目次
1. 歴史
誘導調理器としても知られる電磁調理器は、1957 年にドイツで開発された最初の家庭用電磁調理器です。
1970年代に米国で高周波電磁調理器が登場しました。
2. 基本原則
電磁調理器は電磁誘導の原理に基づいて加熱します（ファラデーの電磁誘導現象は1831年に発見されているはずです）。電磁調理器の内部では、整流回路が50Hzの交流電圧を直流電圧に変換し、さらにその直流電圧を周波数20〜40KHzの高周波電圧に変換し、コイルに流れる電流が高速で変化することで高電流を発生させます。磁場の速度が変化する 磁場の中の磁力線が金属容器の底を通過すると、容器の底の金属体内に無数の小さな渦が発生し、その渦電流が鉄原子に作用します。鍋底の金属原子が不規則に高速運動し、原子同士が衝突して高熱が発生し、金属容器自体が高速運動し、発熱して食材を再加熱します。容器。さらに、IH調理器の表面は断熱材であるガラスセラミック表面であるため、加熱プロセスでは金属製の調理器具とその中の食品または液体のみが加熱され、周囲の空気や表面は加熱されません。
P=I^2*R ここで、R は導体の抵抗率と表皮効果に依存します。
表皮効果：直流電流が導体の断面を流れるとき、導体断面の電流密度は均一に分布しますが、交流電流が導体の断面を流れるとき、その電流密度は不均一になり、最大電流密度は導体表面から中心に向かって徐々に減少します。
3. 回路構成
3.1制御回路
制御回路は、主に、コントロールパネル、マイクロプロセッサ、タッチボタンモジュールなどを含む。制御回路の機能は、ユーザーの入力信号を受信し、マイクロプロセッサーを通じて電磁調理器を制御して、さまざまな加熱モード、電力レベル、時間制御、その他の機能を実現することです。
さまざまな加熱モード: さまざまなデューティ サイクルで PWM を出力するマイクロコントローラーによって実装されます。
3.2電源回路
電源回路は主に変圧器、整流フィルタ回路、エネルギー貯蔵回路、コンデンサなどで構成されています。
変圧器: 220v AC 電力を低電圧 AC 電力に変換し、IGBT デバイス (15V)、コントロール パネルおよびその他のマイクロコントローラー回路 (5V)、およびファン電源 (12v/ 18V)
3.3電磁コイルと駆動回路
電磁コイル駆動回路は、共振回路、電流制御モジュール、IGBTなどで構成されます。
50Hzの主電源を整流して直流にし、その直流を20～40KHzの交流に反転して高周波磁界を発生させ、電磁コイルを励起して高周波誘導磁界を形成します。電流を流して鍋の底を加熱します。
図: 共振変換の等価回路 RL と Lr はポットに相当します (加熱ディスクとポットは中空トランスを形成します)
3.4センサー回路
センサー回路は主に温度センサー、電流センサー、振動センサーなどで構成されています。電磁調理器の内部動作状態（温度、電流、鍋底接点など）を収集し、制御回路にフィードバックし、補正・制御を行います。
例えば：
ポット底部温度監視回路: サーミスターは通常、負の温度係数の材料で作られ、セラミック表面に近いワイヤーディスクに取り付けられます。
IGBT温度監視回路
3.5冷却ファン
ファンは電磁調理器の内部を冷却する部品です。
不足電圧検出（たとえば、200V未満）
過電圧検出 (例: 250V 以上)
負荷電流検出 (例: 10A 以上)
IGBT センサー/ポット センサーの故障 (取得電圧が 0)
第四に、電磁調理器のコアコンポーネント
パワースイッチチューブIGBTと内部コイルディスク。
電磁調理器を長時間使用すると、IGBT と内部のリニアディスクの温度が高くなりすぎ、一定の温度を超えると (たとえば、IGBT の温度が 80 ℃を超える)、アラームと電源が作動します。 -off 保護が作動し、温度が下がった場合（例: IGBT 温度が 60 ℃未満）、一定温度以下になると動作を再開します。
定電力制御を実現するにはどうすればよいですか?
実際の出力電力、プリセット電力を取得し、PWM を動的に調整し、干渉要因: 主電源電圧の変動やさまざまなポットを取得します。
IH調理器はどのようにして鍋検知を実現しているのでしょうか？
起動時にポットを確認し、制御ラインをオフにして、500ms ごとにパルスを送信すると、別のチャネルから IGBT 回路にパルスが入力され、IGBT がオン状態とオフ状態になり、共振回路が発振します。回路出力はパルスを返しますが、マイコンは検出したパルス数でポットの有無を判断しており、ポット（減衰発振）がある場合は検出パルス数が少なくなります。ポットがない場合（自由発振時）、検出されるパルス数が多くなります。
5. 電磁調理器の特徴
5.1 速い加熱速度
IH調理器が鍋底の温度を300℃以上に上げるのにかかる時間はわずか15秒で、従来の調理器
の速度をはるかに上回ります。
5.2 高い熱効率
電磁調理器1600W-2000Wの電力熱効率は90％以上です
ガスコンロ・電気コンロの熱効率は60％未満
5.3 加熱の均一性
コイルの構造により異なります
図1 ダブルコイル方式
図2 コイル法
6. 国内電磁調理器市場
Midea、Supor、Joyoung などがより大きな市場シェアを占めています。
技術開発の傾向:
1) 業務用電磁調理器：ハイパワーと素早い加熱が必要
2) 双頭電磁調理器、つまり、1 台の電磁調理器に 2 つの加熱領域があり、単独または同時に動作できますが、相互干渉が難点です。
3) 電磁給湯器
磁気加熱による電気的および水の絶縁
4) アルミニウムや銅などの非強磁性鍋も加熱可能
現在の20～50KHzの電磁誘導加熱技術では、低抵抗鍋を加熱することはできません。
ブランドA電磁調理器のパラメータ
ブランドB電磁調理器のパラメータ:
特定のブランドC電磁調理器のパラメータ:
参考文献
[1] 誘導加熱電磁調理器の加熱均一性に関する研究
[2]電磁誘導加熱制御システムの設計・導入
[3]チゴエアコン家電製品マニュアル
[4] 多負荷電磁調理器鍋の検知と電力制御に関する研究