JP4700416B2 - Induction heating apparatus, method thereof, and heating apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、異なる周波数を用いて被加熱物を誘導加熱する誘導加熱装置、その方法、および、加熱装置に関する。   The present invention relates to an induction heating apparatus, a method, and a heating apparatus for induction heating an object to be heated using different frequencies.

従来、異なる周波数の電力を1つの誘導加熱コイルに供給して、被加熱物を誘導加熱する誘導加熱装置が知られている。このような誘導加熱装置は、2つの異なる周波数の電力を1つの誘導加熱コイルに同時に供給し、例えば歯車などの被加熱物における凹凸の被加熱面を焼入れする(例えば、特許文献1または特許文献2参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, an induction heating apparatus that supplies electric power of different frequencies to one induction heating coil to induction-heat an object to be heated is known. Such an induction heating apparatus supplies power of two different frequencies to one induction heating coil at the same time, and quenches the uneven heating surface of a heated object such as a gear (for example, Patent Document 1 or Patent Document). 2).

特許文献1に記載のものは、高周波を供給する第1の変換器と、中周波を供給する第2の変換器とを、1つの誘導コイルに並列に接続している。すなわち、高周波を供給する第1の変換器を直列共振回路として、誘導コイルの無効電力を直列補償するコンデンサにて、中周波を供給する第2の変換器からの中周波の帰還を減衰させている。また、第2の変換器に並列にコンデンサを接続して誘導コイルの無効電力を補償させるとともに、第2の変換器と、第1の変換器および第2の変換器の共通接点との間に、高周波の帰還を抑制させるリアクトルおよびこのリアクトルの無効電力を補償する追加補償のコンデンサの直列回路を直列に接続する構成が採られている。なお、高周波の帰還を抑制するリアクトルのインダクタンスは、誘導コイルのインダクタンスよりも少なくとも4倍に大きく設定している。   The thing of patent document 1 has connected the 1st converter which supplies a high frequency, and the 2nd converter which supplies a medium frequency in parallel to one induction coil. In other words, the first converter that supplies high frequency is used as a series resonance circuit, and the medium frequency feedback from the second converter that supplies medium frequency is attenuated by a capacitor that compensates the reactive power of the induction coil in series. Yes. Further, a capacitor is connected in parallel to the second converter to compensate the reactive power of the induction coil, and between the second converter and the common contact of the first converter and the second converter. A configuration is adopted in which a series circuit of a reactor for suppressing high-frequency feedback and a capacitor for additional compensation for compensating reactive power of the reactor is connected in series. The inductance of the reactor that suppresses high-frequency feedback is set to be at least four times larger than the inductance of the induction coil.

特許文献2に記載のものは、低い周波数の加熱電力を出力する第1の高周波電源装置の出力端子間に並列に共振コンデンサを接続するとともに、第1の高周波電源装置からの出力を高周波加熱コイルに供給する第1の変成器の1次側に接続している。また、高い周波数の加熱電力を出力する第2の高周波電源装置からの出力を、直列に接続した共振コンデンサを介して高周波加熱コイルに供給する第2の変成器の1次側に接続している。そして、第1の変成器と高周波加熱コイルとの間に、第2の変成器の2次巻線を直列に接続させ、第1の変成器の2次側に、第2の高周波電源装置からの高周波成分をバイパスするための高周波バイパスコンデンサを並列に接続している。そして、低い周波数の第1の高周波電源装置からの電力を高い周波数の第2の高周波電源装置へ漏洩するのを防ぎつつ高周波加熱コイルに加熱電力を供給するとともに、高い周波数の第2の高周波電源装置からの電力を低い周波数の第1の高周波電源装置へ漏洩するのを防ぎつつ高周波加熱コイルに加熱電力を供給する構成が採られている。   In Patent Document 2, a resonant capacitor is connected in parallel between output terminals of a first high-frequency power supply device that outputs heating power at a low frequency, and an output from the first high-frequency power supply device is used as a high-frequency heating coil. Is connected to the primary side of the first transformer. Further, the output from the second high-frequency power supply device that outputs the heating power at a high frequency is connected to the primary side of the second transformer that supplies the high-frequency heating coil to the high-frequency heating coil through a resonance capacitor connected in series. . Then, the secondary winding of the second transformer is connected in series between the first transformer and the high frequency heating coil, and the second high frequency power supply device is connected to the secondary side of the first transformer. A high frequency bypass capacitor for bypassing the high frequency component is connected in parallel. The heating power is supplied to the high-frequency heating coil while preventing the electric power from the low-frequency first high-frequency power supply device from leaking to the high-frequency second high-frequency power supply device, and the high-frequency second high-frequency power supply. A configuration is adopted in which heating power is supplied to the high frequency heating coil while preventing leakage of power from the device to the first high frequency power supply device having a low frequency.

特許第3150968号公報(第2頁右欄−第3頁右欄、第3図)Japanese Patent No. 3150968 (page 2 right column-page 3 right column, Fig. 3) 特開2002−356715公報(第4頁右欄−第6頁右欄、図1)JP 2002-356715 A (page 4 right column-page 6 right column, FIG. 1)

ところで、上述した特許文献1または特許文献2に記載のような従来の誘導加熱装置において、商用交流電力を順変換回路にて所定の直流電力に変換し、さらに逆変換回路にて所定の周波数の交流電力に変換して供給する構成として、電圧形の逆変換回路を用いる構成と、電流形の逆変換回路を用いる構成と、を利用する構成が適宜選択可能である。ここで、異なる2つの周波数の電力をそれぞれ供給する構成に、電圧形の逆変換回路を用いる構成とすることで、電流形の逆変換回路を用いる構成に比して、負荷適応性が高くなるので好ましい。すなわち、誘導加熱コイルに異なる2つの周波数の電力を供給することにより被加熱物が加熱されて透磁率が変化しても、透磁率の変化に応じて変動してしまう供給電力を所定の電力に一定に制御することが迅速で容易に実施できる。しかしながら、電圧形の逆変換回路を用いる構成では、低周波側における共振回路に、高周波の帰還を抑制させるリアクトルおよびこのリアクトルの無効電力を補償する追加補償のコンデンサの直列回路を直列に接続する構成を用いることとなるので、リアクトルでの抵抗損が生じることとなり、より効率的な誘導加熱の実施が望まれている。   By the way, in the conventional induction heating apparatus as described in Patent Document 1 or Patent Document 2 described above, commercial AC power is converted to predetermined DC power by a forward conversion circuit, and further, a predetermined frequency is converted by an inverse conversion circuit. A configuration using a voltage-type inverse conversion circuit and a configuration using a current-type inverse conversion circuit can be appropriately selected as the configuration converted into AC power and supplied. Here, by adopting a configuration using a voltage-type inverse conversion circuit in a configuration for supplying power of two different frequencies, load adaptability is enhanced as compared with a configuration using a current-type inverse conversion circuit. Therefore, it is preferable. That is, even if the object to be heated is heated and the permeability changes by supplying power of two different frequencies to the induction heating coil, the supplied power that varies according to the change in the permeability is changed to the predetermined power. Constant control can be performed quickly and easily. However, in the configuration using the voltage type inverse conversion circuit, a series circuit of a reactor for suppressing high-frequency feedback and a series circuit of an additional compensation capacitor for compensating reactive power of the reactor is connected in series to the resonance circuit on the low frequency side. Therefore, resistance loss at the reactor occurs, and more efficient induction heating is desired.

本発明の目的は、このような問題点に鑑み、良好な誘導加熱が得られる誘導加熱装置、その方法、および、加熱装置を提供することにある。   In view of such a problem, an object of the present invention is to provide an induction heating apparatus, a method thereof, and a heating apparatus capable of obtaining good induction heating.

本発明の誘導加熱装置は、異なる2種の周波数の電力を誘導加熱コイルにそれぞれ供給して被加熱物を誘導加熱させる誘導加熱装置であって、前記誘導加熱コイルに2次巻線が接続される変圧器と、この変圧器を介して所定の周波数の交流電力を前記誘導加熱コイルへ供給する第1の共振手段と、この第1の共振手段の周波数と異なる周波数の交流電力を前記誘導加熱コイルへ供給する第2の共振手段と、を具備し、前記第1の共振手段は、供給される直流電力を所定の周波数の交流電力に変換して前記変圧器の1次巻線へ出力する電圧形の第1の逆変換手段と、この第1の逆変換手段および前記変圧器の1次巻線間に設けられ直列共振回路を構成し前記変圧器および前記誘導加熱コイルの無効電力を補償するとともに前記第2の共振手段から帰還させる周波数成分を減衰させる第1のコンデンサと、を備え、前記第2の共振手段は、供給される直流電力を前記第1の逆変換手段で変換する周波数より低い周波数の交流電力に変換して前記変圧器の2次巻線へ出力する電圧形の第2の逆変換手段と、この第2の逆変換手段の出力側に設けられて直列共振回路を構成し前記変圧器および前記誘導加熱コイルの無効電力を補償する第2のコンデンサと、前記変圧器の2次巻線に接続され第1の逆変換手段からの周波数成分をバイパスするバイパスコンデンサと、このバイパスコンデンサに直列に接続されこのバイパスコンデンサと直列共振回路を構成してこの直列共振回路にて前記第1の共振手段から帰還される周波数成分を減衰させるリアクトルと、を備えたことを特徴とする。   The induction heating device according to the present invention is an induction heating device that supplies electric power of two different frequencies to the induction heating coil to inductively heat an object to be heated, and a secondary winding is connected to the induction heating coil. A transformer, first resonance means for supplying AC power of a predetermined frequency to the induction heating coil via the transformer, and AC power having a frequency different from the frequency of the first resonance means. Second resonance means for supplying to the coil, and the first resonance means converts the supplied DC power into AC power having a predetermined frequency and outputs the AC power to the primary winding of the transformer. A voltage type first reverse conversion means and a series resonance circuit provided between the first reverse conversion means and the primary winding of the transformer to compensate for the reactive power of the transformer and the induction heating coil And the second resonance means A first capacitor for attenuating the frequency component to be fed back, wherein the second resonance means converts the supplied DC power into AC power having a frequency lower than the frequency converted by the first inverse conversion means. Voltage-type second reverse conversion means for outputting to the secondary winding of the transformer, and a series resonance circuit provided on the output side of the second reverse conversion means to form the transformer and the induction heating A second capacitor that compensates for the reactive power of the coil, a bypass capacitor that is connected to the secondary winding of the transformer and bypasses the frequency component from the first inverse converter, and is connected in series to the bypass capacitor. And a reactor for attenuating a frequency component fed back from the first resonance means in the series resonance circuit by constituting a bypass capacitor and a series resonance circuit.

この発明では、供給される直流電力を所定の周波数の交流電力に変換し2次巻線が誘導加熱コイルに接続される変圧器の1次巻線へ出力する電圧形の第1の逆変換手段と、変圧器の1次巻線との間に、直列共振回路を構成する第1のコンデンサを設けて第1の共振手段を構成し、第1のコンデンサにより第1の逆変換手段で変換する周波数と異なる周波数の交流電力を供給する第2の共振手段から帰還される周波数成分を減衰させるとともに変圧器および誘導加熱コイルの無効電力を補償して、第1の共振手段から所定の周波数の交流電力を誘導加熱コイルへ供給して誘導加熱させる。また、供給される直流電力を第1の共振手段と異なる周波数の交流電力に変換し変圧器の2次巻線へ出力する電圧形の第2の逆変換手段の出力側に直列共振回路を構成する第2のコンデンサを設け、第2のコンデンサにより変圧器および誘導加熱コイルの無効電力を補償して、第2の共振手段から所定の周波数の交流電力を誘導加熱コイルへ供給して誘導加熱させる。そして、変圧器の2次巻線に接続し第1の逆変換手段からの周波数成分をバイパスさせるバイパスコンデンサと直列共振回路を構成するリアクトルをバイパスコンデンサに直列に接続させ、この直列共振回路にて第1の共振手段から帰還される周波数成分を減衰させる。   In the present invention, the first reverse conversion means of voltage type which converts the supplied DC power into AC power of a predetermined frequency and outputs the secondary winding to the primary winding of the transformer connected to the induction heating coil. And the primary winding of the transformer is provided with a first capacitor constituting a series resonance circuit to constitute a first resonance means, and the first capacitor converts by the first inverse conversion means The frequency component fed back from the second resonance means that supplies AC power having a frequency different from the frequency is attenuated, and the reactive power of the transformer and the induction heating coil is compensated, so that the first resonance means generates alternating current of a predetermined frequency. Electric power is supplied to the induction heating coil to cause induction heating. In addition, a series resonance circuit is configured on the output side of the voltage-type second inverse conversion means that converts supplied DC power into AC power having a frequency different from that of the first resonance means and outputs it to the secondary winding of the transformer. A second capacitor is provided, the reactive power of the transformer and the induction heating coil is compensated by the second capacitor, and AC power of a predetermined frequency is supplied from the second resonance means to the induction heating coil for induction heating. . A bypass capacitor connected to the secondary winding of the transformer and bypassing the frequency component from the first inverse conversion means and a reactor constituting the series resonance circuit are connected in series to the bypass capacitor. The frequency component fed back from the first resonance means is attenuated.

このことにより、直列共振回路を構成するリアクトルとバイパスコンデンサとの直列回路は、第1の共振手段から供給される交流電力の周波数に対応する共振周波数となる状態にリアクトルのインダクタンスが設定されるので、リアクトルとバイパスコンデンサとの直列回路のインピーダンスは、バイパスコンデンサのリアクタンスに対して大きく下がったリアクトルの抵抗値に近似することとなる。そして、バイパスコンデンサのリアクタンスとなるインピーダンスに対してリアクタンスが大きく下回ったリアクトルを設けることで、誘導加熱コイルに流れる負荷電流に対して帰還電流が大きく抑えられることから、リアクタンスが小さいリアクトルを設ければよい。このため、リアクタンスが小さいリアクトルとして例えば導体を利用するなどが可能となり、構成が簡略化し、帰還を減衰するために第2のコンデンサと直列に接続されるリアクトルの負荷が低減、さらには省略可能となり、第2のコンデンサに直列に接続する帰還阻止用のリアクトルによる抵抗損の発生が抑制されるとともに発熱のおそれも防止される。したがって、例えば、誘導加熱により被加熱物が加熱されて透磁率が変化したり、被加熱物の形状や材質、焼入れ状態などが変更されたりして、負荷が変動した場合の変動に対応する対応性である負荷適用性が良好な電圧形の逆変換手段を利用した良好な誘導加熱制御が得られ、相互干渉が低減することによる第2の共振手段から供給する交流電力の周波数同期制御が安定し、簡単な構成で抵抗損が低減し効率のよい誘導加熱が容易に得られる。   As a result, the inductance of the reactor is set so that the series circuit of the reactor and the bypass capacitor constituting the series resonance circuit has a resonance frequency corresponding to the frequency of the AC power supplied from the first resonance means. The impedance of the series circuit of the reactor and the bypass capacitor approximates the resistance value of the reactor, which has greatly decreased with respect to the reactance of the bypass capacitor. And, by providing a reactor whose reactance is significantly lower than the impedance that becomes the reactance of the bypass capacitor, the feedback current can be greatly suppressed with respect to the load current flowing through the induction heating coil, so if a reactor with a small reactance is provided Good. This makes it possible to use, for example, a conductor as a reactor having a small reactance, simplifying the configuration, reducing the load on the reactor connected in series with the second capacitor in order to attenuate the feedback, and further omitting it. The occurrence of resistance loss due to the feedback blocking reactor connected in series with the second capacitor is suppressed and the possibility of heat generation is also prevented. Therefore, for example, measures to respond to fluctuations when the load fluctuates due to changes in permeability due to heating of the object to be heated by induction heating, or changes in the shape, material, quenching state, etc. of the object to be heated. Inductive heating control using voltage-type inverse conversion means with good load applicability is obtained, and frequency synchronization control of AC power supplied from the second resonance means is stable by reducing mutual interference In addition, resistance loss is reduced with a simple configuration, and efficient induction heating can be easily obtained.

