JPH1076182A - 電気集塵機用パルス電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気集塵機用パルス電源装置において，集塵
電極間のスパークの検出について，より完全な検出作用
をして，スイッチング素子を安全に動作させる。 【構成】 直流高圧電源１とチョークコイル２とコンデ
ンサ３とサイリスタ４とインダクタンス６と変圧器８と
により高圧パルスを発生する。この高圧パルスを変圧器
７の二次側で直流高圧電源10に重畳して集塵電極９に荷
電する。この集塵電極９に並列接続された検出回路12は
抵抗器とコンデンサとの並列接続体を多数直列接続して
構成され，それらの抵抗器とコンデンサとの並列体の最
下部に直列に変流器15を挿入してスパーク弁別回路20に
電流信号を供給する。またこの最下部の抵抗器とコンデ
ンサとの並列体の電圧をモニタ回路40に電圧信号を供給
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本発明は電気集塵機用パルス電
源装置に関するものであり、特にスパーク検出回路とそ
の調整の簡略化、検出の高速化のための回路を備えた電
気集塵機用パルス電源装置に関する。

【０００２】

【従来技術】 パルス荷電式電気集塵機は、集塵電極を
コンデンサとし、共振インダクタンスもしくはトランス
のもれインダクタンスとの直列共振を利用したものであ
り、高抵抗ダストの逆電離作用に対抗して集塵効率を上
げることができ、かつ共振エネルギーが電源に帰還電流
として回収されるので効率が高い。

【０００３】 このパルス荷電式電気集塵機のパルス発
生回路においては、スイッチング素子をトリガすること
により正方向の正弦半波状共振電流が流れ、電圧パルス
が発生する。パルス電圧が増加している時間はスイッチ
ング素子であるサイリスタに電流が流れ、パルス電圧が
ピークを過ぎると、サイリスタと逆並列に接続されてい
る帰還用ダイオードに負方向の正弦半波電流に切り替わ
り、サイリスタではこの逆電流期間に逆バイアスがかか
り、ターンオフする。電気集塵機の電極間ではスパーク
があり、オフ状態となってもサイリスタの回復時間が経
過する前に電気集塵機内にスパークが発生する場合、サ
イリスタはゲート供給されない状態で強制的にオンし、
破壊する可能性がある。この対策方法として、電気集塵
機内のスパーク発生を検出しサイリスタを再度トリガす
る必要があり以下のようなスパーク検出をしていた。

【０００４】 集塵電極の両端に抵抗器による分圧器を
接続して、電圧を検出する。集塵電極に印加される電圧
は、直流高圧に高圧パルスが重畳された波形であり、と
きにはスパークが発生する。これらの波形は直流分から
１ＭＨｚ程度までの周波数成分を含んでおり、単に抵抗
器のみの分圧器では、波形に比例したより正しい検出は
できない。なぜなら、分圧器を構成する抵抗器は、印加
電圧が高いので多数直列接続しなければならなくて、そ
のため純粋な抵抗分だけでなく、不揃いのインダクタン
ス分や静電容量分との複雑な回路網となるからである。
そこで従来は、分圧器を構成する抵抗器にそれぞれ並列
にコンデンサを接続して、補正を行っている。

【０００５】 そしてこの補正をした分圧器により集塵
電極の電圧を検出し、スパーク発生のときには、基準電
圧の値に対して検出電圧が越えることによりスパーク発
生と認めるものである。しかしながら、パルスの基本周
波数は１０ｋＨｚ程度であり、一方スパークの波形は１
ＭＨｚ程度の周波数に相当するため、これだけの広い周
波数に対して平坦な特性になるように、分圧器を調整補
正することは困難であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】 本発明は、電気集塵
機用パルス電源装置において、集塵電極間のスパークの
検出について、より完全な検出作用をしてスイッチング
素子を安全に動作させることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】 この課題を解決するた
め、以下の手段を提案する。すなわち、第１の直流高圧
電源と、この第１の直流高圧電源に接続された集塵電極
と、第２の直流高圧電源と、この第２の直流高圧電源に
接続されたコンデンサ及びスイッチング素子とダイオー
ドとの逆並列接続体と共振用インダクタンスとからなる
パルス発生回路を備えて、このパルス発生回路のパルス
出力を前記集塵電極に重畳する電気集塵機用パルス電源
装置において、それぞれコンデンサを並列に接続した抵
抗を所用個数直列にして構成された検出回路を前記集塵
電極間に接続し、この検出回路に流れる電流を電流変成
器を介して検出し、検出された電流が所定の値を越えた
とき前記集塵電極のスパークとして弁別することを特徴
とする電気集塵機用パルス電源装置を提案する。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明に係る電気集塵機用パルス電
源装置の一実施例である。直流高圧電源１とチョークコ
イル２とコンデンサ３とスイッチング素子であるサイリ
スタ４とインダクタンス６と変圧器８とにより高圧パル
スを発生する。サイリスタ４には逆並列にダイオード５
が接続されて、共振作用によりサイリスタ４の印加電圧
の極性が反転したときに導通して保護する。この高圧パ
ルスを変圧器７の二次側で、コンデンサ８を介して直流
高圧電源10に重畳して集塵電極９に荷電する。集塵電極
９の両端には検出回路12が接続されており、この検出信
号の一つはモニタ回路40に送られ、もう一つの検出信号
はスパーク弁別回路20に送られ、さらに制御回路30に送
られる。

