KR101480984B1 - 자기결합 인덕터를 포함한 디바이스에서 구현되는 유도가열방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속부를 가열하기 위해, 가령 발진회로(OC1, OC2, …, OCp)를 형성하기 위해 커패시터(C₁, C₂, …, C_p)와 결합된 전용 인버터(O1, O2, …, Op)에 의해 각각 전력공급되는 자기결합 인덕터(Ind1, Ind2,…, Indp)를 포함하는 디바이스에서 구현되는 유도가열 방법에 관한 것이다. 발진회로는 적어도 대략 동일한 공진 주파수를 갖고, 각 인버터는 해당 인덕터를 지나는 전류의 진폭 및 위상을 변경하도록 컨트롤 유닛(M1, M2,…, Mp)에 의해 제어되고, 상기 디바이스는 또한 상기 전류를 판단하기 위한 수단뿐만 아니라 상기 금속부의 실제 온도 프로파일(θ_{1 mes}, θ_{2 mes}, …, θ_{n mes})을 판단하기 위한 수단을 또한 포함한다. 상기 방법은 a) 상기 실제 온도 프로파일과 기준 온도 프로파일(θ_{1 ref}, θ_{2 ref}, …, θ_{n ref})을 비교하고, 상기 기준 온도 프로파일을 달성하기 위해 상기 금속부에 가열 디바이스가 주입해야 하는 기준 전력밀도의 프로파일(Dp₁ ^ref, Dp₂ ^ref, …, Dp_n ^ref)을 계산하는 단계; b) 인덕터의 전류들이 상기 금속부에 상기 기준 전력밀도 프로파일을 주입하는데 적합한 타겟값(I_{1 ref}, I_{2 ref}, …, I_{p ref})에 도달하게 하기 위해 인버터가 발생해야 하는 타겟 전류를 계산하는 단계; 및 c) 전류를 상기 타겟값과 비교하고 보정될 전류 편차(δI_{1 corr}, δI_{2 corr}, …, δI_{p corr})를 판단하기 위해 인덕터를 지나는 전류를 판단하고 이와 같이 인덕터를 지나는 전류를 보정하기 위해 인버터를 컨트롤하도록 상기 전류 편차에 따라 상기 컨트롤 유닛(M1, M2,…, Mp)에 보정명령을 변조기에 보내는 단계를 포함한다.

Description

자기결합 인덕터를 포함한 디바이스에서 구현되는 유도가열방법{Induction heating method implemented in a device including magnetically coupled inductors}

본 발명은 시트 또는 바(bar)와 같은 금속부를 가열하기 위해 자기결합 인덕터를 포함한 디바이스에서 구현되는 유도가열방법에 관한 것이다. 자기결합은 인덕터가 서로 간에 상호유도(mutual induction)를 발생하는 것을 말한다.

많은 통상적인 유도가열기술들은 피가열부들이 항상 동일한 타입이고 크기가 동일한 경우에 만족되는 구성을 이용한다. 그러나, 산업은 점점더 융통성과 생산성을 요구한다. 생산 라인들이 피가열부의 위치 또는 포맷의 변화에 순응하고 이 변화에 따른 소정의 온도 프로파일에 순응하도록 요구된다.

공지의 기술들로 주입 전력영역(power zone)당 가열을 제어할 수 있으나, 가열영역에서 온도 프로파일의 컨트롤은 원리적으로 주입된 전류의 진폭 변화에 의한 코일의 기하학적 설계 및 전원 공급방법에 관련되어 있다. 이로 인해 발생한 이들 전류 및 제어 결정이 주로 상호유도로 인해 코일들 간에 있는 자기결합에 기여하고, 각 전동 코일은 기타 모두에 영향을 준다. 주파수 발생기에 대한 유해한 반동이 있을 수 있음을 고려하지 않아도, 자기결합으로 가열부의 온도 프로파일의 컨트롤이 매우 어려워진다.

특허출원 WO 00/28787 A1은 인버터 타입의 전원 소스에 연결된 디머(dimmer) 타입의 스위칭 회로의 매개수단에 의해 전력공급되는 유도코일에 의해 관형 금속부를 가열하기 위한 시스템을 기술하고 있다. 컨트롤 회로는 소정의 온도 프로파일을 고려해 금속부의 다른 영역들을 다르게 가열하기 위해 전원 소스에 의해 각 코일에 주입된 전력 기간을 바꾸게 할 수 있다. 따라서, 코일에 전력의 주입은 "선택의 여지 없이 오로지 한가지" 방식으로 수행된다. 즉, 이는 인버터의 신호의 여러 주기에 해당하는 한 사이클에 통해 예방될 수 있다. 그러나, 이 시스템은 결함이 있으며, 특히 가열부에서 코일에 의해 발생된 온도 프로파일을 정확하게 제어하지 못하고 각 코일에 의해 발생된 평균 전력만 제어할 수 있게 한다. 더욱이, 상기 문헌은 코일 및 인버터의 연결이 부하 및 달성될 온도 프로파일에 따라 정의되는 소정의 정도로 되어야만 하는 것을 나타낸다. 더욱이, 이 참조문헌은 회로들 간에 자기결합 또는 자기결합에 의해 영향받거나 이들을 고려해야 하는 방식을 언급하지 않고 있다.

본 발명의 목적은 이들 결함을 극복하고 인덕터에 의해 발생된 온도 프로파일을 우수한 정확도로 제어할 수 있도록 한편으로는 다른 인덕터들 간에 그리고 다른 한편으로는 피가열부와 인덕터 간에 수많은 결합을 고려한 가열 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 특별한 목적은 인덕터에 전력을 공급하는 인버터의 컨트롤에 작용함으로써 인덕터의 구조를 조절할 필요없이 실시간으로 소정의 다른 온도 프로파일들에 가열을 조절할 수 있다는 것이다.

