专利名称：感应加热方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及感应加热方法和装置，尤其涉及适合于通过谐振型逆变器(inverter)供电的感应加热方法和装置，谐振型逆变器被配备成分别与布置得彼此相邻的多个加热线圈相对应。
背景技术：
感应加热是以让电流通过加热线圈产生磁场，以便在要加热的部件中生成过电流这样的方式生热的，由于可以达到通过电阻加热不能获取的高温，所以在各种领域中都得到采用。图8示意性地示出了使轧钢机等的轧辊变硬的感应加热装置的概貌。
在图8中，轧辊10由轧辊主体12和处在它两端的辊颈14组成。当通过感应加热使轧辊10变硬(harden)时，在感应加热装置15中配备产生高磁通密度的磁场的加热线圈16、和产生磁通密度比它低的磁场的温度维持线圈18，它们分别与由相应逆变器构成的高频电源20和22连接。这些加热线圈16和温度维持线圈18被布置成彼此相邻，在它们之间没有留下任何空隙，从而防止在线圈16和18两者的两端之间的边缘部分上的温度下降。为了使轧辊10变硬，让轧辊10沿着箭头24所指的方向朝线圈16和18里面移动，将轧辊主体12的表面层部分加热到大约950℃。
图9示出了局部电磁感应加热装置的概貌。在这个局部电磁感应加热装置30中，多个加热线圈32(32a到32c)沿着垂直方向同轴排列着，并且分别与由相应逆变器构成的高频电源34(34a到34c)连接。例如，碳棒36的一端(下端)被插入加热线圈32中，将气体充到碳棒36的周围，通过加热线圈32将它加热到大约1500℃，使气体与它发生反应。在这种情况下，由于热量向上逸散，控制电源34，以便使磁通密度变成朝着上部的加热线圈32越来越高。并且，将加热线圈32安排成彼此相邻，以防止在边缘部分上的温度下降。
图10示出了通过电磁感应加热容器的装置的概貌。在这个感应加热装置44中，将粉末状碳化硅(SiC)42放入例如由碳制成的坩锅40中，通过加热线圈48(48a，48b)加热它，使碳化硅42蒸发沉淀在工件46上。感应加热装置44包括分别与由逆变器构成的高频电源50(50a，50b)连接、沿着垂直方向同轴布置的两个加热线圈48a和48b，下侧的加热线圈48b生成高磁通密度的磁场，以便加热碳化硅42。
图11显示了所谓Baumkuchen型感应加热装置的概貌。这个感应加热装置60包括由碳等制成的环状台62，多个半导体晶片64将放置在台62的上表面上。加热线圈66被布置在台62下面，以便可以让电流通过加热线圈66加热半导体晶片64。并且，加热线圈66由外线圈66a、中心线圈66b、和内线圈66c组成，它们分别与由相应逆变器构成的高频电源68(68a到68c)连接，以便可以均匀地加热整个台62。在这种情况下，线圈66a到66c也被布置得彼此相邻，以便彼此接触，从而防止在线圈边缘部分上的温度下降。
图12示出了用于挤压成形的感应加热装置的概貌。这个感应加热装置70包括分别与由相应逆变器构成的高频电源74(74a到74c)连接、沿着水平方向同轴排列的多个加热线圈72(72a到72b)，对放置在加热线圈72内的金属材料76以温度从工件的前端部分到工件的后端部分逐渐下降的方式加热。线圈72a到72c被布置得彼此相邻，以防止在边缘部分上的温度下降。在液相和固相共存的状态下，锻造金属材料的SSF(半固态锻造)的情况中，也使用相似的感应加热装置。
由于在感应加热中可以获取高功率效率，所以常常通过含有谐振电路的所谓谐振型逆变器进行感应加热。并且，在如上所述含有多个加热线圈的感应加热装置中，线圈被布置得彼此相邻，以防止在各自加热线圈的边缘部分上的温度下降。因此，由于加热线圈之一产生的磁通影响其它加热线圈，在多个加热线圈之间会出现互感。故在包括与多个逆变器相对应的加热线圈的感应加热装置中，由于加热线圈之间的互感的状态随负载波动等而变化，每个加热线圈中的电流(加热线圈电流)会出现失真，和在加热线圈电流之间会出现相位偏差。因此，在包括与多个逆变器相对应的加热线圈的感应加热装置中，除非使各自负载电流的频率均衡化和固定地保持各自加热线圈电流的相位，加热温度的高精度控制变得困难，并且使加热线圈的边缘部分上的温度下降。
因此，人们提出了防止出现互感负面效应的方法，其中，将磁力线屏蔽线圈插在加热线圈之间，让它们吸收加热线圈端部的磁通。人们还建议，将两个加热线圈与一个变频器(高频逆变器)并联，将可变电抗器与加热线圈之一串联，和通过L循环(cycle)调整可变电抗器(reactor)以改变电压值(日本实用新型专利申请公布第Hei3-39482号)。
但是，上述将磁力线屏蔽线圈放置在加热线圈的边缘部分中的方法不能达到均匀加热，因为磁力线屏蔽线圈吸收了加热线圈端部的磁通，使这些部分上的温度下降。在日本实用新型专利申请公布第3-39482号中所述、将可变电抗器与加热线圈之一串联，通过可变电抗器改变电压的方法也存在这样的缺点，控制可变电抗器改变整个频率，功率控制的时间常数长，和一个单元的功率控制改变整个系统中的每个加热线圈的功率值，从而难以独立地控制每个加热线圈的温度等。
同时，在每个逆变器中，除非使其输出电流和输出电压之间的相位差变小，逆变器输出效率(功率因数)变小了，从而使容量下降，和使逆变器的效率降低。因此，最好使逆变器以使其输出电流和输出电压彼此同步的方式工作。
本发明就是为了解决上述现有技术的缺点提出的，本发明的一个目的是防止加热线圈边缘部分上的温度下降，和使互感造成的影响得到消除。
本发明的另一个目的是防止互感状态的变化。
本发明的又一个目的是使逆变器的功率因数得到提高。
发明内容
根据本发明的第一感应加热方法的特征在于，使分别与多个加热线圈相对应的谐振型逆变器以这样的方式工作，即，使分别提供到加热线圈的各自电流的频率彼此均衡化(equalize)，和使电流彼此同步或保持在设置的相位差上。
通过调整提供给每个谐振型逆变器的驱动信号的相位，可以使电流彼此同步或保持在设置的相位差上。要均衡化的电流信号可以是在外部生成的参考信号，和可以根据这个参考信号进行操作。并且，要均衡化的电流信号可以是上述谐振型逆变器任何一个的输出，和可以根据这个参考信号进行操作。并且，要均衡化的电流信号可以是各自谐振型逆变器的输出电流的相位的平均值，和可以根据这个平均电流信号进行操作。
