JP3643062B2 - 電気集塵用電源 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コロナ放電により塵埃を帯電させて、吸着補集を行う電気集塵装置に用いられる高周波インバータを用いた電気集塵用電源装置に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、工場の排煙ガスなどに含有される塵埃，微生物あるいは煙の粒子などの空気中浮遊物を帯電して、吸着させることにより除去することで、排煙ガスなどを清浄化する電気集塵機が使用されている。
このとき、電気集塵装置は、放電電極と集塵電極との間でコロナ放電を発生させ、このコロナ放電により上述した空気中浮遊物をイオン化し、このイオン化された空気中浮遊物を集塵電極に吸着補集させることで除去を行う。
このコロナ放電を起こさせる電圧を供給するために、高周波インバータを用いた電気集塵用電源が用いられる。
上記電気集塵用電源は、商用の交流電源を整流した直流電圧で運転される高周波インバータの高周波出力電圧を、高電圧トランスと整流器とを通すことにより、直流の高電圧に変換し、この直流の高電圧を放電電極と集塵電極とに供給する。
【０００３】
従来、この種の高周波インバータを用いた電気集塵用電源の制御は、旧来のサイリスタを使用した電気集塵用電源の制御と、基本的に同一の定電流制御により行われる。
電気集塵装置は、荷電電圧が火花放電直前の電圧に制御するのが最も集塵効率が上がるが、反面、火花放電が発生し易くなる。
そして一旦、火花放電が発生すると、放電電極と集塵電極との間で短絡が起こり、コロナ放電が起こらなくなる。
したがって、電気集塵装置は、火花放電の発生直後から、放電電極と集塵電極との間の電圧（荷電電圧）がコロナ放電を起こす電圧に上昇するまで、集塵性能が大幅に低下する。
このため、集塵電源においては、集塵効率を上げるために、火花放電が発生する直前の電圧でできるだけ長く運転し、火花放電が発生したときは火花放電を速やかに消弧し、その後、できるだけ高速に荷電電圧を立ち上げる、つまり、放電電極と集塵用電源との間に形成される静電容量を高速に充電する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電気集塵用電源では、サイリスタにて昇圧変圧器の１次測電圧を制御する電源を使用した間欠荷電制御において、主回路のスイッチング時間を、商用電源の交流周波数に同期させ、すなわち、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚとし、間欠荷電の周期が１／ｆ（ｆ＝商用周波数）単位の時間において、荷電と休止とが繰り返されている。
このため、従来の電気集塵用電源装置においては、サイリスタの位相制御を用いた定電流制御、すなわち、点弧後に商用電源の電圧が反転するまで、ターンオフできないサイリスタのような素子を用いることでは、間欠荷電による充電電流の定電流制御が実現不可能であった。
【０００５】
このため、従来の電気集塵用電源においては、間欠荷電における電流検出の時定数を、間欠荷電の周期より充分大きくして、荷電電流を荷電時間と休止時間との全区間の平均として検出して、間欠荷電を制御していた。
このため、従来の電気集塵用電源においては、長い期間における荷電電圧の検出は可能であるが、異常放電による電圧の低下後の立ち上げ制御，及び荷電開始時における突入電流の制御が、検出値が平均化されたものしか得られないためにフィードバック制御が行えず、安定して集塵効率を向上させる制御が行えないという欠点がある。
【０００６】
また、この従来の電気集塵用電源においては、瞬時的な過電流、特に荷電時間になった直後の突入充電電流に対してフィードバック制御ができなくなるため、間欠荷電時にサイリスタに供給される交流波形の位相角を制限するなどの対策を行っている。
このため、従来の電気集塵用電源装置には、上述の位相角を制限するための回路が必要となり、かつこの回路による交流波形の位相角の煩雑な制御を行わなければならないという問題がある。
【０００７】
さらに、従来の電気集塵用電源装置には、電気集塵機毎に特性が異なることにより、現場毎の、サイリスタに入力される点弧信号の位相角の調整が必要な場合が生じるという欠点がある。
加えて、従来の電気集塵用電源装置には、上述したように、電流検出の時間を間欠荷電の周期より充分大きくすることによる応答性の遅さから、荷電時間と休止時間とを別個に制御することが困難であり、休止期間にコロナ放電の開始程度の電圧まで荷電する動作を行わせることが行えないという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような背景の下になされたもので、インバータ化された電源本来の高速制御性を生かした間欠荷電制御方式の電気集塵機電源により、間欠荷電による充電の定電流制御を実現可能とし、休止区間を完全な休止とせず、コロナ放電の開始程度の電圧まで荷電し、集塵効率を向上させることが可能な電気集塵用電源装置を提供することを特徴とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願発明の電気集塵用電源は、交流電源を整流した直流電圧で運転する高周波インバータ部の高周波出力電圧を、高電圧トランス（高電圧トランス９）と高電圧整流器（整流回路（全波整流ダイオード）１０）とを通して直流高電圧に変換し、直流高電圧出力端子を介して、この直流高電圧を放電電極と集塵電極との間の容量に荷電する電気集塵用電源装置であって、前記直流高電圧出力端子を流れる荷電電流が定電流になるように制御する定電流制御部（第１の実施形態における定電流制御部１６，第２の実施形態におけるＣＰＵ・４７）と、前記直流高電圧出力端子において前記荷電電流を検出し、検出されたこの荷電電流を検出電流として出力する電流検出回路（抵抗器Ｒ１）と、前記直流高電圧出力端子において放電電極と集塵電極との間の荷電電圧を検出し、検出された荷電電圧を検出電圧ＶＳとして出力する電圧検出回路（抵抗器Ｒ２，Ｒ３）とを具備し、前記定電流制御部が前記検出電圧ＶＳに応じて、荷電期間における前記検出電流が第１の設定値（ＰＥＡＫ荷電区間における荷電電流Ｉの設定値）の電流値となり、荷電抑制期間における前記検出電流が第１の設定値より小さい第２の設定値（ＢＡＳＥ荷電区間における荷電電流Ｉの設定値）の電流値となるように、前記高周波インバータ部を定電流制御することを特徴とする。
【００１０】
本願発明の電気集塵用電源は、前記直流高電圧出力端子を流れる荷電電流を検出して電流検出信号（第１の実施形態における検出電圧ＶＩ，第２の実施形態における電圧データＤＩ）を得ると共に、荷電期間（ＰＥＡＫ荷電区間）と荷電抑制期間（ＢＡＳＥ荷電区間）との間で切り替わる毎に前記第１の電流基準値（第１の実施形態における基準電圧ＶＰ，第２の実施形態における基準電圧データＤＰ）と第２の電流基準値（第１の実施形態における基準電圧ＶＢ，第２の実施形態における基準電圧データＤＢ）との間で切替えを行い、前記荷電期間において前記電流検出信号と前記第１の電流基準値とを比較し、前記電流検出信号が前記第１の電流基準値と等しくなるように前記荷電電流を定電流制御し、一方、前記荷電抑制期間において前記電流検出信号と前記第２の電流基準値とを比較し、前記電流検出信号が前記第２の電流基準値と等しくなるように前記荷電電流を定電流制御することを特徴とする請求項１に記載の電気集塵用電源。
【００１１】
本願発明の電気集塵用電源は、電気集塵部を流れる荷電電流を検出する荷電電流検出手段と、第１の電流基準値を出力する第１の電流基準手段（第１の実施形態における基準電圧発生器７，第２の実施形態におけるＲＯＭ・４９）と、第１の電流基準値よりも低い第２の電流基準値を出力する第２の電流基準手段（第１の実施形態における基準電圧発生器８，第２の実施形態におけるＲＯＭ・４９）と、前記荷電電流検出手段からの電流検出信号を、前記第１の電流基準値または第２の電流基準値のいずれかとを比較する比較回路（第１の実施形態における比較器２２，第２の実施形態におけるＣＰＵ・４７）と、前記電気集塵部に印加される荷電電圧の大きさにより前記切替え信号を発生する切替え信号発生回路（第１の実施形態におけるタイマ２０，２１、第２の実施形態におけるＣＰＵ・４７，ＲＡＭ・４８）と、この切替え信号を受けて、前記比較回路に電流基準値を供給する電流基準手段（第１の実施形態における比較器２２，第２の実施形態におけるＣＰＵ・４７）を、前記第１の電流基準手段と第２の電流基準手段とで交互に切り替える切替え手段（第１の実施形態におけるスイッチ１７，第２の実施形態におけるＣＰＵ・４７）とを有し、前記切替え信号が前記第１の電流基準手段を選択する期間において、前記直流高電圧出力端子を流れる出力電流が第１の電流値になるように前記高周波インバータ部を駆動し、前記切替え信号が前記第２の電流基準手段を選択する期間において、前記電気集塵部を流れる出力電流が第１の電流値よりも小さい第２の電流値になるように、前記荷電電流を定電流制御することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の電気集塵用電源。
【００１２】
本発明の電気集塵用電源は、前記切換手段が前記荷電期間及び前記休止期間各々の時間制御をタイマ（第１の実施形態におけるタイマ２０，２１、第２の実施形態におけるＣＰＵ・４７，ＲＡＭ・４８）により行うことを特徴とする。
本発明の電気集塵用電源は、前記切替え信号発生回路が、検出電圧ＶＳと下限値から上昇して検出電圧ＶＳに対応した値となる基準電圧ＶＫとを比較する比較回路と、前記荷電期間を設定する手段と、前記荷電抑制期間を設定する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の電気集塵用電源は、前記手段がタイマであることを特徴とする。
本発明の電気集塵用電源は、前記切換手段が前記荷電時間の長さを、前記切換信号に基づき調整することを特徴とする。
本発明の電気集塵用電源は、インバータ化した電気集塵用電源の高速制御性を生かした間欠荷電制御において荷電時間と抑制時間(PEAK荷電時間とBASE荷電時間とに対応)を、それぞれの電流設定レベルを設けて、この電流設定レベルを切替えて定電流制御することにより、瞬時的な過電流、特に荷電時間になった直後の突入充電電流を制御可能とし、安定したピーク電圧を確保できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態による集塵用電源装置は、間欠的に荷電電圧を供給することにより集塵効率を向上させる間欠荷電制御において、荷電期間（ＰＥＡＫ荷電期間）及び荷電抑制期間（ＢＡＳＥ荷電期間）毎に、各々異なる荷電電流の設定値（第１及び第２の設定値）を設けて、この設定値を切り替えて、放電電極１１と集塵電極との間へ荷電を行う定電流の制御を行う。
また、第１の実施形態による集塵用電源装置は、従来の集塵用電源装置が上記荷電抑制期間の間に荷電を行わないのに比べ、荷電抑制期間にもＢＡＳＥ荷電として荷電を継続させ、荷電電圧のピーク値と平均荷電電圧の値との積が大きくし、電気集塵機の集塵効率を向上させている。
【００１５】
すなわち、第１の実施形態による集塵用電源装置は、大きい荷電電流（第１の設定値）を与える荷電期間を逆電離を起こさない時間として設定するＰＥＡＫ荷電時間設定用タイマと、少ない荷電電流（第２の設定値）を与え、電圧が特定のレベルまで低下するのに必要な時間を計時するＢＡＳＥ荷電時間設定用タイマとを設け、ＰＥＡＫ荷電時間において第１の設定値に基づき荷電における定電流制御を行い、ＢＡＳＥ荷電時間において第２の設定値に基づき荷電における定電流制御を行う。
