JP2022078552A - Power conversion device for induction heating device and induction heating device - Google Patents

Power conversion device for induction heating device and induction heating device Download PDF

Info

Publication number
JP2022078552A
JP2022078552A JP2020189296A JP2020189296A JP2022078552A JP 2022078552 A JP2022078552 A JP 2022078552A JP 2020189296 A JP2020189296 A JP 2020189296A JP 2020189296 A JP2020189296 A JP 2020189296A JP 2022078552 A JP2022078552 A JP 2022078552A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
power
cycle
output current
induction heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020189296A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7480680B2 (en
Inventor
悟 金子
Satoru Kaneko
飛鳥 大野
Asuka Ono
諒 米盛
Ryo Yonemori
斌 何
Bin He
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2020189296A priority Critical patent/JP7480680B2/en
Priority to CN202111147909.6A priority patent/CN114499222A/en
Publication of JP2022078552A publication Critical patent/JP2022078552A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7480680B2 publication Critical patent/JP7480680B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/453—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/458—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/08—Control, e.g. of temperature, of power using compensating or balancing arrangements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

To provide a power conversion device for an induction heating device and an induction heating device capable of preventing an output current from becoming unstable when feedback control of the output current is performed on the basis of a result of feedback control of output power.SOLUTION: A power conversion device 20 (power conversion device for an induction heating device) includes an APR25a, which controls a current command value I1 on the basis of a power command value P1 and a feedback value PFB of output power, an ACR25b, which controls a gate signal S on the basis of the current command value I1 controlled by the APR25a and a feedback value IFB of an output current IOUT, and an output power calculation unit 25c, which calculates the feedback value PFB of the output power for each sampling cycle TS (an interval shorter than one cycle T of the output current IOUT).SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

この発明は、誘導加熱装置用電力変換装置および誘導加熱装置に関し、誘導加熱コイルを含む負荷に出力する出力電流を制御する誘導加熱装置用電力変換装置および誘導加熱装置に関する。 The present invention relates to an induction heating device power conversion device and an induction heating device, and relates to an induction heating device power conversion device and an induction heating device that control an output current output to a load including an induction heating coil.

従来、誘導加熱コイルを含む負荷に出力する出力電流を制御する誘導加熱装置用電力変換装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。 Conventionally, a power conversion device for an induction heating device that controls an output current output to a load including an induction heating coil is known (see, for example, Patent Document 1).

上記特許文献１には、誘導加熱コイルを含む負荷に出力する出力電流を制御する電力変換装置（誘導加熱装置用電力変換装置）が記載されている。上記特許文献１に記載の電力変換装置は、出力電流信号（出力電流のフィードバック値）に基づいて出力電流をフィードバック制御する制御回路を備える。 The above-mentioned Patent Document 1 describes a power conversion device (power conversion device for an induction heating device) that controls an output current output to a load including an induction heating coil. The power conversion device described in Patent Document 1 includes a control circuit that feedback-controls the output current based on an output current signal (feedback value of the output current).

特開２０１６－１９４９９３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-194991

ここで、上記特許文献１には記載されていないが、上記特許文献１に記載のような従来の電力変換装置において、出力電力のフィードバック値に基づいて出力電力のフィードバック制御を行うとともに、出力電力のフィードバック制御の結果に基づいて出力電流のフィードバック制御を行う場合がある。この場合、出力電力のフィードバック値は、出力電流の実効値、出力電圧の実効値、および、出力電流と出力電圧との位相差に基づいて算出される有効電力（負荷で消費される電力）であると考えられる。この場合、出力電流の実効値（出力電圧の実効値）を算出するには、出力電流の１周期（出力電圧の１周期）のデータが必要となる。このため、出力電力のフィードバック値を算出するのに出力電流の１周期（出力電圧の１周期）よりも長い時間が必要になるので、出力電力のフィードバック制御の応答時間が比較的長くなる。これに伴って、出力電力のフィードバック制御の結果に基づく出力電流のフィードバック制御の応答時間も比較的長くなる。ここで、誘導加熱装置では、負荷（誘導加熱コイル等）のインピーダンスの変動が大きいことに起因して出力電流の急激な変化が生じるので、出力電流のフィードバック制御の応答時間が比較的長い場合、出力電流が不安定になってしまう。たとえば、出力電流にハンチング（波打つような上下動）やオーバシュート（急上昇）が生じてしまう。このため、出力電力のフィードバック制御の結果に基づいて出力電流のフィードバック制御を行う場合に、出力電流が不安定になるのを抑制することが可能な電力変換装置（誘導加熱装置用電力変換装置）および誘導加熱装置が望まれている。 Here, although not described in Patent Document 1, in the conventional power conversion device as described in Patent Document 1, the feedback control of the output power is performed based on the feedback value of the output power, and the output power is controlled. The feedback control of the output current may be performed based on the result of the feedback control of. In this case, the feedback value of the output power is the effective power (power consumed by the load) calculated based on the effective value of the output current, the effective value of the output voltage, and the phase difference between the output current and the output voltage. It is believed that there is. In this case, in order to calculate the effective value of the output current (effective value of the output voltage), the data of one cycle of the output current (one cycle of the output voltage) is required. Therefore, it takes a longer time than one cycle of the output current (one cycle of the output voltage) to calculate the feedback value of the output power, so that the response time of the feedback control of the output power becomes relatively long. Along with this, the response time of the feedback control of the output current based on the result of the feedback control of the output power also becomes relatively long. Here, in the induction heating device, since the output current suddenly changes due to the large fluctuation of the impedance of the load (induction heating coil, etc.), the response time of the feedback control of the output current is relatively long. The output current becomes unstable. For example, hunting (wavy up and down movement) and overshoot (rapid rise) occur in the output current. Therefore, when the feedback control of the output current is performed based on the result of the feedback control of the output power, it is possible to suppress the output current from becoming unstable (power conversion device for inductive heating device). And an inductive heating device is desired.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、出力電力のフィードバック制御の結果に基づいて出力電流のフィードバック制御を行う場合に、出力電流が不安定になるのを抑制することが可能な誘導加熱装置用電力変換装置および誘導加熱装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and one object of the present invention is to perform feedback control of output current based on the result of feedback control of output power. It is an object of the present invention to provide a power conversion device for an inductive heating device and an inductive heating device capable of suppressing the instability of the electric current.

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による誘導加熱装置用電力変換装置は、誘導加熱コイルを含み、誘導加熱により金属の溶解を行う誘導加熱装置用電力変換装置であって、入力された直流電圧を交流電圧に変換して誘導加熱コイルを含む負荷に出力する電力変換部と、設定された電力指令値と、電力変換部の出力電力のフィードバック値とに基づいて、電流指令値を制御する電力制御部と、電力制御部により制御された電流指令値と、電力変換部の出力電流のフィードバック値とに基づいて、出力電流を制御するための制御信号を制御する電流制御部と、出力電流の１周期よりも短い間隔毎に出力電力のフィードバック値を算出する算出部と、を備える。 In order to achieve the above object, the power conversion device for an inductive heating device according to the first aspect of the present invention is a power conversion device for an inductive heating device that includes an inductive heating coil and melts metal by inductive heating. The current command is based on the power conversion unit that converts the input DC voltage into an AC voltage and outputs it to the load including the induction heating coil, the set power command value, and the feedback value of the output power of the power conversion unit. A power control unit that controls the value, a current command value controlled by the power control unit, and a current control unit that controls a control signal for controlling the output current based on the feedback value of the output current of the power conversion unit. And a calculation unit that calculates the feedback value of the output power at intervals shorter than one cycle of the output current.

この発明の第１の局面による誘導加熱装置用電力変換装置は、上記のように、出力電流の１周期よりも短い間隔毎に出力電力のフィードバック値を算出する算出部を備える。これにより、算出部により、出力電流の１周期よりも短い間隔（比較的短い間隔）毎に出力電力のフィードバック値を算出することができるので、出力電力のフィードバック制御の応答時間を比較的短くすることができる。これに伴って、出力電力のフィードバック制御の結果に基づく出力電流のフィードバック制御の応答時間も比較的短くすることができる。その結果、出力電力のフィードバック制御の結果に基づいて出力電流のフィードバック制御を行う場合に、出力電流が不安定になる（出力電流にハンチングやオーバシュートが生じる）のを抑制することができる。 As described above, the power conversion device for an induction heating device according to the first aspect of the present invention includes a calculation unit that calculates the feedback value of the output power at intervals shorter than one cycle of the output current. As a result, the calculation unit can calculate the feedback value of the output power at intervals shorter than one cycle of the output current (relatively short intervals), so that the response time of the feedback control of the output power is relatively short. be able to. Along with this, the response time of the feedback control of the output current based on the result of the feedback control of the output power can also be made relatively short. As a result, when the feedback control of the output current is performed based on the result of the feedback control of the output power, it is possible to suppress the output current from becoming unstable (hunting or overshoot occurs in the output current).

上記第１の局面による誘導加熱装置用電力変換装置において、好ましくは、算出部は、出力電流の１周期よりも短い間隔毎に取得された出力電力の推定値に基づいて、出力電力のフィードバック値を算出する。このように構成すれば、出力電流の１周期よりも短い間隔毎に出力電力の推定値を取得することにより、出力電流の１周期よりも短い間隔毎に出力電力のフィードバック値を算出することができる。 In the power conversion device for an induction heating device according to the first aspect, preferably, the calculation unit is a feedback value of the output power based on the estimated value of the output power acquired at intervals shorter than one cycle of the output current. Is calculated. With this configuration, it is possible to calculate the feedback value of the output power at intervals shorter than one cycle of the output current by acquiring the estimated value of the output power at intervals shorter than one cycle of the output current. can.

