JPS5812833B2 - インバ−タソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直流電流を高周波電流に変換するインバータ装
置に関するもので、特に高周波磁束によって金属に渦電
流を流して、そのジュール熱損により加熱する誘導加熱
用ＳＣＲインバータ装置に関するものである。

従来、家庭用誘導加熱調理器の高周波発振器としてＳＣ
Ｒインバータ装置が用いられており、加熱部が複数個あ
り、インバータ装置１つで、加熱コイルを複数個有する
方法が通常であった。

しかしながら、加熱コイルを複数個並列接続したインバ
ータ装置においては、加熱コイル相互間で出力が影響し
合う欠点があった。

すなわち、複数個並列接続した加熱コイルの１つに鍋等
の被加熱物を近づけておき、他の加熱コイルに被加熱物
を近づけると、双方の加熱コイルに流れる電流が増加し
て、先に近づけておいた鍋等の被加熱物への出力が増加
する欠点があった。

そこで本発明は、加熱コイル出力の相互干渉がほとんど
ない誘導加熱用インバータ装置を提供しようとするもの
である。

以下本発明の一実施例を図面に従って説明する。

第１図において、まず家庭用単相低周波電流を高周波電
流に変換するＡＣ−ＤＣ変換器１により低周波電圧を直
流に変換した後、インバータ回路２に直流電圧を加える
。

この際単相交流電源１１は単相全波整流器１２，１３，
１４．１５によりＡＣ−ＤＣ変換される。

そしてブリッジ整流回路の＋側より、現流インダクタ２
１と直列にサイリスク２２を接続し、サイリスタ２２の
アノードはブリッジ整流回路の［＋］側、カソードは−
側となるように接続される。

またサイリスタ２２と逆並列にダイオード２３を接続し
、かつサイリスタ２２と並列関係に転流インダクタ２４
と転流コンデンサ２５の直列回路を接続する。

さらに転流コンデンサ２５と並列関係に、フィルタコン
デンサ２６と複数個並列接続された加熱コイル２７の直
列回路を接続する。

なお上記フィルタコンデンサ２６は、加熱コイル２７に
正弦波にほぼ近い高周波電流が流れるように、加熱コイ
ル２７の全体のインダクタンスとフィルタコンデンナ２
６の直列共振周波数ｆ３は、インバータ発振周波数ｆ。

とほぼ等しいか、あるいは低くなるように選ばれている
。

すなわち、直列共振周波数ｆ３とインバータ発振周波数
ｆ。

の比、ｆ３／ｆｏは、０． ５ 〜１． ０に選ばれる
。一方、加熱コイル２７は渦巻状に巻かれ、鍋等の金属
より成る被加熱物３に高周波磁束を加え、渦電流によっ
て加熱する。

したがって第１図に示すような、フィルタコンデンサ２
６と加熱コイル２７の直列共振回路を有するインバーク
回路においては、加熱コイル２７に被加熱物３を近づけ
ると、加熱コイルは実効インダクタンスＲＳと実効イン
ダクタンスＬＳの等価直列回路と表わすことができ、実
効インダクタンスＬＳは減少し、実効抵抗ＲＳは増加す
るので、加熱コイル２７の電流が変化する。

加熱コイル２７の１個の電圧が増加すると、並列に接続
された他の加熱コイルの電圧も増加し、従って、電流が
変化して、出力相互干渉がおこる。

この出力相互干渉をなくすには、複数個並列に設けた加
熱コイル端子電圧は、常に一定にすればよい。

すなわち加熱コイル端子電圧は、インバータ発振周波数
ｆ。

を変えることにより制御でき、加熱コイル端子電圧が常
に一定になるような負帰還をかければよい。

しかしながら、家庭用誘導加熱調理器としてインバータ
装置を利用する場合、電源電圧の変動が大きいので、周
波数制御を行なうと、電源電圧の変動により加熱コイル
端子電圧が大きく変動して、発振周波数が変化し、イン
バータが安定に発振しない。

そこで本発明によれば、インバータ入力電圧検出部４に
より、インバータ回路入力電源電圧を検出し、かつ加熱
コイル端子電圧検出部５より検出した加熱コイル端子電
圧に比例する電圧と、入力電圧に比例する電圧とが平衡
するような電圧比較検出用ブリッジ回路６を設ける。

