６はAND回路である（モード
切換手段）。２８は選択論理回路（判別回路）、４
３，４４は比較回路である（検出手段）。
り、１〜２３は上記従来装置と同一または相当部
分である。この第１図において、２４，２７は
OR回路、２５，２６はAND回路である（モード
切換手段）。２８は選択論理回路（判別回路）、４
３，４４は比較回路である（検出手段）。
第２図は第１図の選択論理回路２８の一例を示
す回路図であり、図において２９と３０は比較回
路、３１〜３４はAND回路、３５〜３８はシン
グルシヨツト回路、３９〜４２はNOT回路であ
る。
す回路図であり、図において２９と３０は比較回
路、３１〜３４はAND回路、３５〜３８はシン
グルシヨツト回路、３９〜４２はNOT回路であ
る。
上記のように構成された超電導コイル間エネル
ギー移送装置の制御回路について、その動作を第
３図ａ〜ｇの動作図におけるａのパターンで、負
荷コイル１３に電流を流す場合を考えると、この
場合の電圧制御回路１８の出力信号Ｄ１は第３図
ｃに示す様に変化することは従来技術を示す第６
図で説明した通りである。即ち、電圧制御回路１
８の出力Ｄ１はチヨツパ回路２２からコンデンサ
８側へエネルギーを送つている時は正極性の、ま
たコンデンサ８側のエネルギーをチヨツパ回路２
２側に回生している場合には負の極性の信号とな
る。従つて電圧制御回路１８の出力信号Ｄ１の極
性判別を行えば第１のチヨツパ回路２２とコンデ
ンサ８間のエネルギーの転送方向が判別できるこ
とになる。
ギー移送装置の制御回路について、その動作を第
３図ａ〜ｇの動作図におけるａのパターンで、負
荷コイル１３に電流を流す場合を考えると、この
場合の電圧制御回路１８の出力信号Ｄ１は第３図
ｃに示す様に変化することは従来技術を示す第６
図で説明した通りである。即ち、電圧制御回路１
８の出力Ｄ１はチヨツパ回路２２からコンデンサ
８側へエネルギーを送つている時は正極性の、ま
たコンデンサ８側のエネルギーをチヨツパ回路２
２側に回生している場合には負の極性の信号とな
る。従つて電圧制御回路１８の出力信号Ｄ１の極
性判別を行えば第１のチヨツパ回路２２とコンデ
ンサ８間のエネルギーの転送方向が判別できるこ
とになる。
一方、電流制御回路１９の出力信号Ｄ２は第３
図ｄに示すように電流Ibの立上げ期間と立下げ期
間では一定値でかつ極性の異なる信号となる。即
ち、電流制御回路１９の出力Ｄ２はコンデンサ８
からチヨツパ回路２３へエネルギーを供給してい
る時は正極性の、又、チヨツパ回路２３からコン
デンサ８へのエネルギーを回生している時は負の
極性の信号となる。従つて、電流制御回路１９の
出力信号Ｄ２の極性を判別すればコンデンサ８と
チヨツパ回路２３間のエネルギー転送方向が判明
できることになる。
図ｄに示すように電流Ibの立上げ期間と立下げ期
間では一定値でかつ極性の異なる信号となる。即
ち、電流制御回路１９の出力Ｄ２はコンデンサ８
からチヨツパ回路２３へエネルギーを供給してい
る時は正極性の、又、チヨツパ回路２３からコン
デンサ８へのエネルギーを回生している時は負の
極性の信号となる。従つて、電流制御回路１９の
出力信号Ｄ２の極性を判別すればコンデンサ８と
チヨツパ回路２３間のエネルギー転送方向が判明
できることになる。
ここで従来技術の動作説明図の第５図ｂに示す
ようにチヨツパ回路２２からコンデンサ８へエネ
ルギーを供給している場合には半導体スイツチ４
と５はOFFになつており、この状態でのコンデ
ンサ８の過電圧はチヨツパ回路２２側からコンデ
ンサ８への過剰なエネルギーを供給したことが原
因で生じることになる。
ようにチヨツパ回路２２からコンデンサ８へエネ
ルギーを供給している場合には半導体スイツチ４
と５はOFFになつており、この状態でのコンデ
ンサ８の過電圧はチヨツパ回路２２側からコンデ
ンサ８への過剰なエネルギーを供給したことが原
