(57)【要約】【課題】制御遅延を抑えた電気集塵機のパルス荷電装置を提供する。【解決手段】電気集塵機のパルス荷電装置において、フィードバック制御にベース電圧ＶＢの区間平均が利用される。ベース電源およびパルス電源に接続される商用交流の電圧ゼロクロスに跨がって点弧禁止帯が設定される。点弧禁止帯の終点ｔ２と次の商用交流のピークまたはボトムｔ３の間に、所定の開始タイミングｔＳＴＡＲＴが設定される。荷電制御装置は、開始タイミングｔＳＴＡＲＴを始点とし、かつ商用交流の半サイクルの長さを有する平均区間にわたるベース電圧ＶＢの区間平均値を計算し、ベース電圧ＶＢの区間平均値が目標値に近づくように点弧角θＢをフィードバック制御する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気集塵機のパルス荷電装置であって、
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、前記ベース電圧に重畳するパルス電源と、
前記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、
前記ベース電源および前記パルス電源に接続される商用交流の電圧ゼロクロスに跨がって点弧禁止帯が設定され、前記点弧禁止帯の終点と次の商用交流のピークまたはボトムの間に、所定の開始タイミングが設定されており、
前記荷電制御装置は、前記開始タイミングを始点とし、かつ前記商用交流の半サイクルの長さを有する平均区間にわたる前記ベース電圧の区間平均値を計算し、前記ベース電圧の前記区間平均値が目標値に近づくように前記点弧角をフィードバック制御することを特徴とするパルス荷電装置。
【請求項２】
前記開始タイミングは、前記点弧禁止帯の終点と実質的に等しいことを特徴とする請求項１に記載のパルス荷電装置。
【請求項３】
前記荷電制御装置は、前記商用交流の前記電圧ゼロクロスごとにリセットされ、１８０°から０°までのカウントダウンを繰り返すカウンタを含み、
前記カウンタの値θが、前記点弧禁止帯の終点に対応する値θＭＡＸとなってから、次にθＭＡＸとなるまでの期間、前記ベース電圧の瞬時値をサンプリングし、その後、サンプリングした前記ベース電圧の瞬時値にもとづいて前記区間平均値を算出し、前記区間平均値にもとづいて前記点弧角を計算することを特徴とする請求項２に記載のパルス荷電装置。
【請求項４】
放電極および集塵極を含む集塵部と、
請求項１から３のいずれかに記載のパルス荷電装置と、
を備えることを特徴とする電気集塵機。
【請求項５】
ベース電源とパルス電源を含む電気集塵機用のパルス荷電装置の制御方法であって、
ベース電圧にパルス電圧を重畳した電圧を、放電極および集塵極に印加する第１ステップと、
前記ベース電源の一次側サイリスタの点弧角を制御する第２ステップと、
を備え、
前記第２ステップは、
前記ベース電源および前記パルス電源に接続される商用交流の電圧ゼロクロスに跨がって点弧禁止帯を設けるステップと、
前記点弧禁止帯の終点と次の商用交流のピークまたはボトムの間に、所定の開始タイミングを設定するステップと、
前記ベース電圧について、前記開始タイミングを始点とし、かつ前記商用交流の半サイクルの長さを有する平均区間の区間平均値を計算するステップと、
前記ベース電圧の前記区間平均値が目標値に近づくように前記点弧角をフィードバック制御するステップと、
を備えることを特徴とする制御方法。
【請求項６】
前記開始タイミングは、前記点弧禁止帯の終点と実質的に等しいことを特徴とする請求項５に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気集塵機に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
特許文献２には、ベース電源一次側サイリスタの点弧角θＢの制御技術が開示される。この技術では、点弧角θＢは、３つにθＤＣ，θＯＮ，θＯＦＦに分類され、それぞれが独立に制御される。
【０００６】
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Ｉ０になるように、次回のベース見直し点弧の点弧角θＤＣ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。
【０００７】
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θＢは、パルス発生を伴うものθＯＮと、伴わないものθＯＦＦに区別され、各々のベース電圧の検出値がベース電圧目標値に近づくように、点弧角θＯＮ，θＯＦＦは独立に制御される。
【０００８】
特許文献２に開示されるように、パルス荷電装置のフィードバック制御においては、電流や電圧などの電気信号のフィードバック値として、瞬時値ではなく、区間平均値を用いていた。
【０００９】
図１（ａ）、（ｂ）は、従来の電気信号の区間平均を説明する図である。ここではパルス荷電期間を示す。図１（ａ）には、商用交流と、検出対象の電気信号である電流波形および電圧波形が示される。点弧角θＢの間、サイリスタが導通し、整流された電流が流れる。整流された電流によってコンデンサが充電され、電圧が増大する。その後、コロナ放電によりコンデンサから電荷が放出され、電圧は低下していく。
