DE69232115T2 - Impulsgenerator und staubkollektor mit einem solchen impulsgenerator - Google Patents

Impulsgenerator und staubkollektor mit einem solchen impulsgenerator

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DE69232115T2 DE69232115T DE69232115T DE69232115T2 DE 69232115 T2 DE69232115 T2 DE 69232115T2 DE 69232115 T DE69232115 T DE 69232115T DE 69232115 T DE69232115 T DE 69232115T DE 69232115 T2 DE69232115 T2 DE 69232115T2
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/53Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback
    • H03K3/57Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback the switching device being a semiconductor device

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  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)

Description

    1. Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine impulserzeugende Vorrichtung und einen gepulsten elektrostatischen Abscheider, der die impulserzeugende Vorrichtung aufweist.
  • Stand der Technik
  • Es ist bei einer Reaktanzlast, wie bei einem gepulsten elektrostatischen Abscheider, zum wirksamen Einfangen von Staub eines hohen spezifischen Widerstands wünschenswert, die Wirksamkeit des Systems erheblich zu verbessern, indem von einer impulserzeugenden Vorrichtung auf der Eingangsseite überschüssige Energie zurückgewonnen wird, die wieder einer Last zugeführt wird. Eine solche impulserzeugende Vorrichtung, die einer Last zugeführte überschüssige Energie zurückgewinnen kann, ist von dem in der japanischen Patentveröffentlichung 43062/1982 (KOUKOKU) offenbarten gepulsten elektrostatischen Abscheider bekannt.
  • In Fig. 14 ist ein Beispiel des in der japanischen Patentveröffentlichung 43062/1982 (KOUKOKU) offenbarten gepulsten elektrostatischen Abscheiders dargestellt, wobei 51 die Eingangsgleichspannungsversorgung ist, 52 der Ladewiderstand des Hauptkondensators 53 ist, 53 der Hauptkondensator für die eingegebene gespeicherte Energie ist, 54 der GTO (vom Gate her abschaltbarer Thyristor) oder der Hauptschalter zum Ablassen der im erwähnten Hauptkondensator 53 gesammelten elektrischen Ladung ist, 55 eine Diode ist, 56 ein Aufwärtstransformator ist, 57 die Primärwicklung des Aufwärtstransformators 56 ist, 58 die Sekundärwicklung des Aufwärtstransformators 56 ist, 59 und 60 Ausgangsanschlüsse des Impulsgenerators sind, 61 die zweite Eingangs-Gleichspannungsversorgung ist, 62 eine Überstrom-Sperrdrossel ist, 63 ein Gleichstrom-Sperrkondensator ist und 64 eine Niederschlagselektrode ist.
  • In Fig. 14 wird die Gleichspannung E61 der Niederschlagselektrode in Gegenrichtung zu V64 entlang dem Weg kontinuierlich zugeführt, der von der positiven Elektrode der Eingangs-Gleichspannungsversorgung über die Niederschlagselektrode 64 und die Überstrom-Sperrdrossel 62 zu ihrem negativen Anschluß führt. Mit anderen Worten wird die Niederschlagselektrode 64 mit einer Gleichspannung -E61 gegenüber der Masse beaufschlagt.
  • Der Abschnitt innerhalb der unterbrochenen Linie in Fig. 14 ist der Impulsgenerator, dessen Funktion darin besteht, einen negativen Vorspannungsimpuls der an die Niederschlagselektrode 64 angelegten Gleichspannung -E61 zu überlagern. Die folgenden Figuren werden zum Erklären seines Betriebsverfahrens verwendet: Fig. 14 zeigt seine Schaltungskonfiguration, Fig. 15 zeigt die Spannungs- und Stromwellenformen von Hauptabschnitten in Fig. 14, und Fig. 16 zeigt die Spannungswellenformen von Hauptabschnitten in Fig. 14.
  • Zum Verbessern der Energieübertragungswirksamkeit vom Hauptkondensator 53 zur Niederschlagselektrode 64 in der Schaltung ist es wünschenswert, das Kapazitätsverhältnis zwischen dem Hauptkondensator 53, dem Gleichstrom-Sperrkondensator 63 und der Niederschlagselektrode 64 auf 0,9 N² : 10 : 1 zu legen, falls das Windungsverhältnis zwischen der Primärwicklung 57 und der Sekundärwicklung 58 des Aufwärtstransformators 56 auf 1 : N gelegt ist.
  • Wenn ein Einschaltsignal in die Gate-Elektrode des GTOs 54 eingegeben wird und der GTO 54 eingeschaltet wird, fließt die im Hauptkondensator 53 gesammelte elektrische Ladung in Gegenrichtung zu i1' in Fig. 14 entlang dem Weg, der vom positiven Anschluß des Hauptkondensators 53 über die Primärwicklung 57 des Aufwärtstransformators 56 und den GTO 54 zu seinem negativen Anschluß verläuft, wie in Fig. 15 dargestellt ist. Dadurch fließt ein dem Windungsverhältnis des Aufwärtstransformators 56 entsprechender Impulsstrom entsprechend dem bei i2' in Fig. 15 dargestellten in Gegenrichtung zu i2' in Fig. 14 entlang dem Weg, der vom schwarz gepunkteten Anschluß der Sekundärwicklung 58 in Fig. 14 über die Niederschlagselektrode 64 und den Gleichstrom-Sperrkondensator 63 zu ihrem entgegengesetzten Anschluß verläuft, zur Sekundärwicklung 58. Infolge des in Gegenrichtung zu i2' fließenden Impulsstroms wird die Niederschlagselektrode 64 (der entgegengesetzte Anschluß von V64 in Fig. 14) mit einer Spannung mit dem Spitzenwert V64 beaufschlagt. Dies bedeutet, daß die Niederschlagselektrode 64 mit einer Spannung mit dem Spitzenwert -V64 gegenüber der Masse entsprechend der in Fig. 15 dargestellten beaufschlagt wird.
  • Der Zeitraum 'τ1' von der Zeit, zu der die erwähnten Ströme i1' und i2' zu fließen beginnen, bis zu der Zeit, zu der sie auf Null zurückkehren, kann folgendermaßen ausgedrückt werden; wenn die Leckinduktivität im Hinblick auf die Primärwicklung 57 des Aufwärtstransformators 56 L561 ist und die Gesamtkapazität des Hauptkondensators 53, des Gleichstrom-Sperrkondensators 63 und der Primärwicklung des Aufwärtstransformators 56 der Niederschlagselektrode 64 Ct ist:
  • τ1 = π (S) (1)
  • Nachdem τ1' nach der Zeit, zu der der GTO 54 eingeschaltet wurde, verstrichen ist, fließt die zur Niederschlagselektrode 64 übertragene elektrische Ladung in Richtung des Stroms i2', wie in Fig. 15 dargestellt ist, entlang dem Weg, der vom positiven Pol der Niederschlagselektrode 64 über die Sekundärwicklung 58 des Aufwärtstransformators 56 und den Gleichstrom-Sperrkondensator 63 zu ihrem negativen Pol verläuft. Dadurch fließt ein Impulsstrom in der gleichen Richtung wie i1' entlang dem Weg, der vom schwarz gepunkteten Pol der Primärwicklung 57 des Aufwärtstransformators 56 über den Hauptkondensator 53 und die Diode 55 in Fig. 14 zu ihrem entgegengesetzten Pol verläuft, und die elektrische Ladung, die zur erwähnten Niederschlagselektrode 64 übertragen wird, wird zum Hauptkondensator 53 zurückgeführt, um eingegebene Energie zu sammeln. Der Zeitraum τ 2' bis zum Zurückkehren des in der gleichen Richtung wie i1' fließenden Impulsstroms auf Null gleicht fast τ1', der aus der erwähnten Formel (1) erhalten wurde.
  • Bei der Schaltung ist der GTO 54 vom Zeitraum 'τ1' bis zum Zeitraum τ1' + 'τ2', nachdem er eingeschaltet wurde, ausgeschaltet, weil ein Ausschaltsignal an seine Gate- Elektrode angelegt ist. Daher wird die wieder von der erwähnten Niederschlagselektrode 64 zum Hauptkondensator 53 zum Speichern eingegebener Energie übertragene elektrische Ladung im Hauptkondensator 53 gespeichert, um Energie zurückzugewinnen, bis ein Einschaltsignal nach dem in Fig. 16 dargestellten Zeitraum τp' wieder an die Gate-Elektrode des GTO 54 angelegt wird und der GTO 54 eingeschaltet wird. Die Breite einer von den Ausgangsanschlüssen 59 und 60 des Impulsgenerators an die Niederschlagselektrode 64 zu der Zeit ausgegebenen Last- oder Impulsspannung ist 'τ1' + 'τ2'.
  • Daher ist die Energie, die von der Eingangsstromversorgung 51 in den Hauptkondensator 53 eingegeben werden sollte, nur die Differenz zwischen der Gleichspannung - Es 1 der Eingangs-Gleichspannungsversorgung 51 und der Speicherspannung -V53, wodurch es ermöglicht wird, einen hochwirksamen gepulsten elektrostatischen Abscheider zu verwirklichen.
  • Es ist bei dieser impulserzeugenden Vorrichtung jedoch erforderlich, Hochspannungsimpulse mit hohen Stromanstiegsraten di/dt zu erzeugen, und eine Halbleiter-Schaltvorrichtung in der Art eines GTOs, die gegenüber einer hohen Spannung, einem hohen Strom und einem hohen di/dt widerstandsfähig ist, ist für den Hauptschalter so oft in Serie und parallel geschaltet, daß sie der hohen Spannung, dem Spitzenstrom und dem Spitzenwert von di/dt widerstehen kann.
