JPH0962388A - 自励式無効電力補償装置 - Google Patents
自励式無効電力補償装置Info
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- JPH0962388A JPH0962388A JP7212113A JP21211395A JPH0962388A JP H0962388 A JPH0962388 A JP H0962388A JP 7212113 A JP7212113 A JP 7212113A JP 21211395 A JP21211395 A JP 21211395A JP H0962388 A JPH0962388 A JP H0962388A
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- JP
- Japan
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- inverter
- inverters
- capacitor
- voltage
- capacity
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- 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
- Y02E40/30—Reactive power compensation
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- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 容量の異なる複数のインバータを使用した自
励式無効電力補償装置における各インバータの直流電源
回路をより小型化し低コスト化すること。 【解決手段】 大容量インバータ５と小容量インバータ
１５のスイッチング素子の定格電圧を同一にし、定格電
流を相違させて、各インバータ５、１５の直流電圧Ｅ1
を１つの直流コンデンサ６とその充電回路７で与える。
充電回路７の開閉スイッチ１０をオンして直流コンデン
サ６を初期充電して各インバータ５、１５を電力系統に
連系する。この系統連系後、開閉スイッチ１０をオフに
して、電力系統で直流コンデンサ６の充電維持を行うと
共に、各インバータ５、１５の運転時の内部損失電力を
補充する。インバータ５、１５の直流電源回路の共通化
で、全体の小型化、設置スペースの縮小化、低コスト化
が実現される。
励式無効電力補償装置における各インバータの直流電源
回路をより小型化し低コスト化すること。 【解決手段】 大容量インバータ５と小容量インバータ
１５のスイッチング素子の定格電圧を同一にし、定格電
流を相違させて、各インバータ５、１５の直流電圧Ｅ1
を１つの直流コンデンサ６とその充電回路７で与える。
充電回路７の開閉スイッチ１０をオンして直流コンデン
サ６を初期充電して各インバータ５、１５を電力系統に
連系する。この系統連系後、開閉スイッチ１０をオフに
して、電力系統で直流コンデンサ６の充電維持を行うと
共に、各インバータ５、１５の運転時の内部損失電力を
補充する。インバータ５、１５の直流電源回路の共通化
で、全体の小型化、設置スペースの縮小化、低コスト化
が実現される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力系統の電圧変
動抑制やフリッカ対策等に使用される自励式無効電力補
償装置で、詳しくは、容量の大小異なる複数のインバー
タを連系用変圧器を介して電力系統に直列接続した自励
式無効電力補償装置における各インバータの直流電源回
路に関する。
動抑制やフリッカ対策等に使用される自励式無効電力補
償装置で、詳しくは、容量の大小異なる複数のインバー
タを連系用変圧器を介して電力系統に直列接続した自励
式無効電力補償装置における各インバータの直流電源回
路に関する。
【０００２】
【従来の技術】定格の直流電圧を交流変換するインバー
タを用いて電力系統の電圧変動抑制やフリッカ対策等に
使用される自励式無効電力補償装置（以下、自励式ＳＶ
Ｃと称する）は、基本的には１台のインバータの出力電
