(57)【要約】【課題】電気集塵機のパルス荷電装置の安定性の改善にある。【解決手段】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Ｔｄｃが設けられる。ベース見直し期間Ｔｄｃ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する。そしてベース電流ＩＢｄｃが、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が調整される。ベース見直し期間Ｔｄｃ中に測定されたベース電圧ＶＢｄｃは、パルス荷電期間Ｔｐにおけるベース電圧目標値ＶＢｐ（ＲＥＦ）として保持される。パルス荷電期間Ｔｐにおいて、ベース電圧ＶＢｐがベース電圧目標値ＶＢｐ（ＲＥＦ）に近づくように、かつ、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が制御される。【選択図】図７
2020157266.tif 000002
【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、
前記荷電制御装置は、
前記一次側に接続される商用交流の１０〜１００サイクルごとに、所定数サイクルの割合でベース見直し期間を設け、
（A）ベース見直し期間において、
（A-i）パルス発生及び前記パルス電源の一次側サイリスタの点弧を休止して、前記ベース電源の前記一次側サイリスタのみを点弧し、
（A-ii）前記ベース見直し期間のベース電流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、次回の前記ベース見直し期間の点弧角θＢｄｃを制御し、
（A-iii）前記ベース見直し期間中に測定したベース電圧ＶＢｄｃを、前記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ＶＢｐ（ＲＥＦ）として保持し、
（B）前記パルス荷電期間において、前記パルス荷電期間のベース電圧ＶＢｐが前記ベース電圧目標値ＶＢｐ（ＲＥＦ）に近づくように、かつ、前記パルス荷電期間のベース電流ＩＢｐがその上限値ＩＢｐ（ＭＡＸ）を上回らないように、前記ベース電源の前記一次側サイリスタの点弧角θＢｐを制御することを特徴とするパルス荷電装置。
【請求項２】
前記パルス荷電期間における前記ベース電源の前記一次側サイリスタの点弧を、それがパルス発生をオンサイクルと、パルス発生を伴わないオフサイクルとで区別し、前記オンサイクルの前記ベース電圧ＶＢｐをＶＢｏｎ、前記オフサイクルの前記ベース電圧ＶＢｐをＶＢｏｆｆとするとき、
前記荷電制御装置は、前記オンサイクルの点弧角θＢｏｎを、前記ベース電圧ＶＢｏｎが前記ベース電圧目標値ＶＢｐ（ＲＥＦ）に近づくように制御し、前記オフサイクルの点弧角θＢｏｆｆを、前記ベース電圧ＶＢｏｆｆが前記ベース電圧目標値ＶＢ（ＲＥＦ）となるように個別に制御する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】
前記オンサイクルと前記オフサイクルにおける前記ベース電流ＩＢｏｎ、ＩＢｏｆｆそれぞれの上限値ＩＢｐ（ＭＡＸ）をＩＢｏｎ（ＭＡＸ），ＩＢｏｆｆ（ＭＡＸ）とするとき、
ＩＢｏｎ（ＭＡＸ）＞ＩＢｏｆｆ（ＭＡＸ）
が成り立つ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】
前記パルス電圧をＶＡ、その定格をＶＡ（ＲＡＴＥ）とするとき、
前記上限値ＩＢｏｎ（ＭＡＸ）は、所定の定数Ｉ１、Ｉ２を用いて、
ＩＢｏｎ（ＭＡＸ）＝Ｉ１×ＶＡ／ＶＡ（ＲＡＴＥ）＋Ｉ２
であることを特徴とする請求項３に記載のパルス荷電装置。
【請求項５】
前記荷電制御装置は、前記パルス荷電期間において、前記ベース電流ＩＢｐと前記上限値ＩＢｐ（ＭＡＸ）の差分に制御ゲインを乗じた第１誤差と、前記ベース電圧ＶＢｐと前記ベース電圧目標値ＶＢｐ（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θＢｐとすることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のパルス荷電装置。
【請求項６】
放電極および集塵極を含む集塵部と、
請求項１から５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７】
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、所定サイクル数のベース見直し期間の見直し期間を設けるステップと、
前記ベース見直し期間において、パルス発生及び前記パルス電源の一次側サイリスタの点弧を休止して、前記ベース電源の前記一次側サイリスタのみを点弧するステップと、
前記ベース見直し期間のベース電流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、次回の前記ベース見直し期間の点弧角θＢｄｃを制御するステップと、
