JP7222783B2

JP7222783B2 - Pulse charging device, control method thereof, and electrostatic precipitator

Info

Publication number: JP7222783B2
Application number: JP2019062518A
Authority: JP
Inventors: 駿横山; 飛翔中野; 寛寺井
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2019-03-28
Publication date: 2023-02-15
Anticipated expiration: 2039-03-28
Also published as: JP2020157266A

Description

本発明は、電気集塵機に関する。 The present invention relates to an electrostatic precipitator.

火力発電プラントや製鉄プラント、各種産業用プラントには、環境保全のために、電気集塵機（EP：Electrostatic Precipitator）が導入される。電気集塵機は、粉塵を含むガスを放電極と集塵極の間に導入し、コロナ放電によって粉塵を帯電させ、これに電界を加えることにより、粉塵を分離、収集する。 Thermal power plants, iron-making plants, and various industrial plants are equipped with an EP (Electrostatic Precipitator) for environmental protection. An electrostatic precipitator introduces a dust-containing gas between a discharge electrode and a dust collection electrode, charges the dust by corona discharge, and applies an electric field to separate and collect the dust.

電気集塵機のパルス電荷法では、ベースとなる直流電圧（ベース電圧）に、パルス電圧を重畳した波形を、電気集塵機の電極間に印加する。ベース電圧は、ベース電源によって生成され、パルス電圧はパルス電源によって生成される。 In the pulse charge method of an electrostatic precipitator, a waveform obtained by superimposing a pulse voltage on a base DC voltage (base voltage) is applied between electrodes of the electrostatic precipitator. A base voltage is generated by a base power supply and a pulse voltage is generated by a pulse power supply.

パルス荷電法では、ベース電圧と、パルス電圧と、パルスの頻度Ｆが独立な制御パラメータとして存在する。ベース電圧は、高すぎると高抵抗ダストで逆電離が発生し、一方、低すぎると電圧不足となるため、粉塵を含むガスの条件に応じて、最適化する必要がある。 In the pulse charging method, the base voltage, the pulse voltage and the pulse frequency F exist as independent control parameters. If the base voltage is too high, back-ionization will occur in high-resistance dust, while if it is too low, the voltage will be insufficient.

特許文献２には、ベース電源一次側サイリスタの点弧角θ_Ｂの制御技術が開示される。この技術では、点弧角θ_Ｂは、３つにθ_ＤＣ，θ_ＯＮ，θ_ＯＦＦに分類され、それぞれが独立に制御される。 Patent Document 2 discloses a technique for controlling the firing angle θ _B of the thyristor on the primary side of the base power supply. In this technique, the firing angle θ _B is classified into three types, θ _DC , θ _ON and θ _OFF , each of which is independently controlled.

具体的には、電源交流１０～１００サイクルごとに、半サイクルあるいは１サイクルの間、パルス電圧の発生およびパルス電源の一次側のサイリスタの点弧を休止し、ベース電源一次側サイリスタのみを点弧させる（これをベース見直し点弧という）。このベース見直し点弧により流れる電流値が、予め設定されているコロナ開始時の電流値Ｉ_０になるように、次回のベース見直し点弧の点弧角θ_ＤＣが制御される。また、その結果計測されるベース電圧が、パルス荷電中のベース電圧の目標値となる。 Specifically, every 10 to 100 AC cycles of the power supply, the generation of the pulse voltage and the firing of the thyristor on the primary side of the pulse power supply are suspended for a half cycle or one cycle, and only the thyristor on the primary side of the base power supply is fired. (this is called base review firing). The ignition angle θ _DC of the next base review ignition is controlled so that the current value flowing by this base review ignition becomes the preset current value _I0 at the start of corona. Further, the base voltage measured as a result becomes the target value of the base voltage during pulse charging.

またパルス荷電中におけるパルスの発生頻度は調節される。パルス荷電中のベース電源一次側サイリスタの点弧角θ_Ｂは、パルス発生を伴うものθ_ＯＮと、伴わないものθ_ＯＦＦに区別され、各々のベース電圧がベース電圧目標値に近づくように、点弧角θ_ＯＮ，θ_ＯＦＦは独立に制御される。 Also, the frequency of pulses during pulse charging is adjusted. The firing angle θ _B of the thyristor on the primary side of the base power supply during pulse charging is classified into θ _ON with pulse generation and θ _OFF without pulse generation. The arc angles θ _ON and θ _OFF are independently controlled.

特開平１－９９６５９号公報JP-A-1-99659 特開２００１－２７６６５０号公報JP-A-2001-276650

特許文献２に記載の技術では、パルス荷電中に、ベース電圧Ｖ_Ｂを目標値に安定化する定電圧制御を行っている。通常、点弧角θ_Ｂ（すなわちθ_ＤＣ，θ_ＯＮ，θＯ_ＦＦ）ベース電圧Ｖ_Ｂの関係は単調関係であるため、フィードバック系は安定であるが、逆電離が発生すると、この単調関係が失われ、点弧角θ_Ｂのフィードバック系が不安定となり、却って逆電離を増長させるおそれがある。 In the technique described in Patent Document 2, constant voltage control is performed to stabilize the base voltage _VB at a target value during pulse charging. Normally, the relationship between the firing angle θ _B (that is, θ _DC , θ _ON , θ _OFF ) and the base voltage V _B is monotonic, so the feedback system is stable. As a result, the feedback system of the firing angle θ _B becomes unstable, and there is a risk of increasing back-ionization.

本発明は係る状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、電気集塵機のパルス荷電装置の安定性の改善にある。 It is in this context that the present invention has been made, and one exemplary object of certain aspects thereof is to improve the stability of the pulse charging system of an electrostatic precipitator.

本発明のある態様は、電気集塵機のパルス荷電装置に関する。パルス荷電装置は、ベース電圧を発生するベース電源と、パルス電圧を発生し、ベース電圧に重畳するパルス電源と、ベース電源の一次側サイリスタの点弧角を制御する荷電制御装置と、を備える。荷電制御装置は、商用交流の１０～１００サイクルごとに、所定数サイクルの割合でベース見直し期間を設け、当該ベース見直し期間において、パルス発生及びパルス電源の一次側サイリスタの点弧を休止して、ベース電源の一次側サイリスタのみを点弧し、ベース電流Ｉ_Ｂｄｃが、予め設定されているベース電流目標値Ｉ_{Ｂｄｃ（ＲＥＦ）}に近づくように、次回のベース見直し期間の点弧角θ_Ｂｄｃを制御し、ベース見直し期間中に測定されるベース電圧Ｖ_Ｂｄｃを、ベース見直し期間に続くパルス荷電期間におけるベース電圧目標値Ｖ_{Ｂｐ（ＲＥＦ）}として保持する。またパルス荷電期間において、パルス荷電期間のベース電圧Ｖ_Ｂｐがベース電圧目標値Ｖ_{Ｂｐ（ＲＥＦ）}に近づくように、かつ、パルス荷電期間のベース電流Ｉ_Ｂｐがその上限値Ｉ_{Ｂ（ＭＡＸ）}を上回らないように、ベース電源の一次側サイリスタの点弧角θ_Ｂｐを制御する。 One aspect of the invention relates to a pulse charging device for an electrostatic precipitator. A pulse charging device includes a base power supply that generates a base voltage, a pulse power supply that generates a pulse voltage and superimposes it on the base voltage, and a charge control device that controls the firing angle of a primary side thyristor of the base power supply. The charging control device provides a base review period at a rate of a predetermined number of cycles every 10 to 100 cycles of commercial AC, and suspends pulse generation and firing of the primary side thyristor of the pulse power supply during the base review period, Only the primary side thyristor of the base power supply is fired, and the firing angle θ _Bdc for the next base review period is controlled so that the base current I _Bdc approaches the preset base current target value I _{Bdc (REF).} and hold the base voltage V _Bdc measured during the base review period as the base voltage target value V _Bp(REF) for the pulse charging period following the base review period. Further, in the pulse charging period, the base voltage _VBp during the pulse charging period approaches the base voltage target value _VBp(REF) , and the base current _IBp during the pulse charging period does not exceed the upper limit value _IB(MAX). The firing angle θ _Bp of the primary side thyristor of the base power supply is controlled so that

この態様では、パルス荷電期間において、ベース電圧の定電圧制御をメインとしつつも、電流に関しては、定電流制御ではなく、上限値のリミットとして制御に組み込むこととした。逆電離が発生する状況では、電流が制限されることにより、ベース電圧と点弧角の単調性が維持されない場合であっても、系の安定性を確保できる。 In this embodiment, while the constant voltage control of the base voltage is mainly performed during the pulse charging period, the current is incorporated into the control as a limit of the upper limit instead of the constant current control. In situations where back-ionization occurs, the current limitation ensures system stability even if the monotonicity of base voltage and firing angle is not maintained.

