CN105934012B

CN105934012B - 感应加热方法

Info

Publication number: CN105934012B
Application number: CN201610286614.XA
Authority: CN
Inventors: 小野徹也; 杉本真人; 清泽裕; 相羽敏弘; 冈和富; 小林国博; 生田文昭; 川嵜博; 川嵜一博
Original assignee: Neturen Co Ltd
Current assignee: Neturen Co Ltd
Priority date: 2012-05-18
Filing date: 2013-05-17
Publication date: 2019-04-12
Anticipated expiration: 2033-05-17
Also published as: CN104322142B; EP3855869A3; WO2013172481A3; WO2013172481A2; US20150237680A1; EP2850914A2; CN104322142A; US10159117B2; EP3432686B1; ES2705825T3; EP2850914B1; US20190021140A1; CN105934012A; EP3432686A1; EP3855869A2; US20210368589A1

Abstract

一种感应加热系统，其包括：感应加热装置，每个所述感应加热装置包括高频电流互感器、低频电流互感器和加热线圈；连接到所述高频电流互感器的高频输入开关；连接到所述低频电流互感器的低频输入开关；第一电源，以输出高频电力和低频电力；第二电源；可以连接到所述第一电源的第一电源输出开关；可以连接到所述第二电源的第二电源输出开关；以及开关控制器。每个感应加热装置包括加热器控制器，其向所述开关控制器发送信号，以打开所述第一电源输出开关和所述第二电源输出开关中的一个，关闭另一个，并打开或关闭每个所述高频输入开关和低频输入开关。

Description

感应加热方法

本申请是基于申请日为2013年5月17日、申请号为 201380026052.X的中国发明专利申请《感应加热系统、感应加热方法、输出监测装置、输出监测方法和感应加热装置》的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于将具有不同频率的电力供应到多个感应加热装置的感应加热系统和感应加热方法，用于在从供电装置向加热线圈供应电力以进行感应加热时监测输出情况的输出监测装置和输出监测方法，以及具有低频电流互感器和高频电流互感器的感应加热装置。

背景技术

在第一个相关技术领域的系统中，为了根据工件的形状或工件待加热的部分、或根据线圈相对于工件的布置、工件支撑方式等对工件进行感应加热，配置了不同类型的多个感应加热装置。例如，在进行感应加热时，由加热线圈产生的磁通量从工件的外表面进入工件的穿透深度取决于频率，并且频率根据热处理层的厚度来选择。为了使热处理层加厚，使用低的频率，并且为了使热处理层变浅，使用高的频率。为此，存在着通过配置具有不同输出频率的电源，并将所述电源通过开关分别连接到感应加热装置构造而成的系统，以通过不同频率对工件进行感应加热(参见例如JP60-249288A)。

此外，最近，已使用多个频率而不是一个频率进行感应加热。例如，已通过将低频和高频在同时叠加来进行感应加热。

然而，如果针对一个感应加热装置配置用于输出多个频率的电力的供电系统，设备的规模变大，并且感应加热系统变得昂贵。此外，在JP60-249288A中公开的系统中，不可能在感应加热装置中装接形状或尺寸不同的加热线圈，并为每个加热线圈自由地设置供电的时间图。此外，如果设想使热处理层的厚度对每个工件来说不同，或者在单个感应加热装置中进行各种不同的热处理例如淬灭和回火，由于对于供电系统来说包括工件在内的负载阻抗是不同的，因此必须设置大规模的供电系统或匹配电路，并且整个感应加热系统的规模因此变大。

在第二个相关技术领域的系统中，使用一个供电装置向多个感应加热装置供应电力。这种系统包括例如高频电源、具有与所述高频电源相连的一次侧的电流互感器、以及并联到所述电流互感器的二次侧的多个感应加热线圈(参见例如JP2009-158394A)。在这种系统中，在电流互感器的二次侧上设置电压检测传感器，并在与感应加热线圈相邻的位置处设置电流检测传感器。在电压检测传感器检测的电压值和电流检测传感器检测的电流值的基础上，监测供应到感应加热线圈的电功率的大小。

然而，当供电装置通过分时多路转换方法或叠加方法输出电力时，不可能监测输出状况。此外，在多个供电装置根据每个感应加热装置所要求的供电条件供应电力的情况下，无法确认电力是否根据供电条件进行供应。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够从单一电源系统向多个感应加热装置供应电力并为每个感应加热装置自由设置供电的时间图的感应加热系统和方法。

本发明的另一个目的是提供一种能够从供电装置捕获输出状态的输出监测装置和输出监测方法。本发明的另一个目的是提供一种具有所述输出监测装置的感应加热系统。本发明的另一个目的是提供一种能够监测电力是否根据感应加热装置的指示根据供电条件进行供应的输出监测装置和方法以及感应加热系统。

本发明的另一个目的是提供一种需要较小安置空间并且能够作为形成感应加热系统的多个感应加热装置中的一个灵活地进行感应加热的感应加热装置。

根据本发明的一个方面，一种感应加热系统包括：多个感应加热装置，每个所述感应加热装置包括高频电流互感器、低频电流互感器和加热线圈，所述高频电流互感器的二次侧和所述低频电流互感器的二次侧并联到所述加热线圈；高频输入开关，该高频输入开关连接到所述高频电流互感器的一次侧；低频输入开关，该低频输入开关连接到所述低频电流互感器的一次侧；第一电源，该第一电源被构造成调整高频输出时间和低频输出时间相对于输出周期的比率，并输出高频电力和低频电力；第二电源，该第二电源被构造成输出频率与从所述第一电源输出的电力的频率不同的电力；第一电源输出开关，该第一电源输出开关被配置成可连接到所述第一电源的低频输出端子；第二电源输出开关，该第二电源输出开关被配置成可连接到所述第二电源的输出端子；以及开关控制器，该开关控制器被构造成为每个所述感应加热装置控制所述高频输入开关和低频输入开关，并控制所述第一电源输出开关和第二电源输出开关，以便将至少一个所述感应加热装置连接到所述第一电源和第二电源中的至少一个。每个所述感应加热装置还包括加热器控制器，该加热器控制器被构造成将开关请求信号发送到所述开关控制器，以打开所述第一电源输出开关和第二电源输出开关中的一个，关闭所述第一电源输出开关和第二电源输出开关中的另一个，并打开或关闭每个所述高频输入开关和低频输入开关。

在收到所述开关请求信号之后，所述开关控制器控制所述第一电源输出开关和第二电源输出开关，并且还控制与发送所述开关请求信号的感应加热装置相连的所述高频输入开关和低频输入开关。当所述开关控制器已根据所述开关请求信号完成控制时，所述开关控制器向所述感应加热装置发送开关完成信号。在收到所述开关完成信号之后，所述感应加热装置控制所述第一电源的输出和所述第二电源的输出。

根据本发明的另一方面，一种感应加热方法包括：设置多个感应加热装置，每个所述感应加热装置具有加热线圈、被构造成调整高频输出时间和低频输出时间相对于输出周期的比率并输出高频电力和低频电力的第一电源、被构造成输出频率与从所述第一电源输出的电力的频率不同的第二电源和开关部分；操作来自于一个所述感应加热装置的所述开关部分，以选择第一模式、第二模式、第三模式和第四模式中的一个；以及对配置在所述一个感应加热装置上的工件进行感应加热。在所述第一模式中，所述一个感应加热装置接受来自于所述第一电源的所述高频电力和低频电力中的一个。在所述第二模式中，所述一个感应加热装置接受来自于所述第二电源的电力。在所述第三模式中，所述一个感应加热装置通过分时方法接受来自于所述第一电源的不同频率的电力。在所述第四模式中，所述一个感应加热装置以叠加方式接受来自于所述第一电源的所述高频电力和低频电力中的一个以及来自于所述第二电源的电力。

根据本发明的上述方面，所述电源系统被构造成输出多个频率。所述电源系统可以向感应加热装置同时或交替地输出高频和低频。因此，可以任选地设定从所述电源系统向所述感应加热装置供应的电力的高频分量与低频分量的比率。因此，当来自于所述电源系统的输出频率是f1、f2和f3时，可以提供等同于使用f1、f2和f3之外的频率进行感应加热的情况下的效果(在后文中称为“频率效果”)。此外，由于所述多个感应加热装置从单一电源系统供电，因此可以减小所述系统的尺寸。

根据本发明的另一方面，一种输出监测装置适于装接到一个以上供电装置，每个供电装置包括被构造成将交流电转变成直流电的换流器和被构造成以给定频率打开和关闭从所述换流器输入的直流电的逆变器，所述供电装置适于连接到单一加热线圈以为所述单一加热线圈供电。所述输出监测装置包括：测量部分，该测量部分被构造成在每个取样时间测量从所述换流器输出到所述逆变器的直流电的电流和电压；以及处理单元，该处理单元被构造成从在每个取样时间由所述测量部分测量到的所述电流和电压的值来获得每个频率的电功率的量，并根据所述每个频率的电功率的量来获得每个频率的平均电功率。

所述测量部分可以包括：电流和电压测量单元，该电流和电压测量单元被构造成在每个取样时间测量从所述换流器输出到所述逆变器的所述直流电的所述电流和电压；以及频率测量单元，该频率测量单元被构造成计数每单位时间由所述逆变器做出的开关的次数。所述处理单元从在每个取样时间由所述电流和电压测量单元测量到的所述电流和电压的值获得每个频率的电功率的量，并根据所述每个频率的电功率的量获得每个频率的平均电功率。

所述逆变器可以通过分时多路转换，通过调整高频输出时间和低频输出时间相对于输出周期的比率，从所述供电装置中的一个向所述单一加热线圈供应高频输出电力和低频输出电力。所述处理单元根据由所述测量部分测量到的值来获得来自于所述一个供电装置的每个所述高频和低频输出的平均电功率。

所述一个以上供电装置可以包括第一供电装置和第二供电装置，其中所述第一供电装置的逆变器以第一频率打开和关闭从所述第一供电装置的换流器输入的直流电，所述第二供电装置的逆变器以第二频率打开和关闭从所述第二供电装置的换流器输入的直流电，其中通过叠加所述第一频率和所述第二频率，将电力从所述第一和第二供电装置输出到所述单一加热线圈。所述测量部分包括第一测量单元，该第一测量单元被配置成在每个取样时间测量在所述第一供电装置中从换流器输出到逆变器的直流电的电流和电压，以及第二测量单元，该第二测量单元被构造成在每个取样时间测量在所述第二供电装置中从换流器输出到逆变器的直流电的电流和电压。所述处理单元从在每个取样时间由所述第一测量单元测量到的电流和电压来获得所述第一频率的电功率的量，从在每个取样时间由所述第二测量单元测量到的电流和电压来获得所述第二频率的电功率的量，并且根据每个频率的电功率的量来获得每个频率的平均电功率。

所述供电装置可以通过开关部分装接到多个各自具有单一加热线圈的感应加热装置，使得通过控制来自于所述多个感应加热装置的开关部分，可以将所述供电装置连接到任一所述感应加热装置。所述处理单元被设置到每个所述感应加热装置，并获得由所述测量部分测量的值以确定每个频率的平均电功率与发送到所述供电装置的供电命令之间的一致性。

根据本发明的另一方面，一种感应加热系统包括：供电装置，该供电装置具有被构造成将交流电转变成直流电的换流器，以及被构造成以给定频率打开和关闭从所述换流器输入的直流电的逆变器；多个感应加热装置；开关部分，该开关部分连接在所述供电装置与所述多个感应加热装置之间，以将从所述供电装置供应的电力选择性地输出到所述感应加热装置中的一个；以及输出监测装置，该输出监测装置包括被构造成在每个取样时间测量从所述换流器输出到所述逆变器的直流电的电流和电压的测量部分，以及被构造成从在每个取样时间由所述测量部分测量到的电流和电压来获得每个频率的电功率的量，并且根据每个频率的电功率的量来获得每个频率的平均电功率的处理单元。

根据本发明的另一方面，一种感应加热系统包括：第一供电装置，该第一供电装置具有被构造成将交流电转变成直流电的换流器，以及被构造成以第一频率打开和关闭从所述换流器输入的直流电的逆变器；第二供电装置，该第二供电装置具有被构造成将交流电转变成直流电的换流器，以及被构造成以第二频率打开和关闭从所述换流器输入的直流电的逆变器；多个感应加热装置；开关部分，该开关部分被构造成将所述第一供电装置和第二供电装置中的至少一个选择性地连接到所述感应加热装置中的一个；以及输出监测装置，该输出监测装置具有被构造成在每个取样时间测量从每个所述第一供电装置和第二供电装置的换流器输出到逆变器的直流电的电流和电压的测量部分，以及被构造成从在每个取样时间由所述测量部分测量到的电流和电压来获得每个所述第一频率和所述第二频率的电功率的量，并且根据每个所述第一频率和所述第二频率的电功率的量来获得每个所述第一频率和所述第二频率的平均电功率的处理单元。

