JPH10149892A - 除電用電源装置 - Google Patents

除電用電源装置

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JPH10149892A
JPH10149892A JP8325985A JP32598596A JPH10149892A JP H10149892 A JPH10149892 A JP H10149892A JP 8325985 A JP8325985 A JP 8325985A JP 32598596 A JP32598596 A JP 32598596A JP H10149892 A JPH10149892 A JP H10149892A
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JP
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voltage
electrode
inverter
output
power supply
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JP8325985A
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English (en)
Inventor
Masayoshi Nakauchi
正義 中内
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Shinko Co Ltd
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Shinko Co Ltd
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05FSTATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
    • H05F3/00Carrying-off electrostatic charges
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05FSTATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
    • H05F3/00Carrying-off electrostatic charges
    • H05F3/04Carrying-off electrostatic charges by means of spark gaps or other discharge devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Elimination Of Static Electricity (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 除電用電源装置に於いて、電極の汚染を高精
度に検知できるようにする。 【解決手段】 交流を直流に変換するコンバータ1と、
コンバータ1からの直流を交流に変換するインバータ2
と、インバータ2からの交流電圧を電極4に印加するた
めの所定電圧に上昇させる高電圧トランス3を、備え
る。高電圧トランス3の出力電圧を検出しその出力電圧
を演算してインバータ2の出力交流電圧が一定となるよ
うにインバータ2を制御するフィードバック制御手段5
を、備える。フィードバック制御手段5がPWM波発信
器15を有する。インバータ2を搬送信号を有するPWM
波にて作動するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、除電用電源装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、静電印刷装置等の除電極に高電圧
を印加するために使用される電源装置は、入力交流電圧
を、そのまま、高電圧トランスにて高電圧に変換する極
めて単純な回路とされていた。
【0003】また、除電極の塵等による汚染を検出する
回路が組み込まれた電源装置が公知であった。その電源
装置は、電極長に応じた出力電圧の変動分をトランスの
一次側の巻き数を段階的に変更可能な電圧設定スイッチ
で規定の出力電圧に設定し、さらに、共振による電圧変
動を演算することにより汚れ検出をするように構成され
ていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の入力交
流電圧をそのまま高電圧に変換する電源装置では、入力
電圧の変動が、直接、除電極に印加する出力電圧(高電
圧)の値に影響を与えるため、除電効果に問題があっ
た。
【0005】また、上述の汚れ検出をするように構成さ
れた従来の電源装置では、規定の出力電圧の設定に際
し、電極の掃除をする必要があるため設定作業が面倒で
あった。また、電圧変動は一定汚染に対し、定格負荷に
近いほど急峻で、軽負荷になるほど緩慢になるため、電
極汚染検知を電極長に応じて高精度に行うことは不可能
であった。
【0006】そこで、本発明は、除電用の電極に、安定
した高電圧を印加することができる除電用電源装置を提
供することを目的とする。さらに、全体をコンパクトと
することができる除電用電源装置を提供することを目的
とする。また、本発明は、電極の長さに対応して、高精
