EP3664578A1 - Gargerätevorrichtung - Google Patents

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EP3664578A1
EP3664578A1 EP19211263.9A EP19211263A EP3664578A1 EP 3664578 A1 EP3664578 A1 EP 3664578A1 EP 19211263 A EP19211263 A EP 19211263A EP 3664578 A1 EP3664578 A1 EP 3664578A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
induction
target
heating
power
control unit
Prior art date
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Granted
Application number
EP19211263.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3664578B1 (de
Inventor
Andres Abellanas Sanchez
Jose Maria De La Cuerda Ortin
Alberto Dominguez Vicente
Ramon Peinado Adiego
Jorge VILLA LOPEZ
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.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Hausgeraete GmbH
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 BSH Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Hausgeraete GmbH
Publication of EP3664578A1 publication Critical patent/EP3664578A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3664578B1 publication Critical patent/EP3664578B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like
    • H05B6/065—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like using coordinated control of multiple induction coils

Definitions

  • the invention relates to a cooking device according to the preamble of claim 1 and a method for operating a cooking device according to the preamble of claim 11.
  • Cooking devices and in particular hobs are already known from the prior art, which have inductors which are operated with matched heating frequencies to avoid acoustically perceptible coupling noises, control schemes for controlling inductors for heating cooking utensils as a result of increased customer requirements for control quality and functionality of a cooktop can be determined in a complex process of finding and calculating, which places high demands on production and on built-in components and therefore results in high costs.
  • the publication EP 1 951 003 B1 discloses in this context a method for the simultaneous, inductive operation of two inductors of an induction hob to avoid the occurrence of coupling noises and an uneven power network load, the inductors together with a first heating frequency and in a second time interval with the method in a first time interval a second heating frequency which is different from the first heating frequency.
  • the publication also discloses US 7,910,865 B2 a method for operating an induction hob, in which the inductors are operated with a common heating frequency during one operating mode and with different heating frequencies during another operating mode, the heating frequencies having a frequency spacing between 15 kHz and 25 kHz.
  • the object of the invention is, in particular, to provide a generic cooking device with improved properties with regard to control.
  • the object is achieved by the features of claims 1 and 11, while advantageous refinements and developments of the invention can be found in the subclaims.
  • the invention is based on a cooking device device, in particular a cooktop device and preferably an induction cooktop device, with a control unit which is provided in at least one periodic continuous heating operating state for repetitive activation and energy supply of at least one first induction target and at least one second induction target with an operating period.
  • control unit be provided to operate each of the induction targets with a power surplus in at least one time interval of the operating period and with a power deficit in relation to the respective target heating power in at least one further time interval of the operating period.
  • the configuration according to the invention makes it possible to provide a generic cooking appliance device with improved properties with regard to particularly simplified control and in particular with regard to low-noise operation.
  • Simplified control can significantly reduce the effort required to find feasible control schemes. In this way, in particular inexpensive and / or less powerful components can be used.
  • the effort to control a desired heating output desired by an operator can advantageously be reduced with a number of induction targets.
  • simple performance control can be made possible. In this way, in particular an unfavorable acoustic load on an operator can be avoided, as a result of which in particular a high level of operating comfort and in particular a positive operating impression can be achieved with the operator, in particular with regard to acoustic quality.
  • Flicker according to a flicker standard in particular according to DIN EN 61000-3-3, can preferably be at least largely avoided by advantageously controlling individual induction targets.
  • a reliable configuration can preferably be achieved in relation to a target heating output requested by the operator.
  • several induction targets can advantageously be operated simultaneously with low noise and with a flicker-controlled load on a supply network.
  • a “cooking device device”, advantageously a “cooktop device” and particularly advantageously an “induction cooktop device” is intended to mean in particular at least a part, in particular a sub-assembly, of a cooking device, in particular a baking oven, for example an induction baking oven, and advantageously a cooktop and particularly advantageously an induction cooktop will. It is advantageous is a cooking appliance in a household appliance having the cooking appliance device.
  • a household appliance designed as a cooking appliance could, for example, be an oven and / or a microwave and / or a grill appliance and / or a steam cooking appliance.
  • a domestic appliance designed as a cooking appliance is advantageously a hob and preferably an induction hob.
  • An “energy supply” is to be understood in particular to mean the provision of electrical energy in the form of an electrical voltage, an electrical current and / or an electrical and / or electromagnetic field from at least one energy source.
  • An “energy source” is to be understood in particular as a unit which provides electrical energy in the form of an electrical voltage, an electrical current and / or an electrical and / or electromagnetic field of at least one further unit and / or at least one electrical circuit.
  • the energy source can in particular be an electrical current phase of a power supply network.
  • the energy source can provide a maximum output of 3.7 kW.
  • An inverter unit can advantageously be arranged between the energy source and at least one induction target, preferably all induction targets, in order to provide a high-frequency supply voltage with a suitable heating frequency.
  • the energy source can in particular also have an inverter unit.
  • the inverter unit can have at least one, in particular at least two or even more, inverters for providing a high-frequency supply voltage with a suitable heating frequency for induction
  • a “control unit” is to be understood in particular to mean an electronic unit which is preferably at least partially integrated in a control and / or regulating unit of a cooking appliance device, in particular a hob device, advantageously an induction hob device, and which is provided in particular for at least one inverter unit of the cooking device device to control and / or regulate with at least one inverter, in particular a resonance inverter and / or a dual half-bridge inverter.
  • the control unit evaluates a signal provided by a unit, in particular a sensor and / or detection unit, according to which the control unit can initiate a special process and / or operating state, in particular if at least one condition is met.
  • the control unit preferably comprises a computing unit and, in particular, in addition to the computing unit Storage unit with a control and / or regulation program stored therein, which is intended to be executed by the computing unit.
  • the cooking device device can have a switching unit.
  • the switching unit is controlled by the control unit, the switching unit in particular establishing an electrical connection between at least one energy source and at least one energy consumer, for example one of the induction targets.
  • the switching unit can in particular have at least one electromechanical or semiconductor-based switching element and can be provided for establishing at least one electrical connection between at least one energy source and at least one induction target.
  • a “switching element” is to be understood in particular as an element which is intended to establish and / or separate an electrically conductive connection between two points, in particular contacts of the switching element.
  • the switching element preferably has at least one control contact via which it can be switched.
  • the switching element is designed as a semiconductor switching element, in particular as a transistor, for example as a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET), advantageously as a bipolar transistor with a preferably insulated gate electrode (IGBT).
  • MOSFET metal oxide semiconductor field effect transistor
  • IGBT insulated gate electrode
  • the switching element is designed as a mechanical and / or electromechanical switching element, in particular as a relay.
  • an “induction target” is to be understood in particular to mean an inductor or a plurality of inductors, which / is in particular part of the cooking device device, with a cookware set up above the inductor and / or the plurality of inductors, the inductor or the plurality of Inductors in at least one particularly special operating state, in particular in at least one continuous heating operating state, in particular are jointly provided for inductively heating the cookware set up over the inductor or the plurality of inductors.
  • the inductors of the induction target can each provide the same heating output in comparison with one another in at least the continuous heating operating state.
  • the control unit advantageously controls the inductors of an induction target with the same heating frequency.
  • a single inductor of the induction target can deliver a different heating power over time during at least the continuous heating operating state.
  • the control unit is in particular intended to define at least one induction target.
  • the control unit can define several induction targets.
  • the cooking device device has in particular at least one inductor, in particular a plurality on inductors.
  • An “inductor” is to be understood here in particular to mean an element which, in at least one continuous heating operating state, supplies energy to at least one cookware for the purpose of heating the cookware, in particular in the form of an alternating magnetic field which is provided in a metallic, preferably at least partially ferromagnetic Heating means, in particular cookware, cause eddy currents and / or magnetic reversal effects, which are converted into heat.
  • the inductor has, in particular, at least one induction coil and is in particular intended to supply energy to the cookware in the form of an alternating magnetic field with a heating frequency.
  • the inductor is in particular arranged below and advantageously in the vicinity of at least one mounting plate of the cooking device device.
  • the plurality of inductors can be arranged in a matrix, the inductors arranged in a matrix being able to form a variable cooking surface.
  • the inductors can be combined with one another to form induction targets of any size, in particular with different contours.
  • inductors can also be arranged in the form of a classic cooking mirror, in particular with two, three, four or five heating zones.
  • a “continuous heating operating state” is to be understood in particular to mean an operating state in which a particular activation of a unit, in particular of at least two induction targets, takes place and / or a special method and / or a special algorithm is applied to the unit, in particular to the induction targets, the control unit in particular operates the induction targets in a coordinated manner.
  • the continuous heating operating state lasts, in particular uninterrupted in time, at least 1 s, preferably at least 10 s, advantageously at least 60 s and particularly preferably at least 300 s, electrical energy in the form of an output heating power which is advantageously not equal to 0 and in particular being supplied to at least one induction target corresponds in a time average to a target heating output.
  • the temperature increase of the cookware and / or the food to be cooked is in particular 0.5 ° C., advantageously 1 ° C., preferably 5 ° C. and particularly advantageously more than 10 ° C.
  • a mass fraction of the food is a phase transition experiences 1%, advantageously 5%, preferably 10% and particularly advantageously more than 20%.
  • the control unit provides in particular at least one output heating output of at least the first and / or second induction target, advantageously at least a large part of the output heating output of the first and / or second induction target and preferably all output heating outputs of the first and / or second induction target by means of a heating frequency and / or by means of of mutually phase-shifted control signals and / or by means of a duty cycle.
  • An “output heating power” of the first and / or second induction target is to be understood in particular to mean an electrical power which inductors of the first and / or second induction target provide cookware of the first and / or second induction target for heating within a time interval in at least one continuous heating operating state.
  • “Repetitive control” of a unit is to be understood here to mean, in particular, a control of the unit that repeats itself periodically in at least one continuous heating operating state, in particular with an electrical signal.
  • An “electrical average power” is to be understood to mean, in particular, electrical power supplied over a period of time, in particular over an operating period, in particular the induction target. The average electrical power preferably corresponds to a target heating power set by the operator.
  • An “operating period” is to be understood in particular as a period of time during which the induction target is operated in a continuous heating operating state. In particular, the induction target is activated during the operating period, electrical energy being able to be supplied to the induction target, it being possible for the electrical energy to be negligible.
  • the operating period is preferably divided into at least two time intervals during which, in particular, the induction target is supplied with a respective constant electrical energy.
  • a “time interval” is to be understood in particular as a time span whose duration is longer than 0 s and shorter than the operating period, with a duration of all time intervals of the operating period corresponding exactly to a duration of the operating period.
  • individual time intervals can have a different duration from one another.
  • a “power surplus” of an induction target is to be understood in particular as a power whose average value relates to the average power over a time interval of the induction target.
  • the excess power can be achieved by applying an alternating electromagnetic field with a heating frequency that is different from a target frequency, a target heating power required and / or set by the operator being provided when the induction target is operated with the target frequency.
  • the excess power can be achieved when the cooktop device is operated in a ZVS mode with a heating frequency which is lower than the target frequency.
  • the excess power can be achieved when the hob device is operated in a ZCS mode with a heating frequency that is higher than the target frequency.
  • a “ZVS mode” is to be understood in particular as a zero voltageswitching mode in which a voltage with a value of approximately zero is present when a switch element is switched.
  • a “ZCS mode” is to be understood in particular as a zero-current switching mode in which a current with a value approximately equal to zero is present when a switch element is switched.
  • the heating frequencies are selected by the control unit in such a way that the heating frequencies do not generate intermodulation interference signals that are audible to humans with average hearing.
  • the intermodulation interference signals are produced by coupling at least two heating frequencies which have a frequency spacing from one another of less than 17 kHz.
  • the control unit can select an activation sequence from a catalog of activation sequences, in particular in the continuous heating operating state for a control scheme for controlling induction targets.
  • the control unit could operate the induction targets with a substantially the same heating frequency in order to avoid intermodulation interference signals.
  • the control unit could operate the induction targets with heating frequencies which differ by at least 17 kHz in the continuous heating operating state to avoid intermodulation interference signals.
  • the control unit could alternatively or additionally deactivate at least one induction target in the continuous heating operating state to avoid intermodulation interference signals and operate at least one further induction target different from the induction target with a specific heating frequency.
  • the control unit could avoid the avoidance in the continuous heating operating state of intermodulation interference signals that operate induction targets with phase-shifted control signals of the same heating frequency.
  • a “power deficit” is to be understood in particular as a power whose mean value in relation to a time interval falls below the average power of an induction target.
  • the power deficit can be achieved by applying an alternating electromagnetic field with a heating frequency that is different from a target frequency, with a power required and / or set by the operator being provided when the induction target is operated with the target frequency.
  • the power deficit can be achieved when the cooking appliance device is operated in a ZVS mode with a heating frequency that is higher than the target frequency.
  • the power deficit can be achieved when the cooking appliance device is operated in a ZCS mode with a heating frequency which is lower than the target frequency.
  • control unit be provided to operate each of the induction targets with a power surplus in exactly one time interval of the operating period and with a power deficit in relation to the respective target heating power in exactly another time interval of the operating period.
  • a physically plausible control scheme can be created, it being possible in particular to ensure that the calculated durations of the time intervals always have positive values.
  • the surplus and deficit have the same amount.
  • a temporal sequence of the time interval with the excess power and the further time interval with the power deficit of an induction target is advantageous.
  • a time interval can have any number of power surpluses and / or power deficits, wherein the number of power surpluses and / or power deficits can in particular correspond to a maximum of a number of the induction targets.
  • control unit be provided to vary the induction targets in the remaining ones, which differ from the time interval and the further time interval To operate time intervals of the operating period with the respective target heating output.
