CN102200301A - 电磁炉的对流加热控制方法及加热控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭露了一种电磁炉的对流加热控制方法，基于加热控制装置实现，加热控制装置包括温度检测部件、加热部件和控制部件，加热部件包括至少两个可独立控制的电磁线圈，控制部件包括主控制器、计时器和预设存储器；对流加热控制方法包括加热升温阶段A和对流加热阶段B。本发明的另一目的在于提供一种用于实现电磁炉的对流加热控制方法的加热控制装置。相较于现有技术，本发明通过判别被加热食物的容量控制电磁线盘加热功率配比驱动多个电磁线圈交替循环加热锅具，控制不同位置的加热线圈交替加热，使锅具受热点随之改变，促进锅内液体的翻滚、对流，食物加热没有死角，食物受热均匀，食物营养也能充分混合充分入味。

Description

电磁炉的对流加热控制方法及加热控制装置

技术领域

本发明涉及电磁炉加热控制技术领域，特别是一种电磁炉的对流加热控制方法及加热控制装置。

背景技术

电磁炉作为厨具市场的一种新型灶具，它打破了传统的明火烹调方式采用磁场感应电流的加热原理，使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。目前用电磁炉进行煮、煲、炖的用户越来越多，而随着生活水平的不断提高，人们对于食物的营养的要求也越来越高。现有的电磁炉在煮炖食物的过程中，主要采用低功率加热控制方法，而这种加热控制方法锅具的受热位置是保持不变的，锅具内液体受热后会带动食物向上翻滚，但是由于锅具受热位置不变又会造成液体翻滚死角，食物随液体的滚动也会存在死角，造成食物受热不均，食物营养不能被充分煲出，食物入味不足，也会延长加热时间。

为了解决上述技术问题，中国CN201310950Y号专利于2009年9月16日公开了一种技术方案：在电磁炉内部采用由内、外两组各自独立工作的线圈盘组成的线盘，两组线圈盘以同心圆排布在线盘支架上，加热时，采用内外线圈盘交替工作从而在锅体内形成循环双向对流，使食物充分混合。该技术方案从硬件配置的角度提出了解决上述技术问题的可能，但是对于加热控制方法，没有提出具体的技术解决方案；而且，当锅具内部需要煮食的食物量很大时或者较少时，电磁炉不能根据食物容量情况进行调节，会造成能源的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电磁炉的对流加热控制方法，通过判别被加热食物的容量控制进行电磁线盘加热功率配比驱动多个电磁线圈交替循环加热锅具，通过控制不同位置的加热线圈交替加热，促进锅内液体的翻滚、对流，以解决现有技术的不足之处。

为了实现上述目的，本发明的电磁炉加热控制方法通过以下技术方案达成：

一种电磁炉的对流加热控制方法，基于加热控制装置实现，所述加热控制装置包括温度检测部件、加热部件和控制部件，所述加热部件包括至少两个可独立控制的电磁线圈，所述控制部件包括主控制器、计时器和预设存储器；所述对流加热控制方法包括加热升温阶段A和对流加热阶段B，所述加热升温阶段A包括以下步骤：

A1. 主控制器测得锅具内的食物份量等级N；

A2. 温度检测部件测量锅具的即时温度T，主控制器将即时温度T与存储在预设存储器中的进入对流加热阶段B的温度T₀进行比较，当T≥T₀时，进入对流加热阶段B；

所述对流加热阶段B包括以下步骤：

主控制器采取存储在预设存储器中对应锅具内的食物份量等级N的多个电磁线盘加热功率配比驱动多个电磁线圈交替循环加热锅具。

本发明的另一目的在于提供一种实现上述电磁炉的对流加热控制方法的加热控制装置，所述电磁线圈各自与电子开关串联连接，每个电磁线圈分别由单独的电子开关控制，所述电子开关为继电器。

相较于现有技术，本发明通过判别被加热食物的容量控制进行电磁线盘加热功率配比驱动多个电磁线圈交替循环加热锅具，通过控制不同位置的加热线圈交替加热，使锅具受热点随之改变，促进锅内液体的翻滚、对流，食物加热没有死角，且由于锅内液体保持翻滚对流的状态，食物受热均匀，食物营养也能充分混合充分入味。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明加热控制装置第一实施例的结构示意图。

图2为本发明加热控制装置第二实施例的结构示意图。

图3为本发明加热控制装置第三实施例的结构示意图。

图4为本发明实施例的加热控制方法的流程图。

图5为本发明实施例的线圈同心圆排布的电磁加热线盘的结构示意图。

图6为本发明另一实施例的线圈蜂窝状排布的电磁加热线盘的结构示意图。

图中： 1. 电压检测电路；2. 温度检测部件； 3. 电流检测电路； 4. 同步电路； 5. IGBT驱动电路； 6. 控制部件； 7. 加热部件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