  • Es ist bei der Serien-/Parallelschaltung von Halbleiter-Schaltvorrichtungen erforderlich, Halbleiter-Schaltvorrichtungen mit ähnlichen Eigenschaften auszuwählen, Treiberschaltungen zu verstärken, Verbindungsvorrichtungen zwischen Treiberschaltungen und Halbleiter-Schaltvorrichtungen und Verdrahtungsvorrichtungen zwischen den Hauptelektroden der Halbleiter-Schaltvorrichtungen vorzusehen, und Spannungsteiler einzufügen, damit diese Vorrichtungen die dazwischen an liegenden Spannungen und Ströme in der Serien-/Parallelschaltung gleich aufteilen können.
  • Demgemäß tritt das Problem auf, daß die Konfiguration des Hauptschalters kompliziert und räumlich groß wird. Weil die Anzahl der in Serie und parallel geschalteten Halbleiter-Schaltvorrichtungen ansteigt, tritt das weitere Problem auf, daß die zum Betreiben erforderliche Leistung ansteigt und die Zuverlässigkeit abnimmt.
  • Wenn Halbleiter-Schaltvorrichtungen in der Art eines GTOs für den Hauptschalter verwendet werden, ist die erwähnte Impulsbreite τ1' + 'τ2' weiterhin infolge der Beschränkung durch die maximale kritische Rate von di/dt für Halbleitervorrichtungen, wie in "Performance Improvement of Existing Electrostatic Precipitator by Adding Pulse Energization" von Watabe und Kameshima, S. 349 bis 353 aus "Environmental Pollution and Countermeasures", Band 25, Nr. 4 (1989) dargelegt ist, auf den Bereich von einigen 10 us bis 100 us begrenzt.
  • Zum Verringern der erwähnten Impulsbreite -τ1' + 'τ2' auf weniger als 10 us wurde die Verwendung einer mechanischen Schaltvorrichtung, die eine hohe Rate von di/dt aufweist, wie eine Funkenstrecke und eine Entladungsröhren-Schaltvorrichtung in der Art eines Thyratrons, die in der offengelegten japanischen Patentschrift 185350/1986 und in "Current Technology and Development Activities Concerning Dust Collecting Technique" von Yagyu, Yada, Tsuchiya, Tomimatsu und Matsumoto, ·S. 297 bis 302 von "Mitsubishi Heavy Industries Technical Report", Band 27, Nr. 4 (1990) erwähnt sind, untersucht. Bei diesen mechanischen Schaltvorrichtungen traten verglichen mit Halbleiter-Schaltvorrichtungen Probleme, wie eine begrenzte Wiederholungsfrequenz, eine sehr kurze Lebensdauer und eine geringe Zuverlässigkeit, auf. Es wurde weiterhin bei Entladungsröhren-Schaltvorrichtungen, wie einem Thyratron, herausgefunden, daß die Wiederholungsfrequenz bis auf einen so hohen Wert wie bei Halbleiter-Schaltvorrichtungen erhöht werden konnte, daß jedoch verglichen mit Halbleiter-Schaltvorrichtungen in der Hinsicht Probleme auftraten, daß ihre Lebensdauer so kurz und ihre Zuverlässigkeit so gering wie bei mechanischen Schaltvorrichtungen war.
  • Weitere Schaltungen zum Erzeugen eines kurzen elektrischen Stromimpulses sind in US-3 786 334 und in US-4 230 955 offenbart. Diese Schaltungen umfassen einen Halbleiterschalter, der in Serie mit einer sättigbaren Drossel geschaltet ist, uni den Stromimpuls einer Last zuzuführen. Nach dem Einschalten des Halbleiterschalters verzögert die Drossel, solange sie noch nicht gesättigt ist, das Einsetzen des Stromimpulses, und sie erzeugt, sobald sie in Sättigung geht, einen Stromimpuls mit einer besonders kurzen Anstiegszeit.
  • Beim zuletzt erwähnten Dokument ist die Drossel mit einer Sekundärwicklung zum Zurückgewinnen von Energie aus einem Sperrstrom versehen, der von Minoritätsträgern im Halbleiterschalter ausgeht, wenn der letztgenannte abgeschaltet wird.
  • Diese beiden Schaltungen sind jedoch zum Zurückgewinnen von Energie von der Last selbst, beispielsweise von einem elektrostatischen Abscheider, ungeeignet.
  • Zum Zurückführen zugeführter Energie von einem Speicherkondensator über einen Schalter und eine sättigbare Drossel zu einem elektrostatischen Abscheider ist in EP-A-417 771 vorgeschlagen, die sättigbare Drossel mit einer Sekundärwicklung zu versehen, die über einen Gleichrichter mit dem Speicherkondensator verbunden ist. Es wurde herausgefunden, daß diese bekannte Technik, von der der Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgeht, den Nachteil aufweist, daß ein Energieverlust auftritt und daß Energie nicht wirksam zurückgewonnen werden kann.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine impulserzeugende Vorrichtung bereitzustellen, die die Zuverlässigkeit der Schaltvorrichtung verbessert und das wirksame Zurückgewinnen überschüssiger Energie von der Last ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 dargelegte Vorrichtung gelöst. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Anspruch 6 betrifft einen gepulsten elektrostatischen Abscheider, der die impulserzeugende Vorrichtung gemäß der Erfindung aufweist.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine impulserzeugende Vorrichtung vorgesehen, die Energie von einer Serienschaltung, die aus einem Energiespeicherkondensator, einem Hauptschalter zum Ablassen im Energiespeicherkondensator gesammelter elektrischer Ladung und einer sättigbaren Drossel, die mit einer Rückgewinnungseinrichtung zum Rückführen einer Last von einem lastseitigen Ende der sättigbaren Drossel zugeführten Energie zum Energiespeicherkondensator versehen ist, zusammengesetzt ist, der Last zuführt. Eine weitere Ausführungsform ist eine impulserzeugende Vorrichtung, die einen Energiespeicherkondensator, einen Hauptschalter zum Ablassen im Energiespeicherkondensator gespeicherter elektrischer Ladung und eine magnetische Impulsverkürzungsschaltung mit einer sättigbaren Drossel aufweist, die Energie vom Energiespeicherkondensator über die magnetische Impulsverkürzungseinrichtung einer Last zuführt und die eine Rückgewinnungseinrichtung zum Zurückführen der der Last von einem Ende auf der Lastseite der in der magnetischen Impulsverkürzungsschaltung vorhandenen sättigbaren Drossel zugeführten Energie zum Energiespeicherkondensator aufweist.
  • Eine magnetische Unterstützungsschaltung wird für die erstgenannte Ausführungsform verwendet, während eine magnetische Impulsverkürzungsschaltung für die letztgenannte Ausführungsform verwendet wird. Es ist bei der impulserzeugenden Vorrichtung, bei der die magnetische Unterstützungsschaltung verwendet wird, möglich, das Ansteigen des Stroms zwischen den Hauptelektroden des Hauptschalters zu verzögern, nachdem der Hauptschalter eingeschaltet wurde, wodurch der Schaltverlust des Hauptschalters stark verringert wird und sein di/dt stark erhöht wird. Selbst dann, wenn eine Halbleiter-Schaltvorrichtung für den Hauptschalter verwendet wird, kann diese neue impulserzeugende Vorrichtung daher Impulse ausgeben, die nicht größer als 10 us sind. Weiterhin kann ein mechanischer Schalter in der Art einer Funkenstrecke oder einer Entladungsröhren-Schaltvorrichtung in der Art eines Thyratrons seine Lebensdauer verlängern.
  • Bei der eine magnetische Impulsverkürzungsschaltung aufweisenden impulserzeugenden Vorrichtung ist die magnetische Impulsverkürzungsschaltung wirksam, das di/dt des Hauptschalters erheblich zu verringern und Ausgangsimpulse mit einem hohen di/dt auszugeben. Auf diese Weise kann die Anzahl der seriellen/parallelen Halbleiter-Schaltvorrichtungen verringert werden, wenn ein Halbleiterschalter als der Hauptschalter verwendet wird; und wenn eine mechanische Schaltvorrichtung in der Art einer Funkenstrecke oder eine Entladungsröhren-Schaltvorrichtung in der Art eines Thyratrons für den Hauptschalter verwendet wird, kann die Lebensdauer um etwa zwei Größenordnungen erhöht werden.
  • Weil sie mit einer Energierückgewinnungseinrichtung ausgerüstet ist, kann die neue impulserzeugende Vorrichtung die Wirksamkeit eines Systems stark verbessern, und ein Merkmal der neuen Vorrichtung besteht darin, daß die Rückgewinnungseinrichtung so angeordnet ist, daß Energie von einem Ende der sättigbaren Drossel auf der Lastseite zum Speicherkondensator zurückgeführt wird. Es wäre möglich, Energie durch die sättigbare Drossel zurückzugewinnen, bei den Experimenten der Erfinder konnte die Energie jedoch infolge eines Verlusts zurückgewonnener Energie nicht wirksam zurückgewonnen werden. Demgemäß wird gemäß der Erfindung eine Energierückgewinnungseinrichtung eingerichtet, die Energie von einem Ende der sättigbaren Drossel auf der Lastseite zum Energiespeicherkondensator zurückführt, ohne daß sie über die sättigbare Drossel zur neuen impulserzeugenden Vorrichtung übertragen wird.