そして、本発明では、前記変圧器の2次巻線は、直列に接続する複数の分割巻線を有し、前記第2の共振手段は、前記バイパスコンデンサおよび前記リアクトルの直列共振回路が前記分割巻線の接続点に前記分割巻線と直列状に接続されて構成することが好ましい。このことにより、変圧器の2次巻線を複数の分割巻線を直列に接続して構成し、バイパスコンデンサおよびリアクトルの直列共振回路を分割巻線の接続点にこれら分割巻線と直列状に接続しているので、例えば分割巻線の接続点の位置で接地させることで対アース電位が分割割合に対応して低減することとなり、変圧器における放電による損傷などが防止される。さらには、バイパスコンデンサおよびリアクトルの直列共振回路における電圧降下を小さく設定することが可能で、電圧降下の低減分に応じて第1の共振手段からの帰還電圧が低減し、帰還を低減するために第2のコンデンサと直列に接続して直列共振回路を構成する必要があるリアクトルの負荷が大きく低減することとなり、第2の共振手段から交流電力を供給するためのブスバにおける浮遊インダクタンスで帰還阻止も可能となり、リアクトルの省略による構成の簡略化、抵抗損の発生の抑制、さらにはリアクトルにおける発熱のおそれも防止される。   In the present invention, the secondary winding of the transformer has a plurality of split windings connected in series, and the second resonance means is configured such that the series resonant circuit of the bypass capacitor and the reactor is split. It is preferable that the connection point of the winding is connected in series with the split winding. As a result, the secondary winding of the transformer is configured by connecting a plurality of split windings in series, and the series resonant circuit of the bypass capacitor and the reactor is connected in series with these split windings at the connection points of the split windings. Since they are connected, for example, by grounding at the connection point of the divided winding, the ground potential is reduced corresponding to the division ratio, and damage due to discharge in the transformer is prevented. Furthermore, the voltage drop in the series resonance circuit of the bypass capacitor and the reactor can be set small, and the feedback voltage from the first resonance means is reduced in accordance with the reduction in the voltage drop, so that the feedback is reduced. The reactor load that needs to be connected in series with the second capacitor to form a series resonant circuit is greatly reduced, and the feedback is blocked by stray inductance in the bus bar for supplying AC power from the second resonant means. This makes it possible to simplify the configuration by omitting the reactor, suppress the occurrence of resistance loss, and further prevent the possibility of heat generation in the reactor.

また、本発明では、前記第2の共振手段は、1次巻線が第2の逆変換手段の出力側に前記第2のコンデンサに対して直列に接続されるとともに、2次巻線が前記変圧器の2次巻線における前記分割巻線の接続点に前記分割巻線と直列状に接続される前記バイパスコンデンサおよび前記リアクトルの直列共振回路に対して並列状に接続され、前記第2の逆変換手段から出力される交流電力のインピーダンスを所定の値に変換する変成器を備えた構成とすることが好ましい。このことにより、1次巻線を第2の逆変換手段の出力側に第2コンデンサに対して直列に接続し、2次巻線を変圧器の2次巻線における分割巻線の接続点にこれら分割巻線と直列状でバイパスコンデンサおよびリアクトルの直列共振回路に対して並列状に接続して第2の共振手段に変成器を設け、変成器により第2の逆変換手段から出力される交流電力のインピーダンスを所定の値に変換させるので、第1の共振手段からの交流電力と第2の共振手段からの交流電力とを周波数が重畳する状態に同期させて供給することが容易となり、より良好な誘導加熱が容易に得られる。   In the present invention, the second resonance means includes a primary winding connected in series to the second capacitor on the output side of the second inverse conversion means, and a secondary winding connected to the second resonance means. The second winding of the transformer is connected in parallel to the series resonant circuit of the bypass capacitor and the reactor connected in series to the divided winding at a connection point of the divided winding, and the second winding It is preferable that the transformer includes a transformer that converts the impedance of the AC power output from the inverse conversion means into a predetermined value. As a result, the primary winding is connected in series with the second capacitor to the output side of the second inverse conversion means, and the secondary winding is connected to the connection point of the split winding in the secondary winding of the transformer. A series transformer is connected to the series resonance circuit of the bypass capacitor and the reactor in parallel with these divided windings, and a transformer is provided in the second resonance means, and the alternating current output from the second inverse conversion means by the transformer. Since the impedance of the power is converted to a predetermined value, it becomes easy to supply the AC power from the first resonance means and the AC power from the second resonance means in synchronization with a state in which the frequencies are superimposed. Good induction heating can be easily obtained.

さらに、本発明では、前記バイパスコンデンサは、直列に接続され互いの接続点が接地される複数の分割コンデンサを備えた構成とすることが好ましい。このことにより、複数の分割コンデンサを互いの接続点を接地させて直列に接続してバイパスコンデンサを構成しているので、バイパスコンデンサおよびリアクトルの直列回路における両端での電圧降下分が極めて小さくなり、第1の共振手段からの帰還電圧が低減し、帰還を低減するために第2のコンデンサに直列に接続する必要があるリアクトルの負荷が大きく低減し、第2の共振手段から交流電力を供給するためのブスバにおける浮遊インダクタンスでも第1の共振手段からの周波数成分の帰還が阻止され、リアクトルの省略による構成の簡略化、抵抗損の発生の抑制、さらにはリアクトルにおける発熱のおそれも防止される。   Furthermore, in the present invention, the bypass capacitor is preferably configured to include a plurality of divided capacitors connected in series and connected to each other at ground. As a result, a plurality of split capacitors are connected in series with their connection points grounded to form a bypass capacitor, so that the voltage drop at both ends in the series circuit of the bypass capacitor and the reactor becomes extremely small. The feedback voltage from the first resonance means is reduced, the reactor load that needs to be connected in series with the second capacitor to reduce feedback is greatly reduced, and AC power is supplied from the second resonance means Therefore, even the stray inductance in the bus bar prevents the feedback of the frequency component from the first resonance means, simplifies the configuration by omitting the reactor, suppresses the occurrence of resistance loss, and prevents the possibility of heat generation in the reactor.

また、本発明では、前記リアクトルは、前記バイパスコンデンサを前記変圧器の2次巻線に接続させる導体で、前記バイパスコンデンサとにより第1の共振手段で供給する交流電力の周波数に対応した直列共振周波数となるインダクタンスに設定された構成とすることが好ましい。このことにより、バイパスコンデンサを変圧器の2次巻線に接続される導体で、バイパスコンデンサとにより第1の共振手段で供給する交流電力の周波数に対応した直列共振周波数となるインダクタンスに設定した導体でリアクトルを構成しているので、第1の共振手段からの周波数成分をバイパスするためのバイパスコンデンサの回路を設けるブスバとしてリアクトルが構成されることとなり、バイパスコンデンサのリアクタンスとなるインピーダンスに対してリアクタンスが大きく下回ったリアクトルとなり、誘導加熱コイルに流れる負荷電流に対して帰還電流が大きく抑えられ、良好に第1共振手段からの周波数成分の帰還阻止が得られ、帰還を低減するために第2のコンデンサに直列に接続する必要があるリアクトルの負荷が大きく低減し、第2の共振手段から交流電力を供給するためのブスバにおける浮遊インダクタンスでも第1の共振手段からの周波数成分の帰還が阻止され、リアクトルの省略による構成の簡略化が容易に得られるとともに、抵抗損の発生が簡単な構成で容易に抑制され、リアクトルにおける発熱のおそれも容易に防止される。   In the present invention, the reactor is a conductor that connects the bypass capacitor to the secondary winding of the transformer, and series resonance corresponding to the frequency of AC power supplied by the bypass capacitor by the first resonance means. It is preferable that the frequency inductance is set to be set. Thus, the bypass capacitor is a conductor connected to the secondary winding of the transformer, and the conductor is set to an inductance having a series resonance frequency corresponding to the frequency of the AC power supplied from the bypass capacitor by the first resonance means. Therefore, the reactor is configured as a bus bar provided with a bypass capacitor circuit for bypassing the frequency component from the first resonance means, and the reactance with respect to the impedance that becomes the reactance of the bypass capacitor is configured. In order to reduce the feedback, the feedback current of the frequency component from the first resonance means can be satisfactorily prevented and the feedback is reduced. The reactor load that must be connected in series with the capacitor is large. The stray inductance in the bus bar for supplying AC power from the second resonance means is also prevented from returning the frequency component from the first resonance means, and the configuration can be easily simplified by omitting the reactor. The occurrence of resistance loss is easily suppressed with a simple configuration, and the possibility of heat generation in the reactor is easily prevented.

そして、本発明では、前記導体は、同形状の板状で平面が所定の間隙を介して対向して前記バイパスコンデンサに対してそれぞれ直列状に接続される一対の導電板を備えた構成とすることが好ましい。このことにより、構成の簡略化、抵抗損の発生の抑制、リアクトルにおける発熱の防止が、簡単な構成で容易に得られる。   And in this invention, the said conductor is set as the structure provided with a pair of electroconductive board respectively connected in series with respect to the said bypass capacitor so that a plane may oppose through a predetermined | prescribed space | interval through the same shape. It is preferable. Thereby, simplification of the configuration, suppression of the occurrence of resistance loss, and prevention of heat generation in the reactor can be easily obtained with a simple configuration.

さらに、本発明では、前記一対の導電板は、前記バイパスコンデンサとにより第1の共振手段で供給する交流電力の周波数に対応した直列共振周波数となるインダクタンスに設定される間隙で対向配置された構成とすることが好ましい。このことにより、バイパスコンデンサとにより第1の共振手段で供給する交流電力の周波数に対応した直列共振周波数となるインダクタンスに設定される間隙で一対の導電板を対向配置する簡単な構成で、構成の簡略化、抵抗損の発生の抑制、リアクトルにおける発熱の防止、が容易に得られる。   Furthermore, in the present invention, the pair of conductive plates are arranged to face each other with a gap set to an inductance having a series resonance frequency corresponding to the frequency of the AC power supplied by the first resonance means by the bypass capacitor. It is preferable that As a result, a simple configuration in which a pair of conductive plates are arranged opposite to each other with a gap set to an inductance having a series resonance frequency corresponding to the frequency of the AC power supplied by the first resonance means by the bypass capacitor. Simplification, suppression of resistance loss, and prevention of heat generation in the reactor can be easily obtained.

本発明の誘導加熱装置は、異なる2種の周波数の電力を誘導加熱コイルにそれぞれ供給して被加熱物を誘導加熱させる誘導加熱装置であって、複数の分割巻線が直列に接続された2次巻線が前記誘導加熱コイルに接続される変圧器と、この変圧器を介して所定の周波数の交流電力を前記誘導加熱コイルへ供給する第1の共振手段と、この第1の共振手段の周波数と異なる周波数の交流電力を前記誘導加熱コイルへ供給する第2の共振手段と、を具備し、前記第1の共振手段は、供給される直流電力を所定の周波数の交流電力に変換して前記変圧器の1次巻線へ出力する電圧形の第1の逆変換手段と、この第1の逆変換手段および前記変圧器の1次巻線間に設けられ直列共振回路を構成し前記変圧器および前記誘導加熱コイルの無効電力を補償するとともに前記第2の共振手段から帰還させる周波数成分を減衰させる第1のコンデンサと、を備え、前記第2の共振手段は、供給される直流電力を前記第1の逆変換手段で変換する周波数より低い周波数の交流電力に変換して前記変圧器の2次巻線における前記分割巻線間に出力する電圧形の第2の逆変換手段と、この第2の逆変換手段の出力側に設けられて直列共振回路を構成し前記変圧器および前記誘導加熱コイルの無効電力を補償する第2のコンデンサと、前記分割巻線間にこれら分割巻線と直列状に接続され、直列に接続されて互いの接続点が接地される複数の分割コンデンサの直列回路を備え、前記第1の共振手段からの周波数の帰還を抑制するとともに第1の逆変換手段からの周波数成分をバイパスするバイパス回路と、を備えたことを特徴とする。   The induction heating apparatus of the present invention is an induction heating apparatus that supplies electric power of two different frequencies to an induction heating coil to inductively heat an object to be heated, and includes a plurality of divided windings connected in series. A transformer having a secondary winding connected to the induction heating coil, first resonance means for supplying AC power of a predetermined frequency to the induction heating coil via the transformer, and Second resonance means for supplying AC power having a frequency different from the frequency to the induction heating coil, and the first resonance means converts the supplied DC power to AC power having a predetermined frequency. A voltage type first reverse conversion means for outputting to the primary winding of the transformer, and a series resonance circuit provided between the first reverse conversion means and the primary winding of the transformer to form the transformer Compensation of the reactive power of the induction heater and the induction heating coil And a first capacitor for attenuating a frequency component fed back from the second resonance means, wherein the second resonance means converts the supplied DC power by the first inverse conversion means. A voltage-type second reverse conversion means for converting the alternating current power into a lower frequency and outputting between the divided windings in the secondary winding of the transformer, and an output side of the second reverse conversion means; And a second capacitor that constitutes a series resonance circuit and compensates for the reactive power of the transformer and the induction heating coil, and is connected in series with the divided windings between the divided windings, and is connected in series. A bypass circuit comprising a series circuit of a plurality of divided capacitors whose connection points are grounded, suppressing a frequency feedback from the first resonance means, and bypassing a frequency component from the first inverse conversion means; The And said that there were pictures.

この発明では、供給される直流電力を所定の周波数の交流電力に変換し2次巻線が誘導加熱コイルに接続される変圧器の1次巻線へ出力する電圧形の第1の逆変換手段と、変圧器の1次巻線との間に、直列共振回路を構成する第1のコンデンサを設けて第1の共振手段を構成し、第1のコンデンサにより第1の逆変換手段で変換する周波数と異なる周波数の交流電力を供給する第2の共振手段から帰還される周波数成分を減衰させるとともに変圧器および誘導加熱コイルの無効電力を補償して、第1の共振手段から所定の周波数の交流電力を誘導加熱コイルへ供給して誘導加熱させる。また、供給される直流電力を第1の共振手段と異なる周波数の交流電力に変換し変圧器の2次巻線における直列に接続された複数の分割巻線間に出力する電圧形の第2の逆変換手段の出力側に、直列共振回路を構成する第2のコンデンサを設け、第2のコンデンサにより変圧器および誘導加熱コイルの無効電力を補償して、第2の共振手段から所定の周波数の交流電力を誘導加熱コイルへ供給して誘導加熱させる。そして、直列に接続されて互いの接続点が接地される複数の分割コンデンサの直列回路を備え第1の逆変換手段からの周波数成分をバイパスさせるバイパス回路を、変圧器の2次巻線における分割巻線間にこれら分割巻線と直列状に接続して第1の共振手段からの周波数の帰還を抑制させる。   In the present invention, the first reverse conversion means of voltage type which converts the supplied DC power into AC power of a predetermined frequency and outputs the secondary winding to the primary winding of the transformer connected to the induction heating coil. And the primary winding of the transformer is provided with a first capacitor constituting a series resonance circuit to constitute a first resonance means, and the first capacitor converts by the first inverse conversion means The frequency component fed back from the second resonance means that supplies AC power having a frequency different from the frequency is attenuated, and the reactive power of the transformer and the induction heating coil is compensated, so that the first resonance means generates alternating current of a predetermined frequency. Electric power is supplied to the induction heating coil to cause induction heating. In addition, the voltage type second that converts the supplied DC power into AC power having a frequency different from that of the first resonance means and outputs the AC power between the plurality of divided windings connected in series in the secondary winding of the transformer. A second capacitor constituting a series resonance circuit is provided on the output side of the inverse conversion means, and the reactive power of the transformer and the induction heating coil is compensated by the second capacitor so that the second resonance means has a predetermined frequency. AC power is supplied to the induction heating coil to cause induction heating. A bypass circuit that includes a series circuit of a plurality of divided capacitors that are connected in series and that are connected to each other at ground is provided to bypass the frequency component from the first inverse conversion means, and is divided in the secondary winding of the transformer. By connecting the divided windings in series between the windings, the feedback of the frequency from the first resonance means is suppressed.

