JP2006228541A - Induction heating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般家庭やオフィス、レストランなどで使用される誘導加熱装置に関するものである。 The present invention relates to an induction heating device used in general homes, offices, restaurants and the like.
従来、誘導加熱装置は、誘導加熱コイルから高周波磁界を発生し、電磁誘導による渦電流のためにトッププレート上の調理鍋などの被加熱体が加熱されるものであり、温度制御は、被加熱体の温度を、トッププレートの下方に配置した温度検知手段により検知して行っている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、前記従来の構成では、温度検知手段がトッププレートを介して被加熱体の温度を検知しているために、熱応答が遅く、適切な制御が困難であるという課題を有していた。また、温度検知手段として赤外線センサを用いることも考えられるが高価なものとなるものであった。 However, in the conventional configuration, since the temperature detecting means detects the temperature of the object to be heated through the top plate, there is a problem that the thermal response is slow and appropriate control is difficult. Moreover, although it is possible to use an infrared sensor as a temperature detection means, it was expensive.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、赤外線センサなど新たな温度検知手段を用いることなく、被加熱体の温度を確実に検知し、安全で使い勝手のよい誘導加熱装置を実現することを目的としたものである。 The present invention solves the above-described conventional problems, and realizes a safe and easy-to-use induction heating device by reliably detecting the temperature of a heated object without using a new temperature detection means such as an infrared sensor. It is aimed at.
前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱装置は、検知手段が誘導加熱コイルを含む共振回路のインピーダンス変化を検出し、この検知手段の検出値より材質判別手段が被加熱体の材質特性変化を判定し、制御手段はインピーダンス変化の度合いにより高周波インバータの加熱出力を決定するようにしたものである。 In order to solve the above-mentioned conventional problems, in the induction heating apparatus of the present invention, the detection means detects the impedance change of the resonance circuit including the induction heating coil, and the material discrimination means detects the object to be heated from the detection value of the detection means. The material characteristic change is determined, and the control means determines the heating output of the high-frequency inverter according to the degree of impedance change.
これによって、誘導加熱コイルを含む共振回路のインピーダンス変化を検出することで被加熱体の材質特性変化を判定し、インピーダンス変化の度合いにより高周波インバータの加熱出力を決定するため、赤外線センサなど新たな温度検知手段を用いることなく、被加熱体の温度を確実に検知し、安全で使い勝手のよい誘導加熱装置を実現することができる。 As a result, a change in the material characteristics of the object to be heated is detected by detecting the impedance change of the resonance circuit including the induction heating coil, and the heating output of the high-frequency inverter is determined based on the degree of the impedance change. Without using the detection means, the temperature of the object to be heated can be reliably detected, and an induction heating device that is safe and easy to use can be realized.
本発明の誘導加熱装置は、被加熱体の温度を確実に検知し、安全で使い勝手のよいものである。 The induction heating device of the present invention reliably detects the temperature of the object to be heated, and is safe and easy to use.
第1の発明は、スイッチング素子、被加熱体を加熱する誘導加熱コイル、および共振コンデンサを有する高周波インバータと、この高周波インバータに電力を供給する電源と、高周波インバータに接続された各部の電気的特性を検出する検知手段と、この検知手段の検出値より被加熱体の材質特性変化を判定する材質判別手段と、高周波インバータを制御する制御手段とを備え、前記検知手段は誘導加熱コイルを含む共振回路のインピーダンス変化を検出し、この検知手段の検出値より材質判別手段は被加熱体の材質特性変化を判定し、制御手段はインピーダンス変化の度合いにより高周波インバータの加熱出力を決定するようにした誘導加熱装置とすることにより、誘導加熱コイルを含む共振回路のインピーダンス変化を検出することで被加熱体の材質特性変化を判定し、インピーダンス変化の度合いにより高周波インバータの加熱出力を決定するため、赤外線センサなど新たな温度検知手段を用いることなく、被加熱体の温度を確実に検知し、安全で使い勝手のよい誘導加熱装置を実現することができる。 A first invention is a high-frequency inverter having a switching element, an induction heating coil for heating an object to be heated, and a resonance capacitor, a power supply for supplying power to the high-frequency inverter, and electrical characteristics of each part connected to the high-frequency inverter Detecting means for detecting the material, material determining means for determining a change in material characteristics of the object to be heated from the detection value of the detecting means, and control means for controlling the high frequency inverter, wherein the detecting means includes a resonance including an induction heating coil. An impedance change of the circuit is detected, the material discrimination means determines the material property change of the object to be heated from the detection value of this detection means, and the control means determines the heating output of the high frequency inverter according to the degree of impedance change. By using a heating device, it is possible to detect the change in impedance of the resonance circuit including the induction heating coil. Since the material property change of the heat element is judged and the heating output of the high frequency inverter is determined according to the degree of impedance change, the temperature of the heated object is reliably detected without using a new temperature detection means such as an infrared sensor. Thus, an easy-to-use induction heating device can be realized.