根据本发明的另一方面，一种输出监测方法包括：在每个取样时间测量以多个频率被打开和关闭以进行感应加热的一个以上直流电的电流和电压；以及通过将在每个取样时间在以每个所述频率打开和关闭时测量到的电流和电压之积相加，并用所述相加的积除以感应加热时间来获得每个所述频率的平均电功率，由此监测来自于获得的每个所述频率的平均电功率的输出电功率。

根据本发明的另一方面，一种输出监测方法包括：在每个取样时间测量通过分时方式以第一频率和第二频率被打开和关闭以输出不同频率的电力，从而通过分时多路转换进行感应加热的直流电的电流和电压；通过将在每个取样时间在以所述第一频率打开和关闭时测量到的电流和电压之积相加，并用所述相加的积除以感应加热时间来获得所述第一频率的平均电功率；通过将在每个取样时间在以所述第二频率打开和关闭时测量到的电流和电压之积相加，并用所述相加的积除以感应加热时间来获得所述第二频率的平均电功率；以及监测来自于获得的每个所述第一频率和所述第二频率的平均电功率的输出电功率。

所述输出监测方法可以进一步包括根据所述第一频率的平均电功率的值和所述第二频率的平均电功率的值是否以时间序列变化，来监测指示所述第一频率与第二频率之间的切换的信号的异常。

根据本发明的另一方面，一种输出监测方法包括：在每个取样时间，测量当以交替方式将第一直流电以第一频率打开和关闭并将第二直流电以第二频率打开和关闭以进行感应加热时，所述第一直流电和第二直流电的电流和电压；通过将在每个取样时间在以所述第一频率打开和关闭时测量到的电流和电压之积相加，并用所述相加的积除以感应加热时间来获得所述第一频率的平均电功率；通过将在每个取样时间在以所述第二频率打开和关闭时测量到的电流和电压之积相加，并用所述相加的积除以感应加热时间来获得所述第二频率的平均电功率；以及监测来自于获得的每个所述第一频率和所述第二频率的平均电功率的输出电功率。

根据本发明的另一方面，一种输出监测方法包括：在每个取样时间，测量当将第一直流电以第一频率打开和关闭并将第二直流电以第二频率打开和关闭，并将所述第一频率和所述第二频率叠加以进行感应加热时，所述第一直流电和第二直流电的电流和电压；通过将在每个取样时间在以所述第一频率打开和关闭时测量到的电流和电压之积相加，并用所述相加的积除以感应加热时间来获得所述第一频率的平均电功率；通过将在每个取样时间在以所述第二频率打开和关闭时测量到的电流和电压之积相加，并用所述相加的积除以感应加热时间来获得所述第二频率的平均电功率；以及监测来自于获得的每个所述第一频率和所述第二频率的平均电功率的输出电功率。

根据上述本发明的方面，在以所述第一频率、第二频率或其他任选的频率打开和关闭之前，在每个取样时间测量所述直流电的电流和电压，并且从在每个取样时间测量到的所述直流电的电流和电压获得每个频率的电功率。因此，可以监测实际输出电功率，这在过去尚未实现。因此，即使在使用一个以上供电装置通过分时多路转换方法或叠加方法进行输出时，也可以监测输出情况。此外，即使在所述直流电打开和关闭的频率被任选地指定时，也可以监测实际输出电功率。例如，当通过从所述感应加热装置控制所述供电装置，随后将所述感应加热装置切换以连接到所述供电装置，而将一个所述感应加热装置与所述供电装置相连以供电时，可以监测所述供电装置是否根据由所述感应加热装置指示的供电条件输出电力。

根据本发明的另一方面，一种感应加热装置包括：加热线圈，以及以并联方式连接在所述加热线圈中的低频电流互感器和高频电流互感器。所述低频电流互感器包括初级绕组、次级绕组以及耦合所述初级绕组和所述次级绕组的芯。所述高频电流互感器包括初级绕组和次级绕组。所述低频电流互感器布置在所述高频电流互感器下方。所述感应加热装置可以被构造成可装接从具有不同阻抗的多个加热线圈中选择的加热线圈，并且可装接从具有满足对应于所述加热线圈的阻抗匹配条件的不同初级和次级绕组匝数的多个低频电流互感器中选择的低频电流互感器。

所述感应加热装置可以进一步包括：安装框架，该安装框架支撑所述低频电流互感器和高频电流互感器；以及更换机构，该更换机构设置在所述安装框架上以更换所述低频电流互感器。所述更换机构包括在所述安装框架的前后方向上延伸的前后向支架，以及所述低频电流互感器安装在其上并在所述前后向支架上移动的托架。当所述托架向前移动时，所述低频电流互感器被配置在使所述低频电流互感器连接到所述加热线圈的位置处。当所述托架向后移动时，所述低频电流互感器被配置在使所述低频电流互感器不与所述高频电流互感器在竖直方向上重叠的位置处。

所述更换机构还可以包括：底板，该底板具有用于所述托架的移动表面并支承在所述前后向支架上，使得所述底板可以在前后方向上移位；前移位装置，该前移位装置连接所述底板和安装框架以使所述底板相对于安装框架向前移位；倾斜部件，该倾斜部件配置在所述前后向支架的前端侧处，使得所述底板的前端侧放置在其上并具有前方高的倾斜；以及竖直移位装置，该竖直移位装置配置在所述底板的后端侧处，以使所述底板的后端侧在竖直方向上相对于所述安装框架移位。所述竖直移位装置可以使所述底板向前移位，以将所述底板的前端侧放置在所述倾斜部件上。所述前移位装置和竖直移位装置可以被配置在所述底板的后端侧上。

根据上述本发明的方面，由于所述低频电流互感器和高频电流互感器布置在彼此顶上，因此减小了布置空间并可以减小尺寸。此外，由于所述低频电流互感器具有芯并因此比所述高频电流互感器更重，因此通过将所述低频电流互感器安排在所述高频电流互感器下方，降低了所述装置的重心，由此可以以稳定的方式安装所述整个装置。

附图说明

图1是示出了本发明的实施例的感应加热系统的构造的图。

图2是示意示出了从图1中的第一电源输出的波形的图。

图3是示出了在图1中示出的感应加热系统中，在电源系统与加热线圈之间的电路构造的电路图。

图4是示出了在图1中示出的感应加热系统中，在电源系统与加热线圈之间的另一种电路构造的电路图。

图5是示意示出了从图3中示出的第一电源输出并控制的信号波形的图。

图6是示意示出了图1中示出的感应加热装置的布置和构造的侧视图。

图7是示意示出了图6中示出的感应加热装置的下方支承部分的侧视图。

图8A是示出了图6中示出的感应加热装置中托架和底板的后端附近部分的局部俯视图，图8B是示出了托架的局部侧视图。

图9是示出了图6中示出的感应加热装置中托架和底板的后端附近部分的局部后视图。

图10A至10C是示出了图6中示出的感应加热装置中托架和底板的前端附近部分的局部侧视图。更具体来说，图10A是示出了低频电流互感器被放置在安装框架上的情形的图，图10B是示出了将低频电流互感器从图10A的状态移位到托架上的过程的图，图10C是示出了低频电流互感器被安装在托架板上并被取出的情形的图。

图11A和11B分别是示出了高频供电通路和低频供电通路被配置在导管框架上的状态的横截面图和俯视图。

图12A和12B分别是示出了图1中的感应加热系统中每个开关的构造的俯视图和前视图。

图13是示出了通过图1的感应加热系统，每个感应加热装置对工件进行感应加热的顺序的图，并示出了第一感应加热装置通过分时方法从第一电源接受电力供应并进行感应加热的情况。

图14是示出了通过图1的感应加热系统，每个感应加热装置对工件进行感应加热的顺序的图，并示出了第一感应加热装置通过叠加方法从第一电源和第二电源接受电力供应并进行感应加热的情况。

图15是示出了一个电源系统能够向多少感应加热装置供应电力的时间图。在图15中，(a)示出了使用两个感应加热装置的情况，(b) 示出了使用三个感应加热装置的情况，并且(c)示出了使用五个感应加热装置的情况。

图16A至16D是示出了在使用每个感应加热装置的情况下用于为包括开关控制器的系统控制单元设定加热条件的条件设定屏的示例的图。更具体来说，图16A示出了步骤的条件设定的示例，图16B示出了分时方法的第一设定表，图16C示出了分时方法的第二设定表，图 16D是叠加方法的第一表。

图17是示出了输出监测屏的示例的图。

图18是用于解释第一输出监测方法的图。

图19是用于解释第二输出监测方法的图。在图19中，(a)示出了DC电压和DC电流随时间的变化，(b)至(e)分别示出了DT信号、整体低频电力消耗、整体高频电力消耗和加热信号随时间的变化。

图20是示出了输出监测装置的构造的框图。

图21是示出了通过叠加方法供应电力的情况的图，并以时间顺序示出了第一频率的输出的存在或不存在和第二频率的输出的存在或不存在。

具体实施方式

在后文中，将参考附图详细描述本发明的实施例的感应加热系统。

感应加热系统的整体构造

图1是示出了本发明的实施例的感应加热系统的构造的图。如图1 中所示，根据本发明的实施例的感应加热系统1包括多个感应加热装置10、包括第一电源21和第二电源26的电源系统20以及插置在电源系统20与感应加热装置10之间并开关电源系统20与感应加热装置10 之间的连接的开关部分30。开关部分30包括连接到第一电源21的第一电源输出开关31、连接到第二电源26的第二电源输出开关32以及连接到单个感应加热装置10的输入侧的高频输入开关33和低频输入开关34。在图1中，示出了三个感应加热装置10。然而，可以设置两个或四个以上或一个感应加热装置。在后文中，针对设置三个感应加热装置的情况，将描述每个单元的构造。

感应加热装置

在图1中，作为感应加热装置10，设置了第一、第二和第三感应加热装置10A、10B和10C。每个感应加热装置10包括高频电流互感器11、低频电流互感器12、加热线圈13和加热器控制器14。

每个高频电流互感器11和低频电流互感器12包括初级绕组和次级绕组。每个感应加热装置10的匝数比取决于感应加热装置是用于高频还是低频。每个高频电流互感器11和低频电流互感器12可以具有例如铁芯的芯。每个高频电流互感器11可以为空心而不具有芯。高频电流互感器11是否具有芯取决于感应加热装置10。换句话说，在感应加热系统1的至少一个感应加热装置10中，高频电流互感器11具有空心，没有芯，并且低频电流互感器12具有芯。

在每个高频电流互感器11和低频电流互感器12中，次级绕组并联到加热线圈13。在这里，加热线圈13的形状和尺寸根据将要在单个感应加热装置10中进行感应加热的工件来选择。因此，加热线圈13 的阻抗取决于加热线圈13。

电源系统

电源系统20包括第一电源21和第二电源26。

第一电源21改变高频输出时间和低频输出时间相对于输出周期的比率，并输出不同频率的电力。第一电源21在短时间内交替输出例如 200kHz的高频和例如10kHz的低频。在时间(被称为输出周期)T 内，第一电源21在0％至100％之间调整高频和低频的输出比。图2是示意示出了从第一电源21输出的波形的图。水平轴表示时间，竖直轴表示低频的占空比DT和输出强度。如图2中所示，在例如100msec 输出周期T中，在时间t_L中输出低频，在时间t_H中输出高频。在输出周期中从第一电源21仅输出低频电压或电流的情况下，低频的占空比被设定到100％，并且在仅输出高频电压或电流的情况下被设定到0％。输出周期T是时间t_L和时间t_H之和，并且在仅输出低频时的时间t_L相对于输出周期T的比率(t_L/T)被称为输出比，输出比t_L/T可以在0至 1的范围内任意设定。输出比是低频的占空比。另外，高频的占空比被定义为通过从1中减去低频的占空比而获得的值。因此，输出比可以被设定到0％以使第一电源21仅输出高频，或者可以被设定到100％以使第一电源21仅输出低频。

第二电源26输出频率与第一电源21的输出频率不同的电力。例如，第二电源26输出例如3kHz或8.5kHz的低频电力。因此，只有第二电源26可以向每个感应加热装置10供应电力，或者第一电源21 可以输出高频，并且第二电源可以只输出低频，使得通过高频和低频的合成波向每个感应加热装置10的加热线圈供应电力。

在本发明的实施例中，由于第一电源21和第二电源26以不同频率向每个感应加热装置10供应电力，因此可以将工件加热到从工件的外表面起不同的深度并加热到不同温度。更详细的描述将在下文做出。

开关部分

开关部分30包括多个开关，以开关第一电源21和第二电源26的电源系统20与单个感应加热装置10的连接。开关部分30包括连接到第一电源21的低频输出端子的第一电源输出开关31、连接到第二电源 26的输出端子的第二电源输出开关32、单个感应加热装置10的高频输入开关33和低频输入开关34，并且开关控制器35整体控制单个开关31至34的开关。

在每个感应加热装置10中，高频输入开关33连接到高频电流互感器11的初级绕组，并且低频输入开关34连接到低频电流互感器12 的初级绕组。开关控制器35控制第一电源的输出开关31、第二电源的输出开关32和单个感应加热装置10的高频输入开关33和低频输入开关34。

