JPS5897288A - Control device for induction furnace - Google Patents

Control device for induction furnace

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JPS5897288A
JPS5897288A JP19598281A JP19598281A JPS5897288A JP S5897288 A JPS5897288 A JP S5897288A JP 19598281 A JP19598281 A JP 19598281A JP 19598281 A JP19598281 A JP 19598281A JP S5897288 A JPS5897288 A JP S5897288A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、誘導炉の制御装置に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a control device for an induction furnace.

金属を溶解もしくは蒸気化する誘導炉として、たとえば
、第1図に示すように、出力電圧および出力電流が所定
の値に制限された、たとえば、インバータ装置等を用い
た交流電源装置1から、アルミナ等の耐火材にて成る密
閉状の炉体2に巻装した誘導コイル5に、高周波の電力
を供給する一方、上記炉体2の排出口3から蒸気化した
亜鉛の蒸気を、図中、矢印Aで示すように、採取しつつ
、炉体2の材料供給口4から矢印Bで示すように、該炉
体2内に亜鉛等の金属材料6を供給するよ゛うに構成し
たものが公知である。
As an induction furnace for melting or vaporizing metal, for example, as shown in FIG. 1, alumina is While high-frequency power is supplied to an induction coil 5 wound around a closed furnace body 2 made of a refractory material such as As shown by arrow A, a metal material 6 such as zinc is supplied into the furnace body 2 from the material supply port 4 of the furnace body 2 as shown by arrow B while the material is being sampled. It is.

この種の誘導炉において、炉体2内の金属材料(金属ビ
レット)の溶湯7の貯留量に応じて(まる誘導コイル5
のインビーダイスが、第2図中、実線で示すように、交
流電源装置1の内部インピーダンスと一致した、いわゆ
る整合状態にあるときには、該誘導コイル5への印加電
圧および供給電流は、それぞれ、交流電源装置1の出力
制限値の最大値Vmax  およびI m a xとカ
リ、供給電力、即ち、溶湯7を加熱する熱量が最大とな
る。
In this type of induction furnace, depending on the amount of molten metal 7 of metal material (metal billet) stored in the furnace body 2
When the in-bee die is in a so-called matching state, which matches the internal impedance of the AC power supply 1, as shown by the solid line in FIG. 2, the voltage applied to the induction coil 5 and the supplied current are as follows. The maximum values Vmax and Imax of the output limit values of the AC power supply device 1 and the potash, the supplied power, that is, the amount of heat for heating the molten metal 7 become maximum.

捷た、炉体1内の溶湯7の貯留量が、上述の整合状態時
に相当する量Wo よシも減少して、誘導コイル5のイ
ンピーダンスが、1点鎖線で示す21より左側の領域内
の値となった場合には、該誘導コイル5への印加電圧は
Vmaxとなり、かつ、供給電流は、Ima xより小
さいIs よりさらに小さくなる一方、溶湯7の貯留量
が、上記量WOよりも増加して、誘導コイル5のインピ
ーダンスが、2点鎖線で示すZ2よりも右側の領域内の
値となった場合には、該誘導コイル5への供給電流はI
maxとなり、かつ、印加電圧はVmaxより低いVs
 よりもさらに低くなり、上述のいずれの場合にも、誘
導コイル5に供給される電力は、整合状態時におけるよ
りも可成り低下し、それだけ、金属の溶解もしくは蒸気
化の効率が著るしく低下する。
The amount of shattered molten metal 7 stored in the furnace body 1 decreases by an amount corresponding to the above-mentioned matching state, and the impedance of the induction coil 5 decreases to within the region to the left of 21 shown by the dashed-dotted line. value, the voltage applied to the induction coil 5 becomes Vmax, and the supplied current becomes even smaller than Is, which is smaller than Imax, while the amount of stored molten metal 7 increases more than the above amount WO. When the impedance of the induction coil 5 becomes a value within the region to the right of Z2 indicated by the two-dot chain line, the current supplied to the induction coil 5 becomes I.
max, and the applied voltage is Vs lower than Vmax.
In both of the above cases, the power supplied to the induction coil 5 is considerably lower than in the matched state, and the efficiency of melting or vaporizing the metal is significantly reduced. do.

したがって、溶解もしくは蒸気化の効率を良好にするに
は、上記溶湯7の貯留量を、当該誘導炉の稼動中、はぼ
上記量W−となるように制御する必要がある。
Therefore, in order to improve the efficiency of melting or vaporization, it is necessary to control the stored amount of the molten metal 7 so that it becomes approximately the above amount W- during operation of the induction furnace.

上述の制御をおこなうには、従来、たとえば、(1)炉
体の底部に取り付ける重力−電気変換用のロードセル、
(4)超音波式の液面レベル計、帥X線式の液面レベル
計等を用いて、炉体2内の溶湯5の貯留量を検出し、こ
の検出貯留量が、上述した量W−にほぼ一致するように
制御する方式の制御装置によりおこなっていた。
Conventionally, in order to perform the above-mentioned control, for example, (1) a load cell for gravity-electricity conversion installed at the bottom of the furnace body;
(4) Detect the amount of molten metal 5 stored in the furnace body 2 using an ultrasonic liquid level meter, an X-ray type liquid level meter, etc. This was done using a control device that controlled the temperature so that it almost coincided with -.

