JP3379653B2 - Pulse generator and dust collector using the same - Google Patents

Pulse generator and dust collector using the same

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JP3379653B2
JP3379653B2 JP00158593A JP158593A JP3379653B2 JP 3379653 B2 JP3379653 B2 JP 3379653B2 JP 00158593 A JP00158593 A JP 00158593A JP 158593 A JP158593 A JP 158593A JP 3379653 B2 JP3379653 B2 JP 3379653B2
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dust collecting
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、パルス発生装置および
これを用いたパルス荷電方式の集塵装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pulse generator and a pulse charging type dust collector using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】高抵抗ダストを効率よく集塵するための
パルス荷電方式の集塵装置などのように、リアクタンス
性負荷の場合には、パルス発生装置から負荷に供給した
エネルギーの余剰分を再び入力側に回生し、システムの
高効率化を図ることが望ましい。
2. Description of the Related Art In the case of a reactive load such as a pulse-charge type dust collector for efficiently collecting high-resistance dust, the surplus energy supplied from the pulse generator to the load is regenerated. It is desirable to regenerate on the input side to improve the efficiency of the system.

【0003】このような、負荷に供給したエネルギーの
余剰分を回生する機能を持ったパルス発生装置として
は、例えば、特公昭57−43062号に記載されるパ
ルス荷電方式の集塵装置に用いられている方式が知られ
ている。
Such a pulse generator having a function of regenerating the surplus energy supplied to the load is used, for example, in a pulse charge type dust collector described in Japanese Patent Publication No. 57-43062. There are known methods.

【0004】図7は特公昭57−43062号に記載さ
れるパルス荷電方式の集塵装置の一例であり、24は入
力直流電源、2は主コンデンサ3の充電抵抗、3は入力
エネルギ−蓄積用の主コンデンサ、4は前記主コンデン
サ3に蓄積された電荷を放電させるための主スイッチで
あるサイリスタ、25はダイオード、8はサイリスタ4
およびダイオード25を流れるパルス電流の電流立ち上
がり率di/dtを制限するためのリアクトル、15は
昇圧変圧器、16は昇圧変圧器15の一次巻線、17は
昇圧変圧器15の二次巻線、13および14はパルス発
生装置の出力端、10はサージ電流抑制用のリアクト
ル、11は直流電流阻止用のコンデンサ、12は集塵電
極である。
FIG. 7 shows an example of a pulse charging type dust collector described in Japanese Patent Publication No. 57-43062, in which 24 is an input DC power source, 2 is a charging resistor for the main capacitor 3, and 3 is an input energy storage device. Main capacitor, 4 is a thyristor which is a main switch for discharging the electric charge accumulated in the main capacitor 3, 25 is a diode, and 8 is a thyristor 4.
And a reactor for limiting the current rising rate di / dt of the pulse current flowing through the diode 25, 15 is a step-up transformer, 16 is a primary winding of the step-up transformer 15, 17 is a secondary winding of the step-up transformer 15, 13 and 14 are output terminals of the pulse generator, 10 is a reactor for suppressing surge current, 11 is a capacitor for blocking direct current, and 12 is a dust collecting electrode.

【0005】図7において、入力直流電源24の正極、
集塵電極12、サージ電流抑制用のリアクトル10、入
力直流電源24の負極の経路で、常時、直流電圧E21が
図示の極性で集塵電極12に加えられている。つまり、
集塵電極12には、GNDに対し直流電圧−E24が加え
られている。
In FIG. 7, the positive electrode of the input DC power supply 24,
A DC voltage E21 is constantly applied to the dust collecting electrode 12 in the polarity shown in the drawing through the dust collecting electrode 12, the surge current suppressing reactor 10, and the negative electrode path of the input DC power supply 24. That is,
A DC voltage -E24 is applied to the dust collecting electrode 12 with respect to GND.

【0006】図7の破線内の部分がパルス発生装置であ
り、集塵電極12に加えられている直流電圧−E24に、
さらに負極性の高電圧パルスを重畳する機能を有する。
その動作を回路構成を示す図7、図7中の主要各部の電
圧および電流波形を示す図8および図9を用いて説明す
る。
The part within the broken line in FIG. 7 is the pulse generator, and the direct current voltage -E24 applied to the dust collecting electrode 12 is
Further, it has a function of superimposing a negative high voltage pulse.
The operation will be described with reference to FIG. 7 showing a circuit configuration and FIGS. 8 and 9 showing voltage and current waveforms of main parts in FIG.

【0007】本回路では、主コンデンサ3から集塵電極
12へのエネルギ−転送効率を高めるため、昇圧変圧器
15の一次巻線16と二次巻線17の巻数比を1:Nと
したときに、主コンデンサ3の容量、直流電流阻止用の
コンデンサ11の容量および集塵電極12の容量の比を
0.9・N2:10:1程度とすることが望ましい。
In this circuit, in order to improve the energy transfer efficiency from the main capacitor 3 to the dust collecting electrode 12, when the turn ratio of the primary winding 16 and the secondary winding 17 of the step-up transformer 15 is set to 1: N. In addition, it is desirable that the ratio of the capacity of the main capacitor 3, the capacity of the DC current blocking capacitor 11 and the capacity of the dust collecting electrode 12 is about 0.9 · N 2 : 10: 1.

【0008】サイリスタ4のゲートにターンオン信号が
入力され、サイリスタ4がオンすると、主コンデンサ3
に蓄積された電荷は、主コンデンサ3の図示正極から昇
圧変圧器15の一次巻線16、リアクトル8、サイリス
タ4、主コンデンサ3の図示負極の経路で図8に示すよ
うなパルス電流i4'となって流れる。このため昇圧変圧
器15の二次巻線17には昇圧変圧器15の巻数比に応
じたパルス電流i17'が、図7の二次巻線17の図示黒
丸の逆極性側から、集塵電極12、直流電流阻止用コン
デンサ11、前記二次巻線17の図示黒丸の極性側の経
路で流れる。このパルス電流i17'により、集塵電極1
2には図示の極性で波高値V12'のパルス電圧が加えら
れる。つまり集塵電極12の電圧をv12'とすると、v1
2'は図8および図9に示すようなGNDに対し波高値−
V12'のパルス電圧が加えられる。
When the turn-on signal is input to the gate of the thyristor 4 and the thyristor 4 turns on, the main capacitor 3
The electric charge stored in the main capacitor 3 from the illustrated positive electrode to the primary winding 16 of the step-up transformer 15, the reactor 8, the thyristor 4, and the negative electrode illustrated in FIG. It flows. Therefore, the secondary winding 17 of the step-up transformer 15 receives a pulse current i17 'corresponding to the turn ratio of the step-up transformer 15 from the opposite polarity side of the black circle in the secondary winding 17 of FIG. 12, the DC current blocking capacitor 11 and the secondary winding 17 flow through the path on the polarity side of the black circle in the figure. By this pulse current i17 ', the dust collecting electrode 1
A pulse voltage having a crest value V12 'with the polarity shown is applied to 2. That is, if the voltage of the dust collecting electrode 12 is v12 ', then v1
2'is the peak value for GND as shown in FIGS. 8 and 9.
A pulse voltage of V12 'is applied.

【0009】なお、前記電流i4'が流れ始めてから再び
零になるまでの期間τ1'は、昇圧変圧器15の一次巻線
16から見た漏れインダクタンス、リアクトル8および
配線により生じるインダクタンスの合成インダクタンス
Lt、主コンデンサ3、直流電流阻止用コンデンサ11
および集塵電極12の昇圧変圧器15一次巻線16から
見た合成容量をCtとすると次式で与えられる。
During the period τ1 'from when the current i4' starts to flow to zero again, the combined inductance Lt of the leakage inductance seen from the primary winding 16 of the step-up transformer 15, the inductor 8 and the inductance generated by the wiring. , Main capacitor 3, DC current blocking capacitor 11
Further, when the combined capacitance of the dust collecting electrode 12 seen from the step-up transformer 15 primary winding 16 is Ct, it is given by the following equation.

