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JP2020042969A - Induction heating cooker - Google Patents

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JP2020042969A JP2018169065A JP2018169065A JP2020042969A JP 2020042969 A JP2020042969 A JP 2020042969A JP 2018169065 A JP2018169065 A JP 2018169065A JP 2018169065 A JP2018169065 A JP 2018169065A JP 2020042969 A JP2020042969 A JP 2020042969A
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敦 阪本
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Abstract

To provide a highly safe, reliable and efficient induction heating cooker capable of reliably maintaining the components below the respective temperature limit by appropriately adjusting the heating output according to the load including various matters to be heated.SOLUTION: The induction heating cooker has a control part (9) that controls and drives an inverter circuit (4) for supplying a high-frequency current to a heating coil (5) that heats the matters to be heated by high-frequency current flowing thereon. The induction heating cooker is configured to control stepwise the heating output of the heating coil according to the electrical characteristics of the heating coil, which changes depending on the object to be heated so as to control the duration of each step.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、被加熱物を誘導加熱する誘導加熱調理器に関し、特に銅やアルミニウムなどの非磁性材料であり、低抵抗材料の被加熱物を誘導加熱することができる誘導加熱調理器に関する。   The present invention relates to an induction heating cooker for induction heating an object to be heated, and more particularly to an induction heating cooker made of a non-magnetic material such as copper or aluminum and capable of induction heating an object to be heated of a low-resistance material.

誘導加熱調理器においては、被加熱物を誘導加熱するための加熱コイル、加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路、およびインバータ回路を制御する制御部などが設けられている。これらの構成部品においては、誘導加熱動作において構成部品における損失により発熱し、部品温度が上昇する。特に、加熱コイル、インバータ回路に設けられたスイッチング素子、コンデンサなどの発熱部品は、損失が大きく、高温度となるため、確実に耐熱温度以下となるように駆動制御する必要がある。   The induction heating cooker is provided with a heating coil for induction heating an object to be heated, an inverter circuit for supplying a high-frequency current to the heating coil, a control unit for controlling the inverter circuit, and the like. These components generate heat due to losses in the components during the induction heating operation, and the component temperature rises. In particular, heating components such as a heating coil, a switching element provided in an inverter circuit, and a capacitor have a large loss and a high temperature. Therefore, it is necessary to control the drive to ensure that the temperature is not higher than a heat-resistant temperature.

従来の誘導加熱調理器においては、発熱部品の温度を検出して、その検出した温度に基づいて加熱コイルの出力を低減する構成を有していた(例えば、特許文献1参照)。   A conventional induction heating cooker has a configuration in which the temperature of a heat-generating component is detected and the output of a heating coil is reduced based on the detected temperature (for example, see Patent Document 1).

2004−158278号公報JP 2004-158278 A

誘導加熱調理器は、加熱コイルに対してインバータから数十kHzの電流を流すことにより高周波磁気が発生し、加熱コイルと磁気結合した被加熱物である調理鍋に誘導する渦電流が流れて、鍋自体発熱する構成である。非磁性材料は、鉄などの磁性材料に比べて透磁率が非常に小さく、また銅やアルミニウムは低抵抗である。このような材料の調理鍋を誘導加熱するためには、加熱コイルに流れる電流が大きくなり、高い周波数の電流を流す必要があった。この結果、誘導加熱調理器においては、発熱部品に対して冷却機構を設けて冷却すると共に、部品温度を検出して耐熱温度を越えないように出力制御する構成を有していた。   The induction heating cooker generates high-frequency magnetism by passing a current of several tens of kHz from the inverter to the heating coil, and an eddy current flows to a cooking pot, which is a heated object magnetically coupled to the heating coil, The pot itself generates heat. Non-magnetic materials have extremely low magnetic permeability compared to magnetic materials such as iron, and copper and aluminum have low resistance. In order to induction-heat a cooking pot made of such a material, the current flowing through the heating coil becomes large, and it is necessary to flow a high-frequency current. As a result, the induction heating cooker has a configuration in which a cooling mechanism is provided for the heat-generating component to cool it, and the component temperature is detected and the output is controlled so as not to exceed the heat-resistant temperature.

特許文献1において開示された誘導加熱調理器は、構成部品の検出温度に基づいて当該構成部品の耐熱温度以下に駆動制御する構成である。このように温度検出に基づいて出力制御する構成では、検出温度が周囲温度の影響を受けている可能性が高く、検出温度が高い信頼性を有するものではなかった。また、温度センサーにおいては、部品温度に対する応答性が悪いという課題を有している。このため、調理器としての安全性を高めるためには、検出温度に基づく出力制御において耐熱温度との間に余裕を持って行う必要があった。また、検出温度に基づく制御において、急激な温度変化の場合でも部品の安全性を確保するためには、部品の耐熱温度に比べてさらに低い温度を上限温度に設定して出力制御を行う必要があった。   The induction heating cooker disclosed in Patent Literature 1 is configured to drive and control the temperature of the component to be equal to or lower than the heat-resistant temperature based on the detected temperature of the component. In such a configuration in which the output is controlled based on the temperature detection, there is a high possibility that the detected temperature is affected by the ambient temperature, and the detected temperature is not highly reliable. Further, the temperature sensor has a problem that the response to the component temperature is poor. For this reason, in order to enhance the safety as a cooker, it is necessary to perform the output control based on the detected temperature with a margin between the output temperature and the heat-resistant temperature. Also, in the control based on the detected temperature, in order to ensure the safety of components even in the case of a sudden temperature change, it is necessary to set the upper limit temperature to a temperature lower than the heat resistant temperature of the components and perform output control. there were.

本発明は、各種の被加熱物である負荷に応じて適切に加熱出力を調整して、構成部品の耐熱温度以下に確実に維持することができると共に、構成部品に対する温度管理を適切に行い、安全性、信頼性および効率性の高い誘導加熱調理器の提供を目的とする。   The present invention, by appropriately adjusting the heating output according to the load of the various objects to be heated, it is possible to reliably maintain the temperature below the heat-resistant temperature of the component, appropriately perform temperature management for the component, An object of the present invention is to provide an induction heating cooker with high safety, reliability and efficiency.

本発明の一態様の誘導加熱調理器は、
高周波電流が流れて被加熱物を誘導加熱する加熱コイルと、
前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路と、
前記インバータ回路を駆動制御する制御部と、を備え、
被加熱物に応じて変化する前記加熱コイルの電気的特性に応じて、前記加熱コイルにおける加熱出力が段階的に制御されると共に、各段階の継続時間が制御されるよう構成されている。
An induction heating cooker according to one embodiment of the present invention,
A heating coil through which a high-frequency current flows to heat the object to be heated;
An inverter circuit for supplying a high-frequency current to the heating coil;
A control unit for driving and controlling the inverter circuit,
The heating output of the heating coil is controlled in a stepwise manner, and the duration of each step is controlled in accordance with the electrical characteristics of the heating coil that vary according to the object to be heated.

本発明の誘導加熱調理器は、各種の被加熱物である負荷に応じて適切に加熱出力を調整して構成部品に対する温度管理を適切に行い、構成部品の耐熱温度以下に確実に保持し、所望の火力を維持することができ、安全性、信頼性および効率性の高い調理器具となる。   The induction heating cooker of the present invention appropriately controls the heating output in accordance with the load, which is various kinds of objects to be heated, appropriately performs the temperature management for the components, reliably holds the components at the heat-resistant temperature or lower, It is possible to maintain a desired heating power, and it becomes a safe, reliable and efficient cooking appliance.