この場合、好ましくは、算出部は、出力電流の１周期よりも短い間隔毎に取得された電力変換部の出力電圧の推定値と、出力電流の１周期よりも短い間隔毎に取得された出力電流とに基づいて、出力電力のフィードバック値を算出する。ここで、出力電流の１周期よりも短い間隔毎の出力電圧の推定値と、出力電流の１周期よりも短い間隔毎の出力電流との積は、出力電流の１周期よりも短い間隔毎の出力電力の推定値となる。したがって、上記のように構成すれば、出力電流の１周期よりも短い間隔毎の出力電圧の推定値と、出力電流の１周期よりも短い間隔毎の出力電流とに基づいて、出力電流の１周期よりも短い間隔毎の出力電力の推定値を容易に算出することができる。 In this case, preferably, the calculation unit has an estimated value of the output voltage of the power conversion unit acquired at intervals shorter than one cycle of the output current, and an output acquired at intervals shorter than one cycle of the output current. The feedback value of the output power is calculated based on the current. Here, the product of the estimated value of the output voltage at intervals shorter than one cycle of the output current and the output current at intervals shorter than one cycle of the output current is at intervals shorter than one cycle of the output current. It is an estimated value of output power. Therefore, with the above configuration, the output current is 1 based on the estimated value of the output voltage at intervals shorter than one cycle of the output current and the output current at intervals shorter than one cycle of the output current. The estimated value of the output power for each interval shorter than the cycle can be easily calculated.

上記算出部が出力電流の１周期よりも短い間隔毎に取得された電力変換部の出力電圧の推定値と出力電流の１周期よりも短い間隔毎に取得された出力電流とに基づいて出力電力のフィードバック値を算出する構成において、好ましくは、算出部は、出力電流の１周期よりも短い間隔毎に取得された電力変換部に入力される直流電圧と、出力電流の１周期よりも短い間隔毎に取得された（出力電流を制御するための）制御信号とに基づいて、出力電圧の推定値を取得する。ここで、出力電流の１周期よりも短い間隔毎の電力変換部に入力される直流電圧と、出力電流の１周期よりも短い間隔毎の出力電流を制御するための制御信号（ＨＩＧＨまたはＬＯＷ）との積は、出力電流の１周期よりも短い間隔毎の出力電圧の推定値となる。したがって、上記のように構成すれば、出力電流の１周期よりも短い間隔毎の電力変換部に入力される直流電圧と、出力電流の１周期よりも短い間隔毎の制御信号とに基づいて、出力電流の１周期よりも短い間隔毎の出力電圧の推定値を容易に取得することができる。 The output power is based on the estimated value of the output voltage of the power conversion unit acquired by the above calculation unit at intervals shorter than one cycle of the output current and the output current acquired at intervals shorter than one cycle of the output current. In the configuration for calculating the feedback value of, preferably, the calculation unit has an interval shorter than one cycle of the output current and the DC voltage input to the power conversion unit acquired at intervals shorter than one cycle of the output current. The estimated value of the output voltage is acquired based on the control signal (for controlling the output current) acquired for each time. Here, a control signal (HIGH or LOW) for controlling the DC voltage input to the power conversion unit at intervals shorter than one cycle of the output current and the output current at intervals shorter than one cycle of the output current. The product of and is an estimated value of the output voltage at intervals shorter than one cycle of the output current. Therefore, with the above configuration, based on the DC voltage input to the power converter at intervals shorter than one cycle of the output current and the control signal at intervals shorter than one cycle of the output current, It is possible to easily obtain an estimated value of the output voltage at intervals shorter than one cycle of the output current.

上記算出部が出力電流の１周期よりも短い間隔毎に取得された電力変換部の出力電圧の推定値と出力電流の１周期よりも短い間隔毎に取得された出力電流とに基づいて出力電力のフィードバック値を算出する構成において、好ましくは、算出部は、出力電圧の推定値と、出力電流との積である出力電力の推定値に基づいて、出力電力のフィードバック値を算出する。このように構成すれば、出力電流の１周期よりも短い間隔毎の出力電圧の推定値と、出力電流の１周期よりも短い間隔毎の出力電流とを乗算することにより、出力電流の１周期よりも短い間隔毎の出力電力の推定値を確実に算出することができる。 The output power is based on the estimated value of the output voltage of the power conversion unit acquired by the above calculation unit at intervals shorter than one cycle of the output current and the output current acquired at intervals shorter than one cycle of the output current. In the configuration for calculating the feedback value of, preferably, the calculation unit calculates the feedback value of the output power based on the estimated value of the output power which is the product of the estimated value of the output voltage and the output current. With this configuration, one cycle of output current is obtained by multiplying the estimated value of the output voltage at intervals shorter than one cycle of output current by the output current at intervals shorter than one cycle of output current. It is possible to reliably calculate the estimated value of the output power for each shorter interval.

上記算出部が出力電流の１周期よりも短い間隔毎に取得された出力電力の推定値に基づいて出力電力のフィードバック値を算出する構成において、好ましくは、算出部は、出力電力の推定値を所定の期間に渡ってローパスフィルタによりフィルタリングすることにより、出力電力のフィードバック値を算出する。このように構成すれば、出力電流の１周期よりも短い間隔毎に取得された出力電力の推定値を所定の期間に渡ってローパスフィルタによりフィルタリングすることにより、出力電力の推定値が所定の期間において平均化された（無効電力（負荷で消費されない電力）が取り除かれた）有効電力を算出することができる。その結果、出力電力のフィードバック値を有効電力とすることができるので、出力電力のフィードバック制御の精度を向上させることができる。 In a configuration in which the calculation unit calculates the feedback value of the output power based on the estimated value of the output power acquired at intervals shorter than one cycle of the output current, the calculation unit preferably calculates the estimated value of the output power. The feedback value of the output power is calculated by filtering with a low-pass filter over a predetermined period. With this configuration, the estimated value of the output power acquired at intervals shorter than one cycle of the output current is filtered by the low-pass filter over a predetermined period, so that the estimated value of the output power can be obtained for a predetermined period. It is possible to calculate the averaged active power (with the disabled power (power not consumed by the load) removed). As a result, the feedback value of the output power can be set as the active power, so that the accuracy of the feedback control of the output power can be improved.

上記第１の局面による誘導加熱装置用電力変換装置において、好ましくは、電力制御部は、電力指令値と、出力電力のフィードバック値とに基づいて、出力電流の１周期よりも短い間隔毎に電流指令値を制御する。このように構成すれば、出力電流の１周期よりも短い間隔毎に電流指令値を制御するので、出力電力のフィードバック制御の応答時間を確実に短くすることができる。 In the power conversion device for the induction heating device according to the first aspect, preferably, the power control unit performs a current at intervals shorter than one cycle of the output current based on the power command value and the feedback value of the output power. Control the command value. With this configuration, the current command value is controlled at intervals shorter than one cycle of the output current, so that the response time of the feedback control of the output power can be reliably shortened.

この場合、好ましくは、電流制御部は、電流指令値と、出力電流の１周期よりも短い間隔毎に取得された出力電流のフィードバック値とに基づいて、出力電流の１周期よりも短い間隔毎に制御信号を制御する。このように構成すれば、出力電流の１周期よりも短い間隔毎に制御信号を制御するので、出力電流のフィードバック制御の応答時間を確実に短くすることができる。また、出力電力のフィードバック制御の応答時間と、出力電流のフィードバック制御の応答時間とを共に短くすることができるので、出力電力のフィードバック制御の結果に基づいて出力電流のフィードバック制御を行う場合に、出力電流が不安定になる（出力電流にハンチングやオーバシュートが生じる）のを効果的に抑制することができる。 In this case, preferably, the current control unit has an interval shorter than one cycle of the output current based on the current command value and the feedback value of the output current acquired at intervals shorter than one cycle of the output current. Control the control signal. With this configuration, the control signal is controlled at intervals shorter than one cycle of the output current, so that the response time of the feedback control of the output current can be reliably shortened. Further, since both the response time of the feedback control of the output power and the response time of the feedback control of the output current can be shortened, when the feedback control of the output current is performed based on the result of the feedback control of the output power, It is possible to effectively suppress the instability of the output current (hunting and overshoot occur in the output current).

上記第１の局面による誘導加熱装置用電力変換装置において、好ましくは、算出部は、出力電流の１周期よりも短い間隔であるサンプリング周期毎に出力電力のフィードバック値を算出する。このように構成すれば、算出部により、出力電流の１周期よりも短い間隔であるサンプリング周期毎に出力電力のフィードバック値を算出することができるので、出力電力のフィードバック制御の応答時間を確実に短くすることができる。なお、サンプリング周期は、出力電力のフィードバック値の算出に用いられるデータをサンプリングする周期である。 In the power conversion device for an induction heating device according to the first aspect, the calculation unit preferably calculates the feedback value of the output power for each sampling cycle, which is an interval shorter than one cycle of the output current. With this configuration, the calculation unit can calculate the feedback value of the output power for each sampling cycle, which is shorter than one cycle of the output current, so that the response time of the feedback control of the output power can be ensured. Can be shortened. The sampling cycle is a cycle for sampling the data used for calculating the feedback value of the output power.

