JP2008269940A

JP2008269940A - Heating coil design and manufacture assisting device

Info

Publication number: JP2008269940A
Application number: JP2007110812A
Authority: JP
Inventors: Michio Tamate; 道雄玉手; Takanobu Kadogaki; 隆宣角垣; Masaru Nakai; 勝中井; Toshiaki Shiraki; 敏明白木
Original assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2007-04-19
Publication date: 2008-11-06
Anticipated expiration: 2027-04-19
Also published as: JP5003264B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To quantitatively adjust a heating coil without using a specific measuring instrument, a special control means, or a detection means even if characteristics of an inverter are not understood. SOLUTION: A motion-load condition calculating section 22 calculates detailed motion conditions of an induction heating inverter 11 from the information displayed on a monitor section 18 of an induction heating device, and a comparison section 23 determines consistency or inconsistency of the load conditions as the load condition of the induction heating inverter 11 is compared with a matched load range. COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は加熱コイル設計製作支援装置に関し、特に、一般家庭やレストランなどで使用される誘導加熱調理器や金属溶解、シームレス溶接などに使用される産業用誘導加熱装置の加熱コイルの修正に適用して好適なものである。 The present invention relates to a heating coil design and production support device, and in particular, is applied to correction of a heating coil of an induction heating cooker used in general homes and restaurants, and an industrial induction heating device used for metal melting, seamless welding and the like. And suitable.

誘導加熱装置は、高周波電流を加熱コイルに供給し、電磁誘導の原理で負荷（被加熱物）に渦電流を発生させ、そのジュール熱で負荷を加熱することができ、スイッチング素子を用いて交流電源から高周波電流を生成する電力変換回路が設けられている。
図７は、誘導加熱インバータの回路構成を示す図である。
図７において、誘導加熱インバータには、スイッチング動作を行うスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２が設けられ、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２は互いに直列接続されるとともに、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２には帰還ダイオードＤ５、Ｄ６がそれぞれ逆並列接続されている。そして、この直列接続されたスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２の両端には、互いに直列接続された共振コンデンサＣ_r1、Ｃ_r2が並列接続されるとともに、平滑コンデンサＣ_dc2が並列接続され、さらにダイオードＤ１〜Ｄ４からなるダイオードブリッジに接続されている。 The induction heating device supplies high-frequency current to the heating coil, generates eddy current in the load (object to be heated) based on the principle of electromagnetic induction, and can heat the load with its Joule heat. A power conversion circuit that generates a high-frequency current from a power supply is provided.
FIG. 7 is a diagram illustrating a circuit configuration of the induction heating inverter.
In FIG. 7, the induction heating inverter is provided with switching elements S1 and S2 for performing a switching operation. The switching elements S1 and S2 are connected in series with each other, and feedback diodes D5 and D6 are respectively connected to the switching elements S1 and S2. Connected in reverse parallel. In addition, resonance capacitors C _r1 and C _r2 connected in series to each other are connected in parallel to both ends of the switching elements S1 and S2 connected in series, and a smoothing capacitor C _dc2 is connected in parallel, and further diodes D1 to D4. It is connected to a diode bridge consisting of

そして、ダイオードＤ１、Ｄ３の接続点とダイオードＤ２、Ｄ４の接続点との間には交流電源５１が接続され、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２の接続点と共振コンデンサＣ_r1、Ｃ_r2の接続点との間には加熱コイルのインダクタンスＬ₀および被加熱物の抵抗Ｒ₀が接続される。
そして、交流電源５１から出力された交流電圧は、ダイオードＤ１〜Ｄ４からなるダイオードブリッジにて直流に変換され、平滑コンデンサＣ_dc2を介して直列接続されたスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２の両端に供給される。そして、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２を交互にスイッチングすることにより、加熱コイルに高周波電流が供給され、負荷を誘導加熱させることができる。 An AC power supply 51 is connected between the connection point of the diodes D1 and D3 and the connection point of the diodes D2 and D4, and the connection point of the switching elements S1 and S2 and the connection point of the resonance capacitors C _r1 and C _r2. Between them, the inductance L ₀ of the heating coil and the resistance R _{0 of the} object to be heated are connected.
The alternating voltage output from the alternating current power supply 51 is converted into direct current by a diode bridge composed of diodes D1 to D4, and supplied to both ends of switching elements S1 and S2 connected in series via a smoothing capacitor _Cdc2. . And by switching switching element S1, S2 alternately, a high frequency current is supplied to a heating coil and a load can be induction-heated.

ここで、誘導加熱インバータは、加熱コイルのインダクタンスＬ₀と共振コンデンサＣ_r1、Ｃ_r2との共振周波数以上の周波数で動作され、正弦状の電流を負荷に供給することが一般的に行われている。
誘導加熱インバータから負荷に所望の電力を供給するためには、誘導加熱インバータの仕様に合うように負荷条件を設定する必要がある。電磁調理器に使用される誘導加熱インバータは、専用の加熱コイルをセットにして製作および販売が行われるが、特殊な形状の負荷を加熱するためには、加熱コイルを新規に製作する必要がある。 Here, the induction heating inverter is operated at a frequency equal to or higher than the resonance frequency of the inductance L _{0 of the} heating coil and the resonance capacitors C _r1 and C _r2 and generally supplies a sinusoidal current to the load. Yes.
In order to supply desired power to the load from the induction heating inverter, it is necessary to set the load condition so as to meet the specifications of the induction heating inverter. Induction heating inverters used in electromagnetic cookers are manufactured and sold with a dedicated heating coil as a set. To heat a specially shaped load, it is necessary to newly manufacture the heating coil. .

しかし、新規に製作した加熱コイルを用いて誘導加熱インバータから負荷に所望の電力を供給するためには、加熱コイルの大きさ、ターン数、被加熱物とのギャップなどの様々な要因に依存する要件を満たす必要があり、加熱コイルの修正作業が困難となることから、負荷に所望の電力を供給できない場合が多い。
なお、以下の説明では、誘導加熱インバータから負荷に所望の電力を供給できる場合を整合、誘導加熱インバータから負荷に所望の電力を供給できない場合を不整合という。 However, in order to supply the desired power from the induction heating inverter to the load using the newly manufactured heating coil, it depends on various factors such as the size of the heating coil, the number of turns, and the gap with the object to be heated. Since it is necessary to satisfy the requirements and it is difficult to correct the heating coil, it is often impossible to supply desired power to the load.
In the following description, the case where desired power can be supplied from the induction heating inverter to the load is referred to as matching, and the case where desired power cannot be supplied from the induction heating inverter to the load is referred to as mismatch.

そして、負荷条件の整合がとれていない状態で誘導加熱インバータを使用すると、最悪の場合には誘導加熱インバータが破損することもある。
これに対して、新規に製作した加熱コイルを用いた場合においても、誘導加熱インバータから負荷に所望の電力を供給できるようにするために、加熱コイルとインバータとの間に接続される負荷整合回路内のタップを切り替えることで負荷条件を変化させる方法が提案されている（特許文献１）。 If the induction heating inverter is used in a state where the load conditions are not matched, in the worst case, the induction heating inverter may be damaged.
On the other hand, even when a newly manufactured heating coil is used, a load matching circuit connected between the heating coil and the inverter in order to supply desired power to the load from the induction heating inverter. There has been proposed a method of changing a load condition by switching taps in the circuit (Patent Document 1).

図８は、従来の誘導加熱装置の負荷条件の切り替え方法を示すブロック図である（特許文献１）。
図８において、インバータ１０１と加熱コイル１０２との間には負荷整合回路１０３が設けられ、負荷整合回路１０３には、２次側タップ付のマッチング変圧器ＴＲ、タップＴ１〜Ｔ３をつなぎ替える電磁接触器ＭＣ１〜ＭＣ３、出力端子間に接続された力率調整コンデンサＣが設けられている。そして、操作部１０４はマッチング調整装置１０５にデータ読込指令とタップ切替指令を出力し、マッチング調整装置１０５は、マッチング変圧器ＴＲのタップが適正タップ値になるように電磁接触器ＭＣ１〜ＭＣ３のいずれかのコイルを励磁することで、インバータ１０１から負荷に所望の電力を供給することができる。 FIG. 8 is a block diagram showing a method for switching a load condition of a conventional induction heating apparatus (Patent Document 1).
In FIG. 8, a load matching circuit 103 is provided between the inverter 101 and the heating coil 102, and the load matching circuit 103 includes an electromagnetic contact for switching the matching transformer TR with the secondary side taps and the taps T 1 to T 3. MC1 to MC3 and a power factor adjusting capacitor C connected between the output terminals are provided. Then, the operation unit 104 outputs a data reading command and a tap switching command to the matching adjustment device 105, and the matching adjustment device 105 selects any one of the magnetic contactors MC1 to MC3 so that the tap of the matching transformer TR becomes an appropriate tap value. By exciting the coil, desired power can be supplied from the inverter 101 to the load.

