JP2745247B2 - 電磁誘導加熱調理器 - Google Patents
電磁誘導加熱調理器Info
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Description
いて、それに使用される金属容器の有無、および材質の
判別に関するものである。
いて、金属容器の有無および材質判別の検出手段を示す
ブロック図である。同図において、商用電源6からの交
流電流は、図示されていないが平滑回路により整流され
平滑化されて、直流電圧をたとえばシングル・エンド・
プッシュ・プル方式の高周波インバータ回路3に供給す
る。途中に入力可変回路5が設けられているが、これは
後で説明される。この高周波インバータ回路3は、1対
のトランジスタ14aおよび14bと、フライホイール
・ダイオード15aおよび15bとを含む。前記インバ
ータ回路3は、インバータ駆動回路4により駆動され、
加熱コイル2に高周波電流を流し高周波交番磁界を発生
させる。この結果、加熱コイル2上に載せられた金属容
器1に渦電流が発生し、この渦電流により金属容器1が
加熱される。コンデンサ7は、加熱コイル2とともに直
列共振回路を構成する。主制御部11は入力可変回路
5、インバータ駆動回路4に接続されている。また、イ
ンバータ駆動回路4は周波数検出回路10およびこれと
並列の位相検出回路9を介して主制御部11に接続され
ている。加熱コイル2への回路の一部に設けたカレント
トランス8の出力は、位相検出回路9に供給される。
属容器1の有無、材質等の判別を行なっていた。まず、
位相検出回路9において、カレントトランス8などによ
り加熱コイル2に流れる電流を検出し、さらに高周波イ
ンバータ回路3の出力電圧つまりインバータ駆動回路4
の駆動信号を検出することにより、加熱コイル2に印加
される電圧と電流の位相角を検出する。主制御部11
で、高周波インバータ回路3の駆動周波数を、前記の位
相角が0になるまで高い周波数から低い周波数へとスイ
ープさせ、位相角が0になったときの周波数つまり共振
周波数に達した時点でスイープを停止させる。このとき
の周波数を周波数検出回路10で測定する。
や、材質の違いにより共振周波数が異なっているため、
この共振周波数を測定することによって、金属容器の有
無、材質等を判別していた。図7において、縦軸は加熱
コイル電流を示し横軸は周波数を示す。f0 は無負荷の
ときの共振周波数、f1 は鉄などの磁性体に対する共振
周波数、f2 はアルミなどの非磁性体に対する共振周波
数を示す。
イル2と金属容器1との等価回路である。同図において
R1 は加熱コイル2の抵抗、L1は加熱コイル2のイン
ダクタンス、R2 は金属容器1の表皮抵抗、L2 は金属
容器1のインダクタンス、Mは加熱コイル2と金属容器
1との間の相互インダクタンス、Eは高周波電源を示し
ている。
コイル2と金属容器1との結合回路の等価インダクタン
スL3 は、
τの関数になっており、このL3 と共振コンデンサC1
で構成される直列共振回路の共振周波数f0 は、
ル2の上に載っていない無負荷状態のときは、L3 =L
1 なとり、L3 が大きくなるため、共振周波数f0 は低
くなる。また、金属容器1が鉄などの磁性体か、アルミ
などの非磁性体かによってもL3 の値は変わるため、共
振周波数f0 は変化する。このため、従来はこのように
共振周波数の差異を利用して、金属容器1の有無および
材質の判別を行なっていた。
属容器1の有無および材質の判別方法では、共振周波数
の違いにより判別しているため、以下のような問題があ
った。
デンサ7が直列に接続された直列共振回路を構成してい
るため、共振点でインピーダンスが最小となり、このた
め加熱コイル2に大電流が流れ問題であった。これを解
決する手段として、加熱コイル2に印加する電圧を下げ
なければならず、チョッパ型インバータやサイリスタな
どの入力可変回路5が必要であった。
形状が小さくなると、無負荷の状態に近づいていき、非
磁性体の金属容器の共振周波数f2 はf2 ′となり、磁
性体の金属容器の共振周波数f1 に近づき、また、磁性
体の金属容器の共振周波数f 1 はf1 ′となり無負荷の
状態の共振周波数f0 に近づき、判別が困難になってい
た。逆に図8bのように、金属容器の形状が大きくなる
と、共振周波数は高い方に、すなわちf1 はf1 ″に、
f2 はf2 ″に近づき移動するため磁性体の金属容器と
非磁性体の金属容器との区別ができなくなっていた。
コイル2の中心にあるのか、または中心からずれた位置
にあるのかによっても、金属容器1の大小の場合と同様
に、前記の図8a、bのように共振周波数が変化し、判
別が困難になっていた。
どの非磁性体と磁性体との中間のような材質の場合に
は、その共振周波数f3 がどちらかに近い値をとり判別
がしにくく、磁性体と判断してしまうと入力が入らず、
非磁性体と判断すると入力が入りすぎるというような問
題があった。
くためになされたもので、従来のように位相角を0にし
て共振周波数のみで金属容器の有無および材質判別を行
なうものではなく、加熱コイルに流れる電流値を検出す
る電流検出手段と、高周波インバータの駆動周波数を検
出する周波数検出手段と、加熱コイルに流れる電流と電
圧の位相角を検出する位相検出手段と、前記の各検出手
段により検出された3つのデータとマトリックスの比較
により、加熱コイルにより渦電流を発生させる金属容器
の有無、材質を判別する判別手段とを設けた。
動周波数の3つのデータとマトリックスを比較すること
により、金属容器の有無、材質をより正確に判別し、金
属容器の位置のずれ、あるいはその大小による誤判別を
防止できる。
ある。図6の従来例と異なるところは、カレントトラン
ス8と主制御部11との間にコイル電流検出回路13を