このことにより、直列共振回路を構成するバイパス回路は、第1の共振手段から供給される交流電力の周波数に対応する共振周波数となる状態にリアクトルのインダクタンスが設定されるので、接続点が接地される複数の分割コンデンサを直列に接続した直列回路を備えたバイパス回路における両端の電圧降下が極めて小さくなり、バイパス回路のインピーダンスは分割コンデンサの直列回路の合成リアクタンスに対して大きく下がったリアクトルの抵抗値に近似することとなる。そして、分割コンデンサの直列回路の合成リアクタンスとなる合成インピーダンスに対してリアクタンスが大きく下回ったリアクトルを設けることで、誘導加熱コイルに流れる負荷電流に対して帰還電流が大きく抑えられることから、リアクタンスが小さいリアクトルを設ければよい。このため、リアクタンスが小さいリアクトルとして例えば導体を利用するなどが可能となり、構成が簡略化し、帰還を減衰するために第2のコンデンサに直列に接続されるリアクトルの負荷が低減、さらには省略可能となり、第2のコンデンサに直列に接続する帰還阻止用のリアクトルによる抵抗損の発生が抑制されるとともに発熱のおそれも防止される。したがって、誘導加熱により被加熱物が加熱されて透磁率が変化するなどにより負荷の変動に対する適用性である負荷適用性が良好な電圧形の逆変換手段を利用した良好な誘導加熱制御が得られ、相互干渉が低減することによる第2の共振手段から供給する交流電力の周波数同期制御が安定し、簡単な構成で抵抗損を低減した効率のよい誘導加熱が容易に得えられる。   As a result, the bypass circuit constituting the series resonance circuit has the reactor inductance set to a resonance frequency corresponding to the frequency of the AC power supplied from the first resonance means, so that the connection point is grounded. The voltage drop across the bypass circuit with a series circuit in which a plurality of split capacitors are connected in series is extremely small, and the impedance of the bypass circuit is greatly reduced with respect to the combined reactance of the series circuit of split capacitors. It will be approximated to. And, by providing a reactor whose reactance is significantly lower than the combined impedance that is the combined reactance of the series circuit of the divided capacitors, the feedback current is greatly suppressed with respect to the load current flowing through the induction heating coil, so the reactance is small A reactor may be provided. This makes it possible to use, for example, a conductor as a reactor having a small reactance, simplifying the configuration, reducing the load on the reactor connected in series with the second capacitor in order to attenuate the feedback, and further omitting it. The occurrence of resistance loss due to the feedback blocking reactor connected in series with the second capacitor is suppressed and the possibility of heat generation is also prevented. Therefore, it is possible to obtain a good induction heating control using a voltage-type inverse conversion means having a good load applicability, which is applicability to load fluctuations, for example, by heating the object to be heated by induction heating and changing the magnetic permeability. The frequency synchronization control of AC power supplied from the second resonance means due to the reduction of mutual interference is stabilized, and efficient induction heating with reduced resistance loss can be easily obtained with a simple configuration.

そして、本発明では、前記バイパス回路は、第1の共振手段で供給する交流電力の周波数に対応した直列共振周波数となるインダクタンスに設定された構成とすることが好ましい。このことにより、第1の共振手段で供給する交流電力の周波数に対応した直列共振周波数となるインダクタンスにバイパス回路を設定しているので、分割コンデンサの直列回路の合成リアクタンスとなる合成インピーダンスに対して大きく下回ったリアクタンスとして、第1の共振手段からの周波数成分をバイパスするためのバイパス回路を設けるブスバの浮遊インダクタンスが利用され、誘導加熱コイルに流れる負荷電流に対して帰還電流が大きく抑えられ、良好に第1共振手段からの周波数成分の帰還阻止が得られ、帰還を低減するために第2のコンデンサに直列に接続する必要があるリアクトルの負荷が大きく低減し、第2の共振手段から交流電力を供給するためのブスバにおける浮遊インダクタンスでも第1の共振手段からの周波数成分の帰還が阻止され、リアクトルの省略による構成の簡略化が容易に得られるとともに、抵抗損の発生が簡単な構成で容易に抑制され、リアクトルにおける発熱のおそれも容易に防止される。   And in this invention, it is preferable to set the said bypass circuit as the structure set to the inductance used as the series resonance frequency corresponding to the frequency of the alternating current power supplied by a 1st resonance means. As a result, the bypass circuit is set in the inductance having the series resonance frequency corresponding to the frequency of the AC power supplied by the first resonance means, so that the combined impedance that becomes the combined reactance of the series circuit of the divided capacitors is reduced. As the reactance greatly below, the floating inductance of the bus bar that provides a bypass circuit for bypassing the frequency component from the first resonance means is used, and the feedback current is greatly suppressed with respect to the load current flowing through the induction heating coil, which is good Thus, the feedback of the frequency component from the first resonance means is obtained, the reactor load that needs to be connected in series with the second capacitor to reduce the feedback is greatly reduced, and the AC power from the second resonance means is reduced. The frequency from the first resonance means even in the stray inductance in the bus bar for supplying Min feedback is prevented, along with simplification of the construction by omission of the reactor can be easily obtained, the occurrence of resistance loss is easily suppressed by a simple configuration, up for heat generation in the reactor it is also easily prevented.

また、本発明では、前記バイパス回路は、前記分割コンデンサの直列回路の一端と前記変圧器の2次巻線における一方の分割巻線の一端との間に接続される第1の導電板と、前記分割コンデンサの直列回路の他端と前記変圧器の2次巻線における他方の分割巻線の一端との間に接続され、所定の間隙を介して並設される第2の導電板と、を備えた構成とすることが好ましい。このことにより、分割コンデンサの直列回路の一端と変圧器の2次巻線における一方の分割巻線の一端との間に第1の導電板を接続するとともに、分割コンデンサの直列回路の他端と変圧器の2次巻線における他方の分割巻線の一端との間に第2の導電板とを接続し、第1の導電板と第2の導電板とを所定の間隙を介して並設させているので、簡単な構成で容易に、バイパス回路が第1の共振手段で供給する交流電力の周波数に対応した直列共振周波数となるインダクタンスに設定され、構成の簡略化、抵抗損の発生の抑制、リアクトルにおける発熱の防止、が容易に得られる。   In the present invention, the bypass circuit includes a first conductive plate connected between one end of the series circuit of the split capacitors and one end of one split winding in the secondary winding of the transformer; A second conductive plate connected between the other end of the series circuit of the divided capacitors and one end of the other divided winding in the secondary winding of the transformer, and arranged in parallel via a predetermined gap; It is preferable to have a configuration including Thus, the first conductive plate is connected between one end of the series circuit of the split capacitor and one end of one of the split windings of the secondary winding of the transformer, and the other end of the series circuit of the split capacitor A second conductive plate is connected between one end of the other divided winding in the secondary winding of the transformer, and the first conductive plate and the second conductive plate are arranged in parallel with a predetermined gap. Therefore, the bypass circuit is set to an inductance having a series resonance frequency corresponding to the frequency of the AC power supplied by the first resonance means with a simple configuration, thereby simplifying the configuration and generating resistance loss. Suppression and prevention of heat generation in the reactor can be easily obtained.

さらに、本発明では、前記バイパス回路は、前記分割コンデンサの直列回路とにより第1の共振手段で供給する交流電力の周波数に対して直列共振周波数となるインダクタンスに設定される間隙で前記第1の導電板および第2の導電板が対向配置された構成とすることが好ましい。このことにより、第1の導電板と第2の導電板の対向する間隙を調整することで、容易にバイパス回路が第1の共振手段で供給する交流電力の周波数に対応した直列共振周波数となるインダクタンスに設定され、構成の簡略化、抵抗損の発生の抑制、リアクトルにおける発熱の防止、が容易に得られる。   Furthermore, in the present invention, the bypass circuit includes the first capacitor through a gap set to an inductance having a series resonance frequency with respect to the frequency of the AC power supplied from the first resonance means by the series circuit of the split capacitors. It is preferable that the conductive plate and the second conductive plate are arranged to face each other. Thus, by adjusting the gap between the first conductive plate and the second conductive plate, the series resonance frequency corresponding to the frequency of the AC power that the bypass circuit supplies by the first resonance means can be easily obtained. It is set to inductance, and simplification of the configuration, suppression of resistance loss, and prevention of heat generation in the reactor can be easily obtained.

そして、本発明では、前記第2の共振手段は、前記第1の共振手段で供給する交流電力の周波数より低い周波数の交流電力を供給する構成とすることが好ましい。このことにより、第1の共振手段で供給する交流電力の周波数より低い周波数の交流電力を第2の共振手段から供給させるので、高い周波数成分の帰還阻止として、高い周波数成分をバイパスさせる分割コンデンサの直列回路のインピーダンスに対して大きく下回るリアクタンスを設定させればよいので、バイパス回路としてリアクトルを設けることなく、バイパス回路を設ける回路のブスバによる浮遊インダクタンスを有効利用して高い周波数成分の帰還が抑制されることとなる。したがって、容易な、構成の簡略化、抵抗損の発生の抑制、リアクトルにおける発熱の防止が、有効的に得られる。   In the present invention, it is preferable that the second resonance unit supplies AC power having a frequency lower than the frequency of AC power supplied by the first resonance unit. As a result, the AC power having a frequency lower than the frequency of the AC power supplied by the first resonance means is supplied from the second resonance means. Therefore, as a feedback prevention of the high frequency component, the division capacitor for bypassing the high frequency component is bypassed. Since it is sufficient to set the reactance to be much lower than the impedance of the series circuit, feedback of high frequency components is suppressed by effectively using the stray inductance by the bus bar of the circuit in which the bypass circuit is provided without providing a reactor as the bypass circuit. The Rukoto. Therefore, easy simplification of configuration, suppression of resistance loss, and prevention of heat generation in the reactor can be effectively obtained.

また、本発明では、交流電力を前記直流電力に変換して出力する順変換手段を具備し、前記第1の逆変換手段および前記第2の逆変換手段は、前記順変換手段から出力される前記直流電力を所定の周波数の交流電力にそれぞれ変換する構成とすることが好ましい。この構成により、それぞれ電圧形の第1の逆変換手段および第2の逆変換手段を用いているので、電圧形の第1の逆変換手段および第2の逆変換手段から所定の周波数の交流電力にそれぞれ変換する直流電力として、交流電力を直流電力に変換して出力させる順変換手段から供給させる構成とすることで、第1の共振手段および第2の共振手段に直流電力を供給する順変換手段が共有化され、さらなる構成の簡略化が得られる。   In the present invention, forward conversion means for converting AC power into the DC power and outputting the same is provided, and the first reverse conversion means and the second reverse conversion means are output from the forward conversion means. Preferably, the DC power is converted into AC power having a predetermined frequency. With this configuration, since the voltage-type first inverse conversion unit and the second inverse conversion unit are used, the voltage-type first inverse conversion unit and the second inverse conversion unit respectively supply AC power having a predetermined frequency. As the direct-current power to be converted into the direct-current power, the forward conversion means for supplying the direct-current power to the first resonance means and the second resonance means by converting the alternating-current power into the direct-current power and supplying it from the forward conversion means. Means are shared and further configuration simplification is obtained.

本発明の加熱装置は、被加熱物を誘導加熱する誘導加熱コイルと、この誘導加熱コイルに異なる2種の周波数の電力を供給して前記被加熱物を誘導加熱させる請求項1ないし請求項13のいずれかに記載の誘導加熱装置と、を具備したことを特徴とする。   The heating apparatus according to the present invention includes an induction heating coil that induction-heats an object to be heated, and supplies the electric power of two different frequencies to the induction heating coil to inductively heat the object to be heated. And an induction heating device according to any one of the above.

この発明では、被加熱物を誘導加熱する誘導加熱コイルに、請求項1ないし請求項13のいずれかに記載の誘導加熱装置から異なる2種の周波数の電力を供給して被加熱物を誘導加熱させる。このため、簡単な構成で効率のよい誘導加熱が容易に得えられる。   In the present invention, the induction heating coil for induction heating the object to be heated is supplied with electric power of two different frequencies from the induction heating device according to any one of claims 1 to 13 to induction heat the object to be heated. Let For this reason, efficient induction heating can be easily obtained with a simple configuration.

そして、この発明では、前記誘導加熱装置は、前記第1の逆変換手段にて変換する周波数が50kHz以上1MHz以下で、前記第2の逆変換手段にて供給する周波数は1kHz以上50kHz以下であり、前記誘導加熱コイルは、前記被加熱物として表面に凹凸を有した金属材料を誘導加熱する構成とすることが好ましい。このことにより、第1の逆変換手段で50kHz以上1MHz以下の周波数の交流電力に変換し、第2の逆変換手段で1kHz以上50kHz以下の周波数の交流電力に変換し、誘導加熱コイルにそれぞれ供給して、被加熱物として表面に凹凸を有した金属材料を誘導加熱させるので、金属材料の表面が第1の共振手段からの交流電力で良好に焼入れされ、金属材料の内部が第2の共振手段からの交流電力で良好に焼入れされ、金属材料が良好に熱処理される。   In the present invention, the induction heating device has a frequency that is converted by the first reverse conversion means of 50 kHz or more and 1 MHz or less, and a frequency that is supplied by the second reverse conversion means is 1 kHz or more and 50 kHz or less. The induction heating coil is preferably configured to induction-heat a metal material having irregularities on the surface as the object to be heated. As a result, the first reverse conversion means converts it to AC power having a frequency of 50 kHz or more and 1 MHz or less, the second reverse conversion means converts it to AC power having a frequency of 1 kHz or more and 50 kHz or less, and supplies it to the induction heating coil. Then, since the metal material having unevenness on the surface is heated as an object to be heated, the surface of the metal material is well quenched by AC power from the first resonance means, and the inside of the metal material is the second resonance. It is well quenched with AC power from the means and the metal material is heat treated well.

本発明の誘導加熱方法は、請求項1ないし請求項13のいずれかに記載の誘導加熱装置を用い、前記第1の共振手段から出力される所定の周波数の交流電力と、前記第2の共振手段から出力され前記第1の共振手段の周波数と異なる周波数の交流電力とを、重畳または切り替えて誘導加熱コイルに供給して被加熱物を誘導加熱することを特徴とする。   The induction heating method of the present invention uses the induction heating device according to any one of claims 1 to 13, and uses an AC power of a predetermined frequency output from the first resonance means and the second resonance. The object to be heated is induction-heated by superimposing or switching the alternating-current power output from the means and having a frequency different from the frequency of the first resonance means to the induction heating coil.

この発明では、請求項1ないし請求項13のいずれかに記載の誘導加熱装置で、第1の共振手段から出力する所定の周波数の交流電力と、この周波数と異なる周波数で第2の共振手段から出力する交流電力とを、重畳または切り替えて誘導加熱コイルに供給させて被加熱物を誘導加熱させる。このことにより、簡単な構成の誘導加熱装置で効率よく容易に被加熱物が誘導加熱される。   According to the present invention, in the induction heating device according to any one of claims 1 to 13, the AC power having a predetermined frequency output from the first resonance means and the second resonance means at a frequency different from this frequency. The AC power to be output is superposed or switched and supplied to the induction heating coil to cause the object to be heated to be induction heated. Thus, the object to be heated is induction-heated efficiently and easily with an induction heating device having a simple configuration.

以下、本発明の一実施の形態における加熱装置を図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態における加熱装置は、例えば異なる2種の周波数を用いて、被加熱物を誘導加熱処理する構成について説明するが、複数の誘導加熱装置を組み合わせて、複数の周波数の交流電力を誘導加熱装置に接続する誘導加熱コイルに供給して誘導加熱する構成としてもよい。また、被加熱物としては、表面に複数の凹凸を有する複雑な形状の金属材料、例えば歯車やねじ、ボルト、ナットなどの他、シャフトのような径寸法が異なり軸方向で凹凸となる筒状の部材、異なる材料が積層する複合材料など、いずれを対象とすることができる。図1は、本実施の形態における誘導加熱装置の概略構成を示す回路図である。   Hereinafter, a heating device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, although the heating apparatus in this Embodiment demonstrates the structure which carries out the induction heating process of the to-be-heated object, for example using two different types of frequencies, it combines the several induction heating apparatus, and is AC power of several frequencies. May be supplied to an induction heating coil connected to an induction heating device to perform induction heating. In addition, the object to be heated is a metal material with a complex shape having a plurality of irregularities on its surface, such as gears, screws, bolts, nuts, etc., and a cylindrical shape that has irregular diameters in the axial direction with different diameter dimensions such as a shaft. Any of these members and composite materials in which different materials are laminated can be used. FIG. 1 is a circuit diagram showing a schematic configuration of the induction heating apparatus in the present embodiment.