ここで、上記第２の設定値は、上記第１の設定値に比較して低い荷電電流、すなわちコロナ放電が開始される電圧程度に、放電電極と集塵電極との間を荷電する電流値に設定されている。
【００１６】
図１は本発明の第１の実施形態による集塵用電源の構成を示すブロック図である。この図において、整流器１は、商用電源を整流し、直流電圧を発生する。チョークコイル２及びコンデンサ３は、低周波フィルタ４を構成し、特定の周波数以上の高周波電流を阻止する。
フィルタ回路４は、生成した直流電圧を高周波インバータ部（以下、インバータという）５に供給する。
インバータ５は、４個のＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）・５Ａ〜５Ｄと、このＩＧＢＴを保護する４個の逆並列ダイオード６Ａ〜６Ｄで構成されている。
また、インバータ５は、所定の周波数の駆動パルスにより、ＩＧＢＴ・５Ａ〜５Ｄが駆動され、交流電流を生成し、この交流電流を共振インダクタ１２を介して高電圧トランス９の１次巻線に供給する。
【００１７】
ここで、高電圧トランス９の２次側の鎖線で示すコンデンサ１３は、高電圧トランス９のストレイキャパシタンスを示し、このストレイキャパシタンスとコンデンサ１４のキャパシタンスとが必要な共振キャパシタンスを与える。
この共振コンデンサ１３と１４は、高電圧トランス９の１次側の共振インダクタ１２との共振作用により、インバータ回路５を並列共振モードで動作させる。
このとき、共振コンデンサ１３の両端の電圧、すなわち高電圧トランス９の２次側巻線間の電圧は、インバータ回路５におけるＩＧＢＴ５Ａ〜５Ｄのスイッチング周波数をｆとし、共振コンデンサ１３と共振インダクタ１２とから決まる共振周波数Ｆとし、「ｎ・ｆ≦Ｆ≦ｍ・ｆ」の範囲内で共振させると、等価的に整流器１の出力する電圧より高い電圧を得ることができる。ここで、「ｎ」と「ｍ」との数値は、出力電圧を測定しつつ、希望する電圧が得られる数値範囲に調整することにより決定される。
また、高電圧トランス９の２次巻線には、整流回路（高電圧全波整流回路）１０が接続されている。
整流回路１０は、高電圧トランス９の２次巻線に発生する交流高電圧を直流高電圧（以下、整流電圧とする）に変換して放電電極１１へ供給する。
これにより、放電電極１１と接地された集塵電極１２との間には、上記整流電圧に相当するの電圧差が発生する。
ここで、放電電極１１と集塵電極１２とによる静電容量の容量値は、例えば、０.０１μＦ以上であり、数ｋＨｚ以上の変換周波数のインバータ５を用いれば十分なフィルタ効果が見込める。
【００１８】
電流検出抵抗Ｒ１は、整流回路１０及び高電圧トランス９の２次巻線に対して直列に設けられており、放電電極荷電電流測定系を構成しており、放電電極１１へ供給される荷電電流に対応する測定電圧ＶＩを出力する。
電圧検出抵抗Ｒ２，Ｒ３は、放電電極１１と接地点との間において直列に設けられ、荷電電圧測定系を構成し、接続点Ｓから分圧した検出電圧ＶＳを出力する。
以下、簡単のため、放電電極１１における荷電電圧がピーク電圧であるときの検出電圧ＶＳをピーク電圧とし、ＢＡＳＥ荷電区間における検出電圧ＶＳを、コロナ放電が開始される程度の電圧として説明する。
【００１９】
制御回路３１は、上記測定電圧ＶＩ及び検出電圧ＶＳの数値に基づき、インバータ回路５を駆動し、荷電電流を２段階で定電流制御を行う。
また、制御回路３１は、駆動回路１９，火花追従制御回路３２，定電圧制御回路３３，短絡検出トリップ制御回路３４、定電流制御回路１６，比較器２２，ＰＥＡＫ荷電時間設定用タイマ２０，ＢＡＳＥ荷電時間設定用タイマ２１などを有している。
ここで、短絡検出トリップ制御回路３４は、検出電圧ＶＳの数値を検出して、一定時間以上に渡って短絡状態が継続した場合、トリップして接続した放電電極１１と集塵電極１２とを切り離す制御を行う。
【００２０】
駆動回路１９は、上記火花追従制御回路３２，定電圧制御回路３３，定電流制御回路１６各々から出力される制御信号により、インバータ５のＩＧＢＴ・５Ａ〜５Ｄのオン時問を決定する駆動パルス幅の変調を行う。
火花追従制御回路３２は、通常に運転されている場合に、火花放電が頻繁に起こることを検出すると、荷電電圧を予め決められた電圧ΔＶだけ下げ、火花放電が起こらない荷電電圧となるよう、駆動回路１９から出力される駆動パルス幅を制御する。
【００２１】
また、定電圧制御回路３３は、電気集塵機の空気の排出口に設けられた光センサにより、排出口から排出される排気の透過率を測定し、透過率の変化が飽和する荷電電圧となるよう、駆動回路１９から出力される駆動パルス幅を制御する。
さらに、駆動回路１９は、定電流制御回路１６から入力される制御信号Ｃが「Ｌ」レベルの場合、駆動パルス幅を広げてインバータ５の出力を上昇させ、制御信号Ｃが「Ｈ」レベルの場合、駆動パルス幅を狭めてインバータ５の高電圧トランス９の一次側巻線へ出力する電圧を低下させる制御を行う。
このとき、インバータ５の各ＩＧＢＴのスイッチング速度は、２０ｋＨｚ程度に設定されており、定電流制御の精度を高いものとしている。
【００２２】
定電流制御回路１６は、スイッチ（切換器）１７を通して与えられる基準電圧（（−）端子に入力）と、上記検出電圧ＶＩ（（＋）端子に入力）とを比較し、この検出電圧ＶＩが基準電圧より高い場合、「Ｈ」レベルの制御信号Ｃを出力し、一方、検出電圧ＶＩが基準電圧より低い場合、「Ｌ」レベルの制御信号Ｃを出力する比較回路１８を備える。
スイッチ１７は、タイマ２０の出力する制御信号Ｐのレベルに応じて、基準電圧発生器７の発生する基準電圧ＶＰ，及び基準電圧発生器８の発生する基準電圧ＶＢのいずれを、比較回路１８の（−）端子へ供給するかを設定する。
例えば、スイッチ１７は、タイマ２０の出力が「Ｈ」レベルのとき、定電流制御回路１６の（−）端子に上記基準電圧ＶＰを供給し、タイマ２０の出力が「Ｌ」レベルのとき、定電流制御回路１６の（−）端子に上記基準電圧ＶＢを供給する。
【００２３】
タイマ２０は、ＰＥＡＫ荷電時間を設定するタイマであり、カウントアップすると、制御信号Ｐを「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに遷移させ、タイマ２１の計時した時間をリセットする。
タイマ２１は、ＢＡＳＥ荷電時間を設定するタイマであり、制御信号Ｐが「Ｌ」レベルとなることにより計時動作をスタートさせる。
また、タイマ２１は、計時動作がスタートすると、制御信号Ｑを「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに遷移させ、タイマ２０の計時した時間をリセットする。
一方、タイマ２１は、カウントアップすると、制御信号Ｑを「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルへ遷移させる。
【００２４】
さらに、タイマ２０は、ダイオード２４を介して、「Ｌ」レベルの制御信号Ｑが入力され、かつ、ダイオード２３を介して、「Ｌ」レベルの制御信号Ｒが入力されると、計時動作を開始する。
したがって、ＰＥＡＫ荷電時間設定用タイマ２０とＢＡＳＥ荷電時間設定用タイマ２１とにおいて、ＰＥＡＫ荷電時間設定用タイマ２０がタイムアップすると、ＢＡＳＥ荷電時間設定用タイマ２１の動作開始をセットし、このＢＡＳＥ荷電時間設定用タイマ２１がタイムアップすると、ＰＥＡＫ荷電時間設定用タイマ２０の動作開始をセットすることにより、ＰＥＡＫ荷電時間とＢＡＳＥ荷電時間とが、図２に示すように交互に繰り返される。
【００２５】
比較器２２は、コンパレータであり、ＰＥＡＫ荷電時間設定用タイマ２０のカウント動作を停止させる、「Ｈ」レベルの制御信号Ｒを出力する。
ここで、比較器２２は、検出電圧ＶＳ（（−）端子に入力）と基準電圧ＶＫ（（＋）端子に入力）との比較を行い、検出電圧ＶＳが基準電圧ＶＫより小さくなると、制御信号Ｒを「Ｈ」レベルとして出力し、一方、検出電圧ＶＳが基準電圧より大きくなると、制御信号Ｒを「Ｌ」レベルとして出力する。
【００２６】
ピーク電圧ホールド用コンデンサ２８は、検出電圧ＶＳにおいて、正常に動作しているときの荷電電圧のピーク電圧における電荷をダイオード３０を介して蓄積、すなわちピーク電圧の電圧値を記憶している。
抵抗２７と可変抵抗器２６とは、高抵抗値の抵抗器であって、直列に接続されており、ダイオード３０のカソードと接地点との間で、ピーク電圧ホールド用コンデンサ２８と並列に設けられている。
また、抵抗２７と可変抵抗器２６とは、設上記ピーク電圧を分圧し、この分圧された電圧を基準電圧ＶＫとして、比較器２２の（＋）端子へ供給する。
ここで、可変抵抗器２６の抵抗値を調整して、ピーク電圧ホールド用コンデンサ２８に蓄積されている電圧の８０〜９０％の電圧値の基準電圧ＶＫが、比較器２２の（＋）端子へ供給されるようにする。
【００２７】
トランジスタ２９は、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタであり、ダイオード３０のカソードと接地点との間に、ピーク電圧ホールド用コンデンサ２８と並列に設けられている。
また、トランジスタ２９は、制御信号Ｑまたは制御信号Ｒのいずれかでも「Ｈ」レベルとなることにより、ピーク電圧ホールド用コンデンサ２８に蓄積されている電荷を接地点に放電させる。
すなわち、トランジスタ２９は、制御信号Ｑまたは制御信号Ｒのいずれかでも「Ｈ」レベルとなることにより、ピーク電圧ホールド用コンデンサ２８が記憶しているピーク電圧をリセットする。
したがって、ピーク電圧ホールド用コンデンサ２８の電圧は、荷電抑制期間ではトランジスタ２９のオンによりゼロ電圧に近い下限値にリセットされ、荷電期間に入ると、その下限値から検出電圧ＶＳの値に応じて充電され、基準電圧ＶＫも当然に検出電圧ＶＳの値に比例した値となる。
このことは重要である。負荷電圧が大きく変化したとき、例えば逆電離現象が発生した場合は、荷電電圧、つまり検出電圧ＶＳは通常の１／３−１／４に低下する。また、電極間にスパークが発生した場合には荷電電圧はほぼゼロになる。このような場合、基準電圧ＶＫが固定の値としたときには、検出電圧ＶＳが基準電圧ＶＫよりも小さくなってしまうので、荷電期間になると直ぐに荷電抑制期間となってしまい、運転を一旦停止させなくてはならなくなる。
この発明では、基準電圧ＶＫは検出電圧ＶＳの値に比例した値になるので、いかなる負荷変動があっても、検出電圧ＶＳが基準電圧ＶＫよりも低下するのは、荷電期間から荷電抑制期間に切り替わるときであり、このとき比較回路２２の出力信号レベルが変化するだけであるので、前述のような問題は生じない。
【００２８】
次に、第１の実施形態による集塵用電源の動作例を、図１ないし図３を用いて説明する。図２と図３は、図１の集塵用電源の動作例を示すタイミングチャートである。ここで、図３（ａ）は、荷電電圧、すなわち検出電圧ＶＳ（実線で示されている）及び基準電圧ＶＫ（破線で示されている）の時刻変化を示しており、横軸が時刻、縦軸が荷電電圧の電圧値を示している。また、図３（ｂ）は、比較器２２が出力する制御信号Ｒの電圧レベルを示しており、横軸が時刻、縦軸が電圧レベルを示している。図３（ｃ）は、タイマ２０の出力する制御信号Ｐの電圧レベルを示しており、横軸が時刻、縦軸が電圧レベルを示している。図３（ｄ）は、荷電電流値に対応した検出電圧ＶＩの電圧レベルを示しており、横軸が時刻、縦軸が電圧レベルを示している。図３（ｅ）は、定電流制御回路１６から出力される制御信号Ｃの電圧レベルを示しており、横軸が時刻、縦軸が電圧レベルを示している。
【００２９】
以下、図３の各時刻に従い、本発明の第１の実施形態の動作例の説明を行う。
１）時刻ｔ０〜ｔ１（ＰＥＡＫ荷電時間）
