JPH0410380A - 誘導加熱制御装置 - 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） 本発明は抄紙機の回転ロールに適用される誘導加熱制御
装置に関するものである。

（従来の技術） 一般に誘導加熱装置には、その磁束発生源に直流コイル
を用いるものと、交流コイルを用いるものとがあり、そ
れぞれ異なった特徴をもっている。

まず第３図に基づいて直流コイルを用いた誘導加熱装置
を説明する。図において、１は回転ロール、５はロール
駆動装置、６８〜６ｎは直流コイルであり、回転ロール
１はロール駆動装置５で回転可能になっており、複数の
直流コイル６ａ６ｂ−−−６ｎが回転ロール１の軸方向
に接近させて配列されている。そして複数の励磁袋Ｗ８
ａ、８ｂ８ｎによって、それぞれに対応した直流コイル
６ａ。

６　ｂ−−６ｎが励磁されるようになっており、これに
よって回転ロール１の表面に直流磁束１７ａ、１７ｂ１
７ｎを供給する。そのとき回転ロール１の表面にはうず
電流が発生し、そのジュール熱によって回転ロール１が
加熱される。一方加熱制御装置１０からは、励磁装置８
ａ、８ｂ−８ｎに対して加熱指令信号９ａ、９ｂ−−９
ｎが出力され、これによって回転ロール１の軸上の加熱
分布の制御を行なうことができるようになっている。

直流コイルを用いた誘導加熱装置の大きな特徴は、回転
ロールを加熱するためのエネルギーがロール駆動装置５
によってまかなわれるということである。第４図にこの
様子を示す。直流コイル６ａ〜６ｎによって直流磁束１
７ａ、１７ｂ−１７ｎが回転ロール１の表面に供給され
ると、回転ロール１には磁束を横切るときに発生するブ
レーキトルク１５が作用する。したがってこのままの状
態であればロールの回転速度が減少してしまうため、ロ
ール駆動装置５の出力を増加させて回転トルク１６を増
大させれば、ロールの回転速度は減少することなくロー
ルの加熱が持続される。

第５図に加熱量の特性図を示す。この加熱量は直流電流
７ａ、７ｂ　−−−７ｎが増えるに従って増加する。こ
れは前述のうず電流が、直流磁束１７ａ、１７ｂ・−・
１７ｎの大きさに比例するからである。同様に加熱量は
ロールの回転速度が大きくなるに従って増加する。これ
は回転ロール１の表面が直流磁束１７ａ、　１７ｂ−・
−１７ｎを横切る速さに比例して、うず電流が発生する
からである。よって回転ロール１が静止しているときは
、直流電流７ａ、７ｂ７ｎを流しても加熱は行なわれな
い。

次に第６図に基づいて交流コイルを用いた誘導加熱装置
を説明する。この交流式誘導加熱装置は、第３図の直流
コイル６ａ、６ｂ−６ｎを交流コイルｌｌａ、１ｌｂ−
１Ｉｎに、そして励磁装置８ａ、８ｂ８ｎをインバータ
１２ａ、１２ｂ−１２ｎに代えたものであり、回転ロー
ルｌの表面には交流磁束１９ａ。

１９ｂ−１９ｎが供給されるようになっている。この交
流磁束１９ａ、１９ｂ−１９ｎは、第７図、第８図及び
第９図に示すように、ある周波数でその方向が変化し、
このときにうず電流が発生して回転ロールｌの表面が加
熱される。よって交流コイルを用いた誘導加熱装置にお
ける加熱量は、ロール回転速度に依存しない点が直流コ
イルの場合と異なる。さらに加熱のためのエネルギーは
、第６図のインバータ１２ａ、１２ｂ−１２ｎが供給し
、直流コイルの場合のようにロール駆動装置５が行なう
ものではない。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べてきたように直流コイルを用いた誘導加熱装置
の場合には、操業条件や操業上の目的のために、ロール
回転速度を低速域から高速域までの間で頻繁に変えなが
ら運転するとき、低速域での加熱量が不足するという問
題がある。