  • a number of remaining time intervals is a value of greater than or equal to 1.
  • a number of the induction targets which the control unit operates with the respective target heating power is arbitrary in one of the remaining time intervals, in particular a maximum equal to the number of induction targets. In this way, advantageous control of induction targets can be realized.
  • a number of the time intervals of the operating period be greater than a number of the induction targets.
  • the number of time intervals is preferably exactly 1 greater than the number of induction targets. In particular, this can minimize a time duration of the selection process for activation sequences. This advantageously enables a reliable and / or physically plausible adjustment of the time intervals.
  • a minimum number of time intervals in the continuous heating operating state is 3.
  • a minimum number of induction targets in the continuous heating operating state is 2.
  • the control unit be provided to allow flicker to be controlled in the control of the induction targets and to keep at least one flicker parameter within at least one admissibility interval.
  • the flicker parameter represents a relationship between a change in the total output heating power in a time interval with respect to a previous time interval and a duration of the time interval.
  • the admissibility interval is advantageously a maximum value of 400 Ws -1 . This can simplify the selection process of activation sequences for controlling the induction targets. This also enables a controlled load on a supply voltage network.
  • "Flicker” is to be understood in particular as a subjective impression of an instability of a visual perception, which is caused in particular by a light stimulus, the luminance or spectral distribution of which fluctuates over time. In particular, flicker can be caused by a voltage drop in a mains voltage.
  • a total output heating power of the induction targets falls below a total output target heating power of the induction targets in at least one time interval.
  • the total output heating power of the induction targets exceeds the total output target heating power of the induction targets in at least one time interval.
  • a “total output heating power” is to be understood in particular as a sum of the output heating powers of all induction targets in a time interval.
  • An “output heating power” of one of the induction targets is to be understood in particular to mean an electrical power that consumes the induction target in at least one continuous heating operating state with at least one cookware set up for heating the cookware.
  • the output heating power could be characterized by at least one electrical current.
  • the induction target could, for example, convert the output heating output in at least one conduction element of at least one inductor of the induction target at least partially, advantageously at least in large part and preferably completely into a heat flow and provide the heat flow in particular for heating at least one cookware.
  • the inductor could provide a particularly high-frequency alternating electromagnetic field, in particular in at least one continuous heating operating state, in particular by means of the electric current, which could be converted into heat in particular in a cookware.
  • a “total target heating output” is to be understood as a sum of the target heating outputs of all induction targets. In particular, the total nominal output heating power has a constant value in all time intervals over the entire operating period.
  • the control unit advantageously operates the induction targets in such a way that an average total output heating power corresponds at least substantially to a total target heating power.
  • An “average total output heating power” is to be understood in particular as a total output heating power averaged over the operating period.
  • “at least essentially” is to be understood in particular to mean that a deviation from a predetermined value is in particular less than 25%, preferably less than 10% and particularly preferably less than 5% of the predetermined value. In this way, in particular, a heating power set by the operator can be at least essentially delivered and in particular customer satisfaction can thereby be promoted.
  • the cooking appliance device has a resonance capacitor unit which is connected to both induction targets in at least one special continuous heating operating state.
  • induction targets are connected to a common resonance capacitor unit, in particular to a common capacitor of the resonance capacitor unit, electrical coupling occurs, which advantageously enables control of the induction targets to control output heating powers with control signals that are phase-shifted with respect to one another. In this way, an inexpensive construction can be realized.
  • the control unit can control both induction targets with the same heating frequency.
  • control unit be provided to operate the induction targets with control signals which are phase-shifted with respect to one another in the special continuous heating operating state.
  • control signals which are phase-shifted with respect to one another in the special continuous heating operating state.
  • a phase shift of the control signals can assume a value between -180 ° and +180 °.
  • the control signal is advantageously present as electrical voltage and / or electrical current.
  • control signals have the same heating frequency. This enables an advantageous control of heating frequencies.
  • a cooking device in particular a cooktop, is proposed with at least one cooking device device according to the invention, as a result of which particularly low-noise operation and advantageously a simplified selection process of activation sequences for controlling the induction targets can take place.
  • the invention is also based on a method for operating a cooking device device, in particular a cooktop device, in which at least one first induction target and at least one second induction target are repetitively controlled with an operating period and supplied with energy in at least one periodic continuous heating operating state.
  • each of the induction targets be operated with a power surplus in at least one time interval of the operating period and with a power deficit in relation to the respective target heating power in at least one further time interval of the operating period.
  • Flicker according to a flicker standard in particular according to DIN EN 61000-3-3, can preferably be at least largely avoided by advantageously controlling individual induction targets.
  • a reliable configuration can preferably be achieved in relation to a target heating output requested by the operator.
  • several induction targets can advantageously be operated simultaneously with low noise and with a flicker-controlled load on a supply network.
  • each induction target be operated with a power surplus in exactly one time interval of the operating period and with a power deficit in relation to the respective target heating power in exactly another time interval of the operating period.
  • a physically plausible control scheme can be created, with a particular duration of the time intervals being positive.
  • the induction targets be operated with the respective target heating power in the remaining time intervals of the operating period, which are different from the time interval and the further time interval. In this way, advantageous control of induction targets can be realized. In addition, power losses which can lead to thermal losses and thus to a worsening of a cooking process can thereby be minimized.
  • the cooking device device should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the cooking device device can be a Fulfillment of a mode of operation described herein have a number that differs from a number of individual elements, components and units mentioned here.
  • FIG 1 shows a cooking device 30 designed as a hob 32.
  • the cooking device 30 is designed as an induction hob 40.
  • the cooking device 30 is designed as a classic induction hob 38 with four cooking zones 82. It is conceivable that the cooking device 30 is designed as a matrix hob.
  • the cooking device 30 has a cooking device device 10.
  • the cooking device device 10 is designed as an induction hob device.
  • the cooking appliance device 10 has a base plate 42 for at least one cooking utensil 44.
  • the set-up plate 42 is provided for setting up cookware 44.
  • the set-up plate 42 is designed as a hob plate.
  • the cooking device device 10 has a plurality of inductors 36.
  • An inductor 36 is assigned to exactly one cooking zone 82. It is conceivable that in the case of a matrix hob, the inductors 36 are arranged in a matrix. The inductors 36 are each arranged under the respective cooking zone 82. Each inductor 36 has at least one induction coil. In the present exemplary embodiment, the cooking device device 10 has four inductors 36.
  • the inductors 36 are arranged below the mounting plate 42.
  • the inductors 36 are each intended to heat a cookware 44 placed on the base plate 42 above the inductors 36 in a continuous heating operating state.
  • the cooking appliance device 10 has a control panel 34 for the input and / or selection of operating parameters by an operator, for example a target heating output 24 and / or a cooking time.
  • the control panel 34 is designed as a display 46.
  • the control panel 34 is provided for outputting a value of an operating parameter to the operator.
  • the cooking device device 10 has a control unit 12.
  • the control unit 12 is provided for carrying out actions and / or algorithms and / or changing settings as a function of operating parameters entered by an operator, such as for example a target heating output 24 and / or a cooking time.
  • the control unit 12 defines induction targets 14, 50 based on the cookware 44 set up on the stand plate 42.
  • two induction targets 14, 50 are defined by the control unit 12 based on the cookware 44 set up on the stand plate 42 and by the inductors 36, via which the cookware 44 are placed defined.
  • An induction target 14, 50 has exactly one inductor 36.
  • an induction target 14, 50 can have a plurality of inductors 36.
  • An induction target 14, 50 has at least one cookware 44.
  • the control unit 12 can define a plurality of induction targets 14, 50.
  • An output heating power 48 of each induction target 14, 50 is significantly dependent on the heating frequency applied to the induction target 14, 50.
  • the output heating power 48 of an induction target 14, 50 increases with a decreasing heating frequency.
  • the output heating power 48 of an induction target 14, 50 drops with increasing heating frequency.
  • the control unit 12 preferably operates the cooking device device 10 in the ZVS mode.
  • an energy source supplies the induction targets 14, 50 with electrical energy.
  • the energy source is an electrical current phase of a power supply network.
  • the cooking appliance device 10a can have at least one inverter unit 70a for providing at least one heating frequency for the respective induction target 14a, 50a (cf. Figure 2 ).
  • the control unit 12 is provided in the continuous heating mode for repetitive activation and power supply of the first induction target 14 and the second induction target 14 from the energy source.
  • the control unit 12 is provided in the continuous heating operating state for the periodic activation and energy supply of the induction targets 14, 50.
  • FIG 2 shows an embodiment of the cooking device 10a in a first embodiment with two induction targets 14a, 50a defined by a control unit 12a of the cooking device 10a.
  • the control unit 12a defines a first and a second induction target 14a, 50a.
  • the cooking appliance device 10a has a first and a second resonant inverter unit 70a, 84a.
  • the inverter units 70a, 84a provide a heating frequency for the induction targets 14a, 50a.
  • the inverter units 70a, 84a independently supply the induction targets 14a, 50a with electrical ones Energy.
  • the first inverter unit 70a is assigned to the first induction target 14a.
  • the second inverter unit 84a is assigned to the second induction target 50a.
  • the cooking appliance device 10a has one electromechanical switch element 60a per one induction target 14a, 50a.
  • the switch element 60a is designed as a relay 62a.
  • the induction targets 14a, 50a can be connected to the electrical power supply by the relays 62a.
  • the cooking appliance device 10a each has a resonance capacitor unit 28a per one induction target 14a, 50a. Each induction target 14a, 50a can be controlled individually with a respective heating frequency.
  • control unit 12a In the continuous heating mode, the control unit 12a operates the induction targets 14a, 50a while avoiding intermodulation interference signals (cf. Fig. 3 ). In the continuous heating operating state, the control unit 12a sets output powers of the induction targets 14a, 50a via a respective heating frequency.
  • the control unit 12a selects an activation sequence from a catalog of activation sequences in the continuous heating operating state. For example, in the continuous heating operating state to avoid intermodulation interference signals, the control unit 12a could operate the first induction target 14a and / or the second induction target 50a at least essentially with a substantially the same heating frequency.
  • control unit 12a could operate the first induction target 14a and / or the second induction target 50a in the continuous heating operating state to avoid intermodulation interference signals with heating frequencies which differ by at least 17 kHz.
  • control unit 12a could alternatively or additionally deactivate at least one of the induction targets 14a, 50a and operate at least one of the induction targets 14a, 50a with a specific heating frequency to avoid intermodulation interference signals.
  • control unit 12a operates the induction targets 14a, 50a periodically over an entire cooking time.
  • the cooking time is divided into operating periods 16a.
  • the operating period 16a has three time intervals 18a t 1 , t 2 , t 3 (cf. Figure 3 ).
  • control unit 12a operates the first induction target 14a in a first time interval 18a t 1 of the operating period 16a with a power surplus 20a compared to the target heating power 24a of the first induction target 14a.
  • control unit 12a operates the first induction target 14a in a second time interval t 2 18a of the operating period 16a with a power deficit 22a compared to the target heating power 24a of the first induction target 14a.
  • control unit 12a operates the first induction target 14a in a third time interval 18a t 3 of the operating period 16a with the target heating power 24a of the first induction target 14a.
  • the control unit 12a operates the first induction target 14a in exactly one time interval 18a with an excess power 20a.
  • the control unit 12a operates the first induction target 14a in exactly one time interval 18a with a power deficit 22a.
  • control unit 12a operates the second induction target 50a in a first time interval 18a t 1 of the operating period 16a with the target heating power 24a of the second induction target 50a.
  • the control unit 12a operates the second induction target 50a in a second time interval 18a t 2 of the operating period 16a with an excess power 20a compared to the target heating power 24a of the second induction target 50a.
  • the control unit 12a operates the second induction target 50a in the third time interval 18a t 3 of the operating period 16a with a power deficit 22a compared to the target heating power 24a of the second induction target 50a.
  • the control unit 12a operates the second induction target 50a in exactly one time interval 18a with an excess power 20a.
  • the control unit 12a operates the second induction target 50a in exactly one time interval 18a with a power deficit 22a.
  • control scheme 64a for two induction targets 14a, 50a has an operating period 16a with three time intervals 18a t 1 , t 2 , t 3 .
  • the control unit 12a operates two induction targets 14a, 50a in three time intervals 18a t 1 , t 2 , t 3 .
  • a number of the time intervals 18a is exactly 1 greater than a number of the induction targets 14a, 50a.
  • Corresponding deviations from the output heating powers 48a of the induction targets 14a, 50a in the individual time intervals 18a from the target heating powers 24a are shown in the form of an S matrix 56a.
  • the S matrix 56a contains characters + and -.
  • the plus sign + stands for a surplus power 20a.
  • the minus sign - stands for a performance deficit 22a.
  • the output heating powers 48a, which correspond to the respective target heating powers 24a, are shown as zeros.
  • the S matrix 56a gives that in Figure 3 shown control scheme 64a.
  • the control unit 12a allows flicker to be controlled when the induction targets 14a, 50a are activated.
  • a total output heating power 52a of the induction targets 14a, 50a lies above a total output target heating power 54a.
  • the total output target heating power 54a is a sum of the target heating powers of the induction targets 14a, 50a.
  • the total output heating power 52a of the induction targets 14a, 50a corresponds to the total output target heating power 54a.
  • the total output heating power 52a of the induction targets 14a, 50a is below the total output target heating power 54a.
  • a difference ⁇ P indicates a greatest difference between the total output heating powers 52a of time intervals 18a adjacent in time in a continuous continuous heating operating state. The greatest difference exists between the total output heating power 52a in the first time interval 18a t 1 and the total output heating power 52a in the last time interval 18a t 3 , since in the continuous continuous heating operating state the control scheme 64a repeats and thus the first time interval 18a t 1 the last time interval 18a t 3 will follow in a next operating period.