本発明に係る実施形態1の誘導加熱調理器の構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an induction heating cooker according to a first embodiment of the present invention. 各種の被加熱物を加熱コイルに載置して行った実験結果を示すグラフGraph showing the results of an experiment conducted by placing various objects to be heated on a heating coil 各種の「非磁性金属鍋」が載置された加熱コイルに関する電気的特性を測定した実験結果を示すグラフGraph showing experimental results of measuring electrical characteristics of a heating coil on which various “non-magnetic metal pots” are placed 実施の形態1の誘導加熱装置における誘導加熱動作を示すフローチャートFlow chart showing induction heating operation in the induction heating device of the first embodiment. 実施の形態1の誘導加熱装置におけるパワーダウン処理を示すフローチャートFlow chart showing power down processing in the induction heating device of the first embodiment. 実施の形態1の誘導加熱装置におけるパワーダウン処理を示すフローチャートFlow chart showing power down processing in the induction heating device of the first embodiment. 実施の形態1の誘導加熱装置における第1パワーダウン動作テーブルを示す図FIG. 3 is a diagram showing a first power-down operation table in the induction heating device according to the first embodiment. 実施の形態1の誘導加熱装置における第2パワーダウン動作テーブルを示す図FIG. 4 is a diagram showing a second power-down operation table in the induction heating device according to the first embodiment. 実施の形態1の誘導加熱調理器において、パワーダウン処理およびパワー調整処理における周期、加熱出力、コイル温度、およびコンデンサ温度の推移を示すグラフIn the induction heating cooker according to the first embodiment, a graph showing transition of a cycle, a heating output, a coil temperature, and a capacitor temperature in a power down process and a power adjustment process.

以下、本発明の誘導加熱調理器に係る実施形態として添付の図面を参照しながら説明する。なお、本発明の誘導加熱調理器は、以下の実施形態に記載した誘導加熱調理器の構成に限定されるものではなく、以下の実施形態において説明する技術的思想と同等の技術的思想に基づいて、誘導加熱を用いた各種装置の構成にも適用可能である。   Hereinafter, an embodiment of an induction heating cooker according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the induction heating cooker of the present invention is not limited to the configuration of the induction heating cooker described in the following embodiment, and is based on a technical idea equivalent to the technical idea described in the following embodiment. Therefore, the present invention can be applied to the configuration of various devices using induction heating.

先ず始めに、本発明の誘導加熱調理器における各種態様を例示する。
本発明に係る第1の態様の誘導加熱調理器は、
高周波電流が流れて被加熱物を誘導加熱する加熱コイル、
前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路、および
前記インバータ回路を駆動制御する制御部、を備え、
被加熱物に応じて変化する前記加熱コイルの電気的特性に応じて、前記加熱コイルにおける加熱出力が段階的に制御されると共に、各段階の継続時間が制御されるよう構成されている。このように構成された第1の態様の誘導加熱調理器は、各種の被加熱物に応じて適切に加熱出力を調整して構成部品の耐熱温度以下に確実に保持し、所望の火力を維持することができる。
First, various embodiments of the induction heating cooker of the present invention will be described.
The induction heating cooker according to the first aspect of the present invention comprises:
A heating coil through which a high-frequency current flows to inductively heat the object to be heated;
An inverter circuit that supplies a high-frequency current to the heating coil; and a control unit that drives and controls the inverter circuit.
The heating output of the heating coil is controlled in a stepwise manner, and the duration of each step is controlled in accordance with the electrical characteristics of the heating coil that vary according to the object to be heated. In the induction heating cooker according to the first aspect thus configured, the heating output is appropriately adjusted according to various types of objects to be heated, the temperature is reliably maintained at or below the heat resistant temperature of the component parts, and the desired heating power is maintained. can do.

本発明に係る第2の態様の誘導加熱調理器は、前記の第1の態様における前記制御部が、被加熱物に応じて変化する前記加熱コイルのインダクタンスに応じて、前記加熱コイルにおける加熱出力を段階的に制御すると共に、各段階の継続時間を制御するよう構成されてもよい。   An induction heating cooker according to a second aspect of the present invention is the induction heating cooker, wherein the control unit according to the first aspect is configured such that the control unit outputs a heating output from the heating coil in accordance with an inductance of the heating coil that changes according to an object to be heated. And the duration of each stage may be controlled.

本発明に係る第3の態様の誘導加熱調理器は、前記の第1の態様または第2の態様における前記制御部が、被加熱物に応じて変化する前記加熱コイルの抵抗成分に応じて、前記加熱コイルにおける加熱出力を段階的に制御すると共に、各段階の継続時間を制御するよう構成されてもよい。   In the induction heating cooker according to a third aspect of the present invention, the control unit according to the first aspect or the second aspect is configured such that, in accordance with a resistance component of the heating coil that changes according to an object to be heated, The heating output of the heating coil may be controlled stepwise, and the duration of each step may be controlled.

本発明に係る第4の態様の誘導加熱調理器は、前記の第1の態様において、被加熱物に対する誘導加熱において前記加熱コイルに流れるコイル電流を検知するコイル電流検知部を備え、
前記制御部が、前記コイル電流検知部で検知されたコイル電流に基づいて、前記加熱コイルにおける加熱出力を段階的に制御すると共に、各段階の継続時間を制御するよう構成されてもよい。
The induction heating cooker according to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, further includes a coil current detection unit that detects a coil current flowing through the heating coil in the induction heating of the object to be heated,
The control unit may be configured to control the heating output of the heating coil in a stepwise manner based on the coil current detected by the coil current detecting unit, and to control the duration of each step.

本発明に係る第5の態様の誘導加熱調理器は、前記の第1の態様または第4の態様において、被加熱物に対する誘導加熱において前記加熱コイルに流れるコイル電流の周期を検知する周期検知部を備え、
前記制御部は、前記周期検知部で検知された周期に基づいて、前記加熱コイルにおける加熱出力を段階的に制御するよう構成されてもよい。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the induction heating cooker according to the first or fourth aspect, wherein the period detecting unit detects a period of a coil current flowing through the heating coil in the induction heating of the object to be heated. With
The control unit may be configured to control the heating output of the heating coil stepwise based on a cycle detected by the cycle detection unit.

本発明に係る第6の態様の誘導加熱調理器は、前記の第1の態様から第5の態様のいずれかの態様において、前記制御部が、被加熱物がアルミニウムまたは銅を含む非磁性金属で構成されているとき、前記加熱コイルの電気的特性に応じて、前記加熱コイルにおける加熱出力を段階的に制御し、各段階の継続時間を制御するよう構成されてもよい。   An induction heating cooker according to a sixth aspect of the present invention is the induction heating cooker according to any one of the first to fifth aspects, wherein the control unit comprises a nonmagnetic metal whose object to be heated contains aluminum or copper. When constituted by, the heating output in the heating coil may be controlled stepwise according to the electrical characteristics of the heating coil, and the duration of each step may be controlled.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ要素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合もある。また、図面においては、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof may be omitted. In the drawings, each component is schematically shown mainly for easy understanding.

なお、以下で説明する実施形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施形態において示される数値、形状、構成、ステップ、およびステップの順序などは、一例を示すものであり、本発明を限定するものではない。以下の実施形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。   Each of the embodiments described below shows one specific example of the present invention. The numerical values, shapes, configurations, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and do not limit the present invention. Among the components in the following embodiments, components that are not described in independent claims indicating the highest concept are described as arbitrary components.

