JP2013229346A - Induction heating cooker - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To uniformly heat an object to be heated in an induction heating cooker in which the number of inverters is smaller than the number of heating coils.SOLUTION: An induction heating cooker has a top plate for mounting an object to be heated thereon, four heating coils 12 having almost the same shape and size, wound in the same direction and arranged adjacently on an almost same plane under the top plate, two inverters 14 for feeding the power to the four heating coils 12, and a control part 15 for controlling outputs of the two inverters 14. The four heating coils 12 are composed of two heating coil groups configured by connecting two heating coils arranged diagonally in a square in series, the heating coil groups are configured by connecting an inner terminal of one heating coil and an outer terminal of the other heating coil, and each of the two inverters feeds the power to each of the two heating coil groups.

Description

本発明は、誘導加熱調理器に関するものである。   The present invention relates to an induction heating cooker.

従来の、この種の誘導加熱調理器は、三つの加熱コイルを備え、鍋は、一つの加熱コイルに対向するトッププレート上に載置され、一つの加熱コイルにより加熱する(例えば、特許文献1参照)。特許文献1で記載された従来の誘導加熱調理器では、加熱に寄与する磁界は加熱コイル線上が著しく強いため、鍋の加熱分布は加熱コイル線と同形のドーナツ状となってしまう。そのため、加熱ムラが生じて調理性能がよいものではなかった。加熱ムラを低減するために、加熱コイルを形成するとき、加熱コイル線の内径と外径の間に隙間を設けて加熱コイル線の束を分割することにより、磁界の強い部分を加熱コイル内側と外側に分散させたものが多数開発されている。しかし、その手法では、加熱ムラは多少低減できるものの、加熱分布は依然としてドーナツ状となり、鍋を均一に加熱することはできない。   A conventional induction heating cooker of this type includes three heating coils, and the pan is placed on a top plate facing one heating coil and heated by one heating coil (for example, Patent Document 1). reference). In the conventional induction heating cooker described in Patent Document 1, since the magnetic field contributing to heating is extremely strong on the heating coil wire, the heating distribution of the pan becomes a donut shape that is the same shape as the heating coil wire. Therefore, heating unevenness occurred and cooking performance was not good. In order to reduce heating unevenness, when forming a heating coil, a gap is provided between the inner diameter and outer diameter of the heating coil wire to divide the bundle of heating coil wires, so that the portion with a strong magnetic field is located on the inner side of the heating coil. Many are distributed outside. However, with this method, although the heating unevenness can be reduced to some extent, the heating distribution is still donut-shaped and the pan cannot be heated uniformly.

そこで、この種の他の誘導加熱調理器として、同一の円心を有する二つの加熱コイルで一つの鍋を加熱するものであって、内側の加熱コイル、外側の加熱コイル、または内側と外側の両方の加熱コイルと、電流を流す加熱コイルを切り替えて鍋を加熱する誘導加熱調理器が開発された(例えば、特許文献2参照)。しかしながら、内側と外側の両方の加熱コイルに同時に導通した場合は、前記加熱コイル線の内径と外径の間に隙間を設けた加熱コイルと同じ状態であり、加熱分布は変わらないため、同じく鍋を均一に加熱することはできない。   Therefore, as another induction heating cooker of this kind, one pan is heated by two heating coils having the same circular center, and the inner heating coil, the outer heating coil, or the inner and outer heating coils are heated. An induction heating cooker that heats the pan by switching both the heating coils and the heating coil through which an electric current flows has been developed (for example, see Patent Document 2). However, when both the inner and outer heating coils are conducted simultaneously, the heating coil wire is in the same state as the heating coil having a gap between the inner diameter and outer diameter, and the heating distribution does not change. Cannot be heated uniformly.

そこで、この種の他の誘導加熱調理器として、異なる円心を有する複数の加熱コイルで一つの鍋を加熱するものが開発された(例えば、特許文献3参照)。   Then, what heated one pot with the some heating coil which has a different circular center as another induction heating cooking appliance of this kind was developed (for example, refer patent document 3).

特許文献3に記載された従来の誘導加熱調理器によれば、互いに隣接する加熱コイルで発生する交番磁界の位相を半周期(=π)ずらすことにより、隣接する加熱コイル間にも十分に磁束が供給され、鍋を均一に加熱することができる。   According to the conventional induction heating cooker described in Patent Document 3, by sufficiently shifting the phase of the alternating magnetic field generated by the adjacent heating coils by a half period (= π), sufficient magnetic flux can be generated between the adjacent heating coils. Is supplied and the pan can be heated uniformly.

特開2007−103110号公報JP 2007-103110 A 特開平8−78148号公報JP-A-8-78148 実表昭60−85096号公報Real Table Sho 60-85096

しかしながら、特許文献3に記載された従来の構成では、互いに隣接する加熱コイルで発生する交番磁界を二つの加熱コイル間で協調させているため、二つの加熱コイル間の距離が短いと磁界の協調効果が増大し、二つの加熱コイル間の磁界が加熱コイル上の磁界よりも大きくなり、均一に加熱することができなくなる。従って、磁界の協調効果を利用して鍋を均一に加熱するには、二つの加熱コイル間に一定の距離を有する必要があった。そのため、加熱可能な領域のサイズと加熱コイルの数を固定とした場合、隣接する加熱コイルを接触させたもの、またはそれに近いコイル間距離のものと比較すると、均一に加熱するためには二つの加熱コイル間の距離の確保が必要となるため、加熱コイルのサイズを小さくせざるを得ない。加熱コイルのサイズを小さくするためには、加熱コイルの巻き数を
減らすことや、線径または素線数を減らすことなどが考えられる。しかし、前者の手段では、加熱コイルから見た鍋の抵抗分が小さくなることにより、同じ電力を入れるには電流を多く必要として加熱効率が悪くなる。また、後者の手段では、加熱コイル自体の損失による加熱コイルからの発熱の問題により、加熱コイルに流すことができる電流が減るため、高い電力を出力することができないという課題を有していた。
However, in the conventional configuration described in Patent Document 3, since the alternating magnetic fields generated by the adjacent heating coils are coordinated between the two heating coils, the cooperation of the magnetic fields is reduced when the distance between the two heating coils is short. The effect is increased, and the magnetic field between the two heating coils becomes larger than the magnetic field on the heating coil, making it impossible to heat uniformly. Therefore, in order to uniformly heat the pan using the cooperative effect of the magnetic field, it is necessary to have a certain distance between the two heating coils. Therefore, if the size of the heatable region and the number of heating coils are fixed, compared to those in which adjacent heating coils are in contact with each other, or in the distance between the coils close to them, there are two Since it is necessary to ensure the distance between the heating coils, the size of the heating coils must be reduced. In order to reduce the size of the heating coil, it is conceivable to reduce the number of turns of the heating coil, to reduce the wire diameter or the number of strands. However, in the former means, since the resistance of the pan as viewed from the heating coil becomes small, a large amount of current is required to input the same power, and the heating efficiency is deteriorated. Further, the latter means has a problem that high electric power cannot be output because the current that can flow through the heating coil is reduced due to the problem of heat generation from the heating coil due to the loss of the heating coil itself.

また、加熱コイル間に一定の距離を有する必要がある上記発明では、四つの加熱コイルを四角形状に配置したとき、四つの加熱コイルを一塊として捉えたときの中心点では磁界が協調され難いため、また中心点と加熱コイルとの距離が遠くなるため、四つの加熱コイルを近接させたものと比較すると中心点の加熱がされ難く、均一に加熱するための加熱コイルの距離調整が非常に難しいという課題も有していた。   Further, in the above invention, which needs to have a certain distance between the heating coils, when the four heating coils are arranged in a square shape, the magnetic field is difficult to be coordinated at the center point when the four heating coils are regarded as one lump. In addition, since the distance between the center point and the heating coil is increased, it is difficult to heat the center point compared to the case where the four heating coils are close to each other, and it is very difficult to adjust the distance of the heating coil for uniform heating. There was also a problem.

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、特許文献3に記載された従来の構成よりもデッドスペースを減らすことにより設置面を有効的に利用しながらも鍋を均一に加熱することができ、調理性能を向上させることができる誘導加熱調理器を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and can heat the pan uniformly while effectively using the installation surface by reducing the dead space as compared with the conventional configuration described in Patent Document 3. It is possible to provide an induction heating cooker that can improve cooking performance.

前記従来の課題を解決するために、本発明の誘導加熱調理器は、鍋を載置するためのトッププレートと、前記トッププレートの下方に略同一平面に配置され、異なる円心を有する複数の加熱コイルと、前記複数の加熱コイルに電力を供給するインバータと、前記インバータの出力を制御する制御部と、前記制御部に加熱の開始/停止や火力設定などを指示する操作部と、を有し、前記複数の加熱コイルのうち、最も近接して配置される二つの加熱コイルの最短距離は加熱コイルの半径以下とし、少なくとも前記二つの加熱コイルを同時に動作して一つの鍋を加熱する場合は、前記二つの加熱コイルに流れる電流は同一周波数とし、且つ同期を取るとともに、電流の位相差がπ/2〜0の間であることを特徴とすることとしたものである。   In order to solve the conventional problem, an induction heating cooker according to the present invention includes a top plate for placing a pan, and a plurality of plates arranged in substantially the same plane below the top plate and having different circular centers. A heating coil; an inverter that supplies power to the plurality of heating coils; a control unit that controls the output of the inverter; and an operation unit that instructs the control unit to start / stop heating or set a heating power. When the shortest distance between two heating coils arranged closest to each other among the plurality of heating coils is equal to or less than the radius of the heating coil, and at least the two heating coils are operated simultaneously to heat one pan. Is characterized in that the currents flowing through the two heating coils have the same frequency and are synchronized, and the phase difference between the currents is between π / 2 and 0.

これによって、デッドスペースを減らすことにより設置面を有効的に利用しながらも鍋を均一に加熱することができ、調理性能を向上させることができる誘導加熱調理器を提供することとなる。   Thus, by reducing the dead space, it is possible to uniformly heat the pan while effectively using the installation surface, and to provide an induction heating cooker that can improve cooking performance.

本発明の誘導加熱調理器は、近接する二つの加熱コイルに流れる電流は同一周波数とし、且つ同期を取るとともに、電流の位相差がπ/2〜0の間とすることにより、二つの加熱コイル間の磁界は打ち消し合い、二つの加熱コイル間で磁界を強く発生して加熱し過ぎることはなくなるため、二つの加熱コイル間距離を短くして設置面積を減らしながらも鍋を均一に加熱することができる。   In the induction heating cooker of the present invention, the currents flowing in two adjacent heating coils have the same frequency and are synchronized, and the phase difference between the currents is between π / 2 and 0, so that the two heating coils The magnetic field between them cancels each other, and a magnetic field is generated strongly between the two heating coils so that it does not overheat. Therefore, the pan should be heated evenly while shortening the distance between the two heating coils to reduce the installation area. Can do.

