TWI653420B - Heating conditioner - Google Patents

Abstract

本揭示之加熱調理器具備：加熱室、加熱部、無刷馬達、本體控制電路、直流電源電路、馬達控制電路、與安全裝置。無刷馬達是加熱部中所含之旋轉驅動機構的驅動源。本體控制電路可輸出無刷馬達用之驅動訊號。直流電源電路可對無刷馬達供給直流電力。馬達控制電路可因應驅動訊號來控制無刷馬達的驅動。安全裝置是由佈線邏輯電路所構成。安全裝置具有旋轉檢測元件及開關，該旋轉檢測元件構成為可檢測無刷馬達之轉子的旋轉狀態並輸出旋轉檢測訊號，該開關可阻斷與直流電源電路連接之電源線。安全裝置可因應旋轉檢測訊號與驅動訊號來控制開關。依據本態樣，可以在將無刷馬達用作旋轉驅動機構之驅動源的加熱調理器中，提供一種高安全性、高信頼性的加熱調理器。

Description

加熱調理器

發明領域 本揭示是有關於一種加熱調理器，特別是有關於一種加熱調理器中所含之旋轉驅動機構用的安全裝置。

發明背景 以往已知有具備高頻加熱、輻射加熱、對流加熱之三種功能的加熱調理器。這種加熱調理器具有：冷卻發熱零件用的冷卻風扇用馬達、對流加熱用的循環風扇用馬達、及驅動高頻加熱用之放射機構的馬達，來作為旋轉驅動機構之驅動源。

該等馬達因構造簡單且低價，故一般是使用蔽極型馬達。但是，就算不談及其輸出不夠大，蔽極型馬達之構造既大且重。蔽極型馬達之效率差且旋轉數很低。蔽極型馬達在構造上來說無法反轉。

可使用無刷DC馬達(以下稱無刷馬達) 來取代蔽極型馬達。無刷馬達是小型輕量的馬達。若使用無刷馬達，則可將馬達的旋轉數設定成較高，且可容易進行馬達的旋轉控制。並且最近價格亦持續下跌。

如此看來，將無刷馬達用作加熱調理器中的旋轉驅動機構之驅動源時，具有很多優點。專利文獻1揭示有一種將無刷馬達用作旋轉驅動機構之驅動源的加熱調理器。 先前技術文獻

專利文獻 專利文獻1：日本專利特開2017-15365號公報

發明概要 關於電氣設備，基於安全性觀點而有設定嚴格的規格。也有些國家規定安全基準，要求做到例如，即便在強制停止電氣設備中所含之馬達的轉子時，仍要將馬達本體的溫度維持在安全溫度。

無刷馬達的驅動是由電腦控制來進行。當將無刷馬達用作加熱調理器中所含之旋轉驅動機構的驅動源時，不論電腦控制發生甚麼問題，都不會導致系統失控等重大事態的系統設計是很重要的。

本揭示之目的在於，在將無刷馬達用作旋轉驅動機構之驅動源的加熱調理器中，提供一種高安全性及高信頼性的加熱調理器，即便強制停止無刷馬達的轉子，仍可將無刷馬達之溫度維持在安全溫度。

本揭示之一態樣的加熱調理器具備：加熱室、加熱部、無刷馬達、本體控制電路、直流電源電路、馬達控制電路、與安全裝置。

加熱室可收容被加熱物。加熱部可將加熱室內之被加熱物進行加熱。無刷馬達是加熱部中所含之旋轉驅動機構的驅動源。本體控制電路可輸出無刷馬達用之驅動訊號。直流電源電路可對無刷馬達供給直流電力。馬達控制電路可因應驅動訊號來控制無刷馬達的驅動。

安全裝置是由佈線邏輯(Wired Logic)電路所構成。安全裝置具有旋轉檢測元件及開關，該旋轉檢測元件構成為可檢測無刷馬達之轉子的旋轉狀態並輸出旋轉檢測訊號，該開關可阻斷與直流電源電路連接之電源線。安全裝置可因應旋轉檢測訊號與驅動訊號來控制開關。