이를 위해, 본 발명은 금속부를 가열하기 위해, 적어도 대략 동일한 공진 주파수를 갖는 발진회로를 형성하기 위해 커패시터와 연결된 전용 인버터에 의해 각각 전력공급되는 자기결합 인덕터 및 전류를 판단하기 위한 수단뿐만 아니라 상기 금속부의 실제 온도 프로파일을 판단하기 위한 수단을 또한 포함하고, 각 인버터는 해당 인덕터를 지나는 전류의 진폭 및 위상을 변경하도록 컨트롤 유닛에 의해 제어되는 디바이스에서 구현되는 유도가열 방법으로서,

a) 상기 실제 온도 프로파일과 기준 온도 프로파일을 비교하고, 상기 기준 온도 프로파일을 달성하기 위해 상기 금속부에 가열 디바이스가 주입해야 하는 기준 전력밀도의 프로파일을 계산하는 단계;

b) 상기 인덕터들을 서로 연결하는 전자기적 관계를 알고 인덕터에 의해 발생된 전류밀도와 인덕터를 지나는 전류 간의 관계를 나타내는 벡터 이미지 함수를 앎으로써 판단된 시스템의 임피던스 매트릭스로부터,

인덕터의 전류들이 상기 금속부에 상기 기준 전력밀도 프로파일을 주입하는데 적합한 타겟값에 도달하게 하기 위해 인버터가 발생해야 하는 타겟 전류를 계산하는 단계; 및

c) 이들을 상기 타겟값과 비교하고 보정될 전류 편차를 판단하기 위해 인덕터를 지나는 전류를 판단하고 이와 같이 인덕터를 지나는 전류를 보정하기 위해 인버터를 컨트롤하도록 상기 전류 편차에 따라 상기 컨트롤 유닛에 보정명령을 보내는 단계를 포함하는 디바이스에서 구현되는 유도가열 방법에 관한 것이다.

이들 배열로 인해, 가열부에 가해진 온도 프로파일의 정확한 컨트롤이 얻어지며, 이는 동일한 디바이스를 이용해 다른 크기 및 특성의 여러 부분들을 가열하는데 이상적이다.

본 발명에 따른 가열방법의 바람직한 실시예로, 특히 하기의 열거들 중 하나 또는 다른 하나가 실행된다:

상기 커패시터의 커패시턴스가 결정되고, 상기 임피던스의 매트릭스는 커패시턴스의 벡터와 연관된다;

상기 인덕터 및 상기 금속부의 주어진 초기 평균 온도에 대해 상기 임피던스의 매트릭스의 초기 값이 결정되고 그런 후, 상기 평균 온도의 적어도 하나의 증가된 값에 대해 변경된 임피던스의 매트릭스가 가변 또는 주기 간격으로 결정되며, 상기 변경된 임피던스의 매트릭스는 상기 타겟값을 재계산하는데 사용된다;

연속으로 단계(a) 및 (b)를 수행한 후, 보정될 전류 편차를 줄이기 위해 단계(c)가 적어도 한번 수행되고, 그런 후, 금속부의 다른 가열 영역에서 온도측정에 따라 상기 실제 온도 프로파일 업데이트시 단계(a), (b) 및 (c)가 적어도 한번 반복된다;

단계(b)에서 상기 타겟값의 계산에 의해 판단하기 위해, 상기 벡터 이미지 함수를 알기 때문에, 전력밀도의 이미지 함수들이 상기 전력밀도가 주입되는 금속부의 영역의 공간 특징에 따라 계산되고, 각각의 전력밀도의 이미지 함수들과 상기 기준 전력밀도 프로파일에 해당하는 기준 전력밀도 함수 프로파일 간의 차를 최소화함으로써 판단될 타겟 전류의 최적화 벡터(X)가 계산된다;

다른 인버터들과 비교해 전류 인버터의 경우 가장 큰 전류 또는 전압 인버터의 경우 가장 큰 전압을 갖는 인버터가 기준 인버터로서 선택되고 기준 인버터의 컨트롤각에 대해 다른 인버터들의 컨트롤시 이동각이 도입된다;

이웃들에서 이 인버터에 의해 발생된 고조파 간섭을 줄이기 위해 2/3과 같은 듀티 싸이클로 기준 인버터가 조절된다;

상기 기준 인버터에서 전류의 RMS 값은 인버터들을 전력구동하는 DC 전원에 작용함으로써 조절된다;

본 발명의 또 다른 주제는

적어도 대략 동일한 공진 주파수를 갖는 발진회로를 형성하기 위해 커패시터와 각각 연결되는 자기결합 인덕터와,

해당 인덕터를 지나는 전류의 진폭 및 위상을 변경하도록 그런 식으로 컨트롤 유닛에 의해 각각 제어되는 한 전용 인덕터에 전력을 공급하는 인버터를 구비하는 유도가열 디바이스로서,

인덕터를 지나는 상기 전류를 판단하기 위한 수단뿐만 아니라 상기 디바이스에 의해 가열된 금속부의 실제 온도 프로파일의 판단 수단과,

기준 온도 프로파일에 대해 상기 실제 온도 프로파일의 비교 수단과,

상기 기준 온도 프로파일을 달성하기 위해 상기 금속부에 가열 디바이스가 주입해야 하는 기준 전력밀도의 프로파일을 계산하는 수단과,

임피던스의 매트릭스에 대한 지식을 기초로, 상기 금속부에 상기 기준 전력밀도 프로파일을 주입하기 위해 인덕터 전류가 적절한 타겟값에 도달하도록 인버터가 전달해야 하는 타겟 전류를 계산하는 수단과,

상기 타겟값에 대해 인덕터를 지나며, 보정될 전류 편차(를 판단할 수 있는 전류의 비교수단 및 인덕터를 지나는 전류를 보정하기 위해 이런 식으로 인버터를 컨트롤하기 위해 상기 컨트롤 유닛에 보정명령을 발생할 수 있는 상기 전류 편차를 처리하는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유도가열 디바이스이다.

본 발명에 따른 가열 디바이스의 바람직한 실시예로, 특히 하기의 열거들 중 하나 또는 다른 하나가 이용된다;

동일한 전류소스 또는 전압소스 전원에 의해 인버터에 전력공급되고, 인덕터를 지나는 상기 판단된 전류의 비교 수단은 각각 인덕터를 지나는 전류의 결정된 파라미터와 해당 타겟값의 파라미터를 수신하고 상기 전류 편차를 처리하기 위한 유닛에 각각 연결되며, 상기 비교유닛 중 하나는 상기 전원이 전달하는 것을 나타내는 파라미터를 더 수신하고, 비교유닛의 연결된 처리유닛은 전달하는 전류 또는 전압을 변경하기 위해 상기 전원에 보낸 제어 명령을 발생하도록 형성된다.

본 발명의 내용에 포함됨.