【数1】 サイリスタ4がオンしてからτ1'後に、集塵電極12に
転送された電荷は図7の電流i17'と逆向きに、集塵電
極12の正極から昇圧変圧器15の二次巻線16、直流
電流阻止用コンデンサ11、集塵電極12の負極の経路
でパルス電流となって流れる。このため、図7におい
て、昇圧変圧器15の一次巻線16の図示黒丸の極性側
から、主コンデンサ3、ダイオード25、リアクトル
8、前記一次巻線16の図示黒丸の逆極性側の経路で図
8に示すようなパルス電流i25が流れ、前記集塵電極1
2に転送された電荷は、入力エネルギ−蓄積用の主コン
デンサ3に再度戻される。このパルス電流i25が流れ始
めてから再度零になるまでの期間τ3'は、一般に前記数
式1で定まるτ1'にほぼ等しい値に選定される。
[Equation 1] After τ1 ′ after the thyristor 4 is turned on, the charge transferred to the dust collecting electrode 12 is in the opposite direction to the current i17 ′ in FIG. 7, from the positive electrode of the dust collecting electrode 12 to the secondary winding 16 of the step-up transformer 15, A pulse current flows through the negative electrode path of the DC current blocking capacitor 11 and the dust collecting electrode 12. For this reason, in FIG. 7, the primary winding 16 of the step-up transformer 15 is shown in the polarity side of the black circle in the figure, and the main capacitor 3, the diode 25, the reactor 8 and the path of the primary winding 16 in the opposite polarity side of the black circle in the figure are shown. The pulse current i25 shown in FIG.
The charges transferred to 2 are returned to the main capacitor 3 for input energy storage. The period τ3 ′ from when the pulse current i25 starts to flow to when the pulse current i25 becomes zero again is generally selected to be a value approximately equal to τ1 ′ determined by the above-mentioned formula 1.

【0010】本回路では、時間t=τ1からt=τ1'+
τ3'までの間、サイリスタ4の主電極間は逆バイアスさ
れ、リカバリー電流が流れた後、同サイリスタ4は遮断
状態となる。このため、前記集塵電極12から入力エネ
ルギ−蓄積用の主コンデンサ3に再度転送された電荷
は、図9に示すτp後に再度サイリスタ4のゲートにタ
ーンオン信号が入力され、同サイリスタ4がオン状態に
なるまで、主コンデンサ3に蓄積されており、エネルギ
ーの回生が行われる。なお、このときにパルス発生回路
の出力端13と14から負荷である集塵電極12に出力
されるパルス電圧の幅は、τ1'+τ3'となる。
In this circuit, from time t = τ1 to t = τ1 '+
Up to τ3 ′, the main electrodes of the thyristor 4 are reverse-biased, and after the recovery current flows, the thyristor 4 is cut off. Therefore, the charges transferred from the dust collecting electrode 12 to the main capacitor 3 for storing input energy again are input with a turn-on signal to the gate of the thyristor 4 after τp shown in FIG. 9, and the thyristor 4 is turned on. Is stored in the main capacitor 3 and energy is regenerated. At this time, the width of the pulse voltage output from the output terminals 13 and 14 of the pulse generating circuit to the dust collecting electrode 12 as the load is τ1 ′ + τ3 ′.

【0011】従って、入力直流電源24から主コンデン
サ3に入力するエネルギ−は、図9に示すように、入力
直流電源1の電源電圧−E24と回生された電圧−E24'
の差分でよいことになり、効率の高いパルス荷電方式の
集塵装置を実現できる。
Therefore, the energy input from the input DC power supply 24 to the main capacitor 3 is, as shown in FIG. 9, the power supply voltage -E24 of the input DC power supply 1 and the regenerated voltage -E24 '.
Therefore, it is possible to realize a highly efficient pulse charging type dust collector.

【0012】ところで本パルス発生装置では、高電圧で
かつ電流立ち上がり率di/dtの大きなパルスを発生
させる必要があるため、主スイッチには、一般に、高耐
電圧、大電流、かつdi/dt耐量の大きなサイリスタ
等の半導体スイッチ素子を、素子の耐電圧、ピーク電
流、及びdi/dt耐量に見合った数だけ直並列接続し
たものが用いられている。
By the way, in this pulse generator, since it is necessary to generate a pulse having a high voltage and a large current rising rate di / dt, the main switch generally has a high withstand voltage, a large current and a di / dt withstand capability. A semiconductor switching element such as a large thyristor is connected in series and parallel in the number corresponding to the withstand voltage, peak current, and di / dt withstand capability of the element.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】半導体スイッチ素子を
直並列接続する場合、特性の比較的揃った半導体スイッ
チ素子を選別して使用すると共に、直並列接続して動作
させたときの各素子間に加えられる電圧、および流れる
電流を均一に分担するため、ドライブ回路の強化、ドラ
イブ回路と各半導体スイッチ素子間の接続や各半導体ス
イッチ素子の主電極間の配線方法の工夫、分圧回路の挿
入等の必要がある。
When semiconductor switching elements are connected in series and parallel, semiconductor switching elements having relatively uniform characteristics are selected and used, and between the elements when operated in serial and parallel connection. In order to evenly share the applied voltage and flowing current, strengthen the drive circuit, devise the connection method between the drive circuit and each semiconductor switch element and the wiring method between the main electrodes of each semiconductor switch element, insert a voltage divider circuit, etc. Need of

【0014】このため主スイッチの構成が複雑かつ大形
化する問題があった。また、直並列する半導体スイッチ
素子の数が増加するにつれ、ドライブ電力が増加すると
共に、信頼性が低下する問題もあった。
Therefore, there is a problem that the structure of the main switch becomes complicated and large. Further, as the number of series-parallel semiconductor switch elements increases, the drive power increases and the reliability decreases.

【0015】さらに、主スイッチにサイリスタ等の半導
体スイッチ素子を用いた場合には、半導体素子のdi/
dt耐量の制約により、渡部、亀島:「パルス荷電によ
る既設電機集じん装置の性能改善例」、公害と対策 Vo
l.25 No.4、pp.349〜353(1989)に記載されるように、
前記パルス幅τ1'+τ2'は数十μsから100μs程度
に制限されていた。
Furthermore, when a semiconductor switch element such as a thyristor is used for the main switch, di /
Watanabe and Kamejima: "Performance improvement example of existing electric equipment dust collector by pulse charging" due to restriction of dt tolerance, pollution and countermeasure Vo
As described in l.25 No.4, pp.349-353 (1989),
The pulse width .tau.1 '+. Tau.2' was limited to several tens .mu.s to 100 .mu.s.

【0016】前記パルス幅τ1'+τ2'を10μs程度以
下とするために、di/dt耐量の大きな特開昭61−
185350号および柳生、矢田、土屋、富松、松本:
「集じん技術の現状と開発動向」、三菱重工技報 Vol.2
7 No.4、pp.297〜302(1990)等に記載されるロータリー
ギャップ等の機械的スイッチ素子やサイラトロン等の放
電管スイッチ素子の使用が検討されている。しかし、機
械的スイッチ素子は、半導体スイッチ素子に比べて、繰
り返し周波数に制限があるとともに、寿命が著しく短
く、信頼性も低いという問題があった。また、サイラト
ロン等の放電管スイッチ素子は、繰り返し周波数を半導
体スイッチ素子と同程度まで高めることが可能だが、機
械的スイッチ素子同様半導体スイッチ素子に比べて素子
の寿命が短く、信頼性も低いという問題があった。
In order to set the pulse width τ1 '+ τ2' to about 10 μs or less, the di / dt resistance is large.
185350 and Yagyu, Yada, Tsuchiya, Tomimatsu, Matsumoto:
"Present state of dust collection technology and development trends", Mitsubishi Heavy Industries Technical Report Vol.2
7 No. 4, pp. 297 to 302 (1990) and the like, use of mechanical switch elements such as rotary gaps and discharge tube switch elements such as thyratrons are being studied. However, the mechanical switching element has a problem that the repetition frequency is limited, the life is remarkably short, and the reliability is low as compared with the semiconductor switching element. In addition, the discharge tube switch element such as thyratron can increase the repetition frequency to the same level as the semiconductor switch element, but like the mechanical switch element, the life of the element is shorter and the reliability is lower than the semiconductor switch element. was there.