本発明の実施の形態1の誘導加熱調理器の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the induction heating cooking appliance of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1の加熱コイルの位置関係を示す加熱コイル上面図The heating coil top view which shows the positional relationship of the heating coil of Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1の2つの加熱コイルの電流の向きを定義する図The figure which defines the direction of the electric current of the two heating coils of Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1の位相差θが0のときの電流波形を示す図The figure which shows a current waveform when phase difference (theta) of Embodiment 1 of this invention is 0 本発明の実施の形態1の位相差θがπ/2のときの電流波形を示す図The figure which shows a current waveform when phase difference (theta) of Embodiment 1 of this invention is (pi) / 2. 半径4cmの一つの加熱コイルでの、加熱コイル中心からの距離と磁性SUS鍋の温度上昇Δの関係を示す図The figure which shows the relationship between the distance from a heating coil center, and the temperature rise (DELTA) of a magnetic SUS pan in one heating coil with a radius of 4 cm. 半径4cmの二つの加熱コイルでの、加熱コイルの中心からの距離と磁性SUS鍋の温度上昇割合の関係を示す図The figure which shows the relationship between the distance from the center of a heating coil, and the temperature rise rate of a magnetic SUS pan in two heating coils with a radius of 4 cm 半径4cmの二つの加熱コイルでの、加熱コイルの中心からの距離と多層鍋の温度上昇割合の関係を示す図The figure which shows the relationship between the distance from the center of a heating coil, and the temperature rise rate of a multilayer pan in two heating coils with a radius of 4 cm 半径9cmの二つの加熱コイルでの、加熱コイルの中心からの距離と磁性SUS鍋の温度上昇割合の関係を示す図The figure which shows the relationship between the distance from the center of a heating coil, and the temperature rise rate of a magnetic SUS pan in two heating coils with a radius of 9 cm 本発明の実施の形態2の誘導加熱調理器の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the induction heating cooking appliance of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2の位相差θがπのときの電流波形を示す図The figure which shows the current waveform when phase difference (theta) of Embodiment 2 of this invention is (pi). 本発明の実施の形態3の加熱コイル及びインバータの接続構成を示す図The figure which shows the connection structure of the heating coil and inverter of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4のインバータの回路構成を示す図The figure which shows the circuit structure of the inverter of Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4のスイッチング素子のゲート信号と電流波形を示す図The figure which shows the gate signal and current waveform of the switching element of Embodiment 4 of this invention 本発明の実施の形態4の位相差を変化させたときのゲート信号の関係を示す図The figure which shows the relationship of the gate signal when changing the phase difference of Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5の加熱コイルの数と電流の向きを示す図The figure which shows the number of the heating coils of 5th Embodiment of this invention, and direction of an electric current. 本発明の実施の形態6の近接する2つの加熱コイル間で電流の向きを同一にしたときの、各々のコイルから発生する磁界の関係を示す図The figure which shows the relationship of the magnetic field which generate | occur | produces from each coil when the direction of an electric current is made the same between two adjacent heating coils of Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態6の2つの加熱コイル遠方に影響する磁界領域を示す図The figure which shows the magnetic field area | region which influences the two heating coils distance of Embodiment 6 of this invention 本発明の実施の形態6の誘導加熱調理器内の加熱コイルの配置と使用者の操作位置の関係を示す図The figure which shows the relationship between arrangement | positioning of the heating coil in the induction heating cooking appliance of Embodiment 6 of this invention, and a user's operation position. 本発明の実施の形態7の複数の加熱コイルと防磁リングの配置関係を示す図The figure which shows the arrangement | positioning relationship of the some heating coil and magnetic-shielding ring of Embodiment 7 of this invention 本発明の実施の形態8の動作周波数と加熱電力の関係を示す図The figure which shows the relationship between the operating frequency of Embodiment 8 of this invention, and heating electric power. 本発明の実施の形態9の位相差θをπとし、且つDutyを変化させたときの加熱コイルに流れる電流波形を示す図The figure which shows the electric current waveform which flows into a heating coil when phase difference (theta) of Embodiment 9 of this invention is set to (pi), and Duty is changed.

第1の発明は、鍋を載置するためのトッププレートと、前記トッププレートの下方に略同一平面に配置され、異なる円心を有する複数の加熱コイルと、前記複数の加熱コイルに電力を供給するインバータと、前記インバータの出力を制御する制御部と、前記制御部に加熱の開始/停止や火力設定などを指示する操作部と、を有し、前記複数の加熱コイルのうち、最も近接して配置される二つの加熱コイルの最短距離は加熱コイルの半径以下とし、少なくとも前記二つの加熱コイルを同時に動作して一つの鍋を加熱する場合は、前記二つの加熱コイルに流れる電流は同一周波数とし、且つ同期を取るとともに、電流の位相差がπ/2〜0の間であることを特徴とする誘導加熱調理器とすることにより、二つの加熱コイル間の磁界は打ち消し合い、二つの加熱コイル間で磁界を強く発生して加熱し過ぎることはなくなるため、二つの加熱コイル間距離を短くして設置面積を減らしながらも鍋を均一に加熱することができる。   1st invention arrange | positions the electric power to the top plate for mounting a pan, the several heating coil which is arrange | positioned on the substantially the same plane under the said top plate, and has a different circular center, and the said several heating coil An inverter for controlling the output of the inverter, and an operation unit for instructing the control unit to start / stop heating, set a heating power, etc., and are closest to each other among the plurality of heating coils. The shortest distance between the two heating coils is set to be equal to or less than the radius of the heating coil. When at least two heating coils are operated simultaneously to heat one pan, the currents flowing through the two heating coils have the same frequency. In addition, the magnetic field between the two heating coils is canceled by using an induction heating cooker characterized by being synchronized and having a phase difference between currents of π / 2 to 0. Since the longer the overheating generated strong magnetic field between two heating coils can also uniformly heat the pan while reducing footprint by shortening the distance between two heating coils.

第2の発明は、特に、第1の発明の誘導加熱調理器に位相差切替部を備え、前記二つの加熱コイルに流れる電流の位相差がπ〜π/2の間である状態と、π/2〜0の間である状態とを切り替える。   In particular, the second invention includes a state in which the induction heating cooker according to the first invention includes a phase difference switching unit, and a phase difference between currents flowing through the two heating coils is between π and π / 2, and π Switch between / 2 and 0.

このことにより、鍋を均一に加熱することを必要とせず、高出力高加熱が要求される時は、電流の位相差をπ〜π/2の間とすることにより、二つの加熱コイル間では磁界が協調して強くなるため、発生させた磁界を効率よく加熱に寄与させることができ、加熱効率を高くして加熱することができる。   By this, it is not necessary to heat the pan uniformly, and when high power and high heating is required, the current phase difference is set between π and π / 2, so that the two heating coils Since the magnetic field is strengthened cooperatively, the generated magnetic field can be efficiently contributed to heating, and heating can be performed with high heating efficiency.

さらに、電流の位相差をπ〜π/2の間で動作させる磁界の協調動作では、同時に動作している複数の加熱コイルの外側、特に二つの加熱コイルの中心を結ぶ線と加熱コイル外径との交わる点を接点とする加熱コイルの接線方向近傍では磁界が打ち消し合い、磁界が加熱コイルの遠方に漏洩し難くなるため、調理器利用者への輻射レベルを低減したり制御
回路の誤動作を起こし難くしたりするなど、安全性の高い誘導加熱調理器を提供することができる。特に、同時に動作して一つの鍋を加熱する加熱コイルの総数のサイズより加熱する鍋のサイズの方が小さい場合はその効果が著しく表れるため、小鍋時の加熱を協調動作により行うことは有効である。
Furthermore, in the coordinated operation of the magnetic field that operates the current phase difference between π and π / 2, the outside of the plurality of heating coils operating at the same time, especially the line connecting the centers of the two heating coils and the outer diameter of the heating coil In the vicinity of the tangential direction of the heating coil with the point of intersection with It is possible to provide an induction heating cooker with high safety such as making it difficult to wake up. In particular, when the size of the heating pan is smaller than the total size of the heating coils that operate simultaneously to heat one pan, the effect is significant, so it is effective to perform heating in a small pan by cooperative operation. is there.

また、位相差の切り替えを、例えばリレーなどを用いて電気的接続を変化させて、位相差をπと0の2パターンのみとすることにより、位相差を任意に制御するための複雑な手段を設けることなく、容易且つ安価に加熱特性の異なる誘導加熱調理器を実現することができる。   In addition, a complicated means for arbitrarily controlling the phase difference can be obtained by changing the electrical connection using, for example, a relay or the like to change the phase difference to only two patterns of π and 0. Without being provided, an induction heating cooker having different heating characteristics can be realized easily and inexpensively.

第3の発明は、特に、第1または第2の発明のインバータを、複数のインバータから成り立たせ、前記複数の加熱コイルを前記複数のインバータの数だけの加熱コイル群に分け、同一加熱コイル群内の加熱コイルを直列または並列に接続し、前記加熱コイル群ごとに1対1で対応させた前記インバータに接続する。   In the third invention, in particular, the inverter according to the first or second invention is composed of a plurality of inverters, the plurality of heating coils are divided into heating coil groups corresponding to the number of the plurality of inverters, and the same heating coil group is provided. The heating coils are connected in series or in parallel, and are connected to the inverters corresponding one-to-one for each of the heating coil groups.

インバータの数を複数とすることにより、鍋が載置されていなかったり、加熱が不要な部分があったりした場合に、通電する必要のない加熱コイルに接続しているインバータを動作させず、不要な磁界を発生して加熱効率を下げたり漏洩磁界を増大させることのない誘導加熱調理器を提供することができる。   By making the number of inverters plural, it is not necessary to operate the inverter connected to the heating coil that does not need to be energized when there are no pans or there are parts that do not require heating It is possible to provide an induction heating cooker that does not generate a magnetic field and reduce the heating efficiency or increase the leakage magnetic field.

また、インバータの動作を個々で変えることにより、加熱コイルに流す電流を調節できるため、例えば同じ鍋内でも強く加熱したいところと弱く加熱したいところを設けることができるなど、多彩な加熱パターンを有する誘導加熱調理器を提供することができる。   In addition, since the current flowing through the heating coil can be adjusted by individually changing the operation of the inverter, for example, it is possible to provide a place that wants to be heated strongly and weakly in the same pan, and induction with various heating patterns. A cooker can be provided.

