JPH0410381A - 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、６ａ〜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で回転させられるようになっている
。また複数の直流コイル６ａ、　６ｂ−６ｎが回転ロー
ル１の軸方向に接近させて配列して設けられている。そ
して複数の励磁装置８ａ、　８ｂ−・−８ｎによってそ
れぞれに対応した直流コイル６ａ、　６ｂ・−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、　１７ｂ−４７ｎが供給さ
れるようになっている。直流磁束１７ａ、　１７ｂ−４
７ｎがロールｌの表面に供給されると、回転ロール１の
表面にうず電流が発生し、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８ａ、　８ｂ−−−８ｎに対して加熱指令信号９
ａ、　９ｂ−９ｎ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
状態を示す。第４図において、直流コイル６８〜６ｎに
よって直流磁束１７ａ、　１７ｂ−１７ｎが回転ロール
１０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。従っ
てこのままの状態であると、ロール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を増大させると、ロールの回転速度は減少す
ることなく前述のロール加熱が持続される。

第５図に加熱量の特性図を示す。先ず加熱量は直流電流
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、１７ｂ１７ｎの
大きさに比例するからである。同しく加熱量はロール回
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ｌ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７
ａ、　７ｂ７ｎを流しても加熱は行われない。

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、　１１
ｂ−１１ｎに、そして励磁装置８ａ、８ｂ−８ｎをイン
バータ１２ａ、　１２ｂ−・−４２ｎに代えたものであ
り、回転ロール１の表面には交流磁束１９ａ、１９ｂ１
９ｎが供給されるようになっている。この交流磁束１９
ａ、　１９ｂ−４９ｎ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１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。更に加熱のためのエネルギーは、第６図の
インバータ１２ａ、　１２ｂ−４２ｎ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、回転ロールを加熱するためのエネルギーは
ロール駆動装置から供給されるので、その出力容量に余
裕がない場合に加熱量が不足してそれ以上加熱が行えな
くなるという問題があった。これは特に既存の回転ロー
ルに適用するとき直面する問題である。

そこで本発明は、出力容量に余裕がない直流式誘導加熱
装置において、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、更にロール駆動装置の出力を検出する駆動出力
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、前述の問題
点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共に、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において
、前記選択装置は、回転ロールの回転速度が加熱制御装
置において設定したロール駆動出力信号値を上回ったと
き、交流コイルを作動させるようにしてなるもので、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、ロール駆動装置の駆
動出力信号と加熱制御装置において任意に設定できる駆
動出力上限値を比較し、前者の大きさが後者のそれより
大きくなったとき、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わっ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。こうする
ことによって、ロール駆動装置の出力容量が不足した場
合でも、その不足分の加熱量の供給を維持することがで
き、ロール駆動装置の出力容量の不足を簡単に補うこと
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装置の構成図である。第１図にお
いて、１は回転ロールで、この回転ロールエには軸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、更にロール駆
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ｌに
は、近接して直流コイル６８〜６ｎが配設されており、
この直流コイル６８〜６ｎは励磁装置８ａ〜８ｎを介し
て選択装置２５ａ〜２５ｎに接続されている。更に回転
ロールｌには、ロール駆動装置の加熱容量不足を補うた
めの交流コイルｌｌａ〜ｌｌｎが配置されており、この
交流コイルｌｌａ〜ｌｌｎはインバータ１２ａ〜１２ｎ
を介し前記の選択装置２５ａ〜２５ｎに接続されている
。

この選択装置は、直流コイルによる加熱に加え、交流コ
イルによる加熱を行なうことができるように加熱状態を
選択するためのものであり、この選択装置２５ａ〜２５
ｎは、加熱制御装置１ｏ及びフィードバンク装置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６８〜６ｎによる回転ロールの加熱作用及
び交流コイルｌｌａ〜ｌｌｎによる回転ロールの加熱作
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。

次に以上の如く構成された実施例について作用を説明す
ると、先ず直流コイル６ａ、　６ｂ−・−６ｎだけで誘
導加熱が行われている状態において、操業上の要求から
直流加熱指令信号９ａ、　９ｂ−・−９ｎが増加し、こ
の結果ロール駆動装置５の駆動出力信号２２の大きさが
増え始めたものとする。

一方駆動出力検出器２１は、ロール駆動装置５の駆動出
力を常に検出し、その駆動出力信号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ＩＯで任意に設定されたロール
駆動出力上限値２４を比較している。そして前者の大き
さが後者のそれより大きくなったとき、駆動出力超過信
号１８を選択装置２５ａ、　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。

９ｂ−−−９ｎをその時の大きさに固定し、更に交流加
熱指令信号２０ａ、　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ｌｌａ、　１ｌｂ−１ｉｎによる誘導加熱
が開始され、ロール駆動装置５の出力容量の不足を補う
ことが可能となる。

第２図は以上の点を直流コイルの加熱特性で説明したも
のである。先ずロール駆動装置の出力容量の余裕がＰだ
ったとする。そして直流電流（直流加熱指令信号）が８
０％のときの加熱量が、同じくＰだったとする。つまり
これ以上直流コイルによる加熱量を増やすことができな
い訳である。このとき操業上の要求から、Ｑの加熱量が
必要になったとすると、Ｑ−Ｐ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る訳
である。

一方第１図の交流コイルｌｌａ、　１ｌｂ−−１１ｎに
とっても、総崩熱量の一部をロール駆動装置５が負担す
るので、インバータ１２ａ、　１２ｂ−１２ｎの電源設
備の大きさを、交流コイルｌｌａ、　１１ｂ−１Ｉｎの
みを使用した場合よりも小さくすることができる。第２
図でいうと、総崩熱量Ｑを必要とする誘導加熱装置でロ
ール駆動装置の出力容量の余裕がＰあれば、交流コイル
の電源設備はＱＰで済む訳である。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、ロール駆動装置の出力容
量が小さい場合でも、交流誘導加熱装置を付加するだけ
で簡単に必要な量の加熱が可能となり、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。

【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図は直流コイルと交流コイルの加熱分担を表わ
した説明図、第３図は従来の直流誘導加熱装置を示す系
統図、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
を示す系統図、第７図及び第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 １一回転ロール　　　２ａ、　２ｂ−軸３ａ、　３ｂ−
軸受　　　　４ａ、　４ｂ−支持フレーム５−ロール駆
動装置　６ａ〜６ｎ・・・−直流コイル７ａ〜７ｎ−直
流電流　　８ａ〜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　ｎ−交流コイル １２ａ〜１２＋ｔ−インバータ １４ａ〜１４ｎ−・交流電流 １５−・ブレーキトルク １６−回転トルク １７ａ〜１７ｎ−・−直流磁束 １８−駆動出力超過信号 １９ａ〜１９　ｒｒ−交流磁束 ２０ａ〜２０ｎ−・・交流加熱指令信号２１−駆動出力
検出器 ２２−・駆動出力信号 ２３−　フィードバック装置 ２４−駆動出力上限値 ２５ａ〜２５　ｒｒ−・選択装置 ２６ａ〜２６ｎ−加熱指令信号 招４図 第５図 菌３図 ４し ！ＰＪｂ図 １ｎ

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
   共に、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において、前記選択装置は、
   回転ロールの回転速度が加熱制御装置において設定した
   ロール駆動出力信号値を上回ったとき、交流コイルを作
   動させるようにすることを特徴とする誘導加熱制御装置
   。