JPS5826271B2 - silent discharge device - Google Patents

silent discharge device

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JPS5826271B2
JPS5826271B2 JP51035310A JP3531076A JPS5826271B2 JP S5826271 B2 JPS5826271 B2 JP S5826271B2 JP 51035310 A JP51035310 A JP 51035310A JP 3531076 A JP3531076 A JP 3531076A JP S5826271 B2 JPS5826271 B2 JP S5826271B2
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JP
Japan
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silent discharge
voltage
inverter
current
thyristor
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JP51035310A
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Japanese (ja)
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Inventor
則一 田畑
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は無声放電装置の電源として使用する電流形サ
イリスタインバータの運転可能周波数を高める方式に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for increasing the operable frequency of a current source thyristor inverter used as a power source for a silent discharge device.

第1図は電流形インバータ駆動による無声放電装置の一
例としてのオゾナイザの構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an ozonizer as an example of a silent discharge device driven by a current source inverter.

図にむいて、1は無声放電電極、1′は非放電時の無声
放電電極の等価回路、1“は放電時の無声放電電極の等
価回路、2は昇圧トランス、3はサイリスタブリッジ等
からなる順変換装置、4は直流リアクトル、5はサイリ
スタブリッジからなる逆変換装置である。
In the figure, 1 is a silent discharge electrode, 1' is an equivalent circuit of a silent discharge electrode when not discharging, 1'' is an equivalent circuit of a silent discharge electrode when discharging, 2 is a step-up transformer, 3 is a thyristor bridge, etc. A forward conversion device, 4 a DC reactor, and 5 an inverse conversion device consisting of a thyristor bridge.

逆変換装置5の主要部は51〜54のサイリスタブリッ
ジからできている。
The main part of the inversion device 5 is made up of thyristor bridges 51 to 54.

順変換装置3により交流電源より直流に変換された電流
は直流リアクトル4を通して逆変換装置5に送られる。
The current converted from the AC power supply to DC by the forward converter 3 is sent to the reverse converter 5 through the DC reactor 4.

この直流リアクトル4は逆変換装置5以降の回路のイン
ピーダンスが時間的に変化しても常に一定値の直流電流
■。
This DC reactor 4 always has a constant DC current (■) even if the impedance of the circuit after the inverter 5 changes over time.

を流すに充分なだけの大きなインダクタンスをもってい
る。
It has a large enough inductance to allow .

即ち順変換装置3と直流リアクトル4で定電流源(負荷
のインピーダンスが変化しても常に一定の電流を供給す
る)を構成している。
That is, the forward converter 3 and the DC reactor 4 constitute a constant current source (which always supplies a constant current even if the impedance of the load changes).

逆変換装置5ではサイリスタ51と52が導通で53と
54が遮断の状態と、サイリスタ53と54が導通で5
1と52が遮断の状態をくり返して無声放電電極1に交
播電流を供給する。
In the inverter 5, thyristors 51 and 52 are in conduction and thyristors 53 and 54 are in a cut-off state, and thyristors 53 and 54 are in conduction and 5 is in the state.
1 and 52 are repeatedly cut off to supply an alternating current to the silent discharge electrode 1.

昇圧トランス2は電圧比と電流比をかえるが波形には影
響しない。
The step-up transformer 2 changes the voltage ratio and current ratio, but does not affect the waveform.

従って第1図にV、Iで示す電圧と電流の波形は無声放
電電極1にかかる電圧と電流の波形に等しい。
Therefore, the voltage and current waveforms indicated by V and I in FIG. 1 are equal to the voltage and current waveforms applied to the silent discharge electrode 1.

第2図は逆変換装置出力の電流、電圧波形及びサイリス
タ51〜54の端子電圧を示す。
FIG. 2 shows the current and voltage waveforms of the inverter output and the terminal voltages of the thyristors 51-54.

電流■は定電流源よりの直流電流■。The current ■ is a direct current from a constant current source ■.

を逆変換装置で一定周期で方向を逆転したものであるか
ら短形波となる。
Since the direction is reversed at regular intervals using an inversion device, it becomes a rectangular wave.

電圧■は負荷である無声放電電極に電流Iが流れた時に
誘起する電圧であるから次のようになる。
Since the voltage (■) is the voltage induced when the current (I) flows through the silent discharge electrode which is the load, it is as follows.

無声放電電極間には空隙と誘電体板があり、空隙の単位
面積当りの静電容量をCa、誘電体の単位面積当りの静
電容量をCg、放電面積をSとすると、空隙に放電が起
っていない時の電極間の静電容量C1ばCaS、とCg
S の直列接続、空隙が放電した時の電極間の静電容量
C2はCgSのみとなる。
There is a gap and a dielectric plate between the silent discharge electrodes.If the capacitance per unit area of the gap is Ca, the capacitance per unit area of the dielectric is Cg, and the discharge area is S, the discharge in the gap is The capacitance between the electrodes when they are not activated is C1, CaS, and Cg.
When S is connected in series, the capacitance C2 between the electrodes when the air gap is discharged is only CgS.

