JP2009284928A - Induction heating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コイルに交流電流を供給して誘導加熱する誘導加熱装置に関するものである。 The present invention relates to an induction heating apparatus that supplies an alternating current to a coil to perform induction heating.
従来、この種の誘導加熱装置は図3に示すように構成していた(例えば、特許文献1参照)。以下、その構成について説明する。 Conventionally, this type of induction heating apparatus is configured as shown in FIG. 3 (see, for example, Patent Document 1). Hereinafter, the configuration will be described.
図3に示すように、鍋21は、誘導加熱装置本体(図示せず)内に着脱自在に収納され、この鍋21は、コイル22により誘導加熱にて加熱される。インバータ23は、コイル22に鍋21を誘導加熱するための交流電流を供給する。
As shown in FIG. 3, the
制御手段24は、操作/表示手段25に動作状態を表示するとともに、操作/表示手段25に入力された使用者の操作入力に従い、制御手段24内に記憶された炊飯シーケンスを参照しつつインバータ23に駆動信号を出力し、インバータ23は、コイル22に交流電流を供給し、コイル22に流れる交流電流により、鍋21の底面に誘導電流が流れ、この誘導電流により鍋21が発熱し、鍋21の中のご飯が加熱される。
The control means 24 displays the operation state on the operation / display means 25 and, according to the user's operation input input to the operation / display means 25, refers to the rice cooking sequence stored in the control means 24 while referring to the
コイル22は、外周を絶縁体でコーティングされた細い銅線を束ねたものをよじった上、20ターン程度巻いたもので、両端面は、外周部の被覆を剥し、接続端子にかしめている。
しかしながら、このような従来の構成では、コイル22において、ごく稀に層間ショートが発生することがある。この層間ショートとは、コイル22を構成する細銅線の隣り合った同じ場所で外周の絶縁皮膜が傷つき、ショートしてしまうことである。
However, in such a conventional configuration, an interlayer short circuit may occur in the
この際、ショートするのは、同一の細銅線の1ターン違いである場合だけでなく、別の細銅線の1ターン違いであっても、元々電位差があるところが短絡したことには違いなく、層間ショートとしての振る舞いをする。 At this time, the short circuit is not only caused by one turn of the same thin copper wire, but also by one turn of another thin copper wire, the place where there is a potential difference must have been short-circuited. , Behave as an interlayer short.
層間ショートが発生した場合、そのショート部分を介して1ターンのループが形成され、そのループにコイル22を流れる電流の磁界による多大な誘導電流が流れてしまい、そのループを構成する細銅線が異常発熱を起こしてしまう。この異常発熱は、周囲の細銅線の絶縁皮膜も損傷し、その損傷部分で新たな層間ショートが発生する。
When an interlayer short circuit occurs, a one-turn loop is formed through the short part, and a large induced current due to the magnetic field of the current flowing through the
このようにして、コイル2内において層間ショートが拡大し、コイル22のインダクタンス値が減少して、インバータ23から供給される交流電流のピーク値が増大し、最終的には、インバータ23を破壊してしまうという問題があり、インバータ23は高価であり、交換時には使用者に大きな負担を強いてしまうという問題を有していた。
In this way, the interlayer short circuit is expanded in the
本発明は上記従来の課題を解決するもので、コイルに層間ショートが発生した場合に、インバータの破壊が発生するまでに加熱動作を停止し、インバータの破壊を防止することを目的としている。 An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and in the case where an interlayer short circuit occurs in a coil, an object of the present invention is to stop the heating operation until the inverter is destroyed and prevent the inverter from being destroyed.
本発明は上記目的を達成するために、誘導加熱装置本体内に鍋を着脱自在に収納し、この鍋をインバータにより交流電流を供給されるコイルにより誘導加熱し、制御手段によりあらかじめ記憶された炊飯シーケンスに従いインバータに駆動信号を出力し鍋を加熱し炊飯動作を実現し、コイルの温度を検知する温度センサの検知温度と閾値温度を設定する閾値温度設定手段により設定される閾値温度とを比較手段により比較し、インバータの動作を停止させる加熱停止手段は、比較手段による比較の結果、温度センサの検知温度が閾値温度設定手段により設定される閾値温度を上回っている場合、インバータの動作を停止させるよう構成したものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention detachably stores a pan in the induction heating apparatus body, induction-heats the pan with a coil supplied with an alternating current by an inverter, and cooks the rice stored in advance by the control means. According to the sequence, a drive signal is output to the inverter to heat the pot to realize the rice cooking operation, and the comparison temperature is detected by the temperature sensor that detects the coil temperature and the threshold temperature set by the threshold temperature setting means that sets the threshold temperature. The heating stop means for stopping the operation of the inverter by comparing with each other stops the operation of the inverter when the temperature detected by the temperature sensor exceeds the threshold temperature set by the threshold temperature setting means as a result of the comparison by the comparing means. It is comprised as follows.