다른 특징 및 이점은 도면을 참조로 주어진 하기의 비제한적인 실시예의 설명으로부터 명백해진다:
도 1은 고정된 금속 디스크의 가열에 적용되는 본 발명에 따른 가열 방법이 실행될 수 있는 제 1 유도가열 디바이스의 개략도이다.
도 2는 전원으로부터 알 수 있듯이 도 1에 도시된 3개 결합 인덕터들을 갖는 시스템의 모델링의 개략도이다.
도 3은 이동되는 시트의 가열에 적용되는 도 1에 도시된 유도가열 디바이스의 개략도이다.
도 4는 이동되는 금속바의 가열에 적용되는 제 2 유도가열 디바이스의 개략도이다.
도 5는 이동되는 시트의 가열에 적용되는 제 3 유도가열 디바이스의 개략도이다.
도 6은 이동되는 시트의 가열에 적용되는 제 4 유도가열 디바이스의 개략도이다.
도 7은 함수와 기준 전력밀도 함수 간의 차를 최소화할 수 있는 전류의 최적 벡터로부터 계산된 전력밀도의 이미지 함수의 개략도이다.
도 8은 인버터의 전원이 전류 소스인 본 발명에 따른 유도가열 디바이스의 제 1 실시예의 개략도이다.
도 9는 인버터의 전원이 전압 소스인 본 발명에 따른 유도가열 디바이스의 제 2 실시예의 개략도이다.

도 1에서, 예로서 도시된 가열 디바이스는 3쌍의 트윈 코일을 이용해 횡자속에 의해 가열된 비자기 금속 디스크 구성에 관한 것으로, 상기 디스크는 문제의 비대칭 측면을 보유하는 것보다 유리하다. 전체 시스템의 대칭을 보장하기 위해, 디스크의 일측에 배치된 각 코일은 싱글 인덕터를 이루기 위해 타측의 트윈 코일과 직렬로 연결된다. 이런 식으로, 시스템은 회전 불변이다. 더욱이, 선형성을 전제로 작업하기 위해, 시스템의 전자기 재료들은 일정한 1의 침투성을 갖는 것으로 여겨진다. 각 인덕터는 직렬타입(전압 인버터) 또는 병렬타입(전류 인버터) 전용 인버터에 의해 구동된다.

도 2에서, 결합 인덕터 형태의 시스템의 모델링은 다른 기존의 상호작용을 나타낼 수 있다. 이 모델링은 또한 인덕터의 전원의 설계 및 주입되어야 하는 전류 값의 계산을 허용한다.

주어진 기하학적 형태에 대해 시스템의 자기 및 전기 상태를 반영하기 위해, 각 고안된 가열 구성에 대하여 시스템의 임피던스의 매트릭스를 결정하는 것이 필요하다. 매트릭스의 차수(N)는 N=3인 경우 인덕터의 개수로 주어진다.

모든 결합 효과를 고려하기 위해 임피던스 매트릭스가 완결되어야 한다. 이 매트릭스의 결정은 복잡하므로, 특별 신호들의 주입에 의해 여러 분석 또는 디지털 수단 또는 연속 온라인 측정이 이용될 수 있다.

따라서, 모델화된 시스템의 전체 방정식은 다음과 같다:

= Z ·

: 인덕터의 단자들 양단의 사인형 전압

: 인덕터의 권선에서의 전류

Z : 시스템의 임피던스 매트릭스

여기서 고려되는 경우로, 매트릭스 Z는 다음과 같은 형태로 쓰여질 수 있다:

또는 또한

L_mm은 각 인덕터의 자기 인덕턴스를 나타낸다.

L_mn = L_nm은 인덕터들 간의 상호 인덕턴스를 나타낸다.

R_mm은 각 인덕터의 자기 저항을 나타낸다.

R_mn = R_nm은 유도 전류로 인한 등가 저항을 나타낸다.

코일과 가열부 간의 전자기 관계를 앎으로서, 소정 가열을 얻기 위해 각각의 코일에 주입된 전류의 계산을 진행할 수 있다.

다양한 종래 구성 또는 계산 방법들이 코일들 간의 상호작용에 대한 문제들을 극복하기 위해 비대각선 결합 항들을 최소화하려고 시도하는 것에 유의해야 한다. 더욱이, 결합이 약한 많은 경우들에 대해, 각 인덕터의 자기 저항은 종종 유도전류로 인한 등가의 저항에 비해 크다. 따라서, 종래의 방법들은 간단한, 즉, 대각선 항들만 보유한 미완성 매트릭스를 이용한다. 이는 가열 제어가 간단하나 특히 코일 아래에 있는 영역에서 온도 프로파일 및 설치 융통성의 정확한 컨트롤의 손실을 의미한다. 대조적으로, 본 발명은 코일에 주입된 전류의 결정을 향상시키고 이에 따라 가열부의 온도 프로파일의 컨트롤을 향상시키기 위해 시스템의 완전한 임피던스 매트릭스를 고려한다.

상술한 예에서, 다른 전류 소스들에 의해 구동되는 3개의 인덕터가 있다. 각 코일에 주입된 전류의 결정은 5개의 미지 변수를 판단하는 것과 같으며, 인덕터(Ind1)에서 전류의 위상은 기준으로 사용되며 따라서 미지수가 아니다. 실제로, 피가열부를 구성하는 소정의 시트에 대해, 미지수는 다음과 같다:

· I₁: 인덕터(Ind1)에서 전류의 RMS 값으로, 전류는 위상 기준으로 취급됨;

· I₂ 및 φ₂: 인덕터(Ind2)에서 전류의 RMS 값 및 I₁에 대한 이 전류의 위상이동; 및

· I₃ 및 φ₃: 인덕터(Ind3)에서 전류의 RMS 값 및 I₁에 대한 이 전류의 위상이동.

상기로부터, 본 발명에서 고려되는 임피던스의 완전한 매트릭스로, 가열부의 온도 프로파일의 컨트롤은 인덕터에서 전류의 진폭을 제어할 뿐만 아니라, 해당 인덕터를 지나는 전류의 진폭 및 위상을 가변시킬 수 있도록 그와 같이 각 인버터가 컨트롤되는 것을 의미하는, 서로에 대해 이들 전류의 위상이동을 제어함으로써 수행되어야 하는 것이 이해된다.

상기 관계를 고려해, 이에 따라 미지수 벡터들이 쓰여 질 수 있다:

(1)

통상적인 해결 방법으로 이들 미지수들을 쉽게 결정할 수 없다. 실제로, 매우 간단한 경우를 제외하고, 기하학적 데이터, 인덕터에서 전류, 전자기장의 공간 분포 및 모든 지점들에서 전력밀도에 대한 해석기법은 실제로 많은 변수들로 불가능하다. 조사되는 영역을 기본 메시로 분해하는 디지털 기술을 기초로 종래의 필드 계산 소프트웨어 제품들은 자기장의 분포와 이에 따라 인덕터에 주입된 전류의 함수로 도체부에서 전력밀도를 계산하게 할 수 있다. 본 발명의 경우, 하나 이상의 벡터(X) 값들이 있다면 알고 있는 물질이 있어 상기 부분에서 소정의 전력밀도 프로파일을 얻을 수 있기 때문에, 반대의 문제가 발생한다.

