JP5466905B2 - Induction heating apparatus and control method of induction heating apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、金属材の誘導加熱装置に係り、特に金属材のエッジ部を加熱する誘導加熱装置及び誘導加熱装置の制御方法に関する。   The present invention relates to an induction heating device for a metal material, and more particularly to an induction heating device for heating an edge portion of a metal material and a control method for the induction heating device.

処理対象である所定の温度に加熱された被加熱材(例えば鋼板等の金属材)を圧延機で処理することにより、所望の板厚の製品が生産されている。近年では、金属材の両エッジ部における温度降下に対する幅方向温度の均一化の為に、金属材の両エッジ部を加熱する誘導加熱装置、例えばC型エッジヒータを、生産ラインに設置することが一般的になっている。C型エッジヒータのC型インダクタの鉄心と加熱処理対象の金属材との重なり部分の寸法(以下において、「ラップ量」という。)を規定し、この規定されたラップ量になるように、金属材の両エッジ部に配置されるC型エッジヒータの位置が設定される。  A product having a desired plate thickness is produced by processing a heated material (for example, a metal material such as a steel plate) heated to a predetermined temperature as a processing target with a rolling mill. In recent years, in order to make the temperature in the width direction uniform with respect to the temperature drop at both edges of a metal material, an induction heating device that heats both edges of the metal material, for example, a C-type edge heater, can be installed in a production line. It has become common. The dimension of the overlapping portion between the iron core of the C-type inductor of the C-type edge heater and the metal material to be heat-treated (hereinafter referred to as “lapping amount”) is defined, and the metal is set so as to have this specified lapping amount. The positions of the C-type edge heaters arranged at both edge portions of the material are set.

しかしながら、搬送過程において金属材がどちらか一方のサイドにずれたり、加熱炉の温度ムラ等により、金属材の両エッジ部の温度状態は必ずしも同一ではなく、金属材の両エッジ部を均等に昇温できない場合もあった。   However, the temperature of both edges of the metal material is not always the same due to the metal material shifting to one of the sides in the conveyance process or due to temperature unevenness in the heating furnace. In some cases, it could not be warmed.

また、誘導加熱装置によって金属材に発生した渦電流が誘起電流を発生させて、この誘起電流が金属材にアーク疵をつけるアークスポットが発生する場合がある。アークスポットは、両エッジ部に発生する誘導電流のアンバランスにより助長される。   In addition, an eddy current generated in the metal material by the induction heating device generates an induced current, and this induced current may generate an arc spot that causes an arc soot on the metal material. The arc spot is promoted by an imbalance of induced currents generated at both edge portions.

金属材の両サイドに配置されたC型インダクタと1対1で配置される各インバータの出力周波数と出力電流を計算することによって、金属材の両エッジ部を均等に加熱する技術が提案されている。(例えば、特許文献1参照)。上記提案された技術では、両エッジ部の昇温を均等にする手段として、出力電力を調整したり、C型エッジヒータの台車位置を調整したりする。   A technique has been proposed for heating both edges of a metal material evenly by calculating the output frequency and output current of a C-type inductor arranged on both sides of the metal material and each inverter arranged on a one-to-one basis. Yes. (For example, refer to Patent Document 1). In the proposed technique, the output power is adjusted or the position of the carriage of the C-type edge heater is adjusted as means for equalizing the temperature rise at both edge portions.

特開平11−144853号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-144853

しかしながら、上記の方法はインバータとC型インダクタが1対1の関係で構成された場合にのみ適用可能であり、1台のインバータから複数台のC型インダクタに給電する場合には適用できない。アークスポットを低減するため、金属材の両サイドに設置するC型インダクタに供給される電力が均等になるように、インバータは1台にすることが一般的である。また、上記の方法ではインバータからの出力電流を監視しており、C型インダクタの加熱コイルに流れるインダクタ電流を監視しているのではない。C型インダクタの電力制御を目的とするのであれば、インバータの出力電流ではなくC型インダクタに流れるインダクタ電流を直接に検出することが必要である。   However, the above method is applicable only when the inverter and the C-type inductor are configured in a one-to-one relationship, and cannot be applied when supplying power to a plurality of C-type inductors from one inverter. In order to reduce the arc spot, it is common to use one inverter so that the power supplied to the C-type inductors installed on both sides of the metal material is equal. In the above method, the output current from the inverter is monitored, and the inductor current flowing in the heating coil of the C-type inductor is not monitored. If the purpose is to control the power of the C-type inductor, it is necessary to directly detect the inductor current flowing in the C-type inductor, not the output current of the inverter.

上記問題点に鑑み、本発明は、加熱処理対象の金属材の両エッジ部での昇温を所定の値に制御可能な誘導加熱装置及び誘導加熱装置の制御方法を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an induction heating apparatus and a control method for the induction heating apparatus that can control the temperature rise at both edges of the metal material to be heat-treated to a predetermined value. .

本発明の一態様によれば、(イ)加熱処理対象の金属材の一方のエッジ部を加熱する第1のC型インダクタ、及び金属材の他方のエッジ部を加熱する第2のC型インダクタと、(ロ)第1及び第2のC型インダクタに給電するインバータと、(ハ)インバータの出力電圧を監視する電圧監視装置と、(ニ)第1及び第2のC型インダクタの加熱コイルにそれぞれ流れる第1及び第2のインダクタ電流を監視する第1及び第2の電流監視装置と、(ホ)金属材の加熱処理開始直後の出力電圧と第1及び第2のインダクタ電流から第1及び第2のインピーダンス値の初期値をそれぞれ算出し、更に、金属材を加熱処理中の同時刻における出力電圧と第1及び第2のインダクタ電流により第1及び第2のインピーダンス値を算出し、金属材の加熱処理中における第1及び第2のインピーダンス値が初期値とそれぞれ同一になるように、金属材に対する第1及び第2のC型インダクタの位置をリアルタイムで制御する制御装置とを備える誘導加熱装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, (a) a first C-type inductor that heats one edge portion of a metal material to be heat-treated, and a second C-type inductor that heats the other edge portion of the metal material. (B) an inverter that supplies power to the first and second C-type inductors, (c) a voltage monitoring device that monitors the output voltage of the inverter, and (d) a heating coil of the first and second C-type inductors First and second current monitoring devices for monitoring the first and second inductor currents respectively flowing in the first and second current sources, and (e) the output voltage immediately after the start of the heat treatment of the metal material and the first and second inductor currents. And calculating the initial value of the second impedance value, respectively, and further calculating the first and second impedance values from the output voltage and the first and second inductor currents at the same time during the heat treatment of the metal material , Heat treatment of metal materials As the first and second impedance values is respectively the initial value to the same in the middle, the induction heating apparatus provided with a control device for controlling the position of the first and second C-shaped inductor to metal material in real time Is done.