図８の構成では、新規に製作した加熱コイルを用いた場合においても、誘導加熱インバータから負荷に所望の電力を供給できるが、負荷整合回路１０３内にタップ切り替え回路を設ける必要があり、負荷整合回路１０３の複雑化、大型化および高コスト化を招くという問題がある。
従って、誘導加熱インバータと整合がとれた負荷条件（加熱コイルとの被加熱物との結合）を実現する加熱コイルをどのようにして容易に製作するかが、誘導加熱インバータから負荷に所望の電力を供給できるようにするために重要である。
ここで、一度製作した加熱コイルでは、被加熱物に所望の電力を供給できなかった場合、実験を行いながら加熱コイルのターン数や被加熱物とのギャップを修正することで、負荷との整合をとる必要がある。 In the configuration shown in FIG. 8, even when a newly manufactured heating coil is used, a desired power can be supplied from the induction heating inverter to the load. However, it is necessary to provide a tap switching circuit in the load matching circuit 103. There is a problem that the circuit 103 becomes complicated, large, and expensive.
Therefore, how to easily produce a heating coil that realizes a load condition that is consistent with the induction heating inverter (coupling of the heating coil and the object to be heated) depends on the desired power from the induction heating inverter to the load. Is important to be able to supply.
Here, with the heating coil once manufactured, if the desired power could not be supplied to the object to be heated, the number of turns of the heating coil and the gap with the object to be heated were corrected while performing the experiment, thereby matching the load. It is necessary to take

この場合、一般的には、加熱コイルの修正作業は、以下のような手順にて行われる。
（Ｊ１）加熱コイルの入力電力、出力電圧、出力電流、負荷条件（ＬＲ）などの測定
（Ｊ２）被加熱物に所望の電力を供給できない原因の判定（過電流、過電圧、出力力率１動作など）
（Ｊ３）上記の原因に応じた加熱コイルの修正（ターン数、ギャップ長の調整）
これら一連の修正作業を行う場合には、以下のような課題が存在する。
（ｉ）各値の測定には、オシロスコープ、ＬＣＲメータなどの機器が必要となり、加熱コイルの製作者が所有してない場合が多い。
（ｉｉ）被加熱物に所望の電力を供給できない原因に対して、どのように加熱コイルを調整するかを経験やノウハウに頼ることから、カット＆トライで何度も加熱コイルの調整を繰り返さなければならない場合が多い。
（ｉｉｉ）加熱コイルの一連の修正作業には、インバータ装置の特性を把握した技術者が必須であり、加熱コイルの製作者の要求に即座に対応するには多くの人員が必要となる。 In this case, generally, the correction operation of the heating coil is performed in the following procedure.
(J1) Measurement of heating coil input power, output voltage, output current, load condition (LR), etc. (J2) Judgment of reason why desired power cannot be supplied to heated object (overcurrent, overvoltage, output power factor 1 operation Such)
(J3) Heating coil correction according to the above causes (adjustment of number of turns and gap length)
When performing a series of these correction operations, the following problems exist.
(I) Measurement of each value requires equipment such as an oscilloscope and an LCR meter, and is often not owned by the manufacturer of the heating coil.
(Ii) Because it depends on experience and know-how how to adjust the heating coil for the cause that the desired power cannot be supplied to the object to be heated, adjustment of the heating coil must be repeated many times by cutting and trying. There are many cases that must be done.
(Iii) A series of correction work for the heating coil requires an engineer who understands the characteristics of the inverter device, and requires a large number of personnel to immediately respond to the demands of the manufacturer of the heating coil.

以上のような課題に対して、特許文献２、３には、加熱コイルの製作や修正を行う際の指針とするために、誘導加熱インバータと負荷との整合または不整合を判定する方法が開示されている。
すなわち、特許文献２には、誘導加熱インバータと負荷との整合がとれているかどうかを判定する方法が詳細に記載され、特許文献３には、整合または不整合の判定方法と、加熱コイルの修正方法としてインダクタンスの大小を指示できるシステム構成が開示されている。 With respect to the above problems, Patent Documents 2 and 3 disclose a method for determining matching or mismatching between an induction heating inverter and a load in order to provide a guideline for manufacturing or correcting a heating coil. Has been.
That is, Patent Document 2 describes in detail a method for determining whether or not the induction heating inverter and the load are matched, and Patent Document 3 describes a matching or mismatching determination method and heating coil correction. As a method, a system configuration capable of indicating the magnitude of the inductance is disclosed.

また、特許文献４〜６は、許文献２や特許文献３に開示された方法に比べると、加熱コイルの調整法について詳細な方法が記載されている。手順としては以下となっている。
（Ｐ１）誘導加熱装置を特殊な動作させることで負荷条件を検出する（特許文献４）
（Ｐ２）Ｐ１で検出した負荷条件を、動作状態を記憶した網羅的なデータベースと比較することで整合／不整合を判定する。
（Ｐ３）動作周波数を横軸、抵抗成分を縦軸にとる座標の中心に整合条件を記し、検出した負荷条件の動作ポイントを定性的に表示する（特許文献５）。
（Ｐ４）Ｐ３で示された動作ポイントを基に、加熱コイル調整方法を定性的に文章で示す（特許文献６）。 Patent Documents 4 to 6 describe a detailed method for adjusting the heating coil as compared to the methods disclosed in Permitted Document 2 and Patent Document 3. The procedure is as follows.
(P1) The load condition is detected by operating the induction heating device specially (Patent Document 4).
(P2) The consistency / inconsistency is determined by comparing the load condition detected in P1 with an exhaustive database storing the operation state.
(P3) The matching condition is written at the center of the coordinates with the operating frequency on the horizontal axis and the resistance component on the vertical axis, and the detected operating point of the load condition is qualitatively displayed (Patent Document 5).
(P4) Based on the operating point indicated by P3, the heating coil adjustment method is qualitatively shown in text (Patent Document 6).

図９は、従来の誘導加熱装置の負荷条件の表示方法を示す図である（特許文献５）。
図９において、表示領域４１１Ａの整合判定処理画面５００は、画面モード領域５１０と、切換ボタン領域５２０と、動作状態領域５３０と、定格値領域５４０と、粗整合判定領域５５０と、精密整合判定領域５６０とを備えている。
画面モード領域５１０は、整合判定処理画面５００の画面表示領域における左上側に設けられ、整合判定処理画面５００のモードが表示される領域である。この画面モード領域５１０には、整合判定処理画面５００のモードが低周波の周波数に対応するＦ１モードである旨を表す「低周波Ｆ１整合チェック」の文字列が表示されるモード内容表示領域５１１が設けられている。なお、高周波の周波数に対応するＦ２モードの場合、モード内容表示領域５１１には、「高周波Ｆ２整合チェック」の文字列が表示される。 FIG. 9 is a diagram illustrating a display method of load conditions of a conventional induction heating device (Patent Document 5).
In FIG. 9, the alignment determination processing screen 500 in the display area 411A includes a screen mode area 510, a switching button area 520, an operation state area 530, a rated value area 540, a rough alignment determination area 550, and a fine alignment determination area. 560.
The screen mode area 510 is provided on the upper left side in the screen display area of the matching determination processing screen 500 and displays the mode of the matching determination processing screen 500. This screen mode area 510 has a mode content display area 511 in which a character string of “low frequency F1 matching check” is displayed indicating that the mode of the matching determination processing screen 500 is the F1 mode corresponding to the low frequency. Is provided. In the case of the F2 mode corresponding to the high frequency, a character string “high frequency F2 matching check” is displayed in the mode content display area 511.

切換ボタン領域５２０は、整合判定処理画面５００の画面表示領域における画面モード領域５１０の右側に設けられ、整合判定処理画面５００を他の画面に切り替える際にタッチパネル４１２で入力操作されるコマンドボタンが表示される領域である。具体的には、切換ボタン領域５２０には、整合判定処理画面５００をＦ２モードに切り換える際に接触されるモード切替コマンドボタン５２１と、粗整合判定用データを表示させる際にタッチパネル４１２で入力操作されるデータ詳細コマンドボタン５２２と、整合状態の整合判定処理で取得した粗整合判定用データなどを削除するなどのリセット処理をタッチパネル４１２で入力操作されるリセットコマンドボタン５２３と、各種メニューを表示させる際に入力操作されるメニューコマンドボタン５２４とが並列に設けられている。 The switching button area 520 is provided on the right side of the screen mode area 510 in the screen display area of the matching determination processing screen 500, and displays a command button that is input on the touch panel 412 when switching the matching determination processing screen 500 to another screen. It is an area to be done. Specifically, in the switching button area 520, an input operation is performed on the touch panel 412 when displaying the mode switching command button 521 that is touched when the matching determination processing screen 500 is switched to the F2 mode and the rough matching determination data. A detailed data command button 522, a reset command button 523 that is operated to input a reset process such as deleting the rough alignment determination data acquired by the alignment determination process in the alignment state, and various menus. A menu command button 524 that is input and operated in parallel is provided in parallel.

動作状態領域５３０は、整合判定処理画面５００の画面表示領域における画面モード領域５１０の下側に設けられ、誘導加熱装置の各種動作状態が表示される領域である。具体的には、動作状態領域５３０には、商用交流電源の状態に関する主電源情報を表示する主電源表示領域５３１と、運転状態に関する運転情報を表示する運転状態表示領域５３２と、モードに対応する周波数に関するモード周波数情報を表示するモード周波数表示領域５３３とが並列に設けられている。 The operation state area 530 is provided below the screen mode area 510 in the screen display area of the alignment determination processing screen 500 and displays various operation states of the induction heating apparatus. Specifically, the operation state area 530 corresponds to a main power supply display area 531 that displays main power supply information related to the state of commercial AC power, an operation state display area 532 that displays operation information related to the operation state, and a mode. A mode frequency display area 533 for displaying mode frequency information related to the frequency is provided in parallel.

定格値領域５４０は、整合判定処理画面５００の画面表示領域における動作状態領域５３０の下側に設けられ、発振回路部の各種定格値が表示される領域である。具体的には、定格値領域５４０には、発振回路部から出力される低周波の電力の周波数が定格周波数として表示される発振回路値文字情報としての定格周波数表示領域５４１と、発振回路部の出力インピーダンスが定格インピーダンスとして表示される発振回路値文字情報としての定格インピーダンス表示領域５４２とが並列に設けられている。 The rated value area 540 is provided on the lower side of the operation state area 530 in the screen display area of the matching determination processing screen 500 and displays various rated values of the oscillation circuit unit. Specifically, the rated value area 540 includes a rated frequency display area 541 as oscillation circuit value character information in which the frequency of the low frequency power output from the oscillation circuit section is displayed as the rated frequency, and the oscillation circuit section A rated impedance display area 542 serving as oscillation circuit value character information in which the output impedance is displayed as the rated impedance is provided in parallel.

粗整合判定領域５５０は、整合判定処理画面５００の画面表示領域における切換ボタン領域５２０の下側に設けられ、粗整合判定処理に関する各種情報が表示される領域である。そして、粗整合判定領域５５０の表示領域における右上側には、粗整合判定処理が実施可能か否かに関する粗整合判定処理情報が表示される粗整合判定処理表示領域５５１が設けられている。また、粗整合判定領域５５０の表示領域における粗整合判定処理表示領域５５１の下側には、粗整合判定処理により算出された低周波直列共振回路の直列共振周波数を表示する発振回路値文字情報としての粗整合共振周波数表示領域５５２と、低周波直列共振回路の直列共振インピーダンスが測定負荷インピーダンスとして表示される発振回路値文字情報としての粗整合測定負荷インピーダンス表示領域５５３とが並列に設けられている。 The rough matching determination area 550 is provided below the switching button area 520 in the screen display area of the matching determination processing screen 500 and displays various information related to the rough matching determination process. In the upper right side of the display area of the rough alignment determination area 550, a rough alignment determination process display area 551 for displaying rough alignment determination process information regarding whether or not the rough alignment determination process can be performed is provided. Further, below the coarse matching determination processing display area 551 in the display area of the rough matching determination area 550, as oscillation circuit value character information for displaying the series resonance frequency of the low-frequency series resonance circuit calculated by the rough matching determination process. The coarse matching resonance frequency display area 552 and the coarse matching measurement load impedance display area 553 as oscillation circuit value character information in which the series resonance impedance of the low frequency series resonance circuit is displayed as the measurement load impedance are provided in parallel. .