根据本发明的第二感应加热方法的特征在于，通过分别与加热线圈相对应的谐振型逆变器向多个加热线圈供电；谐振型逆变器之一是主逆变器，另一个是辅助逆变器，上述辅助逆变器是以这样的方式驱动的，根据主逆变器的驱动信号或主逆变器的输出电压或输出频率，使提供到辅助侧的加热线圈的电流的相位与提供到主侧的加热线圈的电流的相位同步，或保持在设置的相位差上；通过控制辅助逆变器侧的电抗器调整辅助逆变器的输出电流和输出电压之间的相位差，以提高功率因数。
最好，在获取提供到主侧的加热线圈的电流和提供到辅助侧的加热线圈的电流之间的相位差和通过控制辅助逆变器的驱动调整电流之间的相位差之后，调整辅助逆变器的输出电流和输出电压之间的相位差。
根据本发明的第一感应加热装置的特征在于，它包括分别与多个加热线圈相对应的谐振型逆变器；相位检测器，用于获取分别从谐振型逆变器提供到加热线圈的电流之间的相位差；和驱动控制部分，用于根据这个相位检测器获取的相位差，将驱动信号提供给谐振型逆变器，使分别提供到加热线圈的电流的频率均衡化，和使电流彼此同步或保持在设置的相位差上。
根据本发明的第二感应加热装置的特征在于，它包括分别与多个加热线圈相对应的谐振型逆变器；参考信号生成部分，用于生成提供给这些逆变器的参考信号；配备成分别与谐振型逆变器相对应的相位检测器，每一个相位检测器获取提供到相应一个加热线圈的电流和参考信号生成部分输出的参考信号之间的相位差；和配备成分别与上述谐振型逆变器相对应的驱动控制部分，用于根据相位检测器获取的相位差和参考信号，在控制提供给相应一个上述谐振型逆变器的驱动信号的同时，驱动上述谐振型逆变器，使提供到每个所述加热线圈的电流的频率相对于所述参考信号均衡化，以及使每个电流的相位与参考信号同步或保持在设置的相位差上。
根据本发明的第三感应加热装置的特征在于，它包括分别与多个加热线圈相对应的谐振型逆变器；参考信号生成部分，用于生成提供给这些逆变器的参考信号；配备成分别与谐振型逆变器相对应的相位检测器，每一个相位检测器获取提供到相应一个加热线圈的电流和参考信号生成部分输出的参考信号之间的相位差；配备成分别与谐振型逆变器相对应的驱动控制部分，每一个根据相位检测器获取的相位差和参考信号，在控制提供给相应一个谐振型逆变器的驱动信号的同时，驱动谐振型逆变器，使提供到相应一个加热线圈的电流的频率相对于参考信号均衡化，以及使电流的相位与参考信号同步或保持在设置的相位差上；可变电抗器，每一个配备在谐振型逆变器和相应一个加热线圈之间；配备成分别与谐振型逆变器相对应的相位检测部分，每一个检测谐振型逆变器的输出电流和输出电压之间的相位差；和相位调整部分，用于根据每个相位检测部分的输出信号，通过控制可变电抗器，调整谐振型逆变器的输出电流和输出电压之间的相位差，以提高每个谐振型逆变器的功率因数。
根据本发明的第四感应加热装置的特征在于，它包括由谐振型逆变器构成的主逆变器；每一个由谐振型逆变器构成的一个或多个辅助逆变器；配备成与这个主逆变器和辅助逆变器相对应的多个加热线圈；相位检测器，用于获取通过主侧的加热线圈的电流和通过辅助侧的加热线圈的电流之间的相位差；主侧的驱动控制部分，用于将驱动信号提供给主逆变器；和辅助侧的驱动控制部分，用于根据主侧的这个驱动控制部分输出的驱动信号和相位检测器获取的相位差，控制提供给辅助逆变器的驱动信号，使通过辅助侧的加热线圈的电流的相位与通过主侧的加热线圈的电流的相位一致或保持在设置的相位差上。
根据本发明的第五感应加热装置的特征在于，它包括由谐振型逆变器构成的主逆变器；每一个由谐振型逆变器构成的一个或多个辅助逆变器；配备成与这个主逆变器和辅助逆变器相对应的多个加热线圈；相位检测器，用于获取通过主侧的加热线圈的电流和通过辅助侧的加热线圈的电流之间的相位差；主侧的驱动控制部分，用于将驱动信号提供给主逆变器；和辅助侧的驱动控制部分，用于根据主逆变器的输出电流或输出电压和相位检测器获取的相位差，控制提供给辅助逆变器的驱动信号，使通过辅助侧的加热线圈的电流的相位与通过主侧的加热线圈的电流的相位一致或保持在设置的相位差上。
附带地，可以提供配备在辅助逆变器和与这个辅助逆变器相对应的加热线圈之间的可变电抗器；相位检测部分，用于检测辅助逆变器的输出电流和输出电压之间的相位差；和相位调整部分，用于根据相位检测部分的输出信号，通过控制可变电抗器，调整辅助逆变器的输出电流和输出电压之间的相位差，以提高辅助逆变器的功率因数。并且，最好，主逆变器和辅助逆变器分别与相应输出功率控制部分连接。主逆变器的输出电压或输出电流反馈到驱动控制部分，和使输出电压和输出电流的相位彼此一致。
在像上面那样构成的本发明的感应加热方法中，由于使提供到多个加热线圈的电流的频率均衡化，和使相位彼此同步或保持在设置的相位差上，即使负载发生波动，加热线圈之间的互感状态也可以是固定的，而不会受负载波动影响。因此，不会由于互感的变化而使提供到各自加热线圈的电流(加热线圈电流)的波形等出现失真，从而逆变器可以正常工作，并且，即使多个加热线圈被布置得彼此相邻，也可以通过加热线圈容易地和精确地控制温度，和可以防止在加热线圈的边缘部分上的温度下降。
在调整提供给谐振型逆变器的驱动信号的相位的情况下，基于在参考信号生成部分等中生成的参考信号的调整使控制相对容易，从而可以作出精确的相位调整。参考信号可以是电流的波形，或也可以是具有脉冲等形式的任何波形。并且，当以使多个谐振型逆变器的任何一个成为参考逆变器，和将这个参考逆变器的输出(例如，输出电流或输出电压)用作参考信号的方式调整驱动信号的相位时，根据参考逆变器的输出频率调整其它逆变器的相位，不需要其它参考信号生成部分，从而可以使该装置简化。此外，以这样的方式调整提供给谐振型逆变器的驱动信号的相位，那就是，获取通过各自加热线圈的电流相对于基准定时位置的相位的平均值，和控制逆变器的驱动信号，以便使每个加热线圈电流与这个平均值一致。
在本发明的感应加热方法中，以将驱动主逆变器的驱动信号提供给辅助逆变器的方式驱动辅助逆变器，据此，使提供到辅助逆变器侧的加热线圈的电流的相位与提供到主逆变器侧的加热线圈的电流的相位同步，或在它们之间保持设置的相位差，另外，通过控制辅助逆变器侧的电抗器，使辅助逆变器的输出电流和输出电压的相位彼此一致。因此，根据本发明，可以使通过主逆变器和辅助逆变器的加热线圈的电流的相位同步或固定不变，可以使精确温度控制不受负载波动任何影响，和可以避免在加热线圈的边缘部分上的温度下降。在主逆变器中，驱动控制部分进行频率调整，以便使输出电压和输出电流的相位彼此一致，和在辅助逆变器中，调整电抗器，以便使输出电压和输出电流的相位彼此一致，因此，可以提高功率因数，和可以提高逆变器的输出效率，以便可以防止工作效率下降。