さらに、加熱コイルの配置と結線を工夫することにより、インバータの数と加熱コイルの数が1対1の関係でなくとも、全ての加熱コイルにおいて、最も近接する二つの加熱コイルが、磁界の打ち消し合いの動作、または協調の動作を行うことができるようにすることができる。   Furthermore, by devising the arrangement and connection of the heating coils, even if the number of inverters and the number of heating coils are not in a one-to-one relationship, the two closest heating coils in all the heating coils cancel the magnetic field. It is possible to perform a matching operation or a cooperative operation.

第4の発明は、特に、第3の発明の誘導加熱調理器の位相差の切り替えを、前記複数のインバータ間において、前記インバータを構成するスイッチング素子が導通状態や非導通状態に遷移するタイミングをずらすことにより行う。   In the fourth aspect of the invention, in particular, when the phase difference of the induction heating cooker of the third aspect of the invention is switched, the timing at which the switching elements constituting the inverter transition to a conductive state or a non-conductive state between the plurality of inverters. This is done by shifting.

このことにより、スイッチング素子のオンやオフに遷移するタイミングを二つのインバータ間でずらして加熱コイルに流れる電流の位相差を制御することにより、加熱コイルに流れる電流の位相差がπ〜0の任意の状態を簡単に作り出すことができる。   Thus, by controlling the phase difference of the current flowing through the heating coil by shifting the timing at which the switching element is turned on and off between the two inverters, the phase difference of the current flowing through the heating coil is arbitrarily set to π to 0 Can be easily created.

また、上記制御方法であれば、一つのインバータを構成するスイッチング素子の数が最低数である一つであっても異なる二つのインバータ間で位相差を作り出すことができるため、安価なインバータ構成であっても均一に加熱することができる誘導加熱調理器を実現することが可能になる。   Moreover, with the above control method, a phase difference can be created between two different inverters even if the number of switching elements constituting one inverter is the minimum number. Even if it exists, it becomes possible to implement | achieve the induction heating cooking appliance which can be heated uniformly.

第5の発明は、特に、第2〜4のいずれか1つの発明の誘導加熱調理器の一つの鍋を加熱するために動作する加熱コイルの数を偶数個とする。   5th invention makes the number of the heating coils which operate | move especially in order to heat one pot of the induction heating cooking appliance of any one of 2nd-4th invention to an even number.

このことにより、複数の加熱コイルは任意に定めた一定の規則のもとに配置され、その中で同時に動作させる加熱コイルの数は偶数個とすることにより、磁界の協調動作時においては、加熱コイルの中心を結ぶ線分に垂直であって、且つ加熱コイルを結ぶ線分の中心点を通過する直線上が最も漏洩磁界が弱くなるため、加熱コイルを最適に配置することにより漏洩磁界を弱めたい所に漏洩磁界の最低ポイントを位置させることができる。   As a result, a plurality of heating coils are arranged according to a predetermined rule, and the number of heating coils to be operated at the same time is an even number. The leakage magnetic field is weakest on a straight line that is perpendicular to the line connecting the centers of the coils and passes through the center point of the line connecting the heating coils. The lowest point of the leakage magnetic field can be located at the desired location.

また、三つ以上の加熱コイルで一つの鍋を加熱するとき、近接する加熱コイルで磁界の協調動作または打ち消し合い動作をさせた場合を想定する。磁界を打ち消し合う動作では、加熱コイルは奇数であっても近接する全ての加熱コイルで動作が成り立つが、磁界を協調する動作では、加熱コイルが奇数だと協調できない部分が少なくとも一点は生じてしまうため、全ての近接する加熱コイル間で協調動作を実現することができない。従って、一つの鍋を加熱する加熱コイルの数は偶数の方が、近接する全ての加熱コイル間で磁界を協調させる動作を行うことができるため、高出力/高効率で加熱することができる。   In addition, when one pan is heated with three or more heating coils, it is assumed that a magnetic field is coordinated or canceled by adjacent heating coils. In the operation that cancels out the magnetic field, even if the heating coil is odd, the operation can be performed by all the adjacent heating coils. Therefore, a cooperative operation cannot be realized between all adjacent heating coils. Therefore, an even number of heating coils for heating one pan can perform an operation of coordinating magnetic fields among all the adjacent heating coils, so that heating can be performed with high output / high efficiency.

第6の発明は、特に、第2〜5のいずれか1つの発明の誘導加熱調理器の同時に動作する前記複数の加熱コイルのうち、誘導加熱調理器を操作する場所から最も近くで動作する前記二つの加熱コイルは、操作する場所から最も近い筐体の一辺と略平行になるように配置する。   6th invention is the said operation | movement operated nearest from the place which operates an induction heating cooking appliance among the said several heating coils which operate | move simultaneously especially of the induction heating cooking appliance of any one invention of 2-5. The two heating coils are arranged so as to be substantially parallel to one side of the casing closest to the place to be operated.

加熱コイルからの距離が近ければ近いほど、磁界は強くなる。複数の加熱コイルを用いて一つの鍋を加熱する場合、調理器の操作部または調理器を操作する使用者が位置する場所から最も近くで動作する二つの加熱コイルの配置を、前に述べたように、二つの加熱コイルの中心を結ぶ線分に垂直であって、且つ加熱コイルを結ぶ線分の中心点を通過する直線近傍となるように配置することにより、漏洩磁界の曝露を最低限にすることができるため、特にペースメーカーの使用者にとっても安全性の高い調理器を提供することができる。   The closer the distance from the heating coil, the stronger the magnetic field. When heating a single pan using multiple heating coils, the arrangement of the two heating coils operating closest to the location where the user operating the cooker or the cooker is located is described above. As described above, the exposure to the leakage magnetic field is minimized by arranging it so as to be perpendicular to the line connecting the centers of the two heating coils and near the straight line passing through the center point of the line connecting the heating coils. Therefore, it is possible to provide a highly safe cooker especially for a pacemaker user.

第7の発明は、特に、第1〜6のいずれか1つの発明の誘導加熱調理器に漏洩磁界を低減するための防磁リングを備え、前記防磁リングは、同時に動作して一つの鍋を加熱する可能性がある全ての加熱コイルを囲うように配置する。   According to a seventh aspect of the invention, in particular, the induction heating cooker according to any one of the first to sixth aspects includes a magnetic shielding ring for reducing a leakage magnetic field, and the magnetic shielding ring operates simultaneously to heat one pot. Arrange to surround all possible heating coils.

磁界を協調させる動作をしたときの漏洩磁界は、互いの加熱コイルから発生する磁界が打ち消し合うため、加熱コイルの遠方には漏洩しにくい。しかし、磁界を打ち消し合う動作をしたときは、逆に漏洩しやすい形となる。従って、磁界が加熱コイル外部へ漏洩するのを低減させるために防磁リングが必要となる。そこで、同時に動作して一つの鍋を加熱する可能性のある加熱コイルを一塊として、防磁リングをその複数の加熱コイルの外周に配置することにより、防磁リングに発生する起電力は複数の加熱コイルの合算されたものとなり、防磁リングに流れる電流によって防磁リング外周には磁界が漏洩しないようにすることができる。   The leakage magnetic field when the magnetic field is coordinated is less likely to leak away from the heating coil because the magnetic fields generated from the heating coils cancel each other. However, when the operation of canceling the magnetic field is performed, the shape tends to leak. Therefore, a magnetic shield ring is required to reduce the leakage of the magnetic field to the outside of the heating coil. Therefore, by arranging heating coils that can operate at the same time to heat one pan and arrange the magnetic shielding ring on the outer periphery of the plurality of heating coils, the electromotive force generated in the magnetic shielding ring is plural heating coils. It is possible to prevent the magnetic field from leaking to the outer periphery of the magnetic shielding ring by the current flowing through the magnetic shielding ring.

また、従来の誘導加熱調理器のように、加熱コイルと同じ円心を有するように、加熱コイルと同じ数の防磁リングを配置した場合、磁界の打ち消し合いや協調など、異なる加熱コイルが発生する磁界の干渉が起こらなくなるため、防磁リングを複数の加熱コイルの外周に一つ配置する構成の方が本発明においては有効である。   Moreover, when the same number of magnetic shield rings as the heating coils are arranged so as to have the same circle center as the conventional induction heating cooker, different heating coils such as magnetic field cancellation and coordination are generated. Since the interference of the magnetic field does not occur, it is more effective in the present invention to arrange one magnetic shield ring on the outer periphery of the plurality of heating coils.

第8の発明は、特に、第2の発明の誘導加熱調理器の二つの加熱コイルに流れる電流の位相差がπ/2〜0の間のときの動作周波数は、電流の位相差がπ〜π/2の間のときの動作周波数よりも高いことを特徴とする。   In the eighth aspect of the invention, in particular, when the phase difference between the currents flowing through the two heating coils of the induction heating cooker of the second aspect is between π / 2 and 0, the phase difference of the current is between π and It is characterized by being higher than the operating frequency when it is between π / 2.

打ち消し合いの動作と協調動作ではインダクタンスが変化するため、共振コンデンサが同一の場合は共振周波数も変化する。磁界の打ち消し合いの動作の方が協調の動作よりもインダクタンスが小さくなるため、共振周波数は高くなる。また、打ち消し合いの動作のほうが抵抗分は小さくなる。よって、打ち消し合いの動作である電流の位相差がπ/2〜0の間のときの動作周波数と協調の動作である電流の位相差がπ〜π/2の間のときの動作周波数を同一とすると、同じ鍋を加熱する場合であっても、動作周波数の設定と鍋を含
んだ加熱コイルのインピーダンスによっては、協調の動作時に定格の電力が出力できない、または、打ち消し合いの動作時に動作周波数のほうが共振周波数よりも小さくなって、ゼロ電圧スイッチングができなくなることでスイッチング素子の損失増大や破壊を招くことも考えられる。従って、スイッチング素子の動作周波数は、協調の動作よりも打ち消し合いの動作の方を高くすることが有効となる。
Since the inductance changes between the cancellation operation and the cooperative operation, the resonance frequency also changes when the resonance capacitors are the same. Since the magnetic field cancellation operation has a smaller inductance than the cooperative operation, the resonance frequency becomes higher. Further, the resistance is smaller in the canceling operation. Therefore, the operating frequency when the phase difference of the current that is the canceling operation is between π / 2 and 0 and the operating frequency when the phase difference of the current that is the cooperative operation is between π and π / 2 are the same. Even if the same pan is heated, depending on the setting of the operating frequency and the impedance of the heating coil including the pan, the rated power cannot be output during cooperative operation, or the operating frequency during canceling operation. It is conceivable that the frequency becomes lower than the resonance frequency and zero voltage switching cannot be performed, thereby causing an increase in loss or destruction of the switching element. Therefore, it is effective that the operating frequency of the switching element is higher in the canceling operation than in the cooperative operation.