ＰＥＡＫ荷電区間において、タイマ２０は、制御信号Ｐを「Ｈ」レベルで出力しており、スイッチ１７を通して基準電圧ＶＰを出力させている。
これにより、定電流制御回路１６は、基準電圧ＶＰに対応して電流Ｉを定電流制御しているため、電流Ｉは放電電極１１の荷電電圧をピーク電圧とする電流値となっている。
このとき、ＰＥＡＫ荷電区間開始時点からピーク電圧ホールド用コンデンサ２８に充電される電荷が検出電圧ＶＳによって徐々に増加し、ピーク電圧の電圧値に達する。
ここで、ピーク電圧ホールド用コンデンサ２８にピーク電圧が記憶された時点において、基準電圧ＶＫの電圧値は上記ピーク電圧の８０〜９０％の電圧値となっている。
【００３０】
そして、タイマ２０は、電気集塵装置の負荷状態が正常であれば、ＰＥＡＫ荷電時間ＴPをカウントアップして、時刻ｔ1に制御信号Ｐを「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルへ遷移させ、スイッチ１７を通して出力される基準電圧を基準電圧ＶＰからそれよりも低い基準電圧ＶＢへ切り替える。
また、タイマ２０は、タイマ２１の計時動作を開始させ、荷電状態を、ＰＥＡＫ荷電区間からＢＡＳＥ荷電区間へ移行させる。
すなわち、定電流制御回路１６は、入力される基準電圧が基準電圧ＶＢとなり、低くなることにより、ＢＡＳＥ荷電区間においてはＰＥＡＫ荷電区間に比べて、放電電極１１へ供給する荷電電流Ｉを減少させて、定電流制御を行う。
【００３１】
２）時刻ｔ１〜ｔ２（ＢＡＳＥ荷電区間）
次に、タイマ２１は制御信号Ｑを「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルとして、タイマ２０をリセットするとともに、トランジスタ２９をオン状態として、ピーク電圧ホールド用コンデンサ２８に蓄積されている電荷を放電させる。
そして、ＢＡＳＥ荷電区間においては、タイマ２０が、制御信号Ｐを「Ｌ」レベルで出力しており、スイッチ１７を通して基準電圧ＶＢを出力させている。
これにより、定電流制御回路１６は、基準電圧ＶＢに応じて電流Ｉを定電流制御しているため、電流Ｉは放電電極１１の荷電電圧をコロナ放電を開始する程度の電圧とする電流値となっている。
また、このとき、基準電圧ＶＫは、検出電圧ＶＳ、すなわち、ほぼコロナ放電を開始する程度の電圧の８０〜９０％の電圧となっている。
【００３２】
そして、タイマ２０は、ＢＡＳＥ荷電時間ＴBをカウントアップして、時刻ｔ2に制御信号Ｐを「L」レベルから「Ｈ」レベルへ遷移させ、スイッチ１７を通して出力される基準電圧を基準電圧ＶＢから基準電圧ＶＰへ切り替える。
また、タイマ２１は、制御信号Ｑを「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルへ遷移させ（このとき制御信号Ｒは「Ｌ」レベル）、タイマ２０の計時動作を開始させ、荷電状態を、ＰＥＡＫ荷電区間からＢＡＳＥ荷電区間へ移行させる。
すなわち、定電流制御回路１６は、入力される基準電圧が基準電圧ＶＰとなり高くなることにより、ＰＥＡＫ荷電区間においてＢＡＳＥ荷電区間に比較して、放電電極１１へ供給する荷電電流Ｉを増加させて、定電流制御を行う。
【００３３】
３）時刻ｔ２〜ｔ３（ＰＥＡＫ荷電区間）
基本的な動作は、時刻ｔ0〜ｔ1におけるＰＥＡＫ荷電区間と同様である。
しかしながら、時刻ｔ3において、タイマ２０がタイムアップする以前に、検出電圧ＶＳの電圧値が逆電離の発生により低下したとする。
このため、タイマ２０の計時時間ＴPSは、ＰＥＡＫ時間ＴPに比較して短くなる。
一方、タイマ２１において、計時する時間、すなわちＢＡＳＥ時間ＴBは常に一定の値である。
そして、比較器２２は、検出電圧ＶＳの電圧値が基準電圧ＶＫより低くなると、制御信号Ｒを「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルへ遷移させ、ダイオード２３を介してタイマ２０へ「Ｈ」レベルの制御信号Ｒを出力することとなる。
これにより、タイマ２０はリセットされ、計時動作を終了し、制御信号Ｐを「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルへ遷移させる。
【００３４】
そして、タイマ２１は、計時動作を開始し、制御信号Ｑを「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルへ遷移させる。
したがって、逆電離などによるスパークが発生すると、瞬時に荷電状態がＰＥＡＫ荷電区間からＢＡＳＥ荷電区間へ移行する。
また、このとき、リセット用のトランジスタ２９は、「Ｈ」レベルの制御信号Ｒによりオン状態となり、ピーク電圧ホールド用コンデンサ２８に蓄積された電荷を放電させる。
これにより、比較器２２は、制御信号Ｒを「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルへ遷移させる。
以下、時刻ｔ3〜ｔ4と時刻ｔ5〜ｔ6とのＢＡＳＥ荷電区間は、時刻ｔ1〜ｔ2のＢＡＳＥ荷電区間における説明と同様のため、再度の説明を省略する。
同様に、時刻ｔ4〜時刻ｔ5のＰＥＡＫ荷電区間は、時刻ｔ2〜ｔ3のＰＥＡＫ荷電区間における説明と同様のため、再度の説明を省略する。
【００３５】
上述したように、本願発明の第１の実施形態による集塵用電源は、制御回路３１内部にＰＥＡＫ荷電時間設定用タイマ２０と、ＢＡＳＥ荷電時間設定用タイマ２１が設けられ、このＰＥＡＫ荷電時間設定用タイマ２０がタイムアップすると、ＢＡＳＥ荷電時間設定用タイマ２１をセットさせ、このタイマ２１がタイムアップするとタイマ２０をセットすることにより、荷電状態がＰＥＡＫ荷電区間とＢＡＳＥ荷電区間とが交互に繰り返されるが、ＰＥＡＫ荷電区間で逆電離などによるスパークが発生すると、そのＰＥＡＫ荷電を終了させて、ＢＡＳＥ荷電に移行し、荷電電圧を低下させると同時に電流を低い値に抑制すように定電流制御を行う。
これにより、荷電時間設定用タイマ２０が「Ｈ」レベルのときは、この出力に接続されたスイッチ１７が基準電圧ＶＰを選択し、ＰＥＡＫ荷電時間設定用タイマ２０が「Ｌ」レベルのときは、基準電圧ＶＢが選択され、定電流制御回路１６に入力される基準電圧は、上記基準電圧ＶＰと上記基準電圧ＶＢとのいずれかに繰り返し切り替えられることとなる。
したがって、本願発明の第１の実施形態による集塵用電源は、駆動回路１９がインバータ５の各ＩＧＢＴのスイッチングを２０ｋＨｚと高速で行うため、ＰＥＡＫ荷電区間とＢＡＳＥ荷電区間との時間間隔、すなわち間欠荷電の周期を、従来のサイリスタを用いたインバータに比較して短くすることが可能となっており、スパーク又は逆電離の発生で、検出電圧ＶＳが低下すると、瞬時にＰＥＡＫ荷電をＢＡＳＥ荷電に切り替え、（ＰＥＡＫ荷電区間とＢＡＳＥ荷電区間とに対応して設定された基準電圧データに基づき、）荷電電圧、電流を低下させるので、スパーク又は逆電離をより速やかに消滅させることができる。
【００３６】
また、本願発明の第１の実施形態による集塵用電源は、上述したように、インバータ５の各ＩＧＢＴスイッチング速度を、２０ｋＨｚ程度に高周波化させたことにより、定電流制御特性の高速化が可能となり、間欠荷電の周期を短くすることができ、ＢＡＳＥ荷電期間からＰＥＡＫ荷電期間に移行直後の突入充電電流も、高速な定電流制御により制御可能とし、かつ、ＢＡＳＥ荷電期間において、荷電電流設定をＰＥＡＫ荷電期間の数％まで減少させることにより、コロナ始発電圧近傍に荷電電圧を維持することが可能である。
【００３７】
さらに、本願発明の第１の実施形態による集塵用電源は、ダイオード３０を通してピーク電圧ホールド用コンデンサ２８を、検出電圧ＶＳにより充電し、この充電電圧は可変抵抗器２６と抵抗器２７にて分圧され、測定電圧におけるピーク電圧に比較して10〜20％減衰させ、基準電圧ＶＫとして比較器２２の（＋）端子へ出力させ、比較器２２が基準電圧ＶＫより検出電圧ＶＳの低いことを検知すると、制御信号Ｒを「Ｈ」レベルとし、ダイオード２３を介してＰＥＡＫ荷電時間設定用タイマ２０をリセットし、ＢＡＳＥ荷電区間に移行するため、ＰＥＡＫ荷電区間中に逆電離現象等により荷電電圧が低下した場合、不用なコロナ電力（電流Ｉ）の注入を制限して、逆電離現象の進行を防止でき、かつ、ＰＥＡＫ荷電時間中に火花放電が発生した場合にも比較器２２の（−）端子に接続された検出電圧ＶＳ、すなわち荷電電圧が急激に低下するので同様に、荷電状態をＰＥＡＫ荷電区間からＢＡＳＥ荷電区間に移行させ、火花の頻発を防止することが可能となる。
【００３８】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態による集塵用電源は、第１の実施形態の図１の構成において、制御回路３１がＣＰＵ（中央処理装置）やマイクロコンピュータなどを用いて、ソフトウエア処理にて構成された以外、同様の構成である。
図４の第２の実施形態の構成において、図１の第１の実施形態の構成と同様なものには同一の符号を付し、再度の説明を省略する。
制御回路２１は、駆動回路１９，Ｉ／Ｏ回路４６，ＣＰＵ・４７，ＲＡＭ（Randum Access Memory）・４８，ＲＯＭ（Read Only Memory）・４９，Ａ／Ｄ・５０，及び図示しないが火花追従制御，定電圧制御，短絡検出トリップ制御などのソフトウェアを記憶したＲＯＭから構成されている。
【００３９】
ＣＰＵ・４７は、ＲＯＭ・４９に記憶されているプログラム及び所定のデータに基づき、制御回路２１の各回路の制御を行う。
ＲＯＭ・４９には、上記プログラムの他に、基準電圧データＤＰ（第１の実施形態の基準電圧ＶＰに対応），基準電圧データＤＢ（第１の実施形態の基準電圧ＶＢに対応），ＰＥＡＫ荷電区間のＰＥＡＫ時間ＴP，ＢＡＳＥ荷電区間のＢＡＳＥ時間ＴB等が記憶されている。
Ａ／Ｄ・５０は、Ａ／Ｄコンバータであり、荷電電圧に対応する検出電圧ＶＳ、及び出力電流に対応する検出電圧ＶＩを、各々デジタルデータに変換して、それぞれ電圧データＤＳ，電圧データＤＩとして出力する。
ＲＡＭ・４８は、計算結果の一時記憶のデータを格納する。
Ｉ／Ｏ回路４６は、ＣＰＵ・４７の制御により、駆動回路１９に対して制御信号Ｃ（第１の実施形態の定電流制御回路１６の出力する制御信号Ｃと同様）を出力する。
ここで、制御信号Ｃの論理レベルによる駆動回路１９の動作は、第１の実施形態と同様である。
【００４０】
また、ＣＰＵ・４７は、Ａ／Ｄ・５０が所定の期間毎において、Ａ／Ｄ変換する電圧データＤＳに０.８〜０.９を乗算して、基準電圧データＤＫとして格納する。
このとき、ＣＰＵ・４７は、ＰＥＡＫ荷電区間において、電圧データＤＳが最も高い電圧、すなわちピーク電圧のときの電圧値に基づいた基準電圧データＤＳを保持する。
さらに、ＣＰＵ・４７は、ＲＡＭ・４８に設けられた計時時間を記憶させるタイマ格納部に、ＰＥＡＫ荷電区間及びＢＡＳＥ荷電区間において計時する毎に、順次、この計時した時間を時刻データとして格納する。
【００４１】
また、ＣＰＵ・４７は、ＰＥＡＫ荷電区間において、上記時刻データとＰＥＡＫ荷電区間のＰＥＡＫ時間ＴPとを比較し、時刻データがＰＥＡＫ時間を超えると、荷電状態をＰＥＡＫ荷電区間からＢＡＳＥ荷電区間へ移行させ、上記タイマ格納部の時刻データをリセットする。
一方、ＣＰＵ・４７は、ＢＡＳＥ荷電区間において、上記時刻データとＢＡＳＥ荷電区間のＢＡＳＥ時間ＴBとを比較し、時刻データがＢＡＳＥ時間を超えると、荷電状態をＢＡＳＥ荷電区間からＰＥＡＫ荷電区間へ移行させ、タイマ格納部の時刻データをリセットする。
【００４２】
ここで、ＣＰＵ・４７は、ＰＥＡＫ荷電区間において、電圧データＤＩと基準電圧ＶＰとを比較し、電圧データＤＩが基準電圧データＤＰより大きい場合、制御信号Ｃを「Ｈ」レベルとして出力し、電圧データＤＩが基準電圧データＤＰより小さい場合、制御信号Ｃを「Ｌ」レベルとして出力する。
