感應(yīng)加熱方法
【專利摘要】本發(fā)明提供在通過由電流的供給而使其產(chǎn)生互感的多個(gè)加熱線圈進(jìn)行熱處理的情況下，容易并且高速地進(jìn)行線圈電流同步控制，在使電流變化的情況下，即使高速進(jìn)行電流值控制，對(duì)逆變器相位角的影響也少的高功率因數(shù)的感應(yīng)加熱方法。本發(fā)明的感應(yīng)加熱方法，用于在包括了將被加熱物加熱，由電流的供給而使其產(chǎn)生互感的多個(gè)加熱線圈的各個(gè)加熱線圈上，連接了接入使頻率一致的電流的諧振型高頻電源的多個(gè)自諧振電路的感應(yīng)加熱裝置，該感應(yīng)加熱方法使系統(tǒng)內(nèi)阻抗的相位一致，盡可能減小該相位。而且，設(shè)置從起動(dòng)時(shí)開始使電流的相位差能夠近似為零的逆變器相位。為了將逆變器相位控制在固定范圍，進(jìn)行頻率及電流值控制。
【專利說明】感應(yīng)加熱方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及采用了感應(yīng)加熱的加熱方法的技術(shù)，特別涉及將加熱線圈相鄰配置多個(gè)進(jìn)行被加熱物的加熱的感應(yīng)加熱裝置的加熱方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為進(jìn)行快速加熱的方式，已知感應(yīng)加熱是有效的。但是，依靠感應(yīng)加熱的加熱方法，利用電磁感應(yīng)，所以在將單獨(dú)地具有功率控制裝置(例如逆變器(inverter))的加熱線圈鄰近配置多個(gè)并開動(dòng)的情況下，在各加熱線圈中產(chǎn)生互感。
[0003]為了避免互感的影響而正常地運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)各加熱線圈饋電的逆變器，需要使各逆變器的頻率相同，并且使電流同步(參照專利文獻(xiàn)I)。
[0004]使頻率相同的理由是因?yàn)椋胁煌念l率的互感時(shí)逆變器電流、逆變器電壓成為失真波形，逆變器不能正常地運(yùn)轉(zhuǎn)。使電流同步的理由在于，在將互感電壓表示為jcoM.12.(cos Θ+jsin Θ )的情況下，在線圈電流同步的情況下Θ = O,互感電壓為jcoM.12，僅剩余互感阻抗的電抗分量。另一方面，在線圈電流不同步的情況下基于Θ相位差的互感電壓表示為j ωΜ.12.cos θ -ωΜ.12.sin θ，互感阻抗的電阻分量顯現(xiàn)。因此，逆變器間的功率分擔(dān)因互感而變化，對(duì)逆變器的功率控制產(chǎn)生影響(再有，ω是角頻率，M是起因于相鄰的加熱線圈間的相互感應(yīng)的互感，12是對(duì)相鄰配置的加熱線圈供給的電流)。
[0005]在通常的感應(yīng)加熱中諧振銳度為3?10左右，線圈間耦合系數(shù)k為0.2左右。在串聯(lián)逆變器中，產(chǎn)生逆變器電壓的10倍的線圈電壓。而且，線圈電壓的約0.2倍的電壓為互感電壓。Θ =30度時(shí)互感電壓的有效部分、即互感阻抗的電阻分量的值與逆變器電壓相同而對(duì)逆變器的功率控制產(chǎn)生很大的影響。為了避免這種影響，需要電流同步控制。
[0006]但是，即使進(jìn)行電流同步控制，也殘留無(wú)效部分的互感電壓、即互感阻抗的電抗分量產(chǎn)生的電壓。這種互感電壓因產(chǎn)生影響的一側(cè)的線圈電流變化而變動(dòng)。此時(shí)，諧振電路的諧振電容器、自感和互感產(chǎn)生的阻抗和相位產(chǎn)生變化。因此，逆變器輸出的電壓和電流間相位隨著對(duì)方的逆變器控制造成的線圈電流變化或自身的輸出電流變化而大幅度地變動(dòng)。
[0007]以往的電流同步控制，進(jìn)行逆變器的選通脈沖的位置控制從而進(jìn)行電流同步控制，所以如果不大幅度地控制逆變器電壓位置(=脈沖位置)則電流不能同步。而且，由于用于電流同步控制的脈沖移動(dòng)范圍大，所以存在電流同步控制不能穩(wěn)定地高速響應(yīng)的問題、不能使逆變器控制穩(wěn)定地高速進(jìn)行的問題。
