Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP3094217B2 - 6-phase multi-dimensional discharge device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP3094217B2 - 6-phase multi-dimensional discharge device - Google Patents

6-phase multi-dimensional discharge device

Info

Publication number
JP3094217B2
JP3094217B2 JP10247691A JP24769198A JP3094217B2 JP 3094217 B2 JP3094217 B2 JP 3094217B2 JP 10247691 A JP10247691 A JP 10247691A JP 24769198 A JP24769198 A JP 24769198A JP 3094217 B2 JP3094217 B2 JP 3094217B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
discharge
dimensional
transformers
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP10247691A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000048996A (en
Inventor
次雄 松浦
谷口  慶治
貞一 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fukui Prefecture
Original Assignee
Fukui Prefecture
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fukui Prefecture filed Critical Fukui Prefecture
Priority to JP10247691A priority Critical patent/JP3094217B2/en
Publication of JP2000048996A publication Critical patent/JP2000048996A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3094217B2 publication Critical patent/JP3094217B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、3相交流を12相
交流に変換する3相―12相交流変換電源を複数個用い
て得られる出力電圧を、立体的に配置された放電電極に
接続し、放電電極で囲まれた放電空間内に生じる高温で
高密度なアークプラズマの立体的な構造を自在に制御す
る技術分野に関するものである。
The present invention relates to a method of connecting an output voltage obtained by using a plurality of three-phase to twelve-phase AC conversion power supplies for converting three-phase AC to twelve-phase AC to discharge electrodes arranged three-dimensionally. Further, the present invention relates to a technical field of freely controlling a three-dimensional structure of a high-temperature, high-density arc plasma generated in a discharge space surrounded by discharge electrodes.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、プラズマ物理学の進歩により放電
の挙動が明らかとなるにつれて、アークプラズマは金属
の切断や溶接ばかりでなく廃棄物の溶融処理に用いられ
るなど、工業的な応用分野が急激に拡大してきている。
特に重金属やダイオキシンなどの有害物質を含んだ産業
廃棄物の処理では、高温処理により無害化できる可能性
が極めて高く、今後の処理技術の一つとして注目を集め
ている。
2. Description of the Related Art In recent years, as the behavior of electric discharge has become evident due to the progress of plasma physics, arc plasma is used not only for cutting and welding of metals but also for melting of waste materials, and industrial application fields are rapidly increasing. It is expanding to.
Particularly, in the treatment of industrial waste containing harmful substances such as heavy metals and dioxins, there is a very high possibility that the waste can be rendered harmless by high-temperature treatment, and is attracting attention as one of the future treatment techniques.

【0003】このようにアークプラズマの熱的応用は、
その温度の高さや処理の速さの点で大いに期待されてい
るが、現在あるアークプラズマの発生装置では高温の領
域が狭く大量の廃棄物を処理するのに適していない。す
なわち、アークプラズマの中心部では12,000
(℃)となるにもかかわらず、わずか中心部から数セン
チメートル離れただけでその温度は500(℃)と急激
に低下することが知られている。一般にアークプラズマ
による高温領域はごく限られた範囲となっている。
As described above, the thermal application of arc plasma is as follows.
Although high temperature and high processing speed are greatly expected, existing arc plasma generators have a narrow high-temperature area and are not suitable for processing a large amount of waste. That is, 12,000 at the center of the arc plasma.
(° C.), it is known that the temperature drops sharply to 500 (° C.) just a few centimeters away from the center. Generally, the high temperature region by arc plasma is a very limited range.

【0004】このため廃棄物を効率よく溶融処理するた
めの新しいプラズマ発生装置の開発が進められている。
しかし、実際に使用されている廃棄物処理プラントの例
では、効率よく熱伝達を行なうために、投入された廃棄
物を所定の場所に集中するように装置を回転させたり、
プラズマ発生部をすりこぎ状に回転させるなどの対策が
とられている。
[0004] For this reason, development of a new plasma generator for efficiently melting waste has been promoted.
However, in an example of a waste treatment plant that is actually used, in order to efficiently conduct heat transfer, the apparatus is rotated so that the inputted waste is concentrated at a predetermined place,
Countermeasures have been taken, such as turning the plasma generator in a pestle shape.

【0005】このような状況下にあって、さらに大型の
プラズマ発生装置の出現が待たれているが、現在使用さ
れているような直流方式では大型化するに従って電源装
置のコストが大幅に上昇することが明らかである。この
理由は、直流方式は一旦交流から直流に変換する交直変
換装置が必要となるからである。そこで、交直変換装置
が必要とならない交流方式によるプラズマ発生装置の出
現が期待されるようになった。
[0005] Under such circumstances, the emergence of a larger plasma generator is expected. However, the cost of the power supply increases significantly as the size of the DC system is increased. It is clear that. The reason for this is that the DC method requires an AC / DC converter for temporarily converting AC to DC. Thus, the emergence of an AC-type plasma generator that does not require an AC / DC converter has come to be expected.