そしてブリッジ回路６の平衡条件を満たすように、つま
りブリッジ回路の出力が常に零となるように、インバー
タ発振同波数ｆ０を変えるＶ−ｆコンバータＴを設け、
サイリスタ２２をゲートトリガするトリガ回路８の発振
周期を変える。

この結果電源電圧に対してインバータ発振周波数は影響
をうけず、ブリッジ６の平衡条件はブリッジ６に加える
印加電圧に影響されないことを利用するもので、例えば
、入力電圧に比例する電圧を＋側、加熱コイル端子電圧
に比例する端子電圧を−側にとり、正と負が打ち消し合
うようなブリッジを組んで平衡条件をとる。

その時Ｖ−ｆコンバータ回路Ｔに要求される特性は、第
２図の如く、ブリッジ回路６の電圧■が増加すると、イ
ンバータ発振周波数ｆ。

は高くなり、電圧■が減少すすると、インバータ発振周
波数ｆ。

は低くなる。さらにＶ−ｆコンバータにはりミツター効
果を持たせ、例えば、第２図はインバータ発振周波数ｆ
。

が超音波領域となるように、最低発振周波数のリミツタ
Ａと、インバータ発振周波数ｆ。

が非常に高くなると、サイリスタ２２のスイッチング損
失が増加し、転流失敗するので、高周波発振側にもリミ
ツタＣを設けると安定に発振する。

第３図は本発明の他の実施例を示すもので、加熱コイル
２７の出力切替が自由にでき、加熱コイルに流れる電流
をまったく零にしたり、あるいは高周波電流を流したり
することが可能である。

すなわち加熱コイル２７と、分割されたフィルタコンデ
ンサ２６１がそれぞれ直列に接続され、スイッチ２８と
スイッチ２９は連動してオンオフし、加熱コイル２７に
電流を流したり、切ったりできる。

補助用転流コンデンサ２５１は、それぞれの加熱コイル
にスイッチ２９を介して接続されており、スイッチ２８
、スイッチ２９がオンした時、補助用転流コンデンサ２
５１は、転流コンデンサ２５と並列に接続される。

補助用転流コンデンサ２５１は、加熱コイル２７の作動
数を減らした時に、転流エネルギーが大きすぎて、周波
数が非常に高くなって、サイリスタ２２の電流電圧が増
加し、スイッチングロスが増加するので、転流コンデン
サの容量を減らして、サイリスタ２２の電圧、電流が増
加しないように設けている。

上記実施例より明らかなように本発明によれば加熱コイ
ル端子電圧は常に一定であるから、加勢コイルの数をふ
やしても、減らしても、加熱コイル相互間の出力影響が
ほとんどない。

また、アルミニウムなどの非磁性材料鍋を加熱コイルに
近づけると、発振周波数が自動的に高くなって常に安定
な発振をし、加熱コイル電流はほとんど増加しないので
、非磁性材料鍋の使用が可能である。

なお、本発明は、フィルタコンデンサと加熱コイルの直
列共振回路を有するインバータ装置にはすべて適用でき
る特徴を持つ。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す電気結線図、第２図は
本発明に使用するＶ−ｆコンバータ回路の特性の一例を
示す図、第３図は本発明の他の実施例を示す電気結線図
である。 ２・・・・・・インバータ回路、２６・・・・・・コン
デンサ、２７・・・・・・加熱コイル、４・・・・・・
入力電圧検出部、５・・・・・・加熱コイル端子電圧検
出部、６・・・・・・ブリッジ回路、７・・・・・・Ｖ
−ｆコンバータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 転流コンデンサと並列関係に加熱コイルとフィルタ
   コンデンサの直列回路を接続したインバータ装置と、上
   記加熱コイルに並列接続された複数の加熱コイルと、上
   記複数個の加熱コイルの端子電圧を検出する端子電圧検
   出部と、上記インバーク装置への入力電圧を検出する入
   力電圧検出部と上記入力電圧検出部と上記端子電圧検出
   部との検出電圧を比較してその差電圧に応じた信号を検
   出する電圧比較検出用のブリッジ回路と、このブリッジ
   回路からの信号により上記インバータ装置の発振周波数
   を変えるＶ一ｆコンバータとを備えたインバータ装置。