[0008]此外，即使進(jìn)行電流同步，無(wú)效部分的互感電壓較大，逆變器需要強(qiáng)于該電壓而將輸出電壓輸出，此時(shí)的輸出相位角較大，功率因數(shù)差，所以有需要將反相變換器容量增大的問題。在專利文獻(xiàn)2中，為了解決這個(gè)問題，提出在加熱線圈和逆變器間設(shè)置與線圈的互感相反極性的電感來改善功率因數(shù)。
[0009]但是，在該狀態(tài)中逆變器輸出相位因自身或?qū)Ψ絺?cè)的電流變化而變化。在無(wú)效部分互感電壓較強(qiáng)的情況下，即互感阻抗的電抗分量較大的情況下，逆變器輸出相位接近90度或?yàn)?0度以上，有開關(guān)損耗較大、或產(chǎn)生反向功率并成為危險(xiǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)的問題。此外，在有效部分互感電壓較強(qiáng)的情況下，即互感阻抗的電阻分量較大的情況下，逆變器輸出相位接近O度或?yàn)镺度以下,有不能ZVS (Zero Voltage Switching ;零電壓開關(guān))運(yùn)轉(zhuǎn),開關(guān)損耗增大而成為危險(xiǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的問題。
[0010]上面以電壓型逆變器(串聯(lián)諧振)的例子進(jìn)行了論述，但即使是電流型逆變器(電壓型逆變器)也有同樣的問題。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)
[0013]專利文獻(xiàn)1:日本特表2005-529475號(hào)公報(bào)
[0014]專利文獻(xiàn)2:日本特開2004-259665號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]發(fā)明要解決的問題
[0016]根據(jù)上述專利文獻(xiàn)中公開的技術(shù)，通過進(jìn)行電流同步控制，能夠運(yùn)轉(zhuǎn)處于互感環(huán)境下的逆變器。但是，如上述，需要使電流值變化，同時(shí)為了電流同步而大幅度地控制脈沖位置，存在難以進(jìn)行穩(wěn)定的高速響應(yīng)控制的問題，或在使電流值變化時(shí)，在無(wú)效部分互感較強(qiáng)的情況下，有逆變器輸出相位接近90度，在有效部分互感較強(qiáng)時(shí)，逆變器輸出相位接近O度的現(xiàn)象，存在功率因數(shù)差，有可能達(dá)到危險(xiǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)的問題。
[0017]因此，在本發(fā)明中，提供在通過相鄰配置的多個(gè)加熱線圈進(jìn)行熱處理的情況下，SP使自身或?qū)Ψ降碾娏髯兓?，互感的逆變器輸出相位變化也小，能夠容易并且高速地進(jìn)行線圈電流的同步控制，在使電流變化的情況下，即使高速進(jìn)行電流值控制，對(duì)電流同步控制也不產(chǎn)生影響的感應(yīng)加熱方法，提供即使自身或?qū)Ψ降碾娏髯兓?，互感逆變器的輸出相位變化也小并且使相位減小固定從而能夠?qū)崿F(xiàn)ZVS(電流型中ZCS:Zero Current Switching ；零電流開關(guān))及高功率因數(shù)的方法。
[0018]而且，構(gòu)筑高效率、高功率因數(shù)、且高速響應(yīng)性優(yōu)異，在緊湊且經(jīng)濟(jì)的互感環(huán)境下也能夠?qū)崿F(xiàn)均勻加熱的感應(yīng)加熱裝置的感應(yīng)加熱方法。
[0019]解決問題的方案
