JPH08163873A - インバータ装置 - Google Patents
インバータ装置Info
- Publication number
- JPH08163873A JPH08163873A JP6302087A JP30208794A JPH08163873A JP H08163873 A JPH08163873 A JP H08163873A JP 6302087 A JP6302087 A JP 6302087A JP 30208794 A JP30208794 A JP 30208794A JP H08163873 A JPH08163873 A JP H08163873A
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- Japan
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- load
- capacitor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 整合トランスを使用せずに、インバータの定
格電圧，定格電流を変えずに共振時の整合を取利、負荷
に必要な電圧を印加することを目的とする。 【構成】 ワーク体Ｗに直列にコンデンサＣａを接続
し、該ワーク体Ｗに並列にコンデンサＣｂを接続する。
これらのコンデンサとしては、夫々の容量値の合計が、
このインバータが共振するための容量値に等しくなる容
量を有するものが選択される。即ち、負荷のワークとワ
ークコイルが決ると、このインバータ装置のインダクタ
ンスと抵抗が決り、負荷に供給する交流の周波数が決め
れば、このインバータが共振する為のコンデンサの容量
値が決定する。この容量値に、２つのコンデンサの容量
値の合計が等しくなる様な容量値を持つコンデンサＣ
ａ，Ｃｂを選択する。
格電圧，定格電流を変えずに共振時の整合を取利、負荷
に必要な電圧を印加することを目的とする。 【構成】 ワーク体Ｗに直列にコンデンサＣａを接続
し、該ワーク体Ｗに並列にコンデンサＣｂを接続する。
これらのコンデンサとしては、夫々の容量値の合計が、
このインバータが共振するための容量値に等しくなる容
量を有するものが選択される。即ち、負荷のワークとワ
ークコイルが決ると、このインバータ装置のインダクタ
ンスと抵抗が決り、負荷に供給する交流の周波数が決め
れば、このインバータが共振する為のコンデンサの容量
値が決定する。この容量値に、２つのコンデンサの容量
値の合計が等しくなる様な容量値を持つコンデンサＣ
ａ，Ｃｂを選択する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は、電圧型インバータを
備えたインバータ装置に関する。
備えたインバータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】 インバータは直流を交流に変換するも
のであるが、備えられている直流電源により次の２つの
種類の型のインバータに分けられる。一つは、出力部に
極めて大きな容量値のコンデンサを接続することにより
負荷の抵抗値が変わっても一定の電圧を供給しようとす
る直流電圧源を備えた電圧型インバータであり、他の一
つは、出力部にチョークコイルを接続することにより負
荷の抵抗値が変わっても一定の電流を供給しようとする
直流電圧源を備えた電流型インバータである。
のであるが、備えられている直流電源により次の２つの
種類の型のインバータに分けられる。一つは、出力部に
極めて大きな容量値のコンデンサを接続することにより
負荷の抵抗値が変わっても一定の電圧を供給しようとす
る直流電圧源を備えた電圧型インバータであり、他の一
つは、出力部にチョークコイルを接続することにより負
荷の抵抗値が変わっても一定の電流を供給しようとする
直流電圧源を備えた電流型インバータである。
【０００３】図１は前者の電圧型インバータからの交流
を負荷に供給するインバータ装置の構成を示すものであ
る。図中１は直流電源、２はコンデンサ、３Ａ，３Ｂ，
３Ｃ，３Ｄはインバータの主要部を成すスイッチング素
子で、例えば、トランジスタから成る。４は負荷で、ワ
