JP5983748B2 - Control device for induction heating device - Google Patents
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Description
この発明は、誘導加熱装置の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for an induction heating device.
被加熱材の両側部近傍に配置された一対の誘導加熱装置を1つの電源に対して並列に接続した制御装置が提案されている。当該制御装置によれば、両誘導加熱装置の電流位相が同期する。このため、両誘導加熱装置の間で異常相互誘導現象が発生することはない(例えば、特許文献1参照)。 There has been proposed a control device in which a pair of induction heating devices arranged in the vicinity of both sides of a material to be heated are connected in parallel to one power source. According to the said control apparatus, the electric current phase of both induction heating apparatuses synchronizes. For this reason, an abnormal mutual induction phenomenon does not occur between both induction heating devices (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1記載の両誘導加熱装置には、同一の電圧が印加される。このため、各誘導加熱装置に供給する電力を個別に制御することができない。すなわち、被加熱材の一側部と他側部との昇温量を個別に制御することができない。 However, the same voltage is applied to both induction heating devices described in Patent Document 1. For this reason, the electric power supplied to each induction heating device cannot be individually controlled. That is, it is not possible to individually control the amount of temperature rise on one side and the other side of the heated material.
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、両誘導加熱装置の間で異常相互誘導現象が発生することを防止しつつ、被加熱材の一側部と他側部との昇温量を個別に制御することができる誘導加熱装置の制御装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to prevent an abnormal mutual induction phenomenon between the two induction heating devices, while preventing one side portion of the material to be heated and others. It is providing the control apparatus of the induction heating apparatus which can control the temperature rising amount with a side part separately.
この発明に係る誘導加熱装置の制御装置は、被加熱材の一側に配置されたマスターC型加熱装置を駆動するマスターインバータの出力電圧の位相と出力電流の位相とが同期するように前記マスターインバータの運転周波数を設定するマスター周波数制御部と、前記被加熱材の他側に配置されたスレーブC型加熱装置を駆動するスレーブインバータの運転周波数を前記マスターインバータの運転周波数に同期させるスレーブ周波数制御部と、前記スレーブインバータの出力電流の位相を前記マスターインバータの出力電流の位相に同期させるスレーブ電流位相制御部と、前記マスターインバータの出力電圧のパルス幅を設定するマスター電圧制御部と、前記スレーブインバータの出力電圧のパルス幅を設定するスレーブ電圧制御部と、前記スレーブ電流位相制御部が前記スレーブインバータの出力電流の位相を前記マスターインバータの出力電流の位相に同期させた後に前記スレーブインバータの出力電圧の位相を前記マスターインバータの出力電圧の位相に同期させるスレーブ電圧位相制御部と、を備えたものである。 The control device for the induction heating device according to the present invention is configured so that the phase of the output voltage and the phase of the output current of the master inverter that drives the master C-type heating device arranged on one side of the material to be heated are synchronized. A master frequency control unit for setting the operation frequency of the inverter, and a slave frequency control for synchronizing the operation frequency of the slave inverter that drives the slave C-type heating device disposed on the other side of the material to be heated with the operation frequency of the master inverter A slave current phase control unit that synchronizes the phase of the output current of the slave inverter with the phase of the output current of the master inverter, a master voltage control unit that sets a pulse width of the output voltage of the master inverter, and the slave and a slave voltage control unit for setting the pulse width of the inverter output voltage, the thread The slave current phase control unit synchronizes the phase of the output current of the slave inverter with the phase of the output current of the master inverter, and then synchronizes the phase of the output voltage of the slave inverter with the phase of the output voltage of the master inverter. And a phase control unit .
この発明によれば、両誘導加熱装置の間で異常相互誘導現象が発生することを防止しつつ、被加熱材の一側部と他側部との昇温量を個別に制御することができる。 According to the present invention, it is possible to individually control the temperature increase amounts of the one side portion and the other side portion of the material to be heated while preventing an abnormal mutual induction phenomenon from occurring between the two induction heating devices. .
この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。 A mode for carrying out the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1における誘導加熱装置の制御装置が利用される誘導加熱装置の斜視図である。Embodiment 1 FIG.
1 is a perspective view of an induction heating apparatus in which a control device for an induction heating apparatus according to Embodiment 1 of the present invention is used.
図1に示すように、被加熱材1は、入側搬送ローラ2と出側搬送ローラ3とに支持される。入側搬送ローラ2の両端部と出側搬送ローラ3の両端部とは、アース4に接続される。 As shown in FIG. 1, the material to be heated 1 is supported by an entrance-side transport roller 2 and an exit-side transport roller 3. Both ends of the entrance-side transport roller 2 and both ends of the exit-side transport roller 3 are connected to the ground 4.
