(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用交流電力を所定の直流電力に変換して出力する順変換回路部、前記変換された直流電力を所定の周波数の交流電力に変換して出力する電流形の逆変換回路部、および、前記順変換回路部で変換された直流電力における電流の交流成分を平滑して前記逆変換回路部へ供給するリアクトルを備えた発振回路部と、前記逆変換回路部から前記変換された交流電力が供給され前記所定の周波数に対応し誘導負荷とにより共振回路を構成する整合回路部と、を備え、前記誘導負荷に所定の周波数の交流電力を供給して作用させる電力供給装置における前記交流電力の供給状態を制御する電力供給制御装置であって、
前記発振回路部を制御して、前記順変換回路部から出力される直流電力により前記リアクトルに蓄積された電力を、前記順変換回路部からの直流電力が前記逆変換回路部を介して前記整合回路部へ供給されない状態で前記逆変換回路部へ供給して所定の周波数の交流電力に変換させ、前記整合回路部へ供給させる電力供給制御手段と、
この電力供給手段による制御にて前記発振回路部から前記リアクトルに蓄積された電力に基づく前記交流電力が前記整合回路部へ供給されると、前記整合回路部における負荷共振周波数および負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を検出する検出手段と、を具備し、
前記電力供給制御手段により、前記順変換回路部から前記リアクトルおよび前記逆変換回路部へ前記直流電力を供給させて前記整合回路部へ前記所定の周波数の交流電力を供給させる動作状態と、前記直流電力を前記リアクトルへ供給して蓄積させるとともに前記逆変換回路部から前記整合回路部へ前記交流電力を供給させない蓄積状態と、前記リアクトルへの前記直流電力の供給を遮断するとともに前記リアクトルに蓄積された電力を前記逆変換回路部を介して前記整合回路部へ供給可能に前記逆変換回路部へ供給する検出状態とのいずれかの状態に、前記発振回路部の動作を制御する際、
前記検出手段は、入力操作により設定入力され前記誘導負荷を作用させるための電力の供給条件における定格周波数および定格インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方に基づいて、所定の周波数の交流電力から順次低い周波数の交流電力に変換させて前記整合回路部へ順次供給させるとともに、これら異なる周波数の交流電力の供給時における前記交流電力の周波数および電流値の変化状況と前記交流電力の電圧および電流の位相の同一性とに基づいて、前記定格周波数および前記定格インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方に対応して前記負荷共振周波数および前記負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を検出する
ことを特徴とした電力供給制御装置。
【請求項２】
誘導負荷に所定の周波数の交流電力を供給して作用させる電力供給装置であって、
商用交流電力を所定の直流電力に変換して出力する順変換回路部、前記変換された直流電力を前記所定の周波数の交流電力に変換して出力する電流形の逆変換回路部、および、前記順変換回路部で変換された直流電力における電流の交流成分を平滑して前記逆変換回路部へ供給するリアクトルを備えた発振回路部と、
前記逆変換回路部から前記変換された交流電力が供給され前記所定の周波数に対応して前記誘導負荷とにより共振回路を構成する整合回路部と、
前記発振回路部を制御して、前記順変換回路部から出力される直流電力により前記リアクトルに蓄積された電力を、前記順変換回路部からの直流電力が前記逆変換回路部を介して前記整合回路部へ供給されない状態で前記逆変換回路部へ供給して所定の周波数の交流電力に変換させ、前記整合回路部へ供給させる電力供給制御手段と、
この電力供給手段による制御にて前記発振回路部から前記リアクトルに蓄積された電力に基づく前記交流電力が前記整合回路部へ供給されると、前記整合回路部における負荷共振周波数および負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を検出する検出手段と、を具備し、
前記電力供給制御手段により、前記順変換回路部から前記リアクトルおよび前記逆変換回路部へ前記直流電力を供給させて前記整合回路部へ前記所定の周波数の交流電力を供給させる動作状態と、前記直流電力を前記リアクトルへ供給して蓄積させるとともに前記逆変換回路部から前記整合回路部へ前記交流電力を供給させない蓄積状態と、前記リアクトルへの前記直流電力の供給を遮断するとともに前記リアクトルに蓄積された電力を前記逆変換回路部を介して前記整合回路部へ供給可能に前記逆変換回路部へ供給する検出状態とのいずれかの状態に、前記発振回路部の動作を制御する際、
前記検出手段は、入力操作により設定入力され前記誘導負荷を作用させるための電力の供給条件における定格周波数および定格インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方に基づいて、所定の周波数の交流電力から順次低い周波数の交流電力に変換させて前記整合回路部へ順次供給させるとともに、これら異なる周波数の交流電力の供給時における前記交流電力の周波数および電流値の変化状況と前記交流電力の電圧および電流の位相の同一性とに基づいて、前記定格周波数および前記定格インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方に対応して前記負荷共振周波数および前記負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を検出する
ことを特徴とした電力供給装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電力供給装置であって、
前記順変換回路部は、複数のスイッチング素子にてブリッジ構造に構成され、
前記逆変換回路部は、複数のスイッチング素子にてブリッジ構造に構成され、
前記電力供給制御手段は、前記順変換回路部のスイッチング素子をオンオフ制御するとともに前記逆変換回路部の全てのスイッチング素子をオフして開路させ前記順変換回路部から供給される直流電力により前記リアクトルに蓄積された電力を、前記逆変換回路部のスイッチング素子をオンオフ制御して所定の周波数の交流電力に変換させて前記整合回路部へ供給させる
ことを特徴とした電力供給装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の電力供給装置であって、
前記検出手段は、前記整合回路部へ順次供給させる異なる周波数の交流電力の周波数と電流値とを１つのデータ構造に関連付けた整合データを生成し、これら整合データの周波数と電流値とに基づいて前記負荷共振周波数および前記負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を検出する
ことを特徴とした電力供給装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電力供給装置であって、
前記検出手段は、前記整合データのうちの前記交流電力の周波数および電流値がそれぞれ所定の閾値以上となる整合データに基づいて、前記負荷共振周波数および前記負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を検出する
ことを特徴とした電力供給装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の電力供給装置であって、
前記検出手段は、前記負荷共振インピーダンスの検出として、前記整合データにおける前記交流電力の周波数が最小となる整合データと、この整合データの１つ前に生成した整合データとに基づいて、以下に示す数１に基づいて演算して検出する
（数１）
Ｚ＝Ｌ×（ｌｏｇＩ１−ｌｏｇＩ２）／（ｔ２−ｔ１）
Ｚ：負荷共振インピーダンス〔Ω〕
ｔ１：記録開始から経過時間がｔ２の整合データに対して１つ前の整合データの記録開始からの経過時間〔秒〕
ｔ２：前記交流電力の周波数が最小となる整合データの記録開始からの経過時間〔秒〕
Ｉ１：ｔ１における整合データの電流値〔Ａ〕
Ｉ２：ｔ２における整合データの電流値〔Ａ〕
Ｌ：リアクトルの電気容量
ことを特徴とした電力供給装置。
【請求項７】
請求項５に記載の電力供給装置であって、
前記検出手段により所定の閾値以上となる前記整合データがないことを認識すると、前記整合回路部における共振回路の構成が前記入力操作により設定入力された電力の供給条件に対して適切ではない旨を報知手段にて報知させる制御をする報知制御手段を具備した
ことを特徴とした電力供給装置。
【請求項８】
請求項２ないし請求項７のいずれかに記載の電力供給装置であって、
前記検出手段により検出した前記負荷共振周波数および前記負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を報知手段にて報知させる制御をする報知制御手段を具備した
ことを特徴とした電力供給装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電力供給装置であって、
前記報知制御手段は、検出した前記負荷共振周波数および前記負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を、入力操作により設定入力され前記誘導負荷を作用させるための電力の供給条件における定格周波数および定格インピーダンスのうちの対応する少なくともいずれか一方と対比可能に前記報知手段に報知させる制御をする
ことを特徴とした電力供給装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の電力供給装置であって、
前記検出手段は、検出した前記負荷共振周波数および前記負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方と、前記定格周波数および前記定格インピーダンスのうちの対応するいずれか一方との差分を演算し、
前記報知制御手段は、前記演算した差分を前記報知手段に報知させる制御をする
ことを特徴とした電力供給装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電力供給装置であって、
前記報知制御手段は、前記差分の大きさに対応して、検出した前記負荷共振周波数および前記負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を、対応する前記定格周波数および前記定格インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方に近づけるための対処方法に関する対処情報を前記報知手段で報知可能とする制御をする
ことを特徴とした電力供給装置。
【請求項１２】
請求項２ないし請求項１１のいずれかに記載の電力供給装置であって、
前記検出手段は、検出した前記負荷共振周波数および前記負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方と、入力操作により設定され前記誘導負荷を作用させるための電力の供給条件における定格周波数および定格インピーダンスのうちの対応する少なくともいずれか一方との差分が所定範囲内であると判定すると、検出した前記負荷共振周波数および前記負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方に基づいて、前記順変換回路部からの直流電力により前記逆変換回路部で変換した交流電力を前記整合回路部へ供給させて前記整合回路部における負荷共振周波数および負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を検出する精密整合動作を可能とする
ことを特徴とした電力供給装置。
【請求項１３】
請求項２ないし請求項１２のいずれかに記載の電力供給装置と、
この電力供給装置から供給させる交流電力により被加熱物を誘導加熱する作用をする誘導加熱コイルと、
を具備したことを特徴とした誘導加熱装置。
【請求項１４】
商用交流電力を所定の直流電力に変換して出力する順変換回路部、前記変換された直流電力を所定の周波数の交流電力に変換して出力する電流形の逆変換回路部、および、前記順変換回路部で変換された直流電力における電流の交流成分を平滑して前記逆変換回路部へ供給するリアクトルを備えた発振回路部と、前記逆変換回路部から前記変換された交流電力が供給され前記所定の周波数に対応し誘導負荷とにより共振回路を構成する整合回路部と、を備え、前記誘導負荷に所定の周波数の交流電力を供給して作用させる電力供給装置における前記交流電力の供給状態を制御する制御方法であって、
前記順変換回路部から出力される直流電力により前記リアクトルに蓄積された電力を、前記順変換回路部から前記直流電力が前記逆変換回路部へ供給されない状態で前記逆変換回路部へ供給して所定の周波数の交流電力に変換して前記整合回路部へ供給させ、
この前記整合回路部への前記リアクトルに蓄積された電力に基づく前記交流電力の供給により、前記整合回路部における負荷共振周波数および負荷共振インピーダンスのうちのいずれか一方をそれぞれ検出する際、
前記順変換回路部から前記リアクトルおよび前記逆変換回路部へ前記直流電力を供給させて前記整合回路部へ前記所定の周波数の交流電力を供給させる動作状態と、前記直流電力を前記リアクトルへ供給して蓄積させるとともに前記逆変換回路部から前記整合回路部へ前記交流電力を供給させない蓄積状態と、前記リアクトルへの前記直流電力の供給を遮断するとともに前記リアクトルに蓄積された電力を前記逆変換回路部を介して前記整合回路部へ供給可能に前記逆変換回路部へ供給する検出状態とのいずれかの状態に、前記発振回路部の動作を制御する時、
前記検出手段は、入力操作により設定入力され前記誘導負荷を作用させるための電力の供給条件における定格周波数および定格インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方に基づいて、所定の周波数の交流電力から順次低い周波数の交流電力に変換させて前記整合回路部へ順次供給させるとともに、これら異なる周波数の交流電力の供給時における前記交流電力の周波数および電流値の変化状況と前記交流電力の電圧および電流の位相の同一性とに基づいて、前記定格周波数および前記定格インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方に対応して前記負荷共振周波数および前記負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を検出する
ことを特徴とする電力供給装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導負荷に所定の周波数の交流電力を供給して作用させるための電力供給制御装置、電力供給装置、電力供給装置の制御方法、および、誘導加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば歯車やシャフトなどの被加熱物を加熱して焼入れ処理する誘導加熱装置が知られている。この誘導加熱装置として、所定の周波数の電力を誘導加熱コイルに供給して、被加熱物を誘導加熱する構成が採られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００３】
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つの誘導加熱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、誘導加熱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低減させている。また、第２の変換器に並列にコンデンサを接続して誘導加熱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している。そして、１つの誘導加熱コイルに異なる中周波および高周波の電力を適宜供給して、ねじなどの複雑な回転対称形状の部品を誘導加熱する。
【０００４】
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。さらに、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。
【０００５】
【特許文献１】特許第３１５０９６８号公報（第２頁右欄−第３頁右欄、第３図）
【特許文献２】特開２００２−３５６７１５公報（第４頁右欄−第６頁右欄、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した特許文献１および特許文献２に記載のような従来の誘導加熱装置において、例えば被加熱物の材質の変更や形状の変更、焼入れ状態の変更など、誘導加熱の条件を変更する場合、負荷共振インピーダンスや負荷共振周波数を適宜調整する必要がある。しかしなから、誘導加熱の条件の変更に伴って負荷共振インピーダンスや負荷共振周波数を調整する作業は、誘導加熱についての高度な知識や経験などが必要となり、調整作業が困難である。このため、誘導加熱の条件を変更するたびに、誘導加熱装置の製造技術者が条件に対応した調整作業を実施しているのが現状で、迅速で容易な条件の変更が困難である。一方、誘導加熱の条件ごとに誘導加熱装置を設置したのでは、設備コストが極めて増大し、また設置領域の確保が困難となるなどの不都合が生じる問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、上述したような実情に鑑みて、誘導負荷を作用させる設定が容易となる電力供給制御装置、電力供給装置、電力供給装置の制御方法、および、誘導加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電力供給制御装置は、商用交流電力を所定の直流電力に変換して出力する順変換回路部、前記変換された直流電力を所定の周波数の交流電力に変換して出力する電流形の逆変換回路部、および、前記順変換回路部で変換された直流電力における電流の交流成分を平滑して前記逆変換回路部へ供給するリアクトルを備えた発振回路部と、前記逆変換回路部から前記変換された交流電力が供給され前記所定の周波数に対応し誘導負荷とにより共振回路を構成する整合回路部と、を備え、前記誘導負荷に所定の周波数の交流電力を供給して作用させる電力供給装置における前記交流電力の供給状態を制御する電力供給制御装置であって、前記発振回路部を制御して、前記順変換回路部から出力される直流電力により前記リアクトルに蓄積された電力を、前記順変換回路部からの直流電力が前記逆変換回路部を介して前記整合回路部へ供給されない状態で前記逆変換回路部へ供給して所定の周波数の交流電力に変換させ、前記整合回路部へ供給させる電力供給制御手段と、この電力供給手段による制御にて前記発振回路部から前記リアクトルに蓄積された電力に基づく前記交流電力が前記整合回路部へ供給されると、前記整合回路部における負荷共振周波数および負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を検出する検出手段と、を具備し、前記電力供給制御手段により、前記順変換回路部から前記リアクトルおよび前記逆変換回路部へ前記直流電力を供給させて前記整合回路部へ前記所定の周波数の交流電力を供給させる動作状態と、前記直流電力を前記リアクトルへ供給して蓄積させるとともに前記逆変換回路部から前記整合回路部へ前記交流電力を供給させない蓄積状態と、前記リアクトルへの前記直流電力の供給を遮断するとともに前記リアクトルに蓄積された電力を前記逆変換回路部を介して前記整合回路部へ供給可能に前記逆変換回路部へ供給する検出状態とのいずれかの状態に、前記発振回路部の動作を制御する際、前記検出手段は、入力操作により設定入力され前記誘導負荷を作用させるための電力の供給条件における定格周波数および定格インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方に基づいて、所定の周波数の交流電力から順次低い周波数の交流電力に変換させて前記整合回路部へ順次供給させるとともに、これら異なる周波数の交流電力の供給時における前記交流電力の周波数および電流値の変化状況と前記交流電力の電圧および電流の位相の同一性とに基づいて、前記定格周波数および前記定格インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方に対応して前記負荷共振周波数および前記負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を検出することを特徴とする。
【０００９】
この発明では、商用交流電力を所定の直流電力に変換して出力する順変換回路部と、この変換された直流電力を所定の周波数の交流電力に変換して出力する電流形の逆変換回路部と、順変換回路部で変換された直流電力における電流の交流成分を平滑して逆変換回路部へ供給するリアクトルとを備え、逆変換回路部から供給される所定の周波数の交流電力に対応し誘導負荷とにより共振回路を構成する整合回路部へ所定の交流電力を供給させて誘導負荷を作用させる発振回路部を電力供給制御手段により制御し、順変換回路部から出力された直流電力によりリアクトルに蓄積された電力を、順変換回路部からの直流電力が逆変換回路部を介して整合回路部へ交流電力として供給されない状態で逆変換回路部へ供給して所定の周波数の交流電力に変換させて整合回路部へ供給させる。そして、検出手段により、電力供給制御手段にて発振回路部からリアクトルに蓄積された電力に基づく交流電力が整合回路部へ供給されると、整合回路部における負荷共振周波数および負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を検出させる。このことにより、誘導負荷を作用させる交流電力の供給条件にあった高効率の誘導負荷の作用を実施させる電力供給装置における共振回路の構成の適正化判断のために、共振回路を動作させる電力として直流電力を平滑するリアクトルの構成を利用しているので、簡単な構成で誘導負荷を効率よく作用させる共振回路の設定が容易となる。
