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JP7348138B2 - Induction heating method and induction heating control device - Google Patents
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JP7348138B2 - Induction heating method and induction heating control device - Google Patents

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Description

本発明は、誘導加熱されるワークの温度を監視する技術に関する。 The present invention relates to a technique for monitoring the temperature of a workpiece that is induction heated.

誘導加熱の用途の一つとして、金属の型鍛造がある。型鍛造の前にワーク(金属)が誘導加熱される。誘導加熱中、ワークの温度が所定範囲(例えば、1000℃~1300℃)に制御される。ワークの温度が所定範囲より低くなると、型鍛造においてワークへのプレス荷重が大きくなり、この結果、型が損傷するおそれがある。ワークの温度が所定範囲を超えると、ワークの結晶粒が肥大化することにより、ワークの品質が劣化するおそれがある(ワークの品質劣化は、ワークが疲労破壊する原因となる)。 One of the applications of induction heating is metal die forging. The workpiece (metal) is heated by induction before die forging. During induction heating, the temperature of the workpiece is controlled within a predetermined range (for example, 1000°C to 1300°C). If the temperature of the workpiece falls below a predetermined range, the press load on the workpiece during die forging increases, and as a result, the die may be damaged. When the temperature of the workpiece exceeds a predetermined range, the crystal grains of the workpiece become enlarged, which may deteriorate the quality of the workpiece (deterioration of the quality of the workpiece causes fatigue failure of the workpiece).

誘導加熱されるワークの温度を監視する技術として、例えば、特許文献1に開示された誘導加熱方法がある。この方法は、加熱すべき物体が、加熱中に1個または数個の熱記録カメラによって監視され、加熱は、前記物体について所望の温度条件が得られるまで加熱パラメータ或いは加熱条件を調整することにより制御されることを特徴としている。 As a technique for monitoring the temperature of a workpiece to be heated by induction, there is an induction heating method disclosed in Patent Document 1, for example. In this method, the object to be heated is monitored by one or several thermal recording cameras during heating, and the heating is carried out by adjusting the heating parameters or heating conditions until the desired temperature conditions are obtained for said object. It is characterized by being controlled.

特表2002-532836号公報Special Publication No. 2002-532836

上述したように、誘導加熱中にワークが過度に加熱されると、ワークの材料の品質が劣化する。誘導加熱の原理上、ワークの温度のピーク値は、ワークの表面でなく内部に発生する。従って、ワークの表面温度に基づいて、温度制御すると、ワークが過度に加熱されるおそれがある。 As mentioned above, if the workpiece is heated excessively during induction heating, the quality of the material of the workpiece will deteriorate. Due to the principle of induction heating, the peak temperature of the workpiece occurs inside the workpiece, not on its surface. Therefore, if the temperature is controlled based on the surface temperature of the work, the work may be heated excessively.

ワークの表面温度の測定には、通常、非接触温度センサが用いられる。ワークの表面に酸化スケール等が発生すると、実際の温度より低い温度が測定されるので、ワークが過度に加熱されるおそれがある。 A non-contact temperature sensor is usually used to measure the surface temperature of a workpiece. If oxide scale or the like occurs on the surface of the workpiece, a temperature lower than the actual temperature will be measured, which may cause the workpiece to be excessively heated.

本発明の目的は、誘導加熱においてワークが過度に加熱されることを防止できる誘導加熱方法および誘導加熱制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an induction heating method and an induction heating control device that can prevent a workpiece from being excessively heated during induction heating.

本発明の第1局面に係る誘導加熱方法は、ワークを誘導加熱する加熱工程と、前記誘導加熱におけるコイル電流の実測値または前記誘導加熱における前記ワークの表面温度の実測値に基づいて、前記誘導加熱されている前記ワークの内部温度の解析値を求める解析工程と、前記解析値を前記ワークの監視温度と見なして、前記監視温度が前記ワークの上限温度を超えているか否かを判定する判定工程と、前記監視温度が前記上限温度を超えている判定がされたとき、前記加熱工程における前記ワークの温度を下げる制御をする制御工程と、を備える。 The induction heating method according to the first aspect of the present invention includes a heating step of inductively heating a workpiece, and an induction heating method based on an actual value of a coil current in the induction heating or an actual value of the surface temperature of the workpiece in the induction heating. an analysis step of determining an analytical value of the internal temperature of the heated workpiece; and a determination of determining whether the monitored temperature exceeds the upper limit temperature of the workpiece, considering the analytical value as the monitored temperature of the workpiece. and a control step of controlling to lower the temperature of the workpiece in the heating step when it is determined that the monitored temperature exceeds the upper limit temperature.

本発明者らは、誘導加熱において、ワークの温度のピーク値が、ワークの表面でなく内部に発生する点、および、ワークの内部温度が非接触温度センサによって測定することができない点に着目した。本発明の第1局面に係る誘導加熱方法では、ワークの内部温度の解析値をワークの監視温度と見なし、監視温度がワークの上限温度を超えているか否かを判定し、監視温度が上限温度を超えているとき、ワークの温度を下げる制御をする。従って、本発明の第1局面に係る誘導加熱方法によれば、誘導加熱においてワークが過度に加熱されることを防止できる。 The present inventors focused on the fact that in induction heating, the peak value of the temperature of the workpiece occurs inside the workpiece rather than on its surface, and that the internal temperature of the workpiece cannot be measured by a non-contact temperature sensor. . In the induction heating method according to the first aspect of the present invention, the analytical value of the internal temperature of the workpiece is regarded as the monitored temperature of the workpiece, it is determined whether the monitored temperature exceeds the upper limit temperature of the workpiece, and the monitored temperature is determined to be the upper limit temperature. When the temperature exceeds the temperature, the temperature of the workpiece is controlled to be lowered. Therefore, according to the induction heating method according to the first aspect of the present invention, it is possible to prevent the workpiece from being excessively heated during induction heating.

上記構成において、前記判定工程は、前記解析値のうち、前記内部温度のピーク値を前記監視温度と見なして、前記判定をする。 In the above configuration, the determination step makes the determination by regarding the peak value of the internal temperature among the analyzed values as the monitored temperature.

この構成によれば、ワークの内部温度のピーク値を監視温度と見なして、監視温度が上限温度を超えるか否かを判定するので、ワークが過度に加熱されることをより確実に防止することができる。 According to this configuration, the peak value of the internal temperature of the workpiece is regarded as the monitored temperature, and it is determined whether the monitored temperature exceeds the upper limit temperature, thereby more reliably preventing the workpiece from being excessively heated. I can do it.

上記構成において、前記判定工程は、前記解析値と前記表面温度の前記実測値のうち、大きい方を前記監視温度と見なして、前記監視温度が前記上限温度を超えているか否かを判定する。 In the above configuration, the determining step determines whether the monitored temperature exceeds the upper limit temperature by regarding the larger one of the analyzed value and the actual measured value of the surface temperature as the monitored temperature.

ワークの表面温度の実測値が解析値(例えば、内部温度のピーク値)より大きくなる可能性は排除できない。この構成によれば、解析値とワークの表面温度の実測値のうち、大きい方を監視温度と見なして、監視温度が上限温度を超えているか否かを判定するので、ワークの過度の加熱を防止することができる。 The possibility that the actual value of the surface temperature of the workpiece will be larger than the analytical value (for example, the peak value of the internal temperature) cannot be excluded. According to this configuration, the larger of the analytical value and the measured value of the surface temperature of the workpiece is regarded as the monitored temperature, and it is determined whether the monitored temperature exceeds the upper limit temperature, thereby preventing excessive heating of the workpiece. It can be prevented.

上記構成において、前記誘導加熱における前記コイル電流の前記実測値または前記誘導加熱における前記ワークの前記表面温度の前記実測値をパラメータとし、前記誘導加熱における前記ワークの内部の発熱量を示す発熱項と、前記パラメータとの関係を示すデータを予め準備する準備工程と、前記加熱工程中に前記パラメータを測定する測定工程と、をさらに備え、前記解析工程は、測定された前記パラメータと対応する前記発熱項を前記データから取得し、前記誘導加熱における前記ワークの内部温度分布を示す式に、取得した前記発熱項を当てはめ、前記式を用いて、前記解析値を求める。 In the above configuration, the actual value of the coil current in the induction heating or the actual value of the surface temperature of the workpiece in the induction heating is used as a parameter, and a heat generation term indicating the amount of heat generated inside the workpiece in the induction heating; , further comprising a preparation step of preparing in advance data showing a relationship with the parameter, and a measurement step of measuring the parameter during the heating step, and the analysis step includes determining the heat generation value corresponding to the measured parameter. The term is obtained from the data, the obtained heat generation term is applied to an equation indicating the internal temperature distribution of the workpiece during the induction heating, and the analytical value is obtained using the equation.

磁場と伝熱の連成解析によってワークの内部温度の解析値を求めることができる。この場合、磁場計算をし、計算した磁場を基にして発熱項を計算する必要があるので、解析値の計算に必要となる計算量が多くなる。この構成によれば、発熱項を予め準備しているので、ワークの内部温度の解析値を求める際に、磁場計算および発熱項の計算を省くことができる。これにより、解析値の計算に必要となる計算量を減らすことができ、解析値の計算時間を短くすることができる。 The analytical value of the internal temperature of the workpiece can be determined by coupled analysis of the magnetic field and heat transfer. In this case, it is necessary to calculate the magnetic field and calculate the exothermic term based on the calculated magnetic field, which increases the amount of calculation required to calculate the analytical value. According to this configuration, since the heat generation term is prepared in advance, the calculation of the magnetic field and the heat generation term can be omitted when obtaining the analytical value of the internal temperature of the workpiece. Thereby, the amount of calculation necessary for calculating the analytical value can be reduced, and the calculation time for the analytical value can be shortened.

