線圈分割為5份
具有代表性的例子就是由三菱電機家用機器(總部:埼玉縣深谷市)開發、由三菱電機銷售的電磁爐“CSPT31HNWSR”、“CSPT31HNSR”及“CSPG21HS”(圖1)。該系列產品配備了新開發的5分割線圈“多環形線圈”,可加熱用煤氣爐難以加熱的部位。
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圖1:三菱電機的電磁爐“CS-PT31HNWSR” 3灶款內置型電磁爐。左前側的線圈采用了新開發的5分割線圈。 |
電磁爐一般采用呈同心圓狀纏繞的線圈(圖2左側和中間)。而多環形線圈將線圈分為中間、左側、右側、前側和后側5個位置配置(圖2右側)。
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圖2:三菱電機的新產品配備的5分割線圈“多環形線圈”和原來的線圈 左側為原來的雙重環形線圈,中間是原來的三重環形線圈。右側是多環形線圈。多環形線圈由中間的雙重環形內線圈及其前后左右的4個外線圈構成。外線圈的前后線圈和左右線圈分別采用電氣連接。 |
原來的同心圓狀線圈無法只為特定部位加熱或移動加熱部位*。此前的電磁爐存在諸多課題,例如容易出現加熱不均和烹飪不均、為平底鍋及炒鍋預熱時無法充分為鍋壁(外周側壁部分)加熱、無法根據鍋的形狀和尺寸進行加熱,等等。通過分割線圈可獨立進行加熱控制,由此解決了上述課題。
* 圖2中間的三重環形線圈可對內側的兩重環形線圈和外側的一重環形線圈分別進行加熱控制。不過,由于電磁耦合度較高,控制的獨立性并不高。
要想按部位獨立控制加熱,需要降低分割的線圈間的電磁耦合。三菱電機家用機器利用電磁場-電路耦合分析技術,探尋了更加合適的線圈分割配置方式。順便一提,多環形線圈的左右和前后線圈分別采用電氣連接,能夠獨立控制的是中央、左右和前后三個位置。
通過改變加熱部位降低加熱不均和烹飪不均
新產品為降低加熱不均和烹飪不均,會根據鍋的材質和位置對加熱部位及加熱量進行控制。放上鍋后,邊改變頻率邊為每個線圈加載電壓固定的測試脈沖,根據流經的電流計算電感和電阻值。根據這些值判斷是否已放上鍋、鍋的材質是磁性材料還是非磁性材料抑或使用了這兩種材料,以及鍋的放置位置。
然后,根據鍋的材質和位置以及烹飪內容,按照提前確定的模式控制加熱部位和加熱量。例如,煮咖喱時,原來的電磁爐如果不充分攪拌,鍋底就會粘鍋,而新產品通過將加熱線圈反復切換為僅中央加熱、僅左右加熱、僅前后加熱來產生對流,由此可防止粘鍋。燉菜時也一樣,通過交替切換為僅中央加熱、僅左右加熱以及僅前后加熱,使湯汁在鍋內形成對流,能夠均勻入味〔圖3(a)〕。根據烹飪量在強/中/弱三個等級中設定加熱等級,會調整加熱量。
平底鍋的預熱僅加熱前后和左右的線圈〔圖3(b)〕。多環形線圈的外徑為26cm,較原來的18~20cm進行了擴大。因此,如果是直徑為30cm左右的平底鍋,預熱時能充分為鍋壁加熱。另外,如果是煎蛋用的方型鍋僅為中央和前后的線圈加熱,牛奶鍋等直徑12cm左右的小鍋僅為中央的線圈加熱,由此可減少電力浪費〔圖3(c,d)〕。
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圖3:三菱電機新產品的加熱控制示例 燉菜時,交替切換為僅中央加熱、僅左右加熱以及僅前后加熱,使湯汁形成對流(a)。由于能均勻入味,與原來的雙重環形線圈相比,可節電約40%。為平底鍋預熱時,用左右和前后的線圈為鍋壁充分加熱(b)。煎蛋用的方型鍋(c)和小鍋(d)會根據鍋形和尺寸決定加熱部位,可避免浪費電力。 |
紅外線傳感器支持低溫檢測
擴大了溫度測量用紅外線傳感器的溫度測量范圍,為使鍋底溫度適合烹飪料理而能夠進行微細加熱控制的,是松下電工的電磁爐“L”系列(松下開發,圖4)。這是通過對以前溫度達不到300℃以上就無法檢測的紅外線傳感器進行改良,使之能夠檢測140℃的溫度而實現的。
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圖4:松下電工的電磁爐“KZ-LT75VS” L系列的一款機型。配備了能測量140℃這一更低溫度的紅外線傳感器,能微細控制鍋的溫度。 |
采用熱敏電阻便可測量140℃的溫度。但采用熱敏電阻時,要經由玻璃板通過熱傳導來測量鍋底溫度,因此延時會增加。而原來的紅外線傳感器直接檢測鍋底的紅外線,延時較小,但存在無法測量低溫的缺點。
通過將可瞬間測量的鍋底溫度范圍降到140℃,能對鍋底溫度進行微細控制。例如,進行油炸烹飪時在140~200℃的溫度范圍內以10℃為單位提高到目標溫度,烤制食品時可在140、160、180、200、230℃中設定,一步提高到目標溫度。此外,因翻烤食品或向油中放入食材而溫度降低時會迅速察覺,并將溫度自動返回設定溫度。