なお、これら粗整合共振周波数表示領域５５２および粗整合測定負荷インピーダンス表示領域５５３は、粗整合判定処理により直列共振周波数や直列共振インピーダンスの算出処理が実施されていない場合、それぞれ直列共振周波数および測定負荷インピーダンスの値を表示しない。さらに、粗整合判定領域５５０の表示領域における粗整合測定負荷インピーダンス表示領域５５３の上側には、粗整合判定処理で直列共振インピーダンスの算出処理が実施されていない場合に「Ｚ0不明」の文字列が表示される算出不可能表示領域５５４が設けられている。 The coarse matching resonance frequency display area 552 and the coarse matching measurement load impedance display area 553 are respectively displayed when the series resonance frequency and the series resonance impedance are not calculated by the rough matching determination process. Does not display the impedance value. Further, above the coarse matching measurement load impedance display area 553 in the display area of the rough matching determination area 550, a character string “Z0 unknown” is displayed when the series resonance impedance calculation process is not performed in the rough matching determination process. A non-calculatable display area 554 to be displayed is provided.

また、粗整合判定領域５５０における粗整合共振周波数表示領域５５２および粗整合測定負荷インピーダンス表示領域５５３の下側には、グラフ領域５５５が設けられている。このグラフ領域５５５の表示領域における略中央には、横軸および縦軸でそれぞれ周波数差分およびインピーダンス差分を表す２次元の座標平面としての座標平面領域５５６が表示される。この座標平面領域５５６で表される周波数差分の範囲は例えば−２０％以上かつ＋２０％未満に設定され、座標平面領域５５６には状態Ａ〜状態Ｉの周波数差分およびインピーダンス差分に対応する例えば９つの領域が設けられている。 Further, a graph region 555 is provided below the rough matching resonance frequency display region 552 and the rough matching measurement load impedance display region 553 in the rough matching determination region 550. A coordinate plane area 556 as a two-dimensional coordinate plane representing the frequency difference and the impedance difference on the horizontal axis and the vertical axis, respectively, is displayed at the approximate center in the display area of the graph area 555. The range of the frequency difference represented by the coordinate plane area 556 is set to, for example, −20% or more and less than + 20%, and the coordinate plane area 556 has, for example, nine frequency differences and impedance differences corresponding to the state A to the state I. An area is provided.

そして、座標平面領域５５６における状態Ａ〜状態Ｉに略対応する領域としては、連続同期フラグが「オン」に設定され整合状態が状態Ａ〜状態Ｉであると判定された場合、整合状態データベース４２１などに基づいてその旨を表す略正方形状に表示されるメッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｉである。具体的には、差分算出手段で算出された周波数差分およびインピーダンス差分に対応する周波数差分情報およびインピーダンス差分情報を有する整合状態関連情報が検索され、この検索された整合状態関連情報のボタン位置情報に基づく位置に対応した領域のメッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｉが表示される。例えば、周波数差分およびインピーダンス差分がともに＋５％の場合、整合状態が状態Ｅであると判定され、メッセージボタン５５７Ｅが座標平面領域５５６の略中央に表示される。 As a region substantially corresponding to the states A to I in the coordinate plane region 556, when the continuous synchronization flag is set to “ON” and the alignment state is determined to be the states A to I, the alignment state database 421 is used. The message buttons 557A to 557I are displayed in a substantially square shape to that effect. Specifically, matching state related information having frequency difference information and impedance difference information corresponding to the frequency difference and impedance difference calculated by the difference calculating means is searched, and the button position information of the searched matching state related information is displayed. The message buttons 557A to 557I in the area corresponding to the position based on are displayed. For example, when the frequency difference and the impedance difference are both + 5%, it is determined that the matching state is the state E, and the message button 557E is displayed at approximately the center of the coordinate plane area 556.

また、グラフ領域５５５の画面表示領域における座標平面領域５５６の左上側には、低周波共振フラグが「オン」に設定され整合状態が状態Ｊと判定された場合、略正方形状に表示されるメッセージボタン５５７Ｊが設けられている。さらに、グラフ領域５５５の画面表示領域における座標平面領域５５６の右上側には、連続同期フラグが「オン」に設定され整合状態が状態Ｋと判定された場合、すなわち差分算出手段で算出された周波数差分が＋２０％以上の場合、略正方形状に表示されるメッセージボタン５５７Ｋが設けられている。また、このメッセージボタン５５７Ｋに隣接して、高周波共振フラグが「オン」に設定され整合状態が状態Ｌと判定された場合、略正方形状に表示されるメッセージボタン５５７Ｌが設けられている。さらに、座標平面領域５５６の画面表示領域における右側には、短絡フラグが「オン」に設定され整合状態が状態ＥＲＲ１と判定された場合、略長方形状に表示されるメッセージボタン５５７Ｍが設けられている。そして、このメッセージボタン５５７Ｍに隣接して、開放フラグが「オン」に設定され整合状態が状態ＥＲＲ２と判定された場合、略長方形状に表示されるメッセージボタン５５７Ｎが設けられている。 Further, in the upper left side of the coordinate plane area 556 in the screen display area of the graph area 555, a message displayed in a substantially square shape when the low frequency resonance flag is set to “ON” and the matching state is determined to be the state J. A button 557J is provided. Further, on the upper right side of the coordinate plane area 556 in the screen display area of the graph area 555, when the continuous synchronization flag is set to “ON” and the matching state is determined to be the state K, that is, the frequency calculated by the difference calculating unit. When the difference is + 20% or more, a message button 557K displayed in a substantially square shape is provided. Adjacent to the message button 557K, there is provided a message button 557L displayed in a substantially square shape when the high frequency resonance flag is set to “on” and the matching state is determined to be the state L. Further, on the right side of the screen display area of the coordinate plane area 556, there is provided a message button 557M displayed in a substantially rectangular shape when the short-circuit flag is set to “ON” and the alignment state is determined to be the state ERR1. . Adjacent to the message button 557M, there is provided a message button 557N displayed in a substantially rectangular shape when the release flag is set to “ON” and the alignment state is determined to be the state ERR2.

すなわち、グラフ領域５５５には、粗整合判定処理の結果に基づいて、メッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｍのうちのいずれか１つが表示される。そして、メッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｉのうちのいずれか１つのみが座標平面領域５５６とともに表示されることにより、整合状態が２次元のグラフとして表現される。
また、各メッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｉは、インピーダンス差分に対応した色で表示される。例えば、状態Ａ，Ｄ，Ｇに対応するものが水色で、状態Ｂ，Ｅ，Ｈに対応するものが緑色で、状態Ｃ，Ｆ，Ｉに対応するものが朱色で、それぞれ表示される。さらに、各メッセージボタン５５７Ｊ〜５５７Ｎは、各メッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｉとは異なる色、例えばそれぞれ紺色、赤紫色、橙色、赤色、青色で表示される。また、座標平面領域５５６におけるインピーダンス差分が−１０％以上かつ＋１０％未満、または、周波数差分が−２％以上かつ＋１０％未満である旨を表す略十字状の十字領域５５６Ａ、すなわちメッセージボタン５５７Ｂ，５５７Ｄ，５５７Ｅ，５５７Ｆ，５５７Ｈを囲む十字領域５５６Ａは、座標平面領域５５６の十字領域５５６Ａ以外の領域および各メッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎとは異なる色、例えば薄紫色で表示される。 That is, any one of the message buttons 557A to 557M is displayed in the graph area 555 based on the result of the rough matching determination process. Then, only one of the message buttons 557A to 557I is displayed together with the coordinate plane area 556, so that the alignment state is expressed as a two-dimensional graph.
Each message button 557A-557I is displayed in a color corresponding to the impedance difference. For example, those corresponding to the states A, D, and G are displayed in light blue, those corresponding to the states B, E, and H are displayed in green, and those corresponding to the states C, F, and I are displayed in vermilion. Further, the message buttons 557J to 557N are displayed in different colors from the message buttons 557A to 557I, for example, amber, red purple, orange, red, and blue, respectively. In addition, a substantially cross-shaped cross region 556A indicating that the impedance difference in the coordinate plane region 556 is −10% or more and less than + 10%, or the frequency difference is −2% or more and less than + 10%, that is, a message button 557B, A cross area 556A surrounding 557D, 557E, 557F, and 557H is displayed in a color different from the area other than the cross area 556A of the coordinate plane area 556 and the message buttons 557A to 557N, for example, in light purple.

さらに、粗整合判定領域５５０の画面表示領域におけるグラフ領域５５５の下側には、略長方形状に表示される粗整合判定処理ボタン５５８が設けられている。この粗整合判定処理ボタン５５８には、例えば低周波の周波数に対する粗整合判定処理のスタンバイ状態の際に「低周波側整合開始」の文字列が、粗整合判定処理の実施中に「低周波側整合チェック中」の文字列が重畳されて表示される。 Further, a rough alignment determination processing button 558 displayed in a substantially rectangular shape is provided below the graph area 555 in the screen display area of the rough alignment determination area 550. The rough matching determination processing button 558 displays, for example, a character string “low frequency side matching start” in the standby state of the rough matching determination processing for a low frequency frequency during the rough matching determination processing. A character string “Consistency Check” is superimposed and displayed.