〔加熱装置の構成〕
図1において、10は加熱装置で、この加熱装置10は、異なる2種の周波数を利用して、例えば歯車などの凹凸の被加熱面を有する被加熱物11を誘導加熱して焼入れする装置である。この加熱装置10は、被加熱物11を誘導加熱する誘導加熱コイル100と、誘導加熱コイル100に異なる2種の周波数の交流電力を供給する誘導加熱装置200と、を備えている。
[Configuration of heating device]
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a heating device, and this heating device 10 is an apparatus that induction-heats and quenches an object to be heated 11 having an uneven surface to be heated, such as a gear, using two different frequencies. is there. The heating device 10 includes an induction heating coil 100 that induction-heats the article 11 to be heated, and an induction heating device 200 that supplies AC power of two different frequencies to the induction heating coil 100.

誘導加熱コイル100は、誘導加熱装置200に接続されている。そして、誘導加熱コイル100は、誘導加熱装置200から異なる2種の周波数の交流電力が重畳、あるいは適宜切り替えられて供給されることで、被加熱物11を誘導加熱する。   Induction heating coil 100 is connected to induction heating device 200. And the induction heating coil 100 induction-heats the to-be-heated object 11 by supplying the alternating-current power of 2 types of different frequency from the induction heating apparatus 200 by superimposing or switching suitably.

誘導加熱装置200は、商用交流電力を異なる2種の周波数の交流電力に適宜変換し、誘導加熱コイル100へ供給する。この誘導加熱装置200は、変圧器としての第1の変圧器210と、誘導加熱コイル100に所定の周波数、例えば周波数が50kHz以上1MHz以下の高周波の交流電力を供給して誘導加熱させる第1の共振手段220と、誘導加熱コイル100に第1の共振手段220の周波数より低い周波数、例えば1kHz以上50kHz以下の中周波の交流電力を供給して誘導加熱させる第2の共振手段230と、これら第1の共振手段220および第2の共振手段230からそれぞれ交流電力を適宜供給させる制御をする図示しない制御手段と、を備えている。   The induction heating device 200 appropriately converts commercial AC power into AC power having two different frequencies and supplies the AC power to the induction heating coil 100. The induction heating apparatus 200 is a first transformer 210 as a transformer, and a first frequency that is induction-heated by supplying high-frequency AC power having a predetermined frequency, for example, a frequency of 50 kHz to 1 MHz, to the induction heating coil 100. A resonance means 220; a second resonance means 230 for inductively heating the induction heating coil 100 by supplying an AC power having a frequency lower than the frequency of the first resonance means 220, for example, a medium frequency of 1 kHz to 50 kHz; And a control means (not shown) that performs control to appropriately supply AC power from the first resonance means 220 and the second resonance means 230, respectively.

第1の変圧器210は、第1の共振手段220および第2の共振手段230に接続されるとともに誘導加熱コイル100に接続され、所定の周波数の交流電力を誘導加熱コイル100に供給する。この第1の変圧器210は、例えば自己インダクタンスが小さいもので、2次巻線212を構成する直列に接続された分割巻線である第1分割巻線212Aと、分割巻線である第2分割巻線212Bとがそれぞれ1回巻きで、これら第1分割巻線212Aおよび第2分割巻線212Bの合成されたインダクタンスの値と、誘導加熱コイル100のインダクタンスの値とが略同一となる状態に設定されたものである。そして、第1の変圧器210は、2次巻線212の両端となる第1分割巻線212Aおよび第2分割巻線212Bの直列回路の両端が誘導加熱コイル100に接続されている。すなわち、第1分割巻線212Aの一端側と、第2の分割巻線212Bの他端側との間に誘導加熱コイル100が接続されている。   The first transformer 210 is connected to the first resonance means 220 and the second resonance means 230 and is connected to the induction heating coil 100, and supplies AC power having a predetermined frequency to the induction heating coil 100. The first transformer 210 has a small self-inductance, for example. The first transformer 210 has a first divided winding 212A that is a divided winding connected in series constituting the secondary winding 212 and a second that is a divided winding. Each of the divided windings 212B is wound once, and the combined inductance value of the first divided winding 212A and the second divided winding 212B is substantially the same as the inductance value of the induction heating coil 100. Is set. In the first transformer 210, both ends of the series circuit of the first divided winding 212 </ b> A and the second divided winding 212 </ b> B that are both ends of the secondary winding 212 are connected to the induction heating coil 100. That is, the induction heating coil 100 is connected between one end side of the first split winding 212A and the other end side of the second split winding 212B.

第1の共振手段220は、第1の発振手段221と、第2の変圧器222と、第1のコンデンサC1と、を備えている。また、第1の発振手段221は、順変換手段としての第1のコンバータ221Aと、第1の平滑コンデンサCf1と、第1の逆変換手段としての第1のインバータ221Bと、を備えている。第1のコンバータ221Aは、例えば各種のブリッジ整流回路が用いられる順変換回路で、商用交流電源eに接続されて商用交流電源eの交流電力を直流電力に変換する。この変換した直流電力は、第1の平滑コンデンサCf1を介して適宜平滑され、第1のインバータ221Bへ出力される。第1のインバータ221Bは、例えばフルブリッジ形などの電圧形インバータで、第1の平滑コンデンサCf1を介して入力される直流電力を所定の周波数である上述した高周波の交流電力に変換する。また、第1のインバータ221Bの出力端子間には、第2の変圧器222の1次巻線222Aが直列に接続されている。第2の変圧器222は、高周波の交流電力を所定のインピーダンスに変換する。この第2の変圧器222は、第1のコンデンサC1と、誘導加熱コイル100とにて直列共振回路を構成する。   The first resonance unit 220 includes a first oscillation unit 221, a second transformer 222, and a first capacitor C1. The first oscillating means 221 includes a first converter 221A as a forward converting means, a first smoothing capacitor Cf1, and a first inverter 221B as a first inverse converting means. The first converter 221A is a forward conversion circuit using, for example, various bridge rectifier circuits, and is connected to the commercial AC power source e to convert the AC power of the commercial AC power source e into DC power. The converted DC power is appropriately smoothed through the first smoothing capacitor Cf1 and output to the first inverter 221B. The first inverter 221B is a voltage-type inverter such as a full-bridge type, for example, and converts DC power input via the first smoothing capacitor Cf1 into the above-described high-frequency AC power having a predetermined frequency. The primary winding 222A of the second transformer 222 is connected in series between the output terminals of the first inverter 221B. The second transformer 222 converts high-frequency AC power into a predetermined impedance. The second transformer 222 forms a series resonance circuit with the first capacitor C1 and the induction heating coil 100.

そして、第1の共振手段220は、第2の変圧器222の2次巻線222Bの出力端子間に、第1のコンデンサC1および第1の変圧器210の1次巻線211の直列回路が直列に接続されて構成される。すなわち、第1のコンデンサC1は、第1のインバータ221Bから出力され第2の変圧器222を介して供給される所定の高周波の交流電力により直列共振状態となり、誘導加熱コイル100にて被加熱物11を誘導加熱させる。また、第1のコンデンサC1は、第1の変圧器210および誘導加熱コイル100の無効電力を補償するとともに、第1の変圧器210で第2の共振手段230から帰還される交流電力の中周波成分を減衰する。そして、第1の共振手段220は、上述したように、周波数が50kHz以上1MHz以下の高周波の交流電力を第1の変圧器210を介して誘導加熱コイル100に供給し、第1のコンデンサC1で直列共振により、被加熱物11を誘導加熱させる。ここで、周波数が50kHzより低くなると、特に歯車での被加熱面が凹凸の被加熱物11の良好な焼入れが得られなくなるおそれがある。一方、1MHzより高くなると、良好な誘導加熱が得られにくくなるおそれがある。このため、第1の共振手段220で供給する周波数は、50kHz以上1MHz以下の範囲に設定することが好ましい。   The first resonance means 220 includes a series circuit of the first capacitor C1 and the primary winding 211 of the first transformer 210 between the output terminals of the secondary winding 222B of the second transformer 222. It is configured to be connected in series. That is, the first capacitor C1 enters a series resonance state by a predetermined high-frequency AC power output from the first inverter 221B and supplied through the second transformer 222, and is heated by the induction heating coil 100. 11 is induction-heated. The first capacitor C1 compensates for the reactive power of the first transformer 210 and the induction heating coil 100, and has a medium frequency of AC power fed back from the second resonance means 230 by the first transformer 210. Attenuates the component. Then, as described above, the first resonance means 220 supplies high-frequency AC power having a frequency of 50 kHz to 1 MHz to the induction heating coil 100 via the first transformer 210, and the first capacitor C 1 The object to be heated 11 is induction-heated by series resonance. Here, when the frequency is lower than 50 kHz, there is a possibility that good quenching of the object to be heated 11 whose surface to be heated, particularly the gear, is uneven cannot be obtained. On the other hand, if it is higher than 1 MHz, it is difficult to obtain good induction heating. For this reason, it is preferable to set the frequency supplied by the first resonance means 220 in the range of 50 kHz to 1 MHz.

第2の共振手段230は、第2の発振手段231と、第2のコンデンサC2と、変成器としての第3の変圧器232と、バイパス回路233と、を備えている。また、第2の発振手段231は、第1の共振手段220と同様に、第2のコンバータ231Aと、第2の平滑コンデンサCf2と、第2のインバータ231Bと、を備えている。第2のコンバータ231Aは、例えば各種のブリッジ整流回路が用いられる順変換回路で、商用交流電源eに接続されて商用交流電源eの交流電力を直流電力に変換する。この変換した直流電力は、第2の平滑コンデンサCf2を介して適宜平滑され、第2のインバータ231Bへ出力される。第2のインバータ231Bは、例えば電圧形インバータで、第2の平滑コンデンサCf2を介して入力される直流電力を所定の周波数である上述した中周波の交流電力に変換する。第3の変圧器232は、低周波の交流電力を所定のインピーダンスに変換する。この第3の変圧器232は、第1のコンデンサC1と、誘導加熱コイル100とにて直列共振回路を構成する。   The second resonance means 230 includes a second oscillation means 231, a second capacitor C 2, a third transformer 232 as a transformer, and a bypass circuit 233. Similarly to the first resonance means 220, the second oscillation means 231 includes a second converter 231A, a second smoothing capacitor Cf2, and a second inverter 231B. The second converter 231A is a forward conversion circuit using, for example, various bridge rectifier circuits, and is connected to the commercial AC power source e to convert the AC power of the commercial AC power source e into DC power. The converted DC power is appropriately smoothed through the second smoothing capacitor Cf2 and output to the second inverter 231B. The second inverter 231B is, for example, a voltage source inverter, and converts the DC power input via the second smoothing capacitor Cf2 into the above-described medium frequency AC power having a predetermined frequency. The third transformer 232 converts the low-frequency AC power into a predetermined impedance. In the third transformer 232, the first capacitor C1 and the induction heating coil 100 constitute a series resonance circuit.

そして、第2の共振手段230は、第2のインバータ231Bの出力端子間に、第2のコンデンサC2と、第3の変圧器232の1次巻線232Aとの直列回路が接続されている。第2のコンデンサC2は、第2のインバータ231Bの出力端と第3の変圧器232の1次巻線232Aとの間の回路における線路であるブスバ234のインダクタンスと、誘導加熱コイル100の等価インダクタンスとにより直列共振する直列共振回路を構成する。また、第3の変圧器232の2次巻線232Bは、両端が第1の変圧器210の2次巻線212における第1分割巻線212Aおよび第2分割巻線212Bの接続点に接続、すなわち2次巻線232Bが第1分割巻線212Aおよび第2分割巻線212B間に直列に接続されている。なお、ブスバ234は、その浮遊インダクタンスにより、第1の共振手段220からの高周波の帰還を阻止、すなわち高周波電流が第2のインバータ231Bに侵入することを抑制する。   In the second resonance means 230, a series circuit of the second capacitor C2 and the primary winding 232A of the third transformer 232 is connected between the output terminals of the second inverter 231B. The second capacitor C2 includes an inductance of the bus bar 234 that is a line in the circuit between the output terminal of the second inverter 231B and the primary winding 232A of the third transformer 232, and an equivalent inductance of the induction heating coil 100. Thus, a series resonance circuit that performs series resonance is configured. Further, the secondary winding 232B of the third transformer 232 has both ends connected to the connection point of the first split winding 212A and the second split winding 212B in the secondary winding 212 of the first transformer 210, That is, the secondary winding 232B is connected in series between the first split winding 212A and the second split winding 212B. Note that the bus bar 234 prevents high-frequency feedback from the first resonance means 220, that is, prevents high-frequency current from entering the second inverter 231B due to its stray inductance.

さらに、バイパス回路233は、直列に接続された分割コンデンサである第1分割コンデンサC3Aおよび第2分割コンデンサC3Bのバイパスコンデンサとしてのバイパス直列回路C3を備えている。なお、第1分割コンデンサC3Aおよび第2分割コンデンサC3Bは、同等規格のものである。また、バイパス直列回路C3は、第1分割コンデンサC3Aおよび第2分割コンデンサC3Bの接続点が接地されている。そして、バイパス回路233は、バイパス直列回路C3の両端が、第1の変圧器210の第1分割巻線212Aおよび第2分割巻線212Bの接続点に接続、すなわち第1分割巻線212Aおよび第2分割巻線212B間に直列で、第3の変圧器232の2次巻線232Bに対して並列に、ブスバであるリアクトルとしての導体L1にて接続されている。すなわち、バイパス回路233は、バイパス直列回路C3およびこのバイパス直列回路C3に直列状に接続される導体L1を備え、導体L1によりバイパス直列回路C3が第1の変圧器210の2次巻線212に接続されて、第1の共振手段220からの高周波成分をバイパスする。そして、導体L1は、バイパス直列回路C3とにより直列共振回路を構成し、第1の共振手段220から帰還される高周波成分を減衰させる。この導体L1は、例えば銅板にて所定寸法の同一平板状に形成された一対の導電板である第1の導電板L1Aおよび第2の導電板L1Bが所定の間隙で平面が対向する状態に対向配置されて構成されている。この導体L1の浮遊インダクタンスLは、第1の導電板L1Aおよび第2の導電板L1Bの長さ寸法l〔mm〕、幅寸法W〔mm〕、厚さ寸法D〔mm〕、間隙である板間ギャップG〔mm〕とすると、以下の数1で示される。   Further, the bypass circuit 233 includes a bypass series circuit C3 as a bypass capacitor of the first divided capacitor C3A and the second divided capacitor C3B, which are divided capacitors connected in series. The first split capacitor C3A and the second split capacitor C3B are of the same standard. Further, in the bypass series circuit C3, the connection point between the first divided capacitor C3A and the second divided capacitor C3B is grounded. In the bypass circuit 233, both ends of the bypass series circuit C3 are connected to the connection point of the first divided winding 212A and the second divided winding 212B of the first transformer 210, that is, the first divided winding 212A and the first divided winding 212A. It is connected in series between the two-split windings 212B in parallel to the secondary winding 232B of the third transformer 232 by a conductor L1 as a reactor that is a bus bar. That is, the bypass circuit 233 includes a bypass series circuit C3 and a conductor L1 connected in series to the bypass series circuit C3. The conductor L1 causes the bypass series circuit C3 to be connected to the secondary winding 212 of the first transformer 210. Connected to bypass the high frequency component from the first resonance means 220. The conductor L1 forms a series resonance circuit with the bypass series circuit C3, and attenuates the high frequency component fed back from the first resonance means 220. The conductor L1 is opposed to a state in which the first conductive plate L1A and the second conductive plate L1B, which are a pair of conductive plates formed of, for example, a copper plate in the same flat shape with a predetermined dimension, face each other with a predetermined gap. Arranged and configured. The floating inductance L of the conductor L1 is a length dimension l [mm], a width dimension W [mm], a thickness dimension D [mm], and a gap plate of the first conductive plate L1A and the second conductive plate L1B. When the gap G is [mm], it is expressed by the following formula 1.

