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JPH05275167A - Microwave oven and its active load matching system - Google Patents

Microwave oven and its active load matching system

Info

Publication number
JPH05275167A
JPH05275167A JP4065829A JP6582992A JPH05275167A JP H05275167 A JPH05275167 A JP H05275167A JP 4065829 A JP4065829 A JP 4065829A JP 6582992 A JP6582992 A JP 6582992A JP H05275167 A JPH05275167 A JP H05275167A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stub
waveguide
microwave oven
cooking
electric field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP4065829A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Minagawa
弘 皆川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP4065829A priority Critical patent/JPH05275167A/en
Priority to CA002087638A priority patent/CA2087638C/en
Priority to KR1019930000802A priority patent/KR960001673B1/en
Priority to US08/006,959 priority patent/US5347108A/en
Priority to EP93101006A priority patent/EP0552807B1/en
Priority to AU31985/93A priority patent/AU657032B2/en
Priority to DE69306002T priority patent/DE69306002T2/en
Publication of JPH05275167A publication Critical patent/JPH05275167A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
  • Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make active load matching of a microwave oven by moving vertically a stab installed on the wall surface of a waveguide tube. CONSTITUTION:A recess 3-1 is provided at the wall surface of a waveguide tube 3. The lower part of a stab 5 intrudes in this recess 3-1, and a stab shaft 6 contacts a motor cam 9. The position of the stab 5 is sensed by a stab basic position sensing switch 10, and the data therefrom and the data given by an electric field sensor 11 are passed to a logic calculation control circuit 15. A motor drive circuit 18 rotates a motor 8 in accordance with the result from calculation, and the stab position is adjusted so that the output maximizes.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子レンジの能動負荷
制御装置およびそのシステムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active load control device for a microwave oven and its system.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子レンジの加熱室内の食品負荷の大小
と位置により加熱室側のインピーダンスが変動しても、
マグネトロンと食品負荷とのインピーダンス整合を良好
に維持するために、導波管内部のマイクロ波反射電力を
低減すべくインピーダンス整合用リフレクタを調整する
従来例としては、実開昭61−100897,特開昭5
6−160792等に開示されている。また、食品の重
量や加熱設定時間プログラム内容により、スタブや金属
リフレクタを移動させインピーダンス制御する従来例と
しては、実公平1−25513,特開昭55−8828
9等に開示されている。いずれも導波管の壁面はほぼ平
坦である。
2. Description of the Related Art Even if the impedance of the heating chamber varies depending on the size and position of the food load in the heating chamber of the microwave oven,
As a conventional example of adjusting the impedance matching reflector to reduce the microwave reflected power inside the waveguide in order to maintain good impedance matching between the magnetron and the food load, see Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-100897. Sho 5
6-160792 and the like. Further, as a conventional example in which impedance is controlled by moving a stub or a metal reflector according to the weight of food and the program content of a heating set time, Japanese Utility Model Publication 1-25513, JP-A-55-8828.
9 and the like. In both cases, the wall surface of the waveguide is almost flat.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】食品からの反射電力を
低減すべく、スタブやリフレクタのようなインピーダン
ス整合用ディバイスの位置を逐次制御,調整することに
より、マイクロ波電力効率のよい動作が期待できるが、
インピーダンス整合ディバイスとなる金属部品をマイク
ロ波の電界の強い導波管内部に挿入しその位置を制御す
ることは、従来より放電,およびマイクロ波漏洩の問題
を解決しなければならなかった。
In order to reduce the reflected power from food, it is possible to expect a microwave power efficient operation by successively controlling and adjusting the position of the impedance matching device such as a stub or a reflector. But,
Inserting a metal part, which serves as an impedance matching device, inside a waveguide having a strong microwave electric field and controlling the position thereof has conventionally required solving the problems of discharge and microwave leakage.

【0004】また、これらの問題を解決し大量生産され
る電子レンジにインピーダンス整合システムを採用する
ためには、以下の問題がある。
Further, in order to solve these problems and adopt an impedance matching system in a mass-produced microwave oven, there are the following problems.

【0005】まず、製造段階では、インピーダンス整合
ディバイスの構造,部材の構成,また、その調整領域の
適正化を図り、かつ導波管内部における放電に対する対
処を行ない、大量生産における組立ての合理性が必要で
ある。
First, in the manufacturing stage, the structure of the impedance matching device, the structure of the members, and the adjustment region thereof are optimized, and the discharge inside the waveguide is dealt with, so that the rationality of assembly in mass production is improved. is necessary.

【0006】調理運転開始スタート直後においては、加
熱室内の食品負荷の情報は得られていないが、何らかの
運転初期インピーダンスモードを決めておく必要があ
る。
Immediately after the start of the cooking operation, information on the food load in the heating chamber is not obtained, but it is necessary to determine some kind of initial impedance mode of operation.