[0020]用于解決上述課題的本發(fā)明的感應(yīng)加熱方法，用于感應(yīng)加熱裝置，所述感應(yīng)加熱裝置包括在將被加熱物加熱、通過電流的供給而使其產(chǎn)生互感的多個(gè)加熱線圈的各個(gè)加熱線圈上，連接了供給使頻率一致的電流的諧振型高頻電源的多個(gè)自諧振電路，所述感應(yīng)加熱方法的特征在于，在進(jìn)行調(diào)整或控制，以使由互感阻抗的電抗分量和電阻分量構(gòu)成的相位角，與由自諧振電路的阻抗的電抗分量和電阻分量構(gòu)成的相位角匹配后，為了所述電流的相位差為零和/或抑制所述諧振型高頻電源的輸出電流和輸出電壓之間的相位角的變動(dòng)，控制所述頻率和/或所述輸出電流的值。
[0021]在具有上述特征的感應(yīng)加熱方法中，為了高效率運(yùn)轉(zhuǎn)所述感應(yīng)加熱裝置，也可以進(jìn)行調(diào)整或控制，以減小所述互感阻抗中的相位角以及所述自諧振電路的阻抗中的相位角。
[0022]此外，在具有上述特征的感應(yīng)加熱方法中，也可以通過在對(duì)相鄰配置的所述加熱線圈的饋電線路中附加反耦合阻抗，從而減小互感電壓和產(chǎn)生互感的線圈電流間的相位即第一相位角，通過調(diào)整或控制，以使所述自諧振電路的合成電壓和對(duì)所述加熱線圈供給的電流間的相位即第二相位角與所述第一相位角一致，減小所述諧振型高頻電源的輸出電流和輸出電壓之間的相位角。
[0023]此外，用于解決上述課題的本發(fā)明的感應(yīng)加熱方法，用于感應(yīng)加熱裝置，所述感應(yīng)加熱裝置包括在將被加熱物加熱，通過電流的供給而產(chǎn)生互感的多個(gè)加熱線圈的各個(gè)加熱線圈上，連接了供給使頻率一致的電流的諧振型高頻電源的多個(gè)自諧振電路，所述感應(yīng)加熱方法的特征在于，也可以進(jìn)行調(diào)整或控制并運(yùn)轉(zhuǎn)，以使互感電壓和產(chǎn)生互感的線圈電流間的相位即第一相位角，與自諧振電路的合成電壓和對(duì)所述加熱線圈供給的電流間的相位即第二相位角一致。
[0024]而且，用于解決上述課題的本發(fā)明的感應(yīng)加熱方法，用于感應(yīng)加熱裝置，所述感應(yīng)加熱裝置包括在將被加熱物加熱、通過電流的供給而產(chǎn)生互感的多個(gè)加熱線圈的各個(gè)加熱線圈上，連接了供給使頻率一致的電流的諧振型高頻電源的多個(gè)自諧振電路，所述感應(yīng)加熱方法的特征在于，也可以進(jìn)行調(diào)整或控制并運(yùn)轉(zhuǎn)，以使相鄰的所述自諧振電路間的互感阻抗的電抗分量與互感阻抗的電阻分量之比即第一比，與所述自諧振電路中的自身阻抗的電抗分量與自身阻抗的電阻分量之比即第二比一致。
[0025]此外，在具有上述特征的感應(yīng)加熱方法中，以使所述第一相位角和所述第二相位角一致、或以使所述第一比和所述第二比一致進(jìn)行的調(diào)整或控制，能夠通過調(diào)整或控制所述自諧振電路的阻抗而完成。
[0026]此外，在具有上述特征的感應(yīng)加熱方法中，以使所述第一相位角和所述第二相位角一致、或以使所述第一比和所述第二比一致進(jìn)行的調(diào)整或控制，也可以通過調(diào)整或控制對(duì)所述加熱線圈供給的電流的頻率而完成。
[0027]此外，在具有上述特征的感應(yīng)加熱方法中，也可以在對(duì)于各自諧振電路中的所述諧振型高頻電源供給選通脈沖時(shí)，進(jìn)行輸出，以使該選通脈沖的相位差為零、或近似為預(yù)先確定的相位差，從而運(yùn)轉(zhuǎn)所述感應(yīng)加熱裝置。
[0028]此外，在具有上述特征的感應(yīng)加熱方法中，也可以使各自諧振電路中的所述諧振型高頻電源為電壓型高頻電源，并運(yùn)轉(zhuǎn)所述感應(yīng)加熱裝置，以使該電壓型高頻電源的輸出電壓的相位差為零。
[0029]此外，在具有上述特征的感應(yīng)加熱方法中，也可以使各自諧振電路中的所述諧振型高頻電源為電流型高頻電源，并運(yùn)轉(zhuǎn)所述感應(yīng)加熱裝置，以使該電流型高頻電源的輸出電流的相位差為零。