これにより、コイルに層間ショートが発生した場合に、インバータの破壊が発生するまでに、インバータの動作を停止させて加熱動作を停止することができ、インバータの破壊を防止することができる。 Accordingly, when an interlayer short circuit occurs in the coil, the operation of the inverter can be stopped and the heating operation can be stopped before the inverter is destroyed, and the inverter can be prevented from being destroyed.
本発明の誘導加熱装置は、コイルに層間ショートが発生した場合に、インバータの破壊が発生するまでに、インバータの動作を停止させて加熱動作を停止することができ、インバータの破壊を防止することができる。 The induction heating device of the present invention can prevent the inverter from being destroyed by stopping the operation of the inverter and stopping the inverter operation until the inverter is destroyed when an interlayer short circuit occurs in the coil. Can do.
第1の発明は、誘導加熱装置本体内に着脱自在に収納される鍋と、この鍋を誘導加熱するコイルと、このコイルに交流電流を供給するインバータと、あらかじめ記憶された炊飯シーケンスに従い前記インバータに駆動信号を出力し前記鍋を加熱し炊飯動作を実現する制御手段と、前記コイルの温度を検知する温度センサと、閾値温度を設定する閾値温度設定手段と、前記温度センサの検知温度と前記閾値温度設定手段により設定される閾値温度とを比較する比較手段と、前記インバータの動作を停止させる加熱停止手段とを備え、前記加熱停止手段は、前記比較手段による比較の結果、前記温度センサの検知温度が前記閾値温度設定手段により設定される閾値温度を上回っている場合、前記インバータの動作を停止させるよう構成したものであり、コイルに層間ショートが発生した場合、コイルの温度が異常に上昇したことを検知して、インバータの破壊が発生するまでに、インバータの動作を停止させて加熱動作を停止することができ、層間ショートの進行に伴いインバータが破壊するのを未然に防止することができ、修理時の使用者の負担を大きく減らすことができる。 1st invention is the said pot according to the rice cooking sequence memorize | stored in the pot which is detachably accommodated in the induction heating apparatus main body, the coil which induction-heats this pan, the inverter which supplies an alternating current to this coil, and is stored beforehand A control means for outputting a drive signal to heat the pan to realize a rice cooking operation, a temperature sensor for detecting the temperature of the coil, a threshold temperature setting means for setting a threshold temperature, a detected temperature of the temperature sensor, and the Comparing means for comparing the threshold temperature set by the threshold temperature setting means, and heating stopping means for stopping the operation of the inverter, the heating stopping means, as a result of the comparison by the comparing means, When the detected temperature is higher than the threshold temperature set by the threshold temperature setting means, the operation of the inverter is stopped. When an interlayer short circuit occurs in the coil, it can detect that the coil temperature has risen abnormally and stop the inverter operation until the inverter breaks down. It is possible to prevent the inverter from being destroyed as the interlayer short-circuit progresses, and the burden on the user during repair can be greatly reduced.
第2の発明は、上記第1の発明において、加熱停止手段より加熱停止信号が出力されたことを記憶する記憶手段と、制御手段の炊飯動作を禁止する炊飯禁止手段とを備え、前記制御手段は、前記記憶手段が加熱停止信号が出力されたことを記憶している場合、炊飯動作を禁止するよう構成したものであり、コイルに層間ショートが発生し、コイルの温度が異常に上昇したことを検知して、インバータの破壊が発生するまでに、インバータの動作を停止させて加熱動作を停止することができ、インバータが破壊するのを未然に防止することができるとともに、層間ショートが発生した場合、炊飯動作を禁止することにより、使用者に層間ショートの発生を告知することができる。 2nd invention is the said 1st invention, The memory | storage means which memorize | stored that the heating stop signal was output from the heating stop means, The rice cooking prohibition means which prohibits the rice cooking operation | movement of a control means, The said control means Is configured to prohibit the rice cooking operation when the storage means stores that the heating stop signal has been output, an interlayer short circuit has occurred in the coil, and the coil temperature has risen abnormally By detecting this, the inverter operation can be stopped and the heating operation can be stopped before the inverter breaks down, and it is possible to prevent the inverter from breaking down and an interlayer short circuit has occurred In this case, by prohibiting the rice cooking operation, it is possible to notify the user of the occurrence of an interlayer short circuit.