依據本態樣，在將無刷馬達用作旋轉驅動機構之驅動源的加熱調理器中，即便無刷馬達的轉子被強制停止，安全裝置仍可確實地阻斷與無刷馬達連接之電源線。其結果，本態樣可提供一種高安全性及高信頼性的加熱調理器，可將無刷馬達之溫度維持在安全溫度。

本態樣之安全裝置是使用佈線邏輯電路所構成。因此，本態樣之安全裝置即便在微電腦失控，或是程式發生缺陷之情況下，仍可安全地使無刷馬達停止。

用以實施發明之形態 本揭示之第1態樣之加熱調理器具備：加熱室、加熱部、無刷馬達、本體控制電路、直流電源電路、馬達控制電路、與安全裝置。

加熱室可收容被加熱物。加熱部可將加熱室內之被加熱物進行加熱。無刷馬達是加熱部中所含之旋轉驅動機構的驅動源。本體控制電路可輸出無刷馬達用之驅動訊號。直流電源電路可對無刷馬達供給直流電力。馬達控制電路可因應驅動訊號來控制無刷馬達的驅動。

安全裝置是由佈線邏輯電路所構成。安全裝置具有旋轉檢測元件及開關，該旋轉檢測元件構成為可檢測無刷馬達之轉子的旋轉狀態並輸出旋轉檢測訊號，該開關可阻斷與直流電源電路連接之電源線。安全裝置可因應旋轉檢測訊號與驅動訊號來控制開關。

依據本揭示之第2態樣之加熱調理器，在第1態樣中，安全裝置包含第1異常檢測電路及第2異常檢測電路。旋轉檢測元件包含第1旋轉檢測元件及第2旋轉檢測元件。開關包含在電源線上串聯連接之第1開關及第2開關。

第1異常檢測電路可因應驅動訊號與由第1旋轉檢測元件所輸出之旋轉檢測訊號來控制第1開關。第2異常檢測電路可因應驅動訊號與由第2旋轉檢測元件所輸出之旋轉檢測訊號來控制第2開關。

依據本揭示之第3態樣之加熱調理器，在第2態樣中，當驅動訊號表示運轉指令，且由第1旋轉檢測元件所輸出之旋轉檢測訊號表示轉子之停止狀態時，第1異常檢測電路可控制第1開關以阻斷電源線。

當驅動訊號表示運轉指令，且由第2旋轉檢測元件所輸出之旋轉檢測訊號表示轉子之停止狀態時，第2異常檢測電路可控制第2開關以阻斷電源線。

依據本揭示之第4態樣之加熱調理器，在第1態樣中，加熱部具備對流加熱單元，且無刷馬達可用作循環風扇馬達，來驅動對流加熱單元中所含之循環風扇。

依據本揭示之第5態樣之加熱調理器，在第1態樣中，加熱部具備高頻加熱單元，且無刷馬達可用作冷卻風扇馬達，來驅動高頻加熱單元中所含之冷卻風扇。

依據本揭示之第6態樣之加熱調理器，在第1態樣中，加熱部具備高頻加熱單元，且無刷馬達可用作驅動馬達，來驅動高頻加熱單元中所含之放射機構。

以下，針對本揭示的實施形態，參照圖式來進行說明。

實施形態皆為本揭示之一具體例。實施形態中所示之數値、形狀、構成等僅為一例，並非要限定本揭示。

以下的實施形態是將本揭示之安全裝置適用於具備高頻加熱功能、輻射加熱功能、及對流加熱功能之加熱調理器的例子。但是，本揭示並不受限於所述加熱調理器。

圖1是本實施形態之加熱調理器1的側面截面圖。如圖1所示，加熱調理器1於其本體內具有加熱室2，且該加熱室2具有前面開口。加熱室2之前面開口設有門3。門3於其下部具有鉸鏈(未圖示)，且於其上部具有把手3a。