しかるに、上述した(1)のロードセルを用いる場合に
は、構成上、溶湯の貯留量の測定精度が粗く、制御精度
が可成り低くなり、(11)の計測器を用いる場合には
、炉体自体が1000℃程に高温であり、その設置上、
防護装置が余分に必要となり、010の計測器を用いる
場合には、’(iDの場合と同様、防護装置が余分に必
要となり、かつ、誘導炉の構成上、可成り強力なX線を
用いるため、作業者に対する危検防止装置が余分に必要
となる等のた込、溶湯の貯留量検出用の装置が複雑かつ
高価なものとなり、制御装置全体の構成が複雑かつその
製作コストが高価となる欠点があった。
However, when using the load cell described in (1) above, the measurement accuracy of the amount of molten metal stored is poor due to its configuration, and the control accuracy is considerably low. When using the measuring device (11), the furnace body The temperature itself is about 1000℃, and due to its installation,
An extra protective device is required, and if a 010 measuring instrument is used, an extra protective device is required (as in the case of iD), and due to the configuration of the induction furnace, fairly powerful X-rays are used. Therefore, the equipment for detecting the amount of accumulation and molten metal stored is complicated and expensive, such as requiring an extra safety device for workers, and the configuration of the entire control device is complicated and its manufacturing cost is high. There was a drawback.

また、上記の従来の制御装置は、炉体内の溶湯の貯留量
自体を所定の範囲内の量となるように制御し、誘導コイ
ルに供給される電圧・電流、もしくは、電力を、直接的
に制御する方式のものでないため、誘導コイルへの供給
電力に対する制御精度が低いという欠点もあった。
In addition, the conventional control device described above controls the amount of molten metal stored in the furnace body itself to be within a predetermined range, and directly controls the voltage, current, or power supplied to the induction coil. Since it is not a control system, there is also the drawback that the control accuracy for the power supplied to the induction coil is low.

この発明は、上述した種々の欠点を除去して、電源装置
からの出力電圧および出力雷、流を検出し、上述の第2
図に示すような、誘導コイルの電気的特性を有効に利用
して、検出電圧信号および検出電流信号が、それぞれ、
当該誘導炉に見合わせて適宜に設定した基準電圧Vsお
よび基準電流Isより小さいかどうかの判定することに
より、炉体内への金属材料の供給量の低減又は増大を指
令するようにして、交流電源装置から誘導コイルに供給
される電力が、はぼ最大(定格電力)と々るように制御
するようにして、溶湯の貯留量検出用の検出器を必要と
しない、構成が簡単でかつ製作コストが安価である誘導
炉の制御装置を提供するととを目的とする。
This invention eliminates the various drawbacks mentioned above, detects the output voltage and output lightning current from a power supply, and provides the second method described above.
By effectively utilizing the electrical characteristics of the induction coil as shown in the figure, the detected voltage signal and detected current signal are
By determining whether the voltage is smaller than the reference voltage Vs and the reference current Is, which are appropriately set according to the induction furnace, the AC power supply unit instructs to reduce or increase the amount of metal material supplied into the furnace body. The power supplied to the induction coil is controlled so that it reaches the maximum (rated power), and there is no need for a detector to detect the amount of molten metal stored.The structure is simple and the manufacturing cost is low. The object of the present invention is to provide an inexpensive control device for an induction furnace.

以下に、この発明の一実施例を、第3図とともに説明す
る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

なお、第3図において、第1図の誘導炉の構成部分と等
価の部分は、同一符号を付して説明を省略する。
In FIG. 3, parts equivalent to those of the induction furnace shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

第3図において、10は、出力電圧および出力電流が制
限された所定の周波数の交流電力を、たとえば、亜鉛ビ
レットの蒸気化用の誘導炉の炉体2に巻装された誘導コ
イル5に供給する交流電源装置である。この交流電源装
置10は、図中、1点鎖線で囲んで示すように、三相の
商用交流電源11に、6個のサイリスタを用いたブリッ
ジ整流回路12を接続するとともに、該ブリッジ整流回
路12に、直流リアクトル18を介して、4個のサイリ
スタを用いたインバータ回路14を接続して構成したも
のである。そして、上記ブリッジ整流回路12の各サイ
リスタのゲート、およびインバータ回路14の各サイリ
スタのゲートは、それぞれ、インバータ制御回路15の
出力端子T8およびT4から、公知の方法で点弧指令信
号を受けるように接続され、該インバータ回路14から
高周波の交流電力が出力されるようになっている。さら
に、この交流電源装置10は、インピーダンス整合用の
単巻変圧器16を介して、上記誘導コイル5と、該誘導
コイル5に並列に接続された力率改善用のコンデンサ1
7とに接続している。
In FIG. 3, 10 supplies AC power of a predetermined frequency with limited output voltage and output current to an induction coil 5 wound around the furnace body 2 of an induction furnace for vaporizing zinc billets, for example. This is an AC power supply device. This AC power supply device 10 has a three-phase commercial AC power supply 11 connected to a bridge rectifier circuit 12 using six thyristors, as shown surrounded by a dashed line in the figure. An inverter circuit 14 using four thyristors is connected to the inverter circuit 14 via a DC reactor 18. The gate of each thyristor of the bridge rectifier circuit 12 and the gate of each thyristor of the inverter circuit 14 are configured to receive firing command signals from output terminals T8 and T4 of the inverter control circuit 15, respectively, by a known method. The inverter circuit 14 is connected to the inverter circuit 14 so that high-frequency AC power is output. Furthermore, this AC power supply device 10 connects the induction coil 5 and a power factor correction capacitor 1 connected in parallel to the induction coil 5 via an autotransformer 16 for impedance matching.
It is connected to 7.

