JPH06303746A - 電動機用鉄心の加熱温度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動機用鉄心を誘導加熱装置にて加熱する場
合の加熱温度の平均化方法と熱処理温度の制御方法を提
供する。 【構成】 誘導加熱装置で鉄心を加熱する場合、加熱コ
イル１内を連続で移動する鉄心２の温度を加熱コイル出
口付近に設置した赤外線温度計３で測定し、その結果よ
り真の平均加熱温度を演算し、これにコンベアーの速度
および鉄心の材質および形状等の違いによる係数を掛
け、目的の加熱温度になるよう加熱装置の出力を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主として小型電動機用鉄
心の熱処理に用いる誘導加熱装置における加熱温度制御
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】小型交流用電動機の鉄心は主として電気
鉄板を打ち抜き加工後、熱処理を施し使用される場合が
多い。この熱処理は加工油および加工歪みを取り除くた
めに行われ、７５０℃〜８００℃の非酸化性雰囲気ガス
中で行われ一般的には１０〜１２時間かかる。そこで、
加熱法として誘導加熱装置を採用した加熱方法が種々提
案されている。誘導加熱法による鉄心加熱においては、
鉄心の温度を７５０℃〜８００℃以下に管理することが
重要である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】実際に、鉄心が加熱コ
イル内を連続で移動し昇温される場合、温度を測定して
みると鉄心が積層のため図１のような変動が生じる。こ
れは、加熱コイル内で鉄心を連続的に加熱する時、鉄心
が積層で有することと、鉄心を連続で流す場合に、鉄心
間に０．５〜１．０mmのすき間があるため、２色温度計
（赤外線温度計）が鉄心の真の温度を示さない現象が発
生するため測温されたデータを単純に平均化した時、真
の平均鉄心温度が求められない。このデータをもとに加
熱装置の出力を制御しても最適加熱温度は得られない。

【０００４】本発明は上記従来の問題点を解決し、電動
機用鉄心を最適温度で安定して連続的に加熱する制御方
法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の電動機用鉄心の加熱温度制御方法は、２色温
度計により測温された温度データより鉄心間のすき間に
よって発生する周期的な温度変動を演算上取り除き平均
化することにより、被加熱鉄心の平均温度を求め、その
結果と鉄心の種類により予め決定している加熱条件デー
タにより加熱装置の出力を制御するものである。

【０００６】

【作用】本発明は鉄心の加熱温度を２色温度計により測
定したデータを記憶し、記憶したデータから鉄心の積厚
ごとに発生する周期的な真の温度でない温度データを省
き、平均化することで真の平均加熱温度を求めることが
できる。求められた平均加熱温度と、鉄心形状により予
め設定された最適加熱温度と偏差を演算するとともに、
加熱コイル内を鉄心が連続で移動する速度と鉄心の重量
により最適加熱温度までに必要な出力が決定されるた
め、これにより加熱装置の出力を制御して目的の温度ま
で昇温されることになる。

【０００７】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【０００８】図１は、鉄心を加熱コイル内を連続移動中
の鉄心温度を２色温度計により測温した時の温度カーブ
である。温度カーブより鉄心の温度バラツキと鉄心間の
すき間による真の温度とは異なる温度バラツキが発生す
る。本発明では鉄心の積厚による周期的な温度バラツキ
をカットし、真の温度データのみを演算処理し平均す
る。

【０００９】図１において、Ａの部分は２色温度計で測
定した鉄心の実測温度データ、Ａ′の部分は鉄心間のす
き間による温度データを示し、ｔは鉄心１個当たりの移
動時間である。

【００１０】図２は、サンプリングされた温度を時間ご
とにプロットしたもので、加熱コイル内を連続で移動中
の鉄心の温度を２色温度計により測温したデータを任意
のサンプリング時間ＳＴｔ毎にマイクロコンピュータに
記憶する。

【００１１】サンプリング時間ＳＴｔは鉄心の積厚およ
び、鉄心の移動速度等により異なるが通常０．１秒程度
である。この記憶したデータの（数１）で算出されるサ
ンプリング回数ａが鉄心２〜３個分になった時、平均加
熱温度Ｔ₀を（数２）で求め記憶する。

【００１２】

【数１】

【００１３】

【数２】

【００１４】２回目測温以後２色温度計によりＳＴｔ時
間ごとにサンプリングする温度データから、通常発生す
るバラツキ温度以外の周期的バラツキ温度データを削除
するため、Ｔ₀から予め設定された通常発生するバラツ
キ温度△ｔを引いた温度を算出し、その温度をｔ₁とす
る。サンプリングされた温度データからｔ₁よりも低い
温度については無視して、（数１），（数２）によりＴ
₀₁を求め記憶する。順次連続加熱される鉄心の平均温度
Ｔ_0nを求め記憶する。

