JPH0349561A - 合金化用誘導加熱における電源制御装置 - Google Patents
合金化用誘導加熱における電源制御装置Info
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- JPH0349561A JPH0349561A JP1182271A JP18227189A JPH0349561A JP H0349561 A JPH0349561 A JP H0349561A JP 1182271 A JP1182271 A JP 1182271A JP 18227189 A JP18227189 A JP 18227189A JP H0349561 A JPH0349561 A JP H0349561A
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- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 238000005275 alloying Methods 0.000 title claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 15
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/54—Furnaces for treating strips or wire
- C21D9/56—Continuous furnaces for strip or wire
- C21D9/60—Continuous furnaces for strip or wire with induction heating
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
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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。
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、例えば亜鉛めっき鋼板等の加熱に適用される
合金化用誘導加熱にお・ける電源制御装置に関する。
合金化用誘導加熱にお・ける電源制御装置に関する。
めっき鋼板を加熱する誘導加熱炉は、第3図、第4図お
よび第5図に示すように、加熱用コイル15としてソレ
ノイド型のものが一般に使われており,上記誘導加熱炉
20に連続的に搬入されためっき鋼板19は上記加熱用
コイル15内を通過する。上記加熱用コイル15には電
源16を介して高周波電源装置17より高周波電流が供
給されており,上記めっき鋼板19は、第6図に示すよ
うに上記高周波電流24によって誘導電流(渦電流)2
2を内部に発生して加熱され、乾燥あるいはめっき層2
3と鋼部24との合金化が行われる。
よび第5図に示すように、加熱用コイル15としてソレ
ノイド型のものが一般に使われており,上記誘導加熱炉
20に連続的に搬入されためっき鋼板19は上記加熱用
コイル15内を通過する。上記加熱用コイル15には電
源16を介して高周波電源装置17より高周波電流が供
給されており,上記めっき鋼板19は、第6図に示すよ
うに上記高周波電流24によって誘導電流(渦電流)2
2を内部に発生して加熱され、乾燥あるいはめっき層2
3と鋼部24との合金化が行われる。
上記誘導加熱炉20に用いる従来の高周波電源装置17
は、第8図に示すように直流電源1lが接続され出力側
に並列共振する負荷コイル1とコンデンサ2が接続され
た高周波インバータ3、同高周波イ/バータ3の出力電
圧を入力する電圧検出回路4、上記高周波インバータ3
を構成するサイリスタ3a 3b 3c 3dの
それぞれのゲートに信号を出力するトリガパルス発生回
路9を備えている。
は、第8図に示すように直流電源1lが接続され出力側
に並列共振する負荷コイル1とコンデンサ2が接続され
た高周波インバータ3、同高周波イ/バータ3の出力電
圧を入力する電圧検出回路4、上記高周波インバータ3
を構成するサイリスタ3a 3b 3c 3dの
それぞれのゲートに信号を出力するトリガパルス発生回
路9を備えている。
上記において、高周波インバータ3の回路は,第9図に
示すようにサイリスタ3a.3b.3c,3dをそれぞ
れスイノチ13a.13b,13C,13dに置き替え
直流電源11と負荷回路14を接続した等価回路で表わ
すことができ、上記スイノチ13aと13dが閉じスイ
ソチ13bと13Cが開いた状態と逆にスイノチ13b