【0017】さらに、松井:「マイクロパルスによる電
気集じん装置の性能改善」、火力原子力発電 Vol.41
No.2、pp.92〜101(1990)などに記載されるように、パル
ス荷電方式の集塵装置では集塵しようとするダストや集
塵電極の構造に合わせて、集塵電極に加えるパルス電圧
の波形、波高値、パルス幅、繰り返し周期などを最適化
する必要がある。しかし、前記特公昭57−43062
号に記載されるパルス集塵装置では、図7のv12'に示
す集塵電極に重畳されるパルス電圧のパルス幅τ1'+τ
3'を変化させるには、パルス発生回路の合成容量あるい
は合成インダクタンスを変えなくてはならず、これを簡
単に変化させることは困難である。
Furthermore, Matsui: “Improvement of Performance of Electrostatic Precipitator by Micropulse”, Thermal Power Nuclear Power Vol.41
As described in No.2, pp.92-101 (1990), etc., in the pulse charging type dust collector, the pulse applied to the dust collecting electrode is adjusted according to the dust to be collected and the structure of the dust collecting electrode. It is necessary to optimize the voltage waveform, peak value, pulse width, repetition period, etc. However, said Japanese Patent Publication No. 57-43062
In the pulse precipitator described in No. 6, the pulse width τ1 '+ τ of the pulse voltage superimposed on the precipitator electrode shown in v12' of FIG.
In order to change 3 ', it is necessary to change the synthetic capacitance or synthetic inductance of the pulse generating circuit, and it is difficult to change this easily.

【0018】そこで本発明は、負荷に供給したエネルギ
ーの余剰分を回生することができるパルス発生装置にお
いて、上述したスイッチ素子の有する問題点を対策する
とともに、負荷に供給するパルス電圧のパルス幅を容易
に変化させることのできるパルス発生回路を提供するこ
とを課題とする。また本発明は、このようなパルス発生
装置を用いた集塵装置の提供を課題とする。
In view of the above, the present invention addresses the above-mentioned problems of the switching element in a pulse generator capable of regenerating an excess of energy supplied to a load, and also determines the pulse width of the pulse voltage supplied to the load. An object is to provide a pulse generation circuit that can be easily changed. Another object of the present invention is to provide a dust collector using such a pulse generator.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明はエネルギー蓄積用コンデンサと、前記エネ
ルギー蓄積用コンデンサに蓄積された電荷を放出するた
めの主スイッチと、可飽和リアクトルとから構成される
直列回路により負荷にエネルギ−を供給するとともに、
前記負荷に供給したエネルギ−を、前記可飽和リアクト
ルの負荷側の一端からエネルギ−蓄積用コンデンサに回
生するパルス発生装置であって、前記負荷にエネルギ−
を加える期間を前記可飽和リアクトルの負荷側の一端と
前記エネルギ−蓄積用コンデンサの間に接続された磁気
増幅器を用いて制御するパルス発生装置である。
In order to solve the above problems, the present invention comprises an energy storage capacitor, a main switch for discharging the charge stored in the energy storage capacitor, and a saturable reactor. While supplying energy to the load by the series circuit,
A pulse generator for regenerating the energy supplied to the load from one end of the saturable reactor on the load side to an energy storage capacitor, wherein the energy is supplied to the load.
Is a pulse generator that controls the period of applying the voltage using a magnetic amplifier connected between one end of the saturable reactor on the load side and the energy storage capacitor.

【0020】主スイッチと可飽和リアクトルを直列に接
続することにより、主スイッチがタ−ンオンしたときに
主スイッチの主電極間を流れる電流の立ち上がりを遅ら
せることができるので、タ−ンオン時のスイッチング損
失が大幅に減少し、主スイッチを流れるパルス電流の電
流立ち上がり率di/dtを大きくしても主スイッチの
安全動作が図れる。このため、サイリスタなどの半導体
スイッチ素子を用いて主スイッチ素子を構成する場合に
は、主スイッチ素子を構成する半導体素子の数を大幅に
減らすことができ、信頼性が向上するとともに、従来困
難であった10μs程度以下の短いパルス幅のパルス電
圧を負荷に加えることも可能となる。主スイッチにロー
タリーギャップなどの機械的スイッチ素子やサイラトロ
ンなどの放電管スイッチ素子を用いた場合には、スイッ
チ素子の大幅な長寿命化が図れる。
By connecting the main switch and the saturable reactor in series, it is possible to delay the rise of the current flowing between the main electrodes of the main switch when the main switch is turned on. The loss is greatly reduced, and the safe operation of the main switch can be achieved even if the current rising rate di / dt of the pulse current flowing through the main switch is increased. For this reason, when a semiconductor switch element such as a thyristor is used to form the main switch element, the number of semiconductor elements that form the main switch element can be significantly reduced, and reliability is improved, as well as the conventional difficulty. It is also possible to apply a pulse voltage with a short pulse width of about 10 μs or less to the load. When a mechanical switch element such as a rotary gap or a discharge tube switch element such as a thyratron is used for the main switch, the life of the switch element can be significantly extended.

【0021】前記エネルギ−回生に際し、前記負荷に供
給したエネルギ−を加える期間を前記可飽和リアクトル
の負荷側の一端と前記エネルギ−蓄積用コンデンサの間
に接続された磁気増幅器の動作磁束密度量を可変するこ
とによって、従来、パルス発生回路内のコンデンサ容量
あるいはリアクトルのインダクタンスを変更しなければ
変えることのできなかった負荷に加えるパルス電圧のパ
ルス幅を容易に変えることができる。
During the energy regeneration, the period during which the energy supplied to the load is applied is set to the operating magnetic flux density amount of the magnetic amplifier connected between the load side end of the saturable reactor and the energy storage capacitor. By making it variable, it is possible to easily change the pulse width of the pulse voltage applied to the load, which could not be changed without changing the capacitance of the capacitor or the inductance of the reactor in the related art.

【0022】また、磁気増幅器を構成する可飽和リアク
トルは、磁気増幅器を構成する整流素子のリバース・リ
カバリー電流を制限することができるため、同整流素子
のリバース・リカバリー損失が少なくなり安全動作が図
れるとともに、エネルギ−回生効率も向上する。
Further, since the saturable reactor forming the magnetic amplifier can limit the reverse recovery current of the rectifying element forming the magnetic amplifier, the reverse recovery loss of the rectifying element is reduced and the safe operation can be achieved. At the same time, energy regeneration efficiency is also improved.

【0023】さらに、本発明はエネルギ−蓄積用コンデ
ンサと、前記エネルギ−蓄積用コンデンサに蓄積された
電荷を放出するための主スイッチと、可飽和リアクトル
と、変圧器とから構成される直列回路により負荷にエネ
ルギーを供給するとともに、前記負荷に供給したエネル
ギ−を、前記変圧器を介して、前記可飽和リアクトルの
負荷側の一端からエネルギー蓄積用コンデンサに回生す
るパルス発生回路であって、前記負荷にエネルギ−を加
えている期間を前記可飽和リアクトルの負荷側の一端と
前記エネルギ−蓄積用コンデンサの間に接続された磁気
増幅器を用いて制御するパルス発生装置である。
Further, according to the present invention, a series circuit including an energy storage capacitor, a main switch for discharging the charge stored in the energy storage capacitor, a saturable reactor, and a transformer is provided. A pulse generation circuit that supplies energy to a load and regenerates the energy supplied to the load from the load-side end of the saturable reactor to an energy storage capacitor via the transformer, wherein the load Is a pulse generator that controls the period of applying energy to the load-side end of the saturable reactor by using a magnetic amplifier connected between the energy storage capacitor.

