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WO2012066623A1 - 誘導加熱調理器およびその制御方法 - Google Patents

誘導加熱調理器およびその制御方法 Download PDF

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Publication number
WO2012066623A1
WO2012066623A1 PCT/JP2010/070320 JP2010070320W WO2012066623A1 WO 2012066623 A1 WO2012066623 A1 WO 2012066623A1 JP 2010070320 W JP2010070320 W JP 2010070320W WO 2012066623 A1 WO2012066623 A1 WO 2012066623A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heating coil
drive
order
heating
frequency
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.)
Ceased
Application number
PCT/JP2010/070320
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
賢 新土井
鹿井 正博
鷲見 和彦
みゆき 竹下
木下 広一
和裕 亀岡
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.)
Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd
Mitsubishi Electric 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 Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd, Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd
Priority to EP10859757.6A priority Critical patent/EP2642820B1/en
Priority to ES10859757.6T priority patent/ES2632751T3/es
Priority to CN201080069533.5A priority patent/CN103155697B/zh
Priority to JP2012544022A priority patent/JP5474213B2/ja
Priority to EP17164510.4A priority patent/EP3206461B1/en
Priority to PCT/JP2010/070320 priority patent/WO2012066623A1/ja
Priority to ES17164510.4T priority patent/ES2678069T3/es
Publication of WO2012066623A1 publication Critical patent/WO2012066623A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/06Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like
    • H05B6/065Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like using coordinated control of multiple induction coils
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/10Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/12Cooking devices
    • H05B6/1209Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them
    • H05B6/1245Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them with special coil arrangements
    • H05B6/1272Cooking devices induction cooking plates or the like and devices to be used in combination with them with special coil arrangements with more than one coil or coil segment per heating zone
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/03Heating plates made out of a matrix of heating elements that can define heating areas adapted to cookware randomly placed on the heating plate
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/05Heating plates with pan detection means
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B40/00Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers

Definitions

  • the present invention relates to an induction heating cooker that heats a single object to be heated using a plurality of heating coils, and a control method thereof.
  • the induction heating cookers described in Patent Documents 1 and 2 include a plurality of small heating coils arranged in a grid and positions corresponding to the heating coils. And a plurality of sensors for detecting the presence or absence of a heated object such as a pan, and specifying the occupied area on the top plate of the heated object based on the output of the sensor, and the specified occupation
  • the heating coils in the area and the surrounding area are selectively driven.
  • the plurality of sensors that detect whether or not the pan is placed are, for example, optical sensors, and whether or not there is a pan above the pan (the pan Presence / absence) is merely detected, and the specified occupied area is only very schematic.
  • the induction heating cooker according to these prior arts only the heating coil in the vicinity of the occupied area is selectively driven, but how the pan is placed on the top plate (mounting) (Area) cannot be detected. Therefore, the sensor detects that the pan is placed on the top plate, but it may not be placed above the heating coil at all, or may be placed only in a very limited area. is there.
  • the induction heating cookers according to Patent Documents 1 and 2 drive all the heating coils under the same driving conditions, so that the surface temperature of the pan bottom (each heating coil depends on the mounting state of the pans).
  • the electric power per unit area supplied from the product) varies, the pan bottom cannot be heated uniformly, and a portion of the food contained in the pan may be burnt or partially bumped.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and relates to an induction heating cooker, which is disposed adjacent to and in cooperation with the first heating coil and the first heating coil.
  • n having a frequency n times (n is a natural number) the drive frequency from the first drive current flowing through the first heating coil and the first drive voltage applied to both ends of the first heating coil.
  • First n-order component extraction means for extracting a first n-order drive voltage and an n-order drive current including a next component, a second drive current flowing through the second heating coil, and a second heating coil.
  • Second drive applied to both ends Second n-order component extraction means for extracting a second n-order drive voltage and an n-order drive current including an n-order component having a frequency n times (n is a natural number) of the drive frequency from the voltage;
  • the load resistance of the first heating coil is calculated from the n-th order drive voltage and the n-order drive current, and the load resistance of the second heating coil is calculated from the second n-order drive voltage and the n-order drive current.
  • a control circuit unit the control circuit unit from the first and second drive circuits based on the calculated electric energy distribution ratio depending on the load resistance of the first and second heating coils. The amount of electric power supplied to each of the first and second heating coils is controlled.
  • the load resistance of a plurality of heating coils is instantaneously calculated, and based on the calculated electric energy distribution ratio depending on the calculated load resistance of the first and second heating coils, By controlling the amounts of electric power supplied to the first and second heating coils, respectively, the pan bottom can be heated uniformly, and the burning of the food can be avoided.
  • FIG. 3 is a circuit block diagram showing an alternative electrical configuration of the first embodiment. It is a circuit block diagram which shows the electric constitution of the induction heating cooking appliance by Embodiment 1 which concerns on this invention. It is a top view of the heating coil by a modification. It is a top view of the heating coil by another modification.
  • 1 induction heating cooker, 2: heating coil, 10: commercial power supply, 12: rectifier circuit, 14: drive circuit, 20: LCR induction heating unit, 24: resonance capacitor, 30: drive voltage detection means, 32: drive current Detection means, 40: primary component extraction means (n-order component extraction means), 50: control circuit, pan: P.
  • FIG. 1 is a plan view of a heating coil 2 according to the first embodiment.
  • the heating coil 2 according to the first embodiment includes an inner heating coil (first heating coil) 2a in which a conducting wire is wound on a plane as shown in the figure, and an outer heating coil (first heating coil) concentrically wound around it. 2 heating coils) 2b.
  • the induction heating cooker according to the first embodiment is roughly a drive circuit (first and second drive circuits) for driving these heating coils 2a and 2b, as will be described in detail later with reference to FIG. ) 14a, 14b, primary component extraction means (first and second primary component extraction means) 30a, 30b for detecting the primary components of the drive voltage and drive current of the drive circuits 14a, 14b, and the drive circuit 14a , 14b.
  • first and second drive circuits for driving these heating coils 2a and 2b, as will be described in detail later with reference to FIG.
  • primary component extraction means first and second primary component extraction means
  • FIG. 2 is a circuit block diagram showing a schematic electrical configuration of the induction heating cooker 1 having a single heating coil 2, and with reference to this, the basic principle of the induction heating cooker according to the present invention is shown. explain.
  • the induction heating cooker 1 generally includes a rectifier circuit 12 that rectifies an alternating current from a two-phase or three-phase commercial power supply 10 into a direct current, and a driving circuit that supplies a high-frequency current having a predetermined driving frequency to the heating coil 2.
  • an LCR induction heating unit 20 including the heating coil 2 and a resonant capacitor 24 connected in series to the heating coil 2, a drive voltage detection means 30 for detecting a drive voltage applied to both ends of the LCR induction heating unit 20, and an LCR Drive current detecting means 32 for detecting the drive current flowing in the induction heating unit 20.
  • the rectifier circuit 12 may be full-wave rectified or half-wave rectified, and has a filter circuit (both not shown) including an inductance and a capacitor for obtaining a DC component. Also good.
  • the drive circuit 14 is an inverter circuit including a switching element (not shown) such as an IGBT, and any circuit can be used as long as the circuit is driven by an inverter.
  • the drive circuit 14 is configured by a half bridge circuit or a full bridge circuit. be able to.
  • the LCR induction heating unit 20 includes the heating coil 2 and the resonance capacitor 24 connected in series to the heating coil 2.
  • the heating coil 2 is illustrated as an equivalent circuit of the inductance L and the load resistance R in FIG. ing.
  • the inductance L is a heated object P such as a pan.
  • the drive voltage detection means 30 has an arbitrary circuit configuration easily conceived by those skilled in the art as long as it detects the drive voltage (output voltage) V applied to both ends of the LCR induction heating unit 20. May be.
  • the drive current detection means 32 may have any circuit configuration as long as it measures the drive current (output current) I flowing through the LCR induction heating unit 20, for example, a current transformer. Also good.
  • the induction heating cooker 1 includes a primary component extraction means 40 electrically connected to the drive voltage detection means 30 and the drive current detection means 32.
  • the drive circuit 14 is an inverter circuit including a switching element such as an IGBT (insulated gate bipolar transistor), and when driving the IGBT with a control signal (gate signal) having a predetermined drive frequency (for example, 30 kHz),
  • the drive voltage detection means 30 and the drive current detection means 32 detect the drive voltage V and the drive current I that have been subjected to high frequency modulation as shown in FIG.
  • the high-frequency modulated drive voltage V and drive current I are generally expressed as a composite waveform including a higher order frequency component that is a natural number multiple of the drive frequency.
  • the primary component extraction means 40 applies the drive voltage V and the drive current I shown in FIG. 3 detected by the drive voltage detection means 30 and the drive current detection means 32 to, for example, k times the drive frequency (k is Only the primary components of the drive voltage V and the drive current I are extracted by performing a discrete Fourier transform using a sampling frequency of 2 or more natural numbers.
  • any method and algorithm for extracting only the primary component from a signal having a plurality of higher-order frequency components can be used, and it is generally driven using commercially available software. Only the primary components of the voltage V and the drive current I can be extracted.
  • the primary component extraction means 40 can perform complex display as primary components of the drive voltage V and the drive current I as in the following equation.
