JPH05198366A - 誘導加熱用インバ−タ装置の電流比較回路 - Google Patents

誘導加熱用インバ−タ装置の電流比較回路

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JPH05198366A
JPH05198366A JP695492A JP695492A JPH05198366A JP H05198366 A JPH05198366 A JP H05198366A JP 695492 A JP695492 A JP 695492A JP 695492 A JP695492 A JP 695492A JP H05198366 A JPH05198366 A JP H05198366A
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JP
Japan
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JP695492A
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Hirobumi Mino
博文 美野
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】誘導加熱用インバ−タ装置の出力電流と出力電
力の安定化により、加熱対象金属物の加熱温度の一定化
を図る。 【構成】金属物の誘導加熱用コイルを負荷とするインバ
−タ装置の出力制御系中の電流制御系におけるインバ−
タ出力電流指令値補正用の電流比較回路に関し、該比較
回路の比較基準電流値よりも前記インバ−タ出力電流が
大となって該比較回路が動作状態に入れば、前記の比較
基準電流値からインバ−タ出力電力とその電力設定値と
の電力偏差の比例値を減算して該比較基準電流値の低減
補正を行い前記電流比較回路の動作状態を保持させるも
のとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属物の誘導加熱用コ
イルを負荷となす誘導加熱用インバ−タ装置の電流制御
系にあって前記金属物の加熱温度一定制御に関連したイ
ンバ−タ出力電流指令値補正用の電流比較回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】前記の如き電流比較回路は、前記金属物
の加熱状態を左右するインバ−タ出力電流を調整するた
めに、該出力電流の所定値以上の増大時に動作して該出
力電流低減制御用の新たな電流指令値の指令回路を作動
させるためのものであるが、従来のこの種の電流比較回
路としては、前記のインバ−タ出力電流と比較すべきそ
の基準所定値を一定となし、該比較回路の動作状態に対
応した何らの補正もなされていないものが知られてい
る。
【0003】図2は斯様な電流比較回路を含む誘導加熱
用インバ−タ装置のブロック回路図であり、図4は図2
に対応する加熱特性図である。先ず図2により誘導加熱
用インバ−タ装置全体の回路構成を説明する。同図にお
いて、1は交流電源、RECは整流回路、Cf は平滑コ
ンデンサ、Tr1とTr2とはそれぞれ逆並列のダイオ−ド
1 とD2 とを有し交互にスイッチング動作を行ってイ
ンバ−タとして機能するパワ−トランジスタ、Cr1とC
r2とは共振コンデンサ、3は加熱コイルであり、該各要
素はそれぞれ前記インバ−タ装置の主回路構成要素をな
す。また2は被加熱金属物、CT1 ,CT2 はそれぞれ
前記インバ−タ装置の入力電流と出力電流とを検出する
変流器である。
【0004】次に、11は前記CT1 の検出電流と前記
f の端子電圧とを入力として前記インバ−タ装置の入
力電力を演算検出する電力演算器、12は電力設定器、
13は該電力設定器の設定値より前記電力演算器の出力
値を減じて得た電力偏差信号を入力とする電力調節器、
16は該電力調節器の出力値より前記CT2 の検出電流
値を減じて得た電流偏差信号を入力とする電流調節器で
ある。また20は前記CT2 により検出されたインバ−
タ出力電流値Io が母線P−N間直流定電圧を抵抗R1
とR2 とにより分圧して得た電流設定値Isoより大とな
れば動作状態となると共にその出力電路を閉路して該設
定値Isoを出力する比較器であり、ここに該設定値Iso
は前記電流偏差信号に対する減算補正信号となる。
【0005】更にまた、17は前記電流調節器16の出
力信号により前記CT2 の検出電流を基準としたインバ
−タ出力電圧の所要位相差を演算する位相器、18は該
位相器の出力信号を受け前記インバ−タ出力電圧の対周
波数比演算とPWM演算等と共に前記両トランジスタT
r1,Tr2へのスイッチング指令パルスの分配演算を行う
パルス分配回路、19は該分配回路の出力信号を受けこ
