JPS6129091A - 誘導加熱装置 - Google Patents

誘導加熱装置

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JPS6129091A
JPS6129091A JP15062784A JP15062784A JPS6129091A JP S6129091 A JPS6129091 A JP S6129091A JP 15062784 A JP15062784 A JP 15062784A JP 15062784 A JP15062784 A JP 15062784A JP S6129091 A JPS6129091 A JP S6129091A
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JP
Japan
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heating coil
power supply
current
heated
induction heating
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JP15062784A
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行延 中村
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は加熱コイルに流れる電流の変化を検知するこ
とによって、1日熱コイル内に被加熱が到達したことを
検出して高周波電流を加熱コイルに供給するようにした
誘導加熱装置に関するものである。
〔従来技術〕
従来の誘導加熱装置を図面に基いて説明する。
第8図は従来の誘導加熱装置を示す回路構成図、第4図
は加熱コイルによって発生する磁界の状態を示す図であ
る。
図において、+11は例えば鉄その他金属から成る被加
熱材、(2]は被加熱材(1]全搬送するためのピンチ
・ローラ、(3)はピンチ・ローラ(2)全駆動するモ
ータ、(4)は鋼管がソレノイド状に巻かれて形成され
た1口熱コイル、(5)は加熱コイルi4+の負荷時の
力率を改善するために加熱コイル(4)と並列に接続き
れたコンデンサ%(6)は加熱コイル(4)の入口の位
置に配設され被加熱材11)を検出する例えば光電スイ
ッチ、近接スイッチのようなセンサ、(7)は高周波電
源であって加熱コイル(4)に尚周波電流を供給する高
周波インバータである。
上記のように構成さnた従来の誘導加熱装置の動作を次
に述べる。
まず、誘導加熱装置の前工程である材料供給装置(図示
せず)等により被加熱材(1)が連続して供給され、モ
ータ(3)によって駆動されるピンチ・ローラ(2)に
より被加熱材fil i搬送して加熱コイル(4)に送
り込む。ここでセンサ(6)が被加熱材+11の先頭全
検出すると、高周波インバータ(7)は起動指令を与え
られて加熱コイル(4)に高周波電流を供給する。そし
て、被加熱材+11は順次加熱コイル(41の中に送り
込まれるとともに誘導加熱される◎ 一ヒ記のような従来の誘導加熱装置においては使用され
る場所は主として鍛造工場であり、そこでは通常は塵埃
等が多い為光の変化を利用した光電スイッチは塵埃等の
付着によって誤動作奮起じやすく、また、加熱コイル周
辺は高周波の磁界が洩れやすい為磁界の変化を利用した
近接スイッチも誤動作を起しやすいという欠点がめった
また、第4図に示すように、被加熱材+11が加熱コイ
ル(4)に到達した時その先頭の前面は加熱コイル(4
)の発生する磁界(匂ヲ受けやすい為にその部分のみが
オーバ・ヒートし品質が不均一になる傾向があるという
欠点があった。なお、先頭の被加熱材fi+がある程度
加熱コイル(4)内に入った時点で高周波電流の供給を
開始して先頭の被加熱材filのみは加熱時間を短くし
てオーバ・ヒートを防止することが考えられるが、この
場合センサ(6)全加熱コイル(4)内に設置しなけれ
ばならなく実際には実現が困難であるO 〔発明の概要〕 この発明は上記のような従来のものの欠点を除去する目
的でなされたもので、搬送される被加熱材を高周波電源
装置により誘導加熱する加熱コイルと、上記加熱コイル
の両端に接続され上記加熱コイルに電流を流す電圧発生
手段と、上記電流の変化全検知して上記高周波電源装置
に起動指令を与える起動指令手段とを備えることにより
、被加熱材の先頭部のオーバ・ヒートを防止することに
よる品質の均−化及び向上を図った誘導加熱装置全提供
すること全目的としている。
〔発明の実施例〕
笈 以下、この発明の実施例全第1鳩び第2図に基いて説明
する。
第1図はこの発明の一実施例による誘導加熱装置の回路
構成図、第8図は第1図の誘導加熱装置の動作を説明す
るための図である。
図中、被加熱材、ピンチ・ローラ(2〜モータ(31゜
2111mコ(ル(4)、コンデンサー5)、高周波イ
ン/(−タ(7)は第8図における従来のものと同一な
ので説明全省略する。
(11)は加熱コイル(4)の両端に開閉接点(6)を
介して接続された交流電源装置% (131は変流器を