18は、上記交流電源装置10から出力される電流Ix
を検出する電流検出器で、たとえば、公知の計器用変流
器を用いたものである。この電流検出器18は、上記商
用交流電源11とブリッジ整流回路12との間に接続さ
れ、出力の検出電流信号を、上記インバータ制御回路1
5の入力端子T1に加えるように接続している。
18 is a current Ix output from the AC power supply device 10.
This is a current detector that detects, for example, a known current transformer for measuring instruments. This current detector 18 is connected between the commercial AC power supply 11 and the bridge rectifier circuit 12, and sends an output detected current signal to the inverter control circuit 1.
It is connected so as to be added to the input terminal T1 of No.5.

19は、」二記交流電源装置10からの出力電圧を検出
する電圧検出器で、たとえば、公知の計器用変圧器を用
いたものである。この電圧検出器19は、上記インバー
タ回路14と単巻変圧器16との間に接続され、出力の
検出電圧信号を、上記インバータ制御回路15の入力端
子T2に加えるように接続している。
Reference numeral 19 denotes a voltage detector for detecting the output voltage from the AC power supply device 10, which uses, for example, a known instrument transformer. This voltage detector 19 is connected between the inverter circuit 14 and the autotransformer 16, and is connected so as to apply an output detection voltage signal to the input terminal T2 of the inverter control circuit 15.

さらに、上記インバータ制御回路15において、入力端
子T1に受けた検出電流信号を適宜な直流電圧信号に変
換して、出力端子T6に出力するとともに、入力端子T
2に受けた検出電圧信号を適宜な直流電圧信号に変換し
て、出力端子T6に出力するようになっている。また、
上述の両入力端子T1とT2に受けた信号にもとづき、
公知の方法で、ブリッジ整流回路12とインバータ回路
14に対する点弧指令信号を制御して、該インバータ回
路14からの高周波の出力電力を制御するようになって
いる。
Further, in the inverter control circuit 15, the detected current signal received at the input terminal T1 is converted into an appropriate DC voltage signal, and outputted to the output terminal T6.
The detected voltage signal received at the output terminal T6 is converted into an appropriate DC voltage signal and outputted to the output terminal T6. Also,
Based on the signals received at both input terminals T1 and T2 mentioned above,
The high frequency output power from the inverter circuit 14 is controlled by controlling firing command signals to the bridge rectifier circuit 12 and the inverter circuit 14 in a known manner.

20は、たとえば、演算増幅器を用いた第1比較器で、
この第1比較器20は、上記インバータ制御回路15の
出力端子T5からの出力Ixと、ポテンショメータ21
からの適宜に設定された基準電流−Isを表わす信号と
の加算信号(Ix−Is)を受け、Ix−Is)Qのと
きに信号′11を出力する一方、Ix−Is(Qのとき
に信号“01を出力する。そして、第1比較器20は、
詳細に後述する材料供給制御回路22の入力端子T1に
接続している。
20 is a first comparator using, for example, an operational amplifier;
This first comparator 20 receives the output Ix from the output terminal T5 of the inverter control circuit 15 and the potentiometer 21.
It receives the addition signal (Ix-Is) with a signal representing the appropriately set reference current -Is from , and outputs the signal '11 when Ix-Is)Q. The first comparator 20 outputs the signal “01.”
It is connected to an input terminal T1 of a material supply control circuit 22, which will be described in detail later.

23は、たとえば、演算増幅器を用いた第2比較器で、
この第2比較器23は、上記インバータ制御回路15の
出力端子T6からの出力Vxと、ポテンショメータ24
からの適宜に設定された基準電圧−Vs  を表わす信
号との加算信号(Vx−Vs)を受け、■x−■S〉0
のときに信号IIIを出力する一方、〜’x−Vs(Q
のときに信号°01を出力する。そして、第2比較器2
3は、上記供給制御回路22の入力端子T2に接続して
いる。
23 is a second comparator using, for example, an operational amplifier;
This second comparator 23 receives the output Vx from the output terminal T6 of the inverter control circuit 15 and the potentiometer 24.
After receiving an addition signal (Vx-Vs) with a signal representing an appropriately set reference voltage -Vs from
While outputting signal III when ~'x-Vs(Q
The signal °01 is output when . And the second comparator 2
3 is connected to the input terminal T2 of the supply control circuit 22.

また、第1比較器20と第2比較器23との出力端子は
、それぞれ、ナントゲート26の入力端子に接続し、か
つ、このナントゲート26の出力端子は、金属ビレット
の誘導炉への供給が不適当であることを表示する表示装
置27に接続している。
Further, the output terminals of the first comparator 20 and the second comparator 23 are respectively connected to the input terminal of the Nandt gate 26, and the output terminal of the Nandt gate 26 is connected to the supply terminal of the metal billet to the induction furnace. It is connected to a display device 27 that indicates that the item is inappropriate.