本発明の他の態様によれば、第1及び第2のC型インダクタを有する誘導加熱装置の制御方法であって、(イ)第1のC型インダクタによって加熱処理対象の金属材の一方のエッジ部を加熱し、第2のC型インダクタによって金属材の他方のエッジ部を加熱するステップと、(ロ)第1及び第2のC型インダクタに給電するインバータの出力電圧を監視するステップと、(ハ)金属材の加熱処理中に第1及び第2のC型インダクタの加熱コイルにそれぞれ流れる第1及び第2のインダクタ電流を監視するステップと、(ニ)金属材の加熱処理開始直後の出力電圧と第1及び第2のインダクタ電流から第1及び第2のインピーダンス値の初期値をそれぞれ算出するステップと、(ホ)金属材を加熱処理中の同時刻における出力電圧と第1及び第2のインダクタ電流により第1及び第2のインピーダンス値を算出し、金属材の加熱処理中における第1及び第2のインピーダンス値が初期値とそれぞれ同一になるように、金属材に対する第1及び第2のC型インダクタの位置をリアルタイムで制御するステップとを含む誘導加熱装置の制御方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling an induction heating apparatus having first and second C-type inductors, wherein (a) one of the metal materials to be heat-treated by the first C-type inductor. Heating the edge portion and heating the other edge portion of the metal material by the second C-type inductor; and (b) monitoring the output voltage of the inverter that supplies power to the first and second C-type inductors. (C) monitoring the first and second inductor currents respectively flowing in the heating coils of the first and second C-type inductors during the heat treatment of the metal material ; and (d) immediately after starting the heat treatment of the metal material. Calculating initial values of the first and second impedance values from the output voltage and the first and second inductor currents, respectively, and (e) the first and second output voltages at the same time during the heat treatment of the metal material. First The inductor current to calculate a first and second impedance values, as in the first and second impedance values during the heat treatment of the metal material is respectively the initial value to the same, the first and second to the metal member And a method for controlling the position of the C-type inductor in real time.

本発明によれば、加熱処理対象の金属材の両エッジ部での昇温を所定の値に制御可能な誘導加熱装置及び誘導加熱装置の制御方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the control method of the induction heating apparatus and induction heating apparatus which can control the temperature rising in the both edge parts of the metal material of heat processing to a predetermined value can be provided.

本発明の実施形態に係る誘導加熱装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the induction heating apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る誘導加熱装置のC型インダクタの構造を示す模式的な断面図である。It is typical sectional drawing which shows the structure of the C type inductor of the induction heating apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る誘導加熱装置における信号の流れを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the flow of the signal in the induction heating apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る誘導加熱装置によるC型インダクタの位置設定方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the position setting method of the C-type inductor by the induction heating apparatus which concerns on embodiment of this invention. ラップ量補正関数の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of a lapping amount correction function. ラップ量変化時の幅方向昇温分布を示すグラフである。It is a graph which shows the width direction temperature rising distribution at the time of lap amount change. 金属材の板幅変更時における本発明の実施形態に係る誘導加熱装置によるC型インダクタの位置設定方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the position setting method of the C-type inductor by the induction heating apparatus which concerns on embodiment of this invention at the time of the board | plate width change of a metal material. 本発明の実施形態に係る誘導加熱装置において金属材の位置ずれが生じた状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which the position shift of the metal material produced in the induction heating apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態の変形例に係る誘導加熱装置における信号の流れを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the flow of the signal in the induction heating apparatus which concerns on the modification of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の変形例に係る誘導加熱装置によるC型インダクタの位置設定方法の例を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the example of the position setting method of the C-type inductor by the induction heating apparatus which concerns on the modification of embodiment of this invention.

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。又、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施形態は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。   Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. Further, the embodiments described below exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the embodiments of the present invention have the following structure and arrangement of components. It is not something specific. The embodiment of the present invention can be variously modified within the scope of the claims.

本発明の実施形態に係る誘導加熱装置1は、図1に示すように、加熱処理対象の金属材100の一方のエッジ部を加熱する第1のC型インダクタ11、及び金属材100の他方のエッジ部を加熱する第2のC型インダクタ21と、第1及び第2のC型インダクタ11、21に給電するインバータ30と、インバータ30の出力電圧を監視する電圧監視装置140と、第1及び第2のC型インダクタ11、21の加熱コイルにそれぞれ流れる第1及び第2のインダクタ電流を監視する第1及び第2の電流監視装置120、220と、同時刻における出力電圧と第1及び第2のインダクタ電流により第1及び第2のインピーダンス値を算出し、金属材100の加熱処理中における第1及び第2のインピーダンス値が所定値になるように、金属材100に対する第1及び第2のC型インダクタ11、21の位置をリアルタイムで制御する制御装置50とを備える。   As shown in FIG. 1, the induction heating device 1 according to the embodiment of the present invention includes a first C-type inductor 11 that heats one edge portion of a metal material 100 to be heat-treated, and the other metal material 100. A second C-type inductor 21 that heats the edge portion, an inverter 30 that feeds power to the first and second C-type inductors 11, 21, a voltage monitoring device 140 that monitors the output voltage of the inverter 30, The first and second current monitoring devices 120 and 220 for monitoring the first and second inductor currents flowing in the heating coils of the second C-type inductors 11 and 21, respectively, the output voltage at the same time and the first and second current monitoring devices The first and second impedance values are calculated from the inductor current of 2, and the metal material 1 is set so that the first and second impedance values during the heat treatment of the metal material 100 become a predetermined value. The position of the first and second C-shaped inductors 11 and 21 for 0 and a controller 50 for controlling in real time.

図1に示した誘導加熱装置1は、加熱処理対象の金属材100の両側に第1のC型インダクタ11と第2のC型インダクタ21とを有するC型エッジヒータである。なお、第1のC型インダクタ11は、生産ラインのインバータ30側(以下において、「ドライブサイド」という。)に配置された「ドライブサイドC型インダクタ」である。第2のC型インダクタ21は、金属材100を挟んでドライブサイドと対向する側(以下において、「ワークサイド」という。)に配置された「ワークサイドC型インダクタ」である。つまり、誘導加熱装置1は、金属材100のドライブサイドのエッジ部と、ドライブサイドのエッジ部に対向するワークサイドのエッジ部を加熱する。   The induction heating apparatus 1 shown in FIG. 1 is a C-type edge heater having a first C-type inductor 11 and a second C-type inductor 21 on both sides of a metal material 100 to be heat-treated. The first C-type inductor 11 is a “drive-side C-type inductor” disposed on the inverter 30 side of the production line (hereinafter referred to as “drive-side”). The second C-type inductor 21 is a “work-side C-type inductor” disposed on the side facing the drive side (hereinafter referred to as “work side”) across the metal material 100. That is, the induction heating apparatus 1 heats the drive-side edge portion of the metal material 100 and the work-side edge portion facing the drive-side edge portion.

第1のC型インダクタ11は、開口部110を挟んで上下の鉄心11a、11bと、鉄心11a、11bにそれぞれ巻回された加熱コイル11c、11dとを有する。同様に、第2のC型インダクタ21は、開口部210を挟んで上下の鉄心21a、21bと、鉄心21a、21bにそれぞれ巻回された加熱コイル21c、21dとを有する。   The first C-type inductor 11 has upper and lower iron cores 11a and 11b across an opening 110, and heating coils 11c and 11d wound around the iron cores 11a and 11b, respectively. Similarly, the 2nd C type inductor 21 has upper and lower iron cores 21a and 21b across opening 210, and heating coils 21c and 21d wound around iron cores 21a and 21b, respectively.