[0030]此外，在具有上述特征的感應(yīng)加熱方法中，優(yōu)選在所述諧振型高頻電源的起動(dòng)時(shí)，進(jìn)行輸出，以使所述選通脈沖的相位差為零、或?yàn)轭A(yù)先確定的相位差后，控制對(duì)所述諧振型高頻電源供給的選通脈沖，以使對(duì)各加熱線圈供給的所述電流的相位與基準(zhǔn)信號(hào)的相位一致，從而運(yùn)轉(zhuǎn)所述感應(yīng)加熱裝置。
[0031]此外，在具有上述特征的感應(yīng)加熱方法中，在以使所述選通脈沖的相位差為零而起動(dòng)所述諧振型高頻電源時(shí)，也可以控制所述選通脈沖，以使其對(duì)于基于所述基準(zhǔn)信號(hào)確定的電流同步基準(zhǔn)位置，具有預(yù)先確定的相位、或與該相位對(duì)應(yīng)的時(shí)間。
[0032]此外，在具有上述特征的感應(yīng)加熱方法中，也可以在所述諧振型高頻電源起動(dòng)后，檢測(cè)對(duì)各加熱線圈供給的電流的零交叉位置，在各電流的零交叉位置偏離了所述電流同步基準(zhǔn)位置的情況下，控制所述選通脈沖位置，以使各電流的零交叉位置和所述電流同步基準(zhǔn)位置之間的相位差為零。
[0033]此外，在具有上述特征的感應(yīng)加熱方法中，也可以確定所述輸出電壓和所述輸出電流之間的相位角的容許范圍即容許相位角范圍，控制所述頻率和/或輸出電流的值，以使所述輸出電壓和所述輸出電流之間的相位角位于所述容許相位角范圍內(nèi)。
[0034]此外，在具有上述特征的感應(yīng)加熱方法中，優(yōu)選進(jìn)行所述頻率的控制，并且控制所述選通脈沖位置，以使所述各電流間的相位差為零。
[0035]此外，在具有上述特征的感應(yīng)加熱方法中，所述頻率的控制也可以在比所述自諧振電路的諧振頻率高的值的范圍內(nèi)進(jìn)行。
[0036]此外，在具有上述特征的感應(yīng)加熱方法中，也可以確定作為所述選通脈沖位置和所述電流同步基準(zhǔn)位置之間的相位差的臨界范圍的電流同步控制范圍限制，控制所述輸出電流，以使所述選通脈沖位置在所述電流同步控制范圍限制的范圍內(nèi)。
[0037]此外，在具有上述特征的感應(yīng)加熱方法中，也可以通過在對(duì)利用電流的供給而產(chǎn)生互感的相鄰配置的加熱線圈的饋電線路中，分別連接反耦合阻抗而減小所述第一比或所述第一相位角。
[0038]此外，在具有上述特征的感應(yīng)加熱方法中，為了使所述第一比和所述第二比、或所述第一相位角和所述第二相位角一致，也可以調(diào)整或控制所述反耦合阻抗的電抗分量。
[0039]此外，在具有上述特征的感應(yīng)加熱方法中，也可以進(jìn)行調(diào)整以使所述第一比或所述第一相位角與預(yù)先確定的目標(biāo)值匹配，使所述第二比或所述第二相位角與該目標(biāo)值一致。
[0040]此外，在具有上述特征的感應(yīng)加熱方法中，也可以通過改變所述反耦合阻抗中的耦合系數(shù)，從而改變互感阻抗的電抗分量，調(diào)整所述第一比或所述第一相位角。
[0041]此外，在具有上述特征的感應(yīng)加熱方法中，也可以調(diào)整構(gòu)成所述反耦合阻抗的自感，并進(jìn)行調(diào)整，以使所述第二比或所述第二相位角與目標(biāo)值匹配，或調(diào)整構(gòu)成所述自感的耦合系數(shù)，并進(jìn)行調(diào)整，以使所述第一比或所述第二比與目標(biāo)值匹配。
[0042]而且，在具有上述特征的感應(yīng)加熱方法中，也可以調(diào)整所述自諧振電路中的電感或電容，并調(diào)整所述第二比或所述第二相位角。
[0043]此外，在具有上述特征的感應(yīng)加熱方法中，也可以將所述相位、所述相位角、以及所述相位差換算為與頻率對(duì)應(yīng)的時(shí)間而進(jìn)行設(shè)定、調(diào)整、或控制。