これは、第５図で説明したような直流コイルの特性によ
るものである。そこで、このような場合は、加熱量がロ
ール回転速度に依存しない交流コイルを用いた誘導加熱
装置を適用すれば良いが、交流コイルを用いた誘導加熱
装置にあっては、回転ロールを加熱するためのエネルギ
ーは、全て第６図のインバータ１２ａ、１２ｂ−１２ｎ
から供給せねばならず、直流コイルの場合に比べて大き
な電源設備を設けなければならないという問題がある。

特に、既存の回転ロール装置に交流コイルを用いた誘導
加熱装置を設ける場合には、前記電源設備を新設する必
要があり、製品コストや工事コスト、或いは工事期間が
多大なものになるという問題があった。

本発明は誘導加熱手段として直流コイルと交流コイルの
双方を用い、双方の出力の選択を行なう選択装置を設け
、さらにロール回転速度検出器とその信号を前記選択装
置へフィードバックするフィードバック装置を設けるこ
とにより、前記従来の課題を解決しようとするものであ
る。

（課題を解決するための手段） このため、本発明はロール駆動装置によって回転させる
ことができる回転ロールに近接して直流コイル及び交流
コイルを配設し、前記直流コイルを励磁装置を介して選
択装置に接続するとともに、前記交流コイルをインバー
タを介して選択装置に接続し、前記選択装置を回転ロー
ルの回転速度及び加熱制御装置からの信号に基づいて制
御するように構成してなるもので、これを課題解決のた
めの手段とするものである。

（作用） 本発明のフィードバック装置では、ロール回転速度信号
と、任意に設定できるロール回転速度下限値を比較し、
前者が後者より小さくなったとき直流コイルによる加熱
に加え、或いは直流コイルによる加熱に代えて、交流コ
イルによる加熱を開始させる指令を選択装置に対して出
すようにして、低速域においても不足のない加熱量を維
持できる。またロール駆動装置の容量に余裕がある場合
には、直流コイルと交流コイルを併用することにより、
交流コイルのための電源設備を交流コイルのみを用いる
場合に比べて小さくすることができる。

（実施例） 以下、本発明を図面の実施例に基づいて説明すると、第
１図は本発明の誘導加熱制御装置の構成図である。

第１図において、■は回転ロールで、この回転ロール１
には軸２ａ、２ｂが設けられており、この軸２ａ、２ｂ
は支持フレーム４ａ、４ｂに設けられている軸受３ａ、
３ｂによって支持されている。軸２ａの一方の端部には
回転ロール１を回転させるためのロール駆動装置５が取
付けられており、さらにロール駆動装置５にはロールの
回転速度を検出するための回転速度検出器２１が取付け
られている。また、回転ロール１に接近して直流コイル
６ａ〜６ｎと交流コイルｌｌａ〜ｌｌｎが配設されてお
り、直流コイル６８〜６ｎは励磁装置８８〜８ｎを介し
て、また交流コイルｌｌａ〜ｌｌｎはインバータ１２ａ
〜１２ｎを介して選択装置２５ａ〜２５ｎに接続されて
いる。選択装置２５ａ〜２５ｎは、直流コイルもしくは
交流コイルによるロールの加熱又は双方同時によるロー
ルの加熱のいずれかを選択するためのものであり、この
選択装置は励磁装置８ａ〜８ｎ又はインバータ１２ａ〜
１２ｎに対して加熱指令信号を出す加熱制御装置１０か
らの信号及びフィードバック装置２３からの信号に基づ
いて作動されるようになっている。なお、直流コイル６
８〜６ｎによるロールの加熱の作用及び交流コイルｌｌ
ａ〜１１ｎによるロール加熱の作用は従来例のものと同
じであるのでその説明はここでは省略する。