金属材100は、第1のC型インダクタ11と第2のC型インダクタ21の間に配置され、紙面に垂直な方向(以下において、「搬送方向」という。)に金属材100は搬送される。このとき、第1のC型インダクタ11の開口部110と第2のC型インダクタ21の開口部210を金属材100の両エッジ部がそれぞれ通過する。   The metal material 100 is disposed between the first C-type inductor 11 and the second C-type inductor 21, and the metal material 100 is transported in a direction perpendicular to the paper surface (hereinafter referred to as “transport direction”). . At this time, both edge portions of the metal material 100 respectively pass through the opening 110 of the first C-type inductor 11 and the opening 210 of the second C-type inductor 21.

図2(a)に第1のC型インダクタ11の断面構造図を示すが、第2のC型インダクタ21も同様の構造である。図2(a)に示したように、C型インダクタの鉄心と金属材との重なり部分の長さを示すのがラップ量である。図2(b)に示すように、金属材100のエッジ部と、鉄心11a、21aの奥側のエッジ部とが合致するときのラップ量を0mmとする。つまり、ラップ量が0mmのときに、第1のC型インダクタ11、21の鉄心と金属材100との重なり部分の面積は最大である。なお、第1のC型インダクタ11の鉄心11aと金属材100とのラップ量を「第1のラップ量L1」とし、第2のC型インダクタ21の鉄心21aと金属材100とのラップ量を「第2のラップ量L2」とする。   FIG. 2A shows a sectional structural view of the first C-type inductor 11, and the second C-type inductor 21 has the same structure. As shown in FIG. 2A, the lap amount indicates the length of the overlapping portion between the iron core of the C-type inductor and the metal material. As shown in FIG. 2B, the wrap amount when the edge portion of the metal material 100 and the edge portions on the inner side of the iron cores 11a and 21a are set to 0 mm. That is, when the wrap amount is 0 mm, the area of the overlapping portion between the iron core of the first C-type inductors 11 and 21 and the metal material 100 is the maximum. The wrap amount between the iron core 11a of the first C-type inductor 11 and the metal material 100 is “first wrap amount L1”, and the wrap amount between the iron core 21a of the second C-type inductor 21 and the metal material 100 is It is assumed that “second lap amount L2”.

インバータ30により、第1のC型インダクタ11と第2のC型インダクタ21は給電される。第1のC型インダクタ11の加熱コイル11c、11dと第2のC型インダクタ21の加熱コイル21c、21dに電流を流すことにより上下方向に磁束が発生する。この磁束を金属材100に鎖交させることにより、金属材100に渦電流が誘起される。渦電流に対する金属材100の抵抗によりジュール熱が発生し、金属材100の両エッジ部が加熱される。   The inverter 30 supplies power to the first C-type inductor 11 and the second C-type inductor 21. By passing a current through the heating coils 11c and 11d of the first C-type inductor 11 and the heating coils 21c and 21d of the second C-type inductor 21, magnetic flux is generated in the vertical direction. An eddy current is induced in the metal material 100 by interlinking the magnetic flux with the metal material 100. Joule heat is generated by the resistance of the metal material 100 to the eddy current, and both edge portions of the metal material 100 are heated.

図1に示した誘導加熱装置1では、インバータ30の出力部に計器用変圧器40が接続されている。また、力率調整用コンデンサ13と第1のC型インダクタ11間に計器用変流器12が接続され、力率調整用コンデンサ23と第2のC型インダクタ21間に計器用変流器22が接続されている。   In the induction heating apparatus 1 shown in FIG. 1, an instrument transformer 40 is connected to the output part of the inverter 30. An instrument current transformer 12 is connected between the power factor adjusting capacitor 13 and the first C-type inductor 11, and an instrument current transformer 22 is connected between the power factor adjusting capacitor 23 and the second C-type inductor 21. Is connected.

電圧監視装置140は、計器用変圧器40によって検出されるインバータ30の出力電圧Vi(i=0、1、2、・・・、n)を監視する。また、第1の電流監視装置120は、計器用変流器12によって検出される第1のC型インダクタ11の加熱コイル11c、11dに流れる第1のインダクタ電流Idsi(i=0、1、2、・・・、n)を監視する。第2の電流監視装置220は、計器用変流器22によって検出される第2のC型インダクタ21の加熱コイル21c、21dに流れる第2のインダクタ電流Iwsi(i=0、1、2、・・・、n)を監視する。   The voltage monitoring device 140 monitors the output voltage Vi (i = 0, 1, 2,..., N) of the inverter 30 detected by the instrument transformer 40. In addition, the first current monitoring device 120 includes a first inductor current Idsi (i = 0, 1, 2) flowing in the heating coils 11 c and 11 d of the first C-type inductor 11 detected by the instrument current transformer 12. ,..., N) are monitored. The second current monitoring device 220 includes a second inductor current Iwsi (i = 0, 1, 2,...) Flowing in the heating coils 21c and 21d of the second C-type inductor 21 detected by the instrument current transformer 22. .., n) is monitored.

ここで、出力電圧V0は金属材100の加熱処理開始直後のインバータ30の出力電圧である。また、第1のインダクタ電流Ids0は、金属材100の加熱処理開始直後に第1のC型インダクタ11の加熱コイル11c、11dに流れる第1のインダクタ電流であり、第2のインダクタ電流Iws0は、第2のC型インダクタ21の加熱コイル21c、21dに流れるインダクタ電流である。   Here, the output voltage V0 is the output voltage of the inverter 30 immediately after the heat treatment of the metal material 100 is started. The first inductor current Ids0 is a first inductor current that flows through the heating coils 11c and 11d of the first C-type inductor 11 immediately after the start of the heat treatment of the metal material 100, and the second inductor current Iws0 is This is the inductor current flowing through the heating coils 21 c and 21 d of the second C-type inductor 21.

一方、出力電圧V1、V2、・・・、Vnは、金属材100を加熱処理中のインバータ30の出力電圧であり、金属材100が誘導加熱装置1中を搬送されるに従って測定される値であり、一定の位置間隔或いは一定の時間間隔で測定された値である。同様に、第1のインダクタ電流Ids1、Ids2、・・・、Idsn、及び、第2のインダクタ電流Iws1、Iws2、・・・、Iwsnは、金属材100を加熱処理中の第1及び第2のC型インダクタ11、21のインダクタ電流を測定した値である。出力電圧Viと、第1のインダクタ電流Idsi及び第2のインダクタ電流Iwsiは、同時に測定された値である。   On the other hand, the output voltages V1, V2,..., Vn are output voltages of the inverter 30 during the heat treatment of the metal material 100, and are values measured as the metal material 100 is conveyed through the induction heating device 1. Yes, it is a value measured at regular position intervals or regular time intervals. Similarly, the first inductor currents Ids1, Ids2, ..., Idsn, and the second inductor currents Iws1, Iws2, ..., Iwsn are the first and second values during the heat treatment of the metal material 100. This is a value obtained by measuring the inductor current of the C-type inductors 11 and 21. The output voltage Vi, the first inductor current Idsi, and the second inductor current Iwsi are values measured simultaneously.