(数1)
L=1.26×10-3×l×(G/W)〔μH/mm〕
(Equation 1)
L = 1.26 × 10 −3 × 1 × (G / W) [μH / mm]

そして、導体L1の板間ギャップGは、第1の共振手段からの高周波成分でバイパス直列回路C3と導体L1との直列共振点となる導体L1のインダクタンスLとなる状態に設定される。例えば、第1の共振手段220で供給する高周波の交流電力の周波数f1が200kHz、バイパス直列回路C3の静電容量である第1分割コンデンサC3Aおよび第2分割コンデンサC3Bの合成静電容量Cが50μFである場合、第1の導電板L1Aおよび第2の導電板L1Bの長さ寸法lが500mm、幅寸法Wが300mmとすると、導体L1のインダクタンスLは、以下で示す数2により演算される。   The inter-plate gap G of the conductor L1 is set to a state that becomes an inductance L of the conductor L1 that is a series resonance point of the bypass series circuit C3 and the conductor L1 with a high-frequency component from the first resonance means. For example, the frequency f1 of the high-frequency AC power supplied by the first resonance means 220 is 200 kHz, and the combined capacitance C of the first divided capacitor C3A and the second divided capacitor C3B, which is the capacitance of the bypass series circuit C3, is 50 μF. If the length dimension 1 of the first conductive plate L1A and the second conductive plate L1B is 500 mm and the width dimension W is 300 mm, the inductance L of the conductor L1 is calculated by the following equation (2).

(数2)
L=1/(ω2×C)
=0.0127μH
ω:2π×f1
C:(C3A×C3B)/(C3A+C3B)
C3A:第1分割コンデンサC3Aの静電容量
C3B:第2分割コンデンサC3Bの静電容量
(Equation 2)
L = 1 / (ω 2 × C)
= 0.0127 μH
ω: 2π × f1
C: (C3A × C3B) / (C3A + C3B)
C3A: Capacitance of the first divided capacitor C3A C3B: Capacitance of the second divided capacitor C3B

したがって、例えば、長さ寸法lが500mmで幅寸法Wが300mmの第1の導電板L1Aおよび第2の導電板L1Bの板間ギャップGは、以下で示す数3により演算される。   Therefore, for example, the inter-plate gap G between the first conductive plate L1A and the second conductive plate L1B having the length dimension l of 500 mm and the width dimension W of 300 mm is calculated by the following equation (3).

(数3)
G=L×W/(1.26×10-3×l)
=0.0127×300/(1.26×10-3×500)
=6〔mm〕
(Equation 3)
G = L × W / (1.26 × 10 −3 × l)
= 0.0127 × 300 / (1.26 × 10 −3 × 500)
= 6 [mm]

そして、第2の共振手段230は、周波数が1kHz以上50kHz以下の中周波の交流電力を誘導加熱コイル100に供給し、第2のコンデンサC2の直列共振により、被加熱物11を誘導加熱させる。ここで、周波数が1kHzより低くなると、良好な誘導加熱が得られにくくなるおそれがある。一方、50kHzより高くなると、被加熱物11の内部に亘る良好な誘導加熱が得られなくなるおそれがある。このことから、第2の共振手段230にて供給する周波数は、1kHz以上50kHz以下が好ましい。   And the 2nd resonance means 230 supplies the to-be-heated material 11 to induction heating by the serial resonance of the 2nd capacitor | condenser C2 by supplying the alternating current power of the frequency of 1 kHz or more and 50 kHz or less to the induction heating coil 100. Here, when the frequency is lower than 1 kHz, it may be difficult to obtain good induction heating. On the other hand, when it becomes higher than 50 kHz, there is a possibility that good induction heating over the inside of the article to be heated 11 cannot be obtained. Therefore, the frequency supplied by the second resonance unit 230 is preferably 1 kHz or more and 50 kHz or less.

制御手段は、第1の共振手段220および第2の共振手段230の動作を制御する。この制御手段は、第1の共振手段220および第2の共振手段230から誘導加熱コイル100に供給する交流電力の大きさを、作業者による入力操作にて設定する図示しない操作手段を備えている。具体的には、操作手段は、例えば作業者が入力操作可能な操作つまみを有する操作手段を備え、第1の共振手段220および第2の共振手段230の最大出力をそれぞれ100%として、0%以上100%以下の範囲で操作つまみが入力操作されることで、第1の共振手段220および第2の共振手段230を電流一定制御にて、それぞれ入力操作された設定値に対応する電流値となる交流電力をそれぞれ設定入力する。そして、制御手段は、第1の共振手段220で所定の高周波の交流電力を、設定された出力割合で電流値が一定となる状態に電流一定制御で誘導加熱コイル100に供給させる。さらに、制御手段は、第2の共振手段230で所定の中周波の交流電力を、同様に電流一定制御で設定された出力割合の交流電力を誘導加熱コイル100に供給させる。これら高周波の交流電力および中周波の交流電力は、それぞれ独立して供給可能であるとともに、高周波および中周波が適宜重畳する状態に供給可能となっている。   The control unit controls the operations of the first resonance unit 220 and the second resonance unit 230. This control means includes operation means (not shown) for setting the magnitude of AC power supplied from the first resonance means 220 and the second resonance means 230 to the induction heating coil 100 by an input operation by an operator. . Specifically, the operation means includes an operation means having an operation knob that can be input by an operator, for example, and the maximum outputs of the first resonance means 220 and the second resonance means 230 are 100% and 0%. When the operation knob is input within the range of 100% or less, the first resonance means 220 and the second resonance means 230 are controlled to have a current value corresponding to the set value that is input by the constant current control. Set and input each AC power. Then, the control means causes the first resonance means 220 to supply a predetermined high-frequency AC power to the induction heating coil 100 by constant current control so that the current value becomes constant at the set output ratio. Further, the control means causes the second resonance means 230 to supply a predetermined medium-frequency AC power to the induction heating coil 100 with an AC power having an output ratio set similarly by the constant current control. These high-frequency AC power and medium-frequency AC power can be supplied independently, and can be supplied in a state where the high-frequency and medium-frequency are appropriately superimposed.

〔加熱装置の動作〕
(誘導加熱処理)
次に、上述した一実施の形態における加熱装置10の動作として、誘導加熱処理の動作を説明する。ここでは、上述したように、被加熱物11として例えば歯車やねじ、ボルトなどの表面に複数の凹凸を有した金属材料を加熱処理する動作を例示して説明する。
[Operation of heating device]
(Induction heat treatment)
Next, the operation of the induction heating process will be described as the operation of the heating device 10 in the above-described embodiment. Here, as described above, the operation of heat-treating a metal material having a plurality of projections and depressions on the surface of the object 11 to be heated, such as a gear, a screw, or a bolt, will be described.

まず、被加熱物11を誘導加熱コイル100が配設された図示しない所定の加熱室内に配置させる。そして、制御手段により、あらかじめ誘導加熱する状態に対応して設定された設定値に基づいて第2の共振手段230における第2の発振手段231で変換された中周波の交流電力が出力されると、ブスバ234および第2のコンデンサC2が直列共振状態となり、第1の変圧器210の第1分割巻線212Aおよび第2分割巻線212Bをバイパスして誘導加熱コイル100に供給され、誘導加熱コイル100により被加熱物11を誘導加熱する。この誘導加熱コイル100へ中周波の交流電力を供給している際、第1の共振手段220における第1のコンデンサC1が中周波の帰還を減衰し、第1の変圧器210の第1分割巻線212Aおよび第2分割巻線212Bをバイパスして誘導加熱コイル100に中周波の交流電力が供給される。ここで、第1のコンデンサC1は、第1の共振手段220における高周波の整合のために静電容量が小さいので、中周波におけるインピーダンスが非常に大きくなり、中周波成分の侵入が十分に阻止される。   First, the object to be heated 11 is placed in a predetermined heating chamber (not shown) in which the induction heating coil 100 is provided. Then, when the control means outputs the medium frequency AC power converted by the second oscillation means 231 in the second resonance means 230 based on the set value set in advance corresponding to the state of induction heating. The bus bar 234 and the second capacitor C2 enter a series resonance state and are supplied to the induction heating coil 100 by bypassing the first divided winding 212A and the second divided winding 212B of the first transformer 210, and the induction heating coil 100 The object to be heated 11 is induction-heated by 100. When the medium frequency AC power is supplied to the induction heating coil 100, the first capacitor C1 in the first resonance means 220 attenuates the medium frequency feedback, and the first divided winding of the first transformer 210 is attenuated. The induction heating coil 100 is supplied with medium frequency AC power bypassing the wire 212A and the second divided winding 212B. Here, since the first capacitor C1 has a small capacitance due to high frequency matching in the first resonance means 220, the impedance at the medium frequency becomes very large, and the intrusion of the medium frequency component is sufficiently prevented. The

また、制御手段により、あらかじめ誘導加熱する状態に対応して設定された設定値に基づいて第1の共振手段220における第1の発振手段221で変換された高周波の交流電力が出力されると、第1のコンデンサC1が直列共振状態となり、第1の変圧器210を介して誘導加熱コイル100に供給され、誘導加熱コイル100により被加熱物11を誘導加熱する。この誘導加熱コイル100へ高周波の交流電力を供給している際、第2の共振手段230において、バイパス回路233におけるブスバである導体L1が第1の共振手段220からの高周波の帰還成分を減衰するとともに、第1分割コンデンサC3Aおよび第2分割コンデンサC3Bのバイパス直列回路C3が第1の変圧器210の無効電力を補償する。   Further, when the high-frequency AC power converted by the first oscillating means 221 in the first resonance means 220 is output by the control means based on a set value set in advance corresponding to the state of induction heating, The first capacitor C1 enters a series resonance state, is supplied to the induction heating coil 100 through the first transformer 210, and the object to be heated 11 is induction heated by the induction heating coil 100. When high-frequency AC power is supplied to the induction heating coil 100, the conductor L1, which is a bus bar in the bypass circuit 233, attenuates the high-frequency feedback component from the first resonance means 220 in the second resonance means 230. At the same time, the bypass series circuit C3 of the first split capacitor C3A and the second split capacitor C3B compensates for the reactive power of the first transformer 210.

ここで、第2の共振手段230における高周波の帰還成分の減衰は、高周波をバイパスさせるバイパス直列回路C3のリアクタンスに対応するインピーダンスに対して割合が大きく異なるリアクタンスを、高周波の帰還成分の影響を受ける第2の共振手段230に設定することで、高周波の帰還電流が第2の共振手段230に流れることを抑制する減衰効果が高まる。すなわち、高周波の帰還電流が誘導加熱コイル100に流れる負荷電流の1/5〜1/10以下に抑えることで、安定した周波数同期が得られ、良好に誘導加熱制御できる。このため、第2のコンデンサC2のインピーダンスに対するリアクタンスの比も同様に5倍〜10倍以上必要となる。そこで、例えば図2に示す回路のように、このようなリアクタンスとなるリアクトルL2を、第2のコンデンサC2に直列に接続して帰還成分を減衰させると、リアクトルL2は低周波の交流電力を出力させる際に余分の無効電力が発生する。なお、図2は、本実施の形態における加熱装置10の前提となる技術を説明するための比較例となる加熱装置20の概略構成を示す回路図で、図1に示す加熱装置10と同等の構成については同一の符号を付している。   Here, the attenuation of the high-frequency feedback component in the second resonance means 230 is affected by the high-frequency feedback component because the reactance greatly differs from the impedance corresponding to the reactance of the bypass series circuit C3 that bypasses the high frequency. By setting the second resonance means 230, the damping effect for suppressing the high-frequency feedback current from flowing into the second resonance means 230 is enhanced. That is, by suppressing the high-frequency feedback current to 1/5 to 1/10 or less of the load current flowing in the induction heating coil 100, stable frequency synchronization can be obtained and induction heating control can be performed satisfactorily. For this reason, the ratio of reactance to the impedance of the second capacitor C2 is similarly required to be 5 to 10 times or more. Therefore, for example, as in the circuit shown in FIG. 2, when the reactor L2 having such reactance is connected in series to the second capacitor C2 to attenuate the feedback component, the reactor L2 outputs low-frequency AC power. When doing so, extra reactive power is generated. FIG. 2 is a circuit diagram showing a schematic configuration of a heating device 20 serving as a comparative example for explaining the technology that is a premise of the heating device 10 in the present embodiment, and is equivalent to the heating device 10 shown in FIG. The same reference numerals are given to the configurations.

すなわち、この図2に示す回路構成の加熱装置20において、図3に示す第1の変圧器210の電圧と、図4に示す第3の変圧器232の電圧とを比較すると、低周波側となる第3の変圧器232の電圧が約3倍程度高く、低周波側の無効電圧が高くなっている。これは、バイパス直列回路C3と、このバイパス直列回路C3を第1の変圧器210の2次巻線212に接続するブスバの浮遊インダクタンスとによる直列共振により、電圧と電流との位相が図5に示すように90°遅れるので合成電圧が発生し、低周波側の電圧が高くなる。したがって、図2に示すようなリアクトルL2を設ける加熱装置20の構成では、リアクトルL2により余分に発生する無効電力を補償するために、第2のコンデンサC2におけるキロボルトアンペアの仕様(kVA仕様)も増大させる必要があり、コストが増大するおそれがある。また、ある程度のリアクタンスが必要となることから、リアクトルL2における抵抗損、例えば加熱装置10との同等の仕様で5%程度の抵抗損も生じる。   That is, in the heating device 20 having the circuit configuration shown in FIG. 2, when the voltage of the first transformer 210 shown in FIG. 3 is compared with the voltage of the third transformer 232 shown in FIG. The voltage of the third transformer 232 is about three times as high, and the reactive voltage on the low frequency side is high. This is because the phase of voltage and current is shown in FIG. 5 due to series resonance by the bypass series circuit C3 and the stray inductance of the bus bar connecting the bypass series circuit C3 to the secondary winding 212 of the first transformer 210. As shown in the figure, since it is delayed by 90 °, a composite voltage is generated and the voltage on the low frequency side is increased. Therefore, in the configuration of the heating device 20 provided with the reactor L2 as shown in FIG. 2, the specification of the kilovolt ampere (kVA specification) in the second capacitor C2 is also increased in order to compensate for the reactive power generated excessively by the reactor L2. It is necessary to increase the cost. In addition, since a certain amount of reactance is required, a resistance loss in the reactor L2, for example, a resistance loss of about 5% occurs in the same specification as the heating device 10.

一方、加熱装置10におけるバイパス直列回路C3および導体L1は、高周波による直列共振回路を構成し、バイパス回路233におけるインピーダンスZは、以下に示す数4により求められる。そして、バイパス回路233の共振周波数fが高周波の周波数と同じになるように、導体L1のインダクタンスが設定されている。なお、バイパス回路233の共振周波数fは、以下に示す数5により求められる。   On the other hand, the bypass series circuit C3 and the conductor L1 in the heating device 10 constitute a series resonance circuit using high frequency, and the impedance Z in the bypass circuit 233 is obtained by the following equation (4). The inductance of the conductor L1 is set so that the resonance frequency f of the bypass circuit 233 is the same as the high frequency. Note that the resonance frequency f of the bypass circuit 233 is obtained by the following equation (5).

(数4)
Z=r+jωL+(1/j)ωC
r:ブスバや導体L1の抵抗値〔Ω〕
j:係数
(Equation 4)
Z = r + jωL + (1 / j) ωC
r: resistance value of bus bar or conductor L1 [Ω]
j: Coefficient

(数5)
f=(1/2)π(L×C)1/2
(Equation 5)
f = (1/2) π (L × C) 1/2

したがって、高周波の周波数におけるバイパス回路233のインピーダンスZは、ブスバや導体L1の抵抗値rと同一(Z=r)となる。そして、この抵抗値rは、ブスバや導体L1であることから、バイパス直列回路C3のリアクタンスXより大きく下回ることとなる。例えば、上述した周波数で誘導加熱する仕様の加熱装置10では、第1分割コンデンサC3Aおよび第2分割コンデンサC3Bとして数十μF程度のものが用いられるので、約1/50以下となる。なお、バイパス直列回路C3のリアクタンスXは、以下に示す数6により求められる。   Therefore, the impedance Z of the bypass circuit 233 at a high frequency is the same as the resistance value r of the bus bar or the conductor L1 (Z = r). And since this resistance value r is a bus bar or the conductor L1, it will be far less than the reactance X of the bypass series circuit C3. For example, in the heating apparatus 10 having the specification for induction heating at the above-described frequency, the first divided capacitor C3A and the second divided capacitor C3B are about tens of μF, so that it is about 1/50 or less. The reactance X of the bypass series circuit C3 is obtained by the following equation 6.

