JP2622788B2 - 高周波加熱装置 - Google Patents

高周波加熱装置

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JP2622788B2
JP2622788B2 JP4037058A JP3705892A JP2622788B2 JP 2622788 B2 JP2622788 B2 JP 2622788B2 JP 4037058 A JP4037058 A JP 4037058A JP 3705892 A JP3705892 A JP 3705892A JP 2622788 B2 JP2622788 B2 JP 2622788B2
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弘 服部
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富士電子工業株式会社
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

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  • General Induction Heating (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高周波加熱装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】以下、図面を参照して従来の技術を説明
する。図2は従来の高周波加熱装置の概略電気回路図で
ある。同図に示すように、この装置は、図示しないワー
クの4個の被加熱面を同時に加熱する4個の高周波加熱
コイル(以下高周波加熱コイルを単に加熱コイルとも記
す) 51〜54を備えている。そして、これら加熱コイル51
〜54に高周波電流を供給するために、高周波電源100 が
設けられている。
【0003】高周波電源100 は、例えばサイリスタ19a
とリアクトル19b とを備えて商用交流電源線U、V、W
から直流を得て母線15、16に直流を供給すると共に、高
周波電源100 の出力をオン・オフさせたり、出力の大き
さを変化させたりする出力制御装置101 と、母線15、16
間に接続された4個のサイリスタ11〜14(第1半導体ス
イッチ素子) を備えて、高周波電源100 の出力の周波数
を変化させる周波数制御装置102 とを具備している。
【0004】そして、サイリスタ11〜14にはそれぞれ点
弧用ゲート11a 〜14a が設けられている。高周波電源10
0 の1対の出力端子17、18には、4個の電磁接触器21〜
24が並列に接続されており、これら電磁接触器21〜24の
出力側にそれぞれ加熱コイル51〜54が接続されている。
【0005】電磁接触器21と加熱コイル51との間には、
コンデンサ31とトランス41が設けられている。コンデン
サ31とトランス41の1次コイル41a とは並列に接続され
ており、コンデンサ31の両端は電磁接触器21の1対の出
力端子に接続されている。41b はトランス41の2次コイ
ルである。そして、電磁接触器22と加熱コイル52との
間、電磁接触器23と加熱コイル53との間、および電磁接
触器24と加熱コイル54との間にも、コンデンサ31および
トランス41とそれぞれ同様なコンデンサ32〜34およびト
ランス42〜44が設けられている。
【0006】1 はパルス発生器であって、このパルス発
生器1 で発生された点弧パルスは、増幅器2 によって増
幅されてから、サイリスタ11〜14の点弧用ゲート11a 〜
14aに印加されて各サイリスタ11〜14を点弧させる。な
お、91および92はそれぞれサイリスタ11、14および12、
13の点弧用ゲート11a 〜14a に点弧パルスを伝達する電
線である。
【0007】この高周波加熱装置による前記4個の被加
熱面の加熱は、以下のように行われる。即ち、電磁接触
器21〜24を閉じた状態で、出力制御装置101 を始動され
ると共に、パルス発生器1 が発生した点弧パルスが増幅
器2 を介してサイリスタ11〜14の点弧用ゲート11a 〜14
a に適宜のタイミングで印加されることによって、高周
波電源100 の出力端子17、18から、それぞれ、電磁接触
器21〜24、トランス41〜44を介して加熱コイル51〜54に
所定の周波数の高周波電流が供給されて、加熱コイル51
〜54が各被加熱面を加熱する。各被加熱面の加熱を終了
するには、出力制御装置101 を制御して出力制御装置10
1 の母線15、16への出力を断つ。次いで、電磁接触器21
〜24を開く。
【0008】前記のように、サイリスタ11〜14を用いた
高周波電源100 から高周波電流を受けた加熱コイル51〜
54によって複数の被加熱面を同時に加熱する場合には、
前もって全ての加熱コイル51〜54の電磁接触器21を閉じ
た状態で高周波電源100 を動作させて加熱コイル51〜54
に高周波電流を供給して加熱を開始し、加熱の終了は、
高周波電源100 の動作を停止して行う。そして、高周波
