JP6552841B2 - 誘導発熱ローラシステム - Google Patents
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Description
この構成であれば、第1の誘導コイル及び第2の誘導コイルの構成を同じにして互換性を持たせることができる。
この構成であれば、第1の誘導コイルの電流は、第2の誘導コイルの中点部から入って巻き始め端部及び巻き終わり端部へ1/2ずつ分流して流れる。第2の誘導コイルの巻き始め端部へ流れる電流と、第2の誘導コイルの巻き終わり端部へ流れる電流とは方向が逆であるため、発生する磁束はキャンセルして消滅することになる。
ここで、少なくとも第2の誘導コイルの層数を偶数として、巻き始め端部、巻き終わり端部及び中点部を、誘導コイルの軸方向端部に位置させると、中点部から巻き始め端部までの巻き線部分と、中点部から巻き終わり端部までの巻き線部分との磁気的結合が良く、効率良く磁束を消滅させることができる。
この構成であれば、第1の誘導発熱ローラ装置及び第2の誘導発熱ローラ装置の個別出力制御が可能となる。
この構成であれば、相電流のアンバランスを一層低減することができる。詳細については、後述する。
この構成であれば、相電流を同一にすることができ、アンバランスを解消することができる。詳細については、後述する。
この構成であれば、電気的に同一仕様の2つの誘導発熱ローラ装置を運転する場合に、タップを必要とすることなく、相電流を同一にすることができ、アンバランスを解消することができる。
以下に本発明に係る誘導発熱ローラシステムの第1実施形態について図面を参照して説明する。
以下において、三相交流電源4の電源電圧をE、制御機器51、52の電圧降下分を差し引いた端子間電圧をe、第1の誘導コイル21の端子をU−Oa−Ob、第1の誘導コイル21の容量をPa、第1の誘導コイル21の電流をia、第2の誘導コイル31の端子をV−Ob’−W、第2の誘導コイル31の容量をPb、第2の誘導コイル31の電流をibとする。また、以下の計算は全て絶対値計算とする。
第1の誘導コイル21の容量Paは、Pa=ia√3e/2となる。
第1の誘導コイル21の電流iaは、ia=2Pa/e√3となる。
したがって、ib’=2ia/√3となり、
第2の誘導コイル31の容量Pbは、Pb=2iae/√3となる。
Pb/Pa=(2iae/√3)/(ia√3e/2)
=4/3
ib=√{(ib’)2+(ia/2)2}
=ia√(4/3+1/4)
=ia√(19/12)
また、ec=eb/2√3であるから、eb/2√3=ea−e/√3となる。
したがって、eb=2/√3(ea−e/√3)=2/√3ea−2eとなる。
eb=2/√3eb−2e
(2√3−1)eb=2e
eb=2e/(2√3−1)となる。
最大容量も同じになり、Pa=Pb=2eia/(2√3−1)となる。
電流ia=(2√3−1)Pa/2e
電流ib=√{ia 2+(ia/2)2}
=ia√5/2
=1.118ia
Ib=ia√5/2
=√5(2√3−1)Pa/(2×2e)
=(2/√15−√5)Pa/4e
このように構成した誘導発熱ローラシステム100によれば、単一の単相交流電源4により第1の誘導コイル21及び第2の誘導コイル31に電力を供給するものにおいて、第1の誘導発熱ローラ装置2の誘導コイル21及び第2の誘導発熱ローラ装置3の誘導コイル31をスコット結線しているので、スコット結線変圧器を用いることなく、相電流のアンバランスを低減することができる。
次に本発明に係る誘導発熱ローラシステムの第2実施形態について図面を参照して説明する。
各電圧、電流及び容量は以下となる。
ea=e√3/2
ia=Pa/(e√3/2)
Pa=iae√3/2
eb=e
ib’=Pb/e
ここで、Pa=Pbとおくと、
ib’=ia√3/2
ib=√{(ia√3/2)2+(ia/2)2}
=ia
したがって、第1の誘導コイル21及び第2の誘導コイル31は同容量となり、各相電流は全てiaとなってバランスする。
このように構成した誘導発熱ローラシステム100によれば、前記実施形態の誘導コイル21、31に追加巻き線23、33を追加してスコット結線することにより、電気的に同一仕様の2つの誘導発熱ローラ装置2、3を運転する場合に、タップを必要とすることなく、相電流を同一にすることができ、アンバランスを解消することができる。
なお、本発明は前記各実施形態に限られるものではない。
誘導コイルの構成に関して言えば、前記第1の誘導コイル21及び第2の誘導コイル31の構成を異ならせても良い。
具体的には、前記第1実施形態においては、第1の誘導コイル21の中点部21zに接続端子を設けなくても良いし、第1の誘導コイル21の巻き数を偶数としなくても良い。
