JPH0622948Y2 - 高周波加熱装置 - Google Patents
高周波加熱装置Info
- Publication number
- JPH0622948Y2 JPH0622948Y2 JP1986093614U JP9361486U JPH0622948Y2 JP H0622948 Y2 JPH0622948 Y2 JP H0622948Y2 JP 1986093614 U JP1986093614 U JP 1986093614U JP 9361486 U JP9361486 U JP 9361486U JP H0622948 Y2 JPH0622948 Y2 JP H0622948Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- inverter
- heating
- heating coil
- power
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- General Induction Heating (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は高周波加熱装置、特に加熱コイルに供給され
る電力周波数の調整についての高周波加熱装置に改良に
関する。
る電力周波数の調整についての高周波加熱装置に改良に
関する。
［従来の技術］ 加熱コイルに高周波電流を通してコイル内に置かれた材
料を加熱する高周波加熱装置は、鉄等の焼き入れ等に用
いられており、電磁誘導において生じる渦電流あるいは
誘導損失によって生じる加熱作用を利用して材料の均一
な加熱が行われる。
料を加熱する高周波加熱装置は、鉄等の焼き入れ等に用
いられており、電磁誘導において生じる渦電流あるいは
誘導損失によって生じる加熱作用を利用して材料の均一
な加熱が行われる。
このような高周波加熱を行う装置は、例えば３相交流電
源を整流器にて直流に変換し、この直流電力をインバー
タにて単相の高周波電力に変換し、この単相の高周波電
力を加熱コイルに供給することにより、所定周波数によ
る高周波加熱が行われている。
源を整流器にて直流に変換し、この直流電力をインバー
タにて単相の高周波電力に変換し、この単相の高周波電
力を加熱コイルに供給することにより、所定周波数によ
る高周波加熱が行われている。
そして、このような高周波加熱に用いられる従来の高周
波加熱装置は、第３図に示されるように、３相交流電源
に接続される端子１０ａ，１０ｂ，１０ｃから交流電源
が整流器１２に供給されており、ここで、直流に変換さ
れた後に整流器１２の出力端子１４ａ，１４ｂを介して
平滑コンデンサ１６及びインバータ１８に供給される。
波加熱装置は、第３図に示されるように、３相交流電源
に接続される端子１０ａ，１０ｂ，１０ｃから交流電源
が整流器１２に供給されており、ここで、直流に変換さ
れた後に整流器１２の出力端子１４ａ，１４ｂを介して
平滑コンデンサ１６及びインバータ１８に供給される。
従って、平滑コンデンサ１６にて平滑された直流電力は
インバータ１８にて単相の高周波電力に変換される。
インバータ１８にて単相の高周波電力に変換される。
この単相の高周波電力は、端子２０ａ，２０ｂを介して
変圧器２２に供給されており、この変圧器２２にて負荷
とのマッチングを行う。この変圧器２２には力率改善用
コンデンサ２４及び加熱コイル２６が接続されており、
変圧器２２から供給される高周波電力によって加熱コイ
ル２６内に入れられた被加熱体を加熱することができ
る。
変圧器２２に供給されており、この変圧器２２にて負荷
とのマッチングを行う。この変圧器２２には力率改善用
コンデンサ２４及び加熱コイル２６が接続されており、
変圧器２２から供給される高周波電力によって加熱コイ
ル２６内に入れられた被加熱体を加熱することができ
る。
以上において、加熱コイル２６への高周波電極の供給
は、実験によれば、加熱コイル２６の共振周波数０と
等しい周波数で行ったときに加熱コイル２６へ印加され
る電圧が最高値となり、加熱コイル２６には最も大きな
電力が供給され被加熱体の加熱が最も効率良く行われる
ことが知られており、一定の周波数の高周波電力の供給
では常に効率のよい高周波加熱を行うことができないこ
とから、加熱コイルの共振周波数とインバータの出力周
波数とを同期させる技術が知られている。
は、実験によれば、加熱コイル２６の共振周波数０と
等しい周波数で行ったときに加熱コイル２６へ印加され
る電圧が最高値となり、加熱コイル２６には最も大きな
電力が供給され被加熱体の加熱が最も効率良く行われる
ことが知られており、一定の周波数の高周波電力の供給
では常に効率のよい高周波加熱を行うことができないこ
とから、加熱コイルの共振周波数とインバータの出力周
波数とを同期させる技術が知られている。
［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、加熱コイルの加熱初期の共振周波数とイ
ンバータの初期の出力周波数とが大きく異なる場合、イ
ンバータの出力周波数が加熱コイルの共振周波数に近づ
くまでに所定の時間を要し、無駄な加熱時間を要してし
まう問題があった。特に、加熱初期においては、被加熱
体の大きさや形状が小さいほど共振周波数が高くなるこ
とが知られており、被加熱体の大きさや形状を変えた場
合に、無駄な加熱時間を要せず加熱時間を短縮する必要