また、ＣＰＵ・４７は、ＢＡＳＥ荷電区間において、電圧データＤＩと基準電圧ＶＢとを比較し、電圧データＤＩが基準電圧データＤＢより大きい場合、制御信号Ｃを「Ｈ」レベルとして出力し、電圧データＤＩが基準電圧データＤＢより小さい場合、制御信号Ｃを「Ｌ」レベルとして出力する。
さらに、ＣＰＵ・４７は、ＰＥＡＫ荷電区間において、基準データＤＫと電圧データＤＳとを比較し、この電圧データＤＳが基準データＤＫより小さくなると、強制的に、ＰＥＡＫ荷電区間からＢＡＳＥ荷電区間へ、荷電状態を移行させる。
【００４３】
次に、第２の実施形態による集塵用電源の動作例を、図４及び図５を用いて説明する。図５は、図４の集塵用電源の動作例を示すフローチャートである。
ステップＳ１において、ＣＰＵ・４７は、ＰＥＡＫ荷電区間の開始時点で、ＲＡＭ・４８の基準電圧データＤＫをリセット（０Ｖとする）し、処理をステップＳ２へ進める。
次に、ステップＳ２において、ＣＰＵ・４７は、計時処理を開始し、タイマ記憶部に時刻データを書き込むとともに、より高い基準電圧データＤＫ（ピーク電圧の時点の）を、上書きして記憶させる。
また、ＣＰＵ・４７は、電圧データＤＩと比較する基準電圧データをＤＰに設定し、処理をステップＳ３へ進める。
これにより、ＣＰＵ・４７は、ＢＡＳＥ荷電区間において、電圧データＤＩと電圧データＤＢとを比較し、駆動回路１９を制御する駆動信号Ｃを、対応する論理レベル（「Ｈ」レベルまたは「Ｌ」レベル）で出力する。
【００４４】
そして、ステップＳ３において、ＣＰＵ・４７は、電圧データＤＳと基準電圧データＤＫとを比較し、電圧データＤＳが基準電圧ＤＫより大きいことを検出した場合、処理をステップＳ４へ進め、電圧データＤＳが基準電圧ＤＫより小さいことを検出した場合、処理をステップＳ５へ進める。
次に、ステップＳ４において、ＣＰＵ・４７は、上記時刻データがＰＥＡＫ時間ＴPに達したか否かの判定を行う。
このとき、ＣＰＵ・４７は、時刻データがＰＥＡＫ時間に達したことを検出した場合、処理をステップＳ５へ進め、一方、時刻データがＰＥＡＫ時間に達していないことを検出した場合、処理をステップＳ３へ戻す。
【００４５】
次に、ステップＳ５において、ＣＰＵ・４７は、タイマ記憶部をリセットして、新たに時刻の計時処理を開始し、時刻データをタイマ記憶部に書き込む。
また、ＣＰＵ・４７は、電圧データＤＩと比較する基準電圧データをＤＢに設定し、処理をステップＳ６へ進める。
これにより、ＣＰＵ・４７は、ＢＡＳＥ荷電区間において、電圧データＤＩと電圧データＤＢとを比較し、駆動回路１９を制御する駆動信号Ｃを、対応する論理レベルで出力する。
そして、ステップＳ６において、ＣＰＵ・４７は、上記時刻データとＢＡＳＥ時間ＴBとの比較を行う。
このとき、ＣＰＵ・４７は、時刻データがＢＡＳＥ時間ＴBに達したことを検出した場合、処理をステップＳ１へ進め、時刻データがＢＡＳＥ時間ＴBに達していないことを検出した場合、ステップＳ６の処理を繰り返す。
【００４６】
上述したように、本願発明の第２の実施形態による集塵用電源は、ＣＰＵ・４７がＰＥＡＫ荷電区間において、時刻データと、ＰＥＡＫ時間ＴPとを比較し、時刻データがＰＥＡＫ時間ＴPを越える（タイムアップ）すると、荷電状態をＰＥＡＫ荷電区間からＢＡＳＥ荷電区間に移行し、ＢＡＳＥ荷電区間において、時刻データとＢＡＳＥ時間ＴBとを比較し、時刻データがＢＡＳＥ時間ＴBを越える（タイムアップ）すると、荷電状態をＢＡＳＥ荷電区間からＰＥＡＬ荷電区間に移行するため、荷電状態としてＰＥＡＫ荷電区間とＢＡＳＥ荷電区間とが交互に繰り返される。
これにより、ＰＥＡＫ荷電区間のときは、電圧データＤＩと比較する基準電圧データとして基準電圧データＤＰが選択され、ＢＡＳＥ荷電区間のときは、電圧データＤＩと比較する基準電圧データとして基準電圧データＤＢが選択され、荷電状態により、電圧データＤＩと比較する基準電圧データは、上記基準電圧データＤＰと上記基準電圧データＤＢとのいずれかに繰り返し切り替えられることとなる。
したがって、本願発明の第２の実施形態による集塵用電源は、駆動回路１９がインバータ５の各ＩＧＢＴのスイッチングを２０ｋＨｚと高速で行うため、ＰＥＡＫ荷電区間とＢＡＳＥ荷電区間との時間間隔、すなわち間欠荷電の周期を、従来のサイリスタを用いたインバータに比較して短くすることが可能となっており、ＰＥＡＫ荷電区間とＢＡＳＥ荷電区間とに対応して設定された基準電圧データに基づき、放電電極１１に供給される電流Ｉの定電流制御の精度を向上させ、荷電電圧の制御を高速に行うことができる。
【００４７】
また、本願発明の第２の実施形態による集塵用電源は、上述したように、インバータ５の各ＩＧＢＴスイッチング速度を、２０ｋＨｚ程度に高周波化させたことにより、定電流制御特性の高速化が可能となり、間欠荷電の周期を短くすることができ、ＢＡＳＥ荷電期間からＰＥＡＫ荷電期間に移行直後の突入充電電流も、高速な定電流制御により制御可能とし、かつ、ＢＡＳＥ荷電期間において、荷電電流設定をＰＥＡＫ荷電期間の数％まで減少させることにより、コロナ始発電圧近傍に荷電電圧を維持することが可能である。
【００４８】
本願発明の第２の実施形態による集塵用電源は、ＣＰＵ・４７が電圧データＤＳに対して、０.８〜０.９を乗算して、基準電圧データＤＫとして、測定電圧におけるピーク電圧に比較して10〜20％減衰させ、この基準電圧データＤＫと電圧データＤＳとを比較して、基準電圧データＤＫより電圧データＤＳの低いことを検知すると、強制的にＰＥＡＫ荷電区間からＢＡＳＥ荷電区間に移行させるため、ＰＥＡＫ荷電区間中に逆電離現象等により荷電電圧が低下した場合、不用なコロナ電力（電流Ｉ）の注入を制限して、逆電離現象の進行を防止でき、かつ、ＰＥＡＫ荷電時間中に火花放電が発生した場合にも比較器２２の（−）端子に接続された検出電圧ＶＳ、すなわち荷電電圧が急激に低下するので同様に、荷電状態をＰＥＡＫ荷電区間からＢＡＳＥ荷電区間に移行させ、火花放電の頻発を防止することが可能となる。
【００４９】
以上、本発明の一実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、インバータ５の制御を駆動パルス幅制御で説明したが、インバータ５の前にＩＧＢＴなどのスイッチング素子からなる降圧チョッパ回路を接続し、その降圧チョッパ回路の出力電圧を制御して、又はインバータの周波数制御を行って荷電電圧を制御しても良い。
なお、スイッチ１７は機械的な切替えスイッチとして示したが、ＦＥＴのような制御可能な半導体素子を複数個並列接続したものと、これらをタイマ２０からの制御信号Ｐに基づいて選択してオンさせる駆動回路とからなっても良い。また、基準電圧ＶＫは、実施例では各ＢＡＳＥ荷電期間の直ぐ前のＰＥＡＫ荷電期間のピーク電圧としたが、例えばＰＥＡＫ荷電期間のピーク電圧程度の電圧値とＢＡＳＥ荷電期間のＢＡＳＥ荷電電圧との中間程度の電圧値、つまり適当な固定の直流電圧であっても良い。
さらにまた、ＢＡＳＥ荷電電圧は、一例としてコロナ放電開始電圧よりも幾分大きい電圧として説明したが、コロナ放電開始電圧よりも幾分大きい電圧からゼロＶの間の任意の電圧であれば良い。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の集塵用電源装置によれば、間欠荷電のＰＥＡＫ荷電区間およびＢＡＳＥ荷電区間の荷電電流（荷電電流Ｉ）をそれぞれ別のパラメータとして制御可能となり、ＰＥＡＫ荷電およびＢＡＳＥ荷電の安定した荷電制御が可能となる。
また、本発明の集塵用電源によれば、間欠荷電時の逆電離現象を荷電電圧の低下を捕らえて検出し、ＰＥＡＫ荷電区間の時間幅を制限し、無効な荷電電流による逆電離現象を防止して集塵効率を上げることができる。
本発明では高周波インバータ回路を用いているので、ＰＥＡＫ荷電用の電源とＢＡＳＥ荷電用の電源の双方を必要とせず、ＰＥＡＫ荷電電圧を出力し得る電源だけがあれば、高周波インバータ回路を周期的に交互に高周波でパルス幅制御することにより、ＰＥＡＫ荷電電圧とＢＡＳＥ荷電電圧の双方を出力することができ、更に一層、電気集塵用電源の小型化が可能で、経済性に優れたものを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態による集塵用電源の構成例を示すブロック図である。
【図２】 図１に示す第１の実施形態における集塵用電源の動作例を説明するタイミングチャートである。
【図３】 図１に示す第１の実施形態における集塵用電源の動作例を説明するタイミングチャートである。
【図４】 本発明の第２の実施形態による集塵用電源の構成例を示すブロック図である。
【図５】 図４に示す第２の実施形態における集塵用電源の動作例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 整流器
２ チョークコイル
３，１１，５０，５６ コンデンサ
４ フィルタ回路
５ インバータ回路
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ ＩＧＢＴ
６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ ダイオード
７、８ 基準電圧発生手段
９ 高電圧トランス
１０ 全波整流ダイオード（整流回路）
１１ 放電電極
１２ 共振インダクタ
１３ 共振コンデンサ
１４ 集塵電極
１６ 定電流制御回路
１７ スイッチ
１８ 駆動回路
２０ ＰＥＡＫ荷電時間設定用タイマ
２１ ＢＡＳＥ荷電時間設定用タイマ
２２ 比較器
２６ 可変抵抗器
２７ 抵抗器
２８ ピーク電圧ホールド用コンデンサ
２９ トランジスタ
３０ ダイオード
３１ 定電流制御回路
３２ 火花追従制御回路
３３ 定電圧制御回路
３４ 短絡検出トリップ制御回路
４６ Ｉ／Ｏ回路
４７ ＣＰＵ
４８ ＲＡＭ
４９ ＲＯＭ
５０ Ａ／Ｄ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 検出抵抗
【発明の属する技術分野】
本発明は、コロナ放電により塵埃を帯電させて、吸着補集を行う電気集塵装置に用いられる高周波インバータを用いた電気集塵用電源装置に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、工場の排煙ガスなどに含有される塵埃，微生物あるいは煙の粒子などの空気中浮遊物を帯電して、吸着させることにより除去することで、排煙ガスなどを清浄化する電気集塵機が使用されている。
このとき、電気集塵装置は、放電電極と集塵電極との間でコロナ放電を発生させ、このコロナ放電により上述した空気中浮遊物をイオン化し、このイオン化された空気中浮遊物を集塵電極に吸着補集させることで除去を行う。
このコロナ放電を起こさせる電圧を供給するために、高周波インバータを用いた電気集塵用電源が用いられる。
上記電気集塵用電源は、商用の交流電源を整流した直流電圧で運転される高周波インバータの高周波出力電圧を、高電圧トランスと整流器とを通すことにより、直流の高電圧に変換し、この直流の高電圧を放電電極と集塵電極とに供給する。
【０００３】
従来、この種の高周波インバータを用いた電気集塵用電源の制御は、旧来のサイリスタを使用した電気集塵用電源の制御と、基本的に同一の定電流制御により行われる。
電気集塵装置は、荷電電圧が火花放電直前の電圧に制御するのが最も集塵効率が上がるが、反面、火花放電が発生し易くなる。
そして一旦、火花放電が発生すると、放電電極と集塵電極との間で短絡が起こり、コロナ放電が起こらなくなる。
したがって、電気集塵装置は、火花放電の発生直後から、放電電極と集塵電極との間の電圧（荷電電圧）がコロナ放電を起こす電圧に上昇するまで、集塵性能が大幅に低下する。
