JPH03174264A - 高電圧パルス発生装置およびこれを用いた静電集塵器 - Google Patents
高電圧パルス発生装置およびこれを用いた静電集塵器Info
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- JPH03174264A JPH03174264A JP2242049A JP24204990A JPH03174264A JP H03174264 A JPH03174264 A JP H03174264A JP 2242049 A JP2242049 A JP 2242049A JP 24204990 A JP24204990 A JP 24204990A JP H03174264 A JPH03174264 A JP H03174264A
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
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- H03K17/80—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used using non-linear magnetic devices; using non-linear dielectric devices
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
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- B03C3/66—Applications of electricity supply techniques
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/53—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、パルス荷電方式の静電集塵機に関するもので
、特に磁気パルス圧縮回路を利用したパルス発生装置、
及びこの高電圧パルス発生装置を用いた静電集塵器に関
するものである。
、特に磁気パルス圧縮回路を利用したパルス発生装置、
及びこの高電圧パルス発生装置を用いた静電集塵器に関
するものである。
[従来の技術]
パルス荷電方式とは、コンデンサの充放電作用を利用し
てパルス電圧を発生し、直流m源からの直流にパルス電
圧を重畳する方式を言う。
てパルス電圧を発生し、直流m源からの直流にパルス電
圧を重畳する方式を言う。
この方式を用いた静電集塵器は、パルス印加時のみ高密
度なコロナが発生し効率良くダストに4(+f電され、
また常時コロナが発生せず平均電流値を小さくできるた
め小電力化が図れるのみならず逆電離減少の防止に有効
で、間欠荷電方式等の他の方式では集塵不能とされてい
た高電気抵抗率ダストでも集塵可能であるという特徴を
有する。
度なコロナが発生し効率良くダストに4(+f電され、
また常時コロナが発生せず平均電流値を小さくできるた
め小電力化が図れるのみならず逆電離減少の防止に有効
で、間欠荷電方式等の他の方式では集塵不能とされてい
た高電気抵抗率ダストでも集塵可能であるという特徴を
有する。
従来、パルス荷電方式の静電集塵機としては特公昭57
−43062号公報に記載された静電集塵器が代表例と
してしられ、あるいは特開昭59159671号、特開
昭61−185350号に記載されたものが知られてい
る。
−43062号公報に記載された静電集塵器が代表例と
してしられ、あるいは特開昭59159671号、特開
昭61−185350号に記載されたものが知られてい
る。
特公昭57−43062号の静電集塵器は、集塵電極に
より形成されたコンデンサに移行されたエネルギを主コ
ンデンサに回生ずる機能を付加したことにより、直流電
源からの供給エネルギ、ひいては電力消費を低減するこ
とを可能とし、高抵抗ダストを実用上効率良く集塵する
ことを可能とした。
より形成されたコンデンサに移行されたエネルギを主コ
ンデンサに回生ずる機能を付加したことにより、直流電
源からの供給エネルギ、ひいては電力消費を低減するこ
とを可能とし、高抵抗ダストを実用上効率良く集塵する
ことを可能とした。
第7図に特公昭57−430629公報に開示されたパ
ルス荷電方式の静Ilt集塵器に於ける高電圧発生回路
の一回路構成例を示す。本例では、直流高電圧発生回路
と高電圧パルス光生回路の入力高圧直流″1を源が、各
々独立に設けられている。第7図に於て、51は高電圧
パルス発生回路の入力高電圧直流電源、52は主コンデ
ンサ53の充電用インダクタンス、53は前記入力エネ
ルギ蓄積用の主コンデンサ、54は前記主コンデンサ5
3に蓄積された電荷を放電させるためのスイッチ素子、
55は前記主コンデンサ53のエネルギが集塵電極64
により形成されるコンデンサに移行された後に再度前記
主コンデンサにエネルギを回生ずるための整流素子、5
6は前記スイッチ素子54がオンした際に前記主コンデ
ンサ53と高電圧直流@i62およびインダクタンス6
3により構成される直流高電圧光生回路から高電圧パル
ス発生回路に流入する直流電流を阻止するためのコンデ
ンサ59と集塵電極64により形成されたコンデンサと
の間でL−C共振を生じさせるためのインダクタンス素
子であって、前記集塵電極64に印加するパルス電圧を
昇圧するための昇圧変圧器、57は昇圧変圧器56の一
次巻線、58は昇圧変圧器56の二次巻線、59は直流
高電圧光生回路から高電圧パルス発生回路に流入する直