また、上記目的を達成するために、この発明の第２の局面による誘導加熱装置は、誘導加熱コイルを含み、誘導加熱により金属の溶解を行う誘導加熱装置本体と、入力された直流電圧を交流電圧に変換して負荷としての誘導加熱コイルに出力する電力変換部と、設定された電力指令値と、電力変換部の出力電力のフィードバック値とに基づいて、電流指令値を制御する電力制御部と、電力制御部により制御された電流指令値と、電力変換部の出力電流のフィードバック値とに基づいて、出力電流を制御するための制御信号を制御する電流制御部と、出力電流の１周期よりも短い間隔毎に出力電力のフィードバック値を算出する算出部と、を備える。 Further, in order to achieve the above object, the inductive heating device according to the second aspect of the present invention includes an inductive heating coil and exchanges an input DC voltage with an inductive heating device main body that melts metal by inductive heating. A power conversion unit that converts to voltage and outputs it to the induction heating coil as a load, and a power control unit that controls the current command value based on the set power command value and the feedback value of the output power of the power conversion unit. The current control unit that controls the control signal for controlling the output current based on the current command value controlled by the power control unit and the feedback value of the output current of the power conversion unit, and one cycle of the output current. It is provided with a calculation unit that calculates a feedback value of output power at shorter intervals.

この発明の第２の局面による誘導加熱装置では、上記のように、第１の局面による誘導加熱装置用電力変換装置と同様に、出力電流の１周期よりも短い間隔毎に出力電力のフィードバック値を算出する算出部を備える。これにより、第１の局面による誘導加熱装置用電力変換装置と同様に、算出部により、出力電流の１周期よりも短い間隔（比較的短い間隔）毎に出力電力のフィードバック値を算出することができるので、出力電力のフィードバック制御の応答時間を比較的短くすることができる。その結果、第１の局面による誘導加熱装置用電力変換装置と同様に、出力電力のフィードバック制御の結果に基づいて出力電流のフィードバック制御を行う場合に、出力電流が不安定になる（出力電流にハンチングやオーバシュートが生じる）のを抑制することができる。 In the induction heating device according to the second aspect of the present invention, as described above, the feedback value of the output power is obtained at intervals shorter than one cycle of the output current, similarly to the power conversion device for the induction heating device according to the first aspect. It is provided with a calculation unit for calculating. As a result, the feedback value of the output power can be calculated by the calculation unit at intervals shorter than one cycle of the output current (relatively short intervals), as in the power conversion device for the induction heating device according to the first aspect. Therefore, the response time of the feedback control of the output power can be made relatively short. As a result, the output current becomes unstable when the feedback control of the output current is performed based on the result of the feedback control of the output power, as in the power conversion device for the induction heating device according to the first aspect. Hunting and overshoot occur) can be suppressed.

本発明によれば、上記のように、出力電力のフィードバック制御の結果に基づいて出力電流のフィードバック制御を行う場合に、出力電流が不安定になるのを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the instability of the output current when the feedback control of the output current is performed based on the result of the feedback control of the output power as described above.

本発明の一実施形態による誘導加熱装置の全体構成を示した図である。It is a figure which showed the whole structure of the induction heating apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による誘導加熱装置の制御ユニットの構成を示したブロック図である。It is a block diagram which showed the structure of the control unit of the induction heating apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による誘導加熱装置における出力電力のフィードバック値の算出フローを示した図である。It is a figure which showed the calculation flow of the feedback value of the output power in the induction heating apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による誘導加熱装置における出力電力のフィードバック値の算出の表計算ソフトによるシミュレーション結果（理論値）を示した図である。It is a figure which showed the simulation result (theoretical value) by the spreadsheet software of the calculation of the feedback value of the output power in the induction heating apparatus by one Embodiment of this invention. 図４の波形を図４よりも広範囲（長い期間）で示した図である。It is a figure which showed the waveform of FIG. 4 in a wider range (longer period) than FIG. 本発明の一実施形態による誘導加熱装置における出力電力のフィードバック値の算出のＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）によるシミュレーション結果を示した図である。It is a figure which showed the simulation result by FPGA (Field-Programmable Gate Array) of the calculation of the feedback value of the output power in the induction heating apparatus by one Embodiment of this invention.

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings.

図１～図６を参照して、本発明の一実施形態による誘導加熱装置１００の構成について説明する。 The configuration of the induction heating device 100 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.

図１に示すように、誘導加熱装置１００は、誘導加熱装置本体１０と、電力変換装置２０と、を備える。誘導加熱装置本体１０は、負荷１１を含み、誘導加熱により金属の溶解を行うように構成されている。負荷１１は、誘導加熱コイルと、抵抗と、共振コンデンサと、を含む。電力変換装置２０は、交流電源２００から入力される交流電圧（の電圧、周波数、等）を変換して誘導加熱装置本体１０に供給する。なお、電力変換装置２０は、特許請求の範囲の「誘導加熱装置用電力変換装置」の一例である。 As shown in FIG. 1, the induction heating device 100 includes an induction heating device main body 10 and a power conversion device 20. The induction heating device main body 10 includes a load 11 and is configured to melt the metal by induction heating. The load 11 includes an induction heating coil, a resistance, and a resonant capacitor. The power conversion device 20 converts the AC voltage (voltage, frequency, etc.) input from the AC power supply 200 and supplies it to the induction heating device main body 10. The power conversion device 20 is an example of the "power conversion device for an induction heating device" within the scope of the claims.

電力変換装置２０は、整流回路２１と、平滑コンデンサ２２と、インバータ部２３と、を備える。整流回路２１は、交流電源２００から入力される交流電圧を、直流電圧に変換して出力する。平滑コンデンサ２２は、整流回路２１から出力された直流電圧（中間電圧ＶＩＮＴ）を平滑する。平滑コンデンサ２２に平滑された直流電圧（中間電圧ＶＩＮＴ）は、インバータ部２３に入力される。インバータ部２３は、入力された直流電圧（中間電圧ＶＩＮＴ）を交流電圧に変換して誘導加熱コイルを含む負荷１１に出力する。なお、インバータ部２３は、特許請求の範囲の「電力変換部」の一例である。また、中間電圧ＶＩＮＴは、特許請求の範囲の「（電力変換部に入力される）直流電圧」の一例である。 The power conversion device 20 includes a rectifier circuit 21, a smoothing capacitor 22, and an inverter unit 23. The rectifier circuit 21 converts the AC voltage input from the AC power supply 200 into a DC voltage and outputs it. The smoothing capacitor 22 smoothes the DC voltage (intermediate voltage VINT ) output from the rectifier circuit 21. The DC voltage (intermediate voltage VINT ) smoothed by the smoothing capacitor 22 is input to the inverter unit 23. The inverter unit 23 converts the input DC voltage (intermediate voltage VINT ) into an AC voltage and outputs it to the load 11 including the induction heating coil. The inverter unit 23 is an example of a "power conversion unit" within the scope of the claims. Further, the intermediate voltage VINT is an example of the "DC voltage (input to the power conversion unit)" in the claims.

インバータ部２３は、スイッチング素子２３ａを含む。インバータ部２３は、スイッチング素子Ｑ１と、スイッチング素子Ｑ２と、スイッチング素子Ｑ３と、スイッチング素子Ｑ４とからなるフルブリッジ型の回路構成を有する。スイッチング素子２３ａは、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）である。インバータ部２３は、スイッチング素子２３ａのスイッチングにより、入力された直流電圧（中間電圧ＶＩＮＴ）を交流電圧に変換する。 The inverter unit 23 includes a switching element 23a. The inverter unit 23 has a full bridge type circuit configuration including a switching element Q1, a switching element Q2, a switching element Q3, and a switching element Q4. The switching element 23a is an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). The inverter unit 23 converts the input DC voltage (intermediate voltage VINT ) into an AC voltage by switching the switching element 23a.

電力変換装置２０は、ゲートドライブユニット（ＧＤＵ）２４と、ＧＤＵ電源（図示しない）と、を備える。ゲートドライブユニット２４は、後述するゲート信号Ｓ（図２参照）に基づいて、スイッチング素子２３ａを制御するための駆動電流をスイッチング素子２３ａに対して出力する。ＧＤＵ電源は、ゲートドライブユニット２４において駆動電流を生成するための電力を供給する。なお、ゲート信号Ｓは、特許請求の範囲の「制御信号」の一例である。 The power conversion device 20 includes a gate drive unit (GDU) 24 and a GDU power supply (not shown). The gate drive unit 24 outputs a drive current for controlling the switching element 23a to the switching element 23a based on the gate signal S (see FIG. 2) described later. The GDU power supply supplies electric power for generating a drive current in the gate drive unit 24. The gate signal S is an example of a "control signal" in the claims.

電力変換装置２０は、電力変換装置２０の各部を制御する制御ユニット２５を備える。制御ユニット２５は、ＦＰＧＡから構成されている。図２に示すように、制御ユニット２５は、ゲートドライブユニット２４に対して、駆動電流を生成するためのゲート信号Ｓを出力する。ゲート信号Ｓの周波数を変化させると、スイッチング素子２３ａ（図１参照）を制御するための駆動電流のスイッチング素子２３ａに対する出力周波数が変化する。そして、スイッチング素子２３ａのスイッチング周波数が変化すると、インバータ部２３（図１参照）の出力電流ＩＯＵＴ（図１参照）の周波数が変化する（ひいては、出力電流ＩＯＵＴが変化する）。すなわち、ゲート信号Ｓは、ゲート信号Ｓの周波数を変化させることによりインバータ部２３の出力電流ＩＯＵＴを制御するための信号（ゲート周波数指令値）である。 The power conversion device 20 includes a control unit 25 that controls each part of the power conversion device 20. The control unit 25 is composed of an FPGA. As shown in FIG. 2, the control unit 25 outputs a gate signal S for generating a drive current to the gate drive unit 24. When the frequency of the gate signal S is changed, the output frequency of the drive current for controlling the switching element 23a (see FIG. 1) with respect to the switching element 23a changes. Then, when the switching frequency of the switching element 23a changes, the frequency of the output current I OUT (see FIG. 1) of the inverter unit 23 (see FIG. 1) changes (and thus the output current I OUT changes). That is, the gate signal S is a signal (gate frequency command value) for controlling the output current I OUT of the inverter unit 23 by changing the frequency of the gate signal S.