(数6)
X=(1/ω)C
(Equation 6)
X = (1 / ω) C

さらに、バイパス直列回路C3を構成する第1分割コンデンサC3Aおよび第2分割コンデンサC3B間が接地されているので、バイパス回路233の両端の電圧降下は、1つのコンデンサにてバイパスさせる構成に対して極めて小さくなる。したがって、第1の変圧器210の2次巻線212に係る高周波帰還電圧も相応に小さくなる。このことにより、高周波の帰還電流の侵入を阻止するために設定されるインダクタンスも極めて小さい値でよい。すなわち、高周波成分をバイパスするバイパス回路233のインピーダンスZを下げることで、設定するインダクタンスも低減する。また、インダクタンスの設定として導体L1における板間ギャップGを適宜設定して所定の値に操作すなわち設定しているので、合成電圧が小さくなる。このため、第2のインバータ231Bの力率が1に近づき、効率よく低周波の交流電力を供給できることとなる。   Further, since the first divided capacitor C3A and the second divided capacitor C3B constituting the bypass series circuit C3 are grounded, the voltage drop at both ends of the bypass circuit 233 is extremely different from the configuration in which the bypass is made by one capacitor. Get smaller. Therefore, the high-frequency feedback voltage related to the secondary winding 212 of the first transformer 210 is correspondingly reduced. As a result, the inductance set to prevent the high-frequency feedback current from entering may be a very small value. That is, by setting the impedance Z of the bypass circuit 233 that bypasses the high frequency component, the set inductance is also reduced. Further, since the inter-plate gap G in the conductor L1 is appropriately set and set to a predetermined value as the inductance setting, the combined voltage becomes small. For this reason, the power factor of the second inverter 231B approaches 1, and low-frequency AC power can be efficiently supplied.

したがって、上述した仕様の加熱装置10では、高周波成分をバイパスするバイパス直列回路C3を第1の変圧器210の2次巻線212にブスバである所定のインダクタンスに設定した導体L1にて接続してバイパス回路233を構築する簡単な構成で、第2の共振手段230における第1のインバータ231Bまでのブスバ234の浮遊インダクタンスのみでも十分に阻止されることとなり、図2に示すような加熱装置20の構成のように、リアクトルL2を設ける必要がなくなる。このため、リアクトルL2を設けなくても高周波の干渉を防止でき、簡単な構成で第2の発振手段231における周波数同期制御が安定するとともに、リアクトルL2による抵抗損の発生も防止され、低周波の整合の効率が向上して低周波による効率的な誘導加熱ができ、さらにはリアクトルL2の抵抗損による発熱のおそれも生じず、良好な誘導加熱ができる。   Therefore, in the heating apparatus 10 having the above-described specification, the bypass series circuit C3 that bypasses the high-frequency component is connected to the secondary winding 212 of the first transformer 210 with the conductor L1 set to a predetermined inductance that is a bus bar. With a simple configuration for constructing the bypass circuit 233, only the stray inductance of the bus bar 234 up to the first inverter 231B in the second resonance means 230 is sufficiently blocked, and the heating device 20 as shown in FIG. As in the configuration, it is not necessary to provide the reactor L2. For this reason, high frequency interference can be prevented without providing the reactor L2, the frequency synchronization control in the second oscillating means 231 is stabilized with a simple configuration, and the occurrence of resistance loss due to the reactor L2 is also prevented. The efficiency of matching is improved and efficient induction heating can be performed with a low frequency. Furthermore, heat generation due to the resistance loss of the reactor L2 does not occur, and good induction heating can be performed.

〔加熱装置の作用効果〕
上述したように、上記実施の形態では、供給される直流電力を所定の高周波の交流電力に変換し2次巻線212が誘導加熱コイル100に接続される第1の変圧器210の1次巻線211へ出力する電圧形の第1のインバータ221Bと、第1の変圧器210の1次巻線211との間に、直列共振回路を構成する第1のコンデンサC1を設けて第1の共振手段220を構成し、第1のコンデンサC1により第1のインバータ221Bで変換する高周波と異なる中周波の交流電力を供給する第2の共振手段230から帰還される周波数成分を減衰させるとともに第1の変圧器210および誘導加熱コイル100の無効電力を補償して、第1の共振手段220から所定の高周波の交流電力を誘導加熱コイル100へ供給して誘導加熱させる。また、供給される直流電力を第1の共振手段220と異なる中周波の交流電力に変換し第1の変圧器210の2次巻線212へ出力する電圧形の第2のインバータ231Bの出力側に直列共振回路を構成する第2のコンデンサC2を設け、第2のコンデンサC2により第1の変圧器210および誘導加熱コイル100の無効電力を補償して、第2の共振手段230から所定の中周波の交流電力を誘導加熱コイル100へ供給して誘導加熱させる。そして、第1の共振手段220における第1のインバータ221Bからの高周波成分をバイパスさせるバイパス直列回路C3を第1の変圧器210の2次巻線212に接続し、このバイパス直列回路C3と直列共振回路を構成する導体L1をバイパス直列回路C3に直列に接続させ、直列共振回路にて第1の共振手段220から帰還される高周波成分を減衰させている。
[Effect of heating device]
As described above, in the above-described embodiment, the primary winding of the first transformer 210 in which the supplied DC power is converted into AC power having a predetermined high frequency and the secondary winding 212 is connected to the induction heating coil 100. A first capacitor C1 that constitutes a series resonance circuit is provided between the voltage-type first inverter 221B that outputs to the line 211 and the primary winding 211 of the first transformer 210 to provide a first resonance. The frequency component fed back from the 2nd resonance means 230 which comprises the means 220, and supplies the alternating current power of medium frequency different from the high frequency converted with the 1st inverter 221B with the 1st capacitor | condenser C1 is attenuated, and 1st The reactive power of the transformer 210 and the induction heating coil 100 is compensated, and predetermined high frequency AC power is supplied from the first resonance means 220 to the induction heating coil 100 to cause induction heating. Also, the output side of the voltage-type second inverter 231B that converts the supplied DC power into AC power of medium frequency different from that of the first resonance means 220 and outputs it to the secondary winding 212 of the first transformer 210. Is provided with a second capacitor C2 constituting a series resonance circuit, and the reactive power of the first transformer 210 and the induction heating coil 100 is compensated by the second capacitor C2. A high frequency AC power is supplied to the induction heating coil 100 to cause induction heating. A bypass series circuit C3 that bypasses the high-frequency component from the first inverter 221B in the first resonance means 220 is connected to the secondary winding 212 of the first transformer 210, and series resonance with the bypass series circuit C3. The conductor L1 constituting the circuit is connected in series to the bypass series circuit C3, and the high frequency component fed back from the first resonance means 220 is attenuated by the series resonance circuit.

このため、直列共振回路を構成する導体L1とバイパス直列回路C3との直列回路は、第1の共振手段220から供給される交流電力の高周波に対応する共振周波数となる状態に導体L1のインダクタンスLが設定されるので、導体L1とバイパス直列回路C3と直列回路のインピーダンスZは、バイパス直列回路のリアクタンスXに対して大きく下がった導体L1の抵抗値rに近似することとなる。そして、バイパス直列回路C3のリアクタンスとなるインピーダンスに対してリアクタンスが大きく下回ったリアクトルを設けることで、誘導加熱コイル100に流れる負荷電流に対して帰還電流が大きく抑えられることから、リアクタンスが小さい導体L1を設けているので、構成が簡略化し、帰還を減衰するために第2のコンデンサC2に直列に接続されるリアクタンス成分の負荷が低減してリアクタンス成分としてリアクトルを省略可能となり、第2のコンデンサC2に直列に接続して構成する直列共振回路で帰還阻止させるリアクトルL2による抵抗損の発生を抑制できるとともに発熱のおそれも防止できる。したがって、例えば、商用交流電力を直流電力に変換した後に所定の周波数の交流電力に変換する構成が容易な電圧形で、誘導加熱により被加熱物11が加熱されて透磁率が変化したり、被加熱物11の形状や材質、焼入れ状態などが変更されたりして負荷が変動した場合、その変動に対応する対応性である負荷適用性が良好な電圧形のインバータを利用した良好な誘導加熱制御が得られ、相互干渉が低減することによる第2の共振手段230から供給する交流電力の周波数同期制御が安定し、簡単な構成で抵抗損を低減した効率のよい誘導加熱が容易にできる。   For this reason, the series circuit of the conductor L1 and the bypass series circuit C3 constituting the series resonance circuit has an inductance L of the conductor L1 in a state where the resonance frequency corresponds to the high frequency of the AC power supplied from the first resonance means 220. Therefore, the impedance Z of the conductor L1, the bypass series circuit C3, and the series circuit approximates the resistance value r of the conductor L1, which is greatly reduced with respect to the reactance X of the bypass series circuit. Then, by providing a reactor whose reactance is significantly lower than the impedance that becomes the reactance of the bypass series circuit C3, the feedback current is largely suppressed with respect to the load current flowing through the induction heating coil 100, and therefore the conductor L1 having a small reactance. Therefore, the configuration is simplified, the load of the reactance component connected in series with the second capacitor C2 to attenuate the feedback is reduced, and the reactor can be omitted as the reactance component, so that the second capacitor C2 can be omitted. In addition, it is possible to suppress the generation of resistance loss due to the reactor L2 that is prevented from being fed back by a series resonance circuit that is connected in series to each other and to prevent the possibility of heat generation. Therefore, for example, in a voltage form in which commercial AC power is converted to DC power and then converted to AC power of a predetermined frequency, the object to be heated 11 is heated by induction heating, and the permeability is changed. When the load fluctuates due to changes in the shape, material, quenching state, etc. of the heated object 11, good induction heating control using a voltage-type inverter with good load applicability, which corresponds to the fluctuation As a result, the frequency synchronization control of the AC power supplied from the second resonance means 230 due to the reduction of the mutual interference is stabilized, and efficient induction heating with reduced resistance loss can be easily performed with a simple configuration.

そして、第1の変圧器210の2次巻線212を分割した第1分割巻線212Aおよび第2分割巻線212Bを直列に接続して構成し、バイパス直列回路C3および導体L1の直列回路を第1分割巻線212Aおよび第2分割巻線212B間となる接続点にこれら第1分割巻線212Aおよび第2分割巻線212Bに対して直列状に接続している。このため、例えば第1分割巻線212Aおよび第2分割巻線212Bの接続点の位置、すなわちバイパス回路233で接地させることで対アース電位が分割割合に対応して低減、例えば同仕様の第1分割巻線212Aおよび第2分割巻線212Bでは1/2となり、第1の変圧器210における放電による損傷などを防止できる。さらには、バイパス直列回路C3および導体L1の直列回路における電圧降下を小さく設定することも容易にでき、電圧降下の低減分に応じて第1の共振手段230からの帰還電圧が低減し、帰還を低減するために第2のコンデンサC2に直列に接続して直列共振回路を構成する必要があるリアクトルL2の負荷が大きく低減するとともに、帰還電圧阻止のためのリアクタンスに応じた無効電力を補償するための第2のコンデンサC2のkVA仕様も低減する。このため、第2の共振手段230から交流電力を供給するためのブスバ234における浮遊インダクタンスで帰還阻止も可能となり、リアクトルL2の省略による構成の簡略化、抵抗損の発生の抑制、リアクトルL2における発熱のおそれの防止ができ、効率よく誘導加熱できる。   Then, the first divided winding 212A and the second divided winding 212B obtained by dividing the secondary winding 212 of the first transformer 210 are connected in series to form a series circuit of the bypass series circuit C3 and the conductor L1. A connection point between the first divided winding 212A and the second divided winding 212B is connected in series to the first divided winding 212A and the second divided winding 212B. For this reason, for example, the position of the connection point between the first divided winding 212A and the second divided winding 212B, that is, grounding by the bypass circuit 233, the ground potential is reduced corresponding to the division ratio. The split winding 212A and the second split winding 212B are halved, and the first transformer 210 can be prevented from being damaged by discharge. Further, it is possible to easily set a voltage drop in the series circuit of the bypass series circuit C3 and the conductor L1, and the feedback voltage from the first resonance means 230 is reduced according to the reduction of the voltage drop. In order to reduce the load of the reactor L2 that needs to be connected in series to the second capacitor C2 to reduce the load of the reactor L2, and to compensate the reactive power according to the reactance for blocking the feedback voltage The kVA specification of the second capacitor C2 is also reduced. For this reason, it is possible to prevent feedback by stray inductance in the bus bar 234 for supplying AC power from the second resonance means 230, simplifying the configuration by omitting the reactor L2, suppressing the occurrence of resistance loss, and generating heat in the reactor L2. Can be prevented and induction heating can be performed efficiently.

また、1次巻線232Aを第2のインバータ231Bの出力側に第2コンデンサC2に対して直列に接続し、2次巻線232Bを第1の変圧器210の第1分割巻線212Aおよび第2分割巻線212Bの接続点に直列状でバイパス直列回路C3および導体L1の直列回路に対して並列状に接続した第3の変圧器232を第2の共振手段230に設け、第3の変圧器232により第2のインバータ231Bから出力される交流電力のインピーダンスを所定の値に変換させている。このため、第1の共振手段220からの交流電力と第2の共振手段230からの交流電力との整合が良好に得られ、異なる周波数が重畳する状態に同期させて供給することが容易で、より良好な誘導加熱が容易に得られる。   Further, the primary winding 232A is connected in series with the second capacitor C2 on the output side of the second inverter 231B, and the secondary winding 232B is connected to the first split winding 212A and the first winding of the first transformer 210. A third transformer 232 connected in parallel to the series circuit of the bypass series circuit C3 and the conductor L1 in series at the connection point of the two-divided winding 212B is provided in the second resonance means 230, and the third transformer The impedance of the AC power output from the second inverter 231B is converted to a predetermined value by the device 232. For this reason, the AC power from the first resonance means 220 and the AC power from the second resonance means 230 are well matched, and it is easy to supply in synchronization with a state where different frequencies are superimposed, Better induction heating is easily obtained.

さらに、第1分割コンデンサC3Aおよび第2分割コンデンサC3Bを直列に接続してバイパス直列回路C3を構成し、直列接続の互いの接続点である第1分割コンデンサC3Aおよび第2分割コンデンサC3Bの接続点を接地させている。このため、バイパス直列回路C3および導体L1の直列回路における両端での電圧降下分が極めて小さくなり、第1の共振手段220からの高周波成分の帰還電圧が低減し、帰還を低減するために第2のコンデンサC2に直列に接続して直列共振回路を構成する必要があるリアクトルL2の負荷すなわちリアクトル成分を大きく低減でき、第2の共振手段230から交流電力を供給するためのブスバ234における浮遊インダクタンスでも第1の共振手段220からの高周波成分の帰還を十分に阻止でき、リアクトルL2の省略による構成の簡略化、抵抗損の発生の抑制、リアクトルL2における発熱のおそれの防止ができ、効率よく誘導加熱できる。   Further, the first divided capacitor C3A and the second divided capacitor C3B are connected in series to form a bypass series circuit C3, and a connection point between the first divided capacitor C3A and the second divided capacitor C3B, which are the connection points of the series connection. Is grounded. For this reason, the voltage drop at both ends in the series circuit of the bypass series circuit C3 and the conductor L1 becomes extremely small, the feedback voltage of the high frequency component from the first resonance means 220 is reduced, and the second in order to reduce the feedback. It is possible to greatly reduce the load of the reactor L2, that is, the reactor component, which needs to be connected in series to the capacitor C2 of the reactor, that is, the reactor component, and the stray inductance in the bus bar 234 for supplying AC power from the second resonance means 230 The feedback of the high-frequency component from the first resonance means 220 can be sufficiently prevented, the configuration can be simplified by omitting the reactor L2, the occurrence of resistance loss can be suppressed, the possibility of heat generation in the reactor L2, and the induction heating can be efficiently performed. it can.