被加熱材1の一側近傍には、マスターC型加熱装置5が配置される。マスターC型加熱装置5は、マスター入側C型インダクタ5a、マスター出側C型インダクタ5bを備える。マスター入側C型インダクタ5aとマスター出側C型インダクタ5bとは、被加熱材1の搬送方向に沿って配置される。マスター入側C型インダクタ5aとマスター出側C型インダクタ5bとは、磁束の方向が互いに逆方向となるように形成される。
A master C-
被加熱材1の他側近傍には、スレーブC型加熱装置6が配置される。スレーブC型加熱装置6は、スレーブ入側C型インダクタ6a、スレーブ出側C型インダクタ6bを備える。スレーブ入側C型インダクタ6aとスレーブ出側C型インダクタ6bとは、被加熱材1の搬送方向に沿って配置される。スレーブ入側C型インダクタ6aとスレーブ出側C型インダクタ6bとは、磁束の方向が互いに逆方向となるように形成される。
A slave C-
マスター入側C型インダクタ5aとスレーブ入側C型インダクタ6aとは、磁束の方向が互いに逆方向となるように形成される。マスター出側C型インダクタ5bとスレーブ出側C型インダクタ6bとは、磁束の方向が互いに逆方向となるように形成される。
The master incoming C-
マスター入側C型インダクタ5aに電流が流れると、入側インダクタ磁束が形成される。当該入側インダクタ磁束により、被加熱材1には、材料電流7aが流れる。マスター出側C型インダクタ5bに電流が流れると、出側インダクタ磁束が形成される。当該出側インダクタ磁束により、被加熱材1には、材料電流7bが流れる。材料電流7a、7bにより、被加熱材1の一側部が加熱される。
When a current flows through the master incoming C-
スレーブ入側C型インダクタ6aに電流が流れると、入側インダクタ磁束が形成される。当該入側インダクタ磁束により、被加熱材1には、材料電流7cが流れる。スレーブ出側C型インダクタ6bに電流が流れると、出側インダクタ磁束が形成される。当該出側インダクタ磁束により、被加熱材1には、材料電流7dが流れる。材料電流7c、7dにより、被加熱材1の他側部が加熱される。
When a current flows through the slave incoming C-
この際、入側搬送ローラ2の一端とマスター入側C型インダクタ5a近傍との間においては、アース電流8aが被加熱材1に流れ得る。出側搬送ローラ3の一端とマスター出側C型インダクタ5b近傍との間においては、アース電流8bが被加熱材1に流れ得る。入側搬送ローラ2の他端とスレーブ入側C型インダクタ6a近傍との間においては、アース電流8cが被加熱材1に流れ得る。出側搬送ローラ3の他端とスレーブ出側C型インダクタ6b近傍との間においては、アース電流8dが被加熱材1に流れ得る。
At this time, a ground current 8 a can flow to the material to be heated 1 between one end of the entrance-side transport roller 2 and the vicinity of the master entrance-side C-
アース電流8aが大きい場合、入側搬送ローラ2の一端と被加熱材1との接触点でアーク9が発生し得る。アース電流8bが大きい場合、出側搬送ローラ3の一端と被加熱材1との接触点でアーク9が発生し得る。アース電流8cが大きい場合、入側搬送ローラ2の他端と被加熱材1との接触点でアーク9が発生し得る。アース電流8dが大きい場合、出側搬送ローラ3の他端と被加熱材1との接触点でアーク9が発生し得る。
When the ground current 8 a is large, an arc 9 can be generated at the contact point between the one end of the entry-side transport roller 2 and the heated material 1. When the
次に、図2を用いて、アーク9の発生の防止方法を説明する。
図2はこの発明の実施の形態1における誘導加熱装置の制御装置を用いた誘導加熱装置の誘導加熱ループの図である。Next, a method for preventing the occurrence of the arc 9 will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a diagram of an induction heating loop of the induction heating device using the control device for the induction heating device according to Embodiment 1 of the present invention.