制御ユニット２５は、ＡＰＲ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）２５ａと、ＡＣＲ（Ａｕｔｏ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）２５ｂと、を含む。なお、ＡＰＲ２５ａおよびＡＣＲ２５ｂは、それぞれ、特許請求の範囲の「電力制御部」および「電流制御部」の一例である。 The control unit 25 includes an APR (Auto Power Regulator) 25a and an ACR (Auto Current Regulator) 25b. The APR25a and ACR25b are examples of the "power control unit" and the "current control unit" in the claims, respectively.

ＡＰＲ２５ａは、設定された電力指令値ＰＣＯＭと、インバータ部２３（図１参照）の出力電力のフィードバック値ＰＦＢとに基づいて、電流指令値ＩＣＯＭを制御するように構成されている。すなわち、ＡＰＲ２５ａは、インバータ部２３の出力電力のフィードバック制御を行う。電力指令値ＰＣＯＭは、誘導加熱装置本体１０に供給したい電力量に応じて、たとえば、ユーザにより設定される。 The APR25a is configured to control the current command value ICOM based on the set power command value PCOM and the feedback value PFB of the output power of the inverter unit 23 (see FIG. 1). That is, the APR25a performs feedback control of the output power of the inverter unit 23. The power command value PCOM is set by the user, for example, according to the amount of power to be supplied to the induction heating device main body 10.

ＡＣＲ２５ｂは、ＡＰＲ２５ａにより制御された電流指令値ＩＣＯＭと、インバータ部２３の出力電流ＩＯＵＴのフィードバック値ＩＦＢとに基づいて、ゲート信号Ｓを制御するように構成されている。すなわち、ＡＣＲ２５ｂは、インバータ部２３の出力電流ＩＯＵＴのフィードバック制御を行う。また、制御ユニット２５は、インバータ部２３の出力電力のフィードバック制御の結果に基づいて、インバータ部２３の出力電流ＩＯＵＴのフィードバック制御を行うように構成されている。 The ACR25b is configured to control the gate signal S based on the current command value ICOM controlled by the APR25a and the feedback value IFB of the output current I OUT of the inverter unit 23. That is, the ACR25b performs feedback control of the output current I OUT of the inverter unit 23. Further, the control unit 25 is configured to perform feedback control of the output current I OUT of the inverter unit 23 based on the result of the feedback control of the output power of the inverter unit 23.

ここで、本実施形態では、電力変換装置２０は、出力電流ＩＯＵＴの１周期Ｔ（図４参照）よりも短い間隔であるサンプリング周期ＴＳ（図４参照）毎に出力電力のフィードバック値ＰＦＢを算出する出力電力算出部２５ｃを備える。サンプリング周期ＴＳは、出力電力のフィードバック値ＰＦＢの算出に用いられるデータ（中間電圧ＶＩＮＴ、ゲート信号Ｓ、出力電流ＩＯＵＴ）（図３参照）をサンプリングする周期である。出力電力のフィードバック値ＰＦＢの算出に用いられるデータは、ＦＰＧＡおよびＡＤ（Ａｎａｌｏｇ－ｔｏ－Ｄｉｇｉｔａｌ）コンバータを用いて高速でサンプリングされる。なお、出力電力算出部２５ｃは、特許請求の範囲の「算出部」の一例である。 Here, in the present embodiment, the power conversion device 20 has a feedback value P of output power for each sampling cycle TS (see FIG. 4), which is an interval shorter than one cycle T (see FIG. 4) of the output current I OUT . The output power calculation unit 25c for calculating the FB is provided. The sampling cycle TS is a cycle for sampling the data (intermediate voltage VINT , gate signal S , output current I OUT ) (see FIG. 3) used for calculating the feedback value PFB of the output power. The data used to calculate the feedback value PFB of the output power is sampled at high speed using an FPGA and an AD (Analog-to-Digital) converter. The output power calculation unit 25c is an example of the "calculation unit" in the claims.

図４に示すように、サンプリング周期ＴＳは、たとえば、数μ秒～数十μ秒である。すなわち、出力電力のフィードバック値ＰＦＢの算出に用いられるデータは、略「瞬時値」である。一方、出力電流ＩＯＵＴの１周期Ｔは、たとえば、数ｍ秒～数十ｍ秒である。なお、出力電流ＩＯＵＴの周波数を変化させた場合、出力電流ＩＯＵＴの１周期Ｔも変化する。 As shown in FIG. 4, the sampling period TS is, for example, several μs to several tens of μs. That is, the data used for calculating the feedback value PFB of the output power is substantially "instantaneous value". On the other hand, one cycle T of the output current I OUT is, for example, several msec to several tens of msec. When the frequency of the output current I OUT is changed, the cycle T of the output current I OUT also changes.

また、図２に示すように、本実施形態では、ＡＰＲ２５ａは、電力指令値ＰＣＯＭと、出力電力算出部２５ｃによりサンプリング周期ＴＳ（図４参照）毎に算出された出力電力のフィードバック値ＰＦＢとに基づいて、ＡＰＲフィードバック制御周期毎に電流指令値ＩＣＯＭを制御するように構成されている。ＡＰＲフィードバック制御周期は、出力電流ＩＯＵＴの１周期Ｔよりも短い間隔である。すなわち、ＡＰＲ２５ａは、インバータ部２３の出力電力のフィードバック制御を出力電流ＩＯＵＴの１周期Ｔよりも短い間隔（ＡＰＲフィードバック制御周期）毎に行う。なお、ＡＰＲフィードバック制御周期は、サンプリング周期ＴＳよりも長い。 Further, as shown in FIG. 2, in the present embodiment, the APR25a has a power command value PCOM and a feedback value P of the output power calculated for each sampling cycle TS (see FIG. 4) by the output power calculation unit 25c. It is configured to control the current command value ICOM for each APR feedback control cycle based on the FB . The APR feedback control cycle is an interval shorter than one cycle T of the output current I OUT . That is, the APR25a performs feedback control of the output power of the inverter unit 23 at intervals shorter than one cycle T of the output current I OUT (APR feedback control cycle). The APR feedback control cycle is longer than the sampling cycle TS .

また、本実施形態では、ＡＣＲ２５ｂは、ＡＰＲ２５ａによりＡＰＲフィードバック制御周期毎に制御された電流指令値ＩＣＯＭと、サンプリング周期ＴＳ（図４参照）毎に取得された出力電流ＩＯＵＴのフィードバック値ＩＦＢとに基づいて、ＡＣＲフィードバック制御周期毎にゲート信号Ｓを制御するように構成されている。ＡＣＲフィードバック制御周期は、出力電流ＩＯＵＴの１周期Ｔよりも短い間隔である。すなわち、ＡＣＲ２５ｂは、インバータ部２３の出力電流ＩＯＵＴのフィードバック制御を出力電流ＩＯＵＴの１周期Ｔよりも短い間隔（ＡＣＲフィードバック制御周期）毎に行う。なお、ＡＣＲフィードバック制御周期は、サンプリング周期ＴＳよりも長く、かつ、ＡＰＲ制御周期よりも短い。 Further, in the present embodiment, the ACR25b has a current command value I COM controlled by the APR25a for each APR feedback control cycle and a feedback value I OUT of the output current I OUT acquired for each sampling cycle TS (see FIG. 4). It is configured to control the gate signal S for each ACR feedback control cycle based on the FB . The ACR feedback control cycle is an interval shorter than one cycle T of the output current I OUT . That is, the ACR25b performs feedback control of the output current I OUT of the inverter unit 23 at intervals shorter than one cycle T of the output current I OUT (ACR feedback control cycle). The ACR feedback control cycle is longer than the sampling cycle TS and shorter than the APR control cycle.

以下に、出力電力算出部２５ｃによる出力電力のフィードバック値ＰＦＢの算出について説明する。 The calculation of the feedback value PFB of the output power by the output power calculation unit 25c will be described below.

図３に示すように、本実施形態では、出力電力算出部２５ｃは、サンプリング周期ＴＳ（図４参照）毎に取得された出力電力の推定値ＰＥＳＴに基づいて、サンプリング周期ＴＳ毎に出力電力のフィードバック値ＰＦＢを算出するように構成されている。 As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the output power calculation unit 25c is used for each sampling cycle TS based on the estimated output power PEST acquired for each sampling cycle TS (see FIG. 4). It is configured to calculate the feedback value PFB of the output power.

詳細には、図１に示すように、スイッチング素子Ｑ１およびスイッチング素子Ｑ４をＯＮした場合の出力電圧ＶＯＵＴは、中間電圧ＶＩＮＴの値が出力される。また、スイッチング素子Ｑ２およびスイッチング素子Ｑ３をＯＮした場合の出力電圧ＶＯＵＴは、負の方向に中間電圧ＶＩＮＴの値が出力される。すなわち、図３に示すように、サンプリング周期ＴＳ（図４参照）毎の中間電圧ＶＩＮＴと、サンプリング周期ＴＳ毎のゲート信号Ｓ（ＨＩＧＨまたはＬＯＷ）との積は、ゲート信号Ｓの出力電圧ＶＯＵＴの推定値ＶＥＳＴとなる。 Specifically, as shown in FIG. 1, the value of the intermediate voltage V INT is output as the output voltage V OUT when the switching element Q1 and the switching element Q4 are turned on. Further, as the output voltage V OUT when the switching element Q2 and the switching element Q3 are turned on, the value of the intermediate voltage V INT is output in the negative direction. That is, as shown in FIG. 3, the product of the intermediate voltage VINT for each sampling cycle TS (see FIG. 4) and the gate signal S (HIGH or LOW) for each sampling cycle TS is the output of the gate signal S. It becomes the estimated value VEST of the voltage V OUT .

