JPH0145197B2 - - Google Patents
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- JPH0145197B2 JPH0145197B2 JP55048241A JP4824180A JPH0145197B2 JP H0145197 B2 JPH0145197 B2 JP H0145197B2 JP 55048241 A JP55048241 A JP 55048241A JP 4824180 A JP4824180 A JP 4824180A JP H0145197 B2 JPH0145197 B2 JP H0145197B2
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- Japan
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- phase
- power
- load
- circuit
- phases
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 26
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 23
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- General Induction Heating (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は三相交流電力を用いた誘導炉の電力
制御装置に関するものである。
制御装置に関するものである。
第１図は誘導炉における従来の電力制御装置を
示す回路図で、三相交流電源１，２，３がタツプ
付変圧器４の一次側に接続され、このタツプ付変
圧器４の二次側のタツプ出力から開閉器５を介し
て等価インダクタンス１１と等価低抗１２とから
なる誘導炉、すなわち負荷Ａに電力が供給される
ように構成されている。そして、この負荷Ａの力
率を改善されるために、この負荷Ａと並列に、固
定用コンデンサ８と、複数個からなる調整用コン
デンサ９とが接続され、負荷が変動した場合、上
記調整用コンデンサ９の容量を開閉器１０によつ
て調整することにより、負荷Ａの力率を1.0に改
善するように構成されている。
示す回路図で、三相交流電源１，２，３がタツプ
付変圧器４の一次側に接続され、このタツプ付変
圧器４の二次側のタツプ出力から開閉器５を介し
て等価インダクタンス１１と等価低抗１２とから
なる誘導炉、すなわち負荷Ａに電力が供給される
ように構成されている。そして、この負荷Ａの力
率を改善されるために、この負荷Ａと並列に、固
定用コンデンサ８と、複数個からなる調整用コン
デンサ９とが接続され、負荷が変動した場合、上
記調整用コンデンサ９の容量を開閉器１０によつ
て調整することにより、負荷Ａの力率を1.0に改
善するように構成されている。
また、負荷Ａである誘導炉は、一般に単相であ
るため、三相線電流を平衡化するために、互いに
直列接続されたコンデンサ６とリアクトル７とが
他の各相間に接続されており、これらの容量は、
定格負荷時に三相線電流が平衡するような値を選
択するように構成されている。
るため、三相線電流を平衡化するために、互いに
直列接続されたコンデンサ６とリアクトル７とが
他の各相間に接続されており、これらの容量は、
定格負荷時に三相線電流が平衡するような値を選
択するように構成されている。
なお、負荷Ａである誘導炉の電力制御は、上記
タツプ付変圧器４の二次側のタツプ切換えによつ
て入力電圧を変化させるか、またはタツプを固定
しておき、上記開閉器５の「ON」−「OFF」状態
の時間間隔を変えることによつて行なうようにな
されている。
タツプ付変圧器４の二次側のタツプ切換えによつ
て入力電圧を変化させるか、またはタツプを固定
しておき、上記開閉器５の「ON」−「OFF」状態
の時間間隔を変えることによつて行なうようにな
されている。
以上述べたように、誘導炉における従来の電力
制御装置においては、定格負荷の場合には三相交
流回路の線電流は平衡するが、定格負荷でない場
合には三相の線電流が平衡しなくなり、三相交流
回路に接続されている他の機器に悪影響を与える
欠点がある。また、誘導炉、すなわち負荷Ａに対
する電力制御は段階的な制御しかできないので、
その制御特性が悪く、しかもタツプ付変圧器４
