JPH11144850A - Induction heating method and apparatus - Google Patents
Induction heating method and apparatusInfo
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- JPH11144850A JPH11144850A JP30432197A JP30432197A JPH11144850A JP H11144850 A JPH11144850 A JP H11144850A JP 30432197 A JP30432197 A JP 30432197A JP 30432197 A JP30432197 A JP 30432197A JP H11144850 A JPH11144850 A JP H11144850A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、誘導加熱方法およ
び装置に関し、特に、例えば鋼の焼入れ等を行うのため
の誘導加熱方法および装置に関する。The present invention relates to an induction heating method and apparatus, and more particularly to an induction heating method and apparatus for, for example, quenching steel.
【０００２】[0002]
【従来の技術】誘導加熱装置では、発振機により所定の
周波数の交流出力をワークコイルに供給して、ワークコ
イルに誘導加熱用の交流磁界を発生させるようにしてい
る。2. Description of the Related Art In an induction heating apparatus, an oscillator outputs an AC output of a predetermined frequency to a work coil to generate an AC magnetic field for induction heating in the work coil.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ワークコイルは被加熱
物に応じて様々なものが付け替えて使用されるが、中に
は発振機との整合性が必ずしも十分でないものがあり、
発振が不安定になったり、あるいは、発振が停止する等
の問題があった。Various types of work coils are used according to the object to be heated, but some of them do not always have sufficient matching with the oscillator.
Oscillation becomes unstable or oscillation stops.
【０００４】また、発振機は固有の発振周波数を持って
おり、その周波数でしか誘導加熱ができないという不便
さがあった。本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、多様な加熱コイルに適応す
る誘導加熱方法および装置を実現することである。In addition, the oscillator has a unique oscillation frequency, and there is an inconvenience that induction heating can be performed only at that frequency. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to realize an induction heating method and apparatus adapted to various heating coils.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】（１）上記の課題を解決
する請求項１の発明は、加熱コイルに直列にキャパシタ
を接続して直列共振回路を形成し、発振機の交流出力を
前記直列共振回路に供給し、前記キャパシタの両端電圧
に基づき前記発振機の交流出力の周波数を前記直列共振
回路の共振周波数に一致させる、ことを特徴とする。According to the first aspect of the present invention, a capacitor is connected in series with a heating coil to form a series resonance circuit, and the AC output of the oscillator is connected to the series coil. The frequency is supplied to a resonance circuit, and the frequency of the AC output of the oscillator is matched with the resonance frequency of the series resonance circuit based on the voltage across the capacitor.
【０００６】請求項１の発明では、キャパシタの両端電
圧に基づいて、発振機の交流出力の周波数を直列共振回
路の共振周波数に追従させる。 （２）上記の課題を解決する請求項２の発明は、交流出
力を生じる発振手段と、加熱コイルとキャパシタの直列
接続を有し前記交流出力が供給される直列共振回路と、
前記キャパシタの両端電圧に基づき前記発振手段の交流
出力の周波数を前記直列共振回路の共振周波数に一致さ
せる制御手段と、を具備することを特徴とする。According to the first aspect of the invention, the frequency of the AC output of the oscillator is made to follow the resonance frequency of the series resonance circuit based on the voltage across the capacitor. (2) The invention according to claim 2, which solves the above-mentioned problem, comprises: an oscillating means for generating an AC output; a series resonance circuit having a heating coil and a capacitor connected in series and supplied with the AC output;
Control means for matching the frequency of the AC output of the oscillation means with the resonance frequency of the series resonance circuit based on the voltage across the capacitor.
【０００７】請求項２の発明では、制御手段により、キ
ャパシタの両端電圧に基づいて、発振手段の交流出力の
周波数を直列共振回路の共振周波数に追従させる。 （３）上記の課題を解決する請求項３の発明は、請求項
２の発明において、前記制御手段は、ＰＬＬ回路を有す
ることを特徴とする。According to the second aspect of the invention, the control means causes the frequency of the AC output of the oscillation means to follow the resonance frequency of the series resonance circuit based on the voltage across the capacitor. (3) According to a third aspect of the present invention, which solves the above problem, in the second aspect of the present invention, the control means has a PLL circuit.
