專利名稱：感應加熱裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及感應加熱方法和裝置，尤其涉及適合于通過諧振型逆變器(inverter) 供電的感應加熱方法和裝置，諧振型逆變器被配備成分別與布置得彼此相鄰的多個加熱線 圈相對應。
背景技術：
感應加熱是以讓電流通過加熱線圈產(chǎn)生磁場，以便在要加熱的部件中生成過電流 這樣的方式生熱的，由于可以達到通過電阻加熱不能獲取的高溫，所以在各種領域中都得 到采用。圖8示意性地示出了使軋鋼機等的軋輥變硬的感應加熱裝置的概貌。在圖8中，軋輥10由軋輥主體12和處在它兩端的輥頸14組成。當通過感應加熱 使軋輥10變硬(harden)時，在感應加熱裝置15中配備產(chǎn)生高磁通密度的磁場的加熱線圈 16、和產(chǎn)生磁通密度比它低的磁場的溫度維持線圈18，它們分別與由相應逆變器構成的高 頻電源20和22連接。這些加熱線圈16和溫度維持線圈18被布置成彼此相鄰，在它們之 間沒有留下任何空隙，從而防止在線圈16和18兩者的兩端之間的邊緣部分上的溫度下降。 為了使軋輥10變硬，讓軋輥10沿著箭頭24所指的方向朝線圈16和18里面移動，將軋輥 主體12的表面層部分加熱到大約950°C。圖9示出了局部電磁感應加熱裝置的概貌。在這個局部電磁感應加熱裝置30中， 多個加熱線圈32(32a到32c)沿著垂直方向同軸排列著，并且分別與由相應逆變器構成的 高頻電源34(34a到34c)連接。例如，碳棒36的一端(下端)被插入加熱線圈32中，將 氣體充到碳棒36的周圍，通過加熱線圈32將它加熱到大約1500°C，使氣體與它發(fā)生反應。 在這種情況下，由于熱量向上逸散，控制電源34，以便使磁通密度變成朝著上部的加熱線圈 32越來越高。并且，將加熱線圈32安排成彼此相鄰，以防止在邊緣部分上的溫度下降。圖10示出了通過電磁感應加熱容器的裝置的概貌。在這個感應加熱裝置44中， 將粉末狀碳化硅(SiC) 42放入例如由碳制成的坩鍋40中，通過加熱線圈48 (48a，48b)加熱 它，使碳化硅42蒸發(fā)沉淀在工件46上。感應加熱裝置44包括分別與由逆變器構成的高頻 電源50(50a，50b)連接、沿著垂直方向同軸布置的兩個加熱線圈48a和48b，下側的加熱線 圈48b生成高磁通密度的磁場，以便加熱碳化硅42。圖11顯示了所謂Baumkuchen型感應加熱裝置的概貌。這個感應加熱裝置60包括 由碳等制成的環(huán)狀臺62，多個半導體晶片64將放置在臺62的上表面上。加熱線圈66被布 置在臺62下面，以便可以讓電流通過加熱線圈66加熱半導體晶片64。并且，加熱線圈66 由外線圈66a、中心線圈66b、和內(nèi)線圈66c組成，它們分別與由相應逆變器構成的高頻電源 68 (68a到68c)連接，以便可以均勻地加熱整個臺62。在這種情況下，線圈66a到66c也被 布置得彼此相鄰，以便彼此接觸，從而防止在線圈邊緣部分上的溫度下降。
3
圖12示出了用于擠壓成形的感應加熱裝置的概貌。這個感應加熱裝置70包括分 別與由相應逆變器構成的高頻電源74(74a到74c)連接、沿著水平方向同軸排列的多個加 熱線圈72 (72a到72b)，對放置在加熱線圈72內(nèi)的金屬材料76以溫度從工件的前端部分到 工件的后端部分逐漸下降的方式加熱。線圈72a到72c被布置得彼此相鄰，以防止在邊緣 部分上的溫度下降。在液相和固相共存的狀態(tài)下，鍛造金屬材料的SSF(半固態(tài)鍛造)的情 況中，也使用相似的感應加熱裝置。由于在感應加熱中可以獲取高功率效率，所以常常通過含有諧振電路的所謂諧振 型逆變器進行感應加熱。并且，在如上所述含有多個加熱線圈的感應加熱裝置中，線圈被布 置得彼此相鄰，以防止在各自加熱線圈的邊緣部分上的溫度下降。因此，由于加熱線圈之一 產(chǎn)生的磁通影響其它加熱線圈，在多個加熱線圈之間會出現(xiàn)互感。故在包括與多個逆變器 相對應的加熱線圈的感應加熱裝置中，由于加熱線圈之間的互感的狀態(tài)隨負載波動等而變 化，每個加熱線圈中的電流(加熱線圈電流)會出現(xiàn)失真，和在加熱線圈電流之間會出現(xiàn)相 位偏差。因此，在包括與多個逆變器相對應的加熱線圈的感應加熱裝置中，除非使各自負載 電流的頻率均衡化和固定地保持各自加熱線圈電流的相位，加熱溫度的高精度控制變得困 難，并且使加熱線圈的邊緣部分上的溫度下降。因此，人們提出了防止出現(xiàn)互感負面效應的方法，其中，將磁力線屏蔽線圈插在加 熱線圈之間，讓它們吸收加熱線圈端部的磁通。人們還建議，將兩個加熱線圈與一個變頻器 (高頻逆變器)并聯(lián)，將可變電抗器與加熱線圈之一串聯(lián)，和通過L循環(huán)(cycle)調整可變 電抗器(reactor)以改變電壓值(日本實用新型專利申請公布第Hei3_39482號)。但是，上述將磁力線屏蔽線圈放置在加熱線圈的邊緣部分中的方法不能達到均勻 加熱，因為磁力線屏蔽線圈吸收了加熱線圈端部的磁通，使這些部分上的溫度下降。在日本 實用新型專利申請公布第3-39482號中所述、將可變電抗器與加熱線圈之一串聯(lián)，通過可 變電抗器改變電壓的方法也存在這樣的缺點，控制可變電抗器改變整個頻率，功率控制的 時間常數(shù)長，和一個單元的功率控制改變整個系統(tǒng)中的每個加熱線圈的功率值，從而難以 獨立地控制每個加熱線圈的溫度等。同時，在每個逆變器中，除非使其輸出電流和輸出電壓之間的相位差變小，逆變器 輸出效率(功率因數(shù))變小了，從而使容量下降，和使逆變器的效率降低。因此，最好使逆 變器以使其輸出電流和輸出電壓彼此同步的方式工作。本發(fā)明就是為了解決上述現(xiàn)有技術的缺點提出的，本發(fā)明的一個目的是防止加熱 線圈邊緣部分上的溫度下降，和使互感造成的影響得到消除。本發(fā)明的另一個目的是防止互感狀態(tài)的變化。本發(fā)明的又一個目的是使逆變器的功率因數(shù)得到提高。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一感應加熱方法的特征在于，使分別與多個加熱線圈相對應的諧 振型逆變器以這樣的方式工作，即，使分別提供到加熱線圈的各自電流的頻率彼此均衡化 (equalize)，和使電流彼此同步或保持在設置的相位差上。