とする。shall be.

従って電圧波形は電流反転後電圧がvbに達する昔では
非放電期間で負荷C1を一定電流に充電するので一定の
傾斜で変化し、電圧がvbに達すると負荷がC2に変化
するが電流は定電流源であるから変化せず、またC2で
決する一定の傾斜で変化する。
Therefore, the voltage waveform changes with a constant slope because the voltage reaches vb after the current is reversed. In the past, the load C1 was charged to a constant current during the non-discharge period, and when the voltage reached vb, the load changed to C2, but the current remained constant. Since it is a current source, it does not change, and it changes with a constant slope determined by C2.

C1はC2より小さいので非放電部の方が傾斜が急で第
2図に示す波形となる。
Since C1 is smaller than C2, the non-discharge portion has a steeper slope, resulting in the waveform shown in FIG.

第2図でVpは電圧波形のピーク値である。In FIG. 2, Vp is the peak value of the voltage waveform.

第2図には逆変換装置のサイリスタCR1〜CR4にか
かる電圧も示している。
FIG. 2 also shows the voltages applied to the thyristors CR1 to CR4 of the inverter.

ところでサイリスタのようなスイッチング素子では遮断
より導通へ移行するのはゲートで制御できるが、導通よ
り遮断へ移行するには素子に逆電圧を印加し、その逆電
圧時間trを素子自身の有する順電圧阻止能力回復時間
toff以上に保たなければならない。
By the way, in a switching element such as a thyristor, the transition from cutoff to conduction can be controlled by the gate, but in order to shift from conduction to cutoff, a reverse voltage is applied to the element, and the reverse voltage time tr is controlled by the forward voltage of the element itself. The stopping ability recovery time must be kept longer than toff.

即ち第2図にtrで示す逆電圧時間をtoff より
小さくならないような周波数でしか逆変換装置は働かな
い。
That is, the inverter operates only at frequencies such that the reverse voltage time indicated by tr in FIG. 2 does not become smaller than toff.

trがtoff より小さくなるとサイリスタが全部
導通状態となり、いわゆる転流失敗を起す。
When tr becomes smaller than toff, all the thyristors become conductive, causing so-called commutation failure.

サイリスクのtoff は通常10〜100μsecで
ある。
The toff of Cyrisk is usually 10 to 100 μsec.

第2図の場合にtr = toffを30μsec と
するとt。
In the case of FIG. 2, if tr = toff is 30 μsec, then t.

は500μsec位となり、周波数はIKHz位となる
ので、IKHz以下でしか運転できない。
Since the time is about 500 μsec and the frequency is about IKHz, it can only be operated at below IKHz.

この発明は無声放電電極の放電条件とインバータの運転
条件の整合によりインバータをより高周波で使用できる
無声放電装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a silent discharge device that allows the inverter to be used at a higher frequency by matching the discharge conditions of the silent discharge electrodes and the operating conditions of the inverter.

第3図は第2図と同様に逆変換装置の出力電流、電圧サ
イリスタの端子電圧を示したものであり、aは第2図と
同じくみかけの放電電圧vbが電圧のピーク値Vpより
大きい場合であり、bばその反対の時である。
Figure 3, like Figure 2, shows the output current of the inverter and the terminal voltage of the voltage thyristor, and a is the same as Figure 2 when the apparent discharge voltage vb is greater than the voltage peak value Vp. and b is the opposite case.

第3図より明らかなようにvb<Vpとなる条件ではサ
イリスタにかかる逆電圧時間trは大きくとれるので高
周波運転が可能になる。
As is clear from FIG. 3, under the condition that vb<Vp, the reverse voltage time tr applied to the thyristor can be increased, making high frequency operation possible.

ところで、Vpは無声放電電極の絶縁耐圧で決する限界
値があり、それ以上は大きくはとれない。
By the way, Vp has a limit value determined by the withstand voltage of the silent discharge electrode, and it cannot be set larger than that.

放電電圧vbは無声放電電極の空隙長と空隙内ガス圧力
で決するので、Vpをvbより小さく選ぶことは可能で
ある。
Since the discharge voltage vb is determined by the gap length of the silent discharge electrode and the gas pressure in the gap, it is possible to select Vp to be smaller than vb.