  • the difference ⁇ P based on a duration of the operating period 16a determines a flicker parameter 26a.
  • the control unit 12a keeps the flicker parameter 26a within an admissibility interval.
  • the admissibility interval is regulated according to a flicker standard, in particular according to the DIN EN 61000-3-3 standard.
  • FIG. 4 An exemplary representation of a control scheme 64a for three induction targets 14a, 50a, 66a is shown. The following description is essentially limited to the differences between the representations of the control diagrams 64a, whereby the features and functions that remain the same are described in the description of FIGS Figure 3 can be referred.
  • the operating period 16a has four time intervals 18a t 1 , t 2 , t 3 , t 4 .
  • the control unit 12a operates the first induction target 14a in a first time interval 18a t 1 with an excess power 20a.
  • the control unit 12a operates the first induction target 14a in a second time interval 18a t 2 with a power deficit 22a.
  • the Control unit 12a operates the first induction target 14a in a third and fourth time interval 18a t 3 , t 4 each with a target heating power 24a.
  • the control unit 12a operates the second induction target 50a in a first and fourth time interval 18a t 1 , t 4 each with a target heating power 24a.
  • the control unit 12a operates the second induction target 50a in a second time interval 18a t 2 with an excess power 20a.
  • the control unit 12a operates the second induction target 50a in a third time interval 18a t 3 with a power deficit 22a.
  • the control unit 12a operates the third induction target 66a in a first and second time interval 18a t 1 , t 2 each with a target heating power 24a.
  • the control unit 12a operates the third induction target 66a in a third time interval 18a t 3 with an excess power 20a.
  • the control unit 12a operates the third induction target 66a in a fourth time interval 18a t 4 with a power deficit 22a.
  • Corresponding activation sequences 58a are shown in the form of an S matrix 56a.
  • the S matrix 56a has exactly one power surplus 20a and exactly one power deficit 22a in each row.
  • a number of columns of the S matrix 56a is 1 higher than a number of rows of the S matrix 56a.
  • the number of columns of the S matrix 56a represents a number of the time intervals 18a.
  • the number of rows of the S matrix 56a represents a number of the induction targets 14a, 50a, 66a.
  • the control unit 12a allows flicker to be controlled when the induction targets 14a, 50a, 66a are activated.
  • a total output heating power 52a of the induction targets 14a, 50a, 66a lies above a total output target heating power 54a.
  • the total output target heating power 54a is a sum of the target heating powers 24a of the induction targets 14a, 50a, 66a.
  • the total output heating power 52a of the induction targets 14a, 50a, 66a corresponds to the total output target heating power 54a.
  • the total output heating power 52a of the induction targets 14a, 50a, 66a is below the total output target heating power 54a.
  • a difference ⁇ P indicates a greatest difference between the total output heating powers 52a of adjacent time intervals 18a in the case of a continuous continuous heating operating state.
  • the greatest difference is between the total output heating power 52a in the last time interval 18a t 4 and the total output heating power 52a in the first time interval 18a t 1 , since the control scheme is in the continuous continuous heating operating state 64a repeats itself and thus the first time interval 18a t 1 follows the last time interval 18a t 4 .
  • the control unit 12a keeps the flicker parameter 26a within an admissibility interval.
  • the admissibility interval is regulated according to a flicker standard, in particular according to the DIN EN 61000-3-3 standard.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of the cooking device device 10b in a cost-effective embodiment with four induction targets 14b, 50b, 66b, 68b defined by a control unit 12b of the cooking device device 10b.
  • the cooking appliance device 10b has a control unit 12b.
  • the control unit 12b defines four induction targets 14b, 50b, 66b, 68b.
  • the cooking appliance device 10b has two resonant inverter units 70b, 84b each with a half bridge 80b.
  • the cooking appliance device 10b has six switch elements 60b.
  • the switch elements 60b are designed as relays 62b.
  • the control unit 12b controls the switch elements 60b as a function of a number of the induction targets 14b, 50b, 66b, 68b.
  • the control unit 12b operates the induction targets 14b, 50b, 66b, 68b from different resonant inverter units 70b, 84b. In the event that three or more induction targets 14b, 50b, 66b, 68b are defined, the control unit 12b controls the switch elements 60b such that they switch at least one of the two resonant inverter units 70b, 84b between two induction targets 14b, 50b, 66b, 68b.
  • induction targets 14b, 50b, 66b, 68b At least two induction targets 14b, 50b, 66b, 68b are connected to one of the two resonant inverter units 70b, 84b by the switch elements 60b. If there are three or more induction targets 14b, 50b, 66b, 68b, at least two induction targets 14b, 50b, 66b, 68b are connected to one of the two resonance capacitor units 28b.
  • induction targets 14b, 50b, 66b, 68b defined by the control unit 12b are shown.
  • Two induction targets 14b, 50b, 66b, 68b are connected to one of the resonant inverter units 70b, 84b by the switch elements 60b.
  • Two induction targets 14b, 50b, 66b, 68b are connected to one of the resonance capacitor units 28b.
  • Figure 6 shows two induction targets 14b, 50b in a simplified circuit diagram Figure 5 connected to a common resonance capacitor unit 28b.
  • the induction targets 14b, 50b are connected to different resonant inverter units 70b, 84b.
  • no switch elements 60b are shown.
  • the control unit 12b changes into a special continuous heating operating state.
  • the control unit 12b operates the induction targets 14b, 50b simultaneously.
  • the control unit 12b operates both resonant inverter units 70b, 84b simultaneously.
  • the control unit 12b controls output heating powers 48b of the induction targets 14b, 50b by means of control signals which are phase-shifted relative to one another in order to control the two induction targets 14b, 50b.
  • a phase shift between the control signals can be implemented by controlling the resonant inverter units 70b, 84b by the control unit 12b.
  • the control signals which are phase-shifted with respect to one another have the same heating frequency.
  • Figure 7 shows an exemplary representation of a control scheme 64b for two induction targets 14b, 50b in the cost-effective embodiment of the cooking device device 10b.
  • the control unit 12b operates the induction targets 14b, 50b during simultaneous operation with control signals of the same heating frequency which are phase-shifted with respect to one another.
  • the operating period 16b has three time intervals 18b t 1 , t 2 , t 3 .
  • the control unit 12b operates the first induction target 14b in a first time interval 18b t 1 with an excess power 20b.
  • the control unit 12b operates the first induction target 14b in a second time interval 18b t 2 with a power deficit 22b.
  • the control unit 12b operates the first induction target 14b in a third time interval 18b t 3 with a target heating power 24b.
  • the control unit 12b operates the second induction target 50b in a first time interval 18b t 1 with a target heating power 24b.
  • the control unit 12b operates the second induction target 50b in a second time interval 18b t 2 with an excess power 20b.
  • the control unit 12b operates the second induction target 50b in a third time interval 18b t 3 with a power deficit 22b
  • the control unit 12b operates the first and the second induction target 14b, 50b in the special continuous heating operating state with control signals of the same heating frequency f 1 .
  • the control signals have a mutual phase shift ⁇ 1 .
  • control unit 12b operates the first and the second induction target 14b, 50b in the special continuous heating operating state with control signals of the same heating frequency f 2 .
  • the control signals have a mutual phase shift ⁇ 2 .
  • Corresponding deviations from the output heating powers 48b of the induction targets 14b, 50bin in the individual time intervals 18b with respect to the target heating powers 24b are shown in the form of an S matrix 56b.
  • the S matrix 56b has exactly one power surplus 20b and exactly one power deficit 22b in each row.
  • a number of columns of the S matrix 56b is 1 higher than a number of rows of the S matrix 56b.
  • the number of columns of the S matrix 56b represents a number of the time intervals 18b.
  • the number of rows of the S matrix 56b represents a number of the induction targets 14b, 50b.
  • the control unit 12b allows flicker to be controlled in the control of the induction targets 14b, 50b.
  • a total output heating power 52b of the induction targets 14b, 50b lies above a total output target heating power 54b.
  • the total output target heating power 54b is a sum of the target heating powers 24b of the induction targets 14b, 50b.
  • the total output heating power 52b of the induction targets 14b, 50b corresponds to the total output target heating power 54b.
  • the total output heating power 52b of the induction targets 14b, 50b is below the total output target heating power 54b (cf. Figure 7 ).
  • a difference ⁇ P indicates a greatest difference between the total output heating powers 52b from adjacent time intervals 18b in the case of a continuous continuous heating operating state.
  • the greatest difference is between the total output heating power 52b in the last time interval 18b t 3 and the total output heating power 52b in the first time interval 18b t 1 is present since, in the continuous continuous heating operating state, the control scheme 64b repeats and thus the first time interval 18b t 1 follows the last time interval 18b t 3 .
  • the difference ⁇ P based on a duration of the operating period 16b determines a flicker parameter 26b.
  • the control unit 12b keeps the flicker parameter 26b within an admissibility interval.
  • the admissibility interval is regulated according to a flicker standard, in particular according to the DIN EN 61000-3-3 standard.
  • Figure 8 shows an exemplary representation of a further control scheme 64b for two induction targets 14b, 50b in the cost-efficient embodiment of the cooking device device 10b.
  • the control unit 12b operates the induction targets 14b, 50b during simultaneous operation with control signals of the same heating frequency which are phase-shifted with respect to one another.
  • the operating period 16b has three time intervals 18b t 1 , t 2 , t 3 .
  • the control unit 12b operates the first induction target 14b in a first time interval 18b t 1 with an excess power 20b.
  • the control unit 12b operates the first induction target 14b in a second time interval 18b t 2 with a power deficit 22b.
  • the control unit 12b operates the first induction target 14b in a third time interval 18b t 3 with a target heating power 24b.
  • the control unit 12b operates the second induction target 50b in a first time interval 18b t 1 with a target heating power 24b.
  • the control unit 12b operates the second induction target 50b in a second time interval 18b t 2 with an excess power 20b.
  • the control unit 12b operates the second induction target 50b in a third time interval 18b t 3 with a power deficit 22b.
  • the control unit 12b operates the first and the second induction target 14b, 50b with control signals of the same heating frequency f 1 with a mutual phase shift ⁇ 1 .
  • Corresponding activation sequences 58b are shown in the form of an S matrix 56b.
  • the S matrix 56b has exactly one power surplus 20b and exactly one power deficit 22b in each row.
  • a number of columns of the S matrix 56b is 1 higher than a number of rows of the S matrix 56b.
  • the number of columns of the S matrix 56b represents a number of the time intervals 18b.
  • the number of rows of the S matrix 56b represents a number of the induction targets 14b, 50b.
  • Figure 9 shows a method for operating the cooking device device 10.
  • a number of induction targets 14, 50, 66, 68 are determined and a dimension of an S matrix 56 is determined.
  • a number of rows of the S matrix 56 is equal to a number of the induction targets 14, 50, 66, 68.
  • a number of columns of the S matrix 56 is 1 higher than a number of rows of the S matrix 56.
  • the number of Columns of the S matrix 56 are equal to a number of time intervals 18 of an operating period 16.
  • a control scheme 64 is sought, taking into account boundary conditions defined in the S matrix 56.
  • the control scheme 64 has activation sequences 58.
  • the activation sequences 58 have controls of the induction targets 14, 50, 66, 68 which are free of intermodulation interference signals from a catalog of activation sequences 58.
  • Output heating powers 48 are summarized in a power matrix P when the control scheme 64 determined in the search step 74 is applied to the induction targets 14, 50, 66, 68.
  • a number of rows n of the power matrix P is equal to a number of the induction targets 14, 50, 66, 68.
  • a number of columns m of the power matrix P is equal to a number of time intervals 18. The number of columns m of the power matrix P is larger by 1 as the number of rows n of the power matrix P.
  • a component P nm indicates an output power of an nth induction target in an mth time interval 18.
  • a component P 11 indicates an output power of the first induction target 14 in the first time interval 18.
  • a target heating power 24 requested by an operator for the induction targets 14, 50, 66, 68 is summarized.
  • the target heating power vector b is a column vector of length n.
  • An nth component b 1 of the target heating power vector b represents a target heating power 24 of an nth induction target 14 set by the operator.
  • a second component b 2 of the target heating power vector b represents , for example, a target heating power 24 of the second induction target 50 set by the operator.
  • the duration of the time intervals 18 are summarized in a duration vector x .
  • the time duration vector x is a column vector of length m.
  • An mth component x m of the time duration vector x represents the time duration of an mth time interval 18.
  • a second component x 2 of the time duration vector x represents , for example, the time duration of the second time interval 18.
  • the time duration vector x is unknown.
  • the time duration vector x is calculated in the calculation step 76.
  • the time periods of the time intervals 18 are calculated.
  • the components of the duration vector x take non-negative values.
  • the induction targets 14, 50, 66, 68 are operated in a continuous heating operating state in accordance with the control scheme 64, taking into account the time duration vector x .

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Gargerätevorrichtung (10), insbesondere einer Kochfeldvorrichtung, mit einer Steuereinheit (12), welche in einem periodischen Dauerheizbetriebszustand zu einer repetitiven Ansteuerung und Energieversorgung zumindest eines ersten Induktionsziels (14) und zumindest eines zweiten Induktionsziels (50) mit einer Betriebsperiode (16) vorgesehen ist.Um Eigenschaften hinsichtlich einer Ansteuerung zu verbessern wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit (12) dazu vorgesehen ist, jedes Induktionsziel (14, 50) in zumindest einem Zeitintervall (18) der Betriebsperiode (16) mit einem Leistungsüberschuss (20) und in zumindest einem weiteren Zeitintervall (18) der Betriebsperiode (16) mit einem Leistungsdefizit (22) gegenüber der jeweiligen Sollheizleistung (24) zu betreiben.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Gargerätevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zu einem Betrieb einer Gargerätevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
  • Aus dem Stand der Technik sind bereits Gargerätevorrichtungen und insbesondere Kochfelder bekannt, welche Induktoren aufweisen, welche zur Vermeidung von akustisch wahrnehmbaren Kopplungsgeräuschen mit aneinander angepassten Heizfrequenzen betrieben werden, wobei Steuerungsschemas zur Steuerung von Induktoren zur Beheizung von Gargeschirren als Folge von gestiegenen Kundenanforderungen an Steuerungsqualität und Funktionalität eines Kochfelds in einem komplexen Findungs- und Berechnungsprozess bestimmt werden, was hohe Anforderungen an Herstellung und an verbaute Komponenten stellt und demnach in einem hohen Kostenaufwand resultiert.