れを増幅し前記両トランジスタTr1,Tr2に対する開閉
指令として該両トランジスタそれぞれのベ−スに与える
ベ−ス駆動回路である。
【0006】上記の如く、前記インバ−タ装置の出力制
御系は電力制御系中にマイナル−プとしての電流制御系
を有して構成されており、インバ−タ出力電流の所定値
以上の増大による前記比較器の動作と共に前記電流制御
系における電流指令値が低減され該低減指令値に従う電
流制御が行われるようになされている。次に、図4は前
記の如きインバ−タ装置の動作に従って得られる前記金
属物2の加熱特性図であり、図示のPは前記インバ−タ
装置の出力電力,Tは前記金属物の表面温度,T1 は該
金属物の抵抗急減点温度(キュリ−温度)をしめす。
【0007】今、時刻t1 において前記温度Tがキュリ
−温度T1 に達し前記金属物の抵抗が急減すれば、前記
出力電流Io とこれに伴う前記出力電力Pも急増を開始
し、時刻t3 において該出力電流Io がその設定値Iso
より大となれば、前記比較器20の動作により前記電流
制御系の電流指令値が該設定値Isoにより低減補正され
て前記出力電流Io は減少する。この結果該出力電流I
o が前記設定値Isoより小となれば前記比較器20は再
度不動作状態となり該設定値Isoによる補正が解消され
て該出力電流Io は再度増大を開始する。以後該出力電
流Io の前記設定値Isoを中心とした増減がその回路時
定数に従って繰り返され、これに伴い前記出力電力Pも
増減変動する。この場合前記金属物の表面温度Tは、前
記の如く変動する電力Pの時間積分値を入力とする該金
属物の熱時定数とその外気への放熱時定数との差に従っ
て図示の如く変動する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前記の如き従来の電流
比較回路を用いた電流制御系を有する誘導加熱用インバ
−タ装置による金属物の加熱状態は図4の加熱特性図の
如くなり、該インバ−タ装置の出力電流とこれに連動す
る出力電力従って前記金属物の入力電力とは、該装置の
出力回路時定数と前記電流比較回路の比較不感帯幅とに
関連する変動幅と変動周期とを以て変動する。
【0009】しかしながら、一般的に、前記金属物の温
度変動時定数は前記インバ−タ装置の出力回路時定数に
比して可成り大であり、従って図4に示す如く変動する
入力電力を受ける前記金属物の入力熱量はその放熱熱量
に比して大となりその蓄積熱量は増大しその表面温度も
大となる。即ち、前記インバ−タ装置がその出力電力に
関し図4の如く変動する限り前記金属物表面温度の一定
制御は一般的に極めて困難となる。またこれは前記金属
物に対する不要な電力印加を行っていることを示すもの
でもある。
【0010】上記に鑑み本発明は、加熱対象金属物の表
面温度の一定化と不要な電力印加の防止とを図り得る誘
導加熱用インバ−タ装置における電流比較回路の提供を
目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の誘導加熱用インバ−タ装置の電流比較回路
は、金属物の誘導加熱用コイルを負荷とするインバ−タ
装置の出力制御系中の電流制御系におけるインバ−タ出
力電流指令値補正用のものであって、該比較回路の比較
基準電流値よりも前記インバ−タ出力電流が大となって
該比較回路が動作状態に入れば、前記の比較基準電流値
からインバ−タ出力電力とその電力設定値との電力偏差
の比例値を減算して該比較基準電流値の低減補正を行い
前記電流比較回路の動作状態を保持させるものとする。
【0012】
【作用】インバ−タ出力電力の図4の如き増減変動は、
インバ−タ出力電流に関し前記の如く機能する比較回路
により比較基準値一定の比較動作を行わせ、該出力電流
制御系の電流指令値の変更を行うことに起因する。ま
た、加熱対象金属物の温度がそのキュリ−温度を越える
と該金属物をその2次回路に有するその加熱コイルの等
価抵抗は急減するが、前記金属物がそのキュリ−温度前
後の抵抗不安定領域で定常的に加熱運転されることはな
い。
【0013】従って、前記金属物がそのキュリ−温度以
上に加熱され前記加熱コイルの等価抵抗が安定領域にあ
れば、該金属物をその目標温度に保ち得る入力電力に対
応する電流値をその目標値とした前記インバ−タ出力電
流の定電流制御を行うことによりその入力電力の定値化
を介した前記金属物の温度制御の安定化を図ることがで
きる。従ってまた、前記インバ−タ出力電流制御系の電
流指令値の変更を行う前記比較回路が前記電流目標値を
比較基準値として一度その動作状態に入れば、該動作状
態をそのまま保持させることにより前記の出力電流と出
力電力との不要な変動の回避が可能となる。
【0014】本発明は前記比較回路の比較基準値を前記
電流目標値に対応する一定値となし、前記インバ−タの
