(57)【要約】【課題】各インバータ間の有効電力のやり取りをなくす。【解決手段】電流同期装置１５０は、位相検出部１５２、１５４が電流検出器２２０、３２０と基準ゲートパルス生成部１５６との出力に基づいて、対応したインバータ２０４、３０４の出力電流の位相を検出する。平均位相演算部１５８は、位相検出部１５２、１５４の検出した位相の平均値を求める。位相比較部１６０、１６２は、対応する位相検出部１５２、１５４の検出した位相が平均位相演算部１５８の算出した平均位相より大きいか、小さいか比較する。周波数制御部１６４、１６６は、インバータの出力電流の位相が平均位相より進んでいる場合、基準周波数ｆ０　より低い周波数のゲートパルスを生成して対応するインバータに与え、インバータの出力電流の位相が平均位相より遅れている場合、基準周波数ｆ０　より高い周波数のゲートパルスを対応するインバータに与える。【選択図】　　　図２
2004146283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の共振型インバータのそれぞれに対応して設けた加熱コイルを流れるコイル電流の基準に対する位相を検出して平均値を求め、
前記コイル電流の位相が求めた平均位相に対して進んでいる前記インバータの出力周波数を低くし、
前記コイル電流の位相が求めた前記平均位相に対して遅れている前記インバータの出力周波数を高くして、前記各コイル電流を同期させる、
ことを特徴とする誘導加熱装置の電流同期方法。
【請求項２】
請求項１に記載の誘導加熱装置の電流同期方法において、
前記インバータの出力周波数は、前記コイル電流の位相と前記平均位相との位相差が所定値以内になったときに元に戻すことを特徴とする誘導加熱装置の電流同期方法。
【請求項３】
複数の共振型インバータに対応して設けた各加熱コイルを流れるコイル電流の基準に対する位相を検出する位相検出部と、
この位相検出部の検出した位相の平均値を求める平均位相演算部と、
この平均位相演算部が求めた平均位相と前記各コイル電流の位相とを比較する位相比較部と、
この位相比較部の出力信号に基づいて、前記コイル電流の位相が前記平均位相演算部の求めた平均位相に対して進んでいるときに前記インバータの出力周波数を低くし、前記コイル電流の位相が前記平均位相に対して遅れているときに前記インバータの出力周波数を高くする周波数制御部と、
を有することを特徴とする誘導加熱装置の電流同期装置。
【請求項４】
請求項３に記載の誘導加導装置の電流同期装置において、
前記周波数制御部は、前記コイル電流の位相と前記平均位相との位相差が所定値以内となったときに、前記インバータの出力周波数を元に戻すことを特徴とする誘導加熱装置の電流同期装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導加熱装置の電流同期方法に係り、特に複数の共振型インバータのそれぞれに対応して設けた加熱コイルが近接して配置される誘導加熱装置のコイル電流の位相を同期させるのに好適な誘導加熱装置の電流同期方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
誘導加熱は、加熱コイルに電流を流して磁場を発生させ、被加熱部材に渦電流を発生させて加熱するもので、抵抗体加熱では得ることができない高温を発生させることができるため、各方面において採用されている。図４に示したものは、圧延機などのロールを焼入れする誘導加熱装置の概略を模式的に示したものである。
【０００３】
図４において、ロール１０は、ロール本体１２とその両端に設けたジャーナル１４とから形成してある。ロール１０の焼入れを誘導加熱で行なう場合、誘導加熱装置１５に磁束密度の大きな磁場を発生させる加熱用コイル１６と、これよりも磁束密度の小さな磁場を発生させる温度保持用コイル１８とを設け、それぞれを対応するインバータからなる高周波電源２０、２２に接続する。これらの加熱用コイル１６と温度保持用コイル１８とは、両者間に隙間を生じないように接近させて配置し、両コイル１６、１８の境界部において温度が低下しないようにしている。そして、ロール１０の焼入れは、矢印２４のようにロール１０をコイル１６、１８に向けて前進させ、ロール本体１２の表層部を９５０℃程度に加熱して行なう。