  • V 1 and I 1 indicate primary components of the driving voltage V and the driving current I
  • V 1Re and I 1Re are real parts of V 1 and I 1
  • V 1Im and I 1Im are imaginary values of V 1 and I 1 .
  • Part and j are imaginary units.
  • the impedance Z of the LCR induction heating unit 20 and the phase of the drive voltage V 1 and the drive current I 1 (the phase of the drive voltage V 1 or the phase of the impedance Z with respect to the drive current I 1 ) ⁇ are expressed by the following equations.
  • Im (Z) and Re (Z) mean an imaginary part and a real part of the impedance Z, respectively.
  • the phases of the drive voltage V and the drive current I may be calculated using arcsin or arccos instead of arctan. When the phase ⁇ is around 90 degrees, arctan diverges and may contain many errors, so it may be preferable to calculate the phase ⁇ using arcsin or arccos.
  • the induction heating cooker 1 which concerns on this invention is provided with the control circuit 50 electrically connected to the drive circuit 14 and the primary component extraction means 40, as shown in FIG.
  • the control circuit 50 calculates the impedance Z of the LCR induction heating unit 20 from the drive voltage V 1 and the drive current I 1 of the primary component of the complex display extracted by the primary component extraction means 40 from [Equation 2].
  • the phase (deflection angle) ⁇ of the drive voltage V 1 and the drive current I 1 is calculated, and an appropriate drive signal (gate signal) is supplied to the drive circuit 14 based on this.
  • the control circuit 50 it is possible to calculate the effective power value W E and the current effective value I E of the LCR induction heating unit 20 represented by the following formula.
  • I 1 * represents a complex conjugate of I 1 .
  • the control circuit 50 according to the present invention determines the impedance Z of the LCR induction heating unit 20, the phase of the drive voltage V 1, and the phase of the drive current I 1 (drive current) from the primary components of the drive voltage V and the drive current I.
  • the phase of the drive voltage V 1 or the phase of the impedance Z) ⁇ with respect to I 1 , the active power value W E, and the current effective value I E can be calculated.
  • the resonance frequency Fr can be obtained as follows.
  • the load resistance R and the impedance Z are expressed by the following equations.
  • the inductance L of the heating coil 2 can be expressed by the following equation. Therefore, the resonance frequency Fr can be obtained from the inductance L obtained from the above [Equation 6] and the known capacitance C of the resonance capacitor 24.
  • the control circuit 50 applies a resonance frequency Fr (or an inductance L of the heating coil 2) from the primary components of the driving voltage V and the driving current I to each of the plurality of heating coils.
  • the load resistance R is detected to detect the placement area of the heated object P (including the presence or absence of the pot P) and the material of the heated object P, and the ratio of the load resistance of the pot P to the plurality of heating coils Accordingly, the amount of power to be supplied (that is, the amount of heat generated in a part of the pan P placed above the corresponding heating coil) can be controlled.
  • the control circuit 50 according to the present invention detects the phase detected in the single period of the high-frequency modulated drive voltage and drive current shown in FIG.
  • the resonance frequency Fr (or the inductance L of the heating coil 2) and the load resistance R can be calculated for each of the plurality of heating coils in a very short time.
  • a heating coil 2 wound on a plane and a plurality of disks 26 were prepared.
  • the disc 26 is made of four types of materials: iron, magnetic stainless steel, nonmagnetic stainless steel, and aluminum. These discs 26 are pseudo pans P.
  • the diameter of the heating coil 2 and each disk 26 was about 180 mm and about 200 mm, and the thickness of each disk 26 was all 1.5 mm.
  • the disk 26 is placed at the center (on the concentric circle O) on the heating coil 2 in FIG. 4A (in this application, this state is referred to as “superimposition rate is 100%”).
  • the outer edge E of the disk 26 is disposed at a position of 75% and 50% of the diameter of the heating coil 2 (the overlapping ratio is 75%, respectively). And 50%). That is, when the overlapping rate is 50%, the outer edge E of the disc 26 overlaps the center O of the heating coil 2.
  • the overlapping ratios in FIG. 5A are 100%, 75%, and 50% continuously, and are indicated by the hatched area in FIG. 5B.
  • an area where the superposition rate is less than 50% may be set as a drive inhibition area. That is, in the control circuit 50 according to the present invention, the pot P is sufficiently placed above the heating coil 2 when the detected resonance frequency Fr and load resistance R are included in the drive prohibition region where the overlapping rate is less than 50%.
  • the driving circuit 14 can be controlled so that the high frequency current is not supplied to the LCR induction heating unit 20 when it is determined that no small object is placed or a small object is placed.
  • the threshold value for the power supply to the LCR induction heating unit 20 is not limited to a superposition rate of 50%, and may be, for example, a superposition rate of 40% or less or 60% or less.
  • the control circuit 50 presets (stores) a drive prohibition region that prohibits the supply of high-frequency current to the LCR induction heating unit 20 using the resonance frequency Fr and the load resistance R as parameters.
  • the drive circuit 14 is configured to control the high frequency current to be supplied to the LCR induction heating unit 20 only when these detected values are not included in the drive inhibition region.
  • the drive prohibition region may be set so as not to heat the pan P made of aluminum. That is, the drive prohibition area can be freely set according to product specifications.
  • the control circuit 50 detects the resonance frequency Fr and the load resistance R from the phase detected in a single cycle (for example, about 33 microseconds) of the drive voltage and drive current subjected to high frequency modulation. Can be instantaneously calculated, and thus heating of small items that should not be heated can be prevented, which is extremely safe, and wasteful power consumption can be avoided when there is no load, thereby contributing to energy saving.
  • the resonance frequency Fr and the load resistance R by detecting the resonance frequency Fr and the load resistance R, the material and placement state of the pan P (how much the pan P is placed above the heating coil 2) are instantaneously determined. And the pan P can be induction-heated under the optimum driving conditions according to the material and the mounting state of the pan P.
  • the control circuit 50 detects the resonance frequency Fr and the load resistance R.
  • the control circuit 50 detects the inductance L and the load resistance R of the heating coil 2 in the same manner.
  • the drive circuit 14 may be controlled.
  • FIGS. 6A and 6B show FIGS. 5A and 6B obtained when the inductance L and the load resistance R of the heating coil 2 are detected from the primary components of the drive voltage V and the drive current I. It is a graph similar to FIG.5 (b). When the disk 26 was not placed at all (that is, when there was no load), an inductance L and a load resistance R indicated by double circles were obtained.
  • the drive circuit 14 is controlled so that the high frequency current is supplied to the LCR induction heating unit 20 only when the detected inductance L and load resistance R are not included in the drive inhibition region (hatched region in the figure).
  • the superposition rate may be set to less than 40% as the threshold.
  • the drive prohibition region can be set so as not to heat the pan P made of aluminum.
  • the resonance frequency Fr of the pan P can be obtained, and therefore the resonance frequency Fr can be selected as the drive frequency. it can.
  • the resonance frequency Fr may be set much higher than the actual resonance frequency Fr. In that case, in reality, more current can be passed to limit what can be heated, and heating restriction is made to the user as equipment. Since the resonance frequency Fr is known from the result of the present invention, it is possible to know how far the drive frequency for obtaining the desired heating power can be set and to adjust the heating.
  • FIG. 7 is a circuit block diagram similar to FIG. 2 showing an alternative electrical configuration.
  • Induction heating cooker 1 shown in FIG. 7 has a capacitor voltage detection means 34 for detecting the capacitor voltage V C across resonant capacitor 24, the capacitor voltage detection means 34 electrically connected to the primary component extracting means 40 Has been.
  • Capacitor voltage V C is similar to the drive voltage V, comprising a natural-number multiple high-order frequency component of the driving frequency, by a discrete Fourier transform by using the first-order component extraction unit 40, the primary component of the capacitor voltage V C Only V C1 (a component having the same frequency as the drive frequency) can be extracted and displayed in a complex manner.
  • the primary component V C1 and the drive current I 1 of the capacitor voltage V C satisfy the following relational expression.
  • the resonance frequency Fr (or the inductance L of the heating coil 2) and the load resistance R and the load resistance R are detected as described in the first embodiment.
  • the installation state (including the presence or absence of the pan P) and the material of the heated object P can be detected instantaneously.
  • an induction heating device is adopted by adopting a cheaper drive current detection means instead of the relatively expensive current transformer used in the first embodiment. 1 manufacturing cost can be reduced.
  • the primary component extraction means 40 is the primary component of the drive voltage V and the drive current I detected by the drive voltage detection means 30 and the drive current detection means 32 (the component having the same frequency as the drive frequency). ), But the nth order components of the driving voltage V and the driving current I are extracted by performing a discrete Fourier transform using a sampling frequency n times the driving frequency (n is a natural number of 2 or more). It may be a thing.
  • the n-order component extraction means extracts the n-order component instead of the primary component when the n-order component (for example, the third-order component) is larger than the primary components of the drive voltage V and the drive current.
  • the resonance frequency Fr and the load resistance R can be calculated instantaneously. At this time, it is preferable to perform the calculation using the n-order component because it is not necessary to increase the resolution of the A / D converter.
  • a map similar to FIG. 5A is obtained as a map showing the relationship between the resonance frequency calculated using the n-order component and the load resistance (however, the load resistance of the aluminum disk is the resonance). As the frequency increases, it becomes larger than that of FIG. That is, the control circuit unit 50 can calculate the inductance L or the resonance frequency Fr and the load resistance R of the LCR induction heating unit 20 from the n-order drive voltage and the n-order drive current.