流を制御して電力系統の無効電力補償を行うが、インバ
ータの内部損失電力が増大することがある。そこで、イ
ンバータ内部損失電力を低減させるために、容量が大小
異なる複数機種、通常は２機種のインバータを電力系統
に直列接続した自励式無効電力補償装置が使用される。
タを用いて電力系統の電圧変動抑制やフリッカ対策等に
使用される自励式無効電力補償装置（以下、自励式ＳＶ
Ｃと称する）は、基本的には１台のインバータの出力電
流を制御して電力系統の無効電力補償を行うが、インバ
ータの内部損失電力が増大することがある。そこで、イ
ンバータ内部損失電力を低減させるために、容量が大小
異なる複数機種、通常は２機種のインバータを電力系統
に直列接続した自励式無効電力補償装置が使用される。
【０００３】上記２機種のインバータを使用した自励式
ＳＶＣの主回路の従来例を図２に示し説明すると、同図
の自励式ＳＶＣ３は、系統電源１と変動負荷（図示せ
ず）の間の系統母線２に設置される。ＳＶＣ３は、容量
の異なる大容量インバータ５と小容量インバータ１５
を、夫々の容量に応じた大容量変圧器４及び小容量変圧
器１４を介して系統母線２に直列接続される。大容量イ
ンバータ５と小容量インバータ１５は、夫々に直流コン
デンサ６、１６とその充電回路７、１７で構成される個
別の直流電源回路を備える。
ＳＶＣの主回路の従来例を図２に示し説明すると、同図
の自励式ＳＶＣ３は、系統電源１と変動負荷（図示せ
ず）の間の系統母線２に設置される。ＳＶＣ３は、容量
の異なる大容量インバータ５と小容量インバータ１５
を、夫々の容量に応じた大容量変圧器４及び小容量変圧
器１４を介して系統母線２に直列接続される。大容量イ
ンバータ５と小容量インバータ１５は、夫々に直流コン
デンサ６、１６とその充電回路７、１７で構成される個
別の直流電源回路を備える。
【０００４】大容量インバータ５は、その直流コンデン
サ６の定格の直流電圧Ｅ1 を交流変換して大容量変圧器
４の１次側に、系統母線２の系統電圧と同等のインバー
タ電圧を発生させるように制御される、例えば大容量低
速スイッチング矩形波インバータである。小容量インバ
ータ１５は、その直流コンデンサ１６の定格の直流電圧
Ｅ2 を交流変換して変圧器１４の１次側に、系統母線２
の負荷変動を抑制する補償電圧を発生させるように制御
される、例えば小容量高速スイッチングＰＷＭインバー
タである。
サ６の定格の直流電圧Ｅ1 を交流変換して大容量変圧器
４の１次側に、系統母線２の系統電圧と同等のインバー
タ電圧を発生させるように制御される、例えば大容量低
速スイッチング矩形波インバータである。小容量インバ
ータ１５は、その直流コンデンサ１６の定格の直流電圧
Ｅ2 を交流変換して変圧器１４の１次側に、系統母線２
の負荷変動を抑制する補償電圧を発生させるように制御
される、例えば小容量高速スイッチングＰＷＭインバー
タである。
【０００５】各インバータ５、１５のスイッチング素子
の定格電圧の違いで、夫々の直流コンデンサ６、１６の
直流電圧Ｅ1 、Ｅ2 が相違させてあり、通常において大
容量インバータ５の直流電圧Ｅ1 が約２ｋＶ、小容量イ
ンバータ１５の直流電圧Ｅ2が約１ｋＶである。大容量
インバータ５の直流コンデンサ６を定格に充電する充電
回路７は、外部の交流電源１１に開閉スイッチ１０、充
電変圧器９、整流器８を直列接続して構成される。同様
に小容量インバータ１５の直流コンデンサ１６を定格に
充電する充電回路１７は、共通の交流電源１１に開閉ス
イッチ２０、充電変圧器１９、整流器１８を直列接続し
て構成される。
の定格電圧の違いで、夫々の直流コンデンサ６、１６の
直流電圧Ｅ1 、Ｅ2 が相違させてあり、通常において大
容量インバータ５の直流電圧Ｅ1 が約２ｋＶ、小容量イ
ンバータ１５の直流電圧Ｅ2が約１ｋＶである。大容量
インバータ５の直流コンデンサ６を定格に充電する充電
回路７は、外部の交流電源１１に開閉スイッチ１０、充
電変圧器９、整流器８を直列接続して構成される。同様
に小容量インバータ１５の直流コンデンサ１６を定格に
充電する充電回路１７は、共通の交流電源１１に開閉ス
イッチ２０、充電変圧器１９、整流器１８を直列接続し
て構成される。