門3設有操作顯示部(未圖示)，用以設定調理溫度、調理時間、及被加熱物種類等之調理條件，並顯示所設定之調理條件。

加熱調理器1具有：熱烤加熱器單元10、高頻加熱單元11、對流加熱單元12之三個加熱部。

加熱調理器1是使用三個加熱部當中，由使用者直接選擇之加熱部，或是因應由使用者所設定之調理條件而選擇之加熱部，來調理被加熱物。

熱烤加熱器單元10具有複數個設於加熱室2之頂板的棒狀熱烤加熱器4。熱烤加熱器4例如是由護套加熱器所構成。

高頻加熱單元11具有：磁控管5、波導管6、與放射機構9。高頻加熱單元11可將由磁控管5所生成之微波，經由波導管6且藉由放射機構9而供給至加熱室2內。

放射機構9是設於加熱室2之底面下方的天線，用以將微波放射至加熱室2內。放射機構9可藉由會旋轉之攪拌葉片7，改變微波的放射方向。

對流加熱單元12具備設於加熱室2之後方的對流加熱器13及循環風扇14。對流加熱單元12可吸引加熱室2內之空氣並加熱，再將加熱過之空氣送回加熱室2之內部，藉以使熱風在加熱室2之內部循環。

加熱調理器1具有：循環風扇馬達15、冷卻風扇馬達16、與攪拌馬達17，來作為旋轉驅動機構。循環風扇馬達15可驅動循環風扇14。冷卻風扇馬達16可驅動用以冷卻磁控管5等之冷卻風扇8。攪拌馬達17是可驅動攪拌葉片7之驅動馬達。

本實施形態中，是使用無刷馬達20(參照圖2)來作為循環風扇馬達15、冷卻風扇馬達16、攪拌馬達17。

以下，針對加熱調理器1所用之旋轉驅動機構的安全裝置來進行說明。

圖2是加熱調理器1中所含之旋轉驅動機構的驅動源即無刷馬達20、與控制無刷馬達20之驅動的電路的示意圖。圖3是控制加熱調理器1中所含之旋轉驅動機構的驅動源即無刷馬達20之驅動的電路的方塊圖。

如圖2所示，無刷馬達20具有可將定子18與轉子19收容於內部之馬達外殼26。馬達外殼26是透過軸承27將轉子19之旋轉軸19a保持成可旋轉自如。

馬達外殼26之內部中，馬達控制電路25是靠近轉子19來設置。馬達控制電路25包含微電腦、與由IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極電晶體)所構成之變流器。

如圖2、圖3所示，直流電源電路22可將商用電源21之交流電力轉換成直流電力。馬達控制電路25可經由設有安全裝置23之電源線來接收經轉換之直流電力。安全裝置23設於馬達外殼26之外側，且是由佈線邏輯電路所構成，該佈線邏輯電路是一種不使用由微電腦所進行之程式控制的電路。

位置檢測元件24是靠近轉子19來設置。位置檢測元件24是由霍爾(Hall)元件所構成，可檢測轉子19之位置。

馬達控制電路25可接收由位置檢測元件24所輸出之位置檢測訊號P，並將根據位置檢測訊號P之回饋訊號F傳送至加熱調理器1之本體控制電路30。

本體控制電路30可根據回饋訊號F生成PWM訊號A與旋轉方向訊號R，並將該等訊號傳送至馬達控制電路25。PWM訊號A是用以控制無刷馬達20之驅動的訊號。旋轉方向訊號R是用以指定無刷馬達20之旋轉方向的訊號。

馬達控制電路25可因應來自本體控制電路30之PWM訊號A與旋轉方向訊號R來驅動無刷馬達20。

安全裝置23是為了如下之目的而設置，即，不論本體控制電路30是否正在輸出PWM訊號A，在轉子19沒有旋轉等異常時，都會強制阻斷電源。

具體而言，安全裝置23具有串聯連接之安全電路33、34。馬達控制電路25可經由設有安全電路33、34之電源線來接收經直流電源電路22轉換之直流電力。

安全裝置23可使用獨立作動之安全電路33、34，在異常時強制阻斷電源線。安全電路33、34分別相當於第1、第2安全電路。

為了檢測轉子19之旋轉異常，安全裝置23更具有旋轉檢測元件31、旋轉檢測元件32。為了檢測轉子19之旋轉，旋轉檢測元件31、32會輸出由例如磁感測器、光感測器、振動感測器等所檢測出之旋轉檢測訊號。