精密整合判定領域５６０は、整合判定処理画面５００の画面表示領域における定格値領域５４０の下側に設けられ、精密整合判定処理に関する各種情報が表示される領域である。この精密整合判定領域５６０の画面表示領域における上側には、粗整合判定処理により整合状態が状態Ｄまたは状態Ｅと判定された場合に精密整合判定処理が実施可能である旨の「精密測定可」の文字列が、状態Ｄおよび状態Ｅ以外であると判定された場合に精密整合判定処理が実施不可能である旨の「精密測定不可」の文字列が、精密整合判定処理情報として表示される精密整合判定処理表示領域５６１が設けられている。 The precise alignment determination area 560 is provided below the rated value area 540 in the screen display area of the alignment determination processing screen 500 and displays various information related to the accurate alignment determination process. On the upper side of the screen display area of the fine alignment determination area 560, “precise measurement is possible” indicating that the accurate alignment determination process can be performed when the alignment state is determined to be the state D or the state E by the coarse alignment determination process. When it is determined that the character string is in a state other than the state D and the state E, a character string “Precise measurement impossible” indicating that the precise alignment determination process cannot be performed is displayed as the accurate alignment determination processing information. A precise alignment determination processing display area 561 is provided.

また、精密整合判定領域５６０の画面表示領域における精密整合判定処理表示領域５６１の下側には、精密整合判定処理により算出された低周波直列共振回路３２５の直列共振周波数を表示する精密整合共振周波数表示領域５６２と、低周波直列共振回路３２５の直列共振インピーダンスが測定負荷インピーダンスとして表示される精密整合測定負荷インピーダンス情報５６３とが並列に設けられている。さらに、精密整合判定領域５６０の画面表示領域における精密整合測定負荷インピーダンス情報５６３の下側には、略長方形状に表示される精密整合判定処理ボタン５６４が設けられている。この精密整合判定処理ボタン５６４には、粗整合判定処理ボタン５５８と同様の文字列が重畳されて適宜表示される。 Further, below the precise matching determination processing display area 561 in the screen display area of the precise matching determination area 560, a precise matching resonance frequency for displaying the series resonance frequency of the low-frequency series resonance circuit 325 calculated by the precise matching determination process. A display region 562 and precise matching measurement load impedance information 563 in which the series resonance impedance of the low frequency series resonance circuit 325 is displayed as the measurement load impedance are provided in parallel. Further, a precision matching determination processing button 564 displayed in a substantially rectangular shape is provided below the precision matching measurement load impedance information 563 in the screen display area of the precision matching determination area 560. A character string similar to that of the coarse matching determination processing button 558 is superimposed on the fine matching determination processing button 564 and appropriately displayed.

特開平１０−２４１８４６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-24184 特開平１１−５４２４９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-54249 特開２００６−３２０３８号公報JP 2006-32038 A 特開２００７−１２４７９号公報JP 2007-12479 A 特開２００７−１２４８０号公報JP 2007-12480 A 特開２００７−１２４８１号公報JP 2007-12481 A

しかしながら、特許文献２〜６に開示された方法では、加熱コイルを修正する指針は示されているものの、加熱コイルをどのように変更するかを定量的（例えば、インダクタンスを変化させるために、加熱コイルのターン数をどのように変更するか）に示すことができないという問題があった。
これは、上述した手順（Ｊ１）〜（Ｊ３）で示した誘導加熱インバータの動作状態を詳細に把握できていないことに起因するため、特許文献２〜３に開示された方法では、上述した課題（ｉ）〜（ｉｉｉ）のすべてについて解決することができない。 However, in the methods disclosed in Patent Documents 2 to 6, although guidelines for correcting the heating coil are shown, how to change the heating coil is quantitatively determined (for example, in order to change the inductance, There was a problem that it was not possible to show how to change the number of turns of the coil.
This is because the operation state of the induction heating inverter shown in the steps (J1) to (J3) described above cannot be grasped in detail. It is impossible to solve all of (i) to (iii).

また、特許文献４〜６の発明では、加熱コイルの負荷状態を判定する特殊な制御手段（所定の周波数の交流電力から順次低い周波数の交流電力に変換させる）が必要になったり、そのための動作状態検出手段が必要となるなど、適用できる誘導加熱装置に制約があり汎用性に欠ける。つまり、特定の誘導加熱装置ならば、上記課題を一部、解決できるものの、特殊な機能を持たない誘導加熱装置（例えば過去に販売された製品や他社製品）には適用できない。また、加熱コイルをどのように変更するかを定量的（例えば、インダクタンスを変化させるために、加熱コイルのターン数をどのように変更するか）に示すことは依然としてできない。
そこで、本発明の目的は、インバータ装置の特性を把握していない場合においても、特定の測定機器や特殊な制御手段／検出手段を使用することなく、定量的に加熱コイルの調整を行うことが可能な加熱コイル設計製作支援装置を提供することである。 In addition, in the inventions of Patent Documents 4 to 6, special control means for determining the load state of the heating coil (converting AC power of a predetermined frequency sequentially to AC power of a low frequency) is necessary, or operation for that purpose. Applicable induction heating devices are limited, such as the need for state detection means, and lack versatility. In other words, a specific induction heating device can partially solve the above problems, but cannot be applied to an induction heating device that does not have a special function (for example, a product sold in the past or a product of another company). Also, it is still not possible to quantitatively indicate how to change the heating coil (eg, how to change the number of turns of the heating coil to change the inductance).
Therefore, an object of the present invention is to quantitatively adjust the heating coil without using a specific measuring device or special control means / detection means even when the characteristics of the inverter device are not grasped. It is to provide a heating coil design / production support device that is possible.

上述した課題を解決するために、請求項１記載の加熱コイル設計製作支援装置によれば、加熱コイルに高周波電流を流して負荷を誘導加熱する誘導加熱インバータの加熱コイルに適用される加熱コイル設計製作支援装置において、前記誘導加熱インバータの動作状態を示した情報に基づいて前記誘導加熱インバータの負荷条件を演算する動作負荷条件演算部と、前記誘導加熱インバータの負荷条件を整合負荷範囲と比較することで、前記負荷条件の整合または不整合を判定する比較部とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, according to the heating coil design and production support device according to claim 1, a heating coil design applied to a heating coil of an induction heating inverter that inductively heats a load by passing a high-frequency current through the heating coil. In the production support device, an operation load condition calculation unit that calculates a load condition of the induction heating inverter based on information indicating an operation state of the induction heating inverter, and compares the load condition of the induction heating inverter with a matching load range And a comparison unit for determining matching or mismatching of the load conditions.

また、請求項２記載の加熱コイル設計製作支援装置によれば、前記誘導加熱インバータの動作状態を示した情報は、供給電力と、入力電圧またはインバータ直流中間電圧のいずれか少なくとも一方が得られる情報と、負荷電流、動作周波数および出力電流位相のいずれか少なくとも２つが得られる情報とを備えることを特徴とする。
また、請求項３記載の加熱コイル設計製作支援装置によれば、前記整合負荷範囲は、最大電流で動作する境界、最小電流で動作する境界、最高周波数で動作する境界および最低周波数で動作する境界で囲まれた範囲であることを特徴とする。 According to the heating coil design / production support device according to claim 2, the information indicating the operation state of the induction heating inverter is information for obtaining supply power and at least one of the input voltage and the inverter DC intermediate voltage. And information from which at least two of load current, operating frequency, and output current phase are obtained.
According to the heating coil design and production support apparatus according to claim 3, the matching load range includes a boundary operating at the maximum current, a boundary operating at the minimum current, a boundary operating at the maximum frequency, and a boundary operating at the minimum frequency. It is the range enclosed by.

また、請求項４記載の加熱コイル設計製作支援装置によれば、前記加熱コイルの開発時には、前記４つの境界を結ぶ４つの頂点のうち、前記最小電流および前記最低周波数で動作する点に近づけることを指標とすることを特徴とする。
また、請求項５記載の加熱コイル設計製作支援装置によれば、前記誘導加熱インバータ本体と別体的に構成されていることを特徴とする。
また、請求項６記載の加熱コイル設計製作支援装置によれば、前記誘導加熱インバータの制御回路部に設けられ、前記負荷条件の整合判定結果を前記誘導加熱インバータの表示部または信号出力インターフェースに出力する出力機能を備えることを特徴とする。 According to the heating coil design / production support device according to claim 4, when the heating coil is developed, the heating coil is brought close to a point operating at the minimum current and the minimum frequency among the four vertices connecting the four boundaries. As an index.
Further, according to the heating coil design / production support device of the fifth aspect, the heating coil design / production support device is configured separately from the induction heating inverter main body.
According to the heating coil design / production support device according to claim 6, the heating coil design / production support device is provided in the control circuit unit of the induction heating inverter, and outputs the result of matching the load condition to the display unit or the signal output interface of the induction heating inverter. An output function is provided.

以上説明したように、本発明によれば、誘導加熱インバータの負荷条件を整合負荷範囲と比較することで、負荷条件の整合または不整合を判定することが可能となり、インバータ装置の特性を把握していない場合においても、特定の測定機器を使用することなく、加熱コイルの調整を行うことが可能となる。 As described above, according to the present invention, by comparing the load condition of the induction heating inverter with the matched load range, it is possible to determine whether the load condition is matched or mismatched, and to grasp the characteristics of the inverter device. Even if not, the heating coil can be adjusted without using a specific measuring instrument.

以下、本発明の実施形態に係る加熱コイル設計製作支援装置について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a heating coil design and production support apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の第１実施形態に係る加熱コイル設計製作支援装置が適用される誘導加熱装置の概略構成を示すブロック図である。
図１において、誘導加熱インバータ１１には、スイッチング動作に基づいて高周波電流を生成するスイッチング回路１５が設けられ、スイッチング回路１５は平滑コンデンサＣ_dc2を介してダイオードブリッジ回路１３に接続されている。そして、スイッチング回路１５の出力側には加熱コイル１６が設けられ、ダイオードブリッジ回路１３の出力側には交流電源１２が接続されている。 FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an induction heating apparatus to which a heating coil design / production support apparatus according to a first embodiment of the present invention is applied.
In FIG. 1, the induction heating inverter 11 is provided with a switching circuit 15 that generates a high-frequency current based on a switching operation, and the switching circuit 15 is connected to a diode bridge circuit 13 via a smoothing capacitor _Cdc2 . A heating coil 16 is provided on the output side of the switching circuit 15, and an AC power supply 12 is connected to the output side of the diode bridge circuit 13.