【0006】交流方式によるプラズマ発生装置は、3相
交流を電源とするものが普通であった。1992年、佐
藤は複数の炭素電極を用いて多電極アーク放電を発生さ
せるための交流方式による電源装置とそのアーク放電装
置を発表した(特開平4−347577,1992)。
この装置は、商用3相交流を3組組み合わせたもので、
複数のアーク放電を同時に発生させることによりアーク
放電領域の拡大を図ったものである。この装置では商用
3相交流からの電源を3系統に分岐した後、それぞれを
3本の電極に接続している。しかし、3相交流によって
アークを発生させる場合の問題点、すなわち電流値がゼ
ロとなる時の放電停止により安定した持続放電が得られ
ないという欠点を改善することはできない。これを補う
ために、補助電極を放電空間の中心部に配置している。
さらに、放電電極に供給される電力は、サイリスタによ
って制御されており、電源および制御回路が複雑になっ
ている。
[0006] In general, a plasma generator using an AC system uses a three-phase AC as a power source. In 1992, Sato introduced an AC power supply device for generating a multi-electrode arc discharge using a plurality of carbon electrodes, and an arc discharge device therefor (Japanese Patent Laid-Open No. 4-347577, 1992).
This device combines three sets of commercial three-phase AC,
The arc discharge region is expanded by simultaneously generating a plurality of arc discharges. In this device, a power source from a commercial three-phase alternating current is branched into three systems, each of which is connected to three electrodes. However, it cannot solve the problem of generating an arc by three-phase alternating current, that is, the drawback that stable sustained discharge cannot be obtained by stopping the discharge when the current value becomes zero. To compensate for this, the auxiliary electrode is arranged at the center of the discharge space.
Further, the power supplied to the discharge electrode is controlled by the thyristor, and the power supply and the control circuit are complicated.

【0007】辻野の特許(特許2618813、199
7)における12相交流電源装置では、上記佐藤の問題
点を改善し安定した放電を得ている。しかし、いずれの
実施例においても、商用3相交流電源から2種類の6相
交流グループを得るための3相変圧器を必要としている
(辻野の特許では、スター結線電源部と呼んでいる)。
この3相変圧器からさらにスター結線グループ並びにデ
ルタ結線グループとに接続することにより12相交流を
得ており、商用3相交流電源から直接12相交流を得て
いないので、合計15台の単相変圧器を必要とし回路構
成が複雑となっている。
The patent of Tsujino (Japanese Patent No. 2618813,199)
In the 12-phase AC power supply device in 7), the above-mentioned problem of Sato is improved and a stable discharge is obtained. However, each of the embodiments requires a three-phase transformer for obtaining two types of six-phase AC groups from a commercial three-phase AC power supply (in the Tsujino patent, this is called a star connection power supply unit).
A 12-phase AC is obtained from this three-phase transformer by further connecting to a star connection group and a delta connection group. Since the 12-phase AC is not directly obtained from the commercial three-phase AC power supply, a total of 15 single-phase A transformer is required and the circuit configuration is complicated.

【0008】更に、実際に産業上で応用するためには、
変圧器の容量、放電電流および放電電極の太さなどを目
的に応じてスケールアップする必要が生じてくるが、辻
野の方式では、3相電源部の変圧器を12相交流出力変
圧器の容量の総和に合わせて大型化することが必要とな
り、実用上においては致命的な欠点となる。また、放電
電極の配置の形状は、正12角錐状に配列されており、
アークプラズマの集中化はなされているが、放電領域を
立体的に拡大することは構造上からいって不可能であ
る。
[0008] Further, in order to actually apply it in industry,
It is necessary to scale up the capacity of the transformer, the discharge current, the thickness of the discharge electrode, etc. according to the purpose. However, in the method of Tsujino, the transformer of the three-phase power supply is replaced by the capacity of the 12-phase AC output transformer. It is necessary to increase the size in accordance with the sum of the above, which is a fatal disadvantage in practical use. In addition, the shape of the arrangement of the discharge electrodes is arranged in a regular 12 pyramid shape,
Although arc plasma is concentrated, it is impossible to expand the discharge region three-dimensionally because of its structure.

【0009】1994年、本発明者を含む松浦、辻野、
田子、谷口等は、商用3相交流から6相交流を得る電源
装置を考案し、新しい方式による6電極アーク放電装置
の試作並びに実験を行っている(”6相交流によるアー
クプラズマの発生の実験”電気学会論文誌D、114巻
1号、1994)。この装置によるアーク放電は、佐藤
によるアーク放電とは異なり、安定した連続放電が得ら
れている。この電源回路は単相変圧器6台で実現できる
ので、システムの構成が単純になる特長を持っている。
In 1994, Matsuura and Tsujino, including the present inventor,
Tago, Taniguchi, et al. Devised a power supply device that obtains six-phase AC from commercial three-phase AC, and are making prototypes and experiments of a new type of six-electrode arc discharge device ("Experiment of arc plasma generation by six-phase AC"). "Transactions of the Institute of Electrical Engineers of Japan, Vol. 114, No. 1, 1994). The arc discharge by this device is different from the arc discharge by Sato, and a stable continuous discharge is obtained. Since this power supply circuit can be realized with six single-phase transformers, it has a feature that the system configuration is simplified.

【0010】しかし、これは基礎的な実験であり実際の
産業上の応用を図るためには次のような問題点がある。
すなわち、放電空間が平面的であるので放電空間に投入
された物質との熱交換が十分に行われず未処理のまま通
過する割合が大きい。また、放電電極先端部によって囲
まれた放電空間は、直径7cm〜10cm程度と狭く、
大量の処理物を連続的に処理するためには放電空間が不
十分である。従って、アークプラズマの超高温をさらに
有効に利用し、効率の良い高温処理システムを実現する
ためには、放電空間を拡張すると同時に立体的にも拡大
すべき必要に迫られている。
However, this is a basic experiment, and there are the following problems in realizing practical industrial applications.
That is, since the discharge space is planar, heat exchange with the substance charged into the discharge space is not sufficiently performed, and the ratio of passing untreated material is large. Also, the discharge space surrounded by the discharge electrode tip is as narrow as about 7 cm to 10 cm in diameter,
The discharge space is insufficient for continuously processing a large amount of processed materials. Therefore, in order to more effectively utilize the ultra-high temperature of the arc plasma and realize an efficient high-temperature processing system, it is necessary to expand the discharge space and at the same time three-dimensionally expand the discharge space.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】変圧器を用いる3相―
6相変換方式には、一次巻線と二次巻線の接続関係がス
ター−スター(Y−Y)結線並びにデルタ−スター(Δ
−Y)結線とがある。この2つの結線方式の間には二次
側出力電圧に30度の位相差があるので、本発明はこの
特性を巧みに利用することにより、進相コンデンサや相
間リアクトル、サイリスタなどの機器を一切用いること
なく、1種類の変圧器だけで3相交流から直接12相交
流に相変換して出力することのできる12相交流電源装
置を提供することにある。
[Problems to be Solved by the Invention] Three-phase using a transformer
In the six-phase conversion method, the connection relationship between the primary winding and the secondary winding is a star-star (Y-Y) connection and a delta-star (Δ
-Y) connection. Since there is a phase difference of 30 degrees in the secondary side output voltage between these two connection methods, the present invention takes advantage of this characteristic to completely eliminate devices such as phase-advancing capacitors, interphase reactors, and thyristors. An object of the present invention is to provide a 12-phase AC power supply that can directly convert a 3-phase AC to a 12-phase AC and output the same using only one type of transformer without using it.