【0007】食品軽負荷調理においては、通常調理加熱
時間は短いが、電界センサや重量センサで加熱室内の食
品情報を検出するために数秒から十数秒の時間経過が必
要である。この時間の運転加熱モードは、軽負荷食品の
加熱効率に大きく影響するため、比較的大きい負荷の場
合と分ける配慮が必要である。
In light-duty food cooking, the cooking and heating time is usually short, but it takes several seconds to ten and several seconds to detect food information in the heating chamber by the electric field sensor or the weight sensor. Since the operating heating mode during this time has a great influence on the heating efficiency of lightly loaded foods, it is necessary to consider it separately from the case of relatively heavy loading.

【0008】食品の調理前と調理途中の温度変化、また
は水蒸気飛散による重量変化等によりインピーダンスの
変化が予測されるため、これを適宜検知補正することが
必要である。
Since a change in impedance is predicted due to a change in temperature before and during cooking of food or a change in weight due to water vapor scattering, it is necessary to appropriately detect and correct this.

【0009】インピーダンス整合のため導波管内にスタ
ブを設けるときは、スタブ制御機構部品のコストを安く
する必要がある。
When providing a stub in the waveguide for impedance matching, it is necessary to reduce the cost of the stub control mechanism component.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明による電子レンジ
は以下のような構造とした。
The microwave oven according to the present invention has the following structure.

【0011】加熱室壁面を含むマイクロウェーブの経路
に設けられた電界センサと、導波管壁面に挿入されたス
タブ軸に支持されその挿入の程度によりインピーダンス
を整合するスタブと、スタブの挿入の程度を調整する制
御手段とを備え、スタブはそれが導波管壁に最も接近す
る部分において導波管の外方に張出した凹部に取付けら
れているようにした。
An electric field sensor provided in the microwave path including the wall surface of the heating chamber, a stub supported by a stub shaft inserted in the wall surface of the waveguide and matching impedance depending on the insertion degree, and a degree of insertion of the stub And a control means for adjusting the stub so that the stub is mounted in a recess extending outwardly of the waveguide at a portion closest to the waveguide wall.

【0012】また、導波管の壁面に取付けられる導波管
内に出入自在のスタブ軸とスタブとの組合された部品を
導波管内に取付けるための開口を導波管壁に設けた。
Further, the waveguide wall is provided with an opening for mounting a component in which the stub and the stub, which can be inserted into and removed from the waveguide mounted on the wall surface of the waveguide, are mounted in the waveguide.

【0013】本発明による能動負荷制御システムは以下
のようにされている。調理運転開始初期時点におけるス
タブの基本位置は、食品の軽負荷相当の負荷が加熱室の
底部のほぼ中央に置かれたとき、インピーダンスがマグ
ネトロンの最大出力となる領域とし、設定された調理プ
ログラムの内容,電界センサの出力レベル,食品重量等
のデータが認識された後、制御されるべき位置にスタブ
が移動されるようにした。
The active load control system according to the present invention is as follows. The basic position of the stub at the beginning of the cooking operation is the region where the impedance becomes the maximum output of the magnetron when a load equivalent to a light load of food is placed almost in the center of the bottom of the heating chamber. After the contents, the output level of the electric field sensor, the food weight, and other data were recognized, the stub was moved to the position to be controlled.

【0014】また、設定された調理運転時間が所定の時
間より短い場合はスタブの移動によるインピーダンス制
御は行なわず、設定された調理運転時間が所定の時間よ
り長い場合は調理運転開始直後マグネトロン動作が安定
する時点より、スタブ位置を少なくとも半周期以上スイ
ープさせ、同時に電界センサの検知出力の最小値が得ら
れるスタブの位置情報を演算した後、スタブの位置を演
算された電界センサ出力最小位置に移動させる制御手段
を設けた。
Further, when the set cooking operation time is shorter than the predetermined time, impedance control by moving the stub is not performed, and when the set cooking operation time is longer than the predetermined time, the magnetron operation is performed immediately after the start of the cooking operation. From the point of stabilization, sweep the stub position for at least half a cycle or more, and at the same time calculate the position information of the stub that gives the minimum value of the electric field sensor detection output, then move the stub position to the calculated electric field sensor output minimum position. A control means is provided for the control.

【0015】さらに食品の調理運転のために設定された
調理メニューと調理時間により、運転開始後調理終了ま
で、食品の仕上がり状態に応じてスタブの位置制御を行
なうようにした。
Further, according to the cooking menu and the cooking time set for the cooking operation of the food, the position control of the stub is performed according to the finished state of the food from the start of the operation until the end of the cooking.

【0016】なお、スタブの位置制御手段には、駆動源
として単一方向回転するシンクロナスモータとカムを使
用した。
The stub position control means used a unidirectional rotating synchronous motor and a cam as a drive source.

【0017】[0017]

【作用】スタブと導波管壁面が最も接近する部分は、導
波管壁面より外部に張出した凹部を設けてあるから、マ
イクロ波電界の影響を弱め放電を防止する。
In the portion where the stub and the wall surface of the waveguide are closest to each other, since the concave portion protruding outward from the wall surface of the waveguide is provided, the influence of the microwave electric field is weakened and the discharge is prevented.