并且，在获取提供到主侧的加热线圈的电流和提供到辅助侧的加热线圈的电流之间的相位差和作出消除这个电流之间的相位差的调整之后，调整辅助逆变器的输出电流和输出电压之间的相位差。
附带地，当主逆变器的输出电流或输出电压的输出频率被当作辅助逆变器的驱动信号，而不是驱动主逆变器的驱动信号给出，和对辅助逆变器加以操作，使之与主逆变器的输出频率同步或保持设置的相位差时，可以获取相同的效果。并且，通过将输出功率控制部分配备成分别与主逆变器和辅助逆变器相对应，可以自由地控制每个逆变器的输出量，和可以自由地和高精度地控制加热温度。
图1是根据本发明第一实施例的感应加热装置的说明性示意图；图2是根据本发明实施例的功率控制部分的详细说明性示意图；图3是根据该实施例的驱动控制部分的详细说明性示意图；图4是说明根据该实施例的逆变器的操作的时间图；图5是说明根据该实施例的相位控制部分的操作的流程图；图6是本发明第二实施例的说明性示意图；图7是根据该实施例调整主侧的加热线圈电流和辅助侧的加热线圈电流之间的相位差的方法的说明性示意图；图8是通过感应加热使轧辊变硬的方法的说明性示意图；图9是局部感应加热装置的简略说明性示意图；图10是说明通过感应加热加热容器的示意图；图11是所谓Baumkuchen型感应加热装置的简略说明性示意图；图12是用于挤压成形的感应加热装置的简略说明性示意图；图13是说明根据该实施例调整加热线圈电流的相位的方法的示意图；图14是根据本发明的第三实施例的简略说明性示意图；图15是根据本发明的第四实施例的简略说明性示意图；图16是根据本发明的第五实施例的简略说明性示意图；图17是并联谐振型逆变器的基本电路图；和图18是串联谐振型逆变器的基本电路图。
实现本发明的最佳方式下面参照附图更详细地说明根据本发明的感应加热方法和装置的优选实施例。
图1是根据本发明第一实施例的感应加热装置的说明性示意图。根据这个实施例的感应加热装置100由一对主加热装置110m和辅助加热装置110s组成。加热装置110m，110s包括电源部分112m，112s和分别由这些电源部分112m，112s供电的负载线圈部分150m，150s。
电源部分112m，112s分别包括正向转换(forward converting)部分114m，114s，每一个都是由晶闸管形成桥式电路的整流电路，这些正向转换部分114m，114s分别与三相AC(交流电)电源116m，116s连接。逆变器(反向转换部分(inverse converting))120m和逆变器120通过平滑电抗器118m，118s与正向转换部分114m，114s的输出侧连接。在该实施例中，主加热装置110m侧的逆变器120m是主逆变器，和辅助加热装置110s侧的逆变器120s是辅助逆变器。逆变器120m，120s中的每一个在该实施例中是电流型的，并且由桥式电路形成，正如众所周知的那样，桥式电路由通过连接二极管和晶体管构成的臂组成。
与逆变器120m，120s的输出端连接的负载线圈部分150m，150s含有作为负载线圈的加热线圈152m，152s。电容器154m，154s中的每一个与加热线圈150m，150s以及它们的内阻156m，156s中的每一个并联，使加热线圈152和电容器154形成并联谐振电路。换句话说，逆变器120m，120s在该实施例中构成并联谐振型逆变器。加热线圈152m，152s在该实施例中被布置得彼此相邻。
在负载线圈部分150m，150s中，互感器(transformer)158m，158s被配备成分别与电容器154m，154s并联，它们可以获取与逆变器120m，120s的输出电压相对应的电压值。让主加热装置110m侧的互感器158m的输出电压Vm反馈到如后所述的主侧的功率控制部分122m和驱动控制部分124m。同时，让辅助加热装置110s侧的互感器158s的输出电压Vs反馈到辅助侧的功率控制部分122s。并且，在逆变器120m，120s和电容器154m，154s之间配备检测逆变器120m，120s的输出电流Im，Is的电流互感器160m，160s。让互感器160m，160s检测的输出电流Im，Is反馈到相应的功率控制部分122m，122s。
功率控制部分122m，122s分别将驱动脉冲提供给构成正向转换部分114m，114s的晶闸管，分别与功率设置单元126m，126s和功率控制部分122m，122s连接。主侧的驱动控制部分124m检测从互感器158m输入的电压Vm的过零点，并且与这个过零点同步地将驱动脉冲输出到构成逆变器120m的晶体管TRmA1、TRmA2、TRmB1和TRmB2。驱动控制部分124m还与上述驱动脉冲同步地将信号输入到辅助侧的驱动控制部分124s。辅助侧的驱动控制部分124s根据从主侧的驱动控制部分124m输入的信号，生成用于驱动构成辅助侧的逆变器120s的晶体管TRsA1、TRsA2、TRsB1和TRsB2的脉冲，并且将它提供给这些晶体管。
将相位检测器220配备在辅助加热装置110s中。这个相位检测器220用于获取提供到主侧的加热线圈152m的加热线圈电流ILm和提供到辅助侧的加热线圈152s的加热线圈电流ILs之间的相位差φms，它是这样构成的，将电流互感器160m，160s检测的电流输入其中。具体地说，在负载线圈部分150m，150s中的加热线圈152m，152s和电容器154m，154s之间，与加热线圈152m，152s串联地配备加热线圈电流检测器180m，180s。加热线圈电流检测器180m，180s检测相应加热线圈电流ILm，ILs，将它们输入到相位检测器220。相位检测器220在获取加热线圈电流ILm和加热线圈电流ILs之间的相位差φms之后，将它输入到辅助侧的驱动控制部分124s。正如后面所详述的那样，辅助侧的驱动控制部分124s以使加热线圈电流ILm和ILs的相位彼此一致的方式，根据相位检测器220的输出信号调整要提供给辅助侧的逆变器120s的驱动信号(选通(gate)脉冲)的相位。
