JP7429925B2 - 誘導加熱器、及び、炊飯器 - Google Patents
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Description
(1-1)概要
図1は、一実施の形態の炊飯器1を示す。炊飯器1は、誘導加熱方式により調理を行う誘導加熱調理器の一種である。炊飯器1は、釜100と、誘導加熱器10とを備える。釜100は、加熱対象物である。誘導加熱器10は、誘導加熱方式により加熱対象物(釜100)を加熱するための装置である。以下の実施の形態では、誘導加熱器10は誘導加熱方式により釜100を加熱して炊飯を行う。しかしながら、誘導加熱器10を備える誘導加熱調理器は、炊飯器1に限定されず、IHクッキングヒータ、ホットプレート等であってもよい。
以下、本実施の形態の誘導加熱器10について詳細に説明する。図1に示すように、誘導加熱器10は、電源回路20と、コイル31,32,33と、共振コンデンサ(第1及び第2共振コンデンサ)41,42と、インバータ回路(第1及び第2インバータ回路)51,52と、制御回路60とを備える。
本実施の形態の誘導加熱器10において、制御回路60が立ち上がり処理及び立下り処理を実行した場合の誘導加熱器10の動作を確認するために、第1インバータ回路51のスイッチング素子510のコレクターエミッタ間電圧、及び、コイル31の供給電力の時間変化を計測した。制御回路60による立ち上がり処理及び立ち下がり処理の指示値の変化のパターンは、図2に示すとおりである。ただし、立ち上がり処理の期間(図2のt1~t110)は0.1[s]である。立ち下がり処理の第1減少処理の期間(図2のt120~t121)及び第2減少処理の期間(図2のt121~t2)はいずれも0.3[s]である。
フリッカの低減の効果を確かめるために、下記表1に示す、図2に示すオン期間Tonの立ち上がり処理及び立ち下がり処理の指示値のパターンA~Dについて、フリッカの程度を表す指標であるPst(短期フリッカ指数、短時間フリッカ値)を評価した。第1インバータ回路のデューティ制御の周期T[s]が短くなるほど、コイル31での単位時間当たりの電力の変化量が大きくなるから、フリッカの一因となる電圧変動が大きくなる傾向にあり、その結果、Pstが1超過となりやすい。フリッカの評価では、どの程度まで周期を低下させることができるかを、Pstにより評価した。表1において、「立ち上がり時間」は、立ち上がり処理の期間(図2のt1~t110)[s]である。「第1減少値」は、立ち下がり処理の第1減少処理の指示値P41[W]、「第1立ち下り時間」は、立ち下がり処理の第1減少処理の期間(図2のt120~t121)[s]である。「第2減少値」は、立ち下がり処理の第2減少処理の指示値P42[W]、「第2立ち下り時間」は、立ち下がり処理の第2減少処理の期間(図2のt121~t2)[s]である。なお、P1は700[W]、P2は1600[W]としている。国際電気標準会議のIEC 61000-3-3「定格16A/相以下で条件付き接続の対象とならない機器の、公共低圧電源系統の電圧変動、電圧動揺、及びフリッカの制限」では、Pstは1以下とされている。表1の「Pst」欄において、OKはPstが1以下であることを意味し、NGはPstが1超過であることを示している。
本開示の実施の形態は、上記実施の形態に限定されない。上記実施の形態は、本開示の課題を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に、上記実施の形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
上記実施の形態及び変形例から明らかなように、本開示は、下記の態様を含む。以下では、上記実施の形態との対応関係を明示するためだけに、符号を括弧付きで付している。
10 誘導加熱器
20 電源回路
31,32,33 コイル
51,52 インバータ回路
511 スイッチング素子
60 制御回路
100 釜
Ton オン期間
Toff オフ期間
T 周期
P1 初期値
P2 目標値
P41 第1値(目標値より小さい値)
P42 第2値(目標値より小さい値)
P43 第3値(目標値より小さい値)
Claims (16)
- 誘導加熱用の第1及び第2コイルと、
電源回路からの電力に基づいて前記第1及び第2コイルに供給電力をそれぞれ供給する第1及び第2インバータ回路と、