このため、集塵電源においては、集塵効率を上げるために、火花放電が発生する直前の電圧でできるだけ長く運転し、火花放電が発生したときは火花放電を速やかに消弧し、その後、できるだけ高速に荷電電圧を立ち上げる、つまり、放電電極と集塵用電源との間に形成される静電容量を高速に充電する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電気集塵用電源では、サイリスタにて昇圧変圧器の１次測電圧を制御する電源を使用した間欠荷電制御において、主回路のスイッチング時間を、商用電源の交流周波数に同期させ、すなわち、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚとし、間欠荷電の周期が１／ｆ（ｆ＝商用周波数）単位の時間において、荷電と休止とが繰り返されている。
このため、従来の電気集塵用電源装置においては、サイリスタの位相制御を用いた定電流制御、すなわち、点弧後に商用電源の電圧が反転するまで、ターンオフできないサイリスタのような素子を用いることでは、間欠荷電による充電電流の定電流制御が実現不可能であった。
【０００５】
このため、従来の電気集塵用電源においては、間欠荷電における電流検出の時定数を、間欠荷電の周期より充分大きくして、荷電電流を荷電時間と休止時間との全区間の平均として検出して、間欠荷電を制御していた。
このため、従来の電気集塵用電源においては、長い期間における荷電電圧の検出は可能であるが、異常放電による電圧の低下後の立ち上げ制御，及び荷電開始時における突入電流の制御が、検出値が平均化されたものしか得られないためにフィードバック制御が行えず、安定して集塵効率を向上させる制御が行えないという欠点がある。
【０００６】
また、この従来の電気集塵用電源においては、瞬時的な過電流、特に荷電時間になった直後の突入充電電流に対してフィードバック制御ができなくなるため、間欠荷電時にサイリスタに供給される交流波形の位相角を制限するなどの対策を行っている。
このため、従来の電気集塵用電源装置には、上述の位相角を制限するための回路が必要となり、かつこの回路による交流波形の位相角の煩雑な制御を行わなければならないという問題がある。
【０００７】
さらに、従来の電気集塵用電源装置には、電気集塵機毎に特性が異なることにより、現場毎の、サイリスタに入力される点弧信号の位相角の調整が必要な場合が生じるという欠点がある。
加えて、従来の電気集塵用電源装置には、上述したように、電流検出の時間を間欠荷電の周期より充分大きくすることによる応答性の遅さから、荷電時間と休止時間とを別個に制御することが困難であり、休止期間にコロナ放電の開始程度の電圧まで荷電する動作を行わせることが行えないという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような背景の下になされたもので、インバータ化された電源本来の高速制御性を生かした間欠荷電制御方式の電気集塵機電源により、間欠荷電による充電の定電流制御を実現可能とし、休止区間を完全な休止とせず、コロナ放電の開始程度の電圧まで荷電し、集塵効率を向上させることが可能な電気集塵用電源装置を提供することを特徴とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本願発明の電気集塵用電源は、交流電源を整流した直流電圧で運転する高周波インバータ部の高周波出力電圧を、高電圧トランス（高電圧トランス９）と高電圧整流器（整流回路（全波整流ダイオード）１０）とを通して直流高電圧に変換し、直流高電圧出力端子を介して、この直流高電圧を放電電極と集塵電極との間の容量に荷電する電気集塵用電源装置であって、前記直流高電圧出力端子を流れる荷電電流が定電流になるように制御する定電流制御部（第１の実施形態における定電流制御部１６，第２の実施形態におけるＣＰＵ・４７）と、前記直流高電圧出力端子において前記荷電電流を検出し、検出されたこの荷電電流を検出電流として出力する電流検出回路（抵抗器Ｒ１）と、前記直流高電圧出力端子において放電電極と集塵電極との間の荷電電圧を検出し、検出された荷電電圧を検出電圧ＶＳとして出力する電圧検出回路（抵抗器Ｒ２，Ｒ３）とを具備し、前記定電流制御部が前記検出電圧ＶＳに応じて、荷電期間における前記検出電流が第１の設定値（ＰＥＡＫ荷電区間における荷電電流Ｉの設定値）の電流値となり、荷電抑制期間における前記検出電流が第１の設定値より小さい第２の設定値（ＢＡＳＥ荷電区間における荷電電流Ｉの設定値）の電流値となるように、前記高周波インバータ部を定電流制御することを特徴とする。
【００１０】
本願発明の電気集塵用電源は、前記直流高電圧出力端子を流れる荷電電流を検出して電流検出信号（第１の実施形態における検出電圧ＶＩ，第２の実施形態における電圧データＤＩ）を得ると共に、荷電期間（ＰＥＡＫ荷電区間）と荷電抑制期間（ＢＡＳＥ荷電区間）との間で切り替わる毎に前記第１の電流基準値（第１の実施形態における基準電圧ＶＰ，第２の実施形態における基準電圧データＤＰ）と第２の電流基準値（第１の実施形態における基準電圧ＶＢ，第２の実施形態における基準電圧データＤＢ）との間で切替えを行い、前記荷電期間において前記電流検出信号と前記第１の電流基準値とを比較し、前記電流検出信号が前記第１の電流基準値と等しくなるように前記荷電電流を定電流制御し、一方、前記荷電抑制期間において前記電流検出信号と前記第２の電流基準値とを比較し、前記電流検出信号が前記第２の電流基準値と等しくなるように前記荷電電流を定電流制御することを特徴とする請求項１に記載の電気集塵用電源。
【００１１】
本願発明の電気集塵用電源は、電気集塵部を流れる荷電電流を検出する荷電電流検出手段と、第１の電流基準値を出力する第１の電流基準手段（第１の実施形態における基準電圧発生器７，第２の実施形態におけるＲＯＭ・４９）と、第１の電流基準値よりも低い第２の電流基準値を出力する第２の電流基準手段（第１の実施形態における基準電圧発生器８，第２の実施形態におけるＲＯＭ・４９）と、前記荷電電流検出手段からの電流検出信号を、前記第１の電流基準値または第２の電流基準値のいずれかとを比較する比較回路（第１の実施形態における比較器２２，第２の実施形態におけるＣＰＵ・４７）と、前記電気集塵部に印加される荷電電圧の大きさにより前記切替え信号を発生する切替え信号発生回路（第１の実施形態におけるタイマ２０，２１、第２の実施形態におけるＣＰＵ・４７，ＲＡＭ・４８）と、この切替え信号を受けて、前記比較回路に電流基準値を供給する電流基準手段（第１の実施形態における比較器２２，第２の実施形態におけるＣＰＵ・４７）を、前記第１の電流基準手段と第２の電流基準手段とで交互に切り替える切替え手段（第１の実施形態におけるスイッチ１７，第２の実施形態におけるＣＰＵ・４７）とを有し、前記切替え信号が前記第１の電流基準手段を選択する期間において、前記直流高電圧出力端子を流れる出力電流が第１の電流値になるように前記高周波インバータ部を駆動し、前記切替え信号が前記第２の電流基準手段を選択する期間において、前記電気集塵部を流れる出力電流が第１の電流値よりも小さい第２の電流値になるように、前記荷電電流を定電流制御することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の電気集塵用電源。
【００１２】
本発明の電気集塵用電源は、前記切換手段が前記荷電期間及び前記休止期間各々の時間制御をタイマ（第１の実施形態におけるタイマ２０，２１、第２の実施形態におけるＣＰＵ・４７，ＲＡＭ・４８）により行うことを特徴とする。
本発明の電気集塵用電源は、前記切替え信号発生回路が、検出電圧ＶＳと下限値から上昇して検出電圧ＶＳに対応した値となる基準電圧ＶＫとを比較する比較回路と、前記荷電期間を設定する手段と、前記荷電抑制期間を設定する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の電気集塵用電源は、前記手段がタイマであることを特徴とする。
本発明の電気集塵用電源は、前記切換手段が前記荷電時間の長さを、前記切換信号に基づき調整することを特徴とする。
本発明の電気集塵用電源は、インバータ化した電気集塵用電源の高速制御性を生かした間欠荷電制御において荷電時間と抑制時間(PEAK荷電時間とBASE荷電時間とに対応)を、それぞれの電流設定レベルを設けて、この電流設定レベルを切替えて定電流制御することにより、瞬時的な過電流、特に荷電時間になった直後の突入充電電流を制御可能とし、安定したピーク電圧を確保できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態による集塵用電源装置は、間欠的に荷電電圧を供給することにより集塵効率を向上させる間欠荷電制御において、荷電期間（ＰＥＡＫ荷電期間）及び荷電抑制期間（ＢＡＳＥ荷電期間）毎に、各々異なる荷電電流の設定値（第１及び第２の設定値）を設けて、この設定値を切り替えて、放電電極１１と集塵電極との間へ荷電を行う定電流の制御を行う。
また、第１の実施形態による集塵用電源装置は、従来の集塵用電源装置が上記荷電抑制期間の間に荷電を行わないのに比べ、荷電抑制期間にもＢＡＳＥ荷電として荷電を継続させ、荷電電圧のピーク値と平均荷電電圧の値との積が大きくし、電気集塵機の集塵効率を向上させている。
【００１５】
すなわち、第１の実施形態による集塵用電源装置は、大きい荷電電流（第１の設定値）を与える荷電期間を逆電離を起こさない時間として設定するＰＥＡＫ荷電時間設定用タイマと、少ない荷電電流（第２の設定値）を与え、電圧が特定のレベルまで低下するのに必要な時間を計時するＢＡＳＥ荷電時間設定用タイマとを設け、ＰＥＡＫ荷電時間において第１の設定値に基づき荷電における定電流制御を行い、ＢＡＳＥ荷電時間において第２の設定値に基づき荷電における定電流制御を行う。
ここで、上記第２の設定値は、上記第１の設定値に比較して低い荷電電流、すなわちコロナ放電が開始される電圧程度に、放電電極と集塵電極との間を荷電する電流値に設定されている。
【００１６】
図１は本発明の第１の実施形態による集塵用電源の構成を示すブロック図である。この図において、整流器１は、商用電源を整流し、直流電圧を発生する。チョークコイル２及びコンデンサ３は、低周波フィルタ４を構成し、特定の周波数以上の高周波電流を阻止する。
フィルタ回路４は、生成した直流電圧を高周波インバータ部（以下、インバータという）５に供給する。
インバータ５は、４個のＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）・５Ａ〜５Ｄと、このＩＧＢＴを保護する４個の逆並列ダイオード６Ａ〜６Ｄで構成されている。
また、インバータ５は、所定の周波数の駆動パルスにより、ＩＧＢＴ・５Ａ〜５Ｄが駆動され、交流電流を生成し、この交流電流を共振インダクタ１２を介して高電圧トランス９の１次巻線に供給する。
【００１７】
ここで、高電圧トランス９の２次側の鎖線で示すコンデンサ１３は、高電圧トランス９のストレイキャパシタンスを示し、このストレイキャパシタンスとコンデンサ１４のキャパシタンスとが必要な共振キャパシタンスを与える。
この共振コンデンサ１３と１４は、高電圧トランス９の１次側の共振インダクタ１２との共振作用により、インバータ回路５を並列共振モードで動作させる。
このとき、共振コンデンサ１３の両端の電圧、すなわち高電圧トランス９の２次側巻線間の電圧は、インバータ回路５におけるＩＧＢＴ５Ａ〜５Ｄのスイッチング周波数をｆとし、共振コンデンサ１３と共振インダクタ１２とから決まる共振周波数Ｆとし、「ｎ・ｆ≦Ｆ≦ｍ・ｆ」の範囲内で共振させると、等価的に整流器１の出力する電圧より高い電圧を得ることができる。ここで、「ｎ」と「ｍ」との数値は、出力電圧を測定しつつ、希望する電圧が得られる数値範囲に調整することにより決定される。