【０００４】
図５は、パーシャル電磁誘導加熱装置の概略を示したものである。このパーシャル加熱装置３０は、複数の加熱コイル３２（３２ａ〜３２ｃ）が上下方向に同心に配置され、それぞれが対応するインバータからなる高周波電源３４（３４ａ〜３４ｃ）に接続してある。そして、例えば炭素棒３６の先端（下端）を加熱コイル３２の中に挿入し、炭素棒３６の周囲にガスを供給して加熱コイル３２により約１５００℃程度に加熱し、ガスを反応させる。この場合、熱が上方に逃げるため、より上側の加熱コイル３２の磁束密度を大きくするように電源３４を制御する。また、各加熱コイル３２は、境界部において温度の低下を防ぐために接するように近接配置してある。
【０００５】
図６は、電磁誘導による容器加熱装置の概略を示したものである。この誘導加熱装置４４は、例えば炭素によって形成したルツボ４０の内部に炭化ケイ素（ＳｉＣ）４２の粉末を入れ、これを加熱コイル４８（４８ａ、４８ｂ）によって加熱し、炭化ケイ素４２を蒸発させてワーク４６に堆積させるようにしている。そして、誘導加熱装置４４は、上下方向に同心に設けた２つの加熱コイル４８ａ、４８ｂを有していて、それぞれをインバータからなる高周波電源５０（５０ａ、５０ｂ）に接続し、下側の加熱コイル４８ｂが大きな磁束密度の磁場を発生して炭化ケイ素４２を加熱するようにしている。
【０００６】
図７は、いわゆるバウムクーヘン型誘導加熱装置の概略を示したものである。この誘導加熱装置６０は、炭素などから形成したドーナツ状ステージ６２を備えていて、ステージ６２の上面に複数の半導体ウエハ６４を配置するようになっている。そして、ステージ６２の下方には、加熱コイル６６が配置してあって、この加熱コイル６６に通電することにより、半導体ウエハ６４を加熱できるようにしてある。また、加熱コイル６６は、外側コイル６６ａ、中央コイル６６ｂ、内側コイル６６ｃからなっていて、これらをそれぞれ対応したインバータからなる高周波電源６８（６８ａ〜６８ｃ）に接続し、ステージ６２の全体を均一に加熱できるようにしている。そして、この場合においても、各コイル６６ａ〜６６ｃを接触する程度まで接近させて配置し、コイルの境界部において温度が低下しないようにしている。
【０００７】
図８は、押出し加工用の誘導加熱装置の概略を示したものである。この誘導加熱装置７０は、横方向に同心状に配置した複数の加熱コイル７２（７２ａ〜７２ｃ）を有し、これらをインバータからなる対応した高周波電源７４（７４ａ〜７４ｃ）に接続し、加熱コイル７２の内部に配置した金属材料７６を、加工先端側から加工後端側に向けて温度が低くなるように加熱する。そして、加熱コイル７２ａ〜７２ｃは、境界部において温度低下を生じないように近接させて配置している。また、金属材料を液相と固相との共存状態で鍛造を行なうＳＳＦ（Ｓｅｍｉ　Ｓｏｌｉｄ　Ｆｏｒｇｉｎｇ）の場合にも同様の誘導加熱装置が用いられる。
なお、関連特許文献として次のものがある。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−２６０８３３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、誘導加熱は、大きな電力効率が得られるため、しばしば共振回路を有するいわゆる共振型インバータにより行なわれる。また、複数の加熱コイルを有する上記したような誘導加熱装置は、各加熱コイル境界部における温度の低下を防ぐため、各加熱コイルを近接して配置している。このため、１つの加熱コイルにおいて発生した磁束が他の加熱コイルに影響を与えて複数の加熱コイル間において相互誘導を生じる。そして、隣接させた各加熱コイルを流れる電流（コイル電流）の位相が同期していないと、各加熱コイル間において有効電力のやり取りが発生する。
【００１０】
すなわち、例えば図９に示した誘導加熱装置８０のように、順変換部８２に第１加熱ユニット８４と第２加熱ユニット８６とが並列に接続してあり、それぞれの加熱ユニット８４、８６が第１、第２逆変換部（インバータ）８８、９０と、これらの逆変換部８８、９０に対応した第１、第２負荷部９２、９４とを有していて、負荷部９２、９４の第１、第２加熱コイル９６、９８が近接して配置してあるとする。なお、各逆変換部８８、９０は、出力側に設けた負荷部９２、９４が加熱コイル９６、９８とコンデンサＣ１　、Ｃ２　とが直列接続された直列共振型インバータを構成している。また、負荷部９２、９４の抵抗Ｒ１　、Ｒ２　は、加熱コイル９６、９８の内部抵抗を示す。
