JPH031478A - インバータ方式加熱用電源装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は鋼管等の局部焼鈍に用いられる高周波誘導加熱
装置の電源装置に関する。

［従来の技術］ 従来鋼管の溶接後に行う局部焼鈍は、可燃ガスを用いる
方法、電力による抵抗発熱体（ヒーター）を用いる方法
、あるいは商用周波数を用いた誘導加熱方法等がある。

［発明が解決しようとする課題］ 可燃ガスを用いるものは、ガス供給設備が必要になり、
又、温度制御が正確にできない。

一方、抵抗発熱体（ヒーター）を用いたものは、温度制
御は精密に行なえるが、ふく射による加熱であり、効率
が悪い。さらに、抵抗発熱体（ヒーター）を焼鈍部に装
着するのに多大の工数を要する。

商用周波数の誘導加熱では温度制御、効率も良好である
が、電源の形状が大きく重量も重い。−例として一般に
多く用いられているものは約１トンの重量があり、可搬
式としては使い難い。又、加熱部に巻回する加熱コイル
の線径も太く、巻回数も多い。したがって、加熱コイル
を加熱部へ装着巻回する労力は非常に大きい。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、加熱コイル
の装着が容易であると共に、システム全体を小型軽量に
構成でき、かつ、どのような負荷状況になっても電源の
破損を確実に防止し得るインバータ方式加熱用電源装置
を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明はこのような不都合を解消するために、高周波の
誘導加熱法を適用したもので、商用周波数を半導体イン
バータ回路で１〜３５ＫＨｚの高周波にし、トランスを
介して負荷に供給する。また、負荷は被加熱物の形状、
材質によって一定しておラス、加熱コイルのインピーダ
ンス不整合の場合、電源を保護するため、過電流及び過
電圧を検知し、そのどちらかでも超過した場合に電源の
出力を停止するように構成したことを特徴とする。

［実施例］ 本発明の一実施例について、第１図を用いて説明する。

同図において１は整流器であり、３相全波の回路例を示
している。２ａ、２ｂはインバータ回路２内の主トラン
ジスタである、３は高周波トランスであり、コンデンサ
４と共に負荷との整合を行う。５は加熱コイルで、鋼管
等の被加熱物６に巻回されている。７は電圧計であり、
加熱コイル５の両端に印加される高周波電圧を測定する
。８は電圧検出用トランスであり、必要な電圧に下げる
目的と、出力側と制御側とに分離する役割りを持ってい
る。９は電圧検出用トランジューサ、１０は電圧用コン
パレータ、１１は過電圧値設定用調節器である。１２は
出力電流検出用Ｃ１Ｔであり、１３は電流用トランジュ
ーサ、１４は出力電流計である。１５は電流用コンパレ
ータ、１６は過電流値設定用調節器である。１７はイン
バータ駆動制御器、１８は出力調整器である。

次に上記実施例の動作を説明する。

図示しない電源スィッチを閉じ、整流器１に商用周波数
の３相交流電力を供給すると、インバータ回路２内の主
トランジスタ２ａ、２ｂに直流が印加される。トランジ
スタ２ａ、２ｂは、インバータ駆動制御器１７により駆
動制御され、高周波トランス３の１次側に１〜３５ＫＨ
ｚの高周波を出力する。この高周波トランス３に入力さ
れた高周波電力は、負荷と整合するよう変圧された後、
コンデンサ４を介して加熱コイル５に供給される。

このとき、加熱コイル５の両端に印加されている電圧は
、電圧計７で確認できる。また、加熱コイル５の両端に
印加されている電圧は電圧トランス８に入力され、この
電圧トランス８により出力側と絶縁、分離された高周波
波出力電圧信号はトランジューサ９に入力されて直流電
圧に変換され、過電圧設定用調節器１１で設定された電
圧値と、コンパレータ１０で比較される。