第3の発明は、上記第1または第2の発明において、コイルの温度を検知する温度センサを複数個設置し、比較手段は、前記複数個の温度センサそれぞれの検知温度と閾値設定手段にて設定される閾値温度とを比較するようにしたものであり、コイルのどの部位で層間ショートが発生してコイルの温度が異常に上昇したとしても、それを検知することができ、インバータの動作を停止してインバータが破壊するのを未然に防止することができる。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, a plurality of temperature sensors for detecting the temperature of the coil are installed, and the comparing means is a detection temperature and a threshold setting means for each of the plurality of temperature sensors. Compared with the set threshold temperature, any part of the coil where an interlayer short-circuit occurs and the coil temperature rises abnormally can be detected and the operation of the inverter can be controlled. It is possible to prevent the inverter from being stopped and being destroyed.
第4の発明は、上記第3の発明において、複数個の温度センサは、それぞれコイルの中心からの距離を変えて設置したものであり、コイルに層間ショートが発生し、コイルの温度が異常に上昇したことを効率よく検知することができ、インバータの動作を停止してインバータが破壊するのを未然に防止することができる。 A fourth invention is the above-mentioned third invention, wherein the plurality of temperature sensors are respectively installed at different distances from the center of the coil, an interlayer short circuit occurs in the coil, and the coil temperature becomes abnormal. The rise can be detected efficiently, and the operation of the inverter can be stopped to prevent the inverter from being destroyed.
第5の発明は、上記第1〜4のいずれか1項の発明において、インバータが動作中かどうかを検出するインバータ動作検出手段を備え、温度センサは、前記インバータ動作検出手段がインバータの動作を検知していないときに、温度検知を行うようにしたものであり、インバータノイズによる温度センサの検知温度の誤差をなくすことができ、精度よくコイルの温度を検知することができる。 5th invention is provided with the inverter operation | movement detection means which detects whether an inverter is operating in invention of any one of said 1st-4th, The temperature sensor has the said inverter operation | movement detection means to perform operation | movement of an inverter. When the temperature is not detected, temperature detection is performed. An error in the temperature sensor detection temperature due to inverter noise can be eliminated, and the coil temperature can be detected with high accuracy.
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. In addition, this invention is not limited by this embodiment.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における誘導加熱装置の一部ブロック化した回路図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a partial block circuit diagram of the induction heating apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
図1に示すように、鍋1は、誘導加熱装置本体(図示せず)内に着脱自在に収納され、この鍋1は、コイル2により誘導加熱にて加熱される。インバータ3は、コイル2に鍋1を誘導加熱するための交流電流を供給する。制御手段4は、操作/表示手段5に動作状態を表示するとともに、操作/表示手段5に入力された使用者の操作入力に従い、制御手段4内にあらかじめ記憶された炊飯シーケンスに従いインバータ3に駆動信号を出力し、鍋1を誘導加熱して炊飯動作を実現する。
As shown in FIG. 1, the pan 1 is detachably accommodated in an induction heating apparatus main body (not shown), and the pan 1 is heated by induction heating with a
温度センサ6は、コイル2の温度を検知するように設置している。閾値温度設定手段8は閾値温度を設定するものである。比較手段7は、閾値温度設定手段8により設定される閾値温度と、温度センサ6の検知温度を比較するものであり、比較手段7による比較の結果、温度センサ6の検知温度が閾値温度を超過している場合、加熱停止手段8によりインバータ3の動作を停止させ、コイル2への交流電流の供給を停止するよう構成している。
The temperature sensor 6 is installed so as to detect the temperature of the
上記構成において動作、作用を説明する。使用者が、操作/表示手段5を操作して炊飯開始を入力すると、制御手段4はインバータ3へ駆動信号を出力し、インバータ3はコイル2へ交流電流を供給する。鍋1には、コイル2に流れる交流電流の誘導電流が流れ、鍋1が発熱する。