パルス荷電期間におけるベース電源の一次側サイリスタの点弧を、それがパルス発生を伴うオンサイクルと、パルス発生を伴わないオフサイクルとで区別してもよい。オンサイクルのベース電圧Ｖ_ＢｐをＶ_Ｂｏｎ、オフサイクルのベース電圧Ｖ_ＢｐをＶ_Ｂｏｆｆとするとき、荷電制御装置は、オンサイクルの点弧角θ_Ｂｏｎを、ベース電圧Ｖ_Ｂｏｎがベース電圧目標値Ｖ_{Ｂｐ（ＲＥＦ）}に近づくように制御し、オフサイクルの点弧角θ_Ｂｏｆｆを、ベース電圧Ｖ_Ｂｏｆｆがベース電圧目標値Ｖ_{Ｂｐ（ＲＥＦ）}に近づくように個別に制御してもよい。 Firing of the primary thyristor of the base supply during the pulse charging period may be differentiated between the on-cycles where it is pulsed and the off-cycles where it is not pulsed. When the on-cycle base voltage _VBp is _VBon and the off-cycle base voltage _VBp is _VBoff , the charge controller determines the on-cycle firing angle θ _Bon , and the base voltage _VBon is the base voltage target value V _Bp(REF) , and the off-cycle firing angle θ _Boff may be individually controlled so that the base voltage V _Boff approaches the base voltage target value V _Bp(REF) .

オンサイクルとオフサイクルにおけるベース電流Ｉ_Ｂｏｎ、Ｉ_Ｂｏｆｆそれぞれの上限値Ｉ_{Ｂｐ（ＭＡＸ）}をＩ_{Ｂｏｎ（ＭＡＸ）}，Ｉ_{Ｂｏｆｆ（ＭＡＸ）}とするとき、
Ｉ_{Ｂｏｎ（ＭＡＸ）}＞Ｉ_{Ｂｏｆｆ（ＭＡＸ）}
が成り立ってもよい。 When IBon _(MAX) and _IBoff(MAX) are the upper limit values _IBp( MAX) of the base currents _IBon and _IBoff in the on-cycle and off-cycle, respectively,
I _{Bon (MAX)} > I _{Boff (MAX)}
may hold.

パルス電源の内部電圧をＶ_Ａ、その定格をＶ_{Ａ（ＲＡＴＥ）}とするとき、上限値Ｉ_{Ｂｏｎ（ＭＡＸ）}は、所定の定数Ｉ_１、Ｉ_２を用いて、
Ｉ_{Ｂｏｎ（ＭＡＸ）}＝Ｉ_１×Ｖ_Ａ／Ｖ_{Ａ（ＲＡＴＥ）}＋Ｉ_２
で与えてもよい。これによりパルス電源が発生するパルス電圧の振幅は、内部電圧Ｖ_Ａに実質的に比例するから、内部電圧Ｖ_Ａに応じて上限値Ｉ_{Ｂｏｎ（ＭＡＸ）}を適応的に変化させることで、好ましい電流制限をかけることができる。 When the internal voltage of the pulse power supply is V _A and its rating is V _{A (RATE)} , the upper limit value I _{Bon (MAX)} is obtained using predetermined constants I ₁ and I ₂ as follows:
IBon _(MAX) = _I1 * _VA / _VA(RATE) + _I2
can be given with As a result, the amplitude of the pulse voltage generated by the pulse power supply is substantially proportional to _the internal _voltage _VA . can be restricted.

荷電制御装置は、ベース見直し期間において、ベース電流Ｉ_Ｂｄｃとベース電流目標値Ｉ_{Ｂｄｃ（ＲＥＦ）}の差分に制御ゲインを乗じた第１誤差を積算し、積算値を、次回のベース見直し期間の点弧角θ_Ｂｄｃとしてもよい。 In the base review period, the charge control device integrates a first error obtained by multiplying the difference between the base current I _Bdc and the base current target value I _{Bdc (REF)} by the control gain, and converts the integrated value to the point of the next base review period. The arc angle θ _Bdc may be used.

荷電制御装置は、パルス荷電期間において、ベース電流Ｉ_Ｂｐと上限値Ｉ_{Ｂｐ（ＭＡＸ）}の差分に制御ゲインを乗じた第１誤差と、ベース電圧Ｖ_Ｂｐとベース電圧目標値Ｖ_{Ｂｐ（ＲＥＦ）}の差分に制御ゲインを乗じた第２誤差のうち小さいほうを積算し、積算値を点弧角θ_Ｂｐとしてもよい。 In the pulse charging period, the charge control device calculates a first error obtained by multiplying the difference between the base current I _Bp and the upper limit value I _{Bp (MAX)} by the control gain, and the difference between the base voltage V _Bp and the base voltage target value V _{Bp (REF).} The smaller of the second errors obtained by multiplying the difference by the control gain may be integrated, and the integrated value may be taken as the firing angle θ _Bp .

本発明の別の態様は、電気集塵機に関する。電気集塵機は、放電極および集塵極を含む集塵部と、上述のいずれかのパルス荷電装置と、を備える。 Another aspect of the invention relates to an electrostatic precipitator. An electrostatic precipitator includes a dust collection section including a discharge electrode and a dust collection electrode, and any one of the pulse charging devices described above.

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that arbitrary combinations of the above-described constituent elements and mutually replacing the constituent elements and expressions of the present invention in methods, devices, systems, etc. are also effective as aspects of the present invention.

本発明によれば、電気集塵機のパルス荷電装置の安定性を改善できる。 According to the present invention, the stability of the pulse charging device of the electrostatic precipitator can be improved.

電気集塵機の全体構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the whole structure of an electrostatic precipitator. 図２（ａ）、（ｂ）は、集塵極系および放電極系を示す図である。2(a) and 2(b) are diagrams showing a dust collection electrode system and a discharge electrode system. 集塵極系と放電極系の配置図である。FIG. 3 is a layout diagram of a dust collection electrode system and a discharge electrode system; パルス荷電装置の例示的なシステムブロック図である。1 is an exemplary system block diagram of a pulse charging device; FIG. パルス荷電装置の電気系統のブロック図である。1 is a block diagram of an electrical system of a pulse charging device; FIG. パルス電圧Ｖ_Ｐとベース電圧Ｖ_Ｂおよびそれらを重畳して得られる集塵機電圧Ｖ_ＥＰを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a pulse voltage _VP , a base voltage _VB, and a dust collector voltage _VEP obtained by superimposing them. ベース電圧Ｖ_Ｂの制御に関するタイムチャートである。4 is a time chart regarding control of base voltage _VB . ベース見直し期間Ｔ_ｄｃに関連する荷電制御装置の制御ブロック図である。FIG. 10 is a control block diagram of a charge controller associated with the base review period _Tdc ; パルス荷電期間Ｔ_ｐのオンサイクルに関連する制御ブロック図である。FIG. 11 is a control block diagram related to the on-cycle of the pulse charging period _Tp . パルス荷電期間Ｔ_ｐのオフサイクルに関連する制御ブロック図である。FIG. 4 is a control block diagram related to the off-cycle of the pulse charging period _Tp .