ークとワークコイルから成るワーク体Ｗと、このインバ
ータが共振する為に必要な容量値を有する整合コンデン
サＣから成る。尚、図では、前記ワーク体Ｗのインダク
タンスをＬ，抵抗をＲで表わした。この様な構成におい
て、スイッチング素子３Ａと３Ｂがオンの状態の時、３
Ｃと３Ｄがオフの状態にあり、スイッチング素子３Ａと
３Ｂがオフの状態の時、３Ｃと３Ｄがオンの状態にあ
り、このオンとオフの切替えは、外部のゲート信号発生
装置（図示せず）からの所定周波数のゲート信号により
制御される。従って、直流電源１からの直流は、インバ
ータにより所定の周波数の交流に変換され、該交流が負
荷に供給されることになる。
を負荷に供給するインバータ装置の構成を示すものであ
る。図中１は直流電源、２はコンデンサ、３Ａ，３Ｂ，
３Ｃ，３Ｄはインバータの主要部を成すスイッチング素
子で、例えば、トランジスタから成る。４は負荷で、ワ
ークとワークコイルから成るワーク体Ｗと、このインバ
ータが共振する為に必要な容量値を有する整合コンデン
サＣから成る。尚、図では、前記ワーク体Ｗのインダク
タンスをＬ，抵抗をＲで表わした。この様な構成におい
て、スイッチング素子３Ａと３Ｂがオンの状態の時、３
Ｃと３Ｄがオフの状態にあり、スイッチング素子３Ａと
３Ｂがオフの状態の時、３Ｃと３Ｄがオンの状態にあ
り、このオンとオフの切替えは、外部のゲート信号発生
装置（図示せず）からの所定周波数のゲート信号により
制御される。従って、直流電源１からの直流は、インバ
ータにより所定の周波数の交流に変換され、該交流が負
荷に供給されることになる。
【０００４】さて、この様なインバータ装置は、負荷の
如何に拘らず、インバータの定格電圧，定格電流、即
ち、インバータの出力電圧，出力電流を変えずに動作さ
せるのが操作上極めて有利である。そこで、該インバー
タ装置においては、通常、整合トランスが用いられてい
る。即ち、負荷のインピーダンスはワークとワークコイ
ルが決ると一義的に決ってしまうので、インバータの定
格電圧，定格電流を変えずに、整合トランスの２次側、
即ち、負荷側に印加される電圧を調整して、負荷側のイ
ンピーダンスをインバータ側のインピーダンスに合わる
事によってワーク体の両端の電圧を変えて、必要な電圧
をワーク体に印加する様にしている。図２は、前記図１
のインバータ装置の回路図をインバータと負荷だけで表
わした等価回路であり、図中５はインバータ、ｅは該イ
ンバータから負荷に印加される、いわゆるインバータの
出力電圧である。図３は、該図２の回路に前記整合トラ
ンス６を入れた回路図で、図中ｅ´は整合トランス６の
出力側電圧、即ち、整合トランスを用いた時に負荷側に
印加される電圧である。前記図２において、ワーク体Ｗ
の両端の電圧をｅＷとすると、次の式で表わされる。
尚、回路を流れる電流はｉ、回路全体のインピーダンス
は（１／ｊωＣ）＋ｊωＬ＋Ｒである。
如何に拘らず、インバータの定格電圧，定格電流、即
ち、インバータの出力電圧，出力電流を変えずに動作さ
せるのが操作上極めて有利である。そこで、該インバー
タ装置においては、通常、整合トランスが用いられてい
る。即ち、負荷のインピーダンスはワークとワークコイ
ルが決ると一義的に決ってしまうので、インバータの定
格電圧，定格電流を変えずに、整合トランスの２次側、
即ち、負荷側に印加される電圧を調整して、負荷側のイ
ンピーダンスをインバータ側のインピーダンスに合わる
事によってワーク体の両端の電圧を変えて、必要な電圧
をワーク体に印加する様にしている。図２は、前記図１
のインバータ装置の回路図をインバータと負荷だけで表
わした等価回路であり、図中５はインバータ、ｅは該イ
ンバータから負荷に印加される、いわゆるインバータの
出力電圧である。図３は、該図２の回路に前記整合トラ
ンス６を入れた回路図で、図中ｅ´は整合トランス６の
出力側電圧、即ち、整合トランスを用いた時に負荷側に
印加される電圧である。前記図２において、ワーク体Ｗ
の両端の電圧をｅＷとすると、次の式で表わされる。
尚、回路を流れる電流はｉ、回路全体のインピーダンス
は（１／ｊωＣ）＋ｊωＬ＋Ｒである。
