JPH05202415A - 高周波加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波電源100 から給電されて加熱コイル51
〜54が被加熱面を加熱中に、加熱コイルへの給電を個別
に断つても高周波電源10に損傷を与えないようにする。 【構成】 高周波加熱装置は、サイリスタ11〜14を高周
波電流の発生用に設けた１つの高周波電源100 と、高周
波電源100 から給電される加熱コイル51〜54と、サイリ
スタ11〜14の点弧用ゲート11a 〜14a に点弧パルスを供
給するパルス発生器1 と、高周波電源100 と各加熱コイ
ル51〜54との間に設けたサイリスタ装置61〜64と、サイ
リスタ装置61〜64のそれぞれ点弧用ゲート3a、4aとパル
ス発生器1との間に設けた半導体スイッチ素子71〜74と
を備えている。

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】上記問題を解決するため
に、本発明の高周波加熱装置は、第１半導体スイッチ素
子を高周波電流の発生用に設けた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、第
１半導体スイッチの点弧用ゲートに点弧パルスを供給す
るパルス発生器とを具備した高周波加熱装置において、
前記高周波電源と各加熱コイルとの間に設けた複数の第
２半導体スイッチ素子と、これら第２半導体スイッチの
それぞれの点弧用ゲートと前記パルス発生器との間に設
けた複数の開閉装置とを備えている。そして、前記開閉
装置は第３半導体スイッチ素子とすることが好ましい。

【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】以上説明したように、本発明の高周波加
熱装置は、第１半導体スイッチ素子を高周波電流の発生
用に設けた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、第１半導体スイッチの点
弧用ゲートに点弧パルスを供給するパルス発生器とを具
備した高周波加熱装置において、前記高周波電源と各加
熱コイルとの間に設けた複数の第２半導体スイッチ素子
と、これら第２半導体スイッチのそれぞれの点弧用ゲー
トと前記パルス発生器との間に設けた開閉装置とを備え
ている。

【００２１】従って、本発明の高周波加熱装置は、１つ
の高周波電源から同時に複数の加熱コイルに給電して複
数の被加熱面を加熱中に、前記各開閉装置をオフにする
ことによって、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ので、被加熱面ごと
に、被加熱面に適した焼入時間を設定することができる
利点を有する。

【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)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１半導体スイッチ素子を高周波電流の
   発生用に設けた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、第１半導体スイッチ
   の点弧用ゲートに点弧パルスを供給するパルス発生器と
   を具備した高周波加熱装置において、前記高周波電源と
   各加熱コイルとの間に設けた複数の第２半導体スイッチ
   素子と、これら第２半導体スイッチのそれぞれの点弧用
   ゲートと前記パルス発生器との間に設けた複数の開閉装
   置とを備え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。