  • Eine Kombination eines Gleichrichters und eines Induktivitätselements in der Art einer Drossel ist als Energierückgewinnungseinrichtung geeignet.
  • Weiterhin kann der Gleichrichter der erwähnten Energierückgewinnungseinrichtung durch eine Serienschaltung aus einer Gleichrichtungsvorrichtung und einer sättigbaren Drossel ersetzt werden. Es ist in diesem Fall möglich, den Sperrerholungsstrom, der durch die Sperrspannung hervorgerufen wird, mit der die erwähnte Gleichrichtungsvorrichtung beaufschlagt wird, nachdem die der Last auf der Eingangsseite zugeführte Energie zurückgewonnen wurde, zu begrenzen, wodurch der Sperrerholungsverlust der Gleichrichtungsvorrichtung unter Verbessern der Zuverlässigkeit verringert wird und auch der Verlust der zurückgewonnenen Energie verringert wird, wenn der Sperrerholungsstrom fließt.
  • Es ist möglich, eine impulserzeugende Vorrichtung bereitzustellen, die einen Transformator auf der Ausgangsseite der sättigbaren Drossel aufweist und Energie vom Energiespeicherkondensator über die sättigbare Drossel und den Transformator der Last zuführt.
  • Dieser Transformator ermöglicht es, Impulse eines hohen Spitzenwerts bei einer geringen Eingangsspannung auszugeben und daher ein Schaltelement mit einer geringen Spannungsfestigkeit zu verwenden, um im Energiespeicherkondensator gespeicherte elektrische Ladung abzulassen.
  • Weiterhin ist es bei der oben erwähnten impulserzeugenden Vorrichtung möglich, die sättigbare Drossel mit einer Rücksetzschaltung zum Rücksetzen der magnetischen Flußdichte der die sättigbare Drossel bildenden magnetischen Kerne zu versehen, bevor der Hauptschalter eingeschaltet wird, so daß die sättigbare Drossel während des festgelegten Zeitraums nach dem Einschalten des Hauptschalters Spannungsimpulse sperren kann. Ein solcher Rücksetzschalter ist zum Verhindern eines instabilen Betriebs, wie zeitlicher Schwankungen, wirksam, wenn ein Arbeitsgang wiederholt wird, und er ermöglicht auch das Verringern der Größe der impulserzeugenden Vorrichtung, weil die sättigbare Drossel und die magnetische Flußdichte beim Betrieb groß sein können.
  • Bei einem gepulsten elektrostatischen Abscheider, der die oben erwähnte impulserzeugende Vorrichtung aufweist, bewirkt die einfache Schaltungskonfiguration, daß das Hauptschaltelement sicher arbeitet, sie kann einen Impulsstrom mit einem hohen di/dt erzeugen und der Last oder der Niederschlagselektrode scharfe Hochspannungsimpulse zuführen, und die Rückgewinnungsschaltung kann den größten Teil der der Niederschlagselektrode auf der Eingangsseite zugeführten Energie zurückgewinnen. Auf diese Weise wird hierdurch ein elektrostatischer Abscheider bereitgestellt, der sehr zuverlässig, sehr wirksam und kompakt ist.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • Fig. 1 ist ein Schaltungsdiagramm der ersten Ausführungsform einer Hochspannungsimpulse erzeugenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 2 ist ein Konzeptdiagramm einer Magnetisierungs-B-H-Betriebsschleife für die sättigbare Drossel 5 in Fig. 1.
  • Fig. 3 ist ein Diagramm, in dem Spannungs- und Stromwellenformen an Hauptabschnitten in der Schaltung aus Fig. 1 dargestellt sind.
  • Fig. 4 ist ein Diagramm, in dem ein Beispiel eines Gleichrichters dargestellt ist, der für die Rückgewinnungsschaltung einer Hochspannungsimpulse erzeugenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und es ist die Schaltungskonfiguration des Gleichrichters 24 dargestellt, dessen Sperrerholungseigenschaften durch Schalten sättigbarer Drosseln 31 in Serie mit der Diode 30 verbessert wurden.
  • Fig. 5 ist ein Konzeptdiagramm der Magnetisierungs-B-H-Betriebsschleife für die sättigbare Drossel 31 in Fig. 4.
  • Fig. 6 ist ein Diagramm, in dem ein Strom 13 der Hauptwicklung 32 für die sättigbare Drossel 31 in Fig. 4 dargestellt ist.
  • Fig. 7 ist ein Schaltungsdiagramm der zweiten Ausführungsform der Hochspannungsimpulse erzeugenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 8, ist ein Schaltungsdiagramm der dritten Ausführungsform der Hochspannungsimpulse erzeugenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 9 ist ein Konzeptdiagramm der Magnetisierungs-B-H-Betriebsschleife für die sättigbare Drossel 103 in Fig. 8.
  • Fig. 10 ist ein Diagramm, in dem Spannungs- und Stromwellenformen an Hauptabschnitten der Schaltung aus Fig. 8 dargestellt sind.
  • Fig. 11 ist ein Diagramm, in dem Spannungswellenformen der Niederschlagselektrode 17 und des Hauptkondensators 3 bei der Schaltung aus Fig. 8 dargestellt sind.
  • Fig. 12 ist ein Schaltungsdiagramm, in dem die vierte Ausführungsform der Hochspannungsimpulse erzeugenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
  • Fig. 13 ist ein Schaltungsdiagramm, in dem die fünfte Ausführungsform der Hochspannungsimpulse erzeugenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
  • Fig. 14 ist ein Diagramm, in dem die in der japanischen Patentveröffentlichung 43067/1982 offenbarte Schaltung dargestellt ist.
  • Fig. 15 ist ein Diagramm, in dem Spannungs- und Stromwellenformen an Hauptabschnitten in Fig. 14 dargestellt sind.
  • Fig. 16 ist ein Diagramm, in dem Spannungs- und Stromwellenformen an einem Hauptabschnitt in Fig. 14 dargestellt sind.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend detailliert ausgeführt, sie sind jedoch nicht auf diese Ausführungsformen allein beschränkt.
  • (Ausführungsform 1)
  • Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der impulserzeugenden Vorrichtung gemäß der Erfindung, und es ist darin ein Beispiel einer Schaltungskonfiguration der für einen gepulsten elektrostatischen Abscheider zu verwendenden impulserzeugenden Vorrichtung dargestellt. Der Bereich innerhalb der unterbrochenen Linie in Fig. 1 bildet die impulserzeugende Vorrichtung, für die ein GTO (vom Gate her abschaltbarer Thyristor) 4, ein Typ einer Halbleiter-Schaltvorrichtung, als Hauptschalter zum Ablassen der im Hauptkondensator 3 zum Sammeln eingegebener Energie gesammelten elektrischen Ladung verwendet wird.
  • In Fig. 1 bezeichnet 1 eine Eingangs-Gleichspannungsquelle der impulserzeugenden Vorrichtung, 2 einen Ladewiderstand des Hauptkondensators 3, 3 einen Haupt-Energiespeicherkondensator zum Speichern eingegebener Energie, 4 einen GTO oder einen Hauptschalter zum Ablassen der im vorhergehenden Kondensator 3 gespeicherten elektrischen Ladung, 5 eine sättigbare Drossel, 6 eine Hauptwicklung der sättigbaren Drossel 5, 7 eine Rücksetzwicklung der sättigbaren Drossel 5, 8 und 9 Rücksetzwicklungsanschlüsse der sättigbaren Drossel 5, 10 eine Diode, 11 eine Drossel, 12 eine Drossel zum Begrenzen von di/dt des GTOs 4, 16 und 17 Ausgangsanschlüsse, 18 ein Gleichstrom-Sperrkondensator, 19 eine Niederschlagselektrode, 20 eine Überstrom-Sperrdrossel und 21 eine Eingangs- Gleichspannungsquelle zum Anlegen einer Gleichspannung an die Niederschlagselektrode 19.
  • In derselben Figur ist die Gleichspannung E in dem von der positiven Polarität der Eingangsleistungsversorgung 21 über die Niederschlagselektrode 19 und die Überstrom- Sperrdrossel 20 zu ihrer negativen Elektrode verlaufenden Weg stets an die angegebene Polarität der Niederschlagselektrode 19 angelegt.
  • Die impulserzeugende Vorrichtung wird verwendet, um einen hochspannungsartigen Impuls der an die Niederschlagselektrode 19 angelegten Gleichspannung E zu überlagern, und ihre. Arbeitsweise wird unter Verwendung der Schaltungskonfiguration in Fig. 1 und der Spannungs- und Stromwellenformen in Hauptabschnitten in Fig. 2, des Konzeptdiagramms des B-H-Betriebsschleife der sättigbaren Drossel 6 und Fig. 3 erklärt.
  • Während der GTO 4 abgeschaltet ist, wird der Hauptkondensator 3 an seiner angegebenen Elektrode über die Eingangsleistungsversorgung 1 und den Ladewiderstand 2 bis auf die Spannung E aufgeladen. Zu dieser Zeit befindet sich der Arbeitspunkt der sättigbaren Drossel 5 am Punkt "a" der B-H-Betriebsschleife in Fig. 2.