第9の発明は、特に、第1〜8のいずれか1つの発明の誘導加熱調理器の電力の調節は、前記インバータを構成するスイッチング素子の導通時間、Duty、または動作周波数の少なくとも一つを変化して行う。   In the ninth aspect of the invention, in particular, the adjustment of the electric power of the induction heating cooker according to any one of the first to eighth aspects of the invention is performed by adjusting at least one of a conduction time, a duty, or an operating frequency of the switching element constituting the inverter. Change and do.

複数のインバータを用いた構成により、電力の調節は、インバータ間で位相差を一定にしておけば、Dutyや動作周波数など、さまざまな電力制御手法を適用することができる。特に、周波数を変化させないDuty制御などの電力調整法は、二つのバーナを同時に動作させても動作周波数を一致させていればうなり干渉音が発生しないといったメリットが大きいため、本発明では有効である。   With the configuration using a plurality of inverters, various power control methods such as duty and operating frequency can be applied to power adjustment as long as the phase difference between the inverters is constant. In particular, a power adjustment method such as Duty control that does not change the frequency is effective in the present invention because it has a great merit that even if two burners are operated at the same time and the operating frequency is matched, no roaring interference sound is generated. .

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は、本発明の実施の形態1の誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。トッププレート11はガラスやセラミックなどの電気絶縁物からなる。トッププレート11の下方には図2に示す複数の加熱コイル12が配置されるが、図1では、複数の加熱コイル12の中から代表して、最も近接して配置される2つの加熱コイル13を図示している。複数の加熱コイル12の上面とトッププレート11の下面との距離は鍋と加熱コイルの結合の関係から10mm以内が現実的である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the induction heating cooker according to the first embodiment of the present invention. The top plate 11 is made of an electrical insulator such as glass or ceramic. A plurality of heating coils 12 shown in FIG. 2 are arranged below the top plate 11, but in FIG. 1, two heating coils 13 arranged closest to each other are representatively represented from the plurality of heating coils 12. Is illustrated. The distance between the upper surfaces of the plurality of heating coils 12 and the lower surface of the top plate 11 is realistically within 10 mm from the relationship between the pan and the heating coil.

複数の加熱コイル12に電力を供給するインバータ14と、インバータ14の出力を制御する制御部15と、加熱の開始/停止や火力設定などを指示する操作部16の接続関係は図1に示す通りである。操作部16はトッププレート11の上端に配置され、使用者に使いやすい形態となっている。   The connection relationship of the inverter 14 for supplying power to the plurality of heating coils 12, the control unit 15 for controlling the output of the inverter 14, and the operation unit 16 for instructing start / stop of heating, setting of thermal power, etc. is as shown in FIG. It is. The operation unit 16 is disposed at the upper end of the top plate 11 and is in a form that is easy for the user to use.

トッププレート11の上面には鍋17が載置されている。複数の加熱コイル12からトッププレート11を介した直上は少なくとも加熱可能領域となる。   A pan 17 is placed on the top surface of the top plate 11. Directly above the plurality of heating coils 12 via the top plate 11 is at least a heatable region.

図2に、本発明の実施の形態1の、複数の加熱コイル12の配置関係を示す。複数の加熱コイル12はマトリックス状に配置されており、図2では9つの加熱コイルを代表して図示している。   In FIG. 2, the arrangement | positioning relationship of the some heating coil 12 of Embodiment 1 of this invention is shown. The plurality of heating coils 12 are arranged in a matrix, and FIG. 2 shows nine heating coils as a representative.

最も近接して配置される2つの加熱コイル13のコイル間距離をa、加熱コイルの半径をbとすると、0≦a≦bの関係となるように配置する。この根拠については後に記載することにする。   When the distance between the coils of the two heating coils 13 arranged closest to each other is a and the radius of the heating coil is b, the heating coils 13 are arranged so as to satisfy the relationship of 0 ≦ a ≦ b. The basis for this will be described later.

図3は、2つの加熱コイル13に流れる電流の向きを定義している。図3の左加熱コイル27に流れる電流をI1、右加熱コイル28に流れる電流をI2とし、両加熱コイルとも左回りに電流が流れた場合を正の値とする。   FIG. 3 defines the direction of the current flowing through the two heating coils 13. The current flowing in the left heating coil 27 in FIG. 3 is I1, the current flowing in the right heating coil 28 is I2, and the case where the current flows counterclockwise in both the heating coils is a positive value.

図4は、電流I1と電流I2の位相差θが0のときの電流波形を示す。位相差θが0の場合、2つの加熱コイル13の近接部付近では、加熱コイルに流れる電流が常に反対方向となり、互いの加熱コイルが発生する磁界を打ち消し合う。すると、隣接する加熱コイル
間の距離a内での磁界は殆どなくなり、鍋は加熱されにくくなる。しかし、加熱コイル間の距離aは加熱コイルの半径b以下と近いため、加熱コイル線上の磁界が強く発生して鍋が高温となる部分が近づくことによる保温性の向上や、加熱コイル間への伝熱量が増大することなどが寄与して、結果として鍋を均一に加熱することができる。
FIG. 4 shows a current waveform when the phase difference θ between the currents I1 and I2 is zero. When the phase difference θ is 0, in the vicinity of the proximity of the two heating coils 13, the currents flowing through the heating coils are always in opposite directions, and the magnetic fields generated by the mutual heating coils cancel each other. Then, there is almost no magnetic field within the distance a between adjacent heating coils, and the pan becomes difficult to be heated. However, since the distance a between the heating coils is close to the radius b of the heating coil or less, the magnetic field on the heating coil wire is strongly generated and the portion where the pan becomes high temperature is improved. An increase in the amount of heat transfer contributes, and as a result, the pan can be heated uniformly.

図5は、電流I1と電流I2の位相差θがπ/2のときの電流波形を示す。位相差θがπ/2の場合、2つの加熱コイル13の近接部付近では、加熱コイルに流れる電流が反対方向と同一方向に半々ずつになり、互いの加熱コイルが発生する磁界の打ち消し合いと協調が半々ずつ起こる形となる。その状態では、隣接する加熱コイル間の距離a内での磁界の干渉は発熱量的には無視でき、鍋の発熱量は各々単独の加熱コイルのみで動作した場合の足し合わせとなる。   FIG. 5 shows a current waveform when the phase difference θ between the currents I1 and I2 is π / 2. When the phase difference θ is π / 2, in the vicinity of the proximity of the two heating coils 13, the current flowing in the heating coils is halved in the same direction as the opposite direction, canceling out the magnetic fields generated by the heating coils. Co-operation takes place in half each. In this state, the interference of the magnetic field within the distance a between the adjacent heating coils is negligible in terms of calorific value, and the calorific value of the pan is an addition when operating with only a single heating coil.

図6は、外径8cm、内径3cmの加熱コイル一つに電力を約200W入力し、磁性SUS鍋を加熱したときの、加熱コイルの中心からの距離と鍋の温度上昇の関係を図示したものである。ここで、本実験では、トッププレート11と加熱コイルの距離は8mmとしている。図6をみると、加熱コイル線直上である加熱コイル中心からの距離が2cmの点で温度上昇が最も高いことがわかる。   Fig. 6 shows the relationship between the distance from the center of the heating coil and the temperature rise of the pan when heating the magnetic SUS pan by applying about 200 W to one heating coil with an outer diameter of 8 cm and an inner diameter of 3 cm. It is. Here, in this experiment, the distance between the top plate 11 and the heating coil is 8 mm. It can be seen from FIG. 6 that the temperature rise is highest when the distance from the center of the heating coil, which is directly above the heating coil wire, is 2 cm.

2つの加熱コイル13を、位相差θがπ/2で動作させた場合の発熱分布は、図6で得られた結果を加熱コイルの距離aに応じて足し合わせればよく、その結果を図7に示す。図7の横軸は2つの加熱コイル13の内の一つの加熱コイルの中心を0cmとし、二つ目の加熱コイルの中心に向かう直線上の距離を表している。図7における縦軸は、鍋の温度上昇の最大値を100%とした温度上昇の割合を示している。   The heat generation distribution when the two heating coils 13 are operated with a phase difference θ of π / 2 may be obtained by adding the results obtained in FIG. 6 according to the distance a of the heating coils, and the results are shown in FIG. Shown in The horizontal axis of FIG. 7 represents the distance on a straight line toward the center of the second heating coil, where the center of one of the two heating coils 13 is 0 cm. The vertical axis | shaft in FIG. 7 has shown the ratio of the temperature rise which made the maximum value of the temperature rise of a pan 100%.

2つの加熱コイルの距離aが4cmの場合、加熱コイルの半径4cmと距離aの半分である2cmを足した6cmが2つの加熱コイル間の中心点となるが、図7を見ると、温度上昇が他のポイントに比べて低くなっていることがわかる。これは、2つの加熱コイル間距離が離れ過ぎているために、加熱コイル間での熱量が少なくなっているためである。この加熱コイル間距離で鍋を均一に加熱をするのであれば、特許文献3に挙げた発明が有効となる。しかし、前にも述べたように、加熱コイル間の距離aが長いと、加熱コイルが大型化してしまうなど課題が多く、加熱コイルを配置することができる有効面を十分に活用できなくなる。   When the distance a between the two heating coils is 4 cm, the center point between the two heating coils is 6 cm, which is the radius of the heating coil 4 cm and 2 cm which is half of the distance a. It can be seen that is lower than other points. This is because the amount of heat between the heating coils is reduced because the distance between the two heating coils is too large. If the pan is heated uniformly by the distance between the heating coils, the invention described in Patent Document 3 is effective. However, as described above, if the distance a between the heating coils is long, there are many problems such as an increase in the size of the heating coils, and the effective surface on which the heating coils can be arranged cannot be fully utilized.

次に加熱コイル間の距離aが2cmの場合をみると、加熱コイル間の中心点となる5cmを中心として長い距離に渡り、加熱分布が10%未満と、鍋を均一に加熱することができていることがわかる。つまり、加熱コイル間の距離aが2cmでは、2つの加熱コイルを同時に動作して、加熱コイルに流れる電流の位相差θをπ/2とすると、鍋を均一に加熱することができることになる。2つの加熱コイルで実験を行うと保温性が増し、図7の加熱コイル間の距離aが2cmのデータにおいて、4cm〜6cmでやや温度上昇が落ち込んでいる部分は殆ど平坦か、やや膨らみを持った状態となる。   Next, looking at the case where the distance a between the heating coils is 2 cm, the pan can be heated uniformly with a heating distribution of less than 10% over a long distance centering on 5 cm as the center point between the heating coils. You can see that That is, when the distance a between the heating coils is 2 cm, the pan can be heated uniformly if the two heating coils are operated simultaneously and the phase difference θ of the current flowing through the heating coils is π / 2. When the experiment is performed with two heating coils, the heat retaining property is increased, and in the data in which the distance a between the heating coils in FIG. 7 is 2 cm, the portion where the temperature rise slightly falls between 4 cm to 6 cm is almost flat or slightly bulging. It becomes the state.