したがって、出力電力算出部２５ｃ（図２参照）は、サンプリング周期ＴＳ（図４参照）毎に取得された中間電圧ＶＩＮＴと、サンプリング周期ＴＳ毎に取得されたゲート信号Ｓとを乗算することにより、サンプリング周期ＴＳ毎の出力電圧ＶＯＵＴの推定値ＶＥＳＴを算出する。すなわち、本実施形態では、出力電力算出部２５ｃは、サンプリング周期ＴＳ毎に取得された中間電圧ＶＩＮＴと、サンプリング周期ＴＳ毎に取得されたゲート信号Ｓとに基づいて、サンプリング周期ＴＳ毎に出力電圧ＶＯＵＴの推定値ＶＥＳＴを取得するように構成されている。 Therefore, the output power calculation unit 25c (see FIG. 2) multiplies the intermediate voltage VINT acquired in each sampling cycle TS (see FIG. 4) by the gate signal S acquired in each sampling cycle TS. Thereby, the estimated value VEST of the output voltage V OUT for each sampling cycle TS is calculated. That is, in the present embodiment, the output power calculation unit 25c has a sampling cycle TS based on the intermediate voltage VINT acquired in each sampling cycle TS and the gate signal S acquired in each sampling cycle TS . It is configured to acquire the estimated value VEST of the output voltage V OUT for each time.

そして、サンプリング周期ＴＳ（図４参照）の出力電圧ＶＯＵＴの推定値ＶＥＳＴと、サンプリング周期ＴＳ毎の出力電流ＩＯＵＴとの積は、サンプリング周期ＴＳ毎の出力電力の推定値ＰＥＳＴとなる。したがって、出力電力算出部２５ｃ（図２参照）は、サンプリング周期ＴＳ（図４参照）毎の出力電圧ＶＯＵＴの推定値ＶＥＳＴと、サンプリング周期ＴＳ毎の出力電流ＩＯＵＴとを乗算することにより、サンプリング周期ＴＳ毎の出力電力の推定値ＰＥＳＴを算出する。すなわち、本実施形態では、出力電力算出部２５ｃは、サンプリング周期ＴＳ毎に取得された出力電圧ＶＯＵＴの推定値ＶＥＳＴと、サンプリング周期ＴＳ毎に取得された出力電流ＩＯＵＴとに基づいて、サンプリング周期ＴＳ毎に出力電力のフィードバック値ＰＦＢを算出するように構成されている。また、出力電力算出部２５ｃは、サンプリング周期ＴＳ毎に取得された出力電圧ＶＯＵＴの推定値ＶＥＳＴと、サンプリング周期ＴＳ毎に取得された出力電流ＩＯＵＴとの積である出力電力の推定値ＰＥＳＴに基づいて、サンプリング周期ＴＳ毎に出力電力のフィードバック値ＰＦＢを算出するように構成されている。 The product of the estimated value VEST of the output voltage V OUT of the sampling cycle TS (see FIG. 4) and the output current I OUT for each sampling cycle TS is the estimated value P of the output power for each sampling cycle TS . It becomes EST . Therefore, the output power calculation unit 25c (see FIG. 2) multiplies the estimated value VEST of the output voltage V OUT for each sampling cycle TS (see FIG. 4) by the output current I OUT for each sampling cycle TS . Thereby, the estimated value BEST of the output power for each sampling period TS is calculated. That is, in the present embodiment, the output power calculation unit 25c is based on the estimated value VEST of the output voltage V OUT acquired in each sampling cycle TS and the output current I OUT acquired in each sampling cycle TS . Therefore, the feedback value PFB of the output power is calculated for each sampling period TS . Further, the output power calculation unit 25c is the output power which is the product of the estimated value VEST of the output voltage V OUT acquired in each sampling cycle TS and the output current I OUT acquired in each sampling cycle TS . It is configured to calculate the feedback value PFB of the output power for each sampling period TS based on the estimated value PEST .

また、本実施形態では、出力電力算出部２５ｃは、サンプリング周期ＴＳ（図４参照）毎に取得された出力電力の推定値ＰＥＳＴを所定の期間（たとえば、数ｍ秒～数十ｍ秒）に渡ってローパスフィルタ（ＬＰＦ）２５ｄによりフィルタリングすることにより、出力電力のフィードバック値ＰＦＢを算出するように構成されている。 Further, in the present embodiment, the output power calculation unit 25c sets the estimated value PEST of the output power acquired for each sampling cycle TS (see FIG. 4) for a predetermined period (for example, several msec to several tens of msec). ) Is filtered by the low-pass filter (LPF) 25d to calculate the feedback value PFB of the output power.

詳細には、図４に示すように、負荷１１（図１参照）が誘導加熱コイルや共振コンデンサを含むことに起因して、出力電流ＩＯＵＴと出力電圧ＶＯＵＴ（図１参照）との間には位相差θが生じる。このため、サンプリング周期ＴＳ（図４参照）毎に取得された出力電力の推定値ＰＥＳＴには、負荷１１（図１参照）で消費される電力である有効電力ＰＡＣＴ（図４参照）に加えて、負荷１１で消費されない電力である無効電力が含まれる。そして、出力電力のフィードバック制御の精度が低下しないように、出力電力のフィードバック値ＰＦＢは、有効電力ＰＡＣＴであることが望ましい。 Specifically, as shown in FIG. 4, between the output current I OUT and the output voltage V OUT (see FIG. 1) due to the load 11 (see FIG. 1) containing an induction heating coil and a resonant capacitor. A phase difference θ is generated in. Therefore, the estimated output power PEST acquired for each sampling period TS (see FIG. 4) includes the active power PACT (see FIG. 4), which is the power consumed by the load 11 (see FIG. 1). In addition, reactive power, which is power that is not consumed by the load 11, is included. Then, it is desirable that the feedback value PFB of the output power is the active power PACT so that the accuracy of the feedback control of the output power does not deteriorate.

したがって、図３に示すように、出力電力算出部２５ｃ（図２参照）は、出力電力の推定値ＰＥＳＴが所定の期間において平均化された（無効電力が取り除かれた）有効電力ＰＡＣＴ（図４参照）を算出するために、サンプリング周期ＴＳ（図４参照）毎に取得された出力電力の推定値ＰＥＳＴを所定の期間に渡ってローパスフィルタ２５ｄによりフィルタリングする。 Therefore, as shown in FIG. 3, the output power calculation unit 25c (see FIG. 2) has an active power PACT (with the reactive power removed) in which the estimated output power PEST is averaged over a predetermined period. In order to calculate (see FIG. 4), the estimated value BEST of the output power acquired for each sampling cycle TS (see FIG. 4) is filtered by the low-pass filter 25d over a predetermined period.

なお、図５および図６に示すように、出力電力のフィードバック値ＰＦＢの算出のシミュレーションでは、出力電力の初期値を０Ｗとした。このため、出力電力の推定値ＰＥＳＴを所定の期間に渡ってローパスフィルタ２５ｄによりフィルタリングした出力電力のフィードバック値ＰＦＢ（有効電力ＰＡＣＴ）は、出力電力のフィードバック値ＰＦＢの算出の開始直後において、出力電力のフィードバック値ＰＦＢの算出の開始前の期間（出力電力の推定値ＰＥＳＴが０Ｗの期間）も平均化してしまう。したがって、出力電力のフィードバック値ＰＦＢの算出の開始直後において、出力電力のフィードバック値ＰＦＢは、出力電力のフィードバック値ＰＦＢが安定するまで徐々に上昇している。 As shown in FIGS. 5 and 6, in the simulation of calculating the feedback value PFB of the output power, the initial value of the output power was set to 0 W. Therefore, the feedback value PFB (active power PACT ) of the output power obtained by filtering the estimated value PEST of the output power by the low-pass filter 25d over a predetermined period is immediately after the start of the calculation of the feedback value PFB of the output power. In, the period before the start of the calculation of the feedback value PFB of the output power (the period when the estimated value PEST of the output power is 0 W) is also averaged. Therefore, immediately after the start of calculation of the output power feedback value P FB , the output power feedback value P FB gradually increases until the output power feedback value P FB stabilizes.

また、図６に示すＦＰＧＡによるシミュレーション結果と、図５に示す表計算ソフトによるシミュレーション結果（理論値）とにおいて、出力電力のフィードバック値ＰＦＢが安定するまでの時間が略一致した。すなわち、出力電力算出部２５ｃによる、サンプリング周期ＴＳ毎に出力電力のフィードバック値ＰＦＢ（有効電力ＰＡＣＴ）の算出が、実機において理論通り行われることが確認された。 Further, in the simulation result by FPGA shown in FIG. 6 and the simulation result (theoretical value) by the spreadsheet software shown in FIG. 5, the time until the feedback value PFB of the output power became stable was substantially the same. That is, it was confirmed that the output power feedback value PFB (active power PACT ) is calculated by the output power calculation unit 25c for each sampling cycle TS according to the theory in the actual machine.

（実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。 (Effect of embodiment)
In this embodiment, the following effects can be obtained.