上記構成において、前記誘導加熱における前記コイル電流の前記実測値を連成解析のパラメータとし、前記加熱工程中に前記パラメータを測定する測定工程をさらに備え、前記解析工程は、磁場及び温度が前記ワークの径方向で変化し、前記ワークの軸方向で一定となる条件を満たす、前記ワークの箇所を前記連成解析の対象とし、前記ワークの径方向における一次元の磁場と伝熱の前記連成解析を用いて、前記解析値を求める。 In the above configuration, the actual measurement value of the coil current in the induction heating is used as a parameter of a coupled analysis, and the analysis step further includes a measurement step of measuring the parameter during the heating step, and the analysis step includes a step of determining whether the magnetic field and the temperature are A location of the workpiece that satisfies the condition of changing in the radial direction of the workpiece and being constant in the axial direction of the workpiece is targeted for the coupled analysis, and the coupled analysis of the one-dimensional magnetic field and heat transfer in the radial direction of the workpiece is performed. The analysis value is determined using analysis.

一次元の磁場と伝熱の連成解析は、三次元や二次元の磁場と伝熱の連成解析と比べて、計算量を減らすことができる。従って、この構成によれば、ワークの内部温度の解析値の計算に必要となる計算量を減らすことができ、解析値の計算時間を短くすることができる。 Coupled analysis of a one-dimensional magnetic field and heat transfer can reduce the amount of calculation compared to a three-dimensional or two-dimensional coupled analysis of a magnetic field and heat transfer. Therefore, according to this configuration, the amount of calculation required to calculate the analytical value of the internal temperature of the workpiece can be reduced, and the calculation time of the analytical value can be shortened.

本発明の第2局面に係る誘導加熱制御装置は、誘導加熱装置によって誘導加熱されているワークの内部温度の解析値を、前記誘導加熱におけるコイル電流の実測値または前記誘導加熱における前記ワークの表面温度の実測値に基づいて求める解析部と、前記解析値を前記ワークの監視温度と見なして、前記監視温度が前記ワークの上限温度を超えているか否かを判定する判定部と、前記監視温度が前記上限温度を超えている判定がされたとき、前記誘導加熱装置を制御して前記ワークの温度を下げる制御をする制御部と、を備える。 The induction heating control device according to the second aspect of the present invention converts the analytical value of the internal temperature of the workpiece being induction heated by the induction heating device into the actual value of the coil current in the induction heating or the surface of the workpiece in the induction heating. an analysis unit that determines the temperature based on an actual measured value; a determination unit that considers the analysis value as the monitored temperature of the workpiece and determines whether or not the monitored temperature exceeds the upper limit temperature of the workpiece; and a control unit that controls the induction heating device to lower the temperature of the workpiece when it is determined that the temperature exceeds the upper limit temperature.

本発明の第2局面に係る誘導加熱制御装置は、本発明の第1局面に係る誘導加熱制御方法を装置の観点から規定しており、本発明の第1局面に係る誘導加熱制御方法と同様の作用効果を有する。 The induction heating control device according to the second aspect of the present invention defines the induction heating control method according to the first aspect of the present invention from the viewpoint of the device, and is similar to the induction heating control method according to the first aspect of the present invention. It has the following effects.

本発明によれば、誘導加熱においてワークが過度に加熱されることを防止できる。 According to the present invention, it is possible to prevent a workpiece from being excessively heated during induction heating.

実施形態に係る誘導加熱制御装置および誘導加熱装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an induction heating control device and an induction heating device according to an embodiment. データベースに格納されたデータの一例を説明する説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of data stored in a database. データベースに格納されたデータの他の例を説明する説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating another example of data stored in a database. 実施形態に係る誘導加熱制御方法を説明するフローチャートである。It is a flow chart explaining an induction heating control method concerning an embodiment. 誘導加熱におけるワークの内部温度について、解析値と実測値とを比較するグラフである。It is a graph comparing an analytical value and an actual value regarding the internal temperature of a workpiece during induction heating. 表面温度1100℃におけるワークの内部温度について、解析値と実測値とを比較するグラフである。It is a graph comparing an analytical value and an actual measurement value regarding the internal temperature of a workpiece at a surface temperature of 1100°C. 実施形態を用いて求められたワークの発熱項の解析値について、誘導加熱の開始から0秒後、1分後、5分後、30分後の解析値を示すグラフである。It is a graph showing the analytical values of the heat generation term of the workpiece obtained using the embodiment at 0 seconds, 1 minute, 5 minutes, and 30 minutes after the start of induction heating. ワークに発生する誘導電流の浸透深さを示すグラフである。3 is a graph showing the penetration depth of an induced current generated in a workpiece. 実施形態を用いて求められたワークの内部温度の解析値と、磁場と伝熱の連成解析の汎用ソフトウェアを用いて求められたワークの内部温度の解析値とを比較するグラフである。It is a graph comparing the analytical value of the internal temperature of the workpiece obtained using the embodiment with the analytical value of the internal temperature of the workpiece obtained using general-purpose software for coupled analysis of magnetic field and heat transfer. 実施形態の第2変形例に係る誘導加熱制御装置および誘導加熱装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing composition of an induction heating control device and an induction heating device concerning a 2nd modification of an embodiment. コイルが密に巻かれており、コイルの長さが十分に大きい状態において、コイルの長手方向の中央部における磁場を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing the magnetic field at the center in the longitudinal direction of the coil in a state where the coil is tightly wound and the length of the coil is sufficiently large. ワークの表面温度の初期値が20℃の場合に、実施形態の第2変形例および磁場と伝熱の連成解析の汎用ソフトウェアのそれぞれを用いて求められたワークの表面から内部への温度分布の解析値を示すグラフである。Temperature distribution from the surface of the workpiece to the inside determined using the second modification of the embodiment and general-purpose software for coupled analysis of magnetic field and heat transfer when the initial value of the surface temperature of the workpiece is 20°C. It is a graph showing the analytical value of. ワークの表面温度の初期値が500℃の場合に、実施形態の第2変形例および磁場と伝熱の連成解析の汎用ソフトウェアのそれぞれを用いて求められたワークの表面から内部への温度分布の解析値を示すグラフである。Temperature distribution from the surface of the workpiece to the inside determined using the second modification of the embodiment and general-purpose software for coupled analysis of magnetic field and heat transfer when the initial value of the surface temperature of the workpiece is 500°C. It is a graph showing the analytical value of.

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。各図において、同一符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その構成について、既に説明している内容については、その説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings. In each figure, components given the same reference numerals indicate the same components, and descriptions of the components that have already been described will be omitted.

図1は、実施形態に係る誘導加熱制御装置1および誘導加熱装置2の構成を示すブロック図である。誘導加熱制御装置1は、誘導加熱装置2を制御する。誘導加熱装置2は、ワークWを誘導加熱する装置であり、搬送部21と、コイル22と、電源23と、温度計24と、電流計25と、を備える。ワークWは、例えば、直径200~500mmである、円柱状の細長い金属部材である。搬送部21は、コイル22の一端から他端へ向かう矢印Aで示す方向にワークWを移動させることにより、ワークWをコイル22内に送り出す。コイル22の長さは、例えば、2000mm程度である。コイル22の長さがワークWの長さより短いので、ワークWのうち、コイル22内に位置する部分P(グレーで示す部分)が加熱対象となる。 FIG. 1 is a block diagram showing the configurations of an induction heating control device 1 and an induction heating device 2 according to an embodiment. The induction heating control device 1 controls the induction heating device 2. The induction heating device 2 is a device that inductively heats the workpiece W, and includes a conveying section 21, a coil 22, a power source 23, a thermometer 24, and an ammeter 25. The workpiece W is, for example, a cylindrical elongated metal member with a diameter of 200 to 500 mm. The conveyance unit 21 sends out the work W into the coil 22 by moving the work W in the direction indicated by arrow A from one end of the coil 22 to the other end. The length of the coil 22 is, for example, about 2000 mm. Since the length of the coil 22 is shorter than the length of the workpiece W, a portion P (portion shown in gray) of the workpiece W located inside the coil 22 becomes a heating target.

電源23は、コイル22に交流電流を供給する。コイル22に流れる交流電流によって、コイル22の周りに磁束が発生する。これにより、ワークWのうち、コイル22内に位置する部分Pに渦電流が流れてジュール熱が発生し、その部分Pが所定時間加熱される。所定時間経過後、搬送部21は、ワークWを矢印A方向に移動させる。これにより、その部分Pが型鍛造工程へ送られ、ワークWのうち、コイル22内に位置する新たな部分Pが所定時間加熱される。以上の動作が繰り返される。 Power supply 23 supplies alternating current to coil 22 . The alternating current flowing through the coil 22 generates magnetic flux around the coil 22. As a result, an eddy current flows through a portion P of the workpiece W located within the coil 22, generating Joule heat, and the portion P is heated for a predetermined period of time. After a predetermined period of time has elapsed, the transport unit 21 moves the workpiece W in the direction of arrow A. As a result, that portion P is sent to the die forging process, and a new portion P of the workpiece W located within the coil 22 is heated for a predetermined time. The above operations are repeated.