前記供給電力を供給するオン期間と前記供給電力を供給しないオフ期間とを含む周期を繰り返すように前記第1及び第2インバータ回路を制御することによって前記供給電力の実効値を調整する制御回路と、
を備え、
前記第2コイルでの単位時間当たりの電力の変化量は、前記第1コイルに比べて小さく、
前記制御回路は、前記第1インバータ回路に対して立ち下がり処理を実行し、前記第2インバータ回路に対して前記立ち下がり処理を実行せず、
前記立ち下がり処理は、前記供給電力の指示値を前記オン期間の前記供給電力の目標値に設定してから前記オン期間の終了までに、前記指示値又は前記指示値の傾きを段階的に変化又は前記指示値を曲線的に変化させて前記指示値を前記目標値から減少させることを含む、
誘導加熱器。 - 前記立ち下がり処理は、前記指示値を段階的に減少させる、
請求項1に記載の誘導加熱器。 - 前記立ち下がり処理は、前記指示値を前記目標値より小さい値に規定時間の間維持する1以上の減少処理を含む、
請求項2に記載の誘導加熱器。 - 前記1以上の減少処理は、
前記指示値を前記目標値より小さい第1値に設定する第1減少処理と、
前記第1減少処理の後に実行され、前記指示値を前記第1値より小さい第2値に設定する第2減少処理と、
を含む、
請求項3に記載の誘導加熱器。 - 前記立ち下がり処理において、1回当たりの前記指示値の減少量は、前記目標値の1/2以下である、
請求項2~4のいずれか一つに記載の誘導加熱器。 - 前記立ち下がり処理では、前記指示値の最小値は、前記第1インバータ回路から前記第1コイルに供給可能な前記供給電力の最小値以上である、
請求項1~5のいずれか一つに記載の誘導加熱器。 - 前記制御回路は、立ち上がり処理を実行し、
前記立ち上がり処理は、前記オン期間の開始から所定の立ち上がり時間をかけて前記指示値を前記目標値に設定し、
前記所定の立ち上がり時間は、前記第1インバータ回路に負荷がかからないように設定される最短時間より長い、
請求項1~6のいずれか一つに記載の誘導加熱器。 - 前記制御回路は、前記第1インバータ回路に対して立ち上がり処理を実行し、前記第2インバータ回路に対して前記立ち上がり処理を実行せず、
前記立ち上がり処理は、前記オン期間の開始から前記指示値を前記目標値に設定するまでに、前記指示値又は前記指示値の傾きを段階的に変化又は前記指示値を曲線的に変化させて前記指示値を前記目標値まで増加させることを含む、
請求項1~7のいずれか一つに記載の誘導加熱器。 - 前記立ち上がり処理は、前記指示値の傾きを段階的に減少させる、
請求項8に記載の誘導加熱器。 - 前記立ち上がり処理は、前記指示値を異なる傾きで増加させる複数の増加処理を含み、
前記複数の増加処理は、
前記指示値を第1の傾きで増加させる第1増加処理と、
前記第1増加処理の後に実行され、前記指示値を前記第1の傾きより小さい第2の傾きで増加させる第2増加処理と、
を含む、
請求項9に記載の誘導加熱器。 - 前記立ち上がり処理において、前記指示値の最小値は、前記第1インバータ回路から前記第1コイルに供給可能な前記供給電力の最小値以上である、
請求項8~10のいずれか一つに記載の誘導加熱器。 - 前記目標値は、前記第1インバータ回路から前記第1コイルに供給可能な前記供給電力の最大値である、
請求項1~11のいずれか一つに記載の誘導加熱器。 - 前記立ち下がり処理の期間の長さは、前記オン期間に前記第1コイルに供給する電力量の設定値に応じて決定される、
請求項1~12のいずれか一つに記載の誘導加熱器。 - 前記第1インバータ回路は、前記第1コイルに接続されるスイッチング素子を含み、
前記制御回路は、前記第1インバータ回路の前記スイッチング素子の両端間にかかる電圧の波形の包絡線で定まる電圧が前記指示値に対応する値になるように、前記第1インバータ回路の前記スイッチング素子のデューティ比を設定する、
請求項1~13のいずれか一つに記載の誘導加熱器。 - 前記第2インバータ回路は、前記第2コイルに接続されるスイッチング素子を含み、
前記制御回路は、前記第2インバータ回路の前記スイッチング素子の両端間にかかる電圧の波形の包絡線で定まる電圧が前記指示値に対応する値になるように、前記第2インバータ回路の前記スイッチング素子のデューティ比を設定する、
請求項1~14のいずれか一つに記載の誘導加熱器。 - 請求項1~15のいずれか一つに記載の誘導加熱器と、
前記誘導加熱器で加熱される釜と、
を備える、
炊飯器。
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