出力電力とその電力設定値との電力偏差の比例値を前記
電流目標値より減算して該比較基準電流値の低減補正を
行い、即ち該目標値に対する補正量を前記出力電力が大
となるほど小となす如く調整し、一度その動作状態に入
った前記比較回路の動作状態をその儘保持させる如く制
御回路の構成を行うものである。
【0015】
【実施例】以下本発明の実施例を図1の誘導加熱用イン
バ−タ装置のブロック回路図と、図1に対応する図3の
加熱特性図とに従って説明する。なお図1においては図
2に示す従来技術の実施例の場合と同一機能の構成要素
に対しては同一表示符号を付している。
【0016】先ず図1は、前記図2において電力調節器
13の出力信号を入力とする増幅器14を設け、該増幅
器の出力信号ΔIs を前記電流設定値Isoに対する低減
補正値となし該設定値Isoより前記出力信号ΔIs を減
じた値Is を以て比較器15における比較基準電流値と
なしたものである。次に、図3は図1に示す如きインバ
−タ装置の動作に従って得られる金属物2の加熱特性図
であり前記図4に対応するものであり、該図4に比し、
前記の如き低減補正値ΔIs を設けることにより前記の
出力電流Io ,出力電力P,温度Tのそれぞれが安定し
て制御されている状態を示している。
【0017】即ち時刻t1 において前記温度Tがキュリ
−温度T1 に達し前記金属物の抵抗が急減すれば、前記
出力電流Io とこれに伴う前記出力電力Pも急増を開始
し、時刻t2 において該出力電流Io がその前記の如き
補正された設定値Is より大となれば、前記比較器15
の動作により前記電流制御系の電流指令値が低減補正さ
れて前記出力電流Io は減少し、同時に前記出力電力P
も減少する。従って時刻t2 以降、前記出力電流Io
減少に対して前記比較器15の設定値Is も前記出力電
力Pの減少を受けて同時に減少するため該両値の大小関
係は変わらず、前記比較器15はその動作状態を継続す
ることになり、従って前記のインバ−タ出力電流制御系
における電流指令値も一定となり、前記の如く出力電流
o ,出力電力P,温度Tそれぞれの安定化が図られる
ことになる。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、金属物の誘導加熱用コ
イルを負荷とするインバ−タ装置の出力制御系中の電流
制御系におけるインバ−タ出力電流指令値補正用の電流
比較回路に関し、該比較回路を、その比較基準電流値よ
りも前記インバ−タ出力電流が大となって該比較回路が
動作状態に入れば、前記の比較基準電流値からインバ−
タ出力電力とその電力設定値との電力偏差の比例値を減
算して該比較基準電流値の低減補正を行い前記電流比較
回路の動作状態を保持させる如くなすことにより、前記
インバ−タの出力電流と出力電力との安定した一定制御
を介した加熱対象金属物の表面温度の一定化が可能とな
り、同時に不要な電力印加の防止により前記インバ−タ
装置の省エネルギ−運転を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す誘導加熱用インバ−タ装
置のブロック回路図
【図2】従来技術の実施例を示す誘導加熱用インバ−タ
装置のブロック回路図
【図3】図1に対応する加熱特性図
【図4】図2に対応する加熱特性図
【符号の説明】
1 交流電源 2 金属物 3 加熱コイル 11 電力演算器 12 電力設定器 13 電力調節器 14 増幅器 15 比較器 16 電流調節器 17 位相器 18 パルス分配回路 19 ベ−ス駆動回路 Cf 平滑コンデンサ Cr 共振コンデンサ (Cr1,Cr2) CT 変流器(CT1 ,CT2) D ダイオ−ド( D1 ,D2) REC 整流回路 Tr パワ−トランジスタ( Tr1,Tr2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属物の誘導加熱用コイルを負荷とするイ
    ンバ−タ装置の出力制御系中の電流制御系におけるイン
    バ−タ出力電流指令値補正用の電流比較回路であって、
    該比較回路の比較基準電流値よりも前記インバ−タ出力
    電流が大となって該比較回路が動作状態に入れば、前記
    の比較基準電流値からインバ−タ出力電力とその電力設
    定値との電力偏差の比例値を減算して該比較基準電流値
    の低減補正を行い前記電流比較回路の動作状態を保持さ
    せることを特徴とする誘導加熱用インバ−タ装置の電流
    比較回路。
JP695492A 1992-01-18 1992-01-18 誘導加熱用インバ−タ装置の電流比較回路 Pending JPH05198366A (ja)

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