JPH07161458A - 誘導加熱装置用並列型インバータ - Google Patents
誘導加熱装置用並列型インバータInfo
- Publication number
- JPH07161458A JPH07161458A JP5340169A JP34016993A JPH07161458A JP H07161458 A JPH07161458 A JP H07161458A JP 5340169 A JP5340169 A JP 5340169A JP 34016993 A JP34016993 A JP 34016993A JP H07161458 A JPH07161458 A JP H07161458A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- parallel
- inverter
- circuit
- tank
- type inverter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- General Induction Heating (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
れたタンク回路に対して安定した状態で運転できる並列
型インバータを提供すること。 【構成】 インバータ本体10からタンク回路21にイ
ンダクタンス素子Ls1を介して、またトランスT1及び
インダクタンス素子Ls2を介してタンク回路22に出力
電圧vo、出力電流ioの交流電力が供給される。ここで
インダクタンス素子Ls1、Ls2の定数は、各タンク回路
21、22の分路によって構成される直列共振回路のイ
ンピーダンスがインバータの出力電流ioの高調波成分
に対して誘導性となるように設定する。
Description
り、特に誘導加熱装置に使用するに好適な並列型インバ
ータ装置に関する。
並列型インバータが使用される。この誘導加熱装置に使
用される並列型インバータでは被加熱物を加熱するため
の誘導子(加熱コイル)を負荷とし、この誘導子と力率
補償用コンデンサ(転流コンデンサを兼ねる)とからな
るタンク回路にタンク回路に同調した周波数で交流入電
力を供給するように構成されている。
加熱装置に使用される並列型インバータでは1台の並列
型インバータで複数の誘導子、すなわち複数のタンク回
路に対して同時に交流電力を供給することが生産効率
上、望ましい場合がある。
タンク回路を並行運転すると、並列型インバータの出力
電流に含まれる高調波成分について並列接続された複数
のタンク回路間で直列共振が起き、この高調波電流によ
る高次電圧歪が並列型インバータの出力電圧に重畳す
る。この結果、並列型インバータを構成するサイリスタ
の転流余裕時間が短くなり、この転流余裕時間がサイリ
スタのターンオフ時間より短くなることによりサイリス
タの転流失敗を招く場合があり、並列型インバータでは
その回路構成上、サイリスタの転流失敗は電源短絡とな
るので重大な事故に至るおそれがあるという問題があっ
た。
ものであり、並列接続された複数のタンク回路に対して
並行運転を行っても転流失敗を招くことなく安定した状
態で運転することができる並列型インバータを提供する
ことを目的とする。
タは、負荷としての誘導子と力率補償用コンデンサとか
らなタンク回路を複数、並列接続し、該並列接続された
複数のタンク回路に交流電力を供給する並列型インバー
タであって、該並列型インバータの一方の出力端と前記
複数の各タンク回路の入力端との間に直列にインダクタ
ンスを接続し、このインダクタンスは対応する各タンク
回路の分路により形成される直列共振回路の直列インピ
ーダンスが前記並列型インバータの出力電流の高調波成
分に対して誘導性となる定数に設定したことを特徴とす
る。
接続された複数のタンク回路に対して各タンク回路の並
列共振周波数に等しいインバータ周波数で並列型インバ
ータより交流電力が供給される。並列型インバータの出
力電流は台形波(対称波)であるために奇数次の高調波
成分が含まれる。そして、複数のタンク回路が並列接続
されることにより、各タンク回路の分路による並列共振
回路が同時に構成され、これが高調波成分に対して並列
共振を発生してしまう。
の高調波)に対して各タンク回路と、各タンク回路とイ
ンバータの一方の出力端との間にそれぞれインダクタン
スを接続することにより、各インダクタンスおよび対応
タンク回路の分路による直列共振回路を構成し、高調波
に対する直列インピーダンスが誘導性となるように設定
しているため、複数のタンク回路の分路によって構成さ
れている並列共振回路では高調波に共振しることがなく
なる。すなわち、インバータの出力電流の高調波成分に
対して複数のタンク回路間で並列共振は生じない。
出力電流の高調波成分が重畳することがないのでサイリ
スタの転流失敗を招くことなく、並列型インバータを複
数の並列接続されたタンク回路に対して安定に運転する
ことができる。
する。本発明の実施例の説明に先立ち、従来の並列型イ
ンバータで並列接続された複数のタンク回路を並行運転
した場合において生じる問題について具体的に説明す
る。
並列型インバータの構成が示されている。同図におい
て、3相交流電源から供給された交流電力はコンバータ
1により直流電力に変換され、直流リアクトルLoを介
