JPH043597Y2

JPH043597Y2 -

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Publication number: JPH043597Y2
Application number: JP1983058348U
Authority: JP
Priority date: 1983-04-19
Filing date: 1983-04-19
Publication date: 1992-02-04
Also published as: JPS59164489U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は誘導加熱電源等に適用される電流形イ
ンバータ装置に関し、特にインバータの出力周波
数可変範囲を拡大した場合に出力周波数設定値の
変更に対応して等価的に出力電圧設定値を多段に
切換制御する手段を備えた電流形インバータ装置
に関する。

この種の電流形インバータ装置の主回路を第１
図に示す。１０Ａはサイリスタ等の制御整流素子
により構成される順変換器で、電磁接触器１０Ｍ
を介して入力される交流AC入力を順変換するこ
とにより整流出力を得る。１０Ｌは順変換器１０
Ａの出力端に接続された直流リアクトル、１０Ｂ
はサイリスタ等の制御整流素子により構成される
逆変換器で、直流リアクトル１０Ｌを介して得ら
れる整流出力を逆変換した出力に基づき、整合コ
ンデンサ２０Ｃとワークコイル２０Ｌからなるタ
ンク回路２０へ所要の電流を供給して図示されな
い被加熱体等の負荷を加熱する。

ところで、第１図に示されるインバータ装置の
通常の周波数可変範囲は、定格周波数の100％〜
60％である。しかしながら、被加熱負荷の材質に
よつては、上記周波数範囲を大きく逸脱する場合
がある。従来このような場合には、第２図の如く
逆変換器１０Ｂの前段に始動回路１２を設けて対
処している。この始動回路１２は、始動サイリス
タ１２S₁，１２S₂とラツシユカレント抑制用抵抗
１２Ｒを直列に接続すると共に、始動サイリスタ
１２S₁，１２S₂の接続点と逆変換器１０Ｂとの間
に接続された直列コンデンサ１２Ｃに並列に電磁
接触器の接点１２MSと補助コンデンサ１２CSの
直列回路を接続して構成している。

上記のように構成することにより、始動時の数
H_z間の周波数が低い場合には始動サイリスタ１
２S₁，１２S₂及び逆変換器の１アーム分のサイリ
スタを所定のタイミングで交互にON−OFF制御
すると共に、接点１２MSを投入してコンデンサ
容量を大としてタンク回路２０に所要のパワーを
与えて電圧を確立させている。またタンク回路２
０の電圧確立時点で、始動回路１２の出力を遮断
すると共に、今までのOFF状態にある逆変換器
１０Ｂの他のアームをサイリスタトリガーして、
逆変換器の出力周波数を所定の出力周波数に切換
えて、通常時の運転モードを所定の加熱制御を行
なう。

しかしながら、このインバータ装置を例えば出
力電圧一定制御で運転しようとした場合、周波数
を切換えると、出力電圧が変化してしまい、出力
電圧一定制御を実現できない。即ち、例えば高周
波運転時の出力電圧を定格電圧として設定してお
くと、低周波で運転した場合には始動用のコンデ
ンサ１２CSを投入してコンデンサ容量を大きく
し、所定の電圧一定制御を行なうものであるが、
かかる周波数切換え時に際して第１図に示す従来
装置にあつては出力電圧そのものが低下してしま
う。こうした問題は以下のような原因に主として
起因している。従来から上述した出力電圧一定制
御を行うために出力電圧設定器の出力と逆変換器
１０Ｂの出力電圧検出値との偏差に基づき順変換
器１０Ａのゲートを制御する位相制御ループが設
けられている。通常、出力電圧の検出は電圧検出
用トランスで行つているが、上述したように周波
数が大幅に変化すると、この電圧検出用トランス
の周波数特性はインバータの定格周波数に合せた
特性であるので、低周波数領域では検出トランス
の二次側に表われる電圧の歪率が極端に大きくな
つて検出電圧そのものが変化して、定格周波数の
下で想定した位相制御ループの伝達特性に対して
変動要因（レギユレーシヨン）として作用してし
まう。このため、特にこのようなインバータ装置
を誘導加熱電源として使用する場合には、被加熱
体を均一に加熱することが難しく、また被熱体の
材質を変更した場合には同一の電源を使用するこ
とが困難となるなどの問題点があつた。

本考案は上記の点に鑑みてなされたもので、出
力周波数設定値の変更に対応して等価的に出力電
圧設定値を多段に切換制御する手段を設けて、出
力周波数設定値を変更しても常に出力電圧が一定
となることを可能にした電流形インバータ装置を
提供することを目的とする。