なお、」二連したポテンショメータ21と24とに設定
される基準電流Is と基準電圧Vs としては、当該
誘導炉の炉容、および、溶解しようとする金属に見合わ
せて、上記交流電源装置10の最大出力電流Ima x
、最大出力電圧Vma xより適宜に小さい値が選定さ
れる(第2図参照)。
Note that the reference current Is and reference voltage Vs set in the two connected potentiometers 21 and 24 are set to the maximum value of the AC power supply 10, depending on the furnace capacity of the induction furnace and the metal to be melted. Output current Imax
, a value appropriately smaller than the maximum output voltage Vmax is selected (see FIG. 2).

上記材料供給制御回路22は、公知のモータ駆動速度制
御回路を用いたもので、上記炉体2の材料供給口4に、
溶解もしくは蒸気化しようとする、たとえば、亜鉛ビレ
ット6を所定の供給率(重量/時間)で搬入するように
、ベルトコンベア8の駆動用のモータ9に対して、駆動
信号を送出する回路である。この材料供給制御回路22
の入力端子T+およびT2にともに信号111を受けて
いる際には、図示しないポテンショメータ等に設定され
た所定の速度で上記モータ9を駆動する駆動信号を送出
し、また、入力端子T1に10″を受けた際には、上記
モータ9を増速駆動する指令信号を出力する一方、入力
端子T2に101を受けた際には、上記モータ9を減速
駆動する指令信号を出力するようになっている。
The material supply control circuit 22 uses a known motor drive speed control circuit, and the material supply port 4 of the furnace body 2 is
This circuit sends a drive signal to the motor 9 for driving the belt conveyor 8 so that, for example, the zinc billet 6 to be melted or vaporized is carried in at a predetermined supply rate (weight/time). . This material supply control circuit 22
When receiving the signal 111 at both input terminals T+ and T2, a drive signal is sent to drive the motor 9 at a predetermined speed set to a potentiometer (not shown), and a 10" When 101 is received at the input terminal T2, it outputs a command signal to drive the motor 9 at an increased speed, and when 101 is received at the input terminal T2, it outputs a command signal to drive the motor 9 at a reduced speed. There is.

つぎに、上述のこの発明に係る制御装置の動作を説明す
る。
Next, the operation of the above-mentioned control device according to the present invention will be explained.

第2図に示すように、交流電源装置10の最大出力電流
1maxより適宜に小さい基準電流Isが、ポテンショ
メータ21に設定され、該装置1゜の最大出力電圧Vm
axより適宜に低い基準電圧Vsが、ポテンショメータ
24に設定される。
As shown in FIG. 2, a reference current Is suitably smaller than the maximum output current 1max of the AC power supply 10 is set in the potentiometer 21, and the maximum output voltage Vm of the device 1°
A reference voltage Vs suitably lower than ax is set in the potentiometer 24.

上記制御装置の電源スィッチ(図示しない)をオンする
と、交流電源装置10からは、公知の方法で、所定の周
波数の交流電力が、炉体2に巻装された誘導コイル5に
供給されるとともに、該炉体2の供給口3に、ベルトコ
ンベア8を介して、溶解しかつ蒸気化しようとする亜鉛
ビレット6が、所定の供給率(重量/時間)で搬入され
る。
When the power switch (not shown) of the control device is turned on, AC power at a predetermined frequency is supplied from the AC power supply 10 to the induction coil 5 wound around the furnace body 2 in a known manner. Zinc billets 6 to be melted and vaporized are carried into the supply port 3 of the furnace body 2 via a belt conveyor 8 at a predetermined supply rate (weight/hour).

上記炉体2内に投入されたZn ビレット(金属材料)
6は、上記誘導コイル5による誘導加熱作用により溶解
し、さらに、蒸気化して、第3図中、矢印Aで示すよう
に、公知の方法で採取される。
Zn billet (metal material) introduced into the furnace body 2
6 is melted by the induction heating effect of the induction coil 5, and further vaporized, and collected by a known method as shown by arrow A in FIG.

いま、炉体1に貯留している亜鉛の溶湯量は、第2図に
示すように、誘導コイル5のインピーダンスが一点鎖線
で示すZlである状態時に相当する量より少ないとする
。即ち、当該溶湯と電磁的に係合する誘導コイル5のイ
ンピーダンスが、交流電源装置10の出力電力の最大と
なるインピーダンスZo よりリアクタンス成分が大き
く、第2図に示すように、誘導コイル5に印加された電
圧は、交流電源装置1oの出力電圧の制限値Vmaxと
され、かつ、該誘導コイル5に供給される電流は、上述
の基準電流Is より小さく、したがって、交流電源装
置10から炉体2内の溶湯7に供給される電力は、最大
電力Wmax (=Imax−Vmax)よシ小さい状
態にある。
It is now assumed that the amount of molten zinc stored in the furnace body 1 is smaller than the amount corresponding to the state in which the impedance of the induction coil 5 is Zl shown by the dashed-dotted line, as shown in FIG. That is, the impedance of the induction coil 5 that electromagnetically engages with the molten metal has a reactance component larger than the impedance Zo at which the output power of the AC power supply device 10 becomes maximum, and as shown in FIG. The resulting voltage is the output voltage limit value Vmax of the AC power supply 1o, and the current supplied to the induction coil 5 is smaller than the above-mentioned reference current Is. The electric power supplied to the molten metal 7 inside is smaller than the maximum electric power Wmax (=Imax-Vmax).