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent constituent elements, members, and processes shown in each drawing are denoted by the same reference numerals, and duplication of description will be omitted as appropriate. Moreover, the embodiments are illustrative rather than limiting the invention, and not all features and combinations thereof described in the embodiments are necessarily essential to the invention.

図１は、電気集塵機１００の全体構造を示す斜視図である。電気集塵機１００は、本体構造１１０と、パルス荷電装置２００を備える。 FIG. 1 is a perspective view showing the overall structure of an electrostatic precipitator 100. FIG. The electrostatic precipitator 100 comprises a body structure 110 and a pulse charging device 200 .

本体構造１１０は、電気集塵機１００の本体をなす建造物であり、プラントに設置される。粉塵を含むガスは、流入口１２０から本体構造１１０の内部に導入される。流入口１２０から取り込まれたガスは、スプリッタ１２２および整流板１２４を通過し、流速分布が均一化された後に、集塵室（集塵部）１１２に導かれる。整流板槌打装置１３０は、整流板１２４に打撃を与えることにより、整流板１２４に付着した粉塵を払い落とす。 The main body structure 110 is a structure that forms the main body of the electrostatic precipitator 100 and is installed in a plant. Gas containing dust is introduced into the interior of the body structure 110 through the inlet 120 . The gas taken in from the inflow port 120 passes through the splitter 122 and the rectifying plate 124 and is led to the dust collection chamber (dust collection section) 112 after the flow velocity distribution is made uniform. The rectifying plate hammering device 130 strikes the rectifying plate 124 to shake off dust adhering to the rectifying plate 124 .

集塵室１１２の内部には、対向して設けられた放電極１１４と集塵極１１６のペアが設けられている。たとえば、放電極１１４は枠組みされており、それを挟み込むように、板状の集塵極１１６が設けられる。 Inside the dust collection chamber 112, a pair of a discharge electrode 114 and a dust collection electrode 116 are provided facing each other. For example, the discharge electrode 114 is framed, and plate-like dust collection electrodes 116 are provided so as to sandwich it.

本体構造１１０の屋上部分には、パルス荷電装置２００の一部が設けられる。なおパルス荷電装置２００の設置場所は、屋上には限定されない。 A portion of the pulse charging device 200 is provided on the roof portion of the body structure 110 . The installation location of the pulse charging device 200 is not limited to the rooftop.

パルス荷電装置２００は、放電極１１４と集塵極１１６の間にコロナ放電を発生させることにより、ガスに含まれる粉塵を帯電させ、これに電界を加えることにより、粉塵を分離、収集する。粉塵は集塵極１１６に付着し、蓄積される。集塵室１１２の内部で粉塵が除去された後に、クリーンなガスは、流出口１５０から流出する。 The pulse charging device 200 generates corona discharge between the discharge electrode 114 and the dust collection electrode 116 to charge the dust contained in the gas, and applies an electric field to separate and collect the dust. Dust adheres to the dust collection electrode 116 and accumulates. After dust is removed inside dust collection chamber 112 , clean gas flows out from outlet 150 .

パルス荷電装置２００は、ベース電源（Ｂ電源）２１０、パルス電源（Ａ電源）２２０、整流装置２３２、荷電制御装置（図１に不図示）を含む。パルス電荷法では、ベースとなる直流電圧（ベース電圧）に、パルス電圧Ｖ_Ｐを重畳した波形を、電気集塵機の電極１１４，１１６の間に印加する。ベース電圧Ｖ_Ｂは、ベース電源２１０によって生成され、パルス電圧Ｖ_Ｐはパルス電源２２０によって生成される。 The pulse charging device 200 includes a base power supply (B power supply) 210, a pulse power supply (A power supply) 220, a rectifier 232, and a charge control device (not shown in FIG. 1). In the pulse charge method, a waveform obtained by superimposing a pulse voltage _VP on a DC voltage (base voltage) that serves as a base is applied between the electrodes 114 and 116 of the electrostatic precipitator. Base voltage V _B is generated by base power supply 210 and pulse voltage V _P is generated by pulse power supply 220 .

槌打装置１３２は、集塵極槌打モータ１３６によって駆動されて、集塵極１１６に物理的な衝撃を与える。放電極槌打モータ１３４は、放電極１１４に衝撃を与えるハンマーを駆動する。槌打装置１３２による衝撃により、集塵極１１６に付着した粉塵は集塵極１１６の表面から剥離し、ホッパ１４０へと落下し、捕集される。 The hammering device 132 is driven by a dust collection pole hammering motor 136 to physically impact the dust collection pole 116 . A discharge electrode hammering motor 134 drives a hammer that impacts the discharge electrode 114 . Due to the impact of the hammering device 132, the dust adhering to the dust collecting electrode 116 separates from the surface of the dust collecting electrode 116, falls to the hopper 140, and is collected.

以上が電気集塵機１００の全体構成である。図２（ａ）、（ｂ）は、集塵極系および放電極系を示す図である。図２（ａ）を参照する。集塵極系１６０は、ガス流と垂直な方向に離間して設けられる複数の集塵パネル１６２を備える。各集塵パネル１６２は、複数の集塵極１１６と、上部金物１６４、タタキ座１６６を含む。板状の集塵極１１６は、ガス流の方向に並べられ、それらの上部において、上部金物１６４とボルト締めされて固定され、それらの下部において、タタキ座１６６によって固定される。 The above is the overall configuration of the electrostatic precipitator 100 . 2(a) and 2(b) are diagrams showing a dust collection electrode system and a discharge electrode system. Please refer to FIG. The dust collection electrode system 160 includes a plurality of dust collection panels 162 spaced apart in a direction perpendicular to the gas flow. Each dust collection panel 162 includes a plurality of dust collection electrodes 116 , an upper metal fitting 164 and a tapped seat 166 . The plate-shaped dust collecting electrodes 116 are arranged in the direction of the gas flow, and are fixed by bolting to the upper metal fittings 164 at their upper portions, and are fixed by the tapped seats 166 at their lower portions.

図２（ｂ）を参照する。放電極系１７０は、それぞれがガス流の方向に伸び、高さ方向に離間する複数の放電極枠１７２を備える。放電極枠１７２には穴１７４が設けられており、穴１７４に、板状ノコ刃形の放電極１１４が挿入され、クサビ１７６によって固定されている。 Please refer to FIG. The discharge electrode system 170 includes a plurality of discharge electrode frames 172 each extending in the direction of gas flow and spaced apart in the height direction. A hole 174 is provided in the discharge electrode frame 172 , and the plate-like saw blade-shaped discharge electrode 114 is inserted into the hole 174 and fixed by a wedge 176 .

図３は、集塵極系１６０と放電極系１７０の配置図である。２枚の集塵パネル１６２に挟まれる空間に、放電極系１７０が挿入される。 FIG. 3 is a layout diagram of the dust collection electrode system 160 and the discharge electrode system 170. As shown in FIG. A discharge electrode system 170 is inserted into the space sandwiched between the two dust collection panels 162 .