通過調整提供給每個諧振型逆變器的驅動信號的相位，可以使電流彼此同步或保 持在設置的相位差上。要均衡化的電流信號可以是在外部生成的參考信號，和可以根據(jù)這電流信號可以是上述諧振型逆變器任何一個的輸 出，和可以根據(jù)這個參考信號進行操作。并且，要均衡化的電流信號可以是各自諧振型逆變 器的輸出電流的相位的平均值，和可以根據(jù)這個平均電流信號進行操作。根據(jù)本發(fā)明的第二感應加熱方法的特征在于，通過分別與加熱線圈相對應的諧振 型逆變器向多個加熱線圈供電；諧振型逆變器之一是主逆變器，另一個是輔助逆變器，上述 輔助逆變器是以這樣的方式驅動的，根據(jù)主逆變器的驅動信號或主逆變器的輸出電壓或輸 出頻率，使提供到輔助側的加熱線圈的電流的相位與提供到主側的加熱線圈的電流的相位 同步，或保持在設置的相位差上；通過控制輔助逆變器側的電抗器調整輔助逆變器的輸出 電流和輸出電壓之間的相位差，以提高功率因數(shù)。最好，在獲取提供到主側的加熱線圈的電流和提供到輔助側的加熱線圈的電流之 間的相位差和通過控制輔助逆變器的驅動調整電流之間的相位差之后，調整輔助逆變器的 輸出電流和輸出電壓之間的相位差。根據(jù)本發(fā)明的第一感應加熱裝置的特征在于，它包括分別與多個加熱線圈相對 應的諧振型逆變器；相位檢測器，用于獲取分別從諧振型逆變器提供到加熱線圈的電流之 間的相位差；和驅動控制部分，用于根據(jù)這個相位檢測器獲取的相位差，將驅動信號提供給 諧振型逆變器，使分別提供到加熱線圈的電流的頻率均衡化，和使電流彼此同步或保持在 設置的相位差上。根據(jù)本發(fā)明的第二感應加熱裝置的特征在于，它包括分別與多個加熱線圈相對 應的諧振型逆變器；參考信號生成部分，用于生成提供給這些逆變器的參考信號；配備成 分別與諧振型逆變器相對應的相位檢測器，每一個相位檢測器獲取提供到相應一個加熱線 圈的電流和參考信號生成部分輸出的參考信號之間的相位差；和配備成分別與上述諧振型 逆變器相對應的驅動控制部分，用于根據(jù)相位檢測器獲取的相位差和參考信號，在控制提 供給相應一個上述諧振型逆變器的驅動信號的同時，驅動上述諧振型逆變器，使提供到每 個所述加熱線圈的電流的頻率相對于所述參考信號均衡化，以及使每個電流的相位與參考 信號同步或保持在設置的相位差上。根據(jù)本發(fā)明的第三感應加熱裝置的特征在于，它包括分別與多個加熱線圈相對 應的諧振型逆變器；參考信號生成部分，用于生成提供給這些逆變器的參考信號；配備成 分別與諧振型逆變器相對應的相位檢測器，每一個相位檢測器獲取提供到相應一個加熱線 圈的電流和參考信號生成部分輸出的參考信號之間的相位差；配備成分別與諧振型逆變器 相對應的驅動控制部分，每一個根據(jù)相位檢測器獲取的相位差和參考信號，在控制提供給 相應一個諧振型逆變器的驅動信號的同時，驅動諧振型逆變器，使提供到相應一個加熱線 圈的電流的頻率相對于參考信號均衡化，以及使電流的相位與參考信號同步或保持在設置 的相位差上；可變電抗器，每一個配備在諧振型逆變器和相應一個加熱線圈之間；配備成 分別與諧振型逆變器相對應的相位檢測部分，每一個檢測諧振型逆變器的輸出電流和輸出 電壓之間的相位差；和相位調整部分，用于根據(jù)每個相位檢測部分的輸出信號，通過控制可 變電抗器，調整諧振型逆變器的輸出電流和輸出電壓之間的相位差，以提高每個諧振型逆 變器的功率因數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的第四感應加熱裝置的特征在于，它包括由諧振型逆變器構成的主 逆變器；每一個由諧振型逆變器構成的一個或多個輔助逆變器；配備成與這個主逆變器和
5輔助逆變器相對應的多個加熱線圈；相位檢測器，用于獲取通過主側的加熱線圈的電流和 通過輔助側的加熱線圈的電流之間的相位差；主側的驅動控制部分，用于將驅動信號提供 給主逆變器；和輔助側的驅動控制部分，用于根據(jù)主側的這個驅動控制部分輸出的驅動信 號和相位檢測器獲取的相位差，控制提供給輔助逆變器的驅動信號，使通過輔助側的加熱 線圈的電流的相位與通過主側的加熱線圈的電流的相位一致或保持在設置的相位差上。根據(jù)本發(fā)明的第五感應加熱裝置的特征在于，它包括由諧振型逆變器構成的主 逆變器；每一個由諧振型逆變器構成的一個或多個輔助逆變器；配備成與這個主逆變器和 輔助逆變器相對應的多個加熱線圈；相位檢測器，用于獲取通過主側的加熱線圈的電流和 通過輔助側的加熱線圈的電流之間的相位差；主側的驅動控制部分，用于將驅動信號提供 給主逆變器；和輔助側的驅動控制部分，用于根據(jù)主逆變器的輸出電流或輸出電壓和相位 檢測器獲取的相位差，控制提供給輔助逆變器的驅動信號，使通過輔助側的加熱線圈的電 流的相位與通過主側的加熱線圈的電流的相位一致或保持在設置的相位差上。附帶地，可以提供配備在輔助逆變器和與這個輔助逆變器相對應的加熱線圈之 間的可變電抗器；相位檢測部分，用于檢測輔助逆變器的輸出電流和輸出電壓之間的相位 差；和相位調整部分，用于根據(jù)相位檢測部分的輸出信號，通過控制可變電抗器，調整輔助 逆變器的輸出電流和輸出電壓之間的相位差，以提高輔助逆變器的功率因數(shù)。并且，最好， 主逆變器和輔助逆變器分別與相應輸出功率控制部分連接。主逆變器的輸出電壓或輸出電 流反饋到驅動控制部分，和使輸出電壓和輸出電流的相位彼此一致。在像上面那樣構成的本發(fā)明的感應加熱方法中，由于使提供到多個加熱線圈的電 流的頻率均衡化，和使相位彼此同步或保持在設置的相位差上，即使負載發(fā)生波動，加熱線 圈之間的互感狀態(tài)也可以是固定的，而不會受負載波動影響。因此，不會由于互感的變化而 使提供到各自加熱線圈的電流(加熱線圈電流)的波形等出現(xiàn)失真，從而逆變器可以正常 工作，并且，即使多個加熱線圈被布置得彼此相鄰，也可以通過加熱線圈容易地和精確地控 制溫度，和可以防止在加熱線圈的邊緣部分上的溫度下降。在調整提供給諧振型逆變器的驅動信號的相位的情況下，基于在參考信號生成部 分等中生成的參考信號的調整使控制相對容易，從而可以作出精確的相位調整。參考信號 可以是電流的波形，或也可以是具有脈沖等形式的任何波形。并且，當以使多個諧振型逆變 器的任何一個成為參考逆變器，和將這個參考逆變器的輸出(例如，輸出電流或輸出電壓) 用作參考信號的方式調整驅動信號的相位時，根據(jù)參考逆變器的輸出頻率調整其它逆變器 的相位，不需要其它參考信號生成部分，從而可以使該裝置簡化。