【０００８】請求項３の発明では、ＰＬＬ回路により、
発振手段の交流出力の周波数を直列共振回路の共振周波
数と一致させる。 （４）上記の課題を解決する請求項４の発明は、請求項
２の発明または請求項３の発明において、前記直列共振
回路は、共振周波数が異なる複数のものから選択的に使
用されるものである、ことを特徴とする。According to the third aspect of the present invention, the PLL circuit
The frequency of the AC output of the oscillating means is made to match the resonance frequency of the series resonance circuit. (4) According to a fourth aspect of the present invention which solves the above problems, in the second aspect or the third aspect, the series resonance circuit is selectively used from a plurality of series resonance circuits having different resonance frequencies. It is characterized by the following.
【０００９】請求項４の発明では、発振手段が、選択的
された直列共振回路の共振周波数に一致した周波数で発
振する。According to the fourth aspect of the present invention, the oscillating means oscillates at a frequency corresponding to the resonance frequency of the selected series resonance circuit.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiment.
【００１１】図１に、誘導加熱装置のブロック(block)
図を示す。本装置は本発明の誘導加熱装置の実施の形態
の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に
関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によ
って、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示され
る。FIG. 1 shows a block diagram of an induction heating apparatus.
The figure is shown. This device is an example of an embodiment of the induction heating device of the present invention. The configuration of the present apparatus shows an example of an embodiment relating to the apparatus of the present invention. An example of an embodiment of the method of the present invention is shown by the operation of the present apparatus.
【００１２】（構成）本装置の構成を説明する。図１に
示すように、本装置は、商用周波数の交流電源２から供
給される交流電圧を整流回路４で整流し、キャパシタ３
で平滑するようになっている。(Configuration) The configuration of the present apparatus will be described. As shown in FIG. 1, this device rectifies an AC voltage supplied from an AC power supply 2 having a commercial frequency by a rectifier circuit 4 and
Is to be smoothed.
【００１３】キャパシタ３の両端電圧をスイッチング素
子６でスイッチングし、スイッチング出力をインダクタ
８およびキャパシタ１０からなるＬ型回路で平滑するよ
うになっている。スイッチング素子６としては、例えば
ＭＯＳＦＥＴ等が用いられる。The voltage between both ends of the capacitor 3 is switched by a switching element 6, and the switching output is smoothed by an L-type circuit including an inductor 8 and a capacitor 10. As the switching element 6, for example, a MOSFET or the like is used.
【００１４】インダクタ８としては、例えば空芯コイル
等が用いられる。インダクタ８には、キャパシタ１０と
は対称的な位置関係でダイオード１２が接続され、スイ
ッチングにともなってインダクタ８に生じる逆電圧を吸
収するようになっている。As the inductor 8, for example, an air-core coil or the like is used. A diode 12 is connected to the inductor 8 in a symmetrical positional relationship with the capacitor 10 so as to absorb a reverse voltage generated in the inductor 8 due to switching.
【００１５】キャパシタ１０の両端電圧は、次段の負荷
に供給される。出力検出器１３は、負荷に供給される出
力電流を検出して制御回路１４にフィードバックするよ
うになっている。出力検出器１３としては例えば電流検
出抵抗等が用いられる。あるいは、出力検出器１３は、
キャパシタ１０の両端電圧を検出してフィードバックす
るようにしたものでも良い。その場合は、例えば分圧抵
抗等が用いられる。The voltage across the capacitor 10 is supplied to the next stage load. The output detector 13 detects the output current supplied to the load and feeds back the output current to the control circuit 14. As the output detector 13, for example, a current detection resistor or the like is used. Alternatively, the output detector 13
The voltage between both ends of the capacitor 10 may be detected and fed back. In that case, for example, a voltage dividing resistor or the like is used.
【００１６】制御回路１４には、設定器１６から設定信
号を与えるようになっている。設定信号には、スイッチ
ングの基本周波数を設定する周波数設定信号が含まれ
る。また、出力設定信号が含まれる。The control circuit 14 is provided with a setting signal from a setting device 16. The setting signal includes a frequency setting signal for setting a switching basic frequency. Also, an output setting signal is included.
