JP5089481B2 - Induction heating cooker - Google Patents
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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.
誘導加熱調理器は、加熱コイルに通電される高周波電流の電磁誘導作用により、被加熱金属容器に発生する渦電流のジュール熱損を利用し、被加熱金属容器を加熱する。
金属容器が非磁性かつ低抵抗の金属、例えばアルミニウム製の鍋やフライパンなどの軽量な物質で構成されていた場合、渦電流と加熱コイルから生じる磁界との相互作用により反発力が発生する。このとき、金属容器の内容物が少なく軽量な場合、金属容器が浮上したり、横に移動したりする場合がある。
これを防止するため、金属容器の移動を検出し、加熱出力を制限する等の措置を取る必要がある。
The induction heating cooker heats the metal container to be heated by using Joule heat loss of eddy current generated in the metal container to be heated by electromagnetic induction action of a high-frequency current passed through the heating coil.
When the metal container is made of a non-magnetic and low-resistance metal, for example, a lightweight material such as an aluminum pan or pan, a repulsive force is generated by the interaction between the eddy current and the magnetic field generated from the heating coil. At this time, when the content of the metal container is small and light, the metal container may float or move sideways.
In order to prevent this, it is necessary to take measures such as detecting the movement of the metal container and limiting the heating output.
そこで従来、誘導加熱調理器に関し、『加熱調理体の加熱コイルに対する好適位置を報知によって教示できるようにして、目の不自由な人を含め好適使用されやすい誘導加熱調理器を提供する。』ことを目的とした技術として、『加熱コイル1に高周波電流を供給し、この加熱コイル1上でこの加熱コイル1と電磁結合させた鍋2をその時々の電磁結合度合に応じて発熱させる誘導加熱調理器において、加熱コイルの入力側または出力側での電流、電圧、電力といった前記電磁結合度合に応じて変化する通電特性値を検出する通電特性検出手段3と、その時々に検出される通電特性値またはおよびその変化の状態を外部に報知する報知手段8を備え、鍋2の加熱コイル1に対する好適位置に対する近付き、通過、遠ざかりの変化および好適位置を教示する。』というものが提案されている(特許文献1)。
Therefore, conventionally, an induction heating cooker is provided. “An induction heating cooker that can be used preferably including a visually impaired person is provided so that a suitable position of a heating cooking body with respect to a heating coil can be taught by notification. As a technique for the purpose of the above, “Induction of supplying a high frequency current to the
また、電磁調理器に関し、『複数の高周波電力発生回路の出力電力をそれぞれ個別に検出する複数の出力電力検出手段を備え、制御回路は、被加熱体の無い状態で前記複数の高周波電力発生回路を駆動しても前記複数の高周波電力発生回路それぞれに含まれ、且つ所定のタイミングでオン・オフ動作するスイッチング素子が破壊に至らない電力で複数の加熱コイルを加熱開始時に駆動し、前記制御回路は前記複数の出力電力検出手段の検出結果に応じて前記被加熱体の有無を判断する』という技術が開示されている(特許文献2)。 Further, regarding an electromagnetic cooker, “a plurality of high-frequency power generation circuits including a plurality of output power detection means for individually detecting output powers of a plurality of high-frequency power generation circuits, and a control circuit without a heated body. Driving the plurality of heating coils at the start of heating with electric power that is included in each of the plurality of high-frequency power generation circuits and that does not cause destruction of the switching elements that are turned on and off at a predetermined timing. Discloses a technique of determining the presence or absence of the heated object according to detection results of the plurality of output power detection means (Patent Document 2).
上記特許文献1や特許文献2に記載の技術では、加熱コイル電流を用いて被加熱物の浮きや移動を検出しているが、実際の加熱調理中には、被加熱物が移動等しても加熱コイル電流が変化しない場合がある。この場合は、加熱コイル電流では被加熱物の移動等を検出できない。
In the techniques described in
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、被加熱物の移動等を精度良く検出することのできる誘導加熱調理器を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an induction heating cooker that can accurately detect the movement of an object to be heated.
本発明に係る誘導加熱調理器は、被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、加熱コイルに交流電流を供給するインバータと、インバータを駆動制御する制御部と、加熱コイルに流れる加熱コイル電流を検出する加熱コイル電流検出部と、インバータへ入力される入力電流を検出する入力電流検出部と、を備え、制御部は、加熱調理中に加熱コイル電流及び入力電流のいずれかが0になったかどうかを判断し、0になった場合には、インバータまたは加熱コイルに異常が発生したと判断し、0にならなかった場合には、加熱コイル電流が所定周期内に所定閾値以上変化したか否かを判断し、変化したと判断すると、被加熱物が移動したものと判断し、加熱コイル電流が所定周期内に所定閾値以上変化していないと判断すると、その次に、入力電流が所定周期内に所定閾値以上変化したか否かを判断し、変化したと判断すると、被加熱物が移動したものと判断する。
An induction heating cooker according to the present invention detects a heating coil that induction-heats an object to be heated, an inverter that supplies an alternating current to the heating coil, a control unit that drives and controls the inverter, and a heating coil current that flows through the heating coil. A heating coil current detection unit that performs an input current detection unit that detects an input current input to the inverter, and the control unit determines whether either the heating coil current or the input current becomes 0 during cooking. If it becomes 0, it is determined that an abnormality has occurred in the inverter or the heating coil. If not, whether the heating coil current has changed by a predetermined threshold or more within a predetermined period. It determines, when it is determined to have changed, if it is determined that the object to be heated is moved, the heating coil current is determined not to have changed by more than a predetermined threshold value within a predetermined period, the next input current It is determined whether the changed more than a predetermined threshold value to a Jo Tokoro period, it is determined to have changed, it is determined that the object to be heated has moved.