してサイリスタTH1〜TH4により構成されるインバー
タ部に供給される。
H4が、図示してない制御回路より与えられるゲートパ
ルスより点弧角が制御され、出力電圧vo、出力電流io
なる交流電力が被加熱物を加熱する加熱コイルとしての
誘導子L1と力率補償用コンデンサC1とからなるタンク
回路に供給される。なお、力率補償用コンデンサC1は
転流コンデンサとしても作用する。
力電圧vo、出力電流ioの波形は、図2(2)に示すよ
うになる。すなわち、出力電圧(負荷電圧)voは、力
率補償用コンデンサC1、誘導子L1で決まる並列共振周
波foで振動し、通常Qが大きくなるようにC1、L1の
定数が選択されるために、波形はほぼ正弦波となる。
つ横軸との交点に対して正負両波が対称な台形波であ
る。したがって出力電流ioは直流分を含まない奇数調
波のみからなる。
タの各サイリスタTH1〜TH4のアノード電圧Vthの波
形は図2(3)に示すようになり、その転流余裕時間T
cはサイリスタを流れる順電流が零になった時点t1から
そのサイリスタに印加されている逆バイアス電圧が零に
なる時点t2により定まる。周知のごとく、インバータ
回路が転流失敗を起こさないで安定に動作するために
は、サイリスタのターンオフ時間をToff とすると、T
c>Toff である必要がある。
並列型インバータ10で並列接続された複数の(本実施
例では二つ)のタンク回路11、12を並行運転する場
合について考える。ここでタンク回路11は誘導子L1
と力率補償用コンデンサC1とからなり、タンク回路1
2は誘導子L2と力率補償用コンデンサC2とからなる。
Tはトランスである。
ランスTの漏洩インダクタンスを考慮して示した回路図
である。同図において並列型インバータ10で並列接続
されたタンク回路11、12を並行運転すると、コンデ
ンサC1、漏洩インダクタンスLr、コンデンサC2の間
で並列型インバータ10の出力電流の高調波成分につい
て並列共振が起こり、その共振電流inが図示した点線
で示すループで流れる。その結果、並列型インバータ1
0の出力電圧voに対し、高調波共振電流inに伴う高次
歪電圧vinが重畳し(図4(1))、サイリスタのアノ
ード電圧Vthにも高調波共振電流inによる高次歪電圧
vinが重畳するために(図4(2))、高次共振電流に
よる高次歪電圧vinが重畳しない場合の転流余裕時間T
cに比して転流余裕時間がTc′と短かくなる。
ーンオフ時間Toffとの関係でTc′<Toffなると転流
失敗を招くこととなる。
施例の構成を図1に示す。同図において本発明による並
列型インバータは、インバータの主回路を含むインバー
タ本体10と、転流コンデンサC1、C2および高調波電
流抑制用インダクタンス素子Ls1、Ls2とを有してい
る。インバータ本体10から誘導子L1と力率補償用コ
ンデンサC1とからなるタンク回路21にインダクタン
ス素子Ls1を介して、またトランスT1及びインダクタ
ンス素子Ls2を介して誘導子L2と力率補償用コンデン
サC2とからなるタンク回路22に出力電圧vo、出力電
流ioの交流電力が供給される。
定数は、それぞれ対応する各タンク回路21、22の分
路により形成される直列共振回路の直列インピーダンス
が前記並列型インバータの出力電流の高調波成分に対し
て誘導性となる定数に設定したものである。
ス素子Ls1、Ls2の定数の決定方法について具体例を上
げて説明する。説明の便宣上、トランスT1の漏洩イン
ダクタンスを無視するものとする。
数の決定 加熱コイルのインダクタンスL1、L2は加熱条件から決
定され、したがって、コンデンサC1、C2の定数はそれ
ぞれ、誘導子(加熱コイル)L1、L2との並列共振周波
数により決定される。例えば、加熱コイルに印加するイ
ンバータに出力電圧の周波数、換言すればタンク回路2
1、22の共振周波数f0をf0=1000(Hz)とすれば、
共振周波数f0はf0=1/2π√(LC)(但し、L、
Cはタンク回路を構成するインダクタンス、コンデンサ
の定数である。)であるから、
L1(またはL2)}(F) となる。尚、上記周波数f0は誘導加熱装置の処理量及
び被加熱物(棒材)の直径により最適値が決定される。
またインダクタンス素子の直流抵抗分は無視している。
数の決定 並列インバータから出力される高調波周波数は3f0以
上であるから、この3f0以上の周波数で並列共振が生
じないようにする必要がある。また、高調波周波数に対
しては誘導リアクタンスは容量リアクタンスより大きい
ため、各タンク回路のインダクタンス分路は無視するこ
とができる。そこで、付加するインダクタンス素子Ls1
と対応するタンク回路21のコンデンサ分路C1との直
列共振次数が3f0以下になるように設定し、同様にイ
ンダクタンス素子Ls2と対応するタンク回路22のコン
デンサ分路C2との直列共振次数が3f0以下になるよう
に設定するのである。
s2を入れた場合の分路インピーダンスZ1、Z2は、
内が正となるLs1、Ls2を選択することにより、3次以
上の高調波に対しては括弧内が正となり、誘導性とな
る。それ故、各タンク回路21、22に直列接続された
インダクタンス素子Ls1、Ls2によって構成されるいず
れの直列共振回路も高調波に対して誘導性となり、複数
のタンク回路21、22の分路による並列共振を防止で
きる。
流ioは台形波であり、奇数調波(基本波、第3次、第