と13Cが閉じスイノチ13aと13dが開いた状態と
が交互に繰り返えされ負荷回路14に交流電流が供給さ
れるように作動する。
示すようにサイリスタ3a.3b.3c,3dをそれぞ
れスイノチ13a.13b,13C,13dに置き替え
直流電源11と負荷回路14を接続した等価回路で表わ
すことができ、上記スイノチ13aと13dが閉じスイ
ソチ13bと13Cが開いた状態と逆にスイノチ13b
と13Cが閉じスイノチ13aと13dが開いた状態と
が交互に繰り返えされ負荷回路14に交流電流が供給さ
れるように作動する。
上記サイリスタ3a,3b,3c,3dは外部信号でO
Nにできるが,外部信号によるOFFができないため、
第10図に示すようにサイリスタ3a,3b,3c,3
dが同時にONとなる状態を作り、先にONとなってい
たサイリスタのペア3a,3dもしくは3b,3cに負
荷コイル1と並列に接続されたコンデンサ2より逆電流
を流し、サイリスタのペア3a,3dもし〈は3b,3
cをOFFとしている。
Nにできるが,外部信号によるOFFができないため、
第10図に示すようにサイリスタ3a,3b,3c,3
dが同時にONとなる状態を作り、先にONとなってい
たサイリスタのペア3a,3dもしくは3b,3cに負
荷コイル1と並列に接続されたコンデンサ2より逆電流
を流し、サイリスタのペア3a,3dもし〈は3b,3
cをOFFとしている。
上記サイリスタ3a,3b,3c,3dが同時にONと
なる状態を作るためには、トリガバルス発生回路9はサ
イリスタ3a,3dもしくは3b,3cのゲートに負荷
電圧よりも位相がγ角進んだトリガパルスを送り、サイ
リスタ3a,3dもしくは3b.3Cを負荷電圧よりも
γ角進んだタイミングでONとして通電させ、負荷回路
14には負荷電圧に対して位相がγ角だけ進み周波数が
負荷回路14の共振周波数の負荷電流を流している。
なる状態を作るためには、トリガバルス発生回路9はサ
イリスタ3a,3dもしくは3b,3cのゲートに負荷
電圧よりも位相がγ角進んだトリガパルスを送り、サイ
リスタ3a,3dもしくは3b.3Cを負荷電圧よりも
γ角進んだタイミングでONとして通電させ、負荷回路
14には負荷電圧に対して位相がγ角だけ進み周波数が
負荷回路14の共振周波数の負荷電流を流している。
従来の装置においては、めっき鋼板19に渦電流22が
流れると、第6図に示すように一定周期で交番する高周
波電流24の周波数に対応して一定の周期で繰り返され
る圧縮力21が作用し上記めっき鋼板19は第7図に示
すような板幅方向の振動を発生する。上記めっき鋼板1
9が一定周期で振動すると加熱されて溶融状態にあるめ
っき層23も振動し、めっき鋼板19にとって品質上の
重大欠陥である第5図に示すような一定間隔の縞模様1
8が発生する。
流れると、第6図に示すように一定周期で交番する高周
波電流24の周波数に対応して一定の周期で繰り返され
る圧縮力21が作用し上記めっき鋼板19は第7図に示
すような板幅方向の振動を発生する。上記めっき鋼板1
9が一定周期で振動すると加熱されて溶融状態にあるめ
っき層23も振動し、めっき鋼板19にとって品質上の
重大欠陥である第5図に示すような一定間隔の縞模様1
8が発生する。
本発明は上記の課題を解決しようとするものである。
本発明は、負荷回路が接続された高周波インバータの出
力側より検出電圧信号を入力し上記高周波インバータを
構成するサイリスタのゲートへ進み位相角信号を出力す
る進み位相角設定回路を備えた電源制御装置にふ・いて
,上記高周波インバータの出力側より検出電圧信号を入
力する電圧検出回路の途中に検出電圧信号の位相を周期
的に制御する位相制御回路を備えたことを特徴としてい
る。
力側より検出電圧信号を入力し上記高周波インバータを
構成するサイリスタのゲートへ進み位相角信号を出力す
る進み位相角設定回路を備えた電源制御装置にふ・いて
,上記高周波インバータの出力側より検出電圧信号を入
力する電圧検出回路の途中に検出電圧信号の位相を周期
的に制御する位相制御回路を備えたことを特徴としてい
る。
上記に釦いて、検出位相制御回路は、位相遅れ部、位相
進み部および遅れ位相制御部とから八り検出電圧の位相
を位相遅れ部でτ1(sec)遅らせ位相進み部でτ.
(sec)進ませてち・り、遅れ位相制御部がOFFの
ときは検出位相制御回路全体の位相制御量は、τ0−τ
3−τ1 の進みとなり、また遅れ位相制御部がONの
ときは、遅れ位相がτ,′(式)とkり、全体の位相制
御量はτ0′一τツーτ1′の進みとなる。ここでτ1
〉τ1′すなわちτo’)τ0また70タ0である。
進み部および遅れ位相制御部とから八り検出電圧の位相
を位相遅れ部でτ1(sec)遅らせ位相進み部でτ.
