JP2023092255A - High-frequency induction heating system and high-frequency induction heating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高周波電源から見た負荷インピーダンスの最適化が可能な整合部を備える高周波誘導加熱装置及び高周波誘導加熱方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high-frequency induction heating apparatus and a high-frequency induction heating method having a matching section capable of optimizing a load impedance viewed from a high-frequency power source.
金属等の導電性を有する被加熱物を加熱する方法として、電磁誘導を利用した誘導加熱がある。誘導加熱では、高周波電源によって高周波電流を給電することでコイルの周囲に生じる交番磁界が用いられる。誘導加熱では、その交番磁界により被加熱物に磁束が供給されることで、被加熱物に誘導電流(渦電流)が生じる。その渦電流と被加熱物の電気抵抗とにより生じる発熱によって、被加熱物自身が発熱して加熱される。そのため、高速で効率の良い昇温が可能であるといった特徴を備えている。このような特徴を活かし、近年、高周波誘導加熱は、種々の分野で広く採用されている。一方、カーボンニュートラルの実現に向け、電力量の削減に注目が集まり、高周波誘導加熱においても、電力量の低減が課題の1つとなっている。 2. Description of the Related Art Induction heating using electromagnetic induction is known as a method for heating a conductive object such as a metal. Induction heating uses an alternating magnetic field generated around a coil by supplying high-frequency current from a high-frequency power supply. In induction heating, magnetic flux is supplied to the object to be heated by the alternating magnetic field, and an induced current (eddy current) is generated in the object to be heated. Due to the heat generated by the eddy current and the electrical resistance of the object to be heated, the object itself generates heat and is heated. Therefore, it has the feature of being able to raise the temperature at high speed and with good efficiency. Taking advantage of such features, high-frequency induction heating has been widely used in various fields in recent years. On the other hand, in order to realize carbon neutrality, attention has been focused on reducing the amount of electric power, and reduction of the amount of electric power has become one of the issues in high-frequency induction heating.
例えば、特許文献1では、負荷インピーダンスが異なる種々の被加熱物(鋼板)に対して最大電源出力を得られる高周波加熱装置が開示されている。その中で、整合変圧器の2次巻線を、中間接点の切り替えにより切替可能な状態で複数用意し、被加熱物により異なる負荷インピーダンスに応じて整合変圧器の2次巻線を切り替えることで、鋼板の負荷インピーダンスが変化しても、電源から最大の出力を取り出せる技術が示されている。
For example,
特許文献1に開示される開閉装置は、整合変圧器の2次側の巻数を、種々の被加熱物に合わせて選択できるため、最大効率で被加熱物を加熱できる。一方、例えば、被加熱物が強磁性体である場合、加熱中に被加熱物の温度がキュリー温度に達すると、強磁性体から常磁性体への物性変化が生じる。この物性変化に伴い、加熱コイルと被加熱物との磁気結合が弱くなり、負荷インピーダンスが低くなるため、被加熱物への投入電力(被加熱物に生じる渦電流)が減少し、加熱不足となる可能性がある。負荷インピーダンスに影響を与えるような、加熱による物性変化を起こす被加熱物に対し、高周波誘導加熱を用いて、高効率で被加熱物を加熱できるように、被加熱物への投入電力を高く、且つ安定させるためには、被加熱物の物性変化前後での、高周波電源から見た負荷インピーダンスの最適化が必要となる。しかし、特許文献1では、被加熱物の物性変化に伴う加熱中の負荷インピーダンスの変化に着目していないため、加熱中に負荷インピーダンスが変化する場合、電源から見た負荷側のインピーダンスの調整が困難といえる。仮に、加熱中の負荷インピーダンス変化に対応できたとしても、特許文献1の2次巻線の切替手段は、エアシリンダを使用した複雑な機構であり、切り替えに時間を要するため、加熱能力に影響が出る可能性がある。さらに、特許文献1の高周波加熱装置は、最大電源出力を得るため、過加熱状態となることも考えられる。
In the switchgear disclosed in