電流検出器18により、商用交流電源11がらブリッジ
整流回路12に入力される電流、いいかえれば交流電源
装置の出力電流、したがって、誘導コイル5に供給され
る電流が検出され、この検出電流信@lx’は、インバ
ータ制御回路15の入力端子T1に印加される。このイ
ンバータ制御回路15において、検出電流信号Ix’は
、公知の方法で、検出電流を表わす直流電圧信号lxに
変換され、この信号lxは、ポテンショメータ21から
の基準電流Isを表わす信号−Isと加算して、第1比
較器20の負入力端子に印加される。
The current detector 18 detects the current input from the commercial AC power supply 11 to the bridge rectifier circuit 12, in other words, the output current of the AC power supply, and therefore the current supplied to the induction coil 5, and this detected current signal @lx ' is applied to the input terminal T1 of the inverter control circuit 15. In this inverter control circuit 15, the detected current signal Ix' is converted into a DC voltage signal lx representing the detected current by a known method, and this signal lx is added to the signal -Is representing the reference current Is from the potentiometer 21. and is applied to the negative input terminal of the first comparator 20.

上述の第1比較器20においては、(Ix−Is)は負
、即ち、1x(Isと判定され、この第1比較器20か
らローレベル信号101が出力される。
In the first comparator 20 described above, (Ix-Is) is determined to be negative, that is, 1x(Is), and the first comparator 20 outputs a low level signal 101.

一方、電圧検出器19によシ、交流電源装置10の出力
電圧、いいかえれば誘導コイル5に印加さねる電圧が検
出され、この検出電圧信号Vx’は、インバータ制御回
路15の入力端子T2に印加される。このインバータ制
御回路15において、検出電圧信号Vx’は、公知の方
法で検出電圧を表わす直流電圧信号Vxに変換され、こ
の信号Vxは、ポテンショメータ24からの基準電圧V
sを表わす信号−Vs と加算して、第2比較器23の
負入力端子に印加される。
On the other hand, the voltage detector 19 detects the output voltage of the AC power supply 10, in other words, the voltage that is not applied to the induction coil 5, and this detected voltage signal Vx' is applied to the input terminal T2 of the inverter control circuit 15. be done. In this inverter control circuit 15, the detected voltage signal Vx' is converted into a DC voltage signal Vx representing the detected voltage by a known method, and this signal Vx is converted to a reference voltage Vx from the potentiometer 24.
It is added to the signal -Vs representing s and applied to the negative input terminal of the second comparator 23.

上述の第2比較器23においては、(Vx−Vs)= 
(Vmax−Vs)は正、即ち、V x ”:) V 
sと判定され、この第2比較器23からハイレベル信号
11′が出力される。
In the second comparator 23 described above, (Vx-Vs)=
(Vmax-Vs) is positive, that is, V x ”:) V
s, and the second comparator 23 outputs a high level signal 11'.

よって、材料供給制御回路220入力端子T+に10”
、かつ、その入力端子T2に“11が印加され、この回
路22は、入力端子T1の信号101にもとづき、公知
の方法で、モータ9の駆動速度を高めるモータ駆動信号
を発生し、との増速指令信号はモータ9に印加され、該
モータ9の駆動速度は増速され、ベルトコンベア8の駆
動速度、したがって、炉体2への亜鉛ビレット6の供給
率(重量/時間)が高められる。
Therefore, 10" is applied to the input terminal T+ of the material supply control circuit 220.
, and "11" is applied to its input terminal T2, and this circuit 22 generates a motor drive signal to increase the drive speed of the motor 9 based on the signal 101 at the input terminal T1 in a known manner. The speed command signal is applied to the motor 9, and the driving speed of the motor 9 is increased, so that the driving speed of the belt conveyor 8 and, therefore, the feeding rate (weight/time) of the zinc billet 6 to the furnace body 2 is increased.

この結果、炉体2内の亜鉛の貯留量が増大し、誘導コイ
ル5のインピーダンスのりアクタンス成分が減少し、該
インピーダンスは、第2図中、実線で示すlOに近づく
ように変化する。即ち、該インピーダンスは、交流電源
装置10の内部インピーダンスと一致する、いわゆる整
合状態に近づくように変化する。この場合、交流電源装
置10から誘導コイル5に印加される電圧はVmaxと
され、かつ、該誘導コイル5に供給される電流は増大し
、炉体2内の溶湯7に供給される電力、したがうて、該
溶湯7への加熱量が増大し、炉体2内に供給される亜鉛
ビレット6の溶解および溶湯7の蒸気化が促進される。
As a result, the amount of zinc stored in the furnace body 2 increases, the impedance-actance component of the induction coil 5 decreases, and the impedance changes to approach lO shown by the solid line in FIG. That is, the impedance changes so as to approach the so-called matching state, which matches the internal impedance of the AC power supply 10. In this case, the voltage applied to the induction coil 5 from the AC power supply 10 is set to Vmax, the current supplied to the induction coil 5 increases, and the electric power supplied to the molten metal 7 in the furnace body 2 increases accordingly. As a result, the amount of heating to the molten metal 7 increases, and the melting of the zinc billet 6 and the vaporization of the molten metal 7 supplied into the furnace body 2 are promoted.