  • An induction heating cooker 1 shown in FIG. 8 includes rectifier circuits 12a and 12b that rectify an alternating current from a commercial power supply 10 into a direct current, and inner and outer heating coils 2a that perform induction heating in cooperation with a single pan.
  • LCR induction heating units 20a, 20b comprising driving circuits 14a, 14b for supplying a high-frequency current having a predetermined driving frequency, heating coils 2a, 2b and resonant capacitors 24a, 24b connected in series therewith, Drive voltage detection means 30a, 30b for detecting the drive voltage applied to both ends of the LCR induction heating sections 20a, 20b, and drive current detection means 32a, 32b for detecting the drive current flowing through the LCR induction heating sections 20a, 20b.
  • Driving circuits 14a, 14b for supplying a high-frequency current having a predetermined driving frequency
  • heating coils 2a, 2b and resonant capacitors 24a, 24b connected in series therewith
  • Drive voltage detection means 30a, 30b for detecting the drive voltage applied to both ends of the LCR induction heating sections 20a, 20b
  • drive current detection means 32a, 32b for detecting the drive current flowing through the LCR induction heating sections 20a, 20b.
  • the induction heating cooker 1 includes primary component extraction means 40a and 40b electrically connected to the drive voltage detection means 30a and 30b and the drive current detection means 32a and 32b, and the drive circuits 14a and 14b and the primary.
  • the control circuit 50 is electrically connected to the component extraction means 40a and 40b.
  • the rectifier circuits 12a and 12b shown in FIG. 8 are individually provided to supply DC power to the drive circuits 14a and 14b. However, the drive circuits 14a and 14b share the single rectifier circuit 12. A DC power supply may be supplied.
  • LCR induction heating including rectifier circuits 12a and 12b, drive circuits (first and second drive circuits) 14a and 14b, and inner and outer heating coils (first and second heating coils) 2a and 2b shown in FIG. Units 20a, 20b, drive voltage detection means 30a, 30b, drive current detection means 32a, 32b, primary component extraction means (first and second primary component extraction means) 40a, 40b, and control circuit 50 are shown in FIG. Since the configuration is the same as that described with reference to FIG. 2 or FIG. 7, further description is omitted.
  • the inner and outer heating coils 2a, 2b cooperate (simultaneously) with induction heating of the single pan P, and therefore are disposed in close proximity to each other.
  • the control circuit 50 includes the first and second drive circuits 14a so that the drive frequencies of the high-frequency currents supplied to the inner and outer heating coils 2a and 2b are the same. , 14b need to be controlled.
  • the control circuit 50 according to the present invention shown in FIG. 8 has the inner and outer sides from the phase detected in a single period (for example, about 33 microseconds) of the drive voltage and the drive current subjected to the high frequency modulation.
  • the load resistance R of each of the heating coils 2a and 2b can be calculated instantaneously.
  • the extraction of the primary components of the driving voltage V and the driving current I by the primary component extraction means 40a and 40b is performed by the inner and outer heating coils 2a.
  • 2b may be performed at the same time, but in order to eliminate as much as possible the interaction such as the coupling between the heating coils 2a, 2b, it is preferable to perform them sequentially.
  • the load resistance R of the heating coil corresponds to the heat capacity of the partial pan P placed above (the amount of heat necessary for raising the unit temperature). Therefore, it is intended to heat the entire pan P uniformly by supplying a larger amount of power to the inner and outer heating coils 2a, 2b having a larger load resistance R. is there.
  • the control circuit 50 includes the following electric energy distribution ratios r 1 and r expressed by the load resistance R 1 of the inner heating coil 2 a and the load resistance R 2 of the outer heating coil 2 b. 2 is calculated. Then, the control circuit 50 uses the “heating power” set by the user for the pan P, that is, the amount of power (Q 0 ) scheduled to be supplied to the whole of the inner heating coil 2a and the outer heating coil 2b. The first and second drive circuits 14a and 14b are controlled so that the following amounts of electric power Q 1 and Q 2 are supplied to the inner heating coil 2a and the outer heating coil 2b.
  • the first and second drive circuits 14a and 14b are controlled so as to be supplied to 2b.
  • the electric power W 0 supplied from the drive circuits 14a and 14b to the inner heating coil 2a and the outer heating coil 2b is the same, and intermittently, that is, different timings (periods t 1 , t 2 ) (duty drive), the control circuit 50 causes the constant power to be supplied to the inner heating coil 2 a and the outer heating coil 2 b at times t 1 and t 2 expressed as follows.
  • the first and second drive circuits 14a and 14b are controlled.
  • control circuit 50 controls the drive circuits 14a and 14b by a method combining the constant power drive and the duty drive, and obtains the electric energy Q 1 and Q 2 obtained by [Equation 11], whereby the entire pan P is obtained. It can be heated uniformly.
  • control circuit 50 calculates the load resistance R and the electric energy distribution ratios r 1 and r 2 of the inner and outer heating coils 2a and 2b, thereby the inner and outer heating coils 2a and 2b.
  • the amount of electric power supplied to 2b can be appropriately distributed, and the entire pan P can be heated uniformly.
  • the power amount Q 1, Q 2 in the above formula has been calculated as being linearly proportional to the amount of power distribution ratio r 1, r 2, is not limited thereto, the amount of power distribution ratio r 1, It may depend on r 2 in a non-linear manner, or may be calculated by weighting using r 2 .
  • the weighting can be obtained from the relationship between the load resistance value and appropriate heating based on information obtained by measurement at the time of product development, for example.
  • the induction heating cooker 1 has an inner heating coil 2a and an outer heating coil 2b wound concentrically around the inner heating coil 2a as shown in FIG.
  • the coil may have a single central heating coil 2a and four peripheral heating coils 2b to 2e wound around the periphery thereof in a quarter arc shape (banana shape or pepper shape).
  • the induction heating cooker 1 may have a plurality of small circular heating coils 2 arranged in a grid as shown in FIG.
  • a plurality of drive circuits 14 and primary component extraction means (or n-order component extraction means) 40 corresponding to each heating coil 2 are provided, and the load resistance R of each heating coil 2 is calculated. And the whole pot P can be heated uniformly by supplying the electric energy according to each electric energy distribution ratio.
  • the control circuit 50 repeatedly calculates and constantly updates the load resistance R for the numerous heating coils 2 while the induction heating cooker 1 is in use, as described above. Even when the P is moved (even when the so-called “panning” is performed), an appropriate amount of electric power is always supplied to each heating coil 2 to achieve uniform heating of the entire pan P. it can.
  • each heating coil 2 generally has a maximum amount of high-frequency power that can be supplied per unit time (that is, maximum rated power W MAX ), so that the driving condition of each heating coil 2 (duty ratio of high-frequency current)
  • W MAX maximum rated power
  • the electric energy distribution ratio described above when the length of time during which each heating coil 2 is fed is the same, the electric energy distribution ratio described above.
  • the power supplied to the specific heating coil 2 exceeds the maximum rated power W MAX , and the reliability may be impaired. Therefore, according to the first modified example, while realizing uniform heating of the entire pan P, priority is given to the realization of higher reliability than the realization of sufficient “thermal power”. 1 , the entire power amount Q 0 ′ of the heating coil 2 is suppressed so that the power W supplied to obtain Q 2 does not exceed the maximum rated power W MAX of each heating coil 2.
  • the electric power W supplied to each heating coil 2 does not exceed the maximum rated power W MAX, and the entire pan P can be uniformly heated while maintaining high reliability.
  • the load resistance R and the power amount distribution ratio r of each heating coil 2 are calculated, and the amount of power supplied to each heating coil 2 is controlled.
  • the load resistance R of each heating coil 2 is calculated in a similar manner so as to realize such non-uniform heating.
  • the drive circuits 14a and 14b may be controlled so as to supply the weighted power amounts Q 1 ′ and Q 2 ′ to each heating coil 2.
  • Embodiment 2 of the induction heating apparatus according to the present invention will be described in detail below.
  • the control circuit 50 according to the first embodiment calculates the electric energy distribution ratio r based on the load resistance of each heating coil 2, but the control circuit 50 according to the second embodiment is mounted above each heating coil 2.
  • the amount of electric power is appropriately distributed to each of the plurality of heating coils 2 by calculating the power amount distribution ratio r based on the placement area (superposition ratio) of the placed pan P.
  • the induction heating cooking appliance 1 of Embodiment 2 has the structure similar to the induction heating cooking appliance 1 of Embodiment 1 in another point, description is abbreviate
  • the control circuit 50 is configured to detect the inner and outer heating coils 2 a, from the phases detected in a single cycle of the drive voltage and the drive current that are modulated with high frequency.
  • the resonance frequency Fr and the load resistance R of 2b, or the inductance L and the load resistance R can be calculated instantaneously.
  • the control circuit 50 according to the present invention is configured such that the calculated resonance frequency Fr and load resistance R of each heating coil 2a, 2b in the map of FIG. 6 or 7 stored in a memory (not shown) detected in advance. (FIG. 6 (b)), or with reference to the plot positions (for example, stars) of the inductance L and load resistance R (FIG. 7 (b)), the pan P placed above the heating coils 2a and 2b. Can be easily detected.