本発明に係る誘導加熱調理器によれば、加熱コイル電流及び入力電流の少なくとも一方の電流の変化に基づき被加熱物の移動を検出するので、加熱コイル電流が変化することなく被加熱物が移動した場合でも、これを検出することができる。 According to the induction cooking device of the present invention, since the movement of the object to be heated is detected based on a change in at least one of the heating coil current and the input current, the object to be heated moves without changing the heating coil current. Even in this case, this can be detected.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る誘導加熱調理器の構成図である。
平滑回路2は、商用電源1からの交流電圧を整流し、平滑化して直流電圧を出力する。直流電圧は、高周波インバータ回路3に供給される。
高周波インバータ回路3は、一対のスイッチング素子4aおよび4bと、ダイオード5aおよび5bから構成される。
高周波インバータ回路3の出力には、加熱コイル7と共振コンデンサ9とからなる直列共振回路が接続される。
1 is a configuration diagram of an induction heating cooker according to
The
The high-
A series resonant circuit including a
制御部11は、周波数発生部15を介してインバータ駆動信号をインバータ駆動回路6に出力する。インバータ駆動回路6は、スイッチング素子4aおよび4bを駆動し、加熱コイル7に高周波電流を流し、高周波磁界を発生させる。
高周波磁界が金属容器8を鎖交することにより、金属容器8上に渦電流が発生し、この渦電流により金属容器8が発熱する。
また、制御部11は、インバータ駆動周波数やインバータ駆動信号のdutyを可変することにより、加熱コイル7と共振コンデンサ9とからなる直列共振回路のインピーダンスを変化させ、加熱コイル電流を制御する。
なお、図1では制御部11とインバータ駆動回路6を別構成として記載したが、制御部11とインバータ駆動回路6を一体的に構成してもよい。
The
When the high frequency magnetic field links the
Moreover, the
In FIG. 1, the
加熱コイル7に流れる電流は、加熱コイル電流検出部10により検出され、商用電源1から供給される入力電流は入力電流検出部13で検出される。各検出値は、制御部11に出力される。
The current flowing through the
制御部11は、その機能を実現する回路デバイス等のハードウェアで構成することもできるし、マイコンやCPU(Central Processing Unit)等の演算装置とその動作を規定するソフトウェアで構成することもできる。
また、制御部11は、図示しないRAM(Random Access Memory)等の書き込み可能な記憶装置を備える。
The
The
以上、本実施の形態1に係る誘導加熱調理器の構成について説明した。
次に、本実施の形態1に係る誘導加熱調理器の動作説明に先立ち、金属容器8の移動について説明する。
Heretofore, the configuration of the induction heating cooker according to the first embodiment has been described.
Next, the movement of the
図2は、加熱コイル7および共振コンデンサ9からなる直列共振回路と、金属容器8とを表した等価回路図である。
加熱コイル7と金属容器8は、相互インダクタンスMで電磁結合している。金属容器8は、加熱コイル7に流れる交流電流により誘導加熱される。
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram showing a series resonant circuit including the
The
図3は、図2を等価的に変形した回路図である。図3におけるR3およびL3は、下記(式1)〜(式2)で表される。
また、加熱コイル電流Iは、下記(式3)で求められる。
商用電源からの入力電流I1は、図2の等価回路上でR1、R3で消費される電流を一次コイルL1側に換算した電流と見ることができる。加熱コイル電流をI2とすると、各電流は次式(式4)〜(式5)で求めることができる。
図4は、結合係数kを0〜1.0まで変化させた場合の、入力電流I1と加熱コイル電流I2との関係を示す図である。なお、各定数の例として以下の表1〜表2を用い、V=200(V)とした。
結合係数kが1に近いデータは、加熱コイル7と金属容器8が接近して結合がよい状態を示し、kが0に近いデータは、両者の距離が遠く離れて結合が無い状態を示す。
Data whose coupling coefficient k is close to 1 indicates that the
図4のk=0.45〜k=0.5の区間では、結合係数kが変化しても、即ち金属容器8が移動しても、加熱コイル電流I2があまり変化していない。
したがってこの区間では、加熱コイル電流I2の変化により、金属容器8の移動を検出することが困難である。
上記特許文献1〜2に記載の技術では、加熱コイル電流を用いて被加熱物の移動を検出しているため、上述のようなI2が変化しない区間では、移動を検出することが困難になるという課題がある。
In the section of k = 0.45 to k = 0.5 in FIG. 4, even if the coupling coefficient k changes, that is, the
Therefore, in this section, it is difficult to detect the movement of the
In the techniques described in
以上、金属容器8の移動、即ち結合係数kの変化と、入力電流I1および加熱コイル電流I2の関係について説明した。
本実施の形態1に係る誘導加熱調理器は、上述のような金属容器8の移動検出に係る不都合を回避するため、検出に際し入力電流I1と加熱コイル電流I2を併用する。
以下、本実施の形態1に係る誘導加熱調理器が金属容器8の移動を検出する動作について説明する。
The relationship between the movement of the
The induction heating cooker according to the first embodiment uses the input current I1 and the heating coil current I2 together for detection in order to avoid the disadvantages related to the detection of the movement of the
Hereinafter, the operation in which the induction heating cooker according to the first embodiment detects the movement of the
金属容器8が非磁性かつ低抵抗の金属、例えばアルミニウム製の鍋やフライパンなどの軽量な物質で構成されていた場合、金属容器8に発生する渦電流と加熱コイル7から生じる磁界との相互作用により、金属容器8が浮上したり、横に移動したりする。
このとき、結合係数kが変化することにより、式1と式2に示すように、等価抵抗R3と等価インダクタンスL3とが変化する。
入力電流I1と加熱コイル電流I2は、式4と式5とを用いて計算することができる。
When the
At this time, as the coupling coefficient k changes, the equivalent resistance R3 and the equivalent inductance L3 change as shown in
The input current I1 and the heating coil current I2 can be calculated using Equation 4 and Equation 5.