マスター側とスレーブ側とには、第1材料ループ回路10、第2材料ループ回路11、アースループ回路12とが形成される。
A first
第1材料ループ回路10は、被加熱材1の入側材料抵抗R1、入側材料端部抵抗R2からなる。第2材料ループ回路11は、被加熱材1の出側材料抵抗R3、出側端部抵抗R4からなる。アースループ回路12は、接地抵抗R0、入側材料端部抵抗R2、出側材料端部抵抗R4からなる。
The first
第1材料ループ回路10には、入側インダクタ磁束Φ1が貫通する。当該貫通により、入側材料電流13が流れる。これに対し、第2材料ループ回路11には、出側インダクタ磁束Φ2が貫通する。当該貫通により、出側材料電流14が流れる。
The inductive inductor magnetic flux Φ1 passes through the first
これに対し、アースループ回路12においては、入側インダクタ磁束Φ1と出側インダクタ磁束Φ2は、互いに逆方向で同一量となる。このため、入側インダクタ磁束Φ1と出側インダクタ磁束Φ2の合成磁束は零となる。その結果、入側搬送ローラ2とアース4との間を流れるアース電流15、被加熱材1を流れるアース電流15、出側搬送ローラ3とアース4との間を流れるアース電流15は零となる。このため、アーク9が発生することはない。すなわち、入側搬送ローラ2表面、出側搬送ローラ3表面、被加熱材1表面にアーク傷が発生することもない。
On the other hand, in the
次に、図3を用いて、誘導加熱装置の制御装置を説明する。
図3はこの発明の実施の形態1における誘導加熱装置の制御装置の構成図である。Next, the control apparatus of the induction heating apparatus will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a configuration diagram of the control device for the induction heating device according to Embodiment 1 of the present invention.
図3において、電圧型インバータ電源16は、整流器17、平滑コンデンサ18、マスターインバータ19a、スレーブインバータ19bを備える。
In FIG. 3, the voltage type
整流器17は、交流電源20を整流する機能を備える。平滑コンデンサ18は、整流器17が出力した直流電圧を平滑化する機能を備える。マスターインバータ19aとスレーブインバータ19bとは、並列に接続される。マスターインバータ19aとスレーブインバータ19bとは、平滑コンデンサ18が平滑化した直流電圧をPWM制御する機能を備える。
The
電圧型整合装置21は、マスター整合変圧器22a、マスター直列共振コンデンサ23a、マスター電流検出器24a、マスター電圧検出器25a、スレーブ整合変圧器22b、スレーブ直列共振コンデンサ23b、スレーブ電流検出器24b、スレーブ電圧検出器25bを備える。
The
マスター整合変圧器22aは、マスターインバータ19aとマスターC型加熱装置5との間に接続される。マスター直列共振コンデンサ23aは、マスター整合変圧器22aとマスターC型加熱装置5との間に接続される。マスター電流検出器24aは、マスター直列共振コンデンサ23aとマスターC型加熱装置5との間に接続される。マスター電圧検出器25aは、マスター電流検出器24aとマスターC型加熱装置5との間に接続される。
The
スレーブ整合変圧器22bは、スレーブインバータ19bとスレーブC型加熱装置6との間に接続される。スレーブ直列共振コンデンサ23bは、スレーブ整合変圧器22bとスレーブC型加熱装置6との間に接続される。スレーブ電流検出器24bは、スレーブ直列共振コンデンサ23bとスレーブC型加熱装置6との間に接続される。スレーブ電圧検出器25bは、スレーブ電流検出器24bとスレーブC型加熱装置6との間に接続される。
The
本実施の形態においては、マスター周波数制御回路(マスター周波数制御部)26、スレーブ周波数制御回路(スレーブ周波数制御部)27、スレーブ電流位相制御回路(スレーブ電流位相制御部)28、マスター電圧制御回路(マスター電圧制御部)29、スレーブ電圧制御回路(スレーブ電圧制御部)30が設けられる。
In the present embodiment, a master frequency control circuit (master frequency control unit) 26, a slave frequency control circuit (slave frequency control unit) 27, a slave current phase control circuit (slave current phase control unit) 28, a master voltage control circuit ( A master
マスター周波数制御回路26は、マスター電流検出器24aの検出値とマスター電圧検出器25aの検出値のフィードバックを受けて、マスターインバータ19aの運転周波数を設定する機能を備える。スレーブ周波数制御回路27は、マスター周波数制御回路26により設定されたマスターインバータ19aの運転周波数をスレーブインバータ19bの運転周波数に設定する機能を備える。スレーブ電流位相制御回路28は、マスター電流検出器24aの検出値とスレーブ電流検出器24bの検出値のフィードバックを受けて、スレーブインバータ19bの出力電流の位相を設定する機能を備える。
The master frequency control circuit 26 has a function of setting the operation frequency of the
マスター電圧制御回路29は、外部からの指令とマスター電圧検出器25aの検出値のフィードバックとを受けて、マスターインバータ19aの出力電圧のパルス幅を設定する機能を備える。スレーブ電圧制御回路30は、外部からの指令とスレーブ電圧検出器25bの検出値のフィードバックとを受けて、スレーブインバータ19bの出力電圧のパルス幅を設定する機能を備える。
The master
次に、図4を用いて、マスターインバータ19aとスレーブインバータ19bの運転周波数を説明する。
図4はこの発明の実施の形態1における誘導加熱装置の制御装置に用いるマスター側回路とスレーブ側回路の図である。Next, the operation frequency of the
FIG. 4 is a diagram of a master side circuit and a slave side circuit used in the control device for the induction heating apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
図4に示すように、マスター直列共振コンデンサ23aの静電容量をCm、マスター側の負荷抵抗をRm、負荷インダクタンスをLmとする。この場合、マスター側回路の共振周波数Fm0は、次の(1)式で表される。