【００１０】
図１（ａ）では、電流信号の区間平均値ｉＡＶＥとして、商用交流の電圧ゼロクロスＺＣから次の電圧ゼロクロスＺＣまでの半サイクルＴＡＶＥの区間平均がとられる。θＢはベース電源のサイリスタの点弧角である。たとえばハッチングを付した点弧角θＢの間、電流値が積算され、積算値を半サイクルＴＡＶＥで除算することにより、区間平均値が計算される。
ｉＡＶＥ＝∫θＢｉ（ｔ）ｄｔ／ＴＡＶＥ      …（１）
【００１１】
図１（ｂ）は、特許文献２で採用される区間平均を示す。特許文献２では、ベース見直し期間における電流値として、ある点弧ＩＧｉからその直後の点弧ＩＧｉ＋１までの１山ごとの電気信号の積分値を、商用交流半サイクルで割った平均値を用いていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平１−９９６５９号公報
【特許文献２】特開２００１−２７６６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明者らは、従来の電気信号の区間平均の算出法について検討した結果、以下の課題を認識するに至った。
【００１４】
図１（ａ）を参照する。あるｉ番目の半サイクル（以下、単にサイクルあるいは山という）に着目する。交流半サイクルの平均区間ＴＡＶＥｉは、点弧ＩＧｉのタイミングより前の区間Ｔ１と、後ろの区間Ｔ２に分けられる。前の区間Ｔ１で測定される電流信号は、１個前のサイクルｉ−１の点弧ＩＧｉ−１の影響を受けたものであるが、後ろの区間Ｔ２で測定される電流信号は、同じサイクルｉの点弧ＩＧｉの影響を受けたものである。したがって、１個の平均区間に、異なる点弧の影響が含まれることとなる。
【００１５】
パルス荷電期間では、点弧を行うサイクル（オン山）と、行わないサイクル（オフ山）が混在する。図１（ａ）の例では、オン山が連続しているが、実際には、オン山とオフ山が連続したり、オフ山とオン山が連続する場合もある。そうすると、ある平均区間には、オン山とオフ山の影響が含まれることとなるが、オン山とオフ山の点弧角を独立に制御したい場合、これは無視できない誤差をもたらす。
【００１６】
図１（ｂ）を参照する。図１（ｂ）では、ある山の点弧ＩＧｉから次の山の点弧ＩＧｉ＋１までを平均区間ＴＡＶＥｉとする。この方式は、各平均区間ＴＡＶＥｉは、他の山の点弧の影響を受けないため、図１（ａ）より正確である。しかしながら、点弧角θＢは、山毎に独立に設定されるため、平均区間ＴＡＶＥの長さは一定ではない。したがって、式（１）の∫θＢｉ（ｔ）ｄｔが同じであったとしても平均区間ＴＡＶＥの長さが変化すると、式（１）の区間平均値ｉＡＶＥが変化するという問題が生ずる。
【００１７】
また、平均区間ＴＡＶＥ（ｉ）が終了した後、電気信号の平均値を計算し、さらに得られた平均値を利用して点弧角θＢを演算するためには、ある計算時間（遅延）が必要である。図１（ｂ）のように、平均区間ＴＡＶＥ（ｉ）の終端を点弧ＩＧｉ＋１の直前とすると、演算で得られた点弧角θを、その点弧ＩＧｉ＋１の点弧角に反映させることは難しく、さらに次の山の点弧ＩＧｉ＋１に反映させることとなる。すなわち、１山分の制御遅延が発生するという問題が生ずる。
【００１８】
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、制御遅延を抑えた電気集塵機のパルス荷電装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
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。ベース電源およびパルス電源に接続される商用交流の電圧ゼロクロスに跨がって点弧禁止帯が設定され、点弧禁止帯の終点と次の商用交流のピークまたはボトムの間に、所定の開始タイミングが設定される。荷電制御装置は、開始タイミングを始点とし、かつ商用交流の半サイクルの長さを有する平均区間にわたるベース電圧の区間平均値を計算し、ベース電圧の区間平均値が目標値に近づくように点弧角をフィードバック制御する。
【００２０】
この態様によると、平均区間の長さを一定にすることができる。またひとつの平均区間に得られる平均値は、それに対応する点弧の影響を支配的に含むこととなり、他の点弧の有無の影響、あるいは点弧の影響を低減できる。さらに、平均区間の終了から次の点弧までに時間的な猶予があるため、ある平均区間の検出値を利用して点弧角を演算した後、直ちに次の点弧に反映させることができ、制御遅延を小さくできる。
【００２１】
開始タイミングは、点弧禁止帯の終点と実質的に等しくてもよい。この場合、平均区間が確定してから次の点弧までの時間的猶予を最大化でき、より大きな点弧角を許容できるようになる。
【００２２】
荷電制御装置は、商用交流のゼロクロスごとにリセットされ、１８０°から０°までのカウントダウンを繰り返すカウンタを含んでもよい。カウンタの値θが、点弧禁止帯の終点に対応する値θＭＡＸとなってから、次にθＭＡＸとなるまでの期間、ベース電圧の瞬時値をサンプリングし、その後、サンプリングしたベース電圧の瞬時値を演算して区間平均値を算出し、区間平均値にもとづいて点弧角を計算してもよい。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、制御遅延を抑えた電気集塵機のパルス荷電装置の安定性を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）は、従来の電気信号の区間平均を説明する図である。