なお、入力電流I1と加熱コイル電流I2の変化パターンは、以下の3つがある。本実施の形態1では、いずれのパターンでも金属容器8の移動を検出できるよう、後述の図5で説明する手順により移動検出を行う。
There are the following three change patterns of the input current I1 and the heating coil current I2. In the first embodiment, movement detection is performed by a procedure described later with reference to FIG. 5 so that the movement of the
(1)浮力等による金属容器8の移動により、加熱コイル電流I2のみが変化する場合
(2)入力電流I1のみが変化する場合
(3)加熱コイル電流I2と入力電流I1と両方が変化する場合
(1) When only the heating coil current I2 changes due to the movement of the
図5は、本実施の形態1に係る誘導加熱調理器が金属容器8の移動を検出する際の動作フローである。以下、図5の各ステップについて説明する。
FIG. 5 is an operation flow when the induction heating cooker according to the first embodiment detects the movement of the
(S501)
制御部11は、入力電流検出部13、加熱コイル電流検出部10を介して、入力電流I1、加熱コイル電流I2の初期値を検出し、その値をRAM等に記録する。
(S502)
制御部11は、入力電流検出部13、加熱コイル電流検出部10を介して、入力電流I1、加熱コイル電流I2の現在値を検出する。
(S501)
The
(S502)
The
(S503)
制御部11は、I2の現在値と、RAM等に記録したI2の初期値とを比較し、I2の初期値からの変化量が所定の検出閾値未満であるか否かを判定する。閾値未満であればステップS504へ進み、閾値以上であればステップS506へ進む。
(S504)
制御部11は、I1の現在値と、RAM等に記録したI1の初期値とを比較し、I1の初期値からの変化量が所定の検出閾値未満であるか否かを判定する。閾値未満であればステップS505へ進み、閾値以上であればステップS506へ進む。
(S503)
The
(S504)
The
(S505)
制御部11は、ステップS501でRAM等に記録した初期値を、I1とI2の現在値で更新する。
(S506)
制御部11は、金属容器8に移動が生じたと判断し、加熱停止などの措置を実行した上で、本動作フローを終了する。
(S505)
The
(S506)
The
(S507)
制御部11は、I1とI2の検出周期に達したか否かを判定する。検出周期に達していればステップS502へ戻り、達していなければステップS508へ進む。
(S508)
制御部11は、加熱動作の終了指示があれば本動作フローを終了し、終了指示がなければステップS507へ戻る。
(S507)
The
(S508)
If there is an instruction to end the heating operation, the
図5の動作フローによれば、制御部11は、I1またはI2のいずれかが所定の検出閾値以上変化した際に、金属容器8が移動したものと検出することができる。
According to the operation flow of FIG. 5, the
図6は、図5の動作フローの変形例である。図6において、図5のステップS502〜S503の間に、新たにステップS601〜S603を設けた。その他のステップは図5と同様である。 FIG. 6 is a modification of the operation flow of FIG. In FIG. 6, steps S601 to S603 are newly provided between steps S502 to S503 in FIG. The other steps are the same as in FIG.
(S601)
制御部11は、I2が0の場合はステップS603へ進み、0でない場合はステップS602へ進む。
(S602)
制御部11は、I1が0の場合はステップS603へ進み、0でない場合はステップS503へ進む。
(S603)
制御部11は、異常が発生したものと判断して、加熱動作を終了させる。
(S601)
The
(S602)
The
(S603)
The
図6の動作フローによれば、制御部11は、I1またはI2が0の際に、これを異常とみなして加熱動作を停止するので、誘導加熱調理器の安全性を高めることができる。
According to the operation flow of FIG. 6, when I1 or I2 is 0, the
以上のように、本実施の形態1に係る誘導加熱調理器は、I1またはI2のいずれかが所定の検出閾値以上変化した際に、金属容器8が移動したものと検出する。
これにより、例えば図4で説明したように金属容器8が移動してもI2が変化しない場合でも、I1の変化によりこれを検出することができ、金属容器8の移動検出の確実性が向上する。
As described above, the induction heating cooker according to the first embodiment detects that the
As a result, for example, as described with reference to FIG. 4, even if the
また、金属容器8の移動を検出することにより、加熱効率が向上するので、エネルギー消費の観点から好ましい。さらには、無駄な加熱動作を回避することができるので、製品の耐久性が向上する効果も期待できる。
Moreover, since the heating efficiency improves by detecting the movement of the
また、図6のフローチャートに示すような動作をすれば、I2=0、I1=0を検出することにより、加熱コイル7の断線や、スイッチング素子4a〜4bの断線等による異常発生を検出し、加熱動作を終了し、異常が起きた旨の表示や報知をすることができ、安全性が向上する。
Further, if the operation shown in the flowchart of FIG. 6 is performed, the occurrence of abnormality due to disconnection of the
実施の形態2.