[0044]而且，在具有上述特征的感應(yīng)加熱方法中，也可以通過計(jì)算機(jī)程序、或可編程裝置進(jìn)行所述檢測(cè)、所述設(shè)定、以及所述控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0045]圖1是采用電壓型逆變器構(gòu)成串聯(lián)諧振電路的自諧振電路的等效電路圖。
[0046]圖2是表示包括了采用電壓型逆變器構(gòu)成串聯(lián)諧振電路的自諧振電路的感應(yīng)加熱裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0047]圖3是采用電壓型逆變器，構(gòu)成串聯(lián)諧振電路，并且具有反耦合阻抗的自諧振電路的等效電路圖。
[0048]圖4是表示包括了采用電壓型逆變器，構(gòu)成串聯(lián)諧振電路，并且具有反耦合阻抗的自諧振電路的感應(yīng)加熱裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0049]圖5(A)是表示一例即使是逆變器輸出電壓的選通脈沖產(chǎn)生位置一致的情況，輸出電流的零交叉位置也偏離電流同步基準(zhǔn)位置的情況的波形圖，圖5(B)是表示一例通過將選通脈沖產(chǎn)生位置稍稍錯(cuò)開，完成電流同步情況的波形圖。
[0050]圖6是表示需要進(jìn)行逆變器的輸出電壓Vivl和輸出電流Iivl之間的相位角Θ ivl的調(diào)整的情況下的例子的圖。
[0051]圖7是表示通過逆變器的輸出電壓Vivl和輸出電流Iivl之間的相位角0ivl的調(diào)整，改善了相位角Θ ivl的例子的圖。
[0052]圖8是表示需要進(jìn)行逆變器的輸出電壓Vivl和輸出電流Iivl之間的相位角Θ ivl的調(diào)整的情況下的例子的圖。
[0053]圖9是表示需要進(jìn)行逆變器的輸出電壓Vivl和輸出電流Iivl之間的相位角Θ ivl的調(diào)整的情況下的例子的圖。
[0054]圖10是表示采用電流型逆變器構(gòu)成并聯(lián)諧振電路的自諧振電路的等效電路圖。
[0055]圖11是表示包括了采用電流型逆變器構(gòu)成并聯(lián)諧振電路的自諧振電路的感應(yīng)加熱裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0056]圖12是采用電流型逆變器，構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，并且具有反耦合阻抗的自諧振電路的等效電路圖。
[0057]圖13是表示包括了采用電流型逆變器，構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，并且具有反耦合阻抗的自諧振電路的感應(yīng)加熱裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
[0058]標(biāo)號(hào)說明
[0059]10...感應(yīng)加熱裝置、12a...加熱線圈、12b...加熱線圈、14a...逆變器、14b...逆變器、16...IGBT、18...二極管、20...平滑電容器、21...平滑線圈、22a...斬波電路、22b...斬波電路、24...1GBT、25...平滑電容器、26...變換器、28...晶閘管、
30...電源單元、32a...諧振電容器、32b...諧振電容器、34a...阻抗調(diào)整裝置、34b...阻抗調(diào)整裝置、36a...反耦合阻抗、36b...反耦合阻抗、38a...電流檢測(cè)裝置、38b...電流檢測(cè)裝置、40a...電壓檢測(cè)裝置、40b...電壓檢測(cè)裝置、42a...控制電路、42b...控制電路、
44...基準(zhǔn)信號(hào)生成單元、50...被感應(yīng)加熱構(gòu)件。
【具體實(shí)施方式】