度に電極の汚染を検知できる除電用電源装置を提供する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明に係る除電用電源装置は、交流を直流に変換
するコンバータと、該コンバータからの直流を交流に変
換するインバータと、該インバータからの交流電圧を電
極に印加するための所定電圧に上昇させる高電圧トラン
スと、該高電圧トランスの出力電圧を検出しその出力電
圧を演算して上記インバータの出力交流電圧が一定とな
るように該インバータを制御するフィードバック制御手
段と、を備えたものである。
【0008】また、フィードバック制御手段がPWM波
発信器を有し、かつ、インバータが搬送信号を有するP
WM波にて作動するように構成されているのが好まし
い。また、高電圧トランスの出力電流を検出する出力電
流検出手段と、該出力電流検出手段にて検出された出力
電流が入力されると共に電極長のパラメータが予め入力
される電極汚染感度調整手段と、が設けられ、該電極汚
染感度調整手段は、上記高電圧トランスの出力電流と上
記電極長のパラメータを演算して、汚染感度を一定に保
つように構成されているのが望ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図示の実施の形態に基き本
発明を詳説する。
【0010】図1は本発明に係る除電用電源装置の実施
の一形態を示し、この除電用電源装置は、誘電体シート
の静電気を除去するための除電極に高電圧を印加するた
めの装置であり、交流を直流に変換するコンバータ1
と、そのコンバータ1からの直流を交流に変換するイン
バータ2と、そのインバータ2からの交流電圧を電極に
印加するための所定電圧に上昇させる高電圧トランス3
と、その高電圧トランス3の出力電圧を検出しその出力
電圧を演算してインバータ2の出力交流電圧が一定とな
るようにそのインバータ2を制御するフィードバック制
御手段5と、を備えている。
【0011】高電圧トランス3の出力側(二次側)に
は、複数の電極針を有する電極4が接続される。電極4
は、誘電体シートの静電気の除去等に使用される除電極
とされる。
【0012】しかして、コンバータ1の入力側は、ヒュ
ーズ6を介して商用電源に接続される。また、コンバー
タ1とインバータ2との間には、コンバータ1からイン
バータ2への直流電流の供給を、緊急時に強制的に遮断
する遮断リレー7が設けられる。インバータ2は、CM
OSスイッチングトランジスターから成り、後に詳しく
説明するように、フィードバック制御手段5からのPW
M波にて作動する。
【0013】フィードバック制御手段5は、高電圧トラ
ンス3の出力側(二次側)に接続される出力電圧センサ
ー8と、その出力電圧を検出する電圧検出回路9と、そ
の電圧検出回路9の出力信号の誤差を演算する誤差演算
器10と、その誤差演算器10に接続される出力電圧設定器
11と、誤差演算器10からの出力信号を受けてレベル制御
のための演算を行うレベル制御演算手段12と、所定周波
数(例えば50ヘルツ)の信号を発信する発信器13と、レ
ベル制御演算手段12と発信器13からの信号を受けてレベ
ルコントロール信号を出力するレベルコントローラ14
と、レベルコントローラ14からのレベルコントロール信
号を受けて搬送信号を有するPWM波をインバータ2へ
送るPWM波発信器15と、を備える。
【0014】つまり、フィードバック制御手段5は、P
WM波発信器15を有し、かつ、インバータ2が搬送信号
を有するPWM波にて作動するように構成されている。
即ち、CMOSスイッチングトランジスターから成るイ
ンバータ2は、搬送信号を有するPWM波を増幅する。
これにより、インバータ2の発熱量が減少する。また、
高電圧トランス3の鉄心はPWM波の高い周波数に応答
しないため、出力側(二次側)には、商用周波数の電圧
しかあらわれない。
【0015】また、高電圧トランス3の出力側には、出
力電流センサー16と電流検出回路17とを有する出力電流
検出手段18が接続され、その出力電流検出手段18の電流
検出回路17には、電極汚染感度調整手段19と異常放電検
出手段20が並列に接続される。つまり、高電圧トランス
3の出力電流を検出する出力電流検出手段18と、その出
力電流検出手段18にて検出された出力電流が入力される
と共に電極長のパラメータが予め入力される電極汚染感
度調整手段19と、が設けられる。
【0016】さらに、電極汚染感度調整手段19と異常放
電検出手段20の出力側には、動作状況演算手段21が接続
される。その動作状況演算手段21は、フィードバック制
御手段5の電圧検出回路9の出力側に、誤差演算器10と
並列に接続される。また、動作状況演算手段21には動作
状況表示器22と警報器23が接続される。警報器23は、遮
断リレー7と外部警報手段24に接続される。
【0017】電極汚染感度調整手段19は、高電圧トラン
ス3の出力電流と電極長のパラメータを演算して、汚染
感度を一定に保つように構成される。具体的には、電極
汚染感度調整手段19は、減算器25と乗算器26と加算器27
と基準値設定器28と乗算器29とを備え、基準値設定器28
にて電極長のパラメータを予め設定する。そして、減算
器25と乗算器26と加算器27と乗算器29にて、電極長のパ
ラメータと、電流検出回路17から送られる出力電流値と
を、演算して、電極長に応じた一定の汚染感度が得られ
る。なお、上記の演算は、基準値設定器28における電極
長のパラメータの入力以外はデジタルマイクロコンピュ
ータにて実行する。
【0018】しかして、電極長に応じた一定の汚染感度