流電流を阻止するためのコンデンサ、60は高電圧発生
回路の出力端の負極であって、集塵電極64の入力端の
負極、61は高電圧発生回路の出力端の正極であって、
集塵電極64の入力端の正極、62は直流高電圧発生回
路の入力高電圧直流電源、63は集塵電極64が形成す
るコンデンサの充電用インダクタンスであって、前記高
電圧パルス発生回路が発生させる高電圧パルスを電流お
よび電圧が高電圧直流電源62に流入するのを阻止する
ためのインダクタンス、64は集塵電極である。
ルス荷電方式の静Ilt集塵器に於ける高電圧発生回路
の一回路構成例を示す。本例では、直流高電圧発生回路
と高電圧パルス光生回路の入力高圧直流″1を源が、各
々独立に設けられている。第7図に於て、51は高電圧
パルス発生回路の入力高電圧直流電源、52は主コンデ
ンサ53の充電用インダクタンス、53は前記入力エネ
ルギ蓄積用の主コンデンサ、54は前記主コンデンサ5
3に蓄積された電荷を放電させるためのスイッチ素子、
55は前記主コンデンサ53のエネルギが集塵電極64
により形成されるコンデンサに移行された後に再度前記
主コンデンサにエネルギを回生ずるための整流素子、5
6は前記スイッチ素子54がオンした際に前記主コンデ
ンサ53と高電圧直流@i62およびインダクタンス6
3により構成される直流高電圧光生回路から高電圧パル
ス発生回路に流入する直流電流を阻止するためのコンデ
ンサ59と集塵電極64により形成されたコンデンサと
の間でL−C共振を生じさせるためのインダクタンス素
子であって、前記集塵電極64に印加するパルス電圧を
昇圧するための昇圧変圧器、57は昇圧変圧器56の一
次巻線、58は昇圧変圧器56の二次巻線、59は直流
高電圧光生回路から高電圧パルス発生回路に流入する直
流電流を阻止するためのコンデンサ、60は高電圧発生
回路の出力端の負極であって、集塵電極64の入力端の
負極、61は高電圧発生回路の出力端の正極であって、
集塵電極64の入力端の正極、62は直流高電圧発生回
路の入力高電圧直流電源、63は集塵電極64が形成す
るコンデンサの充電用インダクタンスであって、前記高
電圧パルス発生回路が発生させる高電圧パルスを電流お
よび電圧が高電圧直流電源62に流入するのを阻止する
ためのインダクタンス、64は集塵電極である。
[発明が解決しようとする課題]
上述した特公昭57−43062号公報等に開示される
パルス荷電方式の静電集塵器に於ける高電圧パルス発生
回路では、省電力化の観点から前記高電圧パルス発生回
路の高電圧パルス出力のパルス幅を短くして平均出力電
流を低下させること、および装置の保’:fll命を伸
ばすためスイッチ素子54の長寿命化、高信頼性化を図
ることが要求されている。
パルス荷電方式の静電集塵器に於ける高電圧パルス発生
回路では、省電力化の観点から前記高電圧パルス発生回
路の高電圧パルス出力のパルス幅を短くして平均出力電
流を低下させること、および装置の保’:fll命を伸
ばすためスイッチ素子54の長寿命化、高信頼性化を図
ることが要求されている。
このため、スイッチ素子54に、主に高速サイリスタ、
G T Oサイリスタ等の半導体スイッチ素子を用い、
高耐圧化、及び大電流化を図るために同半導体スイッチ
素子を複数個用い直並列接続したものが用いられていた
。
G T Oサイリスタ等の半導体スイッチ素子を用い、
高耐圧化、及び大電流化を図るために同半導体スイッチ
素子を複数個用い直並列接続したものが用いられていた
。
しかし、前記半導体スイッチ素子を複数個直並列接続し
て構成したスイッチ素子54を使用した場合、同スイッ
チ素子54を構成する半導体スイッチ素子−つ当りの絶
対最大定格に於ける臨界オン電流上昇率は、高々数百A
/μS程度、また、ターンオン時間も数μs程度である
ため、高電圧発生回路の平均出力電流を低下させるため
に短くすることの出来る前記高電圧パルス発生回路の高
電圧パルス出力のパルス幅の限界は30μs程度であり
、十分な省電力化が図れなかった。
て構成したスイッチ素子54を使用した場合、同スイッ
チ素子54を構成する半導体スイッチ素子−つ当りの絶
対最大定格に於ける臨界オン電流上昇率は、高々数百A
/μS程度、また、ターンオン時間も数μs程度である
ため、高電圧発生回路の平均出力電流を低下させるため
に短くすることの出来る前記高電圧パルス発生回路の高
電圧パルス出力のパルス幅の限界は30μs程度であり
、十分な省電力化が図れなかった。
省電力化の観点から高電圧パルスのパルス幅をより短く
した場合には、前記半導体スイッチ素子の絶対最大定格
に於ける臨界オン電流上昇率、あるいはターンオン時間
に対するマージンが不足し信頼性の点からも問題があっ
た。
した場合には、前記半導体スイッチ素子の絶対最大定格
に於ける臨界オン電流上昇率、あるいはターンオン時間
に対するマージンが不足し信頼性の点からも問題があっ
た。
(なお、前記半導体スイッチ素子を用いたパルス荷電方
式の静電集塵器の詳細については、例えば、Conf、
Rec、 of IEEE/IAS Ann
u、 Meet、、 pp。
式の静電集塵器の詳細については、例えば、Conf、
Rec、 of IEEE/IAS Ann
u、 Meet、、 pp。
23−30 IC(1978)に記載されている。)
そこで本発明は、高電圧パルス発生回路の主スィッチ素
子の信頼性を損なうことなく高電圧バルス出力のパルス
幅を短くする(短パルス化)ことができ、かつ負荷に供
給したエネルギの余剰分が極めて大きい場合でも、高電
圧パルス発生回路の効率が高く省電力化に優れた高電圧
パルス発生回路およびこれを用いた静′W1集塵機の提