第2の発明は、特に、第1の発明において、制御手段は、インピーダンス変化の度合いが所定値より小さい場合、高周波インバータの加熱出力を変更しないようにしたことにより、被加熱体6の位置変化の場合などに誤検知によって加熱を停止または出力を抑制するということをなくすことが可能であり、しかも素速く被加熱体の温度状態を検出することが可能となり、安全で使い勝手のよい誘導加熱装置を実現することができる。
According to a second aspect of the invention, in particular, in the first aspect of the invention, when the degree of impedance change is smaller than a predetermined value, the control means does not change the heating output of the high-frequency inverter, thereby changing the position of the
第3の発明は、特に、第1の発明において、制御手段は、インピーダンス変化の度合いが所定値より大きい場合、高周波インバータの加熱出力を変更しないようにしたことにより、被加熱体である調理鍋などに食材などの負荷が投入された場合でも誤検知によって加熱を停止または出力が抑制されるということなく、素速く被加熱体の高温状態を検出することが可能となり、安全で使い勝手のよい誘導加熱装置を実現することができる。 In a third aspect of the invention, in particular, in the first aspect of the invention, when the degree of impedance change is greater than a predetermined value, the control means does not change the heating output of the high-frequency inverter, so that the cooking pot that is the object to be heated is used. Even when a load such as food is applied to the heat source, it is possible to quickly detect the high temperature state of the heated object without stopping heating or suppressing the output due to erroneous detection, and it is safe and easy to use A heating device can be realized.
第4の発明は、特に、第1の発明において、制御手段は、高周波インバータの電力が一定の値になった後、所定の時間内は高周波インバータの加熱出力を変更しないようにしたことにより、キュリー温度の違いを利用して、誘導加熱を行っても所定の温度以上に温度が上がらない被加熱体でも誤検知によって加熱を停止または加熱出力が抑制されるということなく、素速く被加熱体の高温状態を検出することが可能となり、安全で使い勝手のよい誘導加熱装置を実現することができる。 According to a fourth aspect of the invention, in particular, in the first aspect of the invention, the control means does not change the heating output of the high-frequency inverter within a predetermined time after the power of the high-frequency inverter becomes a constant value. Even if induction heating is performed using the difference in Curie temperature, the object to be heated quickly does not stop heating due to erroneous detection or the heating output is not suppressed by erroneous detection. Thus, it is possible to detect a high temperature state, and it is possible to realize a safe and easy-to-use induction heating apparatus.
第5の発明は、特に、第1の発明において、制御手段は、高周波インバータの電力が一定の値になった後、所定の時間内に材質判別手段が被加熱体の材質特性変化を判定した場合は、加熱停止するまで高周波インバータの加熱出力を変更しないようにしたことにより、キュリー温度の違いを利用して、誘導加熱を行っても所定の温度以上に温度が上がらない被加熱体の場合には加熱を停止または出力が抑制されることがないようにするものであり、それ以外の被加熱体の場合には素速く被加熱体の高温状態を検出することが可能となり、安全で使い勝手のよい誘導加熱装置を実現することができる。 According to a fifth aspect of the invention, in particular, in the first aspect of the invention, after the power of the high-frequency inverter has reached a constant value, the control means determines the material property change of the heated object within a predetermined time. In the case of a heated object that does not change the heating output of the high-frequency inverter until the heating is stopped, and the temperature does not rise above the predetermined temperature even if induction heating is performed using the difference in Curie temperature In order to prevent the heating from being stopped or the output from being suppressed, it is possible to quickly detect the high temperature state of the heated object in the case of other heated objects, which is safe and easy to use. It is possible to realize an induction heating apparatus with good quality.