【００１１】
このような誘導加熱装置８０において、逆変換部８８、９０の出力電圧をｖ１　、ｖ２　、出力電流をｉ１　、ｉ２　とした場合、
【数１】
2004146283.tif 000003
【数２】
2004146283.tif 000004
となる。
【００１２】
ただし、ＸＬ１、ＸＣ１は第１負荷部９２の誘導性リアクタンスと容量性リアクタンス、ＸＬ２、ＸＣ２は第２負荷部９４の誘導性リアクタンスと容量性リアクタンスであり、θは出力電流ｉ１　と出力電流ｉ２　との位相差を示す。また、ωは角周波数（＝２πｆ）、Ｍは相互インダクタンスであって、ｊは虚数単位である。
【００１３】
出力電流ｉ１　、ｉ２　間に位相差がない場合、すなわちθ＝０のとき、数式１と数式２とによって表される出力電圧ｖ１　、ｖ２　は、次の数式３、数式４のようになる。
【数３】
2004146283.tif 000005
【数４】
2004146283.tif 000006
【００１４】
これらの式に示された右辺第３項の相互誘導による起電力は虚数であって、この誘導起電力による電力は無効電力となる。ところが、出力電流ｉ１　、ｉ２　間に位相差があってθ≠０の場合、数式１と数式２とによって求められる出力電圧ｖ１　、ｖ２　は、次の数式５、数式６のようになる。
【数５】
2004146283.tif 000007
【数６】
2004146283.tif 000008
【００１５】
これらの数式５と数式６との右辺第４項の誘導起電力は実数となっており、有効電力を生ずる。すなわち、第１逆変換部８８と第２逆変換部９０との出力電流ｉ１　、ｉ２　の位相がずれると、第１負荷部９２と第２負荷部９４との間で有効電力のやり取りを行なう。このため、逆変換部（インバータ）８８、９０は、他方に電力を与えたり、他方から電力をもらったりすることになり、インバータが容量オーバとなるような場合などを生じ、インバータの安定した運転が困難となる。
本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされたもので、各インバータ間の有効電力のやり取りをなくすことを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る誘導加熱装置の電流同期方法は、複数の共振型インバータのそれぞれに対応して設けた加熱コイルを流れるコイル電流の基準に対する位相を検出して平均値を求め、前記コイル電流の位相が求めた平均位相に対して進んでいる前記インバータの出力周波数を低くし、前記コイル電流の位相が求めた前記平均位相に対して遅れている前記インバータの出力周波数を高くして、前記各コイル電流を同期させる、ことを特徴としている。インバータの出力周波数は、前記コイル電流の位相と前記平均位相との位相差が所定値以内になったときに元に戻す。
【００１７】
上記の電流同期方法を実施するために誘導加熱装置の電流同期装置は、複数の共振型インバータに対応して設けた各加熱コイルを流れるコイル電流の基準に対する位相を検出する位相検出部と、この位相検出部の検出した位相の平均値を求める平均位相演算部と、この平均位相演算部が求めた平均位相と前記各コイル電流の位相とを比較する位相比較部と、この位相比較部の出力信号に基づいて、前記コイル電流の位相が前記平均位相演算部の求めた平均位相に対して進んでいるときに前記インバータの出力周波数を低くし、前記コイル電流の位相が前記平均位相に対して遅れているときに前記インバータの出力周波数を高くする周波数制御部と、を有することを特徴としている。周波数制御部は、前記コイル電流の位相と前記平均位相との位相差が所定値以内となったときに、前記インバータの出力周波数を元に戻すように構成できる。
【００１８】
【作用】