また、バイパス直列回路C3を第1の変圧器210の2次巻線212に接続する路線となるブスバである導電体で、バイパス直列回路C3とにより第1の共振手段220で供給する交流電力の高周波に対応した直列共振周波数となるインダクタンスに設定した導体L1で高周波成分の帰還阻止をしている。このため、第1の共振手段220からの高周波成分をバイパスするためのバイパス直列回路C3を接続してバイパスさせる回路構成を構築するブスバとなる導体L1が高周波成分の帰還を阻止するリアクトルとして機能することとなり、バイパス直列回路C3のインピーダンスに対してリアクタンスが大きく下回ったインダクタンスが設定され、誘導加熱コイル100に流れる負荷電流に対して帰還電流が大きく抑えられ、良好に第1共振手段220からの高周波成分の帰還阻止ができ、帰還を低減するために第2のコンデンサC2に直列に接続する必要があるリアクトルL2の負荷すなわちリアクトル成分を大きく低減でき、第2の共振手段230から交流電力を供給するためのブスバ234における浮遊インダクタンスでも第1の共振手段220からの高周波成分の帰還を十分に阻止でき、リアクトルL2の省略による構成の簡略化、抵抗損の発生の抑制、リアクトルL2における発熱のおそれの防止が容易にでき、効率よく誘導加熱できる。   Also, a conductor that is a bus bar that connects the bypass series circuit C3 to the secondary winding 212 of the first transformer 210, and the AC power supplied by the first resonance means 220 by the bypass series circuit C3. The conductor L1 set to an inductance having a series resonance frequency corresponding to a high frequency prevents feedback of high frequency components. For this reason, the conductor L1 that serves as a bus bar for connecting and bypassing the bypass series circuit C3 for bypassing the high-frequency component from the first resonance means 220 functions as a reactor that prevents the feedback of the high-frequency component. Thus, an inductance whose reactance is significantly lower than the impedance of the bypass series circuit C3 is set, the feedback current is greatly suppressed with respect to the load current flowing through the induction heating coil 100, and the high frequency from the first resonance means 220 is satisfactorily improved. The feedback of the component can be prevented, and the load of the reactor L2, which is required to be connected in series with the second capacitor C2 in order to reduce the feedback, that is, the reactor component can be greatly reduced, and the AC power is supplied from the second resonance means 230. For the stray inductance in the bus bar 234 for the first resonance hand The return of the high-frequency components from 220 can be sufficiently prevented, simplified construction by omitting the reactors L2, suppression of the resistance loss occurs, can be easily prevented fear of heat generation in the reactor L2, it can be efficiently induction heated.

そして、導体L1として、同形状の平板状で平面が所定の間隙である板間ギャップGを介して対向してバイパス直列回路C3に対してそれぞれ直列状に接続される一対の第1の導電板L1Aおよび第2の導電板L1Bを備えた構成としている。このため、構成の簡略化、抵抗損の発生の抑制、リアクトルにおける発熱の防止が、簡単な構成で容易にでき、効率よく誘導加熱できる。   And as a conductor L1, a pair of 1st electroconductive board respectively connected in series with respect to the bypass series circuit C3 through the inter-plate gap G which is the flat shape of the same shape and a plane is a predetermined gap | interval. L1A and the second conductive plate L1B are provided. For this reason, simplification of the configuration, suppression of occurrence of resistance loss, and prevention of heat generation in the reactor can be easily achieved with a simple configuration, and induction heating can be performed efficiently.

さらに、バイパス直列回路C3とにより第1の共振手段220で供給する交流電力の高周波に対応した直列共振周波数となるインダクタンスに設定される板間ギャップGで一対の第1の導電板L1Aおよび第2の導電板L1Bを対向配置する簡単な構成で、構成の簡略化、抵抗損の発生の抑制、リアクトルにおける発熱の防止、が容易にでき、効率よく誘導加熱できる。   Further, a pair of first conductive plates L1A and a second conductive plate L1A with a gap G between the plates set to an inductance having a series resonance frequency corresponding to a high frequency of the AC power supplied by the first resonance means 220 by the bypass series circuit C3. With the simple configuration in which the conductive plates L1B are arranged to face each other, simplification of the configuration, suppression of the occurrence of resistance loss, and prevention of heat generation in the reactor can be easily performed, and induction heating can be performed efficiently.

また、第1の共振手段220で供給する交流電力の高周波より低い中周波の交流電力を第2の共振手段230から供給させている。このため、高周波成分の帰還阻止として、高周波成分をバイパスさせるバイパス直列回路C3のインピーダンスに対して大きく下回るリアクタンスを設定させればよいので、バイパス回路233として特別なリアクトルを設けることなく、バイパス回路233を設ける回路の路線であるブスバによる浮遊インダクタンスを有効利用して高周波成分の帰還が抑制されることとなる。したがって、ブスバとなる導体L1により、構成の簡略化、抵抗損の発生の抑制、リアクトルにおける発熱の防止が容易な構成が有効的に機能し、簡単な構成で効率よく誘導加熱できる。   Further, the second resonance means 230 supplies medium frequency AC power lower than the high frequency of the AC power supplied by the first resonance means 220. For this reason, it is sufficient to set a reactance that is significantly lower than the impedance of the bypass series circuit C3 that bypasses the high-frequency component as a feedback prevention of the high-frequency component. Therefore, the bypass circuit 233 is not provided with a special reactor. The feedback of the high frequency component is suppressed by effectively utilizing the stray inductance due to the bus bar which is the circuit line of the circuit. Therefore, the structure that simplifies the structure, suppresses the occurrence of resistance loss, and prevents the heat generation in the reactor effectively functions by the conductor L1 serving as a bus bar, and the induction heating can be efficiently performed with the simple structure.

そして、第1のインバータ221Bで50kHz以上1MHz以下の高周波の交流電力に変換し、第2のインバータ231Bで1kHz以上50kHz以下の中周波の交流電力に変換し、誘導加熱コイル100にそれぞれ供給して、被加熱物11として表面に凹凸を有した歯車やねじ、ボルトなどの金属材料を誘導加熱させるので、金属材料の表面が第1の共振手段220からの交流電力で良好に焼入れされ、金属材料の内部が第2の共振手段230からの交流電力で良好に焼入れされ、金属材料が良好に輪郭焼入れされ、良好な熱処理ができる。   Then, the first inverter 221B converts it to high frequency AC power of 50 kHz or more and 1 MHz or less, and the second inverter 231B converts it to medium frequency AC power of 1 kHz or more and 50 kHz or less, and supplies it to the induction heating coil 100. Since the metal material such as gears, screws, and bolts having irregularities on the surface as the object to be heated 11 is induction-heated, the surface of the metal material is well quenched by the AC power from the first resonance means 220, and the metal material The inside is well quenched with AC power from the second resonance means 230, the metal material is well contoured and good heat treatment can be performed.

さらに、第1の共振手段220および第2の共振手段230に、それぞれ電圧形の第1のインバータ221Bおよび第2のインバータ231Bを用いている。電圧形の第1のインバータ221Bおよび第2のインバータ231Bから所定の周波数の交流電力にそれぞれ変換する直流電力として、交流電力を直流電力に変換して出力させる第1のコンバータ221Aおよび第2のコンバータ231Aから供給させる構成とすることで、第1の共振手段220および第2の共振手段230に直流電力を供給する順変換の構成を共有化、例えば図1に示す加熱装置10における第1のコンバータ221Aおよび第2のコンバータ231Aの共有化、さらには図6に示す加熱装置30のように、第1のコンバータ221Aおよび第2のコンバータ231Aの共有化、および、第1の平滑コンデンサCf1および第2の平滑コンデンサCf2の共有化ができ、さらなる構成の簡略化が得られ、製造性の向上やコストの低減が容易に図れる。なお、図6は、図1に示す加熱装置10と同等の構成について同一の符号を付したものである。   Further, voltage-type first inverter 221B and second inverter 231B are used for the first resonance means 220 and the second resonance means 230, respectively. The first converter 221A and the second converter that convert the AC power into DC power and output the DC power as the DC power that is converted from the voltage-type first inverter 221B and the second inverter 231B to the AC power of a predetermined frequency, respectively. By adopting a configuration in which power is supplied from 231A, the configuration of forward conversion for supplying DC power to the first resonance means 220 and the second resonance means 230 is shared, for example, the first converter in the heating apparatus 10 shown in FIG. 221A and the second converter 231A are shared, and the first converter 221A and the second converter 231A are shared as in the heating device 30 shown in FIG. 6, and the first smoothing capacitor Cf1 and the second converter 231A are shared. Smoothing capacitor Cf2 can be shared, further simplification of the structure can be obtained, and productivity can be improved. Capital reduction of easily achieved. In FIG. 6, the same components as those of the heating device 10 shown in FIG.

〔実施の形態の変形例〕
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などの種々の変更は本発明に含まれるものである。
[Modification of Embodiment]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications such as modifications and improvements within the scope of achieving the object of the present invention without departing from the gist of the present invention are included in the present invention. It is.

例えば、誘導加熱の仕様によりバイパス回路233の導体L1により十分に高周波の帰還阻止が得られない場合など、第2のコンデンサC2に直列にリアクトルL2を設けてもよい。このリアクトルL2により、高周波成分の帰還をより阻止でき、安定した良好な誘導加熱ができる。なお、上述の加熱装置10,30に別途設けるリアクトルL2としては、高周波成分の帰還が導体L1により大きく抑制されているので、図2に示す加熱装置20に比して、上述したようにインダクタンスが小さい仕様でよく、リアクトルL2を設ける構成でも、構成の簡略化が得られる。   For example, the reactor L2 may be provided in series with the second capacitor C2 when the high frequency feedback prevention cannot be sufficiently obtained by the conductor L1 of the bypass circuit 233 due to the induction heating specification. By this reactor L2, the feedback of a high frequency component can be prevented more and the stable favorable induction heating can be performed. In addition, as the reactor L2 separately provided in the above-described heating devices 10 and 30, since the feedback of the high-frequency component is largely suppressed by the conductor L1, the inductance is higher than that of the heating device 20 shown in FIG. A small specification may be used, and the configuration can be simplified even if the reactor L2 is provided.

そして、第1の共振手段220として高周波の交流電力を供給させ、第2の共振手段230として中周波の交流電力を供給させる構成について説明したが、例えば逆の構成とするなど、異なる周波数の交流電力を供給する構成であればよい。また、高周波および中周波として、上述した範囲に限らず、他の周波数帯で交流電力を供給させてもよい。また、それぞれ異なる周波数で交流電力を供給する第1の共振手段220および第2の共振手段230の一対の構成で加熱装置10を構成したが、上述したように、さらに他の周波数の交流電力を供給する共振手段を備えた構成とするなどしてもよい。   Further, the configuration in which high-frequency AC power is supplied as the first resonance unit 220 and medium-frequency AC power is supplied as the second resonance unit 230 has been described. Any configuration that supplies power may be used. Further, the AC power may be supplied not only in the above-described range but also in other frequency bands as the high frequency and medium frequency. In addition, although the heating device 10 is configured by a pair of configurations of the first resonance unit 220 and the second resonance unit 230 that supply AC power at different frequencies, as described above, AC power of another frequency is further generated. A configuration including a resonance means to supply may be used.

また、第1の共振手段220および第2の共振手段230として、第1のコンバータ221Aおよび第2のコンバータ231Aや第1の平滑コンデンサCf1および第2の平滑コンデンサCf2の構成を誘導加熱装置200に対して別体として接続する構成としてもよい。なお、順変換として上述したブリッジ整流回路に限らず、また逆変換の構成としてフルブリッジ形に限らずハーフブリッジ形など、各種回路構成のものが利用できる。   Further, as the first resonance means 220 and the second resonance means 230, the configurations of the first converter 221A and the second converter 231A, the first smoothing capacitor Cf1 and the second smoothing capacitor Cf2 are used in the induction heating apparatus 200. It is good also as a structure connected with respect to another. It should be noted that not only the bridge rectifier circuit described above for forward conversion but also various circuit configurations such as a half bridge type as well as a full bridge type can be used as a reverse conversion configuration.

そして、被加熱物11としては、上述したように、鋼管や表面に複数の凹凸を有した複雑な形状の歯車や複数の部材が積層するような複合材料など、誘導加熱されるいずれのものを対象とすることができる。また、高周波と中周波とを供給する構成について説明したが、さらに他の周波数を供給する構成としてもよい。さらには、高周波および中周波のみに限らず、少なくとも2つの異なる周波数を重畳して供給可能ないずれの構成とすることができる。   And as above-mentioned as the to-be-heated object 11, what was induction-heated, such as a composite material in which a steel pipe, a complicated-shaped gear having a plurality of irregularities on the surface, and a plurality of members are laminated, is used. Can be targeted. Moreover, although the structure which supplies a high frequency and a medium frequency was demonstrated, it is good also as a structure which supplies another frequency. Furthermore, not only the high frequency and the medium frequency but also any configuration that can supply at least two different frequencies in a superimposed manner can be adopted.

また、制御手段として、第1の発振手段221および第2の発振手段231の双方を制御する構成を例示したが、例えばそれぞれ独立に制御する構成に分けて制御するなどしてもよい。さらに、誘導加熱装置200に制御手段を含む構成に限らず、独立した構成としてもよい。   Moreover, although the structure which controls both the 1st oscillating means 221 and the 2nd oscillating means 231 was illustrated as a control means, for example, you may divide and control to the structure controlled independently, respectively. Furthermore, it is good also as an independent structure not only the structure which contains a control means in the induction heating apparatus 200. FIG.

さらに、バイパス回路233における第1の共振手段220からの帰還阻止をするリアクトルの構成として、一対の第1の導電板L1Aおよび第2の導電板L1Bを所定の板間ギャップGで対向配置した導体L1に限らず、各種抵抗など、いずれのリアクトルが利用できる。そして、リアクトルを設ける構成として、良好に帰還阻止できれば、対向する一対の導電板を利用する構成に限らず、所定の間隙で配線された導線など、いずれのブスバ構成、さらにはいずれの形状の導電部材を利用した構成などが適用できる。   Further, as a reactor configuration for preventing feedback from the first resonance means 220 in the bypass circuit 233, a conductor in which a pair of first conductive plate L1A and second conductive plate L1B are arranged to face each other with a predetermined gap G between the plates. Not only L1, but any reactor such as various resistors can be used. And if the structure which provides a reactor can be satisfactorily prevented from returning, it is not limited to a structure using a pair of opposing conductive plates, but any bus bar structure, such as a conductive wire wired with a predetermined gap, and any shape of conductive A configuration using members can be applied.

また、バイパス直列回路C3として、2つの第1分割コンデンサC3Aおよび第2分割コンデンサC3Bを直列に接続した構成に限らず、3つ以上に分割した直列回路としてもよい。さらに、同仕様の第1分割コンデンサC3Aおよび第2分割コンデンサC3Bで2分割する場合に限らず、静電容量が異なる状態で分割した直列回路としてもよい。同様に、第1の変圧器210の2次巻線212として、2分割に限らず、複数分割した構成としてもよく、分割する割合も異なる状態としてもよい。   The bypass series circuit C3 is not limited to the configuration in which the two first divided capacitors C3A and the second divided capacitor C3B are connected in series, and may be a series circuit divided into three or more. Furthermore, it is not limited to the case where the first divided capacitor C3A and the second divided capacitor C3B having the same specifications are divided into two, but may be a series circuit divided in a state where the capacitances are different. Similarly, the secondary winding 212 of the first transformer 210 is not limited to being divided into two parts, but may be divided into a plurality of parts, and the dividing ratio may be different.

その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順などは、本発明の目的を達成できる範囲で他の構成に変更するなどしてもよい。   In addition, the specific structure and procedure for carrying out the present invention may be changed to other configurations as long as the object of the present invention can be achieved.