第6の発明は、特に、第1の発明において、制御手段は、インピーダンス変化により材質判別手段が被加熱体の材質特性変化を判定した場合であって、所定時間内における高周波インバータに接続された各部の電気的特性の変化が所定値より小さい場合は、高周波インバータの加熱出力を変更しないようにしたことにより、被加熱体に何らかの負荷が投入されたことを判定できるため、負荷投入による高周波インバータに接続された各部の電気的特性の変化と、被加熱体が高温になったことによってインピーダンスの変化による高周波インバータに接続された各部の電気的特性の変化とを見分けることができ、誤検知をすることなく被加熱体の高温状態を検知し、高周波インバータの加熱出力を抑制することによって被加熱体の温度上昇を止めて誘導加熱装置の安全性を高めることが可能である。 In a sixth aspect of the invention, in particular, in the first aspect of the invention, the controller is connected to the high-frequency inverter within a predetermined time when the material discriminating unit determines a change in the material property of the heated object based on the impedance change. When the change in the electrical characteristics of each part is smaller than the predetermined value, it is possible to determine that any load has been applied to the heated object by not changing the heating output of the high-frequency inverter. It is possible to distinguish between the change in the electrical characteristics of each part connected to the terminal and the change in the electrical characteristics of each part connected to the high-frequency inverter due to the change in impedance due to the heated object becoming hot. Without detecting the high temperature condition of the heated object, the heating output of the high-frequency inverter is suppressed to stop the temperature rise of the heated object. It is possible to enhance the safety of the induction heating apparatus Te.
第7の発明は、特に、第1の発明において、制御手段は、インピーダンス変化により材質判別手段が被加熱体の材質特性変化を判定した場合であって、所定時間内における高周波インバータの制御パラメータの変化が所定値より小さい場合は、高周波インバータの加熱出力を変更しないようにしたことにより、被加熱体に何らかの負荷が投入されたことを判定できるため、負荷投入による高周波インバータの制御パラメータの変化と、被加熱体が高温になったことによってインピーダンスの変化による高周波インバータの制御パラメータの変化とを見分けることができ、誤検知をすることなく被加熱体の高温状態を検知し、高周波インバータの加熱出力を抑制することによって被加熱体の温度上昇を止めて誘導加熱装置の安全性を高めることが可能である。 According to a seventh aspect of the invention, in the first aspect of the invention, in the first aspect, the control means is a case where the material discrimination means determines the material property change of the heated object by the impedance change, and the control parameter of the high frequency inverter within a predetermined time is determined. When the change is smaller than a predetermined value, it is possible to determine that any load has been applied to the heated object by not changing the heating output of the high frequency inverter. The high-temperature inverter can be distinguished from the change in the control parameters of the high-frequency inverter due to the change in impedance due to the high temperature of the heated body, detecting the high-temperature state of the heated body without making a false detection, and the heating output of the high-frequency inverter To suppress the temperature rise of the object to be heated and to improve the safety of the induction heating device Possible it is.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1、図2は、本発明の実施の形態1における誘導加熱装置を示すものである。