【0012】また、本発明の他の技術的課題は、12相
交流電源装置を用いて安定した放電を実現させることに
ある。
Another technical problem of the present invention is to realize stable discharge using a 12-phase AC power supply.

【0013】さらにまた、本発明の他の技術的課題は、
中間タップを有する単相変圧器6台によって、3相交流
から直接12相交流に相変換できるようにすることによ
り、軽量・小型並びに効率のよい12相交流変換電源を
実現することにある。
[0013] Still another technical problem of the present invention is:
An object of the present invention is to realize a light-weight, small-sized, and efficient 12-phase AC conversion power supply by enabling a phase conversion from three-phase AC directly to 12-phase AC by using six single-phase transformers having intermediate taps.

【0014】さらにまた、本発明の他の技術的課題は、
上記3相−12相交流変換電源を複数個用いて多重化す
ることにより、放電によって生じる超高温を利用した溶
融処理装置や化学反応の加速装置等の効率を向上させる
目的で、目的に応じた立体的プラズマ構造を有する放電
空間の多重立体化を実現することにある。
Further, another technical problem of the present invention is that
By multiplexing using a plurality of the above-mentioned three-phase to twelve-phase AC conversion power supplies, the efficiency of a melt processing device or a chemical reaction accelerator utilizing an ultra-high temperature generated by electric discharge is improved. An object of the present invention is to realize a multi-dimensional discharge space having a three-dimensional plasma structure.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明は、変圧器の一次側コイル
をスター結線で接続し、一次側と二次側の巻線比が1:
1で二次側コイルに中間タップを有する単相変圧器3台
と、変圧器の 次側コイルに中間タップを有する単相変圧器3台と、こ
れらの中間タップを中性点としてそれぞれを相互に接続
するという技術的手段を採用することにより上記課題を
解決した。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In the present invention, a primary coil of a transformer is connected in a star connection, and a winding ratio of a primary side and a secondary side is 1: 1.
1. Three single-phase transformers having an intermediate tap in the secondary coil at 1 and a transformer This problem has been solved by adopting three single-phase transformers each having an intermediate tap in the secondary coil, and technical means for interconnecting them with the intermediate tap as a neutral point.

【0016】さらに本発明は、上記技術的手段によって
得られた12相交流変換電源から導かれる出力のうち、
その相順に第1番目,第3番目,第5番目,第7番目,
第9番目,第11番目を、上段の正6角形の各頂点位置
に配置した放電電極に接続し、その相順に第2番目,第
4番目,第6番目,第8番目,第10番目,第12番目
を、上段とは30度の角度差を有する下段の正6角形の
各頂点位置に配置した放電電極に接続することによっ
て、多重立体放電を得るという上記課題を解決した。
Further, the present invention provides a method for controlling the output derived from the 12-phase AC conversion power supply obtained by the above technical means.
The first, third, fifth, seventh,
The ninth and eleventh are connected to the discharge electrodes arranged at the vertices of the upper regular hexagon, and the second, fourth, sixth, eighth, tenth, and tenth order are connected in that order. The twelfth problem is solved by connecting the twelfth discharge electrodes to the discharge electrodes arranged at the apexes of the lower regular hexagon having an angle difference of 30 degrees from the upper stage to obtain a multidimensional discharge.

【0017】さらに本発明は、上記技術的手段によって
得られた12相交流変換電源から導かれる12本の電極
に流れる電流値を制御することにより、立体的なプラズ
マ領域の構造を変化させることができるという上記課題
を解決した。また、変圧器の一次コイルと二次コイルの
間の結合度を、電気的(機械的な方法を含む)な方法に
より変化させ、出力電流を自由に制御するようにした。
Further, according to the present invention, the structure of the three-dimensional plasma region can be changed by controlling the value of the current flowing through the twelve electrodes derived from the twelve-phase AC conversion power source obtained by the above technical means. The above-mentioned problem of being able to be solved was solved. In addition, the degree of coupling between the primary coil and the secondary coil of the transformer is changed by an electric (including a mechanical) method to freely control the output current.

【0018】[0018]

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を説明する。
なお、図1は3相交流から12相交流への変換回路図、
図2は3相、6相および12相交流の関係を表すベクト
ル図、図3は本発明に係わる実施例の電源装置の結線
図、図4は12相交流電源装置を用いた6相多重立体放
電装置の第一実施例、図5は12相交流電源装置を用い
た6相多重立体放電装置の第二実施例、図6は6相多重
立体放電装置によって生じる高温度なプラズマ領域とこ
れによって放電経路が短縮化されることを表す説明図、
図7は、電極の立体配置の説明図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on embodiments.
FIG. 1 is a circuit diagram of conversion from three-phase AC to 12-phase AC,
FIG. 2 is a vector diagram showing the relationship between three-phase, six-phase, and twelve-phase alternating current, FIG. 3 is a connection diagram of a power supply according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 5 is a second embodiment of a six-phase multi-dimensional discharge device using a 12-phase AC power supply, and FIG. 6 is a diagram illustrating a high-temperature plasma region generated by the six-phase multi-dimensional discharge device. Explanatory diagram showing that the discharge path is shortened,
FIG. 7 is an explanatory diagram of a three-dimensional arrangement of electrodes.