(sec)進ませてち・り、遅れ位相制御部がOFFの
ときは検出位相制御回路全体の位相制御量は、τ0−τ
3−τ1 の進みとなり、また遅れ位相制御部がONの
ときは、遅れ位相がτ,′(式)とkり、全体の位相制
御量はτ0′一τツーτ1′の進みとなる。ここでτ1
〉τ1′すなわちτo’)τ0また70タ0である。
上記遅れ位相制御部がOFFのときは,位相制御量が零
であるため負荷電圧を負荷回路の共振周波数で反転させ
、負荷回路には上記共振周波数の負荷電流を流す。
であるため負荷電圧を負荷回路の共振周波数で反転させ
、負荷回路には上記共振周波数の負荷電流を流す。
一方、遅れ位相制御部がONのときは、位相制御量が進
み(τol)となり、位相制御量が零のときに比較し、
早く転流を行うことにより、転流後の電圧位相反転時間
が短くなり、周波数が高くなる。
み(τol)となり、位相制御量が零のときに比較し、
早く転流を行うことにより、転流後の電圧位相反転時間
が短くなり、周波数が高くなる。
上記により、誘導加熱炉に電力を供給する高周波電源の
周波数を変動させることができるようになり、めっき鋼
板の振動が変動し、振動の節が移動して一定しないため
、誘導加熱の際にめっき鋼板上に表われ品質上の重大欠
陥である縞模様の発生が防止できる。
周波数を変動させることができるようになり、めっき鋼
板の振動が変動し、振動の節が移動して一定しないため
、誘導加熱の際にめっき鋼板上に表われ品質上の重大欠
陥である縞模様の発生が防止できる。
〔実施例〕
第1図に示す本実施例は,直流電源11が接続され出力
側に並列共振する負荷コイル1とコンデンサ2が接続さ
れサイリスタ3a.3b.3c,3dよりなる高周波イ
ンバータ3を備えた高周波電源装置l7において,上記
高周波インバータ3の出力電圧を入力し検出電圧変成器
4によりレベル変換された検出電圧の位相を変える位相
遅れ部5,位相進み部6、ふ・よび遅れ位相制御回路7
からなる位相制御回路8、ふ・よび同位相制御回路8の
出力信号を入力し上記サイリスタ3a,3b,3c,3
dO−tれぞレノゲートに信号を出力するトリガバルス
発生回路9を備えている。
側に並列共振する負荷コイル1とコンデンサ2が接続さ
れサイリスタ3a.3b.3c,3dよりなる高周波イ
ンバータ3を備えた高周波電源装置l7において,上記
高周波インバータ3の出力電圧を入力し検出電圧変成器
4によりレベル変換された検出電圧の位相を変える位相
遅れ部5,位相進み部6、ふ・よび遅れ位相制御回路7
からなる位相制御回路8、ふ・よび同位相制御回路8の
出力信号を入力し上記サイリスタ3a,3b,3c,3
dO−tれぞレノゲートに信号を出力するトリガバルス
発生回路9を備えている。
上記において、遅れ位相制御回路7がOFFのときは,
位相遅れ部5による遅れ時間τ】(就)と位相進み部6
による進み時間τ.(!..−)が等しいことから、位
相制御量τ0−τ霊−τ1−0となり、従来の装置と同
様変成器4が検出した負荷電圧よりもγ角進んだ位相制
御パルスを発生する。
位相遅れ部5による遅れ時間τ】(就)と位相進み部6
による進み時間τ.(!..−)が等しいことから、位
相制御量τ0−τ霊−τ1−0となり、従来の装置と同
様変成器4が検出した負荷電圧よりもγ角進んだ位相制
御パルスを発生する。
方、遅れ位相制御部7がONのときは遅れ時間がτ.’