上記のごとくなっている本発明は、複数の共振型インバータに対応して設けた加熱コイルを流れる各コイル電流の位相の平均（平均位相）を求め、この平均位相に対して位相が進んでいるインバータの出力周波数を低くし、平均位相に対して位相が遅れているインバータの出力周波数を高くするため、位相が進んでいたインバータの加熱コイルに与えるコイル電流の位相が遅れ、位相の遅れていたインバータの加熱コイルに与えるコイル電流の位相が進む。したがって、各加熱コイルを流れるコイル電流の位相が平均位相に一致し、各加熱コイル間における実効電力のやり取りをなくすことができ、インバータの容量オーバなどを防ぐことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る誘導加熱装置の電流同期方法および装置の好ましい実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る電流同期装置を備えた誘導加熱装置の説明図である。図１において、誘導加熱装置１００は、交流電源１０２に順変換部１０４が接続してあり、順変換部１０４の出力側に平滑コンデンサ１０６が設けてある。この順変換部１０４は、交流電源１０２が出力する交流電力を直流電力に変換する。そして、誘導加熱装置１００は、第１加熱ユニット２００と第２加熱ユニット３００とを有している。これらの加熱ユニット２００、３００は、平滑コンデンサ１０６に並列に接続してある。
【００２０】
各加熱ユニット２００、３００は、それぞれ直流電源部２０２、３０２、逆変換部であるインバータ２０４、３０４、負荷部２０６、３０６を有している。直流電源部２０２、３０２は、周知のチョッパ回路２１０、３１０と、この出力側に設けた平滑用のコンデンサ２１２、３１２とから構成してある。また、第１インバータ２０４、第２インバータ３０４は、各アームがトランジスタと、このトランジスタに逆並列に接続したダイオードからなるブリッジ回路によって構成してある。そして、各インバータ２０４、３０４の出力側には、対応して第１負荷部２０６、第２負荷部３０６が接続してある。各第１、第２負荷部２０６、３０６は、対応した第１加熱コイル２１４、第２加熱３１４とコンデンサ２１６、３１６とが直列に接続してある。したがって、各インバータ２０４、３０４は、直列共振型インバータを構成している。なお、加熱コイル２１４、３１４の内部抵抗は省略してある。
【００２１】
さらに、各インバータ２０４、３０４の出力側には、インバータ２０４、３０４の出力電圧を検出する電圧検出器２１８、３１８がインバータ２０４、３０４と並列に設けてあるとともに、インバータ２０４、３０４の出力電流を検出する電流検出器２２０、３２０が加熱コイル２１４、３１４、コンデンサ２１６、３１６と直列に接続してある。これらの電圧検出器２１８、３１８、電流検出器２２０、３２０の検出信号は、各加熱ユニット２００、３００のチョッパ回路２１０、３１０に接続した電力制御部２２２、３２２に入力するようになっている。また、電力制御部２２２、３２２には、電力設定器２２４、３２４が接続してある。各電力制御部２２２、３２２は、詳細を後述するように、電力設定器２２４、３２４、電圧検出器２１８、３１８、電流検出器２２０、３２０の出力信号に基づいて、トランジスタとダイオードとの逆並列接続によって形成したチョッパ回路２１０、３１０のチョップ部２２６、３２６をオン・オフし、チョッパ回路２１０、３１０の通流率を変化させる。このため、直流電源部２０２、３０２は、コンデンサ２１２、３１２の両端の電圧の大きさが変化し、インバータ２０４、３０４に与える電圧の大きさが変わって、インバータ２０４、３０４の出力電力を変化させる。
【００２２】
また、各インバータ２０４、３０４には、電流同期装置１５０が接続してある。電流同期装置１５０は、詳細を後述するように、インバータ２０４、３０４を構成している各トランジスタの駆動信号（ゲートパルス）を生成して各トランジスタに与え、インバータ２０４、３０４の出力電流の基準に対する位相を一致させ、加熱コイル２１４、３１４を流れるコイル電流ｉＬ１、ｉＬ２を同期させる。
【００２３】