ここでインバータを高周波運転する目的を考えると、こ
れは無声放電電極に放電電力をできるだけ大きく投入す
ることである。
Considering the purpose of operating the inverter at high frequency, this is to input as much discharge power as possible to the silent discharge electrodes.

無声放電電力Wは次式で与えられる。Silent discharge power W is given by the following equation.

fは周波数Ca、Cg、Sは先に述べた通りである。f is the frequency Ca, Cg, and S are as described above.

従ってVpとfが与えられた時Wを最大にするvbを求
めると、vb=vpとなり、vbがVpより大きくなっ
ても小さくなっても同じ割合でWが変化する。
Therefore, when finding vb that maximizes W when Vp and f are given, vb=vp, and W changes at the same rate whether vb becomes larger or smaller than Vp.

従って、第3図aとbでは放電電力が同じになっている
Therefore, the discharge power is the same in FIGS. 3a and 3b.

bの方がtrが大きくとれるので有利な運転条件となる
Since tr can be larger in case b, it becomes an advantageous operating condition.

すなわちbの方が1サイクル当りの放電電力W/fがa
と同じで高周波化が可能である。
In other words, b has a higher discharge power W/f per cycle than a.
Same as , higher frequency is possible.

またvb=vpで運転すると1サイクル当りの放電電力
W/fが最大になるがVb<Vpとするとtrが大きく
なり、結局fを大きくとれるのでWとしてはVb=Vp
O時より大きくなる。
Also, when operating with vb = vp, the discharge power W/f per cycle is maximized, but when Vb < Vp, tr becomes large, and f can be made large, so as W, Vb = Vp
It becomes larger than at O time.

結論としてvb<vpとなる条件で運転する方が高周波
化、放電電力増加に有利となる。
In conclusion, operating under the condition that vb<vp is more advantageous in increasing the frequency and increasing the discharge power.

以上無声放電式オゾナイザについて述べたが無声放電電
極をもつレーザ励起装置等にも適用できることはいう1
でもない。
Although the silent discharge ozonizer has been described above, it can also be applied to laser excitation devices with silent discharge electrodes.
not.

この発明による運転方式によりtoff が約30μs
ecのサイリスタを使って従来IKHz以下でしか運転
できなかったインバータが3KHz 壕で使用可能と
なった。
Due to the operation method according to this invention, toff is approximately 30 μs.
Using an EC thyristor, inverters that could previously only be operated at IKHz or below can now be used in 3KHz trenches.

この実用的な価値は非常に大きい。This practical value is enormous.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は電流形インバータ駆動による無声放電式オゾナ
イザの構成図、第2図は逆変換装置出力の電流電圧波形
及びサイリスタの端子電圧波形を示す図、第3図は第2
図と同様でvbとVpの関係による波形変化を示す図で
ある。 図に訃いて1は無声放電電極、2は昇圧トランス、3は
順変換装置、4は直流リアクトル、5は逆変換装置、5
1〜54はサイリスタである。
Fig. 1 is a configuration diagram of a silent discharge ozonizer driven by a current source inverter, Fig. 2 is a diagram showing the current voltage waveform of the inverter output and the terminal voltage waveform of the thyristor, and Fig. 3 is a diagram showing the thyristor terminal voltage waveform.
It is a diagram similar to the figure, showing waveform changes due to the relationship between vb and Vp. In the figure, 1 is a silent discharge electrode, 2 is a step-up transformer, 3 is a forward converter, 4 is a DC reactor, 5 is an inverse converter, 5
1 to 54 are thyristors.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 逆変換装置にサイリスタを使った電流形インバータ
で駆動する無声放電装置にお・いて、各半サイクルの放
電開始時における電極間電圧を電極間電圧のピーク値よ
りも小さくして逆変換装置のサイリスタに印加される逆
電圧時間を長くとる事を特徴とした無声放電装置。
1. In a silent discharge device driven by a current source inverter using a thyristor as the inverter, the inter-electrode voltage at the start of discharge in each half cycle is made smaller than the peak value of the inter-electrode voltage. A silent discharge device characterized by a long reverse voltage applied to the thyristor.
JP51035310A 1976-03-31 1976-03-31 silent discharge device Expired JPS5826271B2 (en)

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JP51035310A JPS5826271B2 (en) 1976-03-31 1976-03-31 silent discharge device

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JPS52118526A JPS52118526A (en) 1977-10-05
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH027605A (en) * 1988-04-26 1990-01-11 Mitsubishi Electric Corp Electric volume circuit
JPH0519781B2 (en) * 1989-03-31 1993-03-17 Canon Denshi Kk

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH027605A (en) * 1988-04-26 1990-01-11 Mitsubishi Electric Corp Electric volume circuit
JPH0519781B2 (en) * 1989-03-31 1993-03-17 Canon Denshi Kk

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