(Embodiment 1)
1 and 2 show an induction heating apparatus according to
図1に示すように、本実施の形態における誘導加熱装置は、高周波インバータ1と、この高周波インバータ1に電力を供給する電源2と、高周波インバータ1に接続された各部の電気的特性、すなわち電圧や電流などの大きさを計測し検出する検知手段7と、この検知手段7の検出値より調理鍋などの被加熱体6の材質特性変化を判定する材質判別手段8と、高周波インバータ1を制御する制御手段9とを備えている。そして、検知手段7は誘導加熱コイル4を含む共振回路のインピーダンス変化を検出し、この検知手段7の検出値より材質判別手段8は被加熱体6の材質特性変化を判定し、制御手段9はインピーダンス変化の度合いにより高周波インバータ1の加熱出力を決定するようにしたものである。
As shown in FIG. 1, the induction heating apparatus according to the present embodiment includes a high-
前記高周波インバータ1は、電源2によって供給された電力を、電流経路を切り替えて供給するスイッチング素子3、スイッチング素子3の切り替えで電力が供給されトッププレート(図示せず)上の被加熱体6を加熱する誘導加熱コイル4、および誘導加熱コイル4と直列に接続された共振コンデンサ5を有するものである。
The high-
電源2は、商用の単相100Vまたは200Vの交流電源をダイオードブリッジで直流化した直流電源を高周波インバータ1に供給する。通常、直流電源は昇圧コンバータなどの昇圧手段で昇圧されたものを用いる場合が多いが、それに限定するものではない。ここでは、昇圧コンバータを含めて電源2としている。電源2の電圧を昇圧しておくことによって、高周波インバータ1に同電力を供給する場合に電流を減らすことが可能であるため、高周波インバータ1を構成する各部品の部品定格を下げることが可能となり、部品の小型化と低コスト化を可能として、より安価で小型の製品とすることで使用者に便益をもたらすことができるため、電源2の電圧は高い方が望ましい。
The
ここで、電源2によって供給された電力をスイッチング素子3によって電流経路を切り替えて誘導加熱コイル4に高周波電流を供給する。誘導加熱コイル4からは高周波磁界が発生し、被加熱体6内には電磁誘導による渦電流が流れ、そのジュール熱のために被加熱体6が加熱されるものである。
Here, the electric power supplied from the
材質判別手段8は被加熱体6の材質特性変化を判定するもので、高周波インバータ1の駆動周波数や駆動周波数におけるスイッチング素子3の導通期間の比率である導通比などを変更して被加熱体6の材質に応じた加熱を行うものである。図2に示すように、誘導加熱コイル4と共振コンデンサ5の共振周波数をfcとすると、インバータ駆動周波数がfc/2、fc/3の時にそれぞれ第2高調波、第3高調波による共振が起こり、図のような駆動周波数−入力電力特性となる。この駆動周波数−入力電力特性は、被加熱体6によって共振ピークの山の高さや中心となる周波数や山のすそ野の広がり方などがそれぞれ異なる。それぞれの被加熱体6で十分な入力電力が得られ、かつ高周波インバータ1を保護するためにどの周波数帯で駆動させるのがよいかは、この駆動周波数−入力電力特性によって決まる。
The material discriminating means 8 determines a change in material characteristics of the
被加熱体6の材質特性変化を判定は、誘導加熱コイル4および共振コンデンサ5に流れる共振電流、スイッチング素子3の電圧、誘導加熱コイル4および共振コンデンサ5に流れる共振電流周波数、共振コンデンサ5の電圧、入力電流などを検知手段7によってこれらの値を検出し、その組み合わせによって被加熱体6の材質特性変化が判定可能である。材質判別手段8は、検知手段7の検出値を入力値として取り込んで材質特性変化を判定するものであるが、高周波インバータ1の制御を行う制御手段9と兼用としたものも含まれるものである。高周波インバータ1の制御としては、高周波インバータ1の入力電流などを検知手段7によって検出し、使用者が設定した電力とするべく制御手段9がフィードバック制御を行っている。
The material property change of the
上記した本実施の形態における誘導加熱装置は、赤外線センサなどの温度検知手段を用いることなく被加熱体6の高温状態を検知して安全機能を動作させるものである。被加熱体6が鉄などの磁性体の場合、キュリー温度が存在し、温度が高くなると磁性を示す特性が徐々に弱くなっていく。被加熱体6としては主に調理鍋になるが、調理鍋には複数の異なる金属を張り合わせた多層構造になっているものもある。あるいは、調理鍋の底に、調理鍋を形成する金属とは別の金属を張り合わせることによって誘導加熱が行えるように加工されたものがあり、それらの金属の組み合わせによっては比較的キュリー温度が低い場合がある。よって、空焚きを行うと比較的短時間で調理鍋の温度が上昇し、磁性を示す特性が徐々に弱くなっていくとともに赤熱化する場合がある。つまり、このような被加熱体6を加熱すると徐々に誘導加熱コイル4を含む共振回路のインピーダンスが変化する。インピーダンスの変化は、高周波インバータ1に接続された各部の電気的特性や、高周波インバータ1の制御パラメータの変化などから読みとることができる。これらは、材質判別手段8によって材質特性変化を見極め判定している。
The induction heating device in the present embodiment described above detects the high temperature state of the