【0019】以下にまず、図1から図3を参照しながら
12相交流変換電源を説明し、次に図4から図7を参照
しながら12相交流変換電源を用いた6相多重立体放電
装置の説明をする。
First, a 12-phase AC conversion power supply will be described with reference to FIGS. 1 to 3, and then a 6-phase multiplex three-dimensional discharge device using a 12-phase AC conversion power supply with reference to FIGS. 4 to 7. I will explain.

【0020】「3相から12相交流への変換回路」図1
に示すように、本電源装置は、大きく2つの構成部、つ
まりデルタ結線部とスター結線部からなっている。以
下、各構成部とその接続法について説明する。
"Conversion circuit from 3-phase to 12-phase AC" FIG. 1
As shown in (1), this power supply device mainly includes two components, that is, a delta connection portion and a star connection portion. Hereinafter, each component and its connection method will be described.

【0021】デルタ結線部は、中間タップを持つ単相変
圧器3台の一次側をデルタ結線し、これを商用3相入力
に接続する。同様にスター結線部は、中間タップを持つ
単相変圧器3台の一次側をスター結線し、これを前と同
様商用3相入力に接続する。ここで注意すべき点は、デ
ルタ結線並びにスター結線の二次側中間タップをそれぞ
れすべて接続し、中性点とすることである。また、デル
タ結線によって得られる二次側出力の電圧の大きさは、
スター結線によって得られる二次側出力の電圧
In the delta connection section, the primaries of three single-phase transformers having intermediate taps are delta-connected and connected to a commercial three-phase input. Similarly, in the star connection section, the primary sides of three single-phase transformers having intermediate taps are star-connected and connected to the commercial three-phase input as before. The point to be noted here is that the intermediate taps on the secondary side of the delta connection and the star connection are all connected to each other to be a neutral point. Also, the magnitude of the secondary output voltage obtained by delta connection is
Secondary output voltage obtained by star connection

【0022】「3相、6相および12相交流の関係を表
すベクトル図」図2(a)に示すように、変圧器の一次
コイル−二次コイルの組み合わせが、スター−スター結
線の一次側電圧のベクトルを、V、V、Vと表
す。これを6相に変換した時の二次側コイルの出力端子
の電圧をV’、V’、V’とする。同様に、ベク
トルの位相がV’、V’、V’と180゜異なる
二次側コイルの出力電圧V”、V”、V”をスタ
ー接続することが必要である。図2(b)に示すよう
に、変圧器の一次コイル−二次コイルの組み合わせが、
デルタ−スター結線の一次側電圧のベクトルを、V
δ、Vδ、Vδと表す。これを6相に変換した時
の二次側コイルの出力端子の電圧をVδ’、V
δ’、Vδ’とする。同様に、ベクトルの位相がV
δ’、Vδ’、Vδ’と180°異なる二次側コ
イルの出力電圧Vδ”、Vδ”、Vδ”をスター
接続することが必要である。このようにして得られた2
つの6相交流の二次側コイルの中性点を互いに接続(ベ
クトルを合成)することにより12相交流電圧が得られ
る。ここで、12相交流のベクトルの大きさを等しくす
るために、スター−スター結線の変圧器の巻線比1に対
して、 である。このようにして得られた12相交流は、振幅は
いずれも皆等しく、位相が30゜づつ異なる正弦波交流
となる。
"Vector diagram showing the relationship between three-phase, six-phase, and twelve-phase alternating currents" As shown in FIG. 2A, the primary coil-secondary coil combination of the transformer is connected to the primary side of the star-star connection. a vector of voltage, expressed as V x, V y, V z . The voltages at the output terminals of the secondary coil when this is converted into six phases are V x ′, V y ′, and V z ′. Similarly, phase V x of the vector ', V y', V z ' and 180 ° output voltages of different secondary coil V x ", V y", it is necessary to star connect V z ". As shown in FIG. 2B, the combination of the primary coil and the secondary coil of the transformer is
The vector of the primary voltage of the delta-star connection is expressed as V
x δ, V y δ, and V z δ. When this is converted into six phases, the voltage of the output terminal of the secondary coil is V x δ ', V
y δ ′ and V z δ ′. Similarly, if the phase of the vector is V
x δ ', V y δ' , V z δ ' with 180 ° different from the secondary coil of the output voltage V x δ ", V y δ ", it is necessary to star connect V z [delta] ". Thus 2 obtained
By connecting the neutral points of the two 6-phase alternating current secondary coils to each other (combining the vectors), a 12-phase alternating voltage can be obtained. Here, in order to equalize the magnitudes of the vectors of the 12-phase alternating current, with respect to the turns ratio 1 of the star-star connected transformer, It is. The 12-phase alternating currents obtained in this manner are all sinusoidal alternating currents having the same amplitude and a different phase by 30 °.