参照图1所示，为本发明第一实施例的加热控制装置结构示意图，加热控制装置包括控制部件6及加热部件7，所述加热部件7包括至少两个可独立控制的电磁线圈L1和L2，所述控制部件6包括主控制器、计时器和预设存储器，控制部件6分别与电压检测电路1、温度检测部件2、电流检测电路3、同步电路4、IGBT驱动电路5电连接。其中所述电压检测电路1与电源相连用于检测电压情况，所述电压检测电路1还与控制部件6相连向控制部件6输入电压信号；所述温度检测部件2与控制部件6相连向控制部件6输入实时的锅具温度信号；电流检测电路3串接在电源与绝缘栅双极型功率管IGBT1之间用于检测流经IGBT1的电流情况，所述电流检测电路3还与控制部件6相连向控制部件6输入电流信号；所述同步电路4分别与IGBT驱动电路5和控制部件6相连，向控制部件6输入同步信号。所述控制部件6输出控制信号给驱动三极管Q1和Q2分别驱动继电器S1和S2的开通与关闭，从而分别控制加热部件7的第一电磁线圈L1和第二电磁线圈L2的加热操作。所述加热控制装置还包括谐振电容C1，其与电磁线圈L1和L2并联，控制部件6还与IGBT驱动电路5电连接，驱动绝缘栅双极型功率管IGBT1的开通与关闭从而在主路控制加热部件7的加热操作。

实施例2

参照图2所示，为本发明第二实施例的加热控制装置结构示意图，其与第一实施例的区别在于在电磁线圈L1和L2两端同时分别并联谐振电容C3和C2，可使电磁炉实现以低于300w的低功率甚至更低的功率进行持续低功率加热，有效节约能源。

实施例3

参照图3所示，为本发明第三实施例的加热控制装置结构示意图，其与第二实施例的区别在于采用绝缘栅双极型功率管IGBT3和IGBT2代替继电器S1和S2控制分别控制第一电磁线圈L1和第二电磁线圈L2的加热操作，而驱动三极管Q1和Q2在电路中是用于驱动S1和S2的开通与关闭，因而随继电器S1和S2同时舍去。另外，由于直接设置了功率管控制电磁线圈L1和L2的加热操作，因此可同时将IGBT1舍去以节省成本。此实施例的技术方案采用功率管代替继电器直接控制线圈盘的加热方案，提高了电路的可靠性，同时也减少了开关电源的电流损耗。

以加热部件7包括两个独立控制的电磁线圈L1和L2的结构为例，说明本发明电磁炉的对流加热控制方法，如下：

S101，开始启动电磁炉；

S102，启动电磁炉后，主控制器启动，进入初始状态设置阶段，用户设置加热功率P，此时用户可根据系统预设程序选择预存在控制部件6的预设存储器中的加热功率P值，也可根据实际情况手动输入加热功率P；进入下一步骤S103；

S103，加热升温阶段：主控制器控制所有电磁线圈L1和L2同时接入电路，以功率P进行加热。此时若加热功率过高，则锅具与锅内食物的热交换会相对偏慢，锅具与食物间的温度差会过大，将影响温度检测的有效性；而若加热功率过低，则需要更多的加热时间，因此所述设定功率P设定为1200W-1800W为宜。

S104，被加热食物份量计算：在S103加热升温阶段，食物被加热的过程中，温度检测部件2测量得到锅具的即时温度T，主控制器控制计时器计算温度检测部件测得的锅具温度在上升过程中每升高一个单位温度值ΔT时所需的时间增量Δt’。当锅具内部食物份量N不同时，锅具温度每升高一个单位温度值ΔT所对应的时间增量Δt’也是不同的，当食物份量N大时，温度每上升一个单位值ΔT所耗费的时间就更多，反之就少，根据这一规律可预先在主控制器的预设存储器中预存多组数据，其中每一个时间增量Δt对应不同的食物份量等级N，主控制器通过比较实际测得的时间增量Δt’与预设存储器中的时间增量Δt，从而判断锅具内食物的食物的份量等级N。