此外，以這樣的方式調整 提供給諧振型逆變器的驅動信號的相位，那就是，獲取通過各自加熱線圈的電流相對于基 準定時位置的相位的平均值，和控制逆變器的驅動信號，以便使每個加熱線圈電流與這個 平均值一致。在本發(fā)明的感應加熱方法中，以將驅動主逆變器的驅動信號提供給輔助逆變器的 方式驅動輔助逆變器，據(jù)此，使提供到輔助逆變器側的加熱線圈的電流的相位與提供到主 逆變器側的加熱線圈的電流的相位同步，或在它們之間保持設置的相位差，另外，通過控制 輔助逆變器側的電抗器，使輔助逆變器的輸出電流和輸出電壓的相位彼此一致。因此，根據(jù) 本發(fā)明，可以使通過主逆變器和輔助逆變器的加熱線圈的電流的相位同步或固定不變，可 以使精確溫度控制不受負載波動任何影響，和可以避免在加熱線圈的邊緣部分上的溫度下降。在主逆變器中，驅動控制部分進行頻率調整，以便使輸出電壓和輸出電流的相位彼此一 致，和在輔助逆變器中，調整電抗器，以便使輸出電壓和輸出電流的相位彼此一致，因此，可 以提高功率因數(shù)，和可以提高逆變器的輸出效率，以便可以防止工作效率下降。并且，在獲取提供到主側的加熱線圈的電流和提供到輔助側的加熱線圈的電流之 間的相位差和作出消除這個電流之間的相位差的調整之后，調整輔助逆變器的輸出電流和 輸出電壓之間的相位差。附帶地，當主逆變器的輸出電流或輸出電壓的輸出頻率被當作輔助逆變器的驅動 信號，而不是驅動主逆變器的驅動信號給出，和對輔助逆變器加以操作，使之與主逆變器的 輸出頻率同步或保持設置的相位差時，可以獲取相同的效果。并且，通過將輸出功率控制部 分配備成分別與主逆變器和輔助逆變器相對應，可以自由地控制每個逆變器的輸出量，和 可以自由地和高精度地控制加熱溫度。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的感應加熱裝置的說明性示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的功率控制部分的詳細說明性示意圖；圖3是根據(jù)該實施例的驅動控制部分的詳細說明性示意圖；圖4是說明根據(jù)該實施例的逆變器的操作的時間圖；圖5是說明根據(jù)該實施例的相位控制部分的操作的流程圖；圖6是本發(fā)明第二實施例的說明性示意圖；圖7是根據(jù)該實施例調整主側的加熱線圈電流和輔助側的加熱線圈電流之間的 相位差的方法的說明性示意圖；圖8是通過感應加熱使軋輥變硬的方法的說明性示意圖；圖9是局部感應加熱裝置的簡略說明性示意圖；圖10是說明通過感應加熱加熱容器的示意圖；圖11是所謂Baumkuchen型感應加熱裝置的簡略說明性示意圖；圖12是用于擠壓成形的感應加熱裝置的簡略說明性示意圖；圖13是說明根據(jù)該實施例調整加熱線圈電流的相位的方法的示意圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的簡略說明性示意圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的簡略說明性示意圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的簡略說明性示意圖；圖17是并聯(lián)諧振型逆變器的基本電路圖；和圖18是串聯(lián)諧振型逆變器的基本電路圖。實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式下面參照附圖更詳細地說明根據(jù)本發(fā)明的感應加熱方法和裝置的優(yōu)選實施例。圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的感應加熱裝置的說明性示意圖。根據(jù)這個實施例 的感應加熱裝置100由一對主加熱裝置IlOm和輔助加熱裝置IlOs組成。加熱裝置110m， IlOs包括電源部分112m，112s和分別由這些電源部分112m，112s供電的負載線圈部分 150m,150s。電源部分112m, 112s 分別包括正向轉換(forward converting)部分 114m, 114s，每一個都是由晶閘管形成橋式電路的整流電路，這些正向轉換部分114m，114s分別與三相 AC(交流電)電源116m，116s連接。逆變器(反向轉換部分(inverse converting)) 120m 和逆變器120通過平滑電抗器118m，118s與正向轉換部分114m，114s的輸出側連接。在該 實施例中，主加熱裝置IlOm側的逆變器120m是主逆變器，和輔助加熱裝置IlOs側的逆變 器120s是輔助逆變器。逆變器120m，120s中的每一個在該實施例中是電流型的，并且由橋 式電路形成，正如眾所周知的那樣，橋式電路由通過連接二極管和晶體管構成的臂組成。與逆變器120m，120s的輸出端連接的負載線圈部分150m，150s含有作為負載線圈 的加熱線圈152m，152s。電容器154m，154s中的每一個與加熱線圈150m，150s以及它們的 內(nèi)阻156m，156s中的每一個并聯(lián)，使加熱線圈152和電容器154形成并聯(lián)諧振電路。換句 話說，逆變器120m，120s在該實施例中構成并聯(lián)諧振型逆變器。加熱線圈152m，152s在該 實施例中被布置得彼此相鄰。在負載線圈部分150m，150s中，互感器(transformer) 158m, 158s被配備成分別與 電容器154m，154s并聯(lián)，它們可以獲取與逆變器120m，120s的輸出電壓相對應的電壓值。讓 主加熱裝置IlOm側的互感器158m的輸出電壓Vm反饋到如后所述的主側的功率控制部分 122m和驅動控制部分124m。同時，讓輔助加熱裝置IlOs側的互感器158s的輸出電壓Vs 反饋到輔助側的功率控制部分122s。并且，在逆變器120m，120s和電容器154m，154s之間 配備檢測逆變器120m，120s的輸出電流Im，Is的電流互感器160m，160s。讓互感器160m， 160s檢測的輸出電流Im，Is反饋到相應的功率控制部分122m，122s。功率控制部分122m，122s分別將驅動脈沖提供給構成正向轉換部分114m，114s的 晶閘管，分別與功率設置單元126m，126s和功率控制部分122m，122s連接。