因で生じることになる。
従つて、その場合には第５図の半導体スイツチ
４又は５を一時的にONにして同第５図ｃに示す
ようにチヨツパ回路２２側をエネルギー還流モー
ドに切替えれば、それ以上はチヨツパ回路２２か
らコンデンサ８にエネルギーは供給されず、コン
デンサ過電圧は防止できる。
４又は５を一時的にONにして同第５図ｃに示す
ようにチヨツパ回路２２側をエネルギー還流モー
ドに切替えれば、それ以上はチヨツパ回路２２か
らコンデンサ８にエネルギーは供給されず、コン
デンサ過電圧は防止できる。
一方、チヨツパ回路２３側からコンデンサ８へ
エネルギーを回生中は第５図ｄに示すように半導
体スイツチ４，５はONになつており、半導体ス
イツチ９，１０はOFFになつている。この状態
での第３図ｂの時刻t2に示すようなコンデンサ８
の過電圧はチヨツパ回路２３からコンデンサ８へ
の過剰なエネルギーの供給が原因で生じることに
なる。従つてその場合には第５図の半導体スイツ
チ９又は１０を一時的にONにして同第５図ｃに
示すようにチヨツパ回路２３側をエネルギー環流
モードに切替えれば、それ以上はチヨツパ回路２
３からコンデンサ８にエネルギーは供給されずコ
ンデンサ過電圧は防止できる。
エネルギーを回生中は第５図ｄに示すように半導
体スイツチ４，５はONになつており、半導体ス
イツチ９，１０はOFFになつている。この状態
での第３図ｂの時刻t2に示すようなコンデンサ８
の過電圧はチヨツパ回路２３からコンデンサ８へ
の過剰なエネルギーの供給が原因で生じることに
なる。従つてその場合には第５図の半導体スイツ
チ９又は１０を一時的にONにして同第５図ｃに
示すようにチヨツパ回路２３側をエネルギー環流
モードに切替えれば、それ以上はチヨツパ回路２
３からコンデンサ８にエネルギーは供給されずコ
ンデンサ過電圧は防止できる。
以上に説明した本発明の主旨である過電圧保護
動作を具体的な回路で構成した一例が第１図及び
第２図であり、この第１図においてコンデンサ８
の電圧は絶縁増巾器１４により検出され、比較回
路４３に入力される。同第１図の回路において、
過電圧検出値VUと比較しコンデンサ電圧がVU以
上になつた時、比較回路４３は「Ｈ」（ハイレベ
ル）を出力する。比較回路４３の出力Ａは選択論
理回路２８に入力される。この選択論理回路２８
では、前述したように電圧制御回路１８の出力信
号Ｄ１の極性及び電流制御回路１９の出力信号Ｄ
２を入力し、その極性を比較回路２９，３０によ
り判別している。第３図ｂの時刻t1でコンデンサ
電圧が過電圧検出値VUに達すると同第３図ｅに
示すように、比較回路４３の出力は「Ｈ」（ハイ
レベル）となる。時刻t1においては、チヨツパ回
路２２側からコンデンサ８へエネルギーを供給し
ているため、電圧制御回路１９の出力Ｄ１は正極
性であり第２図の比較回路２９の出力は「Ｈ」と
なつており、AND回路３１における過電圧検出
信号ＡとのAND条件でシングルシヨツト回路３
５を付勢し第６図ｆに示すように時刻t1において
一定巾のパルス信号Ｅを出力する。このパルス信
号Ｅは第１図のOR回路２４を介して半導体スイ
ツチ４をONにし、チヨツパ回路２２をエネルギ
ー環流モードに切替えることにより、チヨツパ回
路２２からコンデンサ８へのエネルギー供給を一
定期間停止して過電圧を防止する。同様に時刻t2
においてコンデンサ電圧が過電圧検出値VUに達
すると第３図ｅの如く比較回路４３の出力Ａは
「Ｈ」となる。時刻t2においてはチヨツパ回路２
３側からコンデンサ８へエネルギーを供給してい
るため電流制御回路１９の出力D2は負極性とな
つており第２図の比較回路３０の出力は「Ｌ」
（ローレベル）となり、NOT回路４０の出力は
「Ｈ」（ハイレベル）となつている。NOT回路４
０の出力はAND回路３２における過電圧検出信