本実施形態では、上記のように、電力変換装置２０は、出力電流ＩＯＵＴの１周期Ｔよりも短い間隔であるサンプリング周期ＴＳ毎に出力電力のフィードバック値ＰＦＢを算出する出力電力算出部２５ｃを備える。これにより、出力電力算出部２５ｃにより、サンプリング周期ＴＳ（出力電流ＩＯＵＴの１周期Ｔよりも短い間隔）毎に出力電力のフィードバック値ＰＦＢを算出することができるので、出力電力のフィードバック制御の応答時間を比較的短くすることができる。これに伴って、出力電力のフィードバック制御の結果に基づく出力電流ＩＯＵＴのフィードバック制御の応答時間も比較的短くすることができる。その結果、出力電力のフィードバック制御の結果に基づいて出力電流ＩＯＵＴのフィードバック制御を行う場合に、出力電流ＩＯＵＴが不安定になる（出力電流ＩＯＵＴにハンチングやオーバシュートが生じる）のを抑制することができる。 In the present embodiment, as described above, the power conversion device 20 is an output power calculation unit that calculates an output power feedback value PFB for each sampling cycle TS , which is an interval shorter than one cycle T of the output current I OUT . It is equipped with 25c. As a result, the output power calculation unit 25c can calculate the feedback value PFB of the output power for each sampling cycle TS (interval shorter than one cycle T of the output current I OUT ), so that the feedback control of the output power can be controlled. Response time can be relatively short. Along with this, the response time of the feedback control of the output current I OUT based on the result of the feedback control of the output power can also be relatively shortened. As a result, when the feedback control of the output current I OUT is performed based on the result of the feedback control of the output power, it is suppressed that the output current I OUT becomes unstable (hunting or overshoot occurs in the output current I OUT ). can do.

また、本実施形態では、上記のように、出力電力算出部２５ｃは、サンプリング周期ＴＳ（出力電流ＩＯＵＴの１周期Ｔよりも短い間隔）毎に取得された出力電力の推定値ＰＥＳＴに基づいて、サンプリング周期ＴＳ毎に出力電力のフィードバック値ＰＦＢを算出する。これにより、サンプリング周期ＴＳ毎に出力電力の推定値ＰＥＳＴを取得することにより、サンプリング周期ＴＳ毎に出力電力のフィードバック値ＰＦＢを算出することができる。 Further, in the present embodiment, as described above, the output power calculation unit 25c sets the estimated value PEST of the output power acquired for each sampling cycle TS (interval shorter than one cycle T of the output current I OUT ). Based on this, the feedback value PFB of the output power is calculated for each sampling period TS . Thereby, by acquiring the estimated value PEST of the output power for each sampling cycle TS , the feedback value PFB of the output power can be calculated for each sampling cycle TS .

また、本実施形態では、上記のように、出力電力算出部２５ｃは、サンプリング周期ＴＳ（出力電流ＩＯＵＴの１周期Ｔよりも短い間隔）毎に取得されたインバータ部２３の出力電圧ＶＯＵＴの推定値ＶＥＳＴと、サンプリング周期ＴＳ毎に取得された出力電流ＩＯＵＴとに基づいて、サンプリング周期ＴＳ毎に出力電力のフィードバック値ＰＦＢを算出する。これにより、サンプリング周期ＴＳ毎の出力電圧ＶＯＵＴの推定値ＶＥＳＴと、サンプリング周期ＴＳ毎の出力電流ＩＯＵＴとに基づいて、サンプリング周期ＴＳ毎の出力電力の推定値ＰＥＳＴを容易に算出することができる。 Further, in the present embodiment, as described above, the output power calculation unit 25c has the output voltage V OUT of the inverter unit 23 acquired for each sampling cycle TS (interval shorter than one cycle T of the output current I OUT ). The feedback value PFB of the output power is calculated for each sampling cycle TS based on the estimated value V EST of the above and the output current I OUT acquired for each sampling cycle TS . This facilitates the estimated value PEST of the output power for each sampling cycle TS based on the estimated value VEST of the output voltage V OUT for each sampling cycle TS and the output current I OUT for each sampling cycle TS. Can be calculated.

また、本実施形態では、上記のように、出力電力算出部２５ｃは、サンプリング周期ＴＳ（出力電流ＩＯＵＴの１周期Ｔよりも短い間隔）毎に取得されたインバータ部２３に入力される中間電圧ＶＩＮＴと、サンプリング周期ＴＳ毎に取得された（出力電流ＩＯＵＴを制御するための）ゲート信号Ｓとに基づいて、サンプリング周期ＴＳ毎に出力電圧ＶＯＵＴの推定値ＶＥＳＴを取得する。これにより、サンプリング周期ＴＳ毎のインバータ部２３に入力される中間電圧ＶＩＮＴと、サンプリング周期ＴＳ毎のゲート信号Ｓとに基づいて、サンプリング周期ＴＳ毎の出力電圧ＶＯＵＴの推定値ＶＥＳＴを容易に取得することができる。 Further, in the present embodiment, as described above, the output power calculation unit 25c is input to the inverter unit 23 acquired for each sampling cycle TS (interval shorter than one cycle T of the output current I OUT ). Based on the voltage V INT and the gate signal S (for controlling the output current I OUT ) acquired in each sampling cycle TS , the estimated value VEST of the output voltage V OUT is acquired in each sampling cycle TS. do. As a result, the estimated value V of the output voltage V OUT for each sampling cycle TS is based on the intermediate voltage VINT input to the inverter unit 23 for each sampling cycle TS and the gate signal S for each sampling cycle TS. The EST can be easily obtained.

また、本実施形態では、上記のように、出力電力算出部２５ｃは、サンプリング周期ＴＳ（出力電流ＩＯＵＴの１周期Ｔよりも短い間隔）毎に取得された出力電圧ＶＯＵＴの推定値ＶＥＳＴと、サンプリング周期ＴＳ毎に取得された出力電流ＩＯＵＴとの積である出力電力の推定値ＰＥＳＴに基づいて、サンプリング周期ＴＳ毎に出力電力のフィードバック値ＰＦＢを算出するように構成されている。これにより、サンプリング周期ＴＳ毎の出力電圧ＶＯＵＴの推定値ＶＥＳＴと、サンプリング周期ＴＳ毎の出力電流ＩＯＵＴとを乗算することにより、サンプリング周期ＴＳ毎の出力電力の推定値ＰＥＳＴを確実に算出することができる。 Further, in the present embodiment, as described above, the output power calculation unit 25c has the estimated value V of the output voltage V OUT acquired for each sampling cycle TS (interval shorter than one cycle T of the output current I OUT ). The feedback value PFB of the output power is calculated for each sampling cycle TS based on the estimated value PEST of the output power which is the product of the EST and the output current I OUT acquired for each sampling cycle TS . It is configured. As a result, by multiplying the estimated value VEST of the output voltage V OUT for each sampling cycle TS and the output current I OUT for each sampling cycle TS , the estimated value PEST of the output power for each sampling cycle TS Can be calculated reliably.

また、本実施形態では、上記のように、出力電力算出部２５ｃは、出力電力の推定値ＰＥＳＴを所定の期間に渡ってローパスフィルタ２５ｄによりフィルタリングすることにより、出力電力のフィードバック値ＰＦＢを算出する。これにより、サンプリング周期ＴＳ毎に取得された出力電力の推定値ＰＥＳＴを所定の期間に渡ってローパスフィルタ２５ｄによりフィルタリングすることにより、出力電力の推定値ＰＥＳＴが所定の期間において平均化された（無効電力（負荷１１で消費されない電力）が取り除かれた）有効電力ＰＡＣＴを算出することができる。その結果、出力電力のフィードバック値ＰＦＢを有効電力ＰＡＣＴとすることができるので、出力電力のフィードバック制御の精度を向上させることができる。 Further, in the present embodiment, as described above, the output power calculation unit 25c filters the estimated value PEST of the output power by the low-pass filter 25d over a predetermined period to obtain the feedback value PFB of the output power. calculate. As a result, the estimated output power PEST acquired for each sampling period TS is filtered by the low-pass filter 25d over a predetermined period, so that the estimated output power PEST is averaged over a predetermined period. It is also possible to calculate the active power PACT (with the reactive power (power not consumed by the load 11) removed). As a result, the feedback value PFB of the output power can be set as the active power PACT , so that the accuracy of the feedback control of the output power can be improved.

また、本実施形態では、上記のように、ＡＰＲ２５ａは、電力指令値ＰＣＯＭと、出力電力算出部２５ｃによりサンプリング周期ＴＳ毎に算出された出力電力のフィードバック値ＰＦＢとに基づいて、ＡＰＲフィードバック制御周期（出力電流ＩＯＵＴの１周期Ｔよりも短い間隔）毎に電流指令値ＩＣＯＭを制御する。これにより、ＡＰＲフィードバック制御周期毎に電流指令値ＩＣＯＭを制御するので、出力電力のフィードバック制御の応答時間を確実に短くすることができる。 Further, in the present embodiment, as described above, the APR 25a is based on the power command value PCO and the output power feedback value PFB calculated for each sampling cycle TS by the output power calculation unit 25c. The current command value ICOM is controlled for each feedback control cycle (interval shorter than one cycle T of the output current I OUT ). As a result, the current command value ICOM is controlled for each APR feedback control cycle, so that the response time for the feedback control of the output power can be reliably shortened.

また、本実施形態では、上記のように、ＡＣＲ２５ｂは、電流指令値ＩＣＯＭと、サンプリング周期ＴＳ毎に取得された出力電流ＩＯＵＴのフィードバック値ＩＦＢとに基づいて、ＡＣＲフィードバック制御周期（出力電流ＩＯＵＴの１周期Ｔよりも短い間隔）毎にゲート信号Ｓを制御する。これにより、ＡＣＲフィードバック制御周期毎にゲート信号Ｓを制御するので、出力電流ＩＯＵＴのフィードバック制御の応答時間を確実に短くすることができる。また、出力電力のフィードバック制御の応答時間と、出力電流ＩＯＵＴのフィードバック制御の応答時間とを共に短くすることができるので、出力電力のフィードバック制御の結果に基づいて出力電流ＩＯＵＴのフィードバック制御を行う場合に、出力電流ＩＯＵＴが不安定になる（出力電流ＩＯＵＴにハンチングやオーバシュートが生じる）のを効果的に抑制することができる。 Further, in the present embodiment, as described above, the ACR 25b has an ACR feedback control cycle (ACR feedback control cycle (ACR feedback control cycle) based on the current command value I COM and the feedback value I FB of the output current I OUT acquired for each sampling cycle TS . The gate signal S is controlled for each cycle (interval shorter than one cycle T of the output current I OUT ). As a result, since the gate signal S is controlled for each ACR feedback control cycle, the response time of the feedback control of the output current I OUT can be surely shortened. Further, since both the response time of the feedback control of the output power and the response time of the feedback control of the output current I OUT can be shortened, the feedback control of the output current I OUT can be performed based on the result of the feedback control of the output power. When this is done, it is possible to effectively suppress the output current I OUT from becoming unstable (hunting or overshoot occurs in the output current I OUT ).