  • Die Druckschrift EP 1 951 003 B1 offenbart in diesem Zusammenhang ein Verfahren zu einem gleichzeitigen, induktiven Betrieb von zwei Induktoren eines Induktionskochfelds zur Vermeidung einer Entstehung von Kopplungsgeräuschen und einer zeitlich ungleichmäßigen Stromnetzbelastung, wobei bei dem Verfahren in einem ersten Zeitintervall die Induktoren gemeinsam mit einer ersten Heizfrequenz und in einem zweiten Zeitintervall mit einer zweiten, von der ersten Heizfrequenz verschiedenen Heizfrequenz betrieben werden.
  • Ferner offenbart die Druckschrift US 7,910,865 B2 eine Methode zum Betrieb eines Induktionskochfelds, bei welcher die Induktoren während eines Betriebsmodus mit einer gemeinsamen Heizfrequenz und während eines weiteren Betriebsmodus jeweils mit verschiedenen Heizfrequenzen betrieben werden, wobei die Heizfrequenzen einen Frequenzabstand zwischen 15 kHz und 25 kHz aufweisen.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Gargerätevorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Ansteuerung bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 11 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
  • Die Erfindung geht aus von einer Gargerätevorrichtung, insbesondere einer Kochfeldvorrichtung und vorzugsweise einer Induktionskochfeldvorrichtung, mit einer Steuereinheit, welche in zumindest einem periodischen Dauerheizbetriebszustand zu einer repetitiven Ansteuerung und Energieversorgung zumindest eines ersten Induktionsziels und zumindest eines zweiten Induktionsziels mit einer Betriebsperiode vorgesehen ist.
  • Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, jedes der Induktionsziele in zumindest einem Zeitintervall der Betriebsperiode mit einem Leistungsüberschuss und in zumindest einem weiteren Zeitintervall der Betriebsperiode mit einem Leistungsdefizit gegenüber der jeweiligen Sollheizleistung zu betreiben.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann eine gattungsgemäße Gargerätevorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer insbesondere vereinfachten Ansteuerung und insbesondere hinsichtlich eines geräuscharmen Betriebs bereitgestellt werden. Durch eine vereinfachte Ansteuerung kann insbesondere ein Aufwand zur Findung von realisierbaren Steuerungsschemas signifikant reduziert werden. Hierdurch können insbesondere kostengünstige und/oder leistungsschwächere Komponenten eingesetzt werden. Vorteilhaft kann ein mit einer Anzahl an Induktionszielen wachsender Aufwand zur Steuerung einer von einem Bediener gewünschten Sollheizleistung reduziert werden. Insbesondere kann eine einfache Leistungskontrolle ermöglicht werden. Hierdurch kann insbesondere eine unvorteilhafte akustische Belastung eines Bedieners vermieden werden, wodurch insbesondere ein hoher Bedienkomfort sowie insbesondere ein positiver Bedieneindruck bei dem Bediener insbesondere hinsichtlich einer akustischen Qualität erreicht werden kann. Vorzugsweise kann Flicker nach einer Flicker-Norm, insbesondere nach der DIN EN 61000-3-3-Norm, durch eine vorteilhafte Steuerung von einzelnen Induktionszielen zumindest weitgehend vermieden werden. Insbesondere kann eine zuverlässige Ausgestaltung vorzugsweise in Bezug auf eine durch den Bediener angeforderte Sollheizleistung erzielt werden. Insbesondere können mehrere Induktionsziele vorteilhaft geräuscharm und mit einer Flicker-kontrollierten Belastung eines Versorgungsnetzes gemeinsam gleichzeitig betrieben werden.
  • Unter einer "Gargerätevorrichtung", vorteilhaft unter einer "Kochfeldvorrichtung" und besonders vorteilhaft unter einer "Induktionskochfeldvorrichtung" soll insbesondere zumindest ein Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe eines Gargeräts, insbesondere eines Backofens, beispielsweise eines Induktionsbackofens, und vorteilhaft eines Kochfelds und besonders vorteilhaft eines Induktionskochfelds verstanden werden. Vorteilhaft handelt es sich bei einem die Gargerätevorrichtung aufweisenden Haushaltsgerät um ein Gargerät. Ein als Gargerät ausgebildetes Haushaltsgerät könnte beispielsweise ein Backofen und/oder eine Mikrowelle und/oder ein Grillgerät und/oder ein Dampfgargerät sein. Vorteilhaft ist ein als Gargerät ausgebildetes Haushaltsgerät ein Kochfeld und vorzugsweise ein Induktionskochfeld.
  • Unter einer "Energieversorgung" soll insbesondere eine Bereitstellung einer elektrischen Energie in Form einer elektrischen Spannung, eines elektrischen Stroms und/oder eines elektrischen und/oder elektromagnetischen Felds aus zumindest einer Energiequelle verstanden werden. Unter einer "Energiequelle" soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche eine elektrische Energie in Form einer elektrischen Spannung, eines elektrischen Stroms und/oder eines elektrischen und/oder elektromagnetischen Feldes zumindest einer weiteren Einheit und/oder zumindest einem elektrischen Stromkreis bereitstellt. Die Energiequelle kann insbesondere eine elektrische Stromphase eines Stromversorgungsnetzes sein. Insbesondere kann die Energiequelle eine maximale Leistung von 3,7 kW bereitstellen. Vorteilhaft kann zwischen der Energiequelle und zumindest einem Induktionsziel, bevorzugt allen Induktionszielen eine Wechselrichtereinheit angeordnet sein zur Bereitstellung einer hochfrequenten Versorgungsspannung mit einer geeigneten Heizfrequenz. Jedoch kann die Energiequelle insbesondere auch eine Wechselrichtereinheit aufweisen. Insbesondere kann die Wechselrichtereinheit zumindest einen, insbesondere zumindest zwei oder auch mehrere Wechselrichter, aufweisen zur Bereitstellung einer hochfrequenten Versorgungsspannung mit einer geeigneten Heizfrequenz für Induktionsziele.
  • Unter einer "Steuereinheit" soll insbesondere eine elektronische Einheit verstanden werden, die vorzugsweise in einer Steuer- und/oder Regeleinheit einer Gargerätevorrichtung, insbesondere einer Kochfeldvorrichtung, vorteilhaft einer Induktionskochfeldvorrichtung, zumindest teilweise integriert ist und die insbesondere dazu vorgesehen ist, zumindest eine Wechselrichtereinheit der Gargerätevorrichtung mit zumindest einem Wechselrichter, insbesondere einem Resonanzinverter und/oder einem dualen Halbbrückeninverter, zu steuern und/oder zu regeln. Insbesondere wertet die Steuereinheit ein von einer Einheit, insbesondere von einer Sensor- und/oder Erfassungseinheit, bereitgestelltes Signal aus, wonach die Steuereinheit insbesondere bei einem Erfüllen zumindest einer Bedingung einen speziellen Vorgang und/oder Betriebszustand initiieren kann. Vorzugsweise umfasst die Steuereinheit eine Recheneinheit und insbesondere zusätzlich zur Recheneinheit eine Speichereinheit mit einem darin gespeicherten Steuer- und/oder Regelprogramm, das dazu vorgesehen ist, von der Recheneinheit ausgeführt zu werden.
  • Insbesondere kann die Gargerätevorrichtung eine Schalteinheit aufweisen. Insbesondere ist die Schalteinheit durch die Steuereinheit gesteuert, wobei die Schalteinheit insbesondere eine elektrische Verbindung zwischen zumindest einer Energiequelle und zumindest einem Energieverbraucher, beispielsweise einem der Induktionsziele, herstellt. Die Schalteinheit kann insbesondere zumindest ein elektromechanisches oder auf Halbleiter basierendes Schaltelement aufweisen und dazu vorgesehen sein, zumindest eine elektrische Verbindung zwischen zumindest der einen Energiequelle und zumindest dem einen Induktionsziel herzustellen. Unter einem "Schaltelement" soll insbesondere ein Element verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, zwischen zwei Punkten, insbesondere Kontakten des Schaltelements, eine elektrisch leitende Verbindung herzustellen und/oder zu trennen. Vorzugsweise weist das Schaltelement zumindest einen Steuerkontakt auf, über den es geschaltet werden kann. Insbesondere ist das Schaltelement als Halbleiterschaltelement, insbesondere als Transistor, beispielsweise als Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET), vorteilhaft als Bipolartransistor mit vorzugsweise isolierter Gate-Elektrode (IGBT), ausgebildet. Alternativ ist das Schaltelement als mechanisches und/oder elektromechanisches Schaltelement, insbesondere als ein Relais ausgebildet.
  • Unter einem "Induktionsziel" soll insbesondere ein Induktor oder eine Vielzahl von Induktoren, welcher/welche insbesondere Teil der Gargerätevorrichtung ist/sind, mit einem über dem Induktor und/oder der Vielzahl von Induktoren aufgestellten Gargeschirr verstanden werden, wobei der Induktor oder die Vielzahl von Induktoren in zumindest einem insbesondere speziellen Betriebszustand, insbesondere in zumindest einem Dauerheizbetriebszustand, insbesondere gemeinsam dazu vorgesehen sind, das über dem Induktor oder der Vielzahl an Induktoren aufgestellte Gargeschirr induktiv zu beheizen. Dabei können die Induktoren des Induktionsziels im Vergleich untereinander in zumindest dem Dauerheizbetriebszustand jeweils eine gleiche Heizleistung bereitstellen. Vorteilhaft steuert die Steuereinheit die Induktoren eines Induktionsziels mit einer gleichen Heizfrequenz an. Ferner kann insbesondere ein einzelner Induktor des Induktionsziels zeitlich während zumindest des Dauerheizbetriebszustands eine unterschiedliche Heizleistung liefern. Die Steuereinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, zumindest ein Induktionsziel zu definieren. Insbesondere kann die Steuereinheit mehrere Induktionsziele definieren. Die Gargerätevorrichtung weist insbesondere zumindest einen Induktor, insbesondere eine Vielzahl an Induktoren auf. Unter einem "Induktor" soll hier insbesondere ein Element verstanden werden, welches in wenigstens einem Dauerheizbetriebszustand zumindest einem Gargeschirr Energie zum Zweck einer Beheizung des Gargeschirrs zuführt, insbesondere in Form eines magnetischen Wechselfelds, das dazu vorgesehen ist, in einem metallischen, vorzugsweise zumindest teilweise ferromagnetischen Heizmittel, insbesondere einem Gargeschirr, Wirbelströme und/oder Ummagnetisierungseffekte hervorzurufen, die in Wärme umgewandelt werden. Der Induktor weist insbesondere zumindest eine Induktionsspule auf und ist insbesondere dazu vorgesehen, Energie in Form eines magnetischen Wechselfelds mit einer Heizfrequenz dem Gargeschirr zuzuführen. Der Induktor ist insbesondere unterhalb und vorteilhaft in einem Nahbereich zumindest einer Aufstellplatte der Gargerätevorrichtung angeordnet. Insbesondere kann die Vielzahl an Induktoren matrixartig angeordnet sein, wobei die matrixartig angeordneten Induktoren eine variable Kochfläche bilden können. Insbesondere sind die Induktoren zu beliebig großen Induktionszielen, insbesondere mit unterschiedlichen Konturen, miteinander kombinierbar. Alternativ können Induktoren auch in Form eines klassischen Kochspiegels, insbesondere mit zwei, drei, vier oder fünf Heizzonen, angeordnet sein.
  • Unter einem "Dauerheizbetriebszustand" soll insbesondere ein Betriebszustand verstanden werden, in welchem eine spezielle Ansteuerung einer Einheit, insbesondere von zumindest zwei Induktionszielen, erfolgt und/oder ein spezielles Verfahren und/oder ein spezieller Algorithmus auf die Einheit, insbesondere auf die Induktionsziele angewandt wird, wobei insbesondere die Steuereinheit die Induktionsziele aufeinander abgestimmt betreibt. Insbesondere dauert der Dauerheizbetriebszustand, insbesondere zeitlich ununterbrochen, zumindest 1 s, bevorzugt zumindest 10 s, vorteilhaft zumindest 60 s und besonders bevorzugt zumindest 300 s, wobei insbesondere zumindest einem Induktionsziel elektrische Energie in Form einer Ausgangsheizleistung zugeführt wird, welche vorteilhaft ungleich 0 ist und insbesondere in einem zeitlichen Mittel einer Sollheizleistung entspricht. Insbesondere findet in dem Dauerheizbetriebszustand eine Temperaturerhöhung eines Gargeschirrs des Induktionsziels und/oder eine Temperaturerhöhung und/oder ein zumindest teilweiser Phasenübergang eines in dem Gargeschirr befindlichen Garguts statt. Insbesondere beträgt die Temperaturerhöhung des Gargeschirrs und/oder des Garguts insbesondere 0,5 °C, vorteilhaft 1 °C, bevorzugt 5 °C und besonders vorteilhaft mehr als 10 °C. Insbesondere beträgt ein Massenanteil des Garguts, welcher einen Phasenübergang erfährt, 1 %, vorteilhaft 5 %, bevorzugt 10 % und besonders vorteilhaft mehr als 20 %.