【０００６】各開閉スイッチ１０、２０は、ＳＶＣ３が
系統母線２に連系される前にオンされて、対応する直流
コンデンサ６、１６をその定格まで初期充電する。ＳＶ
Ｃ３が系統母線２に連系されると、各開閉スイッチ１
０、２０の一方がオフ、通常において大容量インバータ
５側の開閉スイッチ１０だけがオフされる。
系統母線２に連系される前にオンされて、対応する直流
コンデンサ６、１６をその定格まで初期充電する。ＳＶ
Ｃ３が系統母線２に連系されると、各開閉スイッチ１
０、２０の一方がオフ、通常において大容量インバータ
５側の開閉スイッチ１０だけがオフされる。
【０００７】即ち、系統連系後に開閉スイッチ１０がオ
フされると大容量インバータ５は、インバータ電圧の位
相を系統電圧に対して進ませたり（有効電力流出）遅ら
せる（有効電力流入）ことで有効電力を制御し、この有
効電力で直流コンデンサ６を充電して所定の直流電圧Ｅ
1 を維持し、かつ、大容量インバータ５の内部損失電力
を電力系統側から補充する。一方、小容量インバータ１
５側の開閉スイッチ２０は、系統連系後もオンされて、
交流電源１１でもって直流コンデンサ１６の充電を継続
させると共に、交流電源１１で小容量インバータ１５の
内部損失電力の補充を行う。
フされると大容量インバータ５は、インバータ電圧の位
相を系統電圧に対して進ませたり（有効電力流出）遅ら
せる（有効電力流入）ことで有効電力を制御し、この有
効電力で直流コンデンサ６を充電して所定の直流電圧Ｅ
1 を維持し、かつ、大容量インバータ５の内部損失電力
を電力系統側から補充する。一方、小容量インバータ１
５側の開閉スイッチ２０は、系統連系後もオンされて、
交流電源１１でもって直流コンデンサ１６の充電を継続
させると共に、交流電源１１で小容量インバータ１５の
内部損失電力の補充を行う。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ＳＶＣ３においては、
容量の異なる大容量インバータ５と小容量インバータ１
５を、夫々の容量に適合したスイッチングで動作させる
ことで、総合的なインバータ内部損失を少なくすること
ができる。ところが、各インバータ５、１５を駆動させ
る直流電圧Ｅ1 、Ｅ2 が相違するため、夫々に直流コン
デンサ６、１６と充電回路７、１７の個別の直流電源回
路が必要であり、また、これら各直流電源回路には、図
示していないが、直流電圧放電回路や保護用直流地絡検
出回路、直流電圧検出回路等が付設される結果、ＳＶＣ
３の装置全体が高価となると共に、大型化して大きな設
置スペースが必要とする不具合があった。
容量の異なる大容量インバータ５と小容量インバータ１
５を、夫々の容量に適合したスイッチングで動作させる
ことで、総合的なインバータ内部損失を少なくすること
ができる。ところが、各インバータ５、１５を駆動させ
る直流電圧Ｅ1 、Ｅ2 が相違するため、夫々に直流コン
デンサ６、１６と充電回路７、１７の個別の直流電源回
路が必要であり、また、これら各直流電源回路には、図
示していないが、直流電圧放電回路や保護用直流地絡検
出回路、直流電圧検出回路等が付設される結果、ＳＶＣ
３の装置全体が高価となると共に、大型化して大きな設
置スペースが必要とする不具合があった。
【０００９】また、大容量インバータ５は、系統連系後
に開閉スイッチ１０をオフして、電力系統側から直流コ
ンデンサ６を充電し、運転時の内部損失電力を補充して
いるので、充電回路７の充電変圧器９は直流コンデンサ
６を初期充電するだけの小容量（２０〜５０ＫＶＡ程
度）のものを使用できるが、小容量インバータ１５の充
電変圧器１９は小容量充電変圧器９の１０倍程度の大き
なものを必要としていた。即ち、小容量インバータ１５
は、系統連系後も開閉スイッチ２０をオンして、交流電
源１１で直流コンデンサ１６を充電し、運転時の内部損
失電力を補充しているが、この内部損失電力補充のため
に充電変圧器１９に大容量のものを必要とし、これがＳ
ＶＣ３を尚更に大型化し、高価なものにしていた。
に開閉スイッチ１０をオフして、電力系統側から直流コ
ンデンサ６を充電し、運転時の内部損失電力を補充して
いるので、充電回路７の充電変圧器９は直流コンデンサ
６を初期充電するだけの小容量（２０〜５０ＫＶＡ程
度）のものを使用できるが、小容量インバータ１５の充
電変圧器１９は小容量充電変圧器９の１０倍程度の大き
なものを必要としていた。即ち、小容量インバータ１５
は、系統連系後も開閉スイッチ２０をオンして、交流電
源１１で直流コンデンサ１６を充電し、運転時の内部損
失電力を補充しているが、この内部損失電力補充のため
に充電変圧器１９に大容量のものを必要とし、これがＳ
ＶＣ３を尚更に大型化し、高価なものにしていた。
【００１０】本発明の目的とするところは、複数のイン
バータを使用した自励式ＳＶＣの小型化、低コスト化を
実現することにある。
バータを使用した自励式ＳＶＣの小型化、低コスト化を
実現することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、容量の異なる複数のインバータを系統母線に
直列接続した自励式無効電力補償装置において、複数の
インバータのスイッチング素子の定格電圧を同一に設定
して各インバータの定格の直流電圧を同一に揃え、この
直流電圧を与える直流コンデンサと、この直流コンデン
サを充電する充電回路の一式の直流電源回路を、複数の
インバータに対して共通に設置したことを特徴とする。
するため、容量の異なる複数のインバータを系統母線に
直列接続した自励式無効電力補償装置において、複数の
インバータのスイッチング素子の定格電圧を同一に設定
して各インバータの定格の直流電圧を同一に揃え、この
直流電圧を与える直流コンデンサと、この直流コンデン
サを充電する充電回路の一式の直流電源回路を、複数の
インバータに対して共通に設置したことを特徴とする。
【００１２】ここで、複数の各インバータにおいては、
そのスイッチング素子の定格電圧を揃え、定格電流を相
違させることでインバータ容量を相違させて、この容量
の異なる複数のインバータを系統母線に直列接続し、各
インバータの同一の直流電圧を共通の直流コンデンサと
充電回路で与えるようにする。
そのスイッチング素子の定格電圧を揃え、定格電流を相
違させることでインバータ容量を相違させて、この容量
の異なる複数のインバータを系統母線に直列接続し、各
インバータの同一の直流電圧を共通の直流コンデンサと
充電回路で与えるようにする。
【００１３】
【発明の実施の形態】図２の自励式ＳＶＣに本発明を適
用した一実施例を図１に示し、これを説明する。尚、図
１の図２と同一、又は、相当部分には同一符号を付して
説明を省略する。
用した一実施例を図１に示し、これを説明する。尚、図
１の図２と同一、又は、相当部分には同一符号を付して
説明を省略する。
【００１４】図１の実施例の図２装置と相違するところ
は、大容量インバータ５と小容量インバータ１５の直流
電源回路を、１つの直流コンデンサ６とその充電回路７
の一式で共通化したことである。即ち、小容量インバー
タ１５のスイッチング素子の定格電圧を大容量インバー
タ５のスイッチング素子の定格電圧に合わせて、各イン
バータ５、１５の定格の直流電圧を揃える。この場合、
各インバータ５、１５のスイッチング素子の定格電流を
相違させて、各インバータ５、１５の容量を図２装置の
場合と同一にする。また、各インバータ５、１５の統一
された直流電圧は、図２装置の大容量インバータ５の直
流電圧Ｅ1 （約２ｋＶ）に相当する。
は、大容量インバータ５と小容量インバータ１５の直流
電源回路を、１つの直流コンデンサ６とその充電回路７
の一式で共通化したことである。即ち、小容量インバー
タ１５のスイッチング素子の定格電圧を大容量インバー
タ５のスイッチング素子の定格電圧に合わせて、各イン
バータ５、１５の定格の直流電圧を揃える。この場合、
各インバータ５、１５のスイッチング素子の定格電流を
相違させて、各インバータ５、１５の容量を図２装置の
場合と同一にする。また、各インバータ５、１５の統一
された直流電圧は、図２装置の大容量インバータ５の直
流電圧Ｅ1 （約２ｋＶ）に相当する。
【００１５】従って、各インバータ５、１５に共通の直
流コンデンサ６と、その充電回路７は、図２装置の大容
量インバータ５のものがそのまま使用される。充電回路
７は、交流電源１１で直流コンデンサ６を初期充電だけ