通过开关部分从电源系统向每个感应加热装置供电的方法

正如已知的，由于趋肤效应，在低频下，涡电流在从工件的外表面起直至深部的区域流动，并且在高频下，涡电流仅在工件的外表面附近、即浅部区域流动。在这种效应的基础上，在例如淬火和回火的各种感应加热处理中，可以通过频率差异来控制硬化层的深度。在本说明书中，这种效应将被称为频率效应。当实际进行感应加热处理时，为了获得适当厚度的硬化层，选择输出适当频率的电源。

图1中示出的感应加热系统包括电源系统20，其是两种类型的电源即第一电源21和第二电源26的组合。因此，可以通过分时方法仅使用第一电源21来供应电力，并且也可以通过将来自于第一电源21 的高频输出与来自于第二电源26的低频输出叠加的所谓的叠加方法，向每个加热线圈13供应电力。在使用分时方法的情形中，控制从第一电源21输出的高频fH和低频fL的输出比。因此，获得了由高频fH 与低频fL之间的频率f(fL<f<fH)提供的感应加热效应(在后文中，这种效应将被称为频率效应)。在使用叠加方法的情况下，控制频率，即从第一电源21输出的高频和从第二电源26输出的低频的功率比。因此，获得了由高频与低频之间的频率提供的感应加热效应。换句话说，不仅在分时方法中，而且在叠加方法中，单一电源系统20具有多频率电源的功能。

在开关部分30中，连接到任选的一个感应加热装置10的高频输入开关33和低频输入开关34可以被打开，以从电源系统20向感应加热装置10供电。因此，可以使用单一电源系统20，根据加热条件向每个感应加热装置10供电。

由于本发明的实施例完全装备有如上所述用于输出多个频率的电源系统20，因此可以从电源系统20向每个感应加热装置10同时或交替输出高频和低频。因此，可以任意选择从电源系统20向每个感应加热装置10供应的电力的低频分量与高频分量的比率，并通过感应加热获得频率效应。

此外，如图1中所示，一个以上感应加热装置10根据由开关控制器35的连接开关被连接到单一电源系统20，并且通过开关控制器3来进行例如频率选择、输出比调整和例如高频和低频的强度的各种参数设定。因此，在每个感应加热装置10中，可以进行感应加热以便获得适当的频率效应。由于使用单一电源系统20，电源系统20的利用率提高，并且根据通过最适频率进行的有效感应加热获得了节约空间的效果和节约能量的效果。

在这里，每个感应加热装置10具有加热器控制器14，并且加热器控制器14连接到开关控制器35。开关控制器35连接到第一电源21的电源控制器21x、第二电源26的电源控制器26x、第一电源的输出开关31、第二电源的输出开关32以及连接到单个感应加热装置10的高频输入开关33和低频输入开关34。因此，来自于第一电源21、第二电源26和单个感应加热装置10的加热器控制器14的所有信号被输入到开关控制器35。由开关控制器35向第一电源21、第二电源26和单个感应加热装置10的加热器控制器14以及连接到单个感应加热装置10的高频输入开关33和低频输入开关34输出所有命令信号。由于这些原因，开关控制器35可以被称为系统控制单元。

感应加热系统中的电路构造

现在，将以在图1中示出的感应加热系统1中，开关控制器35打开第一电源的输出开关31，关闭第二电源的输出开关32，打开连接到第一感应加热装置10A的高频输入开关33和低频输入开关34，并关闭连接到其他感应加热装置10B和10C的高频输入开关33和低频输入开关34的情况为例，更详细地描述电源系统20与加热线圈13之间的电路构造。即使在打开连接到第一感应加热装置10A之外的其他特定感应加热装置10B或10C的高频输入开关33和低频输入开关34的情况下，这种电路构造也同样适用。然而，由于电源系统20与单个感应加热装置10之间的供电通路的距离取决于感应加热装置10，因此供电通路的电感不同。就这件事而言，为了简化解释，供电通路的电路常数之间的差别将不被提起。

图3是示出了在图1的感应加热系统中，电源系统20与加热线圈 13之间的电路构造的电路图。图3示出了第一电源的输出开关31以及连接到感应加热装置中的一个的高频输入开关33和低频输入开关34 处于打开状态下的情况。起到电源系统20作用的第一电源21具有高频输出端子和低频输出端子。高频电流互感器11的一次侧连接到高频输出端子。低频电流互感器12连接到低频输出端子。加热线圈13并联到高频电流互感器11和低频电流互感器12的每个二次侧。

第一电源21包括：构造成将从商用电源2供应的商用电力转变成直流电的换流器21a，以及构造成将从换流器21输出的直流电转变成给定频率的逆变器21b。换流器21a和逆变器21b两者由起到电源控制器21x作用的逆变器控制单元21c控制，并且具体来说，逆变器21b 根据来自于逆变器控制单元21c的控制信号将直流电转变成指定频率。高通滤波器21d和低通滤波器21e相对于逆变器21b并联。高频输出端子被设置在高通滤波器21d的输出侧上，低频输出端子被设置在低通滤波器21e的输出侧上。

在高频电流互感器11中，通过初级绕组11a和次级绕组11b构建变压器。在图3中示出的情况下，次级绕组11b串联到两个线圈11d 和11e。在线圈11d与线圈11e之间插入有电容器11c。电容器11c的电容被设定成使电容器11c针对高频具有低阻抗并针对低频具有高阻抗。因此，可以向加热线圈13施加具有高频和低频的良好平衡的电力。

在低频电流互感器12中，通过初级绕组12a和次级绕组12b构建了变压器。在图3中示出的情况下，将多个抽头12c装接到初级绕组 12a以便可以调节匝数。设置例如铁芯的芯12d以促进初级绕组12a和次级绕组12b的相互感应。此外，将汇流条分别连接到次级绕组12b 的两个末端，并将每个汇流条连接到加热线圈13。在图3中，汇流条被示出为它们的阻抗12e和12f。阻抗12e和12f形成一种滤波器，使得高频不从高频电流互感器11向低频电流互感器12输入。

如上所述，每个高频电流互感器11和低频电流互感器12不仅包括由初级绕组和次级绕组构成的变压器，而且包括用于在加热线圈13 与电源系统20之间获取阻抗匹配的匹配电路。此外，由于高频电流互感器11和低频电流互感器12并联到加热线圈13，因此它们分别包括滤波电路，使得即使低频流入到高频电流互感器11的二次侧中，所述低频也不能输入到次级绕组11b，并且即使高频流入到低频电流互感器 12的二次侧中，所述高频也不能输入到次级绕组12b。因此，每个电流互感器也可以被称为调整电路，其包括变压器、匹配电路和滤波电路。

图4是示出了在图1中示出的感应加热系统中，电源系统20与加热线圈13之间的另一种电路构造的电路图。图4示出了第二电源的输出开关32以及连接到感应加热装置中的一个的高频输入开关33和低频输入开关34处于打开状态下的情况。

图4中示出的电路与图3中示出的电路的区别在于第二电源26通过第二电源的输出开关32连接到低频电流互感器12。例如，如图4中所示，第二电源26具有与第一电源21相同的电路构造。然而，第二电源26与第一电源21的区别在于在用作电源控制器26x的逆变器控制单元26c对换流器26a和逆变器26b的控制中，对逆变器26b的控制总是使得特定频率的电力被输出。

高频电流互感器和低频电流互感器的布置

在图1中示出的系统构造中，每个感应加热装置10包括高频电流互感器11和低频电流互感器12。如上所述，高频电流互感器11没有芯，而低频电流互感器12具有芯。高频电流互感器11没有芯的原因在于，在高频下，施加到变压器的一次侧的电压比低频情况下更高，因此难以容易地使有芯的变压器能够抵抗所述高电压。

一般来说，芯由铁芯等构成。因此，低频电流互感器12比高频电流互感器11更重。因此，在将高频电流互感器11和低频电流互感器 12一个布置在另一个之上时，将有芯的低频电流互感器12配置在下侧，并将高频电流互感器11配置在低频电流互感器12上(参见图6)。因此，与高频电流互感器11和低频电流互感器12并排水平布置的情况相比，可以减小感应加热装置10在俯视图中的尺寸。尤其是，在如图 1中所示的使用单一电源系统20向多个感应加热装置10供应电力的情况下，使电源系统20与感应加热装置10之间的距离尽可能短是优选的。在这种情况下，电源系统20与感应加热装置10之间的例如汇流条的连接导线短，因此可能不必考虑连接导线对电感部件的影响。此外，在电源系统20与感应加热装置10之间，电压降减少。

低频电流互感器的更换-1

在本发明的实施例的感应加热系统1中，加热线圈13根据工件热处理区域的形状和尺寸进行设计并配置在感应加热装置10中，并且根据工件的加热条件、是否合并频率、每种频率的大小等进行选择。此外，为了对不同种类的工件进行感应加热，将根据每个工件的加热条件设计的加热线圈13装接到单个感应加热装置10中，并根据为单个感应加热装置10使用单一电源系统20所设定的加热条件，将电力从电源系统20供应到感应加热装置10。因此，对于每个感应加热装置 10来说，加热线圈13是不同的。

在如上所述高频电流互感器11具有初级绕组11a和次级绕组11b 但是不具有例如铁芯的芯的情况下，难以将连接到高频电流互感器11 的输出端子侧的加热线圈13的阻抗变化传递到电源系统20。因此，在加热线圈13具有高阻抗的情况下，从电源系统20观察到的负载侧的阻抗变化没有增加。

然而，低频电流互感器12包括初级绕组12a和次级绕组12b，并包括例如铁芯的芯12d以提高初级绕组12a与次级绕组12b之间的耦合。因此，如果连接到低频电流互感器12的输出端子侧的加热线圈13 被更换，加热线圈13的阻抗变化容易传递到电源系统20。因此，在加热线圈13具有高阻抗的情况下，从电源系统20观察到的负载侧的阻抗变高，并且获取阻抗匹配变难。

因此，在更换加热线圈13的情况下，可能必需将低频电流互感器 12更换为初级绕组12a与次级绕组12b的匝数比不同的低频电流互感器。就此而言，可以考虑如图3中所示向低频电流互感器12中的初级绕组12a设置大量抽头，以便拓宽匝数比的可调节范围。然而，在向初级绕组12a设置大量抽头的情况下，例如在根据匝数具有从4T至8T 的抽头的变压器中，如果对能够在4T抽头处获取匹配的工件进行感应加热，在8T抽头处产生两倍于4T抽头上的电压的电压。由于初级绕组12a上的电压变成例如最高4000V的极高的电压，因此根据匹配条件，如果这一电压被施加到4T抽头，则在8T抽头处产生8000V的电压。此外，由于第一电源21的输出极大。例如最大600kW，发生例如火花的绝缘击穿的可能性提高。因此，设置许多抽头来开关低频电流互感器12的初级绕组是不实用的。

低频电流互感器的更换-2

在以分时方法从电源系统20向加热线圈13交替供应高频和低频的情况下，在低频下获取阻抗匹配比在高频下更加困难。图5是示意示出了从图3中所示的第一电源21输出和控制的信号波形。水平轴表示时间，竖直轴表示信号强度。在图5中，(a)示出了来自于第一电源21的输出的开/关的波形，(b)示出了低频的占空比的波形，(c) 示出了第一电源21的DC电压Vdc的波形，(d)示出了第一电源21 的DC电流Idc。

在打开第一电源21的输出以交替输出低频和高频的情况下，如果低频输出状态转变到高频输出状态，则DC电流Idc开始提高。相反，如果高频输出状态转变到低频输出状态，则DC电流Idc开始降低。对于从电源系统20观察到的负载的阻抗来说，例如，在如图5中所示的高频阻抗低于低频阻抗的情况下，也就是说在高频与低频之间的阻抗差大的情况下，每当在高频与低频之间进行切换时DC电流Idc如图5 中所示提高或降低。因此，优选地将从电源侧观察到的高频和低频的阻抗调节到相同程度。为了进行这种调节，更换低频电流互感器。

感应加热装置的每个部分的布置和构造

因此，在本发明的实施例中，可以设置例如通过改装来更换低频电流互感器的机构(在后文中被称为更换机构)。作为解释更换机构的前提，将描述高频电流互感器11、低频电流互感器12、加热线圈13 以及用于将它们电连接的供电通路(在后文中被称为“输电汇流条”或简称为“汇流条”)在感应加热装置10中的布置、构造等。

感应加热装置的整体构造

图6是示意示出了感应加热装置的布置和构造的侧视图。如图6 中所示，在感应加热装置10中，将低频电流互感器12和高频电流互感器11安装并支承在安装框架80上。将低频电流互感器12和高频电流互感器11分别通过一次侧汇流条81和83连接到开关(在图6中未示出)，并通过二次侧汇流条82并联到加热线圈13。在下文中，将在用于加热和冷却工件的淬火机器的假设基础上进行描述。