【0023】「実施例の変圧器接続図」図3に示すよう
に、3相―12相交流変換装置は、中間タップN、N
、N、N、N、Nを有する変圧器T
、T、T、T、Tで構成される。変圧器T
、T、T(一次側コイルはスター結線されてい
る)については一次側端子R、S、Tを3相交流電源に
接続する。変圧器T、T、T(一次側コイルはデ
ルタ結線されている)については一次側端子R、S、T
を3相交流電源に接続する。中間タップN、N、N
、N、N、Nは互いに接続しこれを6個の変圧
器(T、T、T、T、T、T)の二次側コ
イルの中性点とする。変圧器Tの二次側出力O、O
を図4の放電電極O、Oに接続する。以下同様に
変圧器Tの二次側出力O、O10を図4の放電電極
、O10に接続する。変圧器Tの二次側出力
、O12を図4の放電電極O、O12に接続す
る。変圧器Tの二次側出力O、Oを図4の放電電
極O、Oに接続する。変圧器Tの二次側出力
、Oを図4の放電電極O、Oに接続する。変
圧器Tの二次側出力O、O11を図4の放電電極O
、O11に各々接続する。実用の3相―12相交流変
換装置を実現するためには、中間タップを有する単相変
圧器6台を組み合わせてもよいし、また3相変圧器2台
を組み合せてもよい。
[Transformer Connection Diagram of Embodiment] As shown in FIG. 3, the three-phase to twelve-phase AC converter includes intermediate taps N 1 and N 1 .
A transformer T 1 having 2 , N 3 , N 4 , N 5 , N 6 ,
It is composed of T 2 , T 3 , T 4 , T 5 , and T 6 . Transformer T
For 1 , T 2 and T 3 (primary coils are star-connected), the primary terminals R, S and T are connected to a three-phase AC power supply. Primary terminals R, S, T for transformers T 4 , T 5 , T 6 (primary coils are delta connected)
To a three-phase AC power supply. Intermediate taps N 1 , N 2 , N
3 , N 4 , N 5 , N 6 are connected to each other and connected to the neutral point of the secondary coil of the six transformers (T 1 , T 2 , T 3 , T 4 , T 5 , T 6 ). I do. Secondary outputs O 2 , O of transformer T 1
8 is connected to the discharge electrodes O 2 and O 8 in FIG. Similarly, the secondary outputs O 4 and O 10 of the transformer T 2 are connected to the discharge electrodes O 4 and O 10 in FIG. The secondary outputs O 6 and O 12 of the transformer T 3 are connected to the discharge electrodes O 6 and O 12 of FIG. The secondary outputs O 1 , O 7 of the transformer T 4 are connected to the discharge electrodes O 1 , O 7 of FIG. The secondary outputs O 3 and O 9 of the transformer T 5 are connected to the discharge electrodes O 3 and O 9 of FIG. The secondary outputs O 5 and O 11 of the transformer T 6 are connected to the discharge electrodes O in FIG.
5, respectively coupled to O 11. In order to realize a practical three-phase to twelve-phase AC converter, six single-phase transformers having intermediate taps may be combined, or two three-phase transformers may be combined.

【0024】「6相多重立体放電の第一実施例」図4に
示すように、12本の放電電極(例えばカーボン)を6
本ずつ2組(O、O、O、O、O、O11
と(O、O、O、O、O10、O12)に分
け、それぞれの組を上段並びに下段の同一円周上に水平
に配置する。この場合、正六角形の頂点に配置される6
本の放電電極は、上段並びに下段とも同一の配置となっ
ている(2重平行電極と呼ぶ)。また、この場合上段と
下段の平面間の距離は、電極間の距離Dにほぼ等しいよ
うにする。このような立体的な電極配置により、上段の
6本の電極と下段の6本の電極間においても相互に放電
が生じるようになり、これらは多重立体放電となる。
[First Embodiment of Six-Phase Multiple Stereoscopic Discharge] As shown in FIG. 4, 12 discharge electrodes (for example, carbon)
2 sets each (O 1 , O 3 , O 5 , O 7 , O 9 , O 11 )
And (O 2 , O 4 , O 6 , O 8 , O 10 , O 12 ), and the respective sets are arranged horizontally on the same circumference in the upper and lower rows. In this case, 6 arranged at the vertex of the regular hexagon
The discharge electrodes of this book are arranged in the same manner in the upper and lower rows (referred to as double parallel electrodes). In this case, the distance between the upper and lower planes is set substantially equal to the distance D between the electrodes. Due to such a three-dimensional electrode arrangement, a mutual discharge occurs between the upper six electrodes and the lower six electrodes, resulting in a multi-dimensional discharge.

【0025】「6相多重立体放電の第二実施例」図5に
示すように、12本の放電電極(例えばカーボン)を6
本ずつ2組(O、O、O、O、O、O11
と(O、O、O、O、O10、O12)に分
け、それぞれの組を上段並びに下段の同一円周上に水平
に配置する。この場合、正六角形の頂点に配置される6
本の放電電極は、上下30°の角度差を持って配置され
ている(2重千鳥電極と呼ぶ)。また、この場合2つの
平面間の距離は、電極間の距離Dにほぼ等しいようにす
る。このような立体的な電極配置により、上段の6本の
電極と下段の6本の電極間においても相互に放電が生じ
るようになり、これらは多重立体放電となる。
[Second Embodiment of Six-Phase Multiple Stereoscopic Discharge] As shown in FIG. 5, 12 discharge electrodes (for example, carbon)
2 sets each (O 1 , O 3 , O 5 , O 7 , O 9 , O 11 )
And (O 2 , O 4 , O 6 , O 8 , O 10 , O 12 ), and the respective sets are arranged horizontally on the same circumference in the upper and lower rows. In this case, 6 arranged at the vertex of the regular hexagon
The discharge electrodes are arranged with an angle difference of 30 ° up and down (called double staggered electrodes). In this case, the distance between the two planes is set to be substantially equal to the distance D between the electrodes. Due to such a three-dimensional electrode arrangement, a mutual discharge occurs between the upper six electrodes and the lower six electrodes, resulting in a multi-dimensional discharge.

【0026】以上実施例で述べたように、放電電極はそ
の位相の順番に従って配置することによってその効果を
最大限に引き出すことができる。しかし、立体的なプラ
ズマ領域を自在に制御できるという本発明の特徴を活か
し、目的に応じて必ずしも位相の順番こだわらず任意に
配置することも可能である。
As described in the above embodiment, by arranging the discharge electrodes in the order of their phases, the effect can be maximized. However, taking advantage of the feature of the present invention that a three-dimensional plasma region can be freely controlled, it is also possible to arrange them arbitrarily without depending on the order of phases according to the purpose.