(実施形態1)
図1は、本発明に係る実施形態1の誘導加熱調理器の構成を示すブロック図である。図1に示すように、実施形態1の誘導加熱調理器は、交流電源1からの交流を整流する整流回路2と、チョークコイルとコンデンサを含む平滑回路3と、例えばIGBTなどのスイッチング素子を含むインバータ回路4と、インバータ回路4からの高周波電流が供給されて、磁気結合した被加熱物10に対して誘導加熱する加熱コイル5と、を備えている。また、実施形態1の誘導加熱調理器においては、加熱コイル5に流れるコイル電流を検知するコイル電流検知部6、加熱コイル5に流れるコイル電流の周期を検知する周期検知部7、インバータ回路4に流れるコイル電流などを検知して、加熱コイル5上のトッププレートに配置された被加熱物10の種別を判定する鍋種判定部8、およびコイル電流検知部6と周期検知部7と鍋種判定部8などからの各種情報に基づいてインバータ回路4のスイッチング素子を駆動制御する制御部9が設けられている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an induction heating cooker according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the induction heating cooker according to the first embodiment includes a rectifier circuit 2 for rectifying an AC from an AC power supply 1, a smoothing circuit 3 including a choke coil and a capacitor, and a switching element such as an IGBT. The apparatus includes an inverter circuit 4 and a heating coil 5 to which a high-frequency current is supplied from the inverter circuit 4 and inductively heats the magnetically coupled object 10 to be heated. In the induction heating cooker according to the first embodiment, the coil current detecting unit 6 that detects the coil current flowing through the heating coil 5, the cycle detecting unit 7 that detects the cycle of the coil current flowing through the heating coil 5, and the inverter circuit 4. A pot type judging unit 8 that detects a flowing coil current or the like and judges the type of the object to be heated 10 arranged on the top plate on the heating coil 5, a coil current detecting unit 6, a period detecting unit 7, and a pan type judging. A control unit 9 is provided for driving and controlling the switching elements of the inverter circuit 4 based on various information from the unit 8 and the like.

なお、実施の形態1においては、上記の構成以外に、誘導加熱調理器において一般的に設けられている構成、例えば各種検出手段(例えば温度検出、位置検出)や、ユーザが設定操作するための操作手段などが設けられている。また、加熱コイルを含む誘導加熱手段としては、1組に限定されるものではなく、複数組を設けた構成としてもよい。本発明の誘導加熱調理器においては、他の加熱手段として抵抗加熱手段、例えばラジエントヒータ、ハロゲンヒータなどを設けた構成としてもよく、シーズヒータなどを用いたオーブンを備えた構成としてもよい。   In the first embodiment, in addition to the above-described configuration, a configuration generally provided in the induction heating cooker, for example, various detection means (for example, temperature detection and position detection), and a configuration for the user to perform a setting operation Operation means and the like are provided. Further, the induction heating means including the heating coil is not limited to one set, but may be configured to have a plurality of sets. In the induction heating cooker of the present invention, a resistance heating means such as a radiant heater or a halogen heater may be provided as another heating means, or an oven using a sheathed heater or the like may be provided.

実施の形態1の誘導加熱調理器において、誘導加熱が開始されると、制御部9はインバータ回路4に制御信号を出力して、インバータ回路4のスイッチング素子を駆動する。インバータ回路4のスイッチング素子が駆動されることにより、加熱コイル5に高周波電流が供給される。加熱コイル5に高周波電流が供給されると、加熱コイル5からの高周波磁気により、加熱コイル5の直上のトッププレートに配置された被加熱物10(例えば、鉄鍋、ステンレス鍋、銅鍋、アルミ鍋などの各種調理金属鍋)が誘導加熱される。以下の説明においては、加熱コイル5に流れる低い周波数(例えば、約20kHz)の高周波電流で誘導加熱が行われる鉄鍋、ステンレス鍋などを「磁性金属鍋」と称し、加熱コイル5に流れる高い周波数(例えば、約90kHz)の高周波電流で誘導加熱が行われる銅鍋またはアルミ鍋などを「非磁性金属鍋」と称する。   In the induction heating cooker according to the first embodiment, when induction heating is started, the control unit 9 outputs a control signal to the inverter circuit 4 to drive a switching element of the inverter circuit 4. When the switching element of the inverter circuit 4 is driven, a high-frequency current is supplied to the heating coil 5. When a high-frequency current is supplied to the heating coil 5, an object to be heated 10 (for example, an iron pot, a stainless steel pot, a copper pot, or an aluminum pot) placed on a top plate immediately above the heating coil 5 is generated by high-frequency magnetism from the heating coil 5. Various cooking metal pans such as pans) are induction heated. In the following description, an iron pot, a stainless steel pot, or the like in which induction heating is performed by a high-frequency current of a low frequency (for example, about 20 kHz) flowing through the heating coil 5 is referred to as a “magnetic metal pot”, and a high frequency flowing through the heating coil 5 is used. A copper pot or an aluminum pot in which induction heating is performed with a high-frequency current (for example, about 90 kHz) is referred to as a “non-magnetic metal pot”.

実施の形態1の誘導加熱調理器は、誘導加熱の初期段階において、トッププレートの所定の加熱位置に載置された被加熱物10である調理鍋の種類を判定する。誘導加熱調理器に設けられた鍋種判定部8は、誘導加熱の開始直後の一定期間の間に鍋種判定処理を行う。鍋種判定処理は、誘導加熱の初期段階においてインバータ回路4に流れる電流、素子間電圧などに基づいて、誘導加熱可能な調理鍋か否か、そして誘導加熱可能であれば「磁性金属鍋」であるか「非磁性金属鍋」であるかを判定する。鍋種判定部8において判定した結果、誘導加熱可能な調理鍋であれば、制御部9はインバータ回路4に対する制御信号を出力する。その結果、実施の形態1の誘導加熱調理器においては、インバータ回路4から所望の高周波電流が加熱コイル5に供給されて、加熱コイル5上のトッププレートに配置された被加熱物10に対する誘導加熱が実行される。   In the induction heating cooker according to the first embodiment, in the initial stage of induction heating, the type of the cooking pot as the object to be heated 10 placed at a predetermined heating position on the top plate is determined. The pot type determination unit 8 provided in the induction heating cooker performs the pot type determination process for a certain period immediately after the start of the induction heating. The pot type determination process is based on the current flowing through the inverter circuit 4 in the initial stage of the induction heating, the voltage between the elements, and the like, and determines whether or not the cooking pot is capable of induction heating and, if induction heating is possible, the “magnetic metal pot” It is determined whether it is a "non-magnetic metal pot". As a result of the determination by the pan type determining unit 8, if the cooking pot is capable of induction heating, the control unit 9 outputs a control signal to the inverter circuit 4. As a result, in the induction heating cooker according to the first embodiment, a desired high-frequency current is supplied from the inverter circuit 4 to the heating coil 5, and the induction heating of the object 10 arranged on the top plate on the heating coil 5 is performed. Is executed.

一般的に、誘導加熱調理器においては、加熱コイルに対してインバータ回路から数十kHzの電流を流すことにより、高周波磁気を発生させて、加熱コイルと磁気結合した金属鍋に渦電流が流れて、金属鍋自体が発熱する構成である。特に「非磁性金属鍋」は、鉄などの「磁性金属鍋」に比べて透磁率が小さく、また銅やアルミニウムは低抵抗である。このような「非磁性金属鍋」を誘導加熱するためには、加熱コイルに流れる電流が大きくなり、高い周波数の電流を流す必要がある。この結果、従来の誘導加熱調理器においては、発熱部品に対する冷却機構を設けると共に、検出した部品温度に基づいて出力制御を行っていた。   Generally, in an induction heating cooker, a high frequency magnetism is generated by flowing a current of several tens of kHz from an inverter circuit to a heating coil, and an eddy current flows in a metal pot magnetically coupled to the heating coil. In this configuration, the metal pot itself generates heat. In particular, "non-magnetic metal pots" have lower magnetic permeability than "magnetic metal pots" such as iron, and copper and aluminum have low resistance. In order to inductively heat such a “non-magnetic metal pot”, the current flowing through the heating coil increases, and it is necessary to flow a high-frequency current. As a result, in a conventional induction heating cooker, a cooling mechanism for a heat-generating component is provided, and output control is performed based on the detected component temperature.