主側的驅動控 制部分124m檢測從互感器158m輸入的電壓Vm的過零點，并且與這個過零點同步地將驅動 脈沖輸出到構成逆變器120m的晶體管TRmA1JRmA2JRmB1和TRmB2。驅動控制部分124m還 與上述驅動脈沖同步地將信號輸入到輔助側的驅動控制部分124s。輔助側的驅動控制部 分124s根據(jù)從主側的驅動控制部分124m輸入的信號，生成用于驅動構成輔助側的逆變器 120s的晶體管TRsA^ TRsA2, TRsB1和TRsB2的脈沖，并且將它提供給這些晶體管。將相位檢測器220配備在輔助加熱裝置IlOs中。這個相位檢測器220用于獲取 提供到主側的加熱線圈152m的加熱線圈電流Ita和提供到輔助側的加熱線圈152s的加熱 線圈電流L之間的相位差，它是這樣構成的，將電流互感器160m，160s檢測的電流輸 入其中。具體地說，在負載線圈部分150m，150s中的加熱線圈152m，152s和電容器154m， 154s之間，與加熱線圈152m，152s串聯(lián)地配備加熱線圈電流檢測器180m，180s。加熱線圈 電流檢測器180m，180s檢測相應加熱線圈電流Ita，將它們輸入到相位檢測器220。相 位檢測器220在獲取加熱線圈電流Ilii和加熱線圈電流L之間的相位差之后，將它輸 入到輔助側的驅動控制部分124s。正如后面所詳述的那樣，輔助側的驅動控制部分124s以 使加熱線圈電流Ita和L的相位彼此一致的方式，根據(jù)相位檢測器220的輸出信號調整要 提供給輔助側的逆變器120s的驅動信號(選通(gate)脈沖)的相位。正如后面所詳述的那樣，輔助加熱裝置IlOs含有用于使逆變器120s的輸出電流 Is和輸出電壓Vs之間的相位差變成零的相位控制部分170。這個相位控制部分170包括 其中輸入互感器158s和電流互感器160s輸出的電壓Vs和電流Is的相位差檢測部分172 ； 和相位調整部分174，用于根據(jù)這個相位差檢測部分172的輸出信號，控制配備在逆變器120s和加熱線圈152s之間的可變電抗器部分162。在該實施例中，可變電抗器部分162包 括與加熱線圈152s和電容器154s并聯(lián)的可變?nèi)菘?64 ；和與加熱線圈152s串聯(lián)的可變 感抗166。在像上面那樣構成的感應加熱裝置100中，主加熱裝置IlOm的加熱線圈152m和 輔助加熱裝置IlOs的加熱線圈152s被布置得彼此相鄰。在電源部分112m，112s中，正向 轉換部分114m，114s的晶閘管分別受功率控制部分122m，122s輸出的驅動脈沖驅動，整流 三相AC電源116m，116s輸出的交流電，將它們轉換成直流電，并且通過平滑線圈118m，118s 將它們提供給逆變器(反向轉換部分)120m和逆變器120s。功率控制部分122m被構造成 如圖2所示那樣。輔助側的功率控制部分122s具有相同的結構。具體地說，功率控制部分122m包括其中輸入互感器158m的輸出電壓Vm和電流互 感器160m的輸出電流Im的功率轉換器130、配備在功率轉換器130的輸出側的功率比較 器132、與功率比較器132的輸出側連接的正向轉換相位控制器134、和其中輸入這個正向 轉換相位控制器134的輸出信號的正向轉換選通脈沖發(fā)生器136。功率轉換器130根據(jù)輸入的電壓值Vm和電流值Im，獲取逆變器120m的輸出功率 Pm，將它輸出到功率比較器132。與功率設置單元126m連接的功率比較器132將功率轉換 器130獲取的功率值Pm與功率設置單元126m輸出的設置值Pmc相比較，并且將與它們之 間的偏差相對應的輸出信號發(fā)送到正向轉換相位控制器134。然后，按照功率比較器132 的輸出信號，正向轉換相位控制器134調整生成選通脈沖的定時，這個選通脈沖將提供給 構成正向轉換部分114m中的每個晶閘管，和獲取使功率值Pm和設置值Pmc之間的檢測差 變成零的驅動晶閘管的定時。正向轉換相位控制器134按照獲取的驅動定時，將驅動信號 提供給正向轉換選通脈沖發(fā)生器136。正向轉換選通脈沖發(fā)生器136與正向轉換相位控制 器134的輸出信號同步地生成選通脈沖，并且將它提供給正向轉換部分114m中的每個晶閘 管，作為驅動信號。附帶說一下，通過改變功率設置單元126m的設置值Pmc，可以改變每個 晶閘管的輸出功率。驅動逆變器120m，120s的驅動控制部分124m，124s被構造成如圖3所示那樣。具 體地說，驅動控制部分124m和驅動控制部分124s分別含有用于晶體管的選通脈沖發(fā)生器 140m, 140s，和一對選通單元142mA，142mB和一對選通單元142sA，142sB分別與它們的輸出 側連接。并且，輔助側的驅動控制部分124s配備有相位調整電路143。這個相位調整電路 143是負載電流控制部分，用于調整通過主側的加熱線圈152m和輔助側的加熱線圈152s 的加熱線圈電流Ita，Ils的相位，使它們彼此一致(同步)，和用于晶體管的選通脈沖發(fā)生器 140s與相位調整電路143的輸出側連接。并且，將用于晶體管的選通脈沖發(fā)生器140m的輸 出脈沖和相位檢測器220獲取的加熱線圈電流Ita，I。之間的相位差輸入到相位調整 電路143。主側的驅動控制部分124m是這樣構成的，讓互感器158m的輸出電壓Vm反饋到 用于晶體管的選通脈沖發(fā)生器140m。如圖4所示，選通控制部分124m是這樣構成的，使選 通脈沖發(fā)生器140m檢測電壓Vm的過零點，生成驅動晶體管的選通脈沖，并且，將它輸入選 通單元142mA和142mB中，同時，將它提供給輔助側的驅動控制部分124s，作為同步信號。在該實施例中，在如圖4(1)所示那樣其中輸入變化的電壓Vm之后，當電壓Vm從 下側過零時，驅動控制部分124m的用于晶體管的選通脈沖發(fā)生器140m生成如圖4(3)所示 的驅動A相晶體管TRmA1和TRmA2的選通脈沖，將它輸出到選通單元142mA和輔助側相位調整電路143。選通單元142mA將從選通脈沖發(fā)生器140m輸入的選通脈沖提供給晶體管 TRmA1和TRmA2的基極，作為驅動信號。同時，當電壓Vm從上側過零時，選通脈沖發(fā)生器140m 停止A相相選通脈沖的生成，生成如圖4 (4)所示，驅動B相晶體管TRmB1和TRmB2的選通脈 沖，將它輸出到選通單元142mB。選通單元142mB將輸入的選通脈沖提供給晶體管TRmB1和 TRmB2的基極，以便驅動它們。