【００１７】制御回路１４は、周波数設定信号に対応し
た基本周波数でスイッチング素子６をスイッチングさせ
るようになっている。基本周波数設定値は、例えば２０
ＫＨｚ〜２００ＫＨｚの範囲で可変となっている。The control circuit 14 switches the switching element 6 at a fundamental frequency corresponding to the frequency setting signal. The basic frequency set value is, for example, 20
It is variable in the range of KHz to 200 KHz.
【００１８】制御回路１４は、また、出力設定信号とフ
ィードバック信号との差に基づいてスイッチングのデュ
ーティレシオを制御し、出力電流を出力設定信号に一致
させるようになっている。なお、フィードバック信号が
出力電圧をフィードバックしたものである場合は、出力
電圧を出力設定信号に一致させるように制御する。The control circuit 14 controls the switching duty ratio based on the difference between the output setting signal and the feedback signal, and matches the output current with the output setting signal. If the feedback signal is obtained by feeding back the output voltage, control is performed so that the output voltage matches the output setting signal.
【００１９】図２に、出力制御の例を示す。同図の
（ａ）は５０％出力状態を示すものであり、キャパシタ
３の両端電圧Ａ−Ａ’をスイッチング素子６によりデュ
ーティレシオ５０％でスイッチングすることにより、ダ
イオード１２の両端電圧Ｂ−Ｂ’を得る。これをインダ
クタ８とキャパシタ１０で平滑することにより５０％出
力Ｃ−Ｃ’を得る。FIG. 2 shows an example of output control. FIG. 3A shows a 50% output state, in which the voltage AA ′ across the capacitor 3 is switched at a duty ratio of 50% by the switching element 6 to obtain a voltage BB ′ across the diode 12. Get. This is smoothed by the inductor 8 and the capacitor 10 to obtain a 50% output CC ′.
【００２０】同図の（ｂ）は２５％出力状態を示すもの
であり、キャパシタ３の両端電圧Ａ−Ａ’をスイッチン
グ素子６によりデューティレシオ２５％でスイッチング
することにより、ダイオード１２の両端電圧Ｂ−Ｂ’を
得る。これをインダクタ８とキャパシタ１０で平滑する
ことにより２５％出力Ｃ−Ｃ’を得る。FIG. 2B shows a 25% output state. By switching the voltage AA ′ across the capacitor 3 with the switching element 6 at a duty ratio of 25%, the voltage B across the diode 12 is obtained. -B 'is obtained. This is smoothed by the inductor 8 and the capacitor 10 to obtain a 25% output CC ′.
【００２１】同図の（ｃ）は１％出力状態を示すもので
あり、キャパシタ３の両端電圧Ａ−Ａ’をスイッチング
素子６によりデューティレシオ１％でスイッチングする
ことにより、ダイオード１２の両端電圧Ｂ−Ｂ’を得
る。これをインダクタ８とキャパシタ１０で平滑するこ
とにより１％出力Ｃ−Ｃ’を得る。FIG. 3C shows a 1% output state. The voltage AA 'across the capacitor 3 is switched by the switching element 6 at a duty ratio of 1%, so that the voltage B across the diode 12 is changed. -B 'is obtained. This is smoothed by the inductor 8 and the capacitor 10 to obtain a 1% output CC ′.
【００２２】同図の（ｄ）は７５％出力状態を示すもの
であり、キャパシタ３の両端電圧Ａ−Ａ’をスイッチン
グ素子６によりデューティレシオ７５％でスイッチング
することにより、ダイオード１２の両端電圧Ｂ−Ｂ’を
得る。これをインダクタ８とキャパシタ１０で平滑する
ことにより７５％出力Ｃ−Ｃ’を得る。FIG. 3D shows a 75% output state. The voltage AA 'across the capacitor 3 is switched by the switching element 6 at a duty ratio of 75%, so that the voltage B across the diode 12 is obtained. -B 'is obtained. This is smoothed by the inductor 8 and the capacitor 10 to obtain a 75% output CC ′.