本発明に係る実施の形態1の誘導加熱装置においては、銅鍋やアルミ鍋などの「非磁性金属鍋」を誘導加熱する場合において、後述するパワーダウン処理を行う構成を有している。このパワーダウン処理は、部品温度に基づくものではなく、負荷となる被加熱物10の材質、形状、および加熱コイル5に対する配置(位置ずれ)などの状態に応じて適切に出力調整する構成である。   The induction heating apparatus according to the first embodiment of the present invention has a configuration in which a power-down process described later is performed when an “nonmagnetic metal pan” such as a copper pan or an aluminum pan is induction-heated. This power-down process is not based on the component temperature, but is a configuration in which the output is appropriately adjusted according to the material and shape of the object to be heated 10 serving as a load, and the arrangement (positional displacement) with respect to the heating coil 5. .

誘導加熱装置における消費電力Pは、被加熱物10である調理鍋の材質などで決まる表皮抵抗Rsに比例し、且つ磁界Hの2乗に比例する。表皮抵抗Rsは調理鍋の抵抗率ρと調理鍋の透磁率μと加熱コイル5に流れるコイル電流の周波数とを乗算した値の平方根に比例し、また磁界Hは加熱コイル5のターン数(巻き数)Nと、加熱コイル5に流れる電流Iに比例する。このため、消費電力Pは、以下の式(1)で表すことができる。   The power consumption P in the induction heating device is proportional to the skin resistance Rs determined by the material of the cooking pot as the object to be heated 10 and the like, and proportional to the square of the magnetic field H. The skin resistance Rs is proportional to the square root of a value obtained by multiplying the resistivity ρ of the cooking pot, the magnetic permeability μ of the cooking pot, and the frequency of the coil current flowing through the heating coil 5, and the magnetic field H is the number of turns (turns) of the heating coil 5. N) is proportional to the current I flowing through the heating coil 5. Therefore, the power consumption P can be expressed by the following equation (1).

Figure 2020042969
Figure 2020042969

式(1)から、銅鍋、アルミ鍋などの「非磁性金属鍋」は鉄鍋などの「磁性金属鍋」に比べて透磁率が小さいため、同じ電力を得るためには加熱コイル5に流れる電流(コイル電流)の周波数を高く設定するか、コイル電流の電流値を大きくする必要がある。実施の形態1の誘導加熱装置においては、鍋種判定部8において被加熱物10が「非磁性金属鍋」であると判定された場合には、「磁性金属鍋」に比べて高い駆動周波数(例えば、90kHz)に設定している。   From the formula (1), "non-magnetic metal pan" such as copper pan and aluminum pan has a smaller magnetic permeability than "magnetic metal pan" such as iron pan, so that the same electric power flows through the heating coil 5 to obtain the same electric power. It is necessary to set the frequency of the current (coil current) high or increase the current value of the coil current. In the induction heating device according to the first embodiment, when the object to be heated 10 is determined to be a “non-magnetic metal pot” by the pot type determination unit 8, a higher driving frequency (“magnetic metal pot”) is used. For example, it is set to 90 kHz.

一般的な共振回路において、加熱コイル(L)と共振コンデンサ(C)における共振周波数(f)は、次式(2)で与えられる。   In a general resonance circuit, the resonance frequency (f) of the heating coil (L) and the resonance capacitor (C) is given by the following equation (2).

Figure 2020042969
Figure 2020042969

実施の形態1の誘導加熱装置においては、加熱コイル5の直上にトッププレートを介して被加熱物(「非磁性金属鍋」または「磁性金属鍋」)10が載置されており、加熱コイル5と被加熱物10が磁気結合された状態である。従って、誘導加熱装置における誘導加熱時の共振周波数としては、加熱コイル5上の被加熱物10の影響を受けている。   In the induction heating apparatus according to the first embodiment, an object to be heated (“non-magnetic metal pan” or “magnetic metal pan”) 10 is placed directly above the heating coil 5 via a top plate. And the object to be heated 10 are magnetically coupled. Therefore, the resonance frequency at the time of induction heating in the induction heating device is affected by the object to be heated 10 on the heating coil 5.

発明者は、誘導加熱対象となる各種の被加熱物10、例えば、鍋底の直径が大、中、小と異なる形状を有する鉄鍋、銅鍋、およびアルミ鍋、そして鍋底の反り具合が異なるなどの各種の調理鍋を加熱コイル5上に配置して、被加熱物10が磁気結合された加熱コイル5に関する電気的特性を調べる実験を行った。電気的特性としては、インダクタンス(Ls[μH])と抵抗成分(Rs[Ω])とを測定した。   The inventor has proposed various objects to be heated 10 to be subjected to induction heating, for example, iron pans, copper pans, and aluminum pans having different shapes of pan bottoms having large, medium, and small diameters, and different pans of the pan bottoms. An experiment was conducted in which various cooking pots were placed on the heating coil 5 and electric characteristics of the heating coil 5 to which the object to be heated 10 was magnetically coupled were examined. As electrical characteristics, an inductance (Ls [μH]) and a resistance component (Rs [Ω]) were measured.

図2は、各種の被加熱物(「非磁性金属鍋」または「磁性金属鍋」)10を加熱コイル5の直上に配置して磁気結合状態で行った実験の結果を示すグラフである。この実験においては、被加熱物10として市場に流通している各種の調理鍋に対して行っており、用途が異なる各種の形態の調理鍋や、材質、形状および厚みが異なる調理鍋を用いた。図2において、横軸がインダクタンス(Ls[μH])を示し、縦軸が抵抗成分(Rs[Ω])を示す。図2のグラフにおいて、符号Aで示す斜線領域は、各種の「非磁性金属鍋」が加熱コイル5の直上に配置された場合において、測定値が表れた領域である。また、符号Bで示す斜線領域は、「磁性金属鍋」が加熱コイル5の直上に配置された場合において、測定値が表れた領域である。なお、図2に示した実験においては、加熱コイル5に「磁性金属鍋」を誘導加熱するときの周波数(例えば、23kHz)の信号を供給して電気的特性を測定した。   FIG. 2 is a graph showing the results of an experiment in which various objects to be heated (“non-magnetic metal pan” or “magnetic metal pan”) 10 are arranged immediately above the heating coil 5 and are magnetically coupled. In this experiment, the test was carried out on various cooking pots distributed on the market as the object to be heated 10, and various types of cooking pots having different applications and cooking pots having different materials, shapes and thicknesses were used. . In FIG. 2, the horizontal axis represents the inductance (Ls [μH]), and the vertical axis represents the resistance component (Rs [Ω]). In the graph of FIG. 2, a hatched area indicated by a symbol A is an area where measured values appear when various “non-magnetic metal pots” are disposed immediately above the heating coil 5. A hatched area indicated by a symbol B is an area where measured values appear when the “magnetic metal pot” is disposed immediately above the heating coil 5. In the experiment shown in FIG. 2, a signal of a frequency (for example, 23 kHz) when the “magnetic metal pot” is induction-heated to the heating coil 5 was supplied to measure the electrical characteristics.