前記ベース見直し期間中に測定したベース電圧ＶＢｄｃを、前記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ＶＢｐ（ＲＥＦ）とするステップと、
前記パルス荷電期間において、前記パルス荷電期間におけるベース電圧ＶＢｐが前記ベース電圧目標値ＶＢｐ（ＲＥＦ）に近づくように、かつ、前記パルス荷電期間におけるベース電流ＩＢｐがその上限値ＩＢｐ（ＭＡＸ）を上回らないように、前記ベース電源の前記一次側サイリスタの点弧角θＢｐを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８】
前記パルス荷電期間における前記ベース電源の前記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に区別し、前記オンサイクルの前記ベース電圧ＶＢｐをＶＢｏｎ、前記オフサイクルの前記ベース電圧ＶＢｐをＶＢｏｆｆとするとき、前記オンサイクルの点弧角θＢｏｎを、前記ベース電圧ＶＢｏｎが前記ベース電圧目標値ＶＢｐ（ＲＥＦ）に近づくように制御し、前記オフサイクルの点弧角θＢｏｆｆを、前記ベース電圧ＶＢｏｆｆが前記ベース電圧目標値ＶＢｐ（ＲＥＦ）となるように個別に制御することを特徴とする請求項７に記載の制御方法。
【請求項９】
前記ベース見直し期間において、前記ベース電流ＩＢｄｃと前記ベース電流目標値ＩＢｄｃ（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θＢｄｃとすることを特徴とする請求項８に記載の制御方法。
【請求項１０】
前記パルス荷電期間において、前記ベース電流ＩＢｐと前記上限値ＩＢｐ（ＭＡＸ）の差分に制御ゲインを乗じた第１誤差と、前記ベース電圧ＶＢｐと前記ベース電圧目標値ＶＢｐ（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θＢｐとすることを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の制御方法。
【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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【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】
【０００９】
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ＶＢ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θＢ（すなわちθＤＣ，θＯＮ，θＯＦＦ）ベース電圧ＶＢ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θＢ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。
【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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の点弧角θＢｄｃを制御し、ベース見直し期間中に測定されるベース電圧ＶＢｄｃ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ＶＢｐ（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ＶＢｐがベース電圧目標値ＶＢｐ（ＲＥＦ）に近づくように、かつ、パルス荷電期間のベース電流ＩＢｐがその上限値ＩＢ（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θＢｐを制御する。
【００１２】
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。
【００１３】
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ＶＢｐをＶＢｏｎ、オフサイクルのベース電圧ＶＢｐをＶＢｏｆｆとするとき、荷電制御装置は、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し、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）に近づくように個別に制御してもよい。
【００１４】
オンサイクルとオフサイクルにおけるベース電流ＩＢｏｎ、ＩＢｏｆｆそれぞれの上限値ＩＢｐ（ＭＡＸ）をＩＢｏｎ（ＭＡＸ），ＩＢｏｆｆ（ＭＡＸ）とするとき、
ＩＢｏｎ（ＭＡＸ）＞ＩＢｏｆｆ（ＭＡＸ）
が成り立ってもよい。
【００１５】
パルス電源の内部電圧をＶＡ、その定格をＶＡ（ＲＡＴＥ）とするとき、上限値ＩＢｏｎ（ＭＡＸ）は、所定の定数Ｉ１、Ｉ２を用いて、
ＩＢｏｎ（ＭＡＸ）＝Ｉ１×ＶＡ／ＶＡ（ＲＡＴＥ）＋Ｉ２