しかしながら、その電気的特性や高周波インバータ1の制御パラメータの変化が被加熱体6の温度が上昇したことによるインピーダンスの変化によるものであるか、あるいは調理鍋と誘導加熱コイル4の相対的な位置が変化したことによるものであるか、あるいは被加熱体6に何らかの負荷が与えられた場合、具体的には被加熱体6である調理鍋に水や食材などの調理物が入れられたことによる変化であるかの判定がつかない。そのため、本来加熱を継続しなければならない被加熱体6の移動や食材の投入時に加熱を停止または加熱出力を抑制してしまう場合や、空焚きで被加熱体6が高温となっているにも関わらず加熱を停止または加熱出力を抑制する制御が働かないといった場合がある。
However, the change in the electrical characteristics and the control parameters of the high-
したがって、本実施の形態においては、誘導加熱コイル4を含む共振回路のインピーダンスの変化を検知すると、その変化度合いによって被加熱体6の温度が上昇したのか、あるいは被加熱体6の位置変化なのか、あるいは被加熱体6に負荷が投入されたのかを判定し、その内容に応じて加熱出力を決定することによって誤検知することなく、被加熱体6が高温時には加熱を停止または高周波インバータ1の加熱出力が抑制されるように制御を行うことによって、被加熱体6が危険な温度にならないように制御され、安全で使い勝手の良い誘導加熱装置を実現することが可能となる。
Therefore, in this embodiment, when a change in the impedance of the resonance circuit including the
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2における誘導加熱装置について説明する。実施の形態1と基本構成は同一であるので、相違点についてのみ説明する。
(Embodiment 2)
Next, the induction heating apparatus in
本実施の形態では、制御手段9は、インピーダンス変化の度合いが所定値より小さい場合、高周波インバータ1の加熱出力を変更しないようにしたものである。
In the present embodiment, the control means 9 does not change the heating output of the high-
被加熱体6の材質が変化したと判定する判断材料としては、高周波インバータ1に接続された各部の電気的特性、あるいは高周波インバータ1の制御パラメータを用いて判定することができる。これらについてはいずれも微少なノイズが乗るため、その影響を排除するために、インピーダンス変化の度合いが所定値より小さい場合については反応しないものとしている。
The determination material for determining that the material of the
こうすることによって、被加熱体6の位置変化の場合などに誤検知によって加熱を停止または出力を抑制するということをなくし、被加熱体6の温度が高温になってインピーダンスの変化が現れた時だけを検出し、被加熱体6が高温で危険な状態になるのを防ことが可能であり、しかも素速く被加熱体の温度状態を検出することが可能となり、安全で使い勝手のよい誘導加熱装置を実現することができる。
In this way, when the position of the
(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3における誘導加熱装置について説明する。実施の形態1と基本構成は同一であるので、相違点についてのみ説明する。
(Embodiment 3)
Next, the induction heating apparatus in
本実施の形態では、制御手段9は、インピーダンス変化の度合いが所定値より大きい場合、高周波インバータ1の加熱出力を変更しないようにしたものである。
In the present embodiment, the control means 9 does not change the heating output of the high-
これは、実施の形態1で説明したように、調理鍋と誘導加熱コイル4の相対的な位置が変化した場合や、被加熱体6である調理鍋に水や食材などの調理物が入れられた場合には、高周波インバータ1に接続された各部の電気的特性、あるいは高周波インバータ1の制御パラメータが変化する。その変化度合いは、実施の形態2で説明したようなノイズによるものや、被加熱体6が高温になってインピーダンスが変化したことによるものよりも大きいため、それらとは判定することができる。したがって、所定値よりも大きい変化が起きた場合には、調理鍋と誘導加熱コイル4の相対的な位置が変化した、あるいは被加熱体6である調理鍋に水や食材などの調理物が入れられたと判定することができる。いずれの場合においても、誘導加熱装置の側に使用者がいるため、高周波インバータ1の加熱出力を変更する必要がない。逆に加熱出力を変更してしまうと火力が弱い、意図した調理ができないなどの使い勝手の悪さになってしまうが、本実施の形態によりそのような状況を回避することができる。
This is because, as described in the first embodiment, when the relative position of the cooking pan and the
よって、素速く被加熱体の高温状態を検出することが可能となり、必要なときにだけ加熱出力を変更して安全性を高めた誘導加熱装置を提供することができる。 Therefore, it is possible to quickly detect the high temperature state of the object to be heated, and it is possible to provide an induction heating apparatus that increases the safety by changing the heating output only when necessary.
