JP2001298956A - 誘導加熱電源 - Google Patents

誘導加熱電源

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JP2001298956A
JP2001298956A JP2000110835A JP2000110835A JP2001298956A JP 2001298956 A JP2001298956 A JP 2001298956A JP 2000110835 A JP2000110835 A JP 2000110835A JP 2000110835 A JP2000110835 A JP 2000110835A JP 2001298956 A JP2001298956 A JP 2001298956A
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JP
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power supply
heating power
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induction heating
parallel resonance
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JP2000110835A
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Toshie Miura
敏栄 三浦
Naoya Eguchi
直也 江口
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】複数(n)個の加熱コイル及び共振コンデンサ
からなるn組の並列共振回路に好適な誘導加熱電源を提
供する。 【解決手段】前記n=2の回路構成として、誘導加熱電
源20は変圧器21,ダイオード整流回路22,リアク
トル23,コンデンサ24,降圧形チョッパ回路25,
電流形インバータ回路26,コンデンサ27,降圧形チ
ョッパ回路28,電流形インバータ回路29で構成し、
並列共振回路2,3に加熱電力を供給する際の交流電源
1から見た基本波力率をほぼ「1.0」にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、複数
(n)台の誘導加熱炉に使用されるn個の加熱コイル及
び共振コンデンサから形成されるn組の並列共振回路に
加熱電力を供給する誘導加熱電源に関する。
【0002】
【従来の技術】図3に、この種の誘導加熱電源として、
加熱コイル及び共振コンデンサからなる1組の並列共振
回路を備える回路構成について示す。
【0003】図3において、1は電力系統などの交流電
源、10は誘導加熱電源、2は誘導加熱電源10から加
熱電力が供給される加熱コイル2aと等価抵抗2bと共
振コンデンサ2cとからなる並列共振回路を示す。
【0004】この誘導加熱電源10には変圧器11と、
サイリスタを3相ブリッジ結線してなるサイリスタ整流
回路12と、電流平滑用のリアクトル13と、サイリス
タを単相ブリッジ結線してなる電流形インバータ回路1
4とを備え、電流形インバータ回路14では並列共振回
路2の正弦波状の両端電圧に対するその都度の余裕角が
ほぼ一定値になるように電流形インバータ回路14を構
成するそれぞれのサイリスタの点弧位相を制御し、ま
た、サイリスタ整流回路12では並列共振回路2に供給
する加熱電力が所望の値になるようにサイリスタ整流回
路12を構成するそれぞれのサイリスタの点弧位相を制
御する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】複数(n)個の加熱コ
イル及び共振コンデンサから形成されるn組の並列共振
回路に加熱電力を供給する誘導加熱電源においては、従
来は、図3に示した回路構成の誘導加熱電源をn台設置
することで対応していた。
【0006】しかしながら上述の方法では、交流電源か
ら見た基本波力率が、周知の如く、前記サイリスタ整流
回路の点弧位相に依存し、結果として、前記基本波力率
が悪いという問題があった。
【0007】この発明の目的は上記問題点を解決し、複
数(n)組の並列共振回路それぞれに加熱電力を供給す
る際に、交流電源からみた基本波力率が改善できる誘導
加熱電源を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、複数(n)
個の加熱コイル及び共振コンデンサから形成されるn組
の並列共振回路それぞれに対して加熱電力を供給する誘
導加熱電源であって、この誘導加熱電源には、交流電源
の電圧を整流する少なくとも1組の非制御整流回路と、
前記非制御整流回路の出力に並列接続される前記n組の
降圧チョッパ回路と、前記降圧チョッパ回路それぞれの
出力に接続される前記n組の電流形インバータ回路とを
備え、前記電流形インバータ回路それぞれの出力に、前
記並列共振回路を1組ずつ接続することを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、この発明の第1の実施例
を示す誘導加熱電源の回路構成図である。
【0010】図1において、誘導加熱電源20は変圧器
21と、ダイオード等の非制御整流素子を3相ブリッジ
結線してなる整流回路のような位相制御の行われない非
制御整流回路22と、平滑用のリアクトル23と、平滑
用のコンデンサ24と、IGBT25aとダイオード2
5bとリアクトル25cとからなる降圧チョッパ回路2
5と、サイリスタを単相ブリッジ結線してなる電流形イ
ンバータ回路26と、平滑用のコンデンサ27と、IG
BT28aとダイオード28bとリアクトル28cとか
らなる降圧チョッパ回路28と、サイリスタを単相ブリ
ッジ結線してなる電流形インバータ回路29とから構成