As shown in FIG. 4, the capacitance of the master series
図4に示すように、スレーブ直列共振コンデンサ23bの静電容量をCs、スレーブ側の負荷抵抗をRs、負荷インダクタンスをLsとする。この場合、スレーブ側回路の共振周波数Fs0は、次の(2)式で表される。
As shown in FIG. 4, the capacitance of the slave
マスターインバータ19aを共振周波数Fm0で運転すれば、マスターインバータ19aの力率は1となる。これに対し、スレーブインバータ19bを共振周波数Fs0で運転すれば、スレーブインバータ19bの力率は1となる。
If the
しかしながら、通常、Fm0とFs0は異なる。このため、マスターインバータ19aを共振周波数Fm0で運転し、スレーブインバータ19bを共振周波数Fs0で運転すると、マスターC型加熱装置5とスレーブC型加熱装置6との間で異常相互誘導現象が発生する。
However, Fm0 and Fs0 are usually different. Therefore, when the
そこで、本実施の形態の制御装置は、マスターインバータ19aの運転周波数とスレーブインバータの運転周波数と同期させる。
Therefore, the control device of the present embodiment synchronizes the operation frequency of the
次に、図5を用いて、マスターインバータ19aとスレーブインバータ19bとの運転の設定手順を説明する。
図5はこの発明の実施の形態1における誘導加熱装置の制御装置に用いるマスターインバータとスレーブインバータとの運転の設定手順を説明するための図である。Next, the setting procedure of the operation of the
FIG. 5 is a diagram for explaining a procedure for setting the operation of the master inverter and the slave inverter used in the control device for the induction heating device according to Embodiment 1 of the present invention.
図5の上段は、マスターC型加熱装置5とスレーブC型加熱装置6に流れる電流の図である。図5の中段は、マスターインバータ19aの出力電圧の図である。図5の下段は、スレーブインバータ19bの出力電圧の図である。
The upper part of FIG. 5 is a diagram of current flowing through the master C-
まず、マスター周波数制御回路26は、マスターインバータ19aの力率が1となるようにマスターインバータ19aの運転周波数を共振周波数Fm0に設定する。すなわち、図5の上段と中段とに示すように、マスターインバータ19aの出力電圧VImの位相と出力電流(マスターインダクタ電流Im)の位相とが同期するようにマスターインバータ19aの運転周波数が設定される。その結果、図5の上段と中段とに示すように、マスター側回路のサイクルタイムがt0に設定される。
First, the master frequency control circuit 26 sets the operation frequency of the
その後、スレーブ周波数制御回路27は、スレーブインバータ19bの運転周波数としてマスター側回路の共振周波数Fm0を設定する。その結果、図5の下段に示すように、スレーブ側回路のサイクルタイムもt0に設定される。
Thereafter, the slave
その後、図5の上段に示すように、スレーブ電流位相制御回路28は、スレーブインバータ19bの出力電流(スレーブインダクタ電流Is)の位相をマスターインバータ19aの出力電流(マスターインダクタ電流Im)の位相に同期させる。その結果、マスターC型加熱装置5とスレーブC型加熱装置6とにおいて、相互誘導電流によるビート電流の発生が抑制される。すなわち、マスターC型加熱装置5とスレーブC型加熱装置6においては、過電流が流れることによる故障が回避される。
Thereafter, as shown in the upper part of FIG. 5, the slave current
次に、図6を用いて、マスター側回路とスレーブ側回路とのQ値を説明する。
図6はこの発明の実施の形態1における誘導加熱装置の制御装置のマスター側回路とスレーブ側回路とのQ値の図である。Next, the Q values of the master side circuit and the slave side circuit will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a diagram of Q values of the master side circuit and the slave side circuit of the control device for the induction heating apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
図6に示すように、マスター側回路の共振周波数Fm0とスレーブ側回路の共振周波数Fs0とがずれている場合を考える。この場合、マスターインバータ19aとスレーブインバータ19bの運転周波数F0は、マスター側回路の共振周波数Fm0に設定される。この場合、マスター側回路のQ値Qm0は、マスター側回路のQ値曲線Qm上の最大値となる。このため、マスターC型加熱装置5に印加できる最大電力が維持される。これに対し、スレーブ側回路のQ値Qs0は、スレーブ側回路のQ値曲線Qs上の最大値ではない。このため、スレーブC型加熱装置6に印加できる最大電力が減少する。
Consider the case where the resonance frequency Fm0 of the master side circuit and the resonance frequency Fs0 of the slave side circuit are shifted as shown in FIG. In this case, the operating frequency F0 of the
以上で説明した実施の形態1によれば、スレーブインバータ19bの出力電流の位相は、マスターインバータ19aの出力電流の位相に同期する。マスターインバータ19aとスレーブインバータ19bの出力電圧のパルス幅は個別に設定される。このため、両誘導加熱装置の間で異常相互誘導現象が発生することを防止しつつ、被加熱材1の一側部と他側部との昇温量を個別に制御することができる。
According to the first embodiment described above, the phase of the output current of the
実施の形態2.