最後に加熱コイル間の距離aが0cmの場合をみると、加熱コイル間の中心点(=接点)となる4cmに温度上昇ピーク値をもつ凸状態となっている。これは、加熱コイル間距離が近いために加熱コイル間の中心点付近での磁界が強くなり、一つの加熱コイルによる発熱量の2倍とした場合では、加熱コイル線直上の磁界よりも強くなるためである。この場合、位相差θをπ/2〜0の間とすることにより、互いの加熱コイルから発生する磁界を打ち消し合わせるとともに、位相差θを調整することで打ち消し合いのレベルを制御することにより、干渉が起きている加熱コイル間の中心点近傍では加熱をしにくくし、温度分布のピーク値のレベルを低減し、温度分布をよくして鍋を均一に加熱させることができる。   Finally, in the case where the distance a between the heating coils is 0 cm, a convex state having a temperature rise peak value at 4 cm which is the center point (= contact point) between the heating coils is obtained. This is because the distance between the heating coils is short because the distance between the heating coils is close, and the magnetic field near the center point between the heating coils becomes stronger than the magnetic field directly above the heating coil wire when the heating value by one heating coil is doubled. Because. In this case, by setting the phase difference θ between π / 2 and 0, the magnetic fields generated from the heating coils cancel each other, and the level of cancellation is controlled by adjusting the phase difference θ. In the vicinity of the center point between the heating coils where interference occurs, heating can be made difficult, the level of the peak value of the temperature distribution can be reduced, the temperature distribution can be improved, and the pan can be heated uniformly.

図8は鍋の種類を多層鍋に変えたときの場合であり、温度データを図6で示した場合と同様に測定して、加熱コイル間距離に応じて足し合わせた結果である。多層鍋は磁性SUS鍋のような単層且つ伝熱の悪い鍋よりも伝熱性能をよくしたものであり、加熱温度の均一化はし易いが、図8に示すように、加熱コイル間の距離に応じて温度勾配ができているとともに、磁性SUS鍋と同様に2cmで温度分布の平坦化が起こっていることがわかる。   FIG. 8 shows a case where the type of the pan is changed to a multi-layer pan, and the temperature data is measured in the same manner as shown in FIG. 6 and is a result of adding according to the distance between the heating coils. Multi-layer pans have better heat transfer performance than pans with a single layer and poor heat transfer, such as magnetic SUS pans, and it is easy to equalize the heating temperature, but as shown in FIG. It can be seen that a temperature gradient is formed according to the distance and that the temperature distribution is flattened at 2 cm as in the case of the magnetic SUS pan.

図9は、鍋は磁性SUS鍋とし、加熱コイルのサイズを約2倍の外径18cmとした場合の、図7や図8と同様の図である。図8をみると、今度は加熱コイル間の距離aが4.5cmのときに温度勾配の平坦化が表れている。これは、加熱コイルの半径が大きくなることにより、2つの加熱コイルの中心を結ぶ直線近傍の加熱領域が増大し、保温性の向上と、測定点へ熱を伝熱できる領域が増えたことが原因と考えられる。この結果から、加熱コイル間の距離aと加熱コイルの半径bとの関係は実験的にa≦bとなることから、加熱コイル間の距離aを定義している。   FIG. 9 is a view similar to FIGS. 7 and 8 when the pan is a magnetic SUS pan and the size of the heating coil is about double the outer diameter of 18 cm. FIG. 8 shows that the temperature gradient is flattened when the distance a between the heating coils is 4.5 cm. This is because the heating area near the straight line connecting the centers of the two heating coils increases as the radius of the heating coil increases, improving the heat retention and increasing the area where heat can be transferred to the measurement point. Possible cause. From this result, since the relationship between the distance a between the heating coils and the radius b of the heating coil is experimentally a ≦ b, the distance a between the heating coils is defined.

2つの加熱コイル13に流れる電流の位相差θがπ/2の状態において、2つの加熱コイルの中心間で鍋を均一に加熱できる加熱コイル間の距離aは略半径となり、それよりも加熱コイル間距離が短くなれば、加熱コイル間の中心点に温度上昇ピーク値を有する温度分布となる。その場合においては、位相差θをπ/2〜0の間で変化させることにより、温度上昇ピーク値を抑えることができる。位相差θがπ/2〜0の間には、均一に加熱することができる位相差θが存在するため、加熱コイル間の距離aが短くても、本発明の技術を用いて鍋などの加熱容器を均一に加熱することができる。   In a state where the phase difference θ of the current flowing through the two heating coils 13 is π / 2, the distance a between the heating coils that can uniformly heat the pan between the centers of the two heating coils is substantially a radius, and the heating coil is more than that. When the distance is short, the temperature distribution has a temperature rise peak value at the center point between the heating coils. In that case, the temperature rise peak value can be suppressed by changing the phase difference θ between π / 2 and 0. Since there is a phase difference θ that can be uniformly heated when the phase difference θ is between π / 2 and 0, even if the distance a between the heating coils is short, the technique of the present invention is used. The heating container can be heated uniformly.

また、発明者らは、加熱コイル間の距離aを0cm、位相差θを0として実験を試みたところ、2つの加熱コイルの中心間において鍋を均一に加熱できることを確認できた。   In addition, when the inventors tried an experiment with a distance a between the heating coils of 0 cm and a phase difference θ of 0, it was confirmed that the pan could be heated uniformly between the centers of the two heating coils.

加熱コイルサイズと加熱コイル間距離の関係により、鍋を均一に加熱することができる位相差θは略決定できるが、より正確に鍋を均一に加熱したいときは、鍋の温度を測定する温度センサを設け、鍋の温度状態に応じて位相差を制御するようにしてもよい。その場合、加熱コイル線上方の鍋の温度に対し、加熱コイル間の中心上方の鍋の温度が高いと判断すると、位相差θを小さくて加熱コイル間の中心上方の鍋の温度を下げるようにする。逆に、加熱コイル線上方の鍋の温度に対し、加熱コイル間の中心上方の鍋の温度が低いと判断した場合には、位相差θを大きくして加熱コイル間の中心上方の鍋の温度を上げるようにする。   Depending on the relationship between the heating coil size and the distance between the heating coils, the phase difference θ that can heat the pan uniformly can be determined approximately. However, if you want to heat the pan more accurately, the temperature sensor measures the temperature of the pan. And the phase difference may be controlled according to the temperature state of the pan. In that case, if it is judged that the temperature of the pan above the center between the heating coils is higher than the temperature of the pan above the heating coil wire, the temperature of the pan above the center between the heating coils is decreased by reducing the phase difference θ. To do. Conversely, if it is determined that the temperature of the pan above the center between the heating coils is lower than the temperature of the pan above the heating coil wire, the temperature of the pan above the center between the heating coils is increased by increasing the phase difference θ. To raise.

(実施の形態2)
図10に、本発明の実施の形態2の誘導加熱調理器の構成を示す。図1に示す誘導加熱調理器の構成と異なるのは、位相差切替部18を有する点である。図10に示す位相差切替部18は、一つのインバータから近接する2つの加熱コイル13の両方の加熱コイルに電力を供給する場合において、インバータ14と2つの加熱コイルのうちの片方の加熱コイルとの接続間にリレーを有し、接続を物理的に切り替えている。本実施の形態に示した位相差切替部18により、近接する2つの加熱コイル13に流れる電流の位相差は0またはπの二通りを実現することができる。
(Embodiment 2)
In FIG. 10, the structure of the induction heating cooking appliance of Embodiment 2 of this invention is shown. The difference from the configuration of the induction heating cooker shown in FIG. 1 is that a phase difference switching unit 18 is provided. The phase difference switching unit 18 shown in FIG. 10 has an inverter 14 and one of the two heating coils when supplying power to both heating coils of the two heating coils 13 that are close to each other. There is a relay between the connections, and the connection is physically switched. With the phase difference switching unit 18 shown in the present embodiment, the phase difference between the currents flowing through the two adjacent heating coils 13 can be realized as 0 or π.

例えば、図11に示すように位相差θをπとすることにより、2つの加熱コイルから発生する磁界は最も強く協調する。加熱コイル間の距離a<加熱コイルの半径bの関係で磁界を協調させると、加熱コイル間の中心点上方の鍋の温度は位相差θをπ/2で動作させた以上に上昇して温度分布は更に悪くなるが、磁界の打ち消し合いが少なくなるため、高効率で加熱することができる。   For example, as shown in FIG. 11, by setting the phase difference θ to π, the magnetic fields generated from the two heating coils cooperate most strongly. When the magnetic field is coordinated by the relationship of the distance a between the heating coils <the radius b of the heating coil, the temperature of the pan above the central point between the heating coils rises to a temperature higher than the phase difference θ operated at π / 2. The distribution is further deteriorated, but the magnetic field canceling is reduced, so that the heating can be performed with high efficiency.

また、磁界を協調させることにより、加熱コイルと鍋との磁気結合が良くなるため、加熱コイルからみた鍋込みの抵抗分が増大し、同じ加熱電力で比較すると、打ち消し合いの動作の場合に比べて加熱コイルに流れる電流が少なくなるため、回路部品の負担が減り高出力をしやすい。   In addition, by coordinating the magnetic field, the magnetic coupling between the heating coil and the pan is improved, so that the resistance of the panning seen from the heating coil increases, and when compared with the same heating power, compared to the case of cancellation operation As a result, less current flows through the heating coil, reducing the burden on circuit components and making it easier to achieve high output.

さらに、同じ加熱電力の場合は、高効率で加熱するほうが加熱コイルやインバータ14の冷却が少なくて済むため、冷却ファンの回転数ダウンによる騒音の低下など、効率以外のメリットも出すことができる。   Furthermore, in the case of the same heating power, heating with high efficiency requires less cooling of the heating coil and the inverter 14, so that it is possible to bring out merits other than efficiency, such as noise reduction due to a decrease in the number of rotations of the cooling fan.

このような点から、位相差θをπ〜π/2とすることにより、鍋を均一に加熱することはできなくなるが、高出力化や高効率化には適しているため、調理メニューによって使い分けることが望ましい。例えば、玉子焼きやホットケーキなど、高出力があまり必要ではなく、均一に加熱するほうがメリットの高い調理物においては、位相差θをπ/2〜0の間として動作して均一に加熱させることを優先させる。また、湯沸しなど高出力や高効率が要求される場合には位相差θをπ〜π/2の間として動作することにより、調理性能のよい誘導加熱調理器を提供することができる。   From this point, it becomes impossible to heat the pan uniformly by setting the phase difference θ to π to π / 2, but it is suitable for high output and high efficiency, so it is used properly depending on the cooking menu. It is desirable. For example, in a cooked product such as an egg-bake or a hot cake that does not require a high output and is more advantageous to be heated uniformly, it operates with a phase difference θ between π / 2 and 0 and is heated uniformly. To give priority. Moreover, when high output and high efficiency are required, such as boiling water, the induction heating cooker with good cooking performance can be provided by operating the phase difference θ between π and π / 2.