第1のC型インダクタ11の支持体10にはモータ14によって駆動される車輪15が設けられ、第2のC型インダクタ21の支持体20にはモータ24によって駆動される車輪25が設けられている。このため、第1のC型インダクタ11、21は、モータ14、24によって駆動されて、レール70上を金属材100の幅方向、即ち搬送方向と垂直な方向(以下において、単に「幅方向」という。)に移動可能である。支持体10、20がレール70上を移動することによって、第1のC型インダクタ11と第2のC型インダクタ21の幅方向の位置がそれぞれ調整される。第1のC型インダクタ11、21の位置の変化に応じて、第1のラップ量L1と第2のラップ量L2は変化する。支持体10、20は互いに独立して移動可能であるため、第1のラップ量L1と第2のラップ量L2はそれぞれ独立して調整可能である。   The support body 10 of the first C-type inductor 11 is provided with wheels 15 driven by a motor 14, and the support body 20 of the second C-type inductor 21 is provided with wheels 25 driven by a motor 24. Yes. For this reason, the first C-type inductors 11 and 21 are driven by the motors 14 and 24 to travel on the rail 70 in the width direction of the metal material 100, that is, in the direction perpendicular to the transport direction (hereinafter simply referred to as “width direction”). It can be moved to. As the supports 10 and 20 move on the rail 70, the positions in the width direction of the first C-type inductor 11 and the second C-type inductor 21 are adjusted. The first wrap amount L1 and the second wrap amount L2 change according to changes in the positions of the first C-type inductors 11 and 21. Since the supports 10 and 20 can move independently of each other, the first wrap amount L1 and the second wrap amount L2 can be adjusted independently.

第1のC型インダクタ11、21の幅方向の位置は、モータ14、24の動作をそれぞれ制御するモータドライブ装置61、62によって調整される。制御装置50は、モータドライブ装置61、62を制御することによって、金属材100に対する第1及び第2のC型インダクタ11、21の位置をリアルタイムで制御する。   The positions in the width direction of the first C-type inductors 11 and 21 are adjusted by motor drive devices 61 and 62 that control the operations of the motors 14 and 24, respectively. The control device 50 controls the positions of the first and second C-type inductors 11 and 21 with respect to the metal material 100 in real time by controlling the motor drive devices 61 and 62.

図3は、制御装置50に入力する信号の流れを示す概念図である。図3等の概念図では金属材100の上面図を示す。出力電圧Viが電圧監視装置140から制御装置50に送信され、第1の電流監視装置120から第1のインダクタ電流Idsiが制御装置50に送信され、第2の電流監視装置220から第2のインダクタ電流Iwsiが制御装置50に送信される(i=0、1、2、・・・、n)。以下に、第1のC型インダクタ11及び第2のC型インダクタ21の位置の制御方法を説明する。   FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a flow of signals input to the control device 50. A conceptual diagram such as FIG. 3 shows a top view of the metal material 100. The output voltage Vi is transmitted from the voltage monitoring device 140 to the control device 50, the first inductor current Idsi is transmitted from the first current monitoring device 120 to the control device 50, and the second current monitoring device 220 transmits the second inductor. The current Iwsi is transmitted to the control device 50 (i = 0, 1, 2,..., N). Hereinafter, a method of controlling the positions of the first C-type inductor 11 and the second C-type inductor 21 will be described.

先ず、金属材100の加熱処理開始直後の出力電圧V0が、電圧監視装置140から制御装置50に送信される。同時に、金属材100の加熱処理開始直後の第1のインダクタ電流Ids0及び第2のインダクタ電流Iws0が、第1の電流監視装置120及び第2の電流監視装置220からそれぞれ制御装置50に送信される。   First, the output voltage V 0 immediately after the start of the heat treatment of the metal material 100 is transmitted from the voltage monitoring device 140 to the control device 50. At the same time, the first inductor current Ids0 and the second inductor current Iws0 immediately after the start of the heat treatment of the metal material 100 are transmitted from the first current monitoring device 120 and the second current monitoring device 220 to the control device 50, respectively. .

制御装置50は、出力電圧V0と第1のインダクタ電流Ids0から第1のインピーダンス値の初期値Zds0を算出する。また、出力電圧V0と第2のインダクタ電流Iws0から第2のインピーダンス値の初期値Zws0を算出する。第1のインピーダンス値の初期値Zds0及び第2のインピーダンス値の初期値Zws0は、制御装置50に記録される。   The control device 50 calculates an initial value Zds0 of the first impedance value from the output voltage V0 and the first inductor current Ids0. Further, the initial value Zws0 of the second impedance value is calculated from the output voltage V0 and the second inductor current Iws0. The initial value Zds0 of the first impedance value and the initial value Zws0 of the second impedance value are recorded in the control device 50.

その後、金属材100を加熱処理中の出力電圧V1、V2、・・・、Vn、第1のインダクタ電流Ids1、Ids2、・・・、Idsn、及び第2のインダクタ電流Iws1、Iws2、・・・、Iwsnが、金属材100が誘導加熱装置1中を搬送されるに従って、制御装置50に順次送信される。つまり、出力電圧Vi、第1のインダクタ電流Idsi、及び第2のインダクタ電流Iwsiは、誘導加熱装置1中で加熱されている各位置における測定値である。出力電圧V1、V2、・・・、Vnは電圧監視装置140から制御装置50に送信される。第1のインダクタ電流Idsi、Ids2、・・・、Idsn、及び、第2のインダクタ電流Iws1、Iws2、・・・、Iwsnは、第1の電流監視装置120及び第2の電流監視装置220から、それぞれ制御装置50に送信される。   Then, the output voltages V1, V2,..., Vn, the first inductor currents Ids1, Ids2,..., Idsn, and the second inductor currents Iws1, Iws2,. , Iwsn are sequentially transmitted to the control device 50 as the metal material 100 is conveyed through the induction heating device 1. That is, the output voltage Vi, the first inductor current Idsi, and the second inductor current Iwsi are measured values at each position heated in the induction heating device 1. The output voltages V1, V2,..., Vn are transmitted from the voltage monitoring device 140 to the control device 50. The first inductor currents Idsi, Ids2,..., Idsn, and the second inductor currents Iws1, Iws2,..., Iwsn are obtained from the first current monitoring device 120 and the second current monitoring device 220, respectively. Each is transmitted to the control device 50.

制御装置50は、出力電圧V1、V2、・・・、Vnと第1のインダクタ電流Ids1、Ids2、・・・、Idsnとを用いて、第1のインピーダンス値Zds1、Zds2、・・・、Zdsnをそれぞれリアルタイムで算出する。そして、図4(a)に示したように、第1のインピーダンス値の初期値Zds0と第1のインピーダンス値Zds1、Zds2、・・・、Zdsnとの差分として、インピーダンス差分dZds1、dZds2、・・・、dZdsnをそれぞれ算出する。したがって、インピーダンス差分dZds1、dZds2、・・・、dZdsnは、加熱処理開始直後のインピーダンス値と、誘導加熱装置1によって加熱中の各位置におけるインピーダンス値との差分である。   The control device 50 uses the output voltages V1, V2, ..., Vn and the first inductor currents Ids1, Ids2, ..., Idsn to generate first impedance values Zds1, Zds2, ..., Zdsn. Are calculated in real time. As shown in FIG. 4A, the impedance difference dZds1, dZds2,..., Zdsn is the difference between the initial value Zds0 of the first impedance value and the first impedance values Zds1, Zds2,. Calculate dZdsn. Therefore, the impedance differences dZds1, dZds2,..., DZdsn are differences between the impedance value immediately after the start of the heat treatment and the impedance value at each position during heating by the induction heating device 1.