  • Nachdem ein Gate-Strom zum GTO 4 geflossen ist und der mit "Speicherzeit" bezeichnete angegebene Zeitraum abhängig von den Eigenschaften des GTOs verstrichen ist und wenn die Zeit t in Fig. 3 0 ist, nimmt die Impedanz zwischen den Hauptelektroden des GTOs 4 schnell ab, und die im Hauptkondensator 3 gespeicherte elektrische Ladung beginnt entlang dem Weg von der positiven Elektrode des Hauptkondensators 3 über die Niederschlagselektrode 19, den Gleichstrom-Sperrkondensator 18, die Induktivität 12 und die Hauptwicklung 6 der sättigbaren Drossel 5 zu seiner negativen Elektrode zu fließen. Dadurch ändert sich der Arbeitspunkt der sättigbaren Drossel 5 auf der B-H-Betriebsschleife in Fig. 2 vom Punkt "a" zum Punkt "b". Weil die Induktivität der Hauptwicklung 6 der sättigbaren Drossel 5 während dieses Zeitraums sehr hoch ist, fließt ein sehr kleiner Strom 14 durch die Hauptwicklung, und der Schaltverlust kann daher erheblich verringert werden, wenn der GTO 4 eingeschaltet wird. Falls der Verlust vernachlässigt werden kann, kann die erwähnte Hauptwicklung 6 die Spannung des Spitzenwerts S bei der schwarz gepunkteten positiven Polarität sperren, und sie wird zu V6 in Fig. 3.
  • Der Zeitraum t5, während dessen die Hauptwicklung 6 der sättigbaren Drossel 5 die Spannung sperrt, ist auf einen derartigen Wert gelegt, daß die gesättigte. Spannung zwischen den Hauptelektroden ausreichend klein wird, nachdem der GTO 4 ausgeschaltet wurde, und er weist die folgende Beziehung auf:
  • wobei gilt:
  • N6: Anzahl der Windungen der Hauptwicklung 6 der sättigbaren Drossel 5
  • Ae: wirksame Querschnittsfläche (m²) der sättigbaren Drossel 5
  • ΔBm: magnetische Flußdichte (T) der sättigbaren Drossel 5 beim Betrieb
  • E: Eingangsversorgungsspannung (V)
  • Wenn der Arbeitspunkt der sättigbaren Drossel 5 den Punkt "b" auf der B-H-Betriebsschleife erreicht, ist die sättigbare Drossel 5 gesättigt, nimmt die Induktivität der Hauptwicklung 6 der sättigbaren Drossel 5 schnell ab und wird der durch die Hauptwicklung 6 fließende Strom 14 zu einem Impulsstrom mit einem sehr hohen di/dt, der mit dem im positiven Abschnitt von Fig. 3 als 14 dargestellten Spitzenwert der Wellenform i12 identisch ist. Weil die Spannung zwischen den Hauptelektroden des GTOs 4 jedoch zu einer gering gesättigten Spannung geworden ist, kann der Einschaltverlust des GTOs 4 stark begrenzt werden. Auf diese Weise kann die Vorrichtung selbst dann sicher betrieben werden, wenn di/dt um ein Mehrfaches des Werts erhöht wird, der dann auftritt, wenn die sättigbare Drossel 5 tatsächlich verwendet wird. Dieser Impulsstrom ändert den Arbeitspunkt der sättigbaren Drossel 5 vom Punkt "b" über einen Funkt "C" auf einen Punkt "d".
  • Die Impulsbreite τ1 des Impulsstroms zu der Zeit, zu der die sättigbare Drossel 5 gesättigt ist, kann angenähert folgendermaßen ausgedrückt werden:
  • τ1 = π (3)
  • wobei gilt:
  • C: kombinierter Wert (F) der Kapazitäten des Hauptkondensators 3, des Gleichstrom- Sperrkondensators 18 und der Niederschlagselektrode 19
  • L6s: Induktivität (H) der Hauptwicklung 6 der sättigbaren Drossel 5 nach der Sättigung
  • L12: Induktivität (H) der Drossel 12
  • Weil der Impulsstrom entlang dem Weg fließt, der vom positiven Anschluß des Hauptkondensators 3 über die Niederschlagselektrode 19, den Gleichstrom-Sperrkondensator 18, die Induktivität 12, die Hauptwicklung 6 der sättigbaren Drossel 5 und den GTO 4 zu seinem negativen Anschluß verläuft, kann der durch V19 dargestellte Hochspannungsimpuls mit dem Spitzenwert Em an die Niederschlagselektrode 19 angelegt werden.
  • Weil die Niederschlagselektrode 19 eine kapazitive Last ist, fließt die in die Niederschlagselektrode 19 eingegebene elektrische Ladung entlang dem Weg, der von der positiven Elektrode der Niederschlagselektrode 19 über den Hauptkondensator 3, die Diode 10, die Induktivitäten 11 und 12 und den Gleichstrom-Sperrkondensator 18 zu ihrer negativen Elektrode verläuft, als ein Rückwärts-Impulsstrom nach der Zeit t = τs + τ1, zu der die elektrische Ladung vollständig zur Niederschlagselektrode 19 verschoben wurde, so daß eine zur Spannung E' äquivalente Energie am Hauptkondensator 3 zurückgewonnen werden kann.
  • Die Impulsbreite 'c2 des Impulsstroms i10 kann folgendermaßen ausgedrückt werden:
  • τ2 = π (4)
  • wobei L11 die Induktivität (H) der Drossel 11 ist.
  • Während des Erholungszeitraums fließt fast kein Sperrstrom 14 zum GTO 4, weil sich der Arbeitspunkt der sättigbaren Drossel 5 auf der B-H-Betriebsschleife in Fig. 2 vom Punkt "d" zum Punkt "e" ändert, wenn ein Sperrstrom fließt, jedoch ist zu der Zeit die Induktivität der Hauptwicklung 6 der sättigbaren Drossel 5 viel größer als diejenige der Drossel 11, und es fließt der größte Teil des Stroms entlang dem Weg i10.
  • Falls der GTO 4 weiterhin durch Entladen des Gate-Stroms in der Zeit t = 'τ5 + 'τ1 + τ2 in Fig. 3 ausgeschaltet wurde, kann am Hauptkondensator 3 zurückgewonnene Energie erhalten bleiben, wie in Fig. 3 dargestellt ist.
  • Daher ist die von der Eingangsleistungsversorgung 1 dem Hauptkondensator 3 zuzuführende Energie nur die Differenz zwischen der erwähnten zurückgewonnenen Spannung E' und der Eingangsversorgungsspannung E.
  • Es ist bei den oben erwähnten Arbeitsgängen möglich, einen Hochspannungsimpuls mit einer aus den Formeln (3) und (4) erhaltenen Impulsbreite τ1 + τ2 an die Niederschlagselektrode 19 anzulegen. Die Wellenform der an die Niederschlagselektrode 19 angelegten Spannung nimmt die Form V 19 in Fig. 3 an.
  • Zum Verringern der Impulsbreite τ1 + τ2 des an die Niederschlagselektrode 19 angelegten Hochspannungsimpulses ist es aus den folgenden Gründen vorteilhafter, τ2 statt τ 1 zu verkürzen:
  • Zum Verringern der Impulsbreite τ1 des durch die Hauptwicklung 6 fließenden Impulsstroms durch Sättigen der sättigbaren Drossel 5, während der Spannungssperrzeitraum τ5 der Hauptwicklung 6 der sättigbaren Drossel 5 auf einem konstanten Wert gehalten wird, ist es erforderlich, die Induktivität L6s nach dem Sättigen der Hauptwicklung 6 der sättigbaren Drossel 5 zu verringern. Es ist zu diesem Zweck erforderlich, die mittlere magnetische Weglänge 1e der sättigbaren Drossel 5 zu vergrößern, weil τs konstant ist und weil mit anderen Worten die wirksame Querschnittsfläche Ae der sättigbaren Drossel 5 und die Anzahl der Windungen der Hauptwicklung 6 konstant sind. Zum Verkürzen von τ1 sollte daher die Größe der sättigbaren Drossel erhöht werden. Weiterhin wäre das Verringern der Impulsbreite τ1 in der Hinsicht nachteilig, daß dadurch di/dt von GTO 4 erhöht werden würde und der Schaltverlust beim Einschalten von GTO erhöht werden würde.
  • Andererseits ist es anhand der Formel (4) klar, daß zum Verkürzen von τ2 die Induktivität L11 der Drossel 11 verringert werden muß. Dies ist beispielsweise in Zusammenhang mit einer einfachen Konfiguration möglich, indem die Drossel 11 zwischen der Diode 10 und der Drossel 12 fortgelassen wird. Wenn das Verkürzen von τ2 weiterhin bewirkt, daß der Spitzenwert I10 des durch die Diode 10 hindurchtretenden Stroms i10 ansteigt und der Sperrerholungsstrom einen Verlust hervorruft, kann der Verlust dadurch begrenzt werden, daß die Diode 10 durch den Gleichrichter 24 in Fig. 4 ersetzt wird, wie später erklärt wird.
  • Während des Zeitraums, der von einer geeigneten Zeit t = τ3 nach dem Abschalten des GTOs 4 bis zu der Zeit reicht, zu der er wieder eingeschaltet wird, fließt ein Rücksetzstrom von 8 zu 9 des Rücksetzwicklungsendes der sättigbaren Drossel 5, so daß der Arbeitspunkt der sättigbaren Drossel 5 wiederum über einen Punkt "f' auf der B-H-Betriebsschleife in Fig. 2 auf den Punkt "a" gelegt wird.
  • Falls ein ähnlicher Arbeitsgang wiederholt wird, kann ein kleiner, jedoch sehr zuverlässiger Impulsstrom mit einer hohen Stromanstiegsrate di/dt erzeugt werden, indem eine Halbleiter-Schaltvorrichtung verwendet wird, und die Rückgewinnungsschaltung erhöht in hohem Maße die Wirksamkeit.