図7はこの発明の実施の形態2における誘導加熱装置の制御装置の構成図である。なお、実施の形態1と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。Embodiment 2. FIG.
FIG. 7 is a block diagram of a control device for an induction heating device according to Embodiment 2 of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to Embodiment 1 and an equivalent part, and description is abbreviate | omitted.
実施の形態2の制御装置は、実施の形態1の制御装置に周波数同期コンデンサ31、断路器32、スレーブ電圧位相制御回路33を付加したものである。
The control device of the second embodiment is obtained by adding a
スレーブ周波数同期コンデンサ31は、スレーブ整合変圧器22bとスレーブC型加熱装置6との間でスレーブ直列共振コンデンサ23bと並列に接続される。断路器32は、スレーブ直列共振コンデンサ23bと並列に接続され、スレーブ周波数同期コンデンサ31と直列に接続される。スレーブ電圧位相制御回路33は、スレーブ電流検出器24bの検出値とスレーブ電圧検出器25bの検出値のフィードバックを受けて、断路器32の開閉させる機能を備える。
The slave
次に、図8を用いて、スレーブ側回路の共振周波数を説明する。
図8はこの発明の実施の形態2における誘導加熱装置の制御装置の共振周波数を説明するための図である。Next, the resonance frequency of the slave side circuit will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a diagram for explaining the resonance frequency of the control device for the induction heating device according to Embodiment 2 of the present invention.
図8に示すように、スレーブ周波数同期コンデンサ31の静電容量をCssとする。断路器32が閉じた場合、スレーブ側回路の共振周波数Fs0は、次の(3)式で表される。
As shown in FIG. 8, the capacitance of the slave
次に、図9を用いて、マスターインバータ19aとスレーブインバータとの運転周波数の設定手順を説明する。
図9はこの発明の実施の形態2における図5相当図である。Next, the setting procedure of the operating frequency of the
FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 5 in the second embodiment of the present invention.
図9においては、図5と同様に、マスターインバータ19aの出力電流の位相とスレーブインバータ19bの出力電流の位相とが同期する。その後、スレーブ電圧位相制御回路33は、断路器32の開閉によりスレーブインバータ19bの出力電圧の位相をマスターインバータ19aの出力電圧の位相に同期させる。
In FIG. 9, similarly to FIG. 5, the phase of the output current of the
次に、図10を用いて、マスター側回路とスレーブ側回路のQ値を説明する。
図10はこの発明の実施の形態2における図6相当図である。Next, the Q values of the master side circuit and the slave side circuit will be described with reference to FIG.
FIG. 10 is a view corresponding to FIG. 6 in Embodiment 2 of the present invention.
図10に示すように、マスター側回路の共振周波数Fm0とスレーブ側回路の共振周波数Fs0とは同期する。この場合、マスター側回路のQ値Qm0とスレーブ側回路とQ値Qs0は最大値となる。このため、マスターC型加熱装置5とスレーブC型加熱装置6とに印加できる最大電力が維持される。
As shown in FIG. 10, the resonance frequency Fm0 of the master side circuit and the resonance frequency Fs0 of the slave side circuit are synchronized. In this case, the Q value Qm0 of the master side circuit, the slave side circuit, and the Q value Qs0 are maximum values. For this reason, the maximum power that can be applied to the master C-
以上で説明した実施の形態2によれば、断路器32の開閉によりスレーブインバータ19bの出力電圧の位相がマスターインバータ19aの出力電圧の位相に同期する。このため、スレーブC型加熱装置6の加熱効率の低下を防止することができる。
According to the second embodiment described above, the phase of the output voltage of the
実施の形態3.
図11はこの発明の実施の形態3における誘導加熱装置の制御装置の構成図である。なお、実施の形態2と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。Embodiment 3 FIG.
FIG. 11 is a block diagram of a control device for an induction heating device according to Embodiment 3 of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as that of Embodiment 2, or an equivalent, and description is abbreviate | omitted.