そして、誘導加熱装置には、スイッチング回路１５のスイッチング制御を行う制御回路部１７が設けられるとともに、誘導加熱インバータの動作状態をモニタするモニタ部１８が設けられている。
また、加熱コイル設計製作支援装置には負荷整合判別部２１が設けられ、負荷整合判別部２１には、誘導加熱インバータ１１の動作状態を示した情報に基づいて負荷条件を演算する動作負荷条件演算部２２、誘導加熱インバータ１１の整合負荷範囲を演算または記憶する整合負荷範囲演算部２４および動作負荷条件演算部２２にて演算された負荷条件を整合負荷範囲と比較することで、負荷条件の整合または不整合を判定する比較部２３が設けられている。 The induction heating device is provided with a control circuit unit 17 that performs switching control of the switching circuit 15 and a monitor unit 18 that monitors the operating state of the induction heating inverter.
In addition, the heating coil design / production support apparatus is provided with a load matching determination unit 21, and the load matching determination unit 21 calculates an operation load condition based on information indicating an operation state of the induction heating inverter 11. The load condition calculated by the unit 22, the matched load range calculation unit 24 that calculates or stores the matched load range of the induction heating inverter 11 and the operation load condition calculation unit 22 is compared with the matched load range. Alternatively, a comparison unit 23 that determines inconsistency is provided.

そして、動作負荷条件演算部２２は、誘導加熱装置のモニタ部１８に表示される情報から誘導加熱インバータ１１の詳細な動作状態を演算する。そして、比較部２３は、誘導加熱インバータ１１の負荷条件を整合負荷範囲と比較することで、負荷条件の整合または不整合を判定することができ、誘導加熱インバータ１１の特性を把握していない場合においても、特定の測定機器を使用することなく、加熱コイル１６の調整を行うことが可能となる。
なお、上述した実施形態では、動作負荷条件演算部２２は、誘導加熱インバータ１１の動作状態を示した情報を誘導加熱装置のモニタ部１８から取得する方法について説明したが、信号出力インターフェースに出力するなどのそれ以外の方法で、誘導加熱インバータ１１の動作状態を示した情報を取得するようにしてもよい。 And the operation load condition calculation part 22 calculates the detailed operation state of the induction heating inverter 11 from the information displayed on the monitor part 18 of an induction heating apparatus. And the comparison part 23 can determine the matching or mismatch of a load condition by comparing the load condition of the induction heating inverter 11 with a matching load range, and the characteristic of the induction heating inverter 11 is not grasped. In this case, the heating coil 16 can be adjusted without using a specific measuring instrument.
In the above-described embodiment, the operation load condition calculation unit 22 has been described with respect to the method of acquiring the information indicating the operation state of the induction heating inverter 11 from the monitor unit 18 of the induction heating device. However, the operation load condition calculation unit 22 outputs the information to the signal output interface. Information indicating the operation state of the induction heating inverter 11 may be acquired by other methods such as the above.

以降では、図１の誘導加熱装置のモニタ部１８から得られる情報に基づいて、誘導加熱インバータ１１の動作状態を推定する方法について説明する。
誘導加熱インバータ１１の動作状態を把握するために誘導加熱装置で得る情報として、制御回路部１７で必要となる情報を用いることで、加熱コイル設計製作支援装置用に新たに検出しないようにすることができる。 Hereinafter, a method for estimating the operation state of the induction heating inverter 11 based on information obtained from the monitor unit 18 of the induction heating apparatus of FIG. 1 will be described.
By using information required by the control circuit unit 17 as information obtained by the induction heating device in order to grasp the operating state of the induction heating inverter 11, it is not newly detected for the heating coil design / production support device. Can do.

ここで、図１の誘導加熱装置のモニタ部１８から得られる情報としては、以下の情報を挙げることできる。
・入力電圧Ｖ_in
・入力電力Ｐ_in
・スイッチング周波数ｆ_s
・出力電流Ｉ_L0
・出力電流位相角θ
例えば、図７の誘導加熱インバータでは、加熱コイルの負荷は加熱コイルと被加熱物とが磁気結合し、インダクタンスＬ₀と抵抗Ｒ₀からなり、誘導加熱インバータの負荷条件に相当する。 Here, the following information can be given as information obtained from the monitor unit 18 of the induction heating apparatus of FIG.
• The input voltage V _in
・ Input power P _in
・ Switching frequency f _s
・ Output current I _L0
・ Output current phase angle θ
For example, in the induction heating inverter of FIG. 7, the load of the heating coil is magnetically coupled to the heating coil and the object to be heated, and includes an inductance L ₀ and a resistance R ₀ , which corresponds to the load condition of the induction heating inverter.

しかし、加熱コイルのインダクタンスＬ₀と被加熱物の抵抗Ｒ₀は、被加熱物と結合状態により大きく変化する上に、被加熱物の温度や供給電流量によって非線形に変化することから、これらのインダクタンスＬ₀と抵抗Ｒ₀を正確に測定することは困難である。
従って、これらのインダクタンスＬ₀と抵抗Ｒ₀の正確な値を求めることができるならば、誘導加熱インバータの詳細な動作状態を把握することができる。
図７の誘導加熱インバータでは、インバータ入力電圧ｖ_inv、インバータ出力電流ｉ_L0、インバータ出力電力Ｐ_out、動作周波数ｆ_sには、以下の関係式（１）〜（４）が成り立つ。 However, since the inductance L _{0 of the} heating coil and the resistance R ₀ of the object to be heated vary greatly depending on the coupled state with the object to be heated, and change non-linearly depending on the temperature of the object to be heated and the amount of supplied current. It is difficult to accurately measure the inductance L ₀ and the resistance R ₀ .
Therefore, if accurate values of the inductance L ₀ and the resistance R ₀ can be obtained, the detailed operation state of the induction heating inverter can be grasped.
In the induction heating inverter of FIG. 7, the following relational expressions (1) to (4) are established for the inverter input voltage v _inv , the inverter output current i _L0 , the inverter output power P _out , and the operating frequency f _s .

以上の（１）〜（４）式は、簡単化のため、動作周波数ｆ_sの基本波周波数成分のみ記述しているが、高周波成分についても同様の関係式を導出することができる。
ここで、（１）式の直流中間電圧Ｖ_dcは入力電圧Ｖ_inから簡単に演算することができ、誘導加熱装置内の損失を無視すると、（３）式において、Ｐ_out＝Ｐ_inが成り立つ。なお、誘導加熱装置内の効率ηを考慮すると、Ｐ_out＝ηＰ_inとなる。 In the above formulas (1) to (4), only the fundamental frequency component of the operating frequency f _s is described for simplification, but the same relational expression can be derived for the high frequency component.
Here, equation (1) of the DC intermediate voltage V _dc can be easily calculated from the input voltage V _in, neglecting losses in the induction heating device, in (3), holds true P _out = P _in . In consideration of the efficiency η in the induction heating apparatus, P _out = ηP _in .

すなわち、入力電圧Ｖ_inや入力電力Ｐ_inは、誘導加熱インバータに供給される電圧とインバータ出力電力Ｐ_outを得るために検出されるため、それらの値が得られるならば、どのような検出器を用いるようにしてもよい。例えば、ＡＣ−ＡＣ直接変換回路の場合では、直流中間電圧Ｖ_dcは存在しないが、入力電圧Ｖ_inから動作状態を求めることができる。また、入力電流と入力力率から直流中間電圧Ｖ_dcまたは入力電圧Ｖ_inを換算する方法もあるが、検出器が多いだけで本質的に同じ方法で動作状態を求めることができる。 That is, the input voltage V _in and the input power P _in is to be detected to obtain a voltage supplied to the induction heating inverter and the inverter output power P _out, if these values are obtained, what detector May be used. For example, in the case of AC-AC direct conversion circuit, the DC intermediate voltage V _dc is not present, it is possible to determine the operating state from the input voltage V _in. Further, there is a method for converting the DC intermediate voltage V _dc or input voltage V _in from the input current and input power factor can be simply often detector obtains the operating state in essentially the same way.

また、Ｃ_rは誘導加熱インバータの共振コンデンサ容量であり、図７の構成では、Ｃ_r＝Ｃ_r1＋Ｃ_r2が成り立つ。従って、以上の（１）〜（４）式のうち、未知数は、加熱コイルのインダクタンスＬ₀と被加熱物の抵抗Ｒ₀だけとなり、（１）〜（４）式と上述した情報から様々の組み合わせによってインダクタンスＬ₀と抵抗Ｒ₀を求めることが可能となることから、誘導加熱インバータの負荷条件を正確に求めることが可能となるとともに、誘導加熱インバータの詳細な動作状態を把握することができる。 C _r is the resonant capacitor capacity of the induction heating inverter, and in the configuration of FIG. 7, C _r = C _r1 + C _r2 holds. Therefore, among the above formulas (1) to (4), the unknowns are only the inductance L _{0 of the} heating coil and the resistance R _{0 of the} object to be heated, and various values are obtained from the formulas (1) to (4) and the information described above. Since the inductance L ₀ and the resistance R ₀ can be obtained by the combination, the load condition of the induction heating inverter can be obtained accurately and the detailed operation state of the induction heating inverter can be grasped. .

そして、図１の負荷整合判別部２１では、加熱コイル１６の整合が取れていないために負荷に所望の電力が供給されていない場合においても、誘導加熱インバータ１１の負荷条件を求めることが可能となるとともに、被加熱物に実際に電力が供給されることで、負荷に電流を流さない状態でＬＣＲメータにて測定する方法では把握できないような、被加熱物の温度や供給電流量に起因する非線形性を含めて、加熱コイル１６のインダクタンスＬ₀と被加熱物の抵抗Ｒ₀の値を詳細かつ正確に演算することができる。これは、特許文献4のように特殊な制御手段（所定の周波数の交流電力から順次低い周波数の交流電力に変換させる）や特殊な動作状態検出手段を必要とせず、現在動作している１ポイントの動作状態から演算できる特徴を持つ。 1 can determine the load condition of the induction heating inverter 11 even when desired power is not supplied to the load because the heating coil 16 is not matched. In addition, due to the fact that power is actually supplied to the object to be heated, it is caused by the temperature of the object to be heated and the amount of supplied current that cannot be grasped by the method of measuring with an LCR meter in a state where no current flows through the load. The values of the inductance L ₀ of the heating coil 16 and the resistance R ₀ of the object to be heated can be calculated in detail and accurately, including nonlinearity. This is one point that is currently operating without the need for special control means (converting alternating-current power of a predetermined frequency to alternating-current power of a lower frequency) or special operation state detection means as in Patent Document 4. It has the feature that can be calculated from the operating state.