图6示出了更换机构90，其通过组装各种部件被构造成补充物，使得在最初在安装框架80上没有设置用于更换低频电流互感器12的任何机构的情况下，可以更换配置在安装框架80上的低频电流互感器 12。为了能够向后方(在图6中向观察者的左侧)撤出低频电流互感器12，作为另一种更换机构，可以在低频电流互感器12的两侧表面的下端部分处设置滚筒，并且可以将用于将低频电流互感器12导向后方的例如导轨的引导部件装接到安装框架80。在这种情况下，可以组装比将在下面参考图6至10C描述的更换机构90更简单的更换机构。

加热线圈

将加热线圈13连接到与高频电流互感器11和低频电流互感器12 相连的板状二次侧汇流条82，使得加热线圈13被二次侧汇流条支撑。在感应加热装置10中，作为加热线圈13，选择并安装具有与工件的热处理区域相对应的形状和大小的加热线圈。在感应加热装置10中，设置了用于在感应加热后注入淬火液的淬火液注入喷嘴84。

电流互感器

高频电流互感器11包括如上所述的初级绕组和次级绕组。在高频电流互感器11的初级绕组和次级绕组中，分别设置了液体通路，以允许来自于冷却液系统(未示出)的冷却液通过。

低频电流互感器12包括如上所述的初级绕组、次级绕组和芯。芯联结初级绕组和次级绕组。在本发明的实施例中，准备初级绕组和次级绕组的匝数不同的多个低频电流互感器12，从它们之中选择与加热线圈13相对应并满足阻抗匹配条件的一个低频电流互感器，并将其配置在安装框架80上。甚至在低频电流互感器12的初级绕组和次级绕组中也分别设置了液体通路，以允许来自于冷却液系统(未示出)的冷却液通过。

在低频电流互感器12的后端表面上设置了接头86，并将一次侧汇流条83连接到接头86，使得一次侧汇流条是可移除的。在低频电流互感器12的前端部分上设置了接头87，并将二次侧汇流条82连接到接头87，使得第二汇流条是可移除的。低频电流互感器12的初级绕组和次级绕组的液体通路分别通过联接器连接到冷却液系统，并且可以与联接器分开。如果将连接解除使得液体通路与联接器分开，则联接器的内部阀关闭流通通路。

安装框架

安装框架80由中空和实心形状的角钢材料形成。安装框架80包括在上方部分处用于支承高频电流互感器11的上方支承部分88，以及设置在上方支承部分88下方用于支承低频电流互感器12的下方支承部分89。在上方支承部分88和下方支承部分89的前方配置加热线圈 13。上方支承部分88和下方支承部分89的前表面被用于将上方支承部分和下方支承部分与加热位置分隔开的覆盖部件91覆盖。只要安装框架80具有这种构造，安装框架的形状不限于图6中示出的形状。

更换机构

如上所述，在存在装接到安装框架80的简单的更换机构的情况下，可以使用这一更换机构。在安装框架80上不存在更换机构的情况下，制备下述的更换机构。

如图7中所示，在下方支承部分89中，通过组装来构造用于更换低频电流互感器12的更换机构90。这种改装的更换机构90包括：固定到安装框架80并在前后方向上延伸的前后向支架92，支承在前后向支架92上以能够在前后方向上移位的底板93，以及可以在底板93顶部的移动表面上前后向移动的托架94。如果安装框架80最初没有更换机构，当将如图10A中所示配置在安装框架80上的低频电流互感器 12用另一个低频电流互感器更换时，工人将底板93插入到低频电流互感器12与前后向支架92之间，以便将底板93向前侧移位。然后，底板93在装接到安装框架80前侧的倾斜部件96上向前移动，使得底板 93略微上升(图10B)。正如将在下面描述的，工人通过竖直移位装置97抬升托架板94b的后端以便调平托架板94b，由此用托架板94b 支承低频电流互感器12并与安装框架80之间形成间隙(图10C)，然后将低频电流互感器12与托架94一起向后滑动。

前后向支架92可以是安装框架80的一部分，或者可以是例如固定到安装框架80的板部的部件。前后向支架92被构造成以足够强度稳定地支承底板93，以支承低频电流互感器12。如图8A至9所示，底板93具有能够支承低频电流互感器12的强度，并在顶上具有用于托架94的移动表面93a。在底板93的顶表面的左右边缘处，设置了大致彼此平行地在前后方向上延伸的底板肋条93c。底板肋条93c的设置能够确保底板93的强度并使底板93变薄。

如图8A至9所示，将一对侧缘引导单元80a固定到安装框架80，以在前后方向上沿着底板93的左右边缘延伸。如果安装框架最初没有更换机构，则低频电流互感器12由所述一对侧缘引导单元80a支承。将底板93配置在所述一对侧缘引导单元80a之间，并安装到前后向支架92上。左侧和右侧底板肋条93c的外表面分别可以朝向侧缘引导单元80a的内表面滑动。因此，可以通过侧缘引导单元80a引导底板肋条 93c，使得底板93在前后方向上移位。尽管没有特别限制，但底板93 优选地水平配置。

在底板93的后端侧的左侧和右侧上，设置了前移位装置95以连接底板93和安装框架80，并使底板93可以相对于安装框架80前后移位。前移位装置95包括：在底板93的后端侧的右侧和右侧处固定到安装框架的固定块95a、被配置成从底板93的后端左右突出并面朝固定块95a的后侧的底板突出部分93b、以及通过底板突出部分93b固定到固定块95a的推进螺杆部分95b。在前移位装置95中，可以旋转推进螺杆部分95b的螺旋部件95c以按压底板突出部分93b，由此使底板 93前进。

如图10中所示，在安装框架80的与底板93的前端侧相对应的位置处，将倾斜部件96设置并固定在前后向支架92上。倾斜部件96具有梯度，使得它的前侧较高。作为倾斜部件96，使用在左右方向上在下方支承部分89的整个宽度上延伸的楔形板。如果底板93由前移位装置95推进，底板93的前端侧可以在倾斜部件96上移动，并且可以根据前进的量相对于前后向支架92升高底板93的前端侧。

如图7至8B中所示，竖直移位装置97被设置在底板93的后端侧上，并用于使底板93的后端侧相对于安装框架80竖直移位。例如，竖直移位装置97由拧到底板93的后端侧的多个螺钉部件构成。每个螺钉部件可以拧进底板中以从安装框架80的前后向支架92升高底板93。

如图7至9中所示，托架94包括：板状托架板94b、分别在托架板94b的下表面的左和右边缘侧面上在前后方向上以直线布置并且能够滚动的多个左滚筒98和多个右滚筒98、以及把手94a，其固定在托架板94b的后端侧上，使得把手从托架板的上表面突出。在托架板94b 的下表面上，设置了沿着左和右滚筒98的直线在前后方向上延伸的一对托架肋条94c。因此，可以确保托架板94b的强度并使托架板94b变薄。在托架94的每侧上，彼此平行地布置至少三个以上滚筒98，优选地更多滚筒98。由于配置了许多滚筒98，因此可以将低频电流互感器 12的重量分散加载在各个滚筒98上。通过螺栓或螺钉而不是焊接将每个部件固定到托架94。因此，可以防止托架94变形并在小空间中稳定地操作托架94。

托架板94b被形成为平板形状，并且在托架板94b的左侧和右侧的前端侧和后端侧上配置有凸轮从动件94d，以紧靠左和右底板肋条 93c的内表面并在其上滚动。当多个滚筒98在底板93的移动表面93a 上滚动时，凸轮从动件94d紧靠底板肋条93c的内表面并在其上滚动。因此，托架94可以沿着底板93上的底板肋条93c前后移动。

优选地，如图图8A和8B中所示，可以将用于锁定低频电流互感器12的前端边缘的夹具99和用于锁定低频电流互感器12的后端边缘的夹具99装接到托架板94b的顶表面。夹具99将低频电流互感器12 定位在托架板94b上的预定位置处。夹具99形成为杆状，并被固定成在托架94的宽度方向上延伸。在夹具99的侧表面上设置引导表面99a，以在将低频电流互感器12放置在托架板94b上时引导低频电流互感器 12的前端边缘或后端边缘。

在托架板94b的多个位置中的每个处，设置了用于夹具99的多个固定位置。因此，可以选择固定位置并固定夹具99，从而能够将夹具用于在前后方向上长度不同的多个低频电流互感器12。通过夹具固定螺钉99b将夹具99分别固定到托架94的顶表面。每个夹具99的夹具固定螺钉99b可以相对于相应夹具99的宽度方向的中心偏心地配置在一侧上，在前后方向上颠倒并固定，由此可以将每个夹具99的引导表面99a在两个位置之间改变。因此，可以使用相同的夹具99将在前后方向上长度不同的低频电流互感器12定位在托架94上。

其上放置有低频电流互感器12的托架94可以前进，从而将低频电流互感器12配置在与加热线圈13的连接位置P1处，并且可以后撤，从而将低频电流互感器12配置在更换位置P2处。

如图10A和10B中所示，在安装框架80面朝托架94的前部边缘的位置处，设置了紧靠托架94的托架制动器80b。可以调整托架制动器80b的突出量，以调整与托架94的接触位置并将低频电流互感器12 准确配置在连接位置处。

设置在下方支承部分89的前侧上的覆盖部件91具有覆盖下方支承部分89的前侧的大小，并且被配置成使得配置在连接位置P1处的低频电流互感器12的前端表面可以紧靠并牢固地装接到覆盖部件。在覆盖部件91的中心处形成连接开口91a，以允许低频电流互感器12的接头87配置在其中。在连接开口91a周围配置有环形装填物91b以包围连接开口91a。如果低频电流互感器12被配置在连接位置P1处，低频电流互感器12的接头87的外周牢固装接到装填物91b。由于装填物 91b，当在加热位置处注入淬火液时，可以确保防止淬火液透入到覆盖部件中。通过调节托架制动器80b的接触位置，可以调节装填物91b 的冲入范围。

现在，将描述将如图6中所示的安装在不具有更换机构的安装框架80上的低频电流互感器12A更换为另一个低频电流互感器12B的情况。

在如图6中所示的不具有更换机构的安装框架80中，将一次侧汇流条83连接到低频电流互感器12A的后侧的接头86，将二次侧汇流条82连接到低频电流互感器12A的前侧的接头87，并将加热线圈13 连接到二次侧汇流条82。将高频电流互感器11的次级绕组和低频电流互感器12A的次级绕组相对于加热线圈13并联连接。通过联接器将一次侧汇流条83、二次侧汇流条82和低频电流互感器12A的初级绕组和次级绕组的液体通路连接到冷却液系统。在这种情况下，低频电流互感器12A与一次侧汇流条83断开，低频电流互感器12A与二次侧汇流条82断开，并且冷却液通路的联接器被移除。

通过这种方式，将低频电流互感器12A准备好更换。首先，如图 10A中所示，在前后向支架92的前方左和右端侧面上靠近覆盖部件91 将倾斜部件96配置成从后到前变高。在这种情况下，如图10A中所示，低频电流互感器12B由安装框架80的角，具体来说为侧缘引导单元80a 的上端的运载支承物80c的角来支承。

接下来，将底板93插入到低频电流互感器12A与前后向支架92 之间，并在底板93上驱动托架94，以便将托架94插入到低频电流互感器12A与底板93之间，直到托架制动器80b紧靠安装框架80。在这种状态下，在低频电流互感器12A与托架94之间仍存在间隙。

接下来，将前移位装置95配置在底板93的后端侧的左和右侧上，并连接到底板93和安装框架80。旋转前移位装置95的螺旋部件95c 以将底板93向前移位，使得向前的小的力通过根据倾斜部件96的倾斜度的楔效应引起向上的大的力。通过这种方式，将底板93向前移位，以在前方装接到安装框架80的前侧的倾斜部件96上移动，使得底板 93略微升高。

接下来，竖直移位装置97升高托架板94b的后端以便调平托架板 94b，从而用托架板94b支承低频电流互感器12并与安装框架80之间形成间隙(图10C)，然后将低频电流互感器12与托架94一起向后侧滑动。在这种情况下，由于延伸板93d被配置成在底板93的后侧上平滑地连接到底板93的顶表面，因此低频电流互感器12A与托架94一起移动到低频电流互感器12A不与高频电流互感器11竖直重叠的更换位置P2，并将其取出。接下来，在托架94仍处于更换位置P2处的情况下，通过例如起重机(未示出)将低频电流互感器12A从托架94上取下。

接下来，通过例如起重机(未示出)将另一个低频电流互感器12B 安装在托架板94b上，并使托架94在底板93上前进。使托架板94b 的前端紧靠托架制动器80b，以使托架94停止。通过这种方式，可以在前后方向上进行定位，以便将低频电流互感器12配置在连接位置P1 处。

