JPS6011432B2 - induction heating device - Google Patents
induction heating deviceInfo
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- JPS6011432B2 JPS6011432B2 JP52093931A JP9393177A JPS6011432B2 JP S6011432 B2 JPS6011432 B2 JP S6011432B2 JP 52093931 A JP52093931 A JP 52093931A JP 9393177 A JP9393177 A JP 9393177A JP S6011432 B2 JPS6011432 B2 JP S6011432B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
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- General Induction Heating (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はワークの温度により加熱用電源の出力を予測制
御し、被加熱材料を所定の温度に加熱するための制御装
置をそなえた誘導加熱装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an induction heating apparatus equipped with a control device for predicting and controlling the output of a heating power source according to the temperature of a workpiece and heating a material to be heated to a predetermined temperature.
従釆、負荷条件や送り速度等の変動が起ってもワークを
所定の温度に加熱する制御装置を備えた誘導加熱装置と
しては第1図の様なものが知られている。As an induction heating apparatus, the one shown in FIG. 1 is known as an induction heating apparatus equipped with a control device that heats a workpiece to a predetermined temperature even if variations in load conditions, feed rate, etc. occur.
第1図において、la,lbは誘導加熱装置の電源、2
は加熱コイル、3は材料の送り速度検出器、4は温度検
出器、5は電源la,ibの電圧設定器、6は送り速度
の平方根に比例した信号を出す関数発生器、7は増中器
、8は温度設定器、9はワークを示す。In Figure 1, la and lb are the power supplies for the induction heating device, and 2
is a heating coil, 3 is a material feed rate detector, 4 is a temperature detector, 5 is a voltage setting device for power supplies la and ib, 6 is a function generator that outputs a signal proportional to the square root of the feed rate, and 7 is an increaser 8 is a temperature setting device, and 9 is a workpiece.
次に、従来装置の動作について説明する。Next, the operation of the conventional device will be explained.
第1図に示した装置は、4つの電源la,lbから、そ
れぞれ専用の加熱コイル2に電力を供給し、ワークが加
熱コイル2を通過する間に所定の温度に加熱しようとす
るものである。The device shown in Fig. 1 supplies power from four power supplies la and lb to dedicated heating coils 2, and attempts to heat the workpiece to a predetermined temperature while it passes through the heating coils 2. .
今、ワーク9の形状と、送り速度がわかつている場合に
「最終加熱温度が決れば、必要電力が計算される。Now, if the shape of the workpiece 9 and the feed speed are known, ``Once the final heating temperature is determined, the required power is calculated.
コイル形状とワーク形状の関係から、その必要電力をワ
ーク9に供給するためのコイル電圧が求められる。従っ
て条件が変わらない場合には、最初にコイル電圧を設定
してやれば、常に、必要な温度に加熱されたワークを得
ることができる。The coil voltage for supplying the necessary power to the workpiece 9 is determined from the relationship between the coil shape and the workpiece shape. Therefore, if the conditions do not change, by setting the coil voltage first, the workpiece can always be heated to the required temperature.
最近、金属パイプの加熱を議導加熱装置で行うことが増
えて来たが、長尺パイプの場合その送り速度は、従来の
中案材に比べはるかに大きく、又、パイプ肉厚の変動も
させられないために、加熱中のワークの単位長当りの重
量の変動及びスリップ等による送り速度の変動が無視で
きないものとなってきた。Recently, it has become increasingly common for metal pipes to be heated using feeding heating devices, but the feeding speed for long pipes is much higher than that for conventional hollow materials, and fluctuations in pipe wall thickness are also a problem. As a result, fluctuations in the weight per unit length of the workpiece being heated and fluctuations in the feed rate due to slips, etc., cannot be ignored.
そのため、従来では、コイル電圧は一定だったものを、
その条件の変動に応じて可変とすることで、均一な加熱
を得ようとしている。Therefore, in the past, the coil voltage was constant, but
By making it variable according to fluctuations in the conditions, it is possible to obtain uniform heating.
第1図で、まずワーク寸法、処理量及び加熱温度が決れ
ば電源la〜lbの出力電圧が決る。In FIG. 1, first, if the work size, processing amount, and heating temperature are determined, the output voltages of the power supplies la to lb are determined.
その電圧を電圧設定器5により設定する。加熱温度も温
度設定器8で設定しておく。The voltage is set by the voltage setting device 5. The heating temperature is also set using the temperature setting device 8.
今、ワーク9の送り速度が変動した場合を考える。各電
源la〜lbの出力電圧が一定であると、送り速度に反
比例して温度は低下する。又、ワーク9の消費電力は出
力電圧の2乗に比例する。従って、今、送り速度が早く
なった場合は、その速くなった割合の平方根した分だけ
、電源の出力電圧を増加してやれば、ワークの温度は一
定に保つことができる。送り速度検出器3でワークの送
り速度を検出する。Now, let us consider a case where the feed speed of the workpiece 9 fluctuates. When the output voltage of each power source la to lb is constant, the temperature decreases in inverse proportion to the feed speed. Further, the power consumption of the work 9 is proportional to the square of the output voltage. Therefore, if the feed speed increases now, the temperature of the workpiece can be kept constant by increasing the output voltage of the power supply by the square root of the increased rate. A feed rate detector 3 detects the feed rate of the workpiece.
コイルの出側と入側に送り速度検出器3を設けたのは、
コイル内でワークのつぎ目が釆た場合に送り速度の早い
方に合わせて出力電圧を設定しようとするためである。
関数発生器6はその速度変化の平方根の信号を発生する
装置で、電圧設定器6で設定した値と関数発生器6の値
を比較し、大なる方に応じて電源la〜lbの出力は決
定される。こうすることにより速度変化による温度変化
を補正することが可能となった。The feeding speed detector 3 was installed on the output and input sides of the coil.
This is because when the joint of the workpiece is fixed in the coil, the output voltage is set according to the faster feed speed.
The function generator 6 is a device that generates a signal of the square root of the speed change, and compares the value set by the voltage setting device 6 with the value of the function generator 6, and depending on which one is larger, the output of the power supplies la to lb is determined. It is determined. By doing this, it became possible to correct temperature changes due to speed changes.
又、ワークの形状変化(例えばワーク蓬の変化や、パイ
プなどにおいては、肉厚の変化)による温度変化を補正
するためにトワークの最終温度を温度検出器4で検出し
、関数発生器6の出力と比較することで、最終段階の電
源lbにフィードバックすることで補正している。しか
なるこのような従来の装置では、ワークの変化及び処理
量の変化毎に、人が出力電圧を設定しなければならなか
った。In addition, in order to correct temperature changes due to changes in the shape of the workpiece (for example, changes in the shape of the workpiece or changes in wall thickness for pipes), the final temperature of the workpiece is detected by the temperature detector 4, and the final temperature of the workpiece is detected by the function generator 6. By comparing with the output, correction is performed by feeding back to the final stage power supply lb. However, in such conventional devices, a person has to set the output voltage every time the workpiece changes or the throughput changes.