【０００５】 ｅＷ＝（ｊωＬ＋Ｒ）・ｉ ＝（ｊωＬ＋Ｒ）・ｅ／｛（１／ｊωＣ）＋ｊωＬ＋Ｒ｝ （１） ここで、前記（１）式でωＬ／ＲをＱとおくと、ｅ
Ｗは、 ｅＷ＝｛−ω2 ＬＣ＋ｊ（ω2 ＬＣ／Ｑ）｝・ｅ／｛１−ω2 ＬＣ＋ｊ（ω2 ＬＣ／Ｑ）｝ （２） となる。今、インバータを共振点で動作させると、ｊω
Ｌ＋（１／ｊωＣ）が０となるので、ここから、ω 2 ＝
１／ＬＣが導き出され、前記（２）式のω2 を１／ＬＣ
に置き換えると、ｅＷは、 ｅＷ＝（１＋ｊＱ）・ｅ （３） となる。従って、整合トランス６を入れた図３における
ワーク体Ｗの両端の電圧ｅＷは、 ｅＷ＝（１＋ｊＱ）・ｅ´ （４） と成るので、この式から分かる様に、負荷に応じて、整
合トランス６によりｅ´を変えてインバータの定格電
圧，定格電流を変えずに共振時の整合を取る事により、
ワーク体Ｗの両端の電圧ｅＷを任意に変えることが出来
る。即ち、ワーク体に必要な電圧を印加する事が出来
る。
Ｗは、 ｅＷ＝｛−ω2 ＬＣ＋ｊ（ω2 ＬＣ／Ｑ）｝・ｅ／｛１−ω2 ＬＣ＋ｊ（ω2 ＬＣ／Ｑ）｝ （２） となる。今、インバータを共振点で動作させると、ｊω
Ｌ＋（１／ｊωＣ）が０となるので、ここから、ω 2 ＝
１／ＬＣが導き出され、前記（２）式のω2 を１／ＬＣ
に置き換えると、ｅＷは、 ｅＷ＝（１＋ｊＱ）・ｅ （３） となる。従って、整合トランス６を入れた図３における
ワーク体Ｗの両端の電圧ｅＷは、 ｅＷ＝（１＋ｊＱ）・ｅ´ （４） と成るので、この式から分かる様に、負荷に応じて、整
合トランス６によりｅ´を変えてインバータの定格電
圧，定格電流を変えずに共振時の整合を取る事により、
ワーク体Ｗの両端の電圧ｅＷを任意に変えることが出来
る。即ち、ワーク体に必要な電圧を印加する事が出来
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、この
様な整合トランスを使用した場合、該整合トランスの巻
線等によるジュール熱による損失が大きいので、ワーク
の加熱効率等が低下する。又、この様な整合トランスは
極めて高価である事からコスト的に不利である。
様な整合トランスを使用した場合、該整合トランスの巻
線等によるジュール熱による損失が大きいので、ワーク
の加熱効率等が低下する。又、この様な整合トランスは
極めて高価である事からコスト的に不利である。
【０００７】本発明は、この様な問題に解決する為に成
されたもので、新規なインバータ装置を提供することを
目的とするものである。
されたもので、新規なインバータ装置を提供することを
目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】 この様な目的を達成す
る為に本発明のインバータ装置は、インバータの出力を
インダクタンスと抵抗を有するワーク体に供給する様に
成したインバータ装置において、容量値の合計がこのイ
ンバータが共振するための容量値に等しくなる容量を有
する２つのコンデンサを、一方は前記ワーク体に直列接
続し、他方は並列接続した。
る為に本発明のインバータ装置は、インバータの出力を
インダクタンスと抵抗を有するワーク体に供給する様に
成したインバータ装置において、容量値の合計がこのイ
ンバータが共振するための容量値に等しくなる容量を有
する２つのコンデンサを、一方は前記ワーク体に直列接
続し、他方は並列接続した。
【０００９】
【作用】 容量値の合計がインバータが共振するための
容量値に等しくなる容量を有する２つのコンデンサを、
一方は前記ワーク体に直列接続し、他方は並列接続する
ので、負荷に応じて、各コンデンサの容量値を変えれ
ば、インバータの定格電圧，定格電流を変えずに共振時
の整合を取り、ワーク体Ｗの両端に必要な電圧を印加す
ることが出来る。
容量値に等しくなる容量を有する２つのコンデンサを、
一方は前記ワーク体に直列接続し、他方は並列接続する
ので、負荷に応じて、各コンデンサの容量値を変えれ
ば、インバータの定格電圧，定格電流を変えずに共振時
の整合を取り、ワーク体Ｗの両端に必要な電圧を印加す
ることが出来る。
【００１０】
【実施例】 図４は本発明の一実施例として示したイン
バータ装置の概略図である。図中前記図２及び図３と同