【００１０】
本発明の電力供給装置は、誘導負荷に所定の周波数の交流電力を供給して作用させる電力供給装置であって、商用交流電力を所定の直流電力に変換して出力する順変換回路部、前記変換された直流電力を前記所定の周波数の交流電力に変換して出力する電流形の逆変換回路部、および、前記順変換回路部で変換された直流電力における電流の交流成分を平滑して前記逆変換回路部へ供給するリアクトルを備えた発振回路部と、前記逆変換回路部から前記変換された交流電力が供給され前記所定の周波数に対応して前記誘導負荷とにより共振回路を構成する整合回路部と、前記発振回路部を制御して、前記順変換回路部から出力される直流電力により前記リアクトルに蓄積された電力を、前記順変換回路部からの直流電力が前記逆変換回路部を介して前記整合回路部へ供給されない状態で前記逆変換回路部へ供給して所定の周波数の交流電力に変換させ、前記整合回路部へ供給させる電力供給制御手段と、この電力供給手段による制御にて前記発振回路部から前記リアクトルに蓄積された電力に基づく前記交流電力が前記整合回路部へ供給されると、前記整合回路部における負荷共振周波数および負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を検出する検出手段と、を具備し、前記電力供給制御手段により、前記順変換回路部から前記リアクトルおよび前記逆変換回路部へ前記直流電力を供給させて前記整合回路部へ前記所定の周波数の交流電力を供給させる動作状態と、前記直流電力を前記リアクトルへ供給して蓄積させるとともに前記逆変換回路部から前記整合回路部へ前記交流電力を供給させない蓄積状態と、前記リアクトルへの前記直流電力の供給を遮断するとともに前記リアクトルに蓄積された電力を前記逆変換回路部を介して前記整合回路部へ供給可能に前記逆変換回路部へ供給する検出状態とのいずれかの状態に、前記発振回路部の動作を制御する際、前記検出手段は、入力操作により設定入力され前記誘導負荷を作用させるための電力の供給条件における定格周波数および定格インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方に基づいて、所定の周波数の交流電力から順次低い周波数の交流電力に変換させて前記整合回路部へ順次供給させるとともに、これら異なる周波数の交流電力の供給時における前記交流電力の周波数および電流値の変化状況と前記交流電力の電圧および電流の位相の同一性とに基づいて、前記定格周波数および前記定格インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方に対応して前記負荷共振周波数および前記負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を検出することを特徴とする。
【００１１】
この発明では、商用交流電力を所定の直流電力に変換して出力する順変換回路部と、この変換された直流電力を所定の周波数の交流電力に変換して出力する電流形の逆変換回路部と、順変換回路部で変換された直流電力における電流の交流成分を平滑して逆変換回路部へ供給するリアクトルとを備え、逆変換回路部から供給される所定の周波数の交流電力に対応し誘導負荷とにより共振回路を構成する整合回路部へ所定の交流電力を供給させて誘導負荷を作用させる発振回路部を電力供給制御手段により制御し、順変換回路部から出力された直流電力によりリアクトルに蓄積された電力を、順変換回路部からの直流電力が逆変換回路部を介して整合回路部へ交流電力として供給されない状態で逆変換回路部へ供給して所定の周波数の交流電力に変換させて整合回路部へ供給させる。そして、検出手段により、電力供給制御手段にて発振回路部からリアクトルに蓄積された電力に基づく交流電力が整合回路部へ供給されると、整合回路部における負荷共振周波数および負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を検出させる。このことにより、交流電力の供給条件にあった高効率で誘導負荷を作用させるための共振回路の構成の適正化判断のために、共振回路を動作させる電力として直流電力を平滑するリアクトルの構成を利用しているので、簡単な構成で誘導負荷を効率よく作用させる共振回路の設定が容易となる。
【００２５】
この発明では、順変換回路部から出力される直流電力の電流の交流成分を平滑するリアクトルを用い、逆変換回路部として電流形を用いている。このことにより、整合回路部へ所定の交流電力を供給させる発振回路部として、商用交流電力を誘導負荷で作用させる所定の周波数の交流電力に変換させる直流電力の平滑および所定の交流電力への変換出力と、誘導負荷を効率よく作用させるための共振回路の構成の適正化のために共振回路を動作させる電力の供給などとが、簡単な構成で容易に得られる。
【００２６】
さらに、本発明では、前記順変換回路部は、複数のスイッチング素子にてブリッジ構造に構成され、前記逆変換回路部は、複数のスイッチング素子にてブリッジ構造に構成され、前記電力供給制御手段は、前記順変換回路部のスイッチング素子をオンオフ制御するとともに前記逆変換回路部の全てのスイッチング素子をオフして開路させ前記順変換回路部から供給される直流電力により前記リアクトルに蓄積された電力を、前記逆変換回路部のスイッチング素子をオンオフ制御して所定の周波数の交流電力に変換させて前記整合回路部へ供給させる構成とすることが好ましい。
【００２７】
この発明では、電力供給制御手段による発振回路部の制御として、順変換回路部のスイッチング素子をオンオフ制御するとともに逆変換回路部の全てのスイッチング素子をオフして開路し順変換回路部から供給される直流電力によりリアクトルに蓄積された電力を、逆変換回路部のスイッチング素子をオンオフ制御して逆変換回路部で所定の周波数の交流電力に変換させて整合回路部へ供給させる。このことにより、電力の供給状態を切り替えるスイッチ素子やスイッチ回路などを別途設けることなく、商用交流電力を所定の周波数の交流電力に変換して整合回路部へ供給する発振回路部の順変換回路部および逆変換回路部を構成する各スイッチング素子のオンオフ状態の制御にて実施可能となり、構成の簡略化が容易となる。
【００２９】
この発明では、検出手段による検出として、入力操作により設定入力され誘導負荷を作用させるための電力の供給条件における定格周波数および定格インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方に基づいて、所定の周波数の交流電力から順次低い周波数の交流電力に変換させて整合回路部へ順次供給させる。そして、逆変換回路部が電流形であることから、異なる周波数の交流電力の供給時における交流電力の周波数および電流値の変化状況と、供給する交流電力の電圧および電流の位相の同一性とに基づいて、交流電力の供給に基づく定格周波数および定格インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方に対応して負荷共振周波数および負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を検出する。このことにより、リアクトルに蓄積された電力の放電状況に基づいて、共振回路の構成の適正化の判断が容易となり、所定の周波数の交流電力で誘導負荷を効率よく作用させる共振回路の設定が容易となる。
【００３０】
さらに、本発明では、前記検出手段は、前記整合回路部へ順次供給させる異なる周波数の交流電力の周波数と電流値とを１つのデータ構造に関連付けた整合データを生成し、これら整合データの周波数と電流値とに基づいて前記負荷共振周波数および前記負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を検出する構成とすることが好ましい。
【００３１】
この発明では、検出手段による負荷共振周波数および負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方の検出として、整合回路部へ順次低い周波数で順次供給される交流電力の周波数と電流値とを１つのデータ構造に関連付けた整合データを順次生成し、これら生成した整合データの周波数と電流値とに基づいて検出する。このことにより、整合回路部へ順次供給させる交流電力の周波数と電流値との変化状況が、供給する交流電力の周波数と電圧値とを整合データとして逐次記録する簡単な制御で容易に得られる。
【００３２】
また、本発明では、前記検出手段は、前記整合データのうちの前記交流電力の周波数および電流値がそれぞれ所定の閾値以上となる整合データに基づいて、前記負荷共振周波数および前記負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を検出する構成とすることが好ましい。
【００３３】
この発明では、検出手段による負荷共振周波数および負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方の検出に際して、整合データのうち、交流電力の周波数および電流値がそれぞれ所定の閾値以上となる整合データに基づいて検出する。このことにより、リアクトルの放電による電流値の低下に伴って所定の閾値より小さい周波数や電流値の整合データの信頼性が低下するので、信頼性の高い所定の閾値以上の整合データに基づいて検出することで、より適切な共振回路構成の適正化判断が得られる。
【００３４】
そして、本発明では、前記検出手段は、前記負荷共振インピーダンスの検出として、前記整合データにおける前記交流電力の周波数が最小となる整合データと、この整合データの１つ前に生成した整合データとに基づいて、以下に示す数１に基づいて演算して検出する構成とすることが好ましい。
（数１）
Ｚ＝Ｌ×（ｌｏｇＩ１−ｌｏｇＩ２）／（ｔ２−ｔ１）
Ｚ：負荷共振インピーダンス〔Ω〕
ｔ１：記録開始から経過時間がｔ２の整合データに対して１つ前の整合データの記録開始からの経過時間〔秒〕
ｔ２：前記交流電力の周波数が最小となる整合データの記録開始からの経過時間〔秒〕
Ｉ１：ｔ１における整合データの電流値〔Ａ〕
Ｉ２：ｔ２における整合データの電流値〔Ａ〕
Ｌ：リアクトルの電気容量
【００３５】
この発明では、検出手段における負荷共振インピーダンスの検出として、整合データにおける交流電力の周波数が最小となる整合データと、この整合データの１つ前に生成した整合データとに基づき、逆変換回路部が電流形であることから、上述した数１により演算して負荷共振インピーダンスとしている。このことにより、リアクトルで蓄積される微少の電力でも、共振回路における比較的に高い精度の負荷共振インピーダンスが容易に検出され、共振回路の構成の適正化判断が容易となる。
【００３６】
また、本発明では、前記検出手段により所定の閾値以上となる前記整合データがないことを認識すると、前記整合回路部における共振回路の構成が前記入力操作により設定入力された電力の供給条件に対して適切ではない旨を報知手段にて報知させる制御をする報知制御手段を具備した構成とすることが好ましい。
【００３７】
この発明では、所定の閾値以上となる整合データがない、すなわち整合データにおける交流電力の周波数と電圧値または電流値がそれぞれ所定の閾値以上とならないことを検出手段が認識すると、報知制御手段により、整合回路部における共振回路の構成が、入力操作により設定された電力の供給条件に対して適切ではない旨を報知手段にて報知させる制御をする。このことにより、例えば誘導負荷の作用条件の変更や装置構成の変更などに際して、効率よく誘導負荷を作用させるための共振回路の構成が適切でないことを利用者にて容易に認知され、適切でない状態での非効率な誘導負荷の作用や装置の損傷などの不都合が容易に防止される。
【００３８】
そして、本発明では、前記検出手段により検出した前記負荷共振周波数および前記負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を報知手段にて報知させる制御をする報知制御手段を具備した構成とすることが好ましい。
【００３９】
この発明では、報知制御手段により、検出手段で検出した負荷共振周波数および負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を報知手段で報知させる制御をする。このことにより、例えば入力操作により設定入力される交流電力の供給条件に合った高効率の誘導負荷の作用を実施させる共振回路の構成の適正化判断が利用者にて容易に認知され、誘導負荷を効率よく作用させる共振回路の設定が容易となる。
【００４０】
また、本発明では、前記報知制御手段は、検出した前記負荷共振周波数および前記負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を、入力操作により設定入力され前記誘導負荷を作用させるための電力の供給条件における定格周波数および定格インピーダンスのうちの対応する少なくともいずれか一方と対比可能に前記報知手段に報知させる制御をすることを特徴とする。
【００４１】
この発明では、報知制御手段により、検出手段で検出した負荷共振周波数および負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を、入力操作により設定入力され誘導負荷を作用させるための電力の供給条件における定格周波数および定格インピーダンスのうちの対応する少なくともいずれか一方と対比可能に報知手段にて報知させる制御をする。このことにより、共振回路の構成の適正化が容易に判断可能となり、共振回路の構成の設定が容易となる。
【００４２】
そして、本発明では、前記検出手段は、検出した前記負荷共振周波数および前記負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方と、前記定格周波数および前記定格インピーダンスのうちの対応するいずれか一方との差分を演算し、前記報知制御手段は、前記演算した差分を前記報知手段に報知させる制御をすることを特徴とする。
【００４３】
この発明では、検出手段により、検出した負荷共振周波数および負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方と、入力操作により設定入力され誘導負荷を作用させるための電力の供給条件における定格周波数および定格インピーダンスのうちの対応する少なくともいずれか一方との差分を演算する。そして、報知制御手段により、検出手段で演算した差分を報知手段で報知させる制御をする。このことにより、共振回路における負荷共振周波数および負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方により、共振回路の構成の適正化がより容易に判断可能となり、共振回路の構成の設定がより容易となる。
【００４４】
さらに、本発明では、前記報知制御手段は、前記差分の大きさに対応して、検出した前記負荷共振周波数および前記負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を、対応する前記定格周波数および前記定格インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方に近づけるための対処方法に関する対処情報を前記報知手段で報知可能とする制御をすることを特徴とする。
【００４５】
この発明では、報知制御手段により、検出手段で演算した差分の大きさに対応して、検出した負荷共振周波数および負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を、対応する定格周波数および定格インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方に近づけるための対処方法に関する対処情報を報知手段で報知可能とする制御をする。このことにより、効率よく誘導負荷を作用させるための共振回路の構成の設定が、報知される対処情報の対処方法に基づいて容易となる。
【００４６】
そして、本発明では、前記検出手段は、検出した前記負荷共振周波数および前記負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方と、入力操作により設定され前記誘導負荷を作用させるための電力の供給条件における定格周波数および定格インピーダンスのうちの対応する少なくともいずれか一方との差分が所定範囲内であると判定すると、検出した前記負荷共振周波数および前記負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方に基づいて、前記順変換回路部からの直流電力により前記逆変換回路部で変換した交流電力を前記整合回路部へ供給させて前記整合回路部における負荷共振周波数および負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を検出する精密整合動作を可能とすることを特徴とする。
【００４７】
この発明では、検出手段により、検出した負荷共振周波数および負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方と、入力操作により設定され誘導負荷を作用させるための電力の供給条件における定格周波数および定格インピーダンスのうちの対応する少なくともいずれか一方との差分が所定範囲内であると判定すると、検出した負荷共振周波数および負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方に基づいて、順変換回路部からの直流電力により逆変換回路部で変換した交流電力を整合回路部へ供給させて整合回路部における負荷共振周波数および負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を検出する精密整合動作を可能とする。このことにより、リアクトルで蓄積された電力に基づく交流電力で検出した整合回路部の負荷共振周波数や負荷共振インピーダンスが、対応する定格周波数や定格インピーダンスと大差がない場合に共振回路がある程度の適正性で構築されていると判断できるので、順変換回路部からの直流電力でより正確な整合回路部の負荷共振周波数や負荷共振インピーダンスを検出して共振回路の適正性の判断をしても、装置が損傷するなどの不都合を生じず、順変換回路部からの安定した直流電力で共振回路の構成のより適正な設定判断が可能となり、誘導負荷を効率よく作用させるための設定が容易となる。
【００４８】
本発明の誘導加熱装置は、本発明の電力供給装置と、この電力供給装置から供給させる交流電力により被加熱物を誘導加熱する作用をする誘導加熱コイルと、を具備したことを特徴とする。
【００４９】
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、簡単な構成で誘導負荷を効率よく作用させる共振回路の設定が容易な本発明の電力供給装置から交流電力を供給させる。このことにより、誘導加熱コイルによる効率的な誘導加熱が容易に得られるとともに、被加熱物の変更や誘導加熱条件の変更など、共振回路の構成が変更しても容易に効率的な誘導加熱を実施するための設定が容易となり、汎用性が向上する。
【００５０】
本発明の電力供給装置の制御方法は、商用交流電力を所定の直流電力に変換して出力する順変換回路部、前記変換された直流電力を所定の周波数の交流電力に変換して出力する電流形の逆変換回路部、および、前記順変換回路部で変換された直流電力における電流の交流成分を平滑して前記逆変換回路部へ供給するリアクトルを備えた発振回路部と、前記逆変換回路部から前記変換された交流電力が供給され前記所定の周波数に対応し誘導負荷とにより共振回路を構成する整合回路部と、を備え、前記誘導負荷に所定の周波数の交流電力を供給して作用させる電力供給装置における前記交流電力の供給状態を制御する制御方法であって、前記順変換回路部から出力される直流電力により前記リアクトルに蓄積された電力を、前記順変換回路部から前記直流電力が前記逆変換回路部へ供給されない状態で前記逆変換回路部へ供給して所定の周波数の交流電力に変換して前記整合回路部へ供給させ、この前記整合回路部への前記リアクトルに蓄積された電力に基づく前記交流電力の供給により、前記整合回路部における負荷共振周波数および負荷共振インピーダンスのうちのいずれか一方をそれぞれ検出する際、前記順変換回路部から前記リアクトルおよび前記逆変換回路部へ前記直流電力を供給させて前記整合回路部へ前記所定の周波数の交流電力を供給させる動作状態と、前記直流電力を前記リアクトルへ供給して蓄積させるとともに前記逆変換回路部から前記整合回路部へ前記交流電力を供給させない蓄積状態と、前記リアクトルへの前記直流電力の供給を遮断するとともに前記リアクトルに蓄積された電力を前記逆変換回路部を介して前記整合回路部へ供給可能に前記逆変換回路部へ供給する検出状態とのいずれかの状態に、前記発振回路部の動作を制御する時、前記検出手段は、入力操作により設定入力され前記誘導負荷を作用させるための電力の供給条件における定格周波数および定格インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方に基づいて、所定の周波数の交流電力から順次低い周波数の交流電力に変換させて前記整合回路部へ順次供給させるとともに、これら異なる周波数の交流電力の供給時における前記交流電力の周波数および電流値の変化状況と前記交流電力の電圧および電流の位相の同一性とに基づいて、前記定格周波数および前記定格インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方に対応して前記負荷共振周波数および前記負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を検出することを特徴とする。