【００２３】以上の、整流回路４乃至設定器１６からな
る部分は、スイッチングギュレーション型の直流電源を
構成する。この直流電源の出力は、設定器１６で出力設
定信号を変えることにより、任意に変更することができ
る。すなわち、可変出力の直流電源となる。The part including the rectifier circuit 4 to the setting unit 16 constitutes a switching regulation type DC power supply. The output of the DC power supply can be arbitrarily changed by changing the output setting signal with the setting unit 16. That is, it becomes a variable output DC power supply.
【００２４】このような直流電源の出力を、スイッチン
グ素子１８，２０，２２，２４からなるブリッジ回路に
供給するようになっている。スイッチング素子１８〜２
４としては、例えばＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等が用いら
れる。The output of such a DC power supply is supplied to a bridge circuit composed of switching elements 18, 20, 22, and 24. Switching element 18-2
For example, MOSFET, IGBT, or the like is used as 4.
【００２５】スイッチング素子１８，２０，２２，２４
は、それぞれブリッジの１辺を構成する。スイッチング
素子１８と２０の共通接続点がブリッジの一方の給電端
となり、スイッチング素子２２と２４の共通接続点がブ
リッジの他方の給電端となる。スイッチング素子１８と
２２の直列接続点がブリッジの一方の出力端となり、ス
イッチング素子２０と２４の直列接続点がブリッジの他
方の出力端となる。Switching elements 18, 20, 22, 24
Form one side of the bridge. The common connection point of the switching elements 18 and 20 is one power supply terminal of the bridge, and the common connection point of the switching elements 22 and 24 is the other power supply terminal of the bridge. The series connection point between the switching elements 18 and 22 is one output terminal of the bridge, and the series connection point between the switching elements 20 and 24 is the other output terminal of the bridge.
【００２６】ブリッジ回路の出力端間にトランス２８の
１次側を接続し、トランス２８の２次側にワークコイル
２８とキャパシタ３０の直列回路を接続するようになっ
ている。ワークコイル２８とキャパシタ３０の直列回路
は、本発明における直列共振回路の実施の形態の一例で
ある。The primary side of the transformer 28 is connected between the output terminals of the bridge circuit, and the series circuit of the work coil 28 and the capacitor 30 is connected to the secondary side of the transformer 28. The series circuit of the work coil 28 and the capacitor 30 is an example of an embodiment of the series resonance circuit according to the present invention.
【００２７】スイッチング素子１８〜２４は、駆動回路
２６で駆動され、スイッチング素子１８，２４の対とス
イッチング素子２０，２２の対が、一方の対がオンにな
るとき他方がオフになる関係、すなわち、互いに逆な位
相でオン・オフするようになっている。これによって、
トランス２８を通じてワークコイル３０とキャパシタ３
０の直列回路に交流電流が流れる。スイッチング素子１
８〜２４および駆動回路２６は、本発明における発振手
段の実施の形態の一例である。The switching elements 18 to 24 are driven by a drive circuit 26, and a pair of the switching elements 18 and 24 and a pair of the switching elements 20 and 22 are turned off when one of them is turned on, that is, the other is turned off. Are turned on / off with phases opposite to each other. by this,
Work coil 30 and capacitor 3 through transformer 28
The alternating current flows through the series circuit of 0. Switching element 1
8 to 24 and the drive circuit 26 are an example of an embodiment of the oscillation means in the present invention.
【００２８】キャパシタ３０の両端電圧は、トランス３
４を介して駆動回路２６にフィードバックするようにな
っている。駆動回路２６は、ＰＬＬ回路を内蔵し、その
働きにより、フィードバック信号の周波数すなわち共振
周波数に一致した周波数の駆動信号を発生するようにな
っている。ＰＬＬ回路は、本発明における制御手段の実
施の形態の一例である。The voltage across the capacitor 30 is
4 to the drive circuit 26. The drive circuit 26 has a built-in PLL circuit, and generates a drive signal having a frequency corresponding to the frequency of the feedback signal, that is, the resonance frequency. The PLL circuit is an example of the embodiment of the control means in the present invention.