(実施の形態4)
次に、本発明の実施の形態4における誘導加熱装置について説明する。実施の形態1と基本構成は同一であるので、相違点についてのみ説明する。
(Embodiment 4)
Next, an induction heating apparatus in
本実施の形態では、制御手段9は、高周波インバータ1の電力が一定の値になった後、所定の時間内は高周波インバータ1の加熱出力を変更しないようにしたものである。
In the present embodiment, the control means 9 prevents the heating output of the high-
加熱中に材質判定を行う場合、図3のように、高周波インバータ1を構成する部品を保護するための制御上のリミッタが存在し、加熱をすることによってインピーダンスが変化し、高周波インバータ1の電力を維持するために制御値を増加させようとした場合にリミッタによって制御値の増加を制限され、結果として電力が下がってしまう。また、制御値はリミッタの値と同値となって変化しない。このような場合、高周波インバータ1の制御パラメータや高周波インバータ1に接続された各部の電気的特性を見ても被加熱体6のインピーダンスの変化によるものなのかどうかの判定が困難となり、判定が遅れる、あるいは判定できない場合が発生する。
When material determination is performed during heating, there is a control limiter for protecting the components constituting the high-
このような状況を回避するため、高周波インバータ1の入力電力またはインバータ出力が一定の時に被加熱体6の材質を材質判別手段8が判定する。こうすることによって、高周波インバータ1の制御パラメータや高周波インバータ1に接続された各部の電気的特性を検出することによって被加熱体6の材質が変化したことによるインピーダンスの変化をとらえることができる。
In order to avoid such a situation, the material discriminating means 8 determines the material of the
そのような状況において、キュリー温度が比較的低い温度となるように複数の金属を張り合わせて300度以上の温度にはならないように加工された被加熱体6を加熱すると、加熱開始から比較的短い時間で高周波インバータ1に接続された各部の電気的特性、あるいは高周波インバータ1の制御パラメータが変化するため、被加熱体6の材質が変化したことが判定できる。
In such a situation, when the
しかしながら、このような被加熱体6は温度が300度以上とはならないため、加熱を継続しても不安全な状態とはならないので加熱を継続すべきであり、被加熱体6に食材などを入れた状態でも被加熱体6の材質が変化したと判定されてしまうため、加熱出力を停止または抑制してしまうということは空焚きと誤検知しているという可能性がある。
However, since the temperature of such an object to be heated 6 does not exceed 300 ° C., it is not in an unsafe state even if heating is continued, so heating should be continued. Since it is determined that the material of the
したがって、このように誘導加熱時には温度の上昇を抑える機能を有する被加熱体6は加熱開始から早い段階でインピーダンスの変化があらわれるため、そのような場合には加熱出力を変更しないものとし、空焚きの誤検知をなくすことができる。つまり、キュリー温度の違いを利用して、誘導加熱を行っても所定の温度以上に温度が上がらない被加熱体でも誤検知によって加熱を停止または加熱出力が抑制されるということなく、素速く被加熱体の高温状態を検出することが可能となり、安全で使い勝手のよい誘導加熱装置を実現することができる。 Therefore, since the object to be heated 6 having the function of suppressing the temperature rise at the time of induction heating has a change in impedance at an early stage from the start of heating, the heating output is not changed in such a case. False detection can be eliminated. In other words, by utilizing the difference in Curie temperature, even if induction heating is performed, a heated object that does not rise to a predetermined temperature or more can be heated quickly without stopping heating or suppressing the heating output due to erroneous detection. It becomes possible to detect the high temperature state of the heating body, and a safe and easy-to-use induction heating apparatus can be realized.
(実施の形態5)
次に、本発明の実施の形態5における誘導加熱装置について説明する。実施の形態1と基本構成は同一であるので、相違点についてのみ説明する。
(Embodiment 5)
Next, an induction heating apparatus in
本実施の形態では、制御手段9は、高周波インバータ1の電力が一定の値になった後、所定の時間内に材質判別手段8が被加熱体6の材質特性変化を判定した場合は、加熱停止するまで高周波インバータ1の加熱出力を変更しないようにしたものである。
In the present embodiment, the control means 9 performs heating if the material discrimination means 8 determines a change in the material characteristics of the
本実施の形態における内容と、実施の形態4との違いは、材質変化したことを判定した後、加熱出力を停止または抑制しないことを継続するというものである。 The difference between the contents in the present embodiment and the fourth embodiment is that the heating output is not stopped or suppressed after it is determined that the material has changed.