(see) (τ1〉τ1′)となり、位相制御量τ
0−τ宜一τ1′〉0と進み位相となるため位相制御パ
ルスは変成器4が検出した負荷電圧よりもγ′角(γ′
〉γ)進んだ位相制御パルスを発生する。
(see) (τ1〉τ1′)となり、位相制御量τ
0−τ宜一τ1′〉0と進み位相となるため位相制御パ
ルスは変成器4が検出した負荷電圧よりもγ′角(γ′
〉γ)進んだ位相制御パルスを発生する。
上記遅れ位相制御部7は、第2図(a)に示すようにO
FFすなわち、γパルスを出力する状態Aと、ONすな
わち,γ′パルスを出力する状態Bとの切換えを一定の
周期で行なう。上記遅れ位相制御部7がOFFのとき、
すなわち、γパルスを出力する状態Aの場合には、従来
の装置と同様トリガパルス発生回路6よりサイリスタ3
a,3b,3c,3dのゲートに入力されるトリガパル
スは、サイリスクのペア3a,3dもしくは3b,3C
がONの状態の間にサイリスタのペア3b,3Cもしく
は3a,3dをONとし、先にONとなっていたサイリ
スタのペア3a,3dもしくは3b,3cに負荷回路1
4のコンデンサ2より逆電流を流してOFFとし、上記
トリガパルスの位相はサイリスタ3a,3b,3c,3
dのターンオフタイムで決定される比較的小さな進み位
相角γであるため、負荷電圧を負荷回路14の共振周波
数In (Hz )で反転させ、負荷回路14には周波
数Inの負荷電流を流す。
FFすなわち、γパルスを出力する状態Aと、ONすな
わち,γ′パルスを出力する状態Bとの切換えを一定の
周期で行なう。上記遅れ位相制御部7がOFFのとき、
すなわち、γパルスを出力する状態Aの場合には、従来
の装置と同様トリガパルス発生回路6よりサイリスタ3
a,3b,3c,3dのゲートに入力されるトリガパル
スは、サイリスクのペア3a,3dもしくは3b,3C
がONの状態の間にサイリスタのペア3b,3Cもしく
は3a,3dをONとし、先にONとなっていたサイリ
スタのペア3a,3dもしくは3b,3cに負荷回路1
4のコンデンサ2より逆電流を流してOFFとし、上記
トリガパルスの位相はサイリスタ3a,3b,3c,3
dのターンオフタイムで決定される比較的小さな進み位
相角γであるため、負荷電圧を負荷回路14の共振周波
数In (Hz )で反転させ、負荷回路14には周波
数Inの負荷電流を流す。
一方、遅れ位相制御部7がONのとき、すなわち,γ′
パルスを出力する状態Bの場合には,トリガパルスの進
み位相角はγ角よりも大きいγ′角のため、先にONと
なっていたサイリスタのペア3a,3aもしくは3b,
3cは上記の状態Aの場合よりも早(OFFとなる。こ
の場合、負荷電圧は上記の状態Aの場合よりも大きいた
め,サイリスタのペア3 a + 3 dもしくは3
b,3cをOFFとするためには上記状態Aの場合より
も大きな転流エネルギを必要とし、そのためコンデンサ
2の静電容量は見掛け上微減したことになり、負荷回路
l4の共振周波数はそれに対応して微増し、負荷回路1
4に流れる負荷電流の周波数は0.3〜0596微増し
てf.〔ル〕よりIn+a(ル〕となる。
パルスを出力する状態Bの場合には,トリガパルスの進
み位相角はγ角よりも大きいγ′角のため、先にONと
なっていたサイリスタのペア3a,3aもしくは3b,
3cは上記の状態Aの場合よりも早(OFFとなる。こ
の場合、負荷電圧は上記の状態Aの場合よりも大きいた
め,サイリスタのペア3 a + 3 dもしくは3
b,3cをOFFとするためには上記状態Aの場合より
も大きな転流エネルギを必要とし、そのためコンデンサ
2の静電容量は見掛け上微減したことになり、負荷回路
l4の共振周波数はそれに対応して微増し、負荷回路1
4に流れる負荷電流の周波数は0.3〜0596微増し
てf.〔ル〕よりIn+a(ル〕となる。
上記負荷電圧ネ・よび負荷電流は、上記遅れ位相制御部
7がON、OFF動作を繰り返すため、第2図(b)に
示すように周波数の切換えが繰り返えされる。上記によ
り、誘導加熱炉に電力を供給する高周波電源の周波数を
加熱性能に影響しない0. 3〜0. 5 96程度で
変動させることができるようになり、めっき鋼板の振動
が変動し、振動の節が移動して一定しないため、誘導加
熱の際にめっき鋼板上に表われ品質上の重大欠陥である
縞模様の発生を防止することができた。
7がON、OFF動作を繰り返すため、第2図(b)に
示すように周波数の切換えが繰り返えされる。上記によ
り、誘導加熱炉に電力を供給する高周波電源の周波数を
加熱性能に影響しない0. 3〜0. 5 96程度で
変動させることができるようになり、めっき鋼板の振動
が変動し、振動の節が移動して一定しないため、誘導加
熱の際にめっき鋼板上に表われ品質上の重大欠陥である
縞模様の発生を防止することができた。
本発明は、電圧検出回路の出力信号を入力しこの位相を
周期的に変更する回路を備えたことによって誘導加熱炉
に電力を供給する高周波電源の周波数を加熱性能に影響
しない数%程度で変動させることができるようになり、
めっき鋼板の振動が変動し,振動の節が移動して一定し
ないため、誘導加熱の際にめっき鋼板上に表われ品質上
の重大欠陥である縞模様の発生が防止できた。
周期的に変更する回路を備えたことによって誘導加熱炉
に電力を供給する高周波電源の周波数を加熱性能に影響