実施の形態1では、I1またはI2の変化により金属容器8の移動を検出することを説明した。本発明の実施の形態2では、金属容器8の移動検出に関し、実施の形態1と異なる手法を説明する。
なお、本実施の形態2に係る誘導加熱調理器の構成は、実施の形態1の図1と同様であるため、説明を省略する。
In the first embodiment, it has been described that the movement of the
In addition, since the structure of the induction heating cooking appliance which concerns on this
まず、次の図7〜図8を用いて、本実施の形態2で説明する手法の根拠となる事項を説明する。その後に、本実施の形態2に係る誘導加熱調理器の動作を説明する。
First, the matter which becomes the basis of the method demonstrated in this
図7は、周波数掃引しながらI2/I1を計算した結果を示す図である。負荷パラメータは表1、加熱コイル定数は表2に示したものであり、結合係数kは0.75である。
図7に示すように、結合係数に応じて、I2/I1のピークを求めることができる。
FIG. 7 is a diagram illustrating a result of calculating I2 / I1 while sweeping the frequency. The load parameters are shown in Table 1, the heating coil constants are shown in Table 2, and the coupling coefficient k is 0.75.
As shown in FIG. 7, the peak of I2 / I1 can be obtained according to the coupling coefficient.
図8は、結合係数kを0〜1.0まで変化させた場合における、I2/I1がピーク値を示す周波数の変化を示す図である。
k=1に近いデータは加熱コイル7と金属容器8が接近して結合がよい場合を示し、k=0に近いデータは距離が遠く離れて結合が無い場合を示す。
FIG. 8 is a diagram showing a change in frequency at which I2 / I1 shows a peak value when the coupling coefficient k is changed from 0 to 1.0.
Data close to k = 1 indicates a case where the
実際の環境下では、加熱コイル7と金属容器8の結合度がよい場合でも、結合係数kの値は0.8程度である。したがって、図8に示すように、結合係数kと、I2/I1がピーク値を示す周波数とは対応付けが可能である。
このことから、インバータ駆動信号の周波数を掃引して求めた、I2/I1がピーク値を示す周波数により、加熱コイル7と金属容器8の結合度kが求められることが分かる。これは、I2/I1がピーク値を示す周波数の移動により、結合度kの変化、即ち金属容器8の移動が検出できることを示している。
Under actual circumstances, even when the degree of coupling between the
From this, it can be seen that the degree of coupling k between the
以上、本実施の形態2で説明する手法の根拠となる事項を説明した。
次に、本実施の形態2に係る誘導加熱調理器の動作を説明する。
In the above, the matter which becomes the basis of the method demonstrated in this
Next, the operation of the induction heating cooker according to the second embodiment will be described.
図9は、本実施の形態2に係る誘導加熱調理器が金属容器8の移動を検出する際の動作フローである。以下、図9の各ステップについて説明する。
FIG. 9 is an operation flow when the induction heating cooker according to the second embodiment detects the movement of the
(S901)
例えば規定値を図示しないROM(Read Only Memory)に格納しておく等により、高周波インバータ回路3の駆動周波数の掃引幅をあらかじめ定めておく。以後、掃引最小値をfmin、掃引最大値をfmaxとする。
(S902)
制御部11は、fminから周波数掃引を開始する。
(S901)
For example, the sweep width of the drive frequency of the high-
(S902)
The
(S903)
制御部11は、入力電流検出部13、加熱コイル電流検出部10を介して、入力電流I1、加熱コイル電流I2の現在値を検出する。
(S904)
制御部11は、I2/I1の初期値と、掃引周波数の初期値を、RAM等に記録する。
(S903)
The
(S904)
The
(S905)
制御部11は、掃引周波数を微小幅Δf増加させる。
(S906)
制御部11は、掃引周波数がfmaxに到達したか否かを判定する。到達していればステップS910へ進み、到達していなければステップS907へ進む。本ステップは、周波数の掃引が完了したか否かを判定するためのものである。
(S905)
The
(S906)
The
(S907)
制御部11は、入力電流検出部13、加熱コイル電流検出部10を介して、入力電流I1、加熱コイル電流I2の現在値を検出する。
(S908)
制御部11は、 I2/I1の現在値と、RAM等に記録したI2/I1の初期値とを比較し、I2/I1の現在値が初期値を超えているか否かを判定する。超えていればステップS909へ進み、超えていなければステップS905へ戻る。
(S909)
制御部11は、ステップS904でRAM等に記録した初期値を、I2/I1の現在値および掃引周波数の現在値で更新する。
(S907)
The
(S908)
The
(S909)
The
以上のステップS901〜S909により、I2/I1の最大値と、そのときの高周波インバータ回路3の駆動周波数とが得られる。
Through the above steps S901 to S909, the maximum value of I2 / I1 and the driving frequency of the high-
(S910)
制御部11は、I2/I1がピークとなる周波数が前回の周波数掃引から移動したか否かを判定する。移動していればステップS911へ進み、移動していなければステップS912へ進む。
(S911)
制御部11は、金属容器8に移動が生じたと判断し、加熱停止などの措置を実行した上で、本動作フローを終了する。
(S910)
The
(S911)
The
(S912)
制御部11は、I2/I1の検出周期に達したか否かを判定する。検出周期に達していればステップS902へ戻り、達していなければステップS913へ進む。
(S913)
制御部11は、加熱動作の終了指示があれば本動作フローを終了し、終了指示がなければステップS912へ戻る。
(S912)
The
(S913)
If there is an instruction to end the heating operation, the
図9の動作フローによれば、制御部11は、I1とI2の双方(I2/I1)を用いて、金属容器8が移動したものと検出することができる。
According to the operation flow of FIG. 9, the
図10は、図9の動作フローの変形例である。図10において、図9のステップS907〜S908の間に、新たにステップS1001〜S1003を設けた。その他のステップは図9と同様である。 FIG. 10 is a modification of the operation flow of FIG. 10, steps S1001 to S1003 are newly provided between steps S907 to S908 in FIG. Other steps are the same as those in FIG.