가열 수학식을 적용함으로써, 도체부에 주입된 전력밀도(Dp)는 가열 제품의 열적 행동의 양호한 이미지를 제공하는 것이 잘 알려져 있다. 예컨대, 처리된 물질의 배치 속도가 0인 고정 가열의 경우, 처리된 물질의 순간 온도(T)의 지식은 편의상 간단한 형태의 가열 방정식의 임시 해를 필요로 한다:

ρ는 밀도를 나타낸다.

C_p는 비열용량을 나타낸다.

λ는 열 전도도를 나타낸다.

이 수학식의 해를 구하는 것은 아주 어렵지 않은 실시간 적분을 포함한다. 더욱이, "플래시" 가열의 경우, 즉, 가열 시간이 짧아 이 주기에 걸쳐 재료내 열의 열확산이 무시될 수 있는 경우, 상기 식은 다음과 같이 더 간단해진다:

(2)

따라서, 종래의 간략한 식이 얻어져, 주입된 전력밀도(Dp)와 온도 상승을 연관시킬 수 있다. 따라서, 가열부에 요구되는 열 프로파일로부터 추구되는 전력밀도 프로파일이 얻어진다.

도 1을 참조로 한 예에서, 시스템은 시트로 제조된 디스크의 회전축 및 시트의 두께에 대해 불변이다. 따라서, 디스크의 하나의 치수, 즉, 디스크의 고려되는 영역의 반경방향이 고려된다. 미지수들의 벡터(X)의 결정을 위해, 고려되는 영역의 반경을 따라 전력밀도가 하기의 식에 의해 계산되는 것이 알려져 있다:

, 즉,

(3)

여기서, σ는 전기전도도를 나타내고,

는 상기 부분에서 반경(r)상에 정의된 전류밀도 벡터이며, J_R(r,x) 및 J_I(r,x)는 고려되는 영역의 반경의 함수로서 이 벡터의 실수부 및 허수부를 나타낸다.

예로서 고려된 시스템은 완전히 선형이다. 즉, 특히 강자성 재료나 히스테리시스가 없다. 따라서, 3개 인덕터들의 각각의 전원들에 대해 소스의 중첩을 인가할 수 있다. 유사한 원리가 비선형 시스템에도 이용될 수 있음이 주목된다. 따라서, 가열 디스크의 고려되는 환형 영역의 반경(r)의 함수로서 전류밀도의 이미지 함수들이 얻어지고, 각 이미지 함수(f_k)는 인덕터에 의해 발생된 전류밀도(J_k(r))와 상기 인덕터에 전력을 공급하는 전류(I_k) 간의 관계를 나타낸다. 이들 이미지 함수들은 벡터이며 하기와 같이 정의된 실수부와 허수부를 갖는다:

마지막으로, 3개 인덕터들을 갖는 예에서, 디스크 반경(r)의 환형 영역에 유도된 총 전류밀도의 벡터 계산은 이에 따라 다음과 같이 표현될 수 있다:

여기서, j² =-1이며, 아래와 같이 주어진다:

이로부터

이는 또한 다음과 같이 쓸 수 있다:

(4)

따라서, 상기 부분의 고려되는 영역에 유도된 전류밀도 벡터와 인덕터에서 전류의 벡터 간의 관계가 얻어진다. 한편으로, 인덕터들 간의 전기값에 대한 임피던스들과 다른 한편으로 상기 부분에서 전류밀도의 이미지 함수들의 매트릭스로, 결정된 전력밀도 프로파일로부터 미지수(X) 벡터의 계산에 필요한 모든 정보가 이용가능해진다. 이 계산에서 커패시터의 벡터, 즉, 발진회로의 정전용량의 벡터를 또한 사용할 수 있음이 주목되는데, 이는 이들 정전용량들은 일반적으로 제조 허용오차로 인해 엄격히 같지 않고 이들은 더욱이 다소 표류될 수 있기 때문이다. 계산을 위해, 다양한 가능한 디지털 기술들, 즉, 유한요소, 유한차(finite differences), 유한체적, 경계 적분, 부분요소 등가회로(partial element equivalent circuits) 또는 동일한 타입의 임의의 다른 기술들로 편미분 방정식의 해를 구하기 위한 소프트웨어를 이용할 수 있다.

이 방법은 상대적으로 간단한 자기결합 시스템의 소정 예에 대해 설명하였으나, 그럼에도 불구하고 임의의 더 복잡한 비대칭 시스템에도 옮겨질 수 있다. 코일의 개수는 제한되지 않으며 도 3 내지 도 6에 도시된 예에서와 같이 코일 및 피가열부의 다양한 형태 및 구성들이 고안될 수 있다.

전류밀도의 이미지 함수가 결정되면, 상기 수학식 3 및 4에 의해 주어진 관계에 의해 전력밀도 Dp(r,x)의 이미지 함수가 결정된다. 더욱이, 계산에 의해 미지수(X)의 벡터를 최적화는 것이 이점적이다. 최적화 문제는 전력밀도 이미지 함수와 금속 디스크에 주입되도록 추구된 기준 전력밀도 프로파일에 해당하는 기준 전력밀도 함수 Dp^ref(r) 간의 차를 최소화할 수 있게 하는 최적화 벡터(X)를 계산하는 것으로 구성된다. 이 기준 전력밀도 함수는 예컨대 디스크에 온도 균일성이 추구될 경우 상수 값을 가정한다. 그러나, 특별한 가열 프로파일을 얻기 위해 일정치 않은 함수를 가질 수 있다. 도 1에 도시된 장비로, 본 출원인은 디스크의 반경방향으로 사인형 또는 삼각형 프로파일에 해당하는 다른 기준 전력밀도 함수로 테스트를 수행하였고 그 결과는 만족스러웠다.

따라서, 최적화는 추구하는 미지수에 대해 상한 및 하한(X_i ^H 및 X_i ^B)을 고정시키는 한편 함수 g(r,x)=│Dp(r,x)-Dp^ref(r)│를 최소화하는 것으로 구성된다. 이는 다른 것들 중에서 이상한 해 또는 전혀 물리적 현실성이 없는 해를 제거할 수 있다. 그러므로, 최적화 문제의 기법은 g(r,x)를 최소화하는 것과 같으며, x={x₁,…, x_n}^T이고 x_i∈

X_i ^B , X_i ^H

, i=1,…,n.

문제의 해를 구한 후, 소정 금속 디스크에 대해 인덕터에서 전류 벡터의 모든 진폭 및 이들 각각의 위상들을 포함해 최적화 벡터(X)가 얻어진다. 기준전력밀도│Dp^ref│가 10MW/㎥인 직경 650㎜의 예시적인 디스크에 대한 결과들 중 하나는 도 7에 도시된 바와 같이 전력밀도 이미지 함수에 대해 3%의 최대 상대 Dp(r,x) 편차를 제공한다.

