(57)【要約】【課題】電気集塵設備の電源装置に、該電源装置を構成する交流電力調整回路のサイリスタへのゲート信号を監視する機能を付加し、前記電源装置の損傷の拡大を防止する。【解決手段】集塵電極に高圧の直流電圧を供給し、集塵を行う電気集塵設備の電源装置において、制御回路２０にゲート信号監視部２１を備え、交流電力調整回路２のいずれかのサイリスタへのゲート信号が消失したときに、これをゲート信号監視部２１が検知し、この検知により制御用継電器Ｒｙを介して電源開閉器１を開路させることにより、昇圧変圧器４ａなどが直流偏磁することによる損傷を回避する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイリスタを逆並列接続してなる交流電力調整回路と、該交流電力調整回路が出力する交流電圧を昇圧整流する高圧変圧整流回路と、該高圧変圧整流回路が出力する高圧の直流電圧を印加して集塵を行う集塵電極と、この集塵電極に流れる放電電流および印加される前記直流電圧それぞれを所望の値にするために前記交流電力調整回路のサイリスタそれぞれへのゲート信号の点弧位相を調整する制御回路とからなる電気集塵設備の電源装置において、
前記電源装置が稼働中に、前記交流電力調整回路のサイリスタのうち、少なくとも何れか一個のサイリスタへの前記ゲート信号が消失したことを検知するゲート信号監視手段を備えたことを特徴とする電気集塵設備の電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気集塵設備の電源装置において、
前記制御回路に前記ゲート信号監視手段を備えたことを特徴とする電気集塵設備の電源装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電気集塵設備の電源装置において、
前記ゲート信号監視手段が前記ゲート信号の消失を検知した時に、外部より前記電源装置へ供給される電力を遮断することを特徴とする電気集塵設備の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気集塵設備の集塵電極に直流の高電圧を供給する電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
集塵電極に高圧の直流電圧を印加することにより火花放電を発生させて煤煙などのダストを捕集する電気集塵設備において、前記直流電圧を供給する電源装置はサイリスタによる交流電力調整回路，該交流電力調整回路が出力する交流電圧を昇圧整流する高圧変圧整流回路などから構成されるものが多い（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
図７は、上述の特許文献を含むこの種の電気集塵設備の電源装置の従来例を示す回路構成図である。
【０００４】
図７において、１は商用電源ＡＣの開閉を行う電源開閉器、２はサイリスタの逆並列接続回路で構成され電圧，電流を制御する交流電力調整回路、４は昇圧変圧器４ａと整流器４ｂとで構成され交流電力調整回路２の出力を昇圧，整流し直流の高電圧を発生する高圧変圧整流回路、５は高圧変圧整流回路４からの直流の高電圧が供給される集塵電極、３は交流電力調整回路２の電流を検出する電流検出器、６は直流の高電圧を検出するための電圧検出器である。
【０００５】
また、１０は制御回路であり、電流検出器３および電圧検出器６により検出した信号を入力とし、集塵電極５に発生する火花放電がアーク放電に移行するのを防止しつつ、所定の演算を行い交流電力調整回路２のサイリスタへの位相角指令を生成する演算部１１と、この位相角指令と商用電源ＡＣの電圧すなわち同期信号とにより交流電力調整回路２のサイリスタそれぞれへのゲート信号の生成するゲート信号生成部１２とから構成されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−３２８００３号公報（第２頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示した従来の電気集塵設備の電源装置の回路構成において、該電源装置が稼働中に、何らかの要因により、交流電力調整回路２を構成するサイリスタが、例えば片点弧状態になると、電流検出器３，昇圧変圧器４ａなどが直流偏磁状態になり、この直流偏磁による異常な電圧，電流の発生が前記電源装置の損傷をさらに拡大する恐れがあった。
【０００８】
上述の損傷の拡大を防止するために、従来は、変流器（ＣＴ）を中継しない直接検出型サーマルリレーや、電力用半導体素子としての前記サイリスタの保護協調特性に適合した保護フューズを設置することが行われていたが、特に、前記電源装置が大容量になった場合の前記サーマルリレーや保護フューズの選定が困難であるという問題点があった。