一方、ナントゲート26は、一方の入力端子に第1比較
器20からI □ Iを受け、かつ、他方の入力端子に
第2比較器23から°I″を受け、よって、このナント
ゲート26はハイレベル信号111を出力する。この信
号11′は、表示器27に印加されて、この表示器27
はオンとされ、公知の方法で、図示し々い表示ランプ等
が点灯して、作業者等に、当該誘導炉内の亜鉛の貯留量
が適量でないことを知らせるとともに、モータ9の駆動
速度を高め、炉体2への亜鉛ビレット6の供給率を高め
ている状態にあることを知らせる。
On the other hand, the Nantes gate 26 receives I □ I from the first comparator 20 at one input terminal, and receives °I'' from the second comparator 23 at the other input terminal. A high level signal 111 is output.This signal 11' is applied to the display 27.
is turned on, and an indicator lamp (not shown) lights up in a known manner to notify the operator that the amount of zinc stored in the induction furnace is not appropriate, and also to control the driving speed of the motor 9. This indicates that the feed rate of zinc billets 6 to the furnace body 2 is being increased.

上述のようにして、炉体2内の溶湯7の貯留量が増大し
、誘導コイル5のインピーダンスが、第2図中、一点鎖
線で示すZlと、二点鎖線で示すZ2との間の領域の値
となると、第1比較器20において、上述したように、
電流検出器18からの検出電流lxがポテンショメータ
21からの基準電流Is より大きいと判定され、この
第1比較器20の出力は111となる。また、第2比較
器23において、電圧検出器19からの検出電圧Vxが
、ポテンショメータ24からの基準電圧Vs より大き
いと判定され、この第2比較器20の出力は111とな
る。よって、材料供給制御回路22の入力端子Tl、T
2は、ともに、′1”となシ、モータ9は、所定の速度
、即ち、誘導コイル4のインピーダンスがZOである状
態に見合った速度で駆動される。
As described above, the amount of molten metal 7 stored in the furnace body 2 increases, and the impedance of the induction coil 5 reaches a region between Zl shown by the dashed-dotted line and Z2 shown by the dashed-two dotted line in FIG. When the value of , as mentioned above, in the first comparator 20
It is determined that the detected current lx from the current detector 18 is larger than the reference current Is from the potentiometer 21, and the output of the first comparator 20 becomes 111. Further, the second comparator 23 determines that the detected voltage Vx from the voltage detector 19 is greater than the reference voltage Vs from the potentiometer 24, and the output of the second comparator 20 becomes 111. Therefore, the input terminals Tl, T of the material supply control circuit 22
2 are both '1'', and the motor 9 is driven at a predetermined speed, that is, at a speed commensurate with the state where the impedance of the induction coil 4 is ZO.

また、ナントゲート26の2つの入力端子は、@11.
′11とされ、よって、該ナントゲート26の出力はI
OIとされ、表示器27はオフとされ、該表示器27の
図示しない表示ランプは点灯されず、炉体2内の溶湯7
の貯留量は適量であり、当該誘導炉は適正に運転されて
いることを、作業者に知らせる。
Also, the two input terminals of the Nant gate 26 are @11.
'11, therefore, the output of the Nant gate 26 is I
OI, the indicator 27 is turned off, the indicator lamp (not shown) of the indicator 27 is not lit, and the molten metal 7 in the furnace body 2 is turned off.
Inform the operator that the storage amount is appropriate and that the induction furnace is being operated properly.

つぎに、上記炉体2内の亜鉛の溶湯7の貯留量が、第2
図に示すように、誘導コイル5のインピーダンスが2点
鎖線で示すZ2である状態時に相当する量より多くなっ
たとする。即ち、前述した場合と逆に、誘導コイル5の
インピーダンスのりアクタンス分が減少し、該インピー
ダンスが、第2図中、2点鎖線で示すZ2より右側の領
域の値となり、交流電源装置10から誘導コイル5に供
給される電流は、限界値のIma xとされ、かつ、該
誘導コイル5に印加される電圧は、基準電Pハより低く
々つたとする。
Next, the amount of molten zinc 7 stored in the furnace body 2 is determined to be a second amount.
As shown in the figure, it is assumed that the impedance of the induction coil 5 has become larger than the amount corresponding to the state Z2 indicated by the two-dot chain line. That is, contrary to the case described above, the impedance of the induction coil 5 decreases by an amount corresponding to the actance, and the impedance becomes a value in the region to the right of Z2 indicated by the two-dot chain line in FIG. It is assumed that the current supplied to the coil 5 is a limit value Imax, and the voltage applied to the induction coil 5 is lower than the reference voltage Pc.