され、この回路構成の場合は前記n=2として、電流形
インバータ回路26の出力には加熱コイル2aと等価抵
抗2bと共振コンデンサ2cとからなる並列共振回路2
が接続され、また、電流形インバータ回路29の出力に
は加熱コイル3aと等価抵抗3bと共振コンデンサ3c
とからなる並列共振回路3が接続されている。
【0011】図1に示した誘導加熱電源20において、
電流形インバータ回路26では並列共振回路2の正弦波
状の両端電圧に対するその都度の余裕角がほぼ一定値に
なるように電流形インバータ回路26を構成するそれぞ
れのサイリスタの点弧位相を制御し、また、降圧形チョ
ッパ回路25では並列共振回路2に供給する加熱電力が
所望の値になるようにIGBT25aの通流率〔=オン
期間/(オン期間+オフ期間)〕を制御し、同様に、電
流形インバータ回路29では並列共振回路3の正弦波状
の両端電圧に対するその都度の余裕角がほぼ一定値にな
るように電流形インバータ回路29を構成するそれぞれ
のサイリスタの点弧位相を制御し、また、降圧形チョッ
パ回路28では並列共振回路3に供給する加熱電力が所
望の値になるようにIGBT28aの前記通流率を制御
する。
【0012】このとき、交流電源1から見た基本波力率
は、この誘導加熱電源20が交流電源電圧を非制御整流
回路22により位相制御しないで整流した電圧を各並列
共振回路ごとにチョッパ回路により制御するものである
ため、ほぼ「1.0」となる。
【0013】また図1に示した回路構成において、ダイ
オード整流回路22の変換容量は、誘導加熱電源20が
運転中の並列共振回路2と並列共振回路3とに供給する
加熱電力の和の時系列での最大値に基づく値で製作すれ
ばよく、従って、双方の加熱電力の定格値の総和より小
さい値で製作することが可能である。
【0014】図2は、この発明の第2の実施例を示す誘
導加熱電源の回路構成図であり、図1に示した実施例回
路と同一機能を有するものには同一符号を付して重複す
る説明を省略する。
【0015】すなわち図2に示した回路構成が図1に示
した回路構成と異なる点は変圧器21と非制御整流回路
22に代えて、変圧器31,33と非制御整流回路3
2,34と、相間リアクトル35とを備えていることで
ある。
【0016】この誘導加熱電源30において、変圧器3
1と変圧器33とはΔ−Y結線とΔ−Δ結線とにするこ
とにより、交流電源1からの電流の高調波成分を抑制で
き、また、相間リアクトル35は非制御整流回路32と
非制御整流回路34との間の横流を抑制するために備え
ている。
【0017】また図2に示した回路構成においても、交
流電源1から見た基本波力率をほぼ「1.0」にするこ
とができ、さらに、整流回路32と整流回路34の変換
容量の和は、誘導加熱電源20が運転中の並列共振回路
2と並列共振回路3とに供給する加熱電力の和の時系列
での最大値に基づく値で製作すればよく、従って、双方
の加熱電力の定格値の総和より小さい値で製作すること
が可能である。
【0018】
【発明の効果】この発明の誘導加熱電源は、交流電源電
圧を位相制御なしで整流した電圧をチョッパ回路により
制御するものであるため、交流電源から見た基本波力率
をほぼ「1.0」にすることができ、電力系統などの交
流電源に対して好適な負荷となる。
【0019】また、上述の如く、この誘導加熱電源の整
流回路は運転中の前記n組の並列共振回路への加熱電力
の総和の時系列での最大値で製作すればよいことから、
該整流回路の製作容量を小さくすることが可能であり、
さらに、運転中にそれぞれの電流形インバータ回路が出
力する周波数は、対応する並列共振回路への加熱電力が
変更されても、該並列共振回路の共振周波数により近い
値を維持できるので変換効率が高くなり、その結果、装
置全体の小型化,低価格化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例を示す誘導加熱電源の
回路構成図
【図2】この発明の第2の実施例を示す誘導加熱電源の
回路構成図
【図3】従来例を示す誘導加熱電源の回路構成図
【符号の説明】
1…交流電源、2,3…並列共振回路、10,20,3
0…誘導加熱電源、11,21,31,33…変圧器、
12…サイリスタ整流回路、13,23…リアクトル、
14,26,29…電流形インバータ回路、22,3
2,34…ダイオード整流回路、24,27…コンデン
サ、25,28…降圧形チョッパ回路、35…相間リア
クトル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05B 6/44 H05B 6/44 Fターム(参考) 3K059 AA02 AA04 AA05 AA08 AB08 AB15 AC18 AD03 5H006 AA02 BB08 CA01 CA03 CA07 CA12 CB01 CC02 CC08 DA02 5H007 AA02 BB04 BB11 CA01 CA03 CB01 CB04 CB05 CB09 CC05 CC09 CC12 CD01 DA03 DA05

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数(n)個の加熱コイル及び共振コン
    デンサから形成されるn組の並列共振回路それぞれに対
    して所望の加熱電力を供給する誘導加熱電源であって、 この誘導加熱電源には、 交流電源の電圧を整流する少なくとも1組の非制御整流
    回路と、 前記非制御整流回路の出力に並列接続される前記n組の
    降圧チョッパ回路と、 前記降圧チョッパ回路それぞれの出力に接続される前記
    n組の電流形インバータ回路とを備え、 前記電流形インバータ回路それぞれの出力に、前記並列
    共振回路を1組ずつ接続することを特徴とする誘導加熱
    電源。
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