【００２９】図３に、駆動回路２６が内蔵するＰＬＬ回
路の一例を示す。このＰＬＬ回路は、本発明におけるＰ
ＬＬ回路の実施の形態の一例である。同図に示すよう
に、ＰＬＬ回路は、トランス３４からのフィードバック
電圧を、抵抗４２，４４を通じてダイオード４６，４８
の逆極性の並列回路に印加し、それらの順方向の電圧降
下を利用して矩形波に波形成形し、この矩形波信号をキ
ャパシタ５０，５２を通じてＯＰアンプ５４に入力し、
増幅するようになっている。FIG. 3 shows an example of a PLL circuit incorporated in the drive circuit 26. This PLL circuit corresponds to P
It is an example of an embodiment of an LL circuit. As shown in the figure, the PLL circuit converts the feedback voltage from the transformer 34 into diodes 46 and 48 through resistors 42 and 44.
, And forms a rectangular wave using the voltage drop in the forward direction, and inputs this rectangular wave signal to the OP amplifier 54 through the capacitors 50 and 52.
It is designed to amplify.
【００３０】ＯＰアンプ５４の出力信号は、キャパシタ
５６を通じてナンド回路５８の一方の入力とするように
なっている。ナンド回路５８の出力信号はナンド回路６
０の一方の入力とするようになっている。ナンド回路６
０の出力信号はナンド回路５８の他方の入力とするよう
になっている。An output signal of the OP amplifier 54 is supplied to one input of a NAND circuit 58 through a capacitor 56. The output signal of the NAND circuit 58 is
0 is one of the inputs. NAND circuit 6
The output signal of 0 is used as the other input of the NAND circuit 58.
【００３１】ナンド回路６０の出力信号は、また、抵抗
６２を通じてＯＰアンプ６４の負入力端子に入力するよ
うになっている。ＯＰアンプ６４の負入力端子には、ま
た、抵抗６６を通じて抵抗分圧器６８の出力電圧を入力
するようになっている。ＯＰアンプ６４の正入力端子は
コモンに接続し、負入力端子と出力端子をキャパシタ７
０で接続し、積分器を構成するようになっている。The output signal of the NAND circuit 60 is input to the negative input terminal of an OP amplifier 64 through a resistor 62. The output voltage of the resistor voltage divider 68 is input to the negative input terminal of the OP amplifier 64 via the resistor 66. The positive input terminal of the OP amplifier 64 is connected to the common, and the negative input terminal and the output terminal are connected to the capacitor 7.
0 is connected to form an integrator.
【００３２】この積分器の出力信号は、抵抗７２を通じ
てＶ／Ｆコンバータ７４に入力するようになっている。
Ｖ／Ｆコンバータ７４は、入力信号（電圧）に対応した
周波数を持つ矩形波信号を発生するものである。この矩
形波信号に基づいてスイッチング素子１８〜２４の駆動
信号を形成する。Ｖ／Ｆコンバータ７４の出力信号は、
キャパシタ７６を通じてナンド回路６０の他方の入力信
号とし、閉ループを形成している。The output signal of the integrator is input to a V / F converter 74 through a resistor 72.
The V / F converter 74 generates a rectangular wave signal having a frequency corresponding to the input signal (voltage). Drive signals for the switching elements 18 to 24 are formed based on the rectangular wave signal. The output signal of the V / F converter 74 is
It is used as the other input signal of the NAND circuit 60 through the capacitor 76 to form a closed loop.
【００３３】このような構成において、ナンド回路５
８，６０は、ＯＰアンプ５４から入力されたフィードバ
ック信号とＶ／Ｆコンバータ７４の出力信号について位
相差検出を行い、位相差検出信号をナンド回路６０から
出力する。ＯＰアンプ６４は位相差検出信号の積分値で
Ｖ／Ｆコンバータ７４を制御してフェーズロックを行
い、Ｖ／Ｆコンバータ７４の出力信号の周波数をフィー
ドバック信号の周波数に一致させる。In such a configuration, the NAND circuit 5
Reference numerals 8 and 60 detect the phase difference between the feedback signal input from the OP amplifier 54 and the output signal of the V / F converter 74, and output the phase difference detection signal from the NAND circuit 60. The OP amplifier 64 controls the V / F converter 74 with the integrated value of the phase difference detection signal to perform phase lock, and makes the frequency of the output signal of the V / F converter 74 coincide with the frequency of the feedback signal.