また、高電圧トランス９の２次巻線には、整流回路（高電圧全波整流回路）１０が接続されている。
整流回路１０は、高電圧トランス９の２次巻線に発生する交流高電圧を直流高電圧（以下、整流電圧とする）に変換して放電電極１１へ供給する。
これにより、放電電極１１と接地された集塵電極１２との間には、上記整流電圧に相当するの電圧差が発生する。
ここで、放電電極１１と集塵電極１２とによる静電容量の容量値は、例えば、０.０１μＦ以上であり、数ｋＨｚ以上の変換周波数のインバータ５を用いれば十分なフィルタ効果が見込める。
【００１８】
電流検出抵抗Ｒ１は、整流回路１０及び高電圧トランス９の２次巻線に対して直列に設けられており、放電電極荷電電流測定系を構成しており、放電電極１１へ供給される荷電電流に対応する測定電圧ＶＩを出力する。
電圧検出抵抗Ｒ２，Ｒ３は、放電電極１１と接地点との間において直列に設けられ、荷電電圧測定系を構成し、接続点Ｓから分圧した検出電圧ＶＳを出力する。
以下、簡単のため、放電電極１１における荷電電圧がピーク電圧であるときの検出電圧ＶＳをピーク電圧とし、ＢＡＳＥ荷電区間における検出電圧ＶＳを、コロナ放電が開始される程度の電圧として説明する。
【００１９】
制御回路３１は、上記測定電圧ＶＩ及び検出電圧ＶＳの数値に基づき、インバータ回路５を駆動し、荷電電流を２段階で定電流制御を行う。
また、制御回路３１は、駆動回路１９，火花追従制御回路３２，定電圧制御回路３３，短絡検出トリップ制御回路３４、定電流制御回路１６，比較器２２，ＰＥＡＫ荷電時間設定用タイマ２０，ＢＡＳＥ荷電時間設定用タイマ２１などを有している。
ここで、短絡検出トリップ制御回路３４は、検出電圧ＶＳの数値を検出して、一定時間以上に渡って短絡状態が継続した場合、トリップして接続した放電電極１１と集塵電極１２とを切り離す制御を行う。
【００２０】
駆動回路１９は、上記火花追従制御回路３２，定電圧制御回路３３，定電流制御回路１６各々から出力される制御信号により、インバータ５のＩＧＢＴ・５Ａ〜５Ｄのオン時問を決定する駆動パルス幅の変調を行う。
火花追従制御回路３２は、通常に運転されている場合に、火花放電が頻繁に起こることを検出すると、荷電電圧を予め決められた電圧ΔＶだけ下げ、火花放電が起こらない荷電電圧となるよう、駆動回路１９から出力される駆動パルス幅を制御する。
【００２１】
また、定電圧制御回路３３は、電気集塵機の空気の排出口に設けられた光センサにより、排出口から排出される排気の透過率を測定し、透過率の変化が飽和する荷電電圧となるよう、駆動回路１９から出力される駆動パルス幅を制御する。
さらに、駆動回路１９は、定電流制御回路１６から入力される制御信号Ｃが「Ｌ」レベルの場合、駆動パルス幅を広げてインバータ５の出力を上昇させ、制御信号Ｃが「Ｈ」レベルの場合、駆動パルス幅を狭めてインバータ５の高電圧トランス９の一次側巻線へ出力する電圧を低下させる制御を行う。
このとき、インバータ５の各ＩＧＢＴのスイッチング速度は、２０ｋＨｚ程度に設定されており、定電流制御の精度を高いものとしている。
【００２２】
定電流制御回路１６は、スイッチ（切換器）１７を通して与えられる基準電圧（（−）端子に入力）と、上記検出電圧ＶＩ（（＋）端子に入力）とを比較し、この検出電圧ＶＩが基準電圧より高い場合、「Ｈ」レベルの制御信号Ｃを出力し、一方、検出電圧ＶＩが基準電圧より低い場合、「Ｌ」レベルの制御信号Ｃを出力する比較回路１８を備える。
スイッチ１７は、タイマ２０の出力する制御信号Ｐのレベルに応じて、基準電圧発生器７の発生する基準電圧ＶＰ，及び基準電圧発生器８の発生する基準電圧ＶＢのいずれを、比較回路１８の（−）端子へ供給するかを設定する。
例えば、スイッチ１７は、タイマ２０の出力が「Ｈ」レベルのとき、定電流制御回路１６の（−）端子に上記基準電圧ＶＰを供給し、タイマ２０の出力が「Ｌ」レベルのとき、定電流制御回路１６の（−）端子に上記基準電圧ＶＢを供給する。
【００２３】
タイマ２０は、ＰＥＡＫ荷電時間を設定するタイマであり、カウントアップすると、制御信号Ｐを「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに遷移させ、タイマ２１の計時した時間をリセットする。
タイマ２１は、ＢＡＳＥ荷電時間を設定するタイマであり、制御信号Ｐが「Ｌ」レベルとなることにより計時動作をスタートさせる。
また、タイマ２１は、計時動作がスタートすると、制御信号Ｑを「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに遷移させ、タイマ２０の計時した時間をリセットする。
一方、タイマ２１は、カウントアップすると、制御信号Ｑを「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルへ遷移させる。
【００２４】
さらに、タイマ２０は、ダイオード２４を介して、「Ｌ」レベルの制御信号Ｑが入力され、かつ、ダイオード２３を介して、「Ｌ」レベルの制御信号Ｒが入力されると、計時動作を開始する。
したがって、ＰＥＡＫ荷電時間設定用タイマ２０とＢＡＳＥ荷電時間設定用タイマ２１とにおいて、ＰＥＡＫ荷電時間設定用タイマ２０がタイムアップすると、ＢＡＳＥ荷電時間設定用タイマ２１の動作開始をセットし、このＢＡＳＥ荷電時間設定用タイマ２１がタイムアップすると、ＰＥＡＫ荷電時間設定用タイマ２０の動作開始をセットすることにより、ＰＥＡＫ荷電時間とＢＡＳＥ荷電時間とが、図２に示すように交互に繰り返される。
【００２５】
比較器２２は、コンパレータであり、ＰＥＡＫ荷電時間設定用タイマ２０のカウント動作を停止させる、「Ｈ」レベルの制御信号Ｒを出力する。
ここで、比較器２２は、検出電圧ＶＳ（（−）端子に入力）と基準電圧ＶＫ（（＋）端子に入力）との比較を行い、検出電圧ＶＳが基準電圧ＶＫより小さくなると、制御信号Ｒを「Ｈ」レベルとして出力し、一方、検出電圧ＶＳが基準電圧より大きくなると、制御信号Ｒを「Ｌ」レベルとして出力する。
【００２６】
ピーク電圧ホールド用コンデンサ２８は、検出電圧ＶＳにおいて、正常に動作しているときの荷電電圧のピーク電圧における電荷をダイオード３０を介して蓄積、すなわちピーク電圧の電圧値を記憶している。
抵抗２７と可変抵抗器２６とは、高抵抗値の抵抗器であって、直列に接続されており、ダイオード３０のカソードと接地点との間で、ピーク電圧ホールド用コンデンサ２８と並列に設けられている。
また、抵抗２７と可変抵抗器２６とは、設上記ピーク電圧を分圧し、この分圧された電圧を基準電圧ＶＫとして、比較器２２の（＋）端子へ供給する。
ここで、可変抵抗器２６の抵抗値を調整して、ピーク電圧ホールド用コンデンサ２８に蓄積されている電圧の８０〜９０％の電圧値の基準電圧ＶＫが、比較器２２の（＋）端子へ供給されるようにする。
【００２７】
トランジスタ２９は、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタであり、ダイオード３０のカソードと接地点との間に、ピーク電圧ホールド用コンデンサ２８と並列に設けられている。
また、トランジスタ２９は、制御信号Ｑまたは制御信号Ｒのいずれかでも「Ｈ」レベルとなることにより、ピーク電圧ホールド用コンデンサ２８に蓄積されている電荷を接地点に放電させる。
すなわち、トランジスタ２９は、制御信号Ｑまたは制御信号Ｒのいずれかでも「Ｈ」レベルとなることにより、ピーク電圧ホールド用コンデンサ２８が記憶しているピーク電圧をリセットする。
したがって、ピーク電圧ホールド用コンデンサ２８の電圧は、荷電抑制期間ではトランジスタ２９のオンによりゼロ電圧に近い下限値にリセットされ、荷電期間に入ると、その下限値から検出電圧ＶＳの値に応じて充電され、基準電圧ＶＫも当然に検出電圧ＶＳの値に比例した値となる。
このことは重要である。負荷電圧が大きく変化したとき、例えば逆電離現象が発生した場合は、荷電電圧、つまり検出電圧ＶＳは通常の１／３−１／４に低下する。また、電極間にスパークが発生した場合には荷電電圧はほぼゼロになる。このような場合、基準電圧ＶＫが固定の値としたときには、検出電圧ＶＳが基準電圧ＶＫよりも小さくなってしまうので、荷電期間になると直ぐに荷電抑制期間となってしまい、運転を一旦停止させなくてはならなくなる。
この発明では、基準電圧ＶＫは検出電圧ＶＳの値に比例した値になるので、いかなる負荷変動があっても、検出電圧ＶＳが基準電圧ＶＫよりも低下するのは、荷電期間から荷電抑制期間に切り替わるときであり、このとき比較回路２２の出力信号レベルが変化するだけであるので、前述のような問題は生じない。
【００２８】
次に、第１の実施形態による集塵用電源の動作例を、図１ないし図３を用いて説明する。図２と図３は、図１の集塵用電源の動作例を示すタイミングチャートである。ここで、図３（ａ）は、荷電電圧、すなわち検出電圧ＶＳ（実線で示されている）及び基準電圧ＶＫ（破線で示されている）の時刻変化を示しており、横軸が時刻、縦軸が荷電電圧の電圧値を示している。また、図３（ｂ）は、比較器２２が出力する制御信号Ｒの電圧レベルを示しており、横軸が時刻、縦軸が電圧レベルを示している。図３（ｃ）は、タイマ２０の出力する制御信号Ｐの電圧レベルを示しており、横軸が時刻、縦軸が電圧レベルを示している。図３（ｄ）は、荷電電流値に対応した検出電圧ＶＩの電圧レベルを示しており、横軸が時刻、縦軸が電圧レベルを示している。図３（ｅ）は、定電流制御回路１６から出力される制御信号Ｃの電圧レベルを示しており、横軸が時刻、縦軸が電圧レベルを示している。
【００２９】
以下、図３の各時刻に従い、本発明の第１の実施形態の動作例の説明を行う。
１）時刻ｔ０〜ｔ１（ＰＥＡＫ荷電時間）
ＰＥＡＫ荷電区間において、タイマ２０は、制御信号Ｐを「Ｈ」レベルで出力しており、スイッチ１７を通して基準電圧ＶＰを出力させている。
これにより、定電流制御回路１６は、基準電圧ＶＰに対応して電流Ｉを定電流制御しているため、電流Ｉは放電電極１１の荷電電圧をピーク電圧とする電流値となっている。
このとき、ＰＥＡＫ荷電区間開始時点からピーク電圧ホールド用コンデンサ２８に充電される電荷が検出電圧ＶＳによって徐々に増加し、ピーク電圧の電圧値に達する。
ここで、ピーク電圧ホールド用コンデンサ２８にピーク電圧が記憶された時点において、基準電圧ＶＫの電圧値は上記ピーク電圧の８０〜９０％の電圧値となっている。
【００３０】
そして、タイマ２０は、電気集塵装置の負荷状態が正常であれば、ＰＥＡＫ荷電時間ＴPをカウントアップして、時刻ｔ1に制御信号Ｐを「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルへ遷移させ、スイッチ１７を通して出力される基準電圧を基準電圧ＶＰからそれよりも低い基準電圧ＶＢへ切り替える。
また、タイマ２０は、タイマ２１の計時動作を開始させ、荷電状態を、ＰＥＡＫ荷電区間からＢＡＳＥ荷電区間へ移行させる。
すなわち、定電流制御回路１６は、入力される基準電圧が基準電圧ＶＢとなり、低くなることにより、ＢＡＳＥ荷電区間においてはＰＥＡＫ荷電区間に比べて、放電電極１１へ供給する荷電電流Ｉを減少させて、定電流制御を行う。
【００３１】
２）時刻ｔ１〜ｔ２（ＢＡＳＥ荷電区間）
次に、タイマ２１は制御信号Ｑを「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルとして、タイマ２０をリセットするとともに、トランジスタ２９をオン状態として、ピーク電圧ホールド用コンデンサ２８に蓄積されている電荷を放電させる。