【0027】「アークプラズマによって短縮化された放
電経路」図6に示すように、本装置による放電では、放
電により生成されたアークプラズマ領域に向かって他の
電極からの放電が行われるため、図6に示すようなアー
クプラズマの塊が放電空間に発生する。これによってア
ークプラズマ領域は導電性の金属と等価な作用をする。
この結果放電は、生成されたアークプラズマ領域に対し
て行われるようになるので、放電径路が短縮化される。
このことは放電経路の短縮化に伴う放電電圧の低下と、
放電の安定化を導くものとなる。このような立体的なア
ークプラズマの生成は、従来の放電装置では得られなか
った革新的な発明である。
"Discharge path shortened by arc plasma" As shown in FIG. 6, in the discharge by this apparatus, discharge from another electrode is performed toward the arc plasma region generated by the discharge. A lump of arc plasma as shown in FIG. 6 is generated in the discharge space. This causes the arc plasma region to act equivalently to a conductive metal.
As a result, since the discharge is performed in the generated arc plasma region, the discharge path is shortened.
This means that the discharge voltage decreases due to the shortening of the discharge path,
This leads to stabilization of discharge. The generation of such a three-dimensional arc plasma is an innovative invention that cannot be obtained with a conventional discharge device.

【0028】「6相多重立体放電の第一実施例」図4と
「6相多重立体放電の第二実施例」図5に示したよう
に、12本の放電電極を6本づつ上下2組に分けて電極
面を構成した場合、これらの2組の電極面によって生じ
る平面的な放電面をS1,S2で表わすと、複数の3相
―12相交流変換電源によって立体的に構成される放電
空間は、「電極の立体配置図」図7の電極面S1,S
2,S3……Sn(nは自然数)ように表される。ここ
で、電極面S1および電極面S2は、第一番目の3相―
12相交流変換電源から得られ、さらに放電面S1およ
び放電面S2間においても立体的な放電(#1で表す)
が生じることは前に述べたとおりである。以下同様に第
二番目、第三番目からも図7示したような立体的な放電
が生じる。
"First Embodiment of Six-Phase Multi-Dimensional Discharge" FIG. 4 and "Second Embodiment of Six-Phase Multi-Dimensional Discharge" As shown in FIG. When the electrode surfaces are divided into two, the planar discharge surfaces generated by these two sets of electrode surfaces are represented by S1 and S2, and the discharge formed three-dimensionally by a plurality of three-phase to twelve-phase AC conversion power supplies. The space is defined by the electrode surfaces S1 and S in FIG.
2, S3... Sn (n is a natural number). Here, the electrode surface S1 and the electrode surface S2 correspond to the first three phases.
A three-dimensional discharge (represented by # 1) obtained from a 12-phase AC conversion power supply and between the discharge surface S1 and the discharge surface S2.
Is as described above. Similarly, a three-dimensional discharge as shown in FIG.

【0029】ここで注目すべき点は、電極面S1と電極
面S2の間には位相差30度の電圧が生じており、さら
に電極面S2と電極面S3との間にも同様の位相差30
度の電圧が生じていることである。図7で示されている
ような電極面S1,S2,S3……Snを得るために用
いられた複数個の3相―12相交流変換電源の変圧器の
二次側中性点を総て相互に接続することにより、電極面
S2と電極面S3との間には、異なる電源間による立体
的な放電(#1′で表す)が生じることになる。以下同
様に、次の立体的な放電(#2′で表す)が生じること
になる。
It should be noted that a voltage having a phase difference of 30 degrees is generated between the electrode surface S1 and the electrode surface S2, and a similar phase difference is generated between the electrode surface S2 and the electrode surface S3. 30
That is, a high voltage is generated. All the secondary neutral points of the transformers of the plurality of three-phase to twelve-phase AC conversion power supplies used to obtain the electrode surfaces S1, S2, S3... Sn as shown in FIG. Due to the mutual connection, a three-dimensional discharge (represented by # 1 ′) between different power sources occurs between the electrode surface S2 and the electrode surface S3. Hereinafter, similarly, the next three-dimensional discharge (represented by # 2 ') will occur.

【0030】以上述べたように、6相多重立体放電装置
にあっては、これを多重化することにより同一の3相―
12相交流変換電源による電極面によって生じる立体的
な放電に加えて、異なる3相―12相交流変換電源によ
る電極面によって生じる立体的な放電が得られるので、
多重化された放電空間において、均質で連続したアーク
プラズマによる立体的な高温領域を作り出すことができ
る。
As described above, in the six-phase multi-dimensional discharge device, by multiplexing the three-phase discharge devices, the same three-phase
In addition to the three-dimensional discharge generated by the electrode surface by the 12-phase AC conversion power supply, the three-dimensional discharge generated by the electrode surface by the different three-phase to 12-phase AC conversion power supply is obtained.
In the multiplexed discharge space, it is possible to create a three-dimensional high-temperature region by a homogeneous and continuous arc plasma.