  • the area where the pan P is effectively heated (effective heating area) above each heating coil 2a, 2b is fixed depending on the size and shape of each heating coil 2a, 2b.
  • the placement areas S 1 and S 2 of the pan P placed above the heating coils 2a and 2b can be calculated.
  • the placement area S of the pan P is considered to be an index indicating the partial heat capacity of the pan P, and therefore the inner and outer heating having a larger placement area S.
  • the control circuit 50 upward the placed pot P of the loading area S 1 and the outer heating coil 2b of the placed pan P above the inner heating coil 2a
  • the electric energy distribution ratios r 1 and r 2 represented by the following expression represented by the mounting area S 2 are calculated.
  • the control circuit 50 distributes the user-set “heating power” for the pan P, that is, the amount of power (Q 0 ) scheduled to be supplied to the entire inner heating coil 2a and outer heating coil 2b.
  • the first and second drive circuits 14a and 14b are controlled so that the following amounts of electric power Q 1 and Q 2 are supplied to the inner heating coil 2a and the outer heating coil 2b.
  • placed area S 1, S 2 of the above-mentioned pot P is intended to be detected by referring to the map shown in FIG. 5 and 6, not the heating coils 2a, only the load resistance R of 2b , Because it is detected in consideration of the effect of factors that fluctuate substantially, such as resonance frequency Fr or inductance, even when the constituent material of the pan P fluctuates, the power is more appropriate than in the first embodiment.
  • the amount can be distributed to each heating coil 2a, 2b, and the entire pan P can be heated more uniformly.
  • the control circuit 50 obtains the electric powers W 1 , 2 b supplied to the heating coils 2 a, 2 b in the constant power driving in order to obtain the electric energy Q 1 , Q 2 represented by the above formula.
  • W 2 may be controlled, or the times t 1 and t 2 during which electric power is supplied to the heating coils 2a and 2b in the duty drive may be controlled.
  • the electric power amounts Q 1 and Q 2 in the above formula may be calculated by weighting using the electric power distribution ratios r 1 and r 2 in addition to those linearly proportional to the electric power distribution ratios r 1 and r 2 .
  • the weighting can be obtained from the relationship between the load resistance value and appropriate heating based on information obtained by measurement at the time of product development, for example.

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Abstract

 本願発明に係る誘導加熱調理器は、第1の加熱コイルと、前記第1の加熱コイルに隣接して配置され、これと協働して単一の被加熱体を誘導加熱する少なくとも1つの第2の加熱コイルと、前記第1および第2の加熱コイルに同一の駆動周波数を有する高周波電流をそれぞれ供給する第1および第2の駆動回路と、前記第1の加熱コイルに流れる第1の駆動電流および前記第1の加熱コイルの両端に印加される第1の駆動電圧から、駆動周波数のn倍(nは自然数)の周波数を有するn次成分を含む第1のn次駆動電圧およびn次駆動電流を抽出する第1のn次成分抽出手段と、前記第2の加熱コイルに流れる第2の駆動電流および前記第2の加熱コイルの両端に印加される第2の駆動電圧から、駆動周波数のn倍(nは自然数)の周波数を有するn次成分を含む第2のn次駆動電圧およびn次駆動電流を抽出する第2のn次成分抽出手段と、前記第1のn次駆動電圧およびn次駆動電流から前記第1の加熱コイルの負荷抵抗を算出し、前記第2のn次駆動電圧およびn次駆動電流から前記第2の加熱コイルの負荷抵抗を算出する制御回路部とを備え、制御回路部は、算出された前記第1および第2の加熱コイルの負荷抵抗に依存する電力量配分比に基づいて、前記第1および第2の駆動回路から前記第1および第2の加熱コイルにそれぞれ供給される電力量を制御することを特徴とするものである。

Description

誘導加熱調理器およびその制御方法
 本願発明は、単一の被加熱体を複数の加熱コイルを用いて加熱する誘導加熱調理器およびその制御方法に関する。
 これまでさまざまな誘導加熱調理器が提案されており、たとえば特許文献1および2に記載の誘導加熱調理器は、格子状に配置された複数の小型の加熱コイルと、各加熱コイルに対応する位置に配置され、鍋などの被加熱体の載置の有無を検出する複数のセンサとを有し、センサの出力に基づいて被加熱体の天板上の占有領域を特定し、特定された占有領域とその周辺の領域にある加熱コイルを選択的に駆動するものである。
特開2009-238575号公報 特開2009-238613号公報
 しかしながら特許文献1および2に記載の誘導加熱調理器によれば、鍋の載置の有無を検出する複数のセンサは、たとえば光学式センサであり、その上方に鍋があるか否か(鍋の有無)を検知するものに過ぎず、特定される占有領域は極めて概略的なものでしかない。また、これらの従来技術に係る誘導加熱調理器によれば、占有領域付近にある加熱コイルのみが選択的に駆動されるが、鍋が天板上においてどのように載置されているか(載置面積)については検知することができない。したがって、センサは鍋が天板上に載置されていることを検知するが、加熱コイルの上方にはまったく載置されていないか、あるいは極めて限定的な面積でしか載置されていない場合もある。このような場合、特許文献1および2に係る誘導加熱調理器は、すべての加熱コイルを同一の駆動条件で駆動するので、鍋の載置状態に依存して、鍋底の表面温度(各加熱コイルから供給される単位面積当たりの電力)にばらつきが生じ、鍋底を均一に加熱することができず、鍋に収容された食材の一部に焦げ付きや部分的な突沸が生じることがあった。
 そこで本願発明は、上記問題点を解消するためになされたもので、誘導加熱調理器に関し、第1の加熱コイルと、前記第1の加熱コイルに隣接して配置され、これと協働して単一の被加熱体を誘導加熱する少なくとも1つの第2の加熱コイルと、前記第1および第2の加熱コイルに同一の駆動周波数を有する高周波電流をそれぞれ供給する第1および第2の駆動回路と、前記第1の加熱コイルに流れる第1の駆動電流および前記第1の加熱コイルの両端に印加される第1の駆動電圧から、駆動周波数のn倍(nは自然数)の周波数を有するn次成分を含む第1のn次駆動電圧およびn次駆動電流を抽出する第1のn次成分抽出手段と、前記第2の加熱コイルに流れる第2の駆動電流および前記第2の加熱コイルの両端に印加される第2の駆動電圧から、駆動周波数のn倍(nは自然数)の周波数を有するn次成分を含む第2のn次駆動電圧およびn次駆動電流を抽出する第2のn次成分抽出手段と、前記第1のn次駆動電圧およびn次駆動電流から前記第1の加熱コイルの負荷抵抗を算出し、前記第2のn次駆動電圧およびn次駆動電流から前記第2の加熱コイルの負荷抵抗を算出する制御回路部とを備え、制御回路部は、算出された前記第1および第2の加熱コイルの負荷抵抗に依存する電力量配分比に基づいて、前記第1および第2の駆動回路から前記第1および第2の加熱コイルにそれぞれ供給される電力量を制御することを特徴とするものである。
 本願発明の誘導加熱調理器によれば、複数の加熱コイルの負荷抵抗を瞬時に算出し、算出された前記第1および第2の加熱コイルの負荷抵抗に依存する電力量配分比に基づいて、第1および第2の加熱コイルにそれぞれ供給される電力量を制御することにより、鍋底を均一に加熱して、食材の焦げ付き等を回避することができる。
本願発明に係る実施の形態1による加熱コイルの平面図である。 本願発明に係る誘導加熱調理器の基本的な電気的構成を示す回路ブロック図である。 駆動電圧検出手段および駆動電流検出手段により検出された駆動電圧および駆動電流の波形図である。 加熱コイル上の各種材質からなる円板の載置状態を示す平面図である。 各種材質からなる円板をさまざまな位置に載置したときの共振周波数と負荷抵抗の関係を示すマップである。 各種材質からなる円板をさまざまな位置に載置したときのインダクタンスと負荷抵抗の関係を示すマップである。 実施の形態1の択一的な電気的構成を示す回路ブロック図である。 本願発明に係る実施の形態1による誘導加熱調理器の電気的構成を示す回路ブロック図である。 変形例による加熱コイルの平面図である。 さらに別の変形例による加熱コイルの平面図である。
1:誘導加熱調理器、2:加熱コイル、10:商用電源、12:整流回路、14:駆動回路、20:LCR誘導加熱部、24:共振コンデンサ、30:駆動電圧検出手段、32:駆動電流検出手段、40:1次成分抽出手段(n次成分抽出手段)、50:制御回路、鍋:P。
 以下、添付図面を参照して本願発明に係る誘導加熱調理器の実施の形態を説明する。各実施の形態の説明および以下の添付図面において、同様の構成部品については同様の符号を用いて参照する。
実施の形態1.