【0024】変圧器を設けることにより、低い入力電圧
で電圧波高値の高いパルスを出力でき、前記エネルギ−
蓄積用コンデンサに蓄積された電荷を放出するためのス
イッチに耐電圧の低いスイッチ素子を用いることができ
る。
By providing a transformer, a pulse with a high voltage peak value can be output with a low input voltage, and the energy
A switch element having a low withstand voltage can be used as a switch for discharging the electric charge stored in the storage capacitor.

【0025】以上のパルス発生装置を用いたパルス荷電
方式の集塵装置は、簡単な回路構成で主スイッチの安全
動作を図りつつ、di/dtの大きなパルス電流が得ら
れ、負荷である集塵電極に急峻な高電圧パルスを供給す
るとともに、回生回路の働きにより、前記集塵電極に供
給したエネルギーの大部分を入力側に回生すると同時
に、集塵電極に加えるパルス電圧のパルス幅を最適な値
に制御することができるため、高性能化、高信頼性化、
高効率化および小型化が実現でき好ましい。
The above-mentioned pulse charging type dust collector using the pulse generator is capable of obtaining a large pulse current of di / dt while achieving a safe operation of the main switch with a simple circuit configuration, and is a load dust collector. While supplying a sharp high-voltage pulse to the electrode, the regeneration circuit works to regenerate most of the energy supplied to the dust collecting electrode to the input side, and at the same time optimize the pulse width of the pulse voltage applied to the dust collecting electrode. Since it can be controlled to a value, high performance, high reliability,
This is preferable because high efficiency and miniaturization can be realized.

【0026】[0026]

【実施例】以下、本発明の実施例について詳しく説明す
るが、本発明はこれら実施例に限るものではない。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited to these examples.

【0027】(実施例1)図1は本発明によるパルス発
生装置の一実施例であり、パルス荷電方式の集塵装置に
適用した場合の回路構成例を示したものである。図1の
波線内がパルス発生装置であり、入力エネルギー蓄積用
の主コンデンサ3に蓄積された電荷を放電する主スイッ
チとして、半導体スイッチ素子の一つであるサイリスタ
4を用いている。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows an embodiment of a pulse generator according to the present invention and shows an example of a circuit configuration when applied to a pulse charging type dust collector. The inside of the broken line in FIG. 1 is a pulse generator, and a thyristor 4, which is one of the semiconductor switching elements, is used as a main switch for discharging the electric charge stored in the main capacitor 3 for storing input energy.

【0028】図1において、1はパルス発生装置の入力
直流電源、2は主コンデンサ3の充電抵抗、3は入力エ
ネルギー蓄積用の主コンデンサ、4は前記主コンデンサ
3に蓄積された電荷を放電させるための主スイッチであ
るサイリスタ、5はサイリスタ4のスイッチング損失を
低減するための可飽和リアクトル、18は集塵電極12
に供給したエネルギ−の余剰分を前記主コンデンサ3に
回生するための磁気増幅器を構成するダイオード、19
は磁気増幅器を構成する可飽和リアクトル、20は可飽
和リアクトル19の主巻線、21は可飽和リアクトル1
9の制御巻線、22、23は可飽和リアクトル19の制
御巻線21の巻線端、8はサイリスタ4とダイオード1
8を流れるパルス電流の電流立ち上がり率di4/dt
とdi18/dtを制限するためのリアクトル、9は集塵
電極12に直流電圧を加えるための直流電源、10はサ
ージ電流抑制用のリアクトル、11は直流電流阻止用の
コンデンサ、12は集塵電極、13および14はパルス
発生装置の出力端である。
In FIG. 1, 1 is an input DC power source of a pulse generator, 2 is a charging resistor for a main capacitor 3, 3 is a main capacitor for storing input energy, and 4 is a charge for discharging the electric charge stored in the main capacitor 3. Is a main switch for the thyristor, 5 is a saturable reactor for reducing the switching loss of the thyristor 4, 18 is a dust collecting electrode 12
A diode constituting a magnetic amplifier for regenerating the excess energy supplied to the main capacitor 3 to the main capacitor 3, 19
Is a saturable reactor constituting a magnetic amplifier, 20 is a main winding of the saturable reactor 19, 21 is a saturable reactor 1
9, control windings 22, 22 and 23 are winding ends of the control winding 21 of the saturable reactor 19, and 8 is a thyristor 4 and a diode 1.
Current rising rate di4 / dt of pulse current flowing through 8
And a reactor for limiting di18 / dt, 9 is a DC power source for applying a DC voltage to the dust collecting electrode 12, 10 is a surge current suppressing reactor, 11 is a DC current blocking capacitor, and 12 is a dust collecting electrode. , 13 and 14 are output terminals of the pulse generator.

【0029】同図において、直流電源9の正極、集塵電
極12、サージ電流抑制用リアクトル10、直流電源9
の負極の経路で、常時、直流電圧E9が図示の極性で集
塵電極12に加えられている。
In the figure, the positive electrode of the DC power supply 9, the dust collecting electrode 12, the surge current suppressing reactor 10, the DC power supply 9
The DC voltage E9 is constantly applied to the dust collecting electrode 12 with the polarity shown in the drawing through the negative electrode path.

【0030】パルス発生装置は、集塵電極12に加えら
れている直流電圧E9にさらにパルス的に高電圧を重畳
するためのものであり、その動作を図1の回路構成、図
2の可飽和リアクトル5の動作B−Hループ概念図、図
3の磁気増幅器を構成する可飽和リアクトル19の動作
B−Hループ概念図および図4の主要各部の電圧および
電流波形を用いて説明する。
The pulse generator is for superimposing a high voltage like a pulse on the DC voltage E9 applied to the dust collecting electrode 12, and its operation is shown in the circuit configuration of FIG. 1 and the saturable circuit of FIG. An explanation will be given using the operation BH loop conceptual diagram of the reactor 5, the operation BH loop conceptual diagram of the saturable reactor 19 constituting the magnetic amplifier of FIG. 3, and the voltage and current waveforms of the main parts of FIG.

【0031】サイリスタ4がオフの期間に、入力直流電
源1から充電抵抗2を介し、主コンデンサ3は図示の極
性に電圧E1まで充電される。このとき、可飽和リアク
トル5の動作点は図2の動作B−Hループ上のa点にあ
る。
While the thyristor 4 is off, the main capacitor 3 is charged to the voltage E1 with the polarity shown by the input DC power supply 1 through the charging resistor 2. At this time, the operating point of the saturable reactor 5 is at the point a on the operating B-H loop in FIG.

