JPH04112483A - 誘導加熱装置 - 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］ この発明は、鍛造用の誘導加熱装置に関するものである
。

特に、誘導加熱装置において、誘導加熱コイルに電力を
供給する誘導加熱コイル用インバータ装置に間するもの
である。

［従来の技術］ 従来例の構成及び動作を第３図及び第４図を参照しなが
ら説明する７ 第３図は従来の誘導加熱装置の構成を示す回路図、第４
図は従来の誘導加熱装置の動作を示すタイミングチャー
ト国である６ Ｕ、Ｘ相交流電源（１ｍＶ、Ｘ相交流電源（２）及びＷ
、Ｚ相交流電源（３）は、６個のサイリスタ（６）、（
７）、（８）、（９）、（１０）、及び（１１）により
直流電圧に変換され、リアクトル（１２）により電流の
リップル分が平滑される。

逆変換素子（トランジスタ）（１３）及び（１６）と、
逆変換素子（１４）及び（１５）が各々対になって交互
にオン、オフを繰り返し、負荷である誘導加熱コイル（
１８）と力率改善用コンデンサ（１９）に交流電力を供
給する。

電圧基準用可変抵抗器（２３）は、出力電圧検出用変圧
器（２０）より整流ダイオード（２１）を通った電圧フ
ィードバック信号を電圧コントロール用オペアンプ（２
４）で制御し電流基準値を出力する。

電流コントロール用オペアンプ（２５）は、上記電流基
準値と、ＣＴ（４）及び（５）から整流ダイオード（２
２）を通った電流フィードバック値が一致するように制
御し、直流電圧基準値が位相制御回路（３０）に入力さ
れる。

サイリスタ（６）〜（１１〉の位相制御用変圧器（２７
）、（２８）及び（２９〉は、その２次側が位相制ｍ回
路（３０）に接続されている。位相制御回＃Ｉ（３０＞
は、オペアンプ（２５）がら出力される直流電圧基準値
と位相制御用変圧器（２７）〜（２９）の正弦波曲線に
よりゲートパルスユニット（３１）、（３２）、（３３
）、（３４）、（３５）及び（３６）に指令を出しサイ
リスタ（６）〜（１１）はゲートパルスユニット（３１
）〜（３６）で点弧され直流電圧を供給する６ 位相制御回路（３０）は、オペアンプ（２５）からの直
流電圧基準値と位相制御用変圧器（２７）〜（２９）か
ら入力された正弦波曲線をフィルタ（５１）、（５２）
、（５３）、（５４）、（５５）及び（５６）て波形整
形及び位相調整し、コンパレータ（５８）、（５９）、
（６ｏ）、（６１）、（６２）及び（６３）でＣＣレベ
ルと比較しコンパレータのマイナス端子よりプラス端子
の電圧が高くなれば各コンパレータの出力端子かハイ（
ｂｉｇｈ）となって、Ｒ−Ｓフリップフロップ（６４）
、（６５）、（６６）、（６７）、（６８）及び（６つ
）のＲ端子にハイが供給され。

Ｒ−Ｓクリップフロップ（６４）〜（６９）のＱ端子が
ロー（ｌｏｗ）となり、ゲートパルスユニット（３１）
〜（３６）からサイリスタ（６）〜（１１）のケートに
パルスが与えられる。

各Ｒ−Ｓフリップフロップ（６４）〜〈６９）は、２相
遅れのゲートパルス発生タイミングて゛ＮＯＴ素子（７
０）、（７１）、（７２）、（７３）（７４）及び（７
５）を介してＳ端子かハイとなり出力Ｑ端子もハイとな
りリセットされる。

例えば、位相の制御は、２相をフィルタ（５１）で９０
度遅らせて位相０度でコンパレータ（５８）のプラス端
子がマイナス電圧最大となる正弦波曲線とＣＣレベル（
直流電圧基準値）とを比較してＣＣレベルよりコンパレ
ータ（５８）のプラス端子の電圧が高くなるとＲ−Ｓフ
リップフロ・ツブ（６４）のＱ端子がローとなりゲート
パルスユニット（３１）よりゲートパルスが出力される
。

