JPS6084789A - Power source for induction heating furnace - Google Patents
Power source for induction heating furnaceInfo
- Publication number
- JPS6084789A JPS6084789A JP58190652A JP19065283A JPS6084789A JP S6084789 A JPS6084789 A JP S6084789A JP 58190652 A JP58190652 A JP 58190652A JP 19065283 A JP19065283 A JP 19065283A JP S6084789 A JPS6084789 A JP S6084789A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- induction heating
- power factor
- output
- heating furnace
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- General Induction Heating (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、半導体式誘導加熱炉用電源装置に係り、特に
、自励式の誘導加熱炉用磁力変換装置に１関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a power supply device for a semiconductor type induction heating furnace, and particularly to a magnetic force conversion device for a self-excited type induction heating furnace.
従来、数１０に〜数百ＫＨｚ級の高周波誘導加熱炉用電
源装置は、真空管発振方式であった。しかしながら、真
空管式は、その寿命、信頼性さらに電源装置の効率、外
形寸法の点で問題があった。これらの問題は真空管を半
導体Ｃ二代えることにより一挙に解決できる見通しが得
られている。しかも、半導体素子は、近年、超高速動作
が可能な電力用半導体素子、たとえばパワートランジス
ターをはじめパワーＭＯ８，ＦＩＴやＳＩＴ （静電誘
導型トランジスタ）の開発も進み、自励式半導体電源装
置への使用が可能になってきた。Conventionally, power supplies for high frequency induction heating furnaces in the tens to hundreds of kilohertz range have been of the vacuum tube oscillation type. However, the vacuum tube type has problems in terms of its lifespan, reliability, efficiency of the power supply, and external dimensions. It is expected that these problems can be solved all at once by replacing the vacuum tube with a semiconductor C2. Moreover, in recent years, semiconductor devices have been developed in power semiconductor devices capable of ultra-high-speed operation, such as power transistors, power MO8s, FITs, and SITs (static induction transistors), which are now being used in self-excited semiconductor power supplies. has become possible.
第１図は、従来の負荷転流式の誘導加熱炉用インバータ
装置を示すものであり、半導体素子としては、高速サイ
リスタが一般に用いられているもその構成は、交流電力
を直流電力に変換する整流器ｌＯと、直流リアクトル１
１ど直流を交流に変換するインバータ回路１２と出力電
圧器１３と力率改善装置１４と誘導加熱炉１５とから成
っている。Figure 1 shows a conventional load commutation type inverter device for an induction heating furnace.As the semiconductor element, a high-speed thyristor is generally used, but its configuration is to convert AC power into DC power. Rectifier lO and DC reactor 1
It consists of an inverter circuit 12 for converting direct current into alternating current, an output voltage generator 13, a power factor corrector 14, and an induction heating furnace 15.
誘導加熱炉１５は、第１図の負荷１５に示すように等価
回路的には抵抗とりアクドルで表わされるが。The induction heating furnace 15 is represented by a resistor and an axle in terms of an equivalent circuit, as shown by the load 15 in FIG.
その力率は、非常（二悪く、一般に０１以下である。Its power factor is very bad, generally less than 0.01.
したがって、電源装置の容量を小さくするために負荷側
に力率改善用のコンデンサを設けている。Therefore, in order to reduce the capacity of the power supply device, a power factor improving capacitor is provided on the load side.
また、誘導加熱炉１５は、温度の変化によって、その抵
抗分とインダクタンス分が変化（ｆｃとえば、抵抗分で
加〜３０チ）すなわち、力率が変化することが知られて
いる。ＩＱ ＫＨｚ級以下の誘導加熱炉では、サイリス
タ式の負荷転流インバータ装置が多く用いられているが
、サイリスタの転流余裕角を確保するため、負荷（ｉｌ
ｌｌのコンデンサ容量を多くし過補償にして、インバー
タ装置の出力力率を常に進みにしておかなくてはならな
い。負荷の抵抗分とインダクタンス分が変化した場合に
も、所定の進み力率角を確保するため前述のコンデンサ
を切換調整しているが現状である。このために、切換器
やコンデンサを納める装置が大形化するという自己消己
形半導体素子を用いたインバータ装置を採用する場合に
は、前、・水のサイリスタ式のような転流余裕角を確保
する必要も表いので、力率改善用コンデンサを同定する
ことも可能である。しかしながら、このコンデンナを固
定にした場合には、インバータ装置の出力力率は、前述
のように負荷の誘導加熱炉１５０カ率が変化するため、
遅れ力率力）ら進み力率の間で変化すること１：なる。Further, it is known that the resistance and inductance of the induction heating furnace 15 change due to a change in temperature (for example, the resistance increases by 30 inches), that is, the power factor changes. Thyristor-type load commutation inverter devices are often used in induction heating furnaces of IQ KHz class or lower.