本實施形態中，旋轉檢測元件31、32是靠近轉子19來設置的霍爾元件。旋轉檢測元件31、32分別相當於第1、第2旋轉檢測元件。

安全電路33可接收由旋轉檢測元件31所輸出之旋轉檢測訊號B1。安全電路34可接收由旋轉檢測元件32所輸出之旋轉檢測訊號B2。

圖4是加熱調理器1中所含之安全裝置23的方塊圖。如圖4所示，安全電路33具有開關37與異常檢測電路35。異常檢測電路35可接收旋轉檢測訊號B1與PWM訊號A，並根據該等訊號來控制開關37。

安全電路34具有開關38與異常檢測電路36。異常檢測電路36可接收旋轉檢測訊號B2與PWM訊號A，並根據該等訊號來控制開關38。

開關37、38是由IGBT(Insulated gate bipolor transistor)等開關元件所構成。開關37、38是在電源線上串聯連接，以在至少一個開關被阻斷後，會阻斷電源線。開關37、38分別相當於第1、第2開關。異常檢測電路35、36分別相當於第1、第2異常檢測電路。

圖5A是顯示實現異常檢測電路35、36之功能的邏輯電路(XNOR閘)。圖5B是顯示圖5A所示之邏輯電路的真值表。

在圖5B所示之真值表中，PWM訊號A中的「Hi」表示針對無刷馬達20之運轉指令。PWM訊號A中的「Lo」表示針對無刷馬達20之停止指令。

旋轉檢測訊號B1、B2中的「Hi」表示檢測出轉子19之旋轉狀態。旋轉檢測訊號B1、B2中的「Lo」表示檢測不出轉子19之旋轉狀態，即，檢測出轉子19之停止狀態。

圖5A所示之邏輯電路之輸出X中的「Hi」表示針對開關37、38之開啟訊號，「Lo」表示針對開關37、38之關閉訊號。

如圖5B所示，當PWM訊號A為「Hi」，且旋轉檢測訊號B1、B2為「Lo」時，開關37、38會被關閉，使得電源線被阻斷。其結果，在無刷馬達20之作動中，當因為某種理由而非蓄意地造成轉子19停止旋轉時，安全裝置23會阻斷電源線，使無刷馬達20安全地停止。

本實施形態具有安全電路33、34，該等安全電路33、34設置於電源線上，且分別具有開關37、38。但是，本揭示不受限於此構成。安全裝置只要具有至少一個安全電路即可，該安全電路具有至少一個開關，且可根據來自至少一個旋轉檢測元件之訊號而作動。

依據本態樣，在將無刷馬達用作旋轉驅動機構之驅動源的加熱調理器中，即便強制停止無刷馬達的轉子，安全裝置仍可確實地阻斷與無刷馬達連接之電源線。其結果，本態樣可提供一種高安全性及高信頼性的加熱調理器，可將無刷馬達之溫度維持在安全溫度。 産業上之可利用性