備えて交流電源装置(lりから加熱コイル(4)に流れ
る電流(勾を検出する電流検出器、−は検出電流を整流
1平滑し入力信号を発生する整流平滑回路、(国は基準
信号を発生する基準信号設定器、賭は入力信号と基準信
号のレベルを比較して入力信号が基準信号のレベルに達
したとき出力信号を発生する比較回路、同は出力信号に
よって高周波インバータ(7)に起動指令を与える起動
指令装置である。そして、開閉接点(2)は起動指令装
置gηと連動し高周波インバータ(7)が起動すると開
極するようになっている。
まず、動作を説明する面に加熱コイルi47のインピー
ダンスの変化について説明する。
加熱コイル(4)はインダクタンス負荷であるが、加熱
コイル(4)の中に被加熱材II+が入っていないとき
即ち無負荷のときに比べて、加熱コイル(4)の中に被
加熱材(1)が入っているときは加熱コイル(4)の中
の透磁率が高くなるのでそのインダクタンスは大きくな
る。また、被加熱材i13が加熱コイル(4)の中にあ
るときは加熱コイル(4)の両端よυ見た′lJn熱コ
イル(41の抵抗分も大きくなる。
従って加熱コイルi4+のインピーダンスは加熱コイル
(4)内に被加熱材(りがあるときは大きくなり、また
、第21囚に示すように、被加熱材111が那熱コイル
(4)内に入っている量が多いほど即ち被加熱材+17
の先頭が加熱コイル14)に進入していくほどインピー
ダンスぶは大きくなる。
次に、交流電源装置(1すがら加熱コイル+41に流。
れる電流について説明する。
尚周波インバータ+71 ′ft起動させる前は接点(
6)は閉じており、交流電源装置(11)の発生する一
定交流成圧が加熱コイル(41及びコンデン−F +5
1の両端にかけられている。高同波インバータ(7)の
発生する高周波電流は通常数百ヘルツ乃至数千ヘルツで
あって、この高周波電源がかがった時に加熱コイル(4
1がコンデンサ(5)によって整合されるように、言い
かえれば、加熱コイルt43及びコンデンサ(5)それ
ぞれのりアクタンスがほぼ等しくなるようにコンデンサ
+51の容量が選定されている@ところで、商用周波数
50又は60ヘルツの交流電源装置(lりのみの電圧が
加熱コイル(41及びコンデンサ(5)の両端にかかっ
た時は、当然コンデンサ(6)は加熱コイルf4+に比
べてそのリアクタンスが非常に大きくなり、従ってその
インピーダンスも大きいとみなせるので、交流電源装置
Hから見た負荷のインピーダンスは〃D熱コイル(41
のインピーダンスによって決定されると見なすことが出
来る@従って、交流電源装置(1す、コンデンサ(5)
及び加熱コイル(4)により構成される閉回路において
は、第2図tBlに示すように加熱コイル(41のイン
ピーダンス(シ)の増大につれて流れる′電流(1)は
減少する・なお、図中の(’ro)は被加熱材(11の
先頭が加熱コイル(4)の入口に到達する時点である。
次に、前述のように構成されたこの発明の一実施例の動
作を説明する。
第1図で示すように被加熱材(11はモータ(31によ
って駆動されるピンチ・ローラ(2)によって搬送され
その先頭が加熱コイルt4+の入口に到達するト、9口
熱コイル(4)のインピーダンスの変化により上記閉回
路に流れる′#iL流(1)は変化する。この′1流は
電流検出器Hにより検出され、歪流平滑回路041にて
整流・平滑されて比較回w!I(I[1に第2図tel
で示す入力値Jij(0*)として入力される〇入力信
号(01)は上記閉回路の電流(1)の平均値であり、
また加被コイル(4)のインピーダンス?にほぼ逆比例
した値で必り、また加熱コイル(4]に被加熱材ill
の先頭が進入した程度に卦じた値とみなしてよい。@2
図fclで示すように、上記入力値!(CI)と基準信
号設定器(IIによって発生する基準信号(CI)の値
上比較回路(l呻によって比較し、入力信号(0,)が
基準信号(CI)の値に達した時点で、第4図p)に示
すように比較回路0@は出力信号(DI)k発生する。
即ち、比較回#Nru呻が出力信号(DI)全発生した
時点(T+ )は加熱コイル(4)内に被加熱材用の先
頭が進入した時点であり、加熱コイル(4)に高周波電
源を供給すべき時点である。比較回W!を霞の出力信号
(DI)により起動指令装置(iηを動作させ、高同波
インバータ(7)を起動させると同時に接点(6)を開
極する指令を出して、交流電源装置(ll)を高周波回
路から切離す。その後は、尚周波電流全供給された加熱
コイル(41に被加熱材(1)が誘#I加熱され連続し
て搬送されていく。
なお、加熱コイル(4)内に被加熱材(11がない状態
に対し、被加熱材11+がある状態では、交流電源装置
(lりより見た加熱コイル+41のインピーダンスは必
ず大きくなるので、基準信号設定器Q@の設定値(01
)は被加熱材111が加熱コイル(4+内にない状態で
の比較回路−への上記閉回路の電流(1,)に応じた入
力信号値(C,)より若干小さ目に設定しておくことに
より、被加熱材+11のサイズ。
材質の述いによっても設定+iM(Os)は一定でよい
。筐た、誘導加熱装置の運転全開始する時点即ち被加熱
材111の搬送を開始する時点においてすでに被加熱材
+11が加熱コイル(41内にある状態においては、最