이 방법의 해는 3개 발진회로들이 매우 가까운 주파수들로 발진하도록 각 코일의 단자들에 필요한 반응 보상의 등가를 고려하면서 디스크의 여러 치수들, 예컨대 반경 이외에 고려되는 영역의 각 위치 및 두께가 생각되는 경우 3개를 고려하도록 쉽게 확대될 수 있다. 따라서, 5개 미지수를 갖는 벡터들은 물리적 시스템을 변경하지 않고서도 18개의 미지수를 갖는 하나의 벡터가 된다.

최적화 벡터(X)의 결정을 위한 상술한 방법은 본 발명에 따른 유도가열에 이점적으로 이용되며, 이 방법은 특히 도 8 및 도 9에 도시된 가열 디바이스들 중 하나 또는 다른 디바이스에서 구현될 수 있다. 도 8은 본 발명에 따른 유도가열 디바이스의 제 1 실시예의 개략도로서, 인버터의 전원(1)은 DC 전류 소스이다.

가열 디바이스는 자기결합 인덕터(Ind1, Ind2, …, Indp)를 구비하고, 각 인덕터는 발진회로(OC1, OC2, …, OCp)를 형성하기 위해 커패시터(C₁, C₂, …, C_p)와 관련된 전용 전류 인버터(O1, O2, …, Op)에 의해 전력공급된다. 전류 인버터는 전원(1)과 직렬 연결된다. 각 인버터는 일반적으로 양방향 전자 스위치를 구비하고, 또한 모듈레이터(M1, M2,…, Mp)라고 하는 컨트롤 유닛에 의해 제어된다. 각 모듈레이터는 펄스 형태로 스위치들에 대한 컨트롤 명령을 발생시키고 이들 명령의 타임시프트로 해당 인덕터를 지나는 전류(I₁, I₂, …, I_p)의 진폭(A₁, A₂, …, A_p) 및 위상(φ₁, φ₂, …, φ_p)이 변할 수 있다. 인버터를 제어하는 모듈레이터에 의해 발생된 신호에 시프트 각(shift angle)을 도입함으로써 각 인버터의 출력에서 기본 전류의 진폭의 변화가 수행된다. 하기에 설명된 바와 같이 기준 인버터를 선택함으로써, 기준 인버터에 대한 컨트롤 앵글에 대해 다른 인버 상에 시프트 앵글이 도입될 수 있다. 가령 2/3의 듀티 싸이클, 즉, 30°의 컨트롤 각도로 기준 인버터에 대한 컨트롤이 수행될 수 있다.

발진회로는 적어도 대략 동일한 공진 주파수를 가지며, 이는 인덕터가 실질적으로 이 주파수에서 동작하기 때문에 유도 효율을 극대화할 수 있으며 또한 인버터에서의 손실을 줄일 수 있다. 따라서, 모듈레이터에 의해 발생된 인버터의 주기적 컨트롤 신호들은 실질적으로 동일한 주파수를 갖는다. 인덕터를 지나는 전류(I₁, I₂, …, I_p)의 위상(φ₁, φ₂, …, φ_p)을 바꾸기 위해, 해당 인버터의 컨트롤 신호를 타임시프트하는 것으로, 즉, 동일한 타임시프트를 인버터 스위치의 전체 컨트롤 명령들에 보내는 것으로 충분하다. 이 타임 시프트는 기준으로 고려되는 또 다른 인덕터의 인버터의 컨트롤 신호에 대해 지연해서 또는 사전에 동일하게 잘 행해질 수 있다.

추구하는 온도 프로파일을 이루도록 가열부에 주입되는 전력밀도를 실시간으로 컨트롤하기 위해, 인버터의 컨트롤을 정정할 수 있도록 인덕터를 지나는 전류의 진폭 및 위상 파라미터의 판단 수단을 제공하는 것이 필요하다. 도면에 미도시된 인덕터의 전류(I₁, I₂, …, I_p)의 진폭 및 위상 파라미터의 판단 수단이 이들 파라미터들을 비교유닛(ε₁,ε₂, …,ε_p)에 제공하기 위해 제공된다. 이들 판단 수단은 예컨대 인덕터와 직렬로 각각 배치된 전류 트랜스포머를 구성할 수 있으나, 다른 수단들도 고안될 수 있다. 예컨대 인버터에 의해 발진회로에 제공되는 작동 전류를 측정하고 인덕턴스 및 커패시턴스 파라미터를 이용해 인덕터에서의 전류를 계산할 수 있다.

더욱이, 예컨대, n개의 가열영역들에 써모커플들을 배열하고 측정된 온도(θ_{1 mes}, θ_{2 mes}, …, θ_{n mes})를 기록함으로써 도면에 미도시된 가열 금속부(10)의 실제 온도 프로파일의 결정 수단이 제공된다. 이는 예컨대 가열영역이 직접 측정을 하기에 너무 제한되면 또한 열 카메라를 이용해 이들 온도를 판단할 수 있거나 유도전류를 기초로 계산에 의해 진행될 수 있다.

실제 온도 프로파일은 예컨대 가열 동안 연속으로 결정되고 가열부에 요구되며 메모리에 사전 입력된 최종 가열 프로파일에 해당하는 기준 온도 프로파일도(θ_{1 ref}, θ_{2 ref}, …, θ_{n ref})과 정규적으로 비교된다. 이 비교는 비교기(2)에 의해 수행되며, 상기 비교기는 상기 메모리에 집적될 수 있다. 그 결과는 가열 수학식으로부터 도출되고 가능하게는 상기 수학식(2)으로부터 간단해진 수학식으로부터 가열 디바이스가 가열부에 주입해야 하는 기준 전력밀도 프로파일(Dp₁ ^ref, Dp₂ ^ref, …, Dp_n ^ref)을 계산하는 계산기에 의해 처리된다. 계산기는 가열부의 하나 이상의 구성들을 위한 실제 온도 프로파일들에 따른 사전계산된 기준 전력밀도 프로파일들 및 하나 이상의 기준 전력밀도 프로파일들의 표에 기입된 메모리로 구성될 수 있다.