  • In dem Dauerheizbetriebszustand stellt die Steuereinheit insbesondere zumindest eine Ausgangsheizleistung zumindest des ersten und/oder zweiten Induktionsziels, vorteilhaft zumindest einen Großteil der Ausgangsheizleistung des ersten und/oder zweiten Induktionsziels und vorzugsweise alle Ausgangsheizleistungen des ersten und/oder zweiten Induktionsziels mittels einer Heizfrequenz und/oder mittels von gegeneinander phasenverschobenen Ansteuerungssignalen und/oder mittels eines Tastgrads ein. Unter einer "Ausgangsheizleistung" des ersten und/oder zweiten Induktionsziels soll insbesondere eine elektrische Leistung verstanden werden, welche Induktoren des ersten und/oder zweiten Induktionsziels in wenigstens einem Dauerheizbetriebszustand einem Gargeschirr des ersten und/oder zweiten Induktionsziels zu einer Beheizung innerhalb eines Zeitintervalls bereitstellt.
  • Unter einer "repetitiven Ansteuerung" einer Einheit soll hier insbesondere eine sich in zumindest einem Dauerheizbetriebszustand periodisch wiederholende Ansteuerung der Einheit, insbesondere mit einem elektrischen Signal, verstanden werden. Unter einer "elektrischen Durchschnittsleistung" soll insbesondere über eine Zeitspanne, insbesondere über eine Betriebsperiode, gemittelte, insbesondere dem Induktionsziel, zugeführte elektrische Leistung verstanden werden. Vorzugsweise entspricht die elektrische Durchschnittsleistung einer vom Bediener eingestellten Sollheizleistung. Unter einer "Betriebsperiode" soll insbesondere eine Zeitspanne verstanden werden, während welcher das Induktionsziel in einem Dauerheizbetriebszustand betrieben wird. Insbesondere ist das Induktionsziel während der Betriebsperiode aktiviert, wobei dem Induktionsziel eine elektrische Energie zuführbar ist, wobei die elektrische Energie verschwindend gering sein kann. Vorzugsweise ist die Betriebsperiode in zumindest zwei Zeitintervalle geteilt, während welcher insbesondere das Induktionsziel mit einer jeweiligen konstanten elektrischen Energie versorgt wird. Unter einem "Zeitintervall" soll insbesondere eine Zeitspanne verstanden werden, deren Dauer länger als 0 s und kürzer als die Betriebsperiode ist, wobei eine Dauer aller Zeitintervalle der Betriebsperiode genau einer Dauer der Betriebsperiode entspricht. Insbesondere können einzelne Zeitintervalle untereinander eine unterschiedliche Dauer aufweisen.
  • Unter einem "Leistungsüberschuss" eines Induktionsziels soll insbesondere eine Leistung verstanden werden, deren Mittelwert bezogen auf ein Zeitintervall die Durchschnittsleistung des Induktionsziels übersteigt. Insbesondere kann der Leistungsüberschuss durch das Anlegen eines elektromagnetischen Wechselfelds mit einer von einer Zielfrequenz verschiedenen Heizfrequenz erzielt werden, wobei bei einem Betrieb des Induktionsziels mit der Zielfrequenz eine vom Bediener benötigte und/oder eingestellte Sollheizleistung bereitgestellt wird. Insbesondere ist der Leistungsüberschuss bei einem Betrieb der Kochfeldvorrichtung in einem ZVS-Modus mit einer Heizfrequenz, welche kleiner ist als die Zielfrequenz erzielbar. Insbesondere ist der Leistungsüberschuss bei einem Betrieb der Kochfeldvorrichtung in einem ZCS-Modus mit einer Heizfrequenz, welche höher ist als die Zielfrequenz, erzielbar. Unter einem "ZVS-Modus" soll insbesondere ein zero-voltageswitching-Modus verstanden werden, in welchem bei einem Schaltvorgang eines Schalterelements eine Spannung mit einem Wert von annähernd gleich Null vorliegt. Unter einem "ZCS-Modus" soll insbesondere ein zero-current-switching-Modus verstanden werden, in welchem bei einem Schaltvorgang eines Schalterelements ein Strom mit einem Wert annähernd gleich Null vorliegt. Insbesondere erfolgt eine Wahl der Heizfrequenzen durch die Steuereinheit derart, dass die Heizfrequenzen keine vom Menschen mit einem durchschnittlichen Gehör akustisch wahrnehmbaren Intermodulationsstörsignale erzeugen. Insbesondere entstehen die Intermodulationsstörsignale durch eine Kopplung zumindest zweier Heizfrequenzen, welche einen Frequenzabstand zueinander von weniger als 17 kHz aufweisen.
  • Zur Vermeidung von Intermodulationsstörsignalen kann die Steuereinheit insbesondere in dem Dauerheizbetriebszustand für ein Ansteuerungsschema zur Ansteuerung von Induktionszielen aus einem Katalog an Aktivierungssequenzen eine Aktivierungssequenz auswählen. Beispielsweise könnte die Steuereinheit in dem Dauerheizbetriebszustand zu der Vermeidung von Intermodulationsstörsignalen die Induktionsziele mit einer im Wesentlichen gleichen Heizfrequenz betreiben. Alternativ oder zusätzlich könnte die Steuereinheit in dem Dauerheizbetriebszustand zu der Vermeidung von Intermodulationsstörsignalen die Induktionsziele jeweils mit Heizfrequenzen betreiben, welche sich um mindestens 17 kHz unterscheiden. Beispielsweise könnte die Steuereinheit alternativ oder zusätzlich in dem Dauerheizbetriebszustand zu der Vermeidung von Intermodulationsstörsignalen zumindest ein Induktionsziel deaktivieren und zumindest ein weiteres, von dem Induktionsziel verschiedenes Induktionsziel mit einer bestimmten Heizfrequenz betreiben. Alternativ oder zusätzlich könnte die Steuereinheit in dem Dauerheizbetriebszustand zu der Vermeidung von Intermodulationsstörsignalen die Induktionsziele mit gegeneinander phasenverschobenen Ansteuerungssignalen gleicher Heizfrequenz betreiben.
  • Unter einem "Leistungsdefizit" soll insbesondere eine Leistung verstanden werden, deren Mittelwert bezogen auf ein Zeitintervall die Durchschnittsleistung eines Induktionsziels unterschreitet. Insbesondere kann das Leistungsdefizit durch das Anlegen eines elektromagnetischen Wechselfelds mit einer von einer Zielfrequenz verschiedenen Heizfrequenz erzielt werden, wobei bei einem Betrieb des Induktionsziels mit der Zielfrequenz eine vom Bediener benötigte und/oder eingestellte Leistung bereitgestellt wird. Insbesondere ist das Leistungsdefizit bei einem Betrieb der Gargerätevorrichtung in einem ZVS-Modus mit einer Heizfrequenz, welche höher ist als die Zielfrequenz, erzielbar. Insbesondere ist das Leistungsdefizit bei einem Betrieb der Gargerätevorrichtung in einem ZCS-Modus mit einer Heizfrequenz, welche kleiner ist als die Zielfrequenz, erzielbar.
  • Unter "vorgesehen" soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand und/oder Dauerheizbetriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, jedes der Induktionsziele in genau einem Zeitintervall der Betriebsperiode mit einem Leistungsüberschuss und in genau einem weiteren Zeitintervall der Betriebsperiode mit einem Leistungsdefizit gegenüber der jeweiligen Sollheizleistung zu betreiben. Hierdurch kann insbesondere ein physikalisch plausibles Ansteuerungsschema erstellt werden, wobei insbesondere sichergestellt werden kann, dass die berechneten Dauern der Zeitintervalle stets positive Werte aufweisen. Insbesondere weisen der Leistungsüberschuss und das Leistungsdefizit betragsmäßig einen gleichen Wert auf. Vorteilhaft ist eine zeitliche Reihenfolge des Zeitintervalls mit dem Leistungsüberschuss und des weiteren Zeitintervalls mit dem Leistungsdefizit eines Induktionsziels beliebig. Insbesondere kann ein Zeitintervall eine beliebige Anzahl an Leistungsüberschüssen und/oder an Leistungsdefiziten aufweisen, wobei die Anzahl an Leistungsüberschüssen und/oder an Leistungsdefiziten insbesondere maximal einer Anzahl der Induktionsziele entsprechen kann.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, die Induktionsziele in den restlichen, von dem Zeitintervall und dem weiteren Zeitintervall verschiedenen Zeitintervallen der Betriebsperiode mit der jeweiligen Sollheizleistung zu betreiben. Insbesondere beträgt eine Anzahl von restlichen Zeitintervallen einen Wert von größer oder gleich 1. Insbesondere ist eine Anzahl der Induktionsziele, welche die Steuereinheit mit der jeweiligen Sollheizleistung betreibt, in einem der restlichen Zeitintervalle beliebig, insbesondere maximal gleich der Anzahl der Induktionsziele. Hierdurch kann eine vorteilhafte Ansteuerung von Induktionszielen realisiert werden.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass eine Anzahl der Zeitintervalle der Betriebsperiode größer ist als eine Anzahl der Induktionsziele. Hierdurch kann insbesondere ein verlässlicher Auswahlvorgang von Aktivierungssequenzen des Ansteuerungsschemas zur Steuerung von Heizleistungen der Induktionsziele realisiert werden.
  • Bevorzugt ist die Anzahl der Zeitintervalle genau um 1 größer als die Anzahl der Induktionsziele. Insbesondere kann dadurch eine zeitliche Dauer des Auswahlvorgangs von Aktivierungssequenzen minimiert werden. Vorteilhaft kann hierdurch eine verlässliche und/oder physikalisch plausible Anpassung der Zeitintervalle ermöglichet werden. Insbesondere ist eine minimale Anzahl an Zeitintervallen in dem Dauerheizbetriebszustand gleich 3. Insbesondere ist eine minimale Anzahl an Induktionszielen in dem Dauerheizbetriebszustand gleich 2.
  • Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, bei der Ansteuerung der Induktionsziele Flicker kontrolliert zuzulassen und dabei zumindest eine Flickerkenngröße innerhalb zumindest eines Zulässigkeitsintervalls zu halten. Insbesondere gibt die Flickerkenngröße ein Verhältnis zwischen einer Änderung der Gesamtausgangsheizleistung in einem Zeitintervall in Bezug auf ein vorangegangenes Zeitintervall und einer Dauer des Zeitintervalls wider. Vorteilhaft beträgt das Zulässigkeitsintervall einen maximalen Wert von 400 Ws-1. Hierdurch kann eine Vereinfachung des Auswahlvorgangs von Aktivierungssequenzen zur Ansteuerung der Induktionsziele erreicht werden. Ferner kann dadurch eine kontrollierte Belastung eines Versorgungsspannungsnetzes ermöglicht werden. Unter "Flicker" soll insbesondere ein subjektiver Eindruck einer Instabilität einer visuellen Wahrnehmung verstanden werden, der insbesondere durch einen Lichtreiz hervorgerufen ist, dessen Leuchtdichte oder Spektralverteilung mit der Zeit schwankt. Insbesondere kann Flicker durch einen Spannungsabfall einer Netzspannung hervorgerufen werden.
  • Insbesondere unterschreitet eine Gesamtausgangsheizleistung der Induktionsziele in zumindest einem Zeitintervall eine Gesamtausgangssollheizleistung der Induktionsziele. Insbesondere überschreitet die Gesamtausgangsheizleistung der Induktionsziele in zumindest einem Zeitintervall die Gesamtausgangssollheizleistung der Induktionsziele. Unter einer "Gesamtausgangsheizleistung" soll in einem Dauerheizbetriebszustand insbesondere eine Summe der Ausgangslheizeistungen aller Induktionsziele in einem Zeitintervall verstanden werden. Unter einer "Ausgangsheizleistung" einer der Induktionsziele soll insbesondere eine elektrische Leistung verstanden werden, welche das Induktionsziel in wenigstens einem Dauerheizbetriebszustand mit wenigstens einem aufgestellten Gargeschirr zu einer Beheizung des Gargeschirrs verbraucht. Beispielsweise könnte die Ausgangsheizleistung durch zumindest einen elektrischen Strom charakterisiert sein. Das Induktionsziel könnte in wenigstens einem Dauerheizbetriebszustand beispielsweise die Ausgangsheizleistung in zumindest einem Leitungselement wenigstens eines Induktors des Induktionsziels wenigstens teilweise, vorteilhaft wenigstens zu einem Großteil und vorzugsweise vollständig in einen Wärmestrom umwandeln und den Wärmestrom insbesondere zu der Beheizung wenigstens eines Gargeschirrs bereitstellen. Alternativ oder zusätzlich könnte der Induktor insbesondere in wenigstens einem Dauerheizbetriebszustand, insbesondere mittels des elektrischen Stroms, ein insbesondere hochfrequentes elektromagnetisches Wechselfeld bereitstellen, welches insbesondere in einem Gargeschirr in Wärme umgewandelt werden könnte. Unter einer "Gesamtausgangssollheizleistung" soll eine Summe an Sollheizleistungen aller Induktionsziele verstanden werden. Insbesondere weist die Gesamtausgangssollheizleistung in allen Zeitintervallen über die gesamte Betriebsperiode einen konstanten Wert auf.