初から加熱コイル(4)のインピーダンスは大きく、比
較回FjIrHはただちに信号Qすを出力して高周波イ
ンバータ(7)を起動させることができる。
従って、被加熱材111の先頭がある程度加熱コイル(
4)内に入った状態で高周波インバータ(7] ′ft
:起動させるので、被加熱材+11の先頭部が加熱コイ
ル(4)内の通過中に加熱される時間は他の部分に比べ
て短くなるので、従来のような先頭部のオーバ・ヒート
を避けることが出来かつ品質の均−化及び向上を図るこ
とが出来る。
なお、この発明は9口熱コイル(4)のインピーダンス
による電流の変化全検知することにより高周波′インバ
ータ(7)を起動するので、光電スイッチ又は近接スイ
ッチを使った従来の誘導加熱装置に較べて塵埃又は漏洩
磁束による誤動作がなく信頼性の同上を図ることが出来
る。また、この発明は電流の変化全検知さえすればよい
ので交流電源装置(11)は27iI熱コイル(4)に
大電力を送りこむ必要はなく小形のもので十分である。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したように、9口熱コイルの両端に
接続された電圧発生手段と、加熱コイルのインピーダン
スに応じて電圧発生手段から刀口熱コイルに流れる電流
の変化を検知して高周波電源装置に起動指令を与える起
動指令手段と全備えるようにしたので、被加熱材の先頭
部のオーバ・ヒートi防止して品質の均−化及び向上を
図ることが出来るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による誘導加熱装置の回路
構成図、第2図は第1図の誘導加熱装置の動作説明図、
第8図は従来の誘導加熱装置の回路構成図、第1図は加
熱コイルによって発生する磁界の状態を示す図である。 +11 ++−+−破材熱材41 +++ ffi熱コ
イル、(71−−−関周仮インバータb to)−−一
交流電源装置、Oトー電流検出器、u7)−−一起動指
令装置。 なお、6図中、同一符号は同−又は相当部分全示す◎

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)搬送される被加熱材を高周波電源装置により誘導
    加熱する加熱コイルと、上記加熱コイルの両端に接続さ
    れ上記加熱コイルに電流を流す電圧発生手段と、上記電
    流の変化を検知して上記高周波電源装置に起動指令を与
    える起動指令手段とを備えたことを特徴とする誘導加熱
    装置。
  2. (2)起動指令手段は電圧発生手段によつて加熱コイル
    に流れる電流を検出する電流検出器と、基準信号を発生
    する基準信号設定器と、上記電流値に応じて上記電流検
    出器より発生する入力信号と上記基準信号のレベルを比
    較して上記入力信号が上記基準信号のレベルに達したと
    き出力信号を発生する比較回路と、上記出力信号によつ
    て高周波電源装置に起動指令を与える起動指令装置とで
    成ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の誘導
    加熱装置。
  3. (3)電圧発生手段は起動指令手段の起動指令により加
    熱コイルとの接続を解除されることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項又は第2項記載の誘導加熱装置。
  4. (4)電圧発生手段は交流電源装置であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれかに記
    載の誘導加熱装置。
  5. (5)高周波電源装置の周波数は交流電源装置の周波数
    よりも大きいことを特徴とする特許請求の範囲第4項記
    載の誘導加熱装置。
  6. (6)高周波電源装置は高周波インバータであることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項又は第5項記載の誘導
    加熱装置。
JP15062784A 1984-07-18 1984-07-18 誘導加熱装置 Pending JPS6129091A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01278685A (ja) * 1988-04-27 1989-11-09 Kajima Corp アブレイシブジェットによる削孔方法
JPH06102143A (ja) * 1992-02-03 1994-04-15 Teledyne Ind Inc 歪みセンサ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01278685A (ja) * 1988-04-27 1989-11-09 Kajima Corp アブレイシブジェットによる削孔方法
JPH0428076B2 (ja) * 1988-04-27 1992-05-13 Kajima Corp
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