温度計24は、熱電対を用いた非接触温度センサであり、コイル22の長手方向の中央部に貫通された穴部を通して、ワークWの表面温度を測定する。コイル22内の熱は、コイル22の両端から外部に放出されるので、コイル22の両端部の温度よりもコイル22の中央部の温度が高くなる。従って、コイル22の中央部でワークWの表面温度が測定される。温度計24によって測定されたワークWの表面温度(表面温度の実測値)を示す温度データtdは、誘導加熱制御装置1へ送られる。 The thermometer 24 is a non-contact temperature sensor using a thermocouple, and measures the surface temperature of the workpiece W through a hole penetrated through the center of the coil 22 in the longitudinal direction. Since the heat within the coil 22 is released to the outside from both ends of the coil 22, the temperature at the center of the coil 22 becomes higher than the temperature at both ends of the coil 22. Therefore, the surface temperature of the workpiece W is measured at the center of the coil 22. Temperature data td indicating the surface temperature (actual measurement value of the surface temperature) of the workpiece W measured by the thermometer 24 is sent to the induction heating control device 1 .

電流計25は、誘導加熱中にコイル22に流れる電流(コイル電流)を測定する。コイル電流(コイル電流の実測値)を示す電流データidは、誘導加熱制御装置1へ送られる。 The ammeter 25 measures the current flowing through the coil 22 (coil current) during induction heating. Current data id indicating the coil current (actually measured value of the coil current) is sent to the induction heating control device 1.

誘導加熱制御装置1は、演算処理部11と、IF部12と、入力部13と、出力部14と、を備える。演算処理部11は、誘導加熱制御装置1の全体を統括し、誘導加熱制御装置1の動作に必要な処理をする。演算処理部11は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、および、HDD(Hard Disk Drive)等のハードウェア、演算処理部11の機能を実行するためのプログラムおよびデータ等によって実現される。 The induction heating control device 1 includes an arithmetic processing section 11, an IF section 12, an input section 13, and an output section 14. The arithmetic processing unit 11 controls the entire induction heating control device 1 and performs processing necessary for the operation of the induction heating control device 1. The arithmetic processing unit 11 executes the functions of the arithmetic processing unit 11 and hardware such as a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and an HDD (Hard Disk Drive). Because It is realized by programs and data, etc.

IF部12は、演算処理部11に接続され、演算処理部11の制御に従って、外部の機器との間で信号等を入出力する。例えば、IF部12は、温度計24から送られてきた温度データtdを受信し、これを演算処理部11へ送る。IF部12は、電流計25から送られてきた電流データidを受信し、これを演算処理部11へ送る。IF部12は、演算処理部11の温度制御部114が生成した制御信号s1を電源23へ送る。電源23は、制御信号s1に基づいて、コイル22に供給する交流電流を制御する。IF部12は、演算処理部11の搬送制御部115が生成した制御信号s2を搬送部21へ送る。搬送部21は、制御信号s2に基づいて、ワークWの矢印A方向への移動を制御する。IF部12は、入出力インターフェース回路によって実現される。 The IF unit 12 is connected to the arithmetic processing unit 11 and inputs and outputs signals and the like to and from external devices under the control of the arithmetic processing unit 11. For example, the IF section 12 receives temperature data td sent from the thermometer 24 and sends it to the arithmetic processing section 11 . The IF section 12 receives the current data ID sent from the ammeter 25 and sends it to the arithmetic processing section 11 . The IF section 12 sends the control signal s1 generated by the temperature control section 114 of the arithmetic processing section 11 to the power supply 23. The power supply 23 controls the alternating current supplied to the coil 22 based on the control signal s1. The IF unit 12 sends the control signal s2 generated by the transport control unit 115 of the arithmetic processing unit 11 to the transport unit 21. The transport unit 21 controls movement of the workpiece W in the direction of arrow A based on the control signal s2. The IF section 12 is realized by an input/output interface circuit.

入力部13は、演算処理部11に接続され、ユーザが、各種の情報、データ、命令等を入力するための装置である。入力部13は、マウス、キーボード、タッチパネル等により実現される。出力部14は、演算処理部11に接続され、演算処理部11の制御に従って、入力部13から入力されたコマンド、データ等を出力する装置である。出力部14は、液晶ディスプレイ、OLEDディスプレイ(Organic Light Emitting Diode display)等により実現される。 The input unit 13 is connected to the arithmetic processing unit 11 and is a device for a user to input various information, data, commands, etc. The input unit 13 is realized by a mouse, a keyboard, a touch panel, etc. The output unit 14 is a device that is connected to the arithmetic processing unit 11 and outputs commands, data, etc. input from the input unit 13 under the control of the arithmetic processing unit 11. The output unit 14 is realized by a liquid crystal display, an OLED display (Organic Light Emitting Diode display), or the like.

演算処理部11は、機能ブロックとして、データベース111と、解析部112と、判定部113と、温度制御部114と、搬送制御部115と、を備える。 The arithmetic processing unit 11 includes a database 111, an analysis unit 112, a determination unit 113, a temperature control unit 114, and a transport control unit 115 as functional blocks.

データベース111には、コイル電流と発熱項との関係を示すデータが表形式で格納されている。図2Aは、データベース111に格納されたデータの一例を説明する説明図である。発熱項は、誘導加熱におけるワークWの内部温度分布に対応する発熱量を示す。発熱項は、あるコイル電流の下でコイル22に発生する磁場について、磁場計算することによって予め求められている。例えば、コイル電流i1のとき発熱項q1であり、コイル電流i2のとき発熱項q2であり、コイル電流i3のとき発熱項q3である。 The database 111 stores data indicating the relationship between the coil current and the heat generation term in a table format. FIG. 2A is an explanatory diagram illustrating an example of data stored in the database 111. The heat generation term indicates the amount of heat generated corresponding to the internal temperature distribution of the workpiece W during induction heating. The heating term is determined in advance by performing magnetic field calculations on the magnetic field generated in the coil 22 under a certain coil current. For example, when the coil current i1 is the heat generation term q1, when the coil current i2 is the heat generation term q2, and when the coil current i3 is the heat generation term q3.

図1を参照して、解析部112は、電流計25から送られてきた電流データid(誘導加熱におけるコイル電流の実測値)に基づいて、誘導加熱されているワークWの内部温度の解析値を求める。詳しくは、解析部112は、電流計25から送られてきた電流データid(コイル電流の実測値)をパラメータとして、このパラメータ(コイル電流の実測値)と対応する発熱項をデータベース111から取得し、下記式1の発熱項ΔQに、取得した発熱項を当てはめ、式1を用いて、誘導加熱におけるワークWの径方向rの温度分布T(誘導加熱されているワークWの内部温度の解析値)を求める。
Referring to FIG. 1, the analysis unit 112 generates an analysis value of the internal temperature of the workpiece W being induction heated based on the current data id (actual measurement value of the coil current in induction heating) sent from the ammeter 25. seek. Specifically, the analysis unit 112 uses the current data id (actual measured value of the coil current) sent from the ammeter 25 as a parameter, and acquires the heat generation term corresponding to this parameter (actual measured value of the coil current) from the database 111. , the obtained heat generation term is applied to the heat generation term ΔQ in the following equation 1, and using equation 1, the temperature distribution T in the radial direction r of the workpiece W during induction heating (analytical value of the internal temperature of the workpiece W being induction heated) ).

式1は、ワークWの中心軸から半径方向にr離れた地点における、誘導加熱による温度の解析値を示している(誘導加熱におけるワークWの内部温度分布を示す式)。Tは解析値(温度)を示し、tは時間を示し、ρはワークWの密度を示し、cはワークWの比熱を示し、λはワークWの熱伝導率を示し、ΔQは発熱項を示す。発熱項は、ワークWの表面から内部への温度分布(発熱量)に対応している。 Equation 1 shows an analytical value of the temperature due to induction heating at a point r away from the central axis of the work W in the radial direction (an equation indicating the internal temperature distribution of the work W during induction heating). T indicates the analytical value (temperature), t indicates time, ρ indicates the density of the workpiece W, c indicates the specific heat of the workpiece W, λ indicates the thermal conductivity of the workpiece W, and ΔQ indicates the exothermic term. show. The heat generation term corresponds to the temperature distribution (heat amount) from the surface of the workpiece W to the inside.

データベース111に格納されたデータの他の例を説明する。他の例は、ワークWの表面温度と発熱項との関係を示すデータである。図2Bは、他の例を説明する説明図である。発熱項は、誘導加熱におけるワークWの発熱量を示す。発熱項は、ワークWの表面温度の下でコイル22に発生する磁場について、磁場計算することによって予め求められている。例えば、表面温度t1のとき発熱項q1であり、表面温度t2のとき発熱項q2であり、表面温度t3のとき発熱項q3である。 Another example of data stored in the database 111 will be explained. Another example is data showing the relationship between the surface temperature of the workpiece W and the exothermic term. FIG. 2B is an explanatory diagram illustrating another example. The heat generation term indicates the amount of heat generated by the workpiece W during induction heating. The exothermic term is determined in advance by performing magnetic field calculations on the magnetic field generated in the coil 22 under the surface temperature of the workpiece W. For example, when the surface temperature is t1, the exothermic term is q1, when the surface temperature is t2, the exothermic term is q2, and when the surface temperature is t3, the exothermic term is q3.