最近、金属パイプの加熱が盛んに行なわれて来たが、金
属パイプの場合、外径は同じでも、肉厚の種類が多く、
又、電線数も多数となると、人による設定では、設定ミ
スの可能性が増加し、多大な人的労力を必要とし、シス
テム自動化のネックとなっていた。また誘導加熱装置は
省エネルギー上の効果が大である反面、加熱のメカニズ
ムが炉のように頚射や熱伝導等によらず電磁気的に材料
に直接作用するため、非常にレスポンスの遠いプロセス
となっている。したがってこのようなプロセスでは一般
的に温度制御は非常に難しく、従来のアナログ制御では
次の問題が残されていた。Recently, heating of metal pipes has been actively carried out, but in the case of metal pipes, there are many types of wall thickness even if the outer diameter is the same.
Furthermore, when the number of electric wires increases, the possibility of setting errors increases if the settings are made manually, requiring a great deal of human labor, which has become a bottleneck in system automation. In addition, although induction heating equipment has a large energy-saving effect, the heating mechanism is electromagnetic and acts directly on the material, rather than relying on radiation or heat conduction like a furnace, so it is a process with a very slow response. ing. Therefore, temperature control is generally very difficult in such processes, and conventional analog control still has the following problems.
‘1} 温度データの信頼性
【21 温度検出点と、コイルによって加熱される点の
ずれ(即ちフィードバックに対するむだ時間の影響)し
たがって、従来のアナログ制御では、パイプの肉厚変化
によって温度むらが出ることにより、制御系がハンチン
グしやすく、実際上肉厚変化による温度むらは補正不可
能といってよかった。'1} Reliability of temperature data [21 Discrepancy between the temperature detection point and the point heated by the coil (i.e. the effect of dead time on feedback) Therefore, with conventional analog control, temperature unevenness occurs due to changes in the pipe wall thickness. As a result, the control system is prone to hunting, and in practice it is almost impossible to correct temperature irregularities due to changes in wall thickness.
この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、ワーク形状の検出装置、ワーク
の送り速度検出器及び演算装置を設けて、各データ毎の
温度を検出し、各ステージ毎に必要な電力を演算し、印
加することで、ワークの単重の変化と処理量の変化に対
して電気条件の設定を、いちいち人が行う必要がなく、
又、運転中の変動に対しても、変動部分に対する正確な
温度補正が可能となる新規な議導加熱装置を提供するも
のである。2a〜2bは誘導加熱コイル、3はパイプの
送り速度検出装置、4は放射温度計で走査型又は固定型
温度計を対向させたものであり、後述する方法によって
パイプの全周にわたる平均温度を検出するためのもので
ある。This invention was made in order to eliminate the drawbacks of the conventional ones as described above, and includes a workpiece shape detection device, a workpiece feed speed detector, and an arithmetic device to detect the temperature for each data. By calculating and applying the necessary power to each stage, there is no need for people to individually set the electrical conditions in response to changes in the unit weight of the workpiece and changes in the throughput.
Furthermore, the present invention provides a novel induction heating device that can accurately correct the temperature of the fluctuating portion even when the temperature fluctuates during operation. 2a and 2b are induction heating coils, 3 is a pipe feed rate detection device, and 4 is a radiation thermometer with scanning or fixed thermometers facing each other, and the average temperature over the entire circumference of the pipe is measured by the method described later. It is for detection.
5はパイプの肉厚検出用センサーであり例えば数ターン
の検出用コイルによって構成されている。Reference numeral 5 denotes a sensor for detecting the wall thickness of a pipe, which is composed of, for example, several turns of a detection coil.
即ち検出用コイル5に供給される電力密度をある一定以
上高くしてお仇ま検出用コイル5の中のパイプの透磁率
仏は1に近くなって電流の浸透深さ6は電源の周波数で
決まる一定の値となる。検出用コイル5のインピーダン
スはパイプの外蓬寸法awと6の比及びパイプの肉厚t
とdwの比を各々変数とする二つの函数で決ることが知
られている。従ってパイプの外径寸法込wを検出し検出
用コイル5に印加した電圧と検出用コイル5に流れる電
流から検出用コイル5のインピーダンスを求めることに
よってパイプの肉厚を検出することができるものである
。6はパイプの外蓬寸法検出用センサーであり、例えば
パイプの近傍に電磁石を設置し、この電磁石に流れる電
流の大小により電磁石とパイプ間の距離を判別しパイプ
の外怪寸法を求めるよう構成している。That is, when the power density supplied to the detection coil 5 is increased beyond a certain level, the magnetic permeability of the pipe inside the enemy detection coil 5 becomes close to 1, and the current penetration depth 6 becomes equal to the frequency of the power supply. It will be a fixed value. The impedance of the detection coil 5 is determined by the ratio of the outer dimension aw of the pipe to 6 and the wall thickness t of the pipe.
It is known that it is determined by two functions, each with the ratio of and dw as variables. Therefore, the wall thickness of the pipe can be detected by detecting the outer diameter w of the pipe and determining the impedance of the detection coil 5 from the voltage applied to the detection coil 5 and the current flowing through the detection coil 5. be. Reference numeral 6 denotes a sensor for detecting the external dimensions of a pipe, and is configured to, for example, install an electromagnet near the pipe, and determine the distance between the electromagnet and the pipe based on the magnitude of the current flowing through the electromagnet to determine the external dimensions of the pipe. ing.
尚上述した肉厚検出用センサー5及び外径寸法検出用セ
ンサー6はあくまで一例であって、その他超音波を利用
して肉厚を検出しても良いし、又光電管等を利用して外
径寸法を測定しても良いことは当然である。7は中央演
算装置、8は上述した肉厚検出用センサー5及び外径寸
法検出用センサー6の電源9は力率改善用コンデンサ、
10はコンデンサ容量調整用のスイッチ、11は演算装
置7のうち電源lb,lcを制御するための演算部分を
示している。Note that the wall thickness detection sensor 5 and the outer diameter dimension detection sensor 6 described above are just examples, and the wall thickness may be detected using other ultrasonic waves, or the outer diameter may be detected using a phototube or the like. Of course, dimensions may also be measured. 7 is a central processing unit; 8 is a power source 9 for the wall thickness detection sensor 5 and outer diameter size detection sensor 6; a power factor correction capacitor;
Reference numeral 10 indicates a switch for adjusting the capacitor capacity, and reference numeral 11 indicates an arithmetic portion of the arithmetic unit 7 for controlling the power supplies lb and lc.