【００５１】
この発明では、上記電極供給制御装置における交流電力の供給状態を制御する方法のカテゴリーに展開したもので、同様の作用効果を奏する。すなわち、商用交流電力を所定の直流電力に変換して出力する順変換回路部から出力された直流電力によりリアクトルに蓄積された電力を、順変換回路部から直流電力が逆変換回路部へ供給されない状態で逆変換回路部へ供給して所定の周波数の交流電力に変換させて整合回路部へ供給させる。そして、発振回路部からリアクトルに蓄積された電力に基づく交流電力が整合回路部へ供給されると、整合回路部における負荷共振周波数および負荷共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方を検出させる。このことにより、誘導負荷を作用させる交流電力の供給条件にあった高効率で誘導負荷を作用させるための共振回路の構成の適正化判断のために、共振回路を動作させる電力として直流電力を平滑するリアクトルの構成を利用しているので、簡単な構成で誘導負荷を効率よく作用させる電力供給装置の共振回路の設定が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下、本発明の実施の形態の前提となる技術について図面を参照して説明する。本実施の形態の前提となる技術では、例えば被加熱物として表面に複数の凹凸を有した複雑な形状の歯車やねじ、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部材などを加熱処理する誘導加熱装置を例示して説明する。なお、本発明では、これに限らず、いずれの被加熱物をも対象とすることができる。また、低周波と高周波との異なる２つの周波数で電力を供給する構成について説明するが、これに限らず、所定の周波数のみあるいは３つ以上の周波数で電力を供給させる構成などにも適用できる。図１は、本発明の実施の形態の前提となる技術に係る誘導加熱装置の概略構成を示す模式図である。図２は、整合回路部におけるインピーダンスの周波数特性を示すグラフである。図３は、整合状態データベースの概略構成を示す模式図である。図４は、誘導加熱装置を構成する制御手段の概略構成を示す模式図である。図５は、粗整合判定用データの周波数および電圧の値を示すグラフであり、（Ａ）は周波数のグラフを示し、（Ｂ）は電圧のグラフを示す。図６は、整合判定処理画面の概略構成を示す模式図である。図７〜図２０は、整合状態が状態Ａ〜状態Ｌ、状態ＥＲＲ１、状態ＥＲＲ２のメッセージ画面の概略構成を示す模式図である。
【００５３】
〔誘導加熱装置の構成〕
図１において、１００は誘導加熱装置で、この誘導加熱装置１００は、例えば商用交流電源ｅを利用して略同時期に異なる２種の周波数の電力で被加熱物２０１を誘導加熱して焼入れする装置である。そして、誘導加熱装置１００は、被加熱物２０１を誘導加熱する誘導加熱コイル２００と、この誘導加熱コイル２００に異なる周波数の電力を供給して誘導加熱させる電力供給装置３００と、誘導加熱装置１００の運転状態を検出して運転状態を制御する電力供給制御装置としての制御装置４００と、を備えている。
【００５４】
誘導加熱コイル２００は、電力供給装置３００に接続されている。そして、誘導加熱コイル２００は、例えば等価インダクタンスＬ0が数十から数百ｎＨのものが用いられ、電力供給装置３００から異なる周波数の交流電力が供給されて被加熱物２０１を誘導加熱する。
【００５５】
電力供給装置３００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２００へ供給する。この電力供給装置３００は、発振回路部３１０と、整合回路部３２０と、を備えている。
【００５６】
発振回路部３１０は、例えば電圧形で、商用交流電源ｅから所定の異なる周波数すなわち高周波および低周波の電力を、所定のデューティ比で高速に切替出力する。この発振回路部３１０は、順変換回路部としてのコンバータ３１１と、逆変換回路部としてのインバータ３１２と、平滑コンデンサＣｆと、を備えている。
【００５７】
コンバータ３１１は、例えばサイリスタなどのスイッチング素子にて構成された三相ブリッジ回路などの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からの交流電力を、スイッチング素子の制御装置４００によるオンオフ制御にて直流電力に変換する。この変換された直流電力は、蓄積電圧である充電電圧が例えば約１００Ｖとなる容量を有する平滑コンデンサＣｆを介して直流電力におけるリップル分である電圧の交流成分が適宜平滑されてインバータ３１２へ出力される。インバータ３１２は、例えばＭＯＳ（Metal-Oxide Semiconductor）トランジスタやＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などのスイッチング素子にてフルブリッジ形などに構成された電圧形の逆変換回路で、平滑コンデンサＣｆを介して入力される直流電力を、一定の周波数、例えば１０ｋＨｚ以上３００ｋＨｚ以下の電圧方形波の単相の交流電力に変換する。具体的には、インバータ３１２は、スイッチング素子の制御装置４００によるオンオフ制御にて、供給される直流電力を交流電力に変換して出力する。
【００５８】
整合回路部３２０は、発振回路部３１０に接続され、低周波および高周波に対応した異なる２つの負荷共振周波数としての直列共振周波数を有し、発振回路部３１０から出力される高周波あるいは低周波の交流電力により、誘導加熱コイル２００とにより直列共振し、被加熱物２０１を誘導加熱する。この整合回路部３２０は、整合変圧器３２１と、リアクトルＬ１と、第１のコンデンサ部３２２と、第２のコンデンサ部３２３と、電流変成器３２４と、を備えている。
【００５９】
整合変圧器３２１は、負荷共振インピーダンスとしての高周波および低周波の２つの共振周波負荷のインピーダンスである直列共振インピーダンスと、発振器出力インピーダンスである発振回路部３１０から出力される交流電力の出力インピーダンスとを整合させる。この整合変圧器３２１は、１次巻線３２１Ａが発振回路部３１０のインバータ３１２の出力端子間に接続され、変換された交流電力が入力される。また、整合変圧器３２１は２次巻線３２１Ｂにタップ３２１Ｃを有し、このタップ３２１Ｃは高周波および低周波の２つの直列共振周波数に対応した２次巻線３２１Ｂの位置に設けられている。すなわち、整合変圧器３２１は、２次巻線３２１Ｂの図示しない引き出し線がそれぞれ接続される一対の出力端子Ｓ１，Ｓ２間の出力等価インピーダンスと、タップ３２１Ｃおよび出力端子Ｓ１間の出力等価インピーダンスと、を有している。また、整合変圧器３２１は、１次巻線３２１Ａの所定の位置に接続される状態、すなわち２次巻線３２１Ｂとの巻数比Ｍを変更させて出力等価インピーダンスを変更させる状態に設けられたタップ３２１Ｄを有している。
【００６０】
この整合変圧器３２１における２次巻線３２１Ｂの両端の図示しない引き出し線が接続される一対の出力端子Ｓ１，Ｓ２間には、第２のコンデンサ部３２３および電流変成器３２４の１次巻線３２４Ａの直列回路が接続されている。すなわち、整合変圧器３２１の出力等価インピーダンスが比較的に大きい２次巻線３２１Ｂの両端間に、インピーダンスが比較的に小さい第２のコンデンサ部３２３を接続する。また、整合変圧器３２１のタップ３２１Ｃと、第２のコンデンサ部３２３および電流変成器３２４の１次巻線３２４Ａの接続点との間には、リアクトルＬ１および第１のコンデンサ部３２２の直列回路が接続されている。すなわち、整合変圧器３２１の出力等価インピーダンスが比較的に小さい２次巻線３２１Ｂの一方の出力端子Ｓ１およびタップ３２１Ｃ間に、インピーダンスが比較的に大きい第１のコンデンサ部３２２およびリアクトルＬ１の直列回路を接続する。
【００６１】
電流変成器３２４は、２次巻線３２４Ｂに誘導加熱コイル２００が着脱可能に接続される。そして、この電流変成器３２４における２次巻線３２４Ｂの巻数比をＮとし、誘導加熱コイル２００の等価インダクタンスをＬ0とすると、誘導加熱コイル２００が２次側に接続された電流変成器３２４の１次側には、Ｎ2Ｌ0の負荷コイル等価インダクタンスが生じる。また、電流変成器３２４は、１次巻線３２４Ａの所定の位置に接続される状態に、すなわち巻数比Ｎを変更させる状態に設けられたタップ３２４Ｃを有している。
【００６２】
第１のコンデンサ部３２２は、コンデンサＣ１１と、このコンデンサＣ１１に並列に接続されタップ３２２ＡおよびコンデンサＣ１２の直列回路と、を備えている。また、第２のコンデンサ部３２３は、コンデンサＣ２１と、このコンデンサＣ２１に並列に接続されタップ３２３ＡおよびコンデンサＣ２２の直列回路と、を備えている。そして、第１のコンデンサ部３２２および第２のコンデンサ部３２３は、タップ３２２Ａおよびタップ３２３Ａの切り替えにより、合成静電容量がそれぞれ変更可能となっている。なお、第１のコンデンサ部３２２および第２のコンデンサ部３２３は、コンデンサＣ１１およびコンデンサＣ２１に並列に、タップおよびコンデンサの直列回路をさらに接続して合成静電容量をさらに変更可能な構成としてもよい。そして、第１のコンデンサ部３２２はコンデンサＣ１１，Ｃ１２の合成静電容量が例えば数十μＦに構成され、第２のコンデンサ部３２３はコンデンサＣ２１，Ｃ２２の合成静電容量が例えば数μＦに構成されている。すなわち、第１のコンデンサ部３２２は、第２のコンデンサ部３２３よりインピーダンスがはるかに大きく、例えば１０〜２０倍の大きさに設定されている。一方、リアクトルＬ１は、例えば数μＨのものが用いられ、インダクタンスが負荷コイル等価インダクタンスＮ2Ｌ0より大きく、例えば４〜５倍程度に設定されている。
【００６３】
このように、整合回路部３２０には、リアクトルＬ１、第１のコンデンサ部３２２および負荷コイル等価インダクタンスＮ2Ｌ0により構成され低周波で直列共振する低周波直列共振回路３２５と、第２のコンデンサ部３２３および負荷コイル等価インダクタンスＮ2Ｌ0により構成され高周波で直列共振する高周波直列共振回路３２６と、が構成されている。すなわち、低周波直列共振回路３２５は、直列共振インピーダンスが低いため、大きなインピーダンス変換比を持つ２次巻線３２１Ｂの一方の出力端子Ｓ１およびタップ３２１Ｃ間に接続される。また、高周波直列共振回路３２６は、直列共振インピーダンスが高いため、小さいインピーダンス変換比を持つ２次巻線３２１Ｂの両端間の出力端子Ｓ１，Ｓ２間に接続される。
【００６４】
そして、整合回路部３２０は、低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６により、低周波および高周波の異なる２つの直列共振周波数に対する異なる負荷共振インピーダンスとしての直列共振インピーダンスを有している。これら直列共振インピーダンスが、電流変成器３２４のタップ３２４Ｃの位置調整あるいは誘導加熱コイル２００の巻数や大きさの調整により、整合変圧器３２１の出力等価インピーダンスと一致するように構成されている。すなわち、整合変圧器３２１の出力等価インピーダンスが小さくなるタップ３２１Ｃおよび出力端子Ｓ１間に直列共振インピーダンスが小さい低周波直列共振回路３２５が接続される状態とし、出力等価インピーダンスが大きくなる出力端子Ｓ１，Ｓ２間に直列共振インピーダンスが大きい高周波直列共振回路３２６が接続される状態となっている。また、第１のコンデンサ部３２２のタップ３２２Ａや第２のコンデンサ部３２３のタップ３２３Ａの位置調整による第１のコンデンサ部３２２や第２のコンデンサ部３２３の合成静電容量の調整、タップ３２４Ｃの位置調整、誘導加熱コイル２００の巻数や大きさの調整により、低周波直列共振回路３２５や高周波直列共振回路３２６の直列共振周波数が変更可能に構成されている。
【００６５】
また、供給する電力の出力インピーダンスが直列共振インピーダンスと一致したとき、負荷に最大電力を供給できる。このため、例えば図２のグラフに示すように、整合回路部３２０におけるインピーダンスの周波数特性に基づいて、整合回路部３２０は出力インピーダンスと低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の直列共振インピーダンスとを整合変圧器３２１や電流変成器３２４にて整合させて効率よく最大電力を供給させる。なお、上述したように、第１のコンデンサ部３２２や第２のコンデンサ部３２３における合成静電容量の調整、あるいは負荷コイル等価インダクタンスＮ2Ｌ0の調整により、図２のグラフにおいてＦ１やＦ２として示すような直列共振周波数が適宜調整される。さらに、整合回路部３２０は、低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の共振点における回路インピーダンスが交流電力の純抵抗となって周波数の平方根に比例するので、高周波直列共振回路３２６の直列共振インピーダンスは、低周波直列共振回路３２５の直列共振インピーダンスより、｛（高周波の周波数）／（低周波の周波数）｝の平方根に比例して大きくなっている。
【００６６】
制御装置４００は、誘導加熱装置１００の動作状態である誘導加熱処理の運転状況を検出し、運転条件を適宜設定し、設定された運転条件で誘導加熱装置１００の運転状態を制御する装置である。この制御装置４００は、図示しない操作手段と、報知手段としての運転内容表示手段である表示手段４１０と、対処報知情報記憶手段としてのメモリ４２０と、演算手段としての電力供給制御装置および電力供給制御手段として機能し得る制御手段４３０と、などを備えている。
【００６７】
操作手段は、例えば操作者による入力操作が可能な操作ボタンや操作つまみなどを備えている。そして、操作手段は、制御手段４３０に接続され、操作ボタンや操作つまみなどの入力操作に対応して所定の操作信号を制御手段４３０へ出力し、制御手段４３０に入力操作に基づく各種設定事項を入力設定させる。この制御手段４３０で設定される設定事項としては、加熱電力の設定や電力比率の設定などの誘導加熱の運転条件や、表示手段４１０における表示状態の設定などの制御装置４００の動作設定などが例示できる。
【００６８】
表示手段４１０は、表示部４１１（例えば、図６参照）と、タッチパネル４１２と、を備えている。表示部４１１は、制御手段４３０に接続され、制御手段４３０の制御により画像データを表示領域４１１Ａに画面表示させる。この画面表示させる画像データとしては、各種メニュー、誘導加熱の際に発振回路部３１０から供給する電力の周波数（以下、定格周波数と適宜称す）、インピーダンスや周波数の整合状態などの誘導加熱装置１００の動作状態などの画像データが例示できる。タッチパネル４１２は、表示部４１１の表示領域４１１Ａに臨んで操作者が接触操作可能に設けられている。そして、タッチパネル４１２は、制御手段４３０に接続され、操作者が表示領域４１１Ａで表示される画像データに基づいて接触操作することで、その領域に関する信号を制御手段４３０へ出力し、接触操作の領域に対応する表示画面の設定事項を制御手段４３０で入力設定させる。
【００６９】
メモリ４２０は、制御手段４３０に接続され、制御手段４３０が適宜読出可能に各種情報を記憶する。この記憶する情報としては、例えば操作手段の入力操作で入力設定される設定事項やタッチパネル４１２により設定入力する設定事項、制御手段４３０で取得したり生成したりした各種情報の他、詳細は後述する整合判定処理画面５００（図６参照）やメッセージ画面５７０Ａ〜５７０Ｎ（図７ないし図２０参照）のような表示手段４１０で画面表示させる各種フォームの画像データ、詳細は後述する粗整合判定処理において用いられる短絡フラグ、開放フラグ、連続同期フラグ、高周波共振フラグ、低周波共振フラグなどが例示できる。また、メモリ４２０は、例えば図３に示すような整合状態データベース４２１を適宜読み出し可能に記憶している。さらに、メモリ４２０は、誘導加熱装置１００全体を動作制御するＯＳ（Operating System）上に展開される各種プログラムなどを記憶している。このメモリ４２０としては、例えば停電などにより突然電源が落ちた際にも記憶が保持される構成のメモリ、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）メモリなどを用いることが望ましい。
【００７０】
整合状態データベース４２１は、粗整合判定処理における整合状態の判定処理、後述する整合判定処理画面５００（図６参照）やメッセージ画面５７０Ａ〜５７０Ｎ（図７〜図２０参照）の表示処理に利用されるデータベースである。この整合状態データベース４２１は、１４個の対処報知情報としての整合状態関連情報４２１Ａを記憶するテーブル構造に構築されている。そして、整合状態関連情報４２１Ａは、整合状態情報４２１Ａ１と、運転状態特定情報としての周波数差分情報４２１Ａ２と、運転状態特定情報としてのインピーダンス差分情報４２１Ａ３と、フラグ設定情報４２１Ａ４と、ボタン位置情報４２１Ａ５と、報知情報としてのメッセージ情報４２１Ａ６と、が１つのデータ構造に関連付けられて構成されている。整合状態情報４２１Ａ１は、整合状態を所定の識別情報、例えばアルファベットを用いて表すための情報である。周波数差分情報４２１Ａ２は、整合状態情報４２１Ａ１で表される整合状態に対応し後述する周波数差分の範囲を表す情報である。インピーダンス差分情報４２１Ａ３は、整合状態に対応し後述するインピーダンス差分の範囲を表す情報である。フラグ設定情報４２１Ａ４は、整合状態に対応してオンに設定されるフラグに関する情報である。例えば、状態Ａに対応するものには連続同期フラグがオンされる旨が記録され、状態Ｊに対応するものには低周波共振フラグがオンされる旨が記録される。ボタン位置情報４２１Ａ５は、整合判定処理画面５００のグラフ領域５５５に整合状態に対応して表示させるメッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎの位置を表す情報である。メッセージ情報４２１Ａ６は、整合状態や対処をメッセージ画面５７０Ａ〜５７０Ｎに例えば文字列表示させるための情報である。なお、メッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｉが本発明の記号情報に対応する。また、メッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎが本発明の運転内容情報に対応する。
【００７１】
制御手段４３０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やいわゆるシーケンサであるプログラマブルコントローラ（Programmable Controller）などを備え、誘導加熱装置１００の運転状態を検出・制御する。すなわち、制御手段４３０は、整合回路部３２０で直列共振させる低周波および高周波の同期を採って、発振回路部３１０を制御して所定の時間比率配分で低周波および高周波を高速に切替出力させる。この制御手段４３０は、運転制御部４３１と、演算部４３２と、を備えている。
【００７２】
運転制御部４３１は、操作手段からの操作信号に基づいて発振回路部３１０を制御し、運転状態である加熱電力や電力比率を制御する。そして、運転制御部４３１は、順変換制御手段４３１Ａと、周波電力比率制御手段４３１Ｂと、低周波同期手段４３１Ｃと、高周波同期手段４３１Ｄと、などを備えている。
【００７３】
順変換制御手段４３１Ａは、発振回路部３１０のコンバータ３１１に接続されている。この順変換制御手段４３１Ａは、コンバータ３１１から出力される直流電力の出力値を検出し、操作手段から出力される加熱電力に関する設定事項の操作信号に基づいて、所定の出力値となる状態にコンバータ３１１を構成するスイッチング素子のオンオフ制御をする。具体的には、順変換制御手段４３１Ａは、コンバータ３１１の出力側の電圧値を検出するとともに、コンバータ３１１の出力側に設けた直流電流センサなどの電流検出手段４３１Ａ１にて電流値を検出する。そして、順変換制御手段４３１Ａは、検出した電圧値および電流値と、操作手段からの操作信号で入力設定された加熱電力に関する設定事項とに基づいて、直流電圧および電流フィードバック制御などを実施し、コンバータ３１１から出力される直流電力の出力値を制御する。
【００７４】
周波電力比率制御手段４３１Ｂは、発振回路部３１０のインバータ３１２に接続されている。この周波電力比率制御手段４３１Ｂは、インバータ３１２から出力する低周波あるいは高周波の交流電力を、操作手段の入力操作に対応した電力比率に関する操作信号に基づいて、所定の電力比率すなわちデューティ比で、高速、例えば１ｍｓで切り替える状態に、インバータ３１２を構成するスイッチング素子のオンオフ制御をする。具体的には、周波電力比率制御手段４３１Ｂは、操作手段からの操作信号で入力設定された電力比率に関する設定事項に基づいて、低周波および高周波の１周期、例えば１００ｍｓ内にそれぞれの交流電力を出力させる期間を設定し、インバータ３１２における低周波および高周波の切替および電力比率を制御する。また、周波電力比率制御手段４３１Ｂは、低周波および高周波を切り替えるタイミングに関する信号、例えばデューティ比に関する信号を順変換制御手段４３１Ａへ出力する。このタイミングに関する信号を取得した順変換制御手段４３１Ａは、コンバータ３１１から出力させる直流電力の出力値が低周波および高周波のタイミングでそれぞれ所定の出力値となるようにコンバータ３１１を制御する。