この場合、第1比較器20では、電流検出器18からの
検出電流I x (= Ima x)は、ポテンショメ
ータ21からの基準電流Is より大きいと判定されて
、第1比較器20の出力はIllとされる。
In this case, the first comparator 20 determines that the detected current I x (=Imax) from the current detector 18 is larger than the reference current Is from the potentiometer 21, and the output of the first comparator 20 becomes Ill. It is said that

一方、第2比較器23では、電圧検出器18からの検出
電圧Vxは、ポテンショメータ23からの基準電圧〜′
Sより小さいと判定されて、第2比較器23の出力はt
olとされる。
On the other hand, in the second comparator 23, the detected voltage Vx from the voltage detector 18 is the reference voltage ~' from the potentiometer 23.
It is determined that the output of the second comparator 23 is smaller than t.
It is considered as ol.

よって、材料供給制御回路22ては、入力端子T2に受
けた信号10”にもとづき、前述した場合と逆に、モー
タ9の駆動速度、したがって、炉体2への亜鉛ビレット
6の供給率(重i / 時間’rを低減する駆動制御信
号が生成され、この駆動制御信号はモータ9に印加され
る。
Therefore, based on the signal 10'' received at the input terminal T2, the material supply control circuit 22 controls the drive speed of the motor 9 and, therefore, the supply rate (heavy weight) of the zinc billet 6 to the furnace body 2, contrary to the case described above. A drive control signal is generated which reduces i/time 'r, and this drive control signal is applied to the motor 9.

この結果、炉体2内の亜鉛の貯留量が減少し、誘導コイ
ル5のインピーダンスは、第2図中、実線で示すZoに
近づくように変化し、前述したように、交流電源装置1
0と整合状態に近づき、該溶湯7への加熱量が増大し、
炉体2内の亜鉛ビレット6の溶解、および溶湯7の蒸気
化が促進される。
As a result, the amount of zinc stored in the furnace body 2 decreases, and the impedance of the induction coil 5 changes to approach Zo shown by the solid line in FIG.
0, the amount of heating to the molten metal 7 increases,
Melting of the zinc billet 6 in the furnace body 2 and vaporization of the molten metal 7 are promoted.

また、ナントゲート26の2つの入力端子には11@1
01が印加され、このナントゲート26の出力は111
となり、よって、前述したと同様、表示器27の図示し
々い表示ランプが点灯して、作業者等に、当該誘導炉内
の亜鉛の貯留量が適量で々いことを知らせるとともに、
炉体2への亜鉛ビレット6の供給率(重量/時間)が低
減されている状態にあることを知らせる。
In addition, the two input terminals of the Nant gate 26 have 11@1
01 is applied, and the output of this Nant gate 26 is 111
Therefore, as described above, the indicator lamp of the display 27 lights up to notify the operator that the amount of zinc stored in the induction furnace is at an appropriate level, and
It is notified that the feed rate (weight/time) of zinc billet 6 to furnace body 2 is being reduced.

このように、上記の構成の誘導炉の制御装置においては
、誘導コイル4の電気的特性を有効に利用して、該誘導
コイル4への供給電流および印加電圧の検出信号にもと
づき、炉体1内における溶解もしくは蒸気化すべき金属
材料の貯留量を、所定の範囲内の値、即ち、交流電源装
置から供給される電力が略最大値(定格値)となるよう
にすることができる。このように、当該誘導炉の操業中
、交流電源装置10から誘導コイル5に、自動的にあ・
つ確実に、はぼ最大の電力を供給する状態に維持するこ
とができ、それだけ、金属ビレットの溶解もしくは蒸気
化の能率を高くすることができる。
In this manner, in the induction furnace control device having the above configuration, the electrical characteristics of the induction coil 4 are effectively utilized to control the furnace body 1 based on the detection signals of the current supplied to the induction coil 4 and the applied voltage. The storage amount of the metal material to be melted or vaporized in the AC power source can be set to a value within a predetermined range, that is, the electric power supplied from the AC power supply device can be set to approximately the maximum value (rated value). In this way, during the operation of the induction furnace, the AC power supply 10 automatically supplies power to the induction coil 5.
This ensures that the maximum power supply is maintained, and the efficiency of melting or vaporizing the metal billet is increased accordingly.

なお、上記表示器27には、電流検出器18からの検出
電流信号Ixにもとづき、炉体1内の溶湯7の貯留量を
表わすディジタル式表示回路(図示しない)を設け、前
述したように、表示ランプを点灯すると同時に、貯留量
をディジタル表示するようにしてもよい。このようにし
て、作業者に、材料供給率(””/ 時間’rの増・滅
する量を具体的に知らせることができ、当該制御の正確
度を高めることができる。
The display 27 is provided with a digital display circuit (not shown) that indicates the amount of molten metal 7 stored in the furnace body 1 based on the detected current signal Ix from the current detector 18, as described above. The storage amount may be displayed digitally at the same time as the indicator lamp is turned on. In this way, it is possible to specifically inform the operator of the amount by which the material supply rate (""/time'r increases or decreases), thereby increasing the accuracy of the control.