ここで上記放射温度計4によるパイプの温度計側につい
て説明する。Here, the thermometer side of the pipe using the radiation thermometer 4 will be explained.
金属パイプでは製法上部分的な偏肉が生ずることが知ら
れている。It is known that metal pipes can have partial wall thickness deviations due to the manufacturing process.
そのためある一点のみの温度検出では偏肉による部分的
な温度むらが、長手方向全体にわたる温度むらが区別が
つかない。そこで本発明においてはパイプを回転しなが
ら処理し各点の温度を平均にして円周方向の温度むらに
よる影響をなくす方式を採用している。測定の方法とし
ては、対向した固定型温度計を使用する方法と、走査型
温度計を使用する方法があるが、いずれも全周にわたる
温度を測定することにより、温度制御に対するノイズを
減らすと共に、品質管理の上で温度データを信頼性のあ
るものとする事を目的としている。即ち、第5図、第6
図に示す如く、パイプ搬送用Vローラ41をパイプに対
し450傾斜させておくことによって「パイプは長手方
向に汀D(Dはパイプの直径)進むことに1回転する。Therefore, by detecting temperature at only one point, it is difficult to distinguish between local temperature unevenness due to uneven thickness and temperature unevenness over the entire longitudinal direction. Therefore, in the present invention, a method is adopted in which the pipe is processed while rotating, and the temperature at each point is averaged to eliminate the influence of temperature unevenness in the circumferential direction. There are two methods of measurement: one using fixed thermometers facing each other and the other using a scanning thermometer.Both methods measure the temperature over the entire circumference, reducing noise in temperature control, and The purpose is to make temperature data reliable for quality control. That is, Figures 5 and 6
As shown in the figure, by tilting the pipe conveying V roller 41 by 450 degrees with respect to the pipe, the pipe rotates once as it advances along the length D (D is the diameter of the pipe).
従って温度計4による温度計側軌跡は第6図のTに示す
様な軌跡となり、これをパイプを開いた展開図で示すと
第7図の様になる。Therefore, the thermometer-side trajectory of the thermometer 4 becomes a trajectory as shown by T in FIG. 6, and when this is shown in a developed view with the pipe opened, it becomes as shown in FIG. 7.
従って第7図で示すmD間で平均をとつてやれば、この
区間のパイプの全周にわたる平均をとったことになる。
即ち第2図の送り速度検出器3によって、パイプがmD
進む間(即ち1回転する間)のデータがとれたことを検
出し、それまでのデータを平均にしてやればパイプの長
さ方向の温度を連続してとらえることができる。尚、第
5図、第6図の場合は温度計が1台であったが、これを
第8図a,bの様に2台にしてもよく、これにより全周
にわたる平均温度は第9図‘こ示欄こ羊の間だけデ‐夕
を集め他山ことになる。Therefore, if the average is taken over the mD shown in FIG. 7, it means that the average is taken over the entire circumference of the pipe in this section.
That is, the feed rate detector 3 in FIG. 2 detects that the pipe is mD
By detecting that data has been taken while the pipe is moving (that is, during one rotation) and averaging the data up to that point, it is possible to continuously capture the temperature along the length of the pipe. In addition, in the case of Figures 5 and 6, there was one thermometer, but this may be replaced with two as shown in Figures 8a and b, so that the average temperature over the entire circumference is 9. The column shown in the figure shows that the data is collected only among the sheep.
又同様にしてn台の温度計を円周上に離し側聞鮒、宇の
間だけのデ‐凝取によって全周の平均温度が計算できる
。In the same way, by placing n thermometers around the circumference and collecting data from only the crucian and cucumber spaces on the sides, the average temperature around the entire circumference can be calculated.
次に以上のように構成されたこの発明による謎導加熱装
置の動作について説明する。Next, the operation of the mysterious induction heating device according to the present invention configured as above will be explained.
この発明の誘導加熱装置においては、加熱電源la〜l
cを独立した電源として各々予熱ゾーン、制御ゾーン(
1)、制御ゾーン(0)とし、各ゾーンの電力設定値の
選択については、操業上与えられた加熱昇温パターンの
許容範囲内で次の動作を行なう。In the induction heating device of this invention, the heating power sources la to l
c as an independent power supply for the preheating zone and control zone (
1) The control zone (0) is selected, and the following operations are performed within the allowable range of the heating temperature increase pattern given for operation regarding the selection of the power setting value for each zone.
【ィー 予熱ゾーンでは、昇温パターンで許される充分
な一定の温度レベルまで出側温度が達するように電力設
定値を決定する。[A] In the preheating zone, the power setting value is determined so that the outlet temperature reaches a sufficiently constant temperature level allowed by the heating pattern.
‘o’制御ゾーン(1)は、制御ゾーン(0)内で材料
の熱的、電気的性質が一定となり、加熱電力と温度がリ
ニアに近くなる関係範囲となるように、制御ゾーン(1
)の加熱電源の電力設定値を決定する。The 'o' control zone (1) is a control zone (1) in which the thermal and electrical properties of the material are constant within the control zone (0), and the relationship between heating power and temperature is close to linear.
) determine the power setting value of the heating power supply.
この決定により、制御ゾーン(1)世側の温度計からの
温度信号を使用した制御ゾーン(0)へのフィードフオ
ワード制御は極めて有効に機能することになる。With this determination, the feedforward control to the control zone (0) using the temperature signal from the thermometer on the control zone (1) side functions extremely effectively.
また、制御ゾーン(1)の出側温度のバラッキ変動は主
に材料の寸法(外径、肉厚等)のバラッキ変動によって
発生するものである。Furthermore, variations in the outlet temperature of the control zone (1) are mainly caused by variations in the dimensions of the material (outer diameter, wall thickness, etc.).
このため制御ゾーン(1)は材料をある温度に加熱する
機能にとどまらず、材料の寸法変動を温度によって検出
するという検出器としての機能をあわせ持っており、こ
の検出機能によってこれらの温度変動外乱を最小限にお
さえることが出来ることが大きな特徴である。For this reason, the control zone (1) not only has the function of heating the material to a certain temperature, but also has the function of a detector that detects dimensional changes in the material by temperature, and this detection function allows it to detect these temperature fluctuation disturbances. A major feature is that it can be kept to a minimum.
以上から制御ゾーン(1)は乳まど微細な制御は必要で
なく加熱電源の構成として、1台の電源に複数個の加熱
コイルを接続した構成でもさしつかえない。From the above, the control zone (1) does not require fine control of the milk furnace, and the heating power source may be configured with a plurality of heating coils connected to one power source.
