JPS61212439A - 誘導加熱制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分舒） 本発明け、鍛造工場で使用する誘導加熱装着のうち、ｎ
ｆＩＲを連続的に加熱し加熱温度を自動的に制御する装
置に関するものである。

（従来の技ＷＩ） 従来誘導加熱装置によって９ａ調を連続的に加熱するも
ので社、第４図のように棒鋼進行方向に数ケ所（この場
合は４ケ所）の加熱領域があって、それぞれに誘導加熱
コイルＨ１，Ｈ２，Ｈｓ、　Ｈ４が置かれており、それ
に対して電源Ｑ１．　Ｇ２．　Ｇ３゜Ｇ４があって、そ
れらを手動制御ハンドル８１，８２゜Ｓｓ、Ｓ４によっ
て制御する。それによって電源Ｇ１゜Ｇ２＝　Ｇｅｅ　
Ｇ’　カラツレツレ’Ｋ　圧Ｖ　１−　Ｖ　２−　Ｖ３
−　Ｖ４　ｄｈ　出力され、コイルＨ１，Ｈ２，Ｈ５，
Ｈ４を加熱する。

予め机上で設定した目標ｊｋ度と、実際に加熱した棒鋼
の温度をパイロメータ等を使って測定した値とに差があ
るときは、作業者が手動制御ハンドル８１．８２．８５
．８４をうごかして、加熱電圧Ｖｔ、　ｖｚ、　Ｖｓ、
　Ｖａを調整し、できるだけ目標温度になるようにして
いた。しかしながら品種によりまた外的条件により、加
熱電圧ｖ１〜ｖ４の値、すなわち手動ハンドルの設定位
置が異るので、経験と勘によって操作し、なるべく目標
値に近いＹｌ！度がえられるようにしている。第４図の
下方には、その上方に示す加熱コイルの位置に対応した
目標温度を示す０この温度は最終温度で二１５°Ｏ（’
らいの範囲でないと次工程の鍛造品に品質不良が生じ、
また中ｒｗＪ温度もこの図に示す目標温度に保持するこ
とがのぞましい。点線はこの場合の実際の温度の例であ
る。

（発明が解決しようとする問題点） このような手動による操作は、極めて熟練し念専間の作
業者であって蟻、１回に１０分以上の時間が必要で、そ
の間はロスタイムとなる。段取り書けしばしば発生する
ので、そのたびに１０分以上のロスタイムがあれば、そ
の全部をあわせた時間は膨大になる。また実際には棒鋼
の送り速度　４種、気温、加熱コイル冷却水の水温。

加熱コイルのサイズや特性に影響をうけるため１一度加
熱電圧を設定しても値度変動はさけられない。よって温
度調整はきわめて】１軸なものにならざるを得す、鍛造
品の品質不良が発生しやすいのが実情であった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決する手段として、加熱される
棒鋼の温度を測定し、それをフィードバックして、演算
器によって演算し、加熱コイルへの指令電圧を出力する
が、このとき目標温度Ｔ、実際に測定されな被加熱体の
温度ｆ。

棒鋼の速度に関する補正係数α、綱の種類温度等によっ
て変化する補正係数β、電源出力電圧の検出値Ｅ、加熱
コイル電源への指令電圧Ｅ′の関係が、 １１！ｌｉ’−ｆシ　〔１＋　□　、−＜’−＞β　　
Ｆ　〕と々るような演算器をもうけ、これによって加熱
コイルへ与える電圧を制御して、誘導加熱を行うように
したものである。

（作用） このような制御器を啄うけたことにより、棒鋼の速度に
応じて補正係数αを変化させること１綱の種類、４度に
応じて補正係数βを変化させる必要があるが、その他の
条件の変化に対してけ、フィードバックが働いて加熱温
度は常に一定に保持される。またβけ加熱の際のロスが
全ｋ 〈なければ０．５となり、温度の比の平方、で表される
が、条件によってちがい、０．５に近い値で増域する０
αけあまり大きいと、温度が目標値に近づくとき過補正
になるので、徐々に近づけるなめ、一般に１より小さい
値となる。このような式によって演算を行い、加熱コイ
ル電源を制御することにより、安定な制御ができ、温度
誤差を小さくすることができる。

（′鰭１擢例） 本発明の実施例を、９１図に示す。笥１図はシステム全
体のアウトラインを示す図で、第４図の従来技術と同じ
部材蝶同−符号を以て示すＯ電源０１〜Ｇ４によって１
圧Ｖ１〜ｖ４が出力され１加熱コイルＨ１〜Ｈ４が加熱
される点け、第４図の場合と同様である。加熱コイル出
〜Ｈ４は、電源０１〜Ｇ４により夫々が独立に別々に加
熱される。加熱コイルのそれぞれ前後には、温度検出器
ＰＯ〜Ｐ４がそれぞれ配設され、電源０１〜Ｇ４の前に
はこれを制御する制？Ｍ器ＣＯがあって、制御器Ｃｏは
電源０１〜Ｇ４にそれぞれ指令を与える演算器０１〜Ｃ
４から成り立っている◇また９源０１〜Ｇ４の出力電圧
ｖ１〜ｖ４を、それぞれ演算ｕ　Ｃｈ〜Ｃ４へフィード
バックする（言いかえれば電圧ｖ１〜ｖ４を検出する）
トランスＰＴ　１−ＰＴＡがある。