The operation and action of the above configuration will be described. When the user operates the operation / display means 5 to input rice cooking start, the control means 4 outputs a drive signal to the
制御手段4は、あらかじめ内部に記憶した炊飯シーケンスに従い、インバータ3によるコイル2への供給交流電流量を加減し、鍋1の誘導加熱量を加減して、ご飯を炊き上げる。
The control means 4 cooks rice by adjusting the amount of alternating current supplied to the
この炊飯の最中に、コイル2に層間ショートが発生したとする。層間ショートが発生した場合、そのショート部分を介して、1ターンのループが形成され、そのループにコイル2を流れる電流の磁界による多大な誘導電流が流れてしまい、そのループを構成する細銅線が異常発熱を起こしてしまう。この異常発熱は、周囲の細銅線の絶縁皮膜も損傷し、その損傷部分で新たな層間ショートが発生する。
It is assumed that an interlayer short circuit has occurred in the
この過程において、層間ショートにより発生した熱は、コイル2を構成する銅線を伝って、コイル2全体に拡散し、コイル2全体の温度が上昇する。
In this process, the heat generated by the interlayer short circuit propagates through the copper wire constituting the
比較手段7は、温度センサ6の検知温度と、閾値温度設定手段8により設定される閾値
温度を比較し、温度センサ6の検知温度が閾値温度を超える場合、加熱停止手段9がインバータ3に動作停止信号を出力し、インバータ3は動作を停止し、コイル2への交流電流の供給を停止する。これにより、インバータ3の破壊も防止される。
The comparison means 7 compares the temperature detected by the temperature sensor 6 with the threshold temperature set by the threshold temperature setting means 8. When the temperature detected by the temperature sensor 6 exceeds the threshold temperature, the heating stop means 9 operates on the
具体的な数値を上げると、閾値温度設定手段8により設定される閾値温度は、150℃〜200℃前後の温度である。通常、層間ショートが発生していないときのコイル2の温度は130℃までであり、上記閾値温度にて層間ショートの発生を明確に区別することができる。
When a specific numerical value is raised, the threshold temperature set by the threshold temperature setting means 8 is a temperature around 150 ° C. to 200 ° C. Usually, the temperature of the
以上のように、本実施の形態においては、加熱停止手段9は、比較手段7による比較の結果、温度センサ6の検知温度が閾値温度設定手段8により設定される閾値温度を上回っている場合、インバータ3の動作を停止させるよう構成したので、コイル2に層間ショートが発生した場合、コイル2の温度が異常に上昇したことを検知して、インバータ3の破壊が発生するまでに、インバータ3の動作を停止させて加熱動作を停止することができ、層間ショートの進行に伴いインバータ3が破壊するのを未然に防止することができ、修理時の使用者の負担を大きく減らすことができる。
As described above, in the present embodiment, as a result of the comparison by the
(実施の形態2)
図2は、本発明の実施の形態2における誘導加熱装置の一部ブロック化した回路図である。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a partial block circuit diagram of the induction heating apparatus according to
図2に示すように、複数個の温度センサ601、602、603は、それぞれコイル2の温度を検知するもので、それぞれコイル2の中心からの距離を変えて、コイル2の内周、中間、外周部に装着している。比較手段7は、温度センサ601、602、603それぞれの検知温度と閾値温度設定手段8により設定される閾値温度とを比較するようにしている。
As shown in FIG. 2, the plurality of
インバータ動作検出手段10は、インバータ3が動作中かどうかを検出するもので、インバータ3が動作中は、温度センサ601、602、603の温度検知値の比較手段7への出力を阻止し、インバータ3が動作していないときに、温度センサ601、602、603により温度検知を行い、温度検知値を比較手段7へ出力するようにしている。
The inverter operation detection means 10 detects whether or not the
記憶手段11は、例えば、フラッシュメモリ等の記憶素子で構成し、加熱停止手段9がインバータ3へ加熱停止信号を出力したことを記憶する。炊飯禁止手段12は、記憶手段11が加熱停止手段9が加熱停止信号を出力したことを記憶しているとき、制御手段4に対して炊飯動作禁止信号を出力し、炊飯動作を禁止するようにしている。他の構成は上記実施の形態1と同じであり、同一符号を付して説明を省略する。
The
上記構成において動作、作用を説明する。なお、炊飯開始から制御手段4により鍋1を加熱し、炊飯動作が進行して層間ショートが発生するところまでの動作はは、上記実施の形態1の動作と同じであり、説明を省略する。 The operation and action of the above configuration will be described. In addition, the operation | movement until the pot 1 is heated with the control means 4 from the start of rice cooking, and the rice cooking operation advances and the interlayer short circuit generate | occur | produces is the same as the operation | movement of the said Embodiment 1, and abbreviate | omits description.
