JP5731879B2 - 除電装置及び除電制御方法 - Google Patents
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Description
<除電器1>
図1は、本発明の実施の形態1による除電器1の一構成例を示したブロック図であり、パルスAC方式の除電装置が示されている。この除電器1は、放電電極2、接地電極3、DC電源4、CPU5、増幅器6,16,26、A/D変換器7,17,27、スイッチング素子11,21、発振回路12,22、昇圧トランス13,23、倍電圧整流回路14,24、電圧検出用整流回路15及び25により構成される。
図2は、図1の除電器1における放電電極2の駆動動作の一例を示したタイミングチャートであり、CPU5により生成されるPWM信号SWn,SWpが示されている。負側駆動電圧V2の印加時間Tnと正側駆動電圧V1の印加時間Tpとは、それぞれスイッチング素子11,21のオン期間によって制御される。
図3は、図1の除電器1における放電電極2の駆動動作の一例を示した図であり、出力電圧に応じてパルス幅が異なるPWMパルスPkが示されている。この図には、PWMパルスPkを繰返し出力する際の周期T11(T11<T1)を一定に保ったまま、PWMパルスPkのデューティ比Dp=T12/T11を変化させる場合が示されている。
図4は、図1の除電器1における放電電極2の駆動動作の一例を示した図であり、放電電極2の平均電位V0に応じてデューティ比が異なるPWM信号SWnが示されている。この図には、スイッチング素子11,21を交互に繰返しオンさせる際の繰返し間隔、すなわち、除電周期T1を一定に保ったまま、印加時間のデューティ比Ds=Tn/T1を変化させる場合が示されている。
図6は、図1のCPU5内の構成例を示したブロック図である。このCPU5は、目標値記憶部51,54、イオンバランス誤差抽出部52、平均電位算出部53、平均電位誤差抽出部55、駆動制御部56、電圧値調整部57、印加時間調整部58及びPWM信号生成部59により構成される。目標値記憶部51及び54には、イオンバランス及び平均電位V0の各目標値がそれぞれ保持される。これらの目標値は、例えば、ユーザ操作に基づいて、任意に指定することができる。
図7のステップS101〜S107は、図6のCPU5におけるイオンバランス制御時の動作の一例を示したフローチャートであり、イオンバランスの検出値に基づいて、PWMパルスPp,Pnの各デューティ比Dpを調整する処理が示されている。まず、CPU5は、イオンバランスの検出値Vfを取得し、目標値と比較する(ステップS101,S102)。
図8のステップS201〜S208は、図6のCPU5における電圧制御時の動作の一例を示したフローチャートであり、出力電圧の検出値に基づいて、デューティ比Dsを調整する処理が示されている。まず、CPU5は、出力電圧の検出値Vn,Vpを取得し、その差分(Vp−Vn)から平均電位V0を算出する(ステップS201,S202)。
図9は、図1の除電器1を用いて測定されたイオンバランスの距離特性を従来例と比較して示した図である。この図には、除電器1を用いて得られた検出点群が測定結果A1,A2として示され、従来の除電装置を用いて得られた検出点群が測定結果Bとして示されている。
実施の形態1では、パルスAC方式の除電装置に本発明を適用した場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、AC方式の除電装置に本発明を適用し、放電電極の平均電位V0が一定に保たれるように、正極性駆動電圧の印加時間と負極性駆動電圧の印加時間との比率を調整する場合について説明する。
実施の形態1では、パルスAC方式の除電装置に本発明を適用した場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、パルスDC方式の除電装置に本発明を適用し、平均電位V0が一定に保たれるように、正側駆動電圧の印加時間と負側駆動電圧の印加時間との比率を調整する場合について説明する。
実施の形態1〜3では、駆動電圧が放電電極に単一の周期で繰返し印加される場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、イオン発生用の高周波駆動とイオン搬送用の低周波駆動とを行う場合について説明する。