【0032】サイリスタ4にゲート信号が入力され、サ
イリスタ4がオンする図4の時間t=0において、サイ
リスタ4の主電極間のインピーダンスは急激に低下し、
主コンデンサ3の正極、集塵電極12、直流電流阻止用
コンデンサ11、リアクトル8、可飽和リアクトル5、
サイリスタ4、主コンデンサ3の負極の経路で、主コン
デンサ3に蓄積されていた電荷が流れ始める。このた
め、可飽和リアクトル5の動作点は、図2の動作B−H
ループ上のa点からb点に向かって変化する。この間の
可飽和リアクトル5のインダクタンスは極めて大きいた
め、同可飽和リアクトル5に流れる電流i4は微少な値
となり、サイリスタ4のターンオン時のスイッチング損
失を著しく少なくすることができる。また、損失を無視
すると、前記可飽和リアクトル5は図示黒丸を正極とす
る波高値E1の電圧を阻止し、図4のv5のようになる。
At the time t = 0 in FIG. 4 when the gate signal is input to the thyristor 4 and the thyristor 4 is turned on, the impedance between the main electrodes of the thyristor 4 sharply decreases,
The positive electrode of the main capacitor 3, the dust collecting electrode 12, the DC current blocking capacitor 11, the reactor 8, the saturable reactor 5,
In the negative electrode path of the thyristor 4 and the main capacitor 3, the electric charge accumulated in the main capacitor 3 starts to flow. Therefore, the operating point of the saturable reactor 5 is the operation B-H in FIG.
It changes from point a on the loop to point b. Since the inductance of the saturable reactor 5 during this period is extremely large, the current i4 flowing through the saturable reactor 5 has a very small value, and the switching loss when the thyristor 4 is turned on can be significantly reduced. When the loss is neglected, the saturable reactor 5 blocks the voltage of the peak value E1 having the black circle in the figure as a positive electrode, and becomes as shown by v5 in FIG.

【0033】可飽和リアクトル5が電圧を阻止する時間
τs1は、サイリスタ4がターンオン後、その主電極間の
飽和電圧が十分小さくなるのに必要な値に設定され、次
式の関係にある。
The time τs1 at which the saturable reactor 5 blocks the voltage is set to a value required for the saturation voltage between the main electrodes of the thyristor 4 to be sufficiently small after the thyristor 4 is turned on, and has the following relationship.

【0034】[0034]

【数2】 N5:可飽和リアクトル5の巻数 Ae:可飽和リアクトル5の有効断面積(m2) ΔBm:可飽和リアクトル5の動作磁束密度量(T) E1:入力直流電源電圧(V) 可飽和リアクトル5の動作点が図2の動作B−Hループ
上のb点に達すると、可飽和リアクトル5は飽和し、同
可飽和リアクトル5のインダクタンスは急激に低下し、
可飽和リアクトル5に流れる電流i4は、図4に示すよ
うに波高値がI4のdi/dtが極めて大きなパルス電
流となるが、サイリスタ4の主電極間電圧は十分低い飽
和電圧となっているため、サイリスタ4のオン損失も十
分に抑制できる。このため、可飽和リアクトル5を用い
ないときに比べ、di/dtを数倍程度以上大きくして
も安全動作が図れる。また、このパルス電流により、可
飽和リアクトル5の動作点はb点から、c点を経由し
て、d点まで変化する。
[Equation 2] N5: Number of turns of the saturable reactor 5 Ae: Effective area of the saturable reactor 5 (m 2 ) ΔBm: Operating magnetic flux density amount (T) of the saturable reactor 5 E1: Input DC power supply voltage (V) of the saturable reactor 5 When the operating point reaches the point b on the operation B-H loop in FIG. 2, the saturable reactor 5 is saturated, and the inductance of the saturable reactor 5 sharply decreases,
The current i4 flowing through the saturable reactor 5 is a pulse current having an extremely high di / dt with a peak value of I4 as shown in FIG. 4, but the voltage between the main electrodes of the thyristor 4 is a sufficiently low saturation voltage. The ON loss of the thyristor 4 can be sufficiently suppressed. Therefore, compared to the case where the saturable reactor 5 is not used, safe operation can be achieved even if di / dt is increased several times or more. Further, due to this pulse current, the operating point of the saturable reactor 5 changes from the point b to the point d via the point c.

【0035】可飽和リアクトル5の飽和によって流れる
パルス電流のパルス幅τ1は、次式で近似できる。
The pulse width τ1 of the pulse current flowing due to the saturation of the saturable reactor 5 can be approximated by the following equation.

【0036】[0036]

【数3】 C:主コンデンサ3の容量、直流電流阻止用コンデンサ
11の容量および集塵電極12の容量の合成値(F) L5s:可飽和リアクトル5の飽和後のインダクタンス
(H) L8:リアクトル8のインダクタンス(H) Ls:配線により生じる浮遊インダクタンス(H) このパルス電流が、主コンデンサ3の正極、集塵電極1
2、直流電流阻止用のコンデンサ11、インダクタンス
8、可飽和リアクトル5、サイリスタ4、主コンデンサ
3の負極の経路で流れ、図4のv12に示す電圧波高値V
12のパルス電圧を集塵電極12に重畳することができ
る。
[Equation 3] C: Combined value of main capacitor 3 capacity, DC current blocking capacitor 11 capacity and dust collecting electrode 12 capacity (F) L5s: Inductance of saturated saturable reactor 5 after saturation (H) L8: Inductor of reactor 8 ( H) Ls: stray inductance generated by wiring (H) This pulse current is the positive electrode of the main capacitor 3 and the dust collecting electrode 1.
2, the DC current blocking capacitor 11, the inductance 8, the saturable reactor 5, the thyristor 4, the negative electrode of the main capacitor 3 flow, the voltage peak value V shown in v12 of FIG.
Twelve pulse voltages can be superimposed on the dust collecting electrode 12.

【0037】集塵電極12は容量性負荷であるため、同
集塵電極12に電荷が完全に移行された時間t=τs1+
τ1の後、集塵電極12に入力された電荷は、図1の電
流i8の向きと逆向きに流れ始める。このとき磁気増幅
器を構成する可飽和リアクトル19の動作点は、同可飽
和リアクトル19の制御巻線21の巻線端22,23に
接続された図5のリセット回路から同制御巻線21に流
されるリセット電流I21により生じる磁化力H1とダ
イオード18のリバース・リカバリー電流で定まる磁化
力で定まる図3の動作B−Hループ上のα点から、β点
を経由してγ点に向かって変化する。図5において、3
1は可変直流電源、32は抵抗、33はサージ電抑制用
のリアクトルである。
Since the dust collecting electrode 12 is a capacitive load, the time t = τs1 + when the charge is completely transferred to the dust collecting electrode 12.
After τ1, the electric charge input to the dust collecting electrode 12 starts to flow in the direction opposite to the direction of the current i8 in FIG. At this time, the operating point of the saturable reactor 19 which constitutes the magnetic amplifier is supplied to the control winding 21 from the reset circuit of FIG. 5 connected to the winding ends 22 and 23 of the control winding 21 of the saturable reactor 19. 3 which is determined by the magnetizing force H1 generated by the reset current I 21 and the magnetizing force determined by the reverse recovery current of the diode 18 from the α point on the B-H loop in FIG.
It changes toward point γ via . In FIG. 5, 3
1 is a variable DC power supply, 32 is a resistor, and 33 is for suppressing surge voltage
Is the reactor of.

【0038】リセット電流I21により可飽和リアクトル
19に加えられる磁界は次式により求められる。
The magnetic field applied to the saturable reactor 19 by the reset current I21 is obtained by the following equation.

【数4】 N21:可飽和リアクトル19の制御巻線21の巻数 le':可飽和リアクトル19の平均磁路長(m)[Equation 4] N21: Number of turns of control winding 21 of saturable reactor le ': Average magnetic path length of saturable reactor 19 (m)

【0039】可飽和リアクトル19の動作点がβ点から
γ点に変化する間の可飽和リアクトル19の主巻線20
のインダクタンスは極めて大きいため、同可飽和リアク
トル19の主巻線20を流れる電流i18は微小な値と
なり、可飽和リアクトル19の主巻線20は図1の黒丸
を正極とする図4のv20に示すような波高値V20の
電圧を阻止する。
The operating point of the saturable reactor 19 is from the β point.
Main winding 20 of saturable reactor 19 while changing to γ point
Has a very large inductance, the current i 18 flowing through the main winding 20 of the saturable reactor 19 has a very small value, and the main winding 20 of the saturable reactor 19 has a black circle in FIG. The voltage of the peak value V20 as shown in is blocked.