【0018】スタブとスタブ軸との組合品を導波管の所
定の位置に挿入するための開口を、たとえば開口と対向
する導波管壁面に設け、導波管への取付けを簡易化する
ことができる。
An opening for inserting the combination product of the stub and the stub shaft into a predetermined position of the waveguide is provided, for example, on the wall surface of the waveguide opposite to the opening, to simplify the attachment to the waveguide. You can

【0019】調理運転開始後の運転加熱モードとして、
予め食品の軽負荷を最適インピーダンスとして設定して
おくことにより、軽負荷食品に対する加熱効率のよい電
子レンジが提供できる。
As the operation heating mode after starting the cooking operation,
By setting the light load of the food as the optimum impedance in advance, it is possible to provide a microwave oven with good heating efficiency for the light load food.

【0020】調理運転開始後スタブが軽負荷設定である
基本位置に移動した後、入力設定されたプログラムの時
間が所定の時間、たとえば約30秒以上である場合、ス
タブ位置を移動スイープすることにより、負荷に対する
最適位置を短時間で検知し、速やかにその位置にスタブ
を移動させることができる。スタブの最適位置は、スタ
ブの挿入範囲におけるインピーダンス整合の状況を、マ
グネトロンアンテナから適切な距離の導波管壁面に設け
た電界センサにより電界を監視することにより行なうこ
とができる。
After the stub is moved to the basic position where the light load is set after the cooking operation is started, if the program time set as the input is a predetermined time, for example, about 30 seconds or more, the stub position is moved and swept. The optimum position for the load can be detected in a short time, and the stub can be quickly moved to that position. The optimum position of the stub can be determined by monitoring the electric field for the impedance matching condition in the insertion range of the stub by an electric field sensor provided on the wall surface of the waveguide at an appropriate distance from the magnetron antenna.

【0021】調理運転開始時点で入力されている食品調
理プログラムの中で、食品の仕上がりが比較的高温度、
たとえば約80℃以上となることを期待されている場
合、また、食品仕上りの時点で形状が初期の形より大き
く変わることが予測されるプログラムの場合、または、
重量センサ等の検知手段で得られた食品情報との関連よ
り、負荷となる食品の量に比べマグネトロン運転時間が
長い場合、調理終了までの運転時間の途中経過におい
て、定期的または適宜スタブ位置をスイープすることに
より、負荷に対する最適位置を検知し、速やかにその位
置にスタブを移動させることができる。
In the food cooking program entered at the start of the cooking operation, the finish of the food is relatively high,
For example, if the program is expected to reach a temperature of about 80 ° C or higher, or if the program predicts that the shape will change significantly from the initial shape at the time of food finishing, or
If the magnetron operating time is longer than the amount of food that is a load due to the relationship with the food information obtained by detection means such as a weight sensor, the stub position should be changed periodically or as appropriate during the middle of the operating time until the end of cooking. By sweeping, the optimum position for the load can be detected, and the stub can be moved to that position quickly.

【0022】[0022]

【実施例】図1は、本発明の一実施例を設けた電子レン
ジの要部断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a sectional view of the essential part of a microwave oven in which an embodiment of the present invention is provided.

【0023】電子レンジの外箱(図示されない)の内部
にはマグネトロン1が設けられ、そのアンテナ2は導波
管3の内部にマイクロ波を輻射する。導波管3は、電子
レンジ内部の加熱室の壁面19の給電開口カバー4で覆
われた開口部から、加熱室内にマイクロ波を輻射する。
A magnetron 1 is provided inside an outer box (not shown) of the microwave oven, and an antenna 2 of the magnetron radiates a microwave into a waveguide 3. The waveguide 3 radiates microwaves into the heating chamber from the opening covered with the power feeding opening cover 4 on the wall surface 19 of the heating chamber inside the microwave oven.

【0024】導波管3の壁面には凹部3−1と電界セン
サ11とが設けられ、凹部3−1には、それに嵌入する
誘電体性のスタブ軸6に取付けられたスタブ5が設けら
れている。スタブ軸6は外側に張出した凹部3−1の底
壁の軸受部に上下自在に挿入され、その先端はスプリン
グ7により、モータ8により駆動されるカム9に常に圧
着している。カム9の外周にはスタブ基本位置検知スイ
ッチ10が接している。スタブ基本位置検知スイッチ1
0と電界センサ11の出力は、制御回路20に送られ
る。
A recess 3-1 and an electric field sensor 11 are provided on the wall surface of the waveguide 3, and a stub 5 attached to a dielectric stub shaft 6 fitted therein is provided in the recess 3-1. ing. The stub shaft 6 is vertically inserted into a bearing portion of the bottom wall of the recessed portion 3-1 extending outward, and its tip is constantly pressed by a spring 7 to a cam 9 driven by a motor 8. The stub basic position detection switch 10 is in contact with the outer periphery of the cam 9. Stub basic position detection switch 1
0 and the output of the electric field sensor 11 are sent to the control circuit 20.