があった。
ンバータの初期の出力周波数とが大きく異なる場合、イ
ンバータの出力周波数が加熱コイルの共振周波数に近づ
くまでに所定の時間を要し、無駄な加熱時間を要してし
まう問題があった。特に、加熱初期においては、被加熱
体の大きさや形状が小さいほど共振周波数が高くなるこ
とが知られており、被加熱体の大きさや形状を変えた場
合に、無駄な加熱時間を要せず加熱時間を短縮する必要
があった。
そこで、本考案は上記のような問題点を解決するために
なされたもので、被加熱体の形状に応じて加熱コイルに
供給される電圧周波数を選択的に設定可能とすることに
より、被加熱体の加熱時間の短縮を図ることができる高
周波加熱装置の提供を目的とするものである。
なされたもので、被加熱体の形状に応じて加熱コイルに
供給される電圧周波数を選択的に設定可能とすることに
より、被加熱体の加熱時間の短縮を図ることができる高
周波加熱装置の提供を目的とするものである。
［問題点を解決するための手段及び作用］ 本考案は、交流電源からの電力を直流に変換する整流器
と、該整流器からの直流電力を高周波電力に変換するイ
ンバータと、該インバータから高周波電力の供給を受け
被加熱体を加熱する加熱コイルとを有し、電圧検出回路
により加熱コイルに印加される電圧値を検出し、該電圧
検出回路からの信号に基づいてインバータコントローラ
により前記インバータの出力周波数を加熱コイルの共振
周波数となるように調整する高周波加熱装置において、
上記電圧検出回路にインバータの初期の出力周波数を選
択的に設定可能な周波数設定回路を接続したことを特徴
とするものである。
と、該整流器からの直流電力を高周波電力に変換するイ
ンバータと、該インバータから高周波電力の供給を受け
被加熱体を加熱する加熱コイルとを有し、電圧検出回路
により加熱コイルに印加される電圧値を検出し、該電圧
検出回路からの信号に基づいてインバータコントローラ
により前記インバータの出力周波数を加熱コイルの共振
周波数となるように調整する高周波加熱装置において、
上記電圧検出回路にインバータの初期の出力周波数を選
択的に設定可能な周波数設定回路を接続したことを特徴
とするものである。
以上のように構成することにより、被加熱体の大きさや
形状を変えた際に、変更後の共振周波数と同じ周波数あ
るいはこれに近似した周波数にインバータの出力周波数
を予め設定することにより、インバータの出力周波数が
加熱コイルの共振周波数に近づくまでの時間を短縮で
き、よって、加熱時間が短縮される。
形状を変えた際に、変更後の共振周波数と同じ周波数あ
るいはこれに近似した周波数にインバータの出力周波数
を予め設定することにより、インバータの出力周波数が
加熱コイルの共振周波数に近づくまでの時間を短縮で
き、よって、加熱時間が短縮される。
［実施例］ 以下、図面に基づき本考案の好適な実施例を説明する。
第１図には本考案に係る高周波加熱装置の概略構成が示
されている。
されている。
同図において、整流器１２に、平滑コンデンサ１６、イ
ンバータ１８、力率改善用コンデンサ２４及び加熱コイ
ル２６は従来装置と同一であるが、本考案においては従
来用いられていた変圧器が不要となる。そして、加熱コ
イル２６の巻線内には被加熱体２８が挿入されており、
本実施例においては円柱状からなる鉄製の被加熱体が用
いられている。この被加熱体２８は誘導加熱、すなわち
加熱コイル２６の交番磁界により被加熱体２８に発生す
る渦電流損により加熱される。
ンバータ１８、力率改善用コンデンサ２４及び加熱コイ
ル２６は従来装置と同一であるが、本考案においては従
来用いられていた変圧器が不要となる。そして、加熱コ
イル２６の巻線内には被加熱体２８が挿入されており、
本実施例においては円柱状からなる鉄製の被加熱体が用
いられている。この被加熱体２８は誘導加熱、すなわち
加熱コイル２６の交番磁界により被加熱体２８に発生す
る渦電流損により加熱される。
本考案において特徴的なことは、第１図に示すように、
周波数制御回路３０において電圧検出回路３４にインバ
ータの初期の出力周波数を選択的に設定可能な周波数設
定回路３６を接続したことである。
周波数制御回路３０において電圧検出回路３４にインバ
ータの初期の出力周波数を選択的に設定可能な周波数設
定回路３６を接続したことである。
本実施例において、インバータ１８の出力端子２０ａ，
２０ｂと加熱コイル２６との間には、周波数制御回路３
０が接続されており、この周波数制御回路３０は加熱コ
イル２６へ印加される電圧値を検出して、その電圧検出
信号をインバータコントローラ３２に供給する電圧検出
回路３４と、インバータ１８の初期の出力周波数を選択
的に設定可能な周波数設定回路３６とを含んでいる。
２０ｂと加熱コイル２６との間には、周波数制御回路３
０が接続されており、この周波数制御回路３０は加熱コ
イル２６へ印加される電圧値を検出して、その電圧検出
信号をインバータコントローラ３２に供給する電圧検出
回路３４と、インバータ１８の初期の出力周波数を選択
的に設定可能な周波数設定回路３６とを含んでいる。
前記周波数設定回路３６は、スイッチ３６ａ，３８ｂ，
３８ｃとこれに接続されるレバー４０を有し、該レバー
４０がスイッチ３８ａに接続されると、装置による加熱
は1100Hzの周波数から開始され、また、レバー４０がス
イッチ３８ｂに接続されると、加熱は1182Hzの周波数か