  • Vorteilhaft betreibt die Steuereinheit die Induktionsziele derart, dass eine durchschnittliche Gesamtausgangsheizleistung mit einer Gesamtsollheizleistung zumindest im Wesentlichen übereinstimmt. Unter einer "durchschnittlichen Gesamtausgangsheizleistung" soll insbesondere eine über die Betriebsperiode gemittelte Gesamtausgangsheizleistung verstanden werden. Unter "zumindest im Wesentlichen" soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass eine Abweichung von einem vorgegebenen Wert insbesondere weniger als 25%, vorzugsweise weniger als 10% und besonders bevorzugt weniger als 5% des vorgegebenen Werts beträgt. Hierdurch kann insbesondere eine durch den Bediener eingestellte Heizleistung zumindest im Wesentlichen geliefert werden und dadurch insbesondere Kundenzufriedenheit gefördert werden.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Gargerätevorrichtung eine Resonanzkondensatoreinheit aufweist, welche in zumindest einem speziellen Dauerheizbetriebszustand mit beiden Induktionszielen verbunden ist. Insbesondere tritt bei einem Anschluss von Induktionszielen an eine gemeinsame Resonanzkondensatoreinheit, insbesondere an einen gemeinsamen Kondensator der Resonanzkondensatoreinheit, eine elektrische Kopplung auf, wodurch vorteilhaft eine Ansteuerung der Induktionsziele zur Steuerung von Ausgangsheizleistungen mit gegeneinander phasenverschobenen Ansteuerungssignalen ermöglicht ist. Hierdurch kann eine kostengünstige Bauweise realisiert werden. Insbesondere kann die Steuereinheit beide Induktionsziele mit einer gleichen Heizfrequenz ansteuern.
  • Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, in dem speziellen Dauerheizbetriebszustand die Induktionsziele mit gegeneinander phasenverschobenen Ansteuerungssignalen zu betreiben. Dadurch kann insbesondere eine zusätzliche Möglichkeit zu einer intermodulationsstörsignalfreien Ansteuerung von Induktionszielen geschaffen werden. Insbesondere kann eine Phasenverschiebung der Ansteuerungssignale einen Wert zwischen -180 ° und +180 ° annehmen. Vorteilhaft liegt das Ansteuerungssignal als elektrische Spannung und/oder elektrischer Strom vor.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass die Ansteuerungssignale eine gleiche Heizfrequenz aufweisen. Hierdurch kann eine vorteilhafte Kontrolle von Heizfrequenzen erfolgen.
  • Zudem wird ein Gargerät, insbesondere ein Kochfeld vorgeschlagen mit zumindest einer erfindungsgemäßen Gargerätevorrichtung, wodurch insbesondere ein störgeräuscharmer Betrieb und vorteil-haft ein vereinfachter Auswahlvorgang von Aktivierungssequenzen zur Ansteuerung der Induktionsziele erfolgen kann.
  • Die Erfindung geht ferner aus von einem Verfahren zum Betrieb einer Gargerätevorrichtung, insbesondere einer Kochfeldvorrichtung, bei welchem in zumindest einem periodischen Dauerheizbetriebszustand zumindest ein erstes Induktionsziel und zumindest ein zweites Induktionsziel repetitiv mit einer Betriebsperiode angesteuert und mit Energie versorgt werden.
  • Es wird vorgeschlagen, dass jedes der Induktionsziele in zumindest einem Zeitintervall der Betriebsperiode mit einem Leistungsüberschuss und in zumindest einem weiteren Zeitintervall der Betriebsperiode mit einem Leistungsdefizit gegenüber der jeweiligen Sollheizleistung betrieben wird.
  • Dadurch kann eine insbesondere vereinfachte Ansteuerung und insbesondere ein geräuscharmer Betrieb ermöglicht werden. Durch eine vereinfachte Ansteuerung kann insbesondere ein Aufwand zur Findung von realisierbaren Steuerungsschemas signifikant reduziert werden. Hierdurch können insbesondere kostengünstige und/oder leistungsschwächere Komponenten eingesetzt werden. Vorteilhaft kann ein mit einer Anzahl an Induktionszielen wachsender Aufwand zur Steuerung einer von einem Bediener gewünschten Sollheizleistung reduziert werden. Insbesondere kann eine einfache Leistungskontrolle ermöglicht werden. Hierdurch kann insbesondere eine unvorteilhafte akustische Belastung eines Bedieners vermieden werden, wodurch insbesondere ein hoher Bedienkomfort sowie insbesondere ein positiver Bedieneindruck bei dem Bediener insbesondere hinsichtlich einer akustischen Qualität erreicht werden kann. Vorzugsweise kann Flicker nach einer Flicker-Norm, insbesondere nach der DIN EN 61000-3-3-Norm, durch eine vorteilhafte Steuerung von einzelnen Induktionszielen zumindest weitgehend vermieden werden. Insbesondere kann eine zuverlässige Ausgestaltung vorzugsweise in Bezug auf eine durch den Bediener angeforderte Sollheizleistung erzielt werden. Insbesondere können mehrere Induktionsziele vorteilhaft geräuscharm und mit einer Flicker-kontrollierten Belastung eines Versorgungsnetzes gemeinsam gleichzeitig betrieben werden.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass jedes Induktionsziel in genau einem Zeitintervall der Betriebsperiode mit einem Leistungsüberschuss und in genau einem weiteren Zeitintervall der Betriebsperiode mit einem Leistungsdefizit gegenüber der jeweiligen Sollheizleistung betrieben wird. Hierdurch kann insbesondere ein physikalisch plausibles Ansteuerungsschema erstellt werden, wobei insbesondere eine jeweilige Dauer der Zeitintervalle positiv ist.
  • Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Induktionsziele in den restlichen, von dem Zeitintervall und dem weiteren Zeitintervall verschiedenen Zeitintervallen der Betriebsperiode mit der jeweiligen Sollheizleistung betrieben werden. Hierdurch kann eine vorteilhafte Ansteuerung von Induktionszielen realisiert werden. Zudem können dadurch Leistungsverluste, welche zu thermischen Verlusten und somit zu einer Verschlechterung eines Garvorgangs führen können, minimiert werden.
  • Die Gargerätevorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die Gargerätevorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein Kochfeld mit einer Gargerätevorrichtung,
    Fig. 2
    ein Ausführungsbeispiel der Gargerätevorrichtung in einer ersten Ausführung mit zwei von einer Steuereinheit der Gargerätevorrichtung definierten Induktionszielen,
    Fig. 3
    eine beispielhafte Darstellung eines Ansteuerungsschemas für zwei Induktionsziele,
    Fig. 4
    eine beispielhafte Darstellung eines Ansteuerungsschemas für drei Induktionsziele,
    Fig. 5
    ein weiteres Ausführungsbeispiel der Gargerätevorrichtung in einer kosteneffizienten Ausführung mit vier von einer Steuereinheit der Gargerätevorrichtung definierten Induktionszielen,
    Fig. 6
    ein vereinfachtes Schaltbild eines Teils des weiteren Ausführungsbeispiels der Gargerätevorrichtung in der kosteneffizienten Ausführung mit zwei Induktionszielen,
    Fig. 7
    eine beispielhafte Darstellung eines Ansteuerungsschemas für zwei Induktionsziele in der kosteneffizienten Ausführung der Gargerätevorrichtung,
    Fig. 8
    eine beispielhafte Darstellung eines weiteren Ansteuerungsschemas für zwei Induktionsziele in der kosteneffizienten Ausführung der Gargerätevorrichtung und
    Fig. 9
    ein Verfahrensdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb der Gargerätevorrichtung.
  • Figur 1 zeigt ein als Kochfeld 32 ausgebildetes Gargerät 30. Das Gargerät 30 ist als Induktionskochfeld 40 ausgebildet. Das Gargerät 30 ist als klassisches Induktionskochfeld 38 mit vier Kochzonen 82 ausgebildet. Es ist vorstellbar, dass das Gargerät 30 als Matrixkochfeld ausgebildet ist.
  • Zwei der vier Kochzonen 82 sind jeweils mit einem Gargeschirr 44 belegt. Das Gargerät 30 weist eine Gargerätevorrichtung 10 auf. Die Gargerätevorrichtung 10 ist als eine Induktionskochfeldvorrichtung ausgebildet.
  • Von mehrfach vorhandenen Objekten ist in den Figuren jeweils lediglich eines mit einem Bezugszeichen versehen.
  • Die Gargerätevorrichtung 10 weist eine Aufstellplatte 42 für zumindest ein Gargeschirr 44 auf. Die Aufstellplatte 42 ist zu einem Aufstellen von Gargeschirr 44 vorgesehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Aufstellplatte 42 als eine Kochfeldplatte ausgebildet.
  • Die Gargerätevorrichtung 10 weist eine Vielzahl an Induktoren 36 auf. Ein Induktor 36 ist genau einer Kochzone 82 zugeordnet. Es ist vorstellbar, dass im Falle eines Matrixkochfelds die Induktoren 36 matrixartig angeordnet sind. Die Induktoren 36 sind jeweils unter der jeweiligen Kochzone 82 angeordnet. Jeder Induktor 36 weist zumindest eine Induktionsspule auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Gargerätevorrichtung 10 vier Induktoren 36 auf.
  • Die Induktoren 36 sind in einem eingebauten Zustand unterhalb der Aufstellplatte 42 angeordnet. Die Induktoren 36 sind jeweils dazu vorgesehen, in einem Dauerheizbetriebszustand ein auf der Aufstellplatte 42 über den Induktoren 36 aufgestelltes Gargeschirr 44 zu beheizen.
  • Die Gargerätevorrichtung 10 weist ein Bedienfeld 34 zu einer Eingabe und/oder Auswahl von Betriebsparametern durch einen Bediener auf, beispielsweise einer Sollheizleistung 24 und/oder einer Gardauer. Das Bedienfeld 34 ist als Display 46 ausgebildet. Das Bedienfeld 34 ist zu einer Ausgabe eines Werts eines Betriebsparameters an den Bediener vorgesehen.
  • Die Gargerätevorrichtung 10 weist eine Steuereinheit 12 auf. Die Steuereinheit 12 ist dazu vorgesehen, in Abhängigkeit von durch einen Bediener eingegebenen Betriebsparametern, wie beispielsweise einer Sollheizleistung 24 und/oder einer Gardauer, Aktionen und/oder Algorithmen auszuführen und/oder Einstellungen zu verändern.
  • Basierend auf den auf der Aufstellplatte 42 aufgestellten Gargeschirren 44 definiert die Steuereinheit 12 Induktionsziele 14, 50. Im vorliegenden Beispiel sind zwei Induktionsziele 14, 50 durch die Steuereinheit 12 basierend auf den auf der Aufstellplatte 42 aufgestellten Gargeschirren 44 und von den Induktoren 36, über welche die Gargeschirre 44 platziert sind, definiert. Ein Induktionsziel 14, 50 weist genau einen Induktor 36 auf. Alternativ kann ein Induktionsziel 14, 50 mehrere Induktoren 36 aufweisen. Ein Induktionsziel 14, 50 weist zumindest ein Gargeschirr 44 auf. Die Steuereinheit 12 kann eine Vielzahl an Induktionszielen 14, 50 definieren.
  • Eine Ausgangsheizleistung 48 eines jeden Induktionsziels 14, 50 ist maßgeblich von der am Induktionsziel 14, 50 angelegten Heizfrequenz abhängig. In einem ZVS-Modus steigt die Ausgangsheizleistung 48 eines Induktionsziels 14, 50 mit abnehmender Heizfrequenz. In einem ZCS-Modus sinkt die Ausgangsheizleistung 48 eines Induktionsziels 14, 50 mit steigender Heizfrequenz. Bevorzugt betreibt die Steuereinheit 12 die Gargerätevorrichtung 10 im ZVS-Modus.
  • Eine Energiequelle versorgt in dem Dauerheizbetriebszustand die Induktionsziele 14, 50 mit einer elektrischen Energie. Die Energiequelle ist eine elektrische Stromphase eines Stromversorgungsnetzes. Die Gargerätevorrichtung 10a kann zumindest eine Wechselrichtereinheit 70a zur Bereitstellung zumindest einer Heizfrequenz für das jeweilige Induktionsziel 14a, 50a aufweisen (vgl. Figur 2).
  • Die Steuereinheit 12 ist in dem Dauerheizbetriebszustand zu einer repetitiven Ansteuerung und Energieversorgung des ersten Induktionsziels 14und des zweiten Induktionsziels 14aus der Energiequelle vorgesehen. Die Steuereinheit 12 ist in dem Dauerheizbetriebszustand zur periodischen Ansteuerung und Energieversorgung der Induktionsziele 14, 50 vorgesehen.
  • Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Gargerätevorrichtung 10a in einer ersten Ausführung mit zwei von einer Steuereinheit 12a der Gargerätevorrichtung 10a definierten Induktionszielen 14a, 50a. Die Steuereinheit 12a definiert ein erstes und ein zweites Induktionsziel 14a, 50a. Die Gargerätevorrichtung 10a weist eine erste und eine zweite resonante Wechselrichtereinheit 70a, 84a auf. Die Wechselrichtereinheiten 70a, 84a stellen eine Heizfrequenz für die Induktionsziele 14a, 50a bereit. Die Wechselrichtereinheiten 70a, 84a versorgen die Induktionsziele 14a, 50a unabhängig voneinander mit elektrischer Energie. Die erste Wechselrichtereinheit 70a ist dem ersten Induktionsziel 14a zugeordnet. Die zweite Wechselrichtereinheit 84a ist dem zweiten Induktionsziel 50a zugeordnet.
  • Die Gargerätevorrichtung 10a weist je ein elektromechanisches Schalterelement 60a pro ein Induktionsziel 14a, 50a auf. Das Schalterelement 60a ist als Relais 62a ausgebildet. Die Induktionsziele 14a, 50a sind durch die Relais 62a an die elektrische Energieversorgung zuschaltbar. Die Gargerätevorrichtung 10a weist jeweils eine Resonanzkondensatoreinheit 28a pro ein Induktionsziel 14a, 50a auf. Jedes Induktionsziel 14a, 50a ist einzeln mit einer jeweiligen Heizfrequenz ansteuerbar.