正如后面所详述的那样，辅助加热装置110s含有用于使逆变器120s的输出电流Is和输出电压Vs之间的相位差变成零的相位控制部分170。这个相位控制部分170包括其中输入互感器158s和电流互感器160s输出的电压Vs和电流Is的相位差检测部分172；和相位调整部分174，用于根据这个相位差检测部分172的输出信号，控制配备在逆变器120s和加热线圈152s之间的可变电抗器部分162。在该实施例中，可变电抗器部分162包括与加热线圈152s和电容器154s并联的可变容抗164；和与加热线圈152s串联的可变感抗166。
在像上面那样构成的感应加热装置100中，主加热装置110m的加热线圈152m和辅助加热装置110s的加热线圈152s被布置得彼此相邻。在电源部分112m，112s中，正向转换部分114m，114s的晶闸管分别受功率控制部分122m，122s输出的驱动脉冲驱动，整流三相AC电源116m，116s输出的交流电，将它们转换成直流电，并且通过平滑线圈118m，118s将它们提供给逆变器(反向转换部分)120m和逆变器120s。功率控制部分122m被构造成如图2所示那样。辅助侧的功率控制部分122s具有相同的结构。
具体地说，功率控制部分122m包括其中输入互感器158m的输出电压Vm和电流互感器160m的输出电流Im的功率转换器130、配备在功率转换器130的输出侧的功率比较器132、与功率比较器132的输出侧连接的正向转换相位控制器134、和其中输入这个正向转换相位控制器134的输出信号的正向转换选通脉冲发生器136。
功率转换器130根据输入的电压值Vm和电流值Im，获取逆变器120m的输出功率Pm，将它输出到功率比较器132。与功率设置单元126m连接的功率比较器132将功率转换器130获取的功率值Pm与功率设置单元126m输出的设置值Pmc相比较，并且将与它们之间的偏差相对应的输出信号发送到正向转换相位控制器134。然后，按照功率比较器132的输出信号，正向转换相位控制器134调整生成选通脉冲的定时，这个选通脉冲将提供给构成正向转换部分114m中的每个晶闸管，和获取使功率值Pm和设置值Pmc之间的检测差变成零的驱动晶闸管的定时。正向转换相位控制器134按照获取的驱动定时，将驱动信号提供给正向转换选通脉冲发生器136。正向转换选通脉冲发生器136与正向转换相位控制器134的输出信号同步地生成选通脉冲，并且将它提供给正向转换部分114m中的每个晶闸管，作为驱动信号。附带说一下，通过改变功率设置单元126m的设置值Pmc，可以改变每个晶闸管的输出功率。
驱动逆变器120m，120s的驱动控制部分124m，124s被构造成如图3所示那样。具体地说，驱动控制部分124m和驱动控制部分124s分别含有用于晶体管的选通脉冲发生器140m，140s，和一对选通单元142mA，142mB和一对选通单元142sA，142sB分别与它们的输出侧连接。并且，辅助侧的驱动控制部分124s配备有相位调整电路143。这个相位调整电路143是负载电流控制部分，用于调整通过主侧的加热线圈152m和辅助侧的加热线圈152s的加热线圈电流ILm，ILs的相位，使它们彼此一致(同步)，和用于晶体管的选通脉冲发生器140s与相位调整电路143的输出侧连接。并且，将用于晶体管的选通脉冲发生器140m的输出脉冲和相位检测器220获取的加热线圈电流ILm，ILs之间的相位差φms输入到相位调整电路143。主侧的驱动控制部分124m是这样构成的，让互感器158m的输出电压Vm反馈到用于晶体管的选通脉冲发生器140m。如图4所示，选通控制部分124m是这样构成的，使选通脉冲发生器140m检测电压Vm的过零点，生成驱动晶体管的选通脉冲，开且，将它输入选通单元142mA和142mB中，同时，将它提供给辅助侧的驱动控制部分124s，作为同步信号。
在该实施例中，在如图4(1)所示那样其中输入变化的电压Vm之后，当电压Vm从下侧过零时，驱动控制部分124m的用于晶体管的选通脉冲发生器140m生成如图4(3)所示的驱动A相晶体管TRmA1和TRmA2的选通脉冲，将它输出到选通单元142mA和辅助侧相位调整电路143。选通单元142mA将从选通脉冲发生器140m输入的选通脉冲提供给晶体管TRmA1和TRmA2的基极，作为驱动信号。同时，当电压Vm从上侧过零时，选通脉冲发生器140m停止A相相选通脉冲的生成，生成如图4(4)所示，驱动B相晶体管TRmB1和TRmB2的选通脉冲，将它输出到选通单元142mB。选通单元142mB将输入的选通脉冲提供给晶体管TRmB1和TRmB2的基极，以便驱动它们。从而，主侧的逆变器120m用它自己的频率来驱动，如图4(5)所示，输出与电压Vm同步的电流Im，和功率因数变成近似1。并且，如图4(2)所示，加热线圈电流ILm被提供给加热线圈152m。
同时，辅助侧的驱动控制部分124s的相位调整电路143与主侧的选通脉冲发生器140m输出的脉冲的上升和下降同步地将信号输出到用于晶体管的选通脉冲发生器140s。当其中输入脉冲从脉冲调整电路143时，选通脉冲发生器140s与这个脉冲同步地将如图4(6)所示的A相脉冲输出到A相选通单元142sA。选通单元142sA将输入的脉冲作为驱动信号提供给相应晶体管TRsA1，TRsA2的基极，以便驱动它们。同时，辅助侧的选通脉冲发生器140s生成如图4(7)所示的B相脉冲，将它提供给B相选通单元142sB。选通单元142sB根据输入的脉冲，驱动晶体管TRsB1，TRsB2。从而，逆变器120s输出如图4(8)所示，与主侧的逆变器120m输出的电流Im同步的电流Is，并且将加热线圈电流ILs提供到加热线圈152s(参照图4(10))。
将配备在辅助侧的逆变器120s的输出侧上的互感器158s和电流互感器160s检测的逆变器120s的输出电压Vs和输出电流Is输入配备在辅助加热装置110s中的相位控制部分170的相位差检测部分172中。相位差检测部分172获取它们之间的相位差，将它输入相位调整部分174中。当在加热线圈电流ILm，ILs流过加热线圈152m，152s之后，由于负载波动等在它们之间出现相位偏差，和由于加热线圈152m，152s之间的互感状态的变化，在辅助侧的逆变器120s的输出电压Vs和输出电流Is之间出现相位偏差时，相位调整部分174控制可变电抗器部分162，以便使它们的相位彼此一致。图5是说明相位控制部分170的操作的流程图。