(実施の形態3)
インバータ14は複数のインバータで構成してもよい。その場合、複数のインバータのうちの個々のインバータには、少なくとも一つの加熱コイルの接続が必須となる。インバータの数がn個、加熱コイルの数がk個の場合、k個の加熱コイルをn個に分割することにより、一つのインバータに少なくとも一つの加熱コイルが接続することができる。ここで、n≦kである必要があり、n=kのときは、一つの加熱コイルに一つのインバータが接続される状態になる。
(Embodiment 3)
The inverter 14 may be composed of a plurality of inverters. In that case, connection of at least one heating coil is essential for each of the plurality of inverters. When the number of inverters is n and the number of heating coils is k, at least one heating coil can be connected to one inverter by dividing the k heating coils into n. Here, it is necessary that n ≦ k. When n = k, one inverter is connected to one heating coil.

図12に、本発明の実施の形態3の、インバータの数と加熱コイルの数の関係及びその接続方法の一例を示す。   FIG. 12 shows an example of the relationship between the number of inverters and the number of heating coils and the connection method thereof according to the third embodiment of the present invention.

図12は、2つのインバータと4つの加熱コイルから成り立つ誘導加熱調理器を示している。4つの加熱コイルを2つの加熱コイル群に分け、同一群の加熱コイルを直列に接続し、四角形の対角線上に加熱コイルを配置した構成をとったものである。   FIG. 12 shows an induction heating cooker composed of two inverters and four heating coils. The four heating coils are divided into two heating coil groups, the heating coils of the same group are connected in series, and the heating coils are arranged on a rectangular diagonal line.

複数のインバータを設けることにより、インバータごとに出力の開始/停止や出力調整を行うことができ、鍋を載置していないなどの理由で出力する必要のない加熱コイルには電力を供給しないようにして、加熱効率の向上を図ったり、漏洩磁界を低減したりすることができる。   By providing multiple inverters, output can be started / stopped and adjusted for each inverter, and power is not supplied to heating coils that do not need to be output for reasons such as not placing a pan. Thus, the heating efficiency can be improved and the leakage magnetic field can be reduced.

また、図12に示すように、加熱コイルを内側から外側に巻くとき、同一方向に巻いた(図12では左巻き)加熱コイル4つを配置した場合、同一群内の加熱コイル同士の結線は片方の加熱コイルを内側としたときは、もう一方の加熱コイルは外側とする。すると、図12中のインバータ1とインバータ2の位相差θが0の時は、インバータ1に接続している加熱コイルと、インバータ2に接続している加熱コイルから発生する磁界は近接するコイル間で常に打ち消し合う状態となる。逆に、インバータ1とインバータ2の位相差θがπの時は、インバータ1に接続している加熱コイルと、インバータ2に接続している加熱コイルから発生する磁界は近接するコイル間で常に協調する状態となる。つまり、加熱コイルとインバータが同一の数でなくとも打ち消し合いや協調の動作を全加熱コイルで実現することができるため、本発明を適用することにより、インバータの数を減らして安価に、均一に加熱することや高効率で加熱をすることができる。   In addition, as shown in FIG. 12, when the heating coils are wound from the inside to the outside, when four heating coils wound in the same direction (left-handed in FIG. 12) are arranged, the heating coils in the same group are connected to one side. When the heating coil is on the inside, the other heating coil is on the outside. Then, when the phase difference θ between the inverter 1 and the inverter 2 in FIG. 12 is 0, the magnetic field generated from the heating coil connected to the inverter 1 and the heating coil connected to the inverter 2 is between adjacent coils. Will always cancel each other out. Conversely, when the phase difference θ between the inverter 1 and the inverter 2 is π, the magnetic field generated from the heating coil connected to the inverter 1 and the heating coil connected to the inverter 2 is always coordinated between the adjacent coils. It becomes a state to do. In other words, even if the number of heating coils and inverters is not the same, canceling and cooperative operations can be realized with all the heating coils. Therefore, by applying the present invention, the number of inverters can be reduced and uniformly reduced. Heating can be performed with high efficiency.

(実施の形態4)
図13は、本発明の実施の形態4の、近接する2つの加熱コイル13に高周波電流を流すためのインバータ14の回路図を示す。商用電源19をダイオードブリッジ20で全波整流した電源を、フィルタ部21を介してインバータ部22に供給する。インバータ部22は、定周波数電力変換(VPCF)回路の典型的な回路であるSEPP回路である。第1のスイッチング素子23と第2のスイッチング素子24のペア、及び第3のスイッチング素子25と第4のスイッチング素子26のペアが排他的にオンオフ動作をすることにより、左加熱コイル27や右加熱コイル28には高周波電流が流れる。図13における第1〜第4のスイッチング素子はIGBTにより構成されており、ゲート信号g1〜g4をIGBTのゲートに入力することによりオンオフ動作を行う。
(Embodiment 4)
FIG. 13 shows a circuit diagram of an inverter 14 for flowing a high-frequency current through two adjacent heating coils 13 according to the fourth embodiment of the present invention. A power source obtained by full-wave rectifying the commercial power source 19 with the diode bridge 20 is supplied to the inverter unit 22 via the filter unit 21. The inverter unit 22 is a SEPP circuit that is a typical circuit of a constant frequency power conversion (VPCF) circuit. When the pair of the first switching element 23 and the second switching element 24 and the pair of the third switching element 25 and the fourth switching element 26 are exclusively turned on / off, the left heating coil 27 and the right heating coil A high frequency current flows through the coil 28. The first to fourth switching elements in FIG. 13 are formed of IGBTs, and perform on / off operations by inputting gate signals g1 to g4 to the gates of the IGBTs.

図14に示すようなゲート信号g1及びg2を第1のスイッチング素子23と第2のスイッチング素子24に入力することにより、図14の下方に示すような高周波電流が左加熱コイル27に流れ、この高周波電流により発生する高周波磁界を鍋17に与えることによって鍋17に渦電流を発生させ、その渦電流と鍋17の持つ固有抵抗でもって鍋17を加熱する。   By inputting the gate signals g1 and g2 as shown in FIG. 14 to the first switching element 23 and the second switching element 24, a high-frequency current as shown in the lower part of FIG. An eddy current is generated in the pan 17 by applying a high frequency magnetic field generated by the high frequency current to the pan 17, and the pan 17 is heated with the eddy current and the specific resistance of the pan 17.

図13では、加熱コイルとインバータが1対1の関係で二つずつ存在する。第3のスイッチング素子25及び第4のスイッチング素子26、右加熱コイル28などから成る二つ目のインバータは、一つ目のインバータとダイオードブリッジ20およびフィルタ部21を共有し、一つ目のインバータと並列に接続されている。   In FIG. 13, there are two heating coils and two inverters in a one-to-one relationship. The second inverter composed of the third switching element 25, the fourth switching element 26, the right heating coil 28, etc. shares the diode bridge 20 and the filter unit 21 with the first inverter, and the first inverter Connected in parallel.

2つのインバータは制御部15からのゲート信号g1〜g4により第1〜第4のスイッチング素子を駆動する。その際、ゲート信号g1のタイミングとゲート信号g3のタイミングを同一のタイミング、つまり位相差θを0にすると、左加熱コイル27に流れる電流I1が正の時に右加熱コイル28に流れる電流I2も正となり、電流I1が負の時には電流I2も負となることから、2つの近接する加熱コイルの間での磁界は打ち消し合いの状態にすることができる。   The two inverters drive the first to fourth switching elements by gate signals g1 to g4 from the control unit 15. At this time, if the timing of the gate signal g1 and the timing of the gate signal g3 are the same, that is, the phase difference θ is set to 0, the current I2 flowing to the right heating coil 28 is also positive when the current I1 flowing to the left heating coil 27 is positive. Thus, when the current I1 is negative, the current I2 is also negative, so that the magnetic field between two adjacent heating coils can be canceled out.

逆に、図15に示すように、ゲート信号g1に対してゲート信号g3のタイミングをπずらした位相差θ1で動作すると、左加熱コイル27に流れる電流I1が正の時に右加熱コイル28に流れる電流I2は負となり、電流I1が負の時には電流I2は正となることから、2つの近接する加熱コイルの間での磁界は協調の状態にすることができる。   Conversely, as shown in FIG. 15, when the operation is performed with a phase difference θ1 in which the timing of the gate signal g3 is shifted by π with respect to the gate signal g1, the current I1 flowing through the left heating coil 27 flows into the right heating coil 28 when positive. Since the current I2 is negative and the current I2 is positive when the current I1 is negative, the magnetic field between two adjacent heating coils can be in a coordinated state.

更に、ゲート信号g1とゲート信号g3のタイミングをπ/2ずらした位相差θ2で動作すると、磁界の打ち消し合いの状態と協調の状態を半々ずつにすることになるため、2つの独立した加熱コイルが干渉なく動作しているのと同じ熱量を発生し、加熱分布は2つの加熱コイルが発生する熱量の和となるような状態にすることができる。   Further, when the gate signal g1 and the gate signal g3 are operated at a phase difference θ2 in which the timing of the gate signal g3 is shifted by π / 2, the state of cancellation of the magnetic field and the state of cooperation are halved. Can generate the same amount of heat as operating without interference, and the heating distribution can be the sum of the amounts of heat generated by the two heating coils.

インバータを2つ独立して有することにより、左加熱コイル27のみの通電や、左加熱コイル27と右加熱コイル28の加熱電力バランスの変化など、色々な加熱パターンを実現することができる。   By having two inverters independently, various heating patterns such as energization of only the left heating coil 27 and a change in the heating power balance between the left heating coil 27 and the right heating coil 28 can be realized.

位相差の切り替えは、複数のインバータ間において、インバータを構成するスイッチング素子が導通状態や非導通状態に遷移するタイミングをずらすことで行うことにより、リレーなどメカ動作を有して壊れやすい部品を使用することなく位相差を変化させることができるため、製品の信頼性を向上させるとともに、使用部品点数の削減により安価な製品にすることができる。また、導通タイミングをずらすことによる位相差制御では、位相差をπ〜0の間で連続的に変化させることができるため、干渉の状態をきめ細かく制御することができるため、鍋の材質やサイズの変化に対応させることや温度センサを導入するこ
とにより、より均一に加熱することができる。
Phase difference switching is performed by shifting the timing at which the switching elements that make up the inverter transition to a conductive state or non-conductive state between multiple inverters, using relays and other fragile components Thus, the phase difference can be changed without increasing the reliability of the product, and the number of parts used can be reduced, resulting in an inexpensive product. Moreover, in the phase difference control by shifting the conduction timing, the phase difference can be continuously changed between π and 0, so that the state of interference can be finely controlled. It is possible to heat more uniformly by adapting to the change or introducing a temperature sensor.