以下本考案の一実施例を添付された図面と共に
説明する。

第３図は本考案に係る共振負荷駆動用インバー
タ装置の一実施例を示すブロツク図で第１図及び
第２図と同一符号は同一物を示している。

３０はｎ個の出力周波数設定値の変更に対応し
て等価的に出力電圧設定値を設定する回路で、出
力周波数設定値f₁、f₂，……f_oに対応して夫々設
定器３０（１），３０（２），……３０ｎが設けら
れている。３２は所定の出力周波数変更指令によ
り所望の設定器の出力を切換選択する接点回路
で、各設定器３０（１），……３０ｉ，……３０
ｎに対応して夫々接点３２（１），３２（２），…
…３２ｎが設けられている。３４は逆変換器１０
Ｂの出力電圧検出回路で、電圧検出用トランス３
４Ｔ、このトランス３４Ｔの２次側出力を整流す
る整流器３４Ｒ、この整流器３４Ｒの出力を検出
する可変抵抗３４VRから構成されている。

３６は前述した接点回路３２により切換選択さ
れた所望の設定器の出力と出力電圧検出回路３４
の出力とをつき合せるつき合せ回路である。３８
はこのつき合せ回路３６の偏差量として得られる
電圧を増幅する電圧増幅器、４０はこの電圧増幅
器３８の出力に応じて順変換器１０Ａのゲートを
制御する位相制御回路である。

本考案の一実施例は上記のようであり、次にそ
の動作について説明する。

出力周波数が定格周波数に対して、例えば前述
したような100〜60％のときは、逆変換器１０Ｂ
の図示されないゲート制御回路により発振周波数
の調整を行えばよい。また出力周波数が定格周波
数の60％以下の場合には、逆変換器１０Ｂの発振
周波数を調整をしただけでは、逆変換器のサイリ
スタ群の余裕角ｒ（逆電圧期間）を確保できない
ので、第２図に示される従来技術の如く始動用直
列コンデンサを投入してコンデンサの容量を変更
する。

かかる場合、本考案では出力周波数が定格周波
数に対して上述した100〜60％の範囲を超えて変
更した場合でも、出力電圧一定制御を実現したも
のである。今、所定の出力周波数変更指令により
接点３２（１）が投入され、設定器３０（１）の
出力と出力電圧検出回路３４の出力とがつき合せ
回路３６でつき合され、その偏差の増幅値が位相
制御回路４０に入力され、その出力によつて順変
換器１０Ａを構成するサイリスタのゲートが制御
されているものとする。順変換器１０ＡはAC入
力をサイリスタの導通率に応じて順変換する。こ
れによつて得られた整流出力は逆変換器１０Ｂで
逆変換され、その出力がタンク回路２０に供給さ
れ、被加熱体等の加熱が行われる。このような状
態で、出力周波数設定を上述した範囲を超えて変
更するために所定の出力周波数変更指令が接点回
路３２に与えられ、例えば接点３２ｉが投入され
たとする。これによつて、つき合せ回路３２への
制御入力は設定器３０（１）の出力から設定器３
０ｉの出力へ切換えられる。この場合、予じめ各
設定器では出力周波数設定値の変更に対応した出
力電圧設定値が等価的に設定されているので、こ
の出力周波数設定値の変更に応じて出力電圧設定
値が自動的に変更されるため、つき合せ回路３６
からは適正な偏差量が出力され、その値により順
変換器１０Ａの出力電圧レベルが制御される。従
つて、逆変換器１０Ｂの出力電圧は出力周波数設
定値の変更があつても一定に保たれる。

第４図は本考案の他の実施例を示すブロツク図
であり、第３図と同一符号は同一物を示してい
る。この実施例では、設定回路３０には所定の出
力周波数設定値に対応した電圧設定器３０Ｖが１
個設けられている。また出力電圧検出回路３４の
可変抵抗器として出力周波数設定値の変更に対応
して等価的に出力電圧設定値を与えるためのｎ個
の３４VRl，……３４VRi，……３４VRnが設け
られている。また各可変抵抗器の出力端には所定
の出力周波数変更指令により所望の可変抵抗器の
出力を切換選択する回路３２′が接続されてこの
接点回路３２′内には出力電圧設定値に対応して
夫々接点３２′（１），……３２′ｉ，……３２′ｎ
が設けられている。