相位控制部分170的相位差检测部分172当其中输入电压Vs和电流Is从辅助侧的互感器158s和电流互感器160s时，像图5中的步骤190所示那样，检测它们之间的相位差和获取相位角φ，将它输出到相位调整部分174。相位调整部分174当其中输入相位差检测部分172输出的相位角φ时，判断电压Vs的相位和电流Is的相位是否彼此一致，即，是否φ＝0(步骤191)。当相位彼此一致时，读取相位差检测部分172输出的后续相位角φ。
当它在步骤191中的判断不是相位解φ＝0时，相位调整部分174转到步骤192，判断电流Is的相位是超前电压Vs的相位，还是滞后电压Vs的相位。当如图4(9)中的虚线所示，电压Vs(Vs1)的相位比电流Is的相位滞后，即，电流的相位比电压的相位超前相位角φ1时，如步骤193所示，相位调整部分174按照相位角φ1，减小可变电抗器部分162的可变容抗164的C，减小可变电抗器部分162的可变感抗166的L，或减小它们两者，从而，使电压Vs的相位提前，或使电流Is的相位延迟，如图4(9)中的实线所示，使电压Vs的相位和电流Is的相位一致。
当在步骤192中判断，如图4(9)中的虚线所示，电压Vs(Vs2)的相位比电路Is的相位超前(电流的相位比电压的相位滞后)相位角φ2时，相位调整部分174从步骤192转到步骤194，按照相位角φ2，增加可变容抗164的C，增加可变感抗166的L，或增加它们两者，使电压Vs的相位延迟，或使电流Is的相位提前，从而使电压Vs的相位和电流Is的相位一致。因此，提高了逆变器120s的功率因数，从而提高了工作效率。
主逆变器120m和辅助逆变器120s以相同的方式工作。但是，由于负载波动等，在提供到主侧的加热线圈152m的加热线圈电流ILm和提供到辅助侧的加热线圈152s的加热线圈电流ILs之间有时会出现如图7所示的相位偏差。因此，加热线圈152m和152s之间的互感状态发生变化。因此，在这个实施例中，通过相位检测器220检测加热线圈电流ILm和ILs之间之间的相位差φms，并且，如图3所示，将它输入辅助侧的驱动控制部分124s的相位调整电路143中。当如图7(3)所示，辅助侧的加热线圈电流ILs的相位比主侧的加热线圈电流ILm的相位滞后，例如，φms1时，相位调整电路143使生成要提供给选通脉冲发生器140s的信号的定时提前，以消除这个相位差φms1。
换句话说，如图13(4)，(5)所示，当辅助侧的加热线圈电流ILs的相位比主侧的加热线圈电流ILm的相位滞后φms1时，将指示延迟相位差φms1的信号从相位检测器220输入到相位调整电路143。根据从主侧的选通脉冲发生器140m输入的图13(1)中的A相脉冲和相位差φms1，相位调整电路143将相位调整信号提供给选通脉冲发生器140s，以便比主侧的逆变器120m的A相和B相的选通脉冲早相位差φms1地输出辅助侧的逆变器120s的A相和B相的选通脉冲。从而，如图13(6)，(7)所示，比如图13(1)，(2)所示的主侧的A相选通脉冲和B相选通脉冲早相位差φms1地输出辅助侧的选通单元142sA，142sB输出的A相选通脉冲和B相选通脉冲。因此，如图13(8)所示，相位调整之后逆变器120s的输出电压Vsc的相位比主侧的逆变器120m的输出电压Vm(参照图13(3))的相位超前相位角φms1。因此，如图13(8)所示，提供到加热线圈152s的加热线圈电流ILs的相位与主侧的加热线圈电流ILm的相位一致。
另一方面，当如图7(4)所示，辅助侧的加热线圈电流ILs比主侧的加热线圈电流ILm超前φms2时，相位调整电路143延迟要提供给选通脉冲发生器140s的驱动信号(选通脉冲)的相位(输出定时)，以便消除这个相位差φms2，从而使加热线圈电流ILm的相位与加热线圈电流ILs的相位彼此一致。
这样，即使负载状态发生波动，也会使加热线圈电流ILm的相位与加热线圈电流ILs的相位彼此一致，从而，逆变器可以不受负载波动影响地正常工作。因此，即使加热线圈152m和152s被布置得彼此相邻，也可以不受负载波动影响地进行感应加热，和可以容易地和高精度地进行温度控制，从而，消除了诸如在加热线圈152m和152s的边缘部分中加热温度下降之类的缺点。在该实施例中，功率控制部分122m和122s分别配备在主加热装置110m和辅助加热装置110s中，使独立地调整提供到加热线圈152m和152s的功率成为可能，从而可以在加热线圈152m和152s之间自由地使加热温度不同，和可以实现高精度的温度控制。
附带说一下，在上述的第一实施例中，说明了只配备一个辅助加热装置110s的情况，但是，也可以配备多个辅助加热装置。在配备多个辅助加热装置的情况下，加热装置的任何一个都可以用作充当基准的主加热装置。此外，在第一实施例中，对在辅助侧的电流Is和电压Vs的相位彼此一致的时刻，将电流Is和电压Vs输入相位控制部分170的相位差检测部分172中的情况提供了说明，但是，提供给辅助侧的逆变器120s的晶体管的选通脉冲也可以用来取代电流Is。并且，在上述的实施例中，说明了加热线圈152m，152s被布置得彼此相邻的情况，但是，本发明理所当然可应用于加热线圈152m，152s没有被布置得彼此相邻的情况。此外，在上述的第一实施例中，对配备在辅助侧的可变电抗器部分162由可变容抗164和可变感抗166组成的情况提供了说明，但是，可变电抗器部分162也可以由可变容抗164或可变感抗166组成。并且，在上述的第一实施例中，说明了使主侧的逆变器120m和辅助侧的逆变器120s的加热线圈电流ILm和ILs的相位彼此一致(同步)的情况，但是，必要时，可以在它们两者之间保持预定的相位差。
图6是第二实施例的说明性示意图。第二实施例的感应加热装置200由主加热装置210m和辅助加热装置210s组成。主侧的驱动控制部分124m被构造成将选通脉冲只输出到主侧的逆变器120m。辅助侧的驱动控制部分212s是这样构成的，将主侧的互感器158m的电压Vm输入其中，其根据这个电压Vm，生成构成辅助侧的逆变器120s的晶体管的驱动信号(选通脉冲)。换句话说，在第二实施例中，如图3中的虚线所示，让主侧的逆变器120m的输出电压Vm取代主侧的选通脉冲发生器140m的输出脉冲输入辅助侧的驱动控制部分124s(212s)的相位调整电路143中。其它配置与如上所述的第一实施例的配置相似。