接下来，如图8A和8B中所示，为了固定托架94，通过固定部件 94e将托架94固定到底板93。

在这里，低频电流互感器12B的后侧的接头86和低频电流互感器 12B的前侧的接头87，被配置在略高于低频电流互感器12A更换之前一次侧汇流条83和二次侧汇流条82的位置处。因此，用于一次侧汇流条83和二次侧汇流条82的安装孔可以被扩大以用于位置调整，并将一次侧汇流条和二次侧汇流条连接到安装孔。

如上所述，当底板93、倾斜部件96和前移位装置95组装在一起时，可以通过底板93、倾斜部件96、前移位装置95和托架94将更换机构90改装到安装框架80。

在改装后，在更换低频电流互感器12的情况下，从底板93取下固定部件94e，将底板93上的托架94退出，并取出低频电流互感器。

因此，在使用感应加热装置10在工件上进行淬火处理的情况下，选择与工件和待淬火的面积相对应的加热线圈13，并选择满足与所选加热线圈13相对应的阻抗匹配条件的低频电流互感器12。即使在高频电流互感器11事先被配置在安装框架80的上方支承部分88上的情况下，也可以将所选的低频电流互感器12配置在下方支承部分89处。

由于低频电流互感器12和高频电流互感器11如图6中所示彼此竖直重叠配置，因此可以减少布置空间。此外，由于低频电流互感器 12具有芯并且重量大于高频电流互感器11，因此如果将低频电流互感器12配置在高频电流互感器11下方，可以降低感应加热装置10的重心并稳定地配置整个感应加热装置10。

在感应加热装置10中，低频电流互感器12和高频电流互感器11 并联连接到加热线圈13，并且低频电流互感器12和高频电流互感器 11分别通过开关连接到电源系统20。因此，如果将开关适当地开关，可以执行各种加热效果，并根据工件的热处理区域执行适当的加热。

具体来说，可以从具有不同阻抗的多个加热线圈13中选择任一个，将它安装在二次侧汇流条82上，并且可以从初级绕组与次级绕组的匝数比不同的多个低频电流互感器12中，选择满足与加热线圈13相对应的阻抗匹配条件的一个低频电流互感器。低频电流互感器12的更换可以满足与加热线圈13相对应的阻抗匹配条件，并根据工件有效地执行各种加热效果。

在这里，更换机构90不限于图1中示出的感应加热系统1的每个感应加热装置10，而是可以甚至使用在下列情况下。例如，即使在具有一个电流互感器的感应加热装置10中，在电流互感器上配置有另一个部件并因此不可能从上方拆除或装接电流互感器的情况下，如果设置如上所述的更换机构90，也可以容易地进行电流互感器的装接和拆除。如果电流互感器损坏，可以从安装框架80取出电流互感器并修理电流互感器。

在图1中示出的感应加热系统1中，单个电源系统20向多个感应加热装置10供应电力。因此，从电源系统20到感应加热装置10，具体来说到装接于感应加热装置10的高频输入开关33和低频输入开关 34，使用汇流条进行供电。由于没有为每个感应加热装置10设置单一电源系统20，因此不可能减小各个感应加热装置10与单个电源系统 20之间的距离。为此设置了汇流条以确保所述距离。另一方面，在本发明的实施例的感应加热系统1中，使用单个电源系统20供应大量具有几千伏量级的高电压的电力。对于配置汇流条的方式来说，应该考虑到几点。在下文中，将依次对它们进行描述。

高频供电通路和低频供电通路

高频供电通路和低频供电通路被配置在容纳匹配盒、开关、电流互感器等的外壳的导管中。图11A和11B分别是示出了高频供电通路和低频供电通路被配置在导管的框架中的状态的横截面图和俯视图。导管框架51由竖直框架51a、水平框架51b和深度框架51c构成，使得导管框架在横截面图中具有矩形形状并在深度方向上延伸。在框架内部，将一个汇流条52a和另一个汇流条52b配置成具有间隙以设置高频供电通路52，并将一个汇流条53a和另一个汇流条53b配置成具有间隙以设置低频供电通路53。

如上所述，由于电力由单个电源系统20供应到多个感应加热装置 10，因此从电源系统20到各个感应加热装置10的距离加长。因此，汇流条对的阻抗增加。此时，在通过连接电源系统20、电流互感器11 和12和加热线圈13所构成的电路中，变得可以忽略汇流条的阻抗的影响，并且共振频率下降。尤其是，如果供应约200kHz的高频的电力，电抗提高，并且供电通路中的电压降增加。

因此，在本发明的实施例中，为了使输电汇流条的阻抗尽可能小，将汇流条的宽度设置得大，并且将汇流条52a与52b之间的间隙和汇流条53a与53b之间的间隙设置的尽可能小。

如图11A和11B中所示，在所述一对左侧和右侧竖直框架51a之间，一对用于高频输电的汇流条52a和52b与一对用于低频输电的汇流条53a和53b并排布置。在这种情况下，在俯视图中，用于高频输电的汇流条52a与52b之间的间隙L_H被设置成大于用于低频输电的汇流条之间的间隙L_L。例如，将间隙L_H设置成60mm至100mm，并将间隙 L_L设置成10mm至50mm。将间隙L_H设置成比间隙L_L更大的原因是在于高频的电压高于低频的电压。在输电汇流条的上部和下部部分中，存在着被称为耳部的用于安装的挂钩52c、52d、53c和53d。将设置在输电汇流条52a、52b、53a和53b的上部和下部部分处的用于安装的挂钩52c、52d、53c和53d固定到竖直框架51a，在其之间具有插置的绝缘体。每个输电汇流条52a、52b、53a或53b具有用于安装的挂钩52c、 52d、53c或53d，其在纵向方向上、即在配置方向上有间隙地设置。

如果输电汇流条52a与52b之间的间隙L_H和输电汇流条53a与53b 之间的间隙L_L被设置得大，则用于高频输电的汇流条52b与用于低频输电的汇流条53a之间的间隙窄。此外，由于向所有输电汇流条52a、 52b、53a和53b施加几千伏的高电压，因此存在着发生绝缘击穿的可能性。因此，将一对用于高频输电的汇流条52a和52b和一对用于低频输电的汇流条53a和53b设置成使得彼此面对的汇流条52b和53a的挂钩52d和53c彼此偏离。

此外，将所有输电汇流条52a、52b、53a和53b固定到水平框架 51b，在其间插置绝缘体54。水平框架51b具有沿着水平框架51b分别地形成的细长孔55，并且所述细长孔55能够调节水平框架51b、绝缘体54以及输电汇流条52a、52b、53a和53b之间的间隙。

开关

在图1中示出的感应加热系统中，作为开关，设置了用于第一电源的输出开关31、用于第二电源的输出开关32、高频输入开关33和低频输入开关34。这些开关具有几乎相同的构造。图12A和12B分别是示出了图1中示出的感应加热系统中的每个开关的构造的俯视图和前视图。

在开关60中，将例如U相和V相的两相中的一相的上游汇流条安装部分61a和下游汇流条安装部分61b设置成彼此面对并直立在底板 63上，并将另一相的上游汇流条安装部分62a和下游汇流条安装部分 62b设置成彼此面对并直立在底板63上。上游汇流条安装部分61a和 62a和下游汇流条安装部分61b和62b具有形成在其中并与设置在底板 63的下表面处的冷却水入口64a和冷却水出口64b相连的冷却流路(未示出)。

为了防止上游和下游汇流条安装部分61a与61b之间以及在上游和下游汇流条安装部分62a与62b之间的绝缘击穿，在底板63中，在上游和下游汇流条安装部分61a与61b之间以及在上游和下游汇流条安装部分62a与62b之间分别形成细长孔63a和63b，以便将爬电距离设置得长。此外，为了防止一相的下游汇流条安装部分61b与另一相的上游汇流条安装部分62a之间的绝缘击穿，在底板63中，在上游汇流条安装部分62a与下游汇流条安装部分61b之间形成有细长孔63c，以将爬电距离设置得长。

如上所述，在每一相中，将上游汇流条安装部分61a或62a和下游汇流条安装部分61b或62b设置成以一定间隙地直立在底板63上。每个接线条65紧靠汇流条安装部分61a、61b、62a和62b中的两个的端表面，使得两个汇流条安装部分电连通，由此进行开关。为此目的，为每一相设置一个接线条65。如图12A和12B中所示，每个接线条65 包括用于电连接上游汇流条安装部分61a或62a和下游汇流条安装部分 61b或62b的接触部分65a、可绕竖直轴旋转地支承接触部分65a的支承物65b、以及从支承物65b朝向对侧延伸到接触部分65a的杆65c。在底板63上，在接线条65的对侧上通往上游汇流条安装部分61a和 62a以及下游汇流条安装部分61b和62b的位置处，配置有支承块66，它能够被气缸67向左和向右移位。单个相的接线条65的杆65c通过一个支承块66，并且将压缩弹簧68安装在杆65c上并偏向接线条65。如图12A和12B中所示，每个接线条65绕竖直轴在预定范围内旋转。因此，如果支承块66被气缸67向一侧移位，则随着所述移位，单个接线条65向一侧移位，并通过压缩弹簧68确实地压紧上游和下游汇流条安装部分61a和61b的端表面以及上游和下游汇流条安装部分62a和62b的端表面。

此外，在底板63上，设置有用于将冷却水导向接线条65并将冷却水从接线条65排走的冷却管道69、用于相对于气缸67控制的空气注入和排出的电磁阀70、以及确认气缸67的前进端和后退端的限位开关71。

在底板63的下表面上装接有多个绝缘体72，以便将开关60电绝缘。接线条65、上游汇流条安装部分61a和62a以及下游汇流条安装部分61b和62b通过冷却水进行水冷却。为此，装接上各种检测传感器以检测冷却水的流动是否超过限定值，或检测气缸或气缸所必需的管路中的异常。如果通过检测传感器检测到空气压力的异常或冷却水流动的异常，开关60向开关控制器35发送空气压力异常信号或冷却水流动异常信号。然后，开关控制器35命令每个感应加热装置和电源系统不进行系统操作。

通过感应加热系统顺序加热多个工件的方法

尽管描述了通过图1中示出的感应加热系统1中的每个感应加热装置10顺序加热工件的方法，但下面将详细描述感应加热系统。

图13是示出了每个感应加热装置10通过图1中示出的感应加热系统1对工件进行感应加热的顺序的图，并且具体示出了第一感应加热装置10A通过分时方法从第一电源21接收电力并进行热处理的情况。

在ST1-1中，第一感应加热装置10A向开关控制器35发送从关到开的开关请求信号。

在ST1-2中，在收到从关到开的开关请求信号之后，开关控制器35向用于第一电源的输出开关31发送从关到开的开关请求信号。

在ST1-3，在收到从关到开的开关请求信号之后，用于第一电源的输出开关31进行从关到开的开关控制。

在ST1-4中，当从关到开的开关控制完成时，用于第一电源的输出开关31向开关控制器35发送开关完成信号。

在ST1-5中，在收到从关到开的开关请求信号之后，开关控制器 35向与第一感应加热装置10A相连的高频输入开关33和低频输入开关34发送从关到开的开关请求信号。

在ST1-6中，在收到从关到开的开关请求信号之后，与第一感应加热装置10A相连的高频输入开关33和低频输入开关34进行从关到开的开关控制。

在ST1-7中，与第一感应加热装置10A相连的高频输入开关33 和低频输入开关34向开关控制器35发送开关完成信号。

在ST1-8中，在从用于第一电源的输出开关31和连接到第一感应加热装置10A的高频输入开关33和低频输入开关34收到从关到开的开关完成信号之后，开关控制器35向第一感应加热装置10A发送开关完成信号。

在ST1-9中，在收到ST1-8中的开关完成信号之后，第一感应加热装置10A向第一电源21发送输出开始信号。

在收到ST1-9中的输出开始信号之后，第一电源21在与输出开始信号一起收到的输出控制信息的基础上向第一感应加热装置供应电力。在这里，所述输出控制信息是通知到第一电源21的输出控制信息，所述输出控制信息的项目的示例包括：关于输出所有高频和低频还是只输出高频的识别信息、高频与低频的输出比、每种输出的强度、可以进行频率设定的情况下的频率值、总输出时间等。

在ST1-10中，当第一电源21根据输出控制信息终止供电时，第一电源21向第一感应加热装置10A发送供电终止信号。

在ST1-11中，在收到供电终止信号之后，第一感应加热装置10A 向开关控制器35发送从开到关的开关请求信号。

在ST1-12中，在收到从开到关的开关请求信号之后，开关控制器 35向用于第一电源的输出开关31发送从开到关的开关请求信号。此外，当开关控制器35收到从开到关的开关请求信号时，如果存在已从另一个感应加热装置例如第二感应加热装置10B输入的开关请求信号，根据第二感应加热装置10B的要求，开关控制器35开关用于第一电源的输出开关31、用于第二电源的输出开关32和第二感应加热装置10B的高频输入开关33和低频输入开关34中的一个以上的开关。如果不存在已从另一个感应加热装置收到的开关请求信号，则开关控制器35将开关维持在现行状态。