[0060]以下，參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的感應(yīng)加熱方法的實(shí)施方式。
[0061]在分別連接到至少兩個(gè)加熱線圈，通過對(duì)各加熱線圈供給電流而使其產(chǎn)生互感的自諧振電路中，通過互感電壓的影響而在各自諧振電路中，接入與作為諧振型高頻電源的逆變器的輸出成為反方向的功率。因此，輸出電壓和輸出電流的相位極大地變化。而且，在相位角過小的情況下，不能進(jìn)行ZVS (Zero Voltage Switching:電壓型逆變器使用時(shí))、或ZCS(Zero Current Switching:電流型逆變器使用時(shí))這樣的電壓控制、電流控制,難以進(jìn)行輸出功率的控制。另一方面，在相位角過大的情況下，各逆變器中的開關(guān)損耗變大，能源效率變得極差。此外，有時(shí)兩者的相位差偶爾超過90度，不能控制。因此，電流和電壓之間的相位角，取可進(jìn)行ZVS控制或ZCS控制、并且變動(dòng)盡可能小的較小的值，關(guān)聯(lián)到穩(wěn)定的高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。[0062]這里，在圖1所示的、處于互感狀態(tài)的兩個(gè)自諧振電路中，為了得到用于加熱被加熱物的功率所需要的來自各逆變器的輸出電壓Vivl、Viv2，分別是將自諧振電路的電壓(Vsl、Vs2)和互感電壓(Vm21、Vml2)合成后的電壓。這里，自諧振電路是指由加熱線圈、諧振電容器、以及布線路徑等構(gòu)成的電路。而且，在考慮了這樣的電路系統(tǒng)中互感的影響的情況下，來自各逆變器的輸出電壓Vivl、Viv2可以如式1、2所示。
[0063]
【權(quán)利要求】
1.一種感應(yīng)加熱方法，用于感應(yīng)加熱裝置， 所述感應(yīng)加熱裝置包括在將被加熱物加熱、通過電流的供給而產(chǎn)生互感的多個(gè)加熱線圈的各個(gè)加熱線圈上，連接了供給使頻率一致的電流的諧振型高頻電源的多個(gè)自諧振電路， 所述感應(yīng)加熱方法的特征在于， 在進(jìn)行調(diào)整或控制，以使由互感阻抗的電抗分量和電阻分量構(gòu)成的相位角，與由自諧振電路的阻抗的電抗分量和電阻分量構(gòu)成的相位角匹配后， 為了所述電流的相位差為零和/或?yàn)榱艘种扑鲋C振型高頻電源的輸出電流和輸出電壓之間的相位角的變動(dòng)，控制所述頻率和/或所述輸出電流的值。
2.如權(quán)利要求1所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于， 為了高效率運(yùn)轉(zhuǎn)所述感應(yīng)加熱裝置， 進(jìn)行調(diào)整或控制，以使所述互感阻抗中的相位角以及所述自諧振電路的阻抗中的相位角減小。
3.如權(quán)利要求2所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于， 通過在對(duì)相鄰配置的所述加熱線圈的饋電線路中附加反耦合阻抗，減小互感電壓和產(chǎn)生互感的線圈電流間的相位即第一相位角， 通過進(jìn)行調(diào)整或控制，以使所述自諧振電路的合成電壓和對(duì)所述加熱線圈供給的電流間的相位即第二相位角與所述第一相位角一致，從而減小所述諧振型高頻電源的輸出電流和輸出電壓之間的相位角。
4.一種感應(yīng)加熱方法，用于感應(yīng)加熱裝置， 所述感應(yīng)加熱裝置包括在將被加熱物加熱、通過電流的供給而使其產(chǎn)生互感的多個(gè)加熱線圈的各個(gè)加熱線圈上，連接了供給使頻率一致的電流的諧振型高頻電源的多個(gè)自諧振電路， 所述感應(yīng)加熱方法的特征在于， 進(jìn)行調(diào)整或控制并運(yùn)轉(zhuǎn)，以使互感電壓和產(chǎn)生互感的線圈電流間的相位即第一相位角，與自諧振電路的合成電壓和對(duì)所述加熱線圈供給的電流間的相位即第二相位角一致。