電源100 の停止後に、電磁接触器21〜24を開く。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】この高周波加熱装置で
ワークを加熱するときには、もしも、どれかの加熱コイ
ルが他の加熱コイルよりも早く加熱を完了しても、この
完了した加熱コイルの電磁接触器を、加熱の終了と同時
に開くことはできない。何故なら、高周波電源100 が高
周波電流を供給中に電磁接触器21〜24の1つ以上を開く
と、発生した過電圧が高周波電源100 に伝達されてサイ
リスタ11〜14等が損傷を受けるからである。従って、全
ての加熱コイル51〜54の加熱の開始と終了はそれぞれ同
時に行われること、即ち、全ての加熱コイル51〜54の加
熱時間が同じであることを考慮して各加熱コイルに通電
する高周波電流の大きさが設定されている。
【0010】しかしながら、被加熱面の加熱仕様は、被
加熱面ごとに異なっている場合が多く、従って、被加熱
面ごとに、加熱コイルの通電電流の大きさと、通電時間
(加熱時間) を設定できることが要望されている。本発
明はこのような事情に鑑みて創案されたものであって、
半導体装置を高周波電流の発生のために設けた1つの高
周波電源と、この高周波電源から給電される複数の加熱
コイルとを有する高周波加熱装置において、複数の被加
熱面を複数の加熱コイルによって加熱中に、加熱コイル
への給電を個別に断つても高周波電源に損傷を与えるこ
とがない高周波加熱装置を提供することを目的としてい
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係る高周波加熱
装置は、第1半導体スイッチ素子を用いて複数の加熱コ
イルに給電すべき高周波電流を生成する高周波電源と、
高周波電源と複数の加熱コイルとの間に各々接続された
複数の第2半導体スイッチ素子と、第1半導体スイッチ
素子のオンオフを切り換えるゲート信号を生成する回路
であって高周波電源により生成された高周波電流を各加
熱コイルに供給するために当該ゲート信号を複数の第2
半導体スイッチ素子のゲートにも出力するパルス発生器
と、パルス発生器と複数の第2半導体スイッチ素子のゲ
ートとの間に各々接続されており且つ第2半導体スイッ
チ素子のゲートに導かれるパルス発生器から出力された
ゲート信号を導通・遮断させる複数の開閉装置とを備え
る構成とした。好ましくは開閉装置が第3半導体スイ
ッチ素子であることが望ましい。
【0012】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図1は本実施例の概略電気回路図である。図2
で説明したものと同等のものには同一の符号を付して説
明する。図1に示すように、この高周波加熱装置は、図
2で説明した高周波電源100 、加熱コイル51〜54、パル
ス発生器1 、増幅器2 、コンデンサ31〜34、トランス41
〜44、電線91および92を備えている。
【0013】また、本高周波加熱装置は、図2で説明し
た電磁接触器21〜24の代わりに、それぞれ、サイリスタ
装置61〜64を備えており、更に、パルス発生器1 が発生
した点弧パルスを受け、これを増幅してそれぞれサイリ
スタ装置61〜64に印加する増幅器81〜84と、これら増幅
器81〜84のパルス発生器1 側にそれぞれ設けた半導体ス
イッチ71〜74(第3半導体スイッチ素子) とを備えてい
る。
【0014】図1に示すように、サイリスタ装置61〜64
は、サイリスタ3 、4 (第2半導体スイッチ素子) を備
えている。サイリスタ3 と4 とは逆方向に接続されてお
り、サイリスタ3 には点弧用ゲート3aが、また、サイリ
スタ4 には点弧用ゲート4aが設けられている。半導体ス
イッチ71〜74のそれぞれの一方および他方の入力側は、
各半導体スイッチごとに、電線93および94を介して電線
91および92に接続されている。半導体スイッチ71〜74の
それぞれの一方および他方の出力側は、各半導体スイッ
チごとに、電線95および96を介して、サイリスタ装置61
〜64のゲート3aおよび4aに接続されている。
【0015】次に、本実施例の動作を説明する。加熱コ
イル51〜54はそれぞれの図示しない被加熱面を加熱する
ものとし、まず、加熱コイル51が加熱を開始して後、加
熱コイル52〜54が加熱を開始し、次いで、加熱コイル51
の加熱が終了した後、加熱コイル52〜54の加熱を同時に
終了する場合を説明する。
【0016】まず、半導体スイッチ71をオンに、半導体
スイッチ72〜74をオフとする。次いで、出力制御装置10
1 が始動されると共に、パルス発生器1 が発生している
点弧パルスが、電線91と増幅器2 を介してサイリスタ1
1、14の点弧用ゲート11a 、14a に与えられと、サイリ
スタ11、14がターンオンされる。同時に、点弧パルスは
また、電線93、半導体スイッチ71および電線95を介して
サイリスタ装置61に設けたサイリスタ3 のゲート3aにも
与えられてサイリスタ3 もターンオンされ、高周波電流
がトランス41の1次コイル41a と2次コイルに、そし
て、加熱コイル51に流れると共に、コンデンサ31が充電