図４は、パルス荷電装置２００の例示的なシステムブロック図である。パルス荷電装置２００は、主として、パルス電源２２０、ベース電源２１０、一次電源２３０、上位コントローラ２４０、タッチパネル２５０、荷電制御装置２６０を備える。パルス電源２２０は、パルス電圧Ｖ_Ｐを生成する。ベース電源２１０は、ベース電圧Ｖ_Ｂを生成する。パルス荷電装置２００は、ベース電圧Ｖ_Ｂにパルス電圧Ｖ_Ｐを重畳して得られる駆動電圧（集塵機電圧Ｖ_ＥＰ）を、放電極１１４と集塵極１１６に印加可能に構成される。 FIG. 4 is an exemplary system block diagram of pulse charging device 200 . The pulse charging device 200 mainly includes a pulse power source 220 , a base power source 210 , a primary power source 230 , a host controller 240 , a touch panel 250 and a charge control device 260 . A pulse power supply 220 generates a pulse voltage _VP . A base power supply 210 produces a base voltage _VB . The pulse charging device 200 is configured to apply a drive voltage (precipitator voltage V _EP ) obtained by superimposing a pulse voltage V _P on a base voltage V _B to the discharge electrode 114 and the dust collection electrode 116 .

荷電制御装置２６０は、ベース電源２１０、パルス電源２２０、一次電源２３０の電気的状態を監視し、監視結果にもとづいて、ベース電源２１０のベース電圧Ｖ_Ｂのレベル、およびパルス電源２２０のパルス電圧Ｖ_Ｐのピーク電圧（実際にはそれに比例する内部電圧Ｖ_Ａ）およびパルス頻度Ｆを制御するとともに、ベース電源２１０およびパルス電源２２０に付随するサイリスタ２１２，２２２，２２４の点弧のタイミングを制御する。 The charge control device 260 monitors the electrical states of the base power supply 210, the pulse power supply 220, and the primary power supply 230, and based on the monitoring results, the level of the base voltage _VB of the base power supply 210 and the pulse voltage V of the pulse power supply 220 are adjusted. It controls the peak voltage of _P (actually the internal voltage V _A proportional thereto) and the pulse frequency F, and also controls the firing timing of the thyristors 212 , 222 , 224 associated with the base power supply 210 and the pulse power supply 220 .

上位コントローラ２４０は、荷電制御装置２６０と有線あるいは無線で接続されている。上位コントローラ２４０は、荷電制御装置２６０に対して、運転操作入力信号を与える。また荷電制御装置２６０は上位コントローラ２４０に対して、状態監視出力信号を供給する。 The host controller 240 is connected to the charging control device 260 by wire or wirelessly. The host controller 240 gives driving operation input signals to the charging control device 260 . The charge control device 260 also supplies a state monitoring output signal to the host controller 240 .

タッチパネル２５０は、ユーザインタフェースであって、荷電制御装置２６０と専用ケーブルで接続される。荷電制御装置２６０は、タッチパネル２５０に荷電状態を表示することができる。またオペレータは、タッチパネル２５０を操作することにより、各種運転パラメータを設定することができる。パラメータのセットは、複数個保存できる。 The touch panel 250 is a user interface and is connected to the charge control device 260 with a dedicated cable. The charging control device 260 can display the charging state on the touch panel 250 . Further, the operator can set various operating parameters by operating the touch panel 250 . Multiple sets of parameters can be saved.

図５は、パルス荷電装置２００の電気系統のブロック図である。ベース電源２１０は、ベース電源サイリスタ２１２、トランス２１４、整流ブリッジ２１６、電圧センサ２１７、電流センサ２１８を備える。ベース電源サイリスタ２１２は、逆並列接続された２個のサイリスタを含み、トランス２１４の一次側に設けられる。整流ブリッジ２１６は、トランス２１４の二次側に設けられる。整流ブリッジ２１６により整流された電圧がベース電圧Ｖ_Ｂであり、放電極１１４に供給される。 FIG. 5 is a block diagram of the electrical system of the pulse charging device 200. As shown in FIG. Base power supply 210 includes base power supply thyristor 212 , transformer 214 , rectifier bridge 216 , voltage sensor 217 and current sensor 218 . Base power thyristor 212 includes two thyristors connected in anti-parallel and is provided on the primary side of transformer 214 . A rectifying bridge 216 is provided on the secondary side of the transformer 214 . The voltage rectified by rectifying bridge 216 is base voltage _VB and is supplied to discharge electrode 114 .

電圧センサ２１７、電流センサ２１８はそれぞれ、ベース電圧Ｖ_Ｂ、ベース電流Ｉ_Ｂを測定する。荷電制御装置２６０は、ベース電源サイリスタ２１２の点弧を指示する制御信号Ｓ１を生成する。荷電制御装置２６０は、電圧センサ２１７、電流センサ２１８それぞれの検出信号（電圧値、電流値）にもとづいて、ベース電源サイリスタ２１２の点弧角θ_Ｂを制御することにより、ベース電圧Ｖ_Ｂの電圧レベルを調節する。 Voltage sensor 217 and current sensor 218 measure base voltage V _B and base current I _B , respectively. Charge controller 260 generates control signal S 1 that directs firing of base power supply thyristor 212 . The charge control device 260 controls the firing angle _θB of the base power supply thyristor 212 based on the detection signals (voltage value, current value) of the voltage sensor 217 and the current sensor 218, respectively, so that the voltage of the base voltage _VB adjust the level.

パルス電源２２０は、パルス電圧Ｖ_Ｐを生成し、ベース電圧Ｖ_Ｂに重畳する。パルス電源２２０は、パルス電源サイリスタ２２２、高圧サイリスタ２２４、トランス２２５、整流ブリッジ２２６、インダクタ２２７、コンデンサ２２８を含む。 A pulse power supply 220 generates a pulse voltage _VP and superimposes it on the base voltage _VB . Pulse power supply 220 includes pulse power thyristor 222 , high voltage thyristor 224 , transformer 225 , rectifying bridge 226 , inductor 227 and capacitor 228 .

トランス２２５の一次側にはパルス電源サイリスタ２２２が設けられる。整流ブリッジ２２６は、パルス電源サイリスタ２２２の二次側に接続される。パルス電源サイリスタ２２２の点弧角θ_Ａに応じて、パルス電源の内部電圧Ｖ_Ａが調節される。 A pulse power thyristor 222 is provided on the primary side of the transformer 225 . Rectifier bridge 226 is connected to the secondary side of pulse power thyristor 222 . The internal voltage V _A of the pulse power supply is adjusted according to the firing angle θ _A of the pulse power supply thyristor 222 .

高圧サイリスタ２２４は、整流ブリッジ２２６の出力と接地の間に設けられる。整流ブリッジ２２６の出力には、インダクタ２２７およびコンデンサ２２８を含むＬＣ共振回路が接続される。高圧サイリスタ２２４を点弧させると、ＬＣ共振が発生し、放電極１１４には、内部電圧Ｖ_Ａの約１．６倍の波高値（ピーク値）を有するパルス電圧Ｖ_Ｐが重畳される。 A high voltage thyristor 224 is provided between the output of the rectifier bridge 226 and ground. An LC resonant circuit including inductor 227 and capacitor 228 is connected to the output of rectifier bridge 226 . When the high-voltage thyristor 224 is ignited, LC resonance occurs, and a pulse voltage _VP having a crest value (peak value) approximately 1.6 times as high as the internal voltage _VA is superimposed on the discharge electrode 114 .

パルス電源サイリスタ２２２および高圧サイリスタ２２４は、荷電制御装置２６０が生成する制御信号Ｓ２，Ｓ３にもとづいて点弧する。具体的には制御信号Ｓ２が指示する点弧角θ_Ａによって内部電圧Ｖ_Ａひいてはパルス電圧Ｖ_Ｐの波高値が制御される。また制御信号Ｓ３がトリガーとなって高圧サイリスタ２２４が点弧し、これによりパルス電圧Ｖ_Ｐが発生する。 Pulse power thyristor 222 and high voltage thyristor 224 fire based on control signals S 2 and S 3 generated by charge controller 260 . Specifically, the peak value of the internal voltage _VA and the pulse voltage _VP is controlled by the firing angle _θA indicated by the control signal S2. Also, the control signal S3 serves as a trigger to fire the high-voltage thyristor 224, thereby generating a pulse voltage _VP .