ら開始され、更に、レバー４０がスイッチ３８ｃに接続
されると、加熱は1265Hzから開始される。
３８ｃとこれに接続されるレバー４０を有し、該レバー
４０がスイッチ３８ａに接続されると、装置による加熱
は1100Hzの周波数から開始され、また、レバー４０がス
イッチ３８ｂに接続されると、加熱は1182Hzの周波数か
ら開始され、更に、レバー４０がスイッチ３８ｃに接続
されると、加熱は1265Hzから開始される。
前記インバータコントローラ３２は、電圧検出信号を基
にインバータ１８が常に電圧ピーク領域の周波数を出力
するように、常に加熱コイル２６の共振周波数にほぼ等
しく調整された周波数を出力するように制御している。
にインバータ１８が常に電圧ピーク領域の周波数を出力
するように、常に加熱コイル２６の共振周波数にほぼ等
しく調整された周波数を出力するように制御している。
すなわち、本実施例において、前記周波数設定回路３６
により設定された周波数から加熱を開始した後、被加熱
体の温度が上昇し、共振周波数が高くなることによって
電圧ピーク領域が変化しても、インバータコントローラ
３２や電圧検出回路３４から得られる電圧検出信号に基
づき計算された加熱コイル２６への印加電圧の変化率に
応じてインバータ出力周波数が高く調整され、共振周波
数の変化に応じてインバータ出力周波数を常に電圧ピー
ク領域の周波数に設定することが可能である。
により設定された周波数から加熱を開始した後、被加熱
体の温度が上昇し、共振周波数が高くなることによって
電圧ピーク領域が変化しても、インバータコントローラ
３２や電圧検出回路３４から得られる電圧検出信号に基
づき計算された加熱コイル２６への印加電圧の変化率に
応じてインバータ出力周波数が高く調整され、共振周波
数の変化に応じてインバータ出力周波数を常に電圧ピー
ク領域の周波数に設定することが可能である。
以上において、例えばインバータ１８の出力周波数の上
昇速度を55Hz/minとし、インバータ１８による出力周波
数が現在1100Hzに設定されていたと仮定する。そして、
被加熱体２８の大きさが小さい場合であって加熱初期の
共振周波数が1265Hzであるとすると、インバータ１８の
出力周波数が1100Hzから1265Hzまで上昇するのに３分を
要することとなる。
昇速度を55Hz/minとし、インバータ１８による出力周波
数が現在1100Hzに設定されていたと仮定する。そして、
被加熱体２８の大きさが小さい場合であって加熱初期の
共振周波数が1265Hzであるとすると、インバータ１８の
出力周波数が1100Hzから1265Hzまで上昇するのに３分を
要することとなる。
しかしながら、本考案の実施例によれば、周波数設定回
路３６のスイッチ１８を選択することにより、初期のイ
ンバータ出力周波数を予め1265Hzに設定することがで
き、従来に比して加熱時間を３分ほど短縮することがで
きる。
路３６のスイッチ１８を選択することにより、初期のイ
ンバータ出力周波数を予め1265Hzに設定することがで
き、従来に比して加熱時間を３分ほど短縮することがで
きる。
次に、第２図には本考案の他の実施例が示されている。
周波数制御回路１３０は、加熱コイル１２６に印加され
る電圧と、電流検出器４２を介して力率コンデンサ１２
４と加熱コイル１２６の共振回路に流れる電流信号を受
け入れて、その電圧と電流の位相を検出し、位相差が０
（共振している状態）となるような共振周波数を決定
し、インバータコントローラ１３２へ信号を送る。イン
バータコントローラ１３２は、周波数制御回路１３０か
ら送られてきた信号を元に、インバータ１１８を制御
し、端子１２０ａ，１２０ｂに共振周波数を出力させ
る。
る電圧と、電流検出器４２を介して力率コンデンサ１２
４と加熱コイル１２６の共振回路に流れる電流信号を受
け入れて、その電圧と電流の位相を検出し、位相差が０
（共振している状態）となるような共振周波数を決定
し、インバータコントローラ１３２へ信号を送る。イン
バータコントローラ１３２は、周波数制御回路１３０か
ら送られてきた信号を元に、インバータ１１８を制御
し、端子１２０ａ，１２０ｂに共振周波数を出力させ
る。
なお、前述した実施例におけるインバータ１８，１１８
の出力周波数の制御は、インバータ１８，１１８の出力
周波数が立上がるまでの時間は、出力周波数を低い値に
抑制しておくために、整流器１２を構成しているサイリ
スタに小さいゲート電流を入れて周波数を検出できる程
度の電流を流しておき、周波数が立上ったら所望の出力
が得られるようにゲート電流を大きくする制御が行われ
る。
の出力周波数の制御は、インバータ１８，１１８の出力
周波数が立上がるまでの時間は、出力周波数を低い値に
抑制しておくために、整流器１２を構成しているサイリ
スタに小さいゲート電流を入れて周波数を検出できる程
度の電流を流しておき、周波数が立上ったら所望の出力
が得られるようにゲート電流を大きくする制御が行われ
る。
［考案の効果］ この考案においては、電圧検出回路にインバータの初期
の出力周波数を選択的に設定可能な周波数設定回路を接
続したので、インバータの出力周波数が加熱コイルの共
振周波数に近づくまでの時間を短縮でき、よって、加熱
時間を短縮することができる。
の出力周波数を選択的に設定可能な周波数設定回路を接
続したので、インバータの出力周波数が加熱コイルの共
振周波数に近づくまでの時間を短縮でき、よって、加熱