【０００９】 スパーク弁別回路20がスパーク発生の信
号を送出すると、その信号を受けて制御回路30ではサイ
リスタ４の点弧信号について、破壊を防止する動作をす
る。

【００１０】 モニタ回路40は、集塵電極９の間のパル
ス波形に比例した電圧を発生して、電気集塵機の運転操
作に資する。

【００１１】 図２は、本発明に係る電気集塵機用パル
ス電源装置の一実施例の部分詳細図であって、検出回路
12とこれに接続される具体的な回路を示してある。

【００１２】 検出回路12の内部は、抵抗器1301、130
2、…、1320の20個の抵抗器を直列接続し、これらにそ
れぞれ20個のコンデンサ1401、1402、…、1420個を接続
する。そして抵抗器1320の一端に変流器15の一次側を接
続し、変流器15の一次側他端は抵抗器16とコンデンサ17
の並列接続体に接続する。変流器15の二次側は、２芯シ
ールド線18によりスパーク弁別回路20の入力まで延長さ
れる。また、抵抗器16、の両端はシールド線19によりモ
ニタ回路40の入力まで延長される。

【００１３】 スパーク弁別回路20は、変流器15の二次
側が２芯シールド線18により延長されて抵抗器206 に接
続される。この抵抗器206 の両端には検出回路12に流れ
る電流の変化分に比例した信号電圧が発生する。さらに
ダイオード205 を介して抵抗器204 とコンデンサ203 と
の並列回路に送られるとともに、コンパレータ201 の＋
入力端子に接続される。ダイオード205 はスパーク検出
に必要な極性の信号だけを取り出し、コンデンサ203 は
抵抗器204 に送られた信号電圧のうち不要な高周波成分
を除去する。コンパレータ201 の−入力端子は基準電圧
202 に接続される。したがって検出回路12に流れる電流
の変化分に比例した信号電圧が基準電圧202 の値を越え
るときに、コンパレータ201 の209 はＨレベルになる。
なお、抵抗器206 に並列に接続され、互いに直列接続さ
れた定電圧ダイオード207 、208 は過大な電圧が発生す
るのを抑制するためのものである。

【００１４】 モニタ回路40は、検出回路12の中の抵抗
器16の両端に発生した電圧を演算増幅器401 の＋端子に
接続する。抵抗器403 とコンデンサ402 は、等価的には
抵抗器16と並列に接続されており、調整用のものであ
る。この演算増幅器401 の−入力端子は出力端子に接続
されており、いわゆるボルテージフォロワ回路またはバ
ッファ回路と呼ばれる回路を形成し、＋入力端子とコモ
ン線間の電圧に比例した電圧を出力端子404 に発生させ
る。

【００１５】 図３は、本発明の係る電気集塵機用パル
ス電源装置の動作を説明するための波形図であり、(a)
は検出回路12の印加電圧を示し、(b) はコンパレータ20
1 の＋入力端子の電圧を示し、(c) はスパーク弁別回路
20の出力端子209 の電圧を示し、(d) はモニタ回路40の
出力端子404 の電圧を示す。