5次、第7次、・・・・)よりなるから最も低い高調波
成分は第3次である。したがって、この第3次以上の高
調波成分に対して抑制能力を有するようにインダクタン
ス素子Ls1、Ls2の定数を決定すれば良い。このために
実際にはインダクタンス素子Ls1とコンデンサC1、ま
たはインダクタンス素子Ls2とコンデンサC2の各直列
回路による直列共振周波数foを、上記第3次高調波よ
り低い第2次高調波の周波数、例えばfo=2fに選択
することができる。
成する力率補償用コンデンサC、誘導子L、及びその内
部抵抗をRとしたときのインダクタンス素子(Ls1また
はL s2)とタンク回路21(または22)との直列回路
の等価回路に具体的数値を入れて求めた実施例の周波数
とインピーダンスの特性図を図4に、インダクタンス素
子(Ls1またはLs2)を入れない従来回路の特性図を図
5に示す。図4に示す実施例では第1タンク回路と第2
タンク回路の各分路による高次並列共振を回避されてい
るのに対し、従来回路を示す図5の場合には高次並列共
振を起こしていることが理解できる。
子Ls1、Ls2を付加することによりインバータの出力電
流ioの高調波成分がインバータの出力電圧voに重畳さ
れないので、出力電流ioの高調波成分に起因する転流
失敗がなくなり、並列型インバータを安定した状態で運
転することができる。
ば、並列接続された複数のタンク回路を並行運転する並
列型インバータにおいて、インバータの一方の出力端と
前記複数の各タンク回路との入力端子との間に直列にイ
ンダクタンスを接続し、このインダクタンスは対応する
各タンク回路の分路により形成される直列共振回路の直
列インピーダンスが前記並列型インバータの出力電流の
高調波成分に対して誘導性となる定数に設定したので、
サイリスタの転流失敗を招くことなく、並列型インバー
タを複数の並列接続されたタンク回路に対して安定した
状態で運転することができる。
成を示す回路図である。
図と、出力電圧及び出力電流を示す波形図、および並列
型インバータのサイリスタのアノード電圧を示す波形図
である。
合の並列型インバータの接続関係を示す回路図、および
そのトランスの漏洩インダクタンスを考慮して示した回
路図である。
圧に出力電流の高調波成分が重畳した状態を示す波形
図、および同インバータのサイリスタのアノード電圧に
インバータの出力電流の高調波成分が重畳した状態を示
す波形図である。
数−インピーダンス特性図である。
を並列運転した場合のインバータの周波数−インピーダ
ンス特性図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 負荷としての誘導子と力率補償用コンデ
ンサとからなタンク回路を複数、並列接続し、該並列接
続された複数のタンク回路に交流電力を供給する並列型
インバータであって、該並列型インバータの一方の出力
端と前記複数の各タンク回路の入力端との間に直列にイ
ンダクタンスを接続し、このインダクタンスは対応する
各タンク回路の分路により形成される直列共振回路の直
列インピーダンスが前記並列型インバータの出力電流の
高調波成分に対して誘導性となる定数に設定したことを
特徴とする誘導加熱装置用並列型インバータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5340169A JP2955735B2 (ja) | 1993-12-07 | 1993-12-07 | 誘導加熱装置用並列型インバータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5340169A JP2955735B2 (ja) | 1993-12-07 | 1993-12-07 | 誘導加熱装置用並列型インバータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07161458A true JPH07161458A (ja) | 1995-06-23 |
JP2955735B2 JP2955735B2 (ja) | 1999-10-04 |
Family
ID=18334397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5340169A Expired - Fee Related JP2955735B2 (ja) | 1993-12-07 | 1993-12-07 | 誘導加熱装置用並列型インバータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2955735B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007097303A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | スイッチング電源装置 |
KR20190094521A (ko) * | 2018-02-05 | 2019-08-14 | 오경호 | 자려 발진 방식의 유도 가열 장치 |
-
1993
- 1993-12-07 JP JP5340169A patent/JP2955735B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007097303A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | スイッチング電源装置 |