号ＡとのAND条件によりシングルシヨツト回路
３６を付勢し、第３図ｇに示すように時刻t2にお
いて一定巾のパルス信号Ｆを出力する。このパル
ス信号Ｆは第１図のOR回路２７を介して半導体
スイツチ１０をONし、チヨツパ回路２３をエネ
ルギー還流モードに切替えることにより、チヨツ
パ回路２３からコンデンサ８へのエネルギー供給
を一定期間停止して過電圧を防止する。
動作を具体的な回路で構成した一例が第１図及び
第２図であり、この第１図においてコンデンサ８
の電圧は絶縁増巾器１４により検出され、比較回
路４３に入力される。同第１図の回路において、
過電圧検出値VUと比較しコンデンサ電圧がVU以
上になつた時、比較回路４３は「Ｈ」（ハイレベ
ル）を出力する。比較回路４３の出力Ａは選択論
理回路２８に入力される。この選択論理回路２８
では、前述したように電圧制御回路１８の出力信
号Ｄ１の極性及び電流制御回路１９の出力信号Ｄ
２を入力し、その極性を比較回路２９，３０によ
り判別している。第３図ｂの時刻t1でコンデンサ
電圧が過電圧検出値VUに達すると同第３図ｅに
示すように、比較回路４３の出力は「Ｈ」（ハイ
レベル）となる。時刻t1においては、チヨツパ回
路２２側からコンデンサ８へエネルギーを供給し
ているため、電圧制御回路１９の出力Ｄ１は正極
性であり第２図の比較回路２９の出力は「Ｈ」と
なつており、AND回路３１における過電圧検出
信号ＡとのAND条件でシングルシヨツト回路３
５を付勢し第６図ｆに示すように時刻t1において
一定巾のパルス信号Ｅを出力する。このパルス信
号Ｅは第１図のOR回路２４を介して半導体スイ
ツチ４をONにし、チヨツパ回路２２をエネルギ
ー環流モードに切替えることにより、チヨツパ回
路２２からコンデンサ８へのエネルギー供給を一
定期間停止して過電圧を防止する。同様に時刻t2
においてコンデンサ電圧が過電圧検出値VUに達
すると第３図ｅの如く比較回路４３の出力Ａは
「Ｈ」となる。時刻t2においてはチヨツパ回路２
３側からコンデンサ８へエネルギーを供給してい
るため電流制御回路１９の出力D2は負極性とな
つており第２図の比較回路３０の出力は「Ｌ」
（ローレベル）となり、NOT回路４０の出力は
「Ｈ」（ハイレベル）となつている。NOT回路４
０の出力はAND回路３２における過電圧検出信
号ＡとのAND条件によりシングルシヨツト回路
３６を付勢し、第３図ｇに示すように時刻t2にお
いて一定巾のパルス信号Ｆを出力する。このパル
ス信号Ｆは第１図のOR回路２７を介して半導体
スイツチ１０をONし、チヨツパ回路２３をエネ
ルギー還流モードに切替えることにより、チヨツ
パ回路２３からコンデンサ８へのエネルギー供給
を一定期間停止して過電圧を防止する。
以上の説明はコンデンサの過電圧防止に関し説
明したが同様に本発明の主旨を用いることにより
コンデンサ低電圧をも防止することができる。す
なわち、第５図ｄのようにコンデンサ８からチヨ
ツパ回路２２側へエネルギーを回生している場合
には半導体スイツチ４と５はONになつており、
半導体スイツチ９と１０はOFFになつている。
この状態でのコンデンサ低電圧はコンデンサ８か
らチヨツパ回路２２側へ過剰なエネルギーが回生
されたために生じることになる。従つてその場合
には第５図の半導体スイツチ４又は５を一時点に
OFFにして同図ｃに示すようにチヨツパ回路２
２を環流モードに切替えれば、それ以上はコンデ
ンサ８からチヨツパ回路２２にエネルギーは回生
されないためコンデンサ低電圧は防止できる。
明したが同様に本発明の主旨を用いることにより
コンデンサ低電圧をも防止することができる。す
なわち、第５図ｄのようにコンデンサ８からチヨ
ツパ回路２２側へエネルギーを回生している場合
には半導体スイツチ４と５はONになつており、
半導体スイツチ９と１０はOFFになつている。
この状態でのコンデンサ低電圧はコンデンサ８か