される。
【0017】最初の点弧パルスが発生されてから、高周
波電源100 が発生すべき周波数に対応した所定時間後
に、次の点弧パルスがパルス発生器1 によって発生さ
れ、電線92と増幅器2 を介してサイリスタ12、13のゲー
ト12a 、13a に与えられと、サイリスタ12、13がターン
オンされると共に、点弧パルスはまた、電線94、半導体
スイッチ71および電線96を介してサイリスタ装置61に設
けたサイリスタ4 のゲート4aにも与えられるから、サイ
リスタ4 もターンオンされる。そして、コンデンサ31が
放電してサイリスタ11、14および3 の電流が急速に減少
してサイリスタ11、14および3 はターンオフされる。以
下、上記と同様にしてサイリスタ11、14、3および12、1
3、4 が交互に導通されるので、加熱コイル51に高周波
電流が連続的に流れる。
【0018】次いで、半導体スイッチ72〜74をオンにす
ると、パルス発生器1 によって発生した点弧パルスが、
サイリスタ装置61について説明したのと同様に、半導体
スイッチ72〜74および電線95、96を介して各サイリスタ
装置62〜64に設けたサイリスタ3 、4 のゲート3a、4aに
与えられるから、サイリスタ装置62〜64が動作して加熱
コイル52〜54の加熱が開始される。
【0019】加熱コイル51の加熱が完了した時点で、半
導体スイッチ71をオフにすると、サイリスタ装置61に設
けたサイリスタ3 、4 のゲート3a、4aへの点弧パルスの
供給が断たれるので、サイリスタ装置61の動作が停止
し、加熱コイル51への高周波電流の供給が断たれる。サ
イリスタ装置61の動作が停止しても、電磁接触器のよう
に電気回路が開放されるのではないから、過電圧が発生
することはなく、従って、高周波電源100 のサイリスタ
11〜14等が損傷することもない。この後、加熱コイル5
2、53および54の加熱を停止するには、半導体スイッチ7
2、73および74をオフにすれば良く、このときも過電圧
は発生しない。
【0020】
【発明の効果】以上、本発明に係る高周波加熱装置によ
る場合、高周波電源と複数の加熱コイルとの間に各々設
けられた複数の第2半導体スイッチ素子により複数の加
熱コイルへの給電を高周波電源に損傷を与えることなく
個別に行うことができる構成となっているので、次のよ
うな効果を奏することになる。
【0021】即ち、各加熱コイルの通電時間を自由に設
定することができ、被処理対象物に応じた適切な加熱を
行うことができる。しかも装置の運転中に加熱の終了し
た被処理対象物を取り出して次の熱処理に備えることが
できることから、熱処理工程の効率化を図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の概略電気回路図である。
【図2】従来の高周波加熱装置の概略電気回路図であ
る。
【符号の説明】
3 、4 、11〜14 サイリスタ 3a、4a、11a 〜14a 点弧用ゲート 100 高周波電源 51〜54 加熱コイル 61〜64 サイリスタ装置 71〜74 半導体スイッチ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1半導体スイッチ素子を用いて複数の
    加熱コイルに給電すべき高周波電流を生成する高周波電
    源と、高周波電源と複数の加熱コイルとの間に各々接続
    された複数の第2半導体スイッチ素子と、第1半導体ス
    イッチ素子のオンオフを切り換えるゲート信号を生成す
    る回路であって高周波電源により生成された高周波電流
    を各加熱コイルに供給するために当該ゲート信号を複数
    の第2半導体スイッチ素子のゲートにも出力するパルス
    発生器と、パルス発生器と複数の第2半導体スイッチの
    ゲートとの間に各々接続されており且つ第2半導体スイ
    ッチ素子のゲートに導かれるパルス発生器から出力され
    たゲート信号を導通・遮断させる複数の開閉装置とを具
    備したことを特徴とする高周波加熱装置。
  2. 【請求項2】 前記開閉装置が第3半導体スイッチ素子
    である請求項1記載の高周波加熱装置。
JP4037058A 1992-01-27 1992-01-27 高周波加熱装置 Expired - Lifetime JP2622788B2 (ja)

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JPH05202415A JPH05202415A (ja) 1993-08-10
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS54139142A (en) * 1978-04-20 1979-10-29 Mitsubishi Electric Corp Induction heating apparatus
JPS63116998U (ja) * 1987-01-19 1988-07-28

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