  • Die Steuereinheit 12a betreibt in dem Dauerheizbetriebszustand die Induktionsziele 14a, 50a unter Vermeidung von Intermodulationsstörsignalen (vgl. Fig. 3). In dem Dauerheizbetriebszustand stellt die Steuereinheit 12a Ausgangsleistungen der Induktionsziele 14a, 50a über eine jeweilige Heizfrequenz ein.
  • Zur Vermeidung von Intermodulationsstörsignalen wählt die Steuereinheit 12a in dem Dauerheizbetriebszustand aus einem Katalog an Aktivierungssequenzen eine Aktivierungssequenz aus. Beispielsweise könnte die Steuereinheit 12a in dem Dauerheizbetriebszustand zur Vermeidung von Intermodulationsstörsignalen das erste Induktionsziel 14a und/oder das zweite Induktionsziel 50a wenigstens im Wesentlichen mit einer im Wesentlichen gleichen Heizfrequenz betreiben.
  • Alternativ oder zusätzlich könnte die Steuereinheit 12a in dem Dauerheizbetriebszustand zur Vermeidung von Intermodulationsstörsignalen das erste Induktionsziel 14a und/oder das zweite Induktionsziel 50a mit Heizfrequenzen betreiben, welche sich um mindestens 17 kHz unterscheiden.
  • Beispielsweise könnte die Steuereinheit 12a alternativ oder zusätzlich in dem Dauerheizbetriebszustand zur Vermeidung von Intermodulationsstörsignalen zumindest eines der Induktionsziele 14a, 50a deaktivieren und zumindest eines der Induktionsziele 14a, 50a mit einer bestimmten Heizfrequenz betreiben.
  • Die Steuereinheit 12a betreibt in dem Dauerheizbetriebszustand die Induktionsziele 14a, 50a jeweils über eine gesamte Gardauer periodisch. Die Gardauer ist in Betriebsperioden 16a aufgeteilt.
  • Die Betriebsperiode 16a weist drei Zeitintervalle 18a t1, t2, t3 auf (vgl. Figur 3).
  • Die Steuereinheit 12a betreibt in dem Dauerheizbetriebszustand das erste Induktionsziel 14a in einem ersten Zeitintervall 18a t1 der Betriebsperiode 16a mit einem Leistungsüberschuss 20a gegenüber der Sollheizleistung 24a des ersten Induktionsziels 14a.
  • Die Steuereinheit 12a betreibt in dem Dauerheizbetriebszustand das erste Induktionsziel 14a in einem zweiten Zeitintervall t2 18a der Betriebsperiode 16a mit einem Leistungsdefizit 22a gegenüber der Sollheizleistung 24a des ersten Induktionsziels 14a.
  • Die Steuereinheit 12a betreibt in dem Dauerheizbetriebszustand das erste Induktionsziel 14a in einem dritten Zeitintervall 18a t3 der Betriebsperiode 16a mit der Sollheizleistung 24a des ersten Induktionsziels 14a.
  • Die Steuereinheit 12a betreibt das erste Induktionsziel 14a in genau einem Zeitintervall 18a mit einem Leistungsüberschuss 20a. Die Steuereinheit 12a betreibt das erste Induktionsziel 14a in genau einem Zeitintervall 18a mit einem Leistungsdefizit 22a.
  • Die Steuereinheit 12a betreibt in dem Dauerheizbetriebszustand das zweite Induktionsziel 50a in einem ersten Zeitintervall 18a t1 der Betriebsperiode 16a mit der Sollheizleistung 24a des zweiten Induktionsziels 50a.
  • Die Steuereinheit 12a betreibt das zweite Induktionsziel 50a in einem zweiten Zeitintervall 18a t2 der Betriebsperiode 16a mit einem Leistungsüberschuss 20a gegenüber der Sollheizleistung 24a des zweiten Induktionsziels 50a.
  • Die Steuereinheit 12a betreibt das zweite Induktionsziel 50a in dem dritten Zeitintervall 18a t3 der Betriebsperiode 16a mit einem Leistungsdefizit 22a gegenüber der Sollheizleistung 24a des zweiten Induktionsziels 50a.
  • Die Steuereinheit 12a betreibt das zweite Induktionsziel 50a in genau einem Zeitintervall 18a mit einem Leistungsüberschuss 20a. Die Steuereinheit 12a betreibt das zweite Induktionsziel 50a in genau einem Zeitintervall 18a mit einem Leistungsdefizit 22a.
  • Das in Figur 3 gezeigte Ansteuerungsschema 64a für zwei Induktionsziele 14a, 50a weist eine Betriebsperiode 16a mit drei Zeitintervallen 18a t1, t2, t3 auf. Die Steuereinheit 12a betreibt zwei Induktionsziele 14a, 50a in drei Zeitintervallen 18a t1, t2, t3. Eine Anzahl der Zeitintervalle 18a ist um genau 1 größer als eine Anzahl der Induktionsziele 14a, 50a.
  • Entsprechende Abweichungen von Ausgangsheizleistungen 48a der Induktionsziele 14a, 50ain den einzelnen Zeitintervallen 18a gegenüber Sollheizleistungen 24a sind in Form einer S-Matrix 56a gezeigt. Die S-Matrix 56a enthält Zeichen + und -. Das Pluszeichen + steht für einen Leistungsüberschuss 20a. Das Minuszeichen - steht für ein Leistungsdefizit 22a. Die Ausgangsheizleistungen 48a, welche den jeweiligen Sollheizleistungen 24a entsprechen, sind als Nullen dargestellt. Die S-Matrix 56a gibt das in Figur 3 dargestellte Ansteuerungsschema 64a wider.
  • Die Steuereinheit 12a lässt bei der Ansteuerung der Induktionsziele 14a, 50a Flicker kontrolliert zu. Im ersten Zeitintervall 18a t1 liegt eine Gesamtausgangsheizleistung 52a der Induktionsziele 14a, 50a über einer Gesamtausgangssollheizleistung 54a. Die Gesamtausgangssollheizleistung 54a ist eine Summe aus den Sollheizleistungen der Induktionsziele 14a, 50a. Im zweiten Zeitintervall 18a t2 entspricht die Gesamtausgangsheizleistung 52a der Induktionsziele 14a, 50a der Gesamtausgangssollheizleistung 54a. Im dritten Zeitintervall 18a t3 liegt die Gesamtausgangsheizleistung 52a der Induktionsziele 14a, 50a unter der Gesamtausgangssollheizleistung 54a.
  • Eine Differenz □P gibt eine größte Differenz zwischen den Gesamtausgangsheizleistungen 52a von zeitlich benachbarten Zeitintervallen 18a in einem kontinuierlichen Dauerheizbetriebszustand an. Die größte Differenz ist zwischen der Gesamtausgangsheizleistung 52a im ersten Zeitintervall 18a t1 und der Gesamtausgangsheizleistung 52a im letzten Zeitintervall 18a t3 vorhanden, da bei dem kontinuierlichen Dauerheizbetriebszustand das Ansteuerungsschema 64a sich wiederholt und somit das erste Zeitintervall 18a t1 dem letzten Zeitintervall 18a t3 in einer nächsten Betriebsperiode nachfolgt.
  • Die Differenz ΔP bezogen auf eine Dauer der Betriebsperiode 16a bestimmt eine Flickerkenngröße 26a. Die Steuereinheit 12a hält die Flickerkenngröße 26a innerhalb eines Zulässigkeitsintervalls. Das Zulässigkeitsintervall ist nach einer Flicker-Norm, insbesondere nach der DIN EN 61000-3-3-Norm, geregelt.
  • In Figur 4 ist eine beispielhafte Darstellung eines Ansteuerungsschemas 64a für drei Induktionsziele 14a, 50a, 66a gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Darstellungen der Ansteuerungsschemas 64a, wobei bezüglich gleich bleibender Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung der Figur 3 verwiesen werden kann.
  • Die Betriebsperiode 16a weist vier Zeitintervalle 18a t1, t2, t3, t4 auf.
  • Die Steuereinheit 12a betreibt das erste Induktionsziel 14a in einem ersten Zeitintervall 18a t1 mit einem Leistungsüberschuss 20a. Die Steuereinheit 12a betreibt das erste Induktionsziel 14a in einem zweiten Zeitintervall 18a t2 mit einem Leistungsdefizit 22a. Die Steuereinheit 12a betreibt das erste Induktionsziel 14a in einem dritten und vierten Zeitintervall 18a t3, t4 jeweils mit einer Sollheizleistung 24a.
  • Die Steuereinheit 12a betreibt das zweite Induktionsziel 50a in einem ersten und vierten Zeitintervall 18a t1, t4 jeweils mit einer Sollheizleistung 24a. Die Steuereinheit 12a betreibt das zweite Induktionsziel 50a in einem zweiten Zeitintervall 18a t2 mit einem Leistungsüberschuss 20a. Die Steuereinheit 12a betreibt das zweite Induktionsziel 50a in einem dritten Zeitintervall 18a t3 mit einem Leistungsdefizit 22a.
  • Die Steuereinheit 12a betreibt das dritte Induktionsziel 66a in einem ersten und zweiten Zeitintervall 18a t1, t2 jeweils mit einer Sollheizleistung 24a. Die Steuereinheit 12a betreibt das dritte Induktionsziel 66a in einem dritten Zeitintervall 18a t3 mit einem Leistungsüberschuss 20a. Die Steuereinheit 12a betreibt das dritte Induktionsziel 66a in einem vierten Zeitintervall 18a t4 mit einem Leistungsdefizit 22a.
  • Entsprechende Aktivierungssequenzen 58a sind in Form einer S-Matrix 56a gezeigt. Die S-Matrix 56a weist in jeder Zeile genau einen Leistungsüberschuss 20a und genau ein Leistungsdefizit 22a auf. Eine Anzahl der Spalten der S-Matrix 56a ist um 1 höher als eine Anzahl der Zeilen der S-Matrix 56a. Die Anzahl der Spalten der S-Matrix 56a repräsentiert eine Anzahl der Zeitintervalle 18a. Die Anzahl der Zeilen der S-Matrix 56a repräsentiert eine Anzahl der Induktionsziele 14a, 50a, 66a.
  • Die Steuereinheit 12a lässt bei der Ansteuerung der Induktionsziele 14a, 50a, 66a Flicker kontrolliert zu. Im ersten Zeitintervall 18a t1 liegt eine Gesamtausgangsheizleistung 52a der Induktionsziele 14a, 50a, 66a über einer Gesamtausgangssollheizleistung 54a. Die Gesamtausgangssollheizleistung 54a ist eine Summe aus den Sollheizleistungen 24a der Induktionsziele 14a, 50a, 66a. Im zweiten Zeitintervall 18a t2 entspricht die Gesamtausgangsheizleistung 52a der Induktionsziele 14a, 50a, 66a der Gesamtausgangssollheizleistung 54a. Im dritten und vierten Zeitintervall 18a t3, t4 liegt die Gesamtausgangsheizleistung 52a der Induktionsziele 14a, 50a, 66a unter der Gesamtausgangssollheizleistung 54a.
  • Eine Differenz □P gibt eine größte Differenz zwischen den Gesamtausgangsheizleistungen 52a von benachbarten Zeitintervallen 18a bei einem kontinuierlichen Dauerheizbetriebszustand an. Die größte Differenz ist zwischen der Gesamtausgangsheizleistung 52a im letzten Zeitintervall 18a t4 und der Gesamtausgangsheizleistung 52a im ersten Zeitintervall 18a t1 vorhanden, da bei dem kontinuierlichen Dauerheizbetriebszustand das Ansteuerungsschema 64a sich wiederholt und somit das erste Zeitintervall 18a t1 dem letzten Zeitintervall 18a t4 nachfolgt. Die Steuereinheit 12a hält die Flickerkenngröße 26a innerhalb eines Zulässigkeitsintervalls. Das Zulässigkeitsintervall ist nach einer Flicker-Norm, insbesondere nach der DIN EN 61000-3-3-Norm, geregelt.
  • In Figuren 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Figur 2 verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den Figuren 2 bis 4 durch den Buchstaben b in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels der Figuren 5 bis 8 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Figuren 1 bis 4 verwiesen werden.
  • Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Gargerätevorrichtung 10b in einer kosteneffizienten Ausführung mit vier von einer Steuereinheit 12b der Gargerätevorrichtung 10b definierten Induktionszielen 14b, 50b, 66b, 68b. Die Gargerätevorrichtung 10b weist eine Steuereinheit 12b auf. Die Steuereinheit 12b definiert vier Induktionsziele 14b, 50b, 66b, 68b. Die Gargerätevorrichtung 10b weist zwei resonante Wechselrichtereinheiten 70b, 84b jeweils mit einer Halbbrücke 80b auf. Die Gargerätevorrichtung 10b weist sechs Schalterelemente 60b auf. Die Schalterelemente 60b sind als Relais 62b ausgebildet. Die Steuereinheit 12b steuert die Schalterelemente 60b in Abhängigkeit von einer Anzahl der Induktionsziele 14b, 50b, 66b, 68b. Im Fall dass weniger als drei Induktionsziele 14b, 50b, 66b, 68b definiert sind, betreibt die Steuereinheit 12b die Induktionsziele 14b, 50b, 66b, 68b aus verschiedenen resonanten Wechselrichtereinheiten 70b, 84b. Im Fall, dass drei oder mehr Induktionsziele 14b, 50b, 66b, 68b definiert sind, steuert die Steuereinheit 12b die Schalterelemente 60b derart, dass diese zumindest eine der beiden resonanten Wechselrichtereinheiten 70b, 84b zwischen zwei Induktionszielen 14b, 50b, 66b, 68b umschalten. Bei Vorliegen von drei und mehr Induktionszielen 14b, 50b, 66b, 68b sind zumindest zwei Induktionsziele 14b, 50b, 66b, 68b mit einer der beiden resonanten Wechselrichtereinheiten 70b, 84b durch die Schalterelemente 60 b verbunden. Bei Vorliegen von drei und mehr Induktionszielen 14b, 50b, 66b, 68b sind zumindest zwei Induktionsziele 14b, 50b, 66b, 68b mit einer der beiden Resonanzkondensatoreinheit 28b verbunden.