実施の形態3の制御装置は、実施の形態2の制御装置の断路器32をスレーブ電圧位相制御装置34に変更したものである。
In the control device of the third embodiment, the
スレーブ電圧位相制御回路33は、スレーブ電圧位相制御装置34でスレーブ周波数同期コンデンサ31にかかる電圧を制御する。その結果、スレーブインバータ19bの出力電圧の位相とマスターインバータ19aの出力電圧の位相とが同期する。
The slave voltage
次に、図12を用いて、スレーブ側回路の共振周波数を説明する。
図12はこの発明の実施の形態3における誘導加熱装置の制御装置の共振周波数を説明するための図である。Next, the resonance frequency of the slave side circuit will be described with reference to FIG.
FIG. 12 is a diagram for explaining the resonance frequency of the control device for the induction heating device according to Embodiment 3 of the present invention.
図12においては、スレーブ周波数同期コンデンサ31にかかる電圧を制御することで、スレーブ側回路の共振周波数Fs0は連続的に変化する。
In FIG. 12, by controlling the voltage applied to the slave
以上で説明した実施の形態3によれば、スレーブ電圧位相制御装置34でスレーブ周波数同期コンデンサ31にかかる電圧を制御することができる。このため、スレーブインバータ19bの出力電圧の位相をマスターインバータ19aの出力電圧の位相に確実に同期させることができる。
According to the third embodiment described above, the voltage applied to the slave
実施の形態4.
図13はこの発明の実施の形態4における誘導加熱装置の制御装置の構成図である。なお、実施の形態2と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。Embodiment 4 FIG.
FIG. 13 is a configuration diagram of a control device for an induction heating device according to Embodiment 4 of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as that of Embodiment 2, or an equivalent, and description is abbreviate | omitted.
実施の形態2の制御装置は、スレーブ周波数同期コンデンサ31を利用していた。一方、実施の形態4の制御装置は、スレーブ周波数同期リアクトル35を利用している。
The control device according to the second embodiment uses the slave
スレーブ周波数同期リアクトル35は、スレーブ直列共振コンデンサ23bと直列に接続され、スレーブC型加熱装置6と並列に接続される。断路器32は、スレーブ直列共振コンデンサ23bとスレーブ周波数同期リアクトル35とに直列に接続され、スレーブC型加熱装置6と並列に接続される。スレーブ電圧位相制御回路33は、断路器32の開閉によりスレーブインバータ19bの出力電圧の位相をマスターインバータ19aの出力電圧の位相に同期させる機能を備える。
The slave
次に、図14を用いて、スレーブ側回路の共振周波数を説明する。
図14はこの発明の実施の形態4における図8相当図である。Next, the resonance frequency of the slave circuit will be described with reference to FIG.
FIG. 14 is a view corresponding to FIG. 8 in Embodiment 4 of the present invention.
図14に示すように、スレーブ周波数同期リアクトル35のインダクタンスをLssとする。断路器32が閉じた場合、スレーブ側回路の共振周波数Fs0は、次の(4)式で表される。
As shown in FIG. 14, the inductance of the slave
以上で説明した実施の形態4によれば、実施の形態2と同様に、スレーブC型加熱装置6の加熱効率の低下を防止することができる。
According to the fourth embodiment described above, similarly to the second embodiment, it is possible to prevent a decrease in the heating efficiency of the slave C-
実施の形態5.
図15はこの発明の実施の形態5における誘導加熱装置の制御装置の構成図である。なお、実施の形態3と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
FIG. 15 is a configuration diagram of a control device for an induction heating device according to
実施の形態3の制御装置は、スレーブ周波数同期コンデンサ31を利用していた。一方、実施の形態5の制御装置は、スレーブ周波数同期リアクトル35を利用している。
The control device according to the third embodiment uses the slave
次に、図16を用いて、スレーブ側回路の共振周波数を説明する。
図16はこの発明の実施の形態5における図12相当図である。Next, the resonance frequency of the slave side circuit will be described with reference to FIG.
FIG. 16 is a view corresponding to FIG. 12 in
図16においては、スレーブ周波数同期リアクトル35にかかる電圧を制御することで、スレーブ側回路の共振周波数Fs0は連続的に変化する。
In FIG. 16, the resonance frequency Fs0 of the slave side circuit changes continuously by controlling the voltage applied to the slave
以上で説明した実施の形態5によれば、スレーブ電圧位相制御装置34でスレーブ周波数同期リアクトル35にかかる電圧を制御することができる。このため、スレーブインバータ19bの出力電圧の位相をマスターインバータ19aの出力電圧の位相に確実に同期させることができる。
According to the fifth embodiment described above, the voltage applied to the slave
以上のように、この発明に係る誘導加熱装置の制御装置は、被加熱材の一側部と他側部との昇温量を個別に制御する際に利用できる。 As described above, the control device for the induction heating device according to the present invention can be used when individually controlling the temperature rise amounts of the one side portion and the other side portion of the heated material.