そこで、本発明の目的は、高周波電源から見た負荷インピーダンスの最適化が可能な整合部を備える高周波誘導加熱装置及び高周波誘導加熱方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a high-frequency induction heating apparatus and a high-frequency induction heating method having a matching section capable of optimizing the load impedance viewed from a high-frequency power source.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、任意の周波数で出力可能な高周波電源と、高周波電源に接続された加熱コイルとを備える高周波誘導加熱装置であって、高周波電源と加熱コイルとの間に、整合部を備え、整合部は、整合トランスと、コンデンサと、整合トランスの一次側巻線の巻数を任意に選択するための切替手段とを備えることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、任意の周波数で出力可能な高周波電源と、高周波電源に接続された加熱コイルと、高周波電源と加熱コイルとの間に設けられ、整合トランスと、コンデンサと、整合トランスの一次側巻線の巻数を任意に選択するための切替手段とを備える整合部と、を備える高周波誘導加熱装置を用いて、被加熱物の加熱を実行する高周波誘導加熱方法であって、被加熱物の加熱に伴う被加熱物の変化に応じて、整合トランスの一次側巻線の巻数の切替を行い、高周波電源から見た負荷側のインピーダンスの最適化を行うことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
According to the second aspect of the invention, there is provided a high-frequency power supply capable of outputting at an arbitrary frequency, a heating coil connected to the high-frequency power supply, and a matching transformer, a capacitor, and a matching power supply provided between the high-frequency power supply and the heating coil. A high-frequency induction heating method for heating an object to be heated using a high-frequency induction heating device comprising a matching unit including switching means for arbitrarily selecting the number of turns of a primary winding of a transformer, The number of turns of the primary side winding of the matching transformer is switched according to the change in the heated object due to the heating of the heated object, and the impedance on the load side viewed from the high frequency power supply is optimized.
本発明によれば、高周波電源から見た負荷側のインピーダンスの最適化ができるため、特に、加熱に伴う物性変化を生じる被加熱物に対し、被加熱物への投入電力を高く、且つ安定した状態での加熱が可能となり、高効率で被加熱物を加熱できる。また、ピーク出力及び出力の低下を抑えることが可能となるため、安定した電力の供給、ひいては電源盤の定格容量を下げることに繋がり、電源盤のサイズを縮小できるため、省スペース化した設備の提供が可能となる。 According to the present invention, it is possible to optimize the impedance on the load side as seen from the high-frequency power source. It is possible to heat the object while it is in the same state, and the object to be heated can be heated with high efficiency. In addition, since it is possible to suppress the peak output and the decrease in output, it leads to a stable power supply, which leads to a reduction in the rated capacity of the power panel, and the size of the power panel can be reduced, so it can be used for space-saving equipment. can be provided.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の高周波誘導加熱装置を示す回路図である。
高周波誘導加熱装置1は、図1に示すように、高周波電源2と、整合部3と、加熱コイル4とを備える。高周波誘導加熱装置1は、金属等の導電性を有する被加熱物(以下、ワークW)の加熱に用いられる。
高周波電源2は、所定の電流量で、任意の周波数の高周波電流を出力可能である。
高周波電源2から高周波電流を加熱コイル4に通電することで、加熱コイル4の周囲に生じる磁場によりワークWに磁束が供給され、磁束に誘起されてワークWに渦電流が生じ、その渦電流とワークWの電気抵抗とにより生じる発熱によって、ワークWが直接加熱される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a circuit diagram showing a high frequency induction heating apparatus of the present invention.