するもので、開閉スイッチ１０と充電変圧器９と整流器
８で構成される。
流コンデンサ６と、その充電回路７は、図２装置の大容
量インバータ５のものがそのまま使用される。充電回路
７は、交流電源１１で直流コンデンサ６を初期充電だけ
するもので、開閉スイッチ１０と充電変圧器９と整流器
８で構成される。
【００１６】図１のＳＶＣ３は、電力系統との連系時だ
け開閉スイッチ１０がオンされて、直流コンデンサ６の
初期充電が行われる。この初期充電による直流コンデン
サ６の直流電圧Ｅ1 で各インバータ５、１５が駆動し、
電力系統との連系が行われる。この連系後に開閉スイッ
チ１０がオフされる。
け開閉スイッチ１０がオンされて、直流コンデンサ６の
初期充電が行われる。この初期充電による直流コンデン
サ６の直流電圧Ｅ1 で各インバータ５、１５が駆動し、
電力系統との連系が行われる。この連系後に開閉スイッ
チ１０がオフされる。
【００１７】開閉スイッチ１０のオフで大容量インバー
タ５が図２装置の場合と同様に有効電力を制御して直流
コンデンサ６を充電し、定格の直流電圧Ｅ1 を維持する
と共に、大容量インバータ５の内部損失電力が電力系統
側から補充される。一方、小容量インバータ１５におい
ては、直流コンデンサ６の充電維持でもって内部損失電
力の補充が行われる。
タ５が図２装置の場合と同様に有効電力を制御して直流
コンデンサ６を充電し、定格の直流電圧Ｅ1 を維持する
と共に、大容量インバータ５の内部損失電力が電力系統
側から補充される。一方、小容量インバータ１５におい
ては、直流コンデンサ６の充電維持でもって内部損失電
力の補充が行われる。
【００１８】以上のように、各インバータ５、１５の直
流電源回路の共通化でもって、直流電源回路設備が従来
の約半分となり、設備費や設置スペースが大幅に減少す
る。また、共通化された充電回路７は直流コンデンサ６
を初期充電するだけのもので済むため、充電容量の小さ
な小型で安価なものが適用できる。図１装置において
は、小容量インバータ１５のスイッチング素子が図２装
置のものより定格電圧が上がった分、その製品価格が上
がるが、この種スイッチング素子の実際の製品価格は、
定格電圧の大小であまり差が無くて、スイッチング素子
製品の価格上昇分は、装置全体の設備費の低減幅からし
てほとんど問題無い。
流電源回路の共通化でもって、直流電源回路設備が従来
の約半分となり、設備費や設置スペースが大幅に減少す
る。また、共通化された充電回路７は直流コンデンサ６
を初期充電するだけのもので済むため、充電容量の小さ
な小型で安価なものが適用できる。図１装置において
は、小容量インバータ１５のスイッチング素子が図２装
置のものより定格電圧が上がった分、その製品価格が上
がるが、この種スイッチング素子の実際の製品価格は、
定格電圧の大小であまり差が無くて、スイッチング素子
製品の価格上昇分は、装置全体の設備費の低減幅からし
てほとんど問題無い。
【００１９】尚、本発明は、大容量低周波矩形波インバ
ータと小容量高周波ＰＷＭインバータの２機種を直列接
続した自励式ＳＶＣに限らず、大容量インバータと小容
量インバータの中間的なインバータを補足的に加えたも
の等、３台以上のインバータを直列接続した自励式ＳＶ
Ｃにおいても、上記要領で適用可能である。
ータと小容量高周波ＰＷＭインバータの２機種を直列接
続した自励式ＳＶＣに限らず、大容量インバータと小容
量インバータの中間的なインバータを補足的に加えたも
の等、３台以上のインバータを直列接続した自励式ＳＶ
Ｃにおいても、上記要領で適用可能である。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、複数のインバータの直
流電圧が共通の１つの直流コンデンサと充電回路で与え
られるので、複数のインバータの直流電源回路設備が最
小数で構成でき、大幅な設備の小型化、設置スペースの
縮小化、設備費の低減化が可能となる。
流電圧が共通の１つの直流コンデンサと充電回路で与え
られるので、複数のインバータの直流電源回路設備が最
小数で構成でき、大幅な設備の小型化、設置スペースの
縮小化、設備費の低減化が可能となる。
【００２１】また、複数のインバータに共通化された充