  • Weil die am Hauptkondensator 3 zurückgewonnene Spannung E' durch den Sperrerholungsstrom verringert wird, der durch eine nach t = 'τs + τ1 + τ2 an die Diode 10 angelegte Sperrspannung hervorgerufen wird, ist es erforderlich, für die Diode 10 eine Diode mit schneller Sperrerholung auszuwählen. Es ist jedoch schwierig, eine Diode mit einer hohen Spannungsfestigkeit zu erhalten, die schnelle Sperrerholungseigenschaften aufweist, so daß die Sperrerholungseigenschaften der Diode 10 in Fig. 1 mit einem durch die unterbrochene Linie in Fig. 4 angegebenen Gleichrichter 24 verbessert werden.
  • In Fig. 4 ist 31 eine sättigbare Drossel, 32 eine Hauptwicklung der sättigbaren Drossel 31, 33 eine Vormagnetisierungswicklung der sättigbaren Drossel 31, 34 eine Überstrom-Sperrdrossel, 35 ein Widerstand, 36 eine Gleichspannungsquelle, 37 eine Anode und 38 eine Katode.
  • Nun wird die Arbeitsweise des für die Diode 10 in Fig. 1 zu verwendenden Gleichrichters 24 (in Fig. 4) unter Verwendung der Schaltungskonfiguration in Fig. 4, des Konzeptdiagramms der B-H-Betriebsschleife der sättigbaren Drossel 31 in Fig. 5, der Spannungs- und Stromwellenformen an jedem Abschnitt in Fig. 3 und der Wellenform des Stroms 13 der Hauptwicklung 32 der sättigbaren Drossel 31 in Fig. 6 folgendermaßen erklärt.
  • Der Gleichstrom Ic fließt stets durch die Vormagnetisierungswicklung 33 der sättigbaren Drossel 31, die durch den Gleichstrom auf die schwarz gepunktete Polarität in Fig. 5 magnetisiert ist. Daher befindet sich der Arbeitspunkt der sättigbaren Drossel 31 am Punkt "a"' auf der B-H-Betriebsschleife in Fig. 5.
  • Wenn der Abschnitt zwischen der Anode 37 und der Katode 38 des Gleichrichters 24 zur Zeit t = τs + τ1 in Durchlaßrichtung vorgespannt ist, fließt der in Fig. 6 dargestellte Impulsstrom 13 mit der Impulsbreite τ3 in der in Fig. 4 dargestellten Richtung durch die Hauptwicklung 32 der sättigbaren Drossel 31 und magnetisiert die sättigbare Drossel 31 auf die schwarz gepunktete 'Polarität. Daher wird der Arbeitspunkt der sättigbaren Drossel 31 vom Punkt "a"' zu einem Punkt "b"' in Fig. 5 verschoben und kehrt dann wieder zum Punkt "a"' zurück.
  • Nach Ablauf der Zeit t = τs + τ1 + τ2 ist der Abschnitt zwischen der Anode 37 und der Katode 38 des Gleichrichters 24 in Sperrichtung vorgespannt, und die in der Übergangskapazität der Diode 30 gesammelte elektrische Ladung beginnt in der zu 13 entgegengesetzten Richtung in Fig. 4 zu fließen. Daher wird der Arbeitspunkt der sättigbaren Drossel 31 vom Punkt "a"' über einen Punkt "c"' zu einem Punkt "d"' in Fig. 5 verschoben.
  • Wenn der Arbeitspunkt der sättigbaren Drossel 31 vom Punkt "a"' über den Punkt "c"' zum Punkt "d"' verschoben wird, kann der Spitzenwert -Ir3 des Sperrerholungsstroms durch die Formel (5) ausgedrückt werden, falls die maximale Koerzitivkraft am Punkt "d"' Hd' ist:
  • wobei gilt:
  • le': mittlere magnetische Weglänge (m) der sättigbaren Drossel 31
  • N32: Anzahl der Windungen der Hauptwicklung 32 der sättigbaren Drossel 31
  • Falls die an der erwähnten Diode 30 gesammelte elektrische Ladung verlorengeht, wird der Arbeitspunkt der sättigbaren Drossel 31 vom Punkt "d"' zu einem Punkt "e"' verschoben und kehrt dann infolge der Magnetisierungskraft des durch die erwähnte Vormagnetisierungswicklung 33 fließenden Gleichstroms Ic wieder zum Punkt "a"' zurück.
  • Falls daher der in Fig. 4 dargestellte Gleichrichter 24 verwendet wird, kann der Sperrerholungsstrom, wie durch die nicht unterbrochene Linie in Fig. 6 angegeben ist, besser begrenzt werden als in dem Fall, in dem die durch eine unterbrochene Linie in Fig. 6 angegebene Diode 11 verwendet wird, ist der Sperrerholungsverlust des Gleichrichters stark verringert und kann der Sperrerholungsstrom die im Hauptkondensator zurückgewonnene Verlustenergie begrenzen.
  • Daher kann der Hauptschalter sicher betrieben werden, wird der Impulsstrom mit einer hohen Stromanstiegsrate di/dt wiederholt erzeugt und wird die Wirksamkeit der Rückgewinnungsschaltung stark erhöht.
  • (Ausführungsform 2)
  • Fig. 7 stellt eine weitere Ausführungsform einer Hochspannungsimpulse erzeugenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dar, und es ist darin ein Beispiel einer Schaltungskonfiguration der auf einen gepulsten elektrostatischen Abscheider angewendeten impulserzeugenden Vorrichtung dargestellt. Die unterbrochene Linie enthält die impulserzeugende Vorrichtung. Die gleichen Bezugszahlen werden für Teile verwendet, die mit denjenigen aus Ausführungsform 1 identisch sind.
  • Das Grundprinzip der Arbeitsweise der impulserzeugenden Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform gleicht demjenigen für die Ausführungsform 1, es ist jedoch zusätzlich ein Aufwärtstransformator 13 vorgesehen, um Hochspannungsimpulse anzulegen, die höhere Spitzenwerte aufweisen als die Eingangs-Versorgungsgleichspanung 1. Dies ist der einzige Unterschied gegenüber der Ausführungsform 1.
  • Mit anderen Worten wird dann, wenn die sättigbare Drossel 5 nach dem Einschalten des GTOs 4 gesättigt wird, ein Hochspannungsimpuls mit einem Spitzenwert, der dem Windungsverhältnis des Aufwärtstransformators 13 entspricht, zusätzlich zur Spannung der Eingangs-Gleichspannungsquelle 1, die zunächst an den markierten Anschluß der Niederschlagselektrode angelegt ist, durch den Impulsstrom, der von dem schwarz gepunkteten Anschluß und der Sperrpolaritätsseite der Primärwicklung 14 des erwähnten Aufwärtstransformators fließt und durch den Impulsstrom, der von der Sperrelektrodenseite des schwarz gepunkteten Anschlusses der Sekundärwicklung 15 des Transformators 13 über die Niederschlagselektrode 19 und den Gleichstrom-Sperrkondensator 18 zum schwarz gepunkteten Anschluß fließt, überlagernd an den markierten Anschluß angelegt. Weil die Niederschlagselektrode 19 eine kapazitive Last ist, wird die zur Niederschlagselektrode 19 übertragene elektrische Ladung, nachdem sie bereits vollständig aufgeladen wurde, zu einem Sperrichtungs-Impulsstrom und fließt vom positiven Anschluß der Niederschlagselektrode 19 über die Sekundärwicklung 15 des Aufwärtstransformators 13 und den Gleichstrom-Sperrkondensator 18 zu ihrem negativen Anschluß. Daher fließt ein Impulsstrom entlang dem Weg, der von der Sperrpolaritätsseite des schwarz gepunkteten Anschlusses der Primärwicklung 14 des Aufwärtstransformators 13 über den Hauptkondensator 3, die Diode 10 und die Induktivitäten 11 und 12 zu ihrem schwarz gepunkteten Anschluß führt, und erzeugt im Hauptkondensator 3 Energie.
  • Wenn der Aufwärtstransformator 13 nicht wie bei der vorhergehenden Ausführungsform 1 verwendet wird, ist es erforderlich, eine Eingangs-Gleichspannungsquelle 21 für das Anlegen einer Gleichspannung an die Niederschlagselektrode 19 und eine weitere Eingangs-Gleichspannungsquelle 1 für die impulserzeugende Vorrichtung und auch dazu, um es der letztgenannten zu ermöglichen, eine höhere Spannung zu liefern als die erstgenannte, bereitzustellen. Wenn der Aufwärtstransformator 13 in der impulserzeugenden Vorrichtung eingerichtet ist, können die Eingangs-Versorgungsgleichspannung für das Anlegen der Gleichspannung an die Niederschlagselektrode 19 und die Eingangs-Versorgungsgleichspannung für die impulserzeugende Vorrichtung jedoch gleich sein. Daher kann die Eingangs-Gleichspannungsquelle 1 für die erwähnte impulserzeugende Vorrichtung auch als Eingangs-Gleichspannungsquelle für das Anlegen einer Gleichspannung an die erwähnte Niederschlagselektrode 19 verwendet werden.
  • (Ausführungsform 3)
  • Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform der impulserzeugenden Vorrichtung mit einer magnetischen Impulsverkürzungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung, und es ist darin auch ein Beispiel einer Schaltungskonfiguration eines gepulsten elektrostatischen Abscheiders dargestellt, für die ein GTO, eine Art einer Halbleiter-Schaltvorrichtung, als Hauptschalter zum Entladen der im Hauptkondensator 3 zum Sammeln eingegebener Energie gesammelten elektrischen Ladung verwendet wird.