【図２】電気集塵機の全体構造を示す斜視図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は、集塵極系および放電極系を示す図である。
【図４】集塵極系と放電極系の配置図である。
【図５】パルス荷電装置の例示的なシステムブロック図である。
【図６】パルス荷電装置の電気系統のブロック図である。
【図７】パルス電圧ＶＡとベース電圧ＶＢおよびそれらを重畳して得られる集塵機電圧ＶＥＰを示す図である。
【図８】ベース電圧ＶＢの制御に関するタイムチャートである。
【図９】電気集塵機における電気信号の区間平均を説明する図である。
【図１０】荷電制御装置のブロック図である。
【図１１】図１０の荷電制御装置の動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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。
【００２８】
図２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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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２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ＶＰ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ＶＢは、ベース電源２１０によって生成され、パルス電圧ＶＰはパルス電源２２０によって生成される。
【００３４】
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。
【００３５】
以上が電気集塵機１００の全体構成である。図３（ａ）、（ｂ）は、集塵極系および放電極系を示す図である。図３（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。
【００３６】
図３（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。
【００３７】
図４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。
【００３８】
図５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ＶＰを生成する。ベース電源２１０は、ベース電圧ＶＢを生成する。パルス荷電装置２００は、ベース電圧ＶＢにパルス電圧ＶＰを重畳して得られる駆動電圧（集塵機電圧ＶＥＰ）を、放電極１１４と集塵極１１６に印加可能に構成される。
【００３９】
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ＶＢのレベル、およびパルス電源２２０のパルス電圧ＶＰのピーク電圧（実際にはそれに比例する内部電圧ＶＡ）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。サイリスタ２１２，２２２，２２４それぞれの点弧を、Ｂ点弧、Ａ点弧、Ｐ点弧と称し、それぞれの点弧角をθＢ，θＡ，θＰとする。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
図６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ＶＢであり、放電極１１４に供給される。
【００４３】
電圧センサ２１７、電流センサ２１８はそれぞれ、ベース電圧ＶＢ、ベース電流ＩＢ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θＢを制御することにより、ベース電圧ＶＢの電圧レベルを調節する。
【００４４】
パルス電源２２０は、パルス電圧ＶＰを生成し、ベース電圧ＶＢ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。
【００４５】
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θＡに応じて、パルス電源の内部電圧ＶＡが調節される。
【００４６】
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ＶＡの約１．６倍の波高値（ピーク値）を有するパルス電圧ＶＰが重畳される。
【００４７】
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θＡによって内部電圧ＶＡひいてはパルス電圧ＶＰ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ＶＰが発生する。