【００３４】駆動回路２６がこのようなＰＬＬ回路を内
蔵することにより、駆動回路２６、スイッチング素子１
８〜２４、トランス２８、ワークコイル３０、キャパシ
タ３２およびトランス３４からなる閉ループの発振周波
数は、ワークコイル３０とキャパシタ３２の直列共振周
波数に一致する。したがって、ワークコイル３０の交換
や被加熱物の変化等により共振周波数が変化しても、常
にそれに追従して発振する。When the drive circuit 26 incorporates such a PLL circuit, the drive circuit 26 and the switching element 1
The oscillation frequency of a closed loop composed of 8 to 24, the transformer 28, the work coil 30, the capacitor 32, and the transformer 34 matches the series resonance frequency of the work coil 30 and the capacitor 32. Therefore, even if the resonance frequency changes due to the exchange of the work coil 30 or the change of the object to be heated, the oscillation always follows the change.
【００３５】このため、トランス２８、ワークコイル３
０およびキャパシタ３２からなる部分を、例えば図４に
示すように、共振周波数が５００Ｈｚから４００ＫＨｚ
までの広い範囲でそれぞれ異なる、複数種類のワークコ
イルユニット８０〜１０６として構成することができ、
しかも、切換器１０８によってそれらのいずれを発振機
本体１１０に切り換え接続しても、発振機本体１１０は
各ワークコイルユニットの共振周波数に一致した周波数
で発振することができる。For this reason, the transformer 28, the work coil 3
For example, as shown in FIG. 4, the portion consisting of the capacitor 0 and the capacitor 32 has a resonance frequency of 500 Hz to 400 KHz.
Can be configured as a plurality of types of work coil units 80 to 106, each of which differs in a wide range up to
In addition, even if any of them is switched to the oscillator main body 110 by the switch 108, the oscillator main body 110 can oscillate at a frequency corresponding to the resonance frequency of each work coil unit.
【００３６】なお、駆動回路２６には、図示しない保護
回路を設けてスイッチングの出力波形を監視し、波高値
等が異常になった場合にスイッチングを停止するように
している。The drive circuit 26 is provided with a protection circuit (not shown) to monitor the switching output waveform and stop the switching when the peak value or the like becomes abnormal.
【００３７】（動作）本装置の動作を説明する。作業者
は、予め、焼入れ等をおこなう被加熱物に適応したワー
クコイルユニットを切換器１０８によって選択する。ま
た、設定器１６で基本周波数、出力値および出力時間等
を設定する。(Operation) The operation of the present apparatus will be described. The operator selects a work coil unit suitable for the object to be quenched by the switch 108 in advance. The setting unit 16 sets a basic frequency, an output value, an output time, and the like.
【００３８】基本周波数は、例えば２０ＫＨｚ〜２００
ＫＨｚの中から適切なものを設定する。出力値および出
力時間は、必要な加熱量に合わせて適切な値を設定す
る。次に、図示しない起動ボタン等を押して本装置を起
動する。それによって、制御回路１４による制御の下で
本装置が動作する。すなわち、スイッチング素子６が制
御回路１４による制御の下で出力設定値に対応したデュ
ーティレシオでスイッチング動作を行う。これによっ
て、設定どおりの出力電流あるいは出力電圧をスイッチ
ング素子１８〜２４からなるブリッジ回路に供給する。The fundamental frequency is, for example, 20 kHz to 200 kHz.
Set an appropriate KHz. The output value and the output time are set to appropriate values according to the required heating amount. Next, the apparatus is started by pressing a start button (not shown) or the like. Thus, the present device operates under the control of the control circuit 14. That is, the switching element 6 performs a switching operation with a duty ratio corresponding to the output set value under the control of the control circuit 14. As a result, the output current or the output voltage as set is supplied to the bridge circuit including the switching elements 18 to 24.