図3は、各種の「非磁性金属鍋」が配置されて、磁気結合された加熱コイルに対して「非磁性金属鍋」を誘導加熱するときの周波数(例えば、90kHz)の信号を供給して電気的特性を測定した実験結果を示すグラフである。「非磁性金属鍋」が磁気結合した加熱コイルのインダクタンスと抵抗成分とを測定した結果、材質、形状などが異なる各種の「非磁性金属鍋」において、一定の傾向があることが理解できた。図3のグラフに示すように、一般的な銅鍋とアルミ鍋とを単純に比較した場合、電気的特性の抵抗成分[Ω]に関しては銅鍋の方が低くなっている。また、鍋底の直径のみを比較した場合、直径の小さい方が電気的特性のインダクタンス[μH]が大きくなっている。さらに、鍋底の反りに関しては、反りの大きい方がインダクタンス[μH]が大きくなり、且つ抵抗成分[Ω]が小さくなる傾向があった。但し、上記の傾向は原則的なものであり、材質、形状の他に、製造方法、鍋の厚み、用途の違いによる形状および構成の違いなどの要因により電気的特性は変化する。   FIG. 3 shows a case where various “non-magnetic metal pots” are arranged and a signal of a frequency (for example, 90 kHz) when the “non-magnetic metal pot” is induction-heated to the magnetically coupled heating coil is supplied. 5 is a graph showing an experimental result of measuring electric characteristics. As a result of measuring the inductance and the resistance component of the heating coil to which the “non-magnetic metal pot” was magnetically coupled, it was understood that there was a certain tendency in various “non-magnetic metal pots” having different materials, shapes, and the like. As shown in the graph of FIG. 3, when the general copper pan and the aluminum pan are simply compared, the copper pan has a lower electrical resistance component [Ω]. When only the diameter of the pot bottom is compared, the smaller the diameter, the larger the inductance [μH] of the electrical characteristics. Further, with respect to the warpage of the pot bottom, the larger the warpage, the larger the inductance [μH] and the smaller the resistance component [Ω]. However, the above tendency is in principle, and the electrical characteristics change due to factors such as the manufacturing method, the thickness of the pot, the difference in the shape and the configuration due to the difference in use, and the like, in addition to the material and the shape.

図3に示すグラフにおいて、インダクタンスが大きくなれば加熱コイル5に流れるコイル電流周波数の周期は大きくなる。また、抵抗成分が小さくなればコイル電流が大きくなる。従って、一般的に、被加熱物10として「非磁性金属鍋」の銅鍋が加熱コイル5上に配置された場合には、アルミ鍋が配置された場合と比較してコイル電流が大きくなる。また、被加熱物10の鍋底の直径が小さい場合には、鍋底の直径が大きいものと比較してコイル電流周波数の周期が大きくなる。   In the graph shown in FIG. 3, the cycle of the coil current frequency flowing through the heating coil 5 increases as the inductance increases. Also, as the resistance component decreases, the coil current increases. Therefore, in general, when a copper pot of “non-magnetic metal pot” is placed on the heating coil 5 as the object to be heated 10, the coil current becomes larger than when an aluminum pot is placed. Further, when the diameter of the pot bottom of the object to be heated 10 is small, the cycle of the coil current frequency becomes large as compared with the case where the diameter of the pot bottom is large.

上記のように加熱コイル5上に配置され、磁気結合した被加熱物10により加熱コイル5に関する電気的特性が大きく異なっている。実施の形態1の誘導加熱調理器においては、このような加熱コイル5における電気的特性の変化に基づいて、鍋種判定処理を行うと共に、構成部品(加熱コイル5、スイッチング素子など)を耐熱温度以下に確実に保持しつつ所望の火力を維持することができる後述するパワーダウン処理を行っている。   As described above, the electrical characteristics of the heating coil 5 are greatly different depending on the object to be heated 10 which is arranged on the heating coil 5 and magnetically coupled. In the induction heating cooker according to the first embodiment, the pot type determination process is performed based on the change in the electrical characteristics of the heating coil 5 and the components (the heating coil 5, the switching element, and the like) are set to the heat-resistant temperature. A power-down process, which will be described later, can maintain a desired thermal power while reliably holding the power below.

図4は、実施の形態1の誘導加熱装置において実行される誘導加熱動作を示すフローチャートである。ユーザが被加熱物10である調理鍋をトッププレート上の所定位置に載置して、火力、加熱時間などを設定し、調理開始の操作を行ったとき、誘導加熱動作が開始される。ステップ101においては、前述の鍋種判定処理が実行される。鍋種判定処理においては、インバータ回路4に流れる電流、素子間電圧などに基づいて、誘導加熱可能な調理鍋か、および誘導加熱可能な調理鍋であれば、調理鍋が「磁性金属鍋」であるか「非磁性金属鍋」であるかの鍋種判定を行う。   FIG. 4 is a flowchart illustrating an induction heating operation performed in the induction heating device according to the first embodiment. When the user places the cooking pot, which is the object to be heated 10, at a predetermined position on the top plate, sets the heating power, the heating time, and the like, and performs an operation of starting cooking, the induction heating operation is started. In step 101, the above-described pot type determination processing is executed. In the pot type determination process, based on the current flowing through the inverter circuit 4, the voltage between the elements, and the like, if the cooking pot is capable of induction heating, and if the cooking pot is capable of induction heating, the cooking pot is a “magnetic metal pot”. The pot type is determined whether it is a "non-magnetic metal pot".

ステップ102においては、鍋種判定処理の検知結果に基づいて、被加熱物10が「非磁性金属鍋」か、「磁性金属鍋」かを判定する。被加熱物10が「磁性金属鍋」であれば、ステップ104において、制御部9はインバータ回路4を「磁性金属鍋」のための駆動周波数にて駆動し、加熱コイル5に第1コイル電流周波数F1の電流が流れて被加熱物10が誘導加熱される。   In step 102, it is determined whether the object to be heated 10 is a “non-magnetic metal pot” or a “magnetic metal pot” based on the detection result of the pot type determination process. If the object to be heated 10 is a “magnetic metal pot”, in step 104, the control unit 9 drives the inverter circuit 4 at a drive frequency for the “magnetic metal pot”, and supplies the first coil current frequency to the heating coil 5. The electric current of F1 flows and the object to be heated 10 is induction-heated.

一方、被加熱物10が「非磁性金属鍋」であれば、ステップ103において、制御部9はインバータ回路4を「非磁性金属鍋」のための駆動周波数にて駆動し、加熱コイル5に第2コイル電流周波数F2の電流が流れて被加熱物10が誘導加熱される。「非磁性金属鍋」を誘導加熱するための第2コイル電流周波数F2は、「磁性金属鍋」を誘導加熱するための第1コイル電流周波数F1より高い周波数であり、例えば、第2コイル電流周波数F2が60kHz〜90kHzの範囲であり、第1コイル電流周波数F1が20kHz〜30kHzの範囲である(F2>F1)。   On the other hand, if the object to be heated 10 is a “non-magnetic metal pot”, the control unit 9 drives the inverter circuit 4 at the drive frequency for the “non-magnetic metal pot” in step 103, and The current of the two-coil current frequency F2 flows, and the object to be heated 10 is induction-heated. The second coil current frequency F2 for inductively heating the “non-magnetic metal pan” is a higher frequency than the first coil current frequency F1 for inductively heating the “magnetic metal pan”, for example, the second coil current frequency. F2 is in the range of 60 kHz to 90 kHz, and the first coil current frequency F1 is in the range of 20 kHz to 30 kHz (F2> F1).

ステップ103において誘導加熱を開始した後は、構成部品(加熱コイル5、スイッチング素子など)を耐熱温度以下に確実に保持しつつ所望の火力を維持するための「パワーダウン処理」が行われる(ステップ105)。なお、被加熱物10が「非磁性金属鍋」の場合は、「磁性金属鍋」の場合に比べて加熱コイル5に流れる電流が大きいので、加熱コイル5の温度の上昇も大きくなる。このため、実施の形態1の誘導加熱装置においては、鍋種判定処理の後は第1加熱出力で誘導加熱して、加熱コイルの温度上昇に対し、後述するパワーダウン処理を行う構成としている。また、加熱開始後、しばらくは低火力に設定して、鍋の中に調理物や油の量が少ない場合における鍋の温度上昇が大きいことを検知する、空焼き検知を行う構成にしてもよい。   After the induction heating is started in step 103, a "power-down process" for maintaining a desired heating power while reliably maintaining the components (the heating coil 5, the switching element, and the like) at or below the allowable temperature limit is performed (step 103). 105). In the case where the object to be heated 10 is a “non-magnetic metal pot”, the current flowing through the heating coil 5 is larger than in the case of the “magnetic metal pot”, so that the temperature of the heating coil 5 increases more. For this reason, in the induction heating apparatus of the first embodiment, after the pot type determination processing, induction heating is performed at the first heating output, and a power-down processing described later is performed for a rise in the temperature of the heating coil. In addition, after the start of heating, a low heat power may be set for a while, and a configuration may be adopted in which empty baking detection is performed to detect a large rise in the temperature of the pan when the amount of food or oil in the pan is small. .