や、開閉器５等の機械的な部材を有しているの
で、メンテナンスがきわめて面倒である等の欠点
がある。
制御装置においては、定格負荷の場合には三相交
流回路の線電流は平衡するが、定格負荷でない場
合には三相の線電流が平衡しなくなり、三相交流
回路に接続されている他の機器に悪影響を与える
欠点がある。また、誘導炉、すなわち負荷Ａに対
する電力制御は段階的な制御しかできないので、
その制御特性が悪く、しかもタツプ付変圧器４
や、開閉器５等の機械的な部材を有しているの
で、メンテナンスがきわめて面倒である等の欠点
がある。
この発明は、かかる点に着目してなされたもの
で、三相交流回路から、単相負荷である誘導炉を
運転する場合、常時、三相交流回路の三相線電流
を平衡させ、しかも誘導炉の電力制御を無段階式
に連続的に行ない得るようにした誘導炉の電力制
御装置を提供するものである。
で、三相交流回路から、単相負荷である誘導炉を
運転する場合、常時、三相交流回路の三相線電流
を平衡させ、しかも誘導炉の電力制御を無段階式
に連続的に行ない得るようにした誘導炉の電力制
御装置を提供するものである。
第２図はこの発明の一実施例を示すもので、三
相交流電源１，２，３の線電流を平衡させるため
に、一方の三相交流電源１と２との間に、コンデ
ンサ６が接続され、また、他方の三相交流電源２
と３との間には、リアクトル７がそれぞれ接続さ
れ、さらにこれらの容量を調整するために、コン
デンサ１３と開閉器１４とが設けられている。そ
して、逆並列に接続されたサイリスタ装置からな
る電力制御装置１８と、これに直列接続された直
列リアクトル１９とを介して、誘導炉である負荷
Ａの等価インダクタンス１１および等価低抗１２
に電力が供給されるように構成されている。ま
た、直列リアクトル１９の出力側には、上記負荷
Ａの力率を改善させるためのコンデンサ８と、こ
れを調整するための直列なるコンデンサ９と開閉
器１０とが設けられている。さらに、上記三相交
流電源１と３との間には力率を改善させるための
コンデンサ１５が接続され、また、これの容量を
調整するための直列なるコンデンサ１７と開閉器
１６とが設けられている。２２は上記三相交流電
源１からの負荷電流検出用の変流器２０と、上記
三相交流電源１と３との間の線間電圧検出用の計
器用変圧器２１からの出力を入力し、上記開閉器
１４と、逆並列に接続されたサイリスタ装置から
なる電力制御回路１８を制御するための制御回路
である。
相交流電源１，２，３の線電流を平衡させるため
に、一方の三相交流電源１と２との間に、コンデ
ンサ６が接続され、また、他方の三相交流電源２
と３との間には、リアクトル７がそれぞれ接続さ
れ、さらにこれらの容量を調整するために、コン
デンサ１３と開閉器１４とが設けられている。そ
して、逆並列に接続されたサイリスタ装置からな
る電力制御装置１８と、これに直列接続された直
列リアクトル１９とを介して、誘導炉である負荷
Ａの等価インダクタンス１１および等価低抗１２
に電力が供給されるように構成されている。ま
た、直列リアクトル１９の出力側には、上記負荷
Ａの力率を改善させるためのコンデンサ８と、こ
れを調整するための直列なるコンデンサ９と開閉
器１０とが設けられている。さらに、上記三相交
流電源１と３との間には力率を改善させるための
コンデンサ１５が接続され、また、これの容量を
調整するための直列なるコンデンサ１７と開閉器
１６とが設けられている。２２は上記三相交流電
源１からの負荷電流検出用の変流器２０と、上記
三相交流電源１と３との間の線間電圧検出用の計
器用変圧器２１からの出力を入力し、上記開閉器
１４と、逆並列に接続されたサイリスタ装置から
なる電力制御回路１８を制御するための制御回路
である。
この発明の誘導炉における電力制御装置は上記
のように構成されているので、まず、三相交流回
路に単相の誘導性負荷が接続された場合、上記三
相交流回路の線電流を平衡させる手段としては、
第３図ａに示すような三相線電流平衡回路があ
り、図中２３は第２図において三相交流電源１と
３との間の回路を等価的にみたときの負荷であ
り、いま、この負荷２３において有効電力をPpと
し、かつ無効電力（ただし遅相無効電力は負とす
る）を−Qpとすると、負荷の電力ベクトルP〓Lは、 P〓L＝Pp−jQp ……(1) となる。
のように構成されているので、まず、三相交流回
路に単相の誘導性負荷が接続された場合、上記三
相交流回路の線電流を平衡させる手段としては、
第３図ａに示すような三相線電流平衡回路があ
り、図中２３は第２図において三相交流電源１と