계산기는 인덕터에 있는 전류들이 가열부에 기준 전력밀도 프로파일 주입하기 위해 적절한 타겟값(I_{1 ref}, I_{2 ref}, …, I_{p ref})에 도달하도록 전달해야 하는 타겟 전류를 확립한다. 이 계산은 벡터 이미지 함수(f_k)와 바람직하게는 발진회로의 사전 정의된 커패시턴스의 벡터와 함께 임피던스(Z) 매트릭스를 이용한다. 비교기 유닛(ε₁,ε₂, …,ε_p)은 인덕터의 측정 또는 계산된 전류(I_{1 mes}, I_{2 mes}, …, I_{p mes})의 파라미터를 타겟값(I_{1 ref}, I_{2 ref}, …, I_{p ref})과 비교하고, 또한 보정전류라고 하는 보정될 전류 편차(δI_{1 corr}, δI_{2 corr}, …, δI_{p corr})를 판단한다. 이들 보정전류의 진폭 및 위상 파라미터를 처리하기 위한 유닛(CORR₁, CORR₂, …, CORR_p)은 이런 식으로 인버터를 컨트롤하기 위한 변조기에 보내진 보정 명령을 발생시켜 인덕터를 지나는 전류의 진폭 및 위상 이동을 보정한다.

인덕터에서 전류의 위상이동을 제어함으로써 0 또는 상수 위상이동을 얻으려 하지 않아도 되는 것이 이해된다. 반대로, 가열부에 주입된 전력밀도의 실시간 조절을 위해 조절 파라미터로서 위상이동을 이용하려고 추구되며, 이는 상술한 바와 같이 임피던스의 완전한 매트릭스를 고려함으로써 가능해진다. 다시 말하면, 온도 프로파일 컨트롤 파라미터로서 위상이동이 사용된다. 예컨대, 다른 프로파일들, 예컨대, 플랫 프로파일, 또는 또한 선형적으로(제1차 다항식) 또는 비선형적으로(1 이상의 고차 다항식) 증감하는 프로파일에 따라 온도를 미세하게 컨트롤하기 위해 모듈레이터에 의해 발생된 인버터의 컨트롤 신호의 매 1/4주기마다 인덕터에서 전류의 위상이동을 실시간으로 컨트롤하도록 제공될 수 있다.

이점적으로, 인덕터의 주어진 초기 평균온도(θ_ini)에 대한 최대 임피던스(Z)의 초기값(Z_ini)를 결정하고 그런 후 가변 또는 주기적 간격으로 평균 온도(θ)의 적어도 하나의 증가된 값(θ_mod)에 대해 변경된 임피던스 매트릭스(Z_mod(θ))를 결정할 수 있다. 가변 샘플링 간격들의 경우, 측정된 평균 온도(θ)가 실질적으로 일련의 기설정된 값들로부터 새롭게 증가된 값(θ_mod)에 도달할 때마다 타겟 전류의 계산이 실행될 수 있다.

이점적으로, 가장 낮은 임피던스의 인덕터, 예컨대, 도 1의 예에서 코일(Ind1)을 제공하는 전류 인버터가 기준 인버터로서 선택되는데, 이는 다른 인덕터에서의 전류보다 더 큰 이 인덕터에서 전류가 바람직하게는 위상 기준으로서 취해지기 때문이다. 인버터의 전원(1)이 도 9에 도시된 바와 같이 전압 소스인 경우 가장 큰 전류를 갖는 전류 인버터 또는 가장 큰 전압을 갖는 전압 인버터가 기준 인버터로서 취해질 수 있다. 더욱이, 기준 인버터는 이점적으로 2/3 듀티 싸이클을 갖도록 조절될 수 있다. 즉, 이는 1/2 주기당 120°ON 및 60°OFF인 직사각형파를 발생하도록 그런 식으로 컨트롤된다. 이 목적은 이웃에 이 인버터에 의해 발생된 고조파 간섭을 줄이기 위해 3차 고조파 및 그 배수를 없애는 것이다. 이는 기준 인버터의 듀티 싸이클이 반드시 2/3 값으로 조절될 필요가 없음이 이해된다. 예컨대, 어떤 경우에는 전체 웨이브 컨트롤이 바람직하다.

기준 인버터에서 전류의 RMS 값은 DC 전류 또는 전압 전원(1)에 작용함으로써 조절될 수 있다. 이는 인덕터(Ind1)에서 전류의 위상이 제거되고, 상술한 예에서 최적화 벡터(X)를 얻는 것이 간단해진 미지수의 벡터(상기 수학식 1 참조)를 갖는 이점이 있다. 대안으로 이 인버터의 컨트롤에 위상이동각들을 도입함으로써 기준 인버터에서 전류의 RMS 값을 조절할 수 있는 것이 이해된다. 전류(I₁)가 위상 기준으로서 취해진 도 8에서, 해당 비교유닛(ε₁)은 DC 전원(1)에 의해 전달된 전류(I_{c mes})의 파라미터를 수신하는 이점이 있다. 이런 식으로, 관련된 처리유닛(CORR₁)은 인버터(O1)에 의해 발진회로(OC1)에 전달된 전류를 변경하기 위해 컨트롤 모듈레이터(M'1)를 통해 전원(1)에 보내진 제어명령을 발생하도록 형성되며, 발진회로는 이 전류의 진폭을 제어하고 이에 따라 인덕터(Ind1)에서 전류(I₁)의 진폭을 변조할 수 있다.

상술한 가열 디바이스로 금속부를 가열하기 위해, 하기의 단계들을 포함한 방법이 사용된다:

a) 금속부의 실제 온도 프로파일과 기설정된 기준 온도 프로파일을 비교하고 기준 온도 프로파일을 달성하기 위해 금속부에 가열 디바이스가 주입해야 하는 기준 전력밀도의 프로파일을 계산하는 단계;

b) 바람직하게는 발진회로의 커패시턴스의 벡터들과 연관된 시스템의 임피던스(Z) 매트릭스로부터 그리고 벡터 이미지 함수(f_k)를 앎으로써, 인덕터의 전류들이 금속부에 기준 전력밀도 프로파일을 주입하는데 적합한 타겟값에 도달하게 하기 위해 인버터가 발생해야 하는 타겟 전류를 계산하는 단계; 및

c) 이들 전류의 타겟값과 비교하고 보정될 전류 편차를 결정하기 위해 인덕터를 지나는 전류를 측정 또는 계산에 의해 결정하고 이와 같이 상기 전류를 보정하기 위해 인버터를 컨트롤하도록 보정명령을 변조기에 보내는 단계.

타겟 전류뿐만 아니라 인덕터의 측정 또는 계산 전류도 물론 전류 벡터이며 따라서 진폭뿐만 아니라 위상도 고려된다.

이점적으로, 연속적으로 단계(a) 및 (b)를 실행한 후, 보정될 전류 편차를 줄이기 위해 단계 (c)가 적어도 한번 수행되고 그런 후, 금속부의 다른 가열 영역들에서 온도 측정으로 실제 온도 프로파일을 업데이트할 때 단계(a), (b) 및 (c)가 적어도 한번 반복된다.