供を課題とする。
そこで本発明は、高電圧パルス発生回路の主スィッチ素
子の信頼性を損なうことなく高電圧バルス出力のパルス
幅を短くする(短パルス化)ことができ、かつ負荷に供
給したエネルギの余剰分が極めて大きい場合でも、高電
圧パルス発生回路の効率が高く省電力化に優れた高電圧
パルス発生回路およびこれを用いた静′W1集塵機の提
供を課題とする。
[課題を解決するための手段コ
本発明者は、短パルス化達成のため、所謂磁気パルス圧
縮回路を利用した高電圧パルス発生回路の使用を検討し
た。
縮回路を利用した高電圧パルス発生回路の使用を検討し
た。
磁気パルス圧縮回路を利用した高電圧パルス発生回路に
ついては、Proc、 In5titution
of Electrical Engineers
(IEE、London、England、1951)
、Vol、98.pt、3.pp、185−207
、 IEEピ Transaetio+ion N
uclear 5cience、Vol、N5−30
.No、4.pp、2763−2768 (1983)
、あるいは島田: 高繰り返しエキシマレーザ励起用磁
気パルス圧縮電源に関する研究、重心義塾大学理工学部
学位論文、(1985)等に記載されるが、高電圧パル
ス出力のパルス幅を短くすると共に、スイッチ素子の安
全動作も確保することができるという利点がある。
ついては、Proc、 In5titution
of Electrical Engineers
(IEE、London、England、1951)
、Vol、98.pt、3.pp、185−207
、 IEEピ Transaetio+ion N
uclear 5cience、Vol、N5−30
.No、4.pp、2763−2768 (1983)
、あるいは島田: 高繰り返しエキシマレーザ励起用磁
気パルス圧縮電源に関する研究、重心義塾大学理工学部
学位論文、(1985)等に記載されるが、高電圧パル
ス出力のパルス幅を短くすると共に、スイッチ素子の安
全動作も確保することができるという利点がある。
第8図に2つの磁気パルス圧縮回路を用いた高電圧パル
ス発生回路の一例を示すが、この回路では、負荷に供給
したパルスエネルギの余剰分を入力側に回生ずることが
できないため、パルス荷電方式の静電集塵器等のように
、負荷に供給したエネルギの余剰分が極めて大きい場合
、高電圧パルス発生回路の効率がきわめて低く、運転コ
ストの点から実用化し得ないという問題があった。
ス発生回路の一例を示すが、この回路では、負荷に供給
したパルスエネルギの余剰分を入力側に回生ずることが
できないため、パルス荷電方式の静電集塵器等のように
、負荷に供給したエネルギの余剰分が極めて大きい場合
、高電圧パルス発生回路の効率がきわめて低く、運転コ
ストの点から実用化し得ないという問題があった。
磁気パルス圧縮回路を1つとすれば、整流素子を介して
負荷に供給したエネルギの余剰分を主コンデンサに回生
ずることは可能であるが、磁気パルス圧縮回路を構成す
る可飽和リアクトルおよび昇圧変圧器等における損失に
よ十分な回生は期待できない。
負荷に供給したエネルギの余剰分を主コンデンサに回生
ずることは可能であるが、磁気パルス圧縮回路を構成す
る可飽和リアクトルおよび昇圧変圧器等における損失に
よ十分な回生は期待できない。
そこで本発明者は磁気パルス圧縮回路を用いた高電圧パ
ルス発生回路においても負荷に供給したエネルギの余剰
分を効率良く同性することができるよう種々検討を行な
った結果、磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リアク
トルに回生用の巻線を設け、この同性巻線に整流素子を
接続して同性手段を構成すれば良いことを見出した。
ルス発生回路においても負荷に供給したエネルギの余剰
分を効率良く同性することができるよう種々検討を行な
った結果、磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リアク
トルに回生用の巻線を設け、この同性巻線に整流素子を
接続して同性手段を構成すれば良いことを見出した。
すなわち本発明は、磁気パルス圧縮回路を含む容量移行
型高電圧パルス発生装置に於て、前記磁気パルス圧縮回
路を構成する可飽和リアクトルに回生巻線が設けられて
おり、この回生巻線と直列に接続された整流素子を介し
、負荷からパルスエネルギを入力エネルギ蓄積用の主コ
ンデンサに回生する構造としたことを特徴とする高電圧
パルス発生装置である。
型高電圧パルス発生装置に於て、前記磁気パルス圧縮回
路を構成する可飽和リアクトルに回生巻線が設けられて
おり、この回生巻線と直列に接続された整流素子を介し
、負荷からパルスエネルギを入力エネルギ蓄積用の主コ
ンデンサに回生する構造としたことを特徴とする高電圧
パルス発生装置である。
以上の構成を採用することにより、特公昭57−430
62号等に記載の磁気パルス圧縮回路を用いない容量移
行型高電圧発生装置で困難であった出力パルスの短パル
ス化が可能となる。
62号等に記載の磁気パルス圧縮回路を用いない容量移
行型高電圧発生装置で困難であった出力パルスの短パル
ス化が可能となる。
また、負荷にパルスエネルギを供給した後に同パルスエ
ネルギを昇圧変圧器を経由することなしに入力エネルギ
蓄積用の主コンデンサに回生ずることを可能とし、従来
の磁気パルス圧縮回路を含む容量移行型高電圧発生装置
の問題を解決した。
ネルギを昇圧変圧器を経由することなしに入力エネルギ
蓄積用の主コンデンサに回生ずることを可能とし、従来
の磁気パルス圧縮回路を含む容量移行型高電圧発生装置