(実施の形態5)
図16は、実施の形態5における、一つの鍋を加熱する加熱コイルの数と電流の向きの関係を示す図である。
(Embodiment 5)
FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the number of heating coils for heating one pan and the direction of current in the fifth embodiment.

互いの加熱コイルから発生させた磁界を干渉させ一つの鍋17を加熱する複数の加熱コイルにおいて、例えば鍋17の載置位置の中心から個々の加熱コイルの中心までの距離を等しい距離とするように加熱コイルを配置するものとする。図16(A)のように、3つ(奇数)の加熱コイルで一つの鍋17を加熱する場合、磁界を打ち消し合う干渉は2つの加熱コイルが近接する三点全てにおいて実現可能であるが、磁界が干渉する三点全てにおいて協調動作を行うことは不可能である。例えば図16(A)の矢印が示す向きに電流をしてみた場合、干渉を行わせる三点中二点では協調動作を行うが、破線で示す残りの一点では打ち消し合いの動作が必ず生じてしまう。しかし、図16(B)のように、4つ(偶数)の加熱コイルで一つの鍋17を加熱する場合、磁界を打ち消し合う干渉と協調する干渉の両方を2つの加熱コイルが最も近接する四点全てにおいて実現可能となるため、加熱分布に偏りが生じず、調理性能のよい調理器を提供することができる。   In a plurality of heating coils that heat a single pan 17 by interfering with the magnetic fields generated by the mutual heating coils, for example, the distance from the center of the mounting position of the pan 17 to the center of each heating coil is set to be equal. A heating coil shall be arranged in As shown in FIG. 16A, when one pan 17 is heated with three (odd) heating coils, interference canceling out the magnetic field can be realized at all three points where the two heating coils are close to each other. It is impossible to perform cooperative operation at all three points where the magnetic field interferes. For example, when a current is applied in the direction indicated by the arrow in FIG. 16A, a cooperative operation is performed at two of the three points causing interference, but a canceling operation is always generated at the remaining one point indicated by a broken line. End up. However, as shown in FIG. 16B, when one pan 17 is heated with four (even) heating coils, both the interference that cancels out the magnetic field and the interference that cooperates are the four heating coils that are closest to each other. Since it becomes realizable in all the points, there is no bias in the heating distribution, and a cooker with good cooking performance can be provided.

(実施の形態6)
図17は、2つの加熱コイル13が発生する磁界が協調しているときの、2つの加熱コイル13の断面図を示す。磁界を協調させると、図6の実線の矢印のように磁界の大ループが形成され、その結果、加熱コイル間(領域A)直上の鍋17へ磁界が十分に与えられ、鍋17の中心部が強く加熱する。このとき、加熱コイルからトッププレート11を介した鍋17の加熱面では磁界が協調されるが、加熱コイル線の間である領域Aにおいては、左側の加熱コイルから発生する図面上方から下方に向いている磁界と、右側の加熱コイルから発生する図面下方から上方に向いている磁界とが打ち消し合い、合成された磁界は小さくなる。従って、図18に示すように、加熱コイルに流れる電流Iaと電流Ibが同じ方向の場合、加熱コイルの配置面近傍においては、領域Aでの漏洩する磁界は殆どなくなるため、安全性の高い調理器を提供することができる。また、領域Bにおいても、領域Aと比較すると漏洩磁界は増大するものの、一つの加熱コイルで一つの鍋を加熱するものと比較すると格段に漏洩磁界を低減することが可能となる。
(Embodiment 6)
FIG. 17 shows a cross-sectional view of the two heating coils 13 when the magnetic fields generated by the two heating coils 13 are coordinated. When the magnetic fields are coordinated, a large magnetic field loop is formed as indicated by the solid arrow in FIG. 6, and as a result, the magnetic field is sufficiently applied to the pan 17 immediately above the heating coil (region A). Heats strongly. At this time, the magnetic field is coordinated on the heating surface of the pan 17 through the top plate 11 from the heating coil, but in the region A between the heating coil wires, the upper side of the drawing generated from the left heating coil is directed downward. And the magnetic field generated from the lower side of the drawing, which is generated from the right side heating coil, cancel each other, and the synthesized magnetic field becomes smaller. Therefore, as shown in FIG. 18, when the current Ia and the current Ib flowing in the heating coil are in the same direction, the leakage magnetic field in the region A is almost eliminated in the vicinity of the surface where the heating coil is arranged. Can be provided. In the region B, the leakage magnetic field increases as compared with the region A, but the leakage magnetic field can be remarkably reduced as compared with the case where one pan is heated by one heating coil.

図19は、誘導加熱調理器の上面図であり、操作部と加熱コイルの配置の関係を示す。誘導加熱調理器の筐体30には、4つの加熱コイルで一つの鍋を加熱する加熱コイル12と、加熱コイルやインバータ回路を冷却するための空気の通り道となる吸排気口29と、操作部16が配置されている。ここで、操作部16は使用者の操作位置31に近い場所に配置されている。図19に示すように、同時に動作して一つの鍋を加熱する4つの加熱コイルのうち、調理器の使用者が位置する場所から最も近くで動作する2つの加熱コイルは、使用者が位置する場所から最も近い筐体の一辺と略平行になるように配置されている。これにより、図18で示した漏洩磁界の少ない領域Aや領域Bに使用者が位置することになり、安全性を高めることができる。特に、ペースメーカーを取り付けている使用者や磁気に弱い腕時計などを身に付けている使用者が誘導加熱調理器を操作して調理する際には、誤動作を防止する効果が高くなり、安全に調理できる誘導加熱調理器を提供できる。   FIG. 19 is a top view of the induction heating cooker, showing the relationship between the operation unit and the arrangement of the heating coils. The casing 30 of the induction heating cooker includes a heating coil 12 that heats one pan with four heating coils, an intake / exhaust port 29 that serves as a passage for air for cooling the heating coil and the inverter circuit, and an operation unit. 16 is arranged. Here, the operation unit 16 is disposed at a location near the operation position 31 of the user. As shown in FIG. 19, among the four heating coils that operate simultaneously to heat one pan, two heating coils that operate closest to the place where the user of the cooker is positioned are positioned by the user. It is arranged so as to be substantially parallel to one side of the casing closest to the place. Thereby, a user will be located in the area | region A and the area | region B with few leakage magnetic fields shown in FIG. 18, and safety can be improved. In particular, when a user with a pacemaker or a user who wears a wristwatch that is weak to magnetism is operated by using an induction heating cooker, the effect of preventing malfunction is increased and cooking is performed safely. An induction heating cooker can be provided.

(実施の形態7)
図20は、4つの加熱コイルで一つの鍋を加熱する誘導加熱調理器の、加熱コイルと防磁リングの配置関係を示す。
(Embodiment 7)
FIG. 20 shows the arrangement relationship between the heating coil and the magnetic shield ring of an induction heating cooker that heats one pan with four heating coils.

図20の右上に配置された加熱コイルに電流Iaが実線の矢印の方向に流れたとき、発生する磁界は右ネジの法則により、破線で示すように、コイル内側→コイル上面→コイル
外側→コイル下面→コイル内側の閉ループ状態になる。
When the current Ia flows in the direction of the solid arrow in the heating coil arranged at the upper right in FIG. From bottom to closed inside of the coil.

従来のような、一つの加熱コイルで一つの鍋を加熱する場合、加熱に寄与されない外部への漏洩磁界を低減するための防磁リングは、加熱コイルと中心を略同じとし、且つ加熱コイルの外周をループさせるように配置される。すると、防磁リングの外部をループしようとする磁界の量に応じて防磁リングには逆起電力が発生し、磁界を打ち消す方向に電流が流れるため、漏洩磁界を低減できるというものである。しかし、本発明のように複数の加熱コイルで一つの鍋を加熱する場合、加熱コイル一つ一つの外周に防磁リングを配置すると、防磁リングの外方向には磁界が殆ど発生しなくなり、隣接する2つの加熱コイル間の磁界の干渉もなくなってしまい、本発明の効果が得られなくなる。   When heating one pan with a single heating coil as in the prior art, the magnetic shield ring for reducing the leakage magnetic field to the outside that does not contribute to heating is substantially the same as the center of the heating coil, and the outer periphery of the heating coil Are arranged to loop. Then, a counter electromotive force is generated in the magnetic shield ring in accordance with the amount of the magnetic field that attempts to loop outside the magnetic shield ring, and a current flows in a direction to cancel the magnetic field, so that the leakage magnetic field can be reduced. However, when a single pan is heated with a plurality of heating coils as in the present invention, if a magnetic shielding ring is arranged on the outer periphery of each heating coil, a magnetic field is hardly generated in the outer direction of the magnetic shielding ring, and adjacent to each other. The magnetic field interference between the two heating coils is eliminated, and the effect of the present invention cannot be obtained.

そこで、複数の加熱コイルで一つの鍋を加熱する場合、防磁リング32は、同時に動作して一つの鍋を加熱する可能性がある全ての加熱コイルを囲うように配置する。図20に示す加熱コイル電流Ia、Ib、Ic及びIdが矢印の方向に流れている場合、近接する2つの加熱コイルに流れる電流の向きはどこも逆向きとなるため、均一に加熱している状態となる。このとき、4つの加熱コイルが発生している磁界の向きは破線で示す向きとなる。防磁リング32に最も近い個々の加熱コイル部が発生する磁界が防磁リング32の外側をループしようとする磁界の向きは、4つの加熱コイル全てが上方から下方の向きとなっているため、起電力の発生する向きが同一となり、4つの加熱コイルから外部に漏れようとする合成磁界を打ち消すような向きに電流Ieが流れる。その結果、防磁リング32の外周に漏洩する磁界を低減することができる。   Therefore, when a single pan is heated by a plurality of heating coils, the magnetic-shielding ring 32 is arranged so as to surround all the heating coils that may operate simultaneously to heat the single pan. When the heating coil currents Ia, Ib, Ic, and Id shown in FIG. 20 are flowing in the directions of the arrows, the directions of the currents flowing through the two adjacent heating coils are opposite to each other. It becomes. At this time, the direction of the magnetic field generated by the four heating coils is the direction indicated by the broken line. The direction of the magnetic field that the magnetic field generated by the individual heating coil portion closest to the magnetic shield ring 32 tries to loop outside the magnetic shield ring 32 is such that all four heating coils are oriented from the top to the bottom. Are generated in the same direction, and the current Ie flows in a direction that cancels out the combined magnetic field that leaks from the four heating coils. As a result, the magnetic field leaking to the outer periphery of the magnetic shield ring 32 can be reduced.