5.—種感應(yīng)加熱方法，用于感應(yīng)加熱裝置， 所述感應(yīng)加熱裝置包括在將被加熱物加熱、通過電流的供給而產(chǎn)生互感的多個(gè)加熱線圈的各個(gè)加熱線圈上，連接了供給使頻率一致的電流的諧振型高頻電源的多個(gè)自諧振電路， 所述感應(yīng)加熱方法的特征在于， 進(jìn)行調(diào)整或控制并運(yùn)轉(zhuǎn)，以使相鄰的所述自諧振電路間的互感阻抗的電抗分量與互感阻抗的電阻分量之比即第一比，與所述自諧振電路中的自身阻抗的電抗分量與自身阻抗的電阻分量之比即第二比一致。
6.如權(quán)利要求4或5所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于， 以使所述第一相位角和所述第二相位角一致、或使所述第一比和所述第二比一致進(jìn)行的調(diào)整、或控制，通過調(diào)整或控制所述自諧振電路的阻抗而完成。
7.如權(quán)利要求4或5所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于， 以使所述第一相位角和所述第二相位角一致、或使所述第一比和所述第二比一致進(jìn)行的調(diào)整、或控制，通過調(diào)整或控制對(duì)所述加熱線圈供給的電流的頻率而完成。
8.如權(quán)利要求4至7中任意一項(xiàng)所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于， 在對(duì)于各自諧振電路中的所述諧振型高頻電源供給選通脈沖時(shí)，進(jìn)行輸出，以使該選通脈沖的相位差為零、或近似為預(yù)先確定的相位差，從而運(yùn)轉(zhuǎn)所述感應(yīng)加熱裝置。
9.如權(quán)利要求4至7中任意一項(xiàng)所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于， 使各自諧振電路中的所述諧振型高頻電源為電壓型高頻電源，并運(yùn)轉(zhuǎn)所述感應(yīng)加熱裝置，以使該電壓型高頻電源的輸出電壓的相位差為零。
10.如權(quán)利要求4至7中任意一項(xiàng)所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于， 使各自諧振電路中的所述諧振型高頻電源為電流型高頻電源，并運(yùn)轉(zhuǎn)所述感應(yīng)加熱裝置，以使該電流型高頻電源的輸出電流的相位差為零。
11.如權(quán)利要求8所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于， 在所述諧振型高頻電源 的起動(dòng)時(shí)，進(jìn)行輸出，以使所述選通脈沖的相位差為零、或?yàn)轭A(yù)先確定的相位差后， 控制對(duì)所述諧振型高頻電源供給的選通脈沖，從而運(yùn)轉(zhuǎn)所述感應(yīng)加熱裝置，以使對(duì)各加熱線圈供給的所述電流的相位與基準(zhǔn)信號(hào)的相位一致。
12.如權(quán)利要求11所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于， 在以使所述選通脈沖的相位差為零而使所述諧振型高頻電源起動(dòng)時(shí)，進(jìn)行控制，以使所述選通脈沖對(duì)于基于所述基準(zhǔn)信號(hào)確定的電流同步基準(zhǔn)位置具有預(yù)先確定的相位、或具有與該相位對(duì)應(yīng)的時(shí)間。
13.如權(quán)利要求12所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于， 在所述諧振型高頻電源起動(dòng)后，檢測(cè)對(duì)各加熱線圈供給的電流的零交叉位置，在各電流的零交叉位置偏離了所述電流同步基準(zhǔn)位置的情況下，控制所述選通脈沖位置，以使各電流的零交叉位置和所述電流同步基準(zhǔn)位置之間的相位差為零。
