JPH0722873Y2 - 誘導加熱装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の効果〕 （産業上の利用分野） 本考案は、複数の加熱コイルを同一電源に並列に接続し
て運転する誘導加熱装置において、加熱コイルの温度上
昇を比較して加熱コイルの負荷率のアンバランスを検出
する回路の改良に関するものである。

（従来の技術） 一般に被加熱材の上下に、加熱コイルを配置した、トラ
ンスバースフラツクスによる加熱装置のように、複数の
加熱コイルを電源に接続して運転する場合、従来は例え
ば第２図に示すような回路構成が採られている。

これは、電源１にインバータ（周波数変換装置）２と、
整合変圧器３を介して、２台の加熱コイル4A、4Bが接続
されている。更に前記整合変圧器３と、加熱コイル4A、
4Bとの間には力率改善用コンデンサ５を設けて、加熱コ
イル4A、4Bに流れる大きな遅れ無効電流による電源側の
影響を改善するようになつている。

このような並列運転する誘導加熱装置において、各加熱
コイル4A、4Bの負荷率を夫々測定するためには、仮想線
で示すように加熱コイル4A、4Bに夫々計器用変流器6A、
6Bと、これに接続された電流計7A、7Bを取付けて直接検
出する方法もあるが、これは比較的小容量のものに限ら
れる。即ち、コイル電流が数千アンペアにも及ぶ大容量
の加熱装置では、測定電流が大きい上、コイル周辺への
取付スペースや高周波による周辺機器の近傍加熱などの
問題があり、各加熱コイル4A、4B等に測定することがで
きない。

このため、大容量の場合には、整合変圧器３の１次側に
計器用交流器６を取付け、これに接続した電流計７でイ
ンバータ２の負荷電流（出力電流）を一括して測定する
方法が行われている。

しかしながら、両加熱コイル4A、4Bに流れる電流を一括
してトータルな値として測定する方法では、コイルごと
の電流値を別個に測定することができない。

例えば第３図に示すように、走行する板状の被加熱材８
の上下両側のエツジ部に加熱コイル4A、4Bを配置したト
ランスバースフラツクスによる加熱装置の場合には、被
加熱材８が平らなものばかりでないため、これとの衝突
を避けるため上下の加熱コイル4A、4Bが可動自在に支持
させて、被加熱材８との間のギヤツプを自動的に調整す
るようになつている。このため、左右のギヤツプが変動
し、両者のインピーダンスが変化して、両加熱コイル4
A、4Bに流れる電流が不平衡になつても、電流がトータ
ルな値として管理されているので、不平衡状態を判定す
ることができない。つまり、両者のギヤツプが異なる場
合、ギヤツプの大きい加熱コイル側のインバータ側から
見た負荷インピーダンスがギヤツプの小さい側に比べて
高くなる。

この結果、ギヤツプの大きい側のコイル電流に比べて、
インピーダンスが小さいギヤツプの小さい側のコイル電
流が増加して、被加熱材８が局部的に異常加熱された
り、加熱コイル自体が過負荷になる場合が生ずる。

（考案が解決しようとする問題点） 本考案は、上記欠点を除去し、複数の大容量大電流の加
熱コイルでも極めて簡単な構成により、各加熱コイルの
負荷率のアンバランスによる温度偏差を検出して、被加
熱材の局部的な異常加熱を防止すると共に、加熱コイル
の過負荷を防止した誘導加熱装置を得ることを目的とす
るものである。

〔考案の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本考案は、複数の加熱コイルを同一電源に並列に接続し
た誘導加熱装置において、各加熱コイルの温度を夫々検
出する温度センサと、これら温度センサからの検出温度
を電気量に変換する温度変換器と、この変換された各電
気量を比較して偏差が生じたり値が大きくなつたときに
警報または補正信号を発生する比較演算器とから成るこ
とを特徴とするものである。

（作用） 本考案の誘導加熱装置は、同一電源に並列に接続された
複数の加熱コイルに温度センサを取付けて、夫々の温度
を検出し、これを温度変換器で電気量に変換して、比較
演算器に出力する。加熱コイルと被加熱材との間のギヤ
ツプがアンバランスになつたとき、加熱コイルに流れる
電流に差が生じ、加熱コイルの温度に偏差ができる。こ
れを前記比較演算器で比較して、その偏差が設定偏差値
を越えたとき警報を発生するか、インバータの出力を下
げるか、被加熱材の走行ラインを停止させる信号を出し
て、被加熱材の局部的な異常加熱やコイルの過負荷を防
止するものである。