し一 制御ゾーン(ロ)においては出側温度は目標温度
になる様に制御されているが、制御ゾーン(0)の電力
設定範囲において可能なかぎり、その許容範囲の中央値
となるように制御ゾーン(1)の出側温度を決める。In the control zone (B), the outlet temperature is controlled to be the target temperature, but as far as possible within the power setting range of the control zone (0), it is controlled to be the median value of the allowable range. Determine the outlet temperature of zone (1).
ここで、電源を3領域で独立させたのは主に次の理由に
よるものである。Here, the reason why the power supplies are made independent in the three areas is mainly due to the following reason.
‘11 磁性金属は磁気状態点以下と以上では性質が大
中に異なり、電流浸透深さも異なる。'11 Magnetic metals have different properties below and above the magnetic state point, and the current penetration depth also differs.
従って最適な加熱をするためには電源周波数を変える必
要がある。【21 金属材料の磁気変態点(以下キュリ
ー点と称する)を境に性質の異なることから、各々の領
域で電源の制御方法を変えるとより効果的な制御ができ
る。Therefore, in order to achieve optimal heating, it is necessary to change the power supply frequency. [21] Since the properties of metal materials differ at the magnetic transformation point (hereinafter referred to as the Curie point), more effective control can be achieved by changing the power supply control method for each region.
(3} 議導加熱の場合、発熱部分は材料の表面のみで
あるので、表面一中心間に温度むらが生じ易い。(3) In the case of induction heating, since the heat generating portion is only on the surface of the material, temperature unevenness is likely to occur between the center of the surface.
又その温度差は材料の表面電力密度の比例することが知
られている。従って最終コイルでは表面電力密度を下げ
て表面一中心の温度むらを解消する必要がある。It is also known that the temperature difference is proportional to the surface power density of the material. Therefore, in the final coil, it is necessary to reduce the surface power density to eliminate temperature unevenness at the center of the surface.
次に上記各加熱ゾーンの動作を具体的に説明する。Next, the operation of each heating zone will be specifically explained.
まず、中央演算装置7にはデータとして、パイプの比重
y、比熱C、目標温度、コイル形状、電源周波数及び磁
性領域でのコイル定数(コイル効率〃、コイル力率co
sでc)、コイルインピーダンスな)の髄易テ−ブルを
インプットしておく。First, the central processing unit 7 receives data such as the specific gravity y of the pipe, the specific heat C, the target temperature, the coil shape, the power supply frequency, and the coil constants in the magnetic region (coil efficiency, coil power factor co
Input the easy table for s and c) and coil impedance).
磁性領域でのコイル定数の簡易テーブルをインプットし
ておく理由は下記による。磁性領域での誘導加熱では透
磁率ムがパイプの表面電力密度の大4・で変化するので
、コイル効率り、力率cos◇c、インピーダンスZc
も変化してしまう。The reason for inputting a simple table of coil constants in the magnetic region is as follows. In induction heating in the magnetic region, the magnetic permeability changes with the surface power density of the pipe, so the coil efficiency, power factor cos◇c, and impedance Zc
will also change.
ところが、パイプの表面電力密度は、り、cosでc、
なで決るものであるから、正確な必要印加電力を求める
ためには試行錯誤的な演算を行なわなければならない。However, the surface power density of the pipe is ri, cos c,
Since it is determined by random calculation, trial and error calculations must be performed in order to obtain the accurate required applied power.
その演算を行なわせた場合演算装置の記憶容量は増大し
、例え演算を忠実に行ったとしても、理論値と実際の値
とのずれがかなり生じると考えられる。従って一例とし
て第3図のようなテーブルをインプットしておく。If such calculations are performed, the storage capacity of the calculation device will increase, and even if the calculations are performed faithfully, it is thought that there will be a considerable discrepancy between the theoretical value and the actual value. Therefore, input a table as shown in FIG. 3 as an example.
即ち、第3図は、例えば第2図の電源laの電源容量を
750Kwとすると、その電力を5分割し、パイプ外径
dw毎に、パイプ肉厚のある範囲(加熱すると思われる
範囲)にわたって、各電力城毎にム、cosJc、Zc
を演算し表にしたものである。In other words, Fig. 3 shows that, for example, if the power supply capacity of the power supply la in Fig. 2 is 750Kw, the power is divided into five, and for each pipe outer diameter dw, the power is distributed over a certain range of pipe wall thickness (range that is expected to be heated). , Mu, cosJc, Zc for each power castle
It is calculated and tabulated.
尚、パイプサイズ及び電源容量に応じて分割数を考慮す
ることは当然である。It goes without saying that the number of divisions should be considered depending on the pipe size and power supply capacity.
さて今、パイプが肉厚検出用センサー5、外蓬寸法検出
用センサー6、送り速度検出器3を通過したとする。Now, suppose that the pipe has passed through the wall thickness detection sensor 5, the outer dimension detection sensor 6, and the feed rate detector 3.
中央演算装置7には新たに情報としてパイプの肉厚t、
外蓬寸法dw、送り速度VFが与えられる。The central processing unit 7 receives new information such as the wall thickness t of the pipe,
The outer diameter dw and the feed rate VF are given.
中央演算装置7はdw、tを与えられたのでその場合の
コイル定数(コイル効率r、コイル力率cos?c、コ
イルインピーダンスZc)を呼び出し、次の手順で電源
laの出力電圧Eを決定する。尚もしセンサー5,6で
検出したdw、tが第3図にない場合は、一番それに近
い値どうしを直線で結びそのずれた分だけスライドさせ
てム、cos◇c、れを得るようにする。Since the central processing unit 7 is given dw and t, it calls the coil constants (coil efficiency r, coil power factor cos?c, coil impedance Zc) in that case, and determines the output voltage E of the power source la using the following procedure. . If dw and t detected by sensors 5 and 6 are not shown in Figure 3, connect the closest values with a straight line and slide by the amount of deviation to obtain cos◇c. do.
中央演算処理装置7は、電源la則ち子熱ゾーンでパイ
プをキュリー点(約770qo)迄加熱するには、下記
の演算を行なえばコイル2aへの印加電圧が決定できる
。The central processing unit 7 can determine the voltage to be applied to the coil 2a by performing the following calculation in order to heat the pipe to the Curie point (approximately 770 qo) in the power source la, that is, in the heating zone.
パイプの単位重量をM,(k9′の)とすれば、MIニ
汀t(dW−t)y (1)送り速度を
VFとすれば単位時間当りの処理重量地(kg/h)は
舷=M.・VF (2)パイプ
に供給すべきエネルギーQ(Kcal/h)は、Q:地
‐C‐△8 (3)但し、△8‘ま
、パイプのキューリー点温度と常温との温度差を示す。If the unit weight of the pipe is M, (k9'), MIni t(dW-t)y (1) If the feed speed is VF, the weight processed per unit time (kg/h) is =M.・VF (2) The energy Q (Kcal/h) to be supplied to the pipe is Q: Earth-C-△8 (3) However, △8' indicates the temperature difference between the Curie point temperature of the pipe and room temperature. .