【0025】なお、電界センサの取付位置は、図1にお
いては導波管壁面であるが、加熱室壁面であってもよ
い。実験的に求められる反射波電界の影響を受けやすい
場所に設ける。
The mounting position of the electric field sensor is the wall surface of the waveguide in FIG. 1, but it may be the wall surface of the heating chamber. It is installed in a place that is easily affected by the reflected wave electric field that is experimentally obtained.

【0026】制御回路20は、A/Dコンバータ14,
ロジック演算制御回路15,メモリ16,タイミング回
路17,モータ駆動回路18等よりなり、図のように接
続されている。制御回路20の動作は後述される。ま
た、導波管3の壁面でスタブ5に対向する面にスタブ組
品挿入用開口12が設けられている。導波管壁面の適当
な部分に、たとえば導波管壁を内側に膨ませた固定スタ
ブ13が設けられている。
The control circuit 20 includes an A / D converter 14,
It is composed of a logic operation control circuit 15, a memory 16, a timing circuit 17, a motor drive circuit 18, etc., and is connected as shown in the figure. The operation of the control circuit 20 will be described later. A stub assembly insertion opening 12 is provided on the surface of the waveguide 3 that faces the stub 5 on the wall surface. A fixed stub 13 is provided at an appropriate portion of the waveguide wall surface, for example, by swelling the waveguide wall inward.

【0027】インピーダンス整合用のスタブ5は非磁性
体金属であり、たとえば直径11mm,長さ15mmの
アルミまたは銅合金を、セラミック等の低誘電率誘電体
材料よりなるスタブ軸6の先端に固着させている。スタ
ブ最下点において導波管壁面の接近部分との放電を防ぐ
ために、スタブ5の径より約8mm程度大きい内径約2
0mm,深さ約8mm程度の凹部3−1を導波管壁面外
に張出して設け、その凹部3−1にスタブ5の一部が収
納される構造となっている。
The impedance matching stub 5 is a non-magnetic metal, for example, aluminum or copper alloy having a diameter of 11 mm and a length of 15 mm is fixed to the tip of a stub shaft 6 made of a low dielectric constant dielectric material such as ceramic. ing. At the lowest point of the stub, an inner diameter of about 2 mm, which is about 8 mm larger than the diameter of the stub 5, is provided in order to prevent discharge from the approaching portion of the waveguide wall surface.
A recess 3-1 having a depth of 0 mm and a depth of about 8 mm is provided so as to project outside the waveguide wall surface, and a part of the stub 5 is housed in the recess 3-1.

【0028】スタブ5とスタブ軸6との組品の所定位置
に対向する導波管3の壁面には、スタブ組品挿入用開口
12が開けられている。開口の寸法は、スタブ5とスタ
ブ軸6の組合せのサイズにより決まるが、たとえば、マ
イクロ波漏洩を防ぐために設ける周囲の縁の高さの限度
より、内径12mm程度としその縁12−1の高さは3
mmとする。開口12には、その他適宜マイクロ波の漏
洩を防ぐ手段を設けることができる。
A stub assembly insertion opening 12 is formed in the wall surface of the waveguide 3 facing the predetermined position of the assembly of the stub 5 and the stub shaft 6. The size of the opening is determined by the size of the combination of the stub 5 and the stub shaft 6, but for example, the inner diameter is about 12 mm and the height of the edge 12-1 is higher than the height of the peripheral edge provided to prevent microwave leakage. Is 3
mm. The opening 12 may be provided with other appropriate means for preventing microwave leakage.

【0029】モータカム9はたとえば約4秒程度で1回
転するものとし、スタブ5の基本位置は、モータカム9
に接しているスタブ基本位置検知スイッチ10により検
出される。
The motor cam 9 is assumed to rotate once in about 4 seconds, and the basic position of the stub 5 is the motor cam 9
It is detected by the stub basic position detection switch 10 which is in contact with.

【0030】スタブ5駆動用のモータ8はAC電源シン
クロナスモータを採用し、図示されていない本体の制御
部より、本体のAC電源とこのシステムの制御回路20
を分離するために、たとえば、フォトトライアックのよ
うなフォトカプラスイッチング素子やリレーを用いてO
N−OFF制御される。前述のように、スタブ基本位置
検知スイッチ10と電界センサ11は、それぞれ制御回
路20に信号を送っている。
An AC power supply synchronous motor is adopted as a motor 8 for driving the stub 5, and an AC power supply of the main body and a control circuit 20 of this system are controlled by a control unit of the main body (not shown).
In order to separate the two, for example, a photo coupler switching element such as a photo triac or a relay is used.
N-OFF control is performed. As described above, the stub basic position detection switch 10 and the electric field sensor 11 each send a signal to the control circuit 20.