図６は、パルス電圧Ｖ_Ａとベース電圧Ｖ_Ｂおよびそれらを重畳して得られる集塵機電圧Ｖ_ＥＰを示す図である。ベース電圧Ｖ_Ｂは、商用交流電圧を全波整流し、平滑化して得られる。ベース電圧Ｖ_Ｂのリップル（山）は、交流の半波毎に現れるから、商用交流電圧の周波数を５０Ｈｚとすれば、１秒に１００山が含まれる。 FIG. 6 is a diagram showing the pulse voltage _VA , the base voltage _VB , and the dust collector voltage _VEP obtained by superimposing them. The base voltage _VB is obtained by full-wave rectifying and smoothing the commercial AC voltage. Since the ripple (mountain) of the base voltage _VB appears at every AC half-wave, if the frequency of the commercial AC voltage is 50 Hz, 100 peaks are included in one second.

パルス電圧Ｖ_Ａの頻度Ｆは、１秒間に含まれるパルスの個数を表し、単位はｐｐｓ（パルス／秒）である。Ｆ＝０［ｐｐｓ］はパルスが発生しないことを意味し、Ｆ＝１００［ｐｐｓ］はすべての山にパルスが重畳されることを表す。図６に示すように、必ずしも、パルスが存在する山は連続しているとは限らない。パルス頻度Ｆと、パルスが発生する山の位置の関係は、テーブルに格納されている。 The frequency F of the pulse voltage _VA represents the number of pulses contained in one second, and its unit is pps (pulses/second). F=0 [pps] means that no pulse is generated, and F=100 [pps] means that pulses are superimposed on all peaks. As shown in FIG. 6, peaks where pulses exist are not necessarily continuous. The relationship between the pulse frequency F and the position of the crest where the pulse is generated is stored in a table.

以下、パルス荷電装置２００によるベース電圧Ｖ_Ｂの制御について説明する。 The control of the base voltage _VB by the pulse charging device 200 will be described below.

図７は、ベース電圧Ｖ_Ｂの制御に関するタイムチャートである。本実施の形態に係る制御において、一次側に接続される商用交流の１０～１００サイクルごとに、所定数サイクル（たとえば半サイクルあるいは１サイクル）の割合でベース見直し期間Ｔ_ｄｃが設けられる。ベース見直し期間Ｔ_ｄｃにおいては、パルス発生及びパルス電源２２０の一次側サイリスタ２２２の点弧が休止し、ベース電源２１０の一次側サイリスタ２１２のみが点弧される。ベース見直し期間における各電気信号には、添え字のｄｃを付す。 FIG. 7 is a time chart regarding control of the base voltage _VB . In the control according to the present embodiment, a base review period _Tdc is provided at a rate of a predetermined number of cycles (eg, half cycle or one cycle) every 10 to 100 cycles of commercial AC connected to the primary side. During the base review period T _dc , pulsing and firing of the primary thyristor 222 of the pulse power supply 220 are suspended, and only the primary thyristor 212 of the base power supply 210 is fired. Each electrical signal in the base review period is labeled with the subscript dc.

ベース見直し期間Ｔ_ｄｃ以外の期間は、パルスが発生可能な期間であり、パルス荷電期間Ｔ_ｐと称する。パルス荷電期間Ｔ_ｐの間、パルス頻度Ｆはスパークの発生頻度を考慮して調整される。パルス荷電期間に関連する各電気信号には、添え字のｐを付す。 A period other than the base review period _Tdc is a period in which a pulse can be generated, and is called a pulse charging period _Tp . During the pulse charging period _Tp , the pulse frequency F is adjusted to take into account the frequency of spark occurrence. Each electrical signal associated with a pulse charging period is labeled with a subscript p.

荷電制御装置２６０は、ベース見直し期間Ｔ_ｄｃにおけるベース電流Ｉ_Ｂｄｃが、予め設定されているベース電流目標値Ｉ_{Ｂｄｃ（ＲＥＦ）}に近づくように、次回のベース見直し期間Ｔ_ｄｃの点弧角θ_Ｂｄｃを制御する。より具体的には、ベース電流Ｉ_Ｂｄｃの平均値が、目標値Ｉ_{Ｂｄｃ（ＲＥＦ）}に近づくように、次の点弧角θ_Ｂｄｃを決める。 The charge control device 260 controls the firing angle θ _Bdc of the next _base review period Tdc so that the base current I _Bdc in the base review period _Tdc approaches the preset base current target value I _Bdc(REF). to control. More specifically, the next firing angle θ _Bdc is determined so that the average value of the base current I _Bdc approaches the target value I _Bdc(REF) .

また、ベース見直し期間Ｔ_ｄｃ中に測定されるベース電圧Ｖ_Ｂｄｃを、ベース見直し期間Ｔ_ｄｃに続くパルス荷電期間Ｔ_Ｐにおけるベース電圧目標値Ｖ_{Ｂｐ（ＲＥＦ）}として保持する。 Also, the base voltage _VBdc measured during the base review period _Tdc is held as the base voltage target value _VBp(REF) in the pulse charging period _TP following the base review period _Tdc .

パルス荷電期間Ｔ_Ｐにおいて、ベース電圧Ｖ_Ｂｐがベース電圧目標値Ｖ_{Ｂｐ（ＲＥＦ）}に近づくように、かつ、ベース電流Ｉ_Ｂｐがその上限値Ｉ_{Ｂｐ（ＭＡＸ）}を上回らないように、ベース電源２１０の一次側サイリスタ２１２の点弧角θ_Ｂｐを制御する。このときの上限値Ｉ_{Ｂｐ（ＭＡＸ）}は、ベース見直し期間Ｔｄｃの目標値Ｉ_{Ｂｄｃ（ＲＥＦ）}よりも高く設定される。 _In _the pulse charging period _TP , _the base power supply ₂₁₀ controls the firing angle θ _Bp of the primary side thyristor 212 of . The upper limit value I _Bp(MAX) at this time is set higher than the target value I _Bdc(REF) of the base review period Tdc.

パルス荷電期間Ｔｐにおいて、点弧角θ_Ｂｐを、パルスが発生するサイクル（オンサイクル）と、パルスが発生しないサイクル（オフサイクル）を個別に制御するとよい。オンサイクルにおける電気信号には、添え字のｏｎを付し、オフサイクルにおける電気信号には、添え字のｏｆｆを付すものとする。 In the pulse charging period Tp, the firing angle θ _Bp may be controlled separately for the cycle in which the pulse is generated (ON cycle) and the cycle in which the pulse is not generated (OFF cycle). Electrical signals in the on-cycle are denoted by the suffix on, and electrical signals in the off-cycle are denoted by the suffix off.

オンサイクルのベース電圧Ｖ_ＢをＶ_Ｂｏｎ、オフサイクルの時のベース電圧Ｖ_ＢをＶ_Ｂｏｆｆとする。荷電制御装置２６０は、オンサイクルの点弧角θ_Ｂｏｎを、ベース電圧Ｖ_Ｂｏｎがベース電圧目標値Ｖ_{Ｂｐ（ＲＥＦ）}に近づくように制御する。またオフサイクルの点弧角θ_Ｂｏｆｆを、ベース電圧Ｖ_Ｂｏｆｆがベース電圧目標値Ｖ_{Ｂｐ（ＲＥＦ）}となるように制御する。すなわち、ベース電圧目標値Ｖ_{Ｂｐ（ＲＥＦ）}は共通でよい。 _Let VBon be the base voltage _VB in the on-cycle, and _VBoff be the base voltage _VB in the off-cycle. The charge controller 260 controls the on-cycle firing angle θ _Bon so that the base voltage V _Bon approaches the base voltage target value V _Bp(REF) . Also, the off-cycle firing angle θ _Boff is controlled so that the base voltage V _Boff becomes the base voltage target value V _{Bp (REF)} . That is, the base voltage target value _VBp(REF) may be common.