ｉｆｔ演１１１ＮＯ１〜０ｎｃｅ温度検１１！ｔ　Ｎ　
Ｐｏ　〜Ｐ４　Ｔ検出された、被加熱物体（欅＃）の温
度１１Ｖ　Ｏ〜１１Ｖ　ａ　もそれぞれ入力されるよう
になっている＠演算器０１司４は、加熱器Ｈ１−Ｈ４を
加熱する指令を出す装置である。これにはまず加熱器Ｈ
１〜Ｈ４のそれぞれの区間の終点における目標温度Ｔ１
−Ｔ４が入力される。また、実際の温度ｌ１Ｉ１０．Ｊ
Ｌ″４も入力され、さらに電源Ｇ１４４からの出力電圧
ｖ１〜ｖ４のフィードバック電圧０１〜ｇ４も入力され
る。

演算器０１−０４のうちＯｎをとり出してややくわしく
表したのが第２図である。図のようにＴｎ。

Ｔｎ−１，Ｔｎ’、　＆′１が入力されるｏ　（ｎ＝１
．２．３．４　）ｎ　＝　１のとき’ｌ’ｎ−１１ｄ　
Ｔｏとなるが、これは周囲温度で１１　ｏ　／　と同一
であると考える。

これらの入力によって図にもかかれているような Ｅｎ’＝ｇｎ（１＋ｃｔｎ（１−（Ｔｎ’　　Ｔｎ−１
）βｎＦ〕’ｌ’ｎ−Ｔｎ−１ の演算を行うのが演算器Ｏｎである。

この場合のαへβｎは誘導加熱装置の外的な種々の条件
によって、補正または変換する係数である。Ｇｎけ主と
して棒鋼の送り確度によって変化する補正係数、βｎけ
実際の温度と指令温度の比を電圧制御するのに必要な値
に変換するもので、ｌＩｗＩの種類、気温、冷却水温度
、加熱コイルのサイズや特性等によって変化する係数で
ある。α鳥βｎ共に実験でＲ直値を求めたものを用いる
。これによってＥｎ’か出力され電源部Ｇｎはその指令
によって出力電圧Ｖｎを出力して、加熱器出を加熱する
０電圧ＶｎけトランスＰＴｎによってフィードバック電
圧ｇｎが出され、演算器Ｏｎに入力されるが、これはａ
ｌｌ制ｍ系の中でのマイナー１１フイードバツクループ
である。加熱器１−（ｎで棒鋼が熱せられた結果は温度
検出器Ｐｎで検出され、検出温度Ｔｎ’が検出されて演
算器Ｏｎの人力となる〇 こうしてＴｎ’は徐々に目標値ｌ１ｌｎに近づいて理想
的な温度状態がえられる。

第３図けｍ１ｌｌが加熱されて行（ありさまとＴ１〜Ｔ
４．　Ｔｏ’〜Ｔ４７の関係を示す図で、実線が目標温
度１点線が実際温度をあられしている０（発明の効果） 本発明により誘導加熱装着から出る棒鋼の温度は、神々
の異なる条件においても、常に目標値に近い温度に保持
され、不均一が是正されて１れにより鍛造品の品質欠陥
が皆無となっな。まな誘導加熱装置の作業者２８１名分
不要となり、品質の切換による原盤時間が大巾に削減し
て稼動率が大巾に上昇した。

【図面の簡単な説明】

＠１図は本発明の実施例のシステム全体のアウトライン
を示す図、第２図は、このうち第ｎ番目の加熱装置にお
ける制御 装置をやや詳細に説明する説明図である。第３図ａｎ度
上昇のありさまを示す説明図、第・４図は従来技術によ
る誘導加熱の説明図であるＯＨ１〜Ｈ４，Ｈｎ　　　加
熱コイル ０１〜Ｇ４　、　Ｇｎ　　　加熱コイル電源■１〜’Ｊ
ａ、Ｖｎ　　　出力電圧 ｐｏ−Ｐａ　、　　Ｐｎ　　　温度検出器ＣＯ制御装置 ０＋　〜０４．　Ｏｎ　　　演算器。 Ｔ１〜Ｔ４．Ｔｎ　　　目標温度 ’［’ｏ′％Ｔ４’　、　Ｔｎ’　　　測定温度Ｅ１〜
Ｂａ、Ｅｎ　　　　７（−１’ハック電ＥＥ８１′〜ｇ
４’、Ｅｎ’　　加熱コイル電源への指令電圧（演ＩＩ
ＩＬ器出力電圧） Ｐｒ１〜ＰＴ４．　ＰＴｎ　　フードパックトランス特
許出願人　　　　トヨタ自動車株式会社三井造船株式会
社 才１図 Ｈｌ　−＋８４　　　　カロ桃コイル ０１〜Ｇ４　　　　　　・・　　　電源■〜■４　　　
出つを圧 Ｐ＋　−Ｐ４　　　温＆績わ器 Ｃ０制書袈Ｉ Ｃｔ＝Ｃ４ＡＩＢ Ｔ１−Ｔ４　　　日幸駅：ｉＪＬ ■−〜Ｔ４’　　　　測定、逼Ｌ ＰＴ＋〜Ｐ　Ｔ４　　７４−　ト°ハ・、クトク〕ス第
２図 第４図 □＃＃ｌＬ竹で詞 ｔＩｒＩらｊ＆阿

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）棒鋼を連続的に加熱する装置であって、あらかじ
   めきめられた目標温度になるよう、誘導加熱装置の加熱
   コイルへ印加する電圧を制御する装置において、目標温
   度Ｔ、実際に測定された被加熱体の温度Ｔ′、棒鋼の速
   度に関する補正係数α、鋼の種類、温度等によって変化
   する補正係数β、電源出力電圧の検出値Ｅ、加熱コイル
   電源への指令電圧Ｅ′の関係が、Ｅ′＝Ｅ〔１＋α｛１
   −（Ｔ′／Ｔ）＾β｝〕となるような演算器を設けたこ
   とを特徴とする、誘導加熱制御装置。