A high-frequency
The high-
By energizing the
整合部3は、整合トランス5と、コンデンサ6とを備える。コンデンサ6は、加熱コイル4と直列に組み合うように設けられる。加熱コイル4のインダクタンスとコンデンサ6の静電容量と高周波電流の周波数とを適切に選択することで共振回路を構成できる。共振回路とすることで、加熱コイル4に通電する高周波電流の振幅を最大限大きくできる。
整合トランス5は、一次側巻線5aと二次側巻線5bとを備え、二次側巻線5bは所定の巻数で形成される。一方、一次側巻線5aは、所定の巻数で形成されると共に、巻線上には、切替手段として、所望の巻数ごとにタップを切った銅バーと、各銅バーに繋がった電磁接触器7が設けられている。それぞれの電磁接触器7は切替可能となっている。ここでは、2つの異なる巻数の位置にそれぞれ電磁接触器7a,7bが設けられた場合を図示している。
The matching
The matching
以下、本発明の高周波誘導加熱装置1及び本発明に属さない従来型の高周波誘導加熱装置10を用いたワークWの加熱試験結果を示すと共に、高周波誘導加熱装置1を用いたワークWの加熱方法について説明する。
図2は、ワーク形状と温度測定箇所を示す説明図である。図3は、従来型の高周波誘導加熱装置を示す回路図である。図4は、従来型の高周波誘導加熱装置を用いた場合の1次電力とワークの温度との推移を示すグラフである。図5は、本発明の高周波誘導加熱装置を用いた場合の1次電力とワークの温度との推移とを示すグラフである。
以下の加熱試験結果の説明において、加熱試験用のワークWとして、図2に示すような、鉄製の略円柱状部材を用い、ワークWの温度は、ワークWの外表面における先端から20mmの点(測定点F)で計測を行った。なお、ワークWの材料となる鉄は、約770℃にキュリー点を有し、キュリー点を超えることにより、強磁性体から常磁性体への物性変化を生じる。
Hereinafter, the heating test results of the work W using the high-frequency
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a workpiece shape and temperature measurement points. FIG. 3 is a circuit diagram showing a conventional high-frequency induction heating device. FIG. 4 is a graph showing changes in primary power and work temperature when a conventional high-frequency induction heating apparatus is used. FIG. 5 is a graph showing changes in primary power and work temperature when the high-frequency induction heating apparatus of the present invention is used.
In the following explanation of the results of the heating test, as shown in FIG. Measurement was performed at (measurement point F). Note that iron, which is the material of the work W, has a Curie point at about 770° C., and when it exceeds the Curie point, it changes from a ferromagnetic material to a paramagnetic material.
ワークWの加熱試験では、ワークWの加熱範囲を加熱コイル4内に納めた後、高周波電源2から加熱コイル4に高周波電流を通電し、ワークWを加熱コイル4の誘導加熱により加熱した。加熱開始から、測定点Fにおいて目標の1100℃を計測するまでの間、測定点Fにおける温度と、高周波誘導加熱装置における1次電力とを測定した。
In the heating test of the workpiece W, after the heating range of the workpiece W was placed within the
ここで、従来型の高周波誘導加熱装置10を用いたワークWの加熱試験について説明する。
従来型の高周波誘導加熱装置10は、図3に示すように、定格容量600kWの高周波電源20と、整合部30と、加熱コイル4とを備える。整合部30は整合トランス50とコンデンサ6とを備える。
従来型の高周波誘導加熱装置10を用いたワークWの加熱試験結果が、図4に示される。
高周波電源20から、高周波電流を回路に通電して、ワークWの加熱を行った。加熱開始から約15秒経過するまでは、1次電力、ワークWの温度共に順調に上昇していることが分かる。しかし、測定点Fの温度が、鉄のキュリー点である770℃付近に至ると、1次電力が急激に低下していることが分かる。これは、ワークWの温度がキュリー点に達したことで、ワークWに強磁性体から常磁性体への物性変化が生じ、これにより加熱コイル4とワークWとの磁気結合が弱くなり、加熱コイル4の出力が低下して加熱効率が下がったため、と考えられる。加熱コイル4の出力低下は、ワークWと加熱コイル4との磁気結合の弱化により、加熱コイル4のインピーダンスが減少して2次電圧が低下したことに起因すると考えられる。1次電力の低下は、加熱後約15秒から始まり、約45秒経過するまで続いている。その後も加熱を続け、測定点Fにおいて約1100℃となった時点、すなわち加熱開始から約60秒経過した時点で、高周波誘導加熱装置10の稼働を停止し、ワークWの加熱を終了した。