1 被加熱材、 2 入側搬送ローラ、 3 出側搬送ローラ、 4 アース、
5 マスターC型加熱装置、 5a マスター入側C型インダクタ、
5b マスター出側C型インダクタ 6 スレーブC型加熱装置、
6a スレーブ入側C型インダクタ、 6b スレーブ出側C型インダクタ、
7a〜7d 材料電流、 8a〜8d アース電流、 9 アーク、
10 第1材料ループ回路、 11 第2材料ループ回路、 12 アースループ回路、
13、14 材料電流、 15 アース電流、 16 電圧型インバータ電源、
17 整流器、 18 平滑コンデンサ、 19a マスターインバータ、
19b スレーブインバータ、 20 交流電源、 21 電圧型整合装置、
22a マスター整合変圧器、 22b スレーブ整合変圧器、
23a マスター直列共振コンデンサ、 23b スレーブ直列共振コンデンサ、
24a マスター電流検出器、 24b スレーブ電流検出器、
25a マスター電圧検出器、 25b スレーブ電圧検出器、
26 マスター周波数制御回路、 27 スレーブ周波数制御回路、
28 スレーブ電流位相制御回路、 29 マスター電圧制御回路、
30 スレーブ電圧制御回路、 31 周波数同期コンデンサ、 32 断路器、
33 スレーブ電圧位相制御回路、 34 スレーブ電圧位相制御装置、
35 スレーブ周波数同期リアクトル1 Heated material, 2 Entry-side transport roller, 3 Out-side transport roller, 4 Ground,
5 Master C type heating device, 5a Master entry side C type inductor,
5b Master outlet side
6a Slave input side C type inductor, 6b Slave output side C type inductor,
7a-7d material current, 8a-8d earth current, 9 arc,
10 first material loop circuit, 11 second material loop circuit, 12 earth loop circuit,
13, 14 Material current, 15 Ground current, 16 Voltage type inverter power supply,
17 rectifier, 18 smoothing capacitor, 19a master inverter,
19b Slave inverter, 20 AC power supply, 21 Voltage type matching device,
22a Master matching transformer, 22b Slave matching transformer,
23a Master series resonant capacitor, 23b Slave series resonant capacitor,
24a master current detector, 24b slave current detector,
25a Master voltage detector, 25b Slave voltage detector,
26 master frequency control circuit, 27 slave frequency control circuit,
28 slave current phase control circuit, 29 master voltage control circuit,
30 slave voltage control circuit, 31 frequency synchronous capacitor, 32 disconnector,
33 slave voltage phase control circuit, 34 slave voltage phase control device,
35 Slave frequency synchronization reactor
Claims (5)
前記被加熱材の他側に配置されたスレーブC型加熱装置を駆動するスレーブインバータの運転周波数を前記マスターインバータの運転周波数に同期させるスレーブ周波数制御部と、
前記スレーブインバータの出力電流の位相を前記マスターインバータの出力電流の位相に同期させるスレーブ電流位相制御部と、
前記マスターインバータの出力電圧のパルス幅を設定するマスター電圧制御部と、
前記スレーブインバータの出力電圧のパルス幅を設定するスレーブ電圧制御部と、
前記スレーブ電流位相制御部が前記スレーブインバータの出力電流の位相を前記マスターインバータの出力電流の位相に同期させた後に前記スレーブインバータの出力電圧の位相を前記マスターインバータの出力電圧の位相に同期させるスレーブ電圧位相制御部と、
を備えたことを特徴とする誘導加熱装置の制御装置。 A master frequency control unit that sets an operation frequency of the master inverter so that the phase of the output voltage of the master inverter that drives the master C-type heating device disposed on one side of the material to be heated is synchronized with the phase of the output current; ,
A slave frequency controller that synchronizes the operating frequency of the slave inverter that drives the slave C-type heating device disposed on the other side of the material to be heated with the operating frequency of the master inverter;
A slave current phase controller that synchronizes the phase of the output current of the slave inverter with the phase of the output current of the master inverter;
A master voltage control unit for setting a pulse width of the output voltage of the master inverter;
A slave voltage control unit for setting a pulse width of the output voltage of the slave inverter;
A slave that synchronizes the phase of the output voltage of the slave inverter with the phase of the output voltage of the master inverter after the slave current phase control unit synchronizes the phase of the output current of the slave inverter with the phase of the output current of the master inverter A voltage phase control unit;
A control device for an induction heating device, comprising:
前記スレーブ直列共振コンデンサと並列に接続されたスレーブ周波数同期コンデンサと、
前記スレーブ直列共振コンデンサと並列に接続され、前記スレーブ周波数同期コンデンサと直列に接続された断路器と、
を備え、
前記スレーブ電圧位相制御部は、前記断路器の開閉により前記スレーブインバータの出力電圧の位相を前記マスターインバータの出力電圧の位相に同期させることを特徴とする請求項1に記載の誘導加熱装置の制御装置。 A slave series resonant capacitor connected between the slave C-type heating device and the slave inverter;
A slave frequency synchronization capacitor connected in parallel with the slave series resonant capacitor;
A disconnector connected in parallel with the slave series resonant capacitor and connected in series with the slave frequency synchronization capacitor;
With
2. The control of the induction heating apparatus according to claim 1 , wherein the slave voltage phase control unit synchronizes the phase of the output voltage of the slave inverter with the phase of the output voltage of the master inverter by opening and closing the disconnector. 3. apparatus.