時間を短縮することができる。
第１図は本考案に係る高周波加熱装置の概略構成説明
図、 第２図は本考案の他の実施例を示す構成説明図、 第３図は従来の高周波加熱装置の説明図、 第４図は被加熱体の温度と共振周波数との関係を示す図
である。 １２……整流器 １８，１１８……インバータ ２４，１２４……力率改善用コンデンサ ２６……加熱コイル ２８……被加熱体 ３０，１３０……周波数制御回路 ３２，１３２……インバータコントローラ ３４……電圧検出回路 ３６……周波数設定回路 ３８……スイッチ ４０……レバー ４２……電流検出器。
図、 第２図は本考案の他の実施例を示す構成説明図、 第３図は従来の高周波加熱装置の説明図、 第４図は被加熱体の温度と共振周波数との関係を示す図
である。 １２……整流器 １８，１１８……インバータ ２４，１２４……力率改善用コンデンサ ２６……加熱コイル ２８……被加熱体 ３０，１３０……周波数制御回路 ３２，１３２……インバータコントローラ ３４……電圧検出回路 ３６……周波数設定回路 ３８……スイッチ ４０……レバー ４２……電流検出器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 渡辺 厚 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)考案者 津村 俊一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭52−116831（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−40034（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−128794（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】交流電源からの電力を直流に変換する整流
器と、該整流器からの直流電力を高周波電力に変換する
インバータと、該インバータから高周波電力の供給を受
け被加熱体を加熱する加熱コイルとを有し、電圧検出回
路により加熱コイルに印加される電圧値を検出し、該電
圧検出回路からの信号に基づいてインバータコントロー
ラにより前記インバータの出力周波数を加熱コイルの共
振周波数となるように調整する高周波加熱装置におい
て、上記電圧検出回路にインバータの初期の出力周波数
を選択的に設定可能な周波数設定回路を接続したことを
特徴とする高周波加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986093614U JPH0622948Y2 (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 高周波加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986093614U JPH0622948Y2 (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 高周波加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63496U JPS63496U (ja) | 1988-01-05 |
| JPH0622948Y2 true JPH0622948Y2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=30956340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1986093614U Expired - Lifetime JPH0622948Y2 (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 高周波加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0622948Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6464051B2 (ja) * | 2015-07-22 | 2019-02-06 | 中央発條株式会社 | 誘導加熱装置及び誘導加熱方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4840034A (ja) * | 1971-09-27 | 1973-06-12 | ||
| JPS52116831A (en) * | 1976-03-27 | 1977-09-30 | Mitsubishi Electric Corp | Transistor invertor |
| JPS59128794A (ja) * | 1983-01-13 | 1984-07-24 | 日本電子株式会社 | 自動周波数制御回路 |
-
1986
- 1986-06-18 JP JP1986093614U patent/JPH0622948Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63496U (ja) | 1988-01-05 |
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