JPH01303059A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JPH01303059A JPH01303059A JP63130557A JP13055788A JPH01303059A JP H01303059 A JPH01303059 A JP H01303059A JP 63130557 A JP63130557 A JP 63130557A JP 13055788 A JP13055788 A JP 13055788A JP H01303059 A JPH01303059 A JP H01303059A
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009499 grossing Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、共振周波数が変化する直列共振回路を負荷と
する電力変換装置に関する。
する電力変換装置に関する。
第２図は誘導加熱装置の電源として用いられるインバー
タの従来の主回路と制御回路を示したものである。同図
において、ＡＣは交流電源、１ば順変換器、２は平滑用
リアクトル、３は平滑用コンデンサ、４は逆変換ｍであ
って、１〜４はインバータの主回路Ｉを構成しており、
逆変換Ｒ′４４の出力はインピーダンス整合用の整合変
圧器５、負荷共振用コンデンザ（容量：Ｃ）６を通して
負荷（誘導加熱用コイル）７に供給される。Ｉ５とＲは
それぞれ負荷７のインダクタンスと抵抗を示している。
タの従来の主回路と制御回路を示したものである。同図
において、ＡＣは交流電源、１ば順変換器、２は平滑用
リアクトル、３は平滑用コンデンサ、４は逆変換ｍであ
って、１〜４はインバータの主回路Ｉを構成しており、
逆変換Ｒ′４４の出力はインピーダンス整合用の整合変
圧器５、負荷共振用コンデンザ（容量：Ｃ）６を通して
負荷（誘導加熱用コイル）７に供給される。Ｉ５とＲは
それぞれ負荷７のインダクタンスと抵抗を示している。
この負荷７は実質上インダクタンス負荷であるので、そ
の力率は非常に悪く、この従来例では、コンデンサ６を
負荷７と直列に挿入し、周波数制御にＰ Ｌ Ｌ回路８
を用いて、負荷共振周波数（Ｌ Ｃ共振周波数）ｆｏと
一致した周波数（インバータ発振周波数）で上記主回路
■を動作させ、主回路■から見た負荷側の力率が１にな
るように制イ卸している。
の力率は非常に悪く、この従来例では、コンデンサ６を
負荷７と直列に挿入し、周波数制御にＰ Ｌ Ｌ回路８
を用いて、負荷共振周波数（Ｌ Ｃ共振周波数）ｆｏと
一致した周波数（インバータ発振周波数）で上記主回路
■を動作させ、主回路■から見た負荷側の力率が１にな
るように制イ卸している。
インハークｑｉｌｌ を卸回路■のＰ Ｌ Ｉ−回路８
ば、インバータの発振周波数ｆを負荷共振周波数ｆ。に
同調させ、インバータ出力電圧Ｖ。・出力電流Ｉ。
ば、インバータの発振周波数ｆを負荷共振周波数ｆ。に
同調させ、インバータ出力電圧Ｖ。・出力電流Ｉ。
の周波数と位相が一致するように逆変換器４を制御する
ものであり、位相比較器９、低域通過フィルタ１０、リ
ミッタ］１、電圧制御発振器１２を備えている。この位
相比較器９は主回路■の出力電圧（インバータ電圧）■
ｏとコンデンサ６の電圧■。を導入して両者の位相差δ
を検知し、該位相差δに対応した出力Ｖ、を送出するも
ので、該位相差δが９０°になると、その出力■、が０
になる。リミッタ１１は主回路■の発振周波数ｆの範囲
（同調可能周波数範囲）を設定するためのものであり、
上限値Ｖ （ｆ１１１Ｘ＋、下限値Ｖ（ｆＭＩｌｌｌを
有している。電圧制御発振器１２ば入力電圧に比例した
パルスを発振して駆動回路１３に供給し、この発振周波
数で主回路Ｉが動作する。１５は出力制御器であって、
負荷電圧Ｖ１ や主回路入力電圧Ｖｒｌ、電力Ｖｏ ｘ
Ｉｎ （Ｉｎ ：主回路入力電流）のフィードバ
ック値が出力指令値設定器１４による出力指令電圧値Ｖ