從而，主側的逆變器120m用它自己的頻率來驅動，如圖4(5) 所示，輸出與電壓Vm同步的電流Im，和功率因數(shù)變成近似1。并且，如圖4(2)所示，加熱線 圈電流Ita被提供給加熱線圈152m。同時，輔助側的驅動控制部分124s的相位調整電路143與主側的選通脈沖發(fā)生器 140m輸出的脈沖的上升和下降同步地將信號輸出到用于晶體管的選通脈沖發(fā)生器140s。 當其中輸入脈沖從脈沖調整電路143時，選通脈沖發(fā)生器140s與這個脈沖同步地將如圖 4 (6)所示的A相脈沖輸出到A相選通單元142sA。選通單元142sA將輸入的脈沖作為驅動 信號提供給相應晶體管TRsA1, TRsA2的基極，以便驅動它們。同時，輔助側的選通脈沖發(fā)生 器140s生成如圖4(7)所示的B相脈沖，將它提供給B相選通單元142sB。選通單元142sB 根據(jù)輸入的脈沖，驅動晶體管TRsB1, TRsB20從而，逆變器120s輸出如圖4(8)所示，與主 側的逆變器120m輸出的電流Im同步的電流Is，并且將加熱線圈電流L提供到加熱線圈 152s (參照圖 4(10))。將配備在輔助側的逆變器120s的輸出側上的互感器158s和電流互感器160s檢 測的逆變器120s的輸出電壓Vs和輸出電流Is輸入配備在輔助加熱裝置IlOs中的相位 控制部分170的相位差檢測部分172中。相位差檢測部分172獲取它們之間的相位差，將 它輸入相位調整部分174中。當在加熱線圈電流Ita，Iu流過加熱線圈152m，152s之后，由 于負載波動等在它們之間出現(xiàn)相位偏差，和由于加熱線圈152m，152s之間的互感狀態(tài)的變 化，在輔助側的逆變器120s的輸出電壓Vs和輸出電流Is之間出現(xiàn)相位偏差時，相位調整 部分174控制可變電抗器部分162，以便使它們的相位彼此一致。圖5是說明相位控制部分 170的操作的流程圖。相位控制部分170的相位差檢測部分172當其中輸入電壓Vs和電流Is從輔助側 的互感器158s和電流互感器160s時，像圖5中的步驟190所示那樣，檢測它們之間的相位 差和獲取相位角Φ，將它輸出到相位調整部分174。相位調整部分174當其中輸入相位差 檢測部分172輸出的相位角Φ時，判斷電壓Vs的相位和電流Is的相位是否彼此一致，即， 是否Φ =0(步驟191)。當相位彼此一致時，讀取相位差檢測部分172輸出的后續(xù)相位角 Φ。當它在步驟191中的判斷不是相位解Φ = 0時，相位調整部分174轉到步驟192， 判斷電流Is的相位是超前電壓Vs的相位，還是滯后電壓Vs的相位。當如圖4(9)中的虛 線所示，電壓Vs(Vs1)的相位比電流Is的相位滯后，即，電流的相位比電壓的相位超前相位 角Φ工時，如步驟193所示，相位調整部分174按照相位角Φ ”減小可變電抗器部分162的 可變?nèi)菘?64的C，減小可變電抗器部分162的可變感抗166的L，或減小它們兩者，從而， 使電壓Vs的相位提前，或使電流Is的相位延遲，如圖4(9)中的實線所示，使電壓Vs的相 位和電流Is的相位一致。當在步驟192中判斷，如圖4(9)中的虛線所示，電壓Vs (Vs2)的相位比電路Is的 相位超前(電流的相位比電壓的相位滯后)相位角Φ2時，相位調整部分174從步驟192轉
10到步驟194，按照相位角Φ 2，增加可變?nèi)菘?64的C，增加可變感抗166的L，或增加它們兩 者，使電壓Vs的相位延遲，或使電流Is的相位提前，從而使電壓Vs的相位和電流Is的相 位一致。因此，提高了逆變器120s的功率因數(shù)，從而提高了工作效率。主逆變器120m和輔助逆變器120s以相同的方式工作。但是，由于負載波動等，在 提供到主側的加熱線圈152m的加熱線圈電流Ita和提供到輔助側的加熱線圈152s的加熱 線圈電流L之間有時會出現(xiàn)如圖7所示的相位偏差。因此，加熱線圈152m和152s之間的 互感狀態(tài)發(fā)生變化。因此，在這個實施例中，通過相位檢測器220檢測加熱線圈電流、和 L之間之間的相位差，并且，如圖3所示，將它輸入輔助側的驅動控制部分124s的相 位調整電路143中。當如圖7(3)所示，輔助側的加熱線圈電流L的相位比主側的加熱線 圈電流Ita的相位滯后，例如，Φκ1時，相位調整電路143使生成要提供給選通脈沖發(fā)生器 140s的信號的定時提前，以消除這個相位差Φκ1。換句話說，如圖13(4)，(5)所示，當輔助側的加熱線圈電流L的相位比主側的加 熱線圈電流Ita的相位滯后Φκ1時，將指示延遲相位差Φκ1的信號從相位檢測器220輸入 到相位調整電路143。根據(jù)從主側的選通脈沖發(fā)生器140m輸入的圖13(1)中的A相脈沖 和相位差，相位調整電路143將相位調整信號提供給選通脈沖發(fā)生器140s，以便比主 側的逆變器120m的A相和B相的選通脈沖早相位差地輸出輔助側的逆變器120s的A 相和B相的選通脈沖。從而，如圖13(6)，(7)所示，比如圖13(1)，(2)所示的主側的A相選 通脈沖和B相選通脈沖早相位差地輸出輔助側的選通單元142sA，142sB輸出的A相 選通脈沖和B相選通脈沖。因此，如圖13(8)所示，相位調整之后逆變器120s的輸出電壓 Vsc的相位比主側的逆變器120m的輸出電壓Vm(參照圖13(3))的相位超前相位角Φκ1。 因此，如圖13⑶所示，提供到加熱線圈152s的加熱線圈電流L的相位與主側的加熱線圈 電流Ita的相位一致。另一方面，當如圖7(4)所示，輔助側的加熱線圈電流L比主側的加熱線圈電流 Ita超前Φκ2時，相位調整電路143延遲要提供給選通脈沖發(fā)生器140s的驅動信號(選通 脈沖)的相位(輸出定時)，以便消除這個相位差Φκ2，從而使加熱線圈電流Ita的相位與 加熱線圈電流L的相位彼此一致。這樣，即使負載狀態(tài)發(fā)生波動，也會使加熱線圈電流Ita的相位與加熱線圈電流 Ils的相位彼此一致，從而，逆變器可以不受負載波動影響地正常工作。因此，即使加熱線圈 152m和152s被布置得彼此相鄰，也可以不受負載波動影響地進行感應加熱，和可以容易地 和高精度地進行溫度控制，從而，消除了諸如在加熱線圈152m和152s的邊緣部分中加熱溫 度下降之類的缺點。在該實施例中，功率控制部分122m和122s分別配備在主加熱裝置IlOm 和輔助加熱裝置IlOs中，使獨立地調整提供到加熱線圈152m和152s的功率成為可能，從 而可以在加熱線圈152m和152s之間自由地使加熱溫度不同，和可以實現(xiàn)高精度的溫度控 制。附帶說一下，在上述的第一實施例中，說明了只配備一個輔助加熱裝置IlOs的情 況，但是，也可以配備多個輔助加熱裝置。在配備多個輔助加熱裝置的情況下，加熱裝置的 任何一個都可以用作充當基準的主加熱裝置。此外，在第一實施例中，對在輔助側的電流Is 和電壓Vs的相位彼此一致的時刻，將電流Is和電壓Vs輸入相位控制部分170的相位差檢 測部分172中的情況提供了說明，但是，提供給輔助側的逆變器120s的晶體管的選通脈沖