［変形例］
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更（変形例）が含まれる。 [Modification example]
The embodiments disclosed this time should be considered to be exemplary and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is shown not by the description of the above embodiment but by the scope of claims, and further includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

たとえば、上記実施形態では、ＡＣＲフィードバック制御周期が、サンプリング周期ＴＳよりも長く、かつ、ＡＰＲフィードバック制御周期よりも短い例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ＡＣＲフィードバック制御周期が、サンプリング周期と等しくてもよいし、ＡＰＲフィードバック制御周期と等しくてもよいし、ＡＰＲフィードバック制御周期よりも長くてもよい。 For example, in the above embodiment, the ACR feedback control cycle is longer than the sampling cycle TS and shorter than the APR feedback control cycle, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the ACR feedback control cycle may be equal to the sampling cycle, may be equal to the APR feedback control cycle, or may be longer than the APR feedback control cycle.

また、上記実施形態では、ＡＰＲフィードバック制御周期が、サンプリング周期ＴＳよりも長い例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ＡＰＲフィードバック制御周期が、サンプリング周期と等しくてもよい。 Further, in the above embodiment, an example in which the APR feedback control cycle is longer than the sampling cycle TS is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the APR feedback control cycle may be equal to the sampling cycle.

また、上記実施形態では、出力電力算出部２５ｃ（算出部）を、出力電力の推定値ＰＥＳＴを所定の期間に渡ってローパスフィルタ２５ｄによりフィルタリングすることにより、出力電力のフィードバック値ＰＦＢを算出するように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、算出部を、出力電力の推定値をそのまま出力電力のフィードバック値とするように構成してもよい。 Further, in the above embodiment, the output power calculation unit 25c (calculation unit) calculates the feedback value PFB of the output power by filtering the estimated output power PEST with the low-pass filter 25d over a predetermined period. Although an example configured to do so is shown, the present invention is not limited to this. In the present invention, the calculation unit may be configured so that the estimated value of the output power is used as it is as the feedback value of the output power.

また、上記実施形態では、出力電力算出部２５ｃ（算出部）を、サンプリング周期ＴＳ（出力電流ＩＯＵＴの１周期Ｔよりも短い間隔）毎に取得された出力電圧ＶＯＵＴの推定値ＶＥＳＴと、サンプリング周期ＴＳ毎に取得された出力電流ＩＯＵＴと（の積である出力電力の推定値ＰＥＳＴ）に基づいて、サンプリング周期ＴＳ毎に出力電力のフィードバック値ＰＦＢを算出するように構成した（すなわち、出力電圧ＶＯＵＴの推定値ＶＥＳＴの取得間隔と、出力電流ＩＯＵＴの取得間隔と、出力電力のフィードバック値ＰＦＢの算出間隔とが、互いに等しい）例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、出力電圧の推定値の取得間隔と、出力電流の取得間隔と、出力電力のフィードバック値の算出間隔とが、互いに異なっていてもよい。 Further, in the above embodiment, the output power calculation unit 25c (calculation unit) is subjected to the estimated value V EST of the output voltage V OUT acquired for each sampling cycle TS (interval shorter than one cycle T of the output current I OUT ). And, based on the output current I OUT acquired for each sampling cycle TS and (estimated value PEST of the output power which is the product of), the feedback value PFB of the output power should be calculated for each sampling cycle TS . (That is, the acquisition interval of the estimated value VEST of the output voltage V OUT , the acquisition interval of the output current I OUT , and the calculation interval of the feedback value PFB of the output power are equal to each other). The present invention is not limited to this. In the present invention, the acquisition interval of the estimated output voltage value, the acquisition interval of the output current, and the calculation interval of the feedback value of the output power may be different from each other.

また、上記実施形態では、出力電力算出部２５ｃ（算出部）を、サンプリング周期ＴＳ（出力電流ＩＯＵＴの１周期Ｔよりも短い間隔）毎に取得されたインバータ部２３（電力変換部）に入力される中間電圧ＶＩＮＴ（直流電圧）と、サンプリング周期ＴＳ毎に取得されたゲート信号Ｓ（（出力電流ＩＯＵＴを制御するための）制御信号）とに基づいて、サンプリング周期ＴＳ毎に出力電圧ＶＯＵＴの推定値ＶＥＳＴを取得するように構成した（すなわち、インバータ部２３（電力変換部）に入力される中間電圧ＶＩＮＴ（直流電圧）の取得間隔と、ゲート信号Ｓ（（出力電流ＩＯＵＴを制御するための）制御信号）の取得間隔と、出力電圧ＶＯＵＴの推定値ＶＥＳＴの取得間隔とが、互いに等しい）例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、電力変換部に入力される直流電圧の取得間隔と、（出力電流を制御するための）制御信号の取得間隔と、出力電圧の推定値の取得間隔とが、互いに異なっていてもよい。 Further, in the above embodiment, the output power calculation unit 25c (calculation unit) is connected to the inverter unit 23 (power conversion unit) acquired for each sampling cycle TS (interval shorter than one cycle T of the output current I OUT ). Based on the input intermediate voltage VINT (DC voltage) and the gate signal S (control signal (to control the output current I OUT )) acquired for each sampling cycle TS , each sampling cycle TS The acquisition interval of the intermediate voltage VINT (DC voltage) input to the inverter unit 23 (power conversion unit) and the gate signal S (that is, the gate signal S (that is,) are configured to acquire the estimated value VEST of the output voltage V OUT . An example is shown in which the acquisition interval of the control signal) for controlling the output current I OUT and the acquisition interval of the estimated value VEST of the output voltage V OUT are equal to each other), but the present invention is not limited to this. .. In the present invention, even if the acquisition interval of the DC voltage input to the power conversion unit, the acquisition interval of the control signal (for controlling the output current), and the acquisition interval of the estimated value of the output voltage are different from each other. good.

また、上記実施形態では、出力電力算出部２５ｃ（算出部）を、サンプリング周期ＴＳ（出力電流ＩＯＵＴの１周期Ｔよりも短い間隔）毎に取得された出力電力の推定値ＰＥＳＴに基づいて、サンプリング周期ＴＳ毎に出力電力のフィードバック値ＰＦＢを算出するように構成した（すなわち、出力電力の推定値ＰＥＳＴの取得間隔と、出力電力のフィードバック値ＰＦＢの取得間隔とが、互いに等しい）例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、出力電力の推定値の取得間隔と、出力電力のフィードバック値の取得間隔とが、互いに異なっていてもよい。 Further, in the above embodiment, the output power calculation unit 25c (calculation unit) is based on the estimated value PEST of the output power acquired for each sampling cycle TS (interval shorter than one cycle T of the output current I OUT ). Therefore, the feedback value PFB of the output power is calculated for each sampling cycle TS (that is, the acquisition interval of the estimated value PEST of the output power and the acquisition interval of the feedback value PFB of the output power are set. Examples are shown (equal to each other), but the present invention is not limited to this. In the present invention, the acquisition interval of the estimated output power value and the acquisition interval of the feedback value of the output power may be different from each other.

また、上記実施形態では、出力電力算出部２５ｃ（算出部）を、出力電流ＩＯＵＴの１周期Ｔよりも短い間隔であるサンプリング周期ＴＳ毎に出力電力のフィードバック値ＰＦＢを算出するように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、算出部を、出力電流の１周期よりも短い間隔であれば、サンプリング周期以外の間隔毎に出力電力のフィードバック値を算出するように構成してもよい。 Further, in the above embodiment, the output power calculation unit 25c (calculation unit) calculates the feedback value PFB of the output power for each sampling cycle TS which is an interval shorter than one cycle T of the output current I OUT . Although the configured example is shown, the present invention is not limited to this. In the present invention, the calculation unit may be configured to calculate the feedback value of the output power at intervals other than the sampling cycle as long as the interval is shorter than one cycle of the output current.