【００４８】
図７は、パルス電圧ＶＡとベース電圧ＶＢおよびそれらを重畳して得られる集塵機電圧ＶＥＰを示す図である。ベース電圧ＶＢ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ＶＢ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。
【００４９】
パルス電圧ＶＡ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７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。
【００５０】
以下、パルス荷電装置２００によるベース電圧ＶＢの制御について説明する。
【００５１】
図８は、ベース電圧ＶＢ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Ｔｄｃが設けられる。ベース見直し期間Ｔｄｃ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。
【００５２】
ベース見直し期間Ｔｄｃ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Ｔｐと称する。パルス荷電期間Ｔｐ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。
【００５３】
荷電制御装置２６０は、ベース見直し期間Ｔｄｃにおけるベース電流ＩＢｄｃが、予め設定されているベース電流目標値ＩＢｄｃ（ＲＥＦ）に近づくように、次回のベース見直し期間Ｔｄｃの点弧角θＢｄｃを制御する。より具体的には、ベース電流ＩＢｄｃの平均値が、目標値ＩＢｄｃ（ＲＥＦ）に近づくように、次の点弧角θＢｄｃを決める。
【００５４】
また、ベース見直し期間Ｔｄｃ中に測定されるベース電圧ＶＢｄｃの検出値を、ベース見直し期間Ｔｄｃに続くパルス荷電期間ＴＰにおけるベース電圧目標値ＶＢｐ（ＲＥＦ）として保持する。ベース電圧ＶＢｄｃの検出値には、ベース電圧ＶＢｄｃの瞬時値の区間平均が用いられる。
【００５５】
パルス荷電期間ＴＰにおいては、ベース電圧ＶＢｐの検出値が、ベース電圧目標値ＶＢｐ（ＲＥＦ）に近づくようにベース電源２１０の一次側サイリスタ２１２の点弧角θＢｐを制御する。この制御においても、ベース電圧ＶＢｐの検出値として、ベース電圧ＶＢｐの瞬時値の区間平均が用いられる。なおパルス荷電期間Ｔｐにおいては、逆電離を抑制するために、ベース電流ＩＢｐがその上限値ＩＢｐ（ＭＡＸ）を上回らないように、点弧角θＢｐを調整することが望ましい。このときの上限値ＩＢｐ（ＭＡＸ）は、ベース見直し期間Ｔｄｃの目標値ＩＢｄｃ（ＲＥＦ）よりも高く設定される。
【００５６】
パルス荷電期間Ｔｐにおいて、点弧角θＢｐ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。
【００５７】
オンサイクルのベース電圧ＶＢをＶＢｏｎ、オフサイクルの時のベース電圧ＶＢをＶＢｏｆｆとする。荷電制御装置２６０は、オンサイクルの点弧角θＢｏｎを、ベース電圧ＶＢｏｎがベース電圧目標値ＶＢｐ（ＲＥＦ）に近づくように制御する。またオフサイクルの点弧角θＢｏｆｆを、ベース電圧ＶＢｏｆｆがベース電圧目標値ＶＢｐ（ＲＥＦ）となるように制御する。すなわち、ベース電圧目標値ＶＢｐ（ＲＥＦ）は共通でよい。
【００５８】
一方で、電流ＩＢｐの上限値ＩＢｐ（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ＩＢｏｎ（ＭＡＸ）は、オフサイクルの上限値ＩＢｏｆｆ（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。
【００５９】
パルス電源２２０に関しても、同様に、内部電圧ＶＡの検出値が、その目標値ＶＡ（ＲＥＦ）に近づくように、パルス電源２２０のパルス電源サイリスタ２２２の点弧角θＡが制御される。この制御においても、内部電圧ＶＡの検出値として、内部電圧ＶＡの瞬時値の区間平均が用いられる。
【００６０】
上述のように、本実施の形態では、フィードバックされる電気信号（たとえば電圧信号ＶＢ、ＶＡ、あるいは電流信号）の検出値として、区間平均が利用される。以下、平均区間の詳細を説明する。
【００６１】
図９は、電気集塵機１００における電気信号の区間平均を説明する図である。図９には、ベース電源２１０およびパルス電源２２０に接続される商用交流の波形が示される。
【００６２】
電圧ゼロクロスＺＣに跨がって点弧禁止帯（ハッチングを付す）が設定され、点弧角θＢは、点弧禁止帯の間ｔ１〜ｔ２の間に設定することができない。
【００６３】
点弧禁止帯の終点ｔ２と次の商用交流のピークまたはボトムｔ３の間に、所定の開始タイミングｔＳＴＡＲＴが設定される。
【００６４】
そして、開始タイミングｔＳＴＡＲＴを始点とし、かつ商用交流の半サイクルの長さを有する平均区間にわたるベース電圧ＶＢの区間平均値が計算される。区間平均値が確定すると、ベース電圧ＶＢの区間平均値が目標値に近づくように点弧角θＢが演算される。そして演算が完了すると、その点弧角θＢがすぐ次の山のＢ点弧に設定される。なおパルス電源２２０のＰ点弧のタイミングは、Ｂ点弧より所定時間前に設定される。