以上により、誘導加熱インバータ１１の負荷条件を詳細かつ正確に求めることができ、誘導加熱インバータ１１のメーカから提供される整合負荷範囲から、例えば、加熱コイル１６のインダクタンスＬ₀がどれだけ小さいかを容易に求めることができる。そして、インダクタンスＬ₀の値は巻線の２乗に比例する特性を持っていることから、製作した加熱コイル１６のターン数と修正後のターン数とを定量的に求めることができる。 As described above, the load condition of the induction heating inverter 11 can be determined in detail and accurately. For example, how small the inductance L ₀ of the heating coil 16 is from the matched load range provided by the manufacturer of the induction heating inverter 11. It can be easily obtained. Since the value of the inductance L ₀ has a characteristic proportional to the square of the winding, the number of turns of the manufactured heating coil 16 and the number of turns after correction can be obtained quantitatively.

このように、誘導加熱インバータ１１の整合負荷範囲と詳細な負荷条件を求めることで、加熱コイル１６の修正方法を的確に示すことができる。
ここで、図１の負荷整合判別部２１は、誘導加熱装置の制御回路部１７の各種検出結果としてモニタ部１８に表示された情報に基づいて、誘導加熱インバータ１１の詳細な負荷条件を求めることから、特定の測定機器を使用することなく、加熱コイル１６の修正方法を的確に示し、誘導加熱インバータ１１の特性を把握してない人であっても、加熱コイル１６を調整することができる。 Thus, the correction method of the heating coil 16 can be shown exactly by obtaining the matching load range and the detailed load condition of the induction heating inverter 11.
Here, the load matching determination unit 21 in FIG. 1 obtains detailed load conditions of the induction heating inverter 11 based on information displayed on the monitor unit 18 as various detection results of the control circuit unit 17 of the induction heating device. Therefore, even if it is a person who shows the correction method of the heating coil 16 exactly and does not grasp the characteristic of the induction heating inverter 11 without using a specific measuring device, the heating coil 16 can be adjusted.

以降では、図１の整合負荷範囲演算部２４の構成例について説明する。
誘導加熱インバータ１１の整合負荷範囲は、誘導加熱インバータ１１の固有であり、誘導加熱インバータ１１の設計条件によって変化する。この整合負荷範囲は、誘導加熱インバータ１１のメーカから加熱コイル１６の製作者に提供される重要な情報の一つである。
しかしながら、従来技術では整合負荷範囲を正確に求めることができなかった。これは、図９に示したように、負荷の整合／不整合ご判断する際の整合負荷範囲が一点（E）のみで記載されていることからも明らかである。
それに対し、本発明によると、誘導加熱インバータに応じた整合負荷範囲を正確に求めることができる。 Hereinafter, a configuration example of the matching load range calculation unit 24 in FIG. 1 will be described.
The matching load range of the induction heating inverter 11 is unique to the induction heating inverter 11 and varies depending on the design conditions of the induction heating inverter 11. This matching load range is one of important information provided from the manufacturer of the induction heating inverter 11 to the manufacturer of the heating coil 16.
However, the conventional technology cannot accurately determine the matching load range. This is also clear from the fact that the matching load range for determining whether the load is matched / mismatched is shown by only one point (E) as shown in FIG.
On the other hand, according to the present invention, the matching load range corresponding to the induction heating inverter can be accurately obtained.

図２は、本発明の一実施形態に係る負荷整合判別方法に用いられる整合負荷範囲を示す図である。なお、図２の例では、横軸をインダクタンスＬ₀、縦軸をクオリティファクタＱ₀として、整合負荷範囲を示した。ここで、クオリティファクタＱ₀は、以下の（５）式で定義することができる。
Ｑ₀＝２πｆ_sＬ₀／Ｒ₀ ・・・（５）
図２において、誘導加熱インバータ１１の動作状態は、横軸をインダクタンスＬ₀、縦軸をクオリティファクタＱ₀とした整合負荷範囲の表現方法に結び付けられて示されている。
すなわち、最大電流で動作する境界ＫＩｘ、最小電流で動作する境界ＫＩｎ、最高周波数で動作する境界ＫＦｘおよび最低周波数で動作する境界ＫＦｎで囲まれた範囲を整合負荷範囲とすることができる。 FIG. 2 is a diagram showing a matching load range used in the load matching determination method according to the embodiment of the present invention. In the example of FIG. 2, the matching load range is shown with the inductance L _{0 on} the horizontal axis and the quality factor Q _{0 on the} vertical axis. Here, the quality factor Q ₀ can be defined by the following equation (5).
Q ₀ = 2πf _s L ₀ / R ₀ (5)
In FIG. 2, the operating state of the induction heating inverter 11 is shown linked to a method of expressing a matching load range in which the horizontal axis is an inductance L ₀ and the vertical axis is a quality factor Q ₀ .
That is, a range surrounded by the boundary KIx operating at the maximum current, the boundary KIn operating at the minimum current, the boundary KFx operating at the maximum frequency, and the boundary KFn operating at the minimum frequency can be set as the matching load range.

また、これら４つの境界ＫＩｘ、ＫＩｎ、ＫＦｘ、ＫＦｎを結ぶ４つの頂点Ｐ１〜Ｐ４も以下の動作状態から求めることができる。
頂点Ｐ１：最小電流、最低周波数条件
頂点Ｐ２：最大電流、最高周波数条件
頂点Ｐ３：最大電流、最低周波数条件
頂点Ｐ４：最小電流、最高周波数条件
そして、誘導加熱インバータ１１から得られた情報に基づいて演算した負荷条件（インダクタンスＬ₀と抵抗Ｒ₀の値）と、動作周波数ｆ_sから求められる負荷条件（インダクタンスＬ₀とクオリティファクタＱ₀の値）を図２の整合負荷範囲上に重なるようにプロットすることで、負荷条件の整合または不整合を判定することができる。 Also, the four vertices P1 to P4 connecting these four boundaries KIx, KIn, KFx, and KFn can be obtained from the following operation states.
Vertex P1: Minimum Current, Minimum Frequency Condition Vertex P2: Maximum Current, Maximum Frequency Condition Vertex P3: Maximum Current, Minimum Frequency Condition Vertex P4: Minimum Current, Maximum Frequency Condition Based on the information obtained from the induction heating inverter 11 The calculated load conditions (values of inductance L ₀ and resistance R ₀ ) and the load conditions (values of inductance L ₀ and quality factor Q ₀ ) obtained from the operating frequency f _s are overlaid on the matching load range of FIG. By plotting, matching or mismatching of the load condition can be determined.

すなわち、４つの境界ＫＩｘ、ＫＩｎ、ＫＦｘ、ＫＦｎで囲まれた範囲が所望の電力を負荷に供給できる整合負荷範囲となるのに対して、４つの境界ＫＩｘ、ＫＩｎ、ＫＦｘ、ＫＦｎで囲まれた範囲外の領域は不整合となる。そして、誘導加熱インバータ１１の動作状態を整合負荷範囲と結び付けて表現することにより、不整合の原因を瞬時に把握することが可能となる。 That is, the range surrounded by the four boundaries KIx, KIn, KFx, and KFn is a matched load range that can supply a desired power to the load, whereas the range surrounded by the four boundaries KIx, KIn, KFx, and KFn. Areas outside the range are inconsistent. Then, by expressing the operation state of the induction heating inverter 11 in association with the matching load range, it is possible to instantly grasp the cause of the mismatch.

例えば、誘導加熱インバータ１１の詳細な負荷条件（インダクタンスＬ₀と抵抗Ｒ₀とクオリティファクタＱ₀の値）を求めた結果を整合負荷範囲上に重なるようにプロットした場合、インダクタンスＬ₀が整合負荷範囲よりも小さかったとする。この場合、最高周波数で動作する境界ＫＦｘよりも左側に負荷条件がプロットされるため、負荷条件が不整合となる原因は、動作周波数ｆ_sが高くなりすぎて所望の電力を負荷に供給できないことであると、加熱コイル１６の製作者は瞬時に把握することが可能となる。 For example, when the detailed load conditions (inductance L ₀ , resistance R _0, and quality factor Q ₀ values) of the induction heating inverter 11 are plotted so as to overlap the matching load range, the inductance L ₀ is the matching load. Suppose that it was smaller than the range. In this case, since the load condition is plotted on the left side of the boundary KFx operating at the maximum frequency, the cause of the mismatch of the load condition is that the operating frequency f _s becomes too high to supply desired power to the load. If it is, the manufacturer of the heating coil 16 can grasp | ascertain instantaneously.

そして、動作周波数ｆ_sを低くするためには、インダクタンスＬ₀が増加するように加熱コイル１６を修正すればよく、負荷条件を整合負荷範囲内に収めるためには、インダクタンスＬ₀をどれだけ大きくすればよいかを容易に判断することが可能となる。そして、インダクタンスＬ₀の値は巻線の２乗に比例する特性を持っていることから、製作した加熱コイル１６のターン数と修正後のターン数とを定量的に求めることができる。
また、図２の整合負荷範囲を参照することで、インダクタンスＬ₀の大小だけでなく、抵抗Ｒ₀（またはクオリティファクタＱ₀）に対する修正方法も把握することが可能となる。 Then, in order to lower the operating frequency f _s , the heating coil 16 may be modified so that the inductance L ₀ increases. To keep the load condition within the matching load range, how much the inductance L ₀ is increased. It is possible to easily determine whether it should be done. Since the value of the inductance L ₀ has a characteristic proportional to the square of the winding, the number of turns of the manufactured heating coil 16 and the number of turns after correction can be obtained quantitatively.
Further, by referring to the matching load range in FIG. 2, it is possible to grasp not only the magnitude of the inductance L ₀ but also a correction method for the resistance R ₀ (or quality factor Q ₀ ).