１０ 誘導加熱装置本体
１１ 負荷
２０ 電力変換装置（誘導加熱装置用電力変換装置）
２３ インバータ部（電力変換部）
２５ａ ＡＰＲ（電力制御部）
２５ｂ ＡＣＲ（電流制御部）
２５ｃ 出力電力算出部（算出部）
２５ｄ ローパスフィルタ
１００ 誘導加熱装置
ＩＣＯＭ 電流指令値
ＩＦＢ 出力電流のフィードバック値
ＩＯＵＴ 出力電流
ＰＣＯＭ 電力指令値
ＰＥＳＴ 出力電力の推定値
ＰＦＢ 出力電力のフィードバック値
Ｓ ゲート信号（制御信号）
Ｔ （出力電流の）１周期
ＴＳ サンプリング周期
ＶＥＳＴ 出力電圧の推定値
ＶＩＮＴ 中間電圧（（電力変換部に入力される）直流電圧）
ＶＯＵＴ 出力電圧
10 Main body of induction heating device 11 Load 20 Power conversion device (power conversion device for induction heating device)
23 Inverter section (power conversion section)
25a APR (Power Control Unit)
25b ACR (current control unit)
25c output power calculation unit (calculation unit)
25d Low-pass filter 100 Inductive heating device I COM current command value I FB output current feedback value I OUT output current P COM power command value P EST output power estimation value P FB output power feedback value S Gate signal (control signal)
T (output current) 1 cycle TS sampling cycle V EST Output voltage estimate V INT intermediate voltage (DC voltage (input to the power converter))
V OUT output voltage

Claims (10)

誘導加熱コイルを含み、誘導加熱により金属の溶解を行う誘導加熱装置用電力変換装置であって、
入力された直流電圧を交流電圧に変換して前記誘導加熱コイルを含む負荷に出力する電力変換部と、
設定された電力指令値と、前記電力変換部の出力電力のフィードバック値とに基づいて、電流指令値を制御する電力制御部と、
前記電力制御部により制御された前記電流指令値と、前記電力変換部の出力電流のフィードバック値とに基づいて、前記出力電流を制御するための制御信号を制御する電流制御部と、
前記出力電流の１周期よりも短い間隔毎に前記出力電力のフィードバック値を算出する算出部と、を備える、誘導加熱装置用電力変換装置。 A power conversion device for an induction heating device that includes an induction heating coil and melts metal by induction heating.
A power conversion unit that converts the input DC voltage into an AC voltage and outputs it to the load including the induction heating coil.
A power control unit that controls the current command value based on the set power command value and the feedback value of the output power of the power conversion unit.
A current control unit that controls a control signal for controlling the output current based on the current command value controlled by the power control unit and the feedback value of the output current of the power conversion unit.
A power conversion device for an induction heating device, comprising a calculation unit for calculating a feedback value of the output power at intervals shorter than one cycle of the output current. 前記算出部は、前記出力電流の１周期よりも短い間隔毎に取得された前記出力電力の推定値に基づいて、前記出力電力のフィードバック値を算出する、請求項１に記載の誘導加熱装置用電力変換装置。 The induction heating device according to claim 1, wherein the calculation unit calculates a feedback value of the output power based on an estimated value of the output power acquired at intervals shorter than one cycle of the output current. Power converter. 前記算出部は、前記出力電流の１周期よりも短い間隔毎に取得された前記電力変換部の出力電圧の推定値と、前記出力電流の１周期よりも短い間隔毎に取得された前記出力電流とに基づいて、前記出力電力のフィードバック値を算出する、請求項２に記載の誘導加熱装置用電力変換装置。 The calculation unit has an estimated value of the output voltage of the power conversion unit acquired at intervals shorter than one cycle of the output current, and the output current acquired at intervals shorter than one cycle of the output current. The power conversion device for an induction heating device according to claim 2, which calculates the feedback value of the output power based on the above. 前記算出部は、前記出力電流の１周期よりも短い間隔毎に取得された前記電力変換部に入力される直流電圧と、前記出力電流の１周期よりも短い間隔毎に取得された前記制御信号とに基づいて、前記出力電圧の推定値を取得する、請求項３に記載の誘導加熱装置用電力変換装置。 The calculation unit includes a DC voltage input to the power conversion unit acquired at intervals shorter than one cycle of the output current, and the control signal acquired at intervals shorter than one cycle of the output current. The power conversion device for an induction heating device according to claim 3, which acquires an estimated value of the output voltage based on the above. 前記算出部は、前記出力電圧の推定値と前記出力電流との積である前記出力電力の推定値に基づいて、前記出力電力のフィードバック値を算出する、請求項３または４に記載の誘導加熱装置用電力変換装置。 The induced heating according to claim 3 or 4, wherein the calculation unit calculates a feedback value of the output power based on the estimated value of the output power, which is the product of the estimated value of the output voltage and the output current. Power converter for equipment. 前記算出部は、前記出力電力の推定値を所定の期間に渡ってローパスフィルタによりフィルタリングすることにより、前記出力電力のフィードバック値を算出する、請求項２～５のいずれか１項に記載の誘導加熱装置用電力変換装置。 The induction according to any one of claims 2 to 5, wherein the calculation unit calculates a feedback value of the output power by filtering the estimated value of the output power with a low-pass filter over a predetermined period. Power conversion device for heating equipment. 前記電力制御部は、前記電力指令値と、前記出力電力のフィードバック値とに基づいて、前記出力電流の１周期よりも短い間隔毎に前記電流指令値を制御する、請求項１～６のいずれか１項に記載の誘導加熱装置用電力変換装置。 Any of claims 1 to 6, wherein the power control unit controls the current command value at intervals shorter than one cycle of the output current based on the power command value and the feedback value of the output power. The power conversion device for an induction heating device according to item 1. 前記電流制御部は、前記電流指令値と、前記出力電流の１周期よりも短い間隔毎に取得された前記出力電流のフィードバック値とに基づいて、前記出力電流の１周期よりも短い間隔毎に前記制御信号を制御する、請求項７に記載の誘導加熱装置用電力変換装置。 The current control unit is based on the current command value and the feedback value of the output current acquired at intervals shorter than one cycle of the output current, at intervals shorter than one cycle of the output current. The power conversion device for an induction heating device according to claim 7, which controls the control signal. 前記算出部は、前記出力電流の１周期よりも短い間隔であるサンプリング周期毎に前記出力電力のフィードバック値を算出する、請求項１～８のいずれか１項に記載の誘導加熱装置用電力変換装置。 The power conversion for an induction heating device according to any one of claims 1 to 8, wherein the calculation unit calculates a feedback value of the output power for each sampling cycle having an interval shorter than one cycle of the output current. Device. 誘導加熱コイルを含み、誘導加熱により金属の溶解を行う誘導加熱装置本体と、
入力された直流電圧を交流電圧に変換して前記誘導加熱コイルを含む負荷に出力する電力変換部と、
設定された電力指令値と、前記電力変換部の出力電力のフィードバック値とに基づいて、電流指令値を制御する電力制御部と、
前記電力制御部により制御された前記電流指令値と、前記電力変換部の出力電流のフィードバック値とに基づいて、前記出力電流を制御するための制御信号を制御する電流制御部と、
前記出力電流の１周期よりも短い間隔毎に前記出力電力のフィードバック値を算出する算出部と、を備える、誘導加熱装置。 The main body of the induction heating device, which includes an induction heating coil and melts the metal by induction heating,
A power conversion unit that converts the input DC voltage into an AC voltage and outputs it to the load including the induction heating coil.
A power control unit that controls the current command value based on the set power command value and the feedback value of the output power of the power conversion unit.
A current control unit that controls a control signal for controlling the output current based on the current command value controlled by the power control unit and the feedback value of the output current of the power conversion unit.
An induction heating device including a calculation unit for calculating a feedback value of the output power at intervals shorter than one cycle of the output current.
JP2020189296A 2020-11-13 2020-11-13 Power converter for induction heating device and induction heating device Active JP7480680B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020189296A JP7480680B2 (en) 2020-11-13 2020-11-13 Power converter for induction heating device and induction heating device
CN202111147909.6A CN114499222A (en) 2020-11-13 2021-09-29 Power conversion device for induction heating device and induction heating device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020189296A JP7480680B2 (en) 2020-11-13 2020-11-13 Power converter for induction heating device and induction heating device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022078552A true JP2022078552A (en) 2022-05-25
JP7480680B2 JP7480680B2 (en) 2024-05-10

Family

ID=81492083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020189296A Active JP7480680B2 (en) 2020-11-13 2020-11-13 Power converter for induction heating device and induction heating device

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7480680B2 (en)
CN (1) CN114499222A (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5221708B2 (en) 2011-05-24 2013-06-26 北芝電機株式会社 Induction melting furnace controller
JP6013532B2 (en) 2015-02-23 2016-10-25 株式会社ダイヘン Inverter device, induction heating device including this inverter device, and wireless power feeder

Also Published As

Publication number Publication date
CN114499222A (en) 2022-05-13
JP7480680B2 (en) 2024-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9144856B2 (en) Welding power supply with digital controller
US8546726B2 (en) Systems and devices for determining weld cable inductance
Kushwaha et al. Controller design for Cuk converter using model order reduction
US6917531B2 (en) Power supply system
CN111679582B (en) Finite time backstepping control system and method for front-end rectifier of bidirectional charger
JPH05176549A (en) Method and device for adaptive control for power converter
He et al. Design and analysis of adaptive sliding-mode-like controller for DC–DC converters
Moon et al. Hybrid-mode PFM control for LLC resonant converter
JPH0746834A (en) Power supply
CN112544033A (en) AC inverter with effective neutral balance
JP2015501133A (en) System and method for controlling output ripple of a DC-DC converter using leading edge modulation control using current injection method
JP2022078552A (en) Power conversion device for induction heating device and induction heating device
CN113271026A (en) Power conversion device
CN108521143B (en) Alternating current-direct current hybrid micro-grid-connected robust control method considering uncertainty
CN110943620A (en) Phase-shifting sliding mode control method and system of LLC resonant DC converter
KR101848903B1 (en) Sliding mode controller for dual active bridge converter
JP2017153250A (en) Interconnection controller
Mizushima et al. High/low pulse generation of deadbeat based high power DC-DC converter with very short rise time
JP2004180407A (en) Power unit
JP2572433B2 (en) Power supply for arc welding and cutting
Thelukuntla et al. Analysis of single phase asymmetric Z-source inverter
Miret et al. Non-linear control of a power-factor-correction rectifier with fast dynamic response
JP3570173B2 (en) Control circuit provided in a device that generates direct current from alternating current
JP3915977B2 (en) Control circuit for series-parallel power supply
JPH0713440Y2 (en) AC power supply

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20231016

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240326

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240327

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240408

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7480680

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150