The output power factor of the inverter device must always be kept in the lead by increasing the capacitance of the capacitor ll and overcompensating. At present, even when the resistance and inductance of the load change, the above-mentioned capacitor is switched and adjusted to ensure a predetermined leading power factor angle. For this reason, when adopting an inverter device using self-extinguishing semiconductor elements, which increases the size of the device that houses the switch and capacitor, it is necessary to It is also possible to identify the power factor correction capacitor because it also shows the need to secure it. However, when this condenser is fixed, the output power factor of the inverter device changes as the induction heating furnace 150 power factor of the load changes as described above.
To change between the lagging power factor (power) and the leading power factor 1: becomes.
インバータ装置の出カ谷“珊をノ没小ｌ二するためには
、その出力力率を「１」にすればよい。特にブリッジ接
続したインバータ回路では、出力１目Ｕの力率が「１」
力）らずれるｆ：従い、゛１６導体素子のスインヂング
損失（ターンオフ損失やターンオン損失）は瑠犬する。In order to reduce the output power of the inverter, the output power factor should be set to 1. Especially in a bridge-connected inverter circuit, the power factor of the first output U is "1".
Force) displacement f: Therefore, the swinging loss (turn-off loss and turn-on loss) of the 16-conductor element increases.
ま７七、スイッ千ング偵失は、動作周波数にも比例して
増大する。したがって敢＋ｏ Ｋ〜’１１ ’５ Ｔ（
Ｈｚ級のインバータ装置では、装置の効率低下を余儀な
くされ、半導体化の利点が損なわれることになる。Also, the switching loss increases in proportion to the operating frequency. Therefore, dar+o K~'11 '5 T(
In a Hz-class inverter device, the efficiency of the device inevitably decreases, and the advantages of semiconductors are lost.
本発明は、前述の点に、鑑みなされたものであり、負荷
側の力率改善装置は固定のままで、電源装置の容量増大
や、効率の低下を防ぐ電源装置を提供することを目的と
する。The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and an object of the present invention is to provide a power supply device that prevents an increase in the capacity of the power supply device and a decrease in efficiency while the power factor correction device on the load side remains fixed. do.
この目的を達成するため、本発明は電源装置の出力力率
を検出して、これにより電源装置の出力周波数を制御す
るようにしたものである。In order to achieve this object, the present invention detects the output power factor of the power supply device and controls the output frequency of the power supply device accordingly.
以下、本発明の実施例について、説明する。第２図は本
発明の一実施例を示したブロック図である。その主回路
は整流器１０と１１流平滑回路１６とインバータ回路１
２と出力変圧器１３と力率改善装置１４と、誘導加熱炉
１５とから構成される。また、その制御回路は、インバ
ータ回路１２の出力電圧基準を設定する設定器）ＬＨＩ
と、出力電力を設定する設定器ＲＨ２と、増巾器２］
Ａ２１ Ｂと、整流器ｌＯの素子のゲート点弧位相を決
め、かつパルスを分配する位相器ηと、インバータ装置
１２の出力周波数基準を設定する設定器ＲＨ３と、周波
数基準からパルス列な発生する発振器あと、とのパルス
列をインバータ回路１２の各素子へ所定の順序で点弧信
号を発生させる分配器囚と、この分配に囚の出力の点弧
信号を増巾するパルス増巾器５と、インバータ回路１２
の出力電圧と出力電流から出力電力を検出する電力検出
器２６と、インバータ出力の゛磁流と電圧を検出するＣ
ＴとＦＴからその出力力率を検出する力率検出器２７と
帰還用電圧検出器２８とから構成される。Examples of the present invention will be described below. FIG. 2 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. Its main circuit is a rectifier 10, an 11-flow smoothing circuit 16, and an inverter circuit 1.