高周波誘導加熱装置10を用いた加熱試験における加熱時の積算電力量は約6kWhであった。
Here, a heating test of the workpiece W using the conventional high-frequency
A conventional high-frequency
FIG. 4 shows the heating test results of the workpiece W using the conventional high-frequency
A high-frequency current was applied to the circuit from the high-
In the heating test using the high-frequency
次に、本発明の高周波誘導加熱装置1を用いたワークWの加熱試験について説明する。
高周波誘導加熱装置1において、高周波電源2の定格容量は400kWとなっている。整合トランス5において、電磁接触器7a,7bが設けられる一次側巻線5a上の位置は、予め、後述するキュリー温度到達前後の2次電力の変化に応じて一次側巻線5aと二次側巻線5bとの巻数比を算出し、その結果を基に設定される。
本発明の高周波誘導加熱装置1を用いたワークWの加熱試験結果が、図5に示される。
高周波電源2から、高周波電流を加熱コイル4に通電して、ワークWの加熱を行った。加熱開始時において、整合トランス5では、電磁接触器7aが接続されている。加熱開始から約35秒経過するまでは、1次電力、ワークWの温度共に順調に上昇していることが分かる。
加熱開始から約35秒経過後、一度、1次電力がゼロになっているが、この間に、電磁接触器7aから電磁接触器7bへの回路の切り替えを行ったためである。これは、ワークWがキュリー温度に達することによるワークのインピーダンスの低下に対し、ワークのインピーダンスの低下分を補うよう、整合トランス5の一次側で負荷インピーダンスを最適化することで、1次電力の安定化を行い、加熱コイル4の安定した出力を確保するためである。ワークWの温度がキュリー点に至り、物性変化を起こす前に、電磁接触器7aから電磁接触器7bに切り替えることで、加熱コイル4の出力を低下させることなく、安定した出力でワークWの加熱を行える。
電磁接触器7aから電磁接触器7bへの切替後、高周波電源2からの通電を再開し、加熱開始から約65秒経過後、測定点Fにおいて、約1100℃となった時点で、高周波誘導加熱装置1の稼働を停止し、ワークWの加熱を終了した。
Next, a heating test of the workpiece W using the high-frequency
In the high frequency
FIG. 5 shows the result of a heating test of the workpiece W using the high-frequency
A high-frequency current was applied to the
After about 35 seconds from the start of heating, the primary power becomes zero once, but during this time the circuit was switched from the
After switching from the
本発明の高周波誘導加熱装置1を用いた加熱試験における加熱時の積算電力量は約4.7kWhであった。ここで、従来型の高周波誘導加熱装置10(定格容量600kW)を用いた加熱試験の結果と比較すると、高周波誘導加熱装置1(定格容量400kW)を用いることで、電源の定格容量を低下させても、高出力の電源を用いた場合と同様の加熱が行えることが分かる。また、ワークWの物性変化に伴う加熱コイル4の出力低下を、整合トランス5の一次側巻線の巻数比切替により抑えられることが分かる。
In the heating test using the high-frequency
上述の様に、本発明の高周波誘導加熱装置1を用いる高周波誘導加熱方法は、ワークWの加熱に際し、ワークWが物性変化を起こす温度帯において、ワークWの物性変化に伴うワークWのインピーダンス低下、すなわち負荷インピーダンスの低下に応じて、整合部3の整合トランス5の一次側巻線5aの巻数を電磁接触器7の切り替えによって変更することで、整合トランス5の一次側で負荷インピーダンスの最適化を行うものである。インピーダンスの最適化により、1次電力の最適化を行い、加熱コイル4の安定した出力を確保することができる。従って、ピーク出力及び出力の低下を抑えることが可能となるため、安定した電力の供給、ひいては電源盤の定格容量を下げることに繋がり、電源盤のサイズを縮小できるため、省スペース化した設備の提供が可能となる。
As described above, in the high-frequency induction heating method using the high-frequency
上記形態の高周波誘導加熱装置1は、高周波電源2と、高周波電源2に接続された加熱コイル4とを備え、高周波電源2と加熱コイル4との間に、整合部3を備え、整合部3は、整合トランス5と、コンデンサ6と、整合トランス5の一次側巻線5aの巻数を選択するための切替手段として複数の電磁接触器7と、を備える。