例えば、誘導加熱インバータ１１の動作状態から求めた負荷条件（インダクタンスＬ₀とクオリティファクタＱ₀の値）において、インダクタンスＬ₀は整合負荷範囲内にあり、最小電流で動作する境界ＫＩｎよりもクオリティファクタＱ₀が小さい場合には、負荷条件の抵抗Ｒ₀が大きくなりすぎて所望の電力を負荷に供給できないと瞬時に判断することができる。そして、負荷条件を整合負荷範囲内に収めるためには、インダクタンスＬ₀の値を変更することなく、例えば、加熱コイル１６と被加熱物とのギャップ長を短縮することで、クオリティファクタＱ₀の値を大きくすればよい（あるいは抵抗Ｒ₀の値を小さくすればよい）と判断することができる。 For example, under the load condition (inductance L ₀ and quality factor Q ₀ ) obtained from the operating state of the induction heating inverter 11, the inductance L ₀ is in the matching load range, and the quality factor is higher than the boundary KIn operating at the minimum current. When Q ₀ is small, it can be instantly determined that the resistance R _{0 of the} load condition becomes too large to supply desired power to the load. In order to keep the load condition within the matching load range, for example, by reducing the gap length between the heating coil 16 and the object to be heated without changing the value of the inductance L ₀ , the quality factor Q ₀ It can be determined that the value should be increased (or the value of the resistor R ₀ should be decreased).

図２の整合負荷範囲は、誘導加熱インバータ１１の仕様に基づいて算出することができ、誘導加熱インバータ１１の動作状態と負荷条件とを結びつけることで、加熱コイル１６の修正方法を容易に決定することができる。
しかし、図２の整合負荷範囲は、明確な動作状態を基に詳細に求められることから、負荷条件の整合または不整合を判定する方法だけでなく、現状の加熱コイル１６で所望の電力を負荷に供給できる場合においても、加熱コイル１６を高効率化するための調整方法にも用いることができる。 The matching load range of FIG. 2 can be calculated based on the specifications of the induction heating inverter 11, and the correction method of the heating coil 16 is easily determined by combining the operation state of the induction heating inverter 11 and the load condition. be able to.
However, since the matching load range in FIG. 2 is obtained in detail based on a clear operating state, not only a method for determining matching or mismatching of load conditions but also a desired heating coil 16 can be loaded with desired power. Even when the heating coil 16 can be supplied, it can be used in an adjustment method for increasing the efficiency of the heating coil 16.

加熱コイル１６を高効率化するためには、最小の損失で動作する条件に設定すればよいことから、図２の頂点Ｐ１の最小電流、最低周波数条件にできるだけ近づくように加熱コイル１６を作製すればよいことが容易に判別することができる。
以上説明したように、上述した実施例によれば、特定の測定機器を使用することなく、加熱コイル１６の調整方法を的確に示し、誘導加熱インバータ１１の特性を把握してない人であっても、加熱コイル１６を調整することができる。 In order to increase the efficiency of the heating coil 16, it is only necessary to set conditions for operating with a minimum loss. Therefore, the heating coil 16 should be produced so as to be as close as possible to the minimum current and minimum frequency conditions at the apex P1 in FIG. It can be easily discriminated.
As described above, according to the above-described embodiment, a person who does not know the characteristics of the induction heating inverter 11 and accurately shows the adjustment method of the heating coil 16 without using a specific measuring device. Also, the heating coil 16 can be adjusted.

図１の負荷整合判別部２１は、誘導加熱装置とは別体的に構成するようにしてもよい。これにより、加熱コイル１６の製作者に対し、加熱コイル設計製作支援装置を誘導加熱装置と別個に提供することが可能となり、加熱コイル１６の製作者が独自に加熱コイル１６を修正することができる。また、加熱コイル１６の製作者が修正に迷った場合においても、誘導加熱インバータ１１の特性を把握した遠隔地の技術者が加熱コイル設計製作支援装置を使用することで、加熱コイル１６の調整方法を的確に示すことが可能となる。このため、誘導加熱インバータ１１の特性を把握した技術者が加熱コイル１６の製作現場まで出向く必要がなくなり、加熱コイル１６の製作者の要求に即座に応えることが可能となる。 The load matching determination unit 21 in FIG. 1 may be configured separately from the induction heating device. Thereby, it becomes possible to provide the heating coil design production support device separately from the induction heating device to the manufacturer of the heating coil 16, and the manufacturer of the heating coil 16 can modify the heating coil 16 independently. . In addition, even when the manufacturer of the heating coil 16 is uncertain about the correction, a remote engineer who has grasped the characteristics of the induction heating inverter 11 can use the heating coil design and production support device to adjust the heating coil 16. Can be accurately shown. For this reason, it is not necessary for the engineer who grasps the characteristics of the induction heating inverter 11 to go to the production site of the heating coil 16, and it is possible to immediately meet the demands of the manufacturer of the heating coil 16.

図３は、本発明の一実施形態に係る誘導加熱インバータの回路構成の一例を示す図である。
図３において、誘導加熱インバータ１１ａには、スイッチング動作に基づいて高周波電流を生成するスイッチング回路１５ａが設けられ、スイッチング回路１５ａは平滑コンデンサＣ_dcを介してダイオードＤ１〜Ｄ４からなるダイオードブリッジ回路１３ａに接続されている。
ここで、スイッチング回路１５ａには、スイッチング動作を行うスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２が設けられ、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２は互いに直列接続されるとともに、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２には帰還ダイオードＤ５、Ｄ６がそれぞれ逆並列接続されている。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the induction heating inverter according to the embodiment of the present invention.
In Figure 3, the induction heating inverter 11a, a switching circuit 15a is provided for generating a high-frequency current on the basis of the switching operation, the switching circuit 15a is composed of a diode D1~D4 via a smoothing capacitor C _dc diode bridge circuit 13a It is connected.
Here, the switching circuit 15a is provided with switching elements S1 and S2 for performing a switching operation. The switching elements S1 and S2 are connected in series to each other, and feedback diodes D5 and D6 are reversed to the switching elements S1 and S2, respectively. Connected in parallel.

そして、ダイオードＤ１、Ｄ３の接続点とダイオードＤ２、Ｄ４の接続点との間には交流電源１２が接続され、加熱コイル１６には共振コンデンサＣｓが直列接続され、共振コンデンサＣｓが直列接続された加熱コイル１６はスイッチング素子Ｓ２に並列接続されている。
そして、交流電源１２から出力された交流電圧は、ダイオードブリッジ回路１３ａにて直流に変換され、平滑コンデンサＣ_dcを介してスイッチング回路１５ａに供給される。そして、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２を交互にスイッチングし、加熱コイル１６のインダクタンスＬ₀と共振コンデンサＣｓとの共振周波数以上の周波数で動作させながら、加熱コイル１６に高周波電流を供給することで、負荷を誘導加熱させることができる。 The AC power supply 12 is connected between the connection point of the diodes D1 and D3 and the connection point of the diodes D2 and D4, the resonance capacitor Cs is connected in series to the heating coil 16, and the resonance capacitor Cs is connected in series. The heating coil 16 is connected in parallel to the switching element S2.
The AC voltage output from the AC power supply 12 is converted to DC by the diode bridge circuit 13a and supplied to the switching circuit 15a via the smoothing capacitor _Cdc . Then, by switching the switching elements S1 and S2 alternately and operating at a frequency equal to or higher than the resonance frequency of the inductance L ₀ of the heating coil 16 and the resonance capacitor Cs, a high frequency current is supplied to the heating coil 16 to thereby reduce the load. Induction heating can be performed.

図４は、本発明の一実施形態に係る誘導加熱インバータの回路構成のその他の例を示す図である。
図４において、誘導加熱インバータ１１ｂには、スイッチング動作に基づいて高周波電流を生成するスイッチング回路１５ｂが設けられ、スイッチング回路１５ｂは平滑コンデンサＣ_dcを介してダイオードＤ１〜Ｄ４からなるダイオードブリッジ回路１３ｂに接続されている。
ここで、スイッチング回路１５ｂには、スイッチング動作を行うスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２が設けられ、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２は互いに直列接続されるとともに、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２には帰還ダイオードＤ５、Ｄ６がそれぞれ逆並列接続され、この直列接続されたスイッチング素子Ｓ１、Ｓ２の両端には、互いに直列接続された共振コンデンサＣ_r1、Ｃ_r2が並列接続されている。 FIG. 4 is a diagram illustrating another example of the circuit configuration of the induction heating inverter according to the embodiment of the present invention.
4, the induction heating inverter 11b, a switching circuit 15b is provided for generating a high-frequency current on the basis of the switching operation, the switching circuit 15b is composed of a diode D1~D4 via a smoothing capacitor C _dc diode bridge circuit 13b It is connected.
Here, the switching circuit 15b is provided with switching elements S1 and S2 for performing a switching operation. The switching elements S1 and S2 are connected in series with each other, and feedback diodes D5 and D6 are reversed to the switching elements S1 and S2, respectively. The resonant capacitors C _r1 and C _r2 connected in series are connected in parallel to both ends of the switching elements S1 and S2 connected in parallel.

そして、ダイオードＤ１、Ｄ３の接続点とダイオードＤ２、Ｄ４の接続点との間には交流電源１２が接続され、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２の接続点と共振コンデンサＣ_r1、Ｃ_r2の接続点との間には加熱コイル１６が接続されている。
そして、交流電源１２から出力された交流電圧は、ダイオードブリッジ回路１３ｂにて直流に変換され、平滑コンデンサＣ_dcを介してスイッチング回路１５ｂに供給される。そして、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２を交互にスイッチングし、加熱コイル１６のインダクタンスＬ₀と共振コンデンサＣ_r1、Ｃ_r2との共振周波数以上の周波数で動作させながら、加熱コイル１６に高周波電流を供給することで、負荷を誘導加熱させることができる。 An AC power supply 12 is connected between the connection point of the diodes D1 and D3 and the connection point of the diodes D2 and D4, and the connection point of the switching elements S1 and S2 and the connection point of the resonance capacitors C _r1 and C _r2. A heating coil 16 is connected between them.
The AC voltage output from the AC power supply 12 is converted to DC by the diode bridge circuit 13b and supplied to the switching circuit 15b through the smoothing capacitor _Cdc . Then, the switching elements S1 and S2 are alternately switched to supply a high-frequency current to the heating coil 16 while operating at a frequency _equal to or higher than the resonance frequency of the inductance L ₀ of the heating coil 16 and the resonance capacitors C _r1 and C _r2. Thus, the load can be induction-heated.

図５は、本発明の一実施形態に係る誘導加熱インバータの回路構成のさらにその他の例を示す図である。
図５において、誘導加熱インバータ１１ｃには、スイッチング動作に基づいて高周波電流を生成するスイッチング回路１５ｃが設けられ、スイッチング回路１５ｃは平滑コンデンサＣ_dcを介してダイオードＤ１〜Ｄ４からなるダイオードブリッジ回路１３ｃに接続されている。 FIG. 5 is a diagram showing still another example of the circuit configuration of the induction heating inverter according to the embodiment of the present invention.
In Figure 5, the induction heating inverter 11c, the switching circuit 15c is provided to generate a high-frequency current on the basis of the switching operation, the switching circuit 15c is composed of a diode D1~D4 via a smoothing capacitor C _dc diode bridge circuit 13c It is connected.