14.如權(quán)利要求13所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于， 確定所述輸出電壓和所述輸出電流之間的相位角的容許范圍即容許相位角范圍， 控制所述頻率和/或輸出電流的值，以使所述輸出電壓和所述輸出電流之間的相位角位于所述容許相位角范圍內(nèi)。
15.如權(quán)利要求14所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于， 進(jìn)行所述頻率的控制，并且控制所述選通脈沖位置，以使所述各電流間的相位差為零。
16.如權(quán)利要求14或15所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于， 所述頻率的控制在高于所述自諧振電路的諧振頻率的值的范圍內(nèi)進(jìn)行。
17.如權(quán)利要求13至16中任意一項(xiàng)所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于， 確定作為所述選通脈沖位置和所述電流同步基準(zhǔn)位置之間的相位差的臨界范圍的電流同步控制范圍限制，控制所述輸出電流，以使所述選通脈沖位置在所述電流同步控制范圍限制的范圍內(nèi)。
18.如權(quán)利要求4至17中任意一項(xiàng)所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于， 在對(duì)通過電流的供給而產(chǎn)生互感的相鄰配置的加熱線圈的饋電線路中，通過分別連接反耦合阻抗，減小所述第一比或所述第一相位角。
19.如權(quán)利要求18所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于，為了使所述第一比和所述第二比、或所述第一相位角和所述第二相位角一致，調(diào)整或控制所述反耦合阻抗的電抗分量。
20.如權(quán)利要求19所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于， 進(jìn)行調(diào)整，以使所述第一比或所述第一相位角匹配預(yù)先確定的目標(biāo)值， 并使所述第二比或所述第二相位角與該目標(biāo)值一致。
21.權(quán)利要求20所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于， 通過改變所述反耦合阻抗中的耦合系數(shù)，從而改變互感阻抗的電抗分量， 調(diào)整所述第一比或 所述第一相位角。
22.如權(quán)利要求4至20中任意一項(xiàng)所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于， 調(diào)整所述自諧振電路中的電感或電容，并調(diào)整所述第二比或所述第二相位角。
23.如權(quán)利要求1至22中任意一項(xiàng)所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于， 將所述相位、所述相位角、以及所述相位差換算為與頻率對(duì)應(yīng)的時(shí)間而進(jìn)行設(shè)定、調(diào)整、或控制。
24.如權(quán)利要求1至23中任意一項(xiàng)所述的感應(yīng)加熱方法，其特征在于， 通過計(jì)算機(jī)程序、或可編程裝置進(jìn)行所述檢測(cè)、所述設(shè)定、以及所述控制。
【文檔編號(hào)】H05B6/44GK103959901SQ201380003788
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月1日
【發(fā)明者】?jī)?nèi)田直喜, 松中信恭, 川中啟二, 藤田和義, 阿尾高廣 申請(qǐng)人:三井造船株式會(huì)社