【００６５】
以上が電気集塵機１００の動作である。
この制御方法によれば、平均区間の長さを、常に一定にすることができる。またひとつの平均区間に得られる平均値は、それに対応する点弧の影響を支配的に含むこととなり、他の点弧の有無の影響、あるいは点弧の影響を低減できる。
【００６６】
さらに、平均区間の終了から次の点弧までに時間的な猶予があるため、ある平均区間で得られた検出値（区間平均値）を利用して点弧角θＢを演算した後、直ちに次の点弧に反映させることができ、制御遅延を小さくできる。
【００６７】
なお、開始タイミングｔＳＴＡＲＴは、ｔ２〜ｔ３の間で規定することができるが、なるべく前に設定した方が、点弧角θＢの演算完了から、次の点弧タイミングまでの時間的猶予が長くなる。仮に、ｔ３＝ｔＳＴＡＲＴとした場合、もし仮に演算により得られた点弧角θＢが９０°を超えた場合に、正常に点弧できない可能性がある。
【００６８】
そこで好ましくは、開始タイミングｔＳＴＡＲＴを、点弧禁止帯の終点ｔ２と実質的に等しくすることが好ましい。すなわち、Δｔ＝０とし、ｔ２＝ｔＳＴＡＲＴとするとよい。これにより、区間平均値が確定してから、次の点弧までの時間的猶予を最大化でき、大きい点弧角θＢを許容することができる。
【００６９】
図１０は、荷電制御装置２６０のブロック図である。荷電制御装置２６０は、プロセッサとソフトウェアの組み合わせで実装してもよいし、ハードウェアで実装してもよい。荷電制御装置２６０は、ダウンカウンタ２８０を備える。ダウンカウンタ２８０は、商用交流の電圧ゼロクロスＺＣごとにリセットされ、最大値（θ＝１８０°相当）から最小値（０°相当）までのカウントダウンを繰り返す。
【００７０】
タイミング発生器２８２は、カウンタの値θが点弧禁止帯の終点（図９のｔ２）に対応する値θＭＡＸとなってから、次にθＭＡＸとなるまでの期間を平均区間に設定する。タイミング発生器２８２は、デジタルコンパレータで構成できる。
【００７１】
サンプリング回路２８４は、タイミング発生器２８２が設定した平均区間の間、ベース電圧ＶＢの瞬時値をサンプリングする。平均回路２８６は、複数のベース電圧ＶＢのサンプリング値の平均を算出する。フィードバック演算部２８８は、こうして得られたベース電圧ＶＢの平均値にもとづいて点弧角θＢを計算する。点弧角θＢは、タイミング発生器２８２に与えられる。タイミング発生器２８２は、ダウンカウンタ２８０のカウント値θがθＢと一致すると、Ｂ点弧を指示する信号を発生する。また、カウント値θが、θＰ（＝θＢ＋δθ）と一致すると、Ｐ点弧を指示する信号を発生する。ただしタイミング発生器２８２は、θＢあるいはθＰが、点弧禁止帯に含まれる場合は、点弧指示を発生しない。
【００７２】
図１１は、図１０の荷電制御装置２６０の動作を説明する図である。最上段は商用交流の電圧波形を示す。点弧角θＢは時間が遡る方向に大きくなるため、時間とともにθが減少することに留意されたい。
【００７３】
点弧禁止帯は、交流半サイクルのうち、０〜θＭＩＮの間と、θＭＡＸ〜１８０の間に設定される。この例では、平均区間の始点は、点弧禁止帯の終点θＭＡＸと一致する。
【００７４】
ダウンカウンタ２８０のカウント値θは、電圧ゼロクロスごとにリセットされ、１８０から０に向かってカウントダウンを繰り返す。θとθＭＩＮ，θＭＡＸの比較結果により、点弧禁止帯が設定される。またθがθＭＡＸと一致するタイミングが、平均区間の境界となる。
【００７５】
平均区間が終了する度に、ベース電圧ＶＢの区間平均値が確定し、その区間平均値を用いて、次の点弧角θＢが演算される。この点弧角θＢはダウンカウンタ２８０にセットされ、Ｂ点弧のタイミングが生成される。
【００７６】
実施の形態では、Ｂ点弧とＰ点弧のタイミング制御について説明したが、Ａ点弧のタイミング制御についても、電圧信号あるいは電流信号の区間平均値が利用される。したがってこれらの平均区間についても、Ｂ点弧と同様に規定することができる。
【００７７】
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。
【符号の説明】
【００７８】
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
２１４  トランス
２１６  整流ブリッジ
２１７  電圧センサ
２１８  電流センサ
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
２２５  トランス
２２６  整流ブリッジ
２２７  インダクタ
２２８  ＤＣブロックコンデンサ
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
２６６  減算器
２８０  ダウンカウンタ
２８２  タイミング発生器
２８４  サンプリング回路
２８６  平均回路
２８８  フィードバック演算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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