DE2531639A1

DE2531639A1 - Schutzeinrichtung fuer ein induktionsheizgeraet

Info

Publication number: DE2531639A1
Application number: DE19752531639
Authority: DE
Inventors: Kenji Shima; Akihiro Tsumori
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1974-07-15
Filing date: 1975-07-15
Publication date: 1976-01-29
Also published as: SE408847B; DE2531639C3; FR2279243A1; SE7506166L; AU8296075A; DE2531639B2; FR2279243B1; AU496909B2; US4015084A; CA1046588A; GB1514951A

Description

ME-226-S (F-6o7o)
1A - 847

Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha, Tokyo / Japan

Schutzeinrichtung für ein Induktionsheizgerät

Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für ein Induktionsheizgerät, welches zum Kochen verwendet werden kann und durch elektromagnetische Induktion hervorgerufene Wärme ausnutzt.

Induktionsheizgeräte, welche bei niedriger Frequenz arbeiten, umfassen ein Heizelement, zB einen Kochtopf, sowie einen Erreger für die Heizung des Kochtopfs. Der Erreger bildet mindestens zwei Gruppen von magnetischen Kreisen. Ein Kondensator mit einem spezifischen Wert ist in Reihe zu einer Gruppe der Erregerwicklungen geschaltet, so dass durch diese Gruppe von Erregerwicklungen ein Strom fliesst, welcher eine vorbestimme Phasenverschiebung zu dem durch die andere Gruppe der Erregerwicklungen fliessenden Strom hat. Auf diese Weise wird die Neigung zu Geräuschentwicklung und zu Vibrationen des Kochtopfs verringert.

Wenn man das Induktionsheizgerät betreibt, ohne einen Kochtopf aufzustellen, so ist der Äquivalentwiderstand des Magnetkreises

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geringer,als wenn man das Induktionsheizgerät mit aufgestelltem

Kochtopf betreibt. Demgemäss werden sowohl der absolute Wert als auch die Phase des durch den Magnetkreis fliessenden Stroms geändert. In diesem Fall wird der durch den Kondensator fliessende Strom erhöht und die Phase läuft vor. Ein ähnlicher Effekt wird beobachtet, wenn man anstelle des speziellen angepassten Kochtopfes einen ungeeigneten Kochtopf auf den Erreger stellt. Aber auch wenn man bei Normalbetrieb den richtigen angepassten speziellen Kochtopf auf den Erreger stellt, so kann es zu einer Änderung der Klemmspannung des Kondensators kommen, wenn man den Kochtopf auf eine recht hohe Temperatur aufheizt, zB wenn man einen leeren Kochtopf erhitzt.

Die Erfinder haben diese Verhältnisse untersucht und eine Schutzeinrichtung vorgeschlagen, mit der Störungen in einem der genannten unnormalen Fälle vermieden werden sollen. Hierzu wird auf die folgenden Anmeldungen verwiesen:

US-PS 514 782;

BR-PS 46123/74;

FR-PS 7 435 16o und

schwedische Patentanmeldung 7 413 364-6.

Bei dieser Schutzeinrichtung wird die Änderung der Klemmspannung des Kondensators im Falle eines unnormalen Zustandes mit einer Detektorschaltung festgestellt und ein Relais einer Unterbrechertreiberschaltung wird durch das Ausgangssignal der Detektorschaltung betätigt, so dass das Relais einer Unterbrecherschaltung betätigt wird. Hierdurch wird die Betriebsspannung des Erregers unterbrochen. Bei dieser vorgeschlagenen Schutzeinrichtung liegt jedoch die Betriebsspannung direkt an den Erregerwicklungen des Erregers an. Wenn nun eine Bedienungsperson den Kochtopf über den Erreger hält und die Spannung eingeschaltet wird, so wird auf den Kochtopf plötzlich eine starke Anziehungskraft ausgeübt. Dies führt dazu, dass die Bedienungsperson oft aus Überraschung den Kochtopf fallen lässt. Auch kommt es zu einer Bewegung des Koch-

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topfes durch Anziehungskräfte, wenn der Kochtopf nicht die Normalposition einnimmt. Hieraus ergibt sich ein Sicherheitsproblem, insbesondere für den Fall, dass sich ein zu kochender Inhalt in dem Kochtopf befindet.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Schutzeinrichtung für Induktionsheizgeräte zu schaffen, welche die genannten Schwierigkeiten dadurch vermeidet, dass unnormale Betriebszustände, nämlich ein Betriebszustand, bei dem kein Heizelement, zB kein Kochtopf, auf den Erreger gestellt wurde, oder ein Betriebszustand, bei dem nicht das richtige Heizelement aufgestellt wurde, oder ein Betriebszustand, bei dem das Heizelement eine unnormal hohe Temperatur erhält, festgestellt werden und ein unnormaler Betrieb des Induktionsheizgerätes und somit ein Unfall verhindert wird. Erfindungsgemäss erfolgt die Beaufschlagung des Erregers nicht direkt mit der Betriebsspannung, wenn der Leistungsschalter eingeschaltet wird, sondern erst, nachdem festgestellt wurde, dass sich das Heizelement in der normalen Position befindet. Die erfindungsgemässe Schutzeinrichtung lässt der Bedienungsperson genügend Zeit, das Heizelement, zB den Kochtopf, richtig auf den Erreger zu stellen, sobald ein unnormaler Zustand in der Leistungszufuhr eliminiert wurde. Dies geschieht dadurch, dass der Erreger nicht unmittelbar mit der Betriebsspannung beaufschlagt wird. Erfindungsgemäss wird eine Schutzeinrichtung geschaffen, bei der der Erreger nicht mit der Betriebsspannung beaufschlagt wird, selbst wenn der Heizeinstellschalter eingeschaltet ist, wenn sich das zu heizende Element, zB der Kochtopf, im AUS-Zustand des Heizeinstellschalters in einer verschobenen Position befindet. Die Einstellung der Heizung erfolgt durch Einstellung der Einschaltdauer.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

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Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung zur Erläuterung des Prinzips des Induktionsheizgerätes;

Figur 2 eine schematische Darstellung eines Heizelements und eines Erregerkerns des Induktionsheizgerätes gemäss Figur 1;

Figur 3 eine elektrische Grundschaltung für das Induktionsheizgerät;

Figur 4 eine Schaltung eines herkömmlichen Induktionsheizgeräts mit einer Schutzeinrichtung;

Figur 5 eine Schaltung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemässen Schutzeinrichtung für ein Induktionsheizgerät;

Figur 6 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform des erfindungsgemässen Induktionsheizgerätes;

Figur 7 eine elektrische Schaltung eines mit einer Schutzeinrichtung ausgerüsteten Induktionsheizgerätes gemäss Figur 6;

Figur 8 einen Teil einer Schaltung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Schutzeinrichtung für das Induktionsheizgerät.

In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder sich entsprechende Bauteile. Die Figuren 1 bis 3 zeigen ein Induktionsheizgerät mit einem Erregerkern 2, um den Erregerwicklungen 3, 4, 5, 6 gewickelt sind. Diese sind in zwei Gruppen von Erregerkreisen A, B eingeteilt. Ferner ist ein Kondensator 7 vorgesehen, welcher eine spezifische Kapazität hat. Dieser ist in Reihe mit einer der Gruppen der Erregerwicklungen 3, 4 geschaltet, so dass durch diese Gruppe der Erregerwicklungen ein Strom fliesst, welcher eine bestimmte Phasenverschiebung gegenüber dem durch die andere Gruppe von Erregerwicklungen 5, 6 fliessenden Strom hat. Ferner ist ein Heizelement 1 vorgesehen, zB ein Kochtopf. Insbesondere kann ein spezieller Kochtopf verwendet werden, welcher einen Boden aus einer Verbundplatte (oder einer Legierung oder dergleichen) aufweist, bestehend aus einem nichtmagnetischen leitfähigen Metall 9, zB Kupfer oder Aluminium, und aus einem ferromagnetischen Metall 1o, zB Eisen. Der Inhalt des Kochtopfes, zB Wasser oder Nahrung, wird durch Wirbelstromverluste aufgeheizt.

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Die Wirbelstromverluste kommen durch den alternierenden "magnetischen Fluss 12 des Erregers 8 zustande.

Im folgenden sollen zwei Fälle untersucht werden, nämlich der Fall, dass sich ein spezieller Kochtopf auf dem Erreger 8 des Induktionsheizgerätes befindet, und der Fall, dass kein Kochtopf aufgestellt wurde. Wenn der spezielle Kochtopf 1 nicht auf den Erreger 8 aufgestellt wurde, so sind die Äquivalentwiderstände der Erregerkreise A, B auf etwa 1/1o gesenkt. Dies bedeutet, dass sowohl der Absolutwert als auch die Phase des durch die Erregerkreise fliessenden Stroms geändert sind. Der durch den Kondensator 7 fliessende Strom ist auf etwa das 1,5-fache erhöht,und die Phase des Stroms läuft um etwa 4o° vor. Wenn ein falscher Kochtopf mit einer anderen Bauweise aufgesetzt wird, so wird ein ähnliches Phänomen festgestellt. Auch wenn der richtige Kochtopf 1 in normaler Position aufgesetzt wird, kann es noch zu einer ähnlichen Änderung der Klemmspannung des Kondensators 7 kommen, wenn nämlich die Temperatur des Kochtopfes sehr stark ansteigt.

Für diesen Fall wurde eine Schutzeinrichtung gemäss Figur 4 vorgeschlagen. Das Bezugszeichen 16 bezeichnet eine Mimikwicklung oder Blindwicklung, welche im wesentlichen den gleichen Leistungsfaktor hat wie die Erregerwicklungen 3, 4 im Normalbetrieb. Das Bezugszeichen 17 bezeichnet einen Kondensator, welcher in Reihe zur Mimikwicklung 16 geschaltet ist und eine Phase bewirkt, welche im wesentlichen gleich der Phase des durch die Erregerwicklungen 3,4 fliessenden Stroms ist. Somit bewirkt eine Änderung des durch die Erregerwicklungen 3,4 fliessenden Stroms eine Änderung der Spannung zwischen dem Ausgangsanschluss 18 (dieser befindet sich zwischen den Erregerwicklungen 3, 4 und dem Kondensator 7) und dem Ausgangsanschluss 19 (dieser befindet sich zwischen der Mimikwicklung 16 und dem Kondensator 17). Diese Spannungsänderung ist verschieden, je nachdem, ob der spezielle Kochtopf 1 auf den Erreger 8 gestellt wird oder nicht, und je nachdem, ob der richtige spezielle Kochtopf oder ein falscher Kochtopf verwendet wird. Auch bei Verwendung des speziellen Kochtopfes 1 kommt es zu einer

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starken Spannungsänderung für den Fall, dass die Temperatur des

Kochtopfes zu hoch wird. Die Mimikwicklung 16 und der Kondensator 17 bilden eine Detektorschaltung 2o. Durch die Spannung der Detektorschaltung 20 wird ein Relais 22 einer Unterbrechertreiberschaltung 21 betätigt, wodurch ein normalerweise ausgeschalteter Kontakt 24 eingeschaltet wird. Hierdurch wird ein Relais 25 erregt. Dieses wird durch einen Haltekontakt 26 in eingeschaltetem Zustand gehalten. Bei Einschaltung des Relais 25 wird ein normalerweise eingeschalteter Kontakt 27 ausgeschaltet, so dass der Hauptstromkreis unterbrochen wird. Hierdurch wird ein Unfall aufgrund eines unnormalen Betriebszustandes vermieden.

Bei dieser herkömmlichen Schutzeinrichtung werden jedoch die Erregerwicklungen 3, 4 direkt mit der Spannung beaufschlagt. Wenn nun die Bedienungsperson den Kochtopf 1 im Moment des Einschaltens der Spannung über dem Erreger 8 hält, so wird plötzlich eine starke Anziehungskraft auf den Kochtopf ausgeübt. Dies kann dazu führen, dass die Bedienungsperson aus Überraschung den Kochtopf fallen lässt. Ferner kann es zxi einer Bewegung des Kochtopfes aufgrund der Anziehungskräfte kommen, wenn der Kochtopf sich nicht in der ISorxnalposition befindet. Somit besteht bei dieser herkömmlichen Einrichtung ein Sicherheitsproblem, insbesondere wenn der Kochtopf einen zu kochenden Inhalt aufweist. Wenn die Hitzeeinstellung des Induktionsheizgerätes dadurch erfolgt, dass man die Einschaltdauer ändert, dh. das EIN-AUS-Verhältnis ietwa 4o see. in einem Zyklus) , und zwar durch einen Heizeinstellschalter 15, welcher ein Heizelement 13 und ein Bimetall umfasst {Figuren 3 und 4) , so wird manchmal selbst im Normalzustand der Erreger 8 bei Betätigung des Heizeinstellschalters 15 nicht betätigt. Wenn nun bei inaktivem Erreger der Kochtopf 1 dicht über den Erreger 8 gehalten wird, so kann es vorkommen, dass plötzlich eine sehr grosse Anziehungskraft auf den Kochtopf 1 ausgeübt wird, und zwar in dem Moment, in dem der Erreger eingeschaltet wird. Auch in diesem Fall besteht die Gefahr, dass die Bedienungsperson den Kochtopf 1 fallen lässt.

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Mit vorliegender Erfindung sollen diese Nachteile vermieden werden. Es wird eine Schutzeinrichtung geschaffen, welche einen unnormalen Betrieb des Induktionsheizgerätes verhindert. Diese Schutzeinrichtung spricht auf den Fall an, dass kein Kochtopf sich auf dem Erreger befindet, sowie auf den Fall, dass auf dem Erreger nicht der richtige Kochtopf steht, sowie auf den Fall, dass die Temperatur (etwa bei leerem Kochtopf) einen vorbestimmten Temperaturwert übersteigt. Erfindungsgemäss wird der Erreger nicht sofort mit der Betriebsspannung beaufschlagt, wenn der Schalter eingeschaltet wird.

Unter Bezugnahme auf Figur 5 soll nun eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Schutzeinrichtung beschrieben werden. Das Bezugszeichen 8 bezeichnet einen Erreger. Das Bezugszeichen 2o bezeichnet eine Detektorschaltung. Das Bezugszeichen 28 bezeichnet eine Verzögerungsrelaistreiberschaltung für die Spannungsbeaufschlagung. Das Bezugszeichen 29 bezeichnet eine Verzögerungsrelaisschaltung für die Spannungsbeaufschlagung, welche durch die Verzögerungsrelaistreiberschaltung 28 gesteuert wird. Das Bezugszeichen 3o bezeichnet einen Abwärtstrnasformator. Wenn bei dieser Ausführungsform gemäss Figur 5 ein Hauptschalter 11 eingeschaltet wird, so wird die Primärwicklung des Abwärtstransformators 3o mit Spannung beaufschlagt. Die in der Sekundärwicklung erzeugte niedrige Spannung liegt gewöhnlich über einem einpoligen Umschalter 32 eines Verzögerungsrelais für die Spannungsumschaltung am Erreger 8 und an der Detektorschaltung 2o an. Gleichzeitig wird jedoch auch das Verzögerungsrelais 31 für die Spannungsumschaltung mit der Spannung beaufschlagt, da der Schalter 37 zur Unterbrechung des Verzögerungsrelais-Stromkreises 29 für die Spannungsumschaltung normalerweise eingeschaltet ist. Das Verzögerungsrelais wird jedoch nicht betätigt, bevor die Verzögerungszeit abgelaufen ist. Vor Ablauf der Verzögerungszeit wird entschieden, ob die Verzögerungsrelaistreiberschaltung 28 für die Spannungsumschaltung betätigt werden sollte oder nicht, und zwar je nach der durch die Detektorschaltung 2o festgestellten Spannung. Wenn der Kochtopf 1 sich auf dem Erreger 8 nicht in der

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richtigen Position befindet oder wenn ein unerwünschter'Kochtopf aus Kupfer oder Aluminium aufgesetzt ist oder'wenn die Temperatur des Kochtopfes einen vorbestimmten Temperaturwert überschreitet, so wird die Ausgangsspannung zwischen dem Ausgangsanschluss 18 des Erregers 8 und dem Ausgangsanschluss 19 der Detektorschaltung 2o durch eine Diodenbrücke 33 gleichgerichtet. Parallel zur Diodenbrücke liegen Widerstände R₁ und R-, welche über einen weiteren einpoligen Umschalter 34 des Verzögerungsrelais 31 verbunden sind. Hierdurch wird nun ein Schaltelement eingeschaltet (Thyristor oder Transistor) (in Figur 5 wird ein Thyristor verwendet). Im Falle der Verwendung eines Thyristors hat diese Schutzschaltung eine Selbsthaltefunktion, selbst wenn der Topf normal auf dem Erreger steht oder normal auf den Erreger gestellt wird. Im Falle der Verwendung eines Transistors hat diese Schutzschaltung jedoch keine Selbsthaltefunktion. Wenn daher der Topf normal auf den Erreger 8 gestellt wird, so kehrt die Schutzschaltung zum Normalbetrieb zurück. Das Relais 36 der Treiberschaltung 28 wird betätigt und der Schalter 37 wird ausgeschaltet. Somit wird das Verzögerungsrelais 31 nicht betätigt und die Schalter 32, 34 verbleiben in ihrer Schaltposition (Verbindung mit der Seite niedrigerer Spannung), so dass der Erreger 8 nicht mit der Betriebsspannung der Spannungsquelle beaufschlagt wird. Wenn nun ein geeigneter Kochtopf normal auf den Erreger gestellt wird und die Temperatur unterhalb der vorbestimmten Grenztemperatur liegt, so wird die Treiberschaltung 28 nicht betätigt. Demgemäss wird das Verzögerungsrelais 31 nach einer bestimmten Verzögerungszeit betätigt und die Schalter 32 und 34 werden umgeschaltet, so dass die Betriebsspannung der Spannungsquelle den Erreger 8 direkt beaufschlagt. Die Ausgangsspannung der Detektorschaltung 2o ändert sich mit der Betriebsspannung. Wenn zunächst normaler Betrieb herrscht und dann zB durch einen unnormalen Anstieg der Temperatur des Kochtopfes 1 (Erhitzen ohne Inhalt) ein unnormaler Betrieb einsetzt, so erscheint am Ausgang der Detektorschaltung eine Spannung, welche Über die Widerstände R₁ und R₂ abfällt, und die Treiberschaltung 28 wird betätigt, wodurch das Verzöge-

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rungsrelais 31 abgeschaltet wird und die Schalter 32 und 34 werden umgeschaltet (Verbindung mit der Sekundärwicklung und mit R₃). Somit wird der Erreger 8 nicht mehr mit der Spannung der Spannungsquelle.beaufschlagt und die Detektorschaltung 2o wird ebenfalls mit niedriger Spannung betrieben.

Wenn der Heizeinstellschalter 15 bei Normalbetrieb ausschaltet, so werden die Schalter 32 und 3 4 ebenfalls umgeschaltet (Verbindung mit der Sekundärseite und mit R-). Hierdurch fliesst durch den Erreger 8 ein nur so kleiner Strom, dass der Kochtopf 1 leicht hochgehoben werden kann. Wenn der Kochtopf 1 hochgehoben wird, so wird das Verzögerungsrelais 31 durch die Ausgangsspannung der Detektorschaltung 2o sofort abgeschaltet und die Schalter 32 und 34 werden umgeschaltet, so dass der Erreger 8 durch Einschalten des Heizeinstellschalters 15 nicht betätigt wird. Somit wird auf den Kochtopf 1 keine Anziehungskraft ausgeübt und es besteht nicht die Gefahr, dass der Kochtopf 1 fallengelassen wird. Wenn nun der Kochvorgang fortgesetzt werden soll, so wird der Kochtopf 1 in seine Normalposition auf dem Erreger gebracht und der Hauptschalter 11 wird umgeschaltet, wobei die Ausgangsspannung der Detektorschaltung 2o verschwindet und die Schaltung in den Normalzustand zurückkehrt.

Bei der Ausführungsform gemäss Figur 5 dient als Schaltelement ein Thyristor 35. Dieser Thyristor 35 wird eingeschaltet,wenn zu Beginn des Betriebs oder während des Betriebs ein unnormaler Zustand festgestellt wird. Sodann behält der Thyristor 35 seinen EIN-Zustand bei. Somit wird der Betrieb der Treiberschaltung aufrecht erhalten, auch wenn der unnormale Zustand korrigiert wird und ein normaler Zustand hergestellt wird. Die Treiberschaltung 28 kehrt nicht automatisch in den Ausgangszustand zurück. Um nun die Treiberschaltung in den Ausgangszustand zurückzubringen, wird der Hauptschalter 11 umgeschaltet oder ein nicht dargestellter Schalter wird umgeschaltet.

Wenn man den Thyristor 35 durch einen Transistor ersetzt, so

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wird bei Korrektur des unnormalen Betriebszustandes und bei .Wiederherstellung des normalen Betriebszustandes die.Treiberschaltung 28 automatisch abgeschaltet.

Da ein Verzögerungsrelais 31 vorgesehen ist, wird der Erreger 8 nicht sofort betätigt, wenn der Kochtopf 1 auf den Erreger gesetzt wird. Es bleibt also genügend Zeit, den Kochtopf 1 in die Normalposition zu bringen. Somit besteht keine Gefahr, dass der Kochtopf 1 durch starke Anziehungskräfte herabgezogen wird. Wenn der Hauptschalter 11 bei angehobenem Kochtopf 1 eingeschaltet wird, so wird nicht sofort eine Anziehungskraft auf den Kochtopf 1 ausgeübt.

Natürlich kann man bei dieser Ausführungsform den Abwärtstransformator 3o durch eine andere Schaltung zur Herbeiführung einer geringeren Spannung (eines Spannungsabfalls) ersetzen, zB durch einen Widerstand, eine Induktanz oder ein anderes geeignetes Element dieser Art. Wenn man den Heizeinstellschalter 15, welcher ein Bimetall und ein Heizelement 13 umfasst, zwischen dem Hauptschalter 11 und dem Verzögerungsrelais 31 vorsieht, so erhält man im wesentlichen den gleichen Betrieb wie bei der Ausführungsform gemäss Figur 5.

Anhand der Figuren 6 und 7 soll im folgenden eine weitere Ausführungsform der Erfindung erläutert werden. Im folgenden sollen nur diejenigen Schaltungsteile erläutert werden, welche von der Ausführungsform gemäss Figur 5 abweichen. Bei der Ausführungsform gemäss Figur 5 ist eine Detektorschaltung 2o vorgesehen, wobei die Reihenschaltung der Erregerwicklungen 3, 4 des Erregers 8 und des Kondensators 7 parallel zur Reihenschaltung der Mimikwicklung 16 und des Kondensators 17 liegt, so dass an den Ausgangsanschlüssen 18, 19 in der Mitte der beiden Reihenschaltungen eine Ausgangsspannung festgestellt werden kann, und zwar ähnlich wie bei der herkömmlichen Ausführungsform gemäss Figur 4.

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Somit ist es erforderlich, zwei einpolige Verzögerungsumschalter 32, 34 zu verwenden, und zwar sowohl zur Umschaltung der den Erreger beaufschlagenden Spannung als auch zur Umschaltung der Detektorspannung. Demgegenüber ist bei der Ausführungsform gemäss den Figuren 6 und 7 die Detektorschaltung von der Erregerschaltung getrennt, so dass nur ein einpoliger Verzögerungsausschalter benötigt wird. In den Figuren 6 und 7 bezeichnet das Bezugszeichen 4o eine Detektoreincichtung, welche einen Detektorkern 41 umfasst. Dieser liegt dem Kochtopf 1 gegenüber, und zwar ebenso wie die Erregerkerne 2. Ferner umfasst die Detektoreinrichtung Detektorwicklungen 42 und einen Kondensator 43 in Reihe zu den Detektorwicklungen 42. Durch die Detektoreinrichtung fliesst ein so kleiner Strom, dass auf den Kochtopf 1 keine Anziehungskraft ausgeübt wird. Die Bezugszeichen 44 und 45 bezeichnen eine Mimikwicklung bzw. einen Kondensator. Die Mimikwicklung 44, der Kondensator 45, die Detektorwicklung 42 und der Kondensator 43 bilden eine Detektorschaltung 46. Die elektrischen Grossen dieser Elemente sind derart gewählt, dass bei Normalbetrieb (ebenso wie bei der Detektorschaltung 2o) an den Ausgangsanschlüssen 47, 48 der Detektorschaltung 46 keine Spannung anliegt. Das Bezugszeichen 49 bezeichnet eine Verzögerungsrelaistreiberschaltung, welche einen Widerstand 5o und ein Relais 3 6 umfasst. Es ist jedoch bevorzugt, zur Verhinderung von Prellvorgängen anstelle des Widerstandes 5o eine Diodenbrücke 33 zur Gleichrichtung der Detektorspannung und ein Schaltelement 35 wie in Figur 5 zu verwenden. Das Bezugszeichen 37 bezeichnet einen normalerweise eingeschalteten Kontakt einer Verzögerungsrelaisschaltung 51, welcher durch die Verzögerungsrelaistreiberschaltung 49 gesteuert wird. Das Bezugszeichen 52 bezeichnet ein Verzögerungsrelais, welches durch den Schalter 37 gesteuert wird. Das Bezugszeichen 53 bezeichnet einen normalerweise ausgeschalteten Kontakt des Verzögerungsrelais 52. Dieser Kontakt liegt in Reihe zum Hauptschalter und zum Erreger 8.

Im folgenden soll die Arbeitsweise dieser Ausführungsform erläutert werden.

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Wenn der Hauptschalter 11 eingeschaltet wird und einer der oben erwähnten unnormalen Betriebszustände eintritt, .so erscheint an den Ausgangsanschlüssen 47, 48 der Detektorschaltung 46 eine Spannung, und das Relais 36 der Verzögerungsrelaistreiberschaltung 49 wird betätigt und der normalerweise eingeschaltete Kontakt 37 wird ausgeschaltet. Somit wird der normalerweise ausgeschaltete Kontakt 53 des Verzögerungsrelais 52 im ausgeschalteten Zustand gehalten und der Erreger 8 kann nicht von der Spannung der Spannungsquelle beaufschlagt werden.

Wenn andererseits kein unnormaler Betriebszustand eintritt, so wird die Detektorschaltung 46 zwar von Spannung beaufschlagt, die Sparmung zwischen den Ausgangsanschlössen 47, 48 ist jedoch im wesentlichen Null, so dass die Verzogerungsrelaistreiberschaitung 49 nicht betätigt wird und der normalerweise eingeschaltete Kontakt 37 eingeschaltet bleibt. Nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit wird der normalerweise ausgeschaltete Kontakt durch das Verzögerungsrelais 52 eingeschaltet, so dass der Erreger durch die Spannung der Spannungsquelle beaufschlagt wird und der Kochtopf 1 erhitzt wird. Aus vorstehender Beschreibung wird deutlich, dass die Schutzeinrichtung die gleiche Wirkung hat wie die Schutzeinrichtung gemass Figur 5_f auch wenn bei zunächst normalem Betrieb plötzlich ein unnormaler Zustand eintritt, oder wenn der Kochtopf 1 bei ausgeschaltetem Sustand des Hitzeeins te 1 Ischalters 15 hochgehoben wird oder aufgesetzt wird, oder auch wenn der Hauptschalter 1 eingeschaltet wird, während der Kochtopf 1 dicht über dem Erreger 8 gehalten wird. Bei der Aus führ längs form geroäss den Figuren € und 7 kann man auch den Erregerkern 2 des Erregers 8 als Detektor kern 41 verwenden, ohne dass also ein separater Detektorkern 41 vorgesehen sein ibuss. Bei der Äusführungsform gemäss Figur 5 ist eine Detektorschaltung 2o vorgesehen «ad bei der Ausführungsform gemüse Figur 7 ist eine Detektorschaltung 46 vorgesehen. Dabei können die Mimikwicklusgen 16 bzw. 44 durch andere lapedanzelemente ersetzt werden, zB durch eine Drossel oder durch einen Widerstand* In diesem

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FaIl erzielt man einen ähnlichen Effekt. Bei der Ausführungsform gemäss Figur 5 wird die Änderung des durch die Erreger-Wicklungen 3,4 fliessenden Stroms bei Eintritt eines unnormalen Zustandes des Heizelements festgestellt. Hierzu wird der Kondensator 7 verwendet, welcher eine vorbestimmte Phasendifferenz zwischen den zwei Gruppen von Erregerwicklungen 3, 4 bzw. 5, 6 schafft. Gemäss Figur 8 kann jedoch auch ein Stromdetektorelement 7o (zB ein anderes Impedanzelement) (Widerstand oder Spule) oder die Primärwicklung des Transformators in Reihe zu der Gruppe von Erregerwicklungen 5, 6, welche nicht mit einem Kondensator 7 in Reihe geschaltet sind, geschaltet sein, so dass auf diese Weise die Treiberschaltung betätigt wird. Dabei werden ähnliche Ergebnisse erzielt. In Figur 8 sind gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Entsprechende Bauteile sind mit mit einem Strich versehenen Bezugszeichen bezeichnet. Bei der Ausführungsform gemäss Figur 8 wird die Mimikwicklung 16 nicht als Impedanzelement verwendet. Es ist jedoch möglich, ein Impedanzelement wie in Figur 5 vorzusehen. Mit der erfindungsgemässen Schutzeinrichtung kann eine Störung oder ein Unfall bei dem Betrieb des Induktionsheizgerätes wirksam vermieden werden, so dass ein zuverlässiges Induktionsheizgerät geschaffen wird, welches der Bedienungsperson keine Schwierigkeiten bereitet.

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Claims

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Patentansprüche

Schutzeinrichtung für ein Induktionsheizgerät mit einer Detektoreinrichtung zur Feststellung des Zustandes eines zu beheizenden Elements relativ zum Erreger und mit einer Einrichtung zur Unterbrechung der Betriebsspannung des Erregers bei Ermittlung eines unnormalen Zustandes des zu beheizenden Elements, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (28, 29, 3o; 49, 51), welche bei Einschaltung des Erregers (8) den Erreger (8) erst nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit mit der Betriebsspannung beaufschlagt, wenn ein unnormaler Zustand des zu beheizenden Elements (1) nicht festgestellt wird.
2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 mit einer Reihenschaltung einer Gruppe von Erregerwicklungen (3, 4) des Erregers (8) und eines Kondensators (7) und einer Reihenschaltung einer Mimikwicklung (16) und eines Kondensators (17), welche parallel zu der ersteren Reihenschaltung liegt, so dass bei Normalbetrieb durch die beiden Reihenschaltungen ein Strom von im wesentlichen gleicher Phase fliesst, und durch eine Einrichtung (29, 3o), welche den Erreger (8) während einer vorbestimmten Zeitdauer für die Ermittlung des Zustandes des zu beheizenden Elements (1) mit einer Spannung beaufschlagt, welche geringer ist als die Betriebsspannung.
3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinrichtung (46) eine Reihenschaltung einer Detektorwicklung (42) auf einem Detektorkern (41), welcher zusammen mit dem zu beheizenden Element (1) einen Magnetflusskreis bildet und welcher eine schwache Anzie-

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