1. Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine impulserzeugende Vorrichtung und einen
gepulsten elektrostatischen Abscheider, der die impulserzeugende Vorrichtung aufweist.
Stand der Technik
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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:
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τ1 = π (S) (1)
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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.
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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'.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Diese beiden Schaltungen sind jedoch zum Zurückgewinnen von Energie von der
Last selbst, beispielsweise von einem elektrostatischen Abscheider, ungeeignet.
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Eine Kombination eines Gleichrichters und eines Induktivitätselements in der Art
einer Drossel ist als Energierückgewinnungseinrichtung geeignet.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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Fig. 1 ist ein Schaltungsdiagramm der ersten Ausführungsform einer
Hochspannungsimpulse erzeugenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 2 ist ein Konzeptdiagramm einer Magnetisierungs-B-H-Betriebsschleife für die
sättigbare Drossel 5 in Fig. 1.
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Fig. 3 ist ein Diagramm, in dem Spannungs- und Stromwellenformen an
Hauptabschnitten in der Schaltung aus Fig. 1 dargestellt sind.
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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.
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Fig. 5 ist ein Konzeptdiagramm der Magnetisierungs-B-H-Betriebsschleife für die
sättigbare Drossel 31 in Fig. 4.
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Fig. 6 ist ein Diagramm, in dem ein Strom 13 der Hauptwicklung 32 für die
sättigbare Drossel 31 in Fig. 4 dargestellt ist.
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Fig. 7 ist ein Schaltungsdiagramm der zweiten Ausführungsform der
Hochspannungsimpulse erzeugenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 8, ist ein Schaltungsdiagramm der dritten Ausführungsform der
Hochspannungsimpulse erzeugenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 9 ist ein Konzeptdiagramm der Magnetisierungs-B-H-Betriebsschleife für die
sättigbare Drossel 103 in Fig. 8.
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Fig. 10 ist ein Diagramm, in dem Spannungs- und Stromwellenformen an
Hauptabschnitten der Schaltung aus Fig. 8 dargestellt sind.
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Fig. 11 ist ein Diagramm, in dem Spannungswellenformen der
Niederschlagselektrode 17 und des Hauptkondensators 3 bei der Schaltung aus Fig. 8 dargestellt sind.
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Fig. 12 ist ein Schaltungsdiagramm, in dem die vierte Ausführungsform der
Hochspannungsimpulse erzeugenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt
ist.
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Fig. 13 ist ein Schaltungsdiagramm, in dem die fünfte Ausführungsform der
Hochspannungsimpulse erzeugenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt
ist.
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Fig. 14 ist ein Diagramm, in dem die in der japanischen Patentveröffentlichung
43067/1982 offenbarte Schaltung dargestellt ist.
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Fig. 15 ist ein Diagramm, in dem Spannungs- und Stromwellenformen an
Hauptabschnitten in Fig. 14 dargestellt sind.
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Fig. 16 ist ein Diagramm, in dem Spannungs- und Stromwellenformen an einem
Hauptabschnitt in Fig. 14 dargestellt sind.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend detailliert
ausgeführt, sie sind jedoch nicht auf diese Ausführungsformen allein beschränkt.
(Ausführungsform 1)
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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:
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wobei gilt:
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N6: Anzahl der Windungen der Hauptwicklung 6 der sättigbaren Drossel 5
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Ae: wirksame Querschnittsfläche (m²) der sättigbaren Drossel 5
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ΔBm: magnetische Flußdichte (T) der sättigbaren Drossel 5 beim Betrieb
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E: Eingangsversorgungsspannung (V)
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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".
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Die Impulsbreite τ1 des Impulsstroms zu der Zeit, zu der die sättigbare Drossel 5
gesättigt ist, kann angenähert folgendermaßen ausgedrückt werden:
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τ1 = π (3)
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wobei gilt:
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C: kombinierter Wert (F) der Kapazitäten des Hauptkondensators 3, des Gleichstrom-
Sperrkondensators 18 und der Niederschlagselektrode 19
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L6s: Induktivität (H) der Hauptwicklung 6 der sättigbaren Drossel 5 nach der Sättigung
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L12: Induktivität (H) der Drossel 12
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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.
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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.
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Die Impulsbreite 'c2 des Impulsstroms i10 kann folgendermaßen ausgedrückt
werden:
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τ2 = π (4)
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wobei L11 die Induktivität (H) der Drossel 11 ist.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die Impulsbreite τ3' des Impulsstroms i3' kann folgendermaßen ausgedrückt
werden:
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τ3 = π (13)
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wobei gilt:
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C: Kapazität (F) des Kondensators 3
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L11: Induktivität (H) der Drossel 11
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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.
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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.
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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.
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Die oben angegebenen Arbeitsgänge können einen Hochspannungsimpuls mit der
aus den Formeln (12) und (13) erhaltenen Impulsbreite τ2' + τ3' der Niederschlagselektrode
19 überlagern:
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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.
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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)
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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.
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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.
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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.
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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
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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.
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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.