ｓもしくは出力指令電力値ＰＳと一致するように順変換
器１の点弧位相を制御する。
ものであり、位相比較器９、低域通過フィルタ１０、リ
ミッタ］１、電圧制御発振器１２を備えている。この位
相比較器９は主回路■の出力電圧（インバータ電圧）■
ｏとコンデンサ６の電圧■。を導入して両者の位相差δ
を検知し、該位相差δに対応した出力Ｖ、を送出するも
ので、該位相差δが９０°になると、その出力■、が０
になる。リミッタ１１は主回路■の発振周波数ｆの範囲
（同調可能周波数範囲）を設定するためのものであり、
上限値Ｖ （ｆ１１１Ｘ＋、下限値Ｖ（ｆＭＩｌｌｌを
有している。電圧制御発振器１２ば入力電圧に比例した
パルスを発振して駆動回路１３に供給し、この発振周波
数で主回路Ｉが動作する。１５は出力制御器であって、
負荷電圧Ｖ１ や主回路入力電圧Ｖｒｌ、電力Ｖｏ ｘ
Ｉｎ （Ｉｎ ：主回路入力電流）のフィードバ
ック値が出力指令値設定器１４による出力指令電圧値Ｖ
ｓもしくは出力指令電力値ＰＳと一致するように順変換
器１の点弧位相を制御する。
この従来のインバータでは、指令値設定器１４が作成す
る出力指令値ＶｓもしくはＰｓとインバータ発振周波数
ｆとの間に相関をＩ４たせてぃないので、誘導加熱装置
の起動時や加熱途中における材料投入時等の負荷変動時
におけるように負荷共振周波数ｆ。が大きく変動して同
調可能範囲外の周波数となった場合、主回路Ｉは上限周
波数ｆ ＭＡＸもしくｉ；ｌニーＦ限周波数ｆ９１８で
り１作し、負荷７との同調が外れて、無効電流が増大し
、出力指令値Ｖｓ 、 Ｐ ｓのレー＼ルによっては、
図示しない保護装置（過電流検出器等）が働いてインバ
ータが停止してしまうような事態が起こるという問題が
ある。
る出力指令値ＶｓもしくはＰｓとインバータ発振周波数
ｆとの間に相関をＩ４たせてぃないので、誘導加熱装置
の起動時や加熱途中における材料投入時等の負荷変動時
におけるように負荷共振周波数ｆ。が大きく変動して同
調可能範囲外の周波数となった場合、主回路Ｉは上限周
波数ｆ ＭＡＸもしくｉ；ｌニーＦ限周波数ｆ９１８で
り１作し、負荷７との同調が外れて、無効電流が増大し
、出力指令値Ｖｓ 、 Ｐ ｓのレー＼ルによっては、
図示しない保護装置（過電流検出器等）が働いてインバ
ータが停止してしまうような事態が起こるという問題が
ある。
本発明は、負荷共振周波数が同調可能周波数範囲外へず
れても停止することなく、従来に比し、安定した動作を
行う電力変換装置を提供することを目的とする。
れても停止することなく、従来に比し、安定した動作を
行う電力変換装置を提供することを目的とする。
本発明は」二記目的を達成するため、常時出力指令値と
該常時出力指令値とは異なるレベルの非常時出力指令値
を選択する指令値選択器、同調可能周波数範囲を設定す
る回路の入力を取り込んで該入力が同調可能周波数範囲
内にあるか否かを検知する同調・非同調検出器とを設け
、該同調・非同調検出器の同調および非同調検出時出力
によりそれぞれ上記常時出力指令値および非常時出力指
令値を選択させる構成としたものである。
該常時出力指令値とは異なるレベルの非常時出力指令値
を選択する指令値選択器、同調可能周波数範囲を設定す
る回路の入力を取り込んで該入力が同調可能周波数範囲
内にあるか否かを検知する同調・非同調検出器とを設け
、該同調・非同調検出器の同調および非同調検出時出力
によりそれぞれ上記常時出力指令値および非常時出力指
令値を選択させる構成としたものである。
本発明で１，１、負荷共振周波数が予め設定しである同
調可能周波数範囲から外れると、出力指令値が非常時出
力指令値に切換ねり、この非常時出力指令値は、インバ
ータ出力電流が過電流レベルに達することのない値に設
定されるので、インバータが過電流停止することは無い
。
調可能周波数範囲から外れると、出力指令値が非常時出
力指令値に切換ねり、この非常時出力指令値は、インバ
ータ出力電流が過電流レベルに達することのない値に設
定されるので、インバータが過電流停止することは無い