設けたことと、入力可変回路5が省略されていることで
ある。また、主制御部11の機能が若干付加される。そ
の他の加熱に関する動作は図6と同一である。
について説明する。まず、ある所定の位相角における駆
動周波数と電流値によって判別する場合について説明す
る。
ンス8などで検出し、これとともに高周波インバータ駆
動回路4より加熱コイル2に印加する電圧を検出し、そ
れらの位相角を位相検出回路9によって検出する。この
電流と電圧の位相角がある一定値になるように、高周波
インバータ回路3の駆動周波数を主制御部11によりス
イープさせる。そして目標の位相角になったときの駆動
周波数を周波数検出回路10により検出する。このと
き、加熱コイル2に流れる電流値もコイル電流検出回路
13により検出する。
ことにより、共振点を外すことができ、加熱コイル2に
流れる電流値も下げることができる。
ンピーダンスZ3 は、
R3 は下式のように、
合係数Kや金属容器の時定数τの関数になっている。こ
れより加熱コイルに流れる電流IL は、
の関係は、図9bの等価回路より下式のようになる。
L3 ,R3 は、金属容器1の有無や材質などにより変化
するため、上式からある位相角θが決まれば一義的に駆
動周波数fも決定される。
をマトリクスで判別することで、判別が困難なステンレ
スなどの材質や、金属容器の形状の差、置く位置などに
より周波数が近寄っていても電流値の差異を判別してこ
れらを正確に判別することができる。
る。同図においてf0,f1 ,f2 ,f3 ,は、それぞ
れ位相角0における無負荷,鉄,アルミ,ステンレスの
場合の共振周波数を表わしており、F0 ,F1 ,F2 ,
F3 は、ある位相角θa に固定したときのそれぞれの駆
動周波数を表わしている。図に示すように、アルミの共
振周波数f2 とステンレスの共振周波数f3 が似通って
いるが、位相角をうまく設定すれば、そのときの駆動周
波数はF2 、F3 と明確化できる。
できないため、(5)式に示すように加熱コイル2に流
れる電流値も金属容器1の有無や材質により変化するこ
とを利用して、駆動周波数と電流値とを図3に示すよう
にマトリクスで判断させる。
対するものであり、線bはステンレスなどの非磁性体と
磁性体の中間に属するものであり、線cは鉄などの磁性
体に対するものである。これによりステンレスなどの磁
性体と非磁性体の中間の材質も正確に判別できる。
宜の表示手段により表示することができる。
界線は、金属容器の形状を変えた場合や、金属容器を加
熱コイルの中心からずらしたときの変動の範囲を表わし
ている。たとえば、金属容器の形状が小さくなったとき
や、中心からずれた位置に載せられた場合は、駆動周波
数の高い方に移動する。
や、形状や位置による誤判別のおそれがなくなる。
たときの駆動周波数と電流値の2値によるマトリクスで
判別したが、図4、図5に示すように、周波数をある一
定値Fa に固定して、そのときのそれぞれの材料に対す
る位相角と電流値によるマトリクスで判別しても同様に
判別できる。図4は図2に対応し、図5は図3に対応す
る。特性を示す線a′は非磁性体に対するものであり、
b′は非磁性体と磁性体の中間に対するものであり、
c′は磁性体に対するものである。
5に述べられる方式の双方を切換えて、あるいは併用し
て判別することにより、さらに精度を上げることができ
る。
ば、金属容器の形状が大きくなったり小さくなったりし
ても、判別が困難になるということは起こらず、また、
金属容器の位置が加熱コイルの中心からずれていても、
正確に無負荷状態あるいは金属容器の材質判別を行なう
ことができる。さらに、従来の判別方法では、判別が難
しかったステンレスなどのような磁性体と非磁性体の中
間の材質の判別も行なうことができる。
容器の材質や無負荷状態を正確に報知することができ、
さらに従来に比してより詳細に材質判別が行なえるた
め、各々の材質の金属容器に対応した最適な加熱調理を
行なうことができる。
る。
る。
のマトリクス図である。
る。
のマトリクス図である。
る。
材質が変化したときの共振周波数の変化を示すグラフで
ある。
価回路図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 加熱コイルと、加熱コイルに高周波電流
を供給する高周波インバータと、前記のコイルに流れる
電流値を検出する電流検出手段と、前記の高周波インバ
ータの駆動周波数を検出する周波数検出手段と、加熱コ
イルに流れる電流と電圧の位相角を検出する位相検出手
段と、前記の各検出手段により検出された3つのデータ
とマトリックスの比較により、加熱コイルにより渦電流
を発生させる金属容器の有無、材質を判別する判別手段
とを有する電磁誘導加熱調理器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3030547A JP2745247B2 (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 電磁誘導加熱調理器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3030547A JP2745247B2 (ja) | 1991-02-26 | 1991-02-26 | 電磁誘導加熱調理器 |
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-
1991
- 1991-02-26 JP JP3030547A patent/JP2745247B2/ja not_active Expired - Fee Related
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