【0031】さらに、3相―12相交流変換電源の出力
電流を制御することにより、電極面S1〜Snの任意の
位置の温度を制御することができるので、電極面S1〜
Snで囲まれたアークプラズマの領域の立体的な温度分
布を自在に変化させることができるようになる。
Further, by controlling the output current of the three-phase to twelve-phase AC conversion power source, the temperature at any position on the electrode surfaces S1 to Sn can be controlled.
The three-dimensional temperature distribution in the arc plasma region surrounded by Sn can be freely changed.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上、実施例をもって説明したように、
本発明に係わる12相交流変換電源にあっては、変圧器
の一次側での3相入力の結線を、スター−スター結線並
びにデルタ−スター結線とすることによって生じる30
゜の位相差を利用し、位相制御用半導体素子などを一切
使用せず、変圧器の組み合せのみで3相交流から直接1
2相交流を発生することができるので、装置の単純化、
小型化、低コスト化が図られ、産業上の応用は非常に高
い。
As described above with reference to the embodiments,
In the 12-phase AC conversion power supply according to the present invention, the connection of the three-phase input on the primary side of the transformer is made by a star-star connection and a delta-star connection.
Using the phase difference of ゜, without using any semiconductor device for phase control at all, directly from three-phase AC with only a combination of transformers
Since two-phase alternating current can be generated, the device can be simplified,
Miniaturization and cost reduction are achieved, and industrial applications are extremely high.

【0033】また、本発明に係わる6相多重立体放電装
置にあっては、複数の電極で囲まれた領域に立体的に放
電が生じ、高密度で高温度なプラズマが安定して得られ
るので、高温度を必要とする産業廃棄物などの溶融処理
の分野では、その処理効率を飛躍的に高めることができ
産業上の応用は非常に高い。
In the six-phase multi-dimensional discharge device according to the present invention, a three-dimensional discharge occurs in a region surrounded by a plurality of electrodes, and a high-density and high-temperature plasma can be stably obtained. In the field of melt treatment of industrial wastes that require high temperatures, the treatment efficiency can be drastically increased, and the industrial application is very high.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わる3相交流から12相交流への変
換回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a conversion from three-phase alternating current to 12-phase alternating current according to the present invention.

【図2】同3相、6相および12相交流の関係を示すベ
クトル図である。
FIG. 2 is a vector diagram showing a relationship among three-phase, six-phase, and twelve-phase alternating currents.

【図3】同実施例の変圧器接続図である。FIG. 3 is a transformer connection diagram of the embodiment.

【図4】本発明に係わる6相多重放電の第一実施例の概
略図である。
FIG. 4 is a schematic view of a first embodiment of a six-phase multiple discharge according to the present invention.

【図5】同6相多重立体放電の第二実施例の概略図であ
る。
FIG. 5 is a schematic view of a second embodiment of the same six-phase multiple stereo discharge.

【図6】同アークプラズマによって短縮化された放電経
路の概念図である。
FIG. 6 is a conceptual diagram of a discharge path shortened by the arc plasma.

【図7】電極の立体配置図である。FIG. 7 is a configuration diagram of electrodes.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

R、S、T 商用3相電源入力 Vx,Vy,Vz スター結線部一次側ベクト
ル Vx′,Vy′,Vz′ スター結線部二次側ベクト
ル Vx″,Vy″,Vz″ Vx′,Vy′,Vz′と
180度位相の異なるベクトル Vxδ,Vyδ,Vzδ デルタ結線部一次側
ベクトル Vxδ′,Vyδ′,Vzδ′ デルタ結線部二次側
ベクトル Vxδ″,Vyδ″,Vzδ″ Vxδ′,Vy
δ′,Vzδ′と180度位相の異なるベクトル T〜T 単相変圧器 N〜N 単相の変圧器二次側中間タップ(中
性点) O〜O12 放電電極 S〜S 6本の電極によって生じる放電面 #〜# 同一の電源によって生じる立体的な
放電面 #’〜#’ 異なる2つの電源によって生じる立
体的な放電面
R, S, T Commercial three-phase power input Vx, Vy, Vz Star connection primary side vector Vx ', Vy', Vz 'Star connection secondary side vector Vx ", Vy", Vz "Vx', Vy ', Vxδ, Vyδ, Vzδ Delta connection primary side vector Vxδ ′, Vyδ ′, Vzδ ′ Delta connection secondary side vector Vxδ, Vyδ, Vyδ ″, Vzδ ″ Vxδ ′, Vy
δ ', Vzδ' and 180 degree phase different vector T 1 through T 6 single-phase transformer N 1 to N 6 single-phase transformer secondary center tap (neutral point) O 1 ~ O 12 discharge electrodes S 1 three-dimensional discharge surface caused by steric discharge surface # 1 'to # 2' two different power caused by the discharge surface # 1 to # 3 the same power supply caused by to S n 6 pieces of electrodes

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−86243(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05H 1/36 H02M 5/14 ────────────────────────────────────────────────── (5) References JP-A-49-86243 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H05H 1/36 H02M 5/14