【0040】可飽和リアクトル19が電圧を阻止する時
間τs2は、次式の関係にある。
The time τs2 during which the saturable reactor 19 blocks the voltage has the following relationship.

【数5】 N20:可飽和リアクトル19の主巻線20の巻数 Ae’:可飽和リアクトル19の有効断面積(m) △B1’:可飽和リアクトル19の動作磁束密度量
(T) V20:可飽和リアクトル19の主巻線20の電圧波高
値(V) 可飽和リアクトル19の動作点が図3の動作B−Hルー
プ上のγ点に達すると、可飽和リアクトル19は飽和
し、同可飽和リアクトル19の主巻線20のインダクタ
ンスは急激に低下し、可飽和リアクトル19の主巻線2
0に流れる電流i18は、図4のi18に示すように波
高値がI18のdi/dtが極めて大きなパルス電流と
なる。このパルス電流により、可飽和リアクトル7の動
作点はγ点からδ点を経由してε点まで変化する。
[Equation 5] N20: Number of turns of the main winding 20 of the saturable reactor 19 Ae ': Effective area of the saturable reactor 19 (m 2 ) ΔB1': Operating magnetic flux density amount (T) of the saturable reactor V20: Saturable reactor 19 When the operating point of the saturable reactor 19 reaches the γ point on the operation B-H loop of FIG. 3, the saturable reactor 19 is saturated and the saturable reactor 19 of the saturable reactor 19 The inductance of the main winding 20 drops sharply and the main winding 2 of the saturable reactor 19
The current i 18 flowing through 0 becomes a pulse current having a very high di / dt with a peak value of I 18 , as shown by i 18 in FIG. Due to this pulse current, the operating point of saturable reactor 7 changes from γ point to ε point via δ point.

【0041】可飽和リアクトル19の飽和によって流れ
るパルス電流のパルス幅τ2は、次式で近似できる。
The pulse width τ2 of the pulse current flowing due to the saturation of the saturable reactor 19 can be approximated by the following equation.

【数6】 C:主コンデンサ3の容量、直流電流阻止用コンデンサ
11の容量および集塵電極12の容量の合成値(F) L20s:可飽和リアクトル19の主巻線20の飽和後の
インダクタンス(H) L8:リアクトル8のインダクタンス(H) Ls:配線により生じる浮遊インダクタンス(H) このパルス電流が、集塵電極12の正極、主コンデンサ
3、ダイオード18、可飽和リアクトル19の主巻線2
0、インダクタンス8、直流電流阻止用のコンデンサ1
1、集塵電極12の負極の経路で流れ、主コンデンサ3
に電圧E1'に相当するエネルギ−を回生することができ
る。
[Equation 6] C: Combined value of the capacity of the main capacitor 3, the capacity of the DC current blocking capacitor 11 and the capacity of the dust collecting electrode 12 (F) L20s: Saturation inductance of the main winding 20 of the saturable reactor 19 (H) L8: Inductance of reactor 8 (H) Ls: Stray inductance generated by wiring (H) This pulse current causes the positive electrode of the dust collecting electrode 12, the main capacitor 3, the diode 18, and the main winding 2 of the saturable reactor 19 to flow.
0, inductance 8, DC current blocking capacitor 1
1. Flow in the path of the negative electrode of the dust collecting electrode 12, and the main capacitor 3
The energy corresponding to the voltage E1 'can be regenerated.

【0042】集塵電極12から回生されるエネルギ−に
よって、主コンデンサ3の電圧v3が最も高くなる時間
t=τs1+τ1+τs2+τ2を過ぎると、主コンデンサ3
に回生された電荷は、再び集塵電極12に流れようとす
る。しかし、このときダイオード18は逆バイアスされ
るので、同ダイオードは微少なリバース・リカバリー電
流を流した後、遮断状態となるため主コンデンサ3に回
生されたエネルギ−はほとんど保たれる。このため、入
力電源1から主コンデンサ3に供給するエネルギ−は、
前記回生した電圧E1'と入力電源電圧E1の差分だけで
良いことになる。
After the time t = τs1 + τ1 + τs2 + τ2 at which the voltage v3 of the main capacitor 3 becomes highest due to the energy regenerated from the dust collecting electrode 12, the main capacitor 3
The electric charges regenerated by the electric field are about to flow to the dust collecting electrode 12 again. However, since the diode 18 is reverse-biased at this time, the diode 18 is cut off after passing a small amount of reverse recovery current, so that the energy regenerated in the main capacitor 3 is almost maintained. Therefore, the energy supplied from the input power source 1 to the main capacitor 3 is
Only the difference between the regenerated voltage E1 'and the input power supply voltage E1 is required.

【0043】このリバース・リカバリー電流は、可飽和
リアクトル19の主巻線20を流れ、可飽和リアクトル
19の動作点を図3のε点からα点がわに向かってリセ
ットさせる効果を持つ。また、このリバース・リカバリ
ー電流の波高値は、図3に示す可飽和リアクトル19の
動作B−Hループで定められる磁化力で制限されるた
め、ダイオード18のリバース・リカバリー損失を大幅
に押さえることができ、di/dtの大きなパルス電流
を流す事ができる効果も有する。
This reverse recovery current flows through the main winding 20 of the saturable reactor 19 and has the effect of resetting the operating point of the saturable reactor 19 from point ε to point α in FIG. Further, since the peak value of this reverse recovery current is limited by the magnetizing force determined by the operation B-H loop of the saturable reactor 19 shown in FIG. 3, the reverse recovery loss of the diode 18 can be suppressed significantly. Therefore, it also has an effect of allowing a large pulse current of di / dt to flow.

【0044】以上の動作により、集塵電極12に、図4
のv12に示す波高値V12、パルス幅τ1+τs2+τ2のパ
ルス電圧を重畳することができる。
As a result of the above operation, the dust collecting electrode 12 will be
It is possible to superimpose a pulse voltage having a peak value V12 and a pulse width τ1 + τs2 + τ2 indicated by v12.

【0045】本実施例では、サイリスタ4を流れるパル
ス電流i4が零になってからダイオード18と可飽和リ
アクトル19で構成される磁気増幅器にパルス電流が流
れ始めるまでの期間τs2は、可飽和リアクトル19の制
御巻線21を流れるリセット電流I21を変えることによ
って制御でき、I21の値が大きいほどτs2が長くなる。
このτs2を変えることによって、集塵電極12に重畳さ
れるパルス電圧のパルス幅τ1+τs2+τ2を容易に変え
ることができる。
In this embodiment, the period τs2 from when the pulse current i4 flowing through the thyristor 4 becomes zero until the pulse current starts flowing through the magnetic amplifier composed of the diode 18 and the saturable reactor 19 is the saturable reactor 19. It can be controlled by changing the reset current I21 flowing through the control winding 21 of the above. The larger the value of I21, the longer τs2.
By changing this τs2, the pulse width τ1 + τs2 + τ2 of the pulse voltage superimposed on the dust collecting electrode 12 can be easily changed.

【0046】以下同様の動作が繰り返し行われることに
より、半導体スイッチ素子を用いた小型で信頼性が高
く、電流立ち上がり率di/dtの大きなパルス電流を
発生させることができるとともに、回生回路の働きによ
り、高効率化も実現できる。また、集塵しようとするダ
ストの種類や集塵電極の構造に最適なパルス幅のパルス
電圧を集塵電極12に加えることができ、集塵性能も向
上させることができる。
By repeating the same operation hereafter, a small and highly reliable pulse current using a semiconductor switch element can be generated and a large current rising rate di / dt can be generated, and at the same time, the regeneration circuit works. High efficiency can also be realized. Further, a pulse voltage having a pulse width most suitable for the type of dust to be collected and the structure of the dust collecting electrode can be applied to the dust collecting electrode 12, and the dust collecting performance can be improved.