層間ショートは、層間のコイル線が接しているところでは、どの位置でも発生する可能性あるが、本実施の形態においては、温度センサ601、602、603は、それぞれコイル2の内周、中間、外周に設置されており、コイル2のどの位置で発生しても、近傍の温度センサが温度上昇を検知し、比較手段7において閾値温度設定手段8によって設定された閾値温度と比較することができ、温度センサが1つの場合に比べ、素早い層間ショートを検出することができる。
The interlayer short circuit may occur at any position where the interlayer coil wires are in contact with each other. However, in this embodiment, the
層間ショートの検出が早ければ、コイル2のインダクタンス低下を軽微に抑えることが
でき、インバータ3の交流電流のピーク値の増大も少ないため、インバータ3の破壊の可能性はより小さく低減できる。
If the detection of the short-circuit between layers is quick, the decrease in the inductance of the
インバータ動作検出手段10は、インバータ3の動作中は、温度センサ601、602、603の温度検知値を比較手段7へ出力せず、閾値温度設定手段8により設定される閾値温度との比較は行われない。一方、インバータ3の停止中は、温度センサ601、602、603の温度検知値を比較手段7へ出力し、閾値温度設定手段8により設定される閾値温度との比較を行う。これにより、インバータ3の動作中に、コイル2に流れる交流電流により温度センサ601、602、603に誘起されるノイズの影響をなくすことができる。
During the operation of the
記憶手段11は、加熱停止手段9がインバータ3に対して加熱停止信号を出力したことを記憶する。炊飯禁止手段12は、記憶手段11が加熱停止手段9が加熱停止信号を出力したことを記憶している場合、制御手段4に対して炊飯禁止信号を出力し、その後、一切炊飯動作を行わないようにする。これにより、一旦、層間ショートが検出された場合、コイル2に交流電流が供給されることはなく、インバータ3の破壊を防ぐことができる。
The
以上のように、本実施の形態においては、制御手段4は、記憶手段11が加熱停止信号が出力されたことを記憶している場合、炊飯動作を禁止するよう構成したので、コイル2に層間ショートが発生し、コイル2の温度が異常に上昇したことを検知して、インバータ3の破壊が発生するまでに、インバータ3の動作を停止させて加熱動作を停止することができ、インバータ3が破壊するのを未然に防止することができるとともに、層間ショートが発生した場合、炊飯動作を禁止することにより、使用者に層間ショートの発生を告知することができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、コイル2の温度を検知する複数個の温度センサ601、602、603を設置し、比較手段7は、複数個の温度センサ601、602、603それぞれの検知温度と閾値設定手段8にて設定される閾値温度とを比較するようにしたので、コイル2のどの部位で層間ショートが発生してコイル2の温度が異常に上昇したとしても、それを検知することができ、インバータ3の動作を停止してインバータ3が破壊するのを未然に防止することができる。
Also, a plurality of
また、複数個の温度センサ601、602、603は、それぞれコイル2の中心からの距離を変えて設置したので、コイル2に層間ショートが発生し、コイル2の温度が異常に上昇したことを効率よく検知することができ、インバータ3の動作を停止してインバータ3が破壊するのを未然に防止することができる。
In addition, since the plurality of
また、温度センサ601、602、603は、インバータ動作検出手段10がインバータ3の動作を検知していないときに、温度検知を行うようにしたので、インバータノイズによる温度センサ601、602、603の検知温度の誤差をなくすことができ、精度よくコイル2の温度を検知することができる。
Further, since the
以上のように、本発明にかかる誘導加熱装置は、コイルに層間ショートが発生した場合に、インバータの破壊が発生するまでに、インバータの動作を停止させて加熱動作を停止することができ、インバータの破壊を防止することができるので、コイルに交流電流を供給して誘導加熱する誘導加熱装置として有用である。 As described above, the induction heating device according to the present invention can stop the heating operation by stopping the operation of the inverter before the destruction of the inverter when an interlayer short circuit occurs in the coil. Therefore, it is useful as an induction heating apparatus that supplies an alternating current to the coil to perform induction heating.
1 鍋
2 コイル
3 インバータ
4 制御手段
6 温度センサ
7 比較手段
8 閾値温度設定手段
9 加熱停止手段
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