制御装置50は、インピーダンス差分dZds1、dZds2、・・・、dZdsnがそれぞれ算出された時点で、例えば図5に示すラップ量補正関数に当て嵌めて、インピーダンス差分dZds1、dZds2、・・・、dZdsn毎に対応するラップ量差分dL1を第1のラップ量L1について決定する。ラップ量補正関数は、インピーダンス値とラップ量との関係を示す関数である。   When the impedance differences dZds1, dZds2,..., DZdsn are respectively calculated, the control device 50 is applied to, for example, the wrap amount correction function shown in FIG. A lap amount difference dL1 corresponding to is determined for the first lap amount L1. The wrap amount correction function is a function indicating the relationship between the impedance value and the wrap amount.

制御装置50は、インピーダンス差分dZds1、dZds2、・・・、dZdsnに対応するラップ量差分dL1がそれぞれ算出された時点における第1のC型インダクタ11の現在位置と、ラップ量差分dL1から求まる新たな第1のラップ量L1とにより、新たな位置設定値P1を決定する。新たな位置設定値P1は、制御装置50からモータドライブ装置61に送信される。新たな位置設定値P1を受信したモータドライブ装置61からモータ14に送信されるドライブ制御信号Sdに応じて、第1のC型インダクタ11が新たな位置設定値P1に移動する。つまり、インピーダンス差分dZds1、dZds2、・・・、dZdsnにそれぞれ対応するラップ量差分dL1だけ第1のラップ量L1が調整され、第1のC型インダクタ11の位置が変更される。これにより、第1のインピーダンス値Zdsiが初期値Zds0と一致する。   The control device 50 obtains a new position obtained from the current position of the first C-type inductor 11 and the wrap amount difference dL1 at the time when the wrap amount difference dL1 corresponding to the impedance differences dZds1, dZds2,. A new position set value P1 is determined based on the first lap amount L1. The new position set value P1 is transmitted from the control device 50 to the motor drive device 61. In response to the drive control signal Sd transmitted from the motor drive device 61 to the motor 14 that has received the new position set value P1, the first C-type inductor 11 moves to the new position set value P1. That is, the first wrap amount L1 is adjusted by the wrap amount difference dL1 corresponding to the impedance differences dZds1, dZds2,..., DZdsn, and the position of the first C-type inductor 11 is changed. As a result, the first impedance value Zdsi matches the initial value Zds0.

同様にして、第2のラップ量L2が調整されて、第2のC型インダクタ21の位置が変更される。即ち、出力電圧V1、V2、・・・、Vnと第2のインダクタ電流Iws1、Iws2、・・・、Iwsnとを用いて、第2のインピーダンス値Zws1、Zws2、・・・、Zwsnがリアルタイムで算出され、図4(b)に示したように、第2のインピーダンス値の初期値Zws0と第2のインピーダンス値Zws1、Zws2、・・・、Zwsnとのインピーダンス差分dZws1、dZws2、・・・、dZwsnがそれぞれ算出される。   Similarly, the second wrap amount L2 is adjusted, and the position of the second C-type inductor 21 is changed. That is, by using the output voltages V1, V2,..., Vn and the second inductor currents Iws1, Iws2,..., Iwsn, the second impedance values Zws1, Zws2,. As shown in FIG. 4B, impedance differences dZws1, dZws2,..., Zwsn between the initial value Zws0 of the second impedance value and the second impedance values Zws1, Zws2,. dZwsn is respectively calculated.

制御装置50は、インピーダンス差分dZws1、dZws2、・・・、dZwsnがそれぞれ算出された時点で、インピーダンス差分dZws1、dZws2、・・・、dZwsnにそれぞれ対応するラップ量差分dL2を第2のラップ量L2について算出する。そして、ラップ量差分dL2が算出された時点における第2のC型インダクタ21の現在位置とラップ量差分dLdから求まる新たな第2のラップ量L2により決定される新たな位置設定値P2が、制御装置50からモータドライブ装置62に送信される。新たな位置設定値P2を受信したモータドライブ装置62からモータ24に送信されるドライブ制御信号Swに応じて、第2のC型インダクタ21が移動する。これにより、第2のインピーダンス値Zwsiが初期値Zws0と一致する。   When the impedance differences dZws1, dZws2,..., DZwsn are calculated, the control device 50 converts the lap amount difference dL2 corresponding to the impedance differences dZws1, dZws2,. Is calculated. Then, a new position setting value P2 determined by the new second lap amount L2 obtained from the current position of the second C-type inductor 21 and the lap amount difference dLd at the time when the lap amount difference dL2 is calculated is controlled. The data is transmitted from the device 50 to the motor drive device 62. The second C-type inductor 21 moves in response to the drive control signal Sw transmitted from the motor drive device 62 that has received the new position set value P2 to the motor 24. As a result, the second impedance value Zwsi matches the initial value Zws0.

図5に示すラップ量補正関数は、第1及び第2のC型インダクタ11、21の特性や金属材100の電気特性により定められる。このため、特に金属材100の材質毎に、各金属材のラップ量とインピーダンス値を実測等によって予め把握し、それぞれのラップ量補正関数を制御装置50に登録しておくことが好ましい。   The wrap amount correction function shown in FIG. 5 is determined by the characteristics of the first and second C-type inductors 11 and 21 and the electrical characteristics of the metal material 100. For this reason, it is preferable that the wrap amount and impedance value of each metal material are grasped in advance by actual measurement or the like and the respective wrap amount correction functions are registered in the control device 50 especially for each material of the metal material 100.

基本的には、ドライブサイドに配置される第1のC型インダクタ11の第1のインピーダンス値Zds1、Zds2、・・・、Zdsnと、ワークサイドに配置される第2のC型インダクタ21の第2のインピーダンス値Zws1、Zws2、・・・、Zwsnとは常に同等になるように制御することが好ましい。ドライブサイドとワークサイドに均等に電力を供給することにより、金属材100の両サイド部の昇温量が均一になることと、アークスポットの発生が低減されることの相乗効果が生じるからである。   Basically, the first impedance values Zds1, Zds2,..., Zdsn of the first C-type inductor 11 arranged on the drive side and the second impedance values of the second C-type inductor 21 arranged on the work side. The impedance values Zws1, Zws2,..., Zwsn of 2 are preferably controlled so as to be always equal. This is because by supplying power evenly to the drive side and the work side, there is a synergistic effect that the amount of temperature rise on both sides of the metal material 100 becomes uniform and the generation of arc spots is reduced. .

しかし、他の制御方法も可能である。例えば、金属材100の両サイド部で昇温特性が異なっていることが予め分かっている場合に、第1及び第2のC型インダクタ11、21を所定の位置に配置して、両サイド部の均熱を達成する方法等が採用可能である。   However, other control methods are possible. For example, when it is known in advance that the temperature rise characteristics are different between both side portions of the metal material 100, the first and second C-type inductors 11 and 21 are arranged at predetermined positions, and both side portions are arranged. It is possible to adopt a method for achieving the soaking of the heat.

図6は、ラップ量変化時の幅方向昇温分布を示すグラフである。図6に示したように、C型エッジヒータの昇温特性は、金属材100のエッジ部の昇温量が高く、金属材100の中央部に近いほど低くなる曲線である。また、温度管理点はエッジ部から25mmの地点の昇温量と規定する。したがって、図6に示したグラフにおいても、金属材100のエッジ部から25mmの地点の昇温値を同じとした場合のラップ量変化時の幅方向の温度分布を表現している。   FIG. 6 is a graph showing a temperature increase distribution in the width direction when the lap amount is changed. As shown in FIG. 6, the temperature rise characteristic of the C-type edge heater is a curve in which the temperature rise amount at the edge portion of the metal material 100 is high and becomes lower as the metal material 100 is closer to the center. Further, the temperature control point is defined as a temperature increase amount at a point 25 mm from the edge portion. Therefore, the graph shown in FIG. 6 also represents the temperature distribution in the width direction when the lap amount changes when the temperature rise value at the point of 25 mm from the edge of the metal material 100 is the same.