ここで直流コイル６ａ、６ｂ　−−−６ｎだけで誘導加
熱が行なわれている状態において、操業上の何らかの理
由から回転ロール１の回転速度が減少していったものと
する。一方回転速度検出器２１は、回転ロール１の回転
速度を常に検出し、その回転速度信号２２をフィードバ
ック装置２３に伝えている。フィードバック装置２３で
はこの信号と加熱制御装置１０で任意に設定された回転
速度下限値２４とを比較する。そして回転速度検出器２
１からの回転速度信号２２の大きさが回転速度下限値以
下になったとき、回転速度低下信号１８を選択装置２５
ａ、２５ｂ−２５ｎへ出力する。すると選択装置２５ａ
、２５ｂ−２５ｎは直流加熱指令信号９ａ、９ｂ９ｎを
最大（１００％）に固定し、さらに交流加熱指令信号２
０ａ、２０ｂ−２Ｏｎを増やしていく。この結果直流コ
イル６ａ、６ｂ・・−６ｎに加えて交流コイル１１ａ、
ｌ１ｂ−−４Ｉｎによる誘導加熱が開始され、直流コイ
ル６ａ、６ｂ−６ｎの加熱不足を補なうことが可能とな
る。なお、この場合交流コイルｌｌａ、　１ｌｂ−４Ｉ
　ｎ側からみると、総加熱量の一部をロール駆動装置５
が負担してくれるため、インバータ１２ａ、１２ｂ　−
−−１２ｎの電源設備の大きさを、交流コイルＩｌａ、
ｌｌｂ　−１１ｎのみを使用した場合より小さくするこ
とができる。

次に前記交流加熱指令信号を増やしていく様子を説明す
る。

第２図は、ロール回転速度が低下したとき、直流コイル
の加熱出力が減少する様子を表わしたものである。最初
、ロールの回転速度は十分大きく、直流コイルの加熱特
性が点線に従っていたものとする。そしてこのときの直
流電流（直流加熱指令信号）が５０％、加熱量がＰだっ
たとする。次にロール回転速度が何らかの理由で低下し
、前記加熱特性が実線のようになったとすると、直流電
流（直流加熱指令信号）を最大の１００％に上げても、
加熱量はＱまで減少してしまう。そこでこのようなとき
には、 −Ｑ に相当する交流加熱指令信号を出して、交流コイルによ
る誘導加熱を開始すれば、不足分の加熱エネルギーを補
充することができる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、ロール回転速度が何らか
の理由で減少しても、必要な量の加熱が交流コイルを介
して供給可能となり、常に安定した加熱エネルギーを確
保することができる。また交流誘導加熱に必要な電源設
備の大きさを、交流誘導加熱のみの場合と比べて小さく
できるので、誘導加熱装置の製品コストや工事コスト、
或いは工事期間を節約することが可能となる等のすぐれ
た効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る誘導加熱制御装置の系統
図、第２図はロール回転速度低下時の直流コイルの出力
変化を表わした説明図、第３図は従来の直流誘導加熱装
置の斜視図、第４図は直流誘導加熱の原理図、第５図は
直流コイルの加熱特性線図、第６図は従来の交流誘導加
熱装置の斜視図、第７図、第８図は交流磁束の時間変化
を表わす説明図、第９図は交流電流と交流磁束密度の時
間変化を表わす線図である。 図の主要部分の説明 １−　　回転ロール　　　２ａ、２ｂ−・−軸３ａ、３
ｂ　−−軸受　　　　４ａ、４ｂ　−支持フレーム５・
−・ロール駆動装置　６８〜６ｎ−直流コイル７８〜７
ｎ−直流電流　　８８〜８ｎ−励磁装置９ａ〜９ｎ−直
流加熱指令信号 １〇−加熱制御装置　　１１ａ〜１１ドー直流コイル１
２ａ〜１２　ｒｒ−インバータ １４ａ＝１４ｎ−一交流電流　１７ａ〜１７ｎ−直流磁
束１８一回転速度低下信号 １９ａ”−１９ｒｔ−ｍ−交流磁束 ２０ａ〜２０ｒｔ−交流加熱指令信号 ２１−回転速度検出器　２２−・回転速度信号２３−　
フィードバック装置 ２４一回転速度下限値　２５−選択装置２６ａ〜２６ｎ
−加熱指令信号 第２図 Ｍ直電Ａ最欠へ 第４図 第５図 加 兜３図 ！４４６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロール駆動装置によって回転させることができる回転ロ
   ールに近接して直流コイル及び交流コイルを配設し、前
   記直流コイルを励磁装置を介して選択装置に接続すると
   ともに、前記交流コイルをインバータを介して選択装置
   に接続し、前記選択装置を回転ロールの回転速度及び加
   熱制御装置からの信号に基づいて制御することができる
   ようにした誘導加熱制御装置。