(S1001)
制御部11は、I2が0の場合はステップS1003へ進み、0でない場合はステップS1002へ進む。
(S1002)
制御部11は、I1が0の場合はステップS1003へ進み、0でない場合はステップS1003へ進む。
(S1003)
制御部11は、異常が発生したものと判断して、加熱動作を終了させる。
(S1001)
The
(S1002)
The
(S1003)
The
図10の動作フローによれば、制御部11は、I1またはI2が0の際に、これを異常とみなして加熱動作を停止するので、誘導加熱調理器の安全性を高めることができる。
According to the operation flow of FIG. 10, when I1 or I2 is 0, the
以上のように、本実施の形態2に係る誘導加熱調理器は、I1とI2の双方(I2/I1)を用いて、金属容器8が移動したか否かを検出する。
これにより、実施の形態1と同様に、金属容器8の移動検出の確実性が向上する。
As described above, the induction heating cooker according to the second embodiment detects whether or not the
Thereby, the reliability of the movement detection of the
実施の形態3.
本発明の実施の形態3では、金属容器8の移動検出に関し、実施の形態1〜2と異なる手法を説明する。
なお、本実施の形態3に係る誘導加熱調理器の構成は、実施の形態1の図1と同様であるため、説明を省略する。
In the third embodiment of the present invention, a method different from the first and second embodiments will be described regarding the movement detection of the
In addition, since the structure of the induction heating cooking appliance which concerns on this
まず、次の図11を用いて、本実施の形態3で説明する手法の根拠となる事項を説明する。その後に、本実施の形態3に係る誘導加熱調理器の動作を説明する。
First, the matter which becomes the basis of the method demonstrated in this
図11は、金属容器8が移動した際の、I2/I1がピークとなる周波数の変化を示す図である。
金属容器8が浮力等で移動し、例えば結合係数kが0.75から0.6まで変化した場合、I2/I1がピークとなるインバータ駆動周波数が図11のように変化する。
そこで、本実施の形態3では、I2/I1が一定になるインバータ駆動信号の周波数を掃引探索して追従制御し、I2/I1がピークとなる周波数の変化により加熱コイル7と金属容器8の結合度kの変化を求め、これをもって金属容器8の移動を検出する。
FIG. 11 is a diagram showing a change in frequency at which I2 / I1 peaks when the
When the
Thus, in the third embodiment, the frequency of the inverter drive signal at which I2 / I1 becomes constant is swept to perform follow-up control, and the coupling between the
以上、本実施の形態3で説明する手法の根拠となる事項を説明した。
次に、本実施の形態3に係る誘導加熱調理器の動作を説明する。
In the above, the matter which becomes the basis of the method demonstrated in this
Next, the operation of the induction heating cooker according to the third embodiment will be described.
図12は、本実施の形態3に係る誘導加熱調理器が金属容器8の移動を検出する際の動作フローである。以下、図12の各ステップについて説明する。
FIG. 12 is an operation flow when the induction cooking device according to the third embodiment detects the movement of the
(S1201)
例えば規定値を図示しないROMに格納しておく等により、高周波インバータ回路3の駆動周波数fの開始値f1をあらかじめ定めておく。
(S1202)
制御部11は、高周波インバータ回路3の駆動周波数fをf1に設定する。
(S1201)
For example, the start value f1 of the drive frequency f of the high-
(S1202)
The
(S1203)
制御部11は、入力電流検出部13、加熱コイル電流検出部10を介して、入力電流I1、加熱コイル電流I2の初期値を検出する。
(S1204)
制御部11は、I2/I1の初期値と、周波数の初期値を、RAM等に記録する。
(S1205)
制御部11は、入力電流検出部13、加熱コイル電流検出部10を介して、入力電流I1、加熱コイル電流I2の現在値を検出する。
(S1203)
The
(S1204)
The
(S1205)
The
(S1206)
制御部11は、I2/I1の現在値と、RAM等に記録したI2/I1の初期値とを比較し、その差が所定の閾値以下であるか否かを判定する。閾値以下であればステップS1212へ進み、閾値超であればステップS1207へ進む。
(S1207)
制御部11は、高周波インバータ回路3の駆動周波数fを微小幅Δf増加させてf+Δfに設定し、その周波数の下でI2とI1を検出し、I2/I1の値を求める。
(S1208)
制御部11は、高周波インバータ回路3の駆動周波数fを微小幅Δf減少させてf−Δfに設定し、その周波数の下でI2とI1を検出し、I2/I1の値を求める。
(S1206)
The
(S1207)
The
(S1208)
The
(S1209)
制御部11は、ステップS1207とS1208それぞれで求めたI2/I1のうち、RAM等に記録している初期値にいずれが近いかを判定し、そのときの周波数(f+Δfまたはf−Δf)を高周波インバータ回路3の駆動周波数fに設定する。
(S1210)
制御部11は、高周波インバータ回路3の駆動周波数fと開始値f1との差が、閾値を超えているか否かを判定する。超えていればステップS1211へ進み、超えていなければステップS1212へ進む。
(S1211)
制御部11は、金属容器8に移動が生じたと判断し、加熱停止などの措置を実行した上で、本動作フローを終了する。
(S1209)
The
(S1210)
The
(S1211)
The
(S1212)
制御部11は、I2/I1の検出周期に達したか否かを判定する。検出周期に達していればステップS1205へ戻り、達していなければステップS1213へ進む。
(S1213)
制御部11は、加熱動作の終了指示があれば本動作フローを終了し、終了指示がなければステップS1212へ戻る。
(S1212)
The
(S1213)
If there is an instruction to end the heating operation, the
図12の動作フローによれば、制御部11は、I1とI2の双方(I2/I1)を用いて、金属容器8が移動したものと検出することができる。
なお、図12の動作フローは1例であり、その他の手法を用いて、I2/I1が一定になるインバータ駆動信号の周波数を探索してもよい。
According to the operation flow of FIG. 12, the
Note that the operation flow of FIG. 12 is an example, and the frequency of the inverter drive signal that makes I2 / I1 constant may be searched using other methods.