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 二次側コイルに中間タップを持つ単相変
圧器T、T、Tの一次側コイルをスター接続し、
同様に二次側コイルに中間タップを持つ単相変圧器
、T、Tの一次側コイルをデルタ接続したもの
をそれぞれ商用3相交流電源に接続するとともに、さら
に変圧器T、T、T、T、T、Tの二次側
中間タップN、N、N、N、N、Nを互い
に接続しこれを中性点として、単相変圧器T、T
、T、T、Tの二次側出力から位相差が30
度づつ異なる12相交流を取り出すことができ、且つ単
相変圧器T、T、T、T、T、Tの一次側
コイルと二次側コイルの間の結合度を電気信号によって
変えられることを特徴とする3相−12相交流変換電
源。
1. A star connection of primary coils of single-phase transformers T 1 , T 2 , T 3 having an intermediate tap on a secondary coil,
Similarly, delta-connected primary-side transformers T 4 , T 5 , and T 6 having intermediate taps on secondary-side coils are respectively connected to a commercial three-phase AC power supply, and transformers T 1 , T 1 , The intermediate taps N 1 , N 2 , N 3 , N 4 , N 5 , and N 6 on the secondary side of T 2 , T 3 , T 4 , T 5 , and T 6 are connected to each other, and this is used as a neutral point to form a single phase. Transformers T 1 , T 2 ,
The phase difference from the secondary output of T 3 , T 4 , T 5 , T 6 is 30
A different 12-phase alternating current can be taken out each time, and the degree of coupling between the primary side coil and the secondary side coil of the single-phase transformers T 1 , T 2 , T 3 , T 4 , T 5 , T 6 can be measured. A three-phase to twelve-phase AC conversion power supply characterized by being changed by a signal.
【請求項2】 請求項1に記載の3相−12相交流変換
電源を用いて一次側コイルをスター接続した単相変圧
器T 、T 、T からの出力に接続された6本の放電
電極及び一次側コイルをデルタ接続した単相変圧器
、T 、T からの出力に接続された6本の放電電
極をそれぞれ1グループとして円周上に水平配置したも
のを多重化する事により、立体的にプラズマを発生さ
せ、中心部分に高密度な放電空間を有することを特徴と
する6相多重立体放電装置。
2. A single-phase transformer in which a primary coil is star-connected using the three-phase to twelve-phase AC conversion power supply according to claim 1.
6 discharges connected to the outputs from the vessels T 1 , T 2 , T 3
Single phase transformer with delta connection of electrodes and primary coil
The six discharge currents connected to the outputs from T 4 , T 5 , T 6
The poles are arranged as a group and are arranged horizontally on the circumference.
By multiplexing the plasma, a three-dimensional plasma is generated.
A six-phase multi-dimensional discharge device having a high-density discharge space in the center.
【請求項3】請求項2で得られた立体的にプラズマを発
生させる装置を複数個多重化し、各装置毎の電極群に流
れる電流値を制御することにより、プラズマの立体的な
温度分布を自在に制御することができることを特徴とす
る6相多重立体放電装置。
3. A three-dimensional temperature distribution of plasma is obtained by multiplexing a plurality of devices for generating a three-dimensional plasma obtained in claim 2 and controlling a current value flowing through an electrode group of each device. A six-phase multiplex three-dimensional discharge device which can be freely controlled.
JP10247691A 1998-07-29 1998-07-29 6-phase multi-dimensional discharge device Expired - Lifetime JP3094217B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10247691A JP3094217B2 (en) 1998-07-29 1998-07-29 6-phase multi-dimensional discharge device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10247691A JP3094217B2 (en) 1998-07-29 1998-07-29 6-phase multi-dimensional discharge device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000048996A JP2000048996A (en) 2000-02-18
JP3094217B2 true JP3094217B2 (en) 2000-10-03

Family

ID=17167218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10247691A Expired - Lifetime JP3094217B2 (en) 1998-07-29 1998-07-29 6-phase multi-dimensional discharge device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3094217B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005343784A (en) * 2004-05-06 2005-12-15 Fukui Prefecture Method for producing nano structure carbon material and production apparatus

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4592197B2 (en) * 2001-02-22 2010-12-01 トクデン株式会社 Induction heating roller device
JP4573446B2 (en) * 2001-02-22 2010-11-04 トクデン株式会社 Induction heating roller device
JP3551164B2 (en) * 2001-07-09 2004-08-04 日産自動車株式会社 Current detection device for rotating electrical machines
US7282864B2 (en) 2004-09-09 2007-10-16 Seiko Epson Corporation Discharge lamp and control of the same
KR101213997B1 (en) * 2010-12-01 2012-12-20 한국기초과학지원연구원 Apparatus for underwater discharge
JP6287553B2 (en) * 2014-04-28 2018-03-07 Jfeエンジニアリング株式会社 Nanomaterial production equipment
CN114938561B (en) * 2022-06-01 2025-08-08 领航国创等离子技术研究院(北京)有限公司 An integrated transformer power supply system for a multiphase plasma generating device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005343784A (en) * 2004-05-06 2005-12-15 Fukui Prefecture Method for producing nano structure carbon material and production apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000048996A (en) 2000-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11689136B2 (en) Dynamically reconfigurable motors and generators and systems with efficiency optimization
EP3579402B1 (en) A multi-port energy storage system
CN102027668B (en) Multiphase grid synchronized regulated current source inverter systems
JP4973306B2 (en) Parallel 24 pulse rectifier circuit
US8767427B2 (en) Arrangement for power supply for a reactor for production of polysilicon with a frequency converter
JP3094217B2 (en) 6-phase multi-dimensional discharge device
AU2009206259B2 (en) High voltage inverter
JP2013252049A (en) Power supply arrangement with inverter for generating n-phase ac current
CN102388518A (en) Device for exchanging electric power
US5671127A (en) DC power supply device with high voltage and large power handling capability
CN104160607A (en) Transformer configuration for HVDC back-to-back converters
CN103384120A (en) Power supply device
CN217509096U (en) Integrated transformer power supply system for multiphase plasma generating device
US20250087446A1 (en) Integrated Transformer Power Supply System for Multiphase Plasma Generation Devices
CN101630915A (en) Apparatus for converting electrical energy for conductively heating semiconductor material in rod form
CN117835519A (en) A multiphase AC arc plasma excitation power supply and system
US9698698B2 (en) Arrangement for igniting thin rods composed of electrically conductive material, in particular thin silicon rods
Chakrabarti et al. A fault-tolerant control scheme of grid connected VSI for balanced power injection
JP2618813B2 (en) 12-phase AC power supply device and 12-electrode high-density discharge device using the same
JP5029129B2 (en) Parallel 18-pulse rectifier circuit
Nakamura et al. Quaternion Analysis of a Direct Matrix Converter Based on Space-Vector Modulation
WO2021013319A1 (en) Ac-to-ac mmc with reduced number of converter arms
Mazumder et al. Design of Three-Phase Multi-Winding Transformer of High-Frequency AC Power Distribution Architecture for Space Application
RU2373626C2 (en) Ac/dc converter
JPS5822582A (en) Cycloconverter

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080804

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090804

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100804

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110804

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120804

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130804

Year of fee payment: 13

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term