 図1~図10を参照しながら、本願発明に係る誘導加熱調理器の実施の形態1について以下詳細に説明する。図1は、実施の形態1に係る加熱コイル2の平面図である。実施の形態1に係る加熱コイル2は、図示のように導線を平面上に捲回した内側加熱コイル(第1の加熱コイル)2aと、その周囲に同心円状に捲回した外側加熱コイル(第2の加熱コイル)2bとを有する。
 また実施の形態1に係る誘導加熱調理器は、図8を参照して詳細後述するように、概略、これらの加熱コイル2a,2bを駆動するための駆動回路(第1および第2の駆動回路)14a,14bと、駆動回路14a,14bの駆動電圧および駆動電流の1次成分を検出する1次成分抽出手段(第1および第2の1次成分抽出手段)30a,30bと、駆動回路14a,14bを制御する制御回路50とを有する。
 ここで実施の形態1に係る誘導加熱調理器の電気的構成および動作について説明する前に、まず本願発明に係る誘導加熱調理器、とりわけ1次成分抽出手段の基本的な電気的構成について以下詳細に説明する。
 図2は、単一の加熱コイル2を有する誘導加熱調理器1の概略的な電気的構成を示す回路ブロック図であり、これを参照しながら、本願発明に係る誘導加熱調理器の基本原理について説明する。
 誘導加熱調理器1は、概略、二相または三相の商用電源10からの交流電流を直流電流に整流する整流回路12と、加熱コイル2に所定の駆動周波数を有する高周波電流を供給する駆動回路14と、加熱コイル2およびこれに直列に接続された共振コンデンサ24からなるLCR誘導加熱部20と、LCR誘導加熱部20の両端に印加される駆動電圧を検出する駆動電圧検出手段30と、LCR誘導加熱部20に流れる駆動電流を検出する駆動電流検出手段32とを有する。
 具体的には、整流回路12は、全波整流または半波整流するものであってもよく、直流成分を得るためのインダクタンスやコンデンサを含むフィルタ回路(ともに図示せず)を有するものであってもよい。また駆動回路14は、IGBTなどのスイッチング素子(図示せず)を含むインバータ回路であり、インバータ駆動する回路であれば任意のものを用いることができ、たとえばハーフブリッジ回路またはフルブリッジ回路で構成することができる。
 LCR誘導加熱部20は、上述のように、加熱コイル2およびこれに直列に接続された共振コンデンサ24からなり、加熱コイル2は、図2において、インダクタンスLと負荷抵抗Rの等価回路として図示されている。図中、インダクタンスLの上方に図示したものは、鍋などの被加熱体Pである。加熱コイル2に高周波電流が供給されると、その周囲に交流磁場を形成し(交流磁場が導電体からなる被加熱体Pに鎖交し)、被加熱体Pに渦電流を形成して、被加熱体P自体を加熱する。
 一般に、LCR誘導加熱部20の負荷抵抗Rは、被加熱体Pの有無または載置面積(被加熱体Pに鎖交する交流磁場)に依存して変動する。すなわち負荷抵抗Rは、鍋Pが載置されていないときの加熱コイル2自体の線抵抗Rに、鍋Pを載置したことによる鍋Pの見かけ上の負荷抵抗Rを加えたものに相当する(R=R+R)。
 なお駆動電圧検出手段30は、LCR誘導加熱部20の両端に印加される駆動電圧(出力電圧)Vを検出するものであれば当業者により容易に想到される任意の回路構成を有するものであってもよい。同様に、駆動電流検出手段32は、LCR誘導加熱部20に流れる駆動電流(出力電流)Iを測定するものであれば任意の回路構成を有するものであってもよく、たとえばカレントトランスであってもよい。
 さらに本願発明に係る誘導加熱調理器1は、駆動電圧検出手段30および駆動電流検出手段32に電気的に接続された1次成分抽出手段40を備える。
 上述のように駆動回路14は、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)などのスイッチング素子を含むインバータ回路であり、IGBTを所定の駆動周波数(たとえば30kHz)を有する制御信号(ゲート信号)で駆動するとき、駆動電圧検出手段30および駆動電流検出手段32は、図3に示すような高周波変調された駆動電圧Vおよび駆動電流Iを検出する。
 高周波変調された駆動電圧Vおよび駆動電流Iは、一般に、駆動周波数の自然数倍の高次周波数成分を含む合成波形として表される。そして本願発明に係る1次成分抽出手段40は、駆動電圧検出手段30および駆動電流検出手段32で検出された図3に示す駆動電圧Vおよび駆動電流Iを、たとえば駆動周波数のk倍(kは2以上の自然数)のサンプリング周波数を用いて離散フーリエ変換することにより、駆動電圧Vおよび駆動電流Iの1次成分だけを抽出するものである。なお1次成分抽出手段40において、複数の高次周波数成分を有する信号から1次成分のみを抽出する手法およびアルゴリズムとしては任意のものを利用することができ、一般に市販されたソフトウェアを用いて駆動電圧Vおよび駆動電流Iの1次成分だけを抽出することができる。
 このとき、本願発明に係る1次成分抽出手段40は、駆動電圧Vおよび駆動電流Iの1次成分として次式のように複素表示することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
ここでV,Iは駆動電圧Vおよび駆動電流Iの1次成分を示し、V1Re,I1ReはV,Iの実部、V1Im,I1ImはV,Iの虚部、そしてjは虚数単位を示す。
 また、LCR誘導加熱部20のインピーダンスZ、および駆動電圧Vおよび駆動電流Iの位相(駆動電流Iに対する駆動電圧Vの位相またはインピーダンスZの位相)θは次式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
ここでIm(Z)およびRe(Z)はそれぞれインピーダンスZの虚部および実部を意味する。なお、駆動電圧Vおよび駆動電流Iの位相は、arctanの代わりにarcsinまたはarccosを用いて算出してもよい。位相θが90度付近ではarctanは発散し、誤差を多く含み得るので、arcsinまたはarccosを用いて位相θを算出することが好ましい場合がある。
 さらに本願発明に係る誘導加熱調理器1は、図2に示すように、駆動回路14および1次成分抽出手段40に電気的に接続された制御回路50を備える。本願発明に係る制御回路50は、[数2]より1次成分抽出手段40が抽出した複素表示の1次成分の駆動電圧Vおよび駆動電流Iから、LCR誘導加熱部20のインピーダンスZおよび駆動電圧Vおよび駆動電流Iの位相(偏角)θを算出し、これに基づいて駆動回路14に適当な駆動信号(ゲート信号)を供給するものである。
 同様に、本願発明に係る制御回路50は、次式で表されるLCR誘導加熱部20の有効電力値Wおよび電流実効値Iを算出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
ここでI はIの複素共役を示す。
 以上のように、本願発明に係る制御回路50は、駆動電圧Vおよび駆動電流Iの1次成分から、LCR誘導加熱部20のインピーダンスZ、駆動電圧Vおよび駆動電流Iの位相(駆動電流Iに対する駆動電圧Vの位相またはインピーダンスZの位相)θ、有効電力値Wおよび電流実効値Iを算出することができる。
 一方、LCR誘導加熱部20を含む一般のLCR回路において、負荷抵抗R、インピーダンスZ、加熱コイル2のインダクタンスLおよび共振周波数Frは次式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
ここでωは1次成分の周波数f(定義より駆動周波数と同一、ω=2πfで表される)であり、Cは共振コンデンサ24の静電容量であって、ともに既知である。したがって本願発明に係る制御回路50は、[数2]で算出したθを用いて、[数4]から共振周波数Frと負荷抵抗R(=R+R)を求めることができる。
 同様に、共振周波数Frは以下のように求めることができる。上記[数2]および[数4]のように、負荷抵抗R、インピーダンスZは次式で表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 上記[数5]より、加熱コイル2のインダクタンスLは次式で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 したがって、上記[数6]より得られたインダクタンスLと共振コンデンサ24の既知の静電容量Cより共振周波数Frを求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 本願発明に係る制御回路50は、以下詳述するように、複数の加熱コイルのそれぞれに対して、駆動電圧Vおよび駆動電流Iの1次成分から共振周波数Fr(または加熱コイル2のインダクタンスL)と負荷抵抗Rを検出することにより、被加熱体Pの載置面積(鍋Pの有無を含む)および被加熱体Pの材質を検知して、複数の加熱コイルに対する鍋Pの負荷抵抗の比に応じて供給すべき電力量(すなわち対応する加熱コイルの上方に載置された鍋Pの一部分で生じる熱量)を制御することができる。なお本願発明に係る制御回路50は、図3の高周波変調された駆動電圧および駆動電流の単一の周期(すなわち、駆動周波数が30kHzのとき、1周期は約33マイクロ秒)において検知された位相から、複数の加熱コイルのそれぞれに対して、共振周波数Fr(または加熱コイル2のインダクタンスL)と負荷抵抗Rを極めて短い時間で算出することができる。