【００３９】スイッチング素子１８〜２４は駆動回路２
６で駆動され、ワークコイル３０とキャパシタ３２の直
列回路の共振周波数に一致する周波数でスイッチング動
作を行い、ワークコイル３０に交流電流を流す。ワーク
コイル３０は交流電流に応じた交流磁界を生じ、被加熱
物を誘導加熱する。The switching elements 18 to 24 correspond to the driving circuit 2
6, the switching operation is performed at a frequency that matches the resonance frequency of the series circuit of the work coil 30 and the capacitor 32, and an alternating current flows through the work coil 30. The work coil 30 generates an AC magnetic field according to the AC current, and induction-heats the object to be heated.
【００４０】加熱の過程でワークコイル３０と被加熱物
との距離や位置関係が変化し、ワークコイル３０のイン
ダクタンスが変化し、共振周波数が変化しても発振周波
数はそれに追従して変化するので、発振が停止するよう
なことはなく効果的な加熱を行うことができる。During the heating process, the distance and the positional relationship between the work coil 30 and the object to be heated change, the inductance of the work coil 30 changes, and even if the resonance frequency changes, the oscillation frequency changes accordingly. Therefore, effective heating can be performed without stopping the oscillation.
【００４１】被加熱物を変更したときは、それに適合し
たコイルユニットを切換器１０８によって選択し、同様
にして加熱を行う。その場合も、新たなコイルユニット
の共振周波数に一致する周波数で発振機が発振し、効果
的な誘導加熱が行われる。When the object to be heated is changed, a coil unit suitable for the object is selected by the switch 108, and heating is performed in the same manner. Also in that case, the oscillator oscillates at a frequency that matches the resonance frequency of the new coil unit, and effective induction heating is performed.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１の
発明または請求項２の発明では、加熱コイルに直列にキ
ャパシタを接続して直列共振回路を形成し、発振機の交
流出力を直列共振回路に供給し、キャパシタの両端電圧
に基づき発振機の交流出力の周波数を直列共振回路の共
振周波数に一致させるようにしたので、多様な加熱コイ
ルに適応する誘導加熱制御方法および装置を実現するこ
とができる。As described in detail above, according to the first or second aspect of the present invention, a capacitor is connected in series with the heating coil to form a series resonance circuit, and the AC output of the oscillator is connected in series. Since the frequency of the AC output of the oscillator is supplied to the resonance circuit and the frequency of the AC output of the oscillator is made to match the resonance frequency of the series resonance circuit based on the voltage across the capacitor, an induction heating control method and apparatus suitable for various heating coils are realized. be able to.
【００４３】また、請求項３の発明では、ＰＬＬ回路に
より、発振手段の交流出力の周波数を直列共振回路の共
振周波数と一致させるようにしたので、共振周波数の変
化に常に追従し安定な発振を行うことができる。According to the third aspect of the present invention, the frequency of the AC output of the oscillating means is made to coincide with the resonance frequency of the series resonance circuit by the PLL circuit. It can be carried out.
【００４４】また、請求項４の発明では、発振手段が、
選択的された直列共振回路の共振周波数に一致した周波
数で発振するので、周波数の異なる多様な加熱コイルを
使用することができる。In the invention according to claim 4, the oscillating means includes:
Since the oscillator oscillates at a frequency corresponding to the resonance frequency of the selected series resonance circuit, various heating coils having different frequencies can be used.
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。FIG. 1 is a block diagram of a device according to an example of an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施の形態の一例の装置における出力
制御を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing output control in the apparatus according to the embodiment of the present invention;
【図３】本発明の実施の形態の一例の装置におけるＰＬ
Ｌ回路の一例のブロック図である。FIG. 3 shows a PL in an apparatus according to an embodiment of the present invention;
It is a block diagram of an example of an L circuit.