【００７５】
低周波同期手段４３１Ｃは、整合回路部３２０に接続されている。そして、低周波同期手段４３１Ｃは、整合回路部３２０の低周波直列共振回路３２５の周波電流を例えば低周波電流センサなどの低周波電流検出手段４３１Ｃ１で検出し、周波電力比率制御手段４３１Ｂへ所定の制御信号を出力する。この制御信号は、発振回路部３１０から出力する低周波の出力周波数が、図２のインピーダンスの周波数特性グラフ中でＦ１として示すような直列共振周波数となるように、周波電力比率制御手段４３１Ｂでインバータ３１２の発振周波数を制御させるための信号である。また、低周波同期手段４３１Ｃは、周波電流を検出できず、制御信号の出力を停止する休止期間に移行する際、検出する周波電流に関する同期情報である周波数情報を、メモリ４２０に記憶し、再び周波電流を検出して制御信号を出力する動作期間に移行する際、メモリ４２０に記憶した周波数情報を読み出し、周波数同期のための制御信号を出力する制御をする。
【００７６】
高周波同期手段４３１Ｄは、整合回路部３２０に接続されている。そして、高周波同期手段４３１Ｄは、整合回路部３２０の高周波直列共振回路３２６の周波電流を例えば高周波電流センサなどの高周波電流検出手段４３１Ｄ１で検出し、周波電力比率制御手段４３１Ｂへ所定の制御信号を出力する。この制御信号は、低周波同期手段４３１Ｃと同様に、周波電力比率制御手段４３１Ｂにて発振回路部３１０から出力する高周波の出力周波数が、図２のインピーダンスの周波数特性グラフ中でＦ２として示すような直列共振周波数となるように、インバータ３１２の発振周波数を制御させるための信号である。さらに、高周波同期手段４３１Ｄは、低周波同期手段４３１Ｃと同様に、周波電流を検出できず、制御信号の出力を停止する休止期間に移行する際、検出する周波電流に関する周波数情報をメモリ４２０に記憶し、再び周波電流を検出して制御信号を出力する動作期間に移行する際、メモリ４２０に記憶した周波数情報を読み出し、周波数同期のための制御信号を出力する制御をする。
【００７７】
また、制御手段４３０の演算部４３２は、運転状態を検出すなわちインピーダンスや周波数の整合状態を判定して適宜報知する処理をする。そして、演算部４３２は、状態認識手段としての粗整合判定処理手段４３２Ａと、精密整合判定処理手段４３２Ｂと、報知制御手段としての表示制御手段４３２Ｃと、などを備えている。
【００７８】
粗整合判定処理手段４３２Ａは、粗整合判定処理を実施する。そして、粗整合判定処理手段４３２Ａは、周波数調整手段４３２Ａ１と、データ収集手段４３２Ａ２と、差分算出手段４３２Ａ３と、を備えている。
【００７９】
周波数調整手段４３２Ａ１は、発振回路部３１０のコンバータ３１１およびインバータ３１２に接続されている。この周波数調整手段４３２Ａ１は、粗整合判定処理時において、放電により平滑コンデンサＣｆから出力される電力の周波数を、整合回路部３２０の直列共振周波数に略整合させる状態に制御する。具体的には、周波数調整手段４３２Ａ１は、整合判定処理画面５００の粗整合判定処理ボタン５５８が入力操作されて粗整合判定処理を開始する旨の要求に対応した操作信号を認識すると、操作者により誘導加熱時の電力の周波数として設定された定格周波数を例えば１．４倍した周波数を検索開始周波数として設定する。ここで、検索開始周波数としては、例えば、定格周波数をそのまま適用したり、定格周波数を２倍した周波数などを適用したりするなどしてもよく、適宜設定可能な構成としてもよい。さらに、周波数調整手段４３２Ａ１は、コンバータ３１１およびインバータ３１２を制御し、コンバータ３１１で出力する直流電力を平滑コンデンサへ供給して蓄積すなわち充電させるとともにインバータ３１２へは供給されない蓄積状態である充電状態に制御する。すなわち、周波数調整手段４３２Ａ１は、コンバータ３１１のスイッチング素子を適宜オンオフ制御するとともにインバータ３１２のスイッチング素子をオフして開路し、平滑コンデンサＣｆを例えば５０ｍｓ間充電させる。そして、周波数調整手段４３２Ａ１は、平滑コンデンサＣｆの充電後、コンバータ３１１からの直流電力の供給を遮断し、平滑コンデンサＣｆに充電された電力をインバータ３１２へ供給する検出状態に制御する。すなわち、周波数調整手段４３２Ａ１は、コンバータ３１１のスイッチング素子をオフして開路するとともにインバータ３１２のスイッチング素子を適宜オンオフ制御し、平滑コンデンサＣｆの放電によりインバータ３１２から検索開始周波数の電力を整合回路部３２０へ出力させる。
【００８０】
さらに、周波数調整手段４３２Ａ１は、整合回路部３２０にも接続され、整合回路部３２０へ電力を出力させると、整合回路部３２０の共振状態に基づいてインバータ３１２から出力される電力の周波数を調整する。すなわち、例えば定格周波数が低周波のものの場合、低周波直列共振回路３２５の低周波電流を所定間隔毎、例えば１ｍｓ毎に低周波電流検出手段４３１Ｃ１にて検出する。そして、この低周波電流の位相がインバータ３１２から出力させた電力の位相よりも遅れていることを認識すると、インバータ３１２から出力させた電力の周波数が低周波直列共振回路３２５の直列共振周波数よりも大きいと判断して周波数を下げる処理をする。また、低周波電流の位相が進んでいることを認識すると、インバータ３１２からの電力の周波数が低周波直列共振回路３２５の直列共振周波数よりも小さいと判断して周波数を上げる処理をする。なお、低周波電流の位相が略等しいことを認識すると、インバータ３１２からの電力の周波数が低周波直列共振回路３２５の直列共振周波数と略等しいと判断して周波数を変更しない。すなわち、このインバータ３１２からの交流電力の周波数が、低周波直列共振回路３２５の粗整合における直列共振周波数として擬似的に認識される。そして、周波数調整手段４３２Ａ１は、平滑コンデンサＣｆの放電が終了するまで上述した周波数の調整処理を実施する。また、周波数調整手段４３２Ａ１は、定格周波数が高周波のものの場合、高周波直列共振回路３２６の高周波電流を高周波電流検出手段４３１Ｄ１にて検出して、上述した処理と同様の処理によりインバータ３１２から出力する交流電力の周波数を調整する。なお、インバータ３１２から出力される交流電力の交流電圧が所定値未満になると、周波数の調整処理を適切に実施できないおそれがある。
【００８１】
データ収集手段４３２Ａ２は、インバータ３１２から出力される電力の電圧および周波数と、同期フラグと、を粗整合判定用データとしてメモリ４２０に記憶、すなわち記録する処理をする。ここで、同期フラグは、「オン」の場合に周波数調整手段４３２Ａ１で検出されインバータ３１２から出力される電力の周波数、および低周波直列共振回路３２５や高周波直列共振回路３２６の直列共振周波数が略同期している旨を表し、「オフ」の場合に略同期していない旨を表す。具体的には、データ収集手段４３２Ａ２は、周波数調整手段４３２Ａ１の制御によりインバータ３１２から電力が出力されると、この出力された電力の電圧および周波数を検出して、メモリ４２０に記録する。ここで、上述したように、平滑コンデンサＣｆの充電電圧は約１００Ｖとなっているため、最初に記録する電圧値は約１００Ｖとなる。さらに、周波数調整手段４３２Ａ１により例えば低周波電流の位相の遅れまたは進みが所定範囲内であることが認識されると同期フラグを「オン」と設定して記録し、所定範囲外であることが認識されると同期フラグを「オフ」と設定して記録する。そして、データ収集手段４３２Ａ２は、例えば２ｍｓ毎に上述した処理を実施して粗整合判定用データを順次記録し、例えば４０個の粗整合判定用データを記録すると粗整合判定用データの収集処理を終了する。
【００８２】
差分算出手段４３２Ａ３は、周波数差分およびインピーダンス差分を算出する。具体的には、差分算出手段４３２Ａ３は、データ収集手段４３２Ａ２で収集された粗整合判定用データの電圧が例えば３０Ｖ未満であると判断すると、上述したように周波数調整手段４３２Ａ１により周波数の調整処理が適切に実施されずに粗整合判定用データの信頼性が低いおそれがあり、無効であると認識する。そして、「オフ」に設定された有効フラグを、この粗整合判定用データに対応付けて記録する。また、差分算出手段４３２Ａ３は、周波数が定格周波数の例えば０．８倍未満であると判断すると、有効フラグを「オフ」と設定して記録する。さらに、差分算出手段４３２Ａ３は、粗整合判定用データの電圧が例えば３０Ｖ以上でありかつ周波数が定格周波数の０．８倍以上であると判断すると、この粗整合判定用データが有効であると認識して、有効フラグを「オン」と設定して記録する。なお、粗整合判定用データの有効性の判断基準としては、上述したものに限らず適宜他の基準、すなわち電圧が例えば２０Ｖ未満か否か、周波数が定格周波数の例えば０．５倍未満か否か、さらには電圧および周波数のうちのいずれか一方のみを基準とする構成とするなどしてもよい。
【００８３】
また、差分算出手段４３２Ａ３は、粗整合判定用データの記録開始から例えば２０ｍｓが経過した際の電圧、すなわち記録開始から１０番目の粗整合判定用データの電圧（以下、２０ｍｓポイントの電圧と称す）があらかじめ設定された最低設定値よりも低いことを認識すると、誘導加熱コイル２００が短絡しているおそれなどがあると認識して、その旨を示す短絡フラグを「オン」に設定する。さらに、最後に記録した粗整合判定用データの電圧、すなわち記録開始から４０番目の粗整合判定用データの電圧（以下、最終ポイントの電圧と称す）があらかじめ設定された最高設定値よりも高いことを認識すると、誘導加熱コイル２００が開放されたりしているおそれなどがあると認識して、その旨を示す開放フラグを「オン」に設定する。
【００８４】
そして、差分算出手段４３２Ａ３は、有効フラグおよび同期フラグが「オン」に設定された粗整合判定用データ（以下、有効同期データと称す）が複数存在しない、すなわち１つだけ存在または１つも存在しないことを認識すると、有効フラグが「オン」に設定された粗整合判定用データ（以下、有効データと称す）のうち、周波数が１つ前の有効データのものと同じまたはそれよりも大きい有効データをｆｂポイントデータとして認識する処理をする。さらに、ｆｂポイントデータの周波数が検索開始周波数近傍であることを認識すると、例えば低周波直列共振回路３２５の直列共振周波数が検索開始周波数近傍である旨を示す高周波側共振フラグを「オン」に設定する。また、検索開始周波数近傍でないと判断した場合、直列共振周波数が下限許容周波数、例えば定格周波数の０．６倍の周波数近傍である旨を示す低周波側共振フラグを「オン」に設定する。さらに、ｆｂポイントが存在しないことを認識すると、低周波側共振フラグを「オン」に設定する。
【００８５】
また、差分算出手段４３２Ａ３は、有効同期データが複数存在することを認識すると、これら有効同期データのうち、周波数が１つ前の有効同期データのものと同じまたはそれよりも大きい有効同期データをｆａポイントデータとして認識する処理をする。そして、ｆａポイントデータを認識できた場合、有効同期データが複数ある旨を示す連続同期フラグを「オン」に設定して、粗整合判定用データに基づいて、低周波直列共振回路３２５や高周波直列共振回路３２６の直列共振周波数および直列共振インピーダンスを算出する。また、ｆａポイントデータを認識できない場合、有効フラグが「オン」の粗整合判定用データのうち、最後に記録した粗整合判定用データ（以下、同期最終データと称す）をｆａポイントデータとして認識する。そして、連続同期フラグを「オン」に設定して、低周波直列共振回路３２５や高周波直列共振回路３２６の直列共振周波数および直列共振インピーダンスを算出する。
【００８６】
具体的には、差分算出手段４３２Ａ３は、周波数が最初に最も低くなっている粗整合判定用データを検索し、この検索した粗整合判定用データの電圧を認識するとともに、この粗整合判定用データの１つ前の粗整合判定用データの電圧を認識する。例えば粗整合判定用データの周波数が図５（Ａ）のようなグラフで示され、かつ、電圧が図５（Ｂ）のようなグラフで示される場合、周波数が最初に最も低くなっている記録開始からの経過時間がｔ２のときの粗整合判定用データを検索して、この粗整合判定用データの電圧がＶ２である旨を認識するとともに、１つ前となる経過時間がｔ１のときの粗整合判定用データの電圧がＶ１である旨を認識する。そして、以下に示す数２に基づいて、直列共振インピーダンスＺを算出する。
【００８７】
（数２）
Ｚ＝（ｔ２−ｔ１）／（ｌｏｇＶ１−ｌｏｇＶ２）×１／Ｃ
Ｚ：直列共振インピーダンス
ｔ１：記録開始から経過時間がｔ２の粗整合判定用データに対して１つ前の粗整合判定用データの記録開始からの経過時間
ｔ２：周波数が最初に最も低くなっている粗整合判定用データの記録開始からの経過時間
Ｖ１：ｔ１における粗整合判定用データの電圧値
Ｖ２：ｔ２における粗整合判定用データの電圧値
Ｃ：平滑コンデンサＣｆの容量
【００８８】
さらに、差分算出手段４３２Ａ３は、例えば経過時間がｔ１，ｔ２のときの粗整合判定用データにおける周波数の平均値を、低周波直列共振回路３２５や高周波直列共振回路３２６の直列共振周波数として算出する。なお、直列共振周波数の算出方法としては、経過時間がｔ１の粗整合判定用データに対して１つ前の粗整合判定用データの周波数をさらに加えて平均する方法を用いてもよいし、経過時間がｔ２の粗整合判定用データの周波数をそのまま直列共振周波数として認識する方法を用いてもよい。
【００８９】
そして、差分算出手段４３２Ａ３は、これら算出した直列共振インピーダンスおよび直列共振周波数に基づいて、整合状態を判定する。具体的には、差分算出手段４３２Ａ３は、例えば低周波直列共振回路３２５の直列共振周波数から定格周波数を減じて定格周波数で除した値を周波数差分として算出する。さらに、発振回路部３１０の出力インピーダンスを定格インピーダンスとして認識して、例えば低周波直列共振回路３２５の直列共振インピーダンスから定格インピーダンスを減じて定格インピーダンスで除した値をインピーダンス差分として算出する。
【００９０】
精密整合判定処理手段４３２Ｂは、発振回路部３１０のコンバータ３１１およびインバータ３１２に接続され、精密整合判定処理を実施する。具体的には、精密整合判定処理手段４３２Ｂは、整合判定処理画面５００の精密整合判定処理ボタン５６４が入力操作されて精密整合判定処理を開始する旨の要求に関する操作信号を認識すると、コンバータ３１１およびインバータ３１２を制御して、コンバータ３１１から出力される直流電力をインバータ３１２に供給しインバータ３１２から交流電力を整合回路部３２０へ供給させる動作状態に制御する。すなわち、精密整合判定処理手段４３２Ｂは、コンバータ３１１およびインバータ３１２の各スイッチング素子をオンオフ制御し、商用交流電源ｅからの商用交流電力を定格周波数で整合回路部３２０へ出力させ、直列共振インピーダンスや直列共振周波数などの整合状態を判断する。
【００９１】
表示制御手段４３２Ｃは、粗整合判定処理や精密整合判定処理の結果を、例えば図６に示すような整合判定処理画面５００として表示手段４１０の表示領域４１１Ａに表示させる。具体的には、表示制御手段４３２Ｃは、操作者による例えば図示しないメニュー画面から低周波の周波数に対応する粗整合判定処理を実施する旨の要求に関する操作信号を認識すると、整合判定処理画面５００をメモリ４２０にあらかじめ記憶されたフォームにしたがって表示させる。さらに、表示制御手段４３２Ｃは、粗整合判定処理あるいは精密整合判定処理の結果に基づいて、整合判定処理画面５００の表示内容を適宜変更して表示手段４１０に画面表示させる。
【００９２】
ここで、整合判定処理画面５００は、画面モード領域５１０と、切換ボタン領域５２０と、動作状態領域５３０と、定格値領域５４０と、粗整合判定領域５５０と、精密整合判定領域５６０と、を備えている。なお、以下において、低周波の周波数に対応する整合判定処理画面５００を例示して説明するが、高周波に対応する整合判定処理画面５００も同様の構成を有している。
【００９３】
画面モード領域５１０は、整合判定処理画面５００の画面表示領域における左上側に設けられ、整合判定処理画面５００のモードが表示される領域である。この画面モード領域５１０には、整合判定処理画面５００のモードが低周波の周波数に対応するＦ１モードである旨を表す「低周波Ｆ１整合チェック」の文字列が表示されるモード内容表示領域５１１が設けられている。なお、高周波の周波数に対応するＦ２モードの場合、モード内容表示領域５１１には、「高周波Ｆ２整合チェック」の文字列が表示される。
【００９４】
切換ボタン領域５２０は、整合判定処理画面５００の画面表示領域における画面モード領域５１０の右側に設けられ、整合判定処理画面５００を他の画面に切り替える際にタッチパネル４１２で入力操作されるコマンドボタンが表示される領域である。具体的には、切換ボタン領域５２０には、整合判定処理画面５００をＦ２モードに切り換える際に接触されるモード切替コマンドボタン５２１と、粗整合判定用データを表示させる際にタッチパネル４１２で入力操作されるデータ詳細コマンドボタン５２２と、整合状態の整合判定処理で取得した粗整合判定用データなどを削除するなどのリセット処理をタッチパネル４１２で入力操作されるリセットコマンドボタン５２３と、各種メニューを表示させる際に入力操作されるメニューコマンドボタン５２４と、が並列に設けられている。
【００９５】
動作状態領域５３０は、整合判定処理画面５００の画面表示領域における画面モード領域５１０の下側に設けられ、誘導加熱装置１００の各種動作状態が表示される領域である。具体的には、動作状態領域５３０には、商用交流電源ｅの状態に関する主電源情報を表示する主電源表示領域５３１と、運転状態に関する運転情報を表示する運転状態表示領域５３２と、モードに対応する周波数に関するモード周波数情報を表示するモード周波数表示領域５３３と、が並列に設けられている。
【００９６】
定格値領域５４０は、整合判定処理画面５００の画面表示領域における動作状態領域５３０の下側に設けられ、発振回路部３１０の各種定格値が表示される領域である。具体的には、定格値領域５４０には、発振回路部３１０から出力される低周波の電力の周波数が定格周波数として表示される定格周波数表示領域５４１と、発振回路部３１０の出力インピーダンスが定格インピーダンスとして表示される定格インピーダンス表示領域５４２と、が並列に設けられている。
【００９７】
粗整合判定領域５５０は、整合判定処理画面５００の画面表示領域における切換ボタン領域５２０の下側に設けられ、粗整合判定処理に関する各種情報が表示される領域である。そして、粗整合判定領域５５０の表示領域における右上側には、粗整合判定処理が実施可能か否かに関する粗整合判定処理情報が表示される粗整合判定処理表示領域５５１が設けられている。また、粗整合判定領域５５０の表示領域における粗整合判定処理表示領域５５１の下側には、粗整合判定処理により算出された低周波直列共振回路３２５の直列共振周波数を表示する粗整合共振周波数表示領域５５２と、低周波直列共振回路３２５の直列共振インピーダンスが測定負荷インピーダンスとして表示される粗整合測定負荷インピーダンス表示領域５５３と、が並列に設けられている。なお、これら粗整合共振周波数表示領域５５２および粗整合測定負荷インピーダンス表示領域５５３は、粗整合判定処理により直列共振周波数や直列共振インピーダンスの算出処理が実施されていない場合、それぞれ直列共振周波数および測定負荷インピーダンスの値を表示しない。さらに、粗整合判定領域５５０の表示領域における粗整合測定負荷インピーダンス表示領域５５３の上側には、粗整合判定処理で直列共振インピーダンスの算出処理が実施されていない場合に「Ｚ0不明」の文字列が表示される算出不可能表示領域５５４が設けられている。
【００９８】
また、粗整合判定領域５５０における粗整合共振周波数表示領域５５２および粗整合測定負荷インピーダンス表示領域５５３の下側には、グラフ領域５５５が設けられている。このグラフ領域５５５の表示領域における略中央には、横軸および縦軸でそれぞれ周波数差分およびインピーダンス差分を表す２次元の運転内容情報としても機能する座標平面領域５５６が表示される。この座標平面領域５５６で表される周波数差分の範囲は例えば−２０％以上かつ＋２０％未満に設定され、座標平面領域５５６には状態Ａ〜状態Ｉの周波数差分およびインピーダンス差分に対応する例えば９つの領域が設けられている。
【００９９】
そして、座標平面領域５５６における状態Ａ〜状態Ｉに略対応する領域としては、連続同期フラグが「オン」に設定され整合状態が状態Ａ〜状態Ｉであると判定された場合、整合状態データベース４２１などに基づいてその旨を表す略正方形状に表示されるメッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｉである。具体的には、差分算出手段４３２Ａ３で算出された周波数差分およびインピーダンス差分に対応する周波数差分情報４２１Ａ２およびインピーダンス差分情報４２１Ａ３を有する整合状態関連情報４２１Ａが検索され、この検索された整合状態関連情報４２１Ａのボタン位置情報４２１Ａ５に基づく位置に対応した領域のメッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｉが表示される。例えば、周波数差分およびインピーダンス差分がともに＋５％の場合、整合状態が状態Ｅであると判定され、メッセージボタン５５７Ｅが座標平面領域５５６の略中央に表示される。