ここで、スイッチング回路１５ｃには、スイッチング動作を行うスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４が設けられ、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２は互いに直列接続されるとともに、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２には帰還ダイオードＤ５、Ｄ６がそれぞれ逆並列接続され、さらにスイッチング素子Ｓ３、Ｓ４は互いに直列接続されるとともに、スイッチング素子Ｓ３、Ｓ４には帰還ダイオードＤ７、Ｄ８がそれぞれ逆並列接続されている。 Here, the switching circuit 15c is provided with switching elements S1 to S4 for performing a switching operation. The switching elements S1 and S2 are connected in series to each other, and the feedback diodes D5 and D6 are reversed to the switching elements S1 and S2, respectively. The switching elements S3 and S4 are connected in series, and feedback diodes D7 and D8 are connected in reverse parallel to the switching elements S3 and S4, respectively.

そして、ダイオードＤ１、Ｄ３の接続点とダイオードＤ２、Ｄ４の接続点との間には交流電源１２が接続され、加熱コイル１６には共振コンデンサＣｓが直列接続されている。そして、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２の接続点とスイッチング素子Ｓ３、Ｓ４の接続点との間には、共振コンデンサＣｓが直列接続された加熱コイル１６が接続されている。 An AC power supply 12 is connected between a connection point of the diodes D1 and D3 and a connection point of the diodes D2 and D4, and a resonance capacitor Cs is connected in series to the heating coil 16. A heating coil 16 having a resonance capacitor Cs connected in series is connected between a connection point of the switching elements S1 and S2 and a connection point of the switching elements S3 and S4.

そして、交流電源１２から出力された交流電圧は、ダイオードブリッジ回路１３ａにて直流に変換され、平滑コンデンサＣ_dcを介してスイッチング回路１５ａに供給される。そして、スイッチング素子Ｓ１、Ｓ４とスイッチング素子Ｓ２、Ｓ３とを交互にスイッチングし、加熱コイル１６のインダクタンスＬ₀と共振コンデンサＣｓとの共振周波数以上の周波数で動作させながら、加熱コイル１６に高周波電流を供給することで、負荷を誘導加熱させることができる。
なお、上述した回路構成以外にも、インダクタンスＬ₀および共振コンデンサが直列共振または並列共振して負荷に電力を供給する回路ならば、演算式が異なる場合においても、本発明に適用することができる。 The AC voltage output from the AC power supply 12 is converted to DC by the diode bridge circuit 13a and supplied to the switching circuit 15a via the smoothing capacitor _Cdc . Then, switching the switching element S1, S4 and switching elements S2, S3 alternately, while operating at frequencies above the resonant frequency of the inductance L ₀ of the heating coil 16 and resonant capacitor Cs, a high-frequency current to the heating coil 16 By supplying, the load can be induction-heated.
In addition to the circuit configuration described above, if the inductance L ₀ and the resonant capacitor supply power to the load through series resonance or parallel resonance, the circuit can be applied to the present invention even when the arithmetic expression is different. .

図６は、本発明の第２実施形態に係る加熱コイル設計製作支援装置が適用される誘導加熱装置の概略構成を示すブロック図である。
図６において、誘導加熱装置の制御回路部３１には、加熱コイル設計製作支援装置が設けられ、加熱コイル設計製作支援装置には、負荷整合判別部２１が設けられている。そして、負荷整合判別部３２には、誘導加熱インバータ１１の動作状態を示した情報に基づいて負荷条件を演算する動作状態演算部３３、誘導加熱インバータ１１の整合負荷範囲を演算または記憶する整合負荷範囲演算部３５および動作状態演算部３３にて演算された負荷条件を整合負荷範囲と比較することで、負荷条件の整合または不整合を判定する比較部３４が設けられている。 FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of an induction heating device to which the heating coil design / production support device according to the second embodiment of the present invention is applied.
In FIG. 6, the control circuit unit 31 of the induction heating apparatus is provided with a heating coil design / production support device, and the heating coil design / production support device is provided with a load matching determination unit 21. The load matching determination unit 32 includes an operation state calculation unit 33 that calculates a load condition based on information indicating the operation state of the induction heating inverter 11, and a matching load that calculates or stores the matching load range of the induction heating inverter 11. A comparison unit 34 is provided for comparing the load condition calculated by the range calculation unit 35 and the operation state calculation unit 33 with the matched load range to determine whether the load condition is matched or mismatched.

ここで、動作状態演算部３３は、制御回路部３１の信号出力インターフェースを介して各種検出結果を取り込むことで、誘導加熱インバータ１１の動作状態を示した情報を取得することができる。そして、負荷整合判別部３２は、負荷条件の整合判定結果を誘導加熱装置のモニタ部１８または制御回路部３１の信号出力インターフェースに出力することができる。 Here, the operation state calculation unit 33 can acquire information indicating the operation state of the induction heating inverter 11 by capturing various detection results via the signal output interface of the control circuit unit 31. And the load matching determination part 32 can output the matching determination result of a load condition to the signal output interface of the monitor part 18 or the control circuit part 31 of an induction heating apparatus.

これにより、加熱コイル１６の製作者がモニタ部１８や信号出力インターフェースの出力を見ながら、誘導加熱インバータ１１の動作状態を示した情報を動作状態演算部３３に入力する手間を省くことができ、加熱コイル設計製作支援装置の利便性を向上させることができる。
なお、本発明に適用できる誘導加熱インバータの回路構成の一例として、同様な演算手法が使える図３〜５、図７の４種についてのみ記載したが、直列共振または並列共振を応用した誘導加熱インバータの回路構成においては、一部演算手法を変更するだけで適用可能である。 Thereby, the producer of the heating coil 16 can save the trouble of inputting information indicating the operation state of the induction heating inverter 11 to the operation state calculation unit 33 while looking at the output of the monitor unit 18 or the signal output interface. The convenience of the heating coil design / production support device can be improved.
As an example of the circuit configuration of the induction heating inverter applicable to the present invention, only four types of FIGS. 3 to 5 and FIG. 7 that can use the same calculation method are described. This circuit configuration can be applied only by changing a part of the calculation method.

本発明の第１実施形態に係る加熱コイル設計製作支援装置が適用される誘導加熱装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing a schematic structure of an induction heating device to which a heating coil design production support device concerning a 1st embodiment of the present invention is applied. 本発明の一実施形態に係る負荷整合判別方法に用いられる整合負荷範囲を示す図である。It is a figure which shows the matching load range used for the load matching determination method which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る誘導加熱インバータの回路構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the circuit structure of the induction heating inverter which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る誘導加熱インバータの回路構成のその他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the circuit structure of the induction heating inverter which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る誘導加熱インバータの回路構成のさらにその他の例を示す図である。It is a figure which shows the further another example of the circuit structure of the induction heating inverter which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係る加熱コイル設計製作支援装置が適用される誘導加熱装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the induction heating apparatus with which the heating coil design manufacture assistance apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention is applied. 誘導加熱インバータの回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of an induction heating inverter. 従来の誘導加熱装置の負荷条件の切り替え方法を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the switching method of the load conditions of the conventional induction heating apparatus. 従来の誘導加熱装置の負荷条件の表示方法を示す図である。It is a figure which shows the display method of the load conditions of the conventional induction heating apparatus.

Explanation of symbols

１１、１１ａ〜１１ｃ誘導加熱インバータ
１２交流電源
１３、１３ａ〜１３ｃダイオードブリッジ回路
１５、１５ａ〜１５ｃスイッチング回路
１６加熱コイル
１７制御回路部
１８モニタ部
２１、３２負荷整合判別部
２２、３３動作負荷条件演算部
２３、３４比較部
２４、３５整合負荷範囲演算部
Ｄ１〜Ｄ４ダイオード
Ｃ_dc 平滑コンデンサ
Ｃ_r1、Ｃ_r2、Ｃｓ共振コンデンサ
Ｓ１〜Ｓ４スイッチング素子
Ｄ５〜Ｄ８帰還ダイオード DESCRIPTION OF SYMBOLS 11, 11a-11c Induction heating inverter 12 AC power supply 13, 13a-13c Diode bridge circuit 15, 15a-15c Switching circuit 16 Heating coil 17 Control circuit part 18 Monitor part 21, 32 Load matching discrimination | determination part 22, 33 Operation | movement load condition calculation Unit 23, 34 comparison unit 24, 35 matching load range calculation unit D1-D4 diode C _dc smoothing capacitor C _r1 , C _r2 , Cs resonant capacitor S1-S4 switching element D5-D8 feedback diode

Claims

In the heating coil design and production support device applied to the heating coil of the induction heating inverter that inductively heats the load by passing a high-frequency current through the heating coil,
An operation load condition calculation unit for calculating a load condition of the induction heating inverter based on information indicating an operation state of the induction heating inverter;
A heating coil design / manufacturing support apparatus comprising: a comparing unit that determines matching or mismatching of the load condition by comparing a load condition of the induction heating inverter with a matching load range.

Information indicating the operating state of the induction heating inverter is:
Supply power,
2. The heating according to claim 1, further comprising: information for obtaining at least one of an input voltage and an inverter DC intermediate voltage; and information for obtaining at least two of a load current, an operating frequency, and an output current phase. Coil design production support device.

3. The matched load range is a range surrounded by a boundary operating at a maximum current, a boundary operating at a minimum current, a boundary operating at a maximum frequency, and a boundary operating at a minimum frequency. The heating coil design and production support device described.

4. The heating coil design according to claim 3, wherein when the heating coil is developed, an index is set to approach the point operating at the minimum current and the minimum frequency among the four vertices connecting the four boundaries. Production support device.

The heating coil design / production support device according to claim 1, wherein the heating coil design / production support device is configured separately from the induction heating inverter main body.

6. The output circuit according to claim 1, further comprising: an output function that is provided in a control circuit unit of the induction heating inverter and outputs a matching determination result of the load condition to a display unit or a signal output interface of the induction heating inverter. The heating coil design / production support device according to claim 1.