C型エッジヒータによる加熱は、ラップ量を大きくするとエッジ部の昇温量が高くなり、ラップ量を小さくするとエッジ部の昇温量は小さくなる特性を利用している。例えば、どちらか一方のエッジ部をより昇温させたい場合には、その一方のラップ量を大きく設定するよう第1及び第2のC型インダクタ11、21の位置を設定すればよい。ここで注意しなければならないのは、両エッジ部のインピーダンス値が一致しないことにより、アークスポットが増加する場合がある点である。このため、アーク疵が許されず高品質な金属材100を生産する場合には、上記のような、どちらか一方のエッジ部をより昇温する方法を適用すべきではない。   The heating by the C-type edge heater uses the characteristic that when the lap amount is increased, the temperature rise amount at the edge portion is increased, and when the lap amount is decreased, the temperature increase amount at the edge portion is decreased. For example, when it is desired to further raise the temperature of either one of the edge portions, the positions of the first and second C-type inductors 11 and 21 may be set so that the wrap amount of one of them is set larger. It should be noted here that the arc spot may increase due to the impedance values of both edges not matching. For this reason, when producing a high-quality metal material 100 that does not allow arc soot, the above-described method of further raising the temperature of one of the edge portions should not be applied.

図7は、加熱処理対象の金属材100の板幅変更時における制御方法を示す図である。一般的なC型エッジヒータにおいては、誘導加熱装置1に設定された板幅値と材料の位置ずれ(材料トラッキング)や板幅変位置のトラッキング制御により第1及び第2のC型インダクタ11、21の位置を設定する。しかし、トラッキング制御ズレにより位置設定が遅れたり、早すぎたりする場合も有り得る。この位置制御のバックアップ制御として、上記に説明したインピーダンス値を用いて第1及び第2のC型インダクタ11、21の位置を制御する本発明の実施形態に係る誘導加熱装置の制御方法を使用することが可能である。   FIG. 7 is a diagram illustrating a control method when changing the plate width of the metal material 100 to be heat-treated. In a general C-type edge heater, the first and second C-type inductors 11 are set by tracking control of a plate width value and material position deviation (material tracking) set in the induction heating device 1 or a plate width changing position. 21 position is set. However, position setting may be delayed or too early due to tracking control deviation. As the backup control of the position control, the control method of the induction heating apparatus according to the embodiment of the present invention that controls the position of the first and second C-type inductors 11 and 21 using the impedance value described above is used. It is possible.

トラッキング制御のバックアップ制御においても、図7に示すように、前述の第1のインピーダンス値Zdsiと第2のインピーダンス値Zwsiの算出結果をそのまま用いる。加熱処理を継続したまま板幅変更が発生すると、瞬間的に、両エッジ部のインピーダンス値がほぼ同じタイミングで同じような変化量で変化する。この状態が発生した場合に、本発明の実施形態に係る誘導加熱装置の制御方法による位置再設定を行う。この制御によりトラッキング制御ズレに対する影響を最小限に抑えた第1及び第2のC型インダクタ11、21の位置再設定を行うことができる。また、トラッキング制御ズレの発生をオペレータに知らせることもできる。なお、第1のインピーダンス値Zdsiと第2のインピーダンス値Zwsiの差分が0である場合には、トラッキング制御ズレはなく、本発明の実施形態に係る誘導加熱装置の制御方法による位置設定を行う必要はない。   Also in the backup control of the tracking control, as shown in FIG. 7, the calculation results of the first impedance value Zdsi and the second impedance value Zwsi are used as they are. When the plate width change occurs while continuing the heat treatment, the impedance values of both edge portions instantaneously change with the same amount of change at substantially the same timing. When this state occurs, the position is reset by the control method for the induction heating apparatus according to the embodiment of the present invention. With this control, it is possible to reset the positions of the first and second C-type inductors 11 and 21 while minimizing the influence on the tracking control deviation. It is also possible to notify the operator of the occurrence of tracking control deviation. When the difference between the first impedance value Zdsi and the second impedance value Zwsi is 0, there is no tracking control deviation, and it is necessary to perform position setting by the control method of the induction heating apparatus according to the embodiment of the present invention. There is no.

また、例えば図8に示すように、搬送中に金属材100の位置がドライブサイドにずれる位置ずれが発生して、金属材100が破線で示した状態になる場合を考える。このような状態のままで加熱を継続しても、両エッジ部の昇温はアンバランスになってしまう。このとき、第1のインダクタ電流Idsi及び第2のインダクタ電流Iwsiが変化して、その結果、第1のインピーダンス値Zdsi及び第2のインピーダンス値Zwsiも変化する。本発明の実施形態に係る誘導加熱装置1によれば、第1のインピーダンス値Zdsi及び第2のインピーダンス値Zwsiの変化量を常時監視して、金属材100の両エッジ部のインピーダンス値を常に同一に保つように、第1及び第2のC型インダクタ11、21の位置を制御する。これにより、両エッジ部の昇温をバランスさせることと同時に、アークスポット低減の相乗効果を奏することができる。   Further, for example, as shown in FIG. 8, a case is considered in which a positional deviation occurs in which the position of the metal material 100 is shifted to the drive side during conveyance, and the metal material 100 is in a state indicated by a broken line. Even if heating is continued in such a state, the temperature rise at both edge portions becomes unbalanced. At this time, the first inductor current Idsi and the second inductor current Iwsi change, and as a result, the first impedance value Zdsi and the second impedance value Zwsi also change. According to the induction heating device 1 according to the embodiment of the present invention, the amount of change in the first impedance value Zdsi and the second impedance value Zwsi is constantly monitored, and the impedance values at both edges of the metal material 100 are always the same. The positions of the first and second C-type inductors 11 and 21 are controlled so as to maintain the same. Thereby, the synergistic effect of arc spot reduction can be produced at the same time that the temperature rises at both edge portions are balanced.

以上に説明したように、本発明の実施形態に係る誘導加熱装置1によれば、加熱処理中において金属材100の両エッジ部の第1及び第2のインピーダンス値と初期値とのインピーダンス差分をリアルタイムで算出して、インピーダンス値が初期値に一致するように第1及び第2のC型インダクタ11、21の位置が制御される。その結果、加熱処理対象の金属材100の両エッジ部での昇温を所定の値に制御可能な誘導加熱装置及び誘導加熱装置の制御方法を提供することができる。   As described above, according to the induction heating apparatus 1 according to the embodiment of the present invention, the impedance difference between the first and second impedance values of both edges of the metal material 100 and the initial value during the heat treatment is obtained. The positions of the first and second C-type inductors 11 and 21 are controlled so that the impedance values match the initial values, calculated in real time. As a result, it is possible to provide an induction heating apparatus and a method for controlling the induction heating apparatus that can control the temperature rise at both edges of the metal material 100 to be heat-treated to a predetermined value.