図13は、図12の動作フローの変形例である。図13において、図12のステップS1205〜S1206の間に、新たにステップS1301〜S1302を設けた。また、ステップS1207の後とS1208の後に、新たにステップS1303〜S1305を設けた。その他のステップは図12と同様である。 FIG. 13 is a modification of the operation flow of FIG. In FIG. 13, steps S1301 to S1302 are newly provided between steps S1205 to S1206 in FIG. Steps S1303 to S1305 are newly provided after step S1207 and after S1208. Other steps are the same as those in FIG.
(S1301)
制御部11は、I1またはI2が0の場合はステップS1302へ進み、いずれも0でない場合はステップS1206へ進む。
(S1302)
制御部11は、異常が発生したものと判断して、加熱動作を終了させる。
(S1303)
制御部11は、I1またはI2が0の場合はステップS1305へ進み、いずれも0でない場合はステップS1208へ進む。
(S1304)
制御部11は、I1またはI2が0の場合はステップS1305へ進み、いずれも0でない場合はステップS1209へ進む。
(S1305)
制御部11は、異常が発生したものと判断して、加熱動作を終了させる。
(S1301)
The
(S1302)
The
(S1303)
The
(S1304)
The
(S1305)
The
図13の動作フローによれば、制御部11は、I1またはI2が0の際に、これを異常とみなして加熱動作を停止するので、誘導加熱調理器の安全性を高めることができる。
According to the operation flow of FIG. 13, when I1 or I2 is 0, the
以上のように、本実施の形態3に係る誘導加熱調理器は、I1とI2の双方(I2/I1)を用いて、金属容器8が移動したか否かを検出する。
これにより、実施の形態1と同様に、金属容器8の移動検出の確実性が向上する。
As mentioned above, the induction heating cooking appliance which concerns on this
Thereby, the reliability of the movement detection of the
実施の形態4.
図14は、本発明の実施の形態4に係る誘導加熱調理器の構成図である。
本実施の形態4に係る誘導加熱調理器は、実施の形態1の図1で説明した構成と異なり入力電流検出部13を備えていない。その他の構成は図1と同様であるため、説明を省略する。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 14: is a block diagram of the induction heating cooking appliance which concerns on Embodiment 4 of this invention.
Unlike the configuration described with reference to FIG. 1 of the first embodiment, the induction heating cooker according to the fourth embodiment does not include the input
まず、次の図15を用いて、本実施の形態4で説明する手法の根拠となる事項を説明する。その後に、本実施の形態4に係る誘導加熱調理器の動作を説明する。 First, the matter which becomes the basis of the method demonstrated in this Embodiment 4 is demonstrated using the following FIG. Then, operation | movement of the induction heating cooking appliance which concerns on this Embodiment 4 is demonstrated.
図15は、I2の位相を周波数掃引しながら計算した結果を示す図である。なお、各定数の例として以下の表1〜表2を用い、結合係数kは0.75とした。算出式は上述の式4を用いた。
図15に示すように、結合係数に応じてI2の位相ゼロ点を求めることができる。
FIG. 15 is a diagram illustrating a result of calculation while the frequency of the phase of I2 is swept. In addition, the following Table 1-Table 2 was used as an example of each constant, and the coupling coefficient k was 0.75. The above formula 4 was used as the calculation formula.
As shown in FIG. 15, the phase zero point of I2 can be obtained according to the coupling coefficient.
結合係数kを0〜1.0まで変化させた場合における、I2の位相が0となる周波数の変化は、図8と同じになる。
このことから、インバータ駆動信号の周波数を掃引して求めた、I2の位相が0となる周波数により、加熱コイル7と金属容器8の結合度kが求められることが分かる。これは、I2/I1がピーク値を示す周波数の移動により、結合度kの変化、即ち金属容器8の移動が検出できることを示している。
When the coupling coefficient k is changed from 0 to 1.0, the change in frequency at which the phase of I2 becomes 0 is the same as in FIG.
From this, it can be seen that the degree of coupling k between the
以上、本実施の形態4で説明する手法の根拠となる事項を説明した。
次に、本実施の形態4に係る誘導加熱調理器の動作を説明する。
In the above, the matter which becomes the basis of the method demonstrated in this Embodiment 4 was demonstrated.
Next, the operation of the induction heating cooker according to the fourth embodiment will be described.