【０００９】
この発明の目的は、上記問題点を解消する電気集塵設備の電源装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この第１の発明は、サイリスタを逆並列接続してなる交流電力調整回路と、該交流電力調整回路が出力する交流電圧を昇圧整流する高圧変圧整流回路と、該高圧変圧整流回路が出力する高圧の直流電圧を印加して集塵を行う集塵電極と、この集塵電極に流れる放電電流および印加される前記直流電圧それぞれを所望の値にするために前記交流電力調整回路のサイリスタそれぞれへのゲート信号の点弧位相を調整する制御回路とからなる電気集塵設備の電源装置において、
前記電源装置が稼働中に、前記交流電力調整回路のサイリスタのうち、少なくとも何れか一個のサイリスタへの前記ゲート信号が消失したことを検知するゲート信号監視手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また第２の発明は、前記第１の発明の電気集塵設備の電源装置において、前記制御回路に前記ゲート信号監視手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
さらに第３の発明は、前記第１又は第２の発明の電気集塵設備の電源装置において、前記ゲート信号監視手段が前記ゲート信号の消失を検知した時に、外部より前記電源装置へ供給される電力を遮断することを特徴とする。
【００１３】
この発明は、前記交流電力調整回路を構成するサイリスタが片点弧状態になる要因は、主として前記制御回路に存在することに着目してなされたものである。すなわち、前記交流電力調整回路のサイリスタのうち、少なくとも何れか一個のサイリスタへの前記ゲート信号が消失したことを検知することにより、前記電源装置での損傷の拡大を防止するようにしている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の実施の形態を示す電気集塵設備の電源装置の回路構成図であり、図１において、図７と同一機能を有するものには同一符号を付してその説明を省略する。
【００１５】
すなわち図１に示すように、制御装置２０には演算部１１ａとゲート信号生成部１２ａとゲート信号監視部２１と制御用継電器Ｒｙとを備えている。
【００１６】
この制御装置２０の動作を図２，図３に示す部分詳細回路構成図と、図４〜図６に示す動作タイムチャートとを参照しつつ、以下に説明する。
【００１７】
先ず、図２に示す演算部１１ａは先述の演算部１１と同様機能の他に、外部から設定される電気集塵設備の運転仕様などに基づき、この電源装置が連続運転状態にあるときと、商用電源ＡＣの１〜数周期運転（期間ＴＲ  ，図５参照）および１〜数周期停止（期間ＴＳ  ，図５参照）の動作を繰り返す間欠運転状態にあるときとを後述のゲート信号監視部２１へ論理信号として伝達すると共に、このゲート信号監視部２１を形成するタイマＡ，タイマＢへのタイマ時間の指令値（後述のＴＣ  ，ＴＩ  、図４，図５参照）として伝達する機能が付加されている。
【００１８】
また、図２に示すゲート信号生成部１２ａは演算部１１ａからの位相角指令と商用電源ＡＣの電圧すなわち同期信号とにより交流電力調整回路２のサイリスタそれぞれへの点弧位相信号を生成する位相器１２１と、これらの点弧位相信号を増幅するパルス増幅器１２２，１２３と、トランジスタ１２４，１２５およびパルストランス１２６，１２７により増幅された前記点弧位相信号それぞれを交流電力調整回路２のサイリスタそれぞれへのゲート信号に変換する先述のゲート信号生成部１２と同様機能の他に、トランジスタ１２４，１２５それぞれのコレクタ電位を後述のゲート信号監視部２１に伝達する機能が付加されている。
【００１９】
次に、図３は図１のゲート信号監視部２１の詳細回路構成図を示し、この図において、２１１，２１２は図示の如く抵抗，定電圧ダイオード，コンデンサからなり前述のトランジスタ１２４，１２５それぞれのコレクタ電位の変化を論理信号に変換する波形整合回路、２１３，２１４はインバータ素子、２１５はフリップフロップ素子、２１６はタイマＡでありフリップフロップ素子２１５の出力Ｑが論理「Ｌ」から論理「Ｈ」に変化した時に後述のタイマ指令値がセットされてタイマ動作を行い、２１７はタイマＢでありフリップフロップ素子２１５の出力Ｑが論理「Ｈ」から論理「Ｌ」に変化した時に後述のタイマ指令値がセットされてタイマ動作を行い、２１８はオア素子、２１９はノア素子、２２０はベース抵抗、２２１は制御用継電器Ｒｙを駆動するトランジスタである。
【００２０】