【０１００】
また、グラフ領域５５５の画面表示領域における座標平面領域５５６の左上側には、低周波共振フラグが「オン」に設定され整合状態が状態Ｊと判定された場合、略正方形状に表示されるメッセージボタン５５７Ｊが設けられている。さらに、グラフ領域５５５の画面表示領域における座標平面領域５５６の右上側には、連続同期フラグが「オン」に設定され整合状態が状態Ｋと判定された場合、すなわち差分算出手段４３２Ａ３で算出された周波数差分が＋２０％以上の場合、略正方形状に表示されるメッセージボタン５５７Ｋが設けられている。また、このメッセージボタン５５７Ｋに隣接して、高周波共振フラグが「オン」に設定され整合状態が状態Ｌと判定された場合、略正方形状に表示されるメッセージボタン５５７Ｌが設けられている。さらに、座標平面領域５５６の画面表示領域における右側には、短絡フラグが「オン」に設定され整合状態が状態ＥＲＲ１と判定された場合、略長方形状に表示されるメッセージボタン５５７Ｍが設けられている。そして、このメッセージボタン５５７Ｍに隣接して、開放フラグが「オン」に設定され整合状態が状態ＥＲＲ２と判定された場合、略長方形状に表示されるメッセージボタン５５７Ｎが設けられている。
【０１０１】
すなわち、グラフ領域５５５には、粗整合判定処理の結果に基づいて、メッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｍのうちのいずれか１つが表示される。そして、メッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｉのうちのいずれか１つのみが座標平面領域５５６とともに表示されることにより、整合状態が２次元のグラフとして表現される。
【０１０２】
また、各メッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｉは、インピーダンス差分に対応した色で表示される。例えば、状態Ａ，Ｄ，Ｇに対応するものが水色で、状態Ｂ，Ｅ，Ｈに対応するものが緑色で、状態Ｃ，Ｆ，Ｉに対応するものが朱色で、それぞれ表示される。さらに、各メッセージボタン５５７Ｊ〜５５７Ｎは、各メッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｉとは異なる色、例えばそれぞれ紺色、赤紫色、橙色、赤色、青色で表示される。また、座標平面領域５５６におけるインピーダンス差分が−１０％以上かつ＋１０％、または、周波数差分が−２％以上かつ＋１０％未満である旨を表す略十字状の十字領域５５６Ａ、すなわちメッセージボタン５５７Ｂ，５５７Ｄ，５５７Ｅ，５５７Ｆ，５５７Ｈを囲む十字領域５５６Ａは、座標平面領域５５６の十字領域５５６Ａ以外の領域および各メッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎとは異なる色、例えば薄紫色で表示される。
【０１０３】
さらに、粗整合判定領域５５０の画面表示領域におけるグラフ領域５５５の下側には、略長方形状に表示される粗整合判定処理ボタン５５８が設けられている。この粗整合判定処理ボタン５５８には、例えば低周波の周波数に対する粗整合判定処理のスタンバイ状態の際に「低周波側整合開始」の文字列が、粗整合判定処理の実施中に「低周波側整合チェック中」の文字列が、重畳されて表示される。
【０１０４】
精密整合判定領域５６０は、整合判定処理画面５００の画面表示領域における定格値領域５４０の下側に設けられ、精密整合判定処理に関する各種情報が表示される領域である。この精密整合判定領域５６０の画面表示領域における上側には、粗整合判定処理により整合状態が状態Ｄまたは状態Ｅと判定された場合に精密整合判定処理が実施可能である旨の「精密測定可」の文字列が、状態Ｄおよび状態Ｅ以外であると判定された場合に精密整合判定処理が実施不可能である旨の「精密測定不可」の文字列が、精密整合判定処理情報として表示される精密整合判定処理表示領域５６１が設けられている。また、精密整合判定領域５６０の画面表示領域における精密整合判定処理表示領域５６１の下側には、精密整合判定処理により算出された低周波直列共振回路３２５の直列共振周波数を表示する精密整合共振周波数表示領域５６２と、低周波直列共振回路３２５の直列共振インピーダンスが測定負荷インピーダンスとして表示される精密整合測定負荷インピーダンス情報５６３と、が並列に設けられている。さらに、精密整合判定領域５６０の画面表示領域における精密整合測定負荷インピーダンス情報５６３の下側には、略長方形状に表示される精密整合判定処理ボタン５６４が設けられている。この精密整合判定処理ボタン５６４には、粗整合判定処理ボタン５５８と同様の文字列が重畳されて適宜表示される。
【０１０５】
また、制御手段４３０の表示制御手段４３２Ｃは、タッチパネル４１２における整合判定処理画面５００のメッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｍに対応する領域が接触操作されたことを認識すると、このメッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｍに対応する整合状態やその整合状態に対処する対処方法などに関する図６〜図２０に示すようなメッセージ画面５７０Ａ〜５７０Ｎを、メモリ４２０にあらかじめ記憶されたフォームにしたがって表示させる。具体的には、表示制御手段４３２Ｃは、タッチパネル４１２から操作者により接触された領域に関する信号を取得して、この接触された領域がメッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｍを表示させている領域であることを認識すると、この領域に対応するボタン位置情報４２１Ａ５を整合状態データベース４２１から検索する。そして、この検索したボタン位置情報４２１Ａ５に対応するメッセージ情報４２１Ａ６に基づいて、メッセージ画面５７０Ａ〜５７０Ｎを表示させる。
【０１０６】
ここで、メッセージ画面５７０Ａ〜５７０Ｎは、このメッセージ画面５７０Ａ〜５７０Ｎの画面表示領域における左側に設けられたメッセージ領域５７１Ａ〜５７１Ｎを備えている。そして、メッセージ画面５７０Ａ〜５７０Ｎの画面表示領域におけるメッセージ領域５７１Ａ〜５７１Ｎの上側には、整合状態を文字列で表示する整合状態文字列表示領域５７２Ａ〜５７２Ｎが設けられている。また、メッセージ画面５７０Ａ〜５７０Ｎの画面表示領域における整合状態文字列表示領域５７２Ａ〜５７２Ｎの下側には、整合状態の簡易的な状況を運転簡易情報として文字列で表示する簡易状況文字列表示領域５７３Ａ〜５７３Ｎが設けられている。さらに、メッセージ画面５７０Ａ〜５７０Ｎの画面表示領域における簡易状況文字列表示領域５７３Ａ〜５７３Ｎの下側には、整合状態の対処方法を対処情報として文字列で表示する対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎが設けられている。
【０１０７】
なお、対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎで表現される「トランスタップ」は、整合変圧器３２１のタップ３２１Ｄや電流変成器３２４のタップ３２４Ｃを意味する。そして、「トランスタップを増加させる」とは、例えばタップ３２４Ｃの位置調整により巻数比Ｎを増加させる処理を意味する。また、対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎで表現される「コンデンサ」は、第１のコンデンサ部３２２や第２のコンデンサ部３２３に対応する。そして、「コンデンサを増加させる」とは、例えば第１のコンデンサ部３２２の合成静電容量を増加させる処理を意味する。さらに、対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎで表現される「負荷コイル」は、誘導加熱コイル２００を意味する。
【０１０８】
また、メッセージ画面５７０Ａ〜５７０Ｎの画面表示領域における対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｍの下側には、整合状態や対処方法以外の追記、例えば精密整合判定処理を実施可能か否かなどを文字列で表示する追記文字列表示領域５７５Ａ〜５７５Ｍが設けられている。さらに、メッセージ領域５７１Ａ〜５７１Ｎの画面表示領域における右下側には、略長方形状に表示されるクリアボタン５７６Ａ〜５７６Ｎが設けられている。また、メッセージ領域５７１Ａ〜５７１Ｎの画面表示領域におけるクリアボタン５７６Ｎの左側には、略長方形状に表示される方法表示ボタン５７７Ｎが設けられている。
【０１０９】
そして、表示制御手段４３２Ｃは、タッチパネル４１２におけるメッセージ画面５７０Ａ〜５７０Ｎのクリアボタン５７６Ａ〜５７６Ｎに対応する領域が接触操作されたことを認識すると、メッセージ画面５７０Ａ〜５７０Ｎの表示を終了させて整合判定処理画面５００を表示させる。また、方法表示ボタン５７７Ｎに対応する領域が接触操作されたことを認識すると、メッセージ画面５７０Ｎの表示を終了させて、状態ＥＲＲ２の具体的な対処方法を表示させる処理をする。
【０１１０】
〔誘導加熱装置の動作〕
次に、誘導加熱装置１００の動作として、粗整合判定処理について図面を参照して説明する。図２１は、粗整合判定処理を示すフローチャートである。図２２は、粗整合判定用データの収集処理を示すフローチャートである。図２３は、整合状態の判定処理を示すフローチャートである。図２４は、粗整合判定処理の結果表示処理を示すフローチャートである。
【０１１１】
まず、あらかじめ誘導加熱コイル２００が装着されて被加熱物２０１が所定の位置に配置された誘導加熱装置１００に電源を投入する。そして、誘導加熱する被加熱物２０１に応じて操作者が操作手段を適宜入力操作することで、加熱電力および電力比率が設定入力される。すなわち、入力操作により操作手段から出力される操作信号のうち、加熱電力に関する操作信号が制御手段４３０の順変換制御手段４３１Ａに入力され、電力比率に関する操作信号が制御手段４３０の周波電力比率制御手段４３１Ｂに入力されて、誘導加熱処理のための運転条件が設定入力される。
【０１１２】
そして、誘導加熱装置１００は、制御手段４３０の表示制御手段４３２Ｃにて、操作者により例えば低周波の周波数に対応する粗整合判定処理を実施する旨の入力操作が実施されたことを認識すると、整合判定処理画面５００を表示させる。さらに、制御手段４３０は、粗整合判定処理手段４３２Ａの周波数調整手段４３２Ａ１にて、粗整合判定処理を開始する旨の要求を認識すると、図２１に示すように、データ収集手段４３２Ａ２とともに、粗整合判定用データの収集処理を実施する（ステップＳ１０１）。このステップＳ１０１における粗整合判定用データの収集処理の後、粗整合判定処理手段４３２Ａは、差分算出手段４３２Ａ３にて、整合状態の判定処理を実施する（ステップＳ１０２）。さらに、ステップＳ１０２における整合状態の判定処理の後、表示制御手段４３２Ｃは、整合判定処理画面５００の表示処理を実施する（ステップＳ１０３）。
【０１１３】
このステップＳ１０３における整合判定処理画面５００の表示処理の後、制御手段４３０の表示制御手段４３２Ｃは、メッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎのうちのいずれか１つが選択されたか否かを判断する（ステップＳ１０４）。そして、ステップＳ１０４において、メッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎが選択されていないと判断した場合、例えば精密整合判定処理を開始する旨の入力操作を粗整合判定処理を終了する旨の入力操作として認識したか否かを判断する（ステップＳ１０５）。このステップＳ１０５において、粗整合判定処理を終了する旨の要求を認識したと判断した場合、粗整合判定処理を終了する。一方、ステップＳ１０５において、粗整合判定処理を終了する旨の要求を認識していないと判断した場合、ステップＳ１０４の処理を実施する。
【０１１４】
また、表示制御手段４３２Ｃは、ステップＳ１０４において、メッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎが選択されたと判断した場合、この選択されたメッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎに対応するメッセージ画面５７０Ａ〜５７０Ｎを表示させる（ステップＳ１０６）。この後、クリアボタン５７６Ａ〜５７６Ｎの選択によるメッセージ画面５７０Ａ〜５７０Ｎの表示を終了する旨の要求を認識したか否かを判断する（ステップＳ１０７）。このステップＳ１０７において、表示を終了する旨の要求を認識していないと判断した場合、ステップＳ１０７の処理を実施する。また、ステップＳ１０７において、表示を終了する旨の要求を認識したと判断した場合、整合判定処理画面５００を表示させて（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０５の処理を実施する。
【０１１５】
一方、ステップＳ１０１における粗整合判定用データの収集処理では、制御手段４３０は、周波数調整手段４３２Ａ１にて、図２２に示すように、検索開始周波数を設定し（ステップＳ２０１）、コンバータ３１１およびインバータ３１２のオンオフ制御にて平滑コンデンサＣｆを充電する（ステップＳ２０２）。そして、周波数調整手段４３２Ａ１は、平滑コンデンサＣｆを充電後、コンバータ３１１およびインバータ３１２のオンオフ制御にて平滑コンデンサＣｆを放電させ、この放電により検索開始周波数の電力をインバータ３１２から整合回路部３２０へ出力させる（ステップＳ２０３）。この後、制御手段４３０は、周波数調整手段４３２Ａ１で整合回路部３２０における共振状態に基づいて周波数を調整する処理とともに、データ収集手段４３２Ａ２で２ｍｓ毎に４０個の粗整合判定用データを記録する処理をして（ステップＳ２０４）、粗整合判定用データの収集処理を終了する。
【０１１６】
また、ステップＳ１０２における整合状態の判定処理では、差分算出手段４３２Ａ３は、図２３に示すように、各粗整合判定用データに対して有効フラグを設定して（ステップＳ３０１）、２０ｍｓポイントの電圧が最低設定値よりも低いか否かを判断する（ステップＳ３０２）。このステップＳ３０２において、最低設定値より低いと判断した場合、短絡フラグを「オン」に設定して（ステップＳ３０３）、処理を終了する。一方、ステップＳ３０２において、最低設定値より高いと判断した場合、最終ポイントの電圧が最高設定値よりも高いか否かを判断する（ステップＳ３０４）。そして、ステップＳ３０４において、最高設定値よりも高いと判断した場合、開放フラグをオンに設定して（ステップＳ３０５）、処理を終了する。
【０１１７】
一方、ステップＳ３０４において、最高設定値よりも低いと判断した場合、有効同期データが複数存在するか否かを判断する（ステップＳ３０６）。このステップＳ３０６において、有効同期データが複数存在していると判断した場合、有効同期データにｆａポイントデータが存在しているか否かを判断する（ステップＳ３０７）。そして、ステップＳ３０７において、ｆａポイントデータが存在していると判断した場合、連続同期フラグをオンに設定して（ステップＳ３０８）、粗整合判定用データに基づいて直列共振周波数および直列共振インピーダンスを算出する（ステップＳ３０９）。この後、この周波数差分およびインピーダンス差分を算出して（ステップＳ３１０）、処理を終了する。また、ステップＳ３０７において、ｆａポイントデータが存在していないと判断した場合、同期最終データをｆａポイントデータとして認識して（ステップＳ３１１）、ステップＳ３０８の処理を実施する。
【０１１８】
そして、ステップＳ３０６において、有効同期データが複数存在していないと判断した場合、有効データにｆｂポイントデータが存在しているか否かを判断する（ステップＳ３１２）。このステップＳ３１２において、ｆｂポイントデータが存在していると判断した場合、このｆｂポイントデータの周波数が検索開始周波数近傍か否かを判断する（ステップＳ３１３）。そして、ステップＳ３１３において、検索開始周波数近傍であると判断した場合、高周波共振フラグをオンに設定して（ステップＳ３１４）、処理を終了する。一方、ステップＳ３１３において、検索開始周波数近傍でないと判断した場合、低周波共振フラグをオンに設定して（ステップＳ３１５）、処理を終了する。また、ステップＳ３１２において、ｆｂポイントデータが存在していないと判断した場合も、ステップＳ３１５の処理を実施する。
【０１１９】
さらに、粗整合判定処理の結果表示処理では、表示制御手段４３２Ｃは、図２４に示すように、整合判定処理画面５００を表示させ（ステップＳ４０１）、短絡フラグがオンに設定されているか否かを判断する（ステップＳ４０２）。このステップＳ４０２において、オンに設定されていると判断した場合、状態ＥＲＲ１のメッセージボタン５５７Ｍを表示させる（ステップＳ４０３）。そして、ステップＳ４０３の処理を実施した場合、または、ステップＳ４０２においてオフに設定されていると判断した場合、開放フラグがオンに設定されているか否かを判断する（ステップＳ４０４）。このステップＳ４０４において、オンに設定されていると判断した場合、状態ＥＲＲ２のメッセージボタン５５７Ｎを表示させる（ステップＳ４０５）。
【０１２０】
また、ステップＳ４０５の処理を実施した場合、または、ステップＳ４０４においてオフに設定されていると判断した場合、連続同期フラグがオンに設定されているか否かを判断する（ステップＳ４０６）。このステップＳ４０６において、オンに設定されていると判断した場合、周波数差分およびインピーダンス差分に基づいて整合状態が状態Ａ〜状態Ｉ、状態Ｋのうちのいずれかである旨を認識して、この認識した整合状態に対応するメッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｉ、５５７Ｋのうちのいずれか１つを表示させる（ステップＳ４０７）。さらに、差分算出手段４３２Ａ３で算出された直列共振周波数および直列共振インピーダンスを、粗整合共振周波数表示領域５５２および粗整合測定負荷インピーダンス表示領域５５３として表示させる（ステップＳ４０８）。
【０１２１】
そして、ステップＳ４０８の処理を実施した場合、または、ステップＳ４０６においてオフに設定されていると判断した場合、高周波共振フラグがオンに設定されているか否かを判断する（ステップＳ４０９）。このステップＳ４０９において、オンに設定されていると判断した場合、状態Ｌのメッセージボタン５５７Ｌを表示させる（ステップＳ４１０）。さらに、ステップＳ４１０の処理を実施した場合、または、ステップＳ４０９においてオフに設定されていると判断した場合、低周波共振フラグがオンに設定されているか否かを判断する（ステップＳ４１１）。このステップＳ４１１において、オフに設定されていると判断した場合、処理を終了する。一方、ステップＳ４１１において、オンに設定されていると判断した場合、状態Ｊのメッセージボタン５５７Ｊを表示させて（ステップＳ４１２）、処理を終了する。
【０１２２】
〔誘導加熱装置の作用効果〕
上述したように、上記実施の形態の前提となる技術では、制御装置４００により、商用交流電力を所定の直流電力に変換して出力するコンバータ３１１と、このコンバータ３１１で変換された直流電力を所定の周波数の交流電力に変換して出力するインバータ３１２と、コンバータ３１１で変換された直流電力を平滑してインバータ３１２へ供給する平滑コンデンサＣｆとを備え、インバータ３１２から供給される所定の周波数の交流電力に対応し誘導加熱コイル２００とにより低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６を構成する整合回路部３２０へ所定の交流電力を供給させて誘導加熱コイルを作用すなわち被加熱物２０１を誘導加熱させる発振回路部３１０の動作を、適宜制御している。すなわち、制御装置４００により、コンバータ３１１から平滑コンデンサＣｆおよびインバータ３１２へ直流電力を供給し、整合回路部３２０へ所定の周波数の交流電力を供給させる動作状態と、コンバータ３１１から平滑コンデンサＣｆへ直流電力を供給して充電させるとともに、整合回路部３２０へ交流電力を供給不可能にインバータ３１２への直流電力の供給を遮断する充電状態と、コンバータ３１１から平滑コンデンサＣｆへの直流電力の供給を遮断するとともに、インバータ３１２を介して平滑コンデンサＣｆに充電された電力を整合回路部３２０へ供給可能にインバータ３１２へ供給させる検出状態と、に制御している。このため、例えば、誘導加熱コイル２００を作用させる交流電力の供給条件に合った高効率の誘導加熱コイル２００の作用を実施させる電力供給装置３００における低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の構成の適正化の判断のために、低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６を動作させる電力として、直流電力を平滑する平滑コンデンサＣｆの構成を利用、すなわち低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６における負荷共振周波数である直列共振周波数の検出のために平滑コンデンサＣｆに充電される電力を利用しているので、簡単な構成で誘導加熱コイルにて効率よく誘導加熱させる低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の構築が容易にできる。特に、低周波および高周波の異なる交流電力を供給して誘導加熱させる複雑な構成でも、容易に適用できる。