の問題を解決した。
これにより、消費電力を著しく低減でき、効率の高い高
電圧パルス発生回路を得ることができる。
電圧パルス発生回路を得ることができる。
本発明によれば可飽和リアクトルを介して出力巻線と回
生巻線間の絶縁が取られているため効率のよい同性が可
能となる。すなわち、出力巻線と回生巻線間の絶縁が取
れていない場合には回生巻線に接続された整流素子に高
電圧が印加されるため高耐圧の整流素子を使用しなけれ
ばならなず、高速、低損失化が期待できない。
生巻線間の絶縁が取られているため効率のよい同性が可
能となる。すなわち、出力巻線と回生巻線間の絶縁が取
れていない場合には回生巻線に接続された整流素子に高
電圧が印加されるため高耐圧の整流素子を使用しなけれ
ばならなず、高速、低損失化が期待できない。
また、本発明において前記回生巻線の巻数を出力巻線の
巻数よりも少なくすることにより、前記回生巻線と直列
に接続される整流素子に印加される逆電圧を低下させる
ことも出来るため高速、低損失の整流素子を使用するこ
とが出来、省電力化と高信頼性を実現することができる
。
巻数よりも少なくすることにより、前記回生巻線と直列
に接続される整流素子に印加される逆電圧を低下させる
ことも出来るため高速、低損失の整流素子を使用するこ
とが出来、省電力化と高信頼性を実現することができる
。
本発明において、磁気パルス圧縮回路を2以上の可飽和
リアクトルで構成することを許容するが、この場合、回
生巻線は少なくとも1つの可飽和リアクトルに設けられ
ていればよい。
リアクトルで構成することを許容するが、この場合、回
生巻線は少なくとも1つの可飽和リアクトルに設けられ
ていればよい。
本発明高電圧パルス発生回路に於いて、磁気パルス圧縮
回路を構成する可飽和リアクトルに、入力電源電圧に応
じて可飽和リアクトルの動作磁束密度量を可変できるリ
セット回路を設けた場合には、可飽和リアクトルが飽和
するタイミングを制御することができるため、入力mW
電圧を変えた場合にもパルスエネルギを効率良く供給す
ることができる。
回路を構成する可飽和リアクトルに、入力電源電圧に応
じて可飽和リアクトルの動作磁束密度量を可変できるリ
セット回路を設けた場合には、可飽和リアクトルが飽和
するタイミングを制御することができるため、入力mW
電圧を変えた場合にもパルスエネルギを効率良く供給す
ることができる。
上記の高電圧パルス発生回路を使用したパルス荷電方式
の静電集塵器は、高抵抗ダストを含むダストを効率よく
集塵するために集塵電極に印加する高電圧パルスのパル
ス幅を容易に短くできると共に、前記集塵電極からのエ
ネルギの回生も出来るため、高電圧発生回路の平均電流
を信頼性を損なうことなく低下出来、省電力化の観点か
らも好ましい。
の静電集塵器は、高抵抗ダストを含むダストを効率よく
集塵するために集塵電極に印加する高電圧パルスのパル
ス幅を容易に短くできると共に、前記集塵電極からのエ
ネルギの回生も出来るため、高電圧発生回路の平均電流
を信頼性を損なうことなく低下出来、省電力化の観点か
らも好ましい。
[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
明はこれらの実施例に限るものではない。
明はこれらの実施例に限るものではない。
(実施例1)
第1図は本発明による高電圧パルス光生回路の一実施例
であり、入力エネルギ蓄積用の主コンデンサ3に蓄積さ
れた電荷を放電させるためのスイッチ素子に、高速サイ
リスタ、あるいはGTOサイリスタ等の半導体スイッチ
素子4を用いた場合の回路構成を示したものである。
であり、入力エネルギ蓄積用の主コンデンサ3に蓄積さ
れた電荷を放電させるためのスイッチ素子に、高速サイ
リスタ、あるいはGTOサイリスタ等の半導体スイッチ
素子4を用いた場合の回路構成を示したものである。
同図に於いて、1は高電圧パルス発生回路の入力高電圧
直流電源、2は主コンデンサ3の充電用インダクタンス
、3は前記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
半導体スイッチ素子、5は前記半導体スイッチ素子4に
流れようとする逆電流を流すための整流素子、6は前記
半導体スイッチ素子4がオンした際に前記主コンデンサ
3及びコンデンサ9との間でL−C共振を生じさせるた
めのインダクタンス素子であって、前記コンデンサ9に
印加するパルス電圧を昇圧するための昇圧変圧器、7は
昇圧変圧器6の一次巻繍、8は昇圧変圧器6の二次巻綿
、9はコンデンサ、10は磁気パルス圧縮用の第一の可
飽和リアクトル、11は可飽和リアクトル10の出力巻
線、12は可飽和リアクトル10のリセット巻線、13
はコ可飽和リアクトル10のリセット巻線、13はコン
デンサ、14は磁気パルス圧縮用の第二の可飽和リアク
トル、15は可飽和リアクトル14の出力巻線、16は
可飽和リアクトル14のリセット巻線、17は可飽和リ
アクトル14の出力巻M15を介して負荷20に供給し
たエネルギの余剰分を前記入力エネルギ蓄積用の主コン
デンサ3に回生ずるために可飽和リアクトル14に設け
られた回生巻線、18は高電圧パルス発生回路の出力端
の負極であって、負荷20の入力端の負極、19は高電
圧パルス発生回路の出力端の正極であって、負荷20の
入力端の正極、20は負荷、21は前記磁気パルス圧縮
用の第一の可飽和リアクトル10、及び同第2の可飽和
リアクトル14をリセットするためのリセット電流を供
給するための直流電源、22は前記リセット電流を制限
するための抵抗、23は前記可飽和リアクトル11のリ
セット巻l&112、及び可飽和リアクトル15のリセ