(パワーダウン処理)
図5Aおよび図5Bは、実施の形態1の誘導加熱装置におけるパワーダウン処理を示すフローチャートである。実施の形態1の誘導加熱装置において、被加熱物10に対する加熱コイル5による誘導加熱動作が開始されると、パワーダウン処理が開始される。
(Power down processing)
5A and 5B are flowcharts showing a power down process in the induction heating device according to the first embodiment. In the induction heating device of the first embodiment, when the induction heating operation of heating target 10 by heating coil 5 is started, the power-down process is started.

パワーダウン処理が開始すると、被加熱物10と磁気結合された加熱コイル5に流れるコイル電流の周期(CYC)が検知される(ステップ201)。また、加熱開始からの所定時間が経過した後のコイル電流(IL)が検知される(ステップ202、203)。加熱開始直後の電流はふらつきがあるため、一定の時間が経過してコイル電流(IL)が安定したときに検知される。なお、コイル電流(IL)の検知は、常時行われており、所定期間、例えば30秒の間のコイル電流の平均値を用いてもよい。   When the power-down process starts, a cycle (CYC) of a coil current flowing through the heating coil 5 magnetically coupled to the object to be heated 10 is detected (step 201). Further, the coil current (IL) after a predetermined time has elapsed from the start of heating is detected (steps 202 and 203). Since the current immediately after the start of the heating has fluctuations, the current is detected when the coil current (IL) is stabilized after a certain period of time. The detection of the coil current (IL) is always performed, and an average value of the coil current during a predetermined period, for example, 30 seconds may be used.

検知された周期(CYC)およびコイル電流(IL)に基づき、非磁性金属鍋用の第1パワーダウン動作テーブルTa1が用いられて第1段階のパワーダウン処理が行われる。図6Aは、第1パワーダウン動作テーブルTa1を示す図である。なお、図6Aにおいて、「a1」、「b1」、および「c1」は周期(CYC)の具体的な数値を示すものであり、「A1」、「B1」、「C1」、「D1」はコイル電流(IL)の具体的な数値を示すものである。これらの数値は、「a1」<「b1」<「c1」、および「A1」<「B1」<「C1」<「D1」の関係を有する。   Based on the detected cycle (CYC) and coil current (IL), the first power-down process is performed using the first power-down operation table Ta1 for the non-magnetic metal pot. FIG. 6A is a diagram showing the first power-down operation table Ta1. In FIG. 6A, “a1”, “b1”, and “c1” indicate specific numerical values of the cycle (CYC), and “A1”, “B1”, “C1”, and “D1” This shows specific numerical values of the coil current (IL). These numerical values have a relationship of “a1” <“b1” <“c1” and “A1” <“B1” <“C1” <“D1”.

図6Aに示すように、検知された周期(CYC)が、周期条件として4つに分けられた第1周期ゾーン、第2周期ゾーン、第3周期ゾーン、第4周期ゾーンのいずれの周期ゾーンに該当するかが判定される。また、該当する周期ゾーンにおいて、検知されたコイル電流(IL)が5つに分けられた電流ゾーンのいずれの電流ゾーンに該当するかが判定されて、加熱出力を低減する時間(第1パワーダウン時間PD1)が決定される(ステップ204)。図6Aに示した第1パワーダウン動作テーブルTa1における、周期条件の4分割、コイル電流条件の5分割、および加熱開始からのパワーダウン時間の具体的な数値は、例示であり、本発明はこの例示に限定されるものではなく、適宜所望のパワーダウン時間となるように所望の数に分割されて、構成部品の耐熱温度を確実に維持できる適切なパワーダウン処理が行われる構成である。   As shown in FIG. 6A, the detected cycle (CYC) is assigned to any of the first, second, third, and fourth periodic zones divided into four as the periodic condition. It is determined whether this is the case. Further, in the corresponding periodic zone, it is determined which of the five divided current zones the detected coil current (IL) corresponds to, and the time for reducing the heating output (first power down) Time PD1) is determined (step 204). In the first power-down operation table Ta1 shown in FIG. 6A, the specific numerical values of the division of the period condition into four, the division of the coil current condition into five, and the power-down time from the start of heating are exemplary, and the present invention is not limited thereto. The present invention is not limited to this example, and is configured to appropriately divide the power into a desired number so as to have a desired power down time and perform an appropriate power down process that can reliably maintain the heat resistant temperature of the component.

ステップ205においては、決定された第1パワーダウン時間PD1が経過したか否かが判定される。第1パワーダウン時間PD1が経過していなければ、ステップ201に戻り、コイル電流の周期(CYC)を検知する。パワーダウン処理においては、誘導加熱中に被加熱物10である調理鍋をずらす、所謂「鍋ずらし」が生じていないかを判定するために、常時、周期(CYC)が検知されて該当する周期ゾーンの確認が行われる。   In step 205, it is determined whether the determined first power down time PD1 has elapsed. If the first power down time PD1 has not elapsed, the process returns to step 201, and the cycle (CYC) of the coil current is detected. In the power-down process, the cycle (CYC) is constantly detected and the corresponding cycle is determined in order to determine whether or not a so-called “pan shift” that shifts the cooking pot as the object to be heated 10 during the induction heating has occurred. Confirmation of the zone is performed.

第1パワーダウン時間PD1が経過していれば、第1加熱出力から第2加熱出力へ出力を低下させる処理が行われる(ステップ207)。例えば、第1パワーダウン時間PD1の経過後、2600W(第1加熱出力)から2000W(第2加熱出力)に加熱出力を低下させる。上記のステップ201からステップ206が、第1段階のパワーダウン処理となる。   If the first power down time PD1 has elapsed, a process of reducing the output from the first heating output to the second heating output is performed (Step 207). For example, after the elapse of the first power down time PD1, the heating output is reduced from 2600 W (first heating output) to 2000 W (second heating output). Steps 201 to 206 described above constitute the first stage power down processing.

次に行われる第2段階のパワーダウン処理においても、第1段階のパワーダウン処理と同様の処理が行われる。即ち、コイル電流の周期(CYC)が検知され(ステップ207)、コイル電流(IL)が検知される(ステップ208)。   In the second-stage power-down process performed next, the same process as the first-stage power-down process is performed. That is, the cycle (CYC) of the coil current is detected (Step 207), and the coil current (IL) is detected (Step 208).