 ここで共振周波数Frと負荷抵抗Rを算出して、どのように鍋Pの載置状態(載置面積)を決定するかについて、具体例を用いて以下説明する。
 図4に示すように、平面上に捲回された加熱コイル2と、複数の円板26とを用意した。円板26は、鉄、磁性ステンレス、非磁性ステンレス、およびアルミニウムの4種類の材質からなる。これらの円板26は擬似的な鍋Pである。加熱コイル2および各円板26の直径を約180mmおよび約200mmとし、各円板26の厚みはすべて1.5mmとした。円板26は、図4(a)では加熱コイル2上の中央(同心円O上)に載置されている(本願においては、この状態を「重畳率が100%である」という。)。また円板26は、図4(b)および(c)では、円板26の外縁Eが加熱コイル2の直径のそれぞれ75%および50%の位置に配置されている(重畳率がそれぞれ75%および50%である。)。すなわち重畳率が50%であるとき、円板26の外縁Eが加熱コイル2の中心Oと重なり合っている。
 鉄、磁性ステンレス、非磁性ステンレス、およびアルミニウムの材質からなる4種類の円板26のそれぞれについて、重畳率が100%、75%および50%となるように載置した後(図4(a),(b),(c)に対応)、上記説明したように、駆動電圧Vおよび駆動電流Iの1次成分から共振周波数Frと負荷抵抗Rとを検出(算出)したところ、図5(a)のようなマップ(グラフ)を得た。なお、円板26をまったく載置しない場合(無負荷の場合)には、二重丸で示す共振周波数Frおよび負荷抵抗Rを得た。
 本願発明によれば、材質の異なる円板26について、図5(a)の重畳率が100%、75%および50%である点を連続的に結び、図5(b)のハッチング領域で示すように、重畳率が50%未満である領域を駆動禁止領域と設定してもよい。すなわち本願発明に係る制御回路50は、検出された共振周波数Frと負荷抵抗Rが重畳率50%未満の駆動禁止領域に含まれる場合に、鍋Pは加熱コイル2の上方に十分に載置されていない、もしくは小物が載置されていると判断して、LCR誘導加熱部20に高周波電流が供給されないように駆動回路14を制御することができる。ただし、LCR誘導加熱部20への給電の是非に対する閾値は、50%の重畳率に限定されるものではなく、たとえば40%以下または60%以下の重畳率としてもよい。
 このように本願発明に係る制御回路50は、共振周波数Frと負荷抵抗Rをパラメータとする、LCR誘導加熱部20に高周波電流を供給することを禁止する駆動禁止領域を事前に設定し(記憶し)、これらの検出された値が駆動禁止領域に含まれないときにのみ、LCR誘導加熱部20に高周波電流が供給されるように駆動回路14を制御するように構成される。また図5(b)に示すように、アルミニウムからなる鍋Pを加熱しないように駆動禁止領域を設定してもよい。すなわち駆動禁止領域は製品仕様により自在に設定することができる。
 そして図5(b)に示すように、重畳率が100%、75%および50%である点を連続的に破線で結ぶと、共振周波数Frと負荷抵抗Rから、任意の材質からなる円板26の重畳率を推定することができる。本願発明に係る制御回路50は、たとえば図5(b)の星印でプロットされた点で示す共振周波数Frと負荷抵抗Rを算出したとき、この点が75%の重畳率を連続的に結ぶ破線上にあることから、鍋Pが75%の重畳率で加熱コイル2の上方に載置されていると推定することができる。
 また上記のように、本願発明に係る制御回路50は、高周波変調された駆動電圧および駆動電流の単一の周期(たとえば約33マイクロ秒)において検知された位相から、共振周波数Frと負荷抵抗Rを瞬時に算出することができるので、加熱すべきではない小物の加熱を防止できるので極めて安全であり、無負荷のときに無駄な電力消費を回避できるので省エネルギに寄与することができる。
 換言すると、本願発明によれば、共振周波数Frと負荷抵抗Rを検出することにより、鍋Pの材質および載置状態(鍋Pが加熱コイル2の上方にどの程度載置されているか)を瞬時に検出し、鍋Pの材質および載置状態に応じた最適な駆動条件で鍋Pを誘導加熱することができる。
 なお上記具体例では、制御回路50は、共振周波数Frと負荷抵抗Rを検出するものであったが、択一的には、加熱コイル2のインダクタンスLと負荷抵抗Rを検出して、同様に駆動回路14を制御してもよい。図6(a)および図6(b)は、駆動電圧Vおよび駆動電流Iの1次成分から加熱コイル2のインダクタンスLと負荷抵抗Rとを検出したときに得られた図5(a)および図5(b)と同様のグラフである。円板26をまったく載置しない場合(すなわち無負荷の場合)には、二重丸で示すインダクタンスLおよび負荷抵抗Rが得られた。このとき、検出されたインダクタンスLと負荷抵抗Rが駆動禁止領域(図中のハッチング領域)に含まれないときにのみ、LCR誘導加熱部20に高周波電流が供給されるように駆動回路14を制御し、その閾値として重畳率を40%未満に設定してもよい。同様に、アルミニウムからなる鍋Pを加熱しないように駆動禁止領域を設定することもできる。
 同様に図6(b)に示すように、重畳率が100%、70%および40%である点を連続的に破線で結ぶと、インダクタンスLと負荷抵抗Rから、任意の材質からなる円板26の重畳率を推定することができる。本願発明に係る制御回路50は、たとえば図6(b)の星印でプロットされた点で示すインダクタンスLと負荷抵抗Rを算出したとき、この点が70%の重畳率を連続的に結ぶ破線上にあることから、鍋Pが70%の重畳率で加熱コイル2の上方に載置されていると推定することができる。
 なお、最も効率良く加熱できるのは共振周波数であることが知られているが、本願発明によれば鍋Pの共振周波数Frを得ることができるため、駆動周波数として共振周波数Frを選択することができる。また通常、共振周波数Frよりも低い周波数とするとIGBT等の素子に悪影響があるため、共振周波数Frが分からない場合には駆動周波数を実際の共振周波数Frよりもかなり高めに設定する場合がある。その場合、実際にはもっと電流を流して加熱できるものを制限していることになり、機器として加熱制限を使用者にしていることになる。本願発明の結果から共振周波数Frが分かるので、所望する加熱電力を得るための駆動周波数がどこまで設定可能であるかを知り、加熱調整することが可能となる。
 なお上記説明においては、駆動電流検出手段32としてカレントトランスを用いたが、択一的には、共振コンデンサ24の両端の電圧を検出するコンデンサ電圧検出手段34を用いてLCR誘導加熱部20に流れる電流を検出してもよい。図7は、択一的な電気的構成を示す図2と同様の回路ブロック図である。
 図7に示す誘導加熱調理器1は、共振コンデンサ24の両端のコンデンサ電圧Vを検出するコンデンサ電圧検出手段34を有し、コンデンサ電圧検出手段34は1次成分抽出手段40に電気的に接続されている。コンデンサ電圧Vは、駆動電圧Vと同様、駆動周波数の自然数倍の高次周波数成分を含み、1次成分抽出手段40を用いて離散フーリエ変換することにより、コンデンサ電圧Vの1次成分VC1(駆動周波数と同一の周波数を有する成分)だけを抽出し、複素表示することができる。なお、コンデンサ電圧Vの1次成分VC1と駆動電流Iは次の関係式を満たす。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
ここでωは1次成分の周波数f(定義より駆動周波数と同一、ω=2πf)であり、Cは共振コンデンサ24の静電容量であって、ともに既知である。
 上式より、駆動電流Iはコンデンサ電圧VC1に対して位相がπ/4(90度)だけ進んでいることが明らかである。そして本願発明によれば、コンデンサ電圧VC1を複素表示するので、次式より極めて簡便な計算により駆動電流Iを求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 こうして求められた駆動電流Iに基づいて、実施の形態1で説明したように、共振周波数Fr(または加熱コイル2のインダクタンスL)と負荷抵抗Rを検出することにより、被加熱体Pの載置状態(鍋Pの有無を含む)および被加熱体Pの材質を瞬時に検知することができる。
 また図7に示す誘導加熱調理器1によれば、実施の形態1で用いられていた比較的に高価なカレントトランスの代わりに、より安価な駆動電流検出手段を採用することにより、誘導加熱装置1の製造コストを削減することができる。