データベース111の他の例の場合、解析部112は、温度計24から送られてきた温度データtd(誘導加熱におけるワークWの表面温度の実測値)に基づいて、誘導加熱されているワークWの内部温度の解析値を求める。詳しくは、解析部112は、温度計24から送られてきた温度データtd(表面温度の実測値)をパラメータとし、このパラメータ(表面温度の実測値)と対応する発熱項をデータベース111から取得し、式1の発熱項ΔQに、取得した発熱項を当てはめ、式1を用いて、誘導加熱におけるワークWの径方向rの温度分布T(誘導加熱されているワークWの内部温度の解析値)を求める。 In the case of another example of the database 111, the analysis unit 112 calculates the temperature of the workpiece W being induction heated based on the temperature data td (actual measurement value of the surface temperature of the workpiece W during induction heating) sent from the thermometer 24. Find the analytical value of the internal temperature. Specifically, the analysis unit 112 uses the temperature data td (actual measured value of surface temperature) sent from the thermometer 24 as a parameter, and acquires the exothermic term corresponding to this parameter (actual measured value of surface temperature) from the database 111. , by applying the obtained heat generation term to the heat generation term ΔQ in Equation 1, and using Equation 1, the temperature distribution T in the radial direction r of the workpiece W during induction heating (analytical value of the internal temperature of the workpiece W being induction heated) seek.

判定部113は、解析部112によって求められたワークWの内部温度の解析値をワークWの監視温度と見なして、監視温度がワークWの上限温度を超えているか否かを判定する。ワークWの下限温度については、温度計24によって測定されたワークWの表面温度と比較される。すなわち、判定部113は、温度データtdが示す表面温度が下限温度より小さいか否かを判定する。 The determining unit 113 regards the analytical value of the internal temperature of the workpiece W obtained by the analyzing unit 112 as the monitored temperature of the workpiece W, and determines whether the monitored temperature exceeds the upper limit temperature of the workpiece W. The lower limit temperature of the workpiece W is compared with the surface temperature of the workpiece W measured by the thermometer 24. That is, the determining unit 113 determines whether the surface temperature indicated by the temperature data td is lower than the lower limit temperature.

温度制御部114は、判定部113によって監視温度が上限温度を超えている判定がされたとき、誘導加熱されているワークWの温度を下げる制御をする制御信号s1を生成し、IF部12は制御信号s1を電源23へ送る。ここでの制御信号s1は、電源23をオフ状態にする信号である。 When the determination unit 113 determines that the monitored temperature exceeds the upper limit temperature, the temperature control unit 114 generates a control signal s1 that controls to lower the temperature of the workpiece W that is being heated by induction, and the IF unit 12 A control signal s1 is sent to the power supply 23. The control signal s1 here is a signal that turns off the power supply 23.

電源23がオフすることにより、コイル22に交流電流が供給されないので、誘導加熱が停止し、ワークWの温度が徐々に低下する。温度制御部114は、判定部113によって表面温度が下限温度より小さいと判定されたとき、ワークWの温度を上げる制御をする制御信号s1を生成し、IF部12は制御信号s1を電源23へ送る。ここでの制御信号s1は、電源23をオン状態にする信号である。 When the power source 23 is turned off, no alternating current is supplied to the coil 22, so induction heating stops and the temperature of the workpiece W gradually decreases. When the determination unit 113 determines that the surface temperature is lower than the lower limit temperature, the temperature control unit 114 generates a control signal s1 that controls increasing the temperature of the workpiece W, and the IF unit 12 transmits the control signal s1 to the power supply 23. send. The control signal s1 here is a signal that turns on the power supply 23.

搬送制御部115は、制御信号s2を生成する。IF部12は、制御信号s2を搬送部21へ送る。搬送部21は、制御信号s2に基づいて、ワークWを矢印A方向に移動させることにより、ワークWをコイル内に搬送する。 The transport control unit 115 generates a control signal s2. The IF unit 12 sends a control signal s2 to the transport unit 21. The transport unit 21 transports the work W into the coil by moving the work W in the direction of arrow A based on the control signal s2.

実施形態に係る誘導加熱制御方法を説明する。図3は、これを説明するフローチャートである。データベース111に格納されたデータは、図2Aに示す例とする。ワークWのうちコイル22内に位置している部分P(グレーで示す部分)が誘導加熱される。部分Pの温度を所定範囲に制御するために、誘導加熱は、電源23がオンされて部分Pが加熱される加熱過程と、電源23がオフされて部分Pから放熱される放冷過程とを含む。誘導加熱は所定時間(例えば、60分)される。 An induction heating control method according to an embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart explaining this. The data stored in the database 111 is shown in the example shown in FIG. 2A. A portion P (portion shown in gray) of the workpiece W located within the coil 22 is heated by induction. In order to control the temperature of the portion P within a predetermined range, induction heating includes a heating process in which the power source 23 is turned on and the portion P is heated, and a cooling process in which the power source 23 is turned off and heat is radiated from the portion P. include. Induction heating is performed for a predetermined period of time (for example, 60 minutes).

図1および図3を参照して、ユーザは、入力部13を操作し、誘導加熱を開始する命令を入力する。温度計24は、ワークWの表面温度を逐次測定し、温度データtdを、IF部12を介して演算処理部11へ送る。電流計25は、コイル22に流れるコイル電流を逐次測定し、電流データidを、IF部12を介して演算処理部11へ送る。 Referring to FIGS. 1 and 3, a user operates input unit 13 and inputs a command to start induction heating. The thermometer 24 successively measures the surface temperature of the workpiece W, and sends temperature data td to the arithmetic processing section 11 via the IF section 12. The ammeter 25 sequentially measures the coil current flowing through the coil 22 and sends current data id to the arithmetic processing section 11 via the IF section 12.

温度制御部114は、上記所定時間を予め記憶しており、温度制御部114が有するタイマを作動させて、時間の計測を開始する。温度制御部114は、所定時間が経過したか否かを判断する(S1)。すなわち、温度制御部114は、誘導加熱の開始から所定時間が経過したか否かを判断する。 The temperature control unit 114 stores the predetermined time in advance, and starts measuring time by operating a timer included in the temperature control unit 114. The temperature control unit 114 determines whether a predetermined time has elapsed (S1). That is, the temperature control unit 114 determines whether a predetermined time has elapsed since the start of induction heating.

誘導加熱が開始した段階なので、温度制御部114は、所定時間が経過していないと判断し(S1でNo)、電源23をオンさせる制御信号s1を生成する。IF部12は、この制御信号s1を電源23へ送る。これにより、電源23がオンし、コイル22に交流電流が供給され、ワークWのうちコイル22内に位置している部分Pが加熱される(S2)。これが加熱過程である。 Since induction heating has started, the temperature control unit 114 determines that the predetermined time has not elapsed (No in S1), and generates a control signal s1 to turn on the power supply 23. The IF section 12 sends this control signal s1 to the power supply 23. As a result, the power supply 23 is turned on, alternating current is supplied to the coil 22, and the portion P of the workpiece W located inside the coil 22 is heated (S2). This is the heating process.

解析部112は、データベース111に格納された図2Aに示すデータを参照して、電流計25から送られてきた電流データidが示すコイル電流(コイル電流の実測値)に対応する発熱項を取得し、上記式(1)の発熱項ΔQに、取得した発熱項を当てはめ、式(1)を用いて、解析値(ワークWの内部温度分布)を求める。解析部112は、一定時間間隔で解析値を求める。 The analysis unit 112 refers to the data shown in FIG. 2A stored in the database 111 and obtains the heat generation term corresponding to the coil current (actual measured value of the coil current) indicated by the current data id sent from the ammeter 25. Then, the obtained heat generation term is applied to the heat generation term ΔQ in the above equation (1), and an analytical value (internal temperature distribution of the workpiece W) is obtained using equation (1). The analysis unit 112 obtains analysis values at regular time intervals.

判定部113は、ワークWの上限温度を予め記憶しており、解析値のピーク値(ワークWの内部温度の最大値)を監視温度と見なして、解析値のピーク値が上限温度を超えているか否かを判断する(S3)。判定部113は、解析部112が一定時間間隔で求めた解析値に対して、この判断をする。判定部113が、解析値のピーク値が上限温度を超えていないと判断したとき(S3でNo)、処理S1へ戻る。 The determination unit 113 stores the upper limit temperature of the workpiece W in advance, and regards the peak value of the analysis value (the maximum value of the internal temperature of the workpiece W) as the monitoring temperature, and determines whether the peak value of the analysis value exceeds the upper limit temperature. It is determined whether or not there is one (S3). The determination unit 113 makes this determination on the analysis values obtained by the analysis unit 112 at regular time intervals. When the determination unit 113 determines that the peak value of the analysis value does not exceed the upper limit temperature (No in S3), the process returns to process S1.

判定部113が、解析値のピーク値が上限温度を超えていると判断したとき(S3でYes)、温度制御部114は、上記所定時間が経過したか否かを判断する(S4)。温度制御部114は、所定時間が経過していないと判断したとき(S4でNo)、電源23をオフさせる制御信号s1を生成する。IF部12は、この制御信号s1を電源23へ送る。これにより、電源23がオフし、コイル22に交流電流が供給されなくなり、部分Pから放熱される(S5)。これが放冷過程である。 When the determination unit 113 determines that the peak value of the analysis value exceeds the upper limit temperature (Yes in S3), the temperature control unit 114 determines whether the predetermined time has elapsed (S4). When the temperature control unit 114 determines that the predetermined time has not elapsed (No in S4), it generates a control signal s1 to turn off the power supply 23. The IF section 12 sends this control signal s1 to the power supply 23. As a result, the power supply 23 is turned off, alternating current is no longer supplied to the coil 22, and heat is radiated from the portion P (S5). This is the cooling process.