本実施例が上記のように構成されており、例え
ば接点３２′（１）が投入され、これによつて出
力電圧検出回路３４の出力と電圧設定器３０Ｖの
出力とがつき合せ回路３６でつき合される。この
偏差量は電圧増幅器３８を介して位相制御回路４
０に入力され、順変換器１０Ａの出力電圧レベル
が制御され、前述した実施例と同様に逆変換器１
０Ｂから所定の出力電圧が出力されタンク回路２
０に供給され被加熱体の加熱が行われる。次に出
力周波数変更指令により、可変抵抗器が切換選択
されると、この周波数設定変更に応じて出力電圧
検出値が変化する。従つて、それに応じてつき合
せ回路３６の偏差量が変化し、前述したと同様な
動作で順変換器１０Ａの出力レベルが変化する。
これにより、逆変換器１０Ｂの出力電圧は周波数
設定変更があつても、一定に保たれることにな
る。

本考案は以上述べてきたように、逆変換器の出
力電圧検出値に基づき出力周波数設定値の変更に
対応して等価的に出力電圧設定値を切換制御する
手段を設け、この切換制御手段の出力により順変
換器のゲートを制御すると共に、この出力周波数
設定値の変更に応じて逆変換器のゲートを制御す
るようにしたので、出力周波数設定値が変更され
てもインバータの出力電圧を常に一定に制御でき
る。従つて、このインバータ装置を誘導加熱電源
に適用した場合、所定の加熱制御時に定格周波数
に対する許容範囲を大幅に越えて出力周波数設定
値が変更されても同時に出力電圧設定値も変更さ
れるので、出力電圧一定制御が実現でき、加熱作
業における不具合は生じない。また被加熱体の材
質が変更されて出力周波数設定値の変更が必要な
場合も、出力電圧の可変設定範囲が広いので同一
の加熱電源で出力電圧一定制御を可能にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電流形インバータ装置の回路構
成を示すブロツク図、第２図は第１図の装置に始
動回路を付加した場合の回路構成を示すブロツク
図、第３図は本考案に係る電流形インバータ装置
の一実施例の回路構成を示すブロツク図、第４図
は本考案に係る電流形インバータ装置の他の実施
例の回路構成を示すブロツク図である。１０Ａ……順変換器、１０Ｂ……逆変換器、３
０……設定回路、３０（１），３０ｉ，３０ｎ，
３０Ｖ……設定器、３２，３２′……接点回路、
３２（１），３２ｉ，３２ｎ，３２′（１），３
２′ｉ，３２′ｎ……接点、３４……出力電圧検出
回路、３４Ｔ……出力電圧検出トランス、３４
VR，３４VRl，３４VRi，３４VRn……出力電
圧検出抵抗、３６……つき合せ回路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 交流入力を制御整流素子等からなる順変換器
で順変換し、この変換した整流出力を制御整流
素子等からなる逆変換器で逆変換し、その出力
周波数を出力周波数設定値で設定するようにな
し、且つ逆変換した出力を共振回路に供給する
とともに、この逆変換した出力電圧を電圧検出
トランスで検出し、該検出信号と設定値の偏差
信号で順変換器のゲートを制御するようにした
電流形インバータ装置において、前記逆変換器の出力電圧検出値に基づき出力
周波数設定値の変更に対応して等価的に出力電
圧設定値を多段に切換制御する切換制御手段を
設け、前記逆変換器の出力周波数設定値の変更
に対応して前記切換制御手段で順変換器の出力
電圧設定値を変更するようにしたことを特徴と
する電流形インバータ装置。 (2) 前記切換制御手段は、出力周波数設定値に対
応した出力電圧設定値を設定するｎ個の設定器
と、所定の出力周波数変更指令により所望の設
定器の出力を切換選択する手段と、該切換選択
手段により選択された設定器の出力と前記逆変
換器の出力電圧検出値とをつき合せその偏差量
を前記順変換器のゲートに出力するつき合せ回
路とからなることを特徴とする実用新案登録請
求の範囲第(1)項記載の電流形インバータ装置。 (3) 前記切換制御手段は、所定の出力周波数設定
値に対応した電圧設定器と、所定の出力周波数
変更指令により前記逆変換器の出力電圧検出値
を切換選択する手段と、該切換選択手段により
選択された出力電圧検出値と前記電圧設定器の
出力とをつき合せその偏差量を前記順変換器の
ゲートに出力するつき合せ回路とからなること
を特徴とする実用新案登録請求の範囲第(1)項記
載の電流形インバータ装置。