 また上記説明においては、1次成分抽出手段40は、駆動電圧検出手段30および駆動電流検出手段32で検出された駆動電圧Vおよび駆動電流Iの1次成分(駆動周波数と同一の周波数を有する成分)を抽出するものであったが、駆動周波数のn倍(nは2以上の自然数)のサンプリング周波数を用いて離散フーリエ変換することにより、駆動電圧Vおよび駆動電流Iのn次成分を抽出するものであってもよい。
 一般に、アルミニウム製の被加熱体Pを効率的に誘導加熱するためには、鉄等からなる被加熱体Pを誘導加熱するときに用いられる高周波電流の駆動周波数より高い駆動周波数を有するものを用いる必要がある。そして、このように高導電率および低透磁率を有するアルミニウムを含む任意の金属材料からなる鍋Pを誘導加熱する、いわゆるオールメタル対応の誘導加熱調理器はすでに提案され(たとえば特許第3460997号)、市場において販売されており、本願発明は、係るオールメタル対応の誘導加熱調理器にも適応することができる。
 通常、n倍の駆動周波数を有する駆動電流Iでアルミニウム製の被加熱体Pを誘導加熱するとき、駆動周波数の1次成分は小さい値となり、n次成分が大きくなる。そしてn次成分抽出手段は、駆動電圧Vおよび駆動電流の1次成分よりn次成分(たとえば3次成分)が大きくなる場合には、1次成分ではなく、n次成分を抽出して、上記と同様の演算を行うことにより、共振周波数Frおよび負荷抵抗Rを瞬時に算出することができる。このとき、n次成分を用いて演算することにより、A/D変換器の分解能を大きくする必要がなくなるので好ましい。
 なお詳細図示しないが、n次成分を用いて算出された共振周波数と負荷抵抗の関係を示すマップとして、図5(a)と同様のものが得られる(ただしアルミニウム円板の負荷抵抗は、共振周波数の増大に伴い、図5(a)のものより大きくなる。)。すなわち制御回路部50は、n次駆動電圧およびn次駆動電流から、LCR誘導加熱部20のインダクタンスLまたは共振周波数Frと負荷抵抗Rとを算出することができる。
 ここで図8を参照しながら、実施の形態1に係る誘導加熱調理器1について詳細に説明する。図8に示す誘導加熱調理器1は、商用電源10からの交流電流を直流電流に整流する整流回路12a,12bと、単一の鍋を協働して誘導加熱する内側および外側の加熱コイル2a,2bに所定の駆動周波数を有する高周波電流を供給する駆動回路14a,14bと、加熱コイル2a,2bおよびこれに直列に接続された共振コンデンサ24a,24bからなるLCR誘導加熱部20a,20bと、LCR誘導加熱部20a,20bの両端に印加される駆動電圧を検出する駆動電圧検出手段30a,30bと、LCR誘導加熱部20a,20bに流れる駆動電流を検出する駆動電流検出手段32a,32bとを有する。さらに、この誘導加熱調理器1は、駆動電圧検出手段30a,30bおよび駆動電流検出手段32a,32bに電気的に接続された1次成分抽出手段40a,40b、および駆動回路14a,14bおよび1次成分抽出手段40a,40bに電気的に接続された制御回路50を有する。
 なお、図8に示す整流回路12a,12bはそれぞれ、駆動回路14a,14bに直流電源を供給するために個々に設けられているが、単一の整流回路12を共用して駆動回路14a,14bに直流電源を供給してもよい。
 図8に示す整流回路12a,12b、駆動回路(第1および第2の駆動回路)14a,14b、内側および外側の加熱コイル(第1および第2の加熱コイル)2a,2bを含むLCR誘導加熱部20a,20b、駆動電圧検出手段30a,30b、駆動電流検出手段32a,32b、1次成分抽出手段(第1および第2の1次成分抽出手段)40a,40b、ならびに制御回路50は、図2または図7を参照して説明したものと同様の構成を有するので、さらなる説明を省略する。
 なお、内側および外側の加熱コイル2a,2bは、協働して(同時に)単一の鍋Pを誘導加熱するものであるから、物理的に近接して配置される。このとき駆動回路14a,14bから内側および外側の加熱コイル2a,2bに供給される駆動周波数が異なると、その差分周波数に相当するビート音が発生し、特にこれらの差分周波数が可聴域にあるとき、ユーザに著しい不快感を与える場合がある。したがってビート音の発生を防止するためには、制御回路50は、内側および外側の加熱コイル2a,2bに供給される高周波電流の駆動周波数が同一となるように第1および第2の駆動回路14a,14bを制御する必要がある。
 以上説明したように、図8に示す本願発明に係る制御回路50は、高周波変調された駆動電圧および駆動電流の単一の周期(たとえば約33マイクロ秒)において検知された位相から、内側および外側の加熱コイル2a,2bの負荷抵抗Rをそれぞれ瞬時に算出することができる。
 なお、内側および外側の加熱コイル2a,2bの負荷抵抗Rの算出に際し、1次成分抽出手段40a,40bによる駆動電圧Vおよび駆動電流Iの1次成分の抽出は、内側および外側の加熱コイル2a,2bについて同時に行ってもよいが、加熱コイル2a,2b間の結合等の相互作用を極力排除するために、順次行うことが好ましい。
 実施の形態1に係る誘導加熱調理器1によれば、加熱コイルの負荷抵抗Rはその上方に載置された部分的な鍋Pの熱容量に相当するもの(単位温度上げるために必要な熱量)を示す指標と考えられることから、より大きい負荷抵抗Rを有する内側および外側の加熱コイル2a,2bには、より大きい電力量を供給することにより、鍋P全体を均一に加熱しようとするものである。
 具体的には、実施の形態1に係る制御回路50は、内側加熱コイル2aの負荷抵抗Rおよび外側加熱コイル2bの負荷抵抗Rで表される次式の電力量配分比r,rを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
 そして制御回路50は、鍋Pに対してユーザ設定された「火力」、すなわち内側加熱コイル2aおよび外側加熱コイル2bの全体に供給することが予定されていた電力量(Q)を、上記電力量配分比により配分し、内側加熱コイル2aおよび外側加熱コイル2bに対して次式の電力量Q,Qが供給されるように第1および第2の駆動回路14a,14bを制御する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
 なお、電力量Qは電力Wの所定期間における積分値として表されるところ、制御回路50は、上式で表される電力量Q,Qを得るために、さまざまな手法により駆動回路14a,14bを制御することができる。たとえば駆動回路14a,14bから内側加熱コイル2aおよび外側加熱コイル2bに供給される電力W,Wが所定の電力で定常的に供給される場合(定電力駆動)、両方の加熱コイル2a,2bの全体に対して供給すべき電力W(=dQ/dt)を定義して、制御回路50は、次式で表される電力W,Wが内側加熱コイル2aおよび外側加熱コイル2bに供給されるように第1および第2の駆動回路14a,14bを制御する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
 択一的には、駆動回路14a,14bから内側加熱コイル2aおよび外側加熱コイル2bに供給される電力Wの大きさが同一で、かつ断続的に、すなわちそれぞれ互いに異なるタイミング(期間t,t)で供給される場合(デューティ駆動)、制御回路50は、次のように表される時間t,tで一定の電力が内側加熱コイル2aおよび外側加熱コイル2bに供給されるように第1および第2の駆動回路14a,14bを制御する。
 定義より、Q=W×t,Q=W×tであり、Q=W×(t+t)を[数11]に代入すると、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
 このように制御回路50は、上式で表される電力量Q,Qを得るために、定電力駆動において、各加熱コイル2a,2bに供給される電力W,Wを[数12]を用いて制御してもよいし、デューティ駆動において、[数13]に示すように、各加熱コイル2a,2bに電力供給される時間t,tの比(t/t)が負荷抵抗R,Rの比(R/R)と等しくなるように制御してもよい。また制御回路50は、定電力駆動およびデューティ駆動を組み合わせた手法により駆動回路14a,14bを制御して、[数11]で求めた電力量Q,Qを得ることにより、鍋P全体を均一に加熱することができる。
 こうして、実施の形態1に係る制御回路50は、内側および外側の加熱コイル2a,2bの負荷抵抗Rおよび電力量配分比r,rを算出することにより、内側および外側の加熱コイル2a,2bに供給される電力量を適正に配分して、鍋P全体を均一に加熱することができる。
 なお、上式の電力量Q,Qは、電力量配分比r,rに線形比例するものとして算出されたが、これに限定されるものではなく、電力量配分比r,rに非線形に依存するものであってもよいし、これを用いて重み付けして算出されるものであってもよい。重み付けは、たとえば製品開発時の計測等で得られた情報等を元に、負荷抵抗値と適切な加熱との関係から求めることができる。
変形例1.