【0047】(実施例2)図6は本発明による高電圧パ
ルス発生装置の別の実施例であり、パルス荷電方式の静
電集塵装置へ適用した場合の回路構成例を示したもので
ある。図中の波線内がパルス発生装置である。なお、実
施例1と同一部分には同一符号を付している。
(Embodiment 2) FIG. 6 shows another embodiment of the high-voltage pulse generator according to the present invention, and shows an example of the circuit configuration when applied to a pulse charge type electrostatic precipitator. . The inside of the broken line is a pulse generator. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals.

【0048】本実施例のパルス発生回路の基本的な動作
原理は前記実施例1の場合と同様であり、昇圧変圧器1
5を設けることによって、入力直流電源電圧24よりも
高い波高値の高電圧パルスを集塵電極12に印加し得る
ようになっている点が異なる。即ち、サイリスタ4がタ
−ンオン後、可飽和リアクトル5が飽和することによっ
て、前記昇圧変圧器15の一次巻線16の図示黒丸の逆
極性側から流入するパルス電流により、同変圧器15の
二次巻線17の図示黒丸の逆極性側から集塵電極12、
直流電流阻止用コンデンサ11、前記二次巻線17の図
示黒丸側の極性にパルス電流が流れる。このパルス電流
により、集塵電極12には、予め加えられている入力直
流電源1の電源電圧に加えて図示の極性に昇圧変圧器1
5の巻数比に応じた波高値の高電圧パルスが重畳され
る。集塵電極12は容量性負荷であるため、同集塵電極
12に電荷が完全に移行された後、集塵電極12に移行
された電荷は逆向きのパルス電流となって、集塵電極1
2の正極、昇圧変圧器15の二次巻線17、直流電流阻
止用コンデンサ11、集塵電極12の負極で流れる。こ
のため昇圧変圧器15の一次巻線16の図示黒丸の逆極
性側から主コンデンサ3、磁気増幅器を構成するダイオ
ード18、磁気増幅器を構成する可飽和リアクトル19
の主巻線20、リアクトル8、昇圧変圧器15の一次巻
線16の図示黒丸の極性側の経路でパルス電流が流れ、
主コンデンサ3にエネルギ−を回生することができる。
The basic operating principle of the pulse generation circuit of this embodiment is the same as that of the first embodiment, and the step-up transformer 1
5 is different in that a high voltage pulse having a peak value higher than the input DC power supply voltage 24 can be applied to the dust collecting electrode 12. That is, after the thyristor 4 is turned on, the saturable reactor 5 is saturated, and the pulse current flowing from the opposite polarity side of the black circle in the drawing of the primary winding 16 of the step-up transformer 15 causes the secondary voltage of the transformer 15 to rise. From the opposite polarity side of the illustrated black circle of the next winding 17, the dust collecting electrode 12,
A pulse current flows in the polarity of the DC current blocking capacitor 11 and the secondary winding 17 on the black circle side in the figure. Due to this pulse current, in addition to the power supply voltage of the input DC power supply 1 which is applied in advance to the dust collecting electrode 12, the step-up transformer 1 has the polarity shown in the figure.
A high voltage pulse having a peak value corresponding to the turns ratio of 5 is superimposed. Since the dust collecting electrode 12 is a capacitive load, after the charge is completely transferred to the dust collecting electrode 12, the charge transferred to the dust collecting electrode 12 becomes a reverse pulse current, and the dust collecting electrode 1
It flows through the positive electrode of 2, the secondary winding 17 of the step-up transformer 15, the DC current blocking capacitor 11, and the negative electrode of the dust collecting electrode 12. Therefore, the main capacitor 3, the diode 18 forming the magnetic amplifier, and the saturable reactor 19 forming the magnetic amplifier are arranged from the reverse polarity side of the black circle in the drawing of the primary winding 16 of the step-up transformer 15.
Of the main winding 20, the reactor 8, the primary winding 16 of the step-up transformer 15 on the polarity side of the black circle in the figure, a pulse current flows,
Energy can be regenerated to the main capacitor 3.

【0049】昇圧変圧器15を併用することにより、耐
電圧の低い主スイッチを用いて高電圧パルスを集塵電極
12に重畳できるため、主スイッチ4にサイリスタなど
の半導体スイッチ素子を用いても構成が簡単にできると
ともに、磁気増幅器を構成するダイオード18も高速タ
イプのものを簡単に利用でき高効率化と高信頼性化が図
れる。
Since the high voltage pulse can be superposed on the dust collecting electrode 12 by using the main switch having a low withstand voltage by using the step-up transformer 15 in combination, the main switch 4 can be configured by using a semiconductor switch element such as a thyristor. In addition, the diode 18 constituting the magnetic amplifier can be of a high-speed type, and high efficiency and high reliability can be achieved.

【0050】また、前記実施例1のように昇圧変圧器1
5を用いない場合には、集塵電極12に直流電圧を印加
するための直流電源9とパルス発生装置の入力直流電源
1を別々にし、後者の電源電圧を前者の電源電圧より高
くする必要があるが、パルス発生装置に昇圧変圧器15
を設けた場合には、本実施例でも示すように集塵電極1
2に直流電圧を印加するための直流電源電圧とパルス発
生装置の入力直流電源電圧は同一でも良いため、前記パ
ルス発生装置の入力直流電源1を前記集塵電極9に直流
電圧を印加するための直流電源を兼ねる入力直流電源2
4として利用することができる。
Further, as in the first embodiment, the step-up transformer 1
When not using 5, the DC power supply 9 for applying a DC voltage to the dust collecting electrode 12 and the input DC power supply 1 of the pulse generator need to be separated, and the power supply voltage of the latter needs to be higher than the power supply voltage of the former. There is a step-up transformer 15 in the pulse generator.
When the dust collecting electrode 1 is provided, as shown in this embodiment,
Since the DC power supply voltage for applying the DC voltage to 2 and the input DC power supply voltage of the pulse generator may be the same, the input DC power supply 1 of the pulse generator is used for applying the DC voltage to the dust collecting electrode 9. Input DC power supply 2 that also serves as DC power supply
It can be used as 4.

【0051】(実施例3)実施例1、2では磁気増幅器
を構成する可飽和リアクトル19には制御巻線21を1
つ設けていたが、図10に示すように第2の制御巻線3
1を設けることもできる。そしてこの第2の制御巻線3
1には巻先端32、33を介して図11に示すようなプ
リセット回路を付加することができる。図11に示すプ
リセット回路は、インダクタンス35と、サージ電圧吸
収用のバリスタ36、41と、ダイオード37と、コン
デンサ38と、サイリスタ39と、抵抗40と、可変直
流電源42とから構成される。以上のような構成とする
ことにより、磁気増幅器を構成するダイオード18のリ
バース・リカバリー電流によって可飽和リアクトル19
が不用にリセットされて、磁気増幅器の制御範囲が狭め
られるのを防止することができる。すなわち、図11の
プリセット回路から流されるパルス電流を大きくすれば
磁気増幅器を構成する可飽和リアクトル19が電圧パル
スを阻止する期間τs2を小さくすることができる。
(Third Embodiment) In the first and second embodiments, the control winding 21 is connected to the saturable reactor 19 constituting the magnetic amplifier.
However, as shown in FIG. 10, the second control winding 3
It is also possible to provide 1. And this second control winding 3
A preset circuit as shown in FIG. 11 can be added to 1 through the winding tips 32 and 33. The preset circuit shown in FIG. 11 includes an inductance 35, varistor 36 and 41 for absorbing surge voltage, a diode 37, a capacitor 38, a thyristor 39, a resistor 40, and a variable DC power supply 42. With the above-mentioned configuration, the saturable reactor 19 can be driven by the reverse recovery current of the diode 18 that constitutes the magnetic amplifier.
Can be prevented from being unnecessarily reset and narrowing the control range of the magnetic amplifier. That is, if the pulse current supplied from the preset circuit of FIG. 11 is increased, the period τs2 in which the saturable reactor 19 forming the magnetic amplifier blocks the voltage pulse can be reduced.