らチヨツパ回路２２側へ過剰なエネルギーが回生
されたために生じることになる。従つてその場合
には第５図の半導体スイツチ４又は５を一時点に
OFFにして同図ｃに示すようにチヨツパ回路２
２を環流モードに切替えれば、それ以上はコンデ
ンサ８からチヨツパ回路２２にエネルギーは回生
されないためコンデンサ低電圧は防止できる。
一方、第５図ｂのようにコンデンサ８からチヨ
ツパ回路２３側へエネルギーを供給している場合
には半導体スイツチ９と１０はONになつてお
り、半導体スイツチ４と５はOFFになつている。
この状態でのコンデンサ低電圧はコンデンサ８か
らチヨツパ回路２３へ過剰なエネルギーが供給さ
れるために生じることになり、従つてその場合に
は第５図の半導体スイツチ９又は１０を一時的に
OFFにして同第５図ｃに示すように、チヨツパ
回路２３を還流モードに切替えれば、それ以上は
コンデンサ８からチヨツパ回路２２にエネルギー
は供給されないため、コンデンサ低電圧は防止で
きる。以上説明したコンデンサ低電圧の防止に関
して具体的な回路で構成した第１図及び第２図に
ついて説明する。
ツパ回路２３側へエネルギーを供給している場合
には半導体スイツチ９と１０はONになつてお
り、半導体スイツチ４と５はOFFになつている。
この状態でのコンデンサ低電圧はコンデンサ８か
らチヨツパ回路２３へ過剰なエネルギーが供給さ
れるために生じることになり、従つてその場合に
は第５図の半導体スイツチ９又は１０を一時的に
OFFにして同第５図ｃに示すように、チヨツパ
回路２３を還流モードに切替えれば、それ以上は
コンデンサ８からチヨツパ回路２２にエネルギー
は供給されないため、コンデンサ低電圧は防止で
きる。以上説明したコンデンサ低電圧の防止に関
して具体的な回路で構成した第１図及び第２図に
ついて説明する。
第１図においてコンデンサ８の電圧は絶縁増巾
器１４を介して検出され比較回路４４に入力され
る。比較回路４４において、低電圧検出レベル
VLと比較され、コンデンサ電圧がVLより低くな
つた時に比較回路４４は「Ｈ」を出力し、比較回
路４４の出力信号Ｂは選択論理回路２８に入力さ
れる。
器１４を介して検出され比較回路４４に入力され
る。比較回路４４において、低電圧検出レベル
VLと比較され、コンデンサ電圧がVLより低くな
つた時に比較回路４４は「Ｈ」を出力し、比較回
路４４の出力信号Ｂは選択論理回路２８に入力さ
れる。
コンデンサ８からチヨツパ回路２２へエネルギ
ーを回生している期間にコンデンサ低電圧を生じ
た場合は、前述のように電圧制御回路１８の出力
Ｄ１は負極性となつているため、第２図の比較回
路２９の出力は「Ｌ」となつており、NOT回路
３９の出力を「Ｈ」にしている。その結果、コン
デンサ低電圧検出信号ＢはAND回路３４を介し
てシングルシヨツト回路３８を付勢し、一定巾の
パルス信号を出力する。このパルス信号は更に
NOT回路４０を介して信号Ｋを出力する。信号
Ｋは第１図のAND回路２５に入力されるが、コ
ンデンサ低電圧時にはＫは「Ｌ」レベルとなり、
AND回路２５をブロツクして半導体スイツチ５
をOFFにし、チヨツパ回路２２をエネルギー環
流モードに切替えることによりコンデンサ低電圧
を防止する。
ーを回生している期間にコンデンサ低電圧を生じ
た場合は、前述のように電圧制御回路１８の出力
Ｄ１は負極性となつているため、第２図の比較回
路２９の出力は「Ｌ」となつており、NOT回路
３９の出力を「Ｈ」にしている。その結果、コン
デンサ低電圧検出信号ＢはAND回路３４を介し
てシングルシヨツト回路３８を付勢し、一定巾の
パルス信号を出力する。このパルス信号は更に
NOT回路４０を介して信号Ｋを出力する。信号
Ｋは第１図のAND回路２５に入力されるが、コ
ンデンサ低電圧時にはＫは「Ｌ」レベルとなり、
AND回路２５をブロツクして半導体スイツチ５