電流同期装置１５０は、図２に示したように、第１インバータ２０４と第２インバータ３０４とに対応した位相検出部１５２、１５４を有している。また、電流同期装置１５０は、基準ゲートパルス生成部１５６を備えている。この基準ゲートパルス生成部１５６は、各インバータ２０４、３０４の各トランジスタに与える基準周波数、基準パルス幅のゲートパルスを生成し、電流同期装置１５０を構成している位相検出部１５２、１５４と周波数制御部１６４、１６６に入力する。位相検出部１５２、１５４は、インバータ２０４、３０４の出力電流ｉ１　、ｉ２　の基準ゲートパルスに対する位相θ１　、θ２　を求めるもので、基準ゲートパルス生成部１５６が生成した基準ゲートパルス信号と、対応するインバータ２０４、３０４の出力側に設けた電流検出器２２０、３２０の検出信号とが入力するようになっている。
【００２４】
電流同期装置１５０は、各位相検出部１５２、１５４の出力側に接続した平均位相演算部１５８を有する。この平均位相演算部１５８は、位相検出部１５２、１５４が求めた位相θ１　、θ２　の平均値θＡＶを算出する。さらに、電流同期装置１５０は、各位相検出部１５２、１５４に対応して位相比較部１６０、１６２、周波数制御部１６４、１６６を備えている。各位相比較部１６０、１６２は、対応する位相検出部１５２、１５４の出力側に設けてある。そして、各位相比較部１６０、１６２には、また平均位相演算部１５８の演算結果が入力するようになっていて、位相検出部１５２、１５４が求めた出力電流ｉ１　、ｉ２　の位相θ１　、θ２　と、平均位相演算部１５８が求めた平均位相θＡＶとの大きさを比較し、比較結果を対応する周波数制御部１６４、１６６に出力する。
【００２５】
このようになっている誘導加熱装置１００の作用は、次のとおりである。なお、実施形態の誘導加熱装置１００は、第１インバータ２０４、第２インバータ３０４に対応した第１加熱コイル２１４、第２加熱コイル３１４が近接させて配置してあり、各加熱コイル２１４、３１４の間において相互誘導が生じるようになっている。
【００２６】
誘導加熱装置１００は、周知のように、順変換部１０４が交流電源１０２の出力する交流電力を直流電力に変換し、平滑コンデンサ１０６が順変換部１０４の出力する直流電力を平滑化する。また、誘導加熱装置１００は、第１加熱ユニット２００、第２加熱ユニット３００の直流電源部２０２、３０２を形成しているチョッパ回路２１０、３１０が順変換部１０４の出力する直流電力を直流変換し、対応する第１インバータ２０４、第２インバータ３０４に与える。そして、インバータ２０４、３０４は、コンデンサ２１２、３１２によって平滑化された直流電力を交流電力に逆変換して第１負荷部２０６、第２負荷部３０６に与える。
【００２７】
加熱ユニット２００、３００に設けた電力設定器２２４、３２４には、対応するインバータ２０４、３０４の出力すべき電力が設定されており、この設定値が電力制御部２２２、３２２に与えられる。電力制御部２２２、３２２は、対応する電圧検出器２１８、３１８と電流検出器２２０、３２０とが出力する検出信号を読み込み、対応する各インバータ２０４、３０４の出力電力を求め、求めた出力電力を電力設定器２２４、３２４の出力する設定値と比較する。そして、電力制御部２２２、３２２は、インバータ２０４、３０４の出力電力が設定値となるように、チョッパ回路２１０、３１０のチョップ部２２６、３２６に与えるゲートパルスの長さを変えて通流率を調節する。
【００２８】
一方、電流同期装置１５０は、第１インバータ２０４と第２インバータ３０４との出力電流ｉ１　、ｉ２　の位相が基準に対して遅れたり、進んだ場合、各出力電流ｉ１　、ｉ２　の位相の平均（平均位相）を求め、平均位相に対して出力電流の位相が進んでいるインバータのゲートパルスの周波数を低くし、位相が遅れているインバータのゲートパルスの周波数を高くして各出力電流を同期させる。図３は、その原理を説明したものである。
【００２９】
電流同期装置１５０の各位相検出部１５２、１５４は、それぞれ電流検出器２２０、３２０の検出信号を読み込み、対応するインバータ２０４、３０４の出力電流ｉ１　、ｉ２　の基準に対する位相θ１　、θ２　を求める。すなわち、位相検出部１５２、１５４は、電流検出器２２０、３２０の出力信号から出力電流ｉ１　、ｉ２　のゼロクロスを検出し、このゼロクロスを基準ゲートパルス生成部１５６が出力する基準ゲートパルス信号の立ち上がりを基準とした位相を求める。
【００３０】