在如此配置的第二实施例中，辅助侧的驱动控制部分212s当其中输入主侧的电压Vm时，与主侧的驱动控制部分124m相似地检测电压Vm的过零点，与这个过零点同步地生成A相用于晶体管的选通脉冲和B相用于晶体管的选通脉冲，并且，将它们作为驱动信号提供给逆变器120s的各自晶体管的基极。从而，可以获取与上述实施例中相同的效果。
附带说一下，将主侧的电流互感器160m输出的电流Im输入辅助侧的驱动控制部分212s中，根据这个电流Im生成用于晶体管的选通脉冲，将这个用于晶体管的选通脉冲提供给辅助侧的逆变器120s的晶体管，和使辅助侧的逆变器120s与主侧的电流Im同步地工作也是可行的。
图14是第三实施例的简略说明性示意图，它示出了本发明应用于电压型逆变器的例子。在图14中，感应加热装置300是这样配置的，使正向转换部分304与AC电源302连接，和平滑电容器306配备在这个正向转换部分304的输出侧上。并且，感应加热装置300是这样配置的，使主侧的加热装置310m和辅助侧的加热装置310s与平滑电容器306并联。
加热装置310m，310s分别含有DC电源部分312m，312s、逆变器314m，314s、和负载线圈部分320m，320s。DC电源部分312m，312s包括众所周知的斩波电路316m，316s和配备在它们的输出侧上的电容器318m，318s。逆变器314m，314s每一个中的每一条臂由桥式电路构成，桥式电路包括晶体管和与这个晶体管反向并联的二极管。负载线圈部分320m，320s与逆变器314m，314s的输出侧连接。负载线圈部分320m，320s中的每一个都是串联谐振型的，其中加热线圈322m，322s分别与电容器324m，324s串联。可变电抗器326被配备成与辅助侧的负载线圈部分320s中的加热线圈322s串联。
并且，功率控制部分330m，330s分别与加热装置310m，310s的斩波电路316m，316s连接。功率控制部分330m，330s导通/断开斩波电路316m，316s中由晶体管和二极管的反向并联而成的斩波部分328m，328s，并且，改变斩波电路316m，316s的导通率。因此，在DC电源部分312m，312s中，电容器318m，318s两端的电压量变化将改变要提供给逆变器314m，314s的电压量，从而改变逆变器314m，314s的输出电压。对于逆变器314m，314s，分别与控制逆变器的驱动的驱动控制部分332m，332s连接。此外，控制配备在负载线圈部分320s中的可变电抗器326的相位控制部分334与辅助侧连接。附带说一下，在图14中省略了加热线圈322m，322s的内阻。
在这个第三实施例的感应加热装置300中，逆变器314m，314s输出的电压Vm，Vs和电流(加热线圈电流)ILm，ILs经在图14中未示出的互感器和电流互感器检测，输入功率控制部分330m，330s中。功率控制部分330m，330s从输入的电压和电流中获取逆变器314m，314s的输出功率，将它们与在图13中未示出的功率设置单元的设置值相比较，和调整斩波部分328m，328s的驱动脉冲的宽度，使输出电压具有设置值。
其中输入逆变器314m的输出电流的主侧的驱动控制部分332m检测这个输出电流过零点，和生成驱动逆变器314m中的每个晶体管的驱动信号(选通脉冲)，将它提供给逆变器314m中的每个晶体管。同时，对于在图14中未示出的相位检测器与之连接的辅助侧的驱动控制部分332s，输入相位检测器输出的、主侧的加热线圈电流ILm和辅助侧的加热线圈电流ILs之间的相位差φms，和输入主侧的驱动控制部分332输出的选通脉冲。然后，驱动控制部分332s根据从主侧的驱动控制部分332m输入的选通脉冲，输出要提供给逆变器314s的驱动信号(选通脉冲)，按照主侧的加热线圈电流ILm和辅助侧的加热线圈电流ILs之间的相位差φms，调整驱动信号的相位(输出定时)，使相位差φms变成零，或使相位差φms变成预定相位差Φ。从而，逆变器314m，314s可以使主侧和辅助侧的加热线圈电流ILm，ILs的相位彼此同步地或在它们之间保持相位差Φ地工作。因此，在感应加热装置300中，即使负载发生波动，由于加热线圈电流ILm，ILs的相位彼此一致或在它们之间保持预定相位差Φ，逆变器314也可以正常工作，从而，可以防止加热线圈332m，322s的边缘部分中的温度下降等。
配备在辅助侧的相位控制部分334读取逆变器314s输出的电压和电流和获取它们之间的相位差φ。当在电压和电流之间存在相位差时，相位控制部分334调整可变电抗器326，使它们两者之间的相位彼此一致。从而，逆变器314s的功率因数得到提高，使逆变器314s的工作效率得到提高。
图15是第四实施例的简略说明性示意图。根据这个第四实施例的感应加热装置350含有在主侧和辅助侧的电压型逆变器314m，314s。这些逆变器314m，314s是这样构成的，通过脉冲宽度调制(PWM)方法控制它们的输出功率。换句话说，功率控制部分352m，352s分别通过驱动控制部分354m，354s与逆变器314m，314s连接。
功率控制部分352m，352s将相应逆变器314m，314s的输出功率与设置值相比较。功率控制部分352m，352s获取驱动逆变器314m，314s的脉冲宽度，以便使逆变器314m，314s的输出功率具有设置值，并且将它们输出到相应驱动控制部分354m，354s。主侧的驱动控制部分354m检测逆变器314m的输出电流的过零点，和将具有功率控制部分352m获取的脉冲宽度的选通脉冲提供给逆变器314m。具体地说，当逆变器314m的输出功率小于设置值时，驱动控制部分354m输出具有较长脉冲宽度的选通脉冲，使构成逆变器314m的晶体管导通的时间变长，从而提高输出功率。
辅助侧的驱动控制部分354s以上述相似方式，获取主侧的加热线圈电流ILm和辅助侧的加热线圈电流ILs之间的相位差φms，调整要提供给逆变器314s的驱动信号(选通脉冲)的相位(输出定时)，以便使这个相位差φms为零，并且输出选通脉冲。这个选通脉冲具有功率控制部分352s获取的脉冲宽度。相位控制部分334与上述相似地调整可变电抗器326，以便使辅助侧逆变器314s的输出电压和输出电流之间的相位差φ为零，并且调整逆变器314s的功率因数。