をOFFにし、チヨツパ回路２２をエネルギー環
流モードに切替えることによりコンデンサ低電圧
を防止する。
また、コンデンサ８からチヨツパ回路２３へエ
ネルギーを供給している期間にコンデンサ低電圧
を生じた場合は、前述のように電流制御回路１９
の出力Ｄ２は正極性になつており、第２図の比較
回路３０の出力は「Ｈ」になつている。その結
果、コンデンサ低電圧信号ＢはAND回路３３を
介してシングルシヨツト回路３７を付勢し、一定
巾のパルス信号を出力し、このパルス信号は更に
NOT回路４２を介して信号Ｊを出力する。信号
Ｊは第１図のAND回路２６に入力されるがコン
デンサ低電圧時には信号Ｊは「Ｌ」レベルとな
り、AND回路２６をブロツクして、半導体スイ
ツチ９をOFFにし、チヨツパ回路２３をエネル
ギー環流モードに切替えることによりコンデンサ
低電圧を防止する。
ネルギーを供給している期間にコンデンサ低電圧
を生じた場合は、前述のように電流制御回路１９
の出力Ｄ２は正極性になつており、第２図の比較
回路３０の出力は「Ｈ」になつている。その結
果、コンデンサ低電圧信号ＢはAND回路３３を
介してシングルシヨツト回路３７を付勢し、一定
巾のパルス信号を出力し、このパルス信号は更に
NOT回路４２を介して信号Ｊを出力する。信号
Ｊは第１図のAND回路２６に入力されるがコン
デンサ低電圧時には信号Ｊは「Ｌ」レベルとな
り、AND回路２６をブロツクして、半導体スイ
ツチ９をOFFにし、チヨツパ回路２３をエネル
ギー環流モードに切替えることによりコンデンサ
低電圧を防止する。
なお、上記実施例ではエネルギーの転送方向を
判別する方法として電圧制御回路１８及び電流制
御回路１９の出力の極性を判別する場合について
説明したが、負荷コイル電流I2の微分値の極性で
判別しても良く、上記実施例と同様の効果を奏す
る。
判別する方法として電圧制御回路１８及び電流制
御回路１９の出力の極性を判別する場合について
説明したが、負荷コイル電流I2の微分値の極性で
判別しても良く、上記実施例と同様の効果を奏す
る。
この発明には以上説明した通り、コンデンサの
過電圧及び低電圧を防止するように制御回路を構
成したので、比較的耐圧の低い半導体スイツチや
コンデンサを用いることができ、装置が安価にで
きると共に、コンデンサの低電圧を防止すること
によりチヨツパ回路の転流失敗を防止できるとい
う効果がある。
過電圧及び低電圧を防止するように制御回路を構
成したので、比較的耐圧の低い半導体スイツチや
コンデンサを用いることができ、装置が安価にで
きると共に、コンデンサの低電圧を防止すること
によりチヨツパ回路の転流失敗を防止できるとい
う効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第
２図は第１図の要部を示す回路図、第３図ａ〜ｇ
は第１図の要部の動作を説明するための動作図、
第４図は従来の超電導コイル間エネルギー移送装
置の制御回路を示す回路図、第５図ａ〜ｄは第４
図のエネルギー移送シーケンスを示す動作説明
図、第６図ａ〜ｄは第４図の要部の動作を説明す
るための動作図である。 図において、３は第１の超電導コイル（第１の
回路）、８はコンデンサ、１３は第２の超電導コ
イル（第２の回路）、２２は第１のチヨツパ回路
（第１の回路）、２３は第２のチヨツパ回路（第２
の回路）、２４，２７はOR回路（モード切換回
路）、２５，２６はAND回路（モード切換回路）、
２８は選択論理回路（判別回路）、４３，４４は
比較回路（検出手段）である。なお、各図中同一
符号は同一または相当部分を示す。
２図は第１図の要部を示す回路図、第３図ａ〜ｇ
は第１図の要部の動作を説明するための動作図、
第４図は従来の超電導コイル間エネルギー移送装
置の制御回路を示す回路図、第５図ａ〜ｄは第４