ット巻線16に誘起するサージ電圧を阻止するためのイ
ンダクタンス、24は前記負荷20に供給したエネルギ
の余剰分を前記可飽和リアクトル14の回生巻MA17
を介して前記入力エネルギ蓄積用の主コンデンサ3に回
生ずるために設けられた整流素子である。
直流電源、2は主コンデンサ3の充電用インダクタンス
、3は前記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
半導体スイッチ素子、5は前記半導体スイッチ素子4に
流れようとする逆電流を流すための整流素子、6は前記
半導体スイッチ素子4がオンした際に前記主コンデンサ
3及びコンデンサ9との間でL−C共振を生じさせるた
めのインダクタンス素子であって、前記コンデンサ9に
印加するパルス電圧を昇圧するための昇圧変圧器、7は
昇圧変圧器6の一次巻繍、8は昇圧変圧器6の二次巻綿
、9はコンデンサ、10は磁気パルス圧縮用の第一の可
飽和リアクトル、11は可飽和リアクトル10の出力巻
線、12は可飽和リアクトル10のリセット巻線、13
はコ可飽和リアクトル10のリセット巻線、13はコン
デンサ、14は磁気パルス圧縮用の第二の可飽和リアク
トル、15は可飽和リアクトル14の出力巻線、16は
可飽和リアクトル14のリセット巻線、17は可飽和リ
アクトル14の出力巻M15を介して負荷20に供給し
たエネルギの余剰分を前記入力エネルギ蓄積用の主コン
デンサ3に回生ずるために可飽和リアクトル14に設け
られた回生巻線、18は高電圧パルス発生回路の出力端
の負極であって、負荷20の入力端の負極、19は高電
圧パルス発生回路の出力端の正極であって、負荷20の
入力端の正極、20は負荷、21は前記磁気パルス圧縮
用の第一の可飽和リアクトル10、及び同第2の可飽和
リアクトル14をリセットするためのリセット電流を供
給するための直流電源、22は前記リセット電流を制限
するための抵抗、23は前記可飽和リアクトル11のリ
セット巻l&112、及び可飽和リアクトル15のリセ
ット巻線16に誘起するサージ電圧を阻止するためのイ
ンダクタンス、24は前記負荷20に供給したエネルギ
の余剰分を前記可飽和リアクトル14の回生巻MA17
を介して前記入力エネルギ蓄積用の主コンデンサ3に回
生ずるために設けられた整流素子である。
本実施例において、第二の可飽和リアクトル14に第1
図の極性で設けられた回生巻線17から同巻線に第1図
の極性で直列に接続された整流素子24を介して入力エ
ネルギ蓄積用の主コンデンサ3の両端に接続された負荷
20の余剰エネルギ回生回路の働きにより、前記負荷2
0の余剰エネルギを効率よく再利用することが出来るた
め高電圧パルス発生回路自体の高効率化を図ることもで
きる。この際、前記可飽和リアクトルエ4の磁束密度を
、負荷20にエネルギを供給する期間にのみ飽和し、負
荷20の余剰エネルギを回生ずる期間には飽和しないよ
うに設定することにより、前記可飽和リアクトル14の
回生巻線17を介して回生される前記負荷20の余剰エ
ネルギの回生効率を高めることが可能である。
図の極性で設けられた回生巻線17から同巻線に第1図
の極性で直列に接続された整流素子24を介して入力エ
ネルギ蓄積用の主コンデンサ3の両端に接続された負荷
20の余剰エネルギ回生回路の働きにより、前記負荷2
0の余剰エネルギを効率よく再利用することが出来るた
め高電圧パルス発生回路自体の高効率化を図ることもで
きる。この際、前記可飽和リアクトルエ4の磁束密度を
、負荷20にエネルギを供給する期間にのみ飽和し、負
荷20の余剰エネルギを回生ずる期間には飽和しないよ
うに設定することにより、前記可飽和リアクトル14の
回生巻線17を介して回生される前記負荷20の余剰エ
ネルギの回生効率を高めることが可能である。
また、本実施例によれば、前記可飽和リアクトルを則い
た2段磁気パルス圧縮回路を用いることにより、波高値
数十kV程度以上、パルス幅十μs程度以下の急峻な高
電圧パルスを前記負荷20に印加出来ると共に、前記半
導体スイッチ素子4を流れるオン電流波高値の低下、及
び長パルス幅化も出来るため、同半導体スイッチ素子の
オン電流増加率を著しく低下させることが出来る。この
ため、同半導体スイッチ素子の安全動作を図るためのオ
ン電流波高値、オン電流増加率等のマージンの確保が容
易となり、同高電圧パルス発生回路の信頼性が向上する
と共に、前記半導体スイッチ素子として、オン電流波高
値、あるいはオン電流増加率の比較的小さな素子の使用
、または前記直並列して接続する複数の素子の数を少な
くすることが出来るという利点もある。
た2段磁気パルス圧縮回路を用いることにより、波高値
数十kV程度以上、パルス幅十μs程度以下の急峻な高
電圧パルスを前記負荷20に印加出来ると共に、前記半
導体スイッチ素子4を流れるオン電流波高値の低下、及
び長パルス幅化も出来るため、同半導体スイッチ素子の
オン電流増加率を著しく低下させることが出来る。この
ため、同半導体スイッチ素子の安全動作を図るためのオ
ン電流波高値、オン電流増加率等のマージンの確保が容
易となり、同高電圧パルス発生回路の信頼性が向上する
と共に、前記半導体スイッチ素子として、オン電流波高
値、あるいはオン電流増加率の比較的小さな素子の使用
、または前記直並列して接続する複数の素子の数を少な
くすることが出来るという利点もある。
さらに、本実施例では前記磁気パルス圧縮用の二つの可
飽和リアクトルlO及び14のリセット巻線12及び1
6を直列に接続し、前記I11飽和リアクトル12、及
び16を同一のリセット回路により、直流リセットする
方式としたが、各可飽和リアクトルに別々のリセット回