実施の形態1〜3では、駆動電圧が放電電極に単一の周期で繰返し印加される場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、イオン発生用の高周波電圧が印加される放電電極とイオン搬送用の低周波電圧が印加される放電電極とを用いる場合について説明する。
2 放電電極
3 接地電極
4 DC電源
5 CPU
6,16,26 増幅器
7,17,27 A/D変換器
11,21 スイッチング素子
12,22 発振回路
13,23 昇圧トランス
14,24 倍電圧整流回路
15,25 電圧検出用整流回路
51,54 目標値記憶部
52 イオンバランス誤差抽出部
53 平均電位算出部
55 平均電位誤差抽出部
56 駆動制御部
57 電圧値調整部
58 印加時間調整部
59 PWM信号生成部
Dp PWMパルスのデューティ比
Ds 印加時間のデューティ比
Pn,Pp PWMパルス
T1 除電周期
Tn 負極性駆動電圧の印加時間
Tp 正極性駆動電圧の印加時間
V0 平均電位
V1 正側駆動電圧
V2 負側駆動電圧
Vf イオンバランスの検出値
Vn 負側出力電圧の検出値
Vp 正側出力電圧の検出値
Claims (5)
- 放電電極に対し、コロナ放電のための駆動電圧として、正極性駆動電圧及び負極性駆動電圧を交互に繰返し印加する電極駆動手段と、
上記正極性駆動電圧の電圧値と上記負極性駆動電圧の電圧値との少なくともいずれか一方を調整する電圧値調整手段と、
上記正極性駆動電圧の印加時間と上記負極性駆動電圧の印加時間との少なくともいずれか一方を調整する印加時間調整手段と、
上記電圧値の調整量及び上記印加時間の調整量を制御する駆動制御手段とを備え、
上記駆動制御手段は、正イオンを増加させる場合に、上記正極性駆動電圧の電圧値を相対的に増加させるとともに、上記正極性駆動電圧の印加時間の比率を小さくし、負イオンを増加させる場合に、上記正極性駆動電圧の電圧値を相対的に減少させるとともに、上記正極性駆動電圧の印加時間の比率を大きくすることを特徴とする除電装置。 - 上記放電電極の周辺における正イオン及び負イオン間のイオンバランスを検出するイオンバランス検出手段を備え、
上記駆動制御手段は、検出されたイオンバランスに基づいて、上記電圧値の調整量及び上記印加時間の調整量を制御することを特徴とする請求項1に記載の除電装置。 - 上記放電電極の出力電圧を検出する電極電圧検出手段と、
上記イオンバランスの目標値及び上記出力電圧から求められる平均電位の目標値を保持する目標値記憶手段とを備え、
上記駆動制御手段は、上記イオンバランスが対応する目標値と一致するまで、上記正極性駆動電圧及び上記負極性駆動電圧の各電圧値を調整する電圧調整処理を繰返し行い、上記電圧調整処理の終了後、上記出力電圧から求められる平均電位が対応する目標値と一致するように、上記正極性駆動電圧及び上記負極性駆動電圧の各印加時間を調整することを特徴とする請求項2に記載の除電装置。 - 上記イオンバランス検出手段は、接地電極及び大地アース間を流れる電流に基づいて、上記イオンバランスを検出し、
上記電極電圧検出手段は、昇圧トランスの2次側接地端子と大地アースとの間を流れる電流に基づいて、上記出力電圧を検出することを特徴とする請求項3に記載の除電装置。 - 放電電極に対し、コロナ放電のための駆動電圧として、正極性駆動電圧及び負極性駆動電圧を交互に繰返し印加する電極駆動ステップと、
上記正極性駆動電圧の電圧値と上記負極性駆動電圧の電圧値との少なくともいずれか一方を調整する電圧値調整ステップと、
上記正極性駆動電圧の印加時間と上記負極性駆動電圧の印加時間との少なくともいずれか一方を調整する印加時間調整ステップと、
上記電圧値の調整量及び上記印加時間の調整量を制御する駆動制御ステップとを備え、
上記駆動制御ステップでは、正イオンを増加させる場合に、上記正極性駆動電圧の電圧値を相対的に増加させるとともに、上記正極性駆動電圧の印加時間の比率を小さくし、負イオンを増加させる場合に、上記正極性駆動電圧の電圧値を相対的に減少させるとともに、上記正極性駆動電圧の印加時間の比率を大きくすることを特徴とする除電制御方法。
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