<変形例>
図9に、C型エッジヒータを熱間圧延ラインに設置する場合の構成例を示す。一般に熱間圧延ラインでは、金属材100の搬送方向に沿ってドライブサイドとワークサイドにそれぞれ複数台のC型インダクタが配置される。図9は、ドライブサイドの入側と出側にそれぞれ配置されたドライブサイド入側C型インダクタ111とドライブサイド出側C型インダクタ112、及びワークサイドの入側と出側にそれぞれ配置されたワークサイド入側C型インダクタ211とワークサイド出側C型インダクタ212が、1台のC型エッジヒータに装填された例を示している。これら全てのC型インダクタは、1台のインバータ30によって給電される。
<Modification>
FIG. 9 shows a configuration example when a C-type edge heater is installed in a hot rolling line. In general, in a hot rolling line, a plurality of C-type inductors are arranged on the drive side and the work side, respectively, along the conveying direction of the metal material 100. FIG. 9 shows drive-side entry-side C-type inductor 111 and drive-side exit-side C-type inductor 112 arranged on the drive-side entry side and exit side, and workpieces placed on the work-side entry side and exit side, respectively. In the example, the side entry side C-type inductor 211 and the work side exit side C-type inductor 212 are loaded in one C-type edge heater. All these C-type inductors are powered by a single inverter 30.

アークスポットの発生を低減するために、対向するそれぞれのC型インダクタを逆位相結線して誘導電流を相殺する技術が提案されている(例えば、特開平8−69866号公報参照。)。例えば図9に示した構成の場合には、ワークサイド入側C型インダクタ211及びドライブサイド出側C型インダクタ112はドライブサイド入側C型インダクタ111と逆位相結線され、ワークサイド出側C型インダクタ212はドライブサイド入側C型インダクタ111と同位相結線される。   In order to reduce the occurrence of arc spots, a technique for canceling the induced current by connecting opposite C-type inductors in opposite phase has been proposed (see, for example, JP-A-8-69866). For example, in the case of the configuration shown in FIG. 9, the work side input side C-type inductor 211 and the drive side output side C type inductor 112 are connected in antiphase with the drive side input side C type inductor 111, The inductor 212 is connected in phase with the drive-side entry-side C-type inductor 111.

しかしながら、搬送される金属材100の位置がどちらか一方のサイドにずれた場合、この相殺効果は薄れてしまう。このとき、上記に説明したような本発明の実施形態に係る誘導加熱装置1の制御方法を適用することにより、安定してアークスポットの発生を低減することが可能である。   However, when the position of the conveyed metal material 100 is shifted to one of the sides, this canceling effect is diminished. At this time, it is possible to stably reduce the generation of arc spots by applying the control method of the induction heating apparatus 1 according to the embodiment of the present invention as described above.

図9に示した例では、出力電圧Viが電圧監視装置140から、ドライブサイド入側C型インダクタ111のインダクタ電流が第1のインダクタ電流IEdsiとして第1の入側電流監視装置120Aから、ドライブサイド出側C型インダクタ112のインダクタ電流が第1のインダクタ電流Idsiとして第1の出側電流監視装置120Bから、それぞれ制御装置50に送信される(i=0、1、・・・、n)。更に、ワークサイド入側C型インダクタ211のインダクタ電流が第2のインダクタ電流IEwsiとして第2の入側電流監視装置220Aから、ワークサイド出側C型インダクタ212のインダクタ電流が第2のインダクタ電流Iwsiとして第2の出側電流監視装置220Bから、それぞれ制御装置50に送信される(i=0、1、・・・、n)。 In the example illustrated in FIG. 9, the output voltage Vi is from the voltage monitoring device 140, and the inductor current of the drive side input-side C-type inductor 111 is the first inductor current I E dsi from the first input current monitoring device 120 </ b> A. The inductor current of the drive-side output-side C-type inductor 112 is transmitted as the first inductor current ID Dsi from the first output-side current monitoring device 120B to the control device 50 (i = 0, 1,...). , N). Furthermore, the inductor current of the work side input side C-type inductor 211 is set as the second inductor current I E wsi from the second input side current monitoring device 220A, and the inductor current of the work side output side C type inductor 212 is changed to the second inductor current. The current I D wsi is transmitted from the second outgoing current monitoring device 220B to the control device 50 (i = 0, 1,..., N).

上記のようにドライブサイドとワークサイドにそれぞれ複数台のC型インダクタを配置したC型エッジヒータにおいては、入側と出側のC型インダクタの距離は短く、入側と出側のC型インダクタのインピーダンス値に違いが現れるほどの極端な金属材100の位置ずれが起こることは通常有り得ない。このため、入側若しくは出側いずれかのC型インダクタのインダクタ電流によってインピーダンスを算出すればよい。   In the C-type edge heater in which a plurality of C-type inductors are arranged on the drive side and the work side as described above, the distance between the input-side and output-side C-type inductors is short, and the input-side and output-side C-type inductors are short. It is normally not possible for the position of the metal material 100 to be so extreme that a difference appears in the impedance value. For this reason, the impedance may be calculated from the inductor current of either the input side or the output side C-type inductor.

ただし、C型インダクタ自身に特性差が生じること等を考慮して、図10に示したように、(入側C型インダクタ電流+出側C型インダクタ電流)/2で算出される平均値をインダクタ電流に使用してもよい。図10は、ドライブサイドの第1のインダクタ電流について入側C型インダクタ電流と出側C型インダクタ電流の平均値を使用してモータドライブ装置61を制御する場合を示しているが、ワークサイドも同様に入側C型インダクタ電流と出側C型インダクタ電流の平均値を使用してモータドライブ装置62を制御してもよい。   However, considering the characteristic difference in the C-type inductor itself, the average value calculated by (input-side C-type inductor current + output-side C-type inductor current) / 2 as shown in FIG. It may be used for inductor current. FIG. 10 shows the case where the motor drive device 61 is controlled using the average value of the input-side C-type inductor current and the output-side C-type inductor current for the first inductor current on the drive side. Similarly, the motor drive device 62 may be controlled using an average value of the input-side C-type inductor current and the output-side C-type inductor current.

上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。即ち、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。   As mentioned above, although this invention was described by embodiment, it should not be understood that the description and drawing which form a part of this indication limit this invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art. That is, it goes without saying that the present invention includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.

本発明の誘導加熱装置は、加熱処理対象の金属材の両エッジ部を加熱するエッジヒータのみならず、誘導加熱装置と金属材との設定位置を規定して、その設定位置を制御する誘導加熱装置に利用可能である。   The induction heating device of the present invention is not only an edge heater that heats both edge portions of a metal material to be heat-treated, but also an induction heating that regulates the setting position by defining the setting position of the induction heating device and the metal material. Available to the device.