従って加熱コイル2aに上記のQを投入するためには2
aの印加電圧E(V)はE2F今・墓。Therefore, in order to apply the above Q to the heating coil 2a, 2
The applied voltage E (V) of a is E2F now.
‐C考きC (4)中央演算装置7で上記‘1}
式〜{41式の演算を行い、【4}式の出力電圧が印加
できる様に電源laの出力を制御する。-C Thought C (4) Above '1} in central processing unit 7
The calculations of formulas to {41} are performed, and the output of the power source la is controlled so that the output voltage of formula [4} can be applied.
尚電源la,lb,lcは、第2図の場合一実施例とし
て、自励式のサィリスタィンバータを使用するものとし
ている。In the case of FIG. 2, self-excited thyristor inverters are used as the power supplies la, lb, and lc in one embodiment.
従って電源la〜lcの出力周波数は加熱コイル2a〜
2cとコンデンサ9で構成された、並列共振回路の共振
周波数でほぼ決る。Therefore, the output frequency of the power supplies la to lc is the heating coil 2a to
It is almost determined by the resonant frequency of the parallel resonant circuit composed of 2c and capacitor 9.
今、パイプの外蓬寸法Pw及び肉厚tがわかつたので、
中央演算装置7でlaの出力をコントロ−ルすると同時
に中央演算装置7の指令によりスイッチ10を入、切す
ることで、コンデンサ9のトータル容量を加減して電源
laの出力周波数も最適な値に微調整する。Now that we know the outer dimension Pw and wall thickness t of the pipe,
By controlling the output of la with the central processing unit 7 and at the same time turning on and off the switch 10 according to commands from the central processing unit 7, the total capacitance of the capacitor 9 is adjusted and the output frequency of the power supply la is also set to the optimum value. Fine tune.
パイプが加熱コイル2aを通過すると、温度検出器4で
パイプの温度を検出する。When the pipe passes through the heating coil 2a, the temperature detector 4 detects the temperature of the pipe.
温度検出器4の位置では、パイプはほぼ77000近く
に加熱されているが、電源laでは、前述の様に粗い制
御しか行っていないので正確には一致しないと考えられ
る。At the position of the temperature detector 4, the pipe is heated to approximately 77,000 ℃, but since the power source la only performs rough control as described above, it is thought that the values do not match exactly.
従って続いて電源lb及びlc即ち制御ゾーン(1)、
(0)で高精度の制御を行なう。Therefore, subsequently the power supplies lb and lc, i.e. the control zone (1),
(0) performs high precision control.
この電源lb,lcで高精度の制御を行なう場合、パイ
プの温度はキュリ「点以上となっており、パイプは非磁
性金属と同様その透磁率仏は1となっているので非常に
制御がやり易く、演算装置の容量が特に増大するという
ことはない。以下に制御ゾーン(1)、(0)の構成、
動作について説明する。When performing high-precision control using these power sources lb and lc, the temperature of the pipe is above the Curie point, and the pipe has a magnetic permeability of 1, just like non-magnetic metals, so it is very difficult to control. The capacity of the arithmetic unit does not particularly increase.The configuration of control zones (1) and (0) is as follows:
The operation will be explained.
tィー 制御の基本式
パイプに単位時間当り与えられる熱量Q,はQ,=C(
8)(ao−8i)Aw・VFここで・C(a)…パイ
プの比熱
8o・・。Basic formula for control The amount of heat Q given to the pipe per unit time is Q, = C (
8) (ao-8i) Aw・VF where・C(a)...Specific heat of pipe 8o...
出側温度8i・・・入側温度
Aw・・・パイプの断面積
Vp・・・パイプの処理速度
次に加熱コイルが単位時間にワークに与える熱量Q2は
Q2ニPW,” (5)
加熱コイル中での放熱による熱損失をPwに含めて考え
るとすると、定常状態では
Q,:Q2;PW:C(a)(80一ai)AwVF…
■これが制御の基本式となる。Outlet temperature 8i...Inlet temperature Aw...Pipe cross-sectional area Vp...Pipe processing speed Next, the amount of heat Q2 that the heating coil gives to the work per unit time is Q2PW,'' (5)
If we consider heat loss due to heat radiation in the heating coil to be included in Pw, then in steady state Q,:Q2;PW:C(a)(801ai)AwVF...
■This is the basic formula for control.
次にこのPwによりコイル電力Pを求めると放熱損失分
PLを加味してP:亨〈PW+PL)… (7)
となる。Next, when the coil power P is calculated from this Pw, taking into account the heat radiation loss PL, it becomes P: 〈PW+PL)... (7).
りはコイル‘ト7式を各ゾーンの目標出口温度0*と入
側実測温度0,から求めたものがフィードホワ−ド制御
の制御量となる。In this case, the control amount for the feedforward control is obtained from the coil't 7 formula from the target outlet temperature 0* of each zone and the actually measured temperature 0 on the inlet side.
なお実際に加熱用電源の出力を制御するためには、加熱
コイルの電圧又は電流を制御することになり、コイル電
圧をVcとすれば、VC=K馬事;… ■
コイル電流をlcとすれば *y
(9)lciK Z。Note that in order to actually control the output of the heating power source, the voltage or current of the heating coil must be controlled, and if the coil voltage is Vc, then VC=K;...■ If the coil current is lc, then ba *y
(9) lciK Z.
COS◇CP…と表わせる。It can be expressed as COS◇CP...
ここでZoはコイルインピーダンス、cosでcはコイ
ル力率、Kは補正係数である。Here, Zo is the coil impedance, cos is the coil power factor, and K is the correction coefficient.
り、Zo、cos0cはPwあるいはワークの温度、材
質により変化するが、近似的に加熱温度範囲での平均値
を使用する。Although Zo and cos0c vary depending on Pw or the temperature and material of the workpiece, the average values in the heating temperature range are approximately used.
さらに、加熱出側温度により(実際の加熱実績温度)に
よりフィードフオワード式(以下ffと略す)【81又
は(9}の補正係数Kを次の様に修正する。Furthermore, the correction coefficient K of the feed forward formula (hereinafter abbreviated as ff) [81 or (9) is modified as follows depending on the heating outlet temperature (actual heating performance temperature).
KN=KN十.十Q(ao*−8o)/(ao*−ai
*)… 00ただし、8i*;ワ−
クの入側設定温度80*: 〃 出側 〃
60;ワークの出側実績温度
このように、Kを修正することにより、より現状に近い
制御式となり、より精度の高い温度制御が可能となる。KN=KN0. 10Q(ao*-8o)/(ao*-ai
*)…00 However, 8i*;
Set temperature on the inlet side of the workpiece 80*: Output side 60; Actual temperature on the exit side of the workpiece By modifying K in this way, the control formula is closer to the current situation, and more accurate temperature control is possible. .