在这些第三实施例的感应加热装置300和第四实施例的感应加热装置350中，必要时，逆变器314m，314s也可以在设置在主侧的加热线圈电流ILm和辅助侧的加热线圈电流ILs之间的相位差保持不变的时候工作。
图16是第五实施例的简略说明性示意图。如图16所示的感应加热装置400是这样构成的，多个(在该实施例中，4个)加热装置310(310a到310d)与配备在正向转换部分304的输出侧上的平滑电容器306并联。这些配备有电压型逆变器的加热装置310含有斩波电路316(316a到316d)和通过电容器318(318a到318d)与斩波电路316的输出侧连接的逆变器314(314a到314d)。这些逆变器314是串联谐振型逆变器，与这些逆变器314连接的是其中加热线圈322(322a到322d)和电容器324(324a到324d)串联的负载线圈部分320(320a到320d)。可变电抗器326(326a到326d)与负载线圈部分320中的加热线圈322串联。并且，在负载线圈部分320中，配备了互感器158(158a到158d)和电流互感器160(160a到160d)，以便可以检测逆变器314的输出电压和输出电流。
感应加热装置400含有配备成与各自加热装置310相对应的控制单元420(420a到420d)。控制单元420(420a到420d)具有相同的配置。这些控制单元420的具体配置像控制单元420d的方块图那样示出。
控制单元420d含有功率控制部分330d。将设置值从功率设置单元126d输入功率控制部分330d中。配备在负载线圈部分320d中的互感器158d和电流互感器160d与功率控制部分330d连接，由它们检测的逆变器314d的输出电压和输出电流(加热线圈电流IL4)也输入功率控制部分330d中。功率控制部分330d从互感器158d和电流互感器160d输入的电压值和电流值中获取逆变器314d的输出功率，并且将它与功率设置单元126d输出的设置值相比较。然后，功率控制部分330d调整要提供给斩波电路316d的斩波部分328d的选通脉冲的长度，以便使逆变器314d的输出功率具有设置值。
控制单元420d进一步包括控制逆变器314d的驱动的驱动控制部分422d。相位检测器424d与这个驱动控制部分422d的输入侧连接。对于相位检测器424d，输入电流互感器160d的输出信号和输入参考信号生成部分426的输出信号。在该实施例中，参考信号生成部分426生成提供到加热线圈322的加热线圈电流IL(IL1到IL4)的波形。然后，参考信号生成部分426将生成的电流波形提供给配备在各自控制单元420a到420d中的相位检测器424a到424d(相位检测器424a到424d未示出)，作为参考信号。相位检测器424d将电流互感器160d检测的加热线圈电流IL4的相位与参考信号生成部分426输出的参考电流波形的相位相比较，并且，获取它们之间的相位差，将它输出到驱动控制部分422d。
驱动控制部分422d输出要提供给构成逆变器314d中的每个晶体管的选通脉冲(驱动信号)，调整它的相位(输出定时)使加热线圈电流IL4的相位与参考电流波形的相位一致，并且将它提供给逆变器314d中的每个晶体管。各自控制单元420a到420d的驱动控制部分相似地调整要提供给逆变器314a到314d的选通脉冲的相位，以便使它们与参考信号生成部分426输出的参考电流波形的相位一致。从而，使要提供到各自加热线圈322a到322d的加热线圈电流IL1到IL4的相位同步，以便即使负载状态发生变化，也可以防止加热线圈322之间的互感的状态发生变化。因此，即使加热线圈322被布置得彼此相邻，提供到加热线圈322的加热线圈电流IL也不受负载状态变化的影响，从而可以容易地和可靠地进行温度控制，和可以防止加热线圈322的边缘部分中的温度下降。
附带说一下，配备在控制部分420d中的相位控制部分334d根据互感器154d和电流互感器160d检测的逆变器314d的输出电压和输出电流(加热线圈电流)，检测它们之间的相位差φ，并且，调整可变电抗器326d，以便使相位差φ为零，即，使输出电压和输出电流同步。从而，提高了逆变器314d的功率因数，使逆变器314d的工作效率得到提高。控制单元420a到420c与控制单元420d相似地进行控制操作。
附带说一下，在这个实施例中说明了使加热线圈电流IL1到IL4的相位同步的情况，但是，必要时，逆变器314也可以在在加热线圈电流之间保持设置的相位差不变的时候工作，或者，逆变器314也可以以在加热线圈电流的可选一个和其它加热线圈电流之间保持设置的相位差不变的方式工作。并且，在这个实施例中说明了参考信号生成部分426输出电流波形作为参考信号的情况，但是，参考信号也可以是提供给逆变器314的选通脉冲等。此外，在这个实施例中说明了使加热线圈电流与参考信号生成部分426输出的信号同步的情况，但是，多个逆变器314的任何一个都可以用作参考逆变器，从而将这个逆变器的输出用作参考信号。并且，在该实施例中说明了进行与参考信号生成部分426的输出信号的同步的情况，但是，加热线圈电流IL的相位的平均值也可以用作参考信号。在这种情况下，可以在感应加热装置400开始它的操作时，或根据在预定间隔内输出的脉冲，获取加热线圈电流的平均相位。应该明白，本发明不局限于上述说明的内容。换句话说，本发明不仅可应用于如图17和18所示的基本电路所代表的逆变器，而且可应用于任何类型的谐振型逆变器。
如图17所示的电路是并联谐振型逆变器，它是这样构成的，逆变器440中的每一条臂由串联的晶体管和二极管构成。在与逆变器440连接的负载部分442中，加热线圈(负载线圈)444和电容器446是并联的。如图18所示的电路是串联谐振型逆变器，它是这样构成的，逆变器450中的每一条臂通过晶体管和二极管的反向并联构成。在与逆变器450连接的负载部分452中，加热线圈454和电容器456是串联的。
如上所述，在通过分别与多个加热线圈相对应的谐振型逆变器向多个加热线圈供电的情况下，由于本发明中的操作是以使提供到各自加热线圈的电流的频率彼此均衡化，以及使电流的相位同步或保持设置的相位差不变的方式进行的，即使负载状态发生变化，逆变器也可以正常工作。因此，根据本发明，可以容易地和可靠地进行温度控制，而不会受负载波动的影响，并且，可以防止在多个加热线圈的边缘部分中的温度下降。另外，由于逆变器的输出电流和输出电压之间的相位差得到调整，提高了逆变器的功率因数，从而可以防止工作效率下降。