11也可以用來取代電流Is。并且，在上述的實施例中，說明了加熱線圈152m，152s被布置得彼 此相鄰的情況，但是，本發(fā)明理所當然可應用于加熱線圈152m，152s沒有被布置得彼此相 鄰的情況。此外，在上述的第一實施例中，對配備在輔助側的可變電抗器部分162由可變?nèi)?抗164和可變感抗166組成的情況提供了說明，但是，可變電抗器部分162也可以由可變?nèi)?抗164或可變感抗166組成。并且，在上述的第一實施例中，說明了使主側的逆變器120m 和輔助側的逆變器120s的加熱線圈電流、和L的相位彼此一致(同步)的情況，但是， 必要時，可以在它們兩者之間保持預定的相位差。圖6是第二實施例的說明性示意圖。第二實施例的感應加熱裝置200由主加熱 裝置210m和輔助加熱裝置210s組成。主側的驅動控制部分124m被構造成將選通脈沖只 輸出到主側的逆變器120m。輔助側的驅動控制部分212s是這樣構成的，將主側的互感器 158m的電壓Vm輸入其中，其根據(jù)這個電壓Vm，生成構成輔助側的逆變器120s的晶體管的 驅動信號(選通脈沖)。換句話說，在第二實施例中，如圖3中的虛線所示，讓主側的逆變器 120m的輸出電壓Vm取代主側的選通脈沖發(fā)生器140m的輸出脈沖輸入輔助側的驅動控制部 分124s(212s)的相位調整電路143中。其它配置與如上所述的第一實施例的配置相似。在如此配置的第二實施例中，輔助側的驅動控制部分212s當其中輸入主側的電 壓Vm時，與主側的驅動控制部分124m相似地檢測電壓Vm的過零點，與這個過零點同步地 生成A相用于晶體管的選通脈沖和B相用于晶體管的選通脈沖，并且，將它們作為驅動信號 提供給逆變器120s的各自晶體管的基極。從而，可以獲取與上述實施例中相同的效果。附帶說一下，將主側的電流互感器160m輸出的電流Im輸入輔助側的驅動控制部 分212s中，根據(jù)這個電流Im生成用于晶體管的選通脈沖，將這個用于晶體管的選通脈沖提 供給輔助側的逆變器120s的晶體管，和使輔助側的逆變器120s與主側的電流Im同步地工 作也是可行的。圖14是第三實施例的簡略說明性示意圖，它示出了本發(fā)明應用于電壓型逆變器 的例子。在圖14中，感應加熱裝置300是這樣配置的，使正向轉換部分304與AC電源302 連接，和平滑電容器306配備在這個正向轉換部分304的輸出側上。并且，感應加熱裝置300 是這樣配置的，使主側的加熱裝置310m和輔助側的加熱裝置310s與平滑電容器306并聯(lián)。加熱裝置310m，310s分別含有DC電源部分312m，312s、逆變器314m，314s、和負載 線圈部分320m，320s。DC電源部分312m，312s包括眾所周知的斬波電路316m，316s和配備 在它們的輸出側上的電容器318m，318s。逆變器314m，314s每一個中的每一條臂由橋式電 路構成，橋式電路包括晶體管和與這個晶體管反向并聯(lián)的二極管。負載線圈部分320m，320s 與逆變器314m，314s的輸出側連接。負載線圈部分320m，320s中的每一個都是串聯(lián)諧振型 的，其中加熱線圈322m，322s分別與電容器324m，324s串聯(lián)?？勺冸娍蛊?26被配備成與 輔助側的負載線圈部分320s中的加熱線圈322s串聯(lián)。并且，功率控制部分330m，330s分別與加熱裝置310m，310s的斬波電路316m，316s 連接。功率控制部分330m，330s導通/斷開斬波電路316m，316s中由晶體管和二極管的反 向并聯(lián)而成的斬波部分328m，328s，并且，改變斬波電路316m，316s的導通率。因此，在DC 電源部分312m，312s中，電容器318m，318s兩端的電壓量變化將改變要提供給逆變器314m， 314s的電壓量，從而改變逆變器314m，314s的輸出電壓。對于逆變器314m，314s，分別與控 制逆變器的驅動的驅動控制部分332m，332s連接。此外，控制配備在負載線圈部分320s中的可變電抗器326的相位控制部分334與輔助側連接。附帶說一下，在圖14中省略了加熱 線圈322m，322s的內(nèi)阻。在這個第三實施例的感應加熱裝置300中，逆變器314m，314s輸出的電壓Vm，Vs 和電流(加熱線圈電流)Ita，Ils經(jīng)在圖14中未示出的互感器和電流互感器檢測，輸入功率 控制部分330m，330s中。功率控制部分330m，330s從輸入的電壓和電流中獲取逆變器314m， 314s的輸出功率，將它們與在圖13中未示出的功率設置單元的設置值相比較，和調整斬波 部分328m，328s的驅動脈沖的寬度，使輸出電壓具有設置值。其中輸入逆變器314m的輸出電流的主側的驅動控制部分332m檢測這個輸出電流 過零點，和生成驅動逆變器314m中的每個晶體管的驅動信號(選通脈沖)，將它提供給逆 變器314m中的每個晶體管。同時，對于在圖14中未示出的相位檢測器與之連接的輔助側 的驅動控制部分332s，輸入相位檢測器輸出的、主側的加熱線圈電流Ita和輔助側的加熱線 圈電流L之間的相位差，和輸入主側的驅動控制部分332輸出的選通脈沖。然后，驅 動控制部分332s根據(jù)從主側的驅動控制部分332m輸入的選通脈沖，輸出要提供給逆變器 314s的驅動信號(選通脈沖)，按照主側的加熱線圈電流Ita和輔助側的加熱線圈電流L 之間的相位差Φω3，調整驅動信號的相位(輸出定時)，使相位差Φω3變成零，或使相位差 Φω3變成預定相位差Φ。從而，逆變器314m，314s可以使主側和輔助側的加熱線圈電流Ita， Ils的相位彼此同步地或在它們之間保持相位差Φ地工作。因此，在感應加熱裝置300中， 即使負載發(fā)生波動，由于加熱線圈電流Ita，Ils的相位彼此一致或在它們之間保持預定相位 差Φ，逆變器314也可以正常工作，從而，可以防止加熱線圈332m，322s的邊緣部分中的溫 度下降等。