JPS5854748B2 - インバ−タ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は高周波動作を可能にしたインパーク装置に関
する。

近年、インバータ装置を用いた誘導加熱装置が工業的加
熱に用いられるようになって来た。

この誘導加熱装置は特に被加熱部材の比較的表面層を加
熱するために多く利用されている。

上記被加熱部材の表面層を加熱するにはインパーク装置
の動作周波数を高周波的に行なえば、より前記部材の表
面層のみの加熱が可能になることが知られている。

しかし、従来のインパーク装置は半導体素子（サイリス
ク）の特性上、約３ＫＨｚ程度の動作周波数までしか動
作させることができなかった。

このため、誘導加熱装置を高周波で動作させることは困
難であった。

これを解決する手段として時分割方式のインバータ装置
が開発されたが、この装置は半導体素子（サイリスク）
を極めて多数設けなければならない欠点がある。

この発明は上記の欠点を除去し、負荷を高周波的に動作
可能にしたインパーク装置を提供することを目的とする
。

以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図はこの発明の実施例の回路図で、１は順変換装置
で、この順変換装置１の正負出力間に電解コンデンサ２
が図示極性のように接続される。

３は転流リアクトルで、この転流リアクトル３の一端は
順変換装置１の正出力端に接続され、他端は第１サイリ
スタ４のアノード側に接続される。

この第１サイリスク４のカソード側は直列接続された第
１．第２転流コンデンサ５ａ 、５ｂの一端に接続され
、他端は前記順変換装置１の負出力端に接続される。

６は第２サイリスクで、この第２サイリスタ６のアノー
ド側は前記第１サイリスタ４のカソード側に接続される
。

第２サイリスタ６のカソード側は第１インダククンス７
を介して負荷８の一端に接続される。

負荷８の他端は第１、第２転流コンデンサ５ａ、５ｂの
共通接続点９に接続される。

１０は第３サイリスクで、この第３サイリスタ１０のア
ノード側は第２インダクタンス１１をを介して第１イン
ダクタンス７と負荷８との共通接続点１２に接続される
。

第３サイリスタ１０のカソード側は順変換装置１の負出
力端に接続される。

１３．１４は第１．第２転流コンデンサ５ａ、５ｂが後
述のように（Ｅ−△Ｅ）ボルトに充電されるようにする
ためのダイオードで、これらダイオード１３．１４は第
２．第３サイリスタ６．１０に図示極性のように接続さ
れる。

次に上記実施例の作用を第２図を用いて述べる。

いま、電解コンデンサ２が図示極性のようにＥボルトに
充電されているとする。

ここで、第１サイリスタ４を図示しない点弧回路の点弧
信号で点弧させると、電解コンデンサ２の電圧Ｅボルト
は転流リアクトル３の影響を受けて第１．第２転流コン
デンサ５ａ、５ｂをそれぞれＥボルトの電圧に充電する
。

すなわち、第１．第２転流コンデンサ５ａ、Ｓｂ間は＋
２Ｅボルトに充電される。

第２図のモード１は第１転流コンデンサ５ａが充電され
る状態を示す波形である。

次に、第２サイリスタ６を点弧させると第１転流コンデ
ンサ５ａの充電々荷は図示矢印１５のよに放電される。

この放電々流は負荷８を通って、第１転流コンデンサ５
ａを図示極性とは逆極性に充電するが、ダイオード１３
のため充電された電圧は再び第１転流コンデンサ５ａを
図示極性のように充電する。

このときの充電々圧は負荷８等に電力供給（第２図のモ
ード２）がされる等のために△Ｅボルト損失を受け、第
１転流コンデンサ５ａの充電々圧はＥ−△Ｅボルトにな
る。

なお、第２図においてＳＴはインバータの動作は休止し
ている期間を、＋ｅ ｓ−ｅ ＋ ｉは負荷８の電圧、
電流を示す。

この休止期間ＳＴの終了後、第３サイリスク１０を点弧
させると第２転流コンデンサ５ｂの充電々荷は図示矢印
１６のように放電される。

この放電々流は負荷８を通って、第２転流コンデンサ５
ｂを図示極性とは逆極性に充電するがダイオード１４の
ため充電された電圧は再び第２転流コンデンサ５ｂを図
示極性のように充電する。

このときの充電々圧は前述と同様に損失を受けて、第２
転流コンデンサ５ｂの充電々圧はＥ−△Ｅボルトになる
。

前記第３サイリスク１０が点弧された際に第２転流コン
デンサ５ｂの充電々荷が負荷８を通って放電されるとき
の極性は第２図のモード３に示すように前記第２サイリ
スタ６の点弧の場合とは逆極性になる。

以下、モード１，２、休止３の順に繰返してインバータ
は動作される。

上記のようにして第１サイリスタ４は負荷８に対してＨ
の動作周波数ですむが、負荷８は第１サイリスタ４に対
して３倍の周波数で動作が可能となる。

すなわち、第１サイリスク４の転流余裕時間は負荷周波
数できまる周期の％で表わされ、第２サイリスク６の転
流余裕時間は第２図に示すＴ６、第３サイリスタ１０の
転流余裕時間は同図のＴＩＯとなる。

このため、かなりの高周波インパーク装置に対して充分
な転流時間がとれ、負荷の高周波誘導加熱が可能となる
。

以上述べたように、この発明によれば、制御スイッチン
グ素子が最低３個でインバータを構成できるので、回路
の簡素化を図ることができ、以って回路の信頼性の向上
を図ることができる。

また、この発明によれば、負荷が第１制御スイツチング
素子の動作周波数の３倍の周波数で動作できるので、ス
イッチング素子の動作周波数を３ ＫＨｚにすれば負荷
は９ ＫＨｚで動作し、誘導加熱装置には極めて都合が
よい利点となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を述べるための回路図、第
２図は上記実施例の作用を述べるための波形図である。 １・・・・・・順変換装置、２・・・・・・電解コンデ
ンサ、３・・・・・・転流リアクトル、４・・・・・・
第１サイリスク、５ａ、５ｂ・・・・・・第１．第２転
流コンデンサ、６゜１０・・・・・・第２．第３サイリ
スク、８・・・・・・負荷、１３．１４・・・・・・ダ
イオード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 順変換装置の正負出力間に接続された充電素子と、
   この充電素子の正側に転流リアクトルを介して接続され
   る第１制御スイツチング素子と、この第１制御スイツチ
   ング素子と前記充電素子の負荷との間に接続され第１制
   御スイツチング素子を点弧して充電素子の電荷を放電さ
   せ、その放電々流で充電される直列接続された第１．第
   ２転流コンデンサの直列回路と、この直列回路に並列接
   続される順方向に接続された第２．第３制御スイツチン
   グ素子と、この第２．第３制御スイツチング素子にそれ
   ぞれ各別にかつ各素子と逆並列接続されるダイオードと
   、前記第２．第３制御スイツチング素子の共通接続点と
   前記コンデンサの直列回路の中点に接続され、第２制御
   スイツチング素子を点弧させると第１転流コンデンサの
   放電々流が流れるとともに第３制御スイツチング素子を
   点弧させると第２転流コンデンサの放電々流が前記第１
   転流コンデンサの放電々流とは逆方向に流れる電路に介
   挿された負荷とを備えてなるインバータ装置。