（実施例） 以下本考案の一実施例を第１図を参照して詳細に説明す
る。

電源１は、インバータ２と整合変圧器３を介して２台の
加熱コイル4A、4Bが並列に接続されている。整合変圧器
３の１次側とインバータ２との間には電流計７に接続さ
れた計器用変流器６と計器用変圧器９が設けられてい
る。

前記加熱コイル4A、4Bは、大電流が流れるため、内部に
冷却水が流通する中空導体で形成され、ここにサーミス
タなどの温度センサ10A、10Bが夫々接続されている。こ
の温度センサ10A、10Bは夫々検出温度を電気量に変換す
る温度変換器11A、11Bに接続され、更にこれらは二人力
比較演算器12に接続されている。

この二人力比較演算器12は増幅器13を介してリレー14に
接続され、このリレー14の接点15は警報器16と、表示器
17に接続されている。

次に上記回路の動作について説明すると、同一の電源１
に並列に接続された加熱コイル4A、4Bは同一定格で、電
源１から見たインピーダンスが等しいものであれば、両
加熱コイル4A、4Bに等しい電流が流れ、温度センサ10
A、10Bにより同一の温度が検出される。

例えば加熱コイル4Aと被加熱材８とのギヤツプが大きく
なり、加熱コイル4Bのギヤツプが正常であるとすると、
加熱コイル4A側のインピーダンスが高くなり、加熱コイ
ル4B側は変らない。

加熱コイル4A、4Bの負荷インピーダンスをZA、ZBとし、
ギヤツプが大きくなつた後の各熱コイル4Aの負荷インピ
ーダンスをZA′とすれば ZA＋ZB＜ZA′＋ZB となり、インバータ２から見たトータルな負荷インピー
ダンスが高くなるため、一定電力を印加するためにはイ
ンバータ２の出力電力をインピーダンスが高くなつた分
だけ増加される。そうすると、電流は加熱コイル4A、4B
の負荷インピーダンスに反比例して流れるから、 加熱コイル4Aの電流＜加熱コイル4Bの電流 となり、加熱コイル4A、4Bに発生する温度に偏差が生じ
る。この温度を加熱コイル4A、4Bに取付けた温度センサ
10A、10Bで検出し、この検出信号を温度変換器11A、11B
に入力して電気信号に変換し、これを二入力比較演算器
12に入力する。

ここでは、コイル温度に対応する２つの電気信号を比較
し、その偏差値が設定値を越えたときに、警報信号が増
幅器13に出力され、この増幅された出力信号がリレー14
を励磁して、その接点15が閉成し、警報器16と表示器17
を動作させる。

これによつて図示しないインバータ２の出力を下げ、加
熱コイル4Aによる被加熱材８の局部的な異常加熱が防止
されると共に、コイルの過負荷を防止することができ
る。

なお上記実施例では、温度センサ10A、10Bを加熱コイル
4A、4Bに直接接続した場合について説明したが、加熱コ
イル4A、4Bを冷却する冷却水の排水温度を検出するよう
にしてもよい。

〔考案の効果〕

以上説明した如く、本考案によれば、各加熱コイルに流
れる電流を直接測定せず、これに対応する温度を測定す
る極めて簡単な構成により各加熱コイルのギヤツプのア
ンバランス等による温度偏差を検出して、被加熱材の異
常加熱を防止すると共に、コイルの過負荷を防止した誘
導加熱装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例による誘導加熱装置の回路
図、第２図は従来の誘導加熱装置を示す回路図、第３図
は被加熱材の上下に加熱コイルを配置したトランスバー
スフラックス方式による誘導加熱装置の説明図である。 １……電源、２……インバータ 4A、4B……加熱コイル ６、6A、6B……計器用変流器 ７、7A、7B……電流計 ８……被加熱材、10A、10B……温度センサ 11A、11B……温度変換器 12……二入力比較演算器 14……リレー、16……警報器 17……表示器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の加熱コイルを同一電源に並列に接続
   した誘導加熱装置において、各加熱コイルの温度を夫々
   検出する温度センサと、これら温度センサからの検出温
   度を電気量に変換する温度変換器と、この変換された各
   電気量を比較して所定の偏差を越えたときに警報または
   補正信号を発生する比較演算器とから成ることを特徴と
   する誘導加熱装置。