Ｒ−Ｓフリップフロップ（６４）のＱ端子は、■相の点
弧時にＮＯＴ素子（７ｏ）を通りＲ−Ｓフリップフロッ
プ（６４）のＳ端子がハイとなることにより、ハイにな
ってリセットされる。

ここで、第４図において、（ａ＞は交流電源（１）〜（
３）の電圧波形、（ｂ）はフィルタ（５１）及び（５６
）の出力である正弦波曲線α及びβ、（Ｃ）はコンパレ
ータ（６３）の出力、（ｄ）はＲ−ｓフリップフロップ
（６９）のＱ端子の出力、（ｅ）はコンパレータ（５８
）の出力、（ｆ）はＲ−Ｓフリップフロップ（６４）の
Ｑ端子の出力をそれぞれ示している。

この位相制御回路（３ｏ）は、例えば、第４図（ａ）に
示すように、Ｗ相の電圧のみ降下した場合、フィルタ（
５１）の出力電圧が他相よりマイナスレベルが少なくな
りコンパレータ（５８）は他相より早くハイとなり、位
相のサイリスタ（６）が他相より早く点弧して直流電圧
がトがりコンデンサ（１９）、誘導加熱コイル（２０）
の電流が急激に増えて逆変換素子（１３）〜（１６）を
破損することがあった。

［発明が解決しようとする課題］ 前述したような従来の誘導加熱装！では、交流電源が急
激に変動すると、例えば、６相のうち１相のみ電圧が降
下すると点弧相の制御を他相の正弦波曲線を使用してい
るため、サイリスタの点弧パルスの位相が飛び出し、急
激に直流電圧が上がり負荷に過電流が流れ、逆変換素子
を破損するという問題点があった。

この発明は、前述した問題点を解決するためになされた
もので、急激な特定相の電圧降下があっても直流過電圧
を防止し、逆変換素子を破損から保護することができる
誘導加熱装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る誘導加熱装置は、次に掲げる手段を備え
たものである。

〔１〕　交流電源を直流電圧に変換する順変換手段。

１２〕　前記順変換手段の出力を逆変換して誘導加熱コ
イルに交７ＶＬ電力を供給する逆変換手段。

〔３〕　前桁点弧から一定期間経過後に次相を点弧する
位相制御手段６ ［作用］ この発明においては、順変換手段によって、交流電源が
直流電圧に変換される。

また、逆変換手段によって、前記順変換手段の出力が逆
変換されて誘導加熱コイルに交流電力が供給される。

そして、位相制御手段によって、前桁点弧から一定期間
経過後に次相か点弧される。

［実施例］ この発明の実施例の構成を第１図を参照しながら説明す
る。

第１図は、この発明の一実施例のうち位相制御回路（３
０Ａ）を示す回路図であり、フィルタ（５１）〜（５６
）、コンパレータ（５８）〜（６３）、Ｒ−Ｓフリップ
フロップ（６４）〜〈６９）及びＮＯＴ素子（７０）〜
（７５）は前記従来装置の位相制御回路（３０）のもの
と全く同一であり、位相制御回路Ｄ１外は前記従来装置
のものと全く同一である。

第１図において、この発明の一実施例のうち位相制御回
路（３０Ａ）は、前述した従来装置の位相制御回路（３
０）のものと全く同一のものと、コンパレータ（５８）
〜（６３）の出力端子にそれぞれ接続された微分素子（
７６）、（７７）、（７８）、（７９）、（８０）及び
（８１）と、微分素子（７６）〜（８１）にそれぞれ接
続されたＮＯＴ素子（８２）、（８３）、＜８４）、（
８５）、（８６）及び（８７）と、入力端子の一方が隣
のＮＯＴ素子（８２）〜（８７）に接続され、入力端子
の他方がコンパレータ（５８）〜〈６３）に接続され、
かつ出力端子がＲ−Ｓフリップフロップ（６４）〜（６
９）のＲ端子に接続された２人力のＡＮＤ素子（８９）
、（９０）、（９１）、（９２）、（９３）及び（９４
）とから構成されている。

