JP2007143390A - 超伝導コイルを充放電させるためのシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本システムは、低電圧バス(20)と高電圧バス(18)との間に結合されたブーストコンバータ(16)と、高電圧バスとコイルとの間に結合されたバックコンバータ(18)とを含む。本システムは、電流を反転させないで極性を反転させながらコイルを充放電し、また必要時にだけ高電圧を供給するように構成される。本システムはさらに、放電時に過剰なエネルギーを消散させる手段(42)を含む。本方法は、ブーストコンバータの固体スイッチをパルス幅変調して低電圧から高電圧を得る段階と、次にバックレギュレータの固体スイッチをスイッチングして電流反転ではなく極性反転方式でコイルを充電するか又は放電させる段階とを含む。
【選択図】 図1
Description
12 コイル
14 直流電源
16 ブーストコンバータ
18 バックコンバータ
20 低電圧直流バス
22 高電圧直流バス
24 インダクタ
26 固体スイッチ
28 順方向バイアスダイオード
30 コンデンサ
32 第1のバックコンバータ固体スイッチ
34 第2のバックコンバータ固体スイッチ
36 第1のバックコンバータ・フライバックダイオード
38 第2のバックコンバータ・フライバックダイオード
40 サイリスタ
42 制動抵抗
44 冗長エキサイタ回路
46 インタフェース・リアクトル
48 冗長バックコンバータ
50 第1の冗長固体スイッチ
52 第2の冗長固体スイッチ
54 第1の冗長フライバックダイオード
56 第2の冗長フライバックダイオード
58 マルチレベル界磁エキサイタ
60 高電圧ブースタブリッジ
62 低電圧サプライヤブリッジ
64 高電圧固体スイッチ
66 放電固体スイッチ
68 第1の高電圧ブースタブリッジ・フライバックダイオード
70 第2の高電圧ブースタブリッジ・フライバックダイオード
72 第1の低電圧サプライヤブリッジ固体スイッチ
74 第2の低電圧サプライヤブリッジ固体スイッチ
76 第1の低電圧サプライヤブリッジ・フライバックダイオード
78 第2の低電圧サプライヤブリッジ・フライバックダイオード
80 電力消散抵抗
82 電力消散固体スイッチ
84 回生マルチレベルエキサイタ回路
86 回生固体スイッチ
88 回生フライバックダイオード
90 直流/直流コンバータ
92 高電圧バス・バックコンバータ
94 低電圧バス・バックコンバータ
96 第1の高電圧バス固体スイッチ
98 第2の高電圧バス固体スイッチ
100 第1の高電圧バス・フライバックダイオード
102 第2の高電圧バス・フライバックダイオード
104 第1の低電圧バス固体スイッチ
106 第2の低電圧バス固体スイッチ
108 第1の低電圧バス・フライバックダイオード
110 第2の低電圧バス・フライバックダイオード
112 コントローラ
Claims (9)
- 超伝導コイル(12)を充放電させるためのシステムであって、
低電圧バス(20)及び高電圧バス(22)に結合され、電圧を低電圧から高電圧に上昇させるように構成されたブーストコンバータ(16)と、
前記高電圧バスとの間に結合されたエネルギー蓄積素子(30)と、
前記高電圧バス(22)に結合され、一対の固体スイッチ(32、34)及びそれぞれのフライバックダイオード(36、38)を含む二象限バックコンバータ(18)と、
前記ブーストコンバータ(16)及びバックコンバータ(18)に制御信号を与えて、電流反転ではなく極性反転モードで前記一対の固体スイッチ(32、34)をスイッチングさせて選択的に前記エネルギー蓄積素子から前記コイル(12)を充電しまた前記エネルギー蓄積素子(30)に対して前記コイルを放電させるようにするコントローラ(112)と、
を含むシステム。 - 前記エネルギー蓄積素子(30)が、コンデンサである、請求項1記載のシステム。
- 前記ブーストコンバータ(16)が、インダクタ(24)及び固体スイッチ(26)を含む、請求項1記載のシステム。
- 前記インダクタ(24)が、電源(14)と直列に結合され、前記固体スイッチ(26)が、前記電源と並列に結合される、請求項3記載のシステム。
- 前記電源(14)が270ボルト直流航空機バスである、請求項4記載のシステム。
- 前記電源(14)がバッテリである、請求項4記載のシステム。
- 前記コイル(12)と並列に結合された制動素子(42)をさらに含む、請求項1記載のシステム。
- 前記制動素子(42)が、抵抗及び可制御スイッチを含む、請求項7記載のシステム。
- 超伝導コイル(12)を充放電させる方法であって、
ブーストコンバータの一部を構成するブーストスイッチ(16)をパルス幅変調して比較的低電圧から高電圧を生成する段階と、
前記コイル(12)、低電圧バス(20)及び高電圧ブースタブリッジ(60)に結合された低電圧サプライヤブリッジ(62)の第1及び第2の固体スイッチの両方をオンにスイッチングする段階と、
高電圧バス(22)、前記低電圧バス(20)及び低電圧サプライヤブリッジ(62)に結合された前記高電圧ブースタブリッジ(60)の第1の固体スイッチ(64)をパルス幅変調して前記コイルを所望の電圧で充電する段階と、
前記高電圧ブースタブリッジ(60)の第2の固体スイッチ(66)をオンにスイッチングして、前記高電圧バスとの間に結合されたエネルギー蓄積素子(30)に対して電流反転ではなく極性反転方式で前記コイルを放電させる段階と、
コントローラ(112)からの制御信号によって全てのスイッチングを制御する段階と、
を含む方法。
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