在ST1-13中，在第一电源收到从开到关的开关请求信号之后，输出开关31进行从开到关的开关控制。

在ST1-14中，当从开到关的开关控制完成时，用于第一电源的输出开关31向开关控制器35发送开关完成信号。

在ST1-15中，在收到从开到关的开关请求信号之后，开关控制器 35向与第一感应加热装置10A相连的高频输入开关33和低频输入开关34发送从开到关的开关请求信号。

在ST1-16中，在收到从开到关的开关请求信号之后，与第一感应加热装置10A相连的高频输入开关33和低频输入开关34进行从开到关的开关控制。

在ST1-17中，当开关完成时，与第一感应加热装置10A相连的高频输入开关33和低频输入开关34向开关控制器35发送开关完成信号。

在这里，ST1-2和ST1-5可以同时或相继进行。ST1-12和ST1-15 可以同时或相继进行。

在图13中示出的顺序中，在从第一感应加热装置10A收到切换到打开状态的请求之后，在收到ST1-17中从打开状态切换到关闭状态的开关完成信号之前，开关控制器35将维持在待机状态，即使它收到来自于另一个感应加热装置的要求切换到打开状态的信号。然后，在收到ST1-17中从打开状态切换到关闭状态的开关完成信号之后，开关控制器35根据来自于另一个感应加热装置的开关请求信号执行过程。

这一顺序可用于单一电源系统20，以处理来自于多个感应加热装置10的开关请求而没有冲突。

在参考图13描述的顺序中，假设了使用多个感应加热装置进行感应加热的情况。然而，可以使用图1中示出的系统在仅仅一个感应加热装置中重复热处理。在这种情况下，将输出开关维持在仅仅与感应加热装置10A处于连接状态。因此，可以延长输出开关的寿命。此外，每当来自于另一个感应加热装置的开关请求信号消失时，开关可以被关闭。

图13中示出的顺序是示例，并且可以如下改变。

如果开关控制器35从用于第一电源的输出开关31和与第一感应加热装置10A相连的高频输入开关33和低频输入开关34收到从关闭状态切换到打开状态的开关完成信号，则代替图13的步骤ST1-8和 ST1-9，开关控制器35直接向第一电源21发送输出开始信号。在收到来自于开关控制器35的输出开始信号之后，第一电源21在与输出开始信号一起收到的输出控制信息的基础上向第一感应加热装置10A供应电力。输出控制信息的项目与上面描述的相同。

如果第一电源21在输出控制信息的基础上终止供电，则代替图13 的步骤ST1-10和ST1-11，第一电源21在ST1-12中进行开关控制，以将用于第一电源的输出开关31从打开状态切换到关闭状态，并且在 ST1-15中开关控制器35向与第一感应加热装置10A相连的高频输入开关33和低频输入开关34发送从开到关的开关请求信号。

在图13中，第一感应加热装置10A采取主动，并控制第一电源 21、开关控制器35、用于第一电源的输出开关31和与第一感应加热装置相连的高频输入开关33和低频输入开关34。然而，图1中示出的感应加热系统的顺序控制可以是与图13中所示不同的顺序控制。例如，从第一感应加热装置10A发送到开关控制器35的开关打开请求，可以起到触发器的作用，并且可以将输出控制信息与所述开关请求一起输出到开关控制器35，开关控制器35可以控制第一电源21、用于第一电源的输出开关31和与第一感应加热装置相连的高频输入开关33和低频输入开关34。与此类似，开关控制器35不仅控制每个开关的开关，而且控制第一电源21的开关。因此，开关控制器35可以被称为系统控制单元。

图14示出了每个感应加热装置10通过图1中示出的感应加热系统1对工件进行感应加热的顺序，并且具体示出了第一感应加热装置 10A通过叠加方法从第一电源21和第二电源26接收电力供应并进行热处理的情况。图14的顺序与图13的顺序的区别在于，受到控制的是用于第二电源的输出开关32而不是用于第一电源的输出开关31，并且进行下述过程来代替步骤ST1-9和ST1-10。

如果第一感应加热装置10A在ST1-8中收到开关完成信号，则在替换ST1-9的ST2-9中，第一感应加热装置10A向第一电源21和第二电源26分别发送输出开始信号。

在通过ST2-9收到输出开始信号之后，第一电源21和第二电源26 在与输出开始信号一起收到的输出控制信息的基础上向第一感应加热装置10A供应电力。在这里，输出控制信息可以包括代表只输出高频的识别信息、输出强度、总输出时间等，作为通知到第一电源21的项目。此外，输出控制信息可以包括输出强度、可以进行频率选择的情况下的频率值、总输出时间等，作为通知到第二电源26的项目。

如果第一电源21和第二电源26在输出控制信息的基础上终止供电，则在替换ST1-10的ST2-10中，第一电源21和第二电源26向第一感应加热装置10A发送供电终止信号。

如果第一感应加热装置10A收到来自于第一电源21和第二电源 26的供电终止信号，则在ST1-11中，第一感应加热装置10A向开关控制器35发送从开到关的开关请求信号。

图14中示出的顺序是一个示例，并且与图13的情况相似，可以进行各种改变。如果开关控制器35从用于第二电源的输出开关32和与第一感应加热装置10A相连的高频输入开关33和低频输入开关34 收到从关闭状态切换到打开状态的开关完成信号，则代替图14的步骤 ST1-8和ST2-9，开关控制器35可以向第一电源21和第二电源26分别发送输出开始信号。在收到输出开始信号之后，第一电源21和第二电源26可以在与输出开始信号一起收到的输出控制信息的基础上，向第一感应加热装置10A供应电力。输出控制信息的项目与上面描述的相同。

如果第一电源21和第二电源26在输出控制信息的基础上终止供电，则代替图14的步骤ST2-10和ST1-11，第一电源21和第二电源 26可以向开关控制器35发送供电终止信号。然后，在步骤ST1-12和ST1-15中，开关控制器35向用于第二电源的输出开关32和与第一感应加热装置10A相连的高频输入开关33和低频输入开关34发送从开到关的开关请求信号。

在图14中，第一感应加热装置10A采取主动，并控制第一电源 21、第二电源26、开关控制器35、用于第一电源的输出开关31和与第一感应加热装置相连的高频输入开关33和低频输入开关34。然而，图1中示出的感应加热系统的顺序控制可以是与图14中示出的不同的顺序控制。例如，从第一感应加热装置10A发送到开关控制器35的开关打开请求可以起到触发器的作用，并且可以将输出控制信息与所述开关请求一起输出到开关控制器35，开关控制器35可以对第一电源 21、第二电源26、用于第一电源的输出开关31和与第一感应加热装置相连的高频输入开关33和低频输入开关34进行顺序控制。与此类似，开关控制器35不仅控制每个开关的开关，而且控制第一电源21和第二电源26的开关。因此，开关控制器35可以被称为系统控制单元。

图14中示出的这个顺序可用于单一电源系统20，以处理来自于多个感应加热装置10的开关请求而没有冲突。

与图13和14中示出的顺序控制相似，单一电源系统20即供电装置可以连接到多个感应加热装置10中的一个，并向其供应电力。原因是图1中示出的每个感应加热装置10的加热器控制器14和开关控制器35具有下述功能。

也就是说，加热器控制器14向开关控制器35请求打开用于第一电源的输出开关31和用于第二电源的输出开关32中的一个并关闭另一个的命令，以及打开或关闭每个高频输入开关33和低频输入开关34 的命令。

如果开关控制器35收到来自于感应加热装置10的命令请求，则开关控制器35根据所述命令请求来控制用于第一电源的输出开关31、用于第二电源的输出开关32以及与输出所述命令请求的感应加热装置 10相连的高频输入开关33和低频输入开关34的开关。如果开关控制完成，开关控制器35向相应的感应加热装置10输出开关完成信号。然后，在收到来自于开关控制器35的开关完成信号之后，相应的感应加热装置10通过加热器控制器14控制第一电源21和第二电源26。

这仅仅示出了一种顺序控制过程，并且可以如下改变。换句话说，如果开关控制器35收到来自于感应加热装置10的命令请求，则开关控制器35根据所述命令请求来控制用于第一电源的输出开关31、用于第二电源的输出开关32以及与输出所述命令请求的感应加热装置10 相连的高频输入开关33和低频输入开关34的开关。然后，如果开关控制完成，开关控制器35根据与所述命令请求一起从相应的感应加热装置10收到的输出控制信息，控制第一电源21和第二电源26中的至少一个的输出。

通过这种方式，根据图1中示出的感应加热系统1，通过选择下列四种模式中的一个，可以进行各种热处理。

在第一模式中，感应加热装置接受一种频率、即来自于第一电源 21的高频的电力供应。

在第二模式中，感应加热装置接受来自于第二电源26的电力供应。

在第三模式中，感应加热装置通过分时方法接受来自于第一电源 21的不同频率的电力供应。

在第四开关模式中，感应加热装置以叠加方式接受来自于第一电源21的具有一种频率的电力和来自于第二电源26的电力的供应。

因此，根据图1中示出的感应加热系统1，可以进行具有频率效应的热处理。

尽管已经描述了通过感应加热系统1顺序加热多个工件的方法，但图1中示出的感应加热系统1也可以从电源系统20同时向两个以上电学对称的感应加热装置10供应电力。在这种情况下，开关控制器35 需要打开与感应加热装置10相连的高频输入开关33和低频输入开关 34，以接受同时供电。其他方面可以在图13和14的顺序的基础上适当改变。

此外，感应加热系统1是非常多用途的，并且可以根据工件上的热处理来使用。例如，感应加热系统1可用于通过感应加热装置10进行淬火并通过另一个感应加热装置10进行回火。

从一个电源系统向多个感应加热装置供电

图15是示出了一个电源系统可以向多少个感应加热装置供电的时间图。在图15中，(a)示出了使用两个感应加热装置的情况，(b) 示出了使用三个感应加热装置的情况，(c)示出了使用五个感应加热装置的情况。循环时间用τ表示。此外，所述时间图是基于使用一个电源系统20通过多个感应加热装置10进行相同热处理的前提。所述时间图甚至适用于叠加方法和分时方法两种方法的供电。

在图15中，“开关”意味着在图1中示出的感应加热系统1中，打开或关闭每个感应加热装置10的用于第一电源的输出开关31、用于第二电源的输出开关32、高频输入开关33和低频输入开关34的过程。

在图15中，“加热”意味着在图1中示出的感应加热系统1中，从电源系统、即从第一电源21和第二电源26中的一个或两个向感应加热装置10中的一个供电，并通过感应加热装置10的加热线圈13加热工件的过程。

在图15中，术语“冷却”意味着在图1中示出的感应加热系统1 中，通过在工件上喷洒淬火液或冷却液来冷却工件的过程。

在图15中，术语“释放和保持”意味着在图1中示出的感应加热系统1中，从工件支承装置(未示出)移除已经历感应加热处理的工件，并将下一个工件放置在所述工件支承装置上的过程。

每个感应加热装置10依次重复开关过程、加热过程、冷却过程和装接/拆除过程。开关时间、加热时间、冷却时间和装接/拆除时间分别用Ta、Tb、Tc和Td表示。在使用数量为n的感应加热装置10的情况下，加热时间和冷却时间分别用Tbn和Tcn表示。此外，开关时间Ta和装接/拆除时间Td被设置为不依赖于感应加热装置的数量的值。循环时间τ和各个时间Ta、Tb、Tc和Td具有下列关系：

τ＝Ta+Tb+Tc+Td

在感应加热系统1中，在如图15的(a)中所示的使用两个感应加热装置10的情况下，对第一感应加热装置10A进行开关过程，然后第一感应加热装置10A进行加热过程。如果加热过程结束，则另一个开关过程开始，并且第一感应加热装置10A立即开始冷却过程；而第二感应加热装置10B等待另一个开关过程的完成并进行加热过程。如果从第一感应加热装置10A的冷却过程开始经过冷却时间Tc2，则第一感应加热装置10A进行装接/拆除过程，而第二感应加热装置10B继续进行加热过程。如果从第二感应加热装置10B的加热过程开始经过加热时间Tb2，则进行另一个开关过程，并且第二感应加热装置10B 立即开始冷却过程；而第一感应加热装置10A等待另一个开关过程的完成并进行另一个加热过程。然后，第一感应加热装置10A顺序重复相同过程；而如果经过冷却时间Tc2，则第二感应加热装置10B进行装接/拆除过程，然后顺序重复相同的过程。

在这里，在感应加热系统1中以相同的循环时间τ运行三个感应加热装置10的情况下，由于难以减少开关时间Ta和装接/拆除时间Td，如图15的(b)中所示，将加热时间Tb和冷却时间Tc设定成与使用两个感应加热装置10的情况下不同。

此外，在感应加热系统1中以相同的循环时间τ运行数量为n的感应加热装置(在这里，n是2以上的整数)的情况下，如图15的(c) 中所示，获得每个加热时间Tbn和冷却时间Tcn，并根据获得的加热时间Tbn设置感应加热条件，根据冷却时间Tcn设置冷却条件。