さらに、本構成により、近接する2つの加熱コイルの干渉は防磁リング32によって抑制されることがないため、打ち消し合いの動作による均一加熱や協調の動作による高効率高出力加熱の効果は維持することができる。   Furthermore, with this configuration, interference between two adjacent heating coils is not suppressed by the magnetic-shielding ring 32, so that the effect of high-efficiency and high-power heating by the operation of cancellation or the operation of cooperation is maintained. Can do.

(実施の形態8)
図21は、同一鍋において、位相差θを0とπで動作させたときの動作周波数と加熱電力の関係を示す。ここで、図13のSEPP回路において、第1のスイッチング素子23と第2のスイッチング素子24、第3のスイッチング素子25と第4のスイッチング素子26の導通比(Duty)は、それぞれ一定としている。
(Embodiment 8)
FIG. 21 shows the relationship between the operating frequency and the heating power when the phase difference θ is operated at 0 and π in the same pan. Here, in the SEPP circuit of FIG. 13, the conduction ratio (Duty) of the first switching element 23 and the second switching element 24, and the third switching element 25 and the fourth switching element 26 is constant.

共振周波数と動作周波数が一致したとき、電力が最も入る状態となる。   When the resonance frequency matches the operating frequency, the power enters most.

位相差θを0で動作させたものに比べ、位相差θをπで動作させると、磁界が協調するために鍋に与えられる磁束も増大し結合がよくなる。その結果、加熱コイルの端子から見た鍋込みの等価抵抗分が大きくなるとともに、インダクタンスも増大する。共振コンデンサが一定の場合、インダクタンスが大きくなると共振周波数は低くなるため、図21に示すように、加熱電力のピーク点の動作周波数は低くなる。スイッチング損失の低減のため、ゼロ電圧ソフトスイッチング動作を行うために、共振周波数よりも動作周波数のほうを高くして動作させることが必須であるということを勘案すると、協調動作では打ち消し合いの動作よりもインバータの動作周波数を低くしなければ定格電力を出力できなくなる可能性が生じるため、磁界の協調の動作では打ち消し合いの動作よりも動作周波数を低くする。   When the phase difference θ is operated at π as compared with the case where the phase difference θ is operated at 0, the magnetic flux applied to the pan increases because of the cooperation of the magnetic field, and the coupling is improved. As a result, the equivalent resistance included in the pan as viewed from the terminal of the heating coil is increased, and the inductance is also increased. When the resonance capacitor is constant, the resonance frequency decreases as the inductance increases. Therefore, as shown in FIG. 21, the operating frequency at the peak point of the heating power decreases. Considering that it is essential to operate at a higher operating frequency than the resonant frequency in order to perform zero-voltage soft switching operation in order to reduce switching loss, cooperative operation is more effective than cancellation operation. However, since there is a possibility that the rated power cannot be output unless the operating frequency of the inverter is lowered, the operating frequency is set lower than the canceling operation in the cooperative operation of magnetic fields.

逆に、インバータの動作周波数を協調で動作させて定格電力を出力できる周波数で一定にすると、打ち消し合いの動作のときは、共振周波数よりも動作周波数のほうが低くなる可能性があり、その場合はスイッチング損失が増大してしまうため、打ち消し合いの動作の時の動作周波数は協調の動作周波数よりも高くする必要がある。この条件を満たすにより、図13に示す電圧源供給型SEPPインバータの特性上、電力制御を共振周波数以上
の領域で行うことができスイッチング損失を低減することができるので、冷却構成の簡素化による安価な誘導加熱調理器や、加熱効率の良い誘導加熱調理器を提供することができる。
Conversely, if the operating frequency of the inverter is operated in a coordinated manner so that the rated power can be output, the operating frequency may be lower than the resonant frequency when canceling each other. Since switching loss increases, the operating frequency at the time of cancellation operation needs to be higher than the cooperative operating frequency. When this condition is satisfied, power control can be performed in the region above the resonance frequency and switching loss can be reduced due to the characteristics of the voltage source supply type SEPP inverter shown in FIG. Induction heating cookers and induction heating cookers with good heating efficiency can be provided.

(実施の形態9)
図22は、第1のスイッチング素子23と第2のスイッチング素子24の導通状態と非導通状態の割合である時比率Dutyを0.5以外に変化させたときの、2つの近接する加熱コイルに流れる電流波形を示す。ここで、第3のスイッチング素子25と第4のスイッチング素子26の時比率Dutyも0.5以外に変化させている。
(Embodiment 9)
FIG. 22 shows two adjacent heating coils when the duty ratio, which is the ratio between the conductive state and the non-conductive state of the first switching element 23 and the second switching element 24, is changed to other than 0.5. The current waveform which flows is shown. Here, the duty ratio Duty of the third switching element 25 and the fourth switching element 26 is also changed to other than 0.5.

本実施の形態では、Dutyを変化させることにより電力調節を行っているが、無論、スイッチング素子の動作周波数を変化させても、図21に示すように電力調節は可能である。   In the present embodiment, the power adjustment is performed by changing the duty. However, as a matter of course, the power adjustment can be performed even if the operating frequency of the switching element is changed.

Dutyを変化させる電力調節手段は、加熱コイル電流の基本周波数は変化しないが、n時の高調波成分が含まれて波形は正弦波に比べて歪むため、スイッチング素子の導通状態と非導通状態のタイミングを変化させて位相差の変化を行う場合、図13に示す接続では、協調動作させたときの瞬時毎の電流I1と電流I2の値は異なる。しかし、電流の瞬時値は一致しないものの、電流の向きが正と負に切り替わるタイミングは殆ど変わらないため、本発明における磁界の協調の効果は十分に発揮される。加熱コイルの接続方法によっては、磁界の打ち消し合いの場合に電流の瞬時値が異なる場合も発生するが、その場合でも同様に磁界の打ち消し合いの効果は十分に発揮される。   The power adjustment means for changing the duty does not change the fundamental frequency of the heating coil current, but includes a harmonic component at n and the waveform is distorted compared to a sine wave. When the phase difference is changed by changing the timing, the values of the current I1 and the current I2 for each moment when the cooperative operation is performed are different in the connection shown in FIG. However, although the instantaneous values of the currents do not match, the timing at which the direction of the current switches between positive and negative hardly changes, so that the effect of magnetic field cooperation in the present invention is sufficiently exerted. Depending on the method of connecting the heating coils, there may be cases where the instantaneous values of the current are different in the case of canceling the magnetic field.

また、動作周波数を変化させない本実施の形態のような電力調節では、隣り合うバーナと動作周波数を同一とすることにより、うなり干渉音が発生せず、使用者にとって異音による不快感を与えることのない誘導加熱調理器を提供することができる。   In addition, in the power adjustment as in the present embodiment in which the operating frequency is not changed, the operating frequency is the same as that of the adjacent burner, so that no roaring interference sound is generated and the user feels uncomfortable due to the abnormal sound. It is possible to provide an induction heating cooker without the above.

上記全ての実施の形態は、近接した2つの加熱コイルの関係を明らかにするため、加熱コイルを2つまたは4つ用いて動作や原理を説明しているが、一つの鍋を加熱する複数の加熱コイルの数は2つや4つに限定されるものではなく、図2に示すようなマトリックス状になったものなど、加熱コイルから発生する磁界を干渉させる構成のものであれば全てに適用できる技術である。   In all the above embodiments, in order to clarify the relationship between two heating coils that are close to each other, the operation and the principle are explained using two or four heating coils. The number of heating coils is not limited to two or four, but can be applied to any structure that interferes with the magnetic field generated from the heating coils, such as a matrix as shown in FIG. Technology.

本発明は、誘導加熱調理器において、被加熱物である鍋を均一に加熱することができるため、均一加熱を必要とする誘導加熱調理器に有用である。また、協調動作させることにより、高効率で加熱することもできるため、加熱用途に応じて動作を変化させる高機能の誘導加熱調理器に有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for an induction heating cooker that requires uniform heating because a pot that is an object to be heated can be uniformly heated in the induction heating cooker. Moreover, since it can also heat with high efficiency by carrying out a coordinated operation, it is useful for the high-function induction heating cooking appliance which changes operation | movement according to a heating use.

更に、本発明における実施の形態では、誘導加熱調理器で技術説明を行ったが、誘導加熱装置において均一に加熱することが必要となる全ての装置において本技術は適用可能であるため、本発明は大いに有用である。   Furthermore, in the embodiment of the present invention, the technical explanation has been given with the induction heating cooker, but the present technology can be applied to all apparatuses that require uniform heating in the induction heating apparatus. Is very useful.

11 トッププレート
12 複数の加熱コイル
13 最も近接して配置される2つの加熱コイル
1、2、14 インバータ
15 制御部
16 操作部
17 鍋(被加熱物)
18 位相差切替部
19 商用電源
20 ダイオードブリッジ
21 フィルタ部
22 インバータ部
23 第1のスイッチング素子
24 第2のスイッチング素子
25 第3のスイッチング素子
26 第4のスイッチング素子
27 左加熱コイル
28 右加熱コイル
29 吸排気口
30 IHクッキングヒータ(筐体)
31 使用者の操作位置
32 防磁リング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Top plate 12 Several heating coils 13 Two heating coils arrange | positioned nearest to 1, 2, 14, Inverter 15 Control part 16 Operation part 17 Pan (to-be-heated object)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 18 Phase difference switching part 19 Commercial power supply 20 Diode bridge 21 Filter part 22 Inverter part 23 1st switching element 24 2nd switching element 25 3rd switching element 26 4th switching element 27 Left heating coil 28 Right heating coil 29 Inlet / exhaust port 30 IH cooking heater (housing)
31 User operation position 32 Magnetic shield ring

Claims (1)

被加熱物を載置するためのトッププレートと、略同一の形状およびサイズを有し前記トッププレートの下方に略同一平面に近接して配置された4つの加熱コイルと、前記4つの加熱コイルに電力を供給する2つのインバータと、前記2つのインバータの出力を制御する制御部と、を有し、前記4つの加熱コイルは、四角形の対角線上に配置された2つの加熱コイルが直列接続されて構成された2つの加熱コイル群からなり、前記加熱コイル群は、前記2つのインバータが供給する電力の位相差θを0またはπとすることにより、近接する加熱コイル間で磁界が打ち消し合う状態または協調し合う状態となるよう接続された誘導加熱調理器。 A top plate for placing an object to be heated, four heating coils having substantially the same shape and size and disposed in the vicinity of the same plane below the top plate, and the four heating coils Two inverters for supplying electric power, and a controller for controlling the outputs of the two inverters, and the four heating coils are connected in series with two heating coils arranged on a rectangular diagonal line The two heating coil groups are configured such that the magnetic field cancels out between adjacent heating coils by setting the phase difference θ of the power supplied by the two inverters to 0 or π. Induction heating cookers connected to cooperate.
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