【００１５】上記のように平均加熱温度の記憶した数が
ｎ回目になった時、再度平均化することにより真値に近
い平均加熱温度Ｘを（数３）により求める。

【００１６】

【数３】

【００１７】この平均加熱温度Ｘの記憶数が（ｎ＋１）
以上になった時、最も古いデータを記憶から削除し、最
も新しいデータを記憶し平均化することにより、常に真
値に近い平均加熱温度を求めることができる。

【００１８】図３に平均加熱温度Ｘの演算処理フローチ
ャートを示す。次に平均加熱温度と予め設定した最適加
熱温度により温度差△ｔを求め、温度差△ｔを解消する
ように加熱装置の出力を制御する。

【００１９】平均加熱温度Ｘは、短期間の温度バラツキ
や鉄心間のすき間による周期的な温度変化が除去されて
おり、最適加熱温度に対して最少範囲のバラツキ幅を設
けることが出来る。設定バラツキ幅を外れる場合は温度
差△ｔを求め、温度差△ｔに対応した加熱装置の出力Ｐ
（kW）を（数４）により演算する。

【００２０】

【数４】

【００２１】 ＰMAX：加熱装置の最大出力（kW） ＳMAX：鉄心の移動最大速度（mm／分） ｂ：補正係数（鉄心の形状，材質等） Ｓ：鉄心の実移動速度（mm／分） Ｃ：温度偏差△ｔを加熱装置の出力に変換する係数（kW
／℃) 実験的にはｂ：１０〜２５程度で、Ｃ：０．５〜１．５
程度に設定する。

【００２２】図４は、本発明を実施するための電動機鉄
心製造における加熱温度制御装置の説明図である。図示
ソレノイド形加熱コイル１の中を連続的に移動する鉄心
２は、加熱コイル内を移動しながら徐々に加熱され出口
付近で目的の温度となる。出口付近には２色温度計３を
設置し鉄心の温度を測定する。測定された結果は４の変
換器でデジタル信号に変換され、この変換されたデジタ
ル信号を５のＣＰＵに入力し６のメモリ部に記憶させ、
ＣＰＵ５で平均加熱温度演算により温度差△ｔを求め
る。

【００２３】そして、加熱装置の出力を演算するため、
加熱コイル１を通過する鉄心の速度をパルス信号発生器
７により測定し、パルスカウンタ８で係数変換し、５の
ＣＰＵに入れる。加熱装置の出力演算に必要な係数（Ｐ
MAXや△ｔを出力に変換する係数）はフロッピーディス
ク１２またはキーボード１１によりＣＰＵ５に入力され
る。その結果はディスプレーにより表示され確認するこ
とができる。

【００２４】加熱条件により、ＣＰＵ５から加熱装置の
出力制御信号がＡ／Ｄ変換器９を通過して加熱出力調整
器１０に入力され加熱コイル１の出力が調整される。

【００２５】

【発明の効果】以上本発明では、鉄心を加熱する場合の
短期的な温度変化や、鉄心間のすき間による周期的な温
度変化を取り除き真の平均加熱温度を求め、この平均温
度より最適加熱温度との偏差を求め、その結果より加熱
装置の出力を制御することにより、加熱コイルを通過し
たすべての鉄心が最適温度で加熱され安定した加熱条件
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】加熱コイル内の鉄心表面温度を赤外線温度計で
測定した結果を示す図

【図２】サンプリングされた温度を示す図

【図３】平均加熱温度の演算フローチャート

【図４】本発明の実施例のブロック図

【符号の説明】 １ 加熱コイル ２ 鉄心 ３ ２色温度計（赤外線温度計） ４ 変換器 ５ ＣＰＵ ６ メモリ部 ７ パルス信号発生器 ８ パルスカウンタ ９ Ａ／Ｄ変換器 １０ 加熱出力調整器 １１ キーボード，ＣＲＴ １２ フロッピーディスク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】誘導加熱によって電動機用鉄心を連続的に
   熱処理する際鉄心の熱処理温度を赤外線温度計により測
   温し、測温したデータを記憶しながら、順次平均化して
   平均熱処理温度を求める時に、積層鉄心および鉄心間の
   ギャップに発生する周期的な変動を取り除くことにより
   真の平均熱処理温度を求め、鉄心に対して予め設定した
   最適熱処理温度と前記平均熱処理温度との偏差を解消す
   るように、誘導加熱装置の出力を制御する電動機用鉄心
   の加熱温度制御方法。
2. 【請求項２】誘導加熱装置の出力を制御する時、加熱コ
   イル内を連続で移動する鉄心の形状と速度および、鉄心
   の材質等により予め設定した偏差にもとづき演算を行う
   請求項１記載の電動機用鉄心の加熱温度制御方法。