図16は、本実施の形態4に係る誘導加熱調理器が金属容器8の移動を検出する際の動作フローである。以下、図16の各ステップについて説明する。
FIG. 16 is an operation flow when the induction heating cooker according to the fourth embodiment detects the movement of the
(S1601)
例えば規定値を図示しないROMに格納しておく等により、高周波インバータ回路3の駆動周波数の掃引幅をあらかじめ定めておく。以後、掃引最小値をfmin、掃引最大値をfmaxとする。
(S1602)
制御部11は、fminから周波数掃引を開始する。
(S1601)
For example, the sweep width of the drive frequency of the high-
(S1602)
The
(S1603)
制御部11は、入力電流検出部13、加熱コイル電流検出部10を介して、入力電流I1、加熱コイル電流I2の現在値を検出する。次に、これらの値を用いてI2の位相を求める。
(S1604)
制御部11は、I2位相の絶対値の初期値と、掃引周波数の初期値を、RAM等に記録する。
(S1603)
The
(S1604)
The
(S1605)
制御部11は、掃引周波数を微小幅Δf増加させる。
(S1606)
制御部11は、掃引周波数がfmaxに到達したか否かを判定する。到達していればステップS1610へ進み、到達していなければステップS1607へ進む。本ステップは、周波数の掃引が完了したか否かを判定するためのものである。
(S1605)
The
(S1606)
The
(S1607)
制御部11は、入力電流検出部13、加熱コイル電流検出部10を介して、入力電流I1、加熱コイル電流I2の現在値を検出する。次に、これらの値を用いてI2の位相を求める。
(S1608)
制御部11は、 I2位相の絶対値の現在値と、RAM等に記録したI2位相の絶対値の初期値とを比較し、I2位相の絶対値の現在値が初期値未満か否かを判定する。初期値未満であればステップS1609へ進み、初期値以上であればステップS1605へ戻る。
(S1609)
制御部11は、ステップS1604でRAM等に記録した初期値を、I2位相の絶対値の現在値および掃引周波数の現在値で更新する。
(S1607)
The
(S1608)
The
(S1609)
The
以上のステップS1601〜S1609により、I2位相の絶対値が最小(=0)となるときの高周波インバータ回路3の駆動周波数が得られる。
Through the above steps S1601 to S1609, the drive frequency of the high-
(S1610)
制御部11は、I2位相が0となる周波数が前回の周波数掃引から移動したか否かを判定する。移動していればステップS1611へ進み、移動していなければステップS1612へ進む。
(S1611)
制御部11は、金属容器8に移動が生じたと判断し、加熱停止などの措置を実行した上で、本動作フローを終了する。
(S1610)
The
(S1611)
The
(S1612)
制御部11は、I2位相の検出周期に達したか否かを判定する。検出周期に達していればステップS1602へ戻り、達していなければステップS1613へ進む。
(S1613)
制御部11は、加熱動作の終了指示があれば本動作フローを終了し、終了指示がなければステップS1612へ戻る。
(S1612)
The
(S1613)
If there is an instruction to end the heating operation, the
以上のように、本実施の形態4に係る誘導加熱調理器は、I2の位相を用いて、金属容器8が移動したか否かを検出する。
これにより、実施の形態1と同様に、加熱コイル電流I2の値によることなく、金属容器8の移動検出の確実性が向上する。即ち、電流値I2を用いることに代えて、I2位相を用いて金属容器8の移動を検出するので、加熱コイル電流I2の値に依存しない移動検出が可能となるのである。
As mentioned above, the induction heating cooking appliance which concerns on this Embodiment 4 detects whether the
Thereby, like the first embodiment, the reliability of the movement detection of the
実施の形態5.
本発明の実施の形態5では、金属容器8の移動検出に関し、実施の形態1〜4と異なる手法を説明する。
なお、本実施の形態5に係る誘導加熱調理器の構成は、実施の形態4の図14と同様であるため、説明を省略する。
Embodiment 5. FIG.
In the fifth embodiment of the present invention, a method different from the first to fourth embodiments regarding the movement detection of the
In addition, since the structure of the induction heating cooking appliance which concerns on this Embodiment 5 is the same as that of FIG. 14 of Embodiment 4, description is abbreviate | omitted.
まず、次の図17を用いて、本実施の形態5で説明する手法の根拠となる事項を説明する。その後に、本実施の形態5に係る誘導加熱調理器の動作を説明する。 First, the matter which becomes the basis of the method demonstrated in this Embodiment 5 is demonstrated using the following FIG. Then, operation | movement of the induction heating cooking appliance which concerns on this Embodiment 5 is demonstrated.
図17は、金属容器8が移動した際の、I2位相が0となる周波数の変化を示す図である。
金属容器8が浮力等で移動し、例えば結合係数kが0.75から0.6まで変化した場合、I2位相が0となるインバータ駆動周波数が変化する。
そこで、本実施の形態5では、I2位相が一定になるインバータ駆動信号の周波数を掃引探索して追従制御し、I2位相が0となる周波数の変化により加熱コイル7と金属容器8の結合度kの変化を求め、これをもって金属容器8の移動を検出する。
FIG. 17 is a diagram illustrating a change in frequency at which the I2 phase becomes 0 when the
When the
Therefore, in the fifth embodiment, the frequency of the inverter drive signal at which the I2 phase becomes constant is swept to perform follow-up control, and the coupling degree k between the
以上、本実施の形態5で説明する手法の根拠となる事項を説明した。
次に、本実施の形態5に係る誘導加熱調理器の動作を説明する。
In the above, the matter which becomes the basis of the method demonstrated in this Embodiment 5 was demonstrated.
Next, the operation of the induction heating cooker according to the fifth embodiment will be described.