【００１６】 図３(a) において、検出回路12に印加さ
れる電圧は時刻t1からt2までの間にパルス電圧が発生す
る。この時刻t2においてパルス電圧の絶対値は極大とな
る。また時刻t4において再びパルスが発生する過程でス
パークが発生して電圧は急峻に一旦ゼロになり、減衰性
振動波形をもって収まる。

【００１７】 図３(b) においては、上記(a) の波形に
対応する電流変化分が示される。時刻t2からt3までは、
わずかに正の曲線が現れるが、基準電圧202の値より低
い。つぎにスパークが発生する時刻t5では急峻な立上が
り波形に対応して検出回路12の電流変化分が大きい値と
なって現れる。この値は基準電圧202の値を越える。し
たがって図３(c) に示すようにスパーク弁別回路20の出
力端子209 は時刻t5でＨレベルとなる。

【００１８】 図３(d) においては、演算増幅器401 の
出力電圧を示し、検出回路12の印加電圧にほぼ比例した
波形が現れる。この波形はモニタとして利用される。

【００１９】 検出回路12の構成部品の定数について
は、なるべく電流値が小さくなるように選ぶと消費電力
を低く抑えることができて好都合である。しかしあまり
に高い値の抵抗器と小さい静電容量のコンデンサとで
は、その検出信号と外来雑音信号との差異がなくなり、
障害を受けることにもなる。したがって消費電力と雑音
回避との間で比較考慮することになる。コンデンサは直
列合成静電容量で数十ピコファラッドから数千ピコファ
ラッドの値で選び、抵抗器は直列総抵抗値で数百メグオ
ームに選べのが一般的である。そして抵抗器の分圧比
と、コンデンサの分圧比（静電容量の逆比）とを近い値
に選ぶと、好ましい作用が得られる。

【００２０】 図４は他の実施例であり、図１に示す実
施例との違いは、直流高圧電源１の電圧をより高く選定
することにより、変圧器７を省き、コンデンサ３の機能
をコンデンサ８に吸収させることと、スイッチング素子
の接続位置を移動させたものである。トポロジー的に
は、図１に示す実施例と同様であり、同様に作用し、効
果が得られる。

【００２１】

【発明の効果】 本発明は以上説明したような特徴を有
するので、10ｋＨｚ程度の周波数帯域の検出回路に変流
器を追加するだけで簡単な回路構成、簡単な調整で高速
スパーク検出が可能となる。高速スパーク検出が可能と
なったので、パルス発生のスイッチング素子の信頼性を
高めることができる。従来のスパーク検出回路では、起
動時やスパーク後の再起動時にも、感知出力してしまう
ので、抑制回路が別に必要になる。本発明ではその問題
がないので、回路が単純化する。また、従来はスパーク
検出を１〜２μｓで応答させるには、１ＭＨｚ以上の周
波数帯域の検出回路が必要であり、回路の構成、調整に
大きなコストと工数がかかたが、本発明では簡単な調整
で済み経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電気集塵機用パルス電源装置の一
実施例である。

【図２】本発明に係る電気集塵機用パルス電源装置の一
実施例の部分詳細図である。

【図３】本発明に係る電気集塵機用パルス電源装置の動
作を説明するための波形図である。

【図４】本発明に係る電気集塵機用パルス電源装置の他
の実施例である。

【符号の説明】

１…直流高圧電源 ２…チョークコイル ３…コン
デンサ ４…サイリスタ ５…ダイオード ６…イン
ダクタンス ７…変圧器 ８…コンデンサ ９…集塵電極
10…直流高圧電源 12…検出回路 15…変流器 18…２芯シール
ド線 20…スパーク弁別回路 40…モニタ回路 201 …コンパレータ 401 …演算増幅器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の直流高圧電源と、この第１の直流高
   圧電源に接続された集塵電極と、第２の直流高圧電源
   と、この第２の直流高圧電源に接続されたコンデンサ及
   びスイッチング素子とダイオードとの逆並列接続体と共
   振用インダクタンスとからなるパルス発生回路を備え
   て、このパルス発生回路のパルス出力を前記集塵電極に
   重畳する電気集塵機用パルス電源装置において、 それぞれコンデンサを並列に接続した抵抗を所用個数直
   列にして構成された検出回路を前記集塵電極間に接続
   し、この検出回路に流れる電流を電流変成器を介して検
   出し、検出された電流が所定の値を越えたとき前記集塵
   電極のスパークとして弁別することを特徴とする電気集
   塵機用パルス電源装置。