例えば、基準ゲートパルス生成部１５６は、図３（ａ）、（ｃ）に示したように、時刻ｔ１　においてパルス幅ＴのＡ相用（例えば、図１の各インバータ２０４、３０４の左上と右下のトランジスタ用）のゲートパルスを出力し、このゲートパルスが周波数制御部１６４、１６６を介してインバータ２０４、３０４のＡ相用トランジスタに与えられたとする。このとき、負荷変動などにより、第１インバータ２０４の出力電流ｉ１　のゼロクロスが同図（ｅ）に示したように、Ａ相用ゲートパルスに対して位相がθ１　だけ遅れ、第２インバータ３０４の出力電流ｉ２　のゼロクロスが同図（ｆ）に示したように、Ａ相用ゲートパルスに対して位相がθ２　だけ遅れたとする。
【００３１】
位相検出部１５２、１５４は、出力電流ｉ１　、ｉ２　のゲートパルスを基準とした位相（位相の遅れ分）θ１　、θ２　を求め、平均位相演算部１５８に出力する。平均位相演算部１５８は、θ１　、θ２　の位相差θ１２を求めるとともに、両者の平均位相θＡＶを算出し、位相比較部１６０、１６２に入力する。位相比較部１６０は、位相検出部１５２が求めた位相θ１　と平均位相演算部１５８が求めた平均位相θＡＶ　との比較結果を出力側に設けてある周波数制御部１６４に出力する。位相比較部１６２は、位相検出部１５４の出力した位相θ２　と平均位相θＡＶ　との比較結果を周波数制御部１６６に出力する。
【００３２】
周波数制御部１６４は、位相比較部１６０の出力信号から出力電流ｉ１　の位相が平均位相θＡＶに対して進んでいる（θ１　＜θＡＶ）場合、時刻ｔ２　において基準ゲートパルス生成部１５６の出力したＢ相用ゲートパルスが入力すると、図３（ｂ）に示したように、第１インバータ２０４のＢ相用トランジスタに与える基準ゲートパルスの周波数を基準値より低くし、基準パルス幅Ｔより（θ１２／２）だけ長いＴ＋（θ１２／２）のパルス幅を有するゲートパルスを生成してインバータ２０４のＢ相用トランジスタに与える。また、第２インバータ３０４に対応した周波数制御部１６６は、時刻ｔ２　に基準ゲートパルス生成部１５６からパルス幅ＴのＢ相用基準ゲートパルスが入力すると、同図（ｄ）に示したように、出力電流ｉ２　の位相θ２　の平均位相θＡＶに対する遅れに応じてゲートパルスの周波数を高くし、Ｔ−（θ１２　／２）のパルス幅を有するゲートパルスを生成してインバータ３０４のＢ相用トランジスタに与える。この結果、同図（ｅ）、（ｆ）に示したように、第１インバータ２０４と第二インバータ３０４との出力電流ｉ１　、ｉ２　の位相が、基準ゲートパルス生成部１５６の基準ゲートパルスを出力する時刻ｔ３　に対してともに平均位相θＡＶだけ遅れて一致する。したがって、各加熱コイル２１４、３１４に流れるコイル電流ｉＬ１、ｉＬ２が同期し、第１加熱ユニット２００と第２加熱ユニット３００との間における実効電力のやり取りを防ぐことができ、インバータ２０４、３０４が容量オーバになるなどを避けることができ、インバータ２０４、３０４を安定して運転することができる。なお、図３は、インバータの出力周波数の半波長（半周期）においてゲートパルスの周波数を調整して電流同期を行なった場合を示している。
【００３３】
実施形態の場合、電流同期装置１５０の位相比較部１６０、１６２は、それぞれ対応する位相検出部１５２、１５２の出力した位相θ１　、θ２　と平均位相演算部１５８の求めた平均位相θＡＶとを比較し、両者の位相差（θＡＶ−θ１　またはθＡＶ−θ２　）に応じた信号を出力する。そして、周波数制御部１６４、１６６は、位相比較部１６０、１６２の求めた位相差が予め定めた値αより大きい場合、または−αより小さい場合に、基準ゲートパルス周波数ｆ０　に対して一定量の周波数の増減を行なう。
【００３４】
例えば、第１インバータ２０４の出力電流ｉ１　の位相θ１　が図３に示したように平均位相θＡＶに対して進んでいる（θ１　＜θＡＶ　）場合、周波数制御部１６４は、
【数７】
2004146283.tif 000009
であると、第１インバータ２０４のトランジスタに与えるゲートパルスの周波数ｆ１　を、基準周波数ｆ０　に対して所定の割合（例えば、１％）だけ低くする。すなわち、周波数制御部１６４は、この場合、第１インバータ２０４に与えるゲートパルスの周波数ｆ１　を、
【数８】
2004146283.tif 000010
にする。また、周波数制御部１６４は、位相θ１　が平均位相θＡＶに対して遅れていて（θ１　＞θＡＶ　）、
【数９】