Idsi…第1のインダクタ電流
Iwsi…第2のインダクタ電流
P1、P2…位置設定値
Vi…出力電圧
1…誘導加熱装置
10、20…支持体
11…第1のC型インダクタ
21…第2のC型インダクタ
11a、11b、21a、21b…鉄心
11c、11d、21c、21d…加熱コイル
12、22…計器用変流器
13、23…力率調整用コンデンサ
14、24…モータ
15、25…車輪
30…インバータ
40…計器用変圧器
50…制御装置
61、62…モータドライブ装置
70…レール
100…金属材
110、210…開口部
111、112、211、212…C型インダクタ
120…第1の電流監視装置
120A…第1の入側電流監視装置
120B…第1の出側電流監視装置
140…電圧監視装置
220…第2の電流監視装置
220A…第2の入側電流監視装置
220B…第2の出側電流監視装置
Idsi ... first inductor current Iwsi ... second inductor current P1, P2 ... position set value Vi ... output voltage 1 ... induction heating device 10, 20 ... support 11 ... first C-type inductor 21 ... second C Type inductors 11a, 11b, 21a, 21b ... Iron cores 11c, 11d, 21c, 21d ... Heating coils 12, 22 ... Current transformers 13, 23 ... Power factor adjusting capacitors 14, 24 ... Motors 15, 25 ... Wheels 30 ... Inverter 40 ... Transformer for instrument 50 ... Control device 61, 62 ... Motor drive device 70 ... Rail 100 ... Metal material 110, 210 ... Openings 111, 112, 211, 212 ... C-type inductor 120 ... First current monitoring Device 120A ... First input current monitoring device 120B ... First output current monitoring device 140 ... Voltage monitoring device 220 ... Second power Monitoring device 220A ... second entrance side current monitoring device 220B ... second output side current monitoring device

Claims (4)

加熱処理対象の金属材の一方のエッジ部を加熱する第1のC型インダクタ、及び前記金属材の他方のエッジ部を加熱する第2のC型インダクタと、
前記第1及び第2のC型インダクタに給電するインバータと、
前記インバータの出力電圧を監視する電圧監視装置と、
前記第1及び第2のC型インダクタの加熱コイルにそれぞれ流れる第1及び第2のインダクタ電流を監視する第1及び第2の電流監視装置と、
前記金属材の加熱処理開始直後の前記出力電圧と前記第1及び第2のインダクタ電流から第1及び第2のインピーダンス値の初期値をそれぞれ算出し、更に、前記金属材を加熱処理中の同時刻における前記出力電圧と前記第1及び第2のインダクタ電流により前記第1及び前記第2のインピーダンス値を算出し、前記金属材の加熱処理中における前記第1及び第2のインピーダンス値が前記初期値とそれぞれ同一になるように、前記金属材に対する前記第1及び第2のC型インダクタの位置をリアルタイムで制御する制御装置と
を備えることを特徴とする誘導加熱装置。
A first C-type inductor that heats one edge portion of the metal material to be heat-treated, and a second C-type inductor that heats the other edge portion of the metal material;
An inverter for feeding power to the first and second C-type inductors;
A voltage monitoring device for monitoring the output voltage of the inverter;
First and second current monitoring devices for monitoring first and second inductor currents flowing in the heating coils of the first and second C-type inductors, respectively;
The initial values of the first and second impedance values are calculated from the output voltage immediately after the start of the heat treatment of the metal material and the first and second inductor currents, respectively, and the metal material is heated during the heat treatment. by the said output voltage and at the time the first and second inductor currents calculate the first and the second impedance value, said first and second impedance values during the heat treatment of the metal material is the initial An induction heating device comprising: a control device that controls the positions of the first and second C-type inductors relative to the metal material in real time so as to be equal to each other .
前記制御装置が、
前記金属材を加熱処理中の前記第1及び第2のインピーダンス値と前記第1及び第2のインピーダンス値の前記初期値とのそれぞれインピーダンス差分をリアルタイムで算出し、
前記金属材に対する前記第1及び第2のC型インダクタの位置を表すラップ量と前記インピーダンス差分との関係を示す関数を用いて、前記第1及び第2のインピーダンス値が前記初期値になるようなラップ量差分を決定し、前記ラップ量差分を用いて前記第1及び第2のC型インダクタの新たな位置を決定する
ことを特徴とする請求項1に記載の誘導加熱装置。
The control device is
Calculating the impedance difference between the first and second impedance values during the heat treatment of the metal material and the initial value of the first and second impedance values in real time;
The first impedance value and the second impedance value are set to the initial value by using a function indicating a relationship between the wrap amount indicating the position of the first and second C-type inductors with respect to the metal material and the impedance difference. The induction heating apparatus according to claim 1, wherein a new wrap amount difference is determined, and new positions of the first and second C-type inductors are determined using the wrap amount difference.
第1及び第2のC型インダクタを有する誘導加熱装置の制御方法であって、
前記第1のC型インダクタによって加熱処理対象の金属材の一方のエッジ部を加熱し、前記第2のC型インダクタによって前記金属材の他方のエッジ部を加熱するステップと、
前記第1及び第2のC型インダクタに給電するインバータの出力電圧を監視するステップと、
前記金属材の加熱処理中に前記第1及び第2のC型インダクタの加熱コイルにそれぞれ流れる第1及び第2のインダクタ電流を監視するステップと、
前記金属材の加熱処理開始直後の前記出力電圧と前記第1及び第2のインダクタ電流から第1及び第2のインピーダンス値の初期値をそれぞれ算出するステップと、
前記金属材を加熱処理中の同時刻における前記出力電圧と前記第1及び第2のインダクタ電流により前記第1及び前記第2のインピーダンス値を算出し、前記金属材の加熱処理中における前記第1及び第2のインピーダンス値が前記初期値とそれぞれ同一になるように、前記金属材に対する前記第1及び第2のC型インダクタの位置をリアルタイムで制御するステップと
を含むことを特徴とする誘導加熱装置の制御方法。
A method for controlling an induction heating apparatus having first and second C-type inductors, comprising:
Heating one edge portion of the metal material to be heat-treated by the first C-type inductor, and heating the other edge portion of the metal material by the second C-type inductor;
Monitoring the output voltage of the inverter feeding the first and second C-type inductors;
Monitoring first and second inductor currents respectively flowing in the heating coils of the first and second C-type inductors during the heat treatment of the metal material;
Calculating initial values of the first and second impedance values from the output voltage and the first and second inductor currents immediately after the start of the heat treatment of the metal material, respectively;
Said first and said second impedance value calculated by the output voltage and the first and second inductor current at the same time during the heat treatment of the metal material, the first during the heat treatment of the metal material And in real time, controlling the positions of the first and second C-type inductors with respect to the metal material such that the second impedance value is equal to the initial value, respectively. Control method of the device.
前記金属材に対する前記第1及び第2のC型インダクタの位置を制御するステップが、
前記金属材を加熱処理中の前記第1及び第2のインピーダンス値と前記第1及び第2のインピーダンス値の前記初期値とのそれぞれインピーダンス差分をリアルタイムで算出するステップと、
前記金属材に対する前記第1及び第2のC型インダクタの位置を表すラップ量と前記インピーダンス差分との関係を示す関数を用いて、前記第1及び第2のインピーダンス値が前記初期値になるようなラップ量差分を決定し、前記ラップ量差分を用いて前記第1及び第2のC型インダクタの新たな位置を決定するステップ
を含むことを特徴とする請求項3に記載の誘導加熱装置の制御方法。
Controlling the position of the first and second C-type inductors relative to the metal material;
Calculating in real time the respective impedance differences between the first and second impedance values during the heat treatment of the metal material and the initial values of the first and second impedance values;
The first impedance value and the second impedance value are set to the initial value by using a function indicating a relationship between the wrap amount indicating the position of the first and second C-type inductors with respect to the metal material and the impedance difference. And determining a new position of the first and second C-type inductors using the difference in wrap amount. 4. The induction heating apparatus according to claim 3, further comprising: Control method.
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