また、上記形態の高周波誘導加熱方法は、高周波誘導加熱装置1を用いて、ワークWの加熱を実行する際に、ワークWの加熱に伴うワークWの物性変化に応じて、整合トランス5の一次側巻線5aの巻数の切替を行い、高周波電源2から見た負荷側のインピーダンスの最適化を行う。
このようにして構成される高周波誘導加熱装置1及び高周波誘導加熱方法によれば、高周波電源2から見た負荷側のインピーダンスの最適化ができるため、特に、加熱に伴う物性変化を生じるワークWに対し、ワークWへの投入電力を高く、且つ安定した状態での加熱が可能となり、高効率でワークWを加熱できる。また、ピーク出力及び出力の低下を抑えることが可能となるため、安定した電力の供給、ひいては電源盤の定格容量を下げることに繋がり、電源盤のサイズを縮小できるため、省スペース化した設備の提供が可能となる。
The high-frequency
Further, in the high-frequency induction heating method of the above embodiment, when the high-frequency
According to the high-frequency
最後に、本発明の高周波誘導加熱装置1及び高周波誘導加熱方法を用いるワークWの高周波誘導加熱システムについて説明する。
図6は、本発明の高周波誘導加熱装置を用いる高周波誘導加熱システムの説明図であって、(a)は斜視図、(b)は搬出側から見た側面図である。
高周波誘導加熱システムSは、高周波誘導加熱装置1と、ワークWを把持するための把持部M1を備える多関節式のマニピュレータMと、加熱処理前のワークWを収容するワーク搬入台8と、加熱処理後のワークWを収容するワーク搬出台9とを備える。
ここでは、高周波誘導加熱装置1は、内部に加熱コイル4が上下方向に延びるよう配置されるものであり、長尺棒状部材であるワークWが、誘導加熱部1aの下面に設けられた挿入孔を介し、その内部の加熱コイル4に下方から挿入されるものを想定している。
Finally, a high-frequency induction heating system for workpieces W using the high-frequency
6A and 6B are explanatory diagrams of a high-frequency induction heating system using the high-frequency induction heating apparatus of the present invention, in which (a) is a perspective view and (b) is a side view seen from the unloading side.
The high-frequency induction heating system S includes a high-frequency
Here, the high-frequency
まず、ワーク搬入台8に収容された加熱処理前のワークWの加熱されない側の端部を、マニピュレータMが把持部M1によって把持し、高周波誘導加熱装置1の下方へ、ワークの長手方向が、鉛直方向を向く様な姿勢として移動させる。
次に、高周波誘導加熱装置1に、下方からワークWを挿入する。このとき、ワークWの被加熱範囲が、高周波誘導加熱装置1内部に設けられた加熱コイル4に挿入されるようにする。
その後、上記高周波誘導加熱方法に従い、ワークWを所定温度まで加熱し、加熱処理を行う。
加熱終了後、マニピュレータMは、加熱処理後のワークWをワーク搬出台9へと移動させ、加熱処理後のワークWが搬出される。
ワーク搬出台9は、成形等の後工程を行うための装置自体、または後工程を行うための装置に繋がっているものであっても良いし、他のマニピュレータ等がワーク搬出台9から後工程を行うための装置に搬送するシステムであっても良い。
First, the manipulator M grips the non-heated end of the unheated workpiece W stored in the workpiece loading table 8 with the grip part M1, and moves the workpiece downward in the high-frequency
Next, the workpiece W is inserted into the high-frequency
After that, according to the high-frequency induction heating method, the workpiece W is heated to a predetermined temperature and heat-treated.
After the heating is finished, the manipulator M moves the heat-treated work W to the work unloading table 9, and the heat-treated work W is unloaded.
The work unloading table 9 may be a device itself for performing post-processes such as molding, or may be connected to a device for performing post-processes. It may be a system that transports to an apparatus for performing.
