JPS62139289A - 高周波誘導加熱装置 - Google Patents

高周波誘導加熱装置

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JPS62139289A JP60279854A JP27985485A JPS62139289A JP S62139289 A JPS62139289 A JP S62139289A JP 60279854 A JP60279854 A JP 60279854A JP 27985485 A JP27985485 A JP 27985485A JP S62139289 A JPS62139289 A JP S62139289A
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frequency induction
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power

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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】 ［発明の利用分野］ 本発明は、高周波インバータで給電される誘導加熱装置
、とくに異なる部位を異なる条件にて実質的に同時に加
熱することの可能な高周波誘導加熱装置に関する。
［従来技術とその問題点］ 高周波磁界内に金属のような良導体を置くと、電磁誘導
作用によりこれに渦電流が流れ、いわゆる渦電流損を生
ずる。更にこの良導体が磁性体の場合にはヒステリシス
損も発生する。この渦電流損とヒステリシス損による発
熱を加熱に利用するのが高周波誘導加熱装置であり、そ
の原理は周知である。
被加熱体に生ずる渦電流は、表皮効果によってその表面
に近い程密度が高く、渦電流の浸透の深さは加熱装置の
コイルに流す電流の周波数が高い程浅くなり、渦電流損
は加熱装置のコイルに流す電流値及びその周波数が高い
程大きくなることもよく知られている。
高周波誘導加熱装置の構成は一般に第１図に示すとおり
である。第１図において、１は交流を直流に変換する整
流装置、２は整流された直流電圧を平滑するコンデンサ
、３は加熱装置のコイルに給電すべき高周波電圧を発生
するインバータ、４は加熱装置のコイル、５は被加熱体
である。整流装置１は高周波加熱装置が交流電源から給
電される場合にのみ必要とされるもので、直流電源で給
電される場合には不要である。コンデンサ２は整流装置
１で交流を直流に変換した場合の電圧リップルが問題と
ならない場合には不要である。
さて、こうして三相あるいは単相電源から整流装置１に
よって直流に変換され、必要に応じてコンデンサで平滑
化された直流電圧、あるいは直流電源から給電される直
流電圧は、高周波インバータ３を介して加熱装置のコイ
ル４に高周波電流を供給する。この結果、コイルの中あ
るいはコイルに近接して置かれた被加熱体に誘導作用に
よる渦電流が流れ発熱するというのが高周波誘導加熱装
置のメカニズムである。
ところで、鋼材の焼き入れ等ではその表面部と内部とで
加熱状態を違えたいという要求がある。
この要求に対して、従来は出力電圧や出力周波数の異な
る２台の高周波誘導加熱装置を近接して設け、被加熱体
を移動させて深部と表面部とを別々に加熱していた。
この場合について第２図で説明すると、第２図において
、１１は第１の高周波誘導加熱装置の整流装置、２１は
コンデンサ、３１は第１の高周波インバータ、４１は第
１の高周波誘導加熱装置のコイル、１２は第２の高周波
誘導加熱装置の整流装置、２２はコンデンサ、３２は第
１の高周波インバータとは異なった出力電力、出力周波
数を出す第２の高周波インバータ、４２は第２の高周波
誘導加熱装置のコイル、５は被加熱体である。被加熱体
５はコイル４１からコイル４２を通って送られる間にコ
イル４１、コイル４２によって異なった高周波電力を給
電される。
このような２台の高周波誘導加熱装置で加熱する方式は
当然のことながら各々２台の整流装置およびインバータ
を必要とするが、より安価なシステムとして、第３図に
示すようなものが考えられている。このシステムにおい
ては、整流装置１およびコンデンサ２は高周波インバー
タ３１．３２に対して共通とし、各インバータの出力は
それぞれ横流抑制用リアクトル６１１．６１２．６２１
．６２２を介して共通のコイル４に重畳して供給されて
いる。この結果、二つの異なった周波数を持つ電力によ
って被加熱体の深部と表面部の加熱状態を変えることが
できる。
しかし、この方式によってもなお２台の高周波インバー
タと４個の横流抑制用リアクトルを要し、十分に安価と
は言いがたい。
［発明の目的コ 本発明は１台の高周波誘導加熱装置で所期の機能、すな
わち異なる部位を異なる加熱条件にて実質的に同時に加
熱することのできるという機能を得ることを目的とする
。
［目的の達成手段］ 本発明によれば、この目的は、高周波インバータの出力
周波数および出力電力の少なくとも一方を適当な時間間
隔で反復して切り換えることによって達成される。
本発明の構成はそれゆえ第１図に示す構成と同じでよい
。
二つの周波数の切換間隔は加熱体の熱時定数以内とする
ことが望ましい。
［作用］ 高周波インバータの出力周波数を第４図に示すように適
当な時間間隔で変えることによって、被加熱体の深部に
も表面部にも発熱をもたらすようにする。すなわち、低
い周波数で運転する時には深い部分までを、また高い周
波数で運転する時は表面部を加熱することが可能となる
。二つの周波数の切換間隔は加熱体の熱時定数以内とす
ることによってあたかも連続して二つの異なった周波数
で同時に加熱しているかの如き効果が得られる。
周波数と同時に注入エネルギーを制御したい場合には、
整流器１をサイリスク変換装置として電圧制御をしても
よいが、インバータ３を可制御形にする方がより安価で
ある。
すなわち、第５図（ａ）に示すように出力周期ｔの１／
２ずつ通流する運転状態のみならず、第５図（ｂ）に示
すように出力周期ｔの１／２より短い期間を各半波とし
、出力周期中に出力０の期間を設ける運転状態において
出力０期間をＯからｔまで制御することによって出力電
圧可制御インハークが具現できる。
あるいはまた、インバータ３の出力電圧は制御せずに、
第４図において低周波出力期間ＴＩと高周波出力期間Ｔ
２との比を制御することによって被加熱体の表面部と深
部への注入エネルギーを安い費用で変える装置を得るこ
ともできる。
以上の説明は高周波と低周波の反復切り換えの例につい
て行ったが、三つ以上の周波数を切り換えても本発明の
趣旨を損なうものではない。
［発明の効果］ 本発明によれば、単一の高周波インバータを時分割で切
り換えることによって、従来より安価なハードにて所期
の目的を達成できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例のブロック接続図、第２図およ
び第３図は従来装置のブロック接続図、第４図および第
５図は第１図の実施例の動作説明用波形図である。 １・・・整流装置、３・・・高周波インバータ４・・・
コイル、　５・・・被加熱体。 ヌ３０ ￥４ｚ （ρ）　　　　　　　　　（Ｊ） 開ｊ図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）高周波インバータで給電される誘導加熱装置におい
    て、高周波インバータの出力電力と出力周波数のいずれ
    か一方または両方を適当な時間間隔で反復して切り換え
    ることを特徴とする高周波誘導加熱装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、高周波
    インバータの出力電力と出力周波数のいずれか一方また
    は両方を切り換える時間間隔を被加熱体の熱時定数より
    短く選定したことを特徴とする高周波誘導加熱装置。
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