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ＶＡに実質的に比例するから、内部電圧ＶＡに応じて上限値ＩＢｏｎ（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。
【００１６】
荷電制御装置は、ベース見直し期間において、ベース電流ＩＢｄｃとベース電流目標値ＩＢｄｃ（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θＢｄｃとしてもよい。
【００１７】
荷電制御装置は、パルス荷電期間において、ベース電流ＩＢｐと上限値ＩＢｐ（ＭＡＸ）の差分に制御ゲインを乗じた第１誤差と、ベース電圧ＶＢｐとベース電圧目標値ＶＢｐ（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θＢｐとしてもよい。
【００１８】
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。
【００１９】
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】
【００２０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】電気集塵機の全体構造を示す斜視図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、集塵極系および放電極系を示す図である。
【図３】集塵極系と放電極系の配置図である。
【図４】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５】パルス荷電装置の電気系統のブロック図である。
【図６】パルス電圧ＶＰ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７】ベース電圧ＶＢの制御に関するタイムチャートである。
【図８】ベース見直し期間Ｔｄｃに関連する荷電制御装置の制御ブロック図である。
【図９】パルス荷電期間Ｔｐのオンサイクルに関連する制御ブロック図である。
【図１０】パルス荷電期間Ｔｐのオフサイクルに関連する制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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ＶＢであり、放電極１１４に供給される。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
図６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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
図７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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
また、ベース見直し期間Ｔｄｃ中に測定されるベース電圧ＶＢｄｃ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。
【００５０】
パルス荷電期間ＴＰにおいて、ベース電圧ＶＢｐがベース電圧目標値ＶＢｐ（ＲＥＦ）に近づくように、かつ、ベース電流ＩＢｐがその上限値ＩＢｐ（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θＢｐを制御する。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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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Ｔｐにおいて、ベース電圧ＶＢｐの定電圧制御をメインとしつつも、ベース電流ＩＢｐ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ＩＢｐが制限されることにより、ベース電圧ＶＢｐと点弧角θＢｐ（θＢｏｎ，θＢｏｆｆ）単調性が維持され、これにより系の安定性を改善できる。
【００５５】
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ＶＡと近似的に直線関係にある。そのため、パルス電圧ＶＡの定格でのベース電流ＩＢｐ（ＲＡＴＥ）を想定し、それにベースコロナを考慮したマージンＩｃｏｒｏｎａを付加することで、パルス電圧ＶＡが定格値ＶＡ（ＲＡＴＥ）であるときのベース電流ＩＢｏｎの上限値ＩＢｏｎ（ＭＡＸ：ＲＡＴＥ）設定することができる。
ＩＢｏｎ（ＭＡＸ：ＲＡＴＥ）＝ＩＢｏｎ（ＲＡＴＥ）＋Ｉｃｏｒｏｎａ
【００５６】
なお、パルス電圧ＶＡが、その定格値ＶＡ（ＲＡＴＥ）より低い状況におけるベース電流ＩＢｐの上限値ＩＢｐは、ＶＡ／ＶＡ（ＲＡＴＥ）を補正係数として、