図18は、本実施の形態5に係る誘導加熱調理器が金属容器8の移動を検出する際の動作フローである。以下、図18の各ステップについて説明する。
FIG. 18 is an operation flow when the induction heating cooker according to the fifth embodiment detects the movement of the
(S1801)
例えば規定値を図示しないROMに格納しておく等により、高周波インバータ回路3の駆動周波数fの開始値f1をあらかじめ定めておく。
(S1802)
制御部11は、高周波インバータ回路3の駆動周波数fをf1に設定する。
(S1801)
For example, the start value f1 of the drive frequency f of the high-
(S1802)
The
(S1803)
制御部11は、入力電流検出部13、加熱コイル電流検出部10を介して、入力電流I1、加熱コイル電流I2の初期値を検出する。次に、これらの値を用いてI2位相の初期値を求める。
(S1804)
制御部11は、I2位相の初期値と、周波数の初期値を、RAM等に記録する。
(S1805)
制御部11は、入力電流検出部13、加熱コイル電流検出部10を介して、入力電流I1、加熱コイル電流I2の現在値を検出する。次に、これらの値を用いてI2位相の現在値を求める。
(S1803)
The
(S1804)
The
(S1805)
The
(S1806)
制御部11は、I2位相の現在値と、RAM等に記録したI2位相の初期値とを比較し、その差が所定の閾値以下であるか否かを判定する。閾値以下であればステップS1812へ進み、閾値超であればステップS1807へ進む。
(S1807)
制御部11は、高周波インバータ回路3の駆動周波数fを微小幅Δf増加させてf+Δfに設定し、その周波数の下でI2とI1を検出し、I2位相を求める。
(S1808)
制御部11は、高周波インバータ回路3の駆動周波数fを微小幅Δf減少させてf−Δfに設定し、その周波数の下でI2とI1を検出し、I2位相を求める。
(S1806)
The
(S1807)
The
(S1808)
The
(S1809)
制御部11は、ステップS1807とS1808それぞれで求めたI2位相のうち、RAM等に記録している初期値にいずれが近いかを判定し、そのときの周波数(f+Δfまたはf−Δf)を高周波インバータ回路3の駆動周波数fに設定する。
(S1810)
制御部11は、高周波インバータ回路3の駆動周波数fと開始値f1との差が、閾値を超えているか否かを判定する。超えていればステップS1811へ進み、超えていなければステップS1812へ進む。
(S1811)
制御部11は、金属容器8に移動が生じたと判断し、加熱停止などの措置を実行した上で、本動作フローを終了する。
(S1809)
The
(S1810)
The
(S1811)
The
(S1812)
制御部11は、I2位相の検出周期に達したか否かを判定する。検出周期に達していればステップS1805へ戻り、達していなければステップS1813へ進む。
(S1813)
制御部11は、加熱動作の終了指示があれば本動作フローを終了し、終了指示がなければステップS1812へ戻る。
(S1812)
The
(S1813)
If there is an instruction to end the heating operation, the
以上のように、本実施の形態5に係る誘導加熱調理器は、I2の位相を用いて、金属容器8が移動したか否かを検出する。これにより、実施の形態4と同様の効果を発揮する。
なお、図18の動作フローは1例であり、その他の手法を用いて、I2位相が一定になるインバータ駆動信号の周波数を探索してもよい。
As mentioned above, the induction heating cooking appliance which concerns on this Embodiment 5 detects whether the
Note that the operation flow of FIG. 18 is an example, and the frequency of the inverter drive signal that makes the I2 phase constant may be searched using other methods.
1 商用電源、2 平滑回路、3 高周波インバータ回路、4a〜4b スイッチング素子、5a〜5b ダイオード、6 インバータ駆動回路、7 加熱コイル、8 金属容器、9 共振コンデンサ、10 加熱コイル電流検出部、11 制御部、13 入力電流検出部。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記加熱コイルに交流電流を供給するインバータと、
前記インバータを駆動制御する制御部と、
前記加熱コイルに流れる加熱コイル電流を検出する加熱コイル電流検出部と、
前記インバータへ入力される入力電流を検出する入力電流検出部と、
を備え、
前記制御部は、
加熱調理中に前記加熱コイル電流及び入力電流のいずれかが0になったかどうかを判断し、0になった場合には、前記インバータまたは前記加熱コイルに異常が発生したと判断し、
0にならなかった場合には、
前記加熱コイル電流が所定周期内に所定閾値以上変化したか否かを判断し、変化したと判断すると、前記被加熱物が移動したものと判断し、
前記加熱コイル電流が所定周期内に所定閾値以上変化していないと判断すると、その次に、前記入力電流が所定周期内に所定閾値以上変化したか否かを判断し、変化したと判断すると、前記被加熱物が移動したものと判断する
ことを特徴とする誘導加熱調理器。 A heating coil for inductively heating an object to be heated;
An inverter for supplying an alternating current to the heating coil;
A control unit that drives and controls the inverter;
A heating coil current detector for detecting a heating coil current flowing in the heating coil;
An input current detection unit for detecting an input current input to the inverter;
With
The controller is
It is determined whether any of the heating coil current and the input current becomes 0 during cooking, and when it becomes 0, it is determined that an abnormality has occurred in the inverter or the heating coil,
If it did not reach 0,
Determining whether the heating coil current has changed by a predetermined threshold or more within a predetermined period, and determining that it has changed, it is determined that the object to be heated has moved,
When the heating coil current is determined not to have changed by more than a predetermined threshold value within a predetermined period, that in the following, it is determined whether or not changed by more than a predetermined threshold value in the input current Jo Tokoro cycle, it is determined to have changed An induction heating cooker characterized in that it is determined that the object to be heated has moved.
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