以上は、本発明を図示例に基づいて説明したものであり、その技術範囲はこれに限定されるものではない。
例えば、整合部における切替手段は、被加熱物の変化に応じてインピーダンス調整ができれば、切替点の数は限定されない。そのため、タップと電磁接触器の組み合わせのように予め巻数設定して切り替えるもの以外にも、任意に巻数を変更可能な可変トランスのような仕組みを利用しても良い。さらに、高周波誘導加熱方法において行われるインピーダンス調整のための整合トランスの一次側巻線の巻数変更は、任意の回数行われて良い。加えて、巻数の切り替えは、手動行われても良いし、経過時間等の任意の条件の下、自動で変更されるようにしても良い。
また、ワークは、材質及び形状を任意に設定できる。ただし、温度変化に起因する物性変化能を有する材質を用いる場合、高周波誘導加熱装置での加熱前に、物性変化を生じる温度及び物性変化前後の負荷インピーダンスの変化を確認することが望ましい。
また、高周波誘導加熱装置は、ワークの物性変化だけでなく、材質や形状、温度、電力量、加熱コイルへのワーク挿入量等が変化することによるインピーダンス変化にも、事前にデータを収集し、整合トランスの一次側巻線の巻数決定と、誘導加熱中の巻数切替を行うことで、対応できる。
また、高周波誘導加熱システムは、本発明の高周波誘導加熱装置を備えていれば良く、高周波誘導加熱装置へのワークの挿入に係るロボットであれば上述の多関節式マニピュレータに限らず、種々の機構のロボットを採用可能である。さらに、ロボットを用いず、例えばシリンダー等でワークを高周波誘導加熱装置に挿入するようにしても良い。加えて、高周波誘導加熱装置の設置方向は、上述の説明において、下方からワークを挿入する向きであったが、例えばワークを地面と水平に移動させて高周波誘導加熱装置に挿入する向きとしても良いし、任意に設定できる。加えて、整合トランスの巻数切替と連動させることも可能な、温度計や電力計等のセンサ類を搭載していても良い。
The present invention has been described above based on the illustrated examples, and the technical scope thereof is not limited thereto.
For example, the number of switching points of the switching means in the matching section is not limited as long as the impedance can be adjusted according to changes in the object to be heated. Therefore, in addition to a combination of a tap and an electromagnetic contactor that switches by setting the number of turns in advance, a mechanism such as a variable transformer that can arbitrarily change the number of turns may be used. Furthermore, the number of turns of the primary winding of the matching transformer for impedance adjustment performed in the high-frequency induction heating method may be changed any number of times. In addition, the number of turns may be switched manually, or may be automatically changed under arbitrary conditions such as elapsed time.
Also, the material and shape of the work can be arbitrarily set. However, when using a material that has the ability to change physical properties due to temperature changes, it is desirable to check the temperature at which physical properties change and the change in load impedance before and after the change in physical properties before heating with a high-frequency induction heating device.
In addition, the high-frequency induction heating equipment collects data in advance not only for changes in the physical properties of the workpiece, but also for impedance changes due to changes in the material, shape, temperature, power consumption, amount of workpiece inserted into the heating coil, etc. This can be handled by determining the number of turns of the primary side winding of the matching transformer and switching the number of turns during induction heating.
Further, the high-frequency induction heating system may include the high-frequency induction heating device of the present invention, and any robot related to inserting a workpiece into the high-frequency induction heating device is not limited to the above-described articulated manipulator, and various mechanisms may be used. of robots can be adopted. Furthermore, the workpiece may be inserted into the high-frequency induction heating device using, for example, a cylinder without using the robot. In addition, in the above description, the direction in which the high-frequency induction heating device is installed is the direction in which the work is inserted from below. can be set arbitrarily. In addition, sensors such as a thermometer, a power meter, etc., which can be interlocked with the switching of the number of windings of the matching transformer, may be mounted.
1・・高周波誘導加熱装置、2・・高周波電源、3・・整合部、4・・加熱コイル、5・・整合トランス、5a・・一次側巻線、5b・・二次側巻線、7・・電磁接触器(切替手段)、W・・ワーク(被加熱物)、N1・・一次側巻線の巻数、N2・・二次側巻線の巻数。
1 High-frequency
本発明は、高周波電源から見た負荷インピーダンスの最適化が可能な整合部を備える高周波誘導加熱装置を用いた高周波誘導加熱システム及び高周波誘導加熱方法に関する。 The present invention relates to a high-frequency induction heating system and a high-frequency induction heating method using a high-frequency induction heating apparatus having a matching section capable of optimizing the load impedance viewed from a high-frequency power supply.