【０１２３】
そして、発振回路部３１０の平滑コンデンサＣｆとして、コンバータ３１１から出力される直流電力を平滑する平滑コンデンサとし、発振回路部３１０のインバータ３１２として電圧形の構成としている。このため、整合回路部３２０へ所定の異なる交流電力を供給させる発振回路部３１０として、商用交流電力を誘導加熱コイル２００で誘導加熱させる所定の周波数の交流電力に変換させる直流電力の平滑、および、異なる所定の交流電力への変換・出力と、誘導加熱コイル２００を効率よく作用させるための低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の構成の適正化のために、低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６を動作させる電力の供給とを、簡単な構成で容易に得ることができる。
【０１２４】
また、制御手段４３０による発振回路部３１０の動作制御として、複数のスイッチング素子にてブリッジ構造に構成したコンバータ３１１のスイッチング素子と、複数のスイッチング素子にてブリッジ構造に構成されたインバータ３１２のスイッチング素子と、を適宜オンオフ制御して動作状態としたり、コンバータ３１１のスイッチング素子を適宜オンオフ制御するとともに、インバータ３１２の全てのスイッチング素子をオフして開路し充電状態としたり、コンバータ３１１の全てのスイッチング素子をオフして開路するとともにインバータ３１２のスイッチング素子を適宜オンオフ制御して検出状態としている。このため、電力の供給状態を切り替えるスイッチ素子やスイッチ回路などを別途設けることなく、商用交流電力を所定の周波数の交流電力に変換して整合回路部３２０へ供給する発振回路部３１０のコンバータ３１１およびインバータ３１２を構成する各スイッチング素子を適宜オンオフさせる制御にて実施でき、構成の簡略化が容易にでき、装置の小型化や製造性の向上、コストの低減などが容易に図れる。また、既存の電力供給装置３００に制御装置４００を接続して同様に動作させることも容易にでき、汎用性も容易に向上できる。
【０１２５】
さらに、制御手段４３０にて発振回路部３１０を検出状態に制御した状態で、制御手段４３０の粗整合判定処理手段４３２Ａにより粗整合判定処理を実施している。すなわち、平滑コンデンサＣｆからの電力で誘導加熱コイル２００と低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６を構成する整合回路部３２０における低周波および高周波に対応した直列共振周波数および直列共振インピーダンスをそれぞれ検出している。このため、誘導加熱コイル２００で誘導加熱させる低周波および高周波の周波数の交流電力の供給条件である定格周波数および定格インピーダンスに合った高効率の誘導加熱コイル２００による誘導加熱を実施させる低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の構成の適正化の判断が容易にでき、低周波および高周波の周波数の交流電力で誘導加熱コイル２００による効率的な誘導加熱を実施できる低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の構築が容易にできる。特に、検出結果を表示制御手段４３２Ｃにより表示手段４１０で直列共振周波数を画面表示にて操作者に報知させる制御をしている。このため、容易に操作者が低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の構成の状態が容易に認識でき、効率的な誘導加熱を実施できる低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の構築がより容易にできる。
【０１２６】
そして、粗整合判定処理手段４３２Ａによる粗整合判定処理すなわち直列共振周波数の検出として、平滑コンデンサＣｆからの電力を整合回路部３２０に供給した際の整合回路部３２０における電流波形の位相と同一の位相となる波形の交流電力にインバータ３１２で直流電力を変換させ、このインバータ３１２で出力する交流電力の周波数を直列共振周波数としている。このため、誘導加熱コイル２００と整合回路部３２０とにて構成される低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の直列共振周波数を容易に検出することができ、効率的な誘導加熱を実施するための低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の構築が容易にできる。
【０１２７】
さらに、粗整合判定処理手段４３２Ａによる粗整合判定処理すなわち直列共振周波数の検出として、検出状態における平滑コンデンサＣｆからの電力を整合回路部３２０に供給する際に、インバータ３１２を制御して、入力操作により設定入力され誘導加熱を実施させるための電力の供給条件における定格周波数の周波数より高い周波数の交流電力から順次低い周波数の交流電力に低減して整合回路部３２０に順次供給させるとともに、これら異なる周波数の交流電力の供給時における交流電力の周波数と電圧値とを１つのデータ構造に関連付けた粗整合判定用データを生成させ、これら粗整合判定用データにおける交流電力の周波数が図５に示すように最小となるｔ２における粗整合判定用データと、この粗整合判定用データの１つ前に生成したｔ１における粗整合判定用データとの交流電力の周波数の平均値を演算し、この演算した周波数を直列共振周波数としている。このため、平滑コンデンサＣｆで充電される微少の電力でも、低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６における比較的に高い精度の直列共振周波数を容易に検出でき、低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の構成の適正化判断が容易にでき、効率的な誘導加熱を実施するための低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の構築が容易にできる。
【０１２８】
そして、直列共振周波数としては、粗整合判定用データにおける交流電力の周波数が図５に示すように最小となるｔ２における粗整合判定用データと、この粗整合判定用データの１つ前に生成したｔ１における粗整合判定用データとの交流電力の周波数の平均値を演算し、この演算した周波数を直列共振周波数としている。このため、平滑コンデンサＣｆで充電される微少の電力でも、低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６における比較的に高い精度の直列共振周波数を容易に検出でき、低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の構成の適正化判断が容易にでき、効率的な誘導加熱を実施するための低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の構築が容易にできる。
【０１２９】
また、直列共振インピーダンスとしては、同様にｔ２における粗整合判定用データと、この粗整合判定用データの１つ前に生成したｔ１における粗整合判定用データとに基づいて、上述した数１に基づいて演算している。このため、平滑コンデンサＣｆで充電される微少の電力でも、低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６における比較的に高い精度の直列共振インピーダンスを容易に検出でき、低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の構成の適正化判断を容易にできる。
【０１３０】
さらに、直列共振周波数および直列共振インピーダンスのうちの少なくともいずれか一方の検出に際して、粗整合判定用データのうち、交流電力の周波数および平滑コンデンサＣｆに蓄積された電力の電圧値がそれぞれ所定の閾値以上となる粗整合判定用整合データに基づいて検出する。このため、平滑コンデンサＣｆの放電による電圧値の低下に伴って所定の閾値より小さい周波数や電圧値の粗整合判定用データの信頼性が低下するので、信頼性の高い所定の閾値以上の粗整合判定用データに基づいて検出することで、より適切な低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の構成の適正化判断ができる。
【０１３１】
そして、表示制御手段４３２Ｃにより、検出した直列共振周波数を定格周波数と対比される状態に表示手段４１０で画面表示にて報知させる制御をしている。このため、低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の構成の適正化が容易に判断でき、効率的な誘導加熱を実施するための低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の構築が容易にできる。
【０１３２】
また、粗整合判定処理手段４３２Ａによる粗整合判定処理に際して、平滑コンデンサＣｆからの電力により整合回路部３２０における直列共振インピーダンスをも検出している。このため、低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の構成の適正化がより容易に判断でき、効率的な誘導加熱を実施するための低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の構築が容易にできる。さらには、直列共振インピーダンスをも表示手段４１０で画面表示により報知させる制御をしているため、操作者に容易に共振回路構成の状態を認知させることができる。
【０１３３】
そして、表示制御手段４３２Ｃにより、検出した直列共振周波数および直列共振インピーダンスと、設定入力された定格周波数および定格インピーダンスと、の差分を、表示手段４１０で画面表示により報知させる制御をしている。このため、低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６における各直列共振周波数および各直列共振インピーダンスにより、低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の構成の適正化がより容易に判断でき、効率的な誘導加熱を実施するための低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の構築が容易にできる。
【０１３４】
さらに、直列共振周波数および直列共振インピーダンスと、設定入力された定格周波数および定格インピーダンスとの差分の報知として、周波数とインピーダンスとの２軸による座標平面領域５５６で表示させている。このため、低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の構成状態が一目瞭然で、適正化の判断がより容易にできる。さらに、座標平面領域５５６上でメッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎとして適正化状態が表示されるので、操作者による低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の構成状態のより容易な判断を提供できる。
【０１３５】
そしてさらに、表示制御手段４３２Ｃにより、定格周波数および定格インピーダンスと低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６における各直列共振周波数および各直列共振インピーダンスとの差分の大きさに対応して、直列共振周波数を定格周波数に近づける、すなわち効率よく誘導加熱を実施するための対処方法に関する対処情報を表示手段４１０で画面表示にて報知する制御をしている。このため、効率よく誘導加熱を実施させるための低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の構築が対処情報に基づいて操作者にて容易に認識させることができ、操作者に高度な誘導加熱に関する知識や技能などを要求せずとも、効率的な誘導加熱を実施するための低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の構築が容易にできる。さらには、誘導加熱の条件の変更などに対応した効率的な設定も対処情報に基づいて容易で迅速にでき、処理効率の向上や汎用性の向上などが容易に得られる。
【０１３６】
そして、誘導加熱装置１００は、制御手段４３０の粗整合判定処理手段４３２Ａにて、整合回路部３２０における直列共振インピーダンスおよび直列共振周波数の状態を認識する。そして、表示制御手段４３２Ｃにて、粗整合判定処理手段４３２Ａで認識された整合回路部３２０の直列共振インピーダンスおよび直列共振周波数の状態の対処方法を文字列で表す対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎのうちいずれか１つを表示させている。このため、直列共振インピーダンスおよび直列共振周波数の状態の対処を表示手段４１０で表示させることができ、誘導加熱処理を熟知していない操作者であっても適切に対処できる。したがって、誘導加熱に関する情報を適切に報知できる。
【０１３７】
また、整合回路部３２０の直列共振インピーダンスおよび直列共振周波数の状態を認識すると、この状態を表すメッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎのうちいずれか１つと、座標平面領域５５６と、を表示させる。そして、メッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎが選択された旨の入力操作を認識すると、このメッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎに対応する対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎのうちいずれか１つを表示させている。このため、メッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎや座標平面領域５５６の表示により操作者に直列共振インピーダンスや直列共振周波数などの装置状態を認識させることができるとともに、操作者の意志により必要に応じて対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎで対処方法を文字列表示でき、誘導加熱に関する情報をより適切に報知できる。
【０１３８】
さらに、誘導加熱装置１００の運転状態として、整合回路部３２０の直列共振インピーダンスおよび直列共振周波数の状態を認識して、メッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎや座標平面領域５５６を表示させている。このため、例えば作業回数が比較的多い被加熱物２０１や誘導加熱コイル２００の変更作業などの際に特性が変化する整合回路部３２０の直列共振インピーダンスや直列共振周波数の状態やその対処を適宜報知できるので、発振回路部３１０の動作状態やその対処を報知する構成と比べて、利便性を向上できる。また、直列共振インピーダンスおよび直列共振周波数の状態を座標平面領域５５６上で表すことができるので、それぞれの状態を２つの数値で表示させる構成と比べて、利用者に運転状態を認識させやすくできる。さらに、それぞれの状態を２つの数値で表示させる構成と比べて、簡単な表示で運転状態を認識させることができる。
【０１３９】
また、メッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎが選択された旨の入力操作を認識すると、メッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎおよび座標平面領域５５６の表示を終了させて、対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎを表示手段４１０に表示させている。このため、対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎの表示により、例えば騒音が大きい場所であっても操作者に対処方法を認識させることができ、誘導加熱に関する情報をさらに適切に報知できる。また、複数の表示手段４１０を設けることなく、メッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎ、座標平面領域５５６、対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎを操作者に表示により認識させることができ、構成を簡略にできる。さらに、メッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎおよび座標平面領域５５６と、対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎと、のうちいずれか一方のみを表示させるので、両方を同時に表示させる構成と比べて一度に表示される情報の数を低減でき、操作者に各種情報を良好に認識させることができる。
【０１４０】
そして、対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎとともに、直列共振インピーダンスおよび直列共振周波数の状態を簡易的に文字列で示す簡易状況文字列表示領域５７３Ａ〜５７３Ｎを表示させている。このため、１つの表示画面の表示で操作者に直列共振インピーダンスおよび直列共振周波数の状態と、対処方法と、を認識させることができ、利便性を向上できる。また、直列共振インピーダンスおよび直列共振周波数の状態を簡易的に文字列で示す簡易状況文字列表示領域５７３Ａ〜５７３Ｎを表示させるため、これらの状態を具体的に表す例えば値を表示させる構成と比べて一度に表示される情報の数を低減でき、操作者に各種情報を良好に認識させることができる。
【０１４１】
さらに、対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎと、簡易状況文字列表示領域５７３Ａ〜５７３Ｎと、を異なる表示形態で表示させている。このため、表示形態の差異により１つの表示画面で表示されている情報が対処または負荷共振インピーダンスなどの状態に関するものかを表すことができ、各種情報の内容の識別を容易にさせることができ、利便性をより向上できる。
【０１４２】
また、対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎや簡易状況文字列表示領域５７３Ａ〜５７３Ｎの表示形態の設定として、表示色を設定する制御をしている。このため、一般的に識別が容易な色に関する設定を変更することにより、操作者に各種情報の内容をより適切に認識させることができる。
【０１４３】
さらに、表示手段４１０にタッチパネル４１２を設けている。そして、タッチパネル４１２におけるメッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎに対応する領域が接触された旨を認識すると、このメッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎに対応する対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎを表示させている。このため、操作者にメッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎに対応する領域を指で直接接触させるだけでよく、例えばキーボードやマウスなどの操作によりメッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎを選択する構成と比べて簡単な操作で選択させることができる。
【０１４４】
また、複数の整合状態関連情報４２１Ａを有する整合状態データベース４２１をメモリ４２０に記憶させている。そして、周波数差分に対応する周波数差分情報４２１Ａ２およびインピーダンス差分に対応するインピーダンス差分情報４２１Ａ３を有する整合状態関連情報４２１Ａをメモリ４２０から検索し、この検索した整合状態関連情報４２１Ａのメッセージ情報４２１Ａ６に基づいて対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎを表示させている。このため、周波数差分およびインピーダンス差分に対応する整合状態関連情報４２１Ａを検索するだけの簡単な構成で対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎを表示させることができ、処理負荷の低減を図ることができる。また、メモリ４２０に記憶されたメッセージ情報４２１Ａ６の内容を変更するだけの簡単な方法で対処内容を適宜変更でき、利便性をさらに向上できる。
【０１４５】