도 9는 인버터의 전원(1)이 DC 전압 소스인 본 발명에 따른 유도가열 디바이스의 제 2 실시예의 개략도이다.

가열 디바이스는 도 8에 도시된 제 1 실시예의 디바이스와 유사하나, 전류 인버터들이 전압 소스와 병렬 연결된다. 이 실시예는 특히 인버터에서 전도 손실을 줄이는 점에서 몇가지 이점들이 있다. 다른 한편으로, 전원(1)이 인버터(O1)에 전달하는 전류를 나타내는 전류 파라미터(I_{c calc})는 임피던스(Z') 매트릭스를 이용해 전원 전압으로부터 계산되어야 한다.

Claims (15)

1. 금속부를 가열하기 위해, 적어도 동일한 공진 주파수를 갖는 발진회로(OC1, OC2, …, OCp)를 형성하기 위해 커패시터(C₁, C₂, …, C_p)와 연결된 전용 인버터(O1, O2, …, Op)에 의해 각각 전력공급되는 자기결합 인덕터(Ind1, Ind2,…, Indp) 및 전류(I₁, I₂, …, I_p)를 판단하기 위한 수단뿐만 아니라 상기 금속부의 실제 온도 프로파일(θ_{1 mes}, θ_{2 mes}, …, θ_{n mes})을 판단하기 위한 수단을 또한 포함하고, 각 인버터는 해당 인덕터를 지나는 전류(I₁, I₂, …, I_p)의 진폭(A₁, A₂, …, A_p) 및 위상(φ₁, φ₂, …, φ_p)을 변경하도록 컨트롤 유닛(M1, M2,…, Mp)에 의해 제어되는 디바이스에서 구현되는 유도가열 방법으로서,
   a) 상기 실제 온도 프로파일(θ_{1 mes}, θ_{2 mes}, …, θ_{n mes})과 기준 온도 프로파일(θ_{1 ref}, θ_{2 ref}, …, θ_{n ref})을 비교하고, 상기 기준 온도 프로파일을 달성하기 위해 상기 금속부에 가열 디바이스가 주입해야 하는 기준 전력밀도의 프로파일(Dp₁ ^ref, Dp₂ ^ref, …, Dp_n ^ref)을 계산하는 단계;
   b) 상기 인덕터들을 서로 연결하는 전자기적 관계를 알고 인덕터에 의해 발생된 전류밀도와 인덕터를 지나는 전류(I₁, I₂, …, I_p) 간의 관계를 나타내는 벡터 이미지 함수(f_k)를 앎으로써 판단된 시스템의 임피던스(Z) 매트릭스로부터,
   인덕터의 전류들이 상기 금속부에 상기 기준 전력밀도 프로파일(Dp₁ ^ref, Dp₂ ^ref, …, Dp_n ^ref)을 주입하기 위한 타겟값(I_{1 ref}, I_{2 ref}, …, I_{p ref})에 도달하게 하기 위해 인버터가 발생해야 하는 타겟 전류를 계산하는 단계; 및
   c) 전류를 상기 타겟값(I_{1 ref}, I_{2 ref}, …, I_{p ref})과 비교하고 보정될 전류 편차(δI_1corr, δI_1corr, …, δI_{p corr})를 판단하기 위해 인덕터를 지나는 전류(I_{1 mes}, I_{2 mes}, …, I_{p mes})를 판단하고 이와 같이 인덕터를 지나는 전류를 보정하기 위해 인버터를 컨트롤하도록 상기 전류 편차에 따라 상기 컨트롤 유닛(M1, M2,…, Mp)에 보정명령을 보내는 단계를 포함하는 디바이스에서 구현되는 유도가열 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 커패시터(C₁, C₂, …, C_p)의 커패시턴스가 결정되고, 상기 임피던스(Z)의 매트릭스는 커패시턴스의 벡터(C)와 연관되는 디바이스에서 구현되는 유도가열 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 인덕터 및 상기 금속부의 주어진 초기 평균 온도(θ_ini)에 대해 상기 임피던스(Z)의 매트릭스의 초기 값(Z_ini)이 결정되고 그런 후, 상기 평균 온도의 적어도 하나의 증가된 값(θ_mod)에 대해 변경된 임피던스(Z_mod(θ))의 매트릭스가 가변 또는 주기 간격으로 결정되며, 상기 변경된 임피던스의 매트릭스는 상기 타겟값(I_{1 ref}, I_{2 ref}, …, I_{p ref})을 재계산하는데 사용되는 디바이스에서 구현되는 유도가열 방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   연속으로 단계(a) 및 (b)를 수행한 후, 보정될 전류 편차(δI_{1 corr}, δI_{1 corr}, …, δI_{p corr})를 줄이기 위해 단계(c)가 적어도 한번 수행되고, 그런 후, 금속부의 다른 가열 영역에서 온도측정에 따라 상기 실제 온도 프로파일(θ_{1 mes}, θ_{2 mes}, …, θ_{n mes}) 업데이트시 단계(a), (b) 및 (c)가 적어도 한번 반복되는 디바이스에서 구현되는 유도가열 방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   단계(b)에서 상기 타겟값(I_{1 ref}, I_{2 ref}, …, I_{p ref})의 계산에 의해 판단하기 위해, 상기 벡터 이미지 함수(f_k)를 알기 때문에, 전력밀도의 이미지 함수(Dp(r,x))들이 상기 전력밀도가 주입되는 금속부의 영역의 공간 특징(r)에 따라 계산되고, 각각의 전력밀도의 이미지 함수(Dp(r,x))들과 상기 기준 전력밀도 프로파일(Dp₁ ^ref, Dp₂ ^ref, …, Dp_n ^ref)에 해당하는 기준 전력밀도 함수 프로파일(Dp^ref(r)) 간의 차를 최소화함으로써 판단될 타겟 전류의 벡터(X)가 계산되는 디바이스에서 구현되는 유도가열 방법.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   다른 인버터들(O2, …, Op)과 비교해 전류 인버터의 경우 가장 큰 전류 또는 전압 인버터의 경우 가장 큰 전압을 갖는 인버터(O1)가 기준 인버터로서 선택되고 기준 인버터의 컨트롤각에 대해 다른 인버터들의 컨트롤시 이동각이 도입되는 디바이스에서 구현되는 유도가열 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   이웃들(O2, …, Op)에서 이 인버터에 의해 발생된 고조파 간섭을 줄이기 위해 2/3과 같은 듀티 싸이클로 기준 인버터(O1)가 조절되는 디바이스에서 구현되는 유도가열 방법.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 기준 인버터(O1)에서 전류의 RMS 값은 인버터들(O1, O2, …, Op)을 전력구동하는 DC 전원(1)에 작용함으로써 조절되는 디바이스에서 구현되는 유도가열 방법.