  • In Figur ~ 8 ist 1 eine Eingangs-Gleichspannungsquelle, 2 ein Ladewiderstand für den Hauptkondensator 3, 3 ein Hauptkondensator zum Sammeln eingegebener Energie, 4 ein GTO oder ein Hauptschalter zum Ablassen im erwähnten Hauptkondensator 3 gesammelter elektrischer Ladung, 101 eine Diode, 12 eine Drossel zum Begrenzen von di/dt des GTOs, 102 ein Kondensator als eine Komponente einer magnetischen Impulsverkürzungsschaltung, 103 eine sättigbare Drossel als eine Komponente einer magnetischen Impulsverkürzungsschaltung, 104 ein Widerstand, 10 eine Diode, 11 eine Drossel, 16 und 17 Ausgangsanschlüsse eines Impulsgenerators, 21 die zweite Eingangs-Gleichspannungsquelle, 20 eine Überstrom-Sperrdrossel, 18 ein Gleichstrom-Sperrkondensator und 19 eine Niederschlagselektrode.
  • In Fig. 8 wird die Gleichspannung E21 in einer anderen Richtung als V 19 entlang dem Weg, der von der positiven Polarität der Eingangs-Gleichspannungsquelle 21 über die Niederschlagselektrode 19 und die Überstrom-Sperrdrossel 20 zu ihrer negativen Polarität verläuft, stets an die Niederschlagselektrode 19 angelegt. Dies bedeutet, daß die Gleichspannung -E21 gegen die Masse an die Niederschlagselektrode 19 angelegt wird.
  • Die unterbrochene Linie in Fig. 8 enthält die impulserzeugende Vorrichtung, welche die Funktion aufweist, einen Hochspannungsimpuls negativer Polarität der an die Niederschlagselektrode 19 angelegten Gleichspannung -E21 zu überlagern. Die Arbeitsweise wird folgendemaßen unter Verwendung von Fig. 8, in der die Schaltungskonfiguration dargestellt ist; von Fig. 9, in der das Konzept der B-H-Betriebsschleife der sättigbaren Drossel 103 dargestellt ist, und Fig. 10, in der Spannungs- und Stromwellenformen jedes Hauptabschnitts in Fig. 8 dargestellt sind, erklärt.
  • Bei dieser Ausführungsform sind die Kapazitätsverhältnisse zwischen dem Hauptkondensator 3, dem Kondensator 102, dem Gleichstrom-Sperrkondensator 18 und der Niederschlagselektrode 19 auf 11 : 11 : 120 : 12 gelegt, um die Betriebswirksamkeit stark zu erhöhen.
  • Während der GTO 4 ausgeschaltet ist, wird der Hauptkondensator 3 über den Ladewiderstand 2 von der Eingangsspannungsquelle 1 bis auf die Spannung E1 oder bis auf - E1 gegenüber der Masse bei V3 und der Sperrpolarität aufgeladen. Zu dieser Zeit befindet sich der Arbeitspunkt der sättigbaren Drossel 103 am Punkt "a" auf der B-H-Betriebsschleife in Fig. 9.
  • Zur Zeit t = 0 in Fig. 8; wenn ein Gate-Strom zum GTO 4 fließt und ein als "Speicherzeit" bezeichneter angegebener Zeitraum abläuft, der von den Eigenschaften des GTOs abhängt, nimmt die Impedanz zwischen den Hauptelektroden des GTOs 4 schnell ab, und infolge des Stroms 11, der durch eine unterbrochene Linie in Fig. 10 angegeben ist und von der Masseseite des Hauptkondensators 3 über den Kondensator 102, die Drossel 12 und den GTO 4 in Gegenrichtung zu 11 in Fig. 8 zur entgegengesetzten Seite der Masse fließt, wird die im Hauptkondensator 3 gesammelte elektrische Ladung zum Kondensator 102 verschoben und wird der Kondensator 102 auf die Seite entgegengesetzter Polarität der markierten V102 aufgeladen.
  • Daher wird der Arbeitspunkt der sättigbaren Drossel 103 auf der B-H-Betriebsschleife in Fig. 9 vom Punkt "a" zum Punkt "b" verschoben. Weil die Induktivität der sättigbaren Drossel 103 während dieses Zeitraums sehr hoch ist, wird der Strom 12, der in Fig. 10 durch eine nicht unterbrochene Linie angegeben ist und in Gegenrichtung zu 12 in Fig. 8 zur sättigbaren Drossel 103 fließt, sehr klein, und die erwähnte sättigbare Drossel 103 sperrt fast die gleiche Spannung wie die in Fig. 10 dargestellte Spannung V 102 des Kondensators 102. Mit anderen Worten sperrt die erwähnte sättigbare Drossel 103 eine Spannung, deren Betrag der Spannung 102 fast gleicht, die in der vorhergehenden Fig. 10 dargestellt ist, wobei der schwarze Punkt in Fig. 8 als die negative Polarität angesehen wird. Daher kann der Schaltverlust erheblich verringert werden, wenn der GTO 4 eingeschaltet wird.
  • Die Zeit τ1, während der die sättigbare Drossel 103 die erwähnte Spannung V102 sperrt, ist so festgelegt, daß der Spitzenwert -I1 und di1/dt des durch den GTO 4 fließenden Stroms 11 den Nennwert des GTOs 4 nicht übersteigen, und τ1 kann folgendermaßen genähert werden:
  • wobei gilt: (6)
  • N103: Anzahl der Windungen der sättigbaren Drossel 103
  • Ae: wirksame Querschnittsfläche (m²) der sättigbaren Drossel 103
  • ΔBm: magnetische Flußdichte (T) der sättigbaren Drossel 103 beim Betrieb
  • E1: Eingangsyersorgungsspannung (V)
  • Zum vollständigen Übertragen der im Hauptkondensator 3 gesammelten elektrischen Ladung auf den Kondensator 102 sollte jedoch die folgende Formel erfüllt sein:
  • τ1 = π (7)
  • wobei gilt:
  • C: Kapazität (F) des Hauptkondensators 3
  • L12: Induktivität (H) der Drossel 12
  • Wenn der Arbeitspunkt der sättigbaren Drossel 103 den Punkt "b" auf der B-H-Betriebsschleife in Fig. 9 erreicht, ist die sättigbare Drossel 103 gesättigt, nimmt die Induktivität der sättigbaren Drossel 103 schnell ab und fließt ein Impulsstrom mit dem Spitzenwert I2 und einem sehr hohen di/dt der Impulsbreite 'τ2 ebenso wie i2, der durch eine nicht unterbrochene Linie in Fig. 10 angegeben ist, durch die sättigbare Drossel 103. Weiterhin verschiebt dieser Impulsstrom den Arbeitspunkt der sättigbaren Drossel 103 vorn Punkt "b" über den Punkt "c" zum Punkt "d".
  • Nun kann -r2 folgendermaßen ausgedrückt werden:
  • τ1 = π (8)
  • wobei gilt:
  • C: Kapazität (F) des Kondensators 102
  • L103s: Induktivität (H) der sättigbaren Drossel 103 nach der Sättigung Weiterhin wird das Verhältnis τ1/τ2 zwischen der Impulsbreite -4 des Stroms 11 und τ2 des Stroms 12 als "Verkürzungsverhältnis" bezeichnet, und sie weisen die folgenden durch die Formeln (9) und (10) ausgedrückten Beziehungen auf:
  • I2/I1 = τ1/τ2 (9)
  • di2/dt = (τ1/τ2)² (dil/dt) (10)
  • Wenn daher eine magnetische Impulsverkürzungsschaltung mit der sättigbaren Drossel 103 verwendet wird, kann der Impuls mit di/dt, was das Quadrat des Verkürzungsverhältnisses τ1/τ2 ist, der Last oder der Niederschlagselektrode zugeführt werden, was mit elektrostatischän Abscheidern zu vergleichen ist, die keine magnetische Impulsverkürzungsschaltung aufweisen.
  • Dieser Impulsstrom 12 fließt von der Masseseite des Kondensators 102 über die Niederschlagselektrode 19, den Gleichstrom-Sperrkondensator 18 und die sättigbare Drossel 103 zu seiner entgegengesetzten Seite, und er kann eine Impulsspannung mit zu V19 in Fig. 8 entgegengesetzter Polarität an die Niederschlagselektrode 19 anlegen.
  • Die Impedanz des Widerstands 104 reicht im Vergleich zu derjenigen der Serienschaltung aus dem Gleichstrom-Sperrkondensator 18 und der Niederschlagselektrode 19 aus, so daß der durch den Widerstand 104 fließende Strom so klein ist, daß er als im Vergleich zum erwähnten Impulsstrom 12 vernachlässigbar angesehen werden kann.
  • Weil die Niederschlagselektrode 19 eine kapazitive Last ist, wird die in die Niederschlagselektrode 19 eingegebene elektrische Ladung nach Ablauf der Zeit t = 'c1 + 'c2, wenn die Niederschlagselektrode 19 vollkommen aufgeladen ist, zu einem Impulsstrom mit der Impulsbreite -c3, der in Fig. 10 durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie 13 dargestellt ist. Der Impulsstrom fließt in Gegenrichtung zum erwähnten Impulsstrom 12 entlang dem Weg, der von der Masseseite der Niederschlagselektrode 19 über den Hauptkondensator 3, die Diode 10, die Drossel 11 und den Gleichstrom-Sperrkondensator 18 zu ihrer entgegengesetzten Seite verläuft. Daher kann eine zur in Fig. 10 dargestellten Spannung -V3' äquivalente Energie im Hauptkondensator 3 zurückgewonnen werden.
