JPS5854749B2 - 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バータ装置に関
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バータ装置
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。

従来のインバータ装置は使用される半導体制御スイッチ
ング素子（サイリスタ）のターンオフタイムが２０μＳ
程度であると云う特性上、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、誘導加熱装置をより高周波（：３ＫＨｚ以上
）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方式のインバータ装置が
開発されたが、この装置は制御スイッチング素子を極め
て多数必要とする欠点がある。

この発明は上記の欠点を除去し、負荷を高周波的に動作
させることができるとともに制御スイッチング素子数の
低減化を図るようにしたインバータ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
であり、この順変換装置１の正負出力間には第１、第２
電解コンデンサ２ａ 、２ｂの直列回路２が並列接続さ
れる。

３ａ、３ｂおよび４ａ 、４ｂは図示極性のように直列
接続された第１、第２および第３、第４サイリスクで、
第１、第２サイリスタ３ａ、３ｂの直列回路３は順変換
装置１の出力に対して逆方向となるように前記直列回路
２に並列接続される。

また、第３、第４サイリスタ４ａ 、４ｂの直列回路４
は順変換装置１の出力に対して順方向となるように前記
直列回路２に並列接続される。

５は転流コンデンサで、このコンデンサ５は前記直列回
路３，４の中点６゜１間に接続される。

８はリアクトル、９は負荷であり、リアクトル８と負荷
８は直列接続されて直列回路２の中点１０と直列回路３
の中点６との間に接続される。

次に上記実施例の動作を第２図により述べる。

最初、転流コンデンサ５が第１図に示す極性のように、
かつ第２図のモード１に示す２Ｅボルトまで充電されて
いるとする。

また、第１、第２電解コンデンサ２ａ 、２ｂは第１図
に示す極性のように、順変換装置１の出力によりそれぞ
れＥボルトに分圧されて充電されている。

ここで、第３サイリスタ４ａを図示しない点弧回路の点
弧信号で点弧させると負荷９には図示極性のように第１
電解コンデンサ２ａの電圧Ｅボルトと転流コンデンサ５
の電圧２Ｅボルトが印加されるため、負荷９間の電圧は
第２図のモード１に示すように３Ｅボルトになる。

とともに図示矢印１１のように負荷９には放電電流が流
れ、負荷９には第２図のモード１に示す電圧ｅと電流ｉ
が生じる。

すなわち負荷９に電力が生じる。

前記図示矢印１１のように放電電流が流れるとりアクド
ル８には第２図のモード１に示す曲線Ｌｖの電圧が発生
する。

この発生電圧が２Ｅボルトになった時点を図示しない検
出器で検出して第２サイリスタ３ｂを点弧（第２図のモ
ード１の時点１１）させる。

一方、リアクトル８の電圧は第２サイリスタ３ｂ→負荷
９を介して消費されるために、転流コンデンサ５は図示
逆極性の−２Ｅボルト以上にはならない。

すなわち、コンデンサ５は一２Ｅボルトを保持している
。

前記リアクトル８の電圧が消費されると、第２サイリス
タ３ｂは消弧されるが、負荷９は前記のように供給され
た電力により振動されて動作状態を維持する。

この振動が１サイクル半の終了時点になったことを負荷
９に設けられた検出器（図示省略）により検出して第４
サイリスタ４ｂを点弧する。

すると転流コンデンサ５の電荷は図示矢印１２のように
負荷９を介して放電されるため、（第２図のモード２）
負荷９にはモード２に示すように電圧ｅ１電流ｉによる
電力が発生する。

一方、前記放電に伴なって上述と同様にリアクトル８に
は電圧が発生するが、この電圧が２Ｅボルトになったと
きに、第１サイリスタ３ａを点弧（第２図のモード２の
時点ｔ２）させて、これを消費させる。

このため、転流コンデンサ５の電圧は常に２Ｅボルトに
保持されるようになる。

以後、前述と同様に負荷９のみが動作状態となって、所
定サイクル後にモード１の動作が開始される。

このような動作状態にすれば、サイリスクの動作周波数
は低くても充分、負荷に電力が供給できる。

以上述べたように、この発明によれば、制御スイッチン
グ素子の動作周波数に対して負荷の動作周波数が約３倍
となるので、例えば素子の動作周波数に３ ＫＨｚのも
のを使用すると負荷は約１０ＫＨｚで動作が可能となり
、負荷に高周波を供給できる。

また、この発明によれば、素子数を大巾に低減でき、こ
のため、回路の故障の発生等が少なくなり、装置の信頼
性の向上となる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を説明する回路図、第２図
は第１図の実施例の動作を述べる波形図である。 １・・・・・・順変換装置、２，３．４・−・・・・直
列回路、２ａ、２ｂ・・・・・・第１．第２電解コンデ
ンサ、３ａ。 ３ｂ、４ａ、４ｂ・・・・・・第１〜第４サイリスタ、
５・・・・・・転流コンデンサ、８・・・・・・リアク
トル、９・・・・・・負荷。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 順変換装置の正負出力間に並列接続されるとともに
   その装置により充電される第１、第２電解コンデンサか
   らなる第１直列回路と、この第１直列回路に並列接続さ
   れ、前記順変換装置の出力に対して逆方向に直列接続さ
   れた第１および第２制御スイツチング素子からなる第２
   直列回路と、前記順変換装置の出力に対して順方向に直
   列接続された第３および第４制御スイツチング素子から
   なる第３直列回路と、前記第１、第２直列回路の雨中点
   間に接続されたりアクドルと負荷からなる第４直列回路
   と、前記第２、第３直列回路の雨中点間に接続された転
   流コンデンサとを有し、前記第３制御スイツチング素子
   を点弧させて負荷に第１電解コンデンサの充電電圧と転
   流コンデンサの充電電圧とを印加し、前記リアクトルが
   所定の電圧になったときに第２制御スイツチング素子を
   点弧し、前記負荷に流れる電流が所定の振動時点になつ
   たときに第４制御スイツチング素子を点弧させて負荷に
   第２電解コンデンサの充電電圧と転流コンデンサの充電
   電圧とを前記の場合とは逆方向に印加し、前記リアクト
   ルが所定の電圧になったとき第１制御スイツチング素子
   を点弧させるようにしたことを特徴とするインバータ装
   置。