これがフィードバック(以下f・Bと略す)の基本式で
ある。次の以上の基本式に従って第4図を用いて制御動
作を説明する。This is the basic formula for feedback (hereinafter abbreviated as f.B). The control operation will be explained using FIG. 4 according to the following basic equations.
尚第4図は第2図の11及び電源lb、加熱コイル2b
を取り出したもの、即ち制御ゾーン(1)を取り出した
ものであるが、制御ゾーン(0)についても同様である
のでここでは制御ゾーン(1)についてのみ説明する。In addition, Fig. 4 shows 11 in Fig. 2, power supply lb, and heating coil 2b.
, that is, the control zone (1), but since the same applies to the control zone (0), only the control zone (1) will be explained here.
まず、制御ゾーン(1)の目標温度を8*とする。ここ
で上記目標温度8*は、前述の如く、制御ゾーン(0)
で印加可能な電力のうち半分の電力で昇温可能な昇温値
を、最終目標温度から減じた温度とする。このように負
荷配分を設定することにより、制御ゾーン(ロ)の上限
及び下限に対する制御代を大きくすることが可能となる
。あらかじめ制御代の%が決められている場合には、次
のような決定方法をとる事もできる。まず、最終電源で
の制御代が最終電源のx%とすると、(100−x%)
の電力での昇温値を目標温度から減じた値が最終電源の
入口温度となる。多数の電源がある場合でも同様の手順
で順次各電源の出口目標温度を決めることができる。さ
て、演算装置11は、入側温度計4aからデータをとり
こみ、前述の方法によって平均処理演算部117でパイ
プ温度の平均処理をする。First, the target temperature of control zone (1) is set to 8*. Here, the target temperature 8* is the control zone (0) as described above.
The temperature increase value that can be raised with half of the power that can be applied is set as the temperature subtracted from the final target temperature. By setting the load distribution in this way, it is possible to increase the control allowance for the upper and lower limits of the control zone (b). If the control allowance percentage is determined in advance, the following determination method can be used. First, if the control cost at the final power source is x% of the final power source, then (100-x%)
The value obtained by subtracting the temperature increase value at the electric power from the target temperature becomes the final power supply inlet temperature. Even if there are a large number of power sources, the target outlet temperature of each power source can be determined sequentially using the same procedure. Now, the arithmetic device 11 takes in data from the inlet side thermometer 4a, and averages the pipe temperature in the averaging processing arithmetic unit 117 using the method described above.
この結果目標温度a*と入側温度aiが比較され、比熱
演算部118及び処理重量演算部119により比熱及び
処理重量が計算される。更に、同様な入力から放熱損失
演算部11川こよってパイプの放熱損失が計算され、こ
れら処理重量演算部119迄で演算された必要熱量と、
放熱損失演算部110の出力が加算される。As a result, the target temperature a* and the inlet temperature ai are compared, and the specific heat calculating section 118 and the processing weight calculating section 119 calculate the specific heat and the processing weight. Furthermore, from the same input, the heat radiation loss calculation unit 11 calculates the heat radiation loss of the pipe, and the required heat amount calculated up to the processing weight calculation unit 119,
The outputs of the heat radiation loss calculation section 110 are added.
次に修正ゲイン演算部111の修正ゲインは、最初の段
階では適当な初期値が与えられており、この初期値を考
慮してコイル定数演算部113で演算したコイル効率A
、コイル力率cos?c、コイルインピーダンスZcに
従った制御出力が電源lbへ出力される。Next, the modified gain of the modified gain calculation section 111 is given an appropriate initial value at the first stage, and the coil efficiency A calculated by the coil constant calculation section 113 taking this initial value into consideration.
, coil power factor cos? c, a control output according to the coil impedance Zc is output to the power source lb.
尚上記コイル定数演算部113におけるコイル定数の演
算は、前もってインプットしたコイル直径、コイル長、
パイプ比抵抗、電源周波数、コイル巻数をもとにして、
検出器で検出したパイプ肉厚t、パイプ外蓬寸法dwを
使って演算するものである。The calculation of the coil constant in the coil constant calculation section 113 is performed based on the coil diameter, coil length, and
Based on the pipe resistivity, power frequency, and number of coil turns,
The calculation is performed using the pipe wall thickness t and the pipe outer cover dimension dw detected by the detector.
この時、パイプが磁性領域であると上記のコイル定数を
演算するに際してパイプの透磁率を考慮しなければなら
ず計算が複雑となるが、前述の如く制御ゾーン(1)に
おいては、仏=1の領域であるので、仏、cosぐc、
Zcの演算は容易に可能である。以上の結果として現わ
れる出側温度ao は出側温度計4bで計側され、入側
温度計4aと同機の手順で平均される。At this time, if the pipe is in a magnetic region, the magnetic permeability of the pipe must be taken into consideration when calculating the above coil constant, making the calculation complicated. However, as mentioned above, in the control zone (1), French = 1 Since it is the area of buddha, cosgc,
Calculation of Zc is easily possible. The outlet temperature ao appearing as a result of the above is measured by the outlet thermometer 4b, and averaged with the inlet thermometer 4a according to the procedure of the same machine.
次いでこの出側温度ao は目標温度0*と比較され、
8。と8*が一致するように、静梼性補償係数演算部1
12の静梼性補償プログラムによって、上記修正ゲイン
演算部111の初期値が修正される。以上により比熱演
算部118、処理重量演算部119、修正ゲイン演算部
111、コイル定数演算部113で構成される温度対電
源出力の関係はより正しいものへと修正される。This outlet temperature ao is then compared with the target temperature 0*,
8. The static compensation coefficient calculation unit 1
12, the initial value of the modified gain calculation unit 111 is modified. As described above, the relationship between temperature and power output, which is comprised of the specific heat calculation section 118, the processing weight calculation section 119, the modified gain calculation section 111, and the coil constant calculation section 113, is corrected to a more correct one.
ところで、一般に、制御系における制御方式としてf・
B、日・或はfBの拡張された考え方としての学習制御
等は公知の技術である。By the way, f・ is generally used as a control method in a control system.
Learning control, etc. as an extended concept of B, day, or fB is a well-known technique.