 上記実施の形態1に係る誘導加熱調理器1は、図1に示すように内側加熱コイル2aと、その周囲に同心円状に捲回した外側加熱コイル2bとを有するものであったが、図9に示すように単一の中央加熱コイル2aと、その周辺に1/4円弧状(バナナ状または胡瓜状)に捲回された4つの周辺加熱コイル2b~2eとを有するものであってもよい。択一的には、誘導加熱調理器1は、図10に示すように格子状に配列された複数の円形状の小型加熱コイル2を有するものであってもよい。
 この場合も実施の形態1と同様、各加熱コイル2に対応する複数の駆動回路14および一次成分抽出手段(またはn次成分抽出手段)40を設けて、各加熱コイル2の負荷抵抗Rを算出し、それぞれの電力量配分比に応じた電力量を供給することにより、鍋P全体を均一に加熱することができる。
 なお、本願発明に係る制御回路50は、上述のように数多くの加熱コイル2に対する負荷抵抗Rを、誘導加熱調理器1の使用中、反復的に算出して常に更新することにより、ユーザが鍋Pを移動させた場合でも(いわゆる「鍋ふり」をしたような場合でも)、各加熱コイル2に対して常に適正な電力量を供給して、鍋P全体の均一な加熱を実現することができる。
 また、各加熱コイル2は、一般に、単位時間当たりに供給可能な最大の高周波電力量(すなわち最大定格電力WMAX)が規定されているところ、各加熱コイル2の駆動条件(高周波電流のデューティ比、あるいは高周波電流が流れる時間t)が同じである場合には、電源供給される複数の加熱コイル2のうちの1つの負荷抵抗Rが他のものより大きく、上記説明したように電力量配分比r,rに基づいて電力量(Q=W×t)を供給すると、たとえば中央加熱コイル2aに供給される電力が最大定格電力WMAXを越える場合がある。
 すなわち上述のように、電力量Qは電力Wの所定期間における積分値として表されるが、たとえば各加熱コイル2が給電されている時間の長さが同じであるとき、上述の電力量配分比r,rで各加熱コイル2に電力量を割り当てると、特定の加熱コイル2に供給される電力が最大定格電力WMAXを越えてしまい、信頼性を損なう場合が想定される。
 そこで、この変形例1によれば、鍋P全体の均一な加熱の実現しつつ、十分な「火力」の実現より高い信頼性の実現を優先するため、[数11]で求めた電力量Q,Qを得るために供給された電力Wが各加熱コイル2の最大定格電力WMAXを越えないように加熱コイル2の全体の電力量Q を抑制する。こうして各加熱コイル2に供給される電力Wは最大定格電力WMAXを越えることなく、高い信頼性を維持しつつ、鍋P全体を均一に加熱することができる。
 さらに上記説明においては、鍋P全体の均一な加熱を実現するために、各加熱コイル2の負荷抵抗Rおよび電力量配分比rを算出し、各加熱コイル2に供給される電力量を制御するものであったが、これに限定されるものではない。すなわち制御回路50は、たとえば鍋Pの外側を内側より強い「火力」で不均一に加熱したい場合、同様に各加熱コイル2の負荷抵抗Rを算出して、係る不均一加熱を実現するように重み付けした電力量Q ,Q を各加熱コイル2に供給するように駆動回路14a,14bを制御してもよい。
実施の形態2
 次に、本願発明に係る誘導加熱装置の実施の形態2について以下詳細に説明する。実施の形態1に係る制御回路50は、各加熱コイル2の負荷抵抗に基づいて電力量配分比rを算出したが、実施の形態2に係る制御回路50は、各加熱コイル2の上方に載置された鍋Pの載置面積(重畳率)に基づいて電力量配分比rを算出することにより、複数の加熱コイル2のそれぞれに電力量を適正に配分するものである。そして実施の形態2の誘導加熱調理器1は、その他の点において、実施の形態1の誘導加熱調理器1と同様の構成を有するので、重複する点については説明を省略する。
 図8を参照して上記説明したように、本願発明に係る制御回路50は、高周波変調された駆動電圧および駆動電流の単一の周期において検知された位相から、内側および外側の加熱コイル2a,2bの共振周波数Frおよび負荷抵抗R、あるいはインダクタンスLおよび負荷抵抗Rをそれぞれ瞬時に算出することができる。また本願発明に係る制御回路50は、あらかじめ検知されたメモリ(図示せず)に格納された図6または図7のマップにおいて、算出された各加熱コイル2a,2bの共振周波数Frおよび負荷抵抗R(図6(b))、あるいはインダクタンスLおよび負荷抵抗R(図7(b))のプロット位置(たとえば星印)を参照して、各加熱コイル2a,2bの上方に載置された鍋Pの重畳率を容易に検知することができる。
 各加熱コイル2a,2bの上方において、鍋Pが有効に加熱される領域(有効加熱領域)は、各加熱コイル2a,2bの大きさおよび形状に依存して一定であるから、載置された鍋Pの重畳率が特定されると、各加熱コイル2a,2bの上方に載置された鍋Pの載置面積S,Sを算出することできる。
 実施の形態2に係る誘導加熱調理器1は、鍋Pの載置面積Sは鍋Pの部分的な熱容量を示す指標と考えられることから、より大きい載置面積Sを有する内側および外側の加熱コイル2a,2bには、より大きい電力量を供給することにより、鍋P全体を均一に加熱しようとするものである。
 具体的には、実施の形態1に係る制御回路50は、内側加熱コイル2aの上方に載置された鍋Pの載置面積Sおよび外側加熱コイル2bの上方に載置された鍋Pの載置面積Sで表される次式の電力量配分比r,rを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
 そして制御回路50は、鍋Pに対するユーザ設定された「火力」、すなわち内側加熱コイル2aおよび外側加熱コイル2bの全体に供給することが予定されていた電力量(Q)を、上記電力量配分比により配分し、内側加熱コイル2aおよび外側加熱コイル2bに対して次式の電力量Q,Qが供給されるように第1および第2の駆動回路14a,14bを制御する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
 なお、上述の鍋Pの載置面積S,Sは、図5および図6に示すマップを参照して検知されるものであるが、各加熱コイル2a,2bの負荷抵抗Rのみならず、共振周波数Frまたはインダクタンスといった実質的に変動するファクタの影響を考慮して検知されるものであるから、とりわけ鍋Pの構成材料が変動する場合であっても、実施の形態1より適正な電力量を各加熱コイル2a,2bに配分することができ、鍋P全体をより均一に加熱することができる。
 また実施の形態1と同様、制御回路50は、上式で表される電力量Q,Qを得るために、定電力駆動において、各加熱コイル2a,2bに供給される電力W,Wを制御してもよいし、デューティ駆動において、各加熱コイル2a,2bに電力供給される時間t,tを制御してもよい。さらに、上式の電力量Q,Qは、電力量配分比r,rに線形比例するものの他、これを用いて重み付けして算出されるものであってもよい。同様に、重み付けは、たとえば製品開発時の計測等で得られた情報等を元に、負荷抵抗値と適切な加熱との関係から求めることができる。

Claims (5)

  1.  第1の加熱コイルと、
     前記第1の加熱コイルに隣接して配置され、これと協働して単一の被加熱体を誘導加熱する少なくとも1つの第2の加熱コイルと、
     前記第1および第2の加熱コイルに同一の駆動周波数を有する高周波電流をそれぞれ供給する第1および第2の駆動回路と、
     前記第1の加熱コイルに流れる第1の駆動電流および前記第1の加熱コイルの両端に印加される第1の駆動電圧から、駆動周波数のn倍(nは自然数)の周波数を有するn次成分を含む第1のn次駆動電圧およびn次駆動電流を抽出する第1のn次成分抽出手段と、
     前記第2の加熱コイルに流れる第2の駆動電流および前記第2の加熱コイルの両端に印加される第2の駆動電圧から、駆動周波数のn倍(nは自然数)の周波数を有するn次成分を含む第2のn次駆動電圧およびn次駆動電流を抽出する第2のn次成分抽出手段と、
     前記第1のn次駆動電圧およびn次駆動電流から前記第1の加熱コイルの負荷抵抗を算出し、前記第2のn次駆動電圧およびn次駆動電流から前記第2の加熱コイルの負荷抵抗を算出する制御回路部とを備え、
     制御回路部は、算出された前記第1および第2の加熱コイルの負荷抵抗に依存する電力量配分比に基づいて、前記第1および第2の駆動回路から前記第1および第2の加熱コイルにそれぞれ供給される電力量を制御することを特徴とする誘導加熱調理器。
  2.  制御回路部は、
    a)第1のn次駆動電圧およびn次駆動電流から前記第1の加熱コイルの共振周波数またはインダクタンスを算出するとともに、第2のn次駆動電圧およびn次駆動電流から前記第2の加熱コイルの共振周波数またはインダクタンスを算出し、
    b)前記第1および第2の加熱コイルの共振周波数および負荷抵抗の関係を示すマップ、あるいは前記第1および第2の加熱コイルのインダクタンスおよび負荷抵抗の関係を示すマップを用いて、前記第1および第2の加熱コイルの上方に載置された被加熱体の第1および第2の載置面積を算出し、
    c)算出された第1および第2の載置面積に依存する電力量配分比に基づいて、前記第1および第2の加熱コイルに供給する電力量を制御することを特徴とする請求項1に記載の誘導加熱調理器。
  3.  複数の第2の加熱コイルが、第1の加熱コイルと同心円状に捲回されるか、または前記第1の加熱コイルの周囲に円弧状あるいは円形状に捲回されることを特徴とする請求項1または2に記載の誘導加熱調理器。
  4.  第1の加熱コイルと、前記第1の加熱コイルに隣接して配置され、これと協働して単一の被加熱体を誘導加熱する少なくとも1つの第2の加熱コイルとを有する誘導加熱調理器の制御方法であって、
     前記第1および第2の加熱コイルに同一の駆動周波数を有する高周波電流をそれぞれ供給するステップと、
     前記第1の加熱コイルに流れる第1の駆動電流および前記第1の加熱コイルの両端に印加される第1の駆動電圧から、駆動周波数のn倍(nは自然数)の周波数を有するn次成分を含む第1のn次駆動電圧およびn次駆動電流を抽出する第1のn次成分抽出ステップと、
     前記第2の加熱コイルに流れる第2の駆動電流および前記第2の加熱コイルの両端に印加される第2の駆動電圧から、駆動周波数のn倍(nは自然数)の周波数を有するn次成分を含む第2のn次駆動電圧およびn次駆動電流を抽出する第2のn次成分抽出ステップと、
     前記第1のn次駆動電圧およびn次駆動電流から、前記第1の加熱コイルの負荷抵抗を算出し、前記第2のn次駆動電圧およびn次駆動電流から、前記第2の加熱コイルの負荷抵抗を算出するステップと、
     算出された前記第1および第2の加熱コイルの負荷抵抗に依存する電力量配分比に基づいて、前記第1および第2の駆動回路から前記第1および第2の加熱コイルに供給される電力量を制御するステップとを有することを特徴とする誘導加熱調理器の制御方法。
  5.  制御するステップは、
    a)第1のn次駆動電圧およびn次駆動電流から前記第1の加熱コイルの共振周波数またはインダクタンスを算出するとともに、第2のn次駆動電圧およびn次駆動電流から前記第2の加熱コイルの共振周波数またはインダクタンスを算出するサブステップと、
    b)前記第1および第2の加熱コイルの共振周波数および負荷抵抗の関係を示すマップ、あるいは前記第1および第2の加熱コイルの共振周波数およびインダクタンスの関係を示すマップを用いて、前記第1および第2の加熱コイルの上方に載置された被加熱体の第1および第2の載置面積を算出するサブステップと、
    c)算出された第1および第2の載置面積に依存する電力量配分比に基づいて、前記第1および第2の加熱コイルに供給する電力量を制御することを特徴とする請求項4に記載の制御方法。
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