３との間の回路を等価的にみたときの負荷であ
り、いま、この負荷２３において有効電力をPpと
し、かつ無効電力（ただし遅相無効電力は負とす
る）を−Qpとすると、負荷の電力ベクトルP〓Lは、 P〓L＝Pp−jQp ……(1) となる。
このとき、上記コンデンサ６の容量Qc、およ
びリアクトル７の容量QLは次式のように選択す
ればよい。
びリアクトル７の容量QLは次式のように選択す
ればよい。
Qc＝（Pp／√３−Qp） ……(2)
QL＝（Pp／√３＋Qp） ……(3)
したがつて、電源からみた三相交流回路の電力
P〓、および力率Pfは P〓＝Pp−j3Qp ……(4) Pf＝Pp／√2 p＋92 p ……(5) となる。
P〓、および力率Pfは P〓＝Pp−j3Qp ……(4) Pf＝Pp／√2 p＋92 p ……(5) となる。
したがつて、上記〔５〕式により負荷２３の力
率が悪い場合には、三相交流回路の力率もきわめ
て悪くなることがわかる。よつて、上記負荷２３
の力率を1.0に向上させると、この負荷２３の無
効電力は Qp＝０ となり、この場合、三相線電流の平衡条件は次式
のようになる。
率が悪い場合には、三相交流回路の力率もきわめ
て悪くなることがわかる。よつて、上記負荷２３
の力率を1.0に向上させると、この負荷２３の無
効電力は Qp＝０ となり、この場合、三相線電流の平衡条件は次式
のようになる。
Qc＝QL＝Pp／√３ ……〔６〕
したがつて、上記三相交流回路の電力P〓はP〓＝
Ppとなるため、必然的に三相交流回路の力率は
1.0となることがわかる。
Ppとなるため、必然的に三相交流回路の力率は
1.0となることがわかる。
そして、このときの三相交流回路の線間電圧お
よび線電流のベクトル図は、第３図ｂに示すよう
になる。
よび線電流のベクトル図は、第３図ｂに示すよう
になる。
以上詳細に述べた理由によつて、第３図ａに示
す負荷２３の電力Ppに対して、コンデンサ６の容
量QC、およびリアクトル７の容量QLを上記〔６〕
式の値に調整すれば、三相交流回路の力率が1.0
で、しかも三相交流回路の線電流を確実に平衡さ
せることができる。
す負荷２３の電力Ppに対して、コンデンサ６の容
量QC、およびリアクトル７の容量QLを上記〔６〕
式の値に調整すれば、三相交流回路の力率が1.0
で、しかも三相交流回路の線電流を確実に平衡さ
せることができる。
次に、第２図に示すこの発明の一実施例につい
て説明すれば、等価インダクタンス１１と等価低
抗１２との直列回路で構成された誘導性の負荷、
すなわち誘導炉においては、有効電力が消費され
るとともに、無効電力が発生するため、この無効
電力を補償するためのコンデンサ８が接続されて
おり、さらに負荷が変化した場合に、複数個から
なるコンデンサ９の容量を開閉器１０によつて調
整し、誘導炉の力率が常時1.0になるように構成
されている。そして、この負荷状態において逆並
列に接続されたサイリスタ装置からなる電力制御
回路１８の点弧位相角を、制御回路２２により、
負荷の線間電圧に対して0゜〜180゜の範囲で変化さ
せることによつて、負荷に流れる電流の大きさが
制御され、誘導炉、すなわち、負荷Ａの有効電力
を無段階式に連続的に変化させることができる。
て説明すれば、等価インダクタンス１１と等価低
抗１２との直列回路で構成された誘導性の負荷、
すなわち誘導炉においては、有効電力が消費され
るとともに、無効電力が発生するため、この無効
電力を補償するためのコンデンサ８が接続されて
おり、さらに負荷が変化した場合に、複数個から
なるコンデンサ９の容量を開閉器１０によつて調
整し、誘導炉の力率が常時1.0になるように構成
されている。そして、この負荷状態において逆並
列に接続されたサイリスタ装置からなる電力制御
回路１８の点弧位相角を、制御回路２２により、
負荷の線間電圧に対して0゜〜180゜の範囲で変化さ
せることによつて、負荷に流れる電流の大きさが
制御され、誘導炉、すなわち、負荷Ａの有効電力
を無段階式に連続的に変化させることができる。
なお、上述した直流リアクトル１９は上記電力
制御回路１８が非導通から導通状態に変わるとき
の突入電流を抑制するために挿入されたものであ
り、また、コンデンサ１５は、三相交流電源１と
３との間に接続された負荷の力率を改善させるた
めに設けられたものである。さらに負荷Ａの状態
の変化に応じて複数個からなるコンデンサ１７の
容量を開閉器１６により調整することによつて、
三相交流電源１と３との間の線間力率を常に1.0