S105，对流加热条件判断，在S103加热升温阶段，持续加热过程中，系统进入对流加热阶段时需要满足一定的条件，可设置有以下条件：

判断条件一：温度判断：预先在预设存储器中设定一个基准温度T₀，当温度检测电路2检测得到的锅具温度T≥ T₀，进入下一步骤S106对流加热阶段，而若T< T₀，则继续加热。由于当锅内温度达到90℃以上时，继续加热可使锅底局部沸腾，引起明显的对流，因此所述基准温度T₀设置为90℃以上较适宜，当然所述基准温度T₀也可设置为其他温度值，但是对于循环加热效果来说，所述基准温度T₀为90℃以上时效果较好，若基准温度设置过低过早进入对流加热阶段，则食物沸腾较慢。

判断条件二：食物份量判断：预先在预设存储器中设定一个基准份量N₀，当实际食物份量N≥N₀时，进入下一步骤S106对流加热阶段，而若N< N₀时，则按现有技术继续加热。在系统中设置基准份量N₀时对应设置有加热时间t₀，即当加热份量为N₀的食物时，需要加热t₀的时间；当加热份量为N₁的食物时，需要加热t₁的时间；不同的食物份量其需要加热的时间也各不相同，这些参数预存在预设存储器中。

在S105 对流加热条件判断步骤中，可设置只需满足一个判断条件T≥ T₀即进行S106对流加热阶段，也可设置需要同时满足上述温度和食物份量两个条件才能进入下一步骤S106对流加热阶段。

S106，进入对流加热阶段：依次驱动单个线圈进行加热，先关断第二电磁线圈L2的加热仅驱动第一电磁线圈L1开始进行加热；当第一电磁线圈L1加热进行一段时间后驱动切断第一电磁线圈L1，第一电磁线圈L1停止加热，同时驱动连通第二电磁线圈L2，第二电磁线圈L2开始进行加热；当第二电磁线圈L2加热进行一段时间后停止第二电磁线圈L2加热同时启动第一电磁线圈L1进行加热；依此循环。

当采用继电器S1和S2作为电子开关控制电磁线圈L1和L2的接入与断开时，由于继电器的工作特性，当在切换继电器时可保证继电器切换时电路中没有谐振电流，可确保继电器工作的安全性和可靠性。可按如下方法进行，进入对流加热阶段时先关断功率，主控制器监测同步电路4发出的信号时间间隔，当在某一时间段内主控制器未监测到信号时，则表明线圈盘上已无谐振电流，可安全切换继电器，此时可控制继电器S1吸合，继电器S2释放，启动加热，此时第一电磁线圈L1接入进行加热，第二电磁线圈L2断开停止加热；当加热进行一段时间后关断功率，判断电路中没有谐振电流时控制继电器S1释放，继电器S2吸合，启动加热，此时第二电磁线圈L2接入进行加热，第一电磁线圈L1断开停止加热；依此循环。

当采用继电器作为电子开关控制电磁线圈L1和L2的接入时，还可以采用如下方案：进入对流加热阶段时先关断功率，延迟一段安全时间间隔后可安全切换继电器，此时可控制继电器S1吸合，继电器S2释放，启动加热，此时第一电磁线圈L1接入进行加热，第二电磁线圈L2断开停止加热；当加热进行一段时间后关断功率，然后延迟一段安全时间间隔后控制继电器S1释放，继电器S2吸合，启动加热，此时第二电磁线圈L2接入进行加热，第一电磁线圈L1断开停止加热；依此循环。所述延迟的安全时间间隔大于电路中谐振电流谐振时间即可，一般为几十微秒。

在对流加热阶段，为了达到更好的对流翻滚加热的效果，对于第一电磁线圈L1和第二电磁线圈L2的不同加热功率以及各线圈盘的加热时间、循环周期需要根据锅内食物的份量N进行调整；当锅内食物的份量N较多时，电磁线圈L1和L2单独加热的功率要加大，循环的周期也要延长；锅内食物的量较少时，电磁线圈L1和L2单独加热的功率就要减小，循环的周期也适当减短。其中对于位于线盘内侧的线圈，其加热功率设置为700W-1000W即可；对于位于线盘外侧的线圈，由于加热面积较大，其加热功率设置为1200W-1600W为宜。在循环加热过程中，一般需要4-6秒左右内部食物才会形成对流循环，因此对于单个线圈的持续加热时间不能低于这个最短时间，否则不能形成翻滚效果。当加热功率选择较低，比如内侧线圈700W、外侧线圈1200W，则总加热时间及单个线圈的持续加热时间周期也要随之延长，才能确保翻滚效果的产生。而如果，加热功率选择较高，比如内侧线圈1000W、外侧线圈1600W，则总加热时间及单个线圈的持续加热时间周期可适当减短。所述电磁线圈L1和L2加热功率设置和单个线圈持续加热时间周期参数可根据不同食物份量N对应预先设置于预设存储器中，需要时由主控制器直接进行调用。即在系统中设置基准容量N₀时除了对应设置有加热时间t₀外还相对应的设有循环加热功率P₀₁和P₀₂，当加热容量为N₀的食物时，需要加热t₀的时间，在对流加热阶段时第一电磁线圈L1以P₀₁的功率、第二电磁线圈L2以 P₀₂的功率分别循环加热；系统中还设置有其他的食物份量等级与加热功率的对应值，即不同的食物容量时在对流加热阶段单个线圈盘对应的加热功率也各不相同。