路を設けることにより、前記入力高電圧直流電源1の電
源電圧を可変した際の前記主コンデンサ3がら負荷20
に転送されるエネルギの転送効率を常に最適に保つよう
にすることもできる。
飽和リアクトルlO及び14のリセット巻線12及び1
6を直列に接続し、前記I11飽和リアクトル12、及
び16を同一のリセット回路により、直流リセットする
方式としたが、各可飽和リアクトルに別々のリセット回
路を設けることにより、前記入力高電圧直流電源1の電
源電圧を可変した際の前記主コンデンサ3がら負荷20
に転送されるエネルギの転送効率を常に最適に保つよう
にすることもできる。
なお、前記磁気パルス圧縮回路に於ける可飽和リアクト
ル10、または14の磁心としては、例えば、特開昭6
4−65889号公報あるいは特開平1−110713
号公報に開示されるような非晶質磁性合金薄帯ないしF
e基超微結晶合金簿帯の層間に高分子フィルムを巻き込
んだり、MgO等をコーティングしたりして構成した巻
磁心を用いることが有効である。
ル10、または14の磁心としては、例えば、特開昭6
4−65889号公報あるいは特開平1−110713
号公報に開示されるような非晶質磁性合金薄帯ないしF
e基超微結晶合金簿帯の層間に高分子フィルムを巻き込
んだり、MgO等をコーティングしたりして構成した巻
磁心を用いることが有効である。
(実施例2)
第2図は本発明による高電圧パルス発生回路の別の実施
例であり、入力エネルギ蓄積用の主コンデンサ3に蓄積
された電荷を放電させるためのスイッチ素子に、サイラ
トロン等の放電管スイッチ素子を用いた場合の基本的な
回路構成を示したものである。
例であり、入力エネルギ蓄積用の主コンデンサ3に蓄積
された電荷を放電させるためのスイッチ素子に、サイラ
トロン等の放電管スイッチ素子を用いた場合の基本的な
回路構成を示したものである。
ミニで25は前記主コンデンサ3に蓄積された電荷を放
電させるための放電管スイッチ素子、26は前記放電管
スイッチ素子25のアノード電流の立ち上がりを抑制す
るために挿入したインダクタンスである。
電させるための放電管スイッチ素子、26は前記放電管
スイッチ素子25のアノード電流の立ち上がりを抑制す
るために挿入したインダクタンスである。
第2図に示した本実施例に於ては、実施例1と同様の可
飽和リアクトルの回生巻線及びリセット巻線の効果が得
られる他に、以下の効果をも得ることができる。
飽和リアクトルの回生巻線及びリセット巻線の効果が得
られる他に、以下の効果をも得ることができる。
すなわち、本実施例の高電圧パルス発生回路によれば、
前記放電管スイッチ25を流れるオン電流波高値の低下
及び長パルス幅化も出来るため、同放電管スイッチ素子
のスイッチング損失を著しく低下させることが出来る。
前記放電管スイッチ25を流れるオン電流波高値の低下
及び長パルス幅化も出来るため、同放電管スイッチ素子
のスイッチング損失を著しく低下させることが出来る。
このため、同放電管スイッチ素子を使用する場合に問題
であった同放電管スイッチ素子の長寿命化を図ることが
出来るなお、本実施例で用いた放電管スイッチ素子の代
わりに、例えば特開昭61−185350号公報等に開
示されるようなロータリースパークギャップを用いた場
合にも同様の効果が得られる。
であった同放電管スイッチ素子の長寿命化を図ることが
出来るなお、本実施例で用いた放電管スイッチ素子の代
わりに、例えば特開昭61−185350号公報等に開
示されるようなロータリースパークギャップを用いた場
合にも同様の効果が得られる。
(実施例3)
第3図は本発明による静電集塵器の実施例を示したもの
であり、本実施例による静電集塵器は、前述した特公昭
57−43062号公報に開示される方式と同様に直流
高電圧発生回路と高電圧パルス発生回路並びに集塵電極
から構成される。
であり、本実施例による静電集塵器は、前述した特公昭
57−43062号公報に開示される方式と同様に直流
高電圧発生回路と高電圧パルス発生回路並びに集塵電極
から構成される。
本実施例において、高電圧パルス発生回路の構成は、実
施例1で示した第1図の回路と同一であり、この回路を
用いてる点で特公昭57−43062号公報に開示され
た集a@極と異なる。なお、この高電圧発生回路は、第
3図に示すように直流高電圧発生回路からの直流出力電
流の高電圧パルス発生回路への流入を阻止するためのコ
ンデンサ33を介して、集塵電極34に接続されている
。
施例1で示した第1図の回路と同一であり、この回路を
用いてる点で特公昭57−43062号公報に開示され
た集a@極と異なる。なお、この高電圧発生回路は、第
3図に示すように直流高電圧発生回路からの直流出力電
流の高電圧パルス発生回路への流入を阻止するためのコ
ンデンサ33を介して、集塵電極34に接続されている
。
また、直流高電圧発生回路は、直流高電圧電源31と高
電圧パルス発生回路により出力される高電圧パルスが前
記直流高電圧電源31に流入するのを阻止するためのイ
ンダクタンス32よりなり、集塵電極34に接続されて
いる。
電圧パルス発生回路により出力される高電圧パルスが前
記直流高電圧電源31に流入するのを阻止するためのイ
ンダクタンス32よりなり、集塵電極34に接続されて
いる。
本実施例によれば、前記従来の半導体スイッチ素子を用
いたパルス荷電方式の静電集塵器に於て困難であった高
電圧パルス発生回路の出力電圧の短パルス化と半導体ス
イッチ素子の高信頼性、長寿命化を両立することが出来
、省電力化と高信頼性を実現することが出来る。
いたパルス荷電方式の静電集塵器に於て困難であった高
