JPS6331907B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高周波によつて例えば鍛造用金属棒な
どの被加工物を加熱する電磁誘導加熱装置に関す
るものである。

従来、電磁誘導加熱装置に用いられる高周波変
換装置におけるインバータ素子としては主にサイ
リスターが用いられている。しかし、元来サイリ
スターは、電力の位相制御を目的として開発され
たものであり、小電力でオン動作ができる特長が
あるが、オフ動作ができない。従つて、サイリス
ターをインバータ素子として使用する高周波変換
装置には転流回路を付帯装置として設けなければ
ならない。被加工物を能率よく加熱するには、そ
れ相当の電力が必要で、大電力による高周波変換
装置では転流付帯装置も大型になり、従つて、従
来提供されているこの種の電磁誘導加熱装置は不
必要と思われる程大型で、且つ高価格である。

本発明の主なる目的は、大電力高周波変換装置
におけるインバータ素子としてトランジスターを
用い且つその電力バランサーとしてコンデンサー
を用いることにより、転流回路の使用を不必要と
し、結果として、電磁誘導加熱装置をコンパクト
に構成すると共に、低格価に提供できることを可
能にしたものである。

なお、インバータ素子としてトランジスターを
使用すること自体に新規性はないが、しかし現時
点では大電力を制御するトランジスター素子は開
発されておらず、且つ将来的には高い周波数での
スイツチングになると、正孔蓄積効果などの要因
のために大容量化には限界がある。従つて小電力
のトランジスタ素子を用いて大電力の制御を可能
にしようとすれば、現在の技術水準で第４図に示
す如く多数のトランジスターと抵抗とからなる素
子を並列に設けたエミツターフロワーによる抵抗
配分が考えられる。しかし当該構造は仮りにその
一つのトランジスター素子のオフ能力に故障が起
きたとすると、他の並列素子に短絡電流が流れ、
さらに系全体に波及して全素子を破壊することに
なるから、大電力誘導加熱には実用的ではなく、
従つて、この種装置には冒頭記載のサイリスター
をインバータ素子とする大型のものが実施されて
いる。

本発明は上記の点に鑑みインバータ素子として
一素子当り小容量のトランジスターを多数並列状
に配置すると共に、これら各トランジスターをそ
れぞれ電力バランサーであるコンデンサーを介し
て直列に誘導コイルに接続して、本願の所期の目
的を達成せしめたものである。

以下本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は各整流器１０…及び電解コンデンサー
１１などの直流変換素子を介して三相交流電源１
３に接続した直流回路１４，１５に高周波変換装
置、つまりインバータ回路２０を組込んだ基本図
である。前記の高周波変換装置は直流回路１４，
１５間に形成した並列回路１６，１７にそれぞれ
２個づつのトランジスター１ａ，２ａ，１ｂ，２
ｂを介設し、前記各並列回路における両トランジ
スター間からそれぞれ分岐した出力回路３ａ，３
ｂをそれぞれコンデンサー４ａ，４ｂを介して誘
導コイル５の両端に接続したものである。該図に
おいては一側の対称位置にあるトランジスター１
ａ，１ｂにベース信号を与えられると、次に他側
の対称位置にあるトランジスター２ａ，２ｂにベ
ース信号が与えられる。このようにパルスベース
信号が対称的に与えられると、直流電気はトラン
ジスターをインバータ素子とし且つコンデンサー
４ａ，４ｂを電力バランサーとして交流電気に変
換され誘導コイル５に印加される。殊に高周波の
場合、比較的小容量のコンデンサーで電力を通過
させることができ、該コンデンサー４ａ，４ｂは
その充、放電の繰返しによつて安定した電力を誘
導コイル５に印加する。

そこで、前記の小容量型の電磁誘導加熱装置を
より大容量型に構成するには、第２図に示す如
く、第１図に示した直流回路１４，１５間に多数
の高周波変換装置を並列状に接続し、且つそれぞ
れの各出力回路３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ…をブス
バーにまとめて誘導コイル５に接続する。そし
て、コイル５を隔てた両側の対称関係にある各ト
ランジスターによつて同時にインバータ機能を発
揮させることによつて、コイル５には高周波変換
装置の数量に相当する大電力が印加される。この
場合、コンデンサー４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…に
よる電圧降下は電力損失に結びつかないので、ト
ランジスターの順電圧降下に比較して充分大きな
電圧降下を持たせることにより、トランジスター
の特性にかわりなく、コンデンサー配分によつて
電力を配分することができ、第４図のものの抵抗
による熱損もなく、しかも、仮りに所定のトラン
ジスター１ａが何等かの原因でオフ能力を失しな
つても、次の信号によつて２ａ系列のトランジス
ターがオンすると、コンデンサー４ａによつて連
続的な短絡電流は遮断され、トランジスタ２ａの
破壊のみで全体系列への影響を防止でき、１アー
ムの欠損による連鎖的破壊を生じさせない。しか
もコンデンサーを直列接続したことにより、誘導
コイル５との共振現象を利用して第３図のような
周波数調整による電力制御ができる利点がある。

叙上の如く本発明の電磁誘導加熱装置は、サイ
リスターをインバータ素子とした高周波変換装置
のように転流回路を必要としないので、転流エネ
ルギーが不要な分だけ効率的になり、大電力用の
場合は特に全体がコンパクトになり、低格価に提
供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す基本図、第２図
は同全体図、第３図は本発明の効果を説明するた
めの補助図、第４図は従来例の説明図である。 １ａ〜１ｈ……トランジスター、２ａ〜２ｈ…
…トランジスター、３ａ〜３ｈ……出力回路、４
ａ〜４ｈ……コンデンサー、５……誘導コイル、
１４，１５……直流回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 交流電源に直流変換器を介して接続した直流
   回路に、大電力を引出すためのインバータ回路を
   構成する素子としてトランジスタを多数並列に接
   続し、この並列の回路を誘導コイルに連結すると
   共に、バランサーとしてそれぞれのインバータ回
   路にコンデンサーをそれぞれ直列に挿入したこと
   を特徴とする電磁誘導加熱装置。