S107，判断加热时间是否达到根据不同份量N预设的加热时间值t，若已完成预设时间，则进入下一步骤S108；

S108，报警提示用户加热已完成；此时用户可主动关机，若用户没有主动关机则进入下一步骤S109；

S109，关机结束加热。

如图5和图6所示为本发明实施例的电磁加热线盘的结构。前文所述的加热控制装置中的加热部件7主要包括电磁加热线盘，电磁加热线盘包括线盘盘架和设置在线盘盘架上的电磁线圈，线盘盘架主要是作为电磁线圈的支撑，设置在线盘盘架上的电磁线圈可如图5所示，按同心圆排布的方式排布并可实现独立控制，依次分别为第一电磁线圈L1、第二电磁线圈L2、第三电磁线圈L3，当进行循环加热时，三组线圈依次接入进行加热，将加热点分散从外往内或者从内往外或者依据其他的加热顺序实现对流翻滚加热。当然，线盘盘架上的电磁线圈也可如图6所示，按蜂窝状的方式排布分别独立控制，依次为第一电磁线圈L1、第二电磁线圈L2、第三电磁线圈L3……，其中线圈总数为两个或两个以上，循环加热时各线圈依照一定的顺序被接入电路实现对流翻滚加热。无论是同心圆排布的电磁加热线盘结构还是蜂窝状排布的电磁加热线盘结构，其中线圈的个数不限于两个或三个，每个线圈独立控制，当然当设有多个线圈时，可每次同时控制两个以上线圈加热，例如先控制L1和L2同时加热，然后控制L2和L3同时加热等等。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (6)

1.一种电磁炉的对流加热控制方法，基于加热控制装置实现，所述加热控制装置包括温度检测部件、加热部件和控制部件，所述加热部件包括至少两个可独立控制的电磁线圈，所述控制部件包括主控制器、计时器和预设存储器；其特征在于，所述对流加热控制方法包括加热升温阶段A和对流加热阶段B，所述加热升温阶段A包括以下步骤：

A1. 主控制器测得锅具内的食物份量等级N；

A2. 温度检测部件测量锅具的即时温度T，主控制器将即时温度T与存储在预设存储器中的进入对流加热阶段B的温度T₀进行比较，当T≥T₀时，进入对流加热阶段B；

所述对流加热阶段B包括以下步骤：

主控制器采取存储在预设存储器中对应锅具内的食物份量等级N的多个电磁线盘加热功率配比驱动多个电磁线圈交替循环加热锅具。

2.根据权利要求1所述的电磁炉的对流加热控制方法，其特征在于，主控制器通过如下步骤判断锅具内的食物份量等级N；

A11. 主控制器控制计时器计算温度检测部件测得的锅具温度升高一个单位值ΔT的时间增量Δt’；

A12. 主控制器将实际测得的时间增量Δt’与存储在预设存储器中对应的食物份量等级N下锅具温度升高一个单位值ΔT所需的时间增量Δt进行比较，从而测得锅具内的食物份量等级N。

3.根据权利要求1所述的电磁炉的对流加热控制方法，其特征在于，所述加热升温阶段A还包括以下步骤：主控制器将测得的食物分量等级N与存储在预设存储器中的进入对流加热阶段B的食物份量等级N₀进行比较，当N≥N₀时，进入对流加热阶段B。

4.根据权利要求1所述的电磁炉的对流加热控制方法，其特征在于，所述对流加热阶段多个电磁线圈交替切换循环加热锅具时，在电磁线圈切换过程间需要间隔一定的安全时间间隔，待电路中没有谐振电流时再进行切换电磁线圈加热。

5.根据权利要求4所述的电磁炉的对流加热控制方法，其特征在于所述加热控制装置还包括同步电路，所述同步电路与控制部件相连，所述安全时间间隔由主控制器监控同步电路的监测信号获得。

6.一种实现如权利要求1-5任一所述电磁炉的对流加热控制方法的加热控制装置，所述电磁线圈各自与电子开关串联连接，每个电磁线圈分别由单独的电子开关控制，其特征在于，所述电子开关为继电器。

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