【0031】その他の電子レンジ本来の回路構成は従来
と同様である。スタブ5の基本位置(スタブの最下位
点)において、水負荷300cc程度の軽負荷が、たと
えば、ターンテーブルトレイ中心に置かれたときに、加
熱室インピーダンスがマグネトロン出力最大領域となる
ように調整するために、固定スタブ13が設けられる場
合がある。この固定スタブ13は、金属突起を固着させ
る方法と、図のように導波管の壁面に突部を設けること
により構成する方法がある。
Other original circuit configurations of the microwave oven are the same as the conventional one. At the basic position of the stub 5 (the lowest point of the stub), when a light load of about 300 cc of water load is placed in the center of the turntable tray, the heating chamber impedance is adjusted to be the maximum magnetron output region. Therefore, the fixed stub 13 may be provided. The fixing stub 13 has a method of fixing a metal projection and a method of forming a projection on the wall surface of the waveguide as shown in the figure.

【0032】スタブ5の挿入量を制御するためのデータ
を得るため、導波管内部反射波電界を検出する電界セン
サ11は、マグネトロン1のアンテナ2から約λg/4
(λg:導波管管内波長)の距離に設けた開口11−1
より漏洩するマイクロ波を電界センサ11のアンテナで
感知し、高周波ダイオードで検波、高周波キャパシタで
平滑し、ローパスフィルタでマイクロ波ノイズを除去す
る一般的な高周波検波回路により得られたDC脈流電圧
を出力とし、商用電源の電圧ゼロクロスポイントから約
4msecから4.5msec遅れたタイミングで、A
/Dコンバータ14により変換された反射波レベルのデ
ータを、ロジック演算制御回路15に送る。
In order to obtain data for controlling the insertion amount of the stub 5, the electric field sensor 11 for detecting the electric field of the reflected wave inside the waveguide is about λg / 4 from the antenna 2 of the magnetron 1.
An opening 11-1 provided at a distance of (λg: wavelength in the waveguide)
The more leaked microwave is detected by the antenna of the electric field sensor 11, detected by the high frequency diode, smoothed by the high frequency capacitor, and the DC pulsating voltage obtained by the general high frequency detection circuit for removing the microwave noise by the low pass filter. Output, and at the timing about 4 msec to 4.5 msec delayed from the voltage zero cross point of the commercial power supply, A
The reflected wave level data converted by the / D converter 14 is sent to the logic operation control circuit 15.

【0033】ロジック演算制御回路15では、後述の図
3に示されるモータカム制御のフローチャートに基づく
制御信号をモータ駆動回路18に送出し、調理運転スタ
ート後のスタブ5の位置を設定する。必要なデータはメ
モリ16に記憶され、タイミングはタイミング回路17
により与えられる。
The logic operation control circuit 15 sends a control signal based on a motor cam control flow chart shown in FIG. 3 described later to the motor drive circuit 18 to set the position of the stub 5 after the start of the cooking operation. The necessary data is stored in the memory 16, and the timing is the timing circuit 17
Given by.

【0034】図2は、スタブ5をその基本位置(スタブ
最下点)から上昇させ、導波管内部にスタブ5を挿入し
たときの加熱室インピーダンスの変化範囲をスミスチャ
ート上で説明している。
FIG. 2 illustrates, on the Smith chart, the variation range of the heating chamber impedance when the stub 5 is raised from its basic position (bottom point of the stub) and the stub 5 is inserted inside the waveguide. .

【0035】スタブ5の基本位置としては、電子レンジ
運転時の加熱室内負荷が小さく(約300cc〜500
cc水負荷相当)、ターンテーブルトレイの中央部に置
かれたときに、最適インピーダンスとなるように、すな
わち加熱室のインピーダンスが図2のスミスチャートに
おいて、太い破線(a)の“・”で示すように最大出力
が得られる領域となるように、スタブ5が挿入された状
態を基準とする。
As the basic position of the stub 5, the load on the heating chamber during the operation of the microwave oven is small (about 300 cc to 500 cc).
cc water load), so that the impedance becomes optimum when placed in the center of the turntable tray, that is, the impedance of the heating chamber is indicated by a thick broken line (a) “•” in the Smith chart of FIG. The state in which the stub 5 is inserted so that the maximum output can be obtained is used as a reference.

【0036】加熱室内部の負荷が大きくなると、図2の
太い破線(b)で示すように、スタブ5挿入によるイン
ピーダンス変化範囲が変化し、スタブ5の最適位置は2
000cc水負荷の場合では、最上点に近い状況とな
り、導波管内部の反射波電界を検知する電界センサ11
の出力もこのとき小さい値を示す。加熱室に負荷がない
状態では、導波管内部の反射電界が高く、スミスチャー
ト上におけるインピーダンスの状況も図2に示す太い破
線(c)のような状況となる。
When the load inside the heating chamber increases, the impedance change range due to the insertion of the stub 5 changes as shown by the thick broken line (b) in FIG. 2, and the optimum position of the stub 5 is 2.
In the case of a 000 cc water load, the situation is close to the highest point, and the electric field sensor 11 detects the electric field of the reflected wave inside the waveguide.
The output of also shows a small value at this time. In the state where there is no load in the heating chamber, the reflected electric field inside the waveguide is high, and the impedance on the Smith chart is also as indicated by the thick broken line (c) in FIG.