実施の形態4で説明したように、誘導加熱時に温度の上昇を抑える機能を有する被加熱体6は加熱開始から短時間でインピーダンスの変化が生じて材質変化が読みとれる。このような被加熱体6は空焚き以外の場合でも同じようにインピーダンスが変化し、また温度が300度以上とはならないため、材質が変化したことを判定しても加熱出力を停止または抑制しないことで空焚きと誤検知することなく加熱調理を行うことができる。被加熱体6が変わらなければこの条件を変える必要がないため、被加熱体6が変更する可能性のある加熱停止時までこの条件を継続する。
As described in the fourth embodiment, the object to be heated 6 having the function of suppressing the temperature rise during induction heating causes a change in impedance in a short time from the start of heating, and the material change can be read. Such an object to be heated 6 changes in impedance in the same way even when it is not air-fired, and since the temperature does not exceed 300 ° C., the heating output is not stopped or suppressed even if it is determined that the material has changed. Thus, cooking can be performed without erroneous detection of empty cooking. Since it is not necessary to change this condition if the
なお、ここで説明した加熱停止とは、高周波インバータ1によって誘導加熱することが可能な被加熱体6が存在しなくなった場合も含まれる。つまり、誘導加熱装置には使用者が加熱と停止を指示するボタンとその指示内容を知らせる表示装置を有する場合が多いが、例えば、誘導加熱を行っている際に被加熱体6を取り去った場合、高周波インバータ1によって誘導加熱可能な被加熱体6は存在しなくなっているが表示装置自体は加熱中である旨の表示がなされている場合がある。その状態で被加熱体6を再度誘導加熱装置に置くと再び加熱を開始するような使用となっている場合がある。これは誘導加熱装置の安全機能により加熱を一旦停止させるが、被加熱体6がまた存在すると加熱を再開できるために被加熱体6を入れ替える際には一々加熱の停止と開始を指示しなくても良いという利便性をもっている。このように表示装置は加熱中である旨の表示であっても、実際には高周波インバータ1は誘導加熱を行っていないような場合も加熱停止ということであり、その状態となった場合には被加熱体6が交換された可能性があるので、その後は再び被加熱体6の材質の変化をとらえて加熱出力を制御するようにして空焚きのような被加熱体6の温度が異常に上昇しているような場合に温度の上昇を抑える。
In addition, the heating stop demonstrated here also includes the case where the to-
このように、本実施の形態では、キュリー温度の違いを利用して、誘導加熱を行っても所定の温度以上に温度が上がらない被加熱体の場合には加熱を停止または出力が抑制されることがないようにするものであり、それ以外の被加熱体の場合には素速く被加熱体の高温状態を検出することが可能となり、安全で使い勝手のよい誘導加熱装置を実現することができる。 As described above, in the present embodiment, by using the difference in Curie temperature, heating is stopped or output is suppressed in the case of an object to be heated that does not rise above a predetermined temperature even if induction heating is performed. In the case of other heated objects, it is possible to quickly detect the high temperature state of the heated object, and a safe and easy-to-use induction heating device can be realized. .
(実施の形態6)
次に、本発明の実施の形態6における誘導加熱装置について説明する。実施の形態1と基本構成は同一であるので、相違点についてのみ説明する。
(Embodiment 6)
Next, an induction heating apparatus in
本実施の形態では、制御手段9は、インピーダンス変化により材質判別手段8が被加熱体6の材質特性変化を判定した場合であって、所定時間内における高周波インバータ1に接続された各部の電気的特性の変化が所定値より小さい場合は、高周波インバータ1の加熱出力を変更しないようにしたものである。
In the present embodiment, the control means 9 is a case where the material discrimination means 8 determines a change in the material characteristics of the
図4は高周波インバータ1の加熱出力、高周波インバータ1に接続されたある箇所の電気的特性、または制御手段9の高周波インバータ1の制御パラメータ、被加熱体6である調理鍋の中に食材などの負荷を投入したときと被加熱体6を空焚きしたときの変化を示している。
FIG. 4 shows the heating output of the high-
高周波インバータ1に接続されたある箇所の電気的特性とは、被加熱体6の材質を判定するために計測している共振コンデンサ5の電圧、電源2から高周波インバータ1に供給する電圧などを指している。
The electrical characteristics of a part connected to the
図4に示すように、加熱を開始すると、T1の時間をかけて加熱出力が増加するに伴って電気的特性も増加する。加熱出力が安定となると電気的特性は徐々に減少していく。例えば、T2の時に被加熱体6である調理鍋に食材などの負荷を投入すると、電気的特性はT3の時間にかけて急激に増加し、それ以降はほぼ変わらずに一定となる。それに対して被加熱体6を空焚きした場合、T2を境として誘導加熱コイル4を含む共振回路のインピーダンスが変化していった場合は徐々に電気的特性が増加していく。
As shown in FIG. 4, when heating is started, the electrical characteristics increase as the heating output increases over time T1. When the heating output becomes stable, the electrical characteristics gradually decrease. For example, when a load such as food is put into the cooking pan which is the
このように、負荷投入時と空焚きによるインピーダンスの変化時とでは電気的特性の変化の仕方が異なる。具体的には、どちらの場合もT2の時とT4の時とではT4の時の方が電気的特性は増加しているが、その中途であるT3からT4にかけては負荷投入時が一定であるのに対して、空焚きの場合は徐々に増加している。 As described above, the way of changing the electrical characteristics is different between when the load is applied and when the impedance changes due to flying. Specifically, in both cases, the electrical characteristics increase at T4 between T2 and T4, but the load is constant from T3 to T4 in the middle. On the other hand, in the case of air-fired, it gradually increases.