【図４】本発明の実施の形態の一例の装置におけるワー
クコイルユニットの切り換え接続を示すブロック図であ
る。FIG. 4 is a block diagram showing a switching connection of a work coil unit in the apparatus according to the embodiment of the present invention;
２ 交流電源 ４ 整流回路 ３ キャパシタ ６ スイッチング素子 ８ インダクタ １０ キャパシタ １２ ダイオード １３ 出力検出器 １４ 制御回路 １６ 設定器 １８〜２４ スイッチング素子 ２６ 駆動回路 ２８ トランス ３０ ワークコイル ３２ キャパシタ ３４ トランス ４２，４４ 抵抗 ４６，４８ ダイオード ５０，５２ キャパシタ ５４ ＯＰアンプ ５６ キャパシタ ５８，６０ ナンド回路 ６２ 抵抗 ６４ ＯＰアンプ ６６ 抵抗 ６８ 分圧抵抗 ７０ キャパシタ ７２ 抵抗 ７４ Ｖ／Ｆコンパータ ７６ キャパシタ ８０〜１０６ ワークコイルユニット １０８ 切換器 １１０ 発振器本体 2 AC power supply 4 Rectifier circuit 3 Capacitor 6 Switching element 8 Inductor 10 Capacitor 12 Diode 13 Output detector 14 Control circuit 16 Setter 18-24 Switching element 26 Drive circuit 28 Transformer 30 Work coil 32 Capacitor 34 Transformer 42,44 Resistance 46, 48 diode 50,52 capacitor 54 OP amplifier 56 capacitor 58,60 NAND circuit 62 resistor 64 OP amplifier 66 resistor 68 voltage dividing resistor 70 capacitor 72 resistor 74 V / F converter 76 capacitor 80-106 work coil unit 108 switch 110 oscillator main body
Claims (4)
て直列共振回路を形成し、 発振機の交流出力を前記直列共振回路に供給し、 前記キャパシタの両端電圧に基づき前記発振機の交流出
力の周波数を前記直列共振回路の共振周波数に一致させ
る、ことを特徴とする誘導加熱方法。1. A series resonance circuit is formed by connecting a capacitor in series with a heating coil, an AC output of an oscillator is supplied to the series resonance circuit, and an AC output of the oscillator is supplied based on a voltage across the capacitor. An induction heating method, wherein a frequency is matched with a resonance frequency of the series resonance circuit.
が供給される直列共振回路と、 前記キャパシタの両端電圧に基づき前記発振手段の交流
出力の周波数を前記直列共振回路の共振周波数に一致さ
せる制御手段と、を具備することを特徴とする誘導加熱
装置。2. An oscillation means for generating an AC output; a series resonance circuit having a heating coil and a capacitor connected in series and supplied with the AC output; and a frequency of the AC output of the oscillation means based on a voltage across the capacitor. And control means for making the resonance frequency equal to the resonance frequency of the series resonance circuit.
とを特徴とする請求項２に記載の誘導加熱装置。3. The induction heating apparatus according to claim 2, wherein said control means has a PLL circuit.
る複数のものから選択的に使用されるものである、こと
を特徴とする請求項２または請求項３に記載の誘導加熱
装置。4. The induction heating apparatus according to claim 2, wherein the series resonance circuit is used selectively from a plurality of series resonance circuits having different resonance frequencies.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30432197A JPH11144850A (en) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | Induction heating method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30432197A JPH11144850A (en) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | Induction heating method and apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11144850A true JPH11144850A (en) | 1999-05-28 |
Family
ID=17931627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30432197A Pending JPH11144850A (en) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | Induction heating method and apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11144850A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1220438A2 (en) * | 2000-12-22 | 2002-07-03 | Patricio Lagos Lehuede | Variable frequency resonant inverter |
| JP2006351352A (en) * | 2005-06-16 | 2006-12-28 | Denki Kogyo Co Ltd | Power source for supplying instantaneous large power of high-frequency hardening facility |
| JP2009170429A (en) * | 2009-04-28 | 2009-07-30 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | Induction heating device and oscillator |
-
1997
- 1997-11-06 JP JP30432197A patent/JPH11144850A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1220438A2 (en) * | 2000-12-22 | 2002-07-03 | Patricio Lagos Lehuede | Variable frequency resonant inverter |
| EP1220438A3 (en) * | 2000-12-22 | 2003-05-28 | Patricio Lagos Lehuede | Variable frequency resonant inverter |
| JP2006351352A (en) * | 2005-06-16 | 2006-12-28 | Denki Kogyo Co Ltd | Power source for supplying instantaneous large power of high-frequency hardening facility |
| JP2009170429A (en) * | 2009-04-28 | 2009-07-30 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | Induction heating device and oscillator |
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