そして、ＢＡＳＥ荷電区間においては、タイマ２０が、制御信号Ｐを「Ｌ」レベルで出力しており、スイッチ１７を通して基準電圧ＶＢを出力させている。
これにより、定電流制御回路１６は、基準電圧ＶＢに応じて電流Ｉを定電流制御しているため、電流Ｉは放電電極１１の荷電電圧をコロナ放電を開始する程度の電圧とする電流値となっている。
また、このとき、基準電圧ＶＫは、検出電圧ＶＳ、すなわち、ほぼコロナ放電を開始する程度の電圧の８０〜９０％の電圧となっている。
【００３２】
そして、タイマ２０は、ＢＡＳＥ荷電時間ＴBをカウントアップして、時刻ｔ2に制御信号Ｐを「L」レベルから「Ｈ」レベルへ遷移させ、スイッチ１７を通して出力される基準電圧を基準電圧ＶＢから基準電圧ＶＰへ切り替える。
また、タイマ２１は、制御信号Ｑを「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルへ遷移させ（このとき制御信号Ｒは「Ｌ」レベル）、タイマ２０の計時動作を開始させ、荷電状態を、ＰＥＡＫ荷電区間からＢＡＳＥ荷電区間へ移行させる。
すなわち、定電流制御回路１６は、入力される基準電圧が基準電圧ＶＰとなり高くなることにより、ＰＥＡＫ荷電区間においてＢＡＳＥ荷電区間に比較して、放電電極１１へ供給する荷電電流Ｉを増加させて、定電流制御を行う。
【００３３】
３）時刻ｔ２〜ｔ３（ＰＥＡＫ荷電区間）
基本的な動作は、時刻ｔ0〜ｔ1におけるＰＥＡＫ荷電区間と同様である。
しかしながら、時刻ｔ3において、タイマ２０がタイムアップする以前に、検出電圧ＶＳの電圧値が逆電離の発生により低下したとする。
このため、タイマ２０の計時時間ＴPSは、ＰＥＡＫ時間ＴPに比較して短くなる。
一方、タイマ２１において、計時する時間、すなわちＢＡＳＥ時間ＴBは常に一定の値である。
そして、比較器２２は、検出電圧ＶＳの電圧値が基準電圧ＶＫより低くなると、制御信号Ｒを「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルへ遷移させ、ダイオード２３を介してタイマ２０へ「Ｈ」レベルの制御信号Ｒを出力することとなる。
これにより、タイマ２０はリセットされ、計時動作を終了し、制御信号Ｐを「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルへ遷移させる。
【００３４】
そして、タイマ２１は、計時動作を開始し、制御信号Ｑを「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルへ遷移させる。
したがって、逆電離などによるスパークが発生すると、瞬時に荷電状態がＰＥＡＫ荷電区間からＢＡＳＥ荷電区間へ移行する。
また、このとき、リセット用のトランジスタ２９は、「Ｈ」レベルの制御信号Ｒによりオン状態となり、ピーク電圧ホールド用コンデンサ２８に蓄積された電荷を放電させる。
これにより、比較器２２は、制御信号Ｒを「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルへ遷移させる。
以下、時刻ｔ3〜ｔ4と時刻ｔ5〜ｔ6とのＢＡＳＥ荷電区間は、時刻ｔ1〜ｔ2のＢＡＳＥ荷電区間における説明と同様のため、再度の説明を省略する。
同様に、時刻ｔ4〜時刻ｔ5のＰＥＡＫ荷電区間は、時刻ｔ2〜ｔ3のＰＥＡＫ荷電区間における説明と同様のため、再度の説明を省略する。
【００３５】
上述したように、本願発明の第１の実施形態による集塵用電源は、制御回路３１内部にＰＥＡＫ荷電時間設定用タイマ２０と、ＢＡＳＥ荷電時間設定用タイマ２１が設けられ、このＰＥＡＫ荷電時間設定用タイマ２０がタイムアップすると、ＢＡＳＥ荷電時間設定用タイマ２１をセットさせ、このタイマ２１がタイムアップするとタイマ２０をセットすることにより、荷電状態がＰＥＡＫ荷電区間とＢＡＳＥ荷電区間とが交互に繰り返されるが、ＰＥＡＫ荷電区間で逆電離などによるスパークが発生すると、そのＰＥＡＫ荷電を終了させて、ＢＡＳＥ荷電に移行し、荷電電圧を低下させると同時に電流を低い値に抑制すように定電流制御を行う。
これにより、荷電時間設定用タイマ２０が「Ｈ」レベルのときは、この出力に接続されたスイッチ１７が基準電圧ＶＰを選択し、ＰＥＡＫ荷電時間設定用タイマ２０が「Ｌ」レベルのときは、基準電圧ＶＢが選択され、定電流制御回路１６に入力される基準電圧は、上記基準電圧ＶＰと上記基準電圧ＶＢとのいずれかに繰り返し切り替えられることとなる。
したがって、本願発明の第１の実施形態による集塵用電源は、駆動回路１９がインバータ５の各ＩＧＢＴのスイッチングを２０ｋＨｚと高速で行うため、ＰＥＡＫ荷電区間とＢＡＳＥ荷電区間との時間間隔、すなわち間欠荷電の周期を、従来のサイリスタを用いたインバータに比較して短くすることが可能となっており、スパーク又は逆電離の発生で、検出電圧ＶＳが低下すると、瞬時にＰＥＡＫ荷電をＢＡＳＥ荷電に切り替え、（ＰＥＡＫ荷電区間とＢＡＳＥ荷電区間とに対応して設定された基準電圧データに基づき、）荷電電圧、電流を低下させるので、スパーク又は逆電離をより速やかに消滅させることができる。
【００３６】
また、本願発明の第１の実施形態による集塵用電源は、上述したように、インバータ５の各ＩＧＢＴスイッチング速度を、２０ｋＨｚ程度に高周波化させたことにより、定電流制御特性の高速化が可能となり、間欠荷電の周期を短くすることができ、ＢＡＳＥ荷電期間からＰＥＡＫ荷電期間に移行直後の突入充電電流も、高速な定電流制御により制御可能とし、かつ、ＢＡＳＥ荷電期間において、荷電電流設定をＰＥＡＫ荷電期間の数％まで減少させることにより、コロナ始発電圧近傍に荷電電圧を維持することが可能である。
【００３７】
さらに、本願発明の第１の実施形態による集塵用電源は、ダイオード３０を通してピーク電圧ホールド用コンデンサ２８を、検出電圧ＶＳにより充電し、この充電電圧は可変抵抗器２６と抵抗器２７にて分圧され、測定電圧におけるピーク電圧に比較して10〜20％減衰させ、基準電圧ＶＫとして比較器２２の（＋）端子へ出力させ、比較器２２が基準電圧ＶＫより検出電圧ＶＳの低いことを検知すると、制御信号Ｒを「Ｈ」レベルとし、ダイオード２３を介してＰＥＡＫ荷電時間設定用タイマ２０をリセットし、ＢＡＳＥ荷電区間に移行するため、ＰＥＡＫ荷電区間中に逆電離現象等により荷電電圧が低下した場合、不用なコロナ電力（電流Ｉ）の注入を制限して、逆電離現象の進行を防止でき、かつ、ＰＥＡＫ荷電時間中に火花放電が発生した場合にも比較器２２の（−）端子に接続された検出電圧ＶＳ、すなわち荷電電圧が急激に低下するので同様に、荷電状態をＰＥＡＫ荷電区間からＢＡＳＥ荷電区間に移行させ、火花の頻発を防止することが可能となる。
【００３８】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態による集塵用電源は、第１の実施形態の図１の構成において、制御回路３１がＣＰＵ（中央処理装置）やマイクロコンピュータなどを用いて、ソフトウエア処理にて構成された以外、同様の構成である。
図４の第２の実施形態の構成において、図１の第１の実施形態の構成と同様なものには同一の符号を付し、再度の説明を省略する。
制御回路２１は、駆動回路１９，Ｉ／Ｏ回路４６，ＣＰＵ・４７，ＲＡＭ（Randum Access Memory）・４８，ＲＯＭ（Read Only Memory）・４９，Ａ／Ｄ・５０，及び図示しないが火花追従制御，定電圧制御，短絡検出トリップ制御などのソフトウェアを記憶したＲＯＭから構成されている。
【００３９】
ＣＰＵ・４７は、ＲＯＭ・４９に記憶されているプログラム及び所定のデータに基づき、制御回路２１の各回路の制御を行う。
ＲＯＭ・４９には、上記プログラムの他に、基準電圧データＤＰ（第１の実施形態の基準電圧ＶＰに対応），基準電圧データＤＢ（第１の実施形態の基準電圧ＶＢに対応），ＰＥＡＫ荷電区間のＰＥＡＫ時間ＴP，ＢＡＳＥ荷電区間のＢＡＳＥ時間ＴB等が記憶されている。
Ａ／Ｄ・５０は、Ａ／Ｄコンバータであり、荷電電圧に対応する検出電圧ＶＳ、及び出力電流に対応する検出電圧ＶＩを、各々デジタルデータに変換して、それぞれ電圧データＤＳ，電圧データＤＩとして出力する。
ＲＡＭ・４８は、計算結果の一時記憶のデータを格納する。
Ｉ／Ｏ回路４６は、ＣＰＵ・４７の制御により、駆動回路１９に対して制御信号Ｃ（第１の実施形態の定電流制御回路１６の出力する制御信号Ｃと同様）を出力する。
ここで、制御信号Ｃの論理レベルによる駆動回路１９の動作は、第１の実施形態と同様である。
【００４０】
また、ＣＰＵ・４７は、Ａ／Ｄ・５０が所定の期間毎において、Ａ／Ｄ変換する電圧データＤＳに０.８〜０.９を乗算して、基準電圧データＤＫとして格納する。
このとき、ＣＰＵ・４７は、ＰＥＡＫ荷電区間において、電圧データＤＳが最も高い電圧、すなわちピーク電圧のときの電圧値に基づいた基準電圧データＤＳを保持する。
さらに、ＣＰＵ・４７は、ＲＡＭ・４８に設けられた計時時間を記憶させるタイマ格納部に、ＰＥＡＫ荷電区間及びＢＡＳＥ荷電区間において計時する毎に、順次、この計時した時間を時刻データとして格納する。
【００４１】
また、ＣＰＵ・４７は、ＰＥＡＫ荷電区間において、上記時刻データとＰＥＡＫ荷電区間のＰＥＡＫ時間ＴPとを比較し、時刻データがＰＥＡＫ時間を超えると、荷電状態をＰＥＡＫ荷電区間からＢＡＳＥ荷電区間へ移行させ、上記タイマ格納部の時刻データをリセットする。
一方、ＣＰＵ・４７は、ＢＡＳＥ荷電区間において、上記時刻データとＢＡＳＥ荷電区間のＢＡＳＥ時間ＴBとを比較し、時刻データがＢＡＳＥ時間を超えると、荷電状態をＢＡＳＥ荷電区間からＰＥＡＫ荷電区間へ移行させ、タイマ格納部の時刻データをリセットする。
【００４２】
ここで、ＣＰＵ・４７は、ＰＥＡＫ荷電区間において、電圧データＤＩと基準電圧ＶＰとを比較し、電圧データＤＩが基準電圧データＤＰより大きい場合、制御信号Ｃを「Ｈ」レベルとして出力し、電圧データＤＩが基準電圧データＤＰより小さい場合、制御信号Ｃを「Ｌ」レベルとして出力する。
また、ＣＰＵ・４７は、ＢＡＳＥ荷電区間において、電圧データＤＩと基準電圧ＶＢとを比較し、電圧データＤＩが基準電圧データＤＢより大きい場合、制御信号Ｃを「Ｈ」レベルとして出力し、電圧データＤＩが基準電圧データＤＢより小さい場合、制御信号Ｃを「Ｌ」レベルとして出力する。
さらに、ＣＰＵ・４７は、ＰＥＡＫ荷電区間において、基準データＤＫと電圧データＤＳとを比較し、この電圧データＤＳが基準データＤＫより小さくなると、強制的に、ＰＥＡＫ荷電区間からＢＡＳＥ荷電区間へ、荷電状態を移行させる。
【００４３】
次に、第２の実施形態による集塵用電源の動作例を、図４及び図５を用いて説明する。図５は、図４の集塵用電源の動作例を示すフローチャートである。
ステップＳ１において、ＣＰＵ・４７は、ＰＥＡＫ荷電区間の開始時点で、ＲＡＭ・４８の基準電圧データＤＫをリセット（０Ｖとする）し、処理をステップＳ２へ進める。
次に、ステップＳ２において、ＣＰＵ・４７は、計時処理を開始し、タイマ記憶部に時刻データを書き込むとともに、より高い基準電圧データＤＫ（ピーク電圧の時点の）を、上書きして記憶させる。
また、ＣＰＵ・４７は、電圧データＤＩと比較する基準電圧データをＤＰに設定し、処理をステップＳ３へ進める。
これにより、ＣＰＵ・４７は、ＢＡＳＥ荷電区間において、電圧データＤＩと電圧データＤＢとを比較し、駆動回路１９を制御する駆動信号Ｃを、対応する論理レベル（「Ｈ」レベルまたは「Ｌ」レベル）で出力する。
【００４４】
そして、ステップＳ３において、ＣＰＵ・４７は、電圧データＤＳと基準電圧データＤＫとを比較し、電圧データＤＳが基準電圧ＤＫより大きいことを検出した場合、処理をステップＳ４へ進め、電圧データＤＳが基準電圧ＤＫより小さいことを検出した場合、処理をステップＳ５へ進める。