。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１図において、２０は同調・非同調検出器であって、
低域通過フィルタ１０の出力■、を取り込め・該出力Ｖ
、が％ ■（ｆｍｉｎ） 〈Ｖ ｆ 〈Ｖ （ｆｍａｘ
）にある場合には同調検知信号Ｉ、を送出し、■ｔｒｍ
、ｎ＋ 〉Ｖ ｔ 、Ｖ ｒ 〉Ｖ （ｆ＋ｎａｘ）で
ある場合には、非同調検知信号Ｈを送出する。２１は指
令値選択器であって、同調・非同調検出器２０の出力が
■、である場合には、出力指令値設定器（常時出力指令
値設定器）１４を選択し、上記出力がＨである場合には
、非常時出力指令値設定器２２を選択する。この非常時
出力指令値設定器２２が送出する非常時出力指令電圧値
■ｓいもしくは電力値Ｐ踵は非同調時の主回路１の出力
電流■。が過電流レベルに達せず、かつ、電圧Ｖ。、■
ｏがＰＬＬ回路８を駆動するに足るレベルとなる値に設
定される。他の構成は第２図のものと同じであるので、
同一構成要素には同一符号を伺しである。
低域通過フィルタ１０の出力■、を取り込め・該出力Ｖ
、が％ ■（ｆｍｉｎ） 〈Ｖ ｆ 〈Ｖ （ｆｍａｘ
）にある場合には同調検知信号Ｉ、を送出し、■ｔｒｍ
、ｎ＋ 〉Ｖ ｔ 、Ｖ ｒ 〉Ｖ （ｆ＋ｎａｘ）で
ある場合には、非同調検知信号Ｈを送出する。２１は指
令値選択器であって、同調・非同調検出器２０の出力が
■、である場合には、出力指令値設定器（常時出力指令
値設定器）１４を選択し、上記出力がＨである場合には
、非常時出力指令値設定器２２を選択する。この非常時
出力指令値設定器２２が送出する非常時出力指令電圧値
■ｓいもしくは電力値Ｐ踵は非同調時の主回路１の出力
電流■。が過電流レベルに達せず、かつ、電圧Ｖ。、■
ｏがＰＬＬ回路８を駆動するに足るレベルとなる値に設
定される。他の構成は第２図のものと同じであるので、
同一構成要素には同一符号を伺しである。
この構成においては、負荷共振周波数ｆ。が同調可能周
波数範囲ｆＭＩＮ ＜ ｆＯ’ ｆＭＡＸ内にあると、
同調・非同調検出器２０ば同調検出信号りを送出するの
で、指令値選択器２１は常時出力指令値設定器１４を選
択し、インバータは前記従来と同し動作を行う。
波数範囲ｆＭＩＮ ＜ ｆＯ’ ｆＭＡＸ内にあると、
同調・非同調検出器２０ば同調検出信号りを送出するの
で、指令値選択器２１は常時出力指令値設定器１４を選
択し、インバータは前記従来と同し動作を行う。
負荷共振周波数ｆ。が同調可能周波数範囲ｆイ１゜＜ｆ
ｏ＜ｆ、、、を外れると、同調・非同調検出器２０の入
力■、が、Ｖ ｆｆｎｌｉ ｎｌ ＞ Ｖ １もしくは
■ｆ 〉■（ｆｍａｘｌとなり、指令値選択器２１が非
常時出力指令値ＶＳＮ（もしくはＰ ３Ｎ）を選択する
ので、出力制御器１５はＶ、（もしくはＰ、）がＶＳＮ
（もしくはＰ３、）になるように順変換器１の点弧位相
を制御する。このＶＳＮ（もしくはＰ ＳＮ）は、主回
路■から流出する無効電流が増大しても、出力電流Ｉ。
ｏ＜ｆ、、、を外れると、同調・非同調検出器２０の入
力■、が、Ｖ ｆｆｎｌｉ ｎｌ ＞ Ｖ １もしくは
■ｆ 〉■（ｆｍａｘｌとなり、指令値選択器２１が非
常時出力指令値ＶＳＮ（もしくはＰ ３Ｎ）を選択する
ので、出力制御器１５はＶ、（もしくはＰ、）がＶＳＮ
（もしくはＰ３、）になるように順変換器１の点弧位相
を制御する。このＶＳＮ（もしくはＰ ＳＮ）は、主回
路■から流出する無効電流が増大しても、出力電流Ｉ。
が過電流レベルまで上昇しない値に設定しであるので、
誘導加熱装置の起動時や、材料投入等により、負荷共振
周波数ｆ。が同調可能周波数範囲ｆＭＩＮ ＜ ｆｏ
＜ｆｆＩＡＸを外れても、インバータが過電流停止する
ことがない。
誘導加熱装置の起動時や、材料投入等により、負荷共振
周波数ｆ。が同調可能周波数範囲ｆＭＩＮ ＜ ｆｏ
＜ｆｆＩＡＸを外れても、インバータが過電流停止する
ことがない。
上記起動後、また、材料投入後、ある時間が経過すると
、負荷共振周波数ｆ。は上記同調可能周波数範囲内に落