以上に詳述したように、この発明によれば、出力電圧お
よび出力電流が制限された交流電源装置からの出力電流
および出力電圧を検出し、これ等の検出電圧信号および
検出電流信号にもとづき、炉内への金属材料の供給量を
制御して、炉内の金属材料の貯留量を表わす検出信号に
よらず、直接的に、誘導コイルへの供給電力が、当該誘
導炉の稼動中、はぼ最大(定格電力)と々るように制御
するようにしたから、それだけ、制御の精度を高くする
ことができ、したがって、当該誘導炉における金属材料
の溶解もしくは蒸気化の能率を確実に高いものにするこ
とができる。
As detailed above, according to the present invention, the output current and output voltage from an AC power supply device whose output voltage and output current are limited are detected, and based on these detected voltage signals and detected current signals, By controlling the amount of metal material supplied into the furnace, the power supplied to the induction coil is directly controlled while the induction furnace is operating, regardless of the detection signal representing the amount of metal material stored in the furnace. Since the control is made to reach almost the maximum (rated power), the accuracy of the control can be increased accordingly, and therefore the efficiency of melting or vaporizing metal materials in the induction furnace can be reliably increased. It can be done.

また、炉内の金属材料の貯留量の検出信号によらず、電
源装置からの出力電圧と出力電流を表わす検出電圧信号
および検出電流信号にもとづいて制御をおこなう構成と
したから、上記貯留量の検出用の検出器が不要であり、
それだけ、構成が簡単かつ装置全体の製作コストを安価
なものとすることができる。
In addition, since the configuration is configured to perform control based on the detected voltage signal and detected current signal representing the output voltage and output current from the power supply device, without depending on the detected signal of the amount of metal material stored in the furnace, the amount of stored metal material is No detector is required for detection,
Accordingly, the configuration is simple and the manufacturing cost of the entire device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、この発明の制御装置を適用できる誘導炉の構
成の概略を示す図、第2図は、第1図の誘導炉における
誘導コイルのインピーダンス特性を示すグラフ、第3図
は、この発明に係る制御装置の電気回路図である。 2・・・・・・炉体、3・・・・・・金属蒸気の排出口
、4・・・・・・金属ビレットの供給口、5・・・・・
・誘導コイル、6・・・・・・亜鉛ビレット、7・・・
・・・溶湯、8・・・・・・ベルトコンベア、9・・・
・・・モータ、10・・・・・・交流電源装置、11・
・・・・・商用交流電源、12・・・・・・ブリッジ整
流回路、13・・・・・直流リアクトル、14・・・・
・・インバータ回路、15・・・・・・インバータ制御
回路、16・・・・・・整合用の単巻変圧器、18・・
・・・・電流検出器、19・・・・・・電圧検出器、2
0・・・・・・第1比較器、21・・・・・・基準電圧
VS 設定用のポテンショメータ、22・・・・・・材
料供給制御回路、23・・・・第2比較器、24・・・
・・・基準電流Is段設定のポテンショメータ、Zo、
Zl、Z2・・・・・・誘導コイルのインピーダンス。 特許出願人 富士電機製造株式会社 代 理 人 弁理士 青 山  葆外2名第1囚 ス 第2図
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of an induction furnace to which the control device of the present invention can be applied, FIG. 2 is a graph showing the impedance characteristics of the induction coil in the induction furnace of FIG. 1, and FIG. FIG. 3 is an electrical circuit diagram of a control device according to the invention. 2...furnace body, 3...metal vapor outlet, 4...metal billet supply port, 5...
・Induction coil, 6... Zinc billet, 7...
... Molten metal, 8... Belt conveyor, 9...
...Motor, 10...AC power supply device, 11.
... Commercial AC power supply, 12 ... Bridge rectifier circuit, 13 ... DC reactor, 14 ...
... Inverter circuit, 15 ... Inverter control circuit, 16 ... Matching autotransformer, 18 ...
...Current detector, 19...Voltage detector, 2
0...First comparator, 21... Potentiometer for setting reference voltage VS, 22... Material supply control circuit, 23... Second comparator, 24 ...
...Potentiometer for setting reference current Is stage, Zo,
Zl, Z2... Impedance of induction coil. Patent applicant: Fuji Electric Seizo Co., Ltd. Agent: Patent attorney: Aoyama, 2 people, 1st prisoner, 2nd figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)最大出力電圧および最大出力電流が所定の値に制
限された交流電源装置により誘導炉の誘導コイルに給電
する一方、上記誘導炉に金属材料を供給して、該金属材
料を溶解するようにした誘導炉の制御装置において、 電源装置からの出力電圧を検出する電圧検出器と、 電源装置からの出力電流を検出する電流検出器と、 上記雨検出器の出力によシ、電源装置から出力される電
圧が最大出力電圧よシ低くなったとき或いは電源装置か
ら出力される電流が上記最大電流よりも小さくな′つた
とき金属材料の供給量を増加或いは減少するように制御
する材料供給量の制御手段とを備えたことを特徴とする
誘導炉の制御装置。
(1) While supplying power to the induction coil of the induction furnace by an AC power supply device whose maximum output voltage and maximum output current are limited to predetermined values, a metal material is supplied to the induction furnace and the metal material is melted. In the induction furnace control system, a voltage detector detects the output voltage from the power supply device, a current detector detects the output current from the power supply device, and a voltage detector detects the output current from the power supply device according to the output of the rain detector. A material supply amount that controls the supply amount of metal material to increase or decrease when the output voltage becomes lower than the maximum output voltage or when the current output from the power supply device becomes smaller than the maximum current. A control device for an induction furnace, characterized in that it is equipped with a control means.
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