とすることにより、この負荷状態において変流器
２０により負荷電流を検出し、また計器用変圧器
２１によつて負荷の線間電圧を検出し、これらを
制御回路２２に入力して負荷の有効電力を求め、
さらに三相交流電源１と２との間の進相容量と、
三相交流電源２と３との遅相容量をそれぞれ演算
するとともに、さらに、コンデンサ６とリアクト
ル７の固定容量に対してさらに複数個からなるコ
ンデンサ１３の容量を制御回路２２によつて開閉
器１４を制御し、三相交流電源１側か、あるいは
三相交流電源３側に選択的に接続して最適な容量
に調整するようにすれば、常に三相交流回路の力
率が1.0となり、しかも三相交流回路の線電流を
確実に平衡させることができる。
制御回路１８が非導通から導通状態に変わるとき
の突入電流を抑制するために挿入されたものであ
り、また、コンデンサ１５は、三相交流電源１と
３との間に接続された負荷の力率を改善させるた
めに設けられたものである。さらに負荷Ａの状態
の変化に応じて複数個からなるコンデンサ１７の
容量を開閉器１６により調整することによつて、
三相交流電源１と３との間の線間力率を常に1.0
とすることにより、この負荷状態において変流器
２０により負荷電流を検出し、また計器用変圧器
２１によつて負荷の線間電圧を検出し、これらを
制御回路２２に入力して負荷の有効電力を求め、
さらに三相交流電源１と２との間の進相容量と、
三相交流電源２と３との遅相容量をそれぞれ演算
するとともに、さらに、コンデンサ６とリアクト
ル７の固定容量に対してさらに複数個からなるコ
ンデンサ１３の容量を制御回路２２によつて開閉
器１４を制御し、三相交流電源１側か、あるいは
三相交流電源３側に選択的に接続して最適な容量
に調整するようにすれば、常に三相交流回路の力
率が1.0となり、しかも三相交流回路の線電流を
確実に平衡させることができる。
この発明の電力制御装置によれば、三相交流回
路において負荷である誘導炉を運転する場合、常
に三相交流回路の線電流を平衡させることがで
き、かつ誘導炉の電力を無段階式に連続的に変化
することができるため、電力制御がきわめて容易
になり、しかも電力の自動制御も容易に実現させ
ることができる効果がある。さらに、この発明に
よれば、従来のように電力制御をタツプ付変圧器
を開閉器によつて切換操作を行なうようにはせ
ず、逆並列に接続されたサイリスタ装置と、その
制御回路からなる電力制御回路１８によつて構成
するようにしたので、誘導炉の電力制御装置が著
しく小形化されるばかりでなく、従来のように、
変圧器のタツプ切換や、開閉器の「ON」−
「OFF」操作が不要になつたので、機械的部材が
なくなり、メンテナンスがきわめて容易になる等
の優れた効果を有するものである。
路において負荷である誘導炉を運転する場合、常
に三相交流回路の線電流を平衡させることがで
き、かつ誘導炉の電力を無段階式に連続的に変化
することができるため、電力制御がきわめて容易
になり、しかも電力の自動制御も容易に実現させ
ることができる効果がある。さらに、この発明に
よれば、従来のように電力制御をタツプ付変圧器
を開閉器によつて切換操作を行なうようにはせ
ず、逆並列に接続されたサイリスタ装置と、その
制御回路からなる電力制御回路１８によつて構成
するようにしたので、誘導炉の電力制御装置が著
しく小形化されるばかりでなく、従来のように、
変圧器のタツプ切換や、開閉器の「ON」−
「OFF」操作が不要になつたので、機械的部材が
なくなり、メンテナンスがきわめて容易になる等
の優れた効果を有するものである。
第１図は従来の誘導炉における電力制御装置を
示す回路図、第２図はこの発明の一実施例を示す
回路図、第３図ａはこの発明の三相交流回路にお
ける三相線電流の平衡回路図、第３図ｂはその線
間電圧および線電流ベクトル図である。 図面中、１，２，３は三相交流電源、６はコン
デンサ、７はリアクトル、８，１５は力率改善用
コンデンサ、１０，１４，１６は開閉器、１１は
負荷Ａの等価インダクタンス、１２は負荷Ａの等
価低抗、９，１３，１７は調整用コンデンサ、１
８はサイリスタ装置、１９は直列リアクトル、２
０は負荷電流検出用変流器、２１は負荷の線間電
圧検出用計器用変圧器、２２は開閉器１４とサイ
リスタ装置１８の制御回路である。なお、図中同
一符号は同一または相当部分を示す。
示す回路図、第２図はこの発明の一実施例を示す
回路図、第３図ａはこの発明の三相交流回路にお
ける三相線電流の平衡回路図、第３図ｂはその線
間電圧および線電流ベクトル図である。 図面中、１，２，３は三相交流電源、６はコン
デンサ、７はリアクトル、８，１５は力率改善用
コンデンサ、１０，１４，１６は開閉器、１１は
負荷Ａの等価インダクタンス、１２は負荷Ａの等
価低抗、９，１３，１７は調整用コンデンサ、１
８はサイリスタ装置、１９は直列リアクトル、２
０は負荷電流検出用変流器、２１は負荷の線間電
圧検出用計器用変圧器、２２は開閉器１４とサイ
リスタ装置１８の制御回路である。なお、図中同
一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- １ １，２，３相からなる三相の交流電力を用い
て誘導炉を運転するものにおいて、前記三相から
なる交流電源と誘導炉の負荷との間に、前記三相
からなる交流回路の線電流を平衝させるため前記
三相交流電源の負荷をとる相１−３以外の一相１
と２間に接続されたコンデンサと前記三相電源の
他の一相２と３間に接続されたリアクトルと、こ
れらコンデンサとリアクトルの容量を調整するた
め一端が相２と接続され他端に開閉器を接続しこ
の開閉器により前記三相交流電源の相１側かある
いは３側に接続される調整用コンデンサと負荷の
有効電力を求めさらに前記三相交流電源の相１と
２との間の進相容量及び相２と３との遅相容量を
それぞれ演算し、三相線電流平衝に最適な容量と
なるよう前記調整用コンデンサの開閉器を制御す
る制御回路とを有する三相線電流平衝回路と、逆
並列に接続されたサイリスタ装置からなり前記負
荷の電力を無段階式に連続的に変化させる電力制
御回路と、この電力制御回路を制御する制御回路
と、上記三相線電流平衡回路とサイリスタ装置と
の間に設けた複数のコンデンサからなり前記電源
の力率を改善させる力率改善回路と、負荷と並列
に接続した複数のコンデンサからなり前記負荷の
力率を改善させる力率改善回路を挿入したことを
特徴とする誘導炉の電力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4824180A JPS56145688A (en) | 1980-04-11 | 1980-04-11 | Electric power control device for induction furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4824180A JPS56145688A (en) | 1980-04-11 | 1980-04-11 | Electric power control device for induction furnace |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56145688A JPS56145688A (en) | 1981-11-12 |
| JPH0145197B2 true JPH0145197B2 (ja) | 1989-10-02 |
Family
ID=12797936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4824180A Granted JPS56145688A (en) | 1980-04-11 | 1980-04-11 | Electric power control device for induction furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56145688A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0690947B2 (ja) * | 1984-12-05 | 1994-11-14 | 富士電機株式会社 | タンデイツシユの電力制御方法 |
| DE102005051232A1 (de) * | 2005-10-26 | 2007-05-03 | Sms Demag Ag | Steuervorrichtung für Wechselstrom-Reduktionsöfen |
-
1980
- 1980-04-11 JP JP4824180A patent/JPS56145688A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56145688A (en) | 1981-11-12 |
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