如上述，本揭示可適用於加熱調理器。

1‧‧‧加熱調理器

2‧‧‧加熱室

3‧‧‧門

3a‧‧‧把手

4‧‧‧熱烤加熱器

5‧‧‧磁控管

6‧‧‧波導管

7‧‧‧攪拌葉片

8‧‧‧冷卻風扇

9‧‧‧放射機構

10‧‧‧熱烤加熱器單元

11‧‧‧高頻加熱單元

12‧‧‧對流加熱單元

13‧‧‧對流加熱器

14‧‧‧循環風扇

15‧‧‧循環風扇馬達

16‧‧‧冷卻風扇馬達

17‧‧‧攪拌馬達

18‧‧‧定子

19‧‧‧轉子

19a‧‧‧旋轉軸

20‧‧‧無刷馬達

21‧‧‧商用電源

22‧‧‧直流電源電路

23‧‧‧安全裝置

24‧‧‧位置檢測元件

25‧‧‧馬達控制電路

26‧‧‧馬達外殼

27‧‧‧軸承

30‧‧‧本體控制電路

31、32‧‧‧旋轉檢測元件

33、34‧‧‧安全電路

35、36‧‧‧異常檢測電路

37、38‧‧‧開關

A‧‧‧PWM訊號

B1、B2‧‧‧旋轉檢測訊號

F‧‧‧回饋訊號

P‧‧‧位置檢測訊號

R‧‧‧旋轉方向訊號

X‧‧‧輸出

圖1是本揭示之實施形態之加熱調理器的側面截面圖。 圖2是顯示本實施形態之加熱調理器中所含之旋轉驅動機構的驅動源即無刷馬達、與驅動控制無刷馬達之電路的示意圖。 圖3是針對本實施形態之加熱調理器中所含之旋轉驅動機構的驅動源即無刷馬達的驅動電路的方塊圖。 圖4是本實施形態之加熱調理器中所含之安全裝置的方塊圖。 圖5A是顯示實現第1、第2異常檢測電路之功能的邏輯電路的圖。 圖5B是顯示圖5A所示之邏輯電路的真值表的圖。

Claims (6)

1. 一種加熱調理器，具備： 加熱室，構成為可收容被加熱物； 加熱部，構成為可將前述加熱室內之前述被加熱物進行加熱； 無刷馬達，是前述加熱部中所含之旋轉驅動機構的驅動源； 本體控制電路，構成為可輸出前述無刷馬達用之驅動訊號； 直流電源電路，構成為可對前述無刷馬達供給直流電力； 馬達控制電路，構成為可因應前述驅動訊號來控制前述無刷馬達的驅動；及 安全裝置，由佈線邏輯電路所構成，具有旋轉檢測元件及開關，該旋轉檢測元件構成為可檢測前述無刷馬達之轉子的旋轉狀態並輸出旋轉檢測訊號，該開關可阻斷與前述直流電源電路連接之電源線，又，該安全裝置構成為可因應前述旋轉檢測訊號與前述驅動訊號來控制前述開關。
2. 如請求項1之加熱調理器，其中前述安全裝置包含第1異常檢測電路及第2異常檢測電路，前述旋轉檢測元件包含第1旋轉檢測元件及第2旋轉檢測元件，前述開關包含在前述電源線上串聯連接之第1開關及第2開關， 前述第1異常檢測電路構成為可因應前述驅動訊號與由前述第1旋轉檢測元件所輸出之前述旋轉檢測訊號來控制前述第1開關，前述第2異常檢測電路構成為可因應前述驅動訊號與由前述第2旋轉檢測元件所輸出之前述旋轉檢測訊號來控制前述第2開關。
3. 如請求項2之加熱調理器，其構成為當前述驅動訊號表示運轉指令，且由前述第1旋轉檢測元件所輸出之前述旋轉檢測訊號表示前述轉子之停止狀態時，前述第1異常檢測電路可控制前述第1開關以阻斷前述電源線， 且，構成為當前述驅動訊號表示運轉指令，且由前述第2旋轉檢測元件所輸出之前述旋轉檢測訊號表示前述轉子之停止狀態時，前述第2異常檢測電路可控制前述第2開關以阻斷前述電源線。
4. 如請求項1之加熱調理器，其中前述加熱部具備對流加熱單元，且前述無刷馬達可用作循環風扇馬達，來驅動前述對流加熱單元中所含之循環風扇。
5. 如請求項1之加熱調理器，其中前述加熱部具備高頻加熱單元，且前述無刷馬達可用作冷卻風扇馬達，來驅動前述高頻加熱單元中所含之冷卻風扇。
6. 如請求項1之加熱調理器，其中前述加熱部具備高頻加熱單元，且前述無刷馬達可用作驅動馬達，來驅動前述高頻加熱單元中所含之放射機構。