そこで、本発明の目的は、高周波電源から見た負荷インピーダンスの最適化が可能な整合部を備える高周波誘導加熱装置を用いた高周波誘導加熱システム及び高周波誘導加熱方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a high-frequency induction heating system and a high-frequency induction heating method using a high-frequency induction heating apparatus having a matching section capable of optimizing the load impedance viewed from the high-frequency power source.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、任意の周波数で出力可能な高周波電源と、高周波電源に接続された加熱コイルとを有する高周波誘導加熱装置と、被加熱物を把持するための把持部を有するマニピュレータと、加熱処理前の被加熱物を収容するワーク搬入台と、加熱処理後の被加熱物を収容するワーク搬出台とを備える高周波誘導加熱システムであって、高周波誘導加熱装置は、高周波電源と加熱コイルとの間に、整合部を備え、整合部は、整合トランスと、コンデンサと、整合トランスの一次側巻線の巻数を任意に選択するための切替手段とを備え、加熱コイルが、高周波誘導加熱装置に、上下方向に延びるよう配置され、マニピュレータが、ワーク搬入台に収容された被加熱物の一方の端部を把持して、他方の端部を、加熱コイルの一端側から挿入し、高周波誘導加熱による加熱処理を行う中で、被加熱物の加熱に伴う被加熱物の変化に応じて、整合トランスの一次側巻線の巻数の切替を行い、高周波電源から見た負荷側のインピーダンスの最適化を行うことを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、任意の周波数で出力可能な高周波電源と、高周波電源に接続された加熱コイルとを有し、高周波電源と加熱コイルとの間に設けられ、整合トランスと、コンデンサと、整合トランスの一次側巻線の巻数を任意に選択するための切替手段とを備える整合部と、を備え、加熱コイルが、高周波誘導加熱装置に、上下方向に延びるよう配置される高周波誘導加熱装置と、被加熱物を把持するための把持部を有するマニピュレータと、加熱処理前の被加熱物を収容するワーク搬入台と、加熱処理後の被加熱物を収容するワーク搬出台とを備える高周波誘導加熱システムを用いて、被加熱物の加熱を実行する高周波誘導加熱方法であって、マニピュレータが、ワーク搬入台に収容された被加熱物の一方の端部を把持して、他方の端部を、加熱コイルの一端側から挿入し、高周波誘導加熱による加熱処理を行う中で、被加熱物の加熱に伴う被加熱物の変化に応じて、整合トランスの一次側巻線の巻数の切替を行い、高周波電源から見た負荷側のインピーダンスの最適化を行うことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
The invention according to
Claims (2)
前記高周波電源と前記加熱コイルとの間に、整合部を備え、
前記整合部は、整合トランスと、コンデンサと、前記整合トランスの一次側巻線の巻数を任意に選択するための切替手段とを備えることを特徴とする高周波誘導加熱装置。 A high-frequency induction heating device comprising a high-frequency power supply capable of outputting at an arbitrary frequency and a heating coil connected to the high-frequency power supply,
A matching section is provided between the high-frequency power source and the heating coil,
A high-frequency induction heating apparatus, wherein the matching unit includes a matching transformer, a capacitor, and switching means for arbitrarily selecting the number of turns of the primary winding of the matching transformer.
前記被加熱物の加熱に伴う前記被加熱物の変化に応じて、前記整合トランスの一次側巻線の巻数の切替を行い、前記高周波電源から見た負荷側のインピーダンスの最適化を行うことを特徴とする高周波誘導加熱方法。 a high-frequency power supply capable of outputting at any frequency; a heating coil connected to the high-frequency power supply; a matching transformer provided between the high-frequency power supply and the heating coil; a capacitor; and a primary winding of the matching transformer. A high-frequency induction heating method for heating an object to be heated by using a high-frequency induction heating device comprising a matching unit including switching means for arbitrarily selecting the number of turns of a wire,
The number of turns of the primary side winding of the matching transformer is switched according to the change in the object to be heated accompanying the heating of the object to be heated, and the impedance on the load side viewed from the high frequency power supply is optimized. A high-frequency induction heating method characterized by:
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