本発明の一実施の形態に係る加熱装置の概略構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows schematic structure of the heating apparatus which concerns on one embodiment of this invention. 上記一実施の形態における加熱装置の前提となる技術を説明するための比較例となる加熱装置の概略構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows schematic structure of the heating apparatus used as the comparative example for demonstrating the technique used as the premise of the heating apparatus in the said one Embodiment. 上記図2に示す加熱装置での第1の変圧器の電圧を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the voltage of the 1st transformer in the heating apparatus shown in the said FIG. 上記図2に示す加熱装置での第2の変圧器の電圧を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the voltage of the 2nd transformer in the heating apparatus shown in the said FIG. 上記図2に示す加熱装置での電圧と電流と合成電圧との関係を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the relationship between the voltage in the heating apparatus shown in the said FIG. 2, an electric current, and a synthetic voltage. 本発明の他の実施の形態に係る加熱装置の概略構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows schematic structure of the heating apparatus which concerns on other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10……加熱装置
11……被加熱物
100……誘導加熱コイル
200……誘導加熱装置
210……変圧器としての第1の変圧器
211……1次巻線
212……2次巻線
212A…分割巻線としての第1分割巻線
212B…分割巻線としての第2分割巻線
220……第1の共振手段
221A…順変換手段としての第1のコンバータ
221B…第1の逆変換手段としての第1のインバータ
230……第2の共振手段
231A…順変換手段としての第2のコンバータ
231B…第2の逆変換手段としての第2のインバータ
233……バイパス回路
C1……第1のコンデンサ
C2……第2のコンデンサ
C3……バイパスコンデンサとしてのバイパス直列回路
C3A…分割コンデンサとしての第1分割コンデンサ
C3B…分割コンデンサとしての第2分割コンデンサ
L1……リアクトルとしての導体
L1A…導電板としての第1の導電板
L1B…導電板としての第2の導電板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Heating device 11 ... Object to be heated 100 ... Induction heating coil 200 ... Induction heating device 210 ... First transformer 211 as a transformer 211 ... Primary winding 212 ... Secondary winding 212A First split winding 212B as split winding Second split winding 220 as split winding 220 First resonance means 221A First converter 221B forward conversion means First reverse conversion means First inverter 230 as ... Second resonance means 231A ... Second converter 231B as forward conversion means ... Second inverter as second reverse conversion means 233 ... Bypass circuit C1 ... First Capacitor C2 ... Second capacitor C3 ... Bypass series circuit as a bypass capacitor C3A ... First division capacitor as a division capacitor C3B ... Division capacitor Second divided capacitor L1 ...... second conductive plate as the first conductive plate L1B ... conductive plate as a conductor L1A ... conductive plate as reactor and

Claims (16)

異なる2種の周波数の電力を誘導加熱コイルにそれぞれ供給して被加熱物を誘導加熱させる誘導加熱装置であって、
前記誘導加熱コイルに2次巻線が接続される変圧器と、
この変圧器を介して所定の周波数の交流電力を前記誘導加熱コイルへ供給する第1の共振手段と、
この第1の共振手段の周波数と異なる周波数の交流電力を前記誘導加熱コイルへ供給する第2の共振手段と、を具備し、
前記第1の共振手段は、供給される直流電力を所定の周波数の交流電力に変換して前記変圧器の1次巻線へ出力する電圧形の第1の逆変換手段と、この第1の逆変換手段および前記変圧器の1次巻線間に設けられ直列共振回路を構成し前記変圧器および前記誘導加熱コイルの無効電力を補償するとともに前記第2の共振手段から帰還させる周波数成分を減衰させる第1のコンデンサと、を備え、
前記第2の共振手段は、供給される直流電力を前記第1の逆変換手段で変換する周波数より低い周波数の交流電力に変換して前記変圧器の2次巻線へ出力する電圧形の第2の逆変換手段と、この第2の逆変換手段の出力側に設けられて直列共振回路を構成し前記変圧器および前記誘導加熱コイルの無効電力を補償する第2のコンデンサと、前記変圧器の2次巻線に接続され第1の逆変換手段からの周波数成分をバイパスするバイパスコンデンサと、このバイパスコンデンサに直列に接続されこのバイパスコンデンサと直列共振回路を構成してこの直列共振回路にて前記第1の共振手段から帰還される周波数成分を減衰させるリアクトルと、を備えた
ことを特徴とした誘導加熱装置。
An induction heating device that supplies electric power of two different frequencies to an induction heating coil to inductively heat an object to be heated,
A transformer having a secondary winding connected to the induction heating coil;
First resonance means for supplying AC power of a predetermined frequency to the induction heating coil through the transformer;
Second resonance means for supplying AC power of a frequency different from the frequency of the first resonance means to the induction heating coil,
The first resonance means converts the supplied DC power into AC power having a predetermined frequency and outputs it to the primary winding of the transformer. A series resonance circuit is provided between the inverse conversion means and the primary winding of the transformer to compensate for the reactive power of the transformer and the induction heating coil and to attenuate the frequency component fed back from the second resonance means A first capacitor to be
The second resonance means converts the supplied DC power into AC power having a frequency lower than the frequency converted by the first inverse conversion means, and outputs the AC power to the secondary winding of the transformer. 2 reverse conversion means, a second capacitor which is provided on the output side of the second reverse conversion means and constitutes a series resonance circuit to compensate for reactive power of the transformer and the induction heating coil, and the transformer A bypass capacitor that is connected to the secondary winding of the first bypass converter and bypasses the frequency component from the first inverse converter, and is connected in series to the bypass capacitor to form a series resonant circuit. An induction heating apparatus comprising: a reactor that attenuates a frequency component fed back from the first resonance means.
請求項1に記載の誘導加熱装置であって、
前記変圧器の2次巻線は、直列に接続する複数の分割巻線を有し、
前記第2の共振手段は、前記バイパスコンデンサおよび前記リアクトルの直列共振回路が前記分割巻線の接続点に前記分割巻線と直列状に接続されて構成された
ことを特徴とした誘導加熱装置。
The induction heating device according to claim 1,
The secondary winding of the transformer has a plurality of split windings connected in series,
The induction heating apparatus, wherein the second resonance means is configured such that a series resonance circuit of the bypass capacitor and the reactor is connected in series with the divided winding at a connection point of the divided winding.
請求項2に記載の誘導加熱装置であって、
前記第2の共振手段は、1次巻線が第2の逆変換手段の出力側に前記第2のコンデンサに対して直列に接続されるとともに、2次巻線が前記変圧器の2次巻線における前記分割巻線の接続点に前記分割巻線と直列状に接続される前記バイパスコンデンサおよび前記リアクトルの直列共振回路に対して並列状に接続され、前記第2の逆変換手段から出力される交流電力のインピーダンスを所定の値に変換する変成器を備えた
ことを特徴とした誘導加熱装置。
The induction heating device according to claim 2,
In the second resonance means, the primary winding is connected in series with the second capacitor on the output side of the second inverse conversion means, and the secondary winding is the secondary winding of the transformer. Connected in parallel to a series resonance circuit of the bypass capacitor and the reactor connected in series to the split winding at a connection point of the split winding in a line, and output from the second inverse conversion means An induction heating device comprising a transformer for converting the impedance of alternating current power into a predetermined value.
請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の誘導加熱装置であって、
前記バイパスコンデンサは、直列に接続され互いの接続点が接地される複数の分割コンデンサを備えた
ことを特徴とした誘導加熱装置。
An induction heating apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The bypass capacitor includes a plurality of divided capacitors connected in series and grounded at a connection point of each other.
請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の誘導加熱装置であって、
前記リアクトルは、前記バイパスコンデンサを前記変圧器の2次巻線に接続させる導体で、前記バイパスコンデンサとにより第1の共振手段で供給する交流電力の周波数に対応した直列共振周波数となるインダクタンスに設定された
ことを特徴とした誘導加熱装置。
An induction heating apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The reactor is a conductor that connects the bypass capacitor to the secondary winding of the transformer, and is set to an inductance having a series resonance frequency corresponding to the frequency of the AC power supplied by the bypass capacitor by the first resonance means. An induction heating device characterized by that.
請求項5に記載の誘導加熱装置であって、
前記導体は、同形状の板状で平面が所定の間隙を介して対向して前記バイパスコンデンサに対してそれぞれ直列状に接続される一対の導電板を備えた
ことを特徴とした誘導加熱装置。
The induction heating device according to claim 5,
The induction heating apparatus according to claim 1, wherein the conductor includes a pair of conductive plates having a plate shape of the same shape and a plane opposed to each other with a predetermined gap and connected in series to the bypass capacitor.
請求項6に記載の誘導加熱装置であって、
前記一対の導電板は、前記バイパスコンデンサとにより第1の共振手段で供給する交流電力の周波数に対応した直列共振周波数となるインダクタンスに設定される間隙で対向配置された
ことを特徴とした誘導加熱装置。
The induction heating device according to claim 6,
The pair of conductive plates are arranged to face each other with a gap set to an inductance having a series resonance frequency corresponding to the frequency of the AC power supplied by the first resonance means by the bypass capacitor. apparatus.
異なる2種の周波数の電力を誘導加熱コイルにそれぞれ供給して被加熱物を誘導加熱させる誘導加熱装置であって、
複数の分割巻線が直列に接続された2次巻線が前記誘導加熱コイルに接続される変圧器と、
この変圧器を介して所定の周波数の交流電力を前記誘導加熱コイルへ供給する第1の共振手段と、
この第1の共振手段の周波数と異なる周波数の交流電力を前記誘導加熱コイルへ供給する第2の共振手段と、を具備し、
前記第1の共振手段は、供給される直流電力を所定の周波数の交流電力に変換して前記変圧器の1次巻線へ出力する電圧形の第1の逆変換手段と、この第1の逆変換手段および前記変圧器の1次巻線間に設けられ直列共振回路を構成し前記変圧器および前記誘導加熱コイルの無効電力を補償するとともに前記第2の共振手段から帰還させる周波数成分を減衰させる第1のコンデンサと、を備え、
前記第2の共振手段は、供給される直流電力を前記第1の逆変換手段で変換する周波数より低い周波数の交流電力に変換して前記変圧器の2次巻線における前記分割巻線間に出力する電圧形の第2の逆変換手段と、この第2の逆変換手段の出力側に設けられて直列共振回路を構成し前記変圧器および前記誘導加熱コイルの無効電力を補償する第2のコンデンサと、前記分割巻線間にこれら分割巻線と直列状に接続され、直列に接続されて互いの接続点が接地される複数の分割コンデンサの直列回路を備え、前記第1の共振手段からの周波数の帰還を抑制するとともに第1の逆変換手段からの周波数成分をバイパスするバイパス回路と、を備えた
ことを特徴とした誘導加熱装置。
An induction heating device that supplies electric power of two different frequencies to an induction heating coil to inductively heat an object to be heated,
A transformer in which a secondary winding in which a plurality of split windings are connected in series is connected to the induction heating coil;
First resonance means for supplying AC power of a predetermined frequency to the induction heating coil through the transformer;
Second resonance means for supplying AC power of a frequency different from the frequency of the first resonance means to the induction heating coil,
The first resonance means converts the supplied DC power into AC power having a predetermined frequency and outputs it to the primary winding of the transformer. A series resonance circuit is provided between the inverse conversion means and the primary winding of the transformer to compensate for the reactive power of the transformer and the induction heating coil and to attenuate the frequency component fed back from the second resonance means A first capacitor to be
The second resonance means converts the supplied DC power into AC power having a frequency lower than the frequency converted by the first inverse conversion means, and between the split windings in the secondary winding of the transformer. A second reverse conversion means of voltage type to output, and a second resonance converter provided on the output side of the second reverse conversion means to constitute a series resonance circuit and compensate for the reactive power of the transformer and the induction heating coil A capacitor and a series circuit of a plurality of divided capacitors connected in series with the divided windings between the divided windings and connected in series and grounded at the connection point to each other; from the first resonance means An induction heating apparatus comprising: a bypass circuit that suppresses feedback of the frequency of the first frequency and bypasses the frequency component from the first inverse conversion means.
請求項8に記載の誘導加熱装置であって、
前記バイパス回路は、第1の共振手段で供給する交流電力の周波数に対応した直列共振周波数となるインダクタンスに設定された
ことを特徴とした誘導加熱装置。
The induction heating device according to claim 8,
The induction heating device, wherein the bypass circuit is set to an inductance having a series resonance frequency corresponding to the frequency of the AC power supplied by the first resonance means.
請求項8または請求項9に記載の誘導加熱装置であって、
前記バイパス回路は、前記分割コンデンサの直列回路の一端と前記変圧器の2次巻線における一方の分割巻線の一端との間に接続される第1の導電板と、前記分割コンデンサの直列回路の他端と前記変圧器の2次巻線における他方の分割巻線の一端との間に接続され、所定の間隙を介して並設される第2の導電板と、を備えた
ことを特徴とした誘導加熱装置。
The induction heating apparatus according to claim 8 or 9, wherein
The bypass circuit includes a first conductive plate connected between one end of the series circuit of the split capacitor and one end of one split winding in the secondary winding of the transformer, and the series circuit of the split capacitor A second conductive plate connected between the other end of the transformer and one end of the other split winding in the secondary winding of the transformer, and arranged in parallel via a predetermined gap. Induction heating device.
請求項10に記載の誘導加熱装置であって、
前記バイパス回路は、前記分割コンデンサの直列回路とにより第1の共振手段で供給する交流電力の周波数に対して直列共振周波数となるインダクタンスに設定される間隙で前記第1の導電板および第2の導電板が対向配置されて構成された
ことを特徴とした誘導加熱装置。
The induction heating device according to claim 10,
The bypass circuit includes the first conductive plate and the second conductive plate with a gap set to an inductance having a series resonance frequency with respect to the frequency of the AC power supplied by the first resonance means by the series circuit of the divided capacitors. An induction heating device characterized in that the conductive plates are arranged to face each other.
請求項1ないし請求項11のいずれかに記載の誘導加熱装置であって、
前記第2の共振手段は、前記第1の共振手段で供給する交流電力の周波数より低い周波数の交流電力を供給する
ことを特徴とした誘導加熱装置。
The induction heating device according to any one of claims 1 to 11,
The induction heating apparatus, wherein the second resonance means supplies AC power having a frequency lower than the frequency of AC power supplied by the first resonance means.
請求項1ないし請求項12のいずれかに記載の誘導加熱装置であって、
交流電力を前記直流電力に変換して出力する順変換手段を具備し、
前記第1の逆変換手段および前記第2の逆変換手段は、前記順変換手段から出力される前記直流電力を所定の周波数の交流電力にそれぞれ変換する
ことを特徴とした誘導加熱装置。
An induction heating apparatus according to any one of claims 1 to 12,
Comprising forward conversion means for converting alternating current power into the direct current power and outputting it,
The induction heating apparatus, wherein the first reverse conversion unit and the second reverse conversion unit respectively convert the DC power output from the forward conversion unit into AC power having a predetermined frequency.
被加熱物を誘導加熱する誘導加熱コイルと、
この誘導加熱コイルに異なる2種の周波数の電力を供給して前記被加熱物を誘導加熱させる請求項1ないし請求項13のいずれかに記載の誘導加熱装置と、
を具備したことを特徴とした加熱装置。
An induction heating coil for induction heating the object to be heated;
The induction heating device according to any one of claims 1 to 13, wherein the induction heating coil is induction-heated by supplying electric power of two different frequencies to the induction heating coil.
A heating apparatus comprising:
請求項14に記載の加熱装置であって、
前記誘導加熱装置は、前記第1の逆変換手段にて変換する周波数が50kHz以上1MHz以下で、前記第2の逆変換手段にて供給する周波数は1kHz以上50kHz以下であり、
前記誘導加熱コイルは、前記被加熱物として表面に凹凸を有した金属材料を誘導加熱する
ことを特徴とした加熱装置。
The heating device according to claim 14,
In the induction heating device, the frequency converted by the first reverse conversion means is 50 kHz or more and 1 MHz or less, and the frequency supplied by the second reverse conversion means is 1 kHz or more and 50 kHz or less,
The induction heating coil induction-heats a metal material having irregularities on the surface as the object to be heated.
請求項1ないし請求項13のいずれかに記載の誘導加熱装置を用い、前記第1の共振手段から出力される所定の周波数の交流電力と、前記第2の共振手段から出力され前記第1の共振手段の周波数と異なる周波数の交流電力とを、重畳または切り替えて誘導加熱コイルに供給して被加熱物を誘導加熱する
ことを特徴とする誘導加熱方法。
The induction heating apparatus according to any one of claims 1 to 13, wherein an AC power having a predetermined frequency output from the first resonance unit and the first power output from the second resonance unit are used. An induction heating method characterized by inductively heating an object to be heated by superimposing or switching alternating current power of a frequency different from the frequency of the resonance means to supply to an induction heating coil.
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