【0037】破線(a),(b),(c)において、そ
れぞれの最も下の点はスタブ最下位点に対応する。
In the broken lines (a), (b) and (c), the lowest point of each corresponds to the lowest point of the stub.

【0038】調理運転のときは、食品の材料の種類,重
量,仕上り状態および要すれば運転時間等の必要なデー
タが入力され、これらはメモリ16に記憶され、最大の
効率でマグネトロンが駆動される。
During the cooking operation, necessary data such as the type of food material, weight, finished state and, if necessary, operating time are input, these are stored in the memory 16 and the magnetron is driven with maximum efficiency. It

【0039】図3は、調理運転開始直後のスタブ制御の
ためのフローチャートを示す。モータカム9の駆動条件
としては、カム1回転でスタブ上下1サイクルとし、電
源周波数60Hzにおいて4秒で1回転する場合、電源
のINT(インタバル)周期240カウントで1回転と
なり、スタブ5の最下位点位置をオーブン軽負荷におけ
る最適基本位置としている。なお、モータカム9の回転
周期が変わったり、電源周波数が50Hzとなる場合に
は、1回転あたりのINTカウントの調整が必要であ
る。
FIG. 3 shows a flowchart for the stub control immediately after the start of the cooking operation. The driving condition of the motor cam 9 is one cycle of stub up and down for one rotation of the cam and one rotation for 4 seconds at a power supply frequency of 60 Hz, the rotation cycle is 240 rotations of the INT (interval) cycle, and the lowest point of the stub 5. The position is the optimal basic position for light load of the oven. If the rotation cycle of the motor cam 9 is changed or the power supply frequency is 50 Hz, the INT count per rotation needs to be adjusted.

【0040】フローチャートの概要としては、運転開始
しマグネトロン1の発振動作と並行して、モータカム9
の駆動が開始され、まず、スタブ5の基本位置検知スイ
ッチ10の信号を検出し、基本位置でなければモータカ
ム9を回転させ、基本位置検知スイッチ10が動作する
ことにより、スタブ5を移動させその基本位置設定を完
了させる(S1,S2)。次に、調理プログラムとして
入力された運転加熱時間が長いか短いかを判定する(S
3)。たとえば、約30秒程度を目安として、短ければ
軽負荷の食品調理と判定し、スタブ5の位置制御を行な
わず設定時間の調理運転を完了させる。
As an outline of the flow chart, the motor cam 9 is operated in parallel with the oscillating operation of the magnetron 1 when the operation is started.
Is started, the signal of the basic position detection switch 10 of the stub 5 is first detected, and if it is not the basic position, the motor cam 9 is rotated and the basic position detection switch 10 operates to move the stub 5. The basic position setting is completed (S1, S2). Next, it is determined whether the operating heating time input as the cooking program is long or short (S
3). For example, using about 30 seconds as a guide, if it is short, it is determined that the food is to be cooked with a light load, and the cooking operation for the set time is completed without controlling the position of the stub 5.

【0041】入力された調理プログラムの運転加熱時間
が約30秒より長い場合には、スタブ5の位置を移動ス
イープすることにより、負荷に対する最適位置を検知
し、速やかにその位置にスタブ5を移動させるプログラ
ムを採用する。スタブ5の最適位置検出と位置設定のた
めにモータカム最長1回転の時間をとっても、平均マイ
クロ波出力には大きく影響を及ぼさないため、図3に示
すフローチャートに従いモータカム9を駆動する(S
4)。各データの初期値はメモリ16に記憶される(S
5)。モータカム9の1/2回転(約2秒間)における
時間経過と電界センサ11から得られる導波管内部の反
射波電界レベルのA/D変換値を監視し、電界センサ1
1の検出レベルが最小となる時間経過タイミングを求め
る(S6〜S10)。
When the operating heating time of the inputted cooking program is longer than about 30 seconds, the position of the stub 5 is moved and swept to detect the optimum position for the load, and the stub 5 is quickly moved to that position. Adopt a program that lets you. Even if it takes a maximum of one rotation for the motor cam to detect the optimum position and set the position of the stub 5, the average microwave output is not significantly affected. Therefore, the motor cam 9 is driven according to the flowchart shown in FIG. 3 (S
4). The initial value of each data is stored in the memory 16 (S
5). The time lapse of 1/2 rotation (about 2 seconds) of the motor cam 9 and the A / D conversion value of the electric field level of the reflected wave inside the waveguide obtained from the electric field sensor 11 are monitored, and the electric field sensor 1
The time lapse timing at which the detection level of 1 is minimized is obtained (S6 to S10).