電回路は、ＳＶＣの電力系統への連系時に直流コンデン
サを初期充電するだけのものでよいので、充電容量の小
さな変圧器等が使用できて、自励式ＳＶＣの尚更の小型
化、低コスト化を容易にする。
電回路は、ＳＶＣの電力系統への連系時に直流コンデン
サを初期充電するだけのものでよいので、充電容量の小
さな変圧器等が使用できて、自励式ＳＶＣの尚更の小型
化、低コスト化を容易にする。
【００２２】更に、複数のインバータに共通化された直
流コンデンサと充電回路は、既設の自励式ＳＶＣの大容
量インバータに使用していたものがそのまま適用できる
ので、設備投資的に有利な自励式ＳＶＣが提供できる。
流コンデンサと充電回路は、既設の自励式ＳＶＣの大容
量インバータに使用していたものがそのまま適用できる
ので、設備投資的に有利な自励式ＳＶＣが提供できる。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック配線図。
【図２】本発明の前提となる自励式無効電力補償装置の
ブロック配線図。
ブロック配線図。
２ 系統母線 ３ 自励式無効電力補償装置（自励式ＳＶＣ） ４ 大容量変圧器 ５ 大容量インバータ ６ 直流コンデンサ ７ 充電回路 １４ 小容量変圧器 １５ 小容量インバータ Ｅ1 直流電圧
Claims (1)
- 【請求項１】 変動負荷を有する電力系統の系統母線
に、この系統母線の系統電圧と同等のインバータ電圧を
連系用大容量変圧器を介して出力する大容量インバータ
と、系統母線の負荷変動を抑制する補償電圧を連系用小
容量変圧器を介して出力する小容量インバータを含む複
数のインバータを系統母線に直列接続した自励式無効電
力補償装置で、 複数のインバータのスイッチング素子の定格電圧を同一
に設定して各インバータの定格の直流電圧を同一に揃
え、この直流電圧を与える直流コンデンサと、この直流
コンデンサを充電する充電回路の一式を、複数のインバ
ータに対して共通に設置したことを特徴とする自励式無
効電力補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7212113A JPH0962388A (ja) | 1995-08-21 | 1995-08-21 | 自励式無効電力補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7212113A JPH0962388A (ja) | 1995-08-21 | 1995-08-21 | 自励式無効電力補償装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0962388A true JPH0962388A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=16617097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7212113A Pending JPH0962388A (ja) | 1995-08-21 | 1995-08-21 | 自励式無効電力補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0962388A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019049325A1 (ja) * | 2017-09-08 | 2019-03-14 | 株式会社東芝 | 電力変換装置 |
-
1995
- 1995-08-21 JP JP7212113A patent/JPH0962388A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019049325A1 (ja) * | 2017-09-08 | 2019-03-14 | 株式会社東芝 | 電力変換装置 |
| JP6538990B1 (ja) * | 2017-09-08 | 2019-07-03 | 株式会社東芝 | 電力変換装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000815 |