2004146283.tif 000011
である場合、第１インバータ２０４に与えるゲートパルスの周波数ｆ１　を、
【数１０】
2004146283.tif 000012
とし、基準周波数ｆ０　より１％高い周波数のゲートパルスを生成して出力する。
【００３５】
周波数制御部１６６も同様であって、
【数１１】
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のとき、
【数１２】
2004146283.tif 000014
【数１３】
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のとき、
【数１４】
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の周波数のゲートパルスを生成して第２インバータ３０４のトランジスタに与える。そして、周波数制御部１６４、１６６は、｜θＡＶ−θ１　｜または｜θＡＶ　−θ２　｜の値が所定の値α以下になると、インバータ２０４、３０４に与えるゲートパルスの周波数ｆ１　、ｆ２　を元の基準周波数ｆ０　に戻す。これにより、各インバータ２０４、３０４は、出力電流ｉ１　、ｉ２　が同期した状態で運転され、コイル電流ｉＬ１、ｉＬ２が同期する。したがって、第１インバータ２０４と第２インバータ３０４との間における有効電力のやり取りを防ぐことができる。
【００３６】
なお、前記実施形態においては、インバータが２台の場合について説明したが、インバータが３台以上の場合にも同様に適用することができる。また、前記実施形態においては、インバータ２０４、３０４に与えるゲートパルスの周波数ｆ１　、ｆ２　を調整する場合、基準周波数ｆ０　に対して１％だけ増減させる場合について説明したが、周波数の調整幅は任意に設定することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、複数の共振型インバータに対応して設けた加熱コイルを流れる各コイル電流の位相の平均（平均位相）を求め、この平均位相に対して位相が進んでいるインバータの出力周波数を低くし、平均位相に対して位相が遅れているインバータの出力周波数を高くするため、位相が進んでいたインバータの加熱コイルに与えるコイル電流の位相が遅れ、位相の遅れていたインバータの加熱コイルに与えるコイル電流の位相が進み、各加熱コイルを流れるコイル電流の位相が平均位相に一致し、各加熱コイル間における実効電力のやり取りをなくすことができ、インバータの容量オーバなどを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る電流同期装置を有する誘導加熱装置の説明図である。
【図２】実施の形態に係る電流同期装置のブロック図である。
【図３】実施の形態に係る電流同期装置による電流同期方法の原理を説明する図である。
【図４】誘導加熱によるロールの焼入れ方法の説明図である。
【図５】パーシャル誘導加熱装置の概略説明図である。
【図６】誘導加熱による容器の加熱を説明する図である。
【図７】いわゆるバウムクーヘン型誘導加熱装置の概略説明図である。
【図８】押出し成形用の誘導加熱装置の概略説明図である。
【図９】２台のインバータに対応した加熱コイルを有する従来の誘導加熱装置の説明図である。
【符号の説明】
１００………誘導加熱装置、１０４………順変換部、１５０………電流同期装置、１５２、１５４………位相検出部、１５６………基準ゲートパルス生成部、１５８………平均位相演算部、１６０、１６２………位相比較部、１６４、１６６………周波数制御部、２００………第１加熱ユニット、２０２、３０２………直流電源部、２０４………第１インバータ、２０６………第１負荷部、２１０、３１０………チョッパ回路、２１４………第１加熱コイル、２１８、３１８………電圧検出器、２２０、３２０………電流検出器、３００………第２加熱ユニット、３０４………第２インバータ、３０６………第２負荷部、３１４………第２加熱コイル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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