一方で、電流Ｉ_Ｂｐの上限値Ｉ_{Ｂｐ（ＭＡＸ）}は、オンサイクルとオフサイクルで異なっていることが好ましく、オンサイクルの上限値Ｉ_{Ｂｏｎ（ＭＡＸ）}は、オフサイクルの上限値Ｉ_{Ｂｏｆｆ（ＭＡＸ）}より大きく設定してもよい。なぜならオンサイクルではパルス荷電により負荷が重くなるからである。 On the other hand, the upper limit value I _Bp(MAX) of the current I _Bp is preferably different between the on-cycle and the off-cycle, and the on-cycle upper limit value I _Bon(MAX) is equal to the off-cycle upper limit value I _{Boff(MAX )} may be set larger. This is because the load becomes heavy due to pulse charging in the on-cycle.

以上がパルス荷電装置２００の動作である。このパルス荷電装置２００では、パルス荷電期間Ｔ_ｐにおいて、ベース電圧Ｖ_Ｂｐの定電圧制御をメインとしつつも、ベース電流Ｉ_Ｂｐに関しては、定電流制御ではなく、上限値のリミットとして制御に組み込むこととした。逆電離が発生する状況では、電流Ｉ_Ｂｐが制限されることにより、ベース電圧Ｖ_Ｂｐと点弧角θ_Ｂｐ（θ_Ｂｏｎ，θ_Ｂｏｆｆ）単調性が維持され、これにより系の安定性を改善できる。 The above is the operation of the pulse charging device 200 . In this pulse charging device 200, while the constant voltage control of the base voltage _VBp is mainly performed in the pulse charging period _Tp , the base current _IBp is incorporated into the control as a limit of the upper limit instead of the constant current control. and In situations where back-ionization occurs, current I _Bp is limited to maintain base voltage V _Bp and firing angle θ _Bp (θ _Bon , θ _Boff ) monotonicity, which can improve system stability. .

発明者らが検討したところ、オンサイクルにおける電流の１山の積分値は、パルス電圧Ｖ_Ａと近似的に直線関係にある。そのため、パルス電圧Ｖ_Ａの定格でのベース電流Ｉ_{Ｂｐ（ＲＡＴＥ）}を想定し、それにベースコロナを考慮したマージンＩ_{ｃｏｒｏｎａ}を付加することで、パルス電圧Ｖ_Ａが定格値Ｖ_{Ａ（ＲＡＴＥ）}であるときのベース電流Ｉ_Ｂｏｎの上限値Ｉ_{Ｂｏｎ（ＭＡＸ：ＲＡＴＥ）}設定することができる。
Ｉ_{Ｂｏｎ（ＭＡＸ：ＲＡＴＥ）}＝Ｉ_{Ｂｏｎ（ＲＡＴＥ）}＋Ｉ_{ｃｏｒｏｎａ} According to the inventors' studies, the integrated value of one peak of the current in the on-cycle is approximately in a linear relationship with the pulse voltage _VA . Therefore, the pulse voltage _VA is the rated value VA _{(RATE) by assuming the base current I Bp (RATE)} at the rated value of the pulse voltage _VA and adding a margin _I _corona considering the base corona. The upper limit value _{IBon (MAX:RATE)} of the base current _IBon can be set.
I _{Bon(MAX:RATE)} = I _Bon(RATE) +I _corona

なお、パルス電圧Ｖ_Ａが、その定格値Ｖ_{Ａ（ＲＡＴＥ）}より低い状況におけるベース電流Ｉ_Ｂｐの上限値Ｉ_Ｂｐは、Ｖ_Ａ／Ｖ_{Ａ（ＲＡＴＥ）}を補正係数として、
Ｉ_{Ｂｏｎ（ＭＡＸ）}＝（Ｉ_{Ｂｏｎ（ＭＡＸ：ＲＡＴＥ）}－Ｉ_{ｃｏｒｏｎａ}）×Ｖ_Ａ／Ｖ_{Ａ（ＲＡＴＥ）}＋Ｉ_{ｃｏｒｏｎａ}
＝Ｉ_{Ｂｏｎ（ＲＡＴＥ）}×Ｖ_Ａ／Ｖ_{Ａ（ＲＡＴＥ）}＋Ｉ_{ｃｏｒｏｎａ}
を用いればよい。 Note that the upper limit value _IBp of the base current _IBp in a situation where the pulse voltage _VA is lower than its rated value VA _(RATE) is obtained by using _VA / _VA(RATE) as a correction coefficient,
I _{Bon (MAX)} = (I _{Bon (MAX: RATE)} - I _corona ) x V _A /V _{A (RATE)} + I _corona
= I _{Bon (RATE)} x V _A /V _{A (RATE)} + I _corona
should be used.

Ｉ_{Ｂｏｎ（ＲＡＴＥ）}と、Ｉ_{ｃｏｎｏｎａ}は実験的、あるいは計算により求められる定数Ｉ_１，Ｉ_２と把握でき、以下のように表すことができる。
Ｉ_{Ｂｏｎ（ＭＡＸ）}＝Ｉ_１×Ｖ_Ａ／Ｖ_{Ａ（ＲＡＴＥ）}＋Ｉ_２
Ｉ_１，Ｉ_２の決め方は、上述のそれには限定されない。たとえばＩ_２はベースコロナ成分Ｉ_{ｃｏｒｏｎａ}以外の成分をさらに含めてもよい。一実施例においてＩ_１は、Ｖ_Ａ＝Ｖ_{Ａ（ＲＡＴＥ）}におけるパルスコロナ電流の想定値、Ｉ_２は、予め設定されているベース電流目標値Ｉ_{Ｂｄｃ（ＲＥＦ）}とすることができる。 I _Bon(RATE) and I _conona can be grasped as constants I ₁ and I ₂ obtained experimentally or by calculation, and can be expressed as follows.
IBon _(MAX) = _I1 * _VA / _VA(RATE) + _I2
The method of determining I ₁ and I ₂ is not limited to that described above. For example, I ₂ may further include components other than the base corona component I _corona . In one embodiment, _I1 can be the assumed value of the pulsed corona current at V _A =V _A(RATE) , and _I2 can be the preset base current target value I _Bdc(REF) .

図８は、ベース見直し期間Ｔ_ｄｃに関連する荷電制御装置２６０の制御ブロック図である。荷電制御装置２６０は、演算処理装置を含むマイコンやコンピュータ（ハードウェア）とソフトウェアプログラムの組み合わせで実装してもよいし、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated）などを用いてハードウェアのみで実装してもよい。したがって荷電制御装置２６０の各構成要素は、機能を表しているに過ぎない。 FIG. 8 is a control block diagram of the charge controller 260 associated with the base review period _Tdc . The charge control device 260 may be implemented by a combination of a microcomputer or computer (hardware) including an arithmetic processing unit and a software program, or may be implemented by hardware using FPGA (Field Programmable Gate Array), ASIC (Application Specific Integrated), or the like. It may be implemented only with software. Therefore, each component of charge control device 260 merely represents a function.