配備在輔助側的相位控制部分334讀取逆變器314s輸出的電壓和電流和獲取它 們之間的相位差Φ。當在電壓和電流之間存在相位差時，相位控制部分334調整可變電抗 器326，使它們兩者之間的相位彼此一致。從而，逆變器314s的功率因數(shù)得到提高，使逆變 器314s的工作效率得到提高。圖15是第四實施例的簡略說明性示意圖。根據(jù)這個第四實施例的感應加熱裝置 350含有在主側和輔助側的電壓型逆變器314m，314s。這些逆變器314m，314s是這樣構成 的，通過脈沖寬度調制(PWM)方法控制它們的輸出功率。換句話說，功率控制部分352m， 352s分別通過驅動控制部分354m，354s與逆變器314m，314s連接。功率控制部分352m，352s將相應逆變器314m，314s的輸出功率與設置值相比較。 功率控制部分352m，352s獲取驅動逆變器314m，314s的脈沖寬度，以便使逆變器314m，314s 的輸出功率具有設置值，并且將它們輸出到相應驅動控制部分354m，354s。主側的驅動控制 部分354m檢測逆變器314m的輸出電流的過零點，和將具有功率控制部分352m獲取的脈沖 寬度的選通脈沖提供給逆變器314m。具體地說，當逆變器314m的輸出功率小于設置值時， 驅動控制部分354m輸出具有較長脈沖寬度的選通脈沖，使構成逆變器314m的晶體管導通 的時間變長，從而提高輸出功率。輔助側的驅動控制部分354s以上述相似方式，獲取主側的加熱線圈電流Ita和輔 助側的加熱線圈電流L之間的相位差Φω3，調整要提供給逆變器314s的驅動信號(選通 脈沖)的相位(輸出定時)，以便使這個相位差Φω3為零，并且輸出選通脈沖。這個選通脈 沖具有功率控制部分352s獲取的脈沖寬度。相位控制部分334與上述相似地調整可變電抗器326，以便使輔助側逆變器314s的輸出電壓和輸出電流之間的相位差Φ為零，并且調 整逆變器314s的功率因數(shù)。在這些第三實施例的感應加熱裝置300和第四實施例的感應加熱裝置350中，必 要時，逆變器314m，314s也可以在設置在主側的加熱線圈電流、和輔助側的加熱線圈電流 Ils之間的相位差保持不變的時候工作。圖16是第五實施例的簡略說明性示意圖。如圖16所示的感應加熱裝置400是這 樣構成的，多個(在該實施例中，4個)加熱裝置310 (310a到310d)與配備在正向轉換部 分304的輸出側上的平滑電容器306并聯(lián)。這些配備有電壓型逆變器的加熱裝置310含有 斬波電路316 (316a到316d)和通過電容器318 (318a到318d)與斬波電路316的輸出側連 接的逆變器314 (314a到314d)。這些逆變器314是串聯(lián)諧振型逆變器，與這些逆變器314 連接的是其中加熱線圈322 (322a到322d)和電容器324 (324a到324d)串聯(lián)的負載線圈部 分320 (320a到320d)。可變電抗器326 (326a到326d)與負載線圈部分320中的加熱線圈 322串聯(lián)。并且，在負載線圈部分320中，配備了互感器158(158a到158d)和電流互感器 160 (160a到160d)，以便可以檢測逆變器314的輸出電壓和輸出電流。感應加熱裝置400含有配備成與各自加熱裝置310相對應的控制單元420 (420a 到420d)。控制單元420 (420a到420d)具有相同的配置。這些控制單元420的具體配置像 控制單元420d的方塊圖那樣示出?？刂茊卧?20d含有功率控制部分330d。將設置值從功率設置單元126d輸入功率 控制部分330d中。配備在負載線圈部分320d中的互感器158d和電流互感器160d與功率 控制部分330d連接，由它們檢測的逆變器314d的輸出電壓和輸出電流(加熱線圈電流IJ 也輸入功率控制部分330d中。功率控制部分330d從互感器158d和電流互感器160d輸入 的電壓值和電流值中獲取逆變器314d的輸出功率，并且將它與功率設置單元126d輸出的 設置值相比較。然后，功率控制部分330d調整要提供給斬波電路316d的斬波部分328d的 選通脈沖的長度，以便使逆變器314d的輸出功率具有設置值?？刂茊卧?20d進一步包括控制逆變器314d的驅動的驅動控制部分422d。相位檢 測器424d與這個驅動控制部分422d的輸入側連接。對于相位檢測器424d，輸入電流互感 器160d的輸出信號和輸入?yún)⒖夹盘柹刹糠?26的輸出信號。在該實施例中，參考信號生 成部分426生成提供到加熱線圈322的加熱線圈電流IJIu到Ij的波形。然后，參考信 號生成部分426將生成的電流波形提供給配備在各自控制單元420a到420d中的相位檢測 器424a到424d (相位檢測器424a到424d未示出)，作為參考信號。相位檢測器424d將電 流互感器160d檢測的加熱線圈電流Im的相位與參考信號生成部分426輸出的參考電流波 形的相位相比較，并且，獲取它們之間的相位差，將它輸出到驅動控制部分422d。驅動控制部分422d輸出要提供給構成逆變器314d中的每個晶體管的選通脈沖 (驅動信號)，調整它的相位(輸出定時)使加熱線圈電流Im的相位與參考電流波形的相 位一致，并且將它提供給逆變器314d中的每個晶體管。各自控制單元420a到420d的驅動 控制部分相似地調整要提供給逆變器314a到314d的選通脈沖的相位，以便使它們與參考 信號生成部分426輸出的參考電流波形的相位一致。從而，使要提供到各自加熱線圈322a 到322d的加熱線圈電流Iu到Im的相位同步，以便即使負載狀態(tài)發(fā)生變化，也可以防止加 熱線圈322之間的互感的狀態(tài)發(fā)生變化。因此，即使加熱線圈322被布置得彼此相鄰，提供到加熱線圈322的加熱線圈電流L也不受負載狀態(tài)變化的影響，從而可以容易地和可靠地 進行溫度控制，和可以防止加熱線圈322的邊緣部分中的溫度下降。