ＩＢｏｎ（ＭＡＸ）＝（ＩＢｏｎ（ＭＡＸ：ＲＡＴＥ）−Ｉｃｏｒｏｎａ）×ＶＡ／ＶＡ（ＲＡＴＥ）＋Ｉｃｏｒｏｎａ
＝ＩＢｏｎ（ＲＡＴＥ）×ＶＡ／ＶＡ（ＲＡＴＥ）＋Ｉｃｏｒｏｎａ
を用いればよい。
【００５７】
ＩＢｏｎ（ＲＡＴＥ）と、Ｉｃｏｎｏｎａは実験的、あるいは計算により求められる定数Ｉ１，Ｉ２と把握でき、以下のように表すことができる。
ＩＢｏｎ（ＭＡＸ）＝Ｉ１×ＶＡ／ＶＡ（ＲＡＴＥ）＋Ｉ２
Ｉ１，Ｉ２の決め方は、上述のそれには限定されない。たとえばＩ２はベースコロナ成分Ｉｃｏｒｏｎａ以外の成分をさらに含めてもよい。一実施例においてＩ１は、ＶＡ＝ＶＡ（ＲＡＴＥ）におけるパルスコロナ電流の想定値、Ｉ２は、予め設定されているベース電流目標値ＩＢｄｃ（ＲＥＦ）とすることができる。
【００５８】
図８は、ベース見直し期間Ｔｄｃ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。
【００５９】
荷電制御装置２６０は、ベース見直し期間Ｔｄｃにおいて、ベース電流ＩＢｄｃとベース電流目標値ＩＢｄｃ（ＲＥＦ）の差分εＩに制御ゲインμＩを乗じた第１誤差ΔθＩを積算し、積算値を、次回のベース見直し点孤の点弧角θＢｄｃとする。
【００６０】
より具体的には、荷電制御装置２６０には、ベース電流ＩＢｄｃの測定値（瞬時値）とベース電圧ＶＢｄｃの測定値（瞬時値）が入力される。平均回路２６２は、ベース電流ＩＢｄｃの１山の平均値を算出する。平均回路２６４は、ベース電圧ＶＢｄｃの１山の平均値を算出する。
【００６１】
減算器２６６は、フィードバックされた電流値ＩＢｄｃとその目標値ＩＢｄｃ（ＲＥＦ）の差分である電流誤差εＩを生成する。ゲイン回路２６８は、電流誤差εＩに、制御ゲインμ（ＩＢｄｃ）を乗算し、第１誤差ΔθＩを生成する。
【００６２】
減算器２７０は、フィードバックされた電圧値ＶＢｄｃと、その上限値ＶＢｄｃ（ＭＡＸ）の差分である電圧誤差εＶを生成する。ゲイン回路２７２は、電圧誤差εＶに、制御ゲインμ（ＶＢｄｃ）を乗算し、第２誤差ΔθＶを生成する。
【００６３】
最小値回路２７４は、第１誤差ΔθＩと第２誤差ΔθＶ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）θＢｄｃ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θＢｄｃを生成する。点弧角θＢｄｃ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。
【００６４】
以上が制御ブロック図の説明である。ベース見直し期間Ｔｄｃでは、電流の制御ループが支配的となり、ＩＢｄｃがＩＢｄｃ（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。
【００６５】
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ＶＢｄｃの平均値が、続くパルス荷電期間Ｔｐのベース電圧目標値ＶＢｐ（ＲＥＦ）として保持される。
【００６６】
図９は、パルス荷電期間Ｔｐ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。
【００６７】
荷電制御装置２６０は、パルス荷電期間ＴＰにおいて、ベース電流ＩＢｐと上限値ＩＢ（ＭＡＸ）の差分εＩに制御ゲインμＩを乗じた第１誤差ΔθＩと、ベース電圧ＶＢｐとベース電圧目標値ＶＢｐ（ＲＥＦ）の差分εＶに制御ゲインμＶを乗じた第２誤差ΔθＶのうち小さいほうを積算し、積算値を点弧角θＢｐとする。
【００６８】
より具体的には、減算器２６６は、ベース電流ＩＢｏｎの上限値ＩＢｏｎ（ＭＡＸ）とベース電流の平均値ＩＢｏｎの誤差を生成する。減算器２７０は、ベース電圧ＶＢｏｎの目標値ＶＢｐ（ＲＥＦ）とベース電圧の平均値ＶＢｏｎ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。
【００６９】
パルス荷電期間Ｔｐでは、電圧の制御ループが支配的となり、ＶＢｏｎがＶＢｏｎ（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。
【００７０】
図１０は、パルス荷電期間Ｔｐ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。
【００７１】
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。
【００７２】
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】
【００７３】
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
【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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