しかし、現実の制御系においては、これらffや、f・
Bの目的や組合せをどう構成するかが大きな問題であり
、それによって実際のプロセスに最も適切でしかも安定
性のある制御になるかどうかが決るものである。本発明
における制御装置では、ffは動的な温度の外乱則ち、
比較的な温度制御を制御しようとするもので、fBは初
期設定のずれ又は、外気温の変化、搬送ロールの温度変
化等による定常的な温度・偏差を修正しようとするもの
である。However, in an actual control system, these ff, f・
The major issue is how to configure the purpose and combination of B, and this will determine whether the control will be the most appropriate and stable for the actual process. In the control device according to the present invention, ff is a dynamic temperature disturbance, i.e.,
This is intended to perform comparative temperature control, and fB is intended to correct steady temperature deviations due to deviations in initial settings, changes in outside temperature, changes in temperature of conveyor rolls, etc.
実際の制御ループを簡略化して考え、今、f・f量をH
q、fB量をfBqとし、最終的に加熱電源に設定され
る制御量をQとすると本制御系ではQ=(1十Q拍q)
…(11)と表わすことができる。Considering the actual control loop in a simplified manner, we now set the amount of f・f to H
q, fB amount is fBq, and the control amount finally set to the heating power source is Q. In this control system, Q = (10Q beats q)
...(11).
ここでQ‘まffqとfBqの制御上の分配係数とも云
うべきものである。Here, it should also be called a distribution coefficient for controlling Q'ffq and fBq.
この、Qの決定方式としては、
Q=QRq+(1‐Q)fBq …(12)0
<Q<1なる方法も考えられるが現実のプロセスではf
fqとf均はお互いに千渉し合い、最適なQを決定する
ことは非常に困難である。The method for determining Q is: Q=QRq+(1-Q)fBq...(12)0
<Q<1 can be considered, but in the actual process f
fq and f-equilibrium interact with each other, and it is extremely difficult to determine the optimal Q.
そこで本方式では(11)式を採用し、さらに、Qは温
度計からの信号を平均する区別の距離laと制御長lb
との比によって決る最適な値Qsが存在することが判明
しかつ、Qs=f (la/lb)として一義的に決定
することができる。Therefore, in this method, equation (11) is adopted, and Q is the distance la for averaging the signals from the thermometer and the control length lb.
It has been found that there is an optimal value Qs determined by the ratio of .
以上のような制御方式を採用することによって、材料の
種類、操業条件のあらゆる範囲に対して、各種の温度外
乱に対してきわめて安定した温度制御が可能となった。By adopting the control method described above, extremely stable temperature control against various temperature disturbances has become possible for all types of materials and operating conditions.
また実操業の結果からla,lb‘こついては以下の結
果が得られた。この平均する長さは搬送速度によらず加
熱コイル長以下とする。Furthermore, from the results of actual operation, the following results were obtained regarding la and lb'. This average length is set to be equal to or less than the heating coil length regardless of the conveyance speed.
また、加熱用電源への出力制御のタイミングは出力計算
に用いた平均値の算出に使用した最初の素温度データに
対応する被加熱材の部分が、加熱コイルに侵入する直前
とする。Further, the timing for controlling the output to the heating power source is set immediately before the portion of the heated material corresponding to the initial raw temperature data used to calculate the average value used for output calculation enters the heating coil.
このようにすることで、加熱コイルへの設定変更の影響
を受ける部分についての平均温度として、最適なデータ
となることを実験によって確認した。It has been confirmed through experiments that by doing this, the optimum data can be obtained as the average temperature of the part affected by the setting change to the heating coil.
尚以上の説明においては、子熱ゾーンにおいても被加熱
材の形状寸法を検出し、この検出信号をもとにして演算
装置によりコイル定数を選定し子熱ゾーンの電源出力を
制御するのについて説明したが、場合によっては予熱ゾ
ーンにおいては一定の電圧を印加するようにして、被加
熱材の寸法変動による温度補正は制御ゾーンにおいての
み前述の如き制御方式により修正するよう構成すること
も可能である。In the above explanation, the shape and dimensions of the material to be heated are detected also in the child heating zone, and based on this detection signal, the coil constant is selected by a calculation device to control the power output of the child heating zone. However, in some cases, it is also possible to apply a constant voltage in the preheating zone, and to correct the temperature due to dimensional fluctuations of the heated material only in the control zone using the control method described above. .
この場合には演算装置等制御装置の構成がより簡単にす
ることができるものである。In this case, the configuration of the control device such as the arithmetic device can be made simpler.
又本発明の−実施例として制御ゾーンでの制御は仏=1
の領域で行なうものについて説明したが、当然同じ制御
をム>1の領域で行ってもよい。Further, as an embodiment of the present invention, control in the control zone is
Although the explanation has been given regarding the control performed in the region where m>1, the same control may of course be performed in the region where m>1.
その場合には第3図の如きテーブルを情報として与えた
方がより実際的となる。以上一実施例を用いて詳述した
ように本発明の誘導加熱によれば下記の効果が期待でき
るものである。In that case, it would be more practical to provide a table as shown in FIG. 3 as information. As described above in detail using one embodiment, the following effects can be expected by the induction heating of the present invention.
1 ワークサイズが変化(丸棒ならその外径の変化等)
したり、ワークの送り速度が変化しても、自動的に常に
、目標設定温度に加熱できる。1 Change in workpiece size (change in outer diameter if it is a round bar, etc.)
Even if the workpiece's feed speed changes, it can be automatically heated to the target temperature at all times.
2 ワークサイズ、及び、処理量を変える場合に、いち
いち電気条件の設定変更を行う必要がなくなる。2. When changing the work size or processing amount, there is no need to change the electrical condition settings each time.
3 材料がパイプなどの場合の肉厚変化に見られる様な
負荷条件の急変に対しても、加熱結果をもとにして電源
の出力を決定することから、常に、目標設定温度に加熱
することができる。3 Even in the case of sudden changes in load conditions, such as changes in wall thickness when the material is a pipe, etc., the output of the power source is determined based on the heating results, so heating always reaches the target set temperature. I can do it.
4 電源を各温度領域毎に分割し、その制御方法も、そ
の領域に最適な方法と選ぶことで、材料の各温度領域毎
に、最適な加熱を行ない、制御に必要な演算装置も小型
化することが可能となる。4 By dividing the power supply into each temperature range and selecting the control method that is most suitable for that range, the material can be heated optimally for each temperature range, and the computing equipment required for control can also be miniaturized. It becomes possible to do so.
5 磁気変態点以上で制御するため、制御系が簡略化で
き、演算装置も小型化できる。5. Since control is performed above the magnetic transformation point, the control system can be simplified and the arithmetic unit can be downsized.
6 温度を検出する際に、平均値を求める回路を用いた
ので蓬方向の温度むら(パイプの傷合偏肉があると起る
)の影響を避けて正しく長手方向のみの温度むらを検出
することができる。6 When detecting temperature, we use a circuit that calculates the average value, so we can avoid the influence of temperature unevenness in the vertical direction (which occurs when there is damage or uneven thickness in the pipe) and accurately detect temperature unevenness only in the longitudinal direction. be able to.