ステップ209においては、検知された周期(CYC)およびコイル電流(IL)に基づき、非磁性金属鍋用の第2パワーダウン動作テーブルTa2が用いられて第2段階のパワーダウン処理が行われる。図6Bは、第2パワーダウン動作テーブルTa2を示す図である。なお、図6Bにおいて、「a2」、「b2」、および「c2」は周期(CYC)の具体的な数値を示すものであり、「A2」、「B2」、「C2」、「D2」、「E2」、「F2」、および「G2」はコイル電流(IL)の具体的な数値を示すものである。これらの数値は、「a2」<「b2」<「c2」、および「A2」<「B2」<「C2」<「D2」<「E2」<「F2」<「G2」の関係を有する。   In step 209, based on the detected cycle (CYC) and coil current (IL), a second-stage power-down process is performed using the second power-down operation table Ta2 for the non-magnetic metal pot. FIG. 6B is a diagram showing the second power-down operation table Ta2. In FIG. 6B, “a2”, “b2”, and “c2” indicate specific numerical values of the cycle (CYC), and “A2”, “B2”, “C2”, “D2”, “E2”, “F2”, and “G2” indicate specific numerical values of the coil current (IL). These numerical values have a relationship of “a2” <“b2” <“c2” and “A2” <“B2” <“C2” <“D2” <“E2” <“F2” <“G2”.

第2段階のパワーダウン処理は、第1段階のパワーダウン処理と同様に、図6Bに示す第2パワーダウン動作テーブルTa2が用いられて、加熱出力を低減する時間(第2パワーダウン時間PD2)が決定される(ステップ209)。図6Bに示した第2パワーダウン動作テーブルTa2においても、図6Aに示した第1パワーダウン動作テーブルTa1と同様に、周期条件の4分割、コイル電流条件の8分割、および加熱開始からのパワーダウン時間の具体的な数値は、例示であり、本発明はこの例示に限定されるものではなく、適宜設定される。   In the power-down process of the second stage, similarly to the power-down process of the first stage, the second power-down operation table Ta2 shown in FIG. 6B is used to reduce the heating output (second power-down time PD2). Is determined (step 209). In the second power-down operation table Ta2 shown in FIG. 6B, similarly to the first power-down operation table Ta1 shown in FIG. 6A, the period condition is divided into four, the coil current condition is divided into eight, and the power from the start of heating is calculated. The specific numerical value of the down time is an example, and the present invention is not limited to this example and is set as appropriate.

第2パワーダウン動作テーブルTa2を用いて決定された第2パワーダウン時間PD2が経過していれば、第2加熱出力から第3加熱出力へ出力を低下させる(図5Bのステップ211参照)。例えば、第2パワーダウン時間PD2(加熱開始から最大で10分)が経過したとき、2000W(第2加熱出力)から1800W(第3加熱出力)に加熱出力を低下させる。図5Aおよび図5Bに示したフローチャートにおけるステップ207からステップ211が、第2段階のパワーダウン処理となる。   If the second power-down time PD2 determined using the second power-down operation table Ta2 has elapsed, the output is reduced from the second heating output to the third heating output (see step 211 in FIG. 5B). For example, when the second power-down time PD2 (up to 10 minutes from the start of heating) has elapsed, the heating output is reduced from 2000 W (second heating output) to 1800 W (third heating output). Steps 207 to 211 in the flowcharts shown in FIGS. 5A and 5B are the second stage power down processing.

第2段階のパワーダウン処理が完了した後は、当該誘導加熱調理器における加熱コイル5の立ち上がり動作が完了し、設定された火力に到達したとして、通常のパワー調整処理が実行される。パワー調整処理においては、ステップ212において検出されたコイル電流(IL)がパワーダウン閾値を越えていれば所定パワー(例えば、100W)だけ下げるように加熱出力のパワーダウン調整が行われる。一方、検出されたコイル電流(IL)がパワーアップ閾値を下回っていれば所定パワー(例えば、100W)だけ上げるように、加熱出力のパワーアップ調整が行われる(図5Bのステップ213参照)。   After the completion of the power-down process of the second stage, it is determined that the heating operation of the heating coil 5 in the induction heating cooker has been completed and the set heating power has been reached, and a normal power adjustment process is performed. In the power adjustment process, if the coil current (IL) detected in step 212 exceeds the power down threshold, power down adjustment of the heating output is performed so as to decrease by a predetermined power (for example, 100 W). On the other hand, if the detected coil current (IL) is below the power-up threshold, power-up adjustment of the heating output is performed so as to increase by a predetermined power (for example, 100 W) (see step 213 in FIG. 5B).

上記のように、誘導加熱動作において所定温度に維持されるパワー調整処理が実行されている状況で加熱終了の指令が生じたとき、例えば、ユーザが設定した調理時間が終了したとき、またはユーザが当該加熱調理を終了させる操作を行ったとき、当該誘導加熱動作は終了する。   As described above, when the heating end command is issued in a situation where the power adjustment process that maintains the predetermined temperature in the induction heating operation is performed, for example, when the cooking time set by the user ends, or when the user When the operation for ending the heating cooking is performed, the induction heating operation ends.

上記の誘導加熱動作におけるパワーダウン処理およびパワー調整処理において用いられるコイル電流(IL)としては、所定期間(例えば、30秒の期間)の間に検出された電流値の平均値を用いてもよい。また、コイル電流(IL)としては、加熱出力が大きく変わった直後は電流がふらつくため、加熱出力の変更直後から所定期間(例えば、5秒)のコイル電流を検知対象から外してもよい。   As the coil current (IL) used in the power down process and the power adjustment process in the induction heating operation, an average value of current values detected during a predetermined period (for example, a period of 30 seconds) may be used. . Further, as the coil current (IL), the current fluctuates immediately after the heating output largely changes, so that the coil current for a predetermined period (for example, 5 seconds) may be excluded from the detection target immediately after the heating output is changed.

図7は、実施の形態1の誘導加熱調理器において、第1段階と第2段階のパワーダウン処理、およびパワー調整処理における周期(CYC)、加熱出力(消費電力)、コイル温度、およびコンデンサ温度の推移を示すグラフである。図7に示すように、インバータ回路4から電流が供給される加熱コイル5およびコンデンサの温度は、それぞれの耐熱温度以下に維持されると共に、耐熱温度までの温度差を構成部品の安全性を確保できる温度限界近くの温度帯に維持することが可能となる。   FIG. 7 shows the cycle (CYC), heating output (power consumption), coil temperature, and capacitor temperature in the first and second stages of the power-down process and the power adjustment process in the induction heating cooker according to the first embodiment. 5 is a graph showing the transition of. As shown in FIG. 7, the temperatures of the heating coil 5 and the capacitor to which the current is supplied from the inverter circuit 4 are maintained at or below the respective heat-resistant temperatures, and the temperature difference up to the heat-resistant temperature is used to ensure the safety of the components. It is possible to maintain a temperature zone near the temperature limit that can be achieved.

なお、実施の形態1の誘導加熱調理器において、制御部9は、被加熱物10がアルミニウムまたは銅を含む低抵抗であり、透磁率が小さい金属であるとき、加熱コイル5の電気的特性に応じて、加熱コイル5における加熱出力を段階的に制御し、各段階の継続時間を制御するよう構成した例で説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、変形例の誘導加熱調理器としては、被加熱物10が鉄またはステンレスを含む高抵抗金属であり、透磁率が大きい被加熱物(鍋)10の場合であっても、被加熱物10の形状(寸法)、若しくは加熱コイルに対する被加熱物10の配置(位置ずれ)により構成部品温度が高くなる場合には、実施の形態1において説明したパワーダウン処理と同様の処理を行う構成としてもよい。   In the induction heating cooker according to the first embodiment, when the object to be heated 10 is a metal having a low resistance including aluminum or copper and a low magnetic permeability, the control unit 9 determines the electrical characteristics of the heating coil 5. Accordingly, an example has been described in which the heating output of the heating coil 5 is controlled stepwise and the duration of each step is controlled, but the present invention is not limited to such a configuration. For example, as a modification of the induction heating cooker, even when the object to be heated 10 is a high resistance metal including iron or stainless steel and has a high magnetic permeability, the object to be heated 10 In the case where the component temperature increases due to the shape (dimensions) of the object or the arrangement (positional deviation) of the object to be heated 10 with respect to the heating coil, a configuration similar to the power down process described in the first embodiment may be adopted. Good.