  • t3 kann folgendermaßen ausgedrückt werden:
  • τ3 = π (11)
  • wobei gilt:
  • C: Kapazität (F) des Kondensators 3
  • L11: Induktivität (H) der Drossel 11
  • Während der Impulsstrom 13 fließt, wird eine Spannung mit einer geraden Polarität am schwarzen Punkt in Fig. 8 an die sättigbare Drossel 103 angelegt, und der Arbeitspunkt der sättigbaren Drossel 103 wird auf der B-H-Betriebsschleife in Fig. 9 vom Punkt "d" zum Punkt "e" verschoben. Weil die Induktivität der sättigbaren Drossel 103 zu dieser Zeit sehr hoch ist, fließt durch sie kaum ein Strom.
  • Falls der GTO 4 durch Ablassen des Gate-Stroms bis zum Ablauf der in Fig. 10 dargestellten Zeit t = τ1 + τ2 + τ3 abgeschaltet ist, ist es auch möglich, die zurückgewonnene Energie im Hauptkondensator 3 zu erhalten, wie in Fig. 10 dargestellt ist, und die von der Eingangsleistungsquelle 1 dem Hauptkondensator 3 zuzuführende Energie sollte nur die Differenz zwischen der erwähnten zurückgewonnenen Spannung -V3' und der Eingangsversorgungsspannung -E3 sein.
  • Während des Zeitraums, der von der geeigneten Zeit t = τ4 nach Ablauf der in Fig. 10 dargestellten Zeit t = τ1 + τ2 + τ3 des zur Zeit t = τp, zu der der GTO 4 wieder eingeschaltet wird, reicht, ist es erforderlich, den Arbeitspunkt der sättigbaren Drossel 103 wieder über den Punkt "e" und einen Punkt "f" in Fig. 9 auf den Punkt "a" zurückzusetzen. Die für dieses Rücksetzen erforderliche Energie wird zum größten Teil aus der sehr kleinen Energiemenge" erhalten, die nicht von der erwähnten Niederschlagselektrode 19 für den Hauptkondensator 3 zurückgewonnen werden konnte, es kann jedoch falls erforderlich eine Rücksetzschaltung bereitgestellt werden, um ihn auf den schwarzen Punkt der sättigbaren Drossel 103 in Fig. 8 zurückzusetzen.
  • Es ist durch Wiederholen des gleichen Vorgangs möglich, die in den Fig. 10 und 11 bei V19 dargestellte Spannung anzulegen, wobei die Impulsspannung die aus den oben angegebenen Formeln (8) und (11) erhaltene Impulsbreite τ2 + τ3 aufweist. Weiterhin wird die Spannung des Hauptkondensators 3 V3, wie in den Fig. 10 und 11 dargestellt ist.
  • Der Absolutwert der erwähnten zurückgewonnenen Spannung V3' des Hauptkondensators 3 nimmt infolge des Sperrerholungsstroms der Diode 10 ab, der durch die Sperrspannung hervorgerufen wird, die nach Ablauf der in Fig. 10 dargestellten Zeit t = τ1 + τ2 + τ3 an die Diode 10 angelegt wird, so daß die Sperrerholungseigenschaften unter Verwendung des innerhalb der unterbrochenen Linie in Fig. 4 dargestellten Gleichrichters 24 wie bei der vorhergehenden Ausführungsform 1 für die in Fig. 8 dargestellte Diode 10 verbessert werden können.
  • Dadurch kann das Hauptschaltelement sicher betrieben werden, kann ein Impulsstrom mit einem hohen di/dt wiederholt erzeugt werden und kann die Rückgewinnungsschaltung einen sehr wirksamen Betrieb ermöglichen.
  • (Ausführungsform 4)
  • Fig. 12 stellt eine weitere Ausführungsform einer impulserzeugenden Vorrichtung mit der magnetischen Impulsverkürzungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung dar, und es ist darin ein Beispiel der Schaltungskonfiguration einer für einen gepulsten elektrostatischen Abscheider verwendeten impulserzeugenden Vorrichtung dargestellt, wofür ein GTO als Hauptschalter zum Entladen im Kondensator 3 zum Sammeln eingegebener Energie gesammelter elektrischer Ladung verwendet wird, und dessen Zweck darin besteht, über den Aufwärtstransformator 13, der auf der Ausgangsseite der magnetischen Impulsverkürzungsschaltung bereitgestellt ist, eine Impulsspannung an die Niederschlagselektrode 19 anzulegen. Die gleichen Bezugszahlen werden zum Angeben von Teilen verwendet, die mit denjenigen aus der Ausführungsform 3 identisch sind.
  • In Fig. 12 ist 1 eine Eingangsleistungsversorgung, 2 ein Ladewiderstand des Hauptkondensators 3, 3 der Hauptkondensator zum Sammeln eingegebener Energie, 4 ein GTO, ein Hauptschalter zum Ablassen der im erwähnten Hauptkondensator 3 gesammelten elektrischen Ladung, 101 eine Diode, 12 eine Drossel zum Begrenzen des di/dt des GTOs 4, 102 ein Kondensator zum Bereitstellen einer magnetischen Impulsverkürzungsschaltung, 103 eine sättigbare Drossel zum Bereitstellen einer magnetischen Impulsverkürzungsschaltung, 13 ein Aufwärtstransformator, 14 eine Primärwicklung für den Aufwärtstransformator 13, 15 eine Sekundärwicklung für den Aufwärtstransformator 13, 11 eine Diode, 10 eine Drossel, 16 und 17 Ausgangsanschlüsse der impulserzeugenden Vorrichtung, 18 ein Gleichstrom-Sperrkondensator, 19 eine Niederschlagselektrode und 20 eine Überstrom- Sperrdrossel.
  • Bei dieser Ausführungsform ist das Kapazitätsverhältnis zwischen dem Hauptkondensator 3, dem Kondensator 102, dem Gleichstrom-Sperrkondensator 18 und der Niederschlagselektrode 19 auf 175 : 175 : 120 : 12 gelegt und ist das Windungsverhältnis zwischen der Primärwicklung 14 und der Sekundärwicklung 15 des Aufwärtstransformators 13 auf 1 : 4 gelegt:
  • In Fig. 12 ist der Gleichstrom El stets in Gegenrichtung zu V19 in dem Weg, der von der positiven Polarität der Eingangsleistungsversorgung 1 über die Niederschlagselektrode 19 und die Überstrom-Sperrdrossel 20 zu ihrer negativen Polarität verläuft, an die Niederschlagselektrode 19 angelegt. Mit anderen Worten ist die Gleichspannung -E1 gegen die Masse an die Niederschlagselektrode 19 angelegt.
  • Der Impulsgenerator ist in Fig. 12 durch eine unterbrochene Linie angegeben und dafür vorgesehen, der an die Niederschlagselektrode 19 angelegten Gleichspannung E1 hochspannungsartige Impulse zu überlagern, und seine Grundarbeitsweise ist mit derjenigen bei der Ausführungsform 3 identisch, wobei der einzige Unterschied darin besteht, daß der Aufwärtstransformator 13 eine erhöhte Impulsspannung an die Niederschlagselektrode 19 anlegt.
  • Die Zeit τ1, während der die sättigbare Drossel 103 die Spannung sperrt, ist so festgelegt, daß die erwähnte Formel (6) ebenso wie bei der Ausführungsform 3 erfüllt wird.
  • Zum Abschließen der Übertragung im Hauptkondensator 3 gesammelter elektrischer Ladung auf den Kondensator 102 ist es erforderlich, die erwähnte Formel (7) ebenso wie bei der Ausführungsform 3 zu erfüllen.
  • Die Impulsbreite τ2' des bis nach dem Sättigen der sättigbaren Drossel 103 durch diese fließenden Stroms i2' kann folgendermaßen ausgedrückt werden:
  • τ3 = π (12)
  • wobei gilt:
  • C: Kapazität (F) des Kondensators 102
  • L103s: Induktivität (H) der sättigbaren Drossel 103 nach der Sättigung
  • L131: von der Primärwicklung 14 des Aufwärtstransformators 13 gesehene Leckinduktivität (H)
  • Wenn er in die Primärwicklung 14 des Aufwärtstransformators 13 eingegeben wird, fließt der Impulsstrom i2' entlang dem Weg, der von der Spen-polaritätsseite des schwarzen Punkts an der Sekundärwicklung 14 des Aufwärtstransformators 13 über die Niederschlagselektrode 19 und den Gleichstrom-Sperrkondensator 18 zu ihrer schwarz gepunkteten Seite verläuft, und es kann ein Hochspannungsimpuls mit einem dem Windungsverhältnis des Aufwärtstransformators 13 entsprechenden Spitzenwert an die Niederschlagselektrode 19 angelegt werden.
  • Weil die Niederschlagselektrode 19 eine kapazitive Last ist, wird die in die Niederschlagselektrode 19 eingegebene elektrische Ladung nach Ablauf der Zeit t = τ1 + τ2, während der die Niederschlagselektrode vollständig aufgeladen wird, zu einem Impulsstrom, und er fließt entlang dem Weg, der von der Masseseite der Niederschlagselektrode 10 über den Hauptkondensator 3, die Sekundärwicklung 15 des Aufwärtstransformators 13 und den Gleichstrom-Sperrkondensator 18 zur der Masse entgegengesetzten Seite verläuft.