したがって、負荷投入時におけるT3からT4のような変化の少ない期間があるかどうかを判定することによって、負荷投入による電気的特性の変化と被加熱体6が高温になったことによってインピーダンスの変化による電気的特性の変化とを見分けることができ、負荷投入時には加熱出力を変更しないことによって空焚きとの誤検知をすることがない。実際に被加熱体6が高温の場合にはその状態を検知し、高周波インバータ1の加熱出力を抑制することによって被加熱体6の温度上昇を止めて誘導加熱装置の安全性を高めることが可能である。
Therefore, by determining whether or not there is a period with a small change such as T3 to T4 when the load is applied, the change in the electrical characteristics due to the load application and the change in the impedance due to the
(実施の形態7)
次に、本発明の実施の形態7における誘導加熱装置について説明する。実施の形態1と基本構成は同一であるので、相違点についてのみ説明する。
(Embodiment 7)
Next, an induction heating apparatus in
本実施の形態では、制御手段9は、インピーダンス変化により材質判別手段8が被加熱体6の材質特性変化を判定した場合であって、所定時間内における高周波インバータ1の制御パラメータの変化が所定値より小さい場合は、高周波インバータ1の加熱出力を変更しないようにしたものである。
In the present embodiment, the control means 9 is a case where the material discrimination means 8 determines a change in the material characteristics of the
図4に示した制御パラメータとは、高周波インバータ1の加熱出力を制御するパラメータで、電源2から高周波インバータ1に供給する電圧を制御するパラメータや、高周波インバータ1の導通比や駆動周期などを指している。
The control parameters shown in FIG. 4 are parameters that control the heating output of the high-
本実施の形態では、負荷投入による制御パラメータの変化と、被加熱体6が高温になったことによってインピーダンスの変化による制御パラメータの変化とを見分けることができるため、所定時間内における高周波インバータ1の制御パラメータの変化が所定値より小さい場合は、つまり、負荷投入時には加熱出力を変更しないことによって空焚きとの誤検知をすることがない。そして、実際に被加熱体6が高温の場合にはその状態を検知し、高周波インバータ1の加熱出力を抑制することによって被加熱体6の温度上昇を止めて誘導加熱装置の安全性を高めることが可能である。
In the present embodiment, it is possible to distinguish between a change in the control parameter due to load application and a change in the control parameter due to a change in impedance due to the
以上のように、本発明にかかる誘導加熱装置では、被加熱体の温度を確実に検知し、安全で使い勝手のよいものであるので、一般家庭やオフィス、レストランなどで使用される誘導加熱調理器として適用できる。 As described above, the induction heating apparatus according to the present invention reliably detects the temperature of the object to be heated and is safe and easy to use, so the induction heating cooker used in general homes, offices, restaurants, etc. As applicable.
1 高周波インバータ
2 電源
3 スイッチング素子
4 誘導加熱コイル
5 共振コンデンサ
6 被加熱体
7 検知手段
8 材質判別手段
9 制御手段
DESCRIPTION OF
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005040139A JP2006228541A (en) | 2005-02-17 | 2005-02-17 | Induction heating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005040139A JP2006228541A (en) | 2005-02-17 | 2005-02-17 | Induction heating device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006228541A true JP2006228541A (en) | 2006-08-31 |
Family
ID=36989738
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005040139A Pending JP2006228541A (en) | 2005-02-17 | 2005-02-17 | Induction heating device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006228541A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010232151A (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | Mitsubishi Electric Corp | Electromagnetic cooker |
WO2018116057A1 (en) * | 2016-12-23 | 2018-06-28 | BSH Hausgeräte GmbH | Cooking appliance |
-
2005
- 2005-02-17 JP JP2005040139A patent/JP2006228541A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010232151A (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | Mitsubishi Electric Corp | Electromagnetic cooker |
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