じものには同一番号，同一記号を付した。図中ｉはイン
バーの定格電流、即ち、インバータの出力電流である。
図中Ｃａはワーク体Ｗに直列に接続されたコンデンサ、
Ｃｂはワーク体Ｗに並列に接続されたコンデンサであ
る。これらのコンデンサとしては、夫々の容量値の合計
が、このインバータが共振するための容量値に等しくな
る容量を有するものが選択される。即ち、負荷のワーク
とワークコイルが決ると、このインバータ装置のインダ
クタンスと抵抗が決り、負荷に供給する交流の周波数が
決めれば、このインバータが共振する為のコンデンサの
容量値が決定する。この容量値に、２つのコンデンサの
容量値の合計が等しくなる様な容量値を持つコンデンサ
Ｃａ，Ｃｂを選択する。 この様に構成されたインバー
タ装置において、ワーク体Ｗの両端の電圧ｅＷを求める
と（尚、コンデンサを表わす記号Ｃａ，Ｃｂはそのまま
コンデンサの容量値とした）、 ｅＷ＝｛−ω2 ＬＣａ＋ｊ（ω2 ＬＣａ／Ｑ）｝・ｅ／｛１−ω2 Ｌ（Ｃａ＋ Ｃｂ）＋ｊ（ω2 Ｌ（Ｃａ＋Ｃｂ）／Ｑ）｝ （５） 今、インバータを共振点で動作させると、インバータ側
の抵抗はほぼ０と見ることが出来る事から、前記コンデ
ンサＣａは実質的にコンデンサＣｂと並列に接続されて
いる状態にあると見る事が出来、ｊωＬ＋｛１／ｊω
（Ｃａ＋Ｃｂ）｝を０とすることが出来る。ここから、
ω2 ＝１／Ｌ（Ｃａ＋Ｃｂ）が導き出され、前記（５）
式に代入すると、ｅＷは、 ｅＷ＝｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・（１＋ｊＱ）・ｅ （６） となる。この式において、（１＋ｊＱ）は負荷が決れば
一定、ｅはインバータの出力電圧であり一定なので、Ｃ
ａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）を変えることにより、ワーク体Ｗの
両端の電圧ｅＷを変えることが出来る。即ち、負荷に応
じて、コンデンサＣａ，Ｃｂの容量値を変えれば、イン
バータの定格電圧，定格電流を変えずに共振時の整合を
取ることが出来、ワーク体Ｗの両端に必要な電圧ｅＷを
印加する事が出来る。尚、Ｃａ＋Ｃｂが、このインバー
タが共振する為のコンデンサの容量値と等しくなる様
に、Ｃａ，Ｃｂの値を選択しなければならない。
バータ装置の概略図である。図中前記図２及び図３と同
じものには同一番号，同一記号を付した。図中ｉはイン
バーの定格電流、即ち、インバータの出力電流である。
図中Ｃａはワーク体Ｗに直列に接続されたコンデンサ、
Ｃｂはワーク体Ｗに並列に接続されたコンデンサであ
る。これらのコンデンサとしては、夫々の容量値の合計
が、このインバータが共振するための容量値に等しくな
る容量を有するものが選択される。即ち、負荷のワーク
とワークコイルが決ると、このインバータ装置のインダ
クタンスと抵抗が決り、負荷に供給する交流の周波数が
決めれば、このインバータが共振する為のコンデンサの
容量値が決定する。この容量値に、２つのコンデンサの
容量値の合計が等しくなる様な容量値を持つコンデンサ
Ｃａ，Ｃｂを選択する。 この様に構成されたインバー
タ装置において、ワーク体Ｗの両端の電圧ｅＷを求める
と（尚、コンデンサを表わす記号Ｃａ，Ｃｂはそのまま
コンデンサの容量値とした）、 ｅＷ＝｛−ω2 ＬＣａ＋ｊ（ω2 ＬＣａ／Ｑ）｝・ｅ／｛１−ω2 Ｌ（Ｃａ＋ Ｃｂ）＋ｊ（ω2 Ｌ（Ｃａ＋Ｃｂ）／Ｑ）｝ （５） 今、インバータを共振点で動作させると、インバータ側
の抵抗はほぼ０と見ることが出来る事から、前記コンデ
ンサＣａは実質的にコンデンサＣｂと並列に接続されて
いる状態にあると見る事が出来、ｊωＬ＋｛１／ｊω
（Ｃａ＋Ｃｂ）｝を０とすることが出来る。ここから、
ω2 ＝１／Ｌ（Ｃａ＋Ｃｂ）が導き出され、前記（５）
式に代入すると、ｅＷは、 ｅＷ＝｛Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）｝・（１＋ｊＱ）・ｅ （６） となる。この式において、（１＋ｊＱ）は負荷が決れば
一定、ｅはインバータの出力電圧であり一定なので、Ｃ
ａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）を変えることにより、ワーク体Ｗの