さらに、定格周波数および定格インピーダンスと低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６における各直列共振周波数および各直列共振インピーダンスとの差分が所定範囲内、すなわちメッセージボタン５５７Ｄ，５５７Ｅの状態では、精密整合処理を実施可能としている。すなわち、検出した直列共振周波数に基づいてコンバータ３１１からの直流電力により整合回路部３２０における直列共振周波数を検出する動作を可能としている。このため、平滑コンデンサＣｆからの電力で検出した整合回路部３２０の直列共振周波数が定格周波数と大差がない場合、低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６がある程度の適正性で構築されていると判断できるので、コンバータ３１１からの直流電力でより正確な整合回路部３２０の直列共振周波数を検出して低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の適正性の判断をしても、装置が損傷するなどの不都合を生じず、コンバータ３１１からの直流電力で低周波直列共振回路３２５および高周波直列共振回路３２６の構成のより適正な設定判断ができ、誘導加熱をより効率よく実施させるための設定が容易にできる。
【０１４６】
そして、発振回路部３１０および整合回路部３２０を備えた電力供給装置３００、および、誘導加熱コイル２００を備えた誘導加熱装置１００に適用している。このため、効率よく誘導加熱するための設定が容易にできるとともに、誘導加熱を効率よく実施できる。
【０１４７】
〔他の実施の形態の前提となる技術〕
なお、本発明は上記実施の形態の前提となる技術にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の改良ならびに設計の変更などが可能である。
【０１４８】
コンバータ３１１およびインバータ３１２のスイッチング素子のオンオフ制御にて動作状態、充電状態、検出状態に切り替える動作について例示したが、例えばコンバータ３１１およびインバータ３１２の間に、動作切替のためのスイッチング素子やスイッチ回路などスイッチ部を設け、このスイッチ部の動作を制御手段４３０にて適宜制御して動作切替を実施する構成としてもよい。
【０１４９】
また、電力供給装置３００に誘導加熱コイル２００を接続して誘導加熱させる作用を例示したが、本発明の誘導負荷として例えば電動機など、いずれの誘導負荷を対象とすることができる。
【０１５０】
そして、例えば、整合回路部３２０の直列共振インピーダンスおよび直列共振周波数の状態を認識した際に、メッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎや座標平面領域５５６を表示させずに対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎを表示させる構成、すなわち整合判定処理画面５００を表示させずにメッセージ画面５７０Ａ〜５７０Ｎを表示させる構成としてもよい。このような構成にすれば、整合判定処理画面５００を表示させる機能を設ける必要がなく、構成を簡略にできる。
【０１５１】
そして、メッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎや座標平面領域５５６を表示させずに、メッセージ画面５７０Ａ〜５７０Ｎを表示させるための専用のボタンを表示させ、このボタンが選択された際にメッセージ画面５７０Ａ〜５７０Ｎを表示させる構成としてもよい。このような構成にすれば、メッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎの表示位置を設定する機能を設ける必要がなく、構成を簡略にできる。なお、例えば粗整合共振周波数表示領域５５２に対応する領域が選択された際に直列共振周波数の状態の対処に関する情報のみを表示させ、粗整合測定負荷インピーダンス表示領域５５３に対応する領域が選択された際に直列共振インピーダンスの状態の対処に関する情報のみを表示させる構成としてもよい。
【０１５２】
また、表示手段４１０に整合判定処理画面５００のみを表示させるとともに、メッセージ画面５７０Ａ〜５７０Ｎのみを表示させる他の表示手段４１０を設ける構成としてもよい。さらに、整合判定処理画面５００およびメッセージ画面５７０Ａ〜５７０Ｎを１つの画面表示で表示させる構成としてもよい。このような構成にすれば、誘導加熱に関するより多くの情報を操作者に認識させることができ、利便性を向上できる。
【０１５３】
そして、メッセージ画面５７０Ａ〜５７０Ｎに、簡易状況文字列表示領域５７３Ａ〜５７３Ｎを表示させない構成としてもよい。このような構成にすれば、メッセージ画面５７０Ａ〜５７０Ｎに表示される情報の量を減らすことができ、メッセージ画面５７０Ａ〜５７０Ｎの簡略化や表示処理負荷の低減を図ることができる。また、操作者に対処に関する情報をより容易に認識させることができる。
【０１５４】
さらに、対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎおよび簡易状況文字列表示領域５７３Ａ〜５７３Ｎを同じ表示色で表示させる構成としてもよい。このような構成にすれば、表示手段４１０で表示可能な色の数を減らすことができ、表示手段４１０の構成の簡略化や表示処理負荷の低減を図ることができる。
【０１５５】
また、対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎおよび簡易状況文字列表示領域５７３Ａ〜５７３Ｎの表示の大きさや明るさあるいは点滅速度を異なる状態に設定する構成にしてもよい。これらのような構成にしても、表示形態の差異により１つの表示画面で表示されている情報が対処または直列共振インピーダンスなどの状態に関するものかを表すことができ、各種情報の内容の識別を容易にさせることができる。
【０１５６】
さらに、表示手段４１０にタッチパネル４１２を設けずに、例えばキーボードやマウスなどの入力操作によりメッセージボタン５５７Ａ〜５５７Ｎが選択された旨を認識する構成としてもよい。このような構成にすれば、表示手段４１０の構成を簡略にできる。
【０１５７】
そして、報知手段としての図示しない音声出力手段を設け、対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎの内容を音声にて出力させる構成としてもよい。このような構成にすれば、対処の内容を表示により報知する構成と比べてより広い範囲への報知が可能となり、誘導加熱に関する情報をさらに適切に報知できる。なお、対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎの内容を表示および音声にて報知する構成としてもよい。さらに、例えば簡易状況文字列表示領域５７３Ａ〜５７３Ｎの内容を音声で出力させる構成としてもよい。そして、簡易状況文字列表示領域５７３Ａ〜５７３Ｎの内容を音声で出力させる構成の場合、簡易状況文字列表示領域５７３Ａ〜５７３Ｎおよび対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎのそれぞれの内容を表す音声の出力形態を異なる形態に設定する構成としてもよい。例えば一方を男性の音声で、他方を女性の音声で出力する構成としてもよい。このような構成にすれば、音声の出力形態の差異により出力されている情報が対処または直列共振インピーダンスなどの状態に関するものかを表すことができ、各種情報の内容の識別を容易にさせることができる。
【０１５８】
また、整合回路部３２０の直列共振インピーダンスおよび直列共振周波数の状態を認識した際に、メッセージ情報４２１Ａ６を生成して対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎを表示させる構成としてもよい。このような構成にすれば、整合状態関連情報４２１Ａにメッセージ情報４２１Ａ６を組み込む必要がなく、整合状態関連情報４２１Ａの構成を簡略にできる。
【０１５９】
さらに、粗整合判定処理手段４３２Ａおよび表示制御手段４３２Ｃなど、制御手段４３０の構成の一部を制御手段４３０から独立させて例えばＣＰＵやマイクロコンピュータなどの素子などに設ける構成としてもよい。このような構成にすれば、ＣＰＵなどの素子を取り付けるだけの簡単な構成で、誘導加熱装置１００に誘導加熱時の運転状態を良好に表示させることができ、利用拡大を容易に図ることができる。
【０１６０】
そして、制御手段４３０を、プログラムで構成してもよい。このような構成にすれば、プログラムをインストールするだけで誘導加熱に関する情報を適切に報知できる機能を設けることができ、利用拡大をより容易に図ることができる。
【０１６１】
また、制御手段４３０で実施される処理のプログラムを記録媒体に記録する構成としてもよい。このような構成にすれば、記録媒体を配布することにより、例えばインターネットなどのネットワークを介してプログラムを配布する構成と比べて簡単な構成で利用拡大をさらに容易に図れる。
【０１６２】
そして、本発明として、例えば図２５および図２６に示すような前提技術の誘導加熱装置６００に適用してもよい。なお、誘導加熱装置１００と同様の構成については、同一名称や同一符号を付し、説明を簡略化または省略する。
【０１６３】
この図２５に示す誘導加熱装置６００は、２つの商用交流電源ｅを利用して略同時期に異なる２種の周波数の電力を出力させて被加熱物２０１を誘導加熱する。そして、誘導加熱装置６００は、誘導加熱コイル２００と、誘導加熱コイル２００に異なる２種の周波数の交流電力を供給する電力供給装置６１０と、を備えている。電力供給装置６１０は、第１の変圧器６１１と、誘導加熱コイル２００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６２０と、誘導加熱コイル２００に第１の共振手段６２０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６３０と、表示手段４１０、粗整合判定処理において用いられる各フラグや整合状態データベース４２１を記憶するメモリ４２０および制御手段６４１を有する制御装置６４０と、を備えている。
【０１６４】
第１の変圧器６１１は、第１の共振手段６２０および第２の共振手段６３０に接続されるとともに誘導加熱コイル２００に接続され、所定の周波数の交流電力を誘導加熱コイル２００に供給する。この第１の変圧器６１１は、例えば自己インダクタンスが小さいもので、２次巻線６１１Ｂ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６１２Ａと、分割巻線である第２分割巻線６１２Ｂとがそれぞれ１回巻きで、これら第１分割巻線６１２Ａおよび第２分割巻線６１２Ｂの合成されたインダクタンスの値と、誘導加熱コイル２００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６１１は、２次巻線６１１Ｂの両端となる第１分割巻線６１２Ａおよび第２分割巻線６１２Ｂの直列回路の両端が誘導加熱コイル２００に接続されている。すなわち、第１分割巻線６１２Ａの一端側と、第２の分割巻線６１２Ｂの他端側との間に誘導加熱コイル２００が接続されている。
【０１６５】
第１の共振手段６２０は、第１の発振手段６２１と、第２の変圧器６２２と、第１のコンデンサ部６２３と、を備えている。第１のコンデンサ部６２３は、コンデンサＣ３１と、このコンデンサＣ３１にタップ６２３Ａを介して並列に適宜接続されるコンデンサＣ３２と、コンデンサＣ３１にタップ６２３Ｂを介して並列に適宜接続されるコンデンサＣ３３と、を備えている。また、第１の発振手段６２１は、順変換回路部である第１のコンバータ６２１Ａと、逆変換回路部である第１のインバータ６２１Ｃと、平滑手段としての第１の平滑コンデンサＣｆ１と、を備えている。第１のコンバータ６２１Ａは、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、充電電圧が例えば約１００Ｖとなる容量を有する第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６２１Ｃへ出力される。第１のインバータ６２１Ｃは、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６２１Ｃの出力端子間には、第２の変圧器６２２の１次巻線６２２Ａが直列に接続されている。この第２の変圧器６２２は、１次巻線６２２Ａの所定の位置に接続される状態に設けられたタップ６２２Ｃを有している。そして、第２の変圧器６２２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６２２は、第１のコンデンサ部６２３と、第１の変圧器６１１と、誘導加熱コイル２００とにて直列共振回路を構成する。
【０１６６】
そして、第１の共振手段６２０は、第２の変圧器６２２の２次巻線６２２Ｂの出力端子間に、第１のコンデンサ部６２３および第１の変圧器６１１の１次巻線６１１Ａの直列回路が直列に接続されて構成される。また、第１のコンデンサ部６２３は、第２の変圧器６２２の２次巻線６２２Ｂの出力端と誘導加熱コイル２００の等価インダクタンスとにより直列共振する第１の直列共振回路を構成する。すなわち、第１のコンデンサ部６２３は、第１のインバータ６２１Ｃから出力され第２の変圧器６２２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２００にて被加熱物２０１を誘導加熱させる。なお、第１の変圧器６１１は、１次巻線６１１Ａの所定の位置に接続されるタップ６１１Ｃを介して第１のコンデンサ部６２３に接続されている。そして、第１の変圧器６１１のタップ６１１Ｃや第２の変圧器６２２のタップ６２２Ｃの位置調整、あるいは、誘導加熱コイル２００の巻数や大きさの調整により、第１の直列共振回路の負荷共振インピーダンスとしての直列共振インピーダンスが変更可能に構成されている。また、第１のコンデンサ部６２３のタップ６２３Ａ，６２３Ｂの位置調整による第１のコンデンサ部６２３の合成静電容量の調整、タップ６１１Ｃの位置調整、誘導加熱コイル２００の巻数や大きさの調整により、第１の直列共振回路の負荷共振周波数としての直列共振周波数が変更可能に構成されている。
【０１６７】
また、第１のコンデンサ部６２３は、第１の変圧器６１１および誘導加熱コイル２００の無効電力を補償するとともに、第１の変圧器６１１で第２の共振手段６３０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６２０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６１１を介して誘導加熱コイル２００に供給し、第１のコンデンサ部６２３で直列共振により、被加熱物２０１を誘導加熱させる。ここで、周波数が５０ｋＨｚより低くなると、特に歯車などの被加熱面が凹凸の被加熱物２０１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６２０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。
【０１６８】
第２の共振手段６３０は、第２の発振手段６３１と、第３の変圧器６３２と、第２のコンデンサ部６３３と、第４の変圧器６３４と、バイパス回路６３５と、を備えている。また、第２の発振手段６３１は、第１の共振手段６２０と同様に、順変換回路部としての第２のコンバータ６３１Ａと、平滑手段としての第２の平滑コンデンサＣｆ２と、逆変換回路部としての第２のインバータ６３１Ｃと、を備えている。第２のコンバータ６３１Ａは、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、充電電圧が例えば約１００Ｖとなる容量を有する第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６３１Ｃへ出力される。第２のインバータ６３１Ｃは、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。また、第２のインバータ６３１Ｃの出力端子間には、第３の変圧器６３２の１次巻線６３２Ａが直列に接続されている。この第３の変圧器６３２は、１次巻線６３２Ａの所定の位置に接続される状態に設けられたタップ６３２Ｃを有している。そして、第３の変圧器６３２は、中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６３２は、第２のコンデンサ部６３３と、誘導加熱コイル２００とにて直列共振回路を構成する。また、第４の変圧器６３４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。
【０１６９】
そして、第２の共振手段６３０は、第３の変圧器６３２の２次巻線６３２Ｂの出力端子間に、第２のコンデンサ部６３３と、第４の変圧器６３４の１次巻線６３４Ａとの直列回路が接続されている。第２のコンデンサ部６３３は、コンデンサＣ４１と、このコンデンサＣ４１にタップ６３３Ａを介して並列に適宜接続されるコンデンサＣ４２と、を備えている。また、第２のコンデンサ部６３３は、第３の変圧器６３２の２次巻線６３２Ｂの出力端と第４の変圧器６３４の１次巻線６３４Ａとの間の回路における線路であるブスバ６３７のインダクタンスと、誘導加熱コイル２００の等価インダクタンスとにより直列共振する第２の直列共振回路を構成する。なお、第４の変圧器６３４は、１次巻線６３４Ａの所定の位置に接続されるタップ６３４Ｃを介して第２のコンデンサ部６３３に接続されている。そして、第４の変圧器６３４のタップ６３４Ｃや第３の変圧器６３２のタップ６３２Ｃの位置調整、あるいは、誘導加熱コイル２００の巻数や大きさの調整により、第２の直列共振回路の負荷共振インピーダンスとしての直列共振インピーダンスが変更可能に構成されている。また、第２のコンデンサ部６３３のタップ６３３Ａの位置調整による第２のコンデンサ部６３３の合成静電容量の調整、タップ６３４Ｃの位置調整、誘導加熱コイル２００の巻数や大きさの調整により、第２の直列共振回路の負荷共振周波数としての直列共振周波数が変更可能に構成されている。
【０１７０】
また、第４の変圧器６３４の２次巻線６３４Ｂは、両端が第１の変圧器６１１の２次巻線６１１Ｂにおける第１分割巻線６１２Ａおよび第２分割巻線６１２Ｂの接続点に接続、すなわち２次巻線６３４Ｂが第１分割巻線６１２Ａおよび第２分割巻線６１２Ｂ間に直列に接続されている。なお、ブスバ６３７は、その浮遊インダクタンスにより、第１の共振手段６２０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６３１Ｃに侵入することを抑制する。
【０１７１】
さらに、バイパス回路６３５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Ｃ５０Ａおよび第２分割コンデンサＣ５０Ｂのバイパスコンデンサとしてのバイパス直列回路Ｃ５０を備えている。なお、第１分割コンデンサＣ５０Ａおよび第２分割コンデンサＣ５０Ｂは、同等規格のものである。また、バイパス直列回路Ｃ５０は、第１分割コンデンサＣ５０Ａおよび第２分割コンデンサＣ５０Ｂの接続点が接地されている。そして、バイパス回路６３５は、バイパス直列回路Ｃ５０の両端が、第１の変圧器６１１の第１分割巻線６１２Ａおよび第２分割巻線６１２Ｂの接続点に接続、すなわち第１分割巻線６１２Ａおよび第２分割巻線６１２Ｂ間に直列で、第４の変圧器６３４の２次巻線６３４Ｂに対して並列に、ブスバであるリアクトルとしての導体Ｌ２にて接続されている。すなわち、バイパス回路６３５は、バイパス直列回路Ｃ５０およびこのバイパス直列回路Ｃ５０に直列状に接続される導体Ｌ２を備え、導体Ｌ２によりバイパス直列回路Ｃ５０が第１の変圧器６１１の２次巻線６１１Ｂに接続されて、第１の共振手段６２０からの高周波成分をバイパスする。そして、導体Ｌ２は、バイパス直列回路Ｃ５０とにより直列共振回路を構成し、第１の共振手段６２０から帰還される高周波成分を減衰させる。この導体Ｌ２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Ｌ２Ａおよび第２の導電板Ｌ２Ｂ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Ｌ２の浮遊インダクタンスＬは、第１の導電板Ｌ２Ａおよび第２の導電板Ｌ２Ｂ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３で示される。
【０１７２】
（数３）
Ｌ＝１．２６×１０-3×ｌ×（Ｇ／Ｗ）〔μＨ／ｍｍ〕
【０１７３】
そして、導体Ｌ２の板間ギャップＧは、第１の共振手段６２０からの高周波成分でバイパス直列回路Ｃ５０と導体Ｌ２との直列共振点となる導体Ｌ２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６２０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Ｃ５０の静電容量である第１分割コンデンサＣ５０Ａおよび第２分割コンデンサＣ５０Ｂの合成静電容量Ｃが５０μＦである場合、第１の導電板Ｌ２Ａおよび第２の導電板Ｌ２Ｂの長さ寸法ｌが５００ｍｍ、幅寸法Ｗが３００ｍｍとすると、導体Ｌ２のインダクタンスＬは、以下で示す数４により演算される。
【０１７４】
（数４）
Ｌ＝１／（ω2×Ｃ）
＝０．０１２７μＨ
ω：２π×ｆ１
Ｃ：（Ｃ５０Ａ×Ｃ５０Ｂ）／（Ｃ５０Ａ＋Ｃ５０Ｂ）
Ｃ５０Ａ：第１分割コンデンサＣ５０Ａの静電容量
Ｃ５０Ｂ：第２分割コンデンサＣ５０Ｂの静電容量
【０１７５】
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Ｌ２Ａおよび第２の導電板Ｌ２Ｂの板間ギャップＧは、以下で示す数５により演算される。
【０１７６】
（数５）
Ｇ＝Ｌ×Ｗ／（１．２６×１０-3×ｌ）
＝０．０１２７×３００／（１．２６×１０-3×５００）
＝６〔ｍｍ〕
【０１７７】