電圧パルス発生回路の出力電圧の短パルス化と半導体ス
イッチ素子の高信頼性、長寿命化を両立することが出来
、省電力化と高信頼性を実現することが出来る。
(実施例4)
第4図は本発明による静電集塵器の別の実施例を示した
ものであり、本実施例による静電集塵器は、前記実施例
3と同様に、直流高電圧発生回路と高電圧パルス発生回
路並びに集!!l電極から構成されるものである。
ものであり、本実施例による静電集塵器は、前記実施例
3と同様に、直流高電圧発生回路と高電圧パルス発生回
路並びに集!!l電極から構成されるものである。
本実施例において、高電圧パルス発生回路の構成は、実
施例2で示した第2図の回路と同一であり、直流高電圧
発生回路の直流出力電流の高電圧パルス発生回路への流
入を阻止するためのコンデンサ33を介して、集塵電極
34に接続されている。
施例2で示した第2図の回路と同一であり、直流高電圧
発生回路の直流出力電流の高電圧パルス発生回路への流
入を阻止するためのコンデンサ33を介して、集塵電極
34に接続されている。
また、直梳高圧光生回路は、直流高電圧電源31から、
高電圧パルス発生回路により出力される高電圧パルスが
前記直流高電圧電源31に流入するのを阻止するための
インダクタンス32よりなり、集塵電極34に接続され
ている。
高電圧パルス発生回路により出力される高電圧パルスが
前記直流高電圧電源31に流入するのを阻止するための
インダクタンス32よりなり、集塵電極34に接続され
ている。
本実施例によれば、前記従来の放電管スイッチ素子を使
用したパルス荷電方式の静電集塵器に於て困難であった
高電圧パルス発生回路に於ける放電管スイッチ素子の高
信頼性、長寿命化を図ることが出来、省電力化と高信頼
性を実現することが出来る。
用したパルス荷電方式の静電集塵器に於て困難であった
高電圧パルス発生回路に於ける放電管スイッチ素子の高
信頼性、長寿命化を図ることが出来、省電力化と高信頼
性を実現することが出来る。
なお、本実施例で用いた放電管スイッチ素子の代わりに
、ロータリースパークギャップ等の他のギャップスイッ
チを用いた場合にも同様の効果が得られることは言うま
でもない。
、ロータリースパークギャップ等の他のギャップスイッ
チを用いた場合にも同様の効果が得られることは言うま
でもない。
(実施例5)
第5図は本発明による静電集塵器の別の実施例を示した
ものであって、実施例3の高電圧パルス発生回路と直流
高電圧発生回路の電源を共通の直流高電圧電源41で構
成したものである。
ものであって、実施例3の高電圧パルス発生回路と直流
高電圧発生回路の電源を共通の直流高電圧電源41で構
成したものである。
本実施例に於いては、入力高電圧直流電源が一つとなる
と共に、前記実施例3と同様に、従来の半導体スイッチ
素子を用いたパルス荷電方式の静電集塵器に於て国難で
あった高電圧パルス発生回路の出力電圧の短パルス化と
半導体スイッチ素子の高信頼性、長寿命化を両立するこ
とが出来、省電力化と高信頼性を実現することが出来る
。
と共に、前記実施例3と同様に、従来の半導体スイッチ
素子を用いたパルス荷電方式の静電集塵器に於て国難で
あった高電圧パルス発生回路の出力電圧の短パルス化と
半導体スイッチ素子の高信頼性、長寿命化を両立するこ
とが出来、省電力化と高信頼性を実現することが出来る
。
(実施例6)
第6図は本発明による静電集塵器の別の実施例を示した
ものであって、高電圧パルス発生回路の出力電圧パルス
を可変できるように構成されている。
ものであって、高電圧パルス発生回路の出力電圧パルス
を可変できるように構成されている。
本実施例静電集塵器の基本的回路構成は前述の実施例3
の静電集塵機と同一であるが、高電圧パルス発生回路の
直流高電圧電源42が可変になっている点、及び磁気パ
ルス圧縮回路を構成する可飽和リアクトル10と14の
リセット回路が、各々独立に設けられ、リセット電流が
可変できる点で異なっている。
の静電集塵機と同一であるが、高電圧パルス発生回路の
直流高電圧電源42が可変になっている点、及び磁気パ
ルス圧縮回路を構成する可飽和リアクトル10と14の
リセット回路が、各々独立に設けられ、リセット電流が
可変できる点で異なっている。
可飽和リアクトル10のリセット回路は、リセット巻線
12、リセット電流を供給するための可変直流電源43
、前記リセット電流を制限するための抵抗44、及びリ
セット巻線12に誘起するサージ電圧を阻止するための
インダクタンスで構成されている。
12、リセット電流を供給するための可変直流電源43
、前記リセット電流を制限するための抵抗44、及びリ
セット巻線12に誘起するサージ電圧を阻止するための
インダクタンスで構成されている。
直流高電圧電源42の電圧を変化させた場合にも、可変
直流電源43の電圧を直流IQi電圧電源42の電圧値
に応じて変えることにより、前記リセット電流を変化さ
せ、スイッチ4がターンオン後に主コンデンサ3からス
イッチ4、変圧器6を介してコンデンサ9に充電される
電荷が最大となるタイミングで可飽和リアクトル10が
飽和するように構成されている。
直流電源43の電圧を直流IQi電圧電源42の電圧値
に応じて変えることにより、前記リセット電流を変化さ
せ、スイッチ4がターンオン後に主コンデンサ3からス
イッチ4、変圧器6を介してコンデンサ9に充電される
電荷が最大となるタイミングで可飽和リアクトル10が
飽和するように構成されている。
また、可飽和リアクトル14のリセット回路も、前記可
飽和リアクトル10と同様の機能を持っている。
飽和リアクトル10と同様の機能を持っている。