ところで、この発明の順変換手段は、前述したこの発明
の一実施例ではサイリスタ（６）〜（１１）から構成さ
れ、逆変換手段は、リアクトル（１２）及びトランジス
タ（１３）〜（１６）から構成され、位相制御手段は、
ＣＴ（４）、（５）、変圧器（２０）〜オペアンプ（２
５）、変圧器（２７）　〜（２９＞、位相制御回路生Ａ
）及びゲートパルスユニット（３１）〜（３６〉から構
成されている。

つぎに、前述した実施例の動作を第２図を参照しながら
説明する。

第２図（ａ）〜（ｇ）は、この発明の一実施例の位相制
御回路＜３ＯＡ）の動作を示すタイミングチャート図で
ある。

第２図において、（ａ）は交流電源（１）〜（３）の電
圧波形、（ｂ）はフィルタ（５１）及び（５６）の出力
である正弦波曲線α及びβ、（ｃ）はコンパレータ（６
３）の出力、（ｄ）はＲ−Ｓフリップフロップ（６９）
のＱ端子の出力、（ｅ）はコンパレータ（５８）の出力
、（ｆ）はＮＯＴ素子（８７）の出力、（ｇ＞はＲ−３
７リツプフロツプ（６４）のＱ端子の出方をそれぞれ示
している。なお、（ａ＞図における斜線部は第４図（ａ
＞と同様に直流電圧を示す６ 微分素子（７６）〜（８１）は、コンパレータ（５８）
〜（６３）の出力がハイの時のみ一定期間ハイを出力す
る。

例えば、第２図（ａ＞に示すように、Ｗ相が急激に電圧
降下してもコンパレータ（６３）の出力がハイの後、微
分素子（８１）てＡＮＤ素子（８つ）を一定期間ローに
しているため、コンパレータ（５８）が通常時より早く
ハイとなっても微分素子（８１）の微分時間中はＲ−Ｓ
フ・リップフロップ（６４）のＲ端子への入力をローに
押さえているため、Ｕ相の点弧も押さえられ直流過電圧
の値が少なくなり第３図に示すトランジスタ（１３）〜
（１６）の破損を防止することができる。

この発明の一実施例は、前述したように、例えば、Ｙ相
点弧後、一定期間経過しないとＺ相が点弧しないように
動作する位相制御回路（３０Ａ）を備えているので、急
激な特定相の電圧降下があっても直流過電圧を防止し逆
変換素子（トランジスタ）の破損を無くすことができ、
信頼性を向上することができるという効果を奏する。

し発明の効果］ この発明は、以上説明したとおり、交流電源を直流電圧
に変換する順変換手段と、この順変換手段の出力を逆変
換して誘導加熱コイルに交流電力を供給する逆変換手段
と、前桁点弧から一定期間経過後に次相を点弧する位相
制御手段とを備えたので、急激な特定相の電圧降下があ
っても直流過電圧を防止し、逆変換素子を破損から保護
することができるという効果を奏する６

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のうち位相制御回路を示す
回路図、第２図はこの発明の一実施例の動作を示すタイ
ミングチャート図、第３図は従来の誘導加熱装置を示す
回路図、第４図は従来の誘導加熱装置の動作を示すタイ
ミングチャート図である。 図において、 （５１）〜（５６）　・　　フィルタ、（５８）〜（６
３）　・・・　コンパレータ、（７６）〜　８１）　・
・　微分素子、（８２）〜　８７）　・・　ＮＯＴ素子
、（８つ）〜　９４）　・・・　ＡＮＤ素子、（７０）
〜　７５）　・・・　ＮＯＴ素子、（６４）〜　６９）
　・・・　Ｒ−Ｓフリップフロ・ンプである。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 交流電源を直流電圧に変換する順変換手段、この順変換
   手段の出力を逆変換して誘導加熱コイルに交流電力を供
   給する逆変換手段、及び前相点弧から一定期間経過後に
   次相を点弧する位相制御手段を備えたことを特徴とする
   誘導加熱装置。