【0052】なお、本実施例では、本発明のパルス集塵
装置への応用例について説明したが、パルス発生回路と
負荷との間のインピーダンス整合の取れない他の負荷の
場合にも同様の効果が得られることは言うまでもない。
In the present embodiment, the application example of the present invention to the pulse dust collector has been described, but the same effect can be obtained in the case of another load in which impedance matching between the pulse generating circuit and the load cannot be obtained. It goes without saying that you can get

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
可飽和リアクトルを経由せずに負荷に供給したエネルギ
ーの余剰分を入力エネルギー蓄積用コンデンサに回生す
ることができるため、高効率なパルス発生装置が得られ
るとともに、負荷状態に応じて、負荷にパルス電圧を加
えている期間を容易に制御することもできる。
As described above, according to the present invention,
Since the surplus energy supplied to the load can be regenerated to the input energy storage capacitor without passing through the saturable reactor, a highly efficient pulse generator can be obtained and the load pulse can be pulsed depending on the load condition. It is also possible to easily control the period during which the voltage is applied.

【0054】特に、本発明による高電圧パルス発生装置
をパルス荷電方式の集塵装置に用いた場合には、従来の
装置で問題であった高性能化、高効率化、信頼性を飛躍
的に改善することができる。
In particular, when the high-voltage pulse generator according to the present invention is used in a pulse charge type dust collector, the high performance, high efficiency and reliability, which have been problems in the conventional apparatus, are dramatically improved. Can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による高電圧パルス発生装置の第1実施
例を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a high voltage pulse generator according to the present invention.

【図2】図1の可飽和リアクトル5の動作磁化B−Hル
ープ概念を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a concept of operating magnetization B-H loop of saturable reactor 5 in FIG.

【図3】図1の磁気増幅器を構成する可飽和リアクトル
19の動作磁化B−Hループ概念を示す図である。
3 is a diagram showing a concept of an operating magnetization BH loop of a saturable reactor 19 which constitutes the magnetic amplifier of FIG.

【図4】図1の回路における主要各部の電圧および電流
波形を示す図である。
4 is a diagram showing voltage and current waveforms of main parts in the circuit of FIG.

【図5】図1の磁気増幅器を構成する可飽和リアクトル
19のリセット回路の構成を示す回路図である。
5 is a circuit diagram showing a configuration of a reset circuit of a saturable reactor 19 which constitutes the magnetic amplifier of FIG.

【図6】本発明による高電圧パルス発生装置の第2実施
例を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a second embodiment of the high voltage pulse generator according to the present invention.

【図7】特公昭57ー43067号に開示された回路を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a circuit disclosed in Japanese Patent Publication No. 57-43067.

【図8】図7の回路における主要各部の電圧および電流
波形を示す図である。
8 is a diagram showing voltage and current waveforms of main parts in the circuit of FIG.

【図9】図7の回路における集塵電極とエネルギ−蓄積
用主コンデンサの電圧波形を示す図である。
9 is a diagram showing voltage waveforms of a dust collecting electrode and an energy-storing main capacitor in the circuit of FIG. 7.

【図10】本発明による高電圧パルス発生装置の第3実
施例を示す回路図である。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a third embodiment of the high voltage pulse generator according to the present invention.

【図11】図10の磁気増幅器を構成する可飽和リアク
トル19のプリセット回路の構成を示す回路図である。
11 is a circuit diagram showing a configuration of a preset circuit of saturable reactor 19 which constitutes the magnetic amplifier of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 入力直流電源、3 入力エネルギ−蓄積用コンデン
サ、4 半導体スイッチ素子、5 可飽和リアクトル、
8 リアクトル、9 直流電源、10 サージ電流阻止
用リアクトル、11 直流電流阻止用コンデンサ、12
集塵電極、15 昇圧変圧器、16 昇圧変圧器15
の一次巻線、17 昇圧変圧器15の二次巻線、18
磁気増幅器を構成するダイオード、 19 磁気増幅器
を構成する可飽和リアクトル、20 可飽和リアクトル
19の主巻線、21 可飽和リアクトル19の制御巻
線、24 入力直流電源、25 ダイオード、31 可
飽和リアクトル19の第2の制御巻線
1 input DC power supply, 3 input energy storage capacitor, 4 semiconductor switch element, 5 saturable reactor,
8 reactor, 9 DC power supply, 10 surge current blocking reactor, 11 DC current blocking capacitor, 12
Dust collecting electrode, 15 step-up transformer, 16 step-up transformer 15
Primary winding, 17 secondary winding of step-up transformer 15, 18
Diodes constituting a magnetic amplifier, 19 Saturable reactor constituting a magnetic amplifier, 20 Main winding of saturable reactor 19, 21 Control winding of saturable reactor 19, 24 input DC power supply, 25 diode, 31 Saturable reactor 19 Second control winding

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 エネルギー蓄積用コンデンサと、前記エ
ネルギー蓄積用コンデンサに蓄積された電荷を放出する
ための主スイッチと、可飽和リアクトルとから構成され
る直列回路により負荷にエネルギ−を供給するととも
に、前記負荷に供給したエネルギ−を、前記可飽和リア
クトルの負荷側の一端からエネルギ−蓄積用コンデンサ
に回生するパルス発生装置であって、前記負荷にエネル
ギ−を加える期間を前記可飽和リアクトルの負荷側の一
端と前記エネルギ−蓄積用コンデンサの間に接続された
磁気増幅器を用いて制御することを特徴とするパルス発
生装置。
1. A series circuit composed of an energy storage capacitor, a main switch for discharging charges accumulated in the energy storage capacitor, and a saturable reactor supplies energy to a load, and A pulse generator for regenerating the energy supplied to the load from one end of the saturable reactor on the load side to an energy storage capacitor, wherein a period for applying energy to the load is applied to the load side of the saturable reactor. A pulse generator controlled by using a magnetic amplifier connected between one end of the energy storage capacitor and the energy storage capacitor.
【請求項2】 エネルギー蓄積用コンデンサと、前記エ
ネルギー蓄積用コンデンサに蓄積された電荷を放出する
ための主スイッチと、可飽和リアクトルと、変圧器とか
ら構成される直列回路により負荷にエネルギ−を供給す
るとともに、前記負荷に供給したエネルギ−を、前記変
圧器を介して、前記可飽和リアクトルの負荷側の一端か
らエネルギ−蓄積用コンデンサに回生するパルス発生装
置であって、前記負荷にエネルギ−を加える期間を前記
可飽和リアクトルの負荷側の一端と前記エネルギ−蓄積
用コンデンサの間に接続された磁気増幅器を用いて制御
することを特徴とするパルス発生装置。
2. An energy storage capacitor, a main switch for discharging the charge stored in the energy storage capacitor, a saturable reactor, and a series circuit composed of a transformer to supply energy to a load. A pulse generator that supplies the energy supplied to the load from the load-side end of the saturable reactor to the energy storage capacitor via the transformer, and supplies the energy to the load. Is controlled by using a magnetic amplifier connected between one end on the load side of the saturable reactor and the energy storage capacitor.
【請求項3】 請求項1または2に記載のパルス発生装
置を用い、負荷を集塵電極としたことを特徴とするパル
ス荷電方式の集塵装置。
3. A pulse charging type dust collecting apparatus, wherein the load is a dust collecting electrode using the pulse generating apparatus according to claim 1 or 2.
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