しない数%程度で変動させることができるようになり、
めっき鋼板の振動が変動し,振動の節が移動して一定し
ないため、誘導加熱の際にめっき鋼板上に表われ品質上
の重大欠陥である縞模様の発生が防止できた。
第1図は本発明の一実施例の説明図、第2図の(a)
(b)は上記一実施例の作用の説明図、第3図は従来の
誘導加熱炉の説明図、第4図は第3図のIV−IV矢視
図、第5図は上記従来の装置により発生する縞模様の説
明図、第6図は上記従来の装置による圧縮力の説明図、
第7図は上記従来の装置によるめっき鋼板の振動の説明
図、第8図は従来の電源装置の説明図、第9図は上記従
来の電源装置の等価回路図、第10図は上記従来の装置
の作用の説明図である。 1・・・負荷コイル、2・・・コンデンサ、3・・・高
周波インバータ、3a,3b,3C,3d−・・サイリ
スタ、4−・・検出電圧変成器、5・・・位相遅れ部6
・・・位相進み部、7・・・遅れ位相制御回路、8・・
・位相制御回路、9・・・トリガパルス発生回路,11
・・・直流電源、13a,13b.13C,13d・・
・スイッチ 14・・・負荷回路、17・・・高周波電
源装置,18・・・縞模様。 代埋人 石 川 折 第1図 第3図 第4図 第5図 第6図 24 24 第″7図 第9図 第10囮 よ角
(b)は上記一実施例の作用の説明図、第3図は従来の
誘導加熱炉の説明図、第4図は第3図のIV−IV矢視
図、第5図は上記従来の装置により発生する縞模様の説
明図、第6図は上記従来の装置による圧縮力の説明図、
第7図は上記従来の装置によるめっき鋼板の振動の説明
図、第8図は従来の電源装置の説明図、第9図は上記従
来の電源装置の等価回路図、第10図は上記従来の装置
の作用の説明図である。 1・・・負荷コイル、2・・・コンデンサ、3・・・高
周波インバータ、3a,3b,3C,3d−・・サイリ
スタ、4−・・検出電圧変成器、5・・・位相遅れ部6
・・・位相進み部、7・・・遅れ位相制御回路、8・・
・位相制御回路、9・・・トリガパルス発生回路,11
・・・直流電源、13a,13b.13C,13d・・
・スイッチ 14・・・負荷回路、17・・・高周波電
源装置,18・・・縞模様。 代埋人 石 川 折 第1図 第3図 第4図 第5図 第6図 24 24 第″7図 第9図 第10囮 よ角
Claims (1)
- 負荷回路が接続された高周波インバータの出力側より検
出電圧信号を入力し上記高周波インバータを構成するサ
イリスタのゲートへ進み位相角信号を出力する進み位相
角設定回路を備えた電源制御装置において、上記高周波
インバータの出力側より検出電圧信号を入力する電圧検
出回路の途中に、検出電圧信号の位相を周期的に制御す
る位相制御回路を備えたことを特徴とする合金化用誘導
加熱における電源制御装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1182271A JPH0349561A (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 合金化用誘導加熱における電源制御装置 |
| CA002161461A CA2161461C (en) | 1989-07-14 | 1989-12-21 | Induction heating apparatus |
| AU47111/89A AU620482B2 (en) | 1989-07-14 | 1989-12-21 | Induction heating apparatus |
| CA002006384A CA2006384C (en) | 1989-07-14 | 1989-12-21 | Induction heating apparatus |
| US07/454,422 US5126522A (en) | 1989-07-14 | 1989-12-21 | Induction heating apparatus for preventing the formation of stripes on plated steel |
| EP89123712A EP0407660B1 (en) | 1989-07-14 | 1989-12-22 | Induction heating apparatus |
| DE68921204T DE68921204T2 (de) | 1989-07-14 | 1989-12-22 | Induktionsheizvorrichtung. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1182271A JPH0349561A (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 合金化用誘導加熱における電源制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0349561A true JPH0349561A (ja) | 1991-03-04 |
Family
ID=16115347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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