次に、ステップＳ４において、ＣＰＵ・４７は、上記時刻データがＰＥＡＫ時間ＴPに達したか否かの判定を行う。
このとき、ＣＰＵ・４７は、時刻データがＰＥＡＫ時間に達したことを検出した場合、処理をステップＳ５へ進め、一方、時刻データがＰＥＡＫ時間に達していないことを検出した場合、処理をステップＳ３へ戻す。
【００４５】
次に、ステップＳ５において、ＣＰＵ・４７は、タイマ記憶部をリセットして、新たに時刻の計時処理を開始し、時刻データをタイマ記憶部に書き込む。
また、ＣＰＵ・４７は、電圧データＤＩと比較する基準電圧データをＤＢに設定し、処理をステップＳ６へ進める。
これにより、ＣＰＵ・４７は、ＢＡＳＥ荷電区間において、電圧データＤＩと電圧データＤＢとを比較し、駆動回路１９を制御する駆動信号Ｃを、対応する論理レベルで出力する。
そして、ステップＳ６において、ＣＰＵ・４７は、上記時刻データとＢＡＳＥ時間ＴBとの比較を行う。
このとき、ＣＰＵ・４７は、時刻データがＢＡＳＥ時間ＴBに達したことを検出した場合、処理をステップＳ１へ進め、時刻データがＢＡＳＥ時間ＴBに達していないことを検出した場合、ステップＳ６の処理を繰り返す。
【００４６】
上述したように、本願発明の第２の実施形態による集塵用電源は、ＣＰＵ・４７がＰＥＡＫ荷電区間において、時刻データと、ＰＥＡＫ時間ＴPとを比較し、時刻データがＰＥＡＫ時間ＴPを越える（タイムアップ）すると、荷電状態をＰＥＡＫ荷電区間からＢＡＳＥ荷電区間に移行し、ＢＡＳＥ荷電区間において、時刻データとＢＡＳＥ時間ＴBとを比較し、時刻データがＢＡＳＥ時間ＴBを越える（タイムアップ）すると、荷電状態をＢＡＳＥ荷電区間からＰＥＡＬ荷電区間に移行するため、荷電状態としてＰＥＡＫ荷電区間とＢＡＳＥ荷電区間とが交互に繰り返される。
これにより、ＰＥＡＫ荷電区間のときは、電圧データＤＩと比較する基準電圧データとして基準電圧データＤＰが選択され、ＢＡＳＥ荷電区間のときは、電圧データＤＩと比較する基準電圧データとして基準電圧データＤＢが選択され、荷電状態により、電圧データＤＩと比較する基準電圧データは、上記基準電圧データＤＰと上記基準電圧データＤＢとのいずれかに繰り返し切り替えられることとなる。
したがって、本願発明の第２の実施形態による集塵用電源は、駆動回路１９がインバータ５の各ＩＧＢＴのスイッチングを２０ｋＨｚと高速で行うため、ＰＥＡＫ荷電区間とＢＡＳＥ荷電区間との時間間隔、すなわち間欠荷電の周期を、従来のサイリスタを用いたインバータに比較して短くすることが可能となっており、ＰＥＡＫ荷電区間とＢＡＳＥ荷電区間とに対応して設定された基準電圧データに基づき、放電電極１１に供給される電流Ｉの定電流制御の精度を向上させ、荷電電圧の制御を高速に行うことができる。
【００４７】
また、本願発明の第２の実施形態による集塵用電源は、上述したように、インバータ５の各ＩＧＢＴスイッチング速度を、２０ｋＨｚ程度に高周波化させたことにより、定電流制御特性の高速化が可能となり、間欠荷電の周期を短くすることができ、ＢＡＳＥ荷電期間からＰＥＡＫ荷電期間に移行直後の突入充電電流も、高速な定電流制御により制御可能とし、かつ、ＢＡＳＥ荷電期間において、荷電電流設定をＰＥＡＫ荷電期間の数％まで減少させることにより、コロナ始発電圧近傍に荷電電圧を維持することが可能である。
【００４８】
本願発明の第２の実施形態による集塵用電源は、ＣＰＵ・４７が電圧データＤＳに対して、０.８〜０.９を乗算して、基準電圧データＤＫとして、測定電圧におけるピーク電圧に比較して10〜20％減衰させ、この基準電圧データＤＫと電圧データＤＳとを比較して、基準電圧データＤＫより電圧データＤＳの低いことを検知すると、強制的にＰＥＡＫ荷電区間からＢＡＳＥ荷電区間に移行させるため、ＰＥＡＫ荷電区間中に逆電離現象等により荷電電圧が低下した場合、不用なコロナ電力（電流Ｉ）の注入を制限して、逆電離現象の進行を防止でき、かつ、ＰＥＡＫ荷電時間中に火花放電が発生した場合にも比較器２２の（−）端子に接続された検出電圧ＶＳ、すなわち荷電電圧が急激に低下するので同様に、荷電状態をＰＥＡＫ荷電区間からＢＡＳＥ荷電区間に移行させ、火花放電の頻発を防止することが可能となる。
【００４９】
以上、本発明の一実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、インバータ５の制御を駆動パルス幅制御で説明したが、インバータ５の前にＩＧＢＴなどのスイッチング素子からなる降圧チョッパ回路を接続し、その降圧チョッパ回路の出力電圧を制御して、又はインバータの周波数制御を行って荷電電圧を制御しても良い。
なお、スイッチ１７は機械的な切替えスイッチとして示したが、ＦＥＴのような制御可能な半導体素子を複数個並列接続したものと、これらをタイマ２０からの制御信号Ｐに基づいて選択してオンさせる駆動回路とからなっても良い。また、基準電圧ＶＫは、実施例では各ＢＡＳＥ荷電期間の直ぐ前のＰＥＡＫ荷電期間のピーク電圧としたが、例えばＰＥＡＫ荷電期間のピーク電圧程度の電圧値とＢＡＳＥ荷電期間のＢＡＳＥ荷電電圧との中間程度の電圧値、つまり適当な固定の直流電圧であっても良い。
さらにまた、ＢＡＳＥ荷電電圧は、一例としてコロナ放電開始電圧よりも幾分大きい電圧として説明したが、コロナ放電開始電圧よりも幾分大きい電圧からゼロＶの間の任意の電圧であれば良い。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の集塵用電源装置によれば、間欠荷電のＰＥＡＫ荷電区間およびＢＡＳＥ荷電区間の荷電電流（荷電電流Ｉ）をそれぞれ別のパラメータとして制御可能となり、ＰＥＡＫ荷電およびＢＡＳＥ荷電の安定した荷電制御が可能となる。
また、本発明の集塵用電源によれば、間欠荷電時の逆電離現象を荷電電圧の低下を捕らえて検出し、ＰＥＡＫ荷電区間の時間幅を制限し、無効な荷電電流による逆電離現象を防止して集塵効率を上げることができる。
本発明では高周波インバータ回路を用いているので、ＰＥＡＫ荷電用の電源とＢＡＳＥ荷電用の電源の双方を必要とせず、ＰＥＡＫ荷電電圧を出力し得る電源だけがあれば、高周波インバータ回路を周期的に交互に高周波でパルス幅制御することにより、ＰＥＡＫ荷電電圧とＢＡＳＥ荷電電圧の双方を出力することができ、更に一層、電気集塵用電源の小型化が可能で、経済性に優れたものを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態による集塵用電源の構成例を示すブロック図である。
【図２】 図１に示す第１の実施形態における集塵用電源の動作例を説明するタイミングチャートである。
【図３】 図１に示す第１の実施形態における集塵用電源の動作例を説明するタイミングチャートである。
【図４】 本発明の第２の実施形態による集塵用電源の構成例を示すブロック図である。
【図５】 図４に示す第２の実施形態における集塵用電源の動作例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 整流器
２ チョークコイル
３，１１，５０，５６ コンデンサ
４ フィルタ回路
５ インバータ回路
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ ＩＧＢＴ
６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ ダイオード
７、８ 基準電圧発生手段
９ 高電圧トランス
１０ 全波整流ダイオード（整流回路）
１１ 放電電極
１２ 共振インダクタ
１３ 共振コンデンサ
１４ 集塵電極
１６ 定電流制御回路
１７ スイッチ
１８ 駆動回路
２０ ＰＥＡＫ荷電時間設定用タイマ
２１ ＢＡＳＥ荷電時間設定用タイマ
２２ 比較器
２６ 可変抵抗器
２７ 抵抗器
２８ ピーク電圧ホールド用コンデンサ
２９ トランジスタ
３０ ダイオード
３１ 定電流制御回路
３２ 火花追従制御回路
３３ 定電圧制御回路
３４ 短絡検出トリップ制御回路
４６ Ｉ／Ｏ回路
４７ ＣＰＵ
４８ ＲＡＭ
４９ ＲＯＭ
５０ Ａ／Ｄ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 検出抵抗
Claims (6)
- 交流電源を整流した直流電圧で運転する高周波インバータ部の高周波出力電圧を、高電圧トランスと高電圧整流器とを通して直流高電圧に変換し、直流高電圧出力端子を介して、この直流高電圧を放電電極と集塵電極との間の容量に荷電する電気集塵用電源装置であって、
前記直流高電圧出力端子を流れる荷電電流が定電流になるように制御する定電流制御部と、
前記直流高電圧出力端子において前記荷電電流を検出し、検出されたこの荷電電流を検出電流として出力する電流検出回路と、
前記直流高電圧出力端子において放電電極と集塵電極との間の荷電電圧を検出し、検出された荷電電圧を検出電圧ＶＳとして出力する電圧検出回路とを具備し、
前記定電流制御部が前記検出電圧ＶＳに応じて、荷電期間における前記検出電流が第１の設定値の電流値となり、荷電抑制期間における前記検出電流がこの第１の設定値より小さい第２の設定値の電流値となるように、前記高周波インバータ部を定電流制御することを特徴とする電気集塵用電源。 - 前記直流高電圧出力端子を流れる荷電電流を検出して電流検出信号を得ると共に、荷電期間と荷電抑制期間との間で切り替わる毎に前記第１の電流基準値と第２の電流基準値との間で切替えを行い、前記荷電期間において前記電流検出信号と前記第１の電流基準値とを比較し、前記電流検出信号が前記第１の電流基準値と等しくなるように前記荷電電流を定電流制御し、一方、前記荷電抑制期間において前記電流検出信号と前記第２の電流基準値とを比較し、前記電流検出信号が前記第２の電流基準値と等しくなるように前記荷電電流を定電流制御することを特徴とする請求項１に記載の電気集塵用電源。
- 電気集塵部を流れる荷電電流を検出する荷電電流検出手段と、
第１の電流基準値を出力する第１の電流基準手段と、
第１の電流基準値よりも低い第２の電流基準値を出力する第２の電流基準手段と、
前記荷電電流検出手段からの電流検出信号を、前記第１の電流基準値または第２の電流基準値のいずれかとを比較する比較回路と、
前記電気集塵部に印加される荷電電圧の大きさにより前記切替え信号を発生する切替え信号発生回路と、
この切替え信号を受けて、前記比較回路に電流基準値を供給する電流基準手段を、前記第１の電流基準手段と第２の電流基準手段とで交互に切り替える切替え手段と
を有し、
前記切替え信号が前記第１の電流基準手段を選択する期間において、前記直流高電圧出力端子を流れる出力電流が第１の電流値になるように前記高周波インバータ部を駆動し、前記切替え信号が前記第２の電流基準手段を選択する期間において、前記電気集塵部を流れる出力電流が第１の電流値よりも小さい第２の電流値になるように、前記荷電電流を定電流制御することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の電気集塵用電源。 - 前記切替え信号発生回路は、前記検出電圧ＶＳと、下限値から上昇してこの検出電圧ＶＳに対応した値となる基準電圧ＶＫとを比較する比較回路と、前記荷電期間を設定する手段と、前記荷電抑制期間を設定する手段とを備えたことを特報とする請求項３に記載の電気集塵用電源。
- 前記手段がタイマであることを特徴とする請求項４に記載の電気集塵用電源
- 前記切換手段が前記荷電時間の長さを、前記切換信号に基づき調整することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電気集塵用電源。
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