如上所述，在使用一个电源系统以循环时间τ操作多个感应加热装置10的情况下，获得电源系统20可以连接到每个感应加热装置10 以向相应的感应加热装置10供应电力的时间长度、即加热时间，并且将占空比、频率选择和每种频率的电力等进行设定成满足符合获得的每个感应加热装置10的加热时间的特定条件。

来自于感应加热装置的控制的设定

下面描述在图1中示出的感应加热系统1中，从每个感应加热装置10向包括开关控制器35的系统控制单元设定加热条件的方法。

图16A至16D是示出了在从每个感应加热装置向包括开关控制器的系统控制单元设定加热条件的情况下使用的条件设定屏的示例的图。更具体来说，图16A示出了步骤的条件设定的示例，图16B示出了分时方法的第一设定表，图16C示出了分时方法的第二设定表，图 16D是叠加方法的第一设定表。

在图16A中示出的表中，第一列表示步骤的次序，并且在第一行中，项目“步骤”表示每个步骤的编号，项目“计时”表示时间，项目“旋转”表示工件的旋转速度，项目“HSW表”表示分时方法的表格参考目标信息，项目“HSW2VR”表示输出强度，项目“HSW2DT”表示高频与低频的输出比，项目“BAD表”表示叠加方法的表格参考目标信息，项目“2BNDVR”表示第二电源26的输出强度，并且项目“2BNDFREQ”表示与第二电源26的频率相关的信息。

如图16A中所示，对于每个步骤来说，时间被设定到项目“计时”，工件的旋转速度被设定到项目“旋转”。

在使用分时方法的情况下，设定在进行表格加热(table heating) 的情况下所参考的设定表目标(set table destination)的信息，并且在进行步骤加热(step heating)时，如图16A中所示设定输出强度VR 和低频的占空比DT。

在使用叠加方法的情况下，设定在进行表格加热的情况下所参考的设定表目标的信息，并且在进行步骤加热时，设定输出强度VR和频率。在这里，设定频率意味着以可以设定由第二电源26输出的频率的情况为前提，设定待输出的频率。

在这里，步骤加热意味着下述方法，在所述方法中，对于每个步骤来说，将加热信号和具有输出强度VR和低频占空比DT作为项目的加热条件从每个感应加热装置通过开关控制器35发送到电源系统20，并且如果每个第一电源21和第二电源26收到所述加热信号和加热条件，则相应的电源进行输出控制以加热工件。

另一方面，表格加热意味着下述方法，在所述方法中，将图16B 至16D中示出的表格事先从每个感应加热装置通过开关控制器35发送到电源系统20，并且每个第一电源21和第二电源26按照所述表格进行输出控制以便加热工件。

如果使用步骤加热，则在每个步骤中，将信号从每个感应加热装置发送到每个电源，以控制加热的开始和终止。因此，由于信号的传输和接收，在加热时间中出现误差。相反，如果使用表格加热，对于每个感应加热装置来说，不发送或接收用于每个加热操作的加热开始信号和加热终止信号。因此，可以准确地控制加热时间。在表格加热中，即使在按照一个表格内的时间顺序改变加热条件的情况下，也可以准确地控制每种加热条件下的加热时间。换句话说，如果使用表格加热，由于加热条件事先被发送到每个电源，因此可以提高加热时间的准确度，并且即使加热条件改变，也可以在每种加热条件的加热时间中准确地进行输出。

在图16A的每个步骤中，如果项目“HSW表”为0，则第一电源 21不进行表格加热，并且如果项目“2BND表”为0，则第一电源21 和第二电源26不进行表格加热。同时，如果项目“HSW表”为1，则参考图16B中示出的分时方法的第一设定表，并且如果项目“HSW表”为2，则参考图16C中示出的分时方法的第二设定表，如果项目“2BND 表”为1，则参考图16D中示出的叠加方法的第一设定表。

在图16B和16C中，参考标记“VR”、“DT”和“HT”分别表示输出强度、低频的占空比和加热时间，并且在图16D中，参考标记“VR”、“FRQ”和“HT”分别表示输出强度、输出频率和加热时间。

通过这种方式，从每个感应加热装置10向包括开关控制器35的系统控制单元设定加热条件。

用于输出监测的设定

下面将描述在例如在图16A至16D中示出的每个表中的设定条件的情况下如何监测输出。图17是示出了输出监测屏的示例的图。

在图16A至16D中，在步骤3、步骤5和步骤7中进行供电。因此，输出监测步骤用3、5和7表示，它们是步骤3、步骤5和步骤7 的编号。在每个步骤3、步骤5和步骤7中，项目“表格监测行”表示在参考表格中进行监测的行。例如，在步骤3中，由于在图16A的表中项目“HSW表”为1，参考图16B中的表，并且在图16B的表中进行监测的行被设定到项目“表格监测行”。项目“监测屏蔽时间”意味着在加热开始后不进行监测的时间，并且如果项目“只在结束时监测”为“是”，则对加热结束时的值进行监测，在图17中，对于分时方法和叠加方法中的每种方法来说，设定从换流器21a或26a输入到逆变器21b或26b的电功率P1和P2、DC电流Idc和DC电压Vdc以及频率F1和F2。对于每个参数来说，设定上限和下限，并显示实测值。

然而，第一电源21和第二电源26的电源控制器21x和26x进行控制，使DC电压变得恒定或使DC电流变得恒定。因此，将每个电源的输出情况作为控制目标进行监测。换句话说，每个电源控制器21x 和26x监测DC电压Vdc用于控制，以使DC电压恒定，并且监测DC 电流Idc用于控制以使DC电流恒定。

因此，在分时方法中，连续地监测频率和作为控制目标的DC电压Vdc与DC电流Idc中的任一个，并监测在加热终止期间的电功率值。同时，在叠加方法中，连续地监测频率和作为控制目标的DC电压Vdc 与DC电流Idc中的任一个，并监测在加热终止期间的电功率值。此外，在图17中的项目“仅在结束时监测”为“是”的情况下，监测加热操作结束时的所有值。

现在，将描述监测方法。

在使用表格加热的情况下，存在如下的监测方法。

作为第一种方法，在如图17中示出的监测屏上，设定每个值。

作为第二种方法，设定其表格加热将被监测的条件设定的步骤以及用于待监测的表格的15行的监测的行。图17示出了作为待监测的表格的行，可以设置3行的情况。

作为第三种方法，总是读取逆变器表格运行测量数据装置，由此监测相应的表格行。在这里，逆变器表格运行测量数据装置是下面描述的测量单元。对于电功率来说，正如将在下面描述的，通过读取加热终止期间的值来监测平均电功率。

此外，即使在使用步骤加热的情况下，也就是说即使步骤的输出强度VR、低频的占空比DT和频率被输入，在监测屏上设定每个值时，也设定其步骤加热将被监测的条件设定的步骤，并且不断地读取逆变器表格运行测量数据装置，由此监测作为监测目标的被设置的步骤的 DC电压Vdc、DC电流Idc、加热终止期间的电功率、频率。

用于监测电功率的设备

将参考图3和4中示出的电路来详细描述如何监测电功率。如图3 和4中所示，换流器21a和逆变器21b由逆变器控制单元21c控制，换流器26a和逆变器26b由逆变器控制单元26c控制。因此，从换流器 21a施加到逆变器21b或从换流器26a施加到逆变器26b的DC电流Idc 和DC电压Vdc通过图3和4中示出的电流传感器101和电压传感器 102测量，并将测量到的值输入到测量部分103。将输入到测量部分103 的值转变成数字值，将其输出到处理单元104。为每个第一电源21和第二电源26设置测量部分103，并且在每个感应加热装置10中或用于总体控制感应加热系统1的管理单元(未示出)中设置处理单元104。

在感应加热系统1运行期间，存在各种监测电功率的方法。在下文中，将描述通过分时方法根据DT信号供应电力的情况。

图18是用于解释第一输出监测方法的图，并且水平轴表示时间，竖直轴表示DC电压Vdc、DC电流Idc和低频的占空比DT。在第一输出监测方法中，当DT信号处于打开状态时，也就是说，当低频正被输出时，通过电流传感器101和电压传感器102检测即时值v_dc和i_dc。因此，从下列方程获得低频电功率和高频电功率。

低频电功率P1(kW)如下：

P1＝v_dc(V)×i_dc(A)×DT(％)×10^-2×10^-3

高频电功率P2(kW)如下：

P2＝v_dc(V)×i_dc(A)×(100–DT(％))×10^-2×10^-3

在第一输出监测方法中，即时值v_dc相对稳定，因此随着时间流逝，DC电流Idc随着低频的占空比DT而变。原因是在分时方法中，输出根据每个电源的控制方法来进行，使得例如DC电压变得恒定，并且因此电流随着负载阻抗的变化而变。因此，准确的监测是不可能的。

在本发明中，在第二监测方法中，对于每个预定的时间间隔Δt(例如0.5ms)来说，通过电流传感器101和电压传感器102来检测即时值 v_dc和i_dc。接下来，获得即时值v_dc和i_dc的乘积，即每个取样时间点DC 电压和DC电流的即时值的乘积，并且对每个步骤加热周期来说，为低频和高频分别将所述乘积积分，由此获得步骤终止期间的电功率。

图19是用于解释第二输出监测方法的图。在图19中，(a)示出了DC电压和DC电流随时间的变化，并且(b)至(e)分别示出了 DT信号、整体低频电力消耗、整体高频电力消耗和加热信号随时间的变化。

如图19的(a)中所示，由于随着时间流逝DC电压和DC电流变化，因此在每个取样时间点，例如以0.5ms的时间间隔，通过电流传感器101和电压传感器102检测即时值。然后，对于每个取样时间，通过下列方程获得电功率对时间的积分值q(J)。

q(J)＝v_dc(V)×i_dc(A)×[取样时间(s)]A

接下来，通过下列方程分别获得低频电功率与时间之积的总和 QL(J)以及高频电功率与时间之积的总和QH(J)。

QL(J)＝Σq(J)(在这里，对于DT信号处于高水平的周期(低频输出周期)进行积分)

QH(J)＝Σq(J)(在这里，对于DT信号处于低水平的周期(高频输出周期)进行积分)

然后，通过下列方程获得平均低频电功率P1(kJ/s)和平均高频电功率P2。在这里，HT(s)表示总加热时间。

P1(kJ/s＝kW)＝QL(J)/HT(s)×10^-3

P2(kJ/s＝kW)＝QH(J)/HT(s)×10^-3

本发明的实施例的在感应加热系统1中，输出监测装置110通过电线连接到起到图3和4中示出的电源系统作用的供电装置120的第一电源21和第二电源26。图20是示意示出了输出监测装置110的框图。输出监测装置110包括测量部分103和处理单元104。

测量部分103在每个取样时间点测量从图3和4中示出的换流器21a输出到逆变器21b或从换流器26a输出到逆变器26b的DC电流Idc 和DC电压Vdc。

处理单元104从在单个取样时间由测量部分103测量到的电流和电压的值获得每个频率的电功率的量，并在相应频率的电功率的量的基础上获得每个频率的平均电功率。

供电装置120被构造成通过开关部分30装接到多个感应加热装置 10，并且通过在开关部分30上控制多个感应加热装置10，可以连接到感应加热装置10中的一个。在供电装置120如此构造的情况下，向多个感应加热装置10中的每一个设置处理单元104。因此，可以获得测量部分103针对供电装置120的测量数据，并且每个处理单元104确定每种频率的平均电功率和已向供电装置120发出的供电命令的一致性。

如图20中所示，测量部分103包括电流和电压测量单元103a和频率测量单元103b，以对应于供电装置120以分时方式供应电力的方法。换句话说，在每个取样时间点，电流和电压测量单元103a从图3 和4中示出的电流传感器101和电压传感器102输入的检测值，测量从换流器21a输出到逆变器21b或从换流器26a输出到逆变器26b的 DC电流和DC电压。频率测量单元103b对每单位时间由逆变器21b 或26b做出开关次数进行计数，由此测量输出电压或电流的频率。

因此，处理单元104从在每个取样时间点由电流和电压测量单元 103a测量到的电流和电压的值，获得通过频率测量单元103b获得的每种频率的电功率的量，并在相应频率的电功率的量的基础上获得相应频率的平均电功率。

输出监测方法

下面将描述使用图20中示出的输出监测装置110监测输出的方法。

如图3中所示，当输出直流电并在同时通过逆变器21b以第一频率(例如低频)和第二频率(例如高频)打开和关闭时，首先，电流和电压测量单元103a在每个取样时间点从电流传感器101和电压传感器102输入的检测数据来测量DC电流和DC电压。

接下来，当逆变器21b以第一频率打开和关闭直流电时，处理单元104接收在单个取样时间点由电流和电压测量单元103a测量的电流和电压。处理单元104将单个取样时间的输入值、即电流与电压之积相加，并将总和除以等于输出时间的感应加热时间，由此获得第一频率的平均输出功率。此外，当逆变器21b以第二频率打开和关闭直流电时，处理单元104接收在每个取样时间点由电流和电压测量单元103a 测量的电流和电压。处理单元104将每个取样时间的输入值、即电流与电压相乘，将通过相乘获得的单个取样时间点的值相加，并将总和除以等于输出时间的感应加热时间，由此获得第二频率的平均输出功率。