【0042】モータカムが最初の1/2回転した後、残
りの1/2回転も連続して回転を継続する(S11,S
12)が、残りの1/2回転時間のフルカウントからカ
ウントダウンする。先の1/2回転で得られた電界セン
サ検出レベルの最小値の経過時間タイミングに至るとこ
ろでモータカム9を停止する(S13)。モータカム9
の構造がスタブ5の上下において時間経過と対応する関
係を持たせておけば、このスタブ位置が先に得られた反
射波電界最小位置に相当することになる。
After the first 1/2 rotation of the motor cam, the remaining 1/2 rotation continues continuously (S11, S).
12) counts down from the full count of the remaining 1/2 rotation time. The motor cam 9 is stopped at the timing of the elapsed time of the minimum value of the electric field sensor detection level obtained in the previous 1/2 rotation (S13). Motor cam 9
If the structure of (1) has a relationship corresponding to the passage of time above and below the stub 5, this stub position corresponds to the minimum position of the reflected wave electric field obtained previously.

【0043】調理時間が長いとき、食品の仕上りが比較
的高温度(たとえば約80℃以上)となることを期待さ
れている場合、食品の仕上がりの初期の形より大きく変
化することが予想される場合、調理中重量が変化する場
合等のときは、次のように処理される。
When the cooking time is long and the finish of the food is expected to reach a relatively high temperature (for example, about 80 ° C. or higher), it is expected that the finish of the food will change more than the initial shape. In this case, when the weight changes during cooking, the processing is performed as follows.

【0044】図4は前記のような電子レンジ調理運転の
ために入力された運転時間が比較的長い場合、スタブ位
置制御の再設定を行なうべきタイミング決定をするため
のフローチャートの一例を示している。運転スタート直
後には、図3で示すスタブの設定を行ない(S20,S
21)、残りの運転時間と調理メニューにより(S2
2)、現状のスタブ位置を維持するか、調理時間を数分
割し(図4の例では4分割とした)数回のスタブ位置再
設定を行なうか、または、解凍運転のように頻繁にスタ
ブ再設定を行ない、マイクロ波攪拌の効果を期待するか
の判断を行なっている(S23〜S28)。
FIG. 4 shows an example of a flowchart for determining the timing for resetting the stub position control when the operating time input for the microwave cooking operation as described above is relatively long. .. Immediately after the start of operation, the stub shown in FIG. 3 is set (S20, S
21), depending on the remaining operating time and cooking menu (S2
2) Either maintain the current stub position, divide the cooking time into several times (set it to four in the example of FIG. 4), and reset the stub position several times, or perform frequent stub operation such as in the defrosting operation. The resetting is performed and it is determined whether the effect of microwave agitation is expected (S23 to S28).

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明によれば、電子レンジのマイクロ
波電力効率を維持するとともに食品負荷の大小、加熱室
内における食品負荷位置、また食品仕上りに伴うインピ
ーダンス変化等のバリエーションに対応するインピーダ
ンス整合を行なうとき、その部品の構成を現実的に大量
生産に適するように簡素化し、放電やマイクロ波電波漏
洩問題の発生しにくい構造とすることができる。また、
本発明のスタブの制御手法により、オーブン軽負荷にお
いて電力効率の高い電子レンジが提供できる。さらに、
スタブの駆動は単一方向回転のACシンクロナスモータ
とモータカムによる往復運動であるため、廉価なスタブ
の駆動機構が構成できる。
According to the present invention, the microwave power efficiency of the microwave oven is maintained, and impedance matching corresponding to variations such as the size of the food load, the position of the food load in the heating chamber, and the impedance change due to the food finish is achieved. At the time of carrying out, the structure of the parts can be simplified so as to be practically suitable for mass production, and the structure in which the problem of electric discharge and microwave radio wave leakage is unlikely to occur can be realized. Also,
The stub control method of the present invention can provide a microwave oven with high power efficiency in a light load of an oven. further,
Since the driving of the stub is a reciprocating motion by a single-direction rotating AC synchronous motor and a motor cam, an inexpensive stub driving mechanism can be constructed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を有する電子レンジの要部断
面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of essential parts of a microwave oven according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置でスタブを上下させたときのインピ
ーダンス変化を示すスミスチャートである。
FIG. 2 is a Smith chart showing a change in impedance when the stub is moved up and down in the apparatus of FIG.

【図3】運転時間が短いときのスタブ設定フローチャー
トである。
FIG. 3 is a stub setting flowchart when the operating time is short.