判定部113は、ワークWの下限温度を予め記憶しており、温度計24から送られてくる温度データtdが示す表面温度(表面温度の実測値)が下限温度より小さいか否かを判断する(S6)。判定部113は、表面温度が下限温度以上と判断したとき(S6でNo)、処理S4へ戻る。 The determination unit 113 stores the lower limit temperature of the workpiece W in advance, and determines whether the surface temperature (actual measurement value of the surface temperature) indicated by the temperature data td sent from the thermometer 24 is smaller than the lower limit temperature. (S6). When the determination unit 113 determines that the surface temperature is equal to or higher than the lower limit temperature (No in S6), the process returns to step S4.

判定部113は、表面温度が下限温度より小さいと判断したとき(S6でYes)、温度制御部114は、上記所定時間が経過したか否かを判断する(S7)。温度制御部114は、所定時間が経過していないと判断したとき(S7でNo)、処理S2へ戻る。温度制御部114は、所定時間が経過したと判断したとき(S7でYes、S1でYes、S4でYes)、加熱対象となる部分Pの誘導加熱が終了となる。搬送部21は矢印Aで示す方向にワークWを移動させて、その部分Pをコイル22外に送り出し、ワークWのうち、コイル22内に位置する新たな部分Pが加熱対象となる。 When the determination unit 113 determines that the surface temperature is lower than the lower limit temperature (Yes in S6), the temperature control unit 114 determines whether the predetermined time has elapsed (S7). When the temperature control unit 114 determines that the predetermined time has not elapsed (No in S7), the process returns to process S2. When the temperature control unit 114 determines that the predetermined time has elapsed (Yes in S7, Yes in S1, Yes in S4), the induction heating of the portion P to be heated ends. The transport unit 21 moves the workpiece W in the direction indicated by the arrow A and sends out the part P outside the coil 22, and a new part P of the workpiece W located inside the coil 22 becomes a heating target.

実施形態を用いて求められたワークWの内部温度の解析値は、ワークWの内部温度の実測値とほぼ同じになることを、図4および図5を用いて説明する。ワークWの内部温度の実測値は、ワークWの表面から内部に形成された穴に、温度計24の温度検知部(熱電対)が挿入された状態で測定された値である。図4は、誘導加熱におけるワークWの内部温度について、解析値と実測値とを比較するグラフである。グラフの横軸は、誘導加熱の時間を示す。グラフの縦軸は、内部温度を示す。実測値は、ワークWの表面から深さ68mmの地点の内部温度の実測値である。解析値は、実施形態を用いて求められた、ワークWの表面から深さ68mmの地点の内部温度の解析値である。解析値は実測値とほぼ同じとなることが分かる。 It will be explained with reference to FIGS. 4 and 5 that the analytical value of the internal temperature of the workpiece W obtained using the embodiment is almost the same as the actually measured value of the internal temperature of the workpiece W. The actual value of the internal temperature of the workpiece W is a value measured with the temperature detection part (thermocouple) of the thermometer 24 inserted into a hole formed inside the workpiece W from the surface thereof. FIG. 4 is a graph comparing analytical values and actual measured values regarding the internal temperature of the workpiece W during induction heating. The horizontal axis of the graph indicates the induction heating time. The vertical axis of the graph indicates the internal temperature. The actual measurement value is the actual measurement value of the internal temperature at a point 68 mm deep from the surface of the workpiece W. The analytical value is an analytical value of the internal temperature at a point 68 mm deep from the surface of the workpiece W, which was determined using the embodiment. It can be seen that the analytical value is almost the same as the actual measured value.

図5は、ワークWの表面温度1100℃におけるワークWの内部温度について、解析値と実測値とを比較するグラフである。グラフの横軸は、ワークWの表面からの深さを示す。グラフの縦軸は、内部温度を示す。丸形プロットは、コイル22の一方の端面からコイル22の長手方向に沿った距離d2(d2>d1)において、ワークWの深さ0mm、40mm、70mm、190mmの地点における内部温度の実測値を示す。解析値は、実施形態を用いて求められたワークWの内部温度の解析値である。解析値は実測値とほぼ同じとなることが分かる。 FIG. 5 is a graph comparing analytical values and actual measured values regarding the internal temperature of the workpiece W at a surface temperature of 1100°C. The horizontal axis of the graph indicates the depth from the surface of the workpiece W. The vertical axis of the graph indicates the internal temperature. The round plot shows the actual values of the internal temperature at depths of 0 mm, 40 mm, 70 mm, and 190 mm of the workpiece W at a distance d2 (d2>d1) along the longitudinal direction of the coil 22 from one end surface of the coil 22. show. The analytical value is an analytical value of the internal temperature of the workpiece W obtained using the embodiment. It can be seen that the analytical value is almost the same as the actual measured value.

図6は、実施形態を用いて求められたワークWの発熱項の解析値について、誘導加熱の開始から0秒後、1分後、5分後、30分後の解析値を示すグラフである。誘導加熱の開始から0秒後、1分後、5分後、30分後のワークWの表面温度は、20℃、610.97℃、842.07℃、1006.5℃であった。グラフの横軸は、ワークWの表面からの深さを示す。グラフの縦軸は、ワークWの単位体積当たりの発熱量を示し、発熱項と対応する。 FIG. 6 is a graph showing the analytical values of the heat generation term of the workpiece W obtained using the embodiment at 0 seconds, 1 minute, 5 minutes, and 30 minutes after the start of induction heating. . The surface temperatures of the workpiece W 0 seconds, 1 minute, 5 minutes, and 30 minutes after the start of induction heating were 20°C, 610.97°C, 842.07°C, and 1006.5°C. The horizontal axis of the graph indicates the depth from the surface of the workpiece W. The vertical axis of the graph indicates the amount of heat generated per unit volume of the workpiece W, and corresponds to the heat generation term.

誘導加熱の開始当初(0秒後、1分後)は、ワークWの表面の発熱量が、ワークWの内部の発熱量より大きいが、誘導加熱の時間が経過すると(5分後、30分後)、ワークWの内部には、ワークWの表面よりも発熱量が大きい地点が発生していることが分かる。これを理論的に説明すると、以下の通りである。 At the beginning of induction heating (0 seconds, 1 minute), the amount of heat generated on the surface of the workpiece W is larger than the amount of heat generated inside the workpiece W, but as the induction heating time elapses (after 5 minutes, 30 minutes). It can be seen that there are points inside the workpiece W where the amount of heat generated is larger than that on the surface of the workpiece W. This can be explained theoretically as follows.

図7は、ワークWに発生する誘導電流の浸透深さを示すグラフである。グラフの横軸は、ワークWの表面からの距離x(表面からの深さ)を示す。δが浸透深さである。グラフの縦軸は、誘導電流の電流密度を示す。 FIG. 7 is a graph showing the penetration depth of the induced current generated in the workpiece W. The horizontal axis of the graph indicates the distance x from the surface of the workpiece W (depth from the surface). δ is the penetration depth. The vertical axis of the graph indicates the current density of the induced current.

誘導加熱は、電磁誘導によりワークWに流れる電流に対する電気抵抗によって行われる。従って、誘導加熱による発熱分布は、電流密度分布に依存する。電流密度は、ワークWの表面で最も大きく、ワークWの内部にいくほど指数関数的に減少する分布となる。一般的に、電流密度i0から0まで連続して分布する全電流(|i|)は、幅の値がδ(浸透深さ)の導体が想定され、これに一様な電流密度i0の電流が流れると考える。浸透深さ(δ)は、図7中の式(2)で表わされる。 Induction heating is performed by electrical resistance to a current flowing through the workpiece W by electromagnetic induction. Therefore, the heat generation distribution due to induction heating depends on the current density distribution. The current density is highest on the surface of the workpiece W, and has a distribution that decreases exponentially as it goes inside the workpiece W. Generally, the total current (|i|) that is continuously distributed from current density i0 to 0 is assumed to be a conductor with a width value of δ (penetration depth), and a current with uniform current density i0 is I think it flows. The penetration depth (δ) is expressed by equation (2) in FIG.

式(2)において、ρは、ワークWの抵抗率(μΩ・cm)であり、μは、ワークWの比透磁率であり(磁性材は、μ>1であり、非磁性材は、μ=1である)、fは、コイル電流の周波数(Hz)である。 In equation (2), ρ is the resistivity (μΩ・cm) of the workpiece W, and μ is the relative magnetic permeability of the workpiece W (μ>1 for magnetic materials, μ = 1), f is the frequency (Hz) of the coil current.

式(2)から分かるように、浸透深さ(δ)は、ワークWの寸法に関係なく、ワークWの物性とコイル電流の周波数で与えられる。 As can be seen from equation (2), the penetration depth (δ) is given by the physical properties of the work W and the frequency of the coil current, regardless of the dimensions of the work W.

炭素鋼の浸透深さを表1に示す。浸透深さは、コイル電流の周波数が低いほど大きくなり、非磁性域(キュリー点以上の温度の領域)で急増する。従って、発熱分布は、図6に示すように、誘導加熱の開始当初はワークWの温度が低いので、ワークWの表面のみの加熱となる。その後、表面の温度がキュリー点を越え、表面が非磁性域になると、表面での発熱量が低下するとともに、浸透深さが大きくなるために、発熱分布はワークWの内部にシフトしていく。
Table 1 shows the penetration depth of carbon steel. The penetration depth increases as the frequency of the coil current becomes lower, and increases rapidly in the non-magnetic region (region of temperature above the Curie point). Therefore, as shown in FIG. 6, the heat generation distribution is such that only the surface of the workpiece W is heated because the temperature of the workpiece W is low at the beginning of induction heating. After that, when the surface temperature exceeds the Curie point and the surface becomes a non-magnetic region, the amount of heat generated at the surface decreases and the penetration depth increases, so the heat generation distribution shifts to the inside of the work W. .