また、前記第2実施形態においては、第1の誘導コイル21の巻き始め端部21x及び巻き終わり端部21yに追加巻き線23を接続しない構成としても良い。
2 ・・・第1の誘導発熱ローラ装置
21 ・・・第1の誘導コイル
21x・・・第1の誘導コイルの巻き始め端部
21y・・・第1の誘導コイルの巻き終わり端部
3 ・・・第2の誘導発熱ローラ装置
31 ・・・第2の誘導コイル
31x・・・第2の誘導コイルの巻き始め端部
31y・・・第2の誘導コイルの巻き終わり端部
31z・・・第2の誘導コイルの中点部
4 ・・・三相交流電源
51 ・・・第1の電圧制御機器
52 ・・・第2の電圧制御機器
Claims (11)
- 回転自在に支持された第1のローラ本体の内部に第1の誘導コイルを有する第1の誘導発熱機構を設けた第1の誘導発熱ローラ装置と、当該第1の誘導発熱ローラ装置とは異なる磁気回路を有し、回転自在に支持された第2のローラ本体の内部に第2の誘導コイルを有する第2の誘導発熱機構を設けた第2の誘導発熱ローラ装置とを三相交流電源によって運転する誘導発熱ローラシステムであって、
少なくとも前記第2の誘導コイルの巻き数が偶数であり、
前記第1の誘導コイルの巻き始め端部及び巻き終わり端部の一方が前記三相交流電源の一相に電気的に接続され、その他方が前記第2の誘導コイルの中点部に電気的に接続されるとともに、
前記第2の誘導コイルの巻き始め端部及び巻き終わり端部が前記三相交流電源の残りの2相に電気的に接続されており、
巻き数が偶数である誘導コイルの層数が偶数であり、
前記巻き始め端部、前記巻き終わり端部及び前記中点部が、前記誘導コイルの軸方向端部に位置している誘導発熱ローラシステム。 - 前記各誘導コイルの巻き数が偶数であり、
前記各誘導コイルの中点部に接続端子が設けられている請求項1記載の誘導発熱ローラシステム。 - 前記第2の誘導発熱ローラ装置の負荷容量が、前記第1の誘導発熱ローラ装置の負荷容量よりも大きい請求項1又は2記載の誘導発熱ローラシステム。
- 前記各誘導コイルの一端側と前記三相交流電源との間に、前記各誘導コイルの印加電圧を制御する電圧制御機器が設けられている請求項1乃至3の何れか一項に記載の誘導発熱ローラシステム。
- 最大出力時における前記電圧制御機器の電圧低下分を差し引いた電源電圧に対して、前記第2の誘導コイルの最大印加電圧が2/(2√3−1)倍となるように前記電圧制御機器が調整されている請求項4記載の誘導発熱ローラシステム。
- 前記各誘導コイルの巻き数が2N(Nは自然数)であり、
前記各誘導コイルの巻き始め端部及び巻き終わり端部それぞれに、巻き数(2/√3−1)Nの追加巻き線が接続されており、
前記第1の誘導コイルの巻き始め端部及び巻き終わり端部の一方が前記第2の誘導コイルの中点部に接続され、その他方が前記三相交流電源の1相に接続されるとともに、
前記第2の誘導コイルの両端部に接続された追加巻き線が前記三相交流電源の残りの2相に接続することにより、前記第2の誘導コイルの両端部が前記三相交流電源の残りの2相に電気的に接続されている請求項1乃至5の何れか一項に記載の誘導発熱ローラシステム。 - 回転自在に支持された第1のローラ本体の内部に第1の誘導コイルを有する第1の誘導発熱機構を設けた第1の誘導発熱ローラ装置と、当該第1の誘導発熱ローラ装置とは異なる磁気回路を有し、回転自在に支持された第2のローラ本体の内部に第2の誘導コイルを有する第2の誘導発熱機構を設けた第2の誘導発熱ローラ装置とを三相交流電源によって運転する誘導発熱ローラシステムであって、
少なくとも前記第2の誘導コイルの巻き数が偶数であり、
前記第1の誘導コイルの巻き始め端部及び巻き終わり端部の一方が前記三相交流電源の一相に電気的に接続され、その他方が前記第2の誘導コイルの中点部に電気的に接続されるとともに、
前記第2の誘導コイルの巻き始め端部及び巻き終わり端部が前記三相交流電源の残りの2相に電気的に接続されており、
前記第2の誘導コイルの巻き数が2N(Nは自然数)であり、
前記第1の誘導コイルの巻き数が√3Nである誘導発熱ローラシステム。 - 巻き数が偶数である誘導コイルの層数が偶数であり、
前記巻き始め端部、前記巻き終わり端部及び前記中点部が、前記誘導コイルの軸方向端部に位置している請求項7記載の誘導発熱ローラシステム。 - 前記第2の誘導発熱ローラ装置の負荷容量が、前記第1の誘導発熱ローラ装置の負荷容量よりも大きい請求項7又は8記載の誘導発熱ローラシステム。
- 前記各誘導コイルの一端側と前記三相交流電源との間に、前記各誘導コイルの印加電圧を制御する電圧制御機器が設けられている請求項7乃至9の何れか一項に記載の誘導発熱ローラシステム。
- 前記三相交流電源の電源周波数が50Hz又は60Hzである請求項1乃至10の何れか一項に記載の誘導発熱ローラシステム。
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