附帶說一下，配備在控制部分420d中的相位控制部分334d根據(jù)互感器154d和電 流互感器160d檢測的逆變器314d的輸出電壓和輸出電流(加熱線圈電流)，檢測它們之間 的相位差Φ，并且，調整可變電抗器326d，以便使相位差Φ為零，即，使輸出電壓和輸出電 流同步。從而，提高了逆變器314d的功率因數(shù)，使逆變器314d的工作效率得到提高。控制 單元420a到420c與控制單元420d相似地進行控制操作。附帶說一下，在這個實施例中說明了使加熱線圈電流Iu到Im的相位同步的情況， 但是，必要時，逆變器314也可以在在加熱線圈電流之間保持設置的相位差不變的時候工 作，或者，逆變器314也可以以在加熱線圈電流的可選一個和其它加熱線圈電流之間保持 設置的相位差不變的方式工作。并且，在這個實施例中說明了參考信號生成部分426輸出 電流波形作為參考信號的情況，但是，參考信號也可以是提供給逆變器314的選通脈沖等。 此外，在這個實施例中說明了使加熱線圈電流與參考信號生成部分426輸出的信號同步的 情況，但是，多個逆變器314的任何一個都可以用作參考逆變器，從而將這個逆變器的輸出 用作參考信號。并且，在該實施例中說明了進行與參考信號生成部分426的輸出信號的同 步的情況，但是，加熱線圈電流L的相位的平均值也可以用作參考信號。在這種情況下，可 以在感應加熱裝置400開始它的操作時，或根據(jù)在預定間隔內(nèi)輸出的脈沖，獲取加熱線圈 電流的平均相位。應該明白，本發(fā)明不局限于上述說明的內(nèi)容。換句話說，本發(fā)明不僅可應 用于如圖17和18所示的基本電路所代表的逆變器，而且可應用于任何類型的諧振型逆變
ο如圖17所示的電路是并聯(lián)諧振型逆變器，它是這樣構成的，逆變器440中的每一 條臂由串聯(lián)的晶體管和二極管構成。在與逆變器440連接的負載部分442中，加熱線圈(負 載線圈)444和電容器446是并聯(lián)的。如圖18所示的電路是串聯(lián)諧振型逆變器，它是這樣 構成的，逆變器450中的每一條臂通過晶體管和二極管的反向并聯(lián)構成。在與逆變器450 連接的負載部分452中，加熱線圈454和電容器456是串聯(lián)的。如上所述，在通過分別與多個加熱線圈相對應的諧振型逆變器向多個加熱線圈供 電的情況下，由于本發(fā)明中的操作是以使提供到各自加熱線圈的電流的頻率彼此均衡化， 以及使電流的相位同步或保持設置的相位差不變的方式進行的，即使負載狀態(tài)發(fā)生變化， 逆變器也可以正常工作。因此，根據(jù)本發(fā)明，可以容易地和可靠地進行溫度控制，而不會受 負載波動的影響，并且，可以防止在多個加熱線圈的邊緣部分中的溫度下降。另外，由于逆 變器的輸出電流和輸出電壓之間的相位差得到調整，提高了逆變器的功率因數(shù)，從而可以 防止工作效率下降。工業(yè)可應用性當通過連接多個加熱線圈進行感應加熱時，可以防止每個加熱線圈的邊緣部分中 的溫度下降，和諧振型逆變器可以不受負載波動影響地工作。
權利要求
一種感應加熱裝置，其特征在于，包括多個加熱線圈，通過提供電流產(chǎn)生相互感應；相位檢測器，求出對所述各加熱線圈提供的各電流間的相位差；諧振型逆變器，與所述各加熱線圈對應設置，調整對所述各加熱線圈提供的電流的相位以使所述相位差為零；整流器或者斬波部和整流器，與所述諧振型逆變器連接，從而控制對所述各加熱線圈的輸入功率。
2.—種感應加熱裝置，其特征在于，包括多個加熱線圈，通過提供電流產(chǎn)生相互感應；參考信號生成部，生成用于使對所述各加 熱線圈提供的電流的相位一致的參考信號；相位檢測器，求出對所述各加熱線圈提供的各 電流與所述參考信號之間的相位差；諧振型逆變器，與所述各加熱線圈對應設置，調整對所 述各加熱線圈提供的電流的相位以使對各加熱線圈提供的電流的頻率一致，并且使所述相 位差為零；整流器或者斬波部和整流器，與所述諧振型逆變器連接，從而控制對所述各加熱 線圈的輸入功率。
3.如權利要求1或2所述的感應加熱裝置，其特征在于，還包括相位檢測部，檢測所述各諧振型逆變器的輸出電流和輸出電壓的相位差；相位調整部， 根據(jù)所述相位檢測部的輸出信號，控制被設置在與所述各諧振型逆變器對應的所述加熱線 圈之間的可變電抗器，調整所述諧振型逆變器的輸出電流和輸出電壓的相位差，改善所述 諧振型逆變器的功率因數(shù)。
4.如權利要求1至3的任意一項所述的感應加熱裝置，其特征在于，所述諧振型逆變器設為將晶體管和二極管反向并聯(lián)連接的臂所構成的串聯(lián)諧振型逆 變器，所述斬波部為將晶體管和二極管反向并聯(lián)連接的結構，并且所述感應加熱裝置將所 述各斬波部與單一的平滑電容器和整流器連接。
5.一種感應加熱裝置，包括由諧振型逆變器構成的主逆變器；每一個由諧振型逆變器構成的一個或多個輔助逆變 器；配備成與所述輔助逆變器和所述主逆變器相對應的、通過提供電流而產(chǎn)生相互感應的 多個加熱線圈；相位檢測器，用于獲取通過主側的所述加熱線圈的電流和通過輔助側的所 述加熱線圈的電流之間的相位差，其特征在于，所各述輔助逆變器為根據(jù)所述相位差調整提供給所述各加熱線圈的電流的相位，以使 所述相位差為零的結構，并且在所述諧振型逆變器和所述各輔助逆變器上連接了控制對所 述各加熱線圈的輸入功率的整流器或者斬波部和整流器。
6.根據(jù)權利要求5所述的感應加熱裝置，其特征在于，進一步包括配備在所述輔助逆變器和與所述輔助逆變器相對應的所述加熱線圈之間的可變電抗 器；相位檢測部分，用于檢測所述輔助逆變器的輸出電流和輸出電壓之間的相位差；相位 調整部分，用于根據(jù)所述相位檢測部分的輸出信號，通過控制所述可變電抗器，調整所述輔 助逆變器的輸出電流和輸出電壓之間的相位差，以提高所述輔助逆變器的功率因數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明的感應加熱裝置配備有分別與多個加熱線圈相對應的控制單元。控制單元的相位檢測器獲取電流互感器檢測的逆變器的輸出電流與參考信號生成部分輸出的參考信號之間的相位差，和將它輸入驅動控制部分中。驅動控制部分調整要提供給逆變器的選通脈沖的輸出定時，以便使逆變器的加熱線圈電流IL4的相位與參考信號生成部分輸出的參考信號的相位一致。相位控制部分控制可變電抗器，以便使逆變器的輸出電壓和輸出電流的相位彼此一致，從而提高逆變器的功率因數(shù)。其它控制單元中的每一個也進行相同的控制操作。
文檔編號H05B6/12GK101917788SQ201010260669
公開日2010年12月15日 申請日期2002年6月26日 優(yōu)先權日2002年6月26日
發(fā)明者內(nèi)田直喜, 尾崎一博, 川中啟二, 難波秀之 申請人:三井造船株式會社