JP6395151B2 - 電気集塵機用高圧電源装置 - Google Patents
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Description
負荷であるアイオナイザおよびコレクタに対する出力電圧および出力電流を検出するとともに、検出した出力電圧を表す出力電圧信号および出力電流を表す出力電流信号を制御手段に供給することにより前記制御手段で、前記負荷が接続された変換装置によるPWM制御のためのデューティ制御を行うように構成した電気集塵機用高圧電源装置であって、
前記制御手段は、前記出力電圧の低下により放電スパークの発生が検出されたとき、前記出力電圧信号または出力電流信号を取り込んで、前記PWM制御のデューティを最小にすることで前記出力電圧の出力を休止するとともに、所定の休止期間の経過後、前記出力電圧の電圧上昇速度を前記デューティの分割比と、前記出力電圧信号または出力電流信号を取り込むサンプリング速度とに基づき設定される緩やかな上昇曲線とするよう制御するものである特徴とする電気集塵機用高圧電源装置にある。
第1の態様に記載する電気集塵機用高圧電源装置において、
前記休止時間は、前記アイオナイザまたはコレクタにおける着火安全性と、集塵効率とに基づき決定したことを特徴とする電気集塵機用高圧電源装置にある。
第1または第2の態様に記載する電気集塵機用高圧電源装置において、
前記制御手段は、所定時間内の前記放電スパークの発生回数が、所定の閾値を超える毎に定電流特性の出力電流の値を段階的に低下させることを特徴とする電気集塵機用高圧電源装置にある。
第1または第2の態様に記載する電気集塵機用高圧電源装置において、
前記制御手段は、所定時間内の前記放電スパークの発生回数が、所定の閾値を超える毎に定電圧特性の出力電圧の値を段階的に低下させることを特徴とする電気集塵機用高圧電源装置にある。
第1〜第4の態様のいずれか一つに記載する電気集塵機用高圧電源装置において、
前記制御手段は、定格よりも低い定電流・定電圧出力特性で立ち上げ、絶縁部材に付着する湿気がジュール熱で乾燥された段階で定格の定電流・定電圧出力特性による運転に移行するようにPWM制御するものであることを特徴とする電気集塵機用高圧電源装置にある。
本例は休止時間による安全性確保を目的とする制御である。具体的には、図2に示すように、スパークが発生すると一瞬負荷短絡状態となり、スパークによる電圧低下Aが生起される。この結果、出力電圧Vはほぼゼロとなる。かかる出力電圧Vの低下により、電圧検出回路3でスパーク検知Bが行われ、休止開始Cのモードとなる。この結果、放電は一旦休止されるが、休止されたことによって負荷短絡から解放された当該電気集塵機用高圧電源装置は回復する。放電スパークの原因が取り除かれていなければ連続した放電スパークに移行しやすい。しかし放電スパークが起きても、1回であれば安全性が脅かされることはなく、運転休止の必要はないので、連続放電に移行しないように、1回でも放電スパークが発生すれば、直ちにこれを検知し、デューティを最小値(本例では出力電圧Vが100%のときの1/400)にし、放電開始電圧以下の十分低い値とすることで連続スパークに移行することを確実に防止する。具体的には、昇圧トランス1の1次巻線1A側の振幅をCPU9が直接コントロールしているので、瞬時にデューティを変化させることで実現し得る。また、一旦出力を休止し一定時間後再立ち上げすることで集塵効率の低下を最小限度に留めることができる。
本例は、定電流モードによるスパーク抑制を目的とするものである。第1の実施例に記載する処理で放電スパークの発生が終息しない場合は、放電スパーク発生を抑制し、集塵機を継続動作させるため、電源の出力特性を切り替える。
ω=CmqEc/3πμDp
q=k1Ei
Ei=k2√Ii
但し、Q:風量、A:集塵面積、ω:粒子移動速度、Dp:粒径、Ec:コレクタ電界、μ:空気の粘性、q:粒子電荷量、Ei:アイオナイザ電界、Ii:アイオナイザ放電電流、Cm:カニンガム補正係数、k1、k2:係数である。
上記第2の実施例では、定電流・定電流制御の電流を段階的に低減する方式に関して説明したが、同様の考えは定電圧モードによるスパーク抑制にも敷衍できる。すなわち、図4に示すように、定電流特性は変えず、定電圧特性Mを定電圧特性Nと低下させ、さらに定電圧特性Nから定電圧特性Oへと段階的に低下させることもできる。
運転中のスパーク以外にも、強い湿気による碍子等支持体の絶縁劣化により運転できない場合が発生する。この場合、集塵部の絶縁抵抗を測ると、1MΩ以下となることも珍しくない。かかる状態で、仮に定格10kvの電圧を印加したとすると、10mA以上の電流が流れる計算になり、10kv×10mA=100Wであるので、大出力が負荷抵抗体にかかり、抵抗体の急激な温度上昇とともに、燃焼に至ることが考えられる。
I 出力電流
V0 基準電圧
I0 基準電流
I,II 負荷
Tr 電界効果トランジスタ
1 昇圧トランス
2 整流倍圧回路
3 電圧検出回路
5 主制御装置
6 電流検出回路
9 CPU
Claims (5)
- 負荷であるアイオナイザおよびコレクタに対する出力電圧および出力電流を検出するとともに、検出した出力電圧を表す出力電圧信号および出力電流を表す出力電流信号を制御手段に供給することにより前記制御手段で、前記負荷が接続された変換装置によるPWM制御のためのデューティ制御を行うように構成した電気集塵機用高圧電源装置であって、
前記制御手段は、前記出力電圧の低下により放電スパークの発生が検出されたとき、前記出力電圧信号または出力電流信号を取り込んで、前記PWM制御のデューティを最小にすることで前記出力電圧の出力を休止するとともに、所定の休止期間の経過後、前記出力電圧の電圧上昇速度を前記デューティの分割比と、前記出力電圧信号または出力電流信号を取り込むサンプリング速度とに基づき設定される緩やかな上昇曲線とするよう制御するものである特徴とする電気集塵機用高圧電源装置。 - 請求項1に記載する電気集塵機用高圧電源装置において、
前記休止時間は、前記アイオナイザまたはコレクタにおける着火安全性と、集塵効率とに基づき決定したことを特徴とする電気集塵機用高圧電源装置。 - 請求項1または請求項2に記載する電気集塵機用高圧電源装置において、
前記制御手段は、所定時間内の前記放電スパークの発生回数が、所定の閾値を超える毎に定電流特性の出力電流の値を段階的に低下させることを特徴とする電気集塵機用高圧電源装置。 - 請求項1または請求項2に記載する電気集塵機用高圧電源装置において、
前記制御手段は、所定時間内の前記放電スパークの発生回数が、所定の閾値を超える毎に定電圧特性の出力電圧の値を段階的に低下させることを特徴とする電気集塵機用高圧電源装置。 - 請求項1〜請求項4のいずれか一つに記載する電気集塵機用高圧電源装置において、
前記制御手段は、定格よりも低い定電流・定電圧出力特性で立ち上げ、絶縁部材に付着する湿気がジュール熱で乾燥された段階で定格の定電流・定電圧出力特性による運転に移行するようにPWM制御するものであることを特徴とする電気集塵機用高圧電源装置。
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