第1図は、負荷条件の変動を補正するための制御系を備
えた従来の誘導加熱装置を示す、制御系のブロック図、
第2図は本発明の一実施例を示す制御系のブロック図、
第3図はインプットデータの一例を示す表、第4図は第
2図の制御ゾーン(1)の制御系の構成を示すブロック
図、第5図〜第9図は本発明における温度計側の方法を
説明するための図である。
図中la〜lcは誘導加熱用電源、2a〜2cは誘導加
熱コイル、3は材料の送り速度検出器、4a〜4cは材
料の温度検出器、5はパイプの肉厚検出用センサー、6
はパイプの外径寸法検出用センサー、7は中央演算装置
、8は電源、9は力率改善用コンデンサ、1川まコンタ
クタ等のスイッチである。
尚図中同一符号は同一又は相当部分を示す。第1図
第2図
第3図
第4図
第5図
第6図
第7図
第8図
第9図FIG. 1 is a block diagram of a control system showing a conventional induction heating device equipped with a control system for correcting fluctuations in load conditions;
FIG. 2 is a block diagram of a control system showing an embodiment of the present invention;
Fig. 3 is a table showing an example of input data, Fig. 4 is a block diagram showing the configuration of the control system of control zone (1) in Fig. 2, and Figs. FIG. 3 is a diagram for explaining the method. In the figure, la to lc are power supplies for induction heating, 2a to 2c are induction heating coils, 3 is a material feed rate detector, 4a to 4c are material temperature detectors, 5 is a sensor for detecting the wall thickness of a pipe, 6
7 is a central processing unit, 8 is a power supply, 9 is a power factor correction capacitor, and switches for a contactor and the like. Note that the same reference numerals in the drawings indicate the same or equivalent parts. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 9
Claims (1)
続的に搬送しながら目標温度に加熱するものにおいて、
予熱ゾーンと制御ゾーンに区分された加熱コイル、各ゾ
ーンに対応して設けられた加熱電源、上記被加熱材の肉
厚外径等の寸法を検出する形状寸法検出装置、上記各ゾ
ーンの被加熱材の温度を検出する温度検出装置、及び上
記形状寸法検出装置において検出された上記被加熱材の
寸法及び、目標温度に応じて上記制御ゾーンの所要電力
を演算する演算装置を備え、上記予熱ゾーンで被加熱材
をその磁気変態点の温度付近に加熱し、上記温度検出装
置によつて検出された上記予熱ゾーンの出側の被加熱材
温度が上記磁気変態点の温度に達していない場合、上記
被加熱材温度を上記磁気変態点以上の温度にすると共に
上記被加熱材の目標加熱温度に応じた上記演算装置から
の所要電力に基づいて上記被加熱材がその目標加熱温度
になるように上記制御ゾーンの加熱電圧を制御するよう
にしたことを特徴とする誘導加熱装置。 2 被加熱材をスキユーしながら搬送し、温度検出装置
による各ゾーンの温度計測は、温度計を使用して各ゾー
ンの加熱コイル長或は加熱ゾーン長の1/nに相当する
長さの平均処理によつて行ない、この計測データを使用
して制御ゾーンでの加熱温度のフイードホワード、フイ
ードバツク制御を行なうに際し、フイードホワード量と
フイードバツク量の分配系数を温度測定値の平均値区間
及び加熱コイル長或は加熱ゾーン長によつて決定するこ
とにより材料の種類や操業条件の変化に対して、フイー
ドバツク制御とフイードホワード制御の相互干渉を最小
にすると共に、加熱電力の制御設定値として電圧を用い
ることにより、被加熱材料の寸法変動の温度外乱を最小
限に抑えるようにしたことを特徴とした特許請求の範囲
第1項記載の誘導加熱装置。 3 演算装置は、被加熱材寸法とコイル径状の関係から
各温度域及び印加電圧に応じたコイル定数を前もつて演
算しておき、被加熱材寸法検出装置検出信号に応じて所
定のコイル定数を読み出すよう構成した特許請求の範囲
第1項又は第2項記載の誘導加熱装置。[Scope of Claims] 1. In an apparatus in which a material to be heated is heated to a target temperature while being continuously conveyed by induction heating devices arranged in tandem,
A heating coil divided into a preheating zone and a control zone, a heating power source provided corresponding to each zone, a shape and dimension detection device for detecting the dimensions such as the thickness and outer diameter of the material to be heated, and a heated material in each zone. The preheating zone includes a temperature detection device that detects the temperature of the material, and a calculation device that calculates the required power of the control zone according to the dimensions of the material to be heated detected by the shape and dimension detection device and the target temperature. heating the material to be heated to around the temperature of its magnetic transformation point, and when the temperature of the material to be heated on the outlet side of the preheating zone detected by the temperature detection device does not reach the temperature of the magnetic transformation point, The temperature of the heated material is set to a temperature equal to or higher than the magnetic transformation point, and the heated material reaches its target heating temperature based on the required power from the calculation device according to the target heating temperature of the heated material. An induction heating device characterized in that the heating voltage of the control zone is controlled. 2 The material to be heated is conveyed while skewing, and the temperature of each zone is measured by the temperature detection device using a thermometer to calculate the average length of the heating coil of each zone or the length equivalent to 1/n of the heating zone length. When performing feedforward and feedback control of the heating temperature in the control zone using this measurement data, the distribution system of the feedforward amount and feedback amount is calculated based on the average value interval of the temperature measurement value and the heating coil length or By determining the heating zone length, mutual interference between feedback control and feedforward control can be minimized in response to changes in material type and operating conditions, and by using voltage as the heating power control set value, 2. The induction heating device according to claim 1, wherein temperature disturbance due to dimensional variation of the heating material is minimized. 3 The calculation device calculates a coil constant according to each temperature range and applied voltage in advance from the relationship between the dimensions of the heated material and the coil diameter, and selects a predetermined coil according to the detection signal of the heated material dimension detection device. The induction heating device according to claim 1 or 2, which is configured to read out a constant.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52093931A JPS6011432B2 (en) | 1977-08-05 | 1977-08-05 | induction heating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52093931A JPS6011432B2 (en) | 1977-08-05 | 1977-08-05 | induction heating device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5429141A JPS5429141A (en) | 1979-03-05 |
| JPS6011432B2 true JPS6011432B2 (en) | 1985-03-26 |
Family
ID=14096168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52093931A Expired JPS6011432B2 (en) | 1977-08-05 | 1977-08-05 | induction heating device |
Country Status (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007132750A (en) * | 2005-11-09 | 2007-05-31 | Nippon Steel Corp | Method for measuring outer peripheral surface temperature of round shaped material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5429141A (en) | 1979-03-05 |
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