荷電制御装置２６０は、ベース見直し期間Ｔ_ｄｃにおいて、ベース電流Ｉ_Ｂｄｃとベース電流目標値Ｉ_{Ｂｄｃ（ＲＥＦ）}の差分ε_Ｉに制御ゲインμ_Ｉを乗じた第１誤差Δθ_Ｉを積算し、積算値を、次回のベース見直し点孤の点弧角θ_Ｂｄｃとする。 During the base review period _Tdc , the charge control device 260 integrates a first error _ΔθI obtained by multiplying the difference _εI between the base current _IBdc and the base current target value _IBdc(REF) by the control gain μI _. be the firing angle θ _Bdc of the next base review arc.

より具体的には、荷電制御装置２６０には、ベース電流Ｉ_Ｂｄｃの測定値（瞬時値）とベース電圧Ｖ_Ｂｄｃの測定値（瞬時値）が入力される。平均回路２６２は、ベース電流Ｉ_Ｂｄｃの１山の平均値を算出する。平均回路２６４は、ベース電圧Ｖ_Ｂｄｃの１山の平均値を算出する。 More specifically, the charging control device 260 receives the measured value (instantaneous value) of the base current I _Bdc and the measured value (instantaneous value) of the base voltage V _Bdc . Averaging circuit 262 calculates the average value of one peak of base current I _Bdc . The averaging circuit 264 calculates the average value of one peak of the base voltage _VBdc .

減算器２６６は、フィードバックされた電流値Ｉ_Ｂｄｃとその目標値Ｉ_{Ｂｄｃ（ＲＥＦ）}の差分である電流誤差ε_Ｉを生成する。ゲイン回路２６８は、電流誤差ε_Ｉに、制御ゲインμ（Ｉ_Ｂｄｃ）を乗算し、第１誤差Δθ_Ｉを生成する。 A subtractor 266 produces a current error ε _I that is the difference between the feedback current value I _Bdc and its target value I _Bdc(REF) . A gain circuit 268 multiplies the current error ε _I by a control gain μ(I _Bdc ) to produce a first error Δθ _I .

減算器２７０は、フィードバックされた電圧値Ｖ_Ｂｄｃと、その上限値Ｖ_{Ｂｄｃ（ＭＡＸ）}の差分である電圧誤差ε_Ｖを生成する。ゲイン回路２７２は、電圧誤差ε_Ｖに、制御ゲインμ（Ｖ_Ｂｄｃ）を乗算し、第２誤差Δθ_Ｖを生成する。 A subtractor 270 generates a voltage error ε _V that is the difference between the feedback voltage value V _Bdc and its upper limit value V _Bdc(MAX) . A gain circuit 272 multiplies the voltage error ε _V by a control gain μ(V _Bdc ) to produce a second error Δθ _V .

最小値回路２７４は、第１誤差Δθ_Ｉと第２誤差Δθ_Ｖのうち、低いほうを選択する。加算器２７６は、１制御周期前の自身の出力（点弧角）θ_Ｂｄｃに最小値回路２７４の出力Δθを加算し、次の制御周期の点弧角θ_Ｂｄｃを生成する。点弧角θ_Ｂｄｃは、来るべきオフ山の始めに、ベース電源２１０にセットされる。 The minimum value circuit 274 selects the lower of the first error Δθ _I and the second error Δθ _V. The adder 276 adds the output .DELTA..theta. of the minimum value circuit 274 to its own output (firing angle) _.theta.Bdc one control period before to generate the firing angle _.theta.Bdc for the next control period. The firing angle θ _Bdc is set in the base power supply 210 at the beginning of the upcoming off-peak.

以上が制御ブロック図の説明である。ベース見直し期間Ｔ_ｄｃでは、電流の制御ループが支配的となり、Ｉ_ＢｄｃがＩ_{Ｂｄｃ（ＲＥＦ）}に近づくようにフィードバックがかかる。電圧の制御ループは、電圧リミッタとして補助的に動作する。 The above is the description of the control block diagram. During the base review period _Tdc , the current control loop dominates and feedback is applied so that _IBdc approaches _IBdc(REF) . The voltage control loop acts auxiliary as a voltage limiter.

そして、このベース見直し期間Ｔｄｃの間に測定されたベース電圧Ｖ_Ｂｄｃの平均値が、続くパルス荷電期間Ｔ_ｐのベース電圧目標値Ｖ_{Ｂｐ（ＲＥＦ）}として保持される。 Then, the average value of the base voltage _VBdc measured during this base review period Tdc is held as the base voltage target value _VBp(REF) for the subsequent pulse charging period _Tp .

図９は、パルス荷電期間Ｔ_ｐのオンサイクルに関連する制御ブロック図である。基本構成は、図８のそれと同様である。 FIG. 9 is a control block diagram associated with the on-cycle of the pulse charging period _Tp . The basic configuration is similar to that of FIG.

荷電制御装置２６０は、パルス荷電期間Ｔ_Ｐにおいて、ベース電流Ｉ_Ｂｐと上限値Ｉ_{Ｂ（ＭＡＸ）}の差分ε_Ｉに制御ゲインμ_Ｉを乗じた第１誤差Δθ_Ｉと、ベース電圧Ｖ_Ｂｐとベース電圧目標値Ｖ_{Ｂｐ（ＲＥＦ）}の差分ε_Ｖに制御ゲインμ_Ｖを乗じた第２誤差Δθ_Ｖのうち小さいほうを積算し、積算値を点弧角θ_Ｂｐとする。 In the pulse charging period _TP _, the charge control device 260 calculates a first error _ΔθI obtained by multiplying the difference _εI between the base current _IBp and the upper limit value _IB(MAX) by the control gain μI, the base voltage _VBp and the base The smaller of the second errors _ΔθV obtained by multiplying the difference _εV of the voltage target value _VBp(REF) by the control gain _μV is integrated, and the integrated value is taken as the firing angle _θBp .

より具体的には、減算器２６６は、ベース電流Ｉ_Ｂｏｎの上限値Ｉ_{Ｂｏｎ（ＭＡＸ）}とベース電流の平均値Ｉ_Ｂｏｎの誤差を生成する。減算器２７０は、ベース電圧Ｖ_Ｂｏｎの目標値Ｖ_{Ｂｐ（ＲＥＦ）}とベース電圧の平均値Ｖ_Ｂｏｎの誤差を生成する。また、ゲイン回路２６８，２７２には、異なるゲインが設定されている。 More specifically, the subtractor 266 produces an error between the upper limit value I _Bon(MAX) of the base current I _Bon and the average value I _Bon of the base current. A subtractor 270 produces an error between the target value V _Bp(REF) of the base voltage V _Bon and the average value V _Bon of the base voltage. Different gains are set in the gain circuits 268 and 272 .

パルス荷電期間Ｔ_ｐでは、電圧の制御ループが支配的となり、Ｖ_ＢｏｎがＶ_{Ｂｏｎ（ＲＥＦ）}に近づくようにフィードバックがかかる。電流の制御ループは、電流リミッタとして補助的に動作する。 During the pulse charging period T _p , the voltage control loop dominates and feedback is applied so that V _Bon approaches V _Bon(REF) . The current control loop acts auxiliary as a current limiter.

図１０は、パルス荷電期間Ｔ_ｐのオフサイクルに関連する制御ブロック図である。基本構成は、図９のそれと同様であり、図９のｏｎをｏｆｆと読み替えればよい。 FIG. 10 is a control block diagram associated with the off cycle of the pulse charging period _Tp . The basic configuration is the same as that in FIG. 9, and the on in FIG. 9 can be read as off.