一方、高周波トランス３の２次側から取出される高周波
出力電流値は、Ｃ，Ｔ１２で検出されて電流用トランジ
ューサ１３に入力される。この出力電流値は、電流計１
４で確認できる。上記トランジューサ１３により変換さ
れた高周波電流信号は、電流用コンパレータ１５に入力
され、渦電流設定用調節器１６よりの出力と比較される
。

この時、高周波出力の電圧、電流値が、規定の範囲内で
あれば、被加熱物６は加熱コイル５の電磁誘導によって
所望の条件で加熱される。

溶接後に行う焼鈍において、被加熱物６はその形状及び
材質が異なっており、加熱コイル５の巻回数及び巻回方
法は変化する。したがって、加熱前に加熱コイル５の巻
回条件を推定して装着するが、前述したように被加熱物
は多様であり正確に予想できない。

加熱通電後に、整合不適の場合、過大電流あるいは過大
電圧のため、電源を破壊する恐れがある。

そこで、過大電圧、過大電流のどちらか一方でも超過し
た場合、例えば電圧では、過電圧設定用調節器１１で設
定された電圧値とコンパレータ１０に入った電圧測定信
号と比較され、超過の場合インバータ駆動制御器１７の
出力を停止させる。

方、電流の場合も同じく、Ｃ，Ｔ１２で検出された出力
電流値はトランジューサを介し、過電流設定用調節器１
６で設定された電流値とコンパレータ１５に入った電流
測定と比較され、超過の場合インバータ駆動制御器１７
の出力を停止させる。

なお、第１図には本発明に関する回路のみを記載してお
り、インバータ回路一般の保護回路等例えばサージ電圧
対策回路等は省略しである。

［発明の効果］ 上記本発明によれば、次のような効果が得られる。

（１）　　商用周波数を半導体インバータで高周波に変
換し、高周波トランスとコンデンサを介して負荷加熱コ
イルに直接接続しであるため、イ）高周波誘導により加
熱され、高い効率が得られる。

口）高周波誘導加熱であり、加熱コイルの巻数が少く、
線径が小さい。したがって、加熱コイルの装着が非常に
簡便になった。

ハ）　高周波トランスを介しているため、負荷側は電源
と分離している。

（２）　　また、高周波出力側に過電圧及び過電流検出
器を備えたため、 イ）どのような負荷状況になっても電源の破損を未然に
防止できる。

口）電圧が過大か、電流が過大かによって、加熱コイル
の整合が判別できる。つまり、加熱コイル巻数の多いか
、少いかを判別でき巻数の是正が容易である。

（３）　　更に加熱装置は高周波を利用したため、イ）
高周波電源及びシステム全体が小型軽量にでき、特に現
地等に用いる可搬形とするのに最適である。

である。

１・・・整流器、２・・・インバータ回路、２ａ、２ｂ
・・・主トランジスタ、３・・・高周波トランス、４・
・・コンデンサ、５・・・加熱コイル、６・・・被加熱
物、７・・・電圧計、８・・・電圧検出用トランス、９
・・・電圧検出用トランジューサ、１０・・・電圧用コ
ンパレータ、１１・・・過電圧値設定用調節器、１２・
・・出力電流検出用Ｃ，Ｔ、１３・・・電流用トランジ
ューサ、１４・・・出力電流計、１５・・・電流用コン
パレータ、１６・・・過電流値設定用調節器、１７・・
・インバータ駆動制御器、１８・・・出力調整器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 商用周波数を１〜３５ＫＨｚの高周波に変換する半導体
   インバータ回路と、このインバータ回路を制御する制御
   手段と、上記インバータの過大電流及び過大電圧を検知
   し、上記制御手段を介して上記インバータ回路の動作を
   停止させる回路保護手段と、上記インバータ回路から出
   力される高周波電力を負荷と整合させる高周波トランス
   と、この高周波トランスの出力側と加熱コイルとの間に
   連結されるコンデンサとを具備したことを特徴とするイ
   ンバータ方式加熱用電源装置。