前記スレーブ直列共振コンデンサと並列に接続されたスレーブ周波数同期コンデンサと、
前記スレーブ直列共振コンデンサと並列に接続され、前記スレーブ周波数同期コンデンサと直列に接続されたスレーブ電圧位相制御装置と、
を備え、
前記スレーブ電圧位相制御部は、前記スレーブ電圧位相制御装置で前記スレーブ周波数同期コンデンサにかかる電圧を制御することにより前記スレーブインバータの出力電圧の位相を前記マスターインバータの出力電圧の位相に同期させることを特徴とする請求項1に記載の誘導加熱装置の制御装置。 A slave series resonant capacitor connected between the slave C-type heating device and the slave inverter;
A slave frequency synchronization capacitor connected in parallel with the slave series resonant capacitor;
A slave voltage phase control device connected in parallel with the slave series resonant capacitor and connected in series with the slave frequency synchronization capacitor;
With
The slave voltage phase control unit synchronizes the phase of the output voltage of the slave inverter with the phase of the output voltage of the master inverter by controlling the voltage applied to the slave frequency synchronization capacitor by the slave voltage phase control device. The control apparatus of the induction heating apparatus according to claim 1 , wherein
前記スレーブ直列共振コンデンサと直列に接続され、前記スレーブC型加熱装置と並列に接続されたスレーブ周波数同期リアクトルと、
前記スレーブ直列共振コンデンサと前記スレーブ周波数同期リアクトルとに直列に接続され、前記スレーブC型加熱装置と並列に接続された断路器と、
を備え、
前記スレーブ電圧位相制御部は、前記断路器の開閉により前記スレーブインバータの出力電圧の位相を前記マスターインバータの出力電圧の位相に同期させることを特徴とする請求項1に記載の誘導加熱装置の制御装置。 A slave series resonant capacitor connected between the slave C-type heating device and the slave inverter;
A slave frequency synchronization reactor connected in series with the slave series resonant capacitor and connected in parallel with the slave C-type heating device;
A disconnector connected in series with the slave series resonant capacitor and the slave frequency synchronous reactor, and connected in parallel with the slave C-type heating device;
With
2. The control of the induction heating apparatus according to claim 1 , wherein the slave voltage phase control unit synchronizes the phase of the output voltage of the slave inverter with the phase of the output voltage of the master inverter by opening and closing the disconnector. 3. apparatus.
前記スレーブ直列共振コンデンサと直列に接続され、前記スレーブC型加熱装置と並列に接続されたスレーブ周波数同期リアクトルと、
前記スレーブ直列共振コンデンサと前記スレーブ周波数同期リアクトルとに直列に接続され、前記スレーブC型加熱装置と並列に接続されたスレーブ電圧位相制御装置と、
を備え、
前記スレーブ電圧位相制御部は、前記スレーブ電圧位相制御装置で前記スレーブ周波数同期リアクトルにかかる電圧を制御することにより前記スレーブインバータの出力電圧の位相を前記マスターインバータの出力電圧の位相に同期させることを特徴とする請求項1に記載の誘導加熱装置の制御装置。 A slave series resonant capacitor connected between the slave C-type heating device and the slave inverter;
A slave frequency synchronization reactor connected in series with the slave series resonant capacitor and connected in parallel with the slave C-type heating device;
A slave voltage phase controller connected in series with the slave series resonant capacitor and the slave frequency synchronous reactor, and connected in parallel with the slave C-type heating device;
With
The slave voltage phase control unit synchronizes the phase of the output voltage of the slave inverter with the phase of the output voltage of the master inverter by controlling the voltage applied to the slave frequency synchronization reactor by the slave voltage phase control device. The control apparatus of the induction heating apparatus according to claim 1 , wherein
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