9. 적어도 동일한 공진 주파수를 갖는 발진회로(OC1, OC2, …, OCp)를 형성하기 위해 커패시터(C₁, C₂, …, C_p)와 각각 연결되는 자기결합 인덕터(Ind1, Ind2, …, Indp)와,
   해당 인덕터를 지나는 전류(I₁, I₂, …, I_p)의 진폭(A₁, A₂, …, A_p) 및 위상(φ₁, φ₂, …, φ_p)을 변경하도록 그런 식으로 컨트롤 유닛(M1, M2,…, Mp)에 의해 각각 제어되는 한 전용 인덕터(Ind1, Ind2, …, Indp)에 전력을 공급하는 인버터(O1, O2, …, Op)를 구비하는 유도가열 디바이스로서,
   인덕터를 지나는 상기 전류(I₁, I₂, …, I_p)를 판단하기 위한 수단뿐만 아니라 상기 디바이스에 의해 가열된 금속부의 실제 온도 프로파일(θ_{1 mes}, θ_{2 mes}, …, θ_{n mes})의 판단 수단과,
   기준 온도 프로파일(θ_{1 ref}, θ_{2 ref}, …, θ_{n ref})에 대해 상기 실제 온도 프로파일(θ_{1 mes}, θ_{2 mes}, …, θ_{n mes})의 비교 수단과,
   상기 기준 온도 프로파일을 달성하기 위해 상기 금속부에 가열 디바이스가 주입해야 하는 기준 전력밀도의 프로파일(Dp₁ ^ref, Dp₂ ^ref, …, Dp_n ^ref)을 계산하는 수단과,
   임피던스(Z)의 매트릭스에 대한 지식을 기초로, 인덕터 전류가 상기 금속부에 상기 기준 전력밀도 프로파일(Dp₁ ^ref, Dp₂ ^ref, …, Dp_n ^ref)을 주입하기 위한 타겟값(I_{1 ref}, I_{2 ref}, …, I_{p ref})에 도달하도록 인버터가 전달해야 하는 타겟 전류를 계산하는 수단과,
   상기 타겟값(I_{1 ref}, I_{2 ref}, …, I_{p ref})에 대해 인덕터를 지나며, 보정될 전류 편차(δI_{1 corr}, δI_{2 corr}, …, δI_{p corr})를 판단할 수 있는 전류(I_{1 mes}, I_{2 mes}, …, I_{p mes})의 비교수단 및 인덕터를 지나는 전류를 보정하기 위해 이런 식으로 인버터를 컨트롤하기 위해 상기 컨트롤 유닛(M1, M2,…, Mp)에 보정명령을 발생할 수 있는 상기 전류 편차를 처리하는 수단(CORR₁, CORR₂,…, CORR_p)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유도가열 디바이스.
10. 제 9 항에 있어서,
    동일한 전류소스 또는 전압소스 전원(1)에 의해 인버터(O1, O2, …, Op)에 전력공급되고,
    인덕터를 지나는 상기 판단된 전류(I_{1 mes}, I_{2 mes}, …, I_{p mes})의 비교수단은 각각 인덕터를 지나는 전류(I_{1 mes}, I_{2 mes}, …, I_{p mes})의 결정된 파라미터(A₁,φ₁; A₂,φ₂; …; A_p,φ_p)와 해당 타겟값(I_{1 ref}, I_{2 ref}, …, I_{p ref})의 파라미터를 수신하고 상기 전류 편차를 처리하기 위한 유닛(CORR₁, CORR₂,…, CORR_p)에 각각 연결되는 비교유닛(ε₁,ε₂, …,ε_p)을 포함하며,
    상기 비교유닛 중 하나(ε₁)는 상기 전원(1)이 전달하는 것을 나타내는 파라미터(I_{c mes}, I_{c calc})를 더 수신하고, 비교유닛의 연결된 처리유닛(CORR₁)은 전달하는 전류 또는 전압을 변경하기 위해 상기 전원(1)에 보낸 제어 명령을 발생하도록 형성되는 유도가열 디바이스.
11. 제 3 항에 있어서,
    단계(a) 및 단계(b)를 연이어 수행한 후, 보정될 전류 편차를 줄이기 위해 단계(c)가 적어도 한번 수행되고, 그런 후, 금속부의 다른 가열 영역에서 온도측정에 따라 상기 실제 온도 프로파일 업데이트시 단계(a), (b) 및 (c)가 적어도 한번 반복되는 디바이스에서 구현되는 유도가열 방법.
12. 제 3 항에 있어서,
    단계(b)에서 상기 타겟값의 계산에 의해 판단하기 위해, 상기 벡터 이미지 함수를 알기 때문에, 전력밀도의 이미지 함수들이 상기 전력밀도가 주입되는 금속부의 영역의 공간 특징에 따라 계산되고, 각각의 전력밀도의 이미지 함수들과 상기 기준 전력밀도 프로파일에 해당하는 기준 전력밀도 함수 간의 차를 최소화함으로써 판단될 타겟 전류의 벡터가 계산되는 디바이스에서 구현되는 유도가열 방법.
13. 제 3 항에 있어서,
    다른 인버터들과 비교해 전류 인버터의 경우 가장 큰 전류 또는 전압 인버터의 경우 가장 큰 전압을 갖는 인버터가 기준 인버터로서 선택되고 기준 인버터의 컨트롤각에 대해 다른 인버터들의 컨트롤시 이동각이 도입되는 디바이스에서 구현되는 유도가열 방법.
14. 제 4 항에 있어서,
    단계(b)에서 상기 타겟값의 계산에 의해 판단하기 위해, 상기 벡터 이미지 함수를 알기 때문에, 전력밀도의 이미지 함수들이 상기 전력밀도가 주입되는 금속부의 영역의 공간 특징에 따라 계산되고, 각각의 전력밀도의 이미지 함수들과 상기 기준 전력밀도 프로파일에 해당하는 기준 전력밀도 함수 간의 차를 최소화함으로써 판단될 타겟 전류의 벡터가 계산되는 디바이스에서 구현되는 유도가열 방법.
15. 제 4 항에 있어서,
    다른 인버터들과 비교해 전류 인버터의 경우 가장 큰 전류 또는 전압 인버터의 경우 가장 큰 전압을 갖는 인버터가 기준 인버터로서 선택되고 기준 인버터의 컨트롤각에 대해 다른 인버터들의 컨트롤시 이동각이 도입되는 디바이스에서 구현되는 유도가열 방법.

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