上記のように、実施の形態1の誘導加熱調理器は、負荷である被加熱物10が載置されたトッププレートの直下の加熱コイル5に流れるコイル電流の周期と電流値、即ち被加熱物10が磁気結合した加熱コイルの電気的特性に応じて、加熱開始からの加熱出力に対するパワーダウン処理を段階的に行い、各段階における加熱出力の継続時間を制御している。このようにパワーダウン処理を段階的に行い、各段階における加熱出力の継続時間を制御することにより、誘導加熱動作において、加熱コイルやコンデンサなどの構成部品に対する温度管理を適切に行うことが可能となる。   As described above, the induction heating cooker according to the first embodiment includes the cycle and current value of the coil current flowing through the heating coil 5 immediately below the top plate on which the object to be heated 10 is placed, that is, the object to be heated. In accordance with the electrical characteristics of the magnetically-coupled heating coil, power-down processing for the heating output from the start of heating is performed stepwise, and the duration of the heating output in each stage is controlled. In this way, by performing the power-down process stepwise and controlling the duration of the heating output in each step, it is possible to appropriately perform temperature control on components such as the heating coil and the capacitor in the induction heating operation. Become.

本発明の誘導加熱調理器は、実施の形態1において説明したように、負荷である被加熱物が磁気結合した加熱コイルの電気的特性(例えば、抵抗成分、インダクタンスを含む)に応じて加熱開始からの加熱出力を段階的に制御する構成であると共に、各段階の継続時間に関しても被加熱物が磁気結合した加熱コイルの電気的特性に応じて制御する構成を有している。このように本発明の誘導加熱調理器においては、加熱開始からの加熱出力を負荷に応じて段階的に制御し、且つ各段階の加熱出力の継続時間を制御する構成を有している。この結果、本発明の誘導加熱調理器は、誘導加熱動作において、インバータ回路からの電流が入力される加熱コイルやコンデンサなどの構成部品に対する温度管理を適切に行うことが可能となり、安全性、信頼性および効率性の高い調理器具を構築することができる。   As described in the first embodiment, the induction heating cooker according to the present invention starts heating in accordance with the electrical characteristics (including, for example, the resistance component and the inductance) of the heating coil to which the object to be heated is magnetically coupled. The heating output from the heater is controlled stepwise, and the duration of each step is controlled according to the electrical characteristics of the heating coil to which the object to be heated is magnetically coupled. As described above, the induction heating cooker of the present invention has a configuration in which the heating output from the start of heating is controlled stepwise according to the load, and the duration of the heating output in each step is controlled. As a result, in the induction heating cooker of the present invention, in the induction heating operation, it is possible to appropriately perform temperature management for components such as a heating coil and a capacitor to which a current from the inverter circuit is input, and to achieve safety and reliability. A highly efficient and efficient cooking utensil can be constructed.

本発明をある程度の詳細さをもって実施形態において説明したが、この構成は例示であり、実施形態の開示内容は構成の細部において変化してしかるべきものである。本発明においては、実施形態および変形例における要素の置換、組合せ、および順序の変更は請求された本発明の範囲及び思想を逸脱することなく実現し得るものである。   Although the present invention has been described in some embodiments with some detail, this configuration is exemplary and the disclosed content of the embodiments should vary in the details of the configuration. In the present invention, the replacement, combination, and change of the order of the elements in the embodiments and the modified examples can be realized without departing from the scope and spirit of the claimed invention.

本発明の誘導加熱調理器は、安全性、信頼性および効率性の高い調理器具を構築することができため、市場価値が高い調理器具となる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The induction heating cooker of the present invention can construct a safe, reliable, and efficient cookware, and thus has high market value.

1 交流電源
2 整流回路
3 平滑回路
4 インバータ回路
5 加熱コイル
6 コイル電流検知部
7 周期検知部
8 鍋種判定部
9 制御部
10 被加熱物
REFERENCE SIGNS LIST 1 AC power supply 2 Rectifier circuit 3 Smoothing circuit 4 Inverter circuit 5 Heating coil 6 Coil current detection unit 7 Period detection unit 8 Pot type determination unit 9 Control unit 10 Heated object

Claims (6)

高周波電流が流れて被加熱物を誘導加熱する加熱コイル、
前記加熱コイルに高周波電流を供給するインバータ回路、および
前記インバータ回路を駆動制御する制御部、を備えた誘導加熱調理器であって、
被加熱物に応じて変化する前記加熱コイルの電気的特性に応じて、前記加熱コイルにおける加熱出力が段階的に制御されると共に、各段階の継続時間が制御されるよう構成された誘導加熱調理器。
A heating coil through which a high-frequency current flows to inductively heat the object to be heated;
An inverter circuit that supplies a high-frequency current to the heating coil, and a control unit that drives and controls the inverter circuit,
Induction heating cooking in which the heating output of the heating coil is controlled in a stepwise manner and the duration of each step is controlled in accordance with the electrical characteristics of the heating coil that varies according to the object to be heated. vessel.
前記制御部は、被加熱物に応じて変化する前記加熱コイルのインダクタンスに応じて、前記加熱コイルにおける加熱出力を段階的に制御すると共に、各段階の継続時間を制御するよう構成された、請求項1に記載の誘導加熱調理器。   The control unit is configured to control a heating output in the heating coil in a stepwise manner and to control a duration of each step in accordance with an inductance of the heating coil that changes according to an object to be heated. Item 2. An induction heating cooker according to Item 1. 前記制御部は、被加熱物に応じて変化する前記加熱コイルの抵抗成分に応じて、前記加熱コイルにおける加熱出力を段階的に制御すると共に、各段階の継続時間を制御するよう構成された、請求項1または2に記載の誘導加熱調理器。   The control unit is configured to control the heating output in the heating coil in a stepwise manner according to a resistance component of the heating coil that changes in accordance with an object to be heated, and to control the duration of each step. The induction heating cooker according to claim 1. 被加熱物に対する誘導加熱において前記加熱コイルに流れるコイル電流を検知するコイル電流検知部を備え、
前記制御部は、前記コイル電流検知部で検知されたコイル電流に基づいて、前記加熱コイルにおける加熱出力を段階的に制御すると共に、各段階の継続時間を制御するよう構成された、請求項1に記載の誘導加熱調理器。
A coil current detection unit that detects a coil current flowing through the heating coil during induction heating of the object to be heated,
The control unit is configured to control a heating output of the heating coil in a stepwise manner based on a coil current detected by the coil current detection unit and to control a duration of each step. 2. The induction heating cooker according to 1 ..
被加熱物に対する誘導加熱において前記加熱コイルに流れるコイル電流の周期を検知する周期検知部を備え、
前記制御部は、前記周期検知部で検知された周期に基づいて、前記加熱コイルにおける加熱出力を段階的に制御するよう構成された、請求項1または4に記載の誘導加熱調理器。
In the induction heating for the object to be heated, a period detecting unit that detects a period of a coil current flowing through the heating coil,
The induction heating cooker according to claim 1, wherein the control unit is configured to control a heating output of the heating coil in a stepwise manner based on a cycle detected by the cycle detection unit.
前記制御部は、被加熱物がアルミニウムまたは銅を含む非磁性金属で構成されているとき、前記加熱コイルの電気的特性に応じて、前記加熱コイルにおける加熱出力を段階的に制御し、各段階の継続時間を制御するよう構成された、請求項1から5のいずれか一項に記載の誘導加熱調理器。   When the object to be heated is made of a non-magnetic metal including aluminum or copper, the control unit controls the heating output of the heating coil in a stepwise manner according to the electrical characteristics of the heating coil. The induction heating cooker according to any one of claims 1 to 5, wherein the induction cooker is configured to control a duration of the heating.
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