ち着いてくるので、指令値選択器２１ば常時出力指令値
設定器１４を選択し、出力制御器１５は主回路■の出力
が常時出力指令値■３またはＰ、に一致するように順変
換器１の点弧位相を制御する。
、負荷共振周波数ｆ。は上記同調可能周波数範囲内に落
ち着いてくるので、指令値選択器２１ば常時出力指令値
設定器１４を選択し、出力制御器１５は主回路■の出力
が常時出力指令値■３またはＰ、に一致するように順変
換器１の点弧位相を制御する。
なお、上記実施例では、誘導加熱装置の電源として用い
られるインバータについて説明したが、本発明は負荷共
振周波数が変動する負荷に電力を給電するインバータで
あれば、適用して同様の効果を得ることかできる。
られるインバータについて説明したが、本発明は負荷共
振周波数が変動する負荷に電力を給電するインバータで
あれば、適用して同様の効果を得ることかできる。
また、周波数制御手段として、９０°ロツク型のＰ Ｌ
Ｌ回路を用いているが、０°ロツク型のＰＬ Ｌ回路
、または他の回路構成を有する周波数制御手段であって
もよい。
Ｌ回路を用いているが、０°ロツク型のＰＬ Ｌ回路
、または他の回路構成を有する周波数制御手段であって
もよい。
また、順変換器として位相制御を用いて説明したが、他
の手段、例えば、整流器とチョッパの組合せでもよい。
の手段、例えば、整流器とチョッパの組合せでもよい。
本発明は以上説明した通り、負荷共振周波数がインバー
タの同調可能周波数範囲から外れた場合、インハ−り出
力値を低レベルに切換えて過電流停止が起こらないよう
に制御するので、負荷に対して安定した給電動作を続け
ることができ、給電対象の操業度を向上することができ
る。
タの同調可能周波数範囲から外れた場合、インハ−り出
力値を低レベルに切換えて過電流停止が起こらないよう
に制御するので、負荷に対して安定した給電動作を続け
ることができ、給電対象の操業度を向上することができ
る。
第１図は本発明の実施例を示すフロック図、第２図は従
来の誘導加熱装置用電力変換装置を示すブロック図であ
る。 １−順変換器、４−逆変換器、８−ＰＬＩ−回路、１１
−リミッタ、１４−常時出力指令値設定器、１５−出力
制御器、２０−同調・非同調検出器、２１−指令値選択
器、２２−非常特出ノノ指令値設定器。
来の誘導加熱装置用電力変換装置を示すブロック図であ
る。 １−順変換器、４−逆変換器、８−ＰＬＩ−回路、１１
−リミッタ、１４−常時出力指令値設定器、１５−出力
制御器、２０−同調・非同調検出器、２１−指令値選択
器、２２−非常特出ノノ指令値設定器。
Claims (3)
- （１）直列共振回路に給電するインバータ主回路、該イ
ンバータ主回路の出力周波数を上記直列共振回路の共振
周波数に同調させる周波数制御器と上記インバータ主回
路の出力値を常時出力指令値に制御する出力制御器を備
える電力変換装置において、上記常時出力指令値と該常
時出力指令値とは異なるレベルの非常時出力指令値を選
択する指令値選択器を設けるとともに、上記同調の可能
範囲を設定する回路の入力を取り込んで、該入力が同調
可能範囲内にあるか否かを検知する同調・非同調検出器
とを設け、該同調・非同調検出器の同調および非同調検
出時出力によりそれぞれ上記常時出力指令値および非常
時出力指令値が選択されることを特徴とする電力変換装
置。 - （２）周波数制御器は、主回路出力電圧と直列共振回路
コンデンサ電圧を取り込んで位相比較する位相比較器、
該位相比較器の出力をリミッタを介して入力される電圧
制御発振器を備えるＰＬＬ回路を有し、上記リミッタの
入力が同調・非同調検出器に取り込まれることを特徴と
する請求項１記載の電力変換装置。 - （３）非常時出力指令値は非同調検知時、主回路が過電
流停止しないレベルであることを特徴とする請求項１ま