以上が、誘導加熱の時間が経過すると、ワークWの内部には、ワークWの表面よりも発熱量が大きい地点が発生する理論的説明である。 The above is a theoretical explanation that as the induction heating time elapses, a point where the amount of heat generated is larger than the surface of the workpiece W is generated inside the workpiece W.

実施形態では、ワークWの内部温度の解析値をワークWの監視温度と見なし、監視温度がワークWの上限温度を超えているか否かを判定し(S3)、監視温度が上限温度を超えているとき(S3でYes)、ワークWの温度を下げる制御をする(S5)。従って、実施形態によれば、誘導加熱においてワークWが過度に加熱されることを防止できる。 In the embodiment, the analysis value of the internal temperature of the workpiece W is regarded as the monitored temperature of the workpiece W, and it is determined whether the monitored temperature exceeds the upper limit temperature of the workpiece W (S3). When the temperature of the workpiece W is lowered (Yes in S3), control is performed to lower the temperature of the workpiece W (S5). Therefore, according to the embodiment, it is possible to prevent the workpiece W from being excessively heated during induction heating.

図8は、実施形態を用いて求められたワークWの内部温度の解析値と、磁場と伝熱の連成解析の汎用ソフトウェアを用いて求められたワークWの内部温度の解析値とを比較するグラフである。グラフの横軸は、ワークWの表面からの深さを示す。グラフの縦軸は、ワークWの内部温度を示す。 FIG. 8 compares the analytical value of the internal temperature of the workpiece W obtained using the embodiment with the analytical value of the internal temperature of the workpiece W obtained using general-purpose software for coupled analysis of magnetic field and heat transfer. This is a graph. The horizontal axis of the graph indicates the depth from the surface of the workpiece W. The vertical axis of the graph indicates the internal temperature of the workpiece W.

(A)~(G)の線は、実施形態を用いて求められたワークWの内部温度の解析値を示す。(A)の線は、誘導加熱の開始から20秒後の解析値を示す。(B)の線は、誘導加熱の開始から1分後の解析値を示す。(C)の線は、誘導加熱の開始から5分後の解析値を示す。(D)の線は、誘導加熱の開始から10分後の解析値を示す。(E)の線は、誘導加熱の開始から20分後の解析値を示す。(F)の線は、誘導加熱の開始から40分後の解析値を示す。(G)の線は、誘導加熱の開始から60分後の解析値を示す。 Lines (A) to (G) show analytical values of the internal temperature of the workpiece W obtained using the embodiment. The line (A) shows the analysis value 20 seconds after the start of induction heating. The line (B) shows the analysis value 1 minute after the start of induction heating. The line (C) shows the analysis value 5 minutes after the start of induction heating. Line (D) shows the analysis value 10 minutes after the start of induction heating. Line (E) shows the analysis value 20 minutes after the start of induction heating. The line (F) shows the analysis value 40 minutes after the start of induction heating. The line (G) shows the analysis value 60 minutes after the start of induction heating.

(a)~(g)のプロットは、磁場と伝熱の連成解析の汎用ソフトウェアを用いて求められたワークWの内部温度の解析値を示す。(a)のプロットは、誘導加熱の開始から20秒後の解析値を示す。(b)のプロットは、誘導加熱の開始から1分後の解析値を示す。(c)のプロットは、誘導加熱の開始から5分後の解析値を示す。(d)のプロットは、誘導加熱の開始から10分後の解析値を示す。(e)のプロットは、誘導加熱の開始から20分後の解析値を示す。(f)のプロットは、誘導加熱の開始から40分後の解析値を示す。(g)のプロットは、誘導加熱の開始から60分後の解析値を示す。 The plots (a) to (g) show analytical values of the internal temperature of the workpiece W obtained using general-purpose software for coupled analysis of magnetic field and heat transfer. The plot in (a) shows the analytical values 20 seconds after the start of induction heating. The plot in (b) shows the analytical values 1 minute after the start of induction heating. The plot in (c) shows the analytical values 5 minutes after the start of induction heating. The plot in (d) shows the analytical values 10 minutes after the start of induction heating. The plot in (e) shows the analytical values 20 minutes after the start of induction heating. The plot in (f) shows the analytical values 40 minutes after the start of induction heating. The plot in (g) shows the analysis values 60 minutes after the start of induction heating.

実施形態を用いて求められたワークWの内部温度の解析値は、磁場と伝熱の連成解析の汎用ソフトウェアを用いて求められたワークWの内部温度の解析値とほぼ一致していることが分かる。 The analytical value of the internal temperature of the workpiece W obtained using the embodiment almost matches the analytical value of the internal temperature of the workpiece W obtained using general-purpose software for coupled analysis of magnetic field and heat transfer. I understand.

磁場と伝熱の連成解析の汎用ソフトウェアによってワークWの内部温度の解析値を求める場合、磁場計算をし、計算した磁場を基にして発熱項を計算する必要があるので、解析値の計算に必要となる計算量が多くなる。実施形態によれば、図2Aまたは図2Bに示すデータが格納されたデータベース111を用いることにより、ワークWの内部温度の解析値を求める際に、磁場計算および発熱項の計算を省くことができる。従って、ワークWの内部温度の解析値の計算に必要となる計算量を減らすことができるので、解析値の計算時間を短くすることができる。具体的には、実施形態を用いて求められたワークWの内部温度の解析値の計算時間は、1分程度であり、実用化に支障がない。 When calculating the analytical value of the internal temperature of the workpiece W using general-purpose software for coupled analysis of magnetic field and heat transfer, it is necessary to calculate the magnetic field and calculate the exothermic term based on the calculated magnetic field, so it is necessary to calculate the analytical value. The amount of calculation required increases. According to the embodiment, by using the database 111 storing the data shown in FIG. 2A or 2B, it is possible to omit magnetic field calculation and heat generation term calculation when obtaining the analytical value of the internal temperature of the workpiece W. . Therefore, the amount of calculation required to calculate the analytical value of the internal temperature of the workpiece W can be reduced, and the time required to calculate the analytical value can be shortened. Specifically, the calculation time for the analytical value of the internal temperature of the workpiece W obtained using the embodiment is about 1 minute, and there is no problem in practical use.

実施形態の第1変形例について説明する。第1変形例は、図3の処理S3が実施形態と異なる。第1変形例において、判定部113は、ワークWの内部温度の解析値とワークWの表面温度の実測値のうち、大きい方を監視温度と見なして、監視温度が上限温度を超えているか否かを判定する(処理S3)。ワークの表面温度の実測値は、解析値の算出に用いたコイル電流の実測値と同じタイミングで測定されたものである。 A first modification of the embodiment will be described. The first modification differs from the embodiment in processing S3 in FIG. In the first modification, the determination unit 113 regards the larger of the analytical value of the internal temperature of the work W and the actual measured value of the surface temperature of the work W as the monitored temperature, and determines whether the monitored temperature exceeds the upper limit temperature. (processing S3). The actual value of the surface temperature of the workpiece was measured at the same timing as the actual value of the coil current used to calculate the analytical value.

ワークWの表面温度の実測値がワークWの内部温度の解析値(例えば、内部温度のピーク値)より大きくなる可能性は排除できない。第1変形例によれば、ワークWの内部温度の解析値とワークWの表面温度の実測値のうち、大きい方を監視温度と見なして、監視温度が上限温度を超えているか否かを判定するので、ワークWの過度の加熱を防止することができる。 The possibility that the actual measured value of the surface temperature of the workpiece W is larger than the analyzed value of the internal temperature of the workpiece W (for example, the peak value of the internal temperature) cannot be excluded. According to the first modification, the larger of the analytical value of the internal temperature of the workpiece W and the actual measured value of the surface temperature of the workpiece W is regarded as the monitored temperature, and it is determined whether the monitored temperature exceeds the upper limit temperature. Therefore, excessive heating of the workpiece W can be prevented.

実施形態の第2変形例について説明する。第2変形例は、ワークWの内部温度の解析値の求め方が実施形態と異なる。図9は、実施形態の第2変形例に係る誘導加熱制御装置1aおよび誘導加熱装置2の構成を示すブロック図である。演算処理部11は、判定部113、温度制御部114および搬送制御部115に加えて、さらに解析部116を備える。 A second modification of the embodiment will be described. The second modification differs from the embodiment in how the analytical value of the internal temperature of the workpiece W is determined. FIG. 9 is a block diagram showing the configurations of an induction heating control device 1a and an induction heating device 2 according to a second modification of the embodiment. The calculation processing section 11 further includes an analysis section 116 in addition to a determination section 113, a temperature control section 114, and a conveyance control section 115.

解析部116は、誘導加熱されているワークWにおける磁場と伝熱の連成解析を用いて、誘導加熱されているワークWの表面温度の解析値を求める。 The analysis unit 116 uses a coupled analysis of the magnetic field and heat transfer in the work W that is being induction heated to obtain an analytical value of the surface temperature of the work W that is being induction heated.

ワークWの表面温度の解析値の求め方を説明する。解析部116は、磁場および温度がワークWの径方向で変化し、ワークWの軸方向で一定(ほぼ一定)となる条件を満たす、ワークWの箇所を連成解析の対象とし、ワークWの径方向における一次元の磁場と伝熱の連成解析を用いて、解析値を求める(一次元の磁場と伝熱の連成解析は、言い換えれば、軸対称モデルの中で、径方向の成分のみを用いて、磁場と伝熱の連成解析をすることである)。上記条件は、例えば、ワークWの直径に対してコイル22の長さが十分に大きく、かつ、コイル22が密に巻かれており、コイル22の長さが十分に大きい場合である。 How to obtain the analytical value of the surface temperature of the workpiece W will be explained. The analysis unit 116 subjects the part of the workpiece W, where the magnetic field and temperature change in the radial direction of the workpiece W and satisfy the condition of being constant (almost constant) in the axial direction of the workpiece W, to the coupled analysis. The analytical values are obtained using a coupled analysis of the one-dimensional magnetic field and heat transfer in the radial direction. It is a coupled analysis of the magnetic field and heat transfer using only the magnetic field.) The above conditions are, for example, when the length of the coil 22 is sufficiently large relative to the diameter of the workpiece W, the coil 22 is tightly wound, and the length of the coil 22 is sufficiently large.

詳しく説明する。ワークWの直径に対してコイル22の長さが十分に大きいとき、コイル22の長手方向の中央部において、ワークWの軸方向(コイル22の長手方向)におけるワークWの温度は、一定(ほぼ一定)となる。この場合、ワークWの径方向でワークWの温度が変化する。よって、ワークWの径方向にのみ温度分布(一次元の温度分布)が生じると見なすことができる。 explain in detail. When the length of the coil 22 is sufficiently large relative to the diameter of the workpiece W, the temperature of the workpiece W in the axial direction of the workpiece W (the longitudinal direction of the coil 22) is constant (approximately constant). In this case, the temperature of the work W changes in the radial direction of the work W. Therefore, it can be considered that a temperature distribution (one-dimensional temperature distribution) occurs only in the radial direction of the workpiece W.

図10は、コイル22が密に巻かれており、コイル22の長さが十分に大きい状態において、コイル22の長手方向の中央部における磁場を示す模式図である。点線が磁場を示している。コイル22が密に巻かれており、コイル22の長さが十分に大きいとき、コイル22の長手方向の中央部では、コイル22の長手方向(z)に磁場が発生し、コイル22の径方向(r)に磁場が発生しない。この場合、コイル22の径方向(r)でコイル22の長手方向(z)の磁場が変化する。よって、コイル22の径方向(ワークWの径方向)にのみ磁場分布(一次元の磁場分布)が生じると見なすことができる。 FIG. 10 is a schematic diagram showing the magnetic field at the longitudinal center of the coil 22 in a state where the coil 22 is tightly wound and the length of the coil 22 is sufficiently large. The dotted line indicates the magnetic field. When the coil 22 is tightly wound and the length of the coil 22 is sufficiently large, a magnetic field is generated in the longitudinal direction (z) of the coil 22 in the longitudinal center of the coil 22, and a magnetic field is generated in the radial direction of the coil 22. No magnetic field is generated at (r). In this case, the magnetic field in the longitudinal direction (z) of the coil 22 changes in the radial direction (r) of the coil 22. Therefore, it can be considered that a magnetic field distribution (one-dimensional magnetic field distribution) occurs only in the radial direction of the coil 22 (radial direction of the workpiece W).

以上より、ワークWの直径に対してコイル22の長さが十分に大きく、かつ、コイル22が密に巻かれており、コイル22の長さが十分に大きい場合、磁場および温度がワークWの径方向で変化し、ワークWの軸方向で一定(ほぼ一定)となる条件を満たすことになる。 From the above, when the length of the coil 22 is sufficiently large relative to the diameter of the workpiece W, the coil 22 is tightly wound, and the length of the coil 22 is sufficiently large, the magnetic field and temperature of the workpiece W are This satisfies the condition that it changes in the radial direction and remains constant (almost constant) in the axial direction of the workpiece W.

一次元の磁場と伝熱の連成解析について詳しく説明する。誘導加熱は、電磁誘導によりワークWに流れる電流に対する電気抵抗によって発生する。電磁誘導現象は、Maxwell方程式によって説明され、コイル22に流れるコイル電流の値、コイル22の巻き密度、および、ワークWの温度分布に基づいて磁場計算がされることにより、ワークW内の電流密度分布を求めることができる。具体的には、ワークWの中心軸から半径方向にr離れた地点における、コイル22の長手方向の中央部における磁場の強さHは、式(3)を解くことで得られる。σはワークWの電気伝導率を示し、μはワークWの比透磁率を示し、fはコイル電流の周波数を示し、jは虚数単位を示す。
The coupled analysis of one-dimensional magnetic field and heat transfer will be explained in detail. Induction heating occurs due to electrical resistance to a current flowing through the workpiece W by electromagnetic induction. The electromagnetic induction phenomenon is explained by the Maxwell equation, and by calculating the magnetic field based on the value of the coil current flowing through the coil 22, the winding density of the coil 22, and the temperature distribution of the workpiece W, the current density in the workpiece W can be calculated. distribution can be obtained. Specifically, the strength HZ of the magnetic field at the longitudinal center of the coil 22 at a point r away from the central axis of the workpiece W in the radial direction is obtained by solving equation (3). σ represents the electrical conductivity of the workpiece W, μ represents the relative magnetic permeability of the workpiece W, f represents the frequency of the coil current, and j represents the imaginary unit.

式(3)は、0次のBesselの微分方程式と呼ばれ、一般解は式(4)で表される。
Equation (3) is called a zero-order Bessel differential equation, and the general solution is expressed by Equation (4).

ここで、Iは第1種0次のBessel関数であり、Kは第2種0次のBessel関数であり、A及びBは定数である。式(4)を求める(すなわち、定数A及びBの値を求める)ための境界条件として、外部印加磁界Hを与える。外部印加磁界Hは、式(5)で表される。Iはコイル電流の値(コイル電流の実測値)を示し、Nはコイル22の巻き密度を示す。
Here, I 0 is a Bessel function of the first kind and zero order, K 0 is a Bessel function of the second kind and zero order, and A and B are constants. An externally applied magnetic field H 0 is given as a boundary condition for finding equation (4) (that is, finding the values of constants A and B). The externally applied magnetic field H 0 is expressed by equation (5). I indicates the value of the coil current (actually measured value of the coil current), and N indicates the winding density of the coil 22.

コイル電流の値I(コイル電流の実測値)は時々刻々と変動する値であるため、電流計25から送らてくる電流データid(図9)を式(5)に反映することで、計算精度を向上させることが可能である。以上の式(3)~(5)に基づいて、コイル22の長手方向の中央部における磁場の強さHを求めることができる。 Since the value I of the coil current (actual measured value of the coil current) is a value that fluctuates from moment to moment, calculation accuracy can be improved by reflecting the current data ID (Fig. 9) sent from the ammeter 25 in equation (5). It is possible to improve Based on the above equations (3) to (5), the strength H Z of the magnetic field at the longitudinal center of the coil 22 can be determined.

磁場の成分をコイル22の長手方向(z方向)のみと仮定したとき、電場は円周方向成分のみが有効となり、Maxwell方程式を式変形することで、円周方向の電場成分Eφを示す式(6)が得られる。
When it is assumed that the magnetic field component is only in the longitudinal direction (z direction) of the coil 22, only the circumferential direction component of the electric field is effective, and by modifying the Maxwell equation, an equation showing the circumferential electric field component E φ can be obtained. (6) is obtained.

このとき、渦電流密度iφは、式(7)で与えられるため、式(7)からワークW内部の電流密度分布を求めることができる。式(7)で求めた電流密度分布および式(8)を用いてワークW内部の発熱量qが得られる。

At this time, since the eddy current density i φ is given by equation (7), the current density distribution inside the workpiece W can be determined from equation (7). The amount of heat generated inside the workpiece W is obtained using the current density distribution determined by the equation (7) and the equation (8).

得られた発熱量qを式(9)の伝熱解析における発熱項ΔQとして、式(9)が計算されることにより、誘導加熱工程におけるワークWの表面から内部への温度分布の解析値が求められる。ρはワークWの密度を示し、cはワークWの比熱を示し、λ´はワークWの熱伝導率を示し、Tは解析値(温度)を示し、tは時間を示す。
Equation (9) is calculated by using the obtained calorific value q as the exothermic term ΔQ in the heat transfer analysis of Equation (9), and the analytical value of the temperature distribution from the surface to the inside of the workpiece W in the induction heating process is Desired. ρ indicates the density of the workpiece W, c indicates the specific heat of the workpiece W, λ′ indicates the thermal conductivity of the workpiece W, T indicates the analytical value (temperature), and t indicates the time.

連成解析の対象が、上述したように、磁場および温度がワークWの径方向で変化し、ワークWの軸方向で一定(ほぼ一定)となる条件を満たす、ワークWの箇所の場合、一次元の磁場と伝熱の連成解析であっても、ワークWの表面温度の解析値は十分に信頼性を有することを説明する。図11および図12は、実施形態の第2変形例を用いて求められたワークWの表面から内部への温度分布の解析値と、磁場と伝熱の連成解析の汎用ソフトウェアを用いて求められたワークWの表面から内部への温度分布の解析値とを比較するグラフである。コイル22を流れる電流の値(コイル電流の実測値)は4500Aとし、コイル22の巻き密度は31.5(1/m)とした。図11、図12は、それぞれワークWの表面温度の実測値の初期温度が20℃、500℃の場合を示す。グラフの横軸は、ワークWの表面からの距離(深さ)を示す。グラフの縦軸は、ワークWの温度の解析値を示す。ワークWの表面からの距離が0の場合、ワークの表面温度の解析値を示す。 As mentioned above, if the target of the coupled analysis is a location on the workpiece W that satisfies the condition that the magnetic field and temperature change in the radial direction of the workpiece W and are constant (almost constant) in the axial direction of the workpiece W, then the primary It will be explained that even in the original coupled analysis of the magnetic field and heat transfer, the analytical value of the surface temperature of the workpiece W is sufficiently reliable. FIGS. 11 and 12 show the analytical values of the temperature distribution from the surface to the inside of the workpiece W obtained using the second modification of the embodiment, and the analysis values obtained using general-purpose software for coupled analysis of magnetic field and heat transfer. 2 is a graph comparing the calculated temperature distribution from the surface of the workpiece W to the inside thereof with an analytical value. The value of the current flowing through the coil 22 (actually measured value of coil current) was 4500 A, and the winding density of the coil 22 was 31.5 (1/m). 11 and 12 show cases where the initial temperature of the actual measured value of the surface temperature of the workpiece W is 20° C. and 500° C., respectively. The horizontal axis of the graph indicates the distance (depth) from the surface of the workpiece W. The vertical axis of the graph indicates the analytical value of the temperature of the workpiece W. When the distance from the surface of the workpiece W is 0, an analytical value of the surface temperature of the workpiece is shown.

図11および図12において、線で示すデータは、実施形態の第2変形例を用いて求められたワークWの表面から内部への温度分布の解析値を示し、プロットで示すデータは、磁場と伝熱の連成解析の汎用ソフトウェアを用いて求められたワークWの表面から内部への温度分布の解析値を示す。初期温度の計測から20秒経過後の解析値、1分経過後の解析値、5分経過後の解析値、10分経過後の解析値、20分経過後の解析値、40分経過後の解析値のいずれにおいても、線で示すデータは、プロットで示すデータと同様の結果が得られることが分かった。従って、実施形態の第2変形例によれば、磁場と伝熱の連成解析の汎用ソフトウェアと同様の解析値が得られるので、磁場と伝熱の連成解析の汎用ソフトウェアと同様の信頼性を有する。 In FIGS. 11 and 12, the data shown by lines show the analytical values of the temperature distribution from the surface to the inside of the workpiece W obtained using the second modification of the embodiment, and the data shown by plots show the analysis value of the temperature distribution from the surface to the inside of the workpiece W obtained using the second modification of the embodiment. The analytical values of the temperature distribution from the surface to the inside of the workpiece W obtained using general-purpose heat transfer coupled analysis software are shown. Analysis value after 20 seconds after initial temperature measurement, analysis value after 1 minute, analysis value after 5 minutes, analysis value after 10 minutes, analysis value after 20 minutes, analysis value after 40 minutes. It was found that for all of the analytical values, the data shown by the line gave similar results to the data shown by the plot. Therefore, according to the second modification of the embodiment, the same analytical values as the general-purpose software for the coupled analysis of magnetic field and heat transfer can be obtained, so the reliability is similar to that of the general-purpose software for the coupled analysis of the magnetic field and heat transfer. has.

実施形態の第2変形例では、一次元の磁場と伝熱の連成解析でワークWの表面温度の解析値を求めるので、計算量を減らすことができる。実際、実施形態の第2変形例を用いて求められたワークWの表面温度の解析値の計算時間は、数分程度であり、実用化に支障がない。 In the second modification of the embodiment, the analytical value of the surface temperature of the workpiece W is determined by coupled analysis of the one-dimensional magnetic field and heat transfer, so that the amount of calculation can be reduced. In fact, the calculation time for the analytical value of the surface temperature of the work W obtained using the second modification of the embodiment is about several minutes, and there is no problem in practical use.

1、1a 誘導加熱制御装置
2 誘導加熱装置
22 コイル
24 温度計
W ワーク
P ワークのうち、コイル内に位置する部分(加熱対象となる部分)
td 温度データ
id 電流データ
s1 制御信号
s2 制御信号
1, 1a Induction heating control device 2 Induction heating device 22 Coil 24 Thermometer W Workpiece P Part of the workpiece located inside the coil (part to be heated)
td Temperature data id Current data s1 Control signal s2 Control signal

Claims (5)

ワークを誘導加熱する加熱工程と、
前記誘導加熱におけるコイル電流の実測値または前記誘導加熱における前記ワークの表面温度の実測値に基づいて、前記誘導加熱されている前記ワークの内部温度の解析値を求める解析工程と、
前記解析値と前記表面温度の前記実測値のうち、大きい方を前記ワークの監視温度と見なして、前記監視温度が前記ワークの上限温度を超えているか否かを判定する判定工程と、
前記監視温度が前記上限温度を超えている判定がされたとき、前記加熱工程における前記ワークの温度を下げる制御をする制御工程と、を備える、誘導加熱方法。
A heating process of induction heating the workpiece,
an analysis step of determining an analytical value of the internal temperature of the workpiece being induction heated, based on the actual measurement value of the coil current in the induction heating or the actual measurement value of the surface temperature of the workpiece in the induction heating;
a determination step of determining whether or not the monitored temperature exceeds an upper limit temperature of the workpiece by considering the larger one of the analysis value and the actual measurement value of the surface temperature as the monitored temperature of the workpiece;
An induction heating method, comprising: a control step of controlling to lower the temperature of the workpiece in the heating step when it is determined that the monitored temperature exceeds the upper limit temperature.
前記判定工程は、前記解析工程で求めた内部温度の解析値のうち、ーク値を前記解析値として、前記判定をする、請求項1に記載の誘導加熱方法。 The induction heating method according to claim 1, wherein the determination step makes the determination using a peak value as the analysis value among the analysis values of the internal temperature obtained in the analysis step. 前記誘導加熱における前記コイル電流の前記実測値または前記誘導加熱における前記ワークの前記表面温度の前記実測値をパラメータとし、前記誘導加熱における前記ワークの内部の発熱量を示す発熱項と、前記パラメータとの関係を示すデータを予め準備する準備工程と、
前記加熱工程中に前記パラメータを測定する測定工程と、をさらに備え、
前記解析工程は、
測定された前記パラメータと対応する前記発熱項を前記データから取得し、
前記誘導加熱における前記ワークの内部温度分布を示す式に、取得した前記発熱項を当てはめ、前記式を用いて、前記解析値を求める、請求項1または2に記載の誘導加熱方法。
a heat generation term that uses the actual value of the coil current in the induction heating or the actual value of the surface temperature of the workpiece in the induction heating as a parameter, and indicates the amount of heat generated inside the workpiece in the induction heating; a preparation step of preparing in advance data showing the relationship between the
further comprising a measuring step of measuring the parameter during the heating step,
The analysis step includes:
obtaining the exothermic term corresponding to the measured parameter from the data;
3. The induction heating method according to claim 1 , wherein the acquired exothermic term is applied to an equation indicating the internal temperature distribution of the workpiece in the induction heating, and the analytical value is obtained using the equation.
前記誘導加熱における前記コイル電流の前記実測値を連成解析のパラメータとし、前記加熱工程中に前記パラメータを測定する測定工程をさらに備え、
前記解析工程は、磁場及び温度が前記ワークの径方向で変化し、前記ワークの軸方向で一定となる条件を満たす、前記ワークの箇所を前記連成解析の対象とし、前記ワークの径方向における一次元の磁場と伝熱の前記連成解析を用いて、前記解析値を求める、請求項1または2に記載の誘導加熱方法。
Further comprising a measuring step of using the actual measured value of the coil current in the induction heating as a parameter of a coupled analysis and measuring the parameter during the heating step,
In the analysis step, a location of the workpiece that satisfies the condition that the magnetic field and temperature change in the radial direction of the workpiece and remain constant in the axial direction of the workpiece is targeted for the coupled analysis, and the magnetic field and temperature in the radial direction of the workpiece are The induction heating method according to claim 1 or 2 , wherein the analytical value is obtained using the coupled analysis of a one-dimensional magnetic field and heat transfer.
誘導加熱装置によって誘導加熱されているワークの内部温度の解析値を、前記誘導加熱におけるコイル電流の実測値または前記誘導加熱における前記ワークの表面温度の実測値に基づいて求める解析部と、
前記解析値と前記表面温度の前記実測値のうち、大きい方を前記ワークの監視温度と見なして、前記監視温度が前記ワークの上限温度を超えているか否かを判定する判定部と、
前記監視温度が前記上限温度を超えている判定がされたとき、前記誘導加熱装置を制御して前記ワークの温度を下げる制御をする制御部と、を備える、誘導加熱制御装置。
an analysis unit that calculates an analytical value of the internal temperature of the workpiece being induction heated by the induction heating device based on an actual value of the coil current in the induction heating or an actual value of the surface temperature of the workpiece in the induction heating;
a determination unit that determines whether or not the monitored temperature exceeds an upper limit temperature of the workpiece by considering the larger one of the analysis value and the actual measurement value of the surface temperature as the monitored temperature of the workpiece;
An induction heating control device comprising: a control section that controls the induction heating device to lower the temperature of the workpiece when it is determined that the monitored temperature exceeds the upper limit temperature.
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