2, an output transformer 13, a power factor correction device 14, and an induction heating furnace 15. The control circuit also includes a setting device (LHI) that sets the output voltage standard of the inverter circuit 12.
, a setting device RH2 for setting the output power, and an amplifier 2]
A21 B, a phase shifter η that determines the gate firing phase of the elements of the rectifier IO and distributes pulses, a setting device RH3 that sets the output frequency standard of the inverter device 12, and an oscillator that generates a pulse train from the frequency standard. , a pulse amplifier 5 which amplifies the firing signal of the output of the distributor, and an inverter circuit. 12
A power detector 26 detects the output power from the output voltage and output current of the inverter, and a power detector 26 detects the magnetic current and voltage of the inverter output.
It is comprised of a power factor detector 27 that detects the output power factor from T and FT, and a feedback voltage detector 28.
第２図において、負荷の誘導加熱炉１５への供給電力は
、整流器１０の出力直流電圧を制御することにより制御
できるので、電圧制御系には電力検出器局の出力信号と
電力設定器几Ｈ２との誤差信号を帰還する。一方、出力
周波数基準には、出力力率に対応した出力信号、たとえ
ば力率が遅れた場合には、インバータ出力周波数を上げ
るため正の信号を、又、力率が進んだ場合には、周波数
を下げるため負の信号が帰還され、周波数を制御してい
る。この制御をかけることによりインバータ出力の力率
をほとんど１にすることができる。この周波数制御系は
、電圧制御系に比べて応答を早く、たとえは、応答速度
を１桁速くしておくことにより、制御系の不安定化を防
ぐことは容易に可能である。この周波数制御範囲として
は、定格周波数のたかだか故慢〜１０％程度の制御でよ
く、誘導加熱炉１５に対しては、何ら問題ない。力率検
出器２７としては、既Ｃ二公知の技術であり、容易に構
成できるのでここでは省略する。In FIG. 2, the power supplied to the induction heating furnace 15 of the load can be controlled by controlling the output DC voltage of the rectifier 10, so the voltage control system includes the output signal of the power detector station and the power setting device H2. and feeds back the error signal. On the other hand, the output frequency reference is an output signal corresponding to the output power factor, for example, if the power factor lags, a positive signal to increase the inverter output frequency, and if the power factor leads, the frequency A negative signal is fed back to control the frequency. By applying this control, the power factor of the inverter output can be made almost 1. This frequency control system has a faster response than a voltage control system; for example, by making the response speed one order of magnitude faster, it is possible to easily prevent the control system from becoming unstable. This frequency control range may be at most sluggish to about 10% of the rated frequency, and there is no problem with the induction heating furnace 15. The power factor detector 27 is a well-known technology and can be easily configured, so a description thereof will be omitted here.
インバータ回路出力力率の制御方法としては、力率が所
定値範囲を超えたら周波数を制御してもよい。As a method of controlling the inverter circuit output power factor, the frequency may be controlled when the power factor exceeds a predetermined value range.
第３図は、本発明の他の実施例を示すブロック図であり
、第２図と同一符号は同一要素を表わしている。１π３
図は、力率調整のために周波数を制御する場合、周波数
が予め設定された範囲を超えるときには、電圧制御系へ
力率検出信号を帰還させるようにしたものである。また
、この逆も容易に構成することも可能である。すなわち
、出力電圧が所定の範囲を超える場合には、電圧偏差を
インバータ出力周波数の制御系へ帰還し、負荷への電力
を調整する◇４尋加熱炉１５は、周波数が上れば電力は
増加し、周波数が下れば心力も減少することは、周知の
通りである。FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the present invention, and the same reference numerals as in FIG. 2 represent the same elements. 1π3
In the figure, when frequency is controlled for power factor adjustment, when the frequency exceeds a preset range, a power factor detection signal is fed back to the voltage control system. Moreover, it is also possible to easily configure the reverse. In other words, if the output voltage exceeds a predetermined range, the voltage deviation is fed back to the inverter output frequency control system to adjust the power to the load.◇In the 4-fathom heating furnace 15, as the frequency increases, the power increases. However, it is well known that as the frequency decreases, the mental strength also decreases.
以上、本発明によれば、自励式半導体電力変換装置を用
いて、誘導加熱炉へ電力を供給する場合。As described above, according to the present invention, power is supplied to an induction heating furnace using a self-excited semiconductor power conversion device.