【図4】運転時間が長いときのスタブ設定フローチャー
トである。
FIG. 4 is a stub setting flowchart when a driving time is long.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 マグネトロン 2 アンテナ 3 導波管 4 給電開口カバー 5 スタブ 6 スタブ軸 7 スプリング 8 モータ 9 モータカム 10 スタブ基本位置検知スイッチ 11 電界センサ 12 スタブ組品挿入用開口 14 A/Dコンバータ 15 ロジック演算制御回路 16 メモリ 17 タイミング回路 18 モータ駆動回路 20 制御回路 1 magnetron 2 antenna 3 waveguide 4 feed opening cover 5 stub 6 stub shaft 7 spring 8 motor 9 motor cam 10 stub basic position detection switch 11 electric field sensor 12 stub assembly insertion opening 14 A / D converter 15 logic operation control circuit 16 Memory 17 Timing circuit 18 Motor drive circuit 20 Control circuit

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加熱室壁面を含むマイクロウェーブの経
路に設けられた電界センサと、導波管壁面に挿入された
スタブ軸に支持されその挿入の程度によりインピーダン
スを整合するスタブと、スタブの挿入の程度を調整する
制御手段とを備え、スタブはそれが導波管壁に最も接近
する部分において導波管の外方に張出した凹部に取付け
られていることを特徴とする電子レンジ。
1. An electric field sensor provided on a microwave path including a wall surface of a heating chamber, a stub supported by a stub shaft inserted in a wall surface of a waveguide and matching impedance depending on the degree of insertion, and insertion of a stub. And a control means for adjusting the degree of the stub, wherein the stub is mounted in a recess extending outwardly of the waveguide at a portion closest to the waveguide wall.
【請求項2】 導波管の壁面に取付けられる導波管内に
出入自在のスタブ軸とスタブとの組合された部品を導波
管内に取付けるための開口を導波管壁に設けたことを特
徴とする請求項1記載の電子レンジ。
2. The waveguide wall is provided with an opening for mounting a component, which is a combination of a stub and a stub that can be inserted into and removed from the waveguide mounted on the wall surface of the waveguide, into the waveguide. The microwave oven according to claim 1.
【請求項3】 調理運転開始初期時点におけるスタブの
基本位置は、食品の軽負荷相当の負荷が加熱室の底部の
ほぼ中央に置かれたとき、インピーダンスがマグネトロ
ンの最大出力となる領域とし、設定された調理プログラ
ムの内容,電界センサの出力レベル,食品重量等のデー
タが認識された後、制御されるべき位置に移動されるこ
とを特徴とする電子レンジの能動負荷制御システム。
3. The basic position of the stub at the beginning of the cooking operation is set to a region where the impedance becomes the maximum output of the magnetron when a load equivalent to a light load of food is placed almost in the center of the bottom of the heating chamber. An active load control system for a microwave oven, which moves to a position to be controlled after data such as the contents of the prepared cooking program, the output level of the electric field sensor, and the food weight are recognized.
【請求項4】 設定された調理運転時間が所定の時間よ
り短い場合はスタブの移動によるインピーダンス制御は
行なわず、設定された調理運転時間が所定の時間より長
い場合は調理運転開始後マグネトロン動作が安定する時
点より、スタブ位置を少なくとも半周期以上スイープさ
せ、同時に電界センサの検知出力の最小値が得られるス
タブの位置情報を演算した後、スタブの位置を演算され
た電界センサ出力最小位置に移動させる制御手段を有す
ることを特徴とする請求項3記載の電子レンジの能動負
荷制御システム。
4. When the set cooking operation time is shorter than a predetermined time, impedance control by moving the stub is not performed, and when the set cooking operation time is longer than the predetermined time, the magnetron operation after the start of the cooking operation is performed. From the point of stabilization, sweep the stub position for at least half a cycle or more, and at the same time calculate the position information of the stub that gives the minimum value of the electric field sensor detection output, then move the stub position to the calculated electric field sensor output minimum position. 4. The active load control system for a microwave oven according to claim 3, further comprising control means for controlling the microwave oven.
【請求項5】 食品の調理運転のために設定された調理
メニューと調理時間により、運転開始後調理終了まで、
食品の仕上がり状態に応じてスタブの位置制御を行なう
ことを特徴とする請求項3記載の電子レンジの能動負荷
制御システム。
5. The cooking menu and the cooking time set for the cooking operation of the food, from the start of the operation until the end of the cooking,
4. The active load control system for a microwave oven according to claim 3, wherein the position of the stub is controlled according to the finished state of the food.
【請求項6】 スタブの位置制御手段には、駆動源とし
て単一方向回転するシンクロナスモータとカムを有する
請求項4記載の電子レンジの能動負荷制御システム。
6. The active load control system for a microwave oven according to claim 4, wherein the position control means of the stub includes a synchronous motor that rotates in a single direction as a drive source and a cam.
JP4065829A 1992-01-23 1992-03-24 Microwave oven and its active load matching system Withdrawn JPH05275167A (en)

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KR1019930000802A KR960001673B1 (en) 1992-01-23 1993-01-21 Microwave oven with impedance matching control function
US08/006,959 US5347108A (en) 1992-01-23 1993-01-21 Microwave oven having a function for matching impedance
EP93101006A EP0552807B1 (en) 1992-01-23 1993-01-22 Microwave oven with impedance matching control function
AU31985/93A AU657032B2 (en) 1992-01-23 1993-01-22 Microwave oven having a function for matching impedance
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