図のエネルギー移送シーケンスを示す動作説明
図、第６図ａ〜ｄは第４図の要部の動作を説明す
るための動作図である。 図において、３は第１の超電導コイル（第１の
回路）、８はコンデンサ、１３は第２の超電導コ
イル（第２の回路）、２２は第１のチヨツパ回路
（第１の回路）、２３は第２のチヨツパ回路（第２
の回路）、２４，２７はOR回路（モード切換回
路）、２５，２６はAND回路（モード切換回路）、
２８は選択論理回路（判別回路）、４３，４４は
比較回路（検出手段）である。なお、各図中同一
符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- １ 第１の超電導コイルと第１のチヨツパ回路と
を接続した第１の回路と、第２の超電導コイルと
第２のチヨツパ回路とを接続した第２の回路と、
前記第１の回路および前記第２の回路間に接続さ
れたコンデンサと、このコンデンサの電圧と過電
圧設定値あるいは低電圧設定値とを比較して前記
コンデンサの電圧が超過あるいは低下したことを
検出する検出手段と、前記第１のチヨツパ回路と
前記コンデンサ間あるいは前記第２のチヨツパ回
路と前記コンデンサ間のエネルギー移送方向を判
別する判別回路と、前記コンデンサの電圧を検出
した時、前記エネルギー移送方向を判別する判別
回路からの信号に応じて前記第１のチヨツパ回路
又は前記第２のチヨツパ回路をエネルギー環流モ
ードに切替えるモード切換手段とを備えた超電導
コイル間エネルギー移送装置の制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59229588A JPS61109434A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | 超電導コイル間エネルギ−移送装置の制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59229588A JPS61109434A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | 超電導コイル間エネルギ−移送装置の制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61109434A JPS61109434A (ja) | 1986-05-27 |
| JPS6347064B2 true JPS6347064B2 (ja) | 1988-09-20 |
Family
ID=16894530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59229588A Granted JPS61109434A (ja) | 1984-10-31 | 1984-10-31 | 超電導コイル間エネルギ−移送装置の制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61109434A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7170337B2 (ja) * | 2020-10-22 | 2022-11-14 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | 変動磁場生成システムおよびこれを用いた静止型磁気冷凍システム |
-
1984
- 1984-10-31 JP JP59229588A patent/JPS61109434A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61109434A (ja) | 1986-05-27 |
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