JP4672504B2 (ja) * | 2005-09-29 | 2011-04-20 | 新電元工業株式会社 | スイッチング電源装置 |
KR20190094521A (ko) * | 2018-02-05 | 2019-08-14 | 오경호 | 자려 발진 방식의 유도 가열 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2955735B2 (ja) | 1999-10-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5019954A (en) | AC/DC conversion with reduced supply waveform distortion | |
US5768112A (en) | Sub-resonant series resonant converter having improved form factor and reduced EMI | |
US4876635A (en) | Series resonant inverter with lossless snubber-resetting components | |
JPH0197169A (ja) | 高周波共振型パワーコンバータ | |
EP0683966A4 (en) | ELECTRONIC BALLAST WITH TWO TRANSISTORS AND TWO TRANSFORMERS. | |
JP2012100525A (ja) | 変圧器一次側にインダクタを使用するフォワードフライバック電源及びその使用方法 | |
US20050180176A1 (en) | Welding set with quasi-resonant soft-switching inverter | |
JPS59191485A (ja) | 低損失高周波インバ−タ | |
CN112202322B (zh) | 基于有源负电容的等效零阻抗抑制二次纹波电流的方法 | |
KR960010828B1 (ko) | 고역률 전원공급장치 | |
US5229930A (en) | Welding inverter and method for controlling a welding inverter | |
JP2955735B2 (ja) | 誘導加熱装置用並列型インバータ | |
JPH08186981A (ja) | スイッチング電源装置 | |
WO1985001844A1 (en) | Pulse width modulated inverter | |
Mikolajewski et al. | Zero-voltage-ripple rectifiers and DC/DC resonant converters | |
JPH10337045A (ja) | 単相フルブリッジインバータ装置及び直列単相二重インバータ装置 | |
US11695322B2 (en) | AC-side symmetrically-split single-phase inverter for decoupling | |
JPH0759360A (ja) | 無停電電源装置 | |
JP3163655B2 (ja) | インバータ装置 | |
JPH078143B2 (ja) | インバ−タ装置 | |
JP3230560B2 (ja) | 直流電源装置 | |
RU2314631C1 (ru) | Тиристорный инвертор | |
Hobson et al. | A current fed inverter with inherent short circuit protection and suppression of ringing | |
JPH0270267A (ja) | 並列形共振コンバータ | |
JPH01114367A (ja) | 直列共振コンバータ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990623 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080723 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090723 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090723 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100723 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100723 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110723 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130723 Year of fee payment: 14 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |