CN112930000B - 电磁加热变频方法、***及电磁加热机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁加热变频方法，包括：设置电磁加热机的工作参数，所述工作参数包括：输出频率范围以及相位差范围；获取负载端的电流相位和电压相位之间的相位差值；根据所述相位差值和所述相位差范围调节所述电磁加热机的输出频率，得到第一输出频率；根据所述第一输出频率和所述输出频率范围确定工作频率；将所述工作频率输出给负载。上述电磁加热变频方法，通过设置合理的相位差范围和输出频率范围，对电磁加热器的输出频率进行快速、精准的调节，可以快速确定合适的工作频率，并且，由于调节过程可动态进行，因此，即使负载发生变化，通过上述电磁加热变频方法，也可以快速地根据负载的变化，调节到适合当前负载的工作频率。

Description

电磁加热变频方法、***及电磁加热机

技术领域

本发明涉及电磁加热领域，特别是涉及一种电磁加热变频方法、***及电磁加热机。

背景技术

电磁加热的原理是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质容器放置上面时，容器表面具即切割交变磁力线而在容器底部金属部分产生交变的电流(即涡流)，涡流使容器底部的铁原子高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能。从而起到加热物品的效果。因为是铁制容器自身发热，所有热转化率特别高，最高可达到95％。目前的电磁炉，电磁灶都是采用的电磁加热技术。

传统的电磁加热机分为定频模式和变频模式。传统的电磁加热机在变频模式下，存在频率调节速度慢的问题，无法快速适应负载的变化，往往需要电磁加热一段时间后才能确定合适的工作频率。

发明内容

基于此，有必要针对传统的电磁加热机不能快速调节输出频率以适应负载变化的问题，提供一种电磁加热变频方法、***及电磁加热机。

一种电磁加热变频方法，包括：设置电磁加热机的工作参数，所述工作参数包括：输出频率范围以及相位差范围；获取负载端的电流相位和电压相位之间的相位差值；根据所述相位差值和所述相位差范围调节所述电磁加热机的输出频率，得到第一输出频率；根据所述第一输出频率和所述输出频率范围确定工作频率；将所述工作频率输出给负载。

上述电磁加热变频方法，可以快速、精准地确定电磁加热机的工作频率，并将该工作频率输出给负载以进行加热，提高了电磁加热机的频率调节速度。

在其中一个实施例中，所述输出频率范围包括输出频率上限值和输出频率下限值，所述相位差范围包括相位差下限值和相位差上限值；其中，所述输出频率上限值大于或等于所述输出频率下限值，所述相位差上限值大于或等于所述相位差下限值。

在其中一个实施例中，所述获取负载端的电流相位和电压相位之间的相位差值，包括：获取所述负载端的电压相位值和电流相位值；将所述电压相位值与所述电流相位值输入相位差计时器，计算得到所述电压相位和所述电流相位之间的时间差；根据所述时间差得到所述相位差值。

在其中一个实施例中，根据所述相位差值和所述相位差范围调节所述输出频率，得到第一输出频率的步骤包括：将所述相位差值与所述相位差范围进行比较，当所述相位差值大于所述相位差上限值，将所述输出频率增加预设频率值，得到所述第一输出频率；当所述相位差值小于所述相位差下限值，将所述输出频率减小所述预设频率值，得到所述第一输出频率；当所述相位差值大于或等于所述相位差下限值，且小于或等于所述相位差上限值，则将所述输出频率作为所述第一输出频率。

在其中一个实施例中，根据所述第一输出频率和所述输出频率范围确定工作频率的步骤包括：当所述第一输出频率大于所述输出频率上限值，将所述输出频率下限值作为所述工作频率；当所述第一输出频率小于所述输出频率下限值，将所述输出频率上限值作为所述工作频率；当所述第一输出频率小于或等于所述输出频率上限值，且大于或等于所述输出频率下限值，将所述第一输出频率作为所述工作频率。

一种电磁加热变频***，包括：参数设置装置，用于设置工作参数，所述工作参数包括输出频率范围以及相位差范围；检测装置，与负载端相连接，用于获取所述负载端的电流和电压的相位差值；第一比较装置，与所述检测装置和所述参数设置装置相连接，用于比较所述相位差值与所述相位差范围；频率调节装置，与所述第一比较装置相连接，用于根据所述相位差值和所述相位差范围的比较结果，调节输出频率，得到第一输出频率；第二比较装置，与所述频率调制装置和所述参数设置装置相连接，用于比较所述第一输出频率与所述输出频率范围，确定工作频率；输出装置，与所述第二比较装置和所述负载端相连接，用于将所述工作频率输出到所述负载端。

在其中一个实施例中，所述输出频率范围包括输出频率上限值和输出频率下限值，所述相位差范围包括相位差下限值和相位差上限值；其中，所述输出频率上限值大于或等于所述输出频率下限值，所述相位差上限值大于或等于所述相位差下限值。

在其中一个实施例中，所述频率调节装置被配置为：当所述相位差值大于所述相位差上限值，将所述输出频率增加预设频率值，得到所述第一输出频率；当所述相位差值小于所述相位差下限值，将所述输出频率减小所述预设频率值，得到所述第一输出频率；当所述相位差值大于或等于所述相位差下限值，且小于或等于所述相位差上限值，则将所述输出频率作为所述第一输出频率。

在其中一个实施例中，所述第二比较装置被配置为：当所述第一输出频率大于所述输出频率上限值，将所述输出频率下限值作为所述工作频率；当所述第一输出频率小于所述输出频率下限值，将所述输出频率上限值作为所述工作频率；当所述第一输出频率小于或等于所述输出频率上限值，且大于或等于所述输出频率下限值，将所述第一输出频率作为所述工作频率。

一种电磁加热机，包含上述任一实施例中所述的电磁加热变频***。

上述电磁加热变频***，可以根据预设的输出频率范围和相位差范围快速、精准的确定工作频率，提高变频速度，更快地响应负载的变化。

附图说明

图1为一实施例中一种电磁加热变频方法的流程示意图。

图2为一实施例中获取负载端电流相位和电压相位之间的相位差值的方法流程图。

图3为一实施例中获取第一输出频率的方法流程图。

图4为一实施例中根据第一输出频率和输出频率范围确定工作频率的方法流程图。

图5为一实施例中一种电磁加热变频***的结构框图。

附图标号说明：100、电磁加热变频***；110、参数设置装置；120、检测装置；130、第一比较装置；140、频率调节装置；150、第二比较装置；160、输出装置。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在描述位置关系时，除非另有规定，否则当一元件例如层、膜或基板被指为在另一膜层“上”时，其能直接在其他膜层上或亦可存在中间膜层。进一步说，当层被指为在另一层“下”时，其可直接在下方，亦可存在一或多个中间层。亦可以理解的是，当层被指为在两层“之间”时，其可为两层之间的唯一层，或亦可存在一或多个中间层。

在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由……组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。

本申请的一个实施例提供了一种电磁加热变频方法，如图1所示，包括：

S1：设置电磁加热机的工作参数，所述工作参数包括：输出频率范围以及相位差范围；

S2：获取负载端的电流相位和电压相位之间的相位差值；

S3：根据所述相位差值和所述相位差范围调节所述电磁加热机的输出频率，得到第一输出频率；

S4：根据所述第一输出频率和所述输出频率范围确定工作频率；

S5：将所述工作频率输出给负载。

步骤S1设置了电磁加热机的工作参数。工作参数可以包括相位差范围、输出频率范围以及初始工作频率。其中，相位差范围可用于和实际获取的相位差值进行比较，其比较结果可作为输出频率调节的依据；输出频率范围可用于对调节后的输出频率进行评估，以避免调节后的输出频率过大或过小，对电磁加热机造成损伤。初始工作频率可作为电磁加热机的启动频率。

在步骤S2中，可以在负载端设置电流相位采集电路和电压相位采集电路，分别对负载端的电流相位和电压相位进行采集。然后，将采集到的电流相位和电压相位转化为方波信号，以便于进行相位差计算，得到相位差值。

在步骤S3中，通过相位差值和相位差范围的比较，根据比较结果对输出频率进行调节。其中，对输出频率的调节值可根据实际情况进行设定。例如，如果相位差值落在相位差范围之外，且与相位差范围的上下限值均有较大差距，则可对输出频率进行较大程度的调节。如果相位差值已经很接近预设的相位差范围，则对输出频率进行微调即可，以免过度调节。最终目标为，当相位差值落入预设的相位差范围时，即可将当前的输出频率当作第一输出频率。

步骤S4主要用于对上一步骤确定的第一输出频率进行判断，以确定第一输出频率是否落入电磁加热机的合理工作频率范围或目标工作频率范围。如果第一输出频率落入预设的输出频率范围，则可以将第一输出频率作为最终的工作频率进行输出。如果第一输出频率未落入预设的输出频率范围，则从输出频率范围内选取特定的频率值作为工作频率，进行输出。

上述电磁加热变频方法，通过设置合理的相位差范围和输出频率范围，对电磁加热器的输出频率进行快速、精准的调节，可以快速确定合适的工作频率，并且，由于调节过程可动态进行，因此，即使负载发生变化，通过上述电磁加热变频方法，也可以快速地根据负载的变化，调节到适合当前负载的工作频率。

在一个示例中，输出频率范围包括输出频率上限值和输出频率下限值，所述相位差范围包括相位差下限值和相位差上限值；其中，所述输出频率上限值大于或等于所述输出频率下限值，所述相位差上限值大于或等于所述相位差下限值。

在一个示例中，如图2所示，获取负载端的电流相位和电压相位之间的相位差值的步骤包括：

S21：获取所述负载端的电压相位值和电流相位值；

S22：将所述电压相位值与所述电流相位值输入相位差计时器，计算得到所述电压相位和所述电流相位之间的时间差；

S23：根据所述时间差得到所述相位差值。

其中，获取负载端的电压相位值和电流相位值的方式可以是在负载端设置电流相位采样电路和电压相位采样电路，分别对负载端的电流和电压进行相位信号采集。可选的，可将采集到的电流相位信号和电压信号通过电流/电压相位捕获装置转化成方波信号后，提供给相位差计时器，以计算得到电压相位和电流相位之间的时间差。作为示例，可采用统计学方法，根据上述时间差计算得到相位差的有效值，作为相位差值。例如，可以通过获取多个相互对应的电流相位信号和电压相位信号，计算其时间差，建立相位差值与时间差的对应关系：时间差△T1对应于相位差值△X1，时间差△T2对应于相位差值△X2，等等。在相位差计时器得到时间差后，即可根据上述对应关系获知准确的相位差值。

在一个示例中，如图3所示，根据所述相位差值和所述相位差范围调节所述输出频率，得到第一输出频率，包括：

S31：将所述相位差值与所述相位差范围进行比较，当所述相位差值大于所述相位差上限值，将所述输出频率增加预设频率值，得到所述第一输出频率；

S32：当所述相位差值小于所述相位差下限值，将所述输出频率减小所述预设频率值，得到所述第一输出频率；

S33：当所述相位差值大于或等于所述相位差下限值，且小于或等于所述相位差上限值，则将所述输出频率作为所述第一输出频率。

其中，相位差范围包括相位差上限值和相位差下限值。当相位差值大于相位差上限值时，说明当前负载端的电流相位和电压相位之间的差值较大，超出电磁加热机合理工作的范围，电磁加热机处于低效的工作状态，因此，需要将输出频率增加预设频率值，以期缩小电流相位和电压相位之间的差值。作为示例，预设频率值可以是1至20，例如1、5、10、15或20。可选的，预设频率值还可以根据相位差值超出相位差上限的程度，在已有的预设频率值中进行挑选。例如，如果相位差值超出相位差上限的程度较大(此处超出程度的标准设定可以根据实际情况确定，本申请不做限制)，预设频率值可以选20，以进行大幅度地调频。如果相位差值超出相位差上限的程度较小，预设频率值可以选5或1，以进行更加细微、更加精准地的调频。

当相位差值小于相位差下限值时，可以将输出频率减小预设频率值，得到第一输出频率。此时，相位差下限值为非零值，频率调节的目标在于将相位差稳定在预设范围，而非将相位差调节至零。

当相位差值大于或等于相位差下限值，且小于或等于相位差上限值，则将所述输出频率作为所述第一输出频率，说明相位差值满足要求，在这一步骤中不需要对输出频率进行调节。

在一个示例中，如图4所示，根据所述第一输出频率和所述输出频率范围确定工作频率，包括：

S41：当所述第一输出频率大于所述输出频率上限值，将所述输出频率下限值作为所述工作频率；

S42：当所述第一输出频率小于所述输出频率下限值，将所述输出频率上限值作为所述工作频率；

S43：当所述第一输出频率小于或等于所述输出频率上限值，且大于或等于所述输出频率下限值，将所述第一输出频率作为所述工作频率。

在根据相位差值和相位差范围对输出频率进行调节，得到第一输出频率之后，还不能直接将第一输出频率作为工作频率进行输出，还需要结合输出频率范围，对第一输出频率进行进一步的评估。输出频率范围包括输出频率上限值和输出频率下限值。

其中，当第一输出频率大于输出频率上限值时，将输出频率下限值作为工作频率；当第一输出频率小于输出频率下限值时，将输出频率上限值作为工作频率；当第一输出频率落在输出频率范围之内，即第一输出频率小于或等于输出频率上限值，且大于或等于输出频率下限值，可将第一输出频率作为工作频率。上述方式有利于在输出频率范围内寻找合适的工作频率，避免得到超出输出频率范围的工作频率。

在确定工作频率之后，在步骤S5中，将工作频率输出给负载，电磁加热机以当前确定的工作频率进行工作。负载端的电流相位采集电路和电压相位采集电路会采集到新的电流相位和电压相位，进行新一轮的相位差计算和频率调节。

本申请的另一方面还公开了一种电磁加热变频***100，如图5所示，包括：参数设置装置110，用于设置工作参数，所述工作参数包括输出频率范围以及相位差范围；检测装置120，与负载端相连接，用于获取所述负载端的电流和电压的相位差值；第一比较装置130，与所述检测装置120和所述参数设置装置110相连接，用于比较所述相位差值与所述相位差范围；频率调节装置140，与所述第一比较装置130相连接，用于根据所述相位差值和所述相位差范围的比较结果，调节输出频率，得到第一输出频率；第二比较装置150，与所述频率调制装置和所述参数设置装置110相连接，用于比较所述第一输出频率与所述输出频率范围，确定工作频率；输出装置160，与所述第二比较装置150和所述负载端相连接，用于将所述工作频率输出到所述负载端。

上述电磁加热变频***100，通过设置合理的相位差范围和输出频率范围，对电磁加热器的输出频率进行快速、精准的调节，可以快速确定合适的工作频率，并且，由于调节过程可动态进行，因此，即使负载发生变化，通过上述电磁加热变频***100，仍可以快速地根据负载的变化，调节到适合当前负载的工作频率。

在一个示例中，输出频率范围包括输出频率上限值和输出频率下限值，所述相位差范围包括相位差下限值和相位差上限值；其中，所述输出频率上限值大于或等于所述输出频率下限值，所述相位差上限值大于或等于所述相位差下限值。相位差范围可用于和实际获取的相位差值进行比较，其比较结果可作为输出频率调节的依据；输出频率范围可用于对调节后的输出频率进行再次评估，以避免调节后的输出频率过大或过小，对电磁加热机造成损伤。可选的，需要设置的工作参数还包括初始工作频率。

在一个示例中，所述频率调节装置140被配置为执行如下步骤：当所述相位差值大于所述相位差上限值，将所述输出频率增加预设频率值，得到所述第一输出频率；当所述相位差值小于所述相位差下限值，将所述输出频率减小所述预设频率值，得到所述第一输出频率；当所述相位差值大于或等于所述相位差下限值，且小于或等于所述相位差上限值，则将所述输出频率作为所述第一输出频率。

在一个示例中，所述第二比较装置150被配置为执行如下步骤：当所述第一输出频率大于所述输出频率上限值，将所述输出频率下限值作为所述工作频率；当所述第一输出频率小于所述输出频率下限值，将所述输出频率上限值作为所述工作频率；当所述第一输出频率小于或等于所述输出频率上限值，且大于或等于所述输出频率下限值，将所述第一输出频率作为所述工作频率。

本申请还公开了一种电磁加热机，该电磁加热机包含上述任一实施例中的电磁加热变频***100。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电磁加热变频方法，其特征在于，包括：

设置电磁加热机的工作参数，所述工作参数包括：输出频率范围以及相位差范围；

获取负载端的电流相位和电压相位之间的相位差值；根据所述相位差值和所述相位差范围调节所述电磁加热机的输出频率，得到第一输出频率；

根据所述第一输出频率和所述输出频率范围确定工作频率；

将所述工作频率输出给负载；

所述获取负载端的电流相位和电压相位之间的相位差值，包括：

获取所述负载端的电压相位值和电流相位值；

将所述电压相位值与所述电流相位值输入相位差计时器，计算得到所述电压相位和所述电流相位之间的时间差；

根据所述时间差得到所述相位差值。

2.根据权利要求1所述的电磁加热变频方法，其特征在于，所述输出频率范围包括输出频率上限值和输出频率下限值，所述相位差范围包括相位差下限值和相位差上限值；

其中，所述输出频率上限值大于或等于所述输出频率下限值，所述相位差上限值大于或等于所述相位差下限值。

3.根据权利要求2所述的电磁加热变频方法，其特征在于，所述根据所述相位差值和所述相位差范围调节所述输出频率，得到第一输出频率，包括：

将所述相位差值与所述相位差范围进行比较，当所述相位差值大于所述相位差上限值，将所述输出频率增加预设频率值，得到所述第一输出频率；

当所述相位差值小于所述相位差下限值，将所述输出频率减小所述预设频率值，得到所述第一输出频率；

当所述相位差值大于或等于所述相位差下限值，且小于或等于所述相位差上限值，则将所述输出频率作为所述第一输出频率。

4.根据权利要求2所述的电磁加热变频方法，其特征在于，所述根据所述第一输出频率和所述输出频率范围确定工作频率，包括：

当所述第一输出频率大于所述输出频率上限值，将所述输出频率下限值作为所述工作频率；

当所述第一输出频率小于所述输出频率下限值，将所述输出频率上限值作为所述工作频率；

当所述第一输出频率小于或等于所述输出频率上限值，且大于或等于所述输出频率下限值，将所述第一输出频率作为所述工作频率。

5.根据权利要求1所述的电磁加热变频方法，其特征在于，所述根据所述时间差得到所述相位差，包括：

采用所述时间差，从预先建立的时间差值与相位差值的对应关系中匹配到对应的相位差。

6.一种电磁加热变频***，其特征在于，包括：

参数设置装置，用于设置工作参数，所述工作参数包括输出频率范围以及相位差范围；

检测装置，与负载端相连接，用于获取所述负载端的电流和电压的相位差值；

第一比较装置，与所述检测装置和所述参数设置装置相连接，用于比较所述相位差值与所述相位差范围；

频率调节装置，与所述第一比较装置相连接，用于根据所述相位差值和所述相位差范围的比较结果，调节输出频率，得到第一输出频率；

第二比较装置，与所述频率调节装置和所述参数设置装置相连接，用于比较所述第一输出频率与所述输出频率范围，确定工作频率；

输出装置，与所述第二比较装置和所述负载端相连接，用于将所述工作频率输出到所述负载端；

所述检测装置被配置为：

获取所述负载端的电压相位值和电流相位值；

将所述电压相位值与所述电流相位值输入相位差计时器，计算得到所述电压相位和所述电流相位之间的时间差；

根据所述时间差得到所述相位差值。

7.根据权利要求6所述的电磁加热变频***，其特征在于，所述输出频率范围包括输出频率上限值和输出频率下限值，所述相位差范围包括相位差下限值和相位差上限值；

其中，所述输出频率上限值大于或等于所述输出频率下限值，所述相位差上限值大于或等于所述相位差下限值。

8.根据权利要求7所述的电磁加热变频***，其特征在于，所述频率调节装置被配置为：

当所述相位差值大于所述相位差上限值，将所述输出频率增加预设频率值，得到所述第一输出频率；

当所述相位差值小于所述相位差下限值，将所述输出频率减小所述预设频率值，得到所述第一输出频率；

当所述相位差值大于或等于所述相位差下限值，且小于或等于所述相位差上限值，则将所述输出频率作为所述第一输出频率。

9.根据权利要求7所述的电磁加热变频***，其特征在于，所述第二比较装置被配置为：

当所述第一输出频率大于所述输出频率上限值，将所述输出频率下限值作为所述工作频率；

当所述第一输出频率小于所述输出频率下限值，将所述输出频率上限值作为所述工作频率；

当所述第一输出频率小于或等于所述输出频率上限值，且大于或等于所述输出频率下限值，将所述第一输出频率作为所述工作频率。

10.一种电磁加热机，其特征在于，所述电磁加热机包含权利要求6至9中任一项所述的电磁加热变频***。

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