特に周波数が故１０ＫＨｚを超える場合には、インバー
タ等の電力変換装置の出刃力率を検出し、これ（：より
、周波数を制御して、力率をほとんど「月にすることに
より負荷側の力率改善用コンデンサを切換えることなく
成力変換装置の容量を最小化にすることができ、７））
゛っ、効率の向上が図れる誘導加熱炉用電源装置を提・
共することができる。In particular, when the frequency exceeds 10 KHz, the output power factor of the power conversion device such as an inverter is detected, and the frequency is controlled to reduce the power factor to almost 10 KHz, thereby reducing the power on the load side. The capacity of the power conversion device can be minimized without changing the rate improvement capacitor, 7))
We offer a power supply device for induction heating furnaces that can improve efficiency.
can be shared.
第１図は、従来の負荷転流式インバータ装置のブロック
図、第２図は１本発明の一実施例を示すブロック図、第
３図は本発明の他の実施例を示すブロック図である。
１０：整流４、 １１：直流リアクトル、１２：インバ
ータ回路、１３：出力変圧器、」４：力率改善装置、
Ｉ５：誘導加熱炉、２０：直流フィルタ、 ２１Ａ、２
１Ｂ ：増巾器、２２ ： 位 イｔ１ 器 ２３ 二
発 表 器 、２４ ： ；ｒ）−配器、 ２５：パ
ルス増巾器。
２６二屯力検出器、２７：力率検出器、２８：電圧検出
器。
（７３１７）代、１人弁理士 則近雁佑（ほか１名）第
１図
第２図
第３図Fig. 1 is a block diagram of a conventional load commutation type inverter device, Fig. 2 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. . 10: Rectifier 4, 11: DC reactor, 12: Inverter circuit, 13: Output transformer, 4: Power factor correction device,
I5: Induction heating furnace, 20: DC filter, 21A, 2
1B: Amplifier, 22: Indicator 23, 2 Announcer, 24: ;r)-distributor, 25: Pulse amplifier. 26 tonne power detector, 27: power factor detector, 28: voltage detector. (7317), one patent attorney, Gansuke Norikika (and one other person) Figure 1 Figure 2 Figure 3
Claims (1)
路と、直流を交流に変換する逆変換器とから成る電力変
換装置において、前記′磁力変換装置の出力力率を検−
する検出器を設け、この検出信号によｊｌ電力変換装置
の周波数を制御して出力力率が所望値になるように制御
することを特徴とする誘導加熱炉用電源装置。 （２）交流電力を直流に変換する整流器と、直流平滑回
路と、直流を交流に変換する逆変換器とから成る電力変
換装置において、前記電力変換装置の出力力率を検出す
る検出器を設け、この検出信号により電力変換装置の周
波数及び電圧を制御して出力力率が所望値になるようＣ
：制御することを特徴とする誘導加熱炉用電源装置。[Scope of claims] Inspection
1. A power supply device for an induction heating furnace, characterized in that a detector is provided, and the frequency of a jl power conversion device is controlled based on the detection signal so that the output power factor becomes a desired value. (2) A power converter comprising a rectifier that converts AC power to DC, a DC smoothing circuit, and an inverter that converts DC to AC, including a detector that detects the output power factor of the power converter. , the frequency and voltage of the power converter are controlled by this detection signal so that the output power factor becomes the desired value.