  • Durch das Fließen dieses Impulsstroms durch die Sekundärwicklung 15 des Aufwärtstransformators 13 fließt der Impulsstrom i3' entlang dem Weg, der von der Sperrpolaritätsseite des schwarzen Punkts an der Primärwicklung 14 des Aufwärtstransformators 13 in Fig. 12 über den Hauptkondensator 3, die Diode 10 und die Drossel 11 zur Seite des schwarzen Punkts verläuft, und kann Energie im Hauptkondensator 3 zurückgewinnen.
  • Die Impulsbreite τ3' des Impulsstroms i3' kann folgendermaßen ausgedrückt werden:
  • τ3 = π (13)
  • wobei gilt:
  • C: Kapazität (F) des Kondensators 3
  • L11: Induktivität (H) der Drossel 11
  • Zu dieser Zeit wird der Arbeitspunkt der sättigbaren Drossel 103 durch eine über den Aufwärtstransformator 13 an die sättigbare Drossel 103 angelegte Spannung vom Punkt "d" zum Punkt "e" auf der in Fig. 9 dargestellten B-H-Betriebsschleife verschoben. Weil die Induktivität der sättigbaren Drossel 103 sehr hoch ist, fließt kaum ein Strom durch sie.
  • Falls der GTO 4 durch Ablassen des Gate-Stroms über die Zeit t = τ1 + 'τ2 + τ3 abgeschaltet wird, ist es auch möglich, die zurückgewonnene Energie im Hauptkondensator 3 zu erhalten. Daher sollte die von der Eingangsleistungsversorgung 1 dem Hauptkondensator 3 zuzuführende Energie nur die Differenz zwischen der erwähnten zurückgewonnenen Spannung und der Eingangsversorgungsspannung E1 sein.
  • Während des Zeitraums, der von der geeigneten Zeit τ = τ4 nach Ablauf der Zeit τ = τ1 + τ2' + τ3' bis zur Zeit t = τp reicht, zu der der GTO 4 wieder eingeschaltet wird, sollte der Arbeitspunkt der sättigbaren Drossel 103 wieder über den Punkt "e" und den Punkt "f' in Fig. 9 auf den Punkt "a" zurückgesetzt werden. Die für dieses Rücksetzen erforderliche Energie wird zum größten Teil aus der sehr kleinen Energiemenge erhalten, die nicht von der erwähnten Niederschlagselektrode 19 für den Hauptkondensator 3 zurückgewonnen werden konnte, es kann jedoch falls erforderlich während des Zeitraums, der von der erwähnten Zeit τ = τ4 bis zur Zeit τ = τp reicht, eine Rücksetzschaltung an der schwarz gepunkteten Elektrode der sättigbaren Drossel 103 in Fig. 12 bereitgestellt werden.
  • Die oben angegebenen Arbeitsgänge können einen Hochspannungsimpuls mit der aus den Formeln (12) und (13) erhaltenen Impulsbreite τ2' + τ3' der Niederschlagselektrode 19 überlagern:
  • Das Wiederholen des oben angegebenen Vorgangs bewirkt, daß das Hauptschaltelement sicher arbeitet, daß ein Impulsstrom mit einem hohen di/dt erzeugt wird und daß die Erzeugungsschaltung eine sehr wirksame Arbeitsweise ermöglicht. Falls weiterhin auch ein Aufwärtstransformator verwendet wird, können mit einem eine geringe Spannungsfestigkeit aufweisenden Schalter Hochspannungsimpulse der Niederschlagselektrode 19 überlagert werden, und selbst dann, wenn eine Halbleiter-Schaltvorrichtung für den Hauptschalter verwendet wird, kann die Hauptschalterkonfiguration vereinfacht und ihre Zuverlässigkeit erhöht werden.
  • Bei dieser Ausführungsform wurden Anwendungsbeispiele eines Impulsgenerators erklärt, der eine einstufige magnetische Impulsverkürzungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, es können jedoch sicher bei einer mehrstufigen magnetischen Impulsverkürzungsschaltung oder einer anderen Last, bei der überschüssige Energie zugeführt wird, ähnliche Wirkungen erhalten werden.
  • (Ausführungsform 5)
  • Fig. 13 betrifft eine weitere Ausführungsform einer Hochspannungsimpulse erzeugenden Vorrichtung mit einer magnetischen Impulsverkürzungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung, und es ist darin ein Beispiel der Schaltungskonfiguration der impulserzeugenden Vorrichtung dargestellt, die unter Verwendung eines GTOs (vom Gate her abschaltbaren Thyristors) 4, eines Typs einer Halbleiter-Schaltvorrichtung, als Hauptschalter zum Ablassen der im Hauptkondensator zum Sammeln eingegebener Energie gesammelten elektrischen Ladung für einen gepulsten elektrostatischen Abscheider verwendet wird. Die gleichen Bezugszahlen werden für die Teile verwendet, die denen aus der Ausführungsform 4 gleichen.
  • In Fig. 13 ist 1 eine Eingangsleistungsversorgung, 2 der Ladewiderstand des Hauptkondensators 3, 3 der Hauptkondensator zum Sammeln eingegebener Energie, 4 ein GTO oder ein Hauptschalter zum Ablassen der im erwähnten Kondensator 3 gesammelten elektrischen Ladung, 101 eine Diode, 105 eine sättigbare Drossel, 102 ein Kondensator zum Zusammensetzen einer magnetischen Impulsverkürzungsschaltung, 103 eine sättigbare Drossel zum Zusammensetzen einer magnetischen Impulsverkürzungsschaltung, 13 ein Aufwärtstransformator, 14 eine Primärwicklung des Aufwärtstransformators 13, 15 eine Sekundärwicklung des Aufwärtstransformators 13, 16 und 17 Ausgangsanschlüsse des Impulsgenerators, 10 eine Diode, 11 eine Drossel, 18 ein Gleichstrom = Sperrkondensator, 19 eine Niederschlagselektrode und 20 eine Überstrom-Sperrdrossel.
  • Die Grundarbeitsweise dieser Ausführungsform gleicht derjenigen aus der Ausführungsform 4, wobei der einzige Unterschied darin besteht, daß der GTO 4, der Hauptschalter in Serie mit der sättigbaren Drossel 105 geschaltet ist. Durch diese Serienschaltung kann der Schaltverlust verringert werden, der hervorgerufen wird, wenn der GTO 4 eingeschaltet wird. Wenn, ein GTO mit den gleichen Nennwerten wie bei der Ausführungsform 4 verwendet wird, ist es daher möglich, die Stromanstiegsrate di/dt um ein Mehrfaches derjenigen bei der Ausführungsform 4 zu erhöhen und Ausgangsimpulse höherer Energie zu erhalten.
  • Bei dieser Ausführungsform wurden Anwendungsbeispiele eines gepulsten elektrostatischen Abscheiders gemäß der Erfindung erklärt, ähnliche Wirkungen können jedoch sicher selbst bei einer anderen Last erhalten werden, bei der die Impedanzen zwischen dem Impulsgenerator und der Last nicht übereinstimmen.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Wie oben erklärt wurde, ermöglicht diese Erfindung das Zurückgewinnen einer Last zugeführter überschüssiger Energie in einem Speicherkondensator zum Sammeln eingegebener Energie, ohne daß es nötig wäre, daß diese durch eine sättigbare Drossel hindurchtreten würde, und sie bietet daher eine sehr wirksame impulserzeugende Vorrichtung.
  • Insbesondere dann, wenn die auf dieser Erfindung beruhende Hochspannungsimpulse erzeugende Vorrichtung für einen gepulsten elektrostatischen Abscheider verwendet wird, können die Wirksamkeit und Zuverlässigkeit, die bei herkömmlichen Vorrichtungen ungenügend sind, stark verbessert werden.

Claims (6)

1. Impulserzeugende Vorrichtung, die eine Serienschaltung mit einem Energiespeicher-Kondensator (3), einem Hauptschalter (4) und einer sättigbaren Drossel (S. 103), um Energie von dem Energiespeicher-Kondensator über den Hauptschalter und die sättigbare Drossel an eine Last (19) zu liefern, und eine Rückgewinnungseinrichtung (10, 11, 24) zum Rückgewinnerin von an die Last gelieferter Energie und zum Liefern der rückgewonnenen Energie an den Energiespeicher-Kondensator aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rückgewinnungseinrichtung zwischen die Lastseite der sättigbaren Drossel (5, 103) und den Energiespeicher-Kondensator (3) geschaltet ist, um die sättigbare Drossel zu überbrücken.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Rückgewinnungseinrichtung einen Gleichrichter (10, 24) und ein Induktivitätselement (11) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Gleichrichter (24) in Serie geschaltet ein Gleichrichtelement (30) und eine weitere sättigbare Drossel (31) aufweist, um den Rückgewinnungs-Rückwärtsstrom des Gleichrichtelements zu begrenzen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Serienschaltung auf der Lastseite der sättigbaren Drossel (5) einen Transformator (13) aufweist, um durch ihn die Energie von dem Speicher-Kondensator an die Last (19) zu liefern.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer magnetischen Impuls- Verkürzungsschaltung, die die genannte sättigbare Drossel (103) und einen Kondensator (102) zum Zwischenspeichern elektrischer Ladung von dem Energiespeicher-Kondensator (3) beinhaltet.
6. Gepulster elektrostatischer Abscheider mit einer impulserzeugenden Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und einer Niederschlagselektrode (19) für die genannte Last.
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