接下来，处理单元104可以在第一频率的平均输出功率值与第二频率的平均输出功率值的基础上，将供应的电功率显示在显示单元(未示出)上，由此进行供应电力的监督监测。监测每个第一频率和第二频率的平均输出功率是否在由处理单元104设定的上限与下限之间，并且在每个第一频率和第二频率的平均输出功率在所述上限与下限之间的范围之外的情况下，输出停止信号以停止输出。与此相似，在为每种频率设定阈值或容许范围的情况下，如果相应频率的平均输出功率超过所述阈值或在所述容许范围之外，则可以停止输出并取出尚未经受适当的感应加热的任何工件。

如上所述，输出监测装置110通过在整个加热时间内以预定的时间间隔对DC电压Vdc和DC电流Idc进行采样，获得每种频率的平均电功率。因此，可以监测输出的变化例如上升。换句话说，可以减少加热时间并且甚至监测暂时的输出上升状态。

在本发明的实施例的输出监测方法中，将整体低频电力消耗除以总加热时间，由此获得低频的平均电功率，并且将整体高频电力消耗除以总加热时间，由此获得高频的平均电功率。

因此，处理单元104可以在第一频率的平均电功率和第二频率的平均电功率的幅度变化的基础上，监测指示第一频率与第二频率之间的切换的DT信号的异常。

如果在DT信号中发生异常以引起第一频率的输出时间和第二频率的输出时间的变化，第一频率的输出周期的整体电力消耗和第二频率的输出周期的整体电力消耗也改变。结果，通过用相应频率的整体电力消耗除以总输出时间获得的每种频率的平均电功率也改变。因此，如果监测第一频率的平均电功率值与第二频率的平均电功率值是否以时间顺序变化，可以检测指示第一频率与第二频率之间的切换的所谓的DT信号的异常。与此相似，如果监测每种频率的平均电功率，甚至可以监测DT信号。

现在，将描述使用叠加方法情况下的输出监测。在图1中示出的系统中，为每个第一电源21和第二电源26获得DC电压与DC电流之积，并将所述积的积分值除以总加热时间，由此获得平均电功率。然后，可以以与使用分时方法的情况下相似的方式监测输出。

输出监测方法的改良

上述的输出监测方法用于通过分时方法供应电力的情况。然而，这种方法也可应用于通过叠加方法在短时间内交替输出低频和高频的情况。这将在下面详细描述。图21是以时间顺序示出了在通过叠加方法供应电力的情况下，第一频率的输出的存在或不存在和第二频率的输出的存在或不存在的图。

图4中示出的使用叠加方法的电路构造是以如图21中所示的交替输出通过逆变器21b以第一频率打开和关闭直流电而输出的信号和通过逆变器26b以第二频率打开和关闭直流电而输出的信号的情况为前提。

首先，图4中示出的每个测量部分103从电流传感器101和电压传感器102接收检测信号的输入，并在每个取样时间点测量DC电流和 DC电压。

接下来，当逆变器21b以第一频率打开和关闭直流电时，处理单元104接收由电流和电压测量单元103a采样的电流和电压。处理单元 104将单个取样时间的输入值、即电流和电压值之积积分，并将积分值除以输出时间，由此获得第一频率的平均输出功率。此外，当逆变器 26b以第二频率打开和关闭直流电时，处理单元104接收由电流和电压测量单元103a采样的电流和电压。处理单元104将单个取样时间的输入值、即电流和电压值之积积分，并将积分值除以输出时间，由此获得第二频率的平均输出功率。

接下来，处理单元104可以在第一频率的平均输出功率与第二频率的平均输出功率的基础上，将供应的电功率显示在显示单元(未示出)上，由此进行供应电力的监督监测。

如上所述，在本发明的实施例中，测量部分103在每个取样时间点测量从形成电源系统20的第一电源21和第二电源26中的换流器21a 和26a向逆变器21b和26b输出的DC电压和DC电流。因此，可以监测从第一电源21和第二电源26输出的电功率等。

向一个感应加热装置供应的电力的监测

到目前为止，主要描述了将感应加热装置10中的一个通过开关部分30连接到电源系统20，并从电源系统20向相应的感应加热装置10 供应电力的情况。然而，即使在仅仅具有一个感应加热装置10并且向所述感应加热装置10供应电力的情况下，也可以类似地进行输出监测。

也就是说，假定图1的感应加热系统1仅仅具有感应加热装置 10A，输出监测如下进行。感应加热系统1具有第一电源21和第二电源26中的至少一个作为至少一个供电装置120。如图3和4中所示，第一电源21包括：被构造用于将交流电转变成直流电的换流器21a、以及通过以任选的频率打开和关闭直流电来转变从换流器21a输入的直流电并输出被转变的信号的逆变器21b。如图4中所示，第二电源 26包括：被构造用于将交流电转变成直流电的换流器26a、以及被构造成通过以任选的频率打开和关闭直流电来转变从换流器26a输入的直流电并输出被转变的信号的逆变器26b。供电装置120如图3和4中所示连接，以向单一加热线圈13供应电力。如果在一个工件中存在多个热处理区域，可以将多个线圈串联或并联。即使在这种情况下，也将术语“单一加热线圈13”用作多个线圈的总称。一个加热线圈对应于一个工件，并且一个加热线圈被称为单一加热线圈。

这种感应加热系统1装备有多个输出监测装置110，其每个包括图 20中示出的测量部分103和处理单元104。测量部分103在每个取样时间点测量从换流器21a和26a向逆变器21b和26b输出的DC电压和 DC电流。每个测量部分103包括参考图20所描述的电流和电压测量单元103a和频率测量单元103b。每个处理单元104从由测量部分103 测量的单个取样时间的电流和电压值获得相应频率的电功率的量，并在相应频率的电功率的量的基础上获得相应频率的平均电功率。

当这种感应加热系统1被用于以至少一种频率打开或关闭至少一个直流电，由此进行感应加热时，在每个取样时间点测量从第一电源 21和第二电源26中的换流器21a和26a输出到逆变器21b和26b的电流和电压，并且将在取样时间点测量到的电流和电压之积相对于每种频率积分，由此获得每种频率的平均电功率。结果，可以在每种频率的平均电功率的基础上监测供电装置120的输出情况。

在供电装置120通过分时方法供应电力的情况下，如下进行输出监测。作为供电装置120，如图3中示出地设置第一电源21。在第一电源21的逆变器21b以高频输出时间和低频输出时间相对于输出周期的比率来调节高频输出功率和低频输出功率的情况下，具体来说在第一电源21的逆变器21b交替输出低频和高频的情况下，处理单元104 在来自于电流传感器101和电压传感器102的输入值的基础上，计算由测量部分103测量的单个取样时间的DC电流与DC电压之积，由此获得从作为一个供电装置120的第一电源21向加热线圈13供应的高频的平均电功率和低频的平均电功率。

也就是说，当一种直流电通过DT信号以高频(第一频率)和低频(第二频率)进行不同的打开或关闭，并且通过分时多路转换输出高频和低频进行感应加热时，在每个取样时间点测量一种直流电的电流和电压。对在以第一频率切换期间测量到的单个取样时间的电流和电压之积进行积分，由此获得第一频率的平均电功率。同样地，对在以第二频率切换期间测量到的单个取样时间的电流和电压之积进行积分，由此获得第二频率的平均电功率。在第一频率的平均电功率和第二频率的平均电功率的基础上，可以监测输出功率。

在供电装置120通过叠加方法供应电力的情况下，如下进行输出监测。如图4中所示，供电装置120包括用作第一供电装置的第一电源21和用作第二供电装置的第二电源26。在这种情况下，在第一电源 21中，逆变器21b通过以第一频率打开并关闭直流电来转变从换流器 21a输入的直流电，并输出转变的信号。与此同时，在第二电源26中，逆变器26b通过以第二频率打开并关闭直流电来转变从换流器26a输入的直流电，并输出转变的信号。来自于第一电源21和第二电源26的两个电源的第一频率和第二频率被叠加并供应到加热线圈13。

在这种情况下，如图4中所示，测量部分103包括为第一电源21 设置的第一测量单元103c和为第二电源26设置的第二测量单元103d。第一测量单元103c在每个取样时间点测量在第一电源21中从换流器 21a输出到逆变器21b的DC电流和DC电压。第二测量单元103d在每个取样时间点测量在第二电源26中从换流器26a输出到逆变器26b的 DC电流和DC电压。

因此，处理单元104从由第一测量单元103c测量的单个取样时间的电流和电压的值获得第一频率的电功率的量，从由第二测量单元 103d测量的单个取样时间的电流和电压的值获得第二频率的电功率的量，并在第一频率的电功率的量和第二频率的电功率的量的基础上获得第一频率的平均电功率和第二频率的平均电功率。

换句话说，在第一电源21通过以第一频率打开和关闭第一直流电以转变第一直流电并输出转变的信号，同时第二电源26通过以第二频率打开和关闭第二直流电以转变第二直流电，并且将第一频率与第二频率叠加以进行感应加热的情况下，第一测量单元103c在每个取样时间点测量第一直流电的电流和电压，并且第二测量单元103d在每个取样时间点测量第二直流电的电流和电压。然后，处理单元104对相对于第一直流电并在以第一频率切换期间测量的单个取样时间的电流和电压之积进行积分，并将积分值除以感应加热时间，由此获得第一频率的平均电功率。同样地，处理单元104对相对于第二直流电并在以第二频率切换期间测量的单个取样时间的电流和电压之积进行积分，并将积分值除以感应加热时间，由此获得第二频率的平均电功率。在第一频率的平均电功率和第二频率的平均电功率的基础上，处理单元 104监测输出功率。

已描述感应加热系统1包括如图1中所示的多个感应加热装置的情况，因此不在这里进行描述。

如上所述，在感应加热系统1中，通过输出监测装置110监测供应的电力。因此，可以检测负载的异常、汇流条的异常等。

其他监测

由于图1中示出的感应加热系统1包括输出监测装置110，因此可以监测向每个感应加热装置10供应的电力。输出监测装置110也可用于监测非常短时间的加热期间的实际输出频率和DC电压Vdc。

例如，在输出监测装置110中，电流和电压测量单元103a可以在每个取样时间点测量输入到逆变器21b或26b的DC电压Vdc，由此一直监测DC电压Vdc。在这种情况下，可以在频率切换后立即获得每个取样时间、例如4ms至6ms的无论几毫秒的多个数据项的平均值，并对直至相应频率终止之前的单个取样时间的平均值进行积分，用积分值除以取样时间数量，由此监测平均DC电压。

例如，在输出监测装置110中，频率测量单元103b可以监测每单位时间由逆变器21b或26b进行的切换的次数，由此测量频率。因此，在输出每种频率的电力时，可以监测输出频率。

例如，即使在非常短时间的加热中，也可以测量DC电压Vdc和频率，由此监测它们。

与此相似，即使在供应电力时，也可以一直监测作为控制目标的 DC电压和频率，并且可以提供表示感应加热是否正适当地进行的指导。

尽管已结合特定实施例对本发明进行了描述，但本领域技术人员将会理解，可以在由随附的权利要求书所限定的本发明的范围内进行各种改变和改良。

工业实用性

本发明的一种或多种实施例提供了一种用于以不同频率向多个感应加热装置供应电力的感应加热系统和感应加热方法，一种当从供电装置向加热线圈供应电力以进行感应加热时用于监测输出情况的输出监测装置和输出监测方法，以及一种具有低频电流互感器和高频电流互感器的感应加热装置。

本申请是基于2012年5月18日提交的日本专利申请号 2012-115121、2012-115122和2012-115123，所述申请的全部内容通过参考并入本文。

Claims

1.一种感应加热方法，包括：

设置多个感应加热装置，每个所述感应加热装置都具有：加热线圈；第一电源，该第一电源被构造成调整高频输出时间和低频输出时间相对于输出周期的比率并输出高频电力和低频电力；第二电源，该第二电源被构造成输出频率与所述第一电源的输出频率不同的电力；以及开关部分；

操作来自于一个所述感应加热装置的所述开关部分，以选择第一模式、第二模式、第三模式和第四模式中的一个；以及

对配置在所述一个感应加热装置上的工件进行感应加热，

其中，在所述第一模式中，所述一个感应加热装置接受来自于所述第一电源的所述高频电力和所述低频电力中的一个，

其中，在所述第二模式中，所述一个感应加热装置接受来自于所述第二电源的所述电力，

其中，在所述第三模式中，所述一个感应加热装置通过分时方法接受来自于所述第一电源的不同频率的电力；并且

其中，在所述第四模式中，所述一个感应加热装置以叠加方式接受来自于所述第一电源的所述高频电力和低频电力中的一个以及来自于所述第二电源的所述电力。