が得られる原理を、図2の電極汚染感度調整手段19を示
すブロック図にて説明する。ケーブル1m当たりの静電
容量による電流をI1 (mA/m)、電極1m当たりの静電容
量による電流をI2 (mA/m)、電極1m当たりの放電電流
による電流をI3 (mA/m)、ケーブル長をL1 (m) 、電極
長をL2 (m) とすると、電極が汚れていない初期調整段
階では、全負荷電流Iは、I=I1 ×L1 +I2 ×L2
+I3 ×L2 となり、基準値設定器28の減算器25にて汚
染感度信号Idを零にすると共に乗算器29のゲインを変
更して、出力信号が基準表示値Isに初期設定される。
【0019】そして、電極が汚れて電極長1m当たりの
静電容量がδCだけ増加すると、負荷電流δI2 は、K
×δCだけ増加する。ここで、Kは関数2π×f×Eで
表される。fは周波数、Eは電極印加電圧である。しか
して、この電極の汚れにより、汚染感度信号Idは、I
d=0からId=δI2 ×L2 ×Dに増加する。そし
て、電極の汚れによる静電容量は電極長に正比例して増
加するので、D=K/L2 に設定すると、Id=δI2
×L2 ×D=δI2 ×L2 ×K/L2 =δI2 ×Kとな
る。
【0020】これにより、電極長L2 を無視できる。つ
まり、汚染感度信号Idは、電極長L2 に左右されな
い。このように、電極長のパラメータとして、DをK/
2 に設定、又は、K/L2 に比例する値に設定───
基準値設定器28にて設定───すれば、電極長の長短に
かかわらず、一定の汚染感度信号を得ることができる。
【0021】しかして、この除電用電源装置によれば、
電極4に安定した高電圧を印加することができ、確実か
つ均一に除電できる。さらに、インバータ2(CMOS
スイッチングトランジスタ)がPWM波を増幅して発熱
量が減少するので、ケーシングを密封できると共にケー
シングを小さくすることができる。従って、この除電用
電源装置全体のコンパクト化を図り得る。また、電極汚
染感度調整手段19の基準値設定器28にて電極長のパラメ
ータを設定することにより、電極4の長短に関係無く、
一定の汚染感度信号を得ることができる。
【0022】
【発明の効果】本発明は上述の構成により、次のような
著大な効果を奏する。
【0023】請求項1記載の除電用電源装置によれば、
電極4に安定した高電圧を印加することができ、確実か
つ均一に除電できる。従って、フィルムや紙などの長尺
物の生産・加工設備に設置する除電装置に適用すれば、
当該長尺物の静電気障害を高度に防止することができ
る。
【0024】請求項2記載の除電用電源装置によれば、
請求項1記載のものと同様の効果を奏すると共に、PW
M波により、インバータ2の発熱量が減少するので、こ
の電源装置のケーシングを密封でき、かつ、そのケーシ
ングを小さくすることができる。従って、この除電用電
源装置全体のコンパクト化を図り得る。
【0025】請求項3記載の除電用電源装置によれば、
請求項1記載のものと同様の効果を奏すると共に、電極
4の長短に関係無く、一定の汚染感度信号を得ることが
できる。従って、電極4の汚れの度合いを高精度に検出
して、電極4の清掃の時期を的確に判断できる。これに
より、無駄な清掃を行わずに済む。かつ、清掃の時期が
遅れることも無くなり、事故や故障の発生を防止でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態を示すブロック図であ
る。
【図2】要部を拡大したブロック図である。
【符号の説明】
1 コンバータ 2 インバータ 3 高電圧トランス 4 電極 5 フィードバック制御手段 15 PWM波発信器 18 出力電流検出手段 19 電極汚染感度調整手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流を直流に変換するコンバータ1と、
    該コンバータ1からの直流を交流に変換するインバータ
    2と、該インバータ2からの交流電圧を電極4に印加す
    るための所定電圧に上昇させる高電圧トランス3と、該
    高電圧トランス3の出力電圧を検出しその出力電圧を演
    算して上記インバータ2の出力交流電圧が一定となるよ
    うに該インバータ2を制御するフィードバック制御手段
    5と、を備えたことを特徴とする除電用電源装置。
  2. 【請求項2】 フィードバック制御手段5がPWM波発
    信器15を有し、かつ、インバータ2が搬送信号を有する
    PWM波にて作動するように構成されている請求項1記
    載の除電用電源装置。
  3. 【請求項3】 高電圧トランス3の出力電流を検出する
    出力電流検出手段18と、該出力電流検出手段18にて検出
    された出力電流が入力されると共に電極長のパラメータ
    が予め入力される電極汚染感度調整手段19と、が設けら
    れ、該電極汚染感度調整手段19は、上記高電圧トランス
    3の出力電流と上記電極長のパラメータを演算して、汚
    染感度を一定に保つように構成されている請求項1記載
    の除電用電源装置。
JP8325985A 1996-11-20 1996-11-20 除電用電源装置 Pending JPH10149892A (ja)

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EP0844726A3 (en) 1999-10-06
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