図４は、図１に示した電気集塵設備の電源装置が連続運転状態にあるときのゲート信号監視部２１の動作を示すタイムチャートであり、商用電源ＡＣの電圧すなわち同期信号の位相に対応してゲート信号生成部１２ａの丸Ａ部と丸Ｂ部（図２参照）が図示の如く変化し、従って、フリップフロップ素子２１５の端子Ｑも図示の如く論理「Ｈ」と論理「Ｌ」とを繰り返す。
【００２１】
この連続運転状態では、演算部１１ａからは論理信号「Ｌ」がノア素子２１９に出力されており、また、タイマＡ，タイマＢへのタイマ時間の指令値ＴＣ  として、前記同期信号の１．５サイクル程度の時間が指令されている。従って、端子Ｑが変化するのに伴って、その都度、タイマＡおよびタイマＢのタイマ時間が前記ＴＣ  に達する前に再セットされる。
【００２２】
ここで、ゲート信号生成部１２ａ内の何らかの不具合により、ゲート信号生成部１２ａの丸Ｂ部が図４のハッチングの如く変化しなくなる、すなわち、パルストランス１２７（図２参照）からゲート信号が発生しなくなると、タイマＡおよびタイマＢのタイマ時間が図示の如く前記ＴＣ  に達し、その結果、制御用継電器Ｒｙが無励磁から励磁に変わり、この励磁により、例えば、閉路中の電源開閉器１（図１参照）が開路して、この電源装置への商用電力の供給が停止することで該電源装置での損傷の拡大が防止される。
【００２３】
図５，図６は、図１に示した電気集塵設備の電源装置が間欠運転状態にあるときのゲート信号監視部２１の動作を示すタイムチャートであり、商用電源ＡＣの電圧すなわち同期信号の位相に対応してゲート信号生成部１２ａの丸Ａ部と丸Ｂ部（図２参照）が、図示の如く、前記同期信号の１サイクルの期間ＴＲ  の間変化する動作（運転動作）と、該同期信号の２サイクルの期間ＴＳ  の間変化しない動作（停止動作）とを繰り返し、従って、フリップフロップ素子２１５の端子Ｑも同様に、図示の如く論理「Ｈ」と論理「Ｌ」とを繰り返す。
【００２４】
この間欠運転状態では、演算部１１ａからは前記運転動作中は論理信号「Ｌ」が、前記停止動作中は論理「Ｈ」がノア素子２１９に出力されており、また、タイマＡ，タイマＢへのタイマ時間の指令値ＴＩ  として、「ＴＲ  ＋ＴＳ  ＋同期信号の０．５サイクル」、すなわち前記同期信号の３．５サイクル程度の時間が指令されている。従って、通常時の間欠運転状態では、端子Ｑが変化するのに伴って、図５に示す如く、その都度、タイマＡおよびタイマＢのタイマ時間が前記ＴＩ  に達する前に再セットされる。
【００２５】
ここで、ゲート信号生成部１２ａ内の何らかの不具合により、ゲート信号生成部１２ａの丸Ｂ部が図６のハッチングの如く変化しなくなる、すなわち、パルストランス１２７（図２参照）からゲート信号が発生しなくなると、タイマＡおよびタイマＢのタイマ時間が図示の如く前記ＴＩ  に達し、その結果、制御用継電器Ｒｙが無励磁から励磁に変わり、この励磁により、例えば、閉路中の電源開閉器１（図１参照）が開路して、この電源装置への商用電力の供給が停止することで該電源装置での損傷の拡大が防止される。
【００２６】
なお上述の回路構成例では、商用電源ＡＣが単相電源の場合について説明をしたが、商用電源ＡＣが三相電源の場合には、サイリスタを逆並列接続してなる交流電力調整回路２を３組設け、例えば、ゲート信号生成部１２ａが３組からなる三相用ゲート信号生成部を備え、さらに、ゲート信号監視部２１を３組備えることにより、この発明を実施することができる。
【００２７】
【発明の効果】
この発明によれば、電気集塵設備の電源装置を構成する交流電力調整回路のサイリスタへのゲート信号を簡単な論理回路を用いて監視することにより、該電気集塵設備の運転条件に沿った最短時間で前記ゲート信号の消失を検出でき、この検出により前記電源装置を商用電源から切り離すことで、該電源装置での損傷の拡大が防止できると共に、商用電源系統への擾乱も最小限にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す電気集塵設備の電源装置の回路構成図
【図２】図１の部分詳細回路構成図
【図３】図１の部分詳細回路構成図
【図４】図１〜図３の動作を説明するタイムチャート
【図５】図１〜図３の動作を説明するタイムチャート
【図６】図１〜図３の動作を説明するタイムチャート
【図７】従来例を示す電気集塵設備の電源装置の回路構成図
【符号の説明】
１…電源開閉器、２…交流電力調整回路、３…電流検出器、４…高圧変圧整流回路、５…電圧検出器、１０…制御回路、１１，１１ａ…演算部、１２，１２ａ…ゲート信号生成部、２０…制御回路、２１…ゲート信号監視部、ＡＣ…商用電源、Ｒｙ…制御用継電器。
【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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