なお、図８～図１０の機能ブロック図およびそれに関連する処理は例示に過ぎず、当業者によればさまざまな変形例や別の制御アルゴリズムを採用しうることが理解される。たとえば、図８～図１０では、電流の制御ループと電圧の制御ループを併存させ、一方をフィードバックループとして、他方をリミッタとして動作させているが、その限りでなく、リミッタは別の形式で組み込むことも可能である。 It should be understood that the functional block diagrams of FIGS. 8-10 and the processes associated therewith are merely examples, and that various modifications and alternative control algorithms may be employed by those skilled in the art. For example, in FIGS. 8 to 10, a current control loop and a voltage control loop coexist, and one operates as a feedback loop and the other operates as a limiter. However, the limiter is incorporated in another form. is also possible.

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。 Although the present invention has been described using specific terms based on the embodiments, the embodiments merely show the principles and applications of the present invention, and the embodiments are defined in the scope of claims. Many modifications and changes in arrangement are permitted without departing from the spirit of the present invention.

１００電気集塵機
１１０本体構造
１１２集塵室
１１４放電極
１１６集塵極
１２０流入口
１２２スプリッタ
１２４整流板
１３０整流板槌打装置
１３２槌打装置
１３４放電極槌打モータ
１３６集塵極槌打モータ
１４０ホッパ
１５０流出口
１６０集塵極系
１６２集塵パネル
１６４上部金物
１６６タタキ座
１７０放電極系
１７２放電極枠
１７４穴
１７６クサビ
２００パルス荷電装置
２１０ベース電源
２１２ベース電源サイリスタ
２２０パルス電源
２２２パルス電源サイリスタ
２２４高圧サイリスタ
２３０一次電源
２３２整流装置
２４０上位コントローラ
２５０タッチパネル
２６０荷電制御装置 REFERENCE SIGNS LIST 100 electric dust collector 110 body structure 112 dust collection chamber 114 discharge electrode 116 dust collection electrode 120 inlet 122 splitter 124 straightening plate 130 straightening plate hammering device 132 hammering device 134 discharge electrode hammering motor 136 dust collection electrode hammering motor 140 hopper 150 outlet 160 dust collection electrode system 162 dust collection panel 164 upper metal fitting 166 hammer seat 170 discharge electrode system 172 discharge electrode frame 174 hole 176 wedge 200 pulse charging device 210 base power supply 212 base power supply thyristor 220 pulse power supply 222 pulse power supply thyristor 224 high voltage Thyristor 230 Primary power supply 232 Rectifier 240 Host controller 250 Touch panel 260 Electric charge control device

Claims

A pulse charging device for an electrostatic precipitator, comprising:
a base power supply that generates a base voltage;
a pulse power supply that generates a pulse voltage and superimposes it on the base voltage;
a charge control device that controls the firing angle of the primary side thyristor of the base power supply;
with
The charge control device is
A base review period is provided at a rate of a predetermined number of cycles for every 10 to 100 cycles of commercial AC connected to the primary side,
(A) During the Base Review Period:
(Ai) suspending pulse generation and firing of the primary thyristor of the pulse power supply to fire only the primary thyristor of the base power supply;
(A-ii) controlling the firing angle θ _Bdc in the next base review period so that the base current I _Bdc in the base review period approaches a preset base current target value I _{Bdc (REF);} ,
(A-iii) holding the base voltage V _Bdc measured during the base review period as a base voltage target value V _Bp(REF) in the pulse charging period following the base review period;
(B) In the pulse charging period, the base voltage _VBp in the pulse charging period approaches the base voltage target value _VBp(REF) , and the base current _IBp in the pulse charging period is equal to the base current Control the firing angle θ _Bp of the primary side thyristor of the base power supply so as not to exceed the upper limit value I Bp _(MAX ) set higher than the base current target value I _{Bdc (REF)} as the upper limit of I _Bp . A pulse charging device characterized by:

Firing of the primary thyristor of the base power supply during the pulse charging period, which distinguishes pulsing into on-cycles and off-cycles without pulsing, and the base voltage _VBp of the on-cycles to V _Bon , where V _Boff is the base voltage V _Bp in the off cycle,
The charge controller controls the on-cycle firing angle θ _Bon so that the base voltage V _Bon approaches the base voltage target value V _Bp(REF) , and controls the off-cycle firing angle θ _Boff to 2. The pulse charging device according to claim 1, wherein said base voltage V _Boff is individually controlled so as to become said base voltage target value V _B(REF) .

When the upper limit values IBp _{(MAX) of the base currents IBon and IBoff in the on-cycle and the off-cycle are IBon(MAX)} _and _IBoff ₍ _MAX) , respectively,
I _{Bon (MAX)} > I _{Boff (MAX)}
3. The pulse charging device according to claim 2, wherein:

When the pulse voltage is V _A and its rating is V _{A (RATE)} ,
The upper limit value I _{Bon (MAX)} is obtained by using predetermined constants I ₁ and I ₂ as follows:
IBon _(MAX) = _I1 * _VA / _VA(RATE) + _I2
4. The pulse charging device according to claim 3, wherein:

In the pulse charging period, the charge control device provides a first error obtained by multiplying a difference between the base current _IBp and the upper limit value IBp _(MAX) by a control gain, the base voltage _VBp , and the base voltage target value. 5. The firing angle θBp according to any one of claims 1 to 4, wherein the smaller of the second errors obtained by multiplying the difference of _VBp(REF) by the control gain is integrated, and the integrated value is used as the firing angle _θBp . Pulse charging device.

a dust collection part including a discharge electrode and a dust collection electrode;
a pulse charging device according to any one of claims 1 to 5;
An electrostatic precipitator comprising:

A method of controlling a pulse charging device for an electrostatic precipitator including a base power supply and a pulse power supply, comprising:
a first step of applying a voltage obtained by superimposing a pulse voltage on a base voltage to the discharge electrode and the dust collection electrode;
a second step of controlling the firing angle of the primary side thyristor of the base power supply;
with
The second step is
providing a review period of a predetermined number of cycles of a base review period for every 10 to 100 cycles of commercial alternating current connected to the primary side;
ceasing pulse generation and firing of the primary thyristors of the pulse power supply during the base review period to fire only the primary thyristors of the base power supply;
controlling the firing angle θ _Bdc for the next base review period so that the base current I _Bdc for the base review period approaches a preset base current target value I _{Bdc (REF)} ;
setting the base voltage V _Bdc measured during the base review period to a base voltage target value V _Bp(REF) for a pulse charging period following the base review period;
In the pulse charging period, the base voltage _VBp in the pulse charging period approaches the base voltage target value _VBp(REF) , and the base current _IBp in the pulse charging period is the upper limit of the base current _IBp . controlling the firing angle θ _Bp of the primary side thyristor of the base power supply so as not to exceed an upper limit value I _{Bp (MAX)} set higher than the base current target value I _{Bdc (REF)} as
A control method comprising:

Distinguishing the firing of the primary thyristor of the base power supply during the pulse charging period into an on-cycle in which it is pulsed and an off-cycle in which it is not pulsed, the base voltage V _Bp in the on-cycle is _VBon , when the off-cycle base voltage _VBp is _VBoff , the on-cycle firing angle _θBon is set so that the base voltage _VBon approaches the base voltage target value _VBp(REF). 8. The control according to claim 7, wherein the off-cycle firing angle θ _Boff is individually controlled such that the base voltage V _Boff becomes the base voltage target value V _Bp(REF). Method.

During the base review period, a first error obtained by multiplying the difference between the base current I _Bdc and the base current target value I _{Bdc (REF)} by the control gain is integrated, and the integrated value is used as the firing angle for the next base review period. 9. The control method according to claim 8, wherein θ _Bdc .

In the pulse charging period, a first error obtained by multiplying the difference between the base current _IBp and the upper limit value _IBp(MAX) by a control gain, and the difference between the base voltage _VBp and the base voltage target value _VBp(REF) 10. The control method according to any one of claims 7 to 9, wherein the smaller of the second errors obtained by multiplying the difference by the control gain is integrated, and the integrated value is used as the firing angle ? _Bp .