そして、第２の共振手段６３０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２００に供給し、第２のコンデンサ部６３３の直列共振により、被加熱物２０１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２０１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６３０にて供給する周波数は、１ｋＨｚ以上５０ｋＨｚ以下が好ましい。
【０１７８】
なお、第１の発振手段６２１および第２の発振手段６３１にて、本発明の発振回路部が構成されている。また、第１の変圧器６１１、第２の変圧器６２２、第１のコンデンサ部６２３、第３の変圧器６３２、第２のコンデンサ部６３３、第４の変圧器６３４にて、本発明の整合回路部が構成されている。
【０１７９】
制御手段６４１は、図２６に示すように、図１ないし図２４に示す実施の形態の前提技術における運転制御部４３１に対応する誘導加熱制御手段６４１Ａと、状態認識手段としての粗整合判定処理手段６４１Ｂと、精密整合判定処理手段６４１Ｃと、報知制御手段としての表示制御手段６４１Ｄと、を備えている。
【０１８０】
誘導加熱制御手段６４１Ａは、第１の共振手段６２０で所定の高周波の交流電力を、操作者により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２００に供給させる。さらに、誘導加熱制御手段６４１Ａは、第２の共振手段６３０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２００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。
【０１８１】
粗整合判定処理手段６４１Ｂは、第１の発振手段６２１および第１の直列共振回路の粗整合判定処理や、第２の発振手段６３１および第２の直列共振回路の粗整合判定処理を実施する。そして、粗整合判定処理手段６４１Ｂは、周波数調整手段６４１ＢＡと、データ収集手段６４１ＢＢと、差分算出手段６４１ＢＣと、を備えている。
【０１８２】
周波数調整手段６４１ＢＡは、第１の発振手段６２１および第２の発振手段６３１に接続、具体的には第１のコンバータ６２１Ａと、第１のインバータ６２１Ｃと、第２のコンバータ６３１Ａと、第２のインバータ６３１Ｃと、に接続されている。この周波数調整手段６４１ＢＡは、上述の実施の形態の前提技術と同様に、スイッチング素子のオンオフ制御にて検索開始周波数を設定するとともに平滑コンデンサＣｆ１を充電する。そして、平滑コンデンサＣｆ１の放電により第１のインバータ６２１Ｃから検索開始周波数の電力を出力させる。さらに、第１の直列共振回路の電流を、第１のコンデンサ部６２３および第１の変圧器６１１の接続点に接続された高周波電流検出手段６２４にて検出し、第１のインバータ６２１Ｃから出力させた電力との位相差に基づいて、粗整合判定処理時における第１のインバータ６２１Ｃからの電力の周波数を制御する。また、周波数調整手段６４１ＢＡは、上述した処理と同様の処理を実施して、第２の直列共振回路の電流を、第２のコンデンサ部６３３および第４の変圧器６３４の接続点に接続された低周波電流検出手段６３６にて検出し、第２のインバータ６３１Ｃから出力させた電力との位相差に基づいて、粗整合判定処理時における第２のインバータ６３１Ｃからの電力の周波数を制御する。
【０１８３】
データ収集手段６４１ＢＢは、第１の発振手段６２１および第２の発振手段６３１に接続されている。そして、データ収集手段６４１ＢＢは、上述した誘導加熱装置１００のデータ収集手段４３２Ａ２と同様の処理を実施して、粗整合判定用データを順次記録する。差分算出手段６４１ＢＣは、上述した誘導加熱装置１００の差分算出手段４３２Ａ３と同様の処理を実施して、第１の直列共振回路や第２の直列共振回路の直列共振インピーダンスおよび直列共振周波数をそれぞれ算出する。
【０１８４】
精密整合判定処理手段６４１Ｃは、第１の発振手段６２１および第２の発振手段６３１に接続され、上述した誘導加熱装置１００の精密整合判定処理手段４３２Ｂと同様の処理を実施して、精密整合判定処理を実施する。表示制御手段６４１Ｄは、第１の発振手段６２１および第１の直列共振回路の整合状態や、第２の発振手段６３１および第２の直列共振回路の整合状態を表す整合判定処理画面５００やメッセージ画面５７０Ａ〜５７０Ｎを表示手段４１０に表示させる。ここで、対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎで表現される「トランスタップ」は、第１の変圧器６１１のタップ６１１Ｃ、第２の変圧器６２２のタップ６２２Ｃ、第３の変圧器６３２のタップ６３２Ｃ、第４の変圧器６３４のタップ６３４Ｃを表す。また、「コンデンサ」は、第１のコンデンサ部６２３や第２のコンデンサ部６３３を表す。さらに、「負荷コイル」は、誘導加熱コイル２００を表す。
【０１８５】
このような構成にすれば、２つの商用交流電源ｅを利用して２種の異なる周波数の電力を出力させることにより被加熱物２０１を誘導加熱する誘導加熱装置６００、すなわち複数の発振回路部となる第１の発振手段６２１および第２の発振手段６３１で異なる周波数の交流電力を供給させて誘導加熱させる構成においても、動作状態、充電状態、直列共振周波数を検出する検出状態に適宜切り替えて交流電力の供給状態を制御することで、第１の発振手段６２１および第２の発振手段６３１からそれぞれ出力される交流電力の周波数に対応した共振回路を構成する第１の直列共振回路や第２の直列共振回路の設定が容易にできる。
【０１８６】
そして、検出状態での粗整合判定処理で検出した直列共振インピーダンスおよび直列共振周波数の状態およびその対処を表示手段４１０で表示させることにより、誘導加熱処理を熟知していない操作者であっても適切に対処でき、誘導加熱に関する情報を適切に報知できる。また、上述した誘導加熱装置１００と同様の作用効果を奏することができる。
【０１８７】
さらに、本発明の報知制御装置を例えば図２７に示すような誘導加熱装置７００に適用してもよい。なお、誘導加熱装置１００，６００と同様の構成については、同一名称や同一符号を付し、説明を簡略化または省略する。
【０１８８】
この図２７に示す誘導加熱装置７００は、１つの商用交流電源ｅを利用して１種の周波数の電力を出力させて被加熱物２０１を誘導加熱する。そして、誘導加熱装置７００は、誘導加熱コイル２００と、誘導加熱コイル２００に交流電力を供給する電力供給装置８００と、を備えている。また、電力供給装置８００は、第１の変圧器８１０と、誘導加熱コイル２００に所定の周波数、例えば周波数が１０ｋＨｚ以上３０ｋＨｚ以下の中周波の交流電力を供給して誘導加熱させる共振手段８２０と、表示手段４１０、粗整合判定処理において用いられる各フラグや整合状態データベース４２１を記憶するメモリ４２０、および、共振手段８２０から交流電力を適宜供給させる制御手段８３０を備えた演算装置８４０と、を備えている。
【０１８９】
第１の変圧器８１０は、共振手段８２０に接続されるとともに誘導加熱コイル２００に接続され、所定の周波数の交流電力を誘導加熱コイル２００に供給する。この第１の変圧器８１０には、２次巻線８１２に誘導加熱コイル２００が接続されている。
【０１９０】
共振手段８２０は、発振回路部としての発振手段８２１と、第２の変圧器８２２と、コンデンサ部８２３と、を備えている。なお、第１の変圧器８１０、第２の変圧器８２２、コンデンサ部８２３にて、本発明の整合回路部が構成されている。コンデンサ部８２３は、コンデンサＣ６１と、このコンデンサＣ６１にタップ８２３Ａを介して並列に適宜接続されるコンデンサＣ６２と、コンデンサＣ６１にタップ８２３Ｂを介して並列に適宜接続されるコンデンサＣ６３と、を備えている。また、発振手段８２１は、順変換回路部としてのコンバータ８２１Ａと、逆変換回路部としてのインバータ８２１Ｃと、平滑手段としての平滑コンデンサＣｆと、を備えている。コンバータ８２１Ａは、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。インバータ８２１Ｃは、平滑コンデンサＣｆ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、インバータ８２１Ｃの出力端子間には、第２の変圧器８２２の１次巻線８２２Ａが直列に接続されている。この第２の変圧器８２２は、１次巻線８２２Ａの所定の位置に接続される状態に設けられたタップ８２２Ｃを有している。そして、第２の変圧器８２２は、コンデンサ部８２３と、誘導加熱コイル２００とにて直列共振回路を構成する。
【０１９１】
また、共振手段８２０は、第２の変圧器８２２の２次巻線８２２Ｂの出力端子間に、コンデンサ部８２３および第１の変圧器８１０の１次巻線８１１の直列回路が直列に接続されて構成される。また、コンデンサ部８２３は、第２の変圧器８２２の２次巻線８２２Ｂの出力端と誘導加熱コイル２００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。すなわち、コンデンサ部８２３は、インバータ８２１Ｃから出力され第２の変圧器８２２を介して供給される所定の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２００にて被加熱物２０１を誘導加熱させる。なお、第１の変圧器８１０は、１次巻線８１１の所定の位置に接続されるタップ８１１Ａを介してコンデンサ部８２３に接続されている。そして、第１の変圧器８１０のタップ８１１Ａや第２の変圧器８２２のタップ８２２Ｃの位置調整、あるいは、誘導加熱コイル２００の巻数や大きさの調整により、直列共振回路の直列共振インピーダンスが変更可能に構成されている。また、コンデンサ部８２３のタップ８２３Ａ，８２３Ｂの位置調整によるコンデンサ部８２３の合成静電容量の調整、タップ８１１Ａの位置調整、誘導加熱コイル２００の巻数や大きさの調整により、第２の直列共振回路の負荷共振周波数としての直列共振周波数が変更可能に構成されている。
【０１９２】
制御手段８３０は、上述した図２５および図２６に示す実施の形態の前提技術における制御手段６４１と同様に、誘導加熱制御手段８３１と、粗整合判定処理手段８３２と、精密整合判定処理手段８３３と、報知制御手段としての表示制御手段８３４と、を備えている。誘導加熱制御手段８３１は、共振手段８２０で所定の周波の交流電力を誘導加熱コイル２００に供給させる。粗整合判定処理手段８３２は、発振手段８２１および直列共振回路の粗整合判定処理を実施する。そして、粗整合判定処理手段８３２は、周波数調整手段８３２Ａと、データ収集手段８３２Ｂと、差分算出手段８３２Ｃと、を備えている。
【０１９３】
周波数調整手段８３２Ａは、上述したように、検索開始周波数を設定するとともにコンバータ８２１Ａおよびインバータ８２１Ｃをオンオフ制御して平滑コンデンサＣｆを充電する。そして、平滑コンデンサＣｆの放電によりインバータ８２１Ｃから検索開始周波数の電力を出力させる。さらに、直列共振回路の電流をコンデンサ部８２３および第１の変圧器８１０の接続点に接続された電流検出手段８２４にて検出し、インバータ８２１Ｃから出力させた電力との位相差に基づいて、粗整合判定処理時におけるインバータ８２１Ｃからの電力の周波数を制御する。データ収集手段８３２Ｂは、上述したように、粗整合判定用データを順次記録する。差分算出手段８３２Ｃは、上述したように、直列共振回路の直列共振インピーダンスおよび直列共振周波数を算出する。
【０１９４】
精密整合判定処理手段８３３は、上述したように、精密整合判定処理を実施する。表示制御手段８３４は、発振手段８２１および直列共振回路の整合状態を表す整合判定処理画面５００やメッセージ画面５７０Ａ〜５７０Ｎを表示手段４１０に表示させる。ここで、対処文字列表示領域５７４Ａ〜５７４Ｎで表現される「トランスタップ」は、第１の変圧器８１０のタップ８１１Ａ、第２の変圧器８２２のタップ８２２Ｃを表す。また、「コンデンサ」は、コンデンサ部８２３を表す。さらに、「負荷コイル」は、誘導加熱コイル２００を表す。
【０１９５】
このような構成にすれば、１つの商用交流電源ｅを利用して１種の周波数の電力を出力させることにより被加熱物２０１を誘導加熱する誘導加熱装置７００においても同様に、簡単な構成で効率よく誘導加熱するための共振回路の構築が容易にできる。
【０１９６】
なお、誘導加熱装置６００，７００に、誘導加熱装置１００の他の実施の形態の前提技術として例示した構成を適用してもよい。
【０１９７】
次に、本発明の実施の形態を説明する。図１ないし図２４に示す実施の形態の前提技術として電圧形の構成で説明したが、本実施形態は、例えば図２８に示すように、電流形の構成としたものである。すなわち、平滑コンデンサＣｆに代えて平滑手段としてのリアクトルＬｆを接続し、インバータ３１２として電流形として発振回路部９１１を構成としてもよい。具体的には、図２８に示す誘導加熱装置９００は、発振回路部９１１、および、この発振回路部９１１から出力される交流電力が供給され、誘導加熱コイル２００とにて並列共振回路を構成する整合回路部９１２を備えた電力供給装置９１０と、この電力供給装置９１０の運転状態を検出して運転状態を制御する制御装置４００と、を備えている。そして、整合回路部９１２は、整合変圧器３２１と、並列コンデンサ部９１５と、電流変成器３２４と、を備えている。この整合回路部９１２は、タップ３２１Ｄを有した整合変圧器３２１の２次巻線の両端に、並列コンデンサ部９１５と、電流変成器３２４のタップ３２４Ｃを有した１次巻線３２４Ａとの並列回路が接続されている。そして、並列コンデンサ部９１５は、コンデンサＣ９１と、このコンデンサＣ９１に並列に接続されタップ９１５ＡおよびコンデンサＣ９２の直列回路と、を備え、タップ９１５Ａの切り替えにより、合成静電容量がそれぞれ変更可能となっている。
【０１９８】
この図２８に示すような構成でも、図１ないし図２４に示す実施の形態の前提技術と同様に、リアクトルＬｆにコンバータ３１１からの直流電力を蓄積状態で適宜蓄積させ、検出状態で蓄積した電力にて負荷共振周波数としての並列共振周波数や負荷共振インピーダンスとしての並列共振インピーダンスを検出することができる。すなわち、図１ないし図２４に示す実施の形態の前提技術における粗整合判定処理で生成する粗整合判定用データとして、インバータ３１２から出力される電力の電圧値および周波数に代えて電流値および周波数を１つのデータ構造に関連付けて生成する。そして、同様にして、図５（Ａ）における周波数カーブと、図５（Ｂ）における電圧カーブに代わる電流カーブにより、電流値および周波数の変化状況に基づいて、検出される。
【０１９９】
具体的には、並列共振周波数としては、周波数が最初に最も低くなっている粗整合判定用データと、この粗整合判定用データの１つ前の粗整合判定用データとの周波数に基づいて演算される。また、並列共振インピーダンスとしては、周波数が最初に最も低くなっている粗整合判定用データと、この粗整合判定用データの１つ前の粗整合判定用データとに基づいて、以下に示す数１に基づいて、並列共振インピーダンスＺが算出される。
【０２００】
（数１）
Ｚ＝Ｌ×（ｌｏｇＩ１−ｌｏｇＩ２）／（ｔ２−ｔ１）
Ｚ：並列共振インピーダンス〔Ω〕
ｔ１：記録開始から経過時間がｔ２の整合データに対して１つ前の整合データの記録開始からの経過時間〔秒〕
ｔ２：交流電力の周波数が最小となる整合データの記録開始からの経過時間〔秒〕
Ｉ１：ｔ１における整合データの電流値〔Ａ〕
Ｉ２：ｔ２における整合データの電流値〔Ａ〕
Ｌ：リアクトルの電気容量
【０２０１】
さらには、例えば図２５および図２６に示す構成において、第１の発振手段６２１と第２の発振手段６３１が双方とも電圧形であることから、第１のコンバータ６２１Ａおよび第２のコンバータ６３１Ａと第１の平滑コンデンサＣｆ１および第２の平滑コンデンサＣｆ２を共通化した構成としてもよい。また、図２５および図２６に示す構成において、第１の発振手段６２１と第２の発振手段６３１との少なくともいずれか一方を電流形としてもよい。
【０２０２】
さらには、共振回路としては、直列共振する構成に限らず、並列共振する構成、直並列共振する構成など、いずれの共振回路を対象とすることができる。
【０２０３】
そして、上記各実施の形態の前提技術および実施の形態では、検出状態で検出した直列共振周波数および直列共振インピーダンスを報知して説明したが、例えば直列共振周波数および直列共振インピーダンスが定格周波数および定格インピーダンスに近似する状態に、各種タップ３２１Ｃ，３２１Ｄ，３２２Ａ，３２３Ａ，３２４Ｃ，６１１Ｃ，６２２Ｃ，６２３Ａ，６２３Ｂ，６３２Ｃ，６３３Ａ，６３４Ｃ，８１１Ａ，８２２Ｃ，８２３Ａ，８２３Ｂなどを切替制御するなど、各整合回路部３２０を制御して、自動的に効率よく誘導加熱できる構成とするなどしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２０４】
【図１】本発明の前提となる技術に係る誘導加熱装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】前記誘導加熱装置における整合回路部におけるインピーダンスの周波数特性を示すグラフである。
【図３】前記誘導加熱装置における整合状態データベースの概略構成を示す模式図である。
【図４】前記誘導加熱装置における誘導加熱装置を構成する制御手段の概略構成を示す模式図である。
【図５】前記誘導加熱装置における粗整合判定用データの周波数および電圧の値を示すグラフであり、（Ａ）は周波数のグラフを示し、（Ｂ）は電圧のグラフを示す。
【図６】前記誘導加熱装置における整合判定処理画面の概略構成を示す模式図である。
【図７】前記誘導加熱装置における整合状態が状態Ａのメッセージ画面の概略構成を示す模式図である。
【図８】前記誘導加熱装置における整合状態が状態Ｂのメッセージ画面の概略構成を示す模式図である。
【図９】前記誘導加熱装置における整合状態が状態Ｃのメッセージ画面の概略構成を示す模式図である。
【図１０】前記誘導加熱装置における整合状態が状態Ｄのメッセージ画面の概略構成を示す模式図である。
【図１１】前記誘導加熱装置における整合状態が状態Ｅのメッセージ画面の概略構成を示す模式図である。
【図１２】前記誘導加熱装置における整合状態が状態Ｆのメッセージ画面の概略構成を示す模式図である。
【図１３】前記誘導加熱装置における整合状態が状態Ｇのメッセージ画面の概略構成を示す模式図である。
【図１４】前記誘導加熱装置における整合状態が状態Ｈのメッセージ画面の概略構成を示す模式図である。
【図１５】前記誘導加熱装置における整合状態が状態Ｉのメッセージ画面の概略構成を示す模式図である。
【図１６】前記誘導加熱装置における整合状態が状態Ｊのメッセージ画面の概略構成を示す模式図である。
【図１７】前記誘導加熱装置における整合状態が状態Ｋのメッセージ画面の概略構成を示す模式図である。
【図１８】前記誘導加熱装置における整合状態が状態Ｌのメッセージ画面の概略構成を示す模式図である。
【図１９】前記誘導加熱装置における整合状態が状態ＥＲＲ１のメッセージ画面の概略構成を示す模式図である。
【図２０】前記誘導加熱装置における整合状態が状態ＥＲＲ２のメッセージ画面の概略構成を示す模式図である。
【図２１】前記誘導加熱装置における粗整合判定処理を示すフローチャートである。
【図２２】前記誘導加熱装置における粗整合判定用データの収集処理を示すフローチャートである。
【図２３】前記誘導加熱装置における整合状態の判定処理を示すフローチャートである。
【図２４】前記誘導加熱装置における粗整合判定処理の結果表示処理を示すフローチャートである。
【図２５】本発明の前提となる技術の他の形態に係る誘導加熱装置の概略構成を示す模式図である
【図２６】前記前提となる技術の他の形態に係る誘導加熱装置を構成する制御手段の概略構成を示す模式図である。
【図２７】本発明の前提となる技術のさらに他の形態に係る誘導加熱装置の概略構成を示す模式図である。
【図２８】本発明の実施の形態に係る誘導加熱装置の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【０２０５】
１００，６００，７００，９００…誘導加熱装置
２００……誘導加熱コイル
３００，９１０……電力供給装置
３１０，９１１……発振回路部
３１１……順変換回路部としてのコンバータ
３１２……逆変換回路部としてのインバータ
３２０，９１２……整合回路部
４００……電力供給制御装置としての制御装置
４１０……報知手段としての表示手段
４３０……電力供給制御装置および電力供給制御手段として機能し得る制御手段
Ｃｆ……平滑手段としての平滑コンデンサ
Ｌｆ……平滑手段としてのリアクトル
４３２Ａ，６４１Ｂ，８３２……検出手段としての粗整合判定処理手段
４３２Ｃ，６４１Ｄ，８３４……報知制御手段としての表示制御手段
５７４Ａ〜５７４Ｎ…対処情報としての対処文字列表示領域
６１１，８１０……整合回路部を構成する第１の変圧器
６２１……発振回路部を構成する第１の発振手段
６２２，８２２……整合回路部を構成する第２の変圧器
６２３……整合回路部を構成する第１のコンデンサ部
６３１……発振回路部を構成する第２の発振手段
６３２……整合回路部を構成する第３の変圧器
６３３……整合回路部を構成する第２のコンデンサ部
６３４……整合回路部を構成する第４の変圧器
８２１……発振回路部としての発振手段
８２３……整合回路部を構成するコンデンサ部
【図１】
0004787553.tif 000002
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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