: A power supply device for an induction heating furnace characterized by controlling.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58190652A JPS6084789A (en) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | Power source for induction heating furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58190652A JPS6084789A (en) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | Power source for induction heating furnace |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6084789A true JPS6084789A (en) | 1985-05-14 |
Family
ID=16261645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58190652A Pending JPS6084789A (en) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | Power source for induction heating furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6084789A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63161878A (en) * | 1986-10-02 | 1988-07-05 | ヘー・アーチェ・インドゥストリアル・ソシエダード・アノニマ | Radio frequency oscillator |
| JP2011258316A (en) * | 2010-06-04 | 2011-12-22 | Kitashiba Electric Co Ltd | Controller for induction smelting furnace |
| JP2012074196A (en) * | 2010-09-28 | 2012-04-12 | Kitashiba Electric Co Ltd | Induction smelter |
| JP2014529701A (en) * | 2011-08-12 | 2014-11-13 | オープンハイドロ アイピーリミテッド | Method and system for controlling a hydroelectric turbine |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4935933A (en) * | 1972-08-09 | 1974-04-03 | ||
| JPS53106428A (en) * | 1977-02-28 | 1978-09-16 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Power inversion controller |
| JPS5445849A (en) * | 1977-09-20 | 1979-04-11 | Toshiba Corp | Induction heater controller |
| JPS5510959A (en) * | 1978-07-11 | 1980-01-25 | Sankyo Co | Pinball machine |
| JPS5630792A (en) * | 1979-08-22 | 1981-03-27 | Fujitsu Ltd | Multilayer printed board |
| JPS57148579A (en) * | 1981-03-11 | 1982-09-13 | Shinano Denki Kk | Transistor inverter device |
-
1983
- 1983-10-14 JP JP58190652A patent/JPS6084789A/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4935933A (en) * | 1972-08-09 | 1974-04-03 | ||
| JPS53106428A (en) * | 1977-02-28 | 1978-09-16 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Power inversion controller |
| JPS5445849A (en) * | 1977-09-20 | 1979-04-11 | Toshiba Corp | Induction heater controller |
| JPS5510959A (en) * | 1978-07-11 | 1980-01-25 | Sankyo Co | Pinball machine |
| JPS5630792A (en) * | 1979-08-22 | 1981-03-27 | Fujitsu Ltd | Multilayer printed board |
| JPS57148579A (en) * | 1981-03-11 | 1982-09-13 | Shinano Denki Kk | Transistor inverter device |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63161878A (en) * | 1986-10-02 | 1988-07-05 | ヘー・アーチェ・インドゥストリアル・ソシエダード・アノニマ | Radio frequency oscillator |
| JP2011258316A (en) * | 2010-06-04 | 2011-12-22 | Kitashiba Electric Co Ltd | Controller for induction smelting furnace |
| JP2012074196A (en) * | 2010-09-28 | 2012-04-12 | Kitashiba Electric Co Ltd | Induction smelter |
| JP2014529701A (en) * | 2011-08-12 | 2014-11-13 | オープンハイドロ アイピーリミテッド | Method and system for controlling a hydroelectric turbine |
| US9541053B2 (en) | 2011-08-12 | 2017-01-10 | Openhydro Ip Limited | Method and system for controlling hydroelectric turbines |
| US9638160B2 (en) | 2011-08-12 | 2017-05-02 | Openhydro Ip Limited | Method and system for controlling hydroelectric turbines |
| US9670897B2 (en) | 2011-08-12 | 2017-06-06 | Openhydro Ip Limited | Method and system for controlling hydroelectric turbines |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10770979B2 (en) | LLC resonant converter | |
| EP0361389B1 (en) | Dc/ac power converting apparatus including dc component remover | |
| JPS63190556A (en) | Resonance type dc-dc converter | |
| EP1269618B1 (en) | Pwm frequency converter | |
| JPS6084789A (en) | Power source for induction heating furnace | |
| JPH0350509B2 (en) | ||
| JPH07245957A (en) | Pwm converter device | |
| JPS61244271A (en) | Switching regulator | |
| JPH04313108A (en) | Reactive power compensating device | |
| JPH02112881A (en) | Power source for arc welding and cutting | |
| JPS60216773A (en) | Constant voltage power converter | |
| JPH10127046A (en) | Control circuit for step-up converter | |
| JPS61207180A (en) | Controlling method for pulse width modulation type inverter | |
| JPS61220012A (en) | Dc stabilizing power source device | |
| JPS61132071A (en) | Power source | |
| JPS61207179A (en) | Controlling method for pulse width modulation type inverter | |
| WO2022073757A1 (en) | A dc/dc converter and a method for operating a dc/dc converter | |
| JPH0217440Y2 (en) | ||
| JPS62171471A (en) | Output voltage ripple reducing device for rectifier | |
| JP3053882B2 (en) | Reactive power compensator | |
| JPH0785660B2 (en) | Power converter | |
| JPH0214319Y2 (en) | ||
| JPH0495386A (en) | High frequency heating cooking device | |
| JPH06205581A (en) | Power supply | |
| JPH0745398A (en) | Inverter type x-ray high voltage device |