本実施例によれば、出力電圧の可変機能を持った高効率
の静電集塵器を得ることができる。
の静電集塵器を得ることができる。
[発明の効果]
以上説明したように、本発明によれば、負荷に供給した
エネルギの余剰分を効率よく回生ずるのに好適な信頼性
の高い磁気パルス圧縮回路を有する高電圧パルス発生回
路を得ることが出来、特に、パルス荷電方式の静1!集
塵器に利用した場合には、従来方式では困難であった短
パルス出力を信頼性を損なうことなく得ることが出来る
ため、省電力化と信頼性の面から優れた装置を得ること
が出来る。
エネルギの余剰分を効率よく回生ずるのに好適な信頼性
の高い磁気パルス圧縮回路を有する高電圧パルス発生回
路を得ることが出来、特に、パルス荷電方式の静1!集
塵器に利用した場合には、従来方式では困難であった短
パルス出力を信頼性を損なうことなく得ることが出来る
ため、省電力化と信頼性の面から優れた装置を得ること
が出来る。
第1図は本発明による高電圧パルス発生回路のの回路構
成の一実施例を示した図、第2図は本発明による高電圧
パルス発生回路の回路構成の別の実施例を示した図、第
3図は本発明による静電裏座器の回路構成の一実施例を
示した図、第4図。 第5図、及び第6図は本発明による静電具!!!器の回
路構成の他の一実施例を示した図、第7図は従来のrO
@集塵器の回路構成の一例を示した図、第8図は磁気パ
ルス圧縮回路を含む高電圧発生装置である。 1.31,41.62.71:直流高電圧電源3:主コ
ンデンサ 4:サイリスタ 5.24.55:ダイオード 25:サイラトロン 6:昇圧変圧器 10.14:可飽和リアクトル 17:回生巻線 34.64:集11電極 第1 図 第 図 第3図 第 4 図 第 図 第6図 第 図 只1 第 図
成の一実施例を示した図、第2図は本発明による高電圧
パルス発生回路の回路構成の別の実施例を示した図、第
3図は本発明による静電裏座器の回路構成の一実施例を
示した図、第4図。 第5図、及び第6図は本発明による静電具!!!器の回
路構成の他の一実施例を示した図、第7図は従来のrO
@集塵器の回路構成の一例を示した図、第8図は磁気パ
ルス圧縮回路を含む高電圧発生装置である。 1.31,41.62.71:直流高電圧電源3:主コ
ンデンサ 4:サイリスタ 5.24.55:ダイオード 25:サイラトロン 6:昇圧変圧器 10.14:可飽和リアクトル 17:回生巻線 34.64:集11電極 第1 図 第 図 第3図 第 4 図 第 図 第6図 第 図 只1 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)磁気パルス圧縮回路を含む容量移行型高電圧パルス
発生装置に於て、前記磁気パルス圧縮回路を構成する可
飽和リアクトルに回生巻線が設けられており、この回生
巻線と直列に接続された整流素子を介し、負荷からパル
スエネルギを入力エネルギ蓄積用の主コンデンサに回生
する構造としたことを特徴とする高電圧パルス発生装置
。 2)請求項1に記載の高電圧パルス発生装置に於いて、
前記磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リアクトルに
、入力電源電圧に応じて可飽和リアクトルの動作磁束密
度量を可変できるリセット回路が設けられていることを
特徴とする高電圧パルス発生装置。 3)請求項1または2に記載の高電圧パルス発生装置の
負荷が集塵電極に置換されていることを特徴とする静電
集塵器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2242049A JPH084762B2 (ja) | 1989-09-14 | 1990-09-12 | 高電圧パルス発生装置およびこれを用いた静電集塵器 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23917089 | 1989-09-14 | ||
JP1-239170 | 1989-09-14 | ||
JP2242049A JPH084762B2 (ja) | 1989-09-14 | 1990-09-12 | 高電圧パルス発生装置およびこれを用いた静電集塵器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03174264A true JPH03174264A (ja) | 1991-07-29 |
JPH084762B2 JPH084762B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=17040771
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2242049A Expired - Lifetime JPH084762B2 (ja) | 1989-09-14 | 1990-09-12 | 高電圧パルス発生装置およびこれを用いた静電集塵器 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5623171A (ja) |
EP (1) | EP0417771B1 (ja) |
JP (1) | JPH084762B2 (ja) |
DE (1) | DE69020076T2 (ja) |
DK (1) | DK0417771T3 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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