両端の電圧ｅＷを変えることが出来る。即ち、負荷に応
じて、コンデンサＣａ，Ｃｂの容量値を変えれば、イン
バータの定格電圧，定格電流を変えずに共振時の整合を
取ることが出来、ワーク体Ｗの両端に必要な電圧ｅＷを
印加する事が出来る。尚、Ｃａ＋Ｃｂが、このインバー
タが共振する為のコンデンサの容量値と等しくなる様
に、Ｃａ，Ｃｂの値を選択しなければならない。
【００１１】
【発明の効果】 本発明によれば、容量値の合計がイン
バータが共振するための容量値に等しくなる容量を有す
る２つのコンデンサを、一方は前記ワーク体に直列接続
し、他方は並列接続するので、負荷に応じて、各コンデ
ンサの容量値を変えれば、インバータの定格電圧，定格
電流を変えずに共振時の整合を取ることが出来、ワーク
体Ｗの両端に必要な電圧を印加することが出来る。従っ
て、整合トランスが不要となり、ワークの加熱効率等の
低下もなく、又、２つのコンデンサは極めて低価なの
で、コスト的に極めて有利である。
バータが共振するための容量値に等しくなる容量を有す
る２つのコンデンサを、一方は前記ワーク体に直列接続
し、他方は並列接続するので、負荷に応じて、各コンデ
ンサの容量値を変えれば、インバータの定格電圧，定格
電流を変えずに共振時の整合を取ることが出来、ワーク
体Ｗの両端に必要な電圧を印加することが出来る。従っ
て、整合トランスが不要となり、ワークの加熱効率等の
低下もなく、又、２つのコンデンサは極めて低価なの
で、コスト的に極めて有利である。
【図１】 電圧型インバータからの交流を負荷に供給す
るインバータ装置の構成を示すものである。
るインバータ装置の構成を示すものである。
【図２】 前記図１のインバータ装置の回路図をインバ
ータと負荷だけで表わした等価回路である。
ータと負荷だけで表わした等価回路である。
【図３】 前記図２の回路に整合トランスを入れた回路
図である。
図である。
【図４】 本発明の一実施例として示したインバータ装
置の概略図である。
置の概略図である。
１ 直流電源 ２ 引き出し電極 ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ スイッチング素子 ４ 負荷 Ｗ ワーク体 ５ インバータ ６ 整合トランス Ｃａ，Ｃｂ コンデンサ
Claims (1)
- 【請求項１】 インバータの出力をインダクタンスと抵
抗を有するワーク体に供給する様に成したインバータ装
置において、容量値の合計がこのインバータが共振する
ための容量値に等しくなる容量を有する２つのコンデン
サを、一方は前記ワーク体に直列接続し、他方は並列接
続した事を特徴とするインバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6302087A JPH08163873A (ja) | 1994-12-06 | 1994-12-06 | インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6302087A JPH08163873A (ja) | 1994-12-06 | 1994-12-06 | インバータ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08163873A true JPH08163873A (ja) | 1996-06-21 |
Family
ID=17904774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6302087A Pending JPH08163873A (ja) | 1994-12-06 | 1994-12-06 | インバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08163873A (ja) |
-
1994
- 1994-12-06 JP JP6302087A patent/JPH08163873A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010403 |