工业可应用性当通过连接多个加热线圈进行感应加热时，可以防止每个加热线圈的边缘部分中的温度下降，和谐振型逆变器可以不受负载波动影响地工作。
权利要求
1.一种感应加热方法，其中，使分别与多个加热线圈相对应的谐振型逆变器以这样的方式工作，即，使分别提供到所述加热线圈的各自电流的频率彼此均衡化，和使电流彼此同步或保持在设置的相位差上。
2.根据权利要求1所述的感应加热方法，其中，通过调整提供给每个所述谐振型逆变器的驱动信号的相位，使所述电流彼此同步或保持在设置的相位差上。
3.根据权利要求1所述的感应加热方法，其中，要均衡化的电流信号是在外部生成的参考信号，和根据所述参考信号进行操作。
4.根据权利要求1所述的感应加热方法，其中，要均衡化的电流信号是所述谐振型逆变器任何一个的输出，和根据所述参考信号进行操作。
5.根据权利要求1所述的感应加热方法，其中，要均衡化的电流信号是所述谐振型逆变器的输出电流的平均值，和根据所述平均电流信号进行操作。
6.一种感应加热方法，其中，通过分别与所述加热线圈相对应的谐振型逆变器向多个加热线圈供电；所述谐振型逆变器之一是主逆变器，另一个是辅助逆变器，所述辅助逆变器是以这样的方式驱动的，即根据所述主逆变器的驱动信号或所述主逆变器的输出电压或输出频率，使提供到辅助侧的所述加热线圈的电流的相位与提供到主侧的所述加热线圈的电流的相位同步，或保持在设置的相位差上；和通过控制辅助逆变器侧的电抗器调整所述辅助逆变器的输出电流和输出电压之间的相位差，以提高功率因数。
7.根据权利要求6所述的感应加热方法，其中，在获取提供到主侧的所述加热线圈的电流和提供到辅助侧的所述加热线圈的电流之间的相位差和通过控制所述辅助逆变器的驱动调整电流之间的所述相位差之后，调整所述辅助逆变器的输出电流和输出电压之间的相位差。
8.一种感应加热装置，包括分别与多个加热线圈相对应的谐振型逆变器；相位检测器，用于获取分别从谐振型逆变器提供到加热线圈的电流之间的相位差；和驱动控制部分，用于根据这个相位检测器获取的相位差，将驱动信号提供给谐振型逆变器，使电流彼此同步或保持在设置的相位差上。
9.一种感应加热装置，包括分别与多个加热线圈相对应的谐振型逆变器；参考信号生成部分，用于生成提供给这些逆变器的参考信号；配备成分别与所述谐振型逆变器相对应的相位检测器，每一个相位检测器获取提供到相应一个所述加热线圈的电流和所述参考信号生成部分输出的参考信号之间的相位差；和配备成分别与所述谐振型逆变器相对应的驱动控制部分，用于根据所述相位检测器获取的相位差和所述参考信号，在控制提供给相应一个所述谐振型逆变器的驱动信号的同时，驱动所述谐振型逆变器，使提供到每个所述加热线圈的电流的频率相对于所述参考信号均衡化，以及使电流的相位与所述参考信号同步或保持在设置的相位差上。
10.一种感应加热装置，包括分别与多个加热线圈相对应的谐振型逆变器；参考信号生成部分，用于生成提供给这些逆变器的参考信号；配备成分别与所述谐振型逆变器相对应的相位检测器，每一个相位检测器获取提供到相应一个所述加热线圈的电流和所述参考信号生成部分输出的参考信号之间的相位差；配备成分别与所述谐振型逆变器相对应的驱动控制部分，每一个根据所述相位检测器获取的相位差和所述参考信号，在控制提供给相应一个所述谐振型逆变器的驱动信号的同时，驱动所述谐振型逆变器，使提供到每个所述加热线圈的电流的频率相对于所述参考信号均衡化，以及使每个电流的相位与所述参考信号同步或保持在设置的相位差上；可变电抗器，每一个配备在所述谐振型逆变器和相应一个所述加热线圈之间；配备成分别与所述谐振型逆变器相对应的相位检测部分，每一个检测谐振型逆变器的输出电流和输出电压之间的相位差；和相位调整部分，用于根据每个所述相位检测部分的输出信号，通过控制所述可变电抗器，调整所述谐振型逆变器的输出电流和输出电压之间的相位差，以提高每个所述谐振型逆变器的功率因数。
11.一种感应加热装置，包括由谐振型逆变器构成的主逆变器；每一个由谐振型逆变器构成的一个或多个辅助逆变器；配备成与这个辅助逆变器和所述主逆变器相对应的多个加热线圈；相位检测器，用于获取通过主侧的所述加热线圈的电流和通过辅助侧的所述加热线圈的电流之间的相位差；主侧的驱动控制部分，用于将驱动信号提供给所述主逆变器；和辅助侧的驱动控制部分，用于根据主侧的这个驱动控制部分输出的驱动信号和所述相位检测器获取的相位差，控制提供给所述辅助逆变器的驱动信号，使通过辅助侧的所述加热线圈的电流的相位与通过主侧的所述加热线圈的电流的相位一致或保持在设置的相位差上。
12.一种感应加热装置，包括由谐振型逆变器构成的主逆变器；每一个由谐振型逆变器构成的一个或多个辅助逆变器；配备成与这个辅助逆变器和所述主逆变器相对应的多个加热线圈；相位检测器，用于获取通过主侧的所述加热线圈的电流和通过辅助侧的所述加热线圈的电流之间的相位差；主侧的驱动控制部分，用于将驱动信号提供给所述主逆变器；和辅助侧的驱动控制部分，用于根据所述主逆变器的输出电流或输出电压和所述相位检测器获取的相位差，控制提供给所述辅助逆变器的驱动信号，使通过辅助侧的所述加热线圈的电流的相位与通过主侧的所述加热线圈的电流的相位一致或保持在设置的相位差上。
13.根据权利要求11或权利要求12所述的感应加热装置，进一步包括配备在所述辅助逆变器和与这个辅助逆变器相对应的所述加热线圈之间的可变电抗器；相位检测部分，用于检测所述辅助逆变器的输出电流和输出电压之间的相位差；和相位调整部分，用于根据所述相位检测部分的输出信号，通过控制所述可变电抗器，调整所述辅助逆变器的输出电流和输出电压之间的相位差，以提高所述辅助逆变器的功率因数。
全文摘要
本发明的目的是防止每个加热线圈的边缘部分中的温度下降，和能消除负载状态变化造成的影响。为了实现这个目的，根据本发明的感应加热装置400配备有分别与多个加热线圈310(310a到310d)相对应的控制单元420(420a到420d)。控制单元420d的相位检测器424d获取电流互感器160d检测的逆变器314d的输出电流(加热线圈电流I
文档编号A45D20/12GK1631056SQ0282921
公开日2005年6月22日 申请日期2002年6月26日 优先权日2002年6月26日
发明者内田直喜, 川中启二, 难波秀之, 尾崎和博 申请人:三井造船株式会社