たは２記載の電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63130557A JP2705108B2 (ja) | 1988-05-27 | 1988-05-27 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63130557A JP2705108B2 (ja) | 1988-05-27 | 1988-05-27 | 電力変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01303059A true JPH01303059A (ja) | 1989-12-06 |
| JP2705108B2 JP2705108B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=15037114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63130557A Expired - Fee Related JP2705108B2 (ja) | 1988-05-27 | 1988-05-27 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2705108B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010011731A (ja) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Huettinger Elektronik Gmbh & Co Kg | フルブリッジ回路の駆動方法 |
| JP2011014331A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | 誘導加熱装置 |
| JP2014090641A (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-15 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 電力変換装置の制御装置 |
| JP6277319B1 (ja) * | 2017-11-21 | 2018-02-07 | 高周波熱錬株式会社 | 電力変換装置及び電力変換装置の制御方法並びにプログラム |
-
1988
- 1988-05-27 JP JP63130557A patent/JP2705108B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010011731A (ja) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Huettinger Elektronik Gmbh & Co Kg | フルブリッジ回路の駆動方法 |
| JP2011014331A (ja) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | 誘導加熱装置 |
| JP2014090641A (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-15 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 電力変換装置の制御装置 |
| JP6277319B1 (ja) * | 2017-11-21 | 2018-02-07 | 高周波熱錬株式会社 | 電力変換装置及び電力変換装置の制御方法並びにプログラム |
| TWI642264B (zh) * | 2017-11-21 | 2018-11-21 | 日商高周波熱錬股份有限公司 | 電力變換裝置及電力變換裝置的控制方法與程式 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2705108B2 (ja) | 1998-01-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |