特許 6552840 誘導加熱システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6552840

(24)【登録日】2019年7月12日

(45)【発行日】2019年7月31日

(54)【発明の名称】誘導加熱システム

(51)【国際特許分類】

   H05B 6/44 20060101AFI20190722BHJP

   H05B 6/04 20060101ALI20190722BHJP

【ＦＩ】

   H05B6/44

   H05B6/04 311

【請求項の数】11

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-39874(P2015-39874)

(22)【出願日】2015年3月2日

(65)【公開番号】特開2016-162576(P2016-162576A)

(43)【公開日】2016年9月5日

【審査請求日】2018年2月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000110158

【氏名又は名称】トクデン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121441

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 竜平

(74)【代理人】

【識別番号】100154704

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 真大

(72)【発明者】

【氏名】外村 徹

【審査官】 沼田 規好

(56)【参考文献】

【文献】 英国特許出願公告第００３０７０４４（ＧＢ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２６７６５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０５１３７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ６／４４

Ｈ０５Ｂ ６／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の誘導コイルを備える第１の誘導加熱装置と、当該第１の誘導加熱装置とは異なる磁気回路を有し、第２の誘導コイルを備える第２の誘導加熱装置とを三相交流電源によって運転する誘導加熱システムであって、
少なくとも前記第２の誘導コイルの巻き数が偶数であり、
前記第１の誘導コイルの巻き始め端部及び巻き終わり端部の一方が前記三相交流電源の一相に電気的に接続され、その他方が前記第２の誘導コイルの中点部に電気的に接続されるとともに、
前記第２の誘導コイルの巻き始め端部及び巻き終わり端部が前記三相交流電源の残りの２相に電気的に接続されており、
巻き数が偶数である誘導コイルの層数が偶数であり、
前記巻き始め端部、前記巻き終わり端部及び前記中点部が、前記誘導コイルの軸方向端部に位置している誘導加熱システム。

【請求項2】

前記各誘導コイルの巻き数が偶数であり、
前記各誘導コイルの中点部に接続端子が設けられている請求項１記載の誘導加熱システム。

【請求項3】

前記第２の誘導加熱装置の負荷容量が、前記第１の誘導加熱装置の負荷容量よりも大きい請求項１又は２記載の誘導加熱システム。

【請求項4】

前記各誘導コイルの一端側と前記三相交流電源との間に、前記各誘導コイルの印加電圧を制御する電圧制御機器が設けられている請求項１乃至３の何れか一項に記載の誘導加熱システム。

【請求項5】

最大出力時における前記電圧制御機器の電圧低下分を差し引いた電源電圧に対して、前記第２の誘導コイルの最大印加電圧が２／（２√３−１）倍となるように前記電圧制御機器が調整されている請求項４記載の誘導加熱システム。

【請求項6】

前記各誘導コイルの巻き数が２Ｎ（Ｎは自然数）であり、
前記各誘導コイルの巻き始め端部及び巻き終わり端部それぞれに、巻き数（２／√３−１）Ｎの追加巻き線が接続されており、
前記第１の誘導コイルの巻き始め端部及び巻き終わり端部の一方が前記第２の誘導コイルの中点部に接続され、その他方が前記三相交流電源の１相に接続されるとともに、
前記第２の誘導コイルの両端部に接続された追加巻き線が前記三相交流電源の残りの２相に接続することにより、前記第２の誘導コイルの両端部が前記三相交流電源の残りの２相に電気的に接続されている請求項１乃至５の何れか一項に記載の誘導加熱システム。

【請求項7】

第１の誘導コイルを備える第１の誘導加熱装置と、当該第１の誘導加熱装置とは異なる磁気回路を有し、第２の誘導コイルを備える第２の誘導加熱装置とを三相交流電源によって運転する誘導加熱システムであって、
少なくとも前記第２の誘導コイルの巻き数が偶数であり、
前記第１の誘導コイルの巻き始め端部及び巻き終わり端部の一方が前記三相交流電源の一相に電気的に接続され、その他方が前記第２の誘導コイルの中点部に電気的に接続されるとともに、
前記第２の誘導コイルの巻き始め端部及び巻き終わり端部が前記三相交流電源の残りの２相に電気的に接続されており、
前記第２の誘導コイルの巻き数が２Ｎ（Ｎは自然数）であり、
前記第１の誘導コイルの巻き数が√３Ｎである誘導加熱システム。

【請求項8】

巻き数が偶数である誘導コイルの層数が偶数であり、
前記巻き始め端部、前記巻き終わり端部及び前記中点部が、前記誘導コイルの軸方向端部に位置している請求項７記載の誘導加熱システム。

【請求項9】

前記第２の誘導加熱装置の負荷容量が、前記第１の誘導加熱装置の負荷容量よりも大きい請求項７又は８記載の誘導加熱システム。

【請求項10】

前記各誘導コイルの一端側と前記三相交流電源との間に、前記各誘導コイルの印加電圧を制御する電圧制御機器が設けられている請求項７乃至９の何れか一項に記載の誘導加熱システム。

【請求項11】

前記三相交流電源の電源周波数が５０Ｈｚ又は６０Ｈｚである請求項１乃至１０の何れか一項に記載の誘導加熱システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、２組の誘導加熱装置を用いた誘導加熱システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

誘導加熱装置の誘導コイルは、同一磁気回路内で位相が異なる磁束が交ざり合うと、力率低下を引き起こしたり、発熱分布に不均一を生じたりすることから、単相交流を供給することが望ましい。

【0003】

ところが、誘導加熱装置の動力源は三相交流電源が一般的であるため、通常は三相交流から単相交流を取り出すことが多い。

【0004】

ここで、同一仕様の２組の誘導加熱装置の誘導コイルをそのままＵ−Ｖ端子及びＶ−Ｗ端子に接続すれば、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の相電流のバランスは、１：√３：１となり、１．７３２倍のアンバランスが発生してしまう。これは、低圧及び高圧受電の内線規定（ＪＥＡＣ）の、不平衡負荷の制限及び特殊な機械器具の中の「単相接続負荷より計算して設備不平衡率３０％以下を原則とする」規定に違反している。

【0005】

これを防止するためには、特許文献１に示すように、三相交流電源と誘導コイルの間にスコット結線変圧器を設けて、三相交流から単相交流出力を２回路取り出す方法がある。

【0006】

しかしながら、スコット結線変圧器が必要になり、コスト及びスペースの観点からデメリットが大きい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００１−２９７８６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、２つの誘導加熱装置を三相交流電源によって運転するものにおいて、スコット結線変圧器を用いることなく、相電流のアンバランスを低減することをその主たる課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

すなわち本発明に係る誘導加熱システムは、第１の誘導コイルを備える第１の誘導加熱装置と、当該第１の誘導加熱装置とは異なる磁気回路を有し、第２の誘導コイルを備える第２の誘導加熱装置とを三相交流電源によって運転する誘導加熱システムであって、少なくとも前記第２の誘導コイルの巻き数が偶数であり、前記第１の誘導コイルの巻き始め端部及び巻き終わり端部の一方が前記三相交流電源の一相に電気的に接続され、その他方が前記第２の誘導コイルの中点部に電気的に接続されるとともに、前記第２の誘導コイルの巻き始め端部及び巻き終わり端部が前記三相交流電源の残りの２相に電気的に接続されていることを特徴とする。

【0010】

このようなものであれば、２つの誘導加熱装置それぞれの誘導コイルである第１の誘導コイル及び第２の誘導コイルをスコット結線しているので、スコット結線変圧器を用いることなく、相電流のアンバランスを低減することができる。詳細については、後述する。

【0011】

前記各誘導コイルの巻き数が偶数であり、前記各誘導コイルの中点部に接続端子が設けられていることが望ましい。
この構成であれば、第１の誘導コイル及び第２の誘導コイルの構成を同じにして互換性を持たせることができる。

【0012】

前記第１の誘導加熱装置及び前記第２の誘導加熱装置が電気的に同一仕様であり、巻き数が偶数である誘導コイルの層数が偶数であり、前記巻き始め端部、前記巻き終わり端部及び前記中点部が、前記誘導コイルの軸方向端部に位置していることが望ましい。
この構成であれば、第１の誘導コイルの電流は、第２の誘導コイルの中点部から入って巻き始め端部及び巻き終わり端部へ１／２ずつ分流して流れる。第２の誘導コイルの巻き始め端部へ流れる電流と、第２の誘導コイルの巻き終わり端部へ流れる電流とは方向が逆であるため、発生する磁束はキャンセルして消滅することになる。
ここで、少なくとも第２の誘導コイルの層数を偶数として、巻き始め端部、巻き終わり端部及び中点部を、誘導コイルの軸方向端部に位置させると、中点部から巻き始め端部までの巻き線部分と、中点部から巻き終わり端部までの巻き線部分との磁気的結合が良く、効率良く磁束を消滅させることができる。

【0013】

前記各誘導コイルの一端側と前記三相交流電源との間に、前記各誘導コイルの印加電圧を制御する電圧制御機器が設けられていることが望ましい。
この構成であれば、第１の誘導加熱装置及び第２の誘導加熱装置の個別出力制御が可能となる。

【0014】

第２の誘導コイルの一端側に設けられた電圧制御機器により第２の誘導コイルに流れる電流を零に調整しても、第２の誘導コイルに他端側には、第１の誘導コイルを流れる電流が流れるため、第２の誘導加熱装置の出力を零にすることができない。このため、前記第２の誘導加熱装置の負荷容量を、前記第１の誘導加熱装置の負荷容量よりも大きくすることで、上記のような現象が発生せず、第１の誘導加熱装置及び第２の誘導加熱装置の良好な個別制御が可能となる。

【0015】

最大出力時における前記電圧制御機器の電圧低下分を差し引いた電源電圧に対して、前記第２の誘導コイルの最大印加電圧が２／（２√３−１）倍となるように前記電圧制御機器が調整されていることが望ましい。
この構成であれば、相電流のアンバランスを一層低減することができる。詳細については、後述する。

【0016】

前記各誘導コイルの巻き数が２Ｎ（Ｎは自然数）であり、前記各誘導コイルの巻き始め端部及び巻き終わり端部それぞれに、巻き数（２／√３−１）Ｎの追加巻き線が接続されており、前記第１の誘導コイルの巻き始め端部及び巻き終わり端部の一方が前記第２の誘導コイルの中点部に接続され、その他方が前記三相交流電源の１相に接続されるとともに、前記第２の誘導コイルの両端部に接続された追加巻き線が前記三相交流電源の残りの２相に接続することにより、前記第２の誘導コイルの両端部が前記三相交流電源の残りの２相に電気的に接続されていることが望ましい。
この構成であれば、相電流を同一にすることができ、アンバランスを解消することができる。詳細については、後述する。

【0017】

前記第２の誘導コイルの巻き数が２Ｎ（Ｎは自然数）であり、前記第１の誘導コイルの巻き数が√３Ｎであることが望ましい。
この構成であれば、電気的に同一仕様の２つの誘導加熱装置を運転する場合に、タップを必要とすることなく、相電流を同一にすることができ、アンバランスを解消することができる。

【0018】

三相交流電源は、工業設備として使用されるものであり、誘導加熱される対象物は、工業設備ということから基本的に厚肉金属により構成されている。このため、前記三相交流電源の電源周波数を５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの商用周波数とすることで、厚肉金属の誘導加熱における電流浸透度を大きくすることができ、効率良く対象物の加熱を行うことができる。

【発明の効果】

【0019】

このように構成した本発明によれば、２つの誘導加熱装置の誘導コイルをスコット結線しているので、スコット結線変圧器を用いることなく、相電流のアンバランスを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第１実施形態に係る誘導加熱システムの構成を模式的に示す図。

【図2】同実施形態の１つの使用例におけるベクトル図。

【図3】第２実施形態に係る誘導加熱システムの構成を模式的に示す図。

【図4】第２施形態のベクトル図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

＜第１実施形態＞
以下に本発明に係る誘導加熱システムの第１実施形態について図面を参照して説明する。

【0022】

第１実施形態に係る誘導加熱システム１００は、２組の誘導加熱装置２、３を単一の三相交流電源４によって運転するものであり、第１の誘導コイル２１を備える第１の誘導加熱装置２と、第２の誘導コイル３１を備える第２の誘導加熱装置３とを有している。これら第１の誘導加熱装置２及び第２の誘導加熱装置３は、互いに異なる独立した磁気回路を有するものである。

【0023】

なお、各誘導加熱装置２、３は、電気的に同一仕様となるように構成されており、誘導コイル２１、３１は、鉄心２２、３２に巻回されて設けられている。各誘導加熱装置２、３としては、例えば、誘導コイル２１、３１を一次コイルとして、前記鉄心２２、３２に巻回された二次コイルたる導体管を誘導加熱して、当該導体管を流れる流体を加熱する流体加熱装置が考えられる。この場合、第１の誘導加熱装置２が水を加熱して飽和水蒸気を生成し、第２の誘導加熱装置３が前記第１の誘導加熱装置２により生成された飽和水蒸気を加熱して過熱水蒸気を生成する過熱水蒸気生成システムを構成することが考えられる。また、三相交流電源の電源周波数は、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの商用周波数である。これにより、導体管などの厚肉金属の誘導加熱における電流浸透度を大きくすることができ、効率良く対象物の加熱を行うことができる。

【0024】

そして、第１の誘導加熱装置２及び第２の誘導加熱装置３と三相交流電源４とはスコット結線とされている。具体的には、第１の誘導コイル２１の巻き始め端部２１ｘが三相交流電源４のＵ相に電気的に接続され、第１の誘導コイル２１の巻き終わり端部２２ｙが第２の誘導コイル３１の中点部３１ｚに電気的に接続されている。また、第２の誘導コイル３１の巻き始め端部３１ｘが三相交流電源４のＶ相に電気的に接続され、第２の誘導コイル３１の巻き終わり端部３１ｙが三相交流電源４のＷ相に電気的に接続されている。

【0025】

本実施形態では、各誘導コイル２１、３１の両端部２１ｘ、２１ｙ、３１ｘ、３１ｙに接続端子が設けられるとともに、各誘導コイル２１、３１の中点部２１ｚ、３１ｚに接続端子が設けられている。なお、第１の誘導コイル２１の中点部２１ｚに設けられた接続端子は本実施形態では使用されないが、２つの誘導コイル２１、３１を同一仕様にして、互換性を持たせるために設けている。

【0026】

また、各誘導コイル２１、３１は、巻き数が同数かつ偶数｛２Ｎ（Ｎは自然数）｝としている。つまり、各誘導コイル２１、３１の中点部２１ｚ、３１ｚから巻き始め端部２１ｘ、３１ｘまでの巻き数はＮであり、中点部２１ｚ、３１ｚから巻き終わり端部２１ｙ、３１ｙまでの巻き数もＮである。

【0027】

本実施形態では、巻き数が偶数である各誘導コイルの層数が偶数とされている。具体的に図１では、各誘導コイル２１、３１が２層となるように構成されている。これにより、各誘導コイル２１、３１において、巻き始め端部２１ｘ、３１ｘ及び巻き終わり端部２１ｙ、３１ｙが誘導コイル２１、３１の軸方向一端側に位置し、中点部２１ｚ、３１ｚが誘導コイル２１、３１の軸方向他端側に位置する構成となる。

【0028】

さらに、各誘導コイル２１、３１の一端部と三相交流電源４との間に、各誘導コイル２１、３１の印加電圧を制御する電圧制御機器５１、５２が設けられている。本実施形態では、第１の誘導コイル２１の巻き始め端部２１ｘと三相交流電源４との間（Ｕ相）に第１の電圧制御機器５１が設けられるとともに、第２の誘導コイル３１の巻き始め端部３１ｘと三相交流電源４との間（Ｖ相）に第２の電圧制御機器５２が設けられている。なお、電圧制御機器５１、５２は、例えばサイリスタ等の半導体制御素子である。この電圧制御機器５１、５２は、図示しない制御部によって制御される。

【0029】

次にこのように構成した誘導加熱システム１００の各相に流れる電流について、図１を参照して説明する。
以下において、三相交流電源４の電源電圧をＥ、制御機器５１、５２の電圧降下分を差し引いた端子間電圧をｅ、第１の誘導コイル２１の端子をＵ−Ｏ_ａ−Ｏ_ｂ、第１の誘導コイル２１の容量をＰ_ａ、第１の誘導コイル２１の電流をｉ_ａ、第２の誘導コイル３１の端子をＶ−Ｏ_ｂ’−Ｗ、第２の誘導コイル３１の容量をＰ_ｂ、第２の誘導コイル３１の電流をｉ_ｂとする。また、以下の計算は全て絶対値計算とする。

【0030】

第１の誘導コイル２１の端子Ｕ−Ｏ_ｂ間電圧をｅ_ａとすると、ｅ_ａ＝√３ｅ／２である。
第１の誘導コイル２１の容量Ｐ_ａは、Ｐ_ａ＝ｉ_ａ√３ｅ／２となる。
第１の誘導コイル２１の電流ｉ_ａは、ｉ_ａ＝２Ｐ_ａ／ｅ√３となる。

【0031】

ここで、第２の誘導コイル３１の端子Ｖ−Ｗ間電圧はｅであるため、ベクトルｅに対する電流をｉ_ｂ’とすると、巻き数は第１の誘導コイル２１と同じ２Ｎでコイルインピーダンスが同じであるから、第１の誘導コイル２１に比べて端子Ｖ−Ｗ間電圧は２／√３倍となり、電流も２／√３倍となる。
したがって、ｉ_ｂ’＝２ｉ_ａ／√３となり、
第２の誘導コイル３１の容量Ｐ_ｂは、Ｐ_ｂ＝２ｉ_ａｅ／√３となる。

【0032】

第１の誘導コイル２１と第２の誘導コイル３１の容量比は、
Ｐ_ｂ／Ｐ_ａ＝（２ｉ_ａｅ／√３）／（ｉ_ａ√３ｅ／２）
＝４／３

【0033】

第２の誘導コイルの電流ｉ_ｂは、
ｉ_ｂ＝√｛（ｉ_ｂ’）^２＋（ｉ_ａ／２）^２｝
＝ｉ_ａ√（４／３＋１／４）
＝ｉ_ａ√（１９／１２）

【0034】

したがって、各相電流の電流比は、１：１．２５８：１．２５８となり、アンバランスは１．２５８倍に低減される。

【0035】

また、第１の誘導コイル２１の電流ｉ_ａは、第２の誘導コイル３１の中点部３１ｚの端子Ｏ_ｂから入って、端子Ｖ及び端子Ｗへｉ_ａ／２ずつ分かれて流れる。このとき、端子Ｖへ流れる電流と端子Ｗへ流れる電流とは方向が逆であるため、発生する磁束はキャンセルされて消滅することになる。

【0036】

ここで、第２の誘導コイル３１が偶数層（２層）とされて、巻き始め端部３１ｘ、巻き終わり端部３１ｙ及び中点部３１ｚが第２の誘導コイル３１の軸方向端部に位置するので、端子Ｏ_ｂ’−Ｖ間のコイル部分を流れる電流により発生する磁束と、端子Ｏ_ｂ’−Ｗ間のコイル部分を流れる電流により発生する磁束の結合が良く、効率良く磁束を消滅させることができる。

【0037】

また、上記の通り、第２の誘導コイル３１により発生する磁束の大半はキャンセルされて消滅するので、第２の誘導コイル３１の発熱電力はｉ_ｂ’によるものだけになる。したがって第２の制御機器５２だけで第２の誘導加熱装置３の電力制御ができることになる。

【0038】

ただし、端子Ｖ−Ｏ_ｂ’間のコイル部分と端子Ｏ_ｂ’−Ｗ間のコイル部分との結合状態によっては一部の磁束が残存するため、その磁束による発熱電力への影響が発生する。しかしながら、誘導加熱装置３は、基本的に負荷温度を制御するものであり、残存磁束による影響分を含んだ合計電力が制御されるので、誘導加熱温度は問題無く制御することができる。

【0039】

さらに、第２の電圧制御機器５２を用いてベクトルｅによる電流ｉ_ｂ’を零に調整しても、第２の電圧制御機器５２が接続されない端子側（Ｗ相）に電流ｉ_ａが流れるため、第２の誘導加熱装置３の出力を零まで調整することができない。したがって、負荷容量の大きい側に第２の誘導加熱装置３を配置すれば、第１の誘導加熱装置２の電流ｉ_ａが流れた状態で第２の誘導加熱装置３の出力を零に調整するようなことが起こらないので、第１の誘導加熱装置２及び第２の誘導加熱装置３の良好な個別制御が可能となる。

【0040】

次に、最大出力時における電圧制御機器の電圧低下分を差し引いた電源電圧をｅとし、第２の電圧制御機器５２により第２の誘導コイル３１の端子Ｖ−Ｗ間に印加される最大印加電圧をｅ_ｂとする。

【0041】

ここで、ｅ_ａ＝ｅ／√３＋ｅ_ｃとすれば、ｅ_ｃ＝ｅ_ａ−ｅ／√３となる。
また、ｅ_ｃ＝ｅ_ｂ／２√３であるから、ｅ_ｂ／２√３＝ｅ_ａ−ｅ／√３となる。
したがって、ｅ_ｂ＝２／√３（ｅ_ａ−ｅ／√３）＝２／√３ｅ_ａ−２ｅとなる。

【0042】

ここで、ｅ_ａ＝ｅ_ｂとなる条件を算出すると、
ｅ_ｂ＝２／√３ｅ_ｂ−２ｅ
（２√３−１）ｅ_ｂ＝２ｅ
ｅ_ｂ＝２ｅ／（２√３−１）となる。

【0043】

すなわち、ｅ_ｂ＝２ｅ／（２√３−１）に設定すれば、第１の誘導コイル２１に印加される最大印加電圧ｅ_ａも同じｅ_ａ＝２ｅ／（２√３−１）となる。
最大容量も同じになり、Ｐ_ａ＝Ｐ_ｂ＝２ｅｉ_ａ／（２√３−１）となる。
電流ｉ_ａ＝（２√３−１）Ｐ_ａ／２ｅ
電流ｉ_ｂ＝√｛ｉ_ａ^２＋（ｉ_ａ／２）^２｝
＝ｉ_ａ√５／２
＝１．１１８ｉ_ａ

【0044】

したがって、各相電流の電流比は、１：１．１１８：１．１１８となり、アンバランスは１．１１８倍に低減される。つまり、最大出力時における電圧制御機器５２の電圧低下分を差し引いた電源電圧ｅに対して、第２の誘導コイル３１の最大印加電圧ｅ_ｂを２／（２√３−１）倍となるように調整することで、相電流のアンバランスを一層低減することができる。

【0045】

なお、上記のｉ_ｂの式にｉ_ａを代入して、ｉｂを求めると下記となる。
Ｉ_ｂ＝ｉ_ａ√５／２
＝√５（２√３−１）Ｐ_ａ／（２×２ｅ）
＝（２／√１５−√５）Ｐ_ａ／４ｅ

【0046】

＜第１実施形態の効果＞
このように構成した誘導加熱システム１００によれば、単一の単相交流電源４により第１の誘導コイル２１及び第２の誘導コイル３１に電力を供給するものにおいて、第１の誘導加熱装置２の誘導コイル２１及び第２の誘導加熱装置３の誘導コイル３１をスコット結線しているので、スコット結線変圧器を用いることなく、相電流のアンバランスを低減することができる。

【0047】

＜第２実施形態＞
次に本発明に係る誘導加熱システムの第２実施形態について図面を参照して説明する。

【0048】

第２実施形態に係る誘導加熱システム１００は、前記第１実施形態とはコイル構成及びスコット結線の態様が異なる。

【0049】

本実施形態の第１の誘導コイル２１及び第２の誘導コイル３１の巻き数は２Ｎ（Ｎは自然数）であり、各誘導コイル２１、３１の巻き始め端部２１ｘ、３１ｘ及び巻き終わり端部２１ｙ、３１ｙそれぞれに、巻き数（２／√３−１）Ｎの追加巻き線２３、３３が接続されている。なお、第１の誘導コイル２１及び追加巻き線２３の合計巻き数及び第２の誘導コイル３１及び追加巻き線３３の合計巻き数はともに、２Ｎ＋２×（２／√３−１）Ｎ＝Ｎ（２＋４／√３−２）＝４Ｎ／√３となる。

【0050】

そして、第１の誘導コイル２１の巻き始め端部２１ｘ三相交流電源４のＵ相に電気的に接続され、第１の誘導コイル２１の巻き終わり端部２２ｙが第２の誘導コイル３１の中点部３１ｚに電気的に接続されている。また、第２の誘導コイル３１の巻き始め端部３１ｘに接続された追加巻き線３３が、三相交流電源４のＵ相に電気的に接続され、第２の誘導コイル３１の巻き終わり端部３１ｙに接続された追加巻き線３３が、三相交流電源４のＷ相に電気的に接続されている。

【0051】

次にこのように構成した誘導加熱システム１００の各相に流れる電流について図３及び図４を参照して説明する。
各電圧、電流及び容量は以下となる。
ｅ_ａ＝ｅ√３／２
ｉ_ａ＝Ｐ_ａ／（ｅ√３／２）
Ｐ_ａ＝ｉ_ａｅ√３／２
ｅ_ｂ＝ｅ
ｉ_ｂ’＝Ｐ_ｂ／ｅ
ここで、Ｐ_ａ＝Ｐ_ｂとおくと、
ｉ_ｂ’＝ｉ_ａ√３／２
ｉ_ｂ＝√｛（ｉ_ａ√３／２）^２＋（ｉ_ａ／２）^２｝
＝ｉ_ａ
したがって、第１の誘導コイル２１及び第２の誘導コイル３１は同容量となり、各相電流は全てｉ_ａとなってバランスする。

【0052】

＜第２実施形態の効果＞
このように構成した誘導加熱システム１００によれば、前記実施形態の誘導コイル２１、３１に追加巻き線２３、３３を追加してスコット結線することにより、電気的に同一仕様の２つの誘導加熱装置２、３を運転する場合に、タップを必要とすることなく、相電流を同一にすることができ、アンバランスを解消することができる。

【0053】

＜本発明の変形実施形態＞
なお、本発明は前記各実施形態に限られるものではない。
誘導コイルの構成に関して言えば、前記第１の誘導コイル２１及び第２の誘導コイル３１の構成を異ならせても良い。
具体的には、前記第１実施形態においては、第１の誘導コイル２１の中点部２１ｚに接続端子を設けなくても良いし、第１の誘導コイル２１の巻き数を偶数としなくても良い。
また、前記第２実施形態においては、第１の誘導コイル２１の巻き始め端部２１ｘ及び巻き終わり端部２１ｙに追加巻き線２３を接続しない構成としても良い。

【0054】

さらに、第２の誘導コイル３１の巻き数を２Ｎ（Ｎは自然数）とし、第１の誘導コイル２１の巻き数を√３Ｎとしても良い。この場合、電気的には、前記第２実施形態と同様となり、電気的に同一仕様の２つの誘導加熱装置２、３を運転する場合に、タップを必要とすることなく、相電流を同一にすることができ、アンバランスを解消することができる。

【0055】

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

【符号の説明】

【0056】

１００・・・誘導加熱システム
２ ・・・第１の誘導加熱装置
２１ ・・・第１の誘導コイル
２１ｘ・・・第１の誘導コイルの巻き始め端部
２１ｙ・・・第１の誘導コイルの巻き終わり端部
３ ・・・第２の誘導加熱装置
３１ ・・・第２の誘導コイル
３１ｘ・・・第２の誘導コイルの巻き始め端部
３１ｙ・・・第２の誘導コイルの巻き終わり端部
３１ｚ・・・第２の誘導コイルの中点部
４ ・・・三相交流電源
５１ ・・・第１の電圧制御機器
５２ ・・・第２の電圧制御機器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】