  • In Figur 5 sind vier durch die Steuereinheit 12 b definierte Induktionsziele 14b, 50b, 66b, 68b dargestellt. Je zwei Induktionsziele 14b, 50b, 66b, 68b sind durch die Schalterelemente 60b mit einer der resonanten Wechselrichtereinheiten 70b, 84b verbunden. Je zwei Induktionsziele 14b, 50b, 66b, 68b sind mit einer der Resonanzkondensatoreinheiten 28b verbunden.
  • Figur 6 zeigt in einem vereinfachten Schaltbild zwei Induktionsziele 14b, 50b aus Figur 5, die mit einer gemeinsamen Resonanzkondensatoreinheit 28b verbunden sind. Die Induktionsziele 14b, 50b sind mit unterschiedlichen resonanten Wechselrichtereinheiten 70b, 84b verbunden. Zur Vereinfachung der Darstellung sind in Figur 6 keine Schalterelemente 60b dargestellt.
  • Durch einen Anschluss an dieselbe Resonanzkondensatoreinheit 28b entsteht eine elektrische Kopplung zwischen den Induktionszielen 14b, 50b. Die Steuereinheit 12b geht in einen speziellen Dauerheizbetriebszustand über. Die Steuereinheit 12b betreibt die Induktionsziele 14b, 50b gleichzeitig. Die Steuereinheit 12b betreibt in dem speziellen Dauerheizbetriebszustand beide resonante Wechselrichtereinheiten 70b, 84b gleichzeitig.
  • Die Steuereinheit 12b steuert Ausgangsheizleistungen 48b der Induktionsziele 14b, 50b mittels gegeneinander phasenverschobenen Ansteuerungssignalen zu Ansteuerung der beiden Induktionsziele 14b, 50b. Eine Phasenverschiebung zwischen den Ansteuerungssignalen kann durch eine Ansteuerung der resonanten Wechselrichtereinheiten 70b, 84b durch die Steuereinheit 12b realisierbar sein. Die gegeneinander phasenverschobenen Ansteuerungssignale weisen eine gleiche Heizfrequenz auf.
  • Figur 7 zeigt eine beispielhafte Darstellung eines Ansteuerungsschemas 64b für zwei Induktionsziele 14b, 50b in der kosteneffizienten Ausführung der Gargerätevorrichtung 10b.
  • Die Steuereinheit 12b betreibt die Induktionsziele 14b, 50b bei einem gleichzeitigen Betrieb mit gegeneinander phasenverschobenen Ansteuerungssignalen gleicher Heizfrequenz.
  • Die Betriebsperiode 16b weist drei Zeitintervalle 18b t1, t2, t3 auf.
  • Die Steuereinheit 12b betreibt das erste Induktionsziel 14b in einem ersten Zeitintervall 18b t1 mit einem Leistungsüberschuss 20b. Die Steuereinheit 12b betreibt das erste Induktionsziel 14b in einem zweiten Zeitintervall 18b t2 mit einem Leistungsdefizit 22b. Die Steuereinheit 12b betreibt das erste Induktionsziel 14b in einem dritten Zeitintervall 18b t3 mit einer Sollheizleistung 24b.
  • Die Steuereinheit 12b betreibt das zweite Induktionsziel 50b in einem ersten Zeitintervall 18b t1 mit einer Sollheizleistung 24b. Die Steuereinheit 12b betreibt das zweite Induktionsziel 50b in einem zweiten Zeitintervall 18b t2 mit einem Leistungsüberschuss 20b. Die Steuereinheit 12b betreibt das zweite Induktionsziel 50b in einem dritten Zeitintervall 18b t3 mit einem Leistungsdefizit 22b
  • Im ersten Zeitintervall 18b t1 betreibt die Steuereinheit 12b in dem speziellen Dauerheizbetriebszustand das erste und das zweite Induktionsziel 14b, 50b mit Ansteuerungssignalen gleicher Heizfrequenz f1. Die Ansteuerungssignale weisen eine gegenseitige Phasenverschiebung φ1 auf.
  • Im zweiten Zeitintervall 18b t2 betreibt die Steuereinheit 12b in dem speziellen Dauerheizbetriebszustand das erste und das zweite Induktionsziel 14b, 50b mit Ansteuerungssignalen gleicher Heizfrequenz f2. Die Ansteuerungssignale weisen eine gegenseitige Phasenverschiebung φ2 auf.
  • Entsprechende Abweichungen von Ausgangsheizleistungen 48b der Induktionsziele 14b, 50bin den einzelnen Zeitintervallen 18b gegenüber Sollheizleistungen 24b sind in Form einer S-Matrix 56b gezeigt. Die S-Matrix 56b weist in jeder Zeile genau einen Leistungsüberschuss 20b und genau ein Leistungsdefizit 22b auf. Eine Anzahl der Spalten der S-Matrix 56b ist um 1 höher als eine Anzahl der Zeilen der S-Matrix 56b. Die Anzahl der Spalten der S-Matrix 56b repräsentiert eine Anzahl der Zeitintervalle 18b. Die Anzahl der Zeilen der S-Matrix 56b repräsentiert eine Anzahl der Induktionsziele 14b, 50b.
  • Die Steuereinheit 12b lässt bei der Ansteuerung der Induktionsziele 14b, 50b Flicker kontrolliert zu. Im ersten Zeitintervall 18b t1 liegt eine Gesamtausgangsheizleistung 52b der Induktionsziele 14b, 50b über einer Gesamtausgangssollheizleistung 54b. Die Gesamtausgangssollheizleistung 54b ist eine Summe aus den Sollheizleistungen 24b der Induktionsziele 14b, 50b. Im zweiten Zeitintervall 18b t2 entspricht die Gesamtausgangsheizleistung 52b der Induktionsziele 14b, 50b der Gesamtausgangssollheizleistung 54b. Im dritten Zeitintervall 18b t3 liegt die Gesamtausgangsheizleistung 52b der Induktionsziele 14b, 50b unter der Gesamtausgangssollheizleistung 54b (vgl. Figur 7).
  • Eine Differenz □P gibt eine größte Differenz zwischen den Gesamtausgangsheizleistungen 52b von benachbarten Zeitintervallen 18b bei einem kontinuierlichen Dauerheizbetriebszustand an. Die größte Differenz ist zwischen der Gesamtausgangsheizleistung 52b im letzten Zeitintervall 18b t3 und der Gesamtausgangsheizleistung 52b im ersten Zeitintervall 18b t1 vorhanden, da bei dem kontinuierlichen Dauerheizbetriebszustand das Ansteuerungsschema 64b sich wiederholt und somit das erste Zeitintervall 18b t1 dem letzten Zeitintervall 18b t3 nachfolgt.
  • Die Differenz ΔP bezogen auf eine Dauer der Betriebsperiode 16b bestimmt eine Flickerkenngröße 26b. Die Steuereinheit 12b hält die Flickerkenngröße 26b innerhalb eines Zulässigkeitsintervalls. Das Zulässigkeitsintervall ist nach einer Flicker-Norm, insbesondere nach der DIN EN 61000-3-3-Norm, geregelt.
  • Figur 8 zeigt eine beispielhafte Darstellung eines weiteren Ansteuerungsschemas 64b für zwei Induktionsziele 14b, 50b in der kosteneffizienten Ausführung der Gargerätevorrichtung 10b.
  • Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Darstellungen der Ansteuerungsschemas 64b, wobei bezüglich gleich bleibender Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Figur 3 verwiesen werden kann.
  • Die Steuereinheit 12b betreibt die Induktionsziele 14b, 50b bei einem gleichzeitigen Betrieb mit gegeneinander phasenverschobenen Ansteuerungssignalen gleicher Heizfrequenz.
  • Die Betriebsperiode 16b weist drei Zeitintervalle 18b t1, t2, t3 auf.
  • Die Steuereinheit 12b betreibt das erste Induktionsziel 14b in einem ersten Zeitintervall 18b t1 mit einem Leistungsüberschuss 20b. Die Steuereinheit 12b betreibt das erste Induktionsziel 14b in einem zweiten Zeitintervall 18b t2 mit einem Leistungsdefizit 22b. Die Steuereinheit 12b betreibt das erste Induktionsziel 14b in einem dritten Zeitintervall 18b t3 mit einer Sollheizleistung 24b.
  • Die Steuereinheit 12b betreibt das zweite Induktionsziel 50b in einem ersten Zeitintervall 18b t1 mit einer Sollheizleistung 24b. Die Steuereinheit 12b betreibt das zweite Induktionsziel 50b in einem zweiten Zeitintervall 18b t2 mit einem Leistungsüberschuss 20b. Die Steuereinheit 12b betreibt das zweite Induktionsziel 50b in einem dritten Zeitintervall 18b t3 mit einem Leistungsdefizit 22b.
  • Im ersten Zeitintervall 18b t1 betreibt die Steuereinheit 12b das erste und das zweite Induktionsziel 14b, 50b mit Ansteuerungssignalen gleicher Heizfrequenz f1 mit einer gegenseitigen Phasenverschiebung φ1.
  • Entsprechende Aktivierungssequenzen 58b sind in Form einer S-Matrix 56b gezeigt. Die S-Matrix 56b weist in jeder Zeile genau einen Leistungsüberschuss 20b und genau ein Leistungsdefizit 22b auf. Eine Anzahl der Spalten der S-Matrix 56b ist um 1 höher als eine Anzahl der Zeilen der S-Matrix 56b. Die Anzahl der Spalten der S-Matrix 56b repräsentiert eine Anzahl der Zeitintervalle 18b. Die Anzahl der Zeilen der S-Matrix 56b repräsentiert eine Anzahl der Induktionsziele 14b, 50b.
  • Figur 9 zeigt ein Verfahren zum Betrieb der Gargerätevorrichtung 10.
  • In einem Feststellungsschritt 72 des Verfahrens wird eine Anzahl von Induktionszielen 14, 50, 66, 68 festgestellt und eine Dimension einer S-Matrix 56 festgelegt. Eine Anzahl von Zeilen der S-Matrix 56 ist gleich einer Anzahl der Induktionsziele 14, 50, 66, 68. Eine Anzahl von Spalten der S-Matrix 56 ist um 1 höher als eine Anzahl der Zeilen der S-Matrix 56. Die Anzahl der Spalten der S-Matrix 56 ist gleich einer Anzahl von Zeitintervallen 18 einer Betriebsperiode 16.
  • In einem Suchschritt 74 des Verfahrens wird ein Ansteuerungsschema 64 unter Berücksichtigung von in der S-Matrix 56 festgelegten Randbedingungen gesucht. Das Ansteuerungsschema 64 weist Aktivierungssequenzen 58 auf. Die Aktivierungssequenzen 58 weisen intermodulationsstörsignalfreie Ansteuerungen der Induktionsziele 14, 50, 66, 68 aus einem Katalog an Aktivierungssequenzen 58 auf.
  • In einem Berechnungsschritt 76 des Verfahrens wird zur Ermittlung von Zeitdauern der Zeitintervalle 18 ein Gleichungssystem Px=b gelöst.
  • In einer Leistungsmatrix P werden Ausgangsheizleistungen 48 bei einer Anwendung des im Suchschritt 74 bestimmten Ansteuerungsschemas 64 auf die Induktionsziele 14, 50, 66, 68 zusammengefasst. Eine Anzahl von Zeilen n der Leistungsmatrix P ist gleich einer Anzahl der Induktionsziele 14, 50, 66, 68. Eine Anzahl von Spalten m der Leistungsmatrix P ist gleich einer Anzahl der Zeitintervalle 18. Die Anzahl der Spalten m der Leistungsmatrix P ist um 1 größer als die Anzahl der Zeilen n der Leistungsmatrix P. Eine Komponente Pnm gibt eine Ausgangsleistung eines n-ten Induktionsziels in einem m-ten Zeitintervall 18 an. Beispielsweise gibt eine Komponente P11 eine Ausgangsleistung des ersten Induktionsziels 14 im ersten Zeitintervall 18 an.
  • In einem Sollheizleistungsvektor b werden von einem Bediener für die Induktionsziele 14, 50, 66, 68 angeforderte Sollheizleistungen 24 zusammengefasst. Der Sollheizleistungsvektor b ist ein Spaltenvektor der Länge n. Eine n-te Komponente b1 des Sollheizleistungsvektors b gibt eine vom Bediener eingestellte Sollheizleistung 24 eines n-ten Induktionsziels 14 wieder. Eine zweite Komponente b2 des Sollheizleistungsvektors b gibt beispielsweise eine vom Bediener eingestellte Sollheizleistung 24 des zweiten Induktionsziels 50 wieder.
  • In einem Zeitdauervektor x werden Zeitdauer der Zeitintervalle 18 zusammengefasst. Der Zeitdauervektor x ist ein Spaltenvektor der Länge m. Eine m-te Komponente xm des Zeitdauervektors x gibt die Zeitdauer eines m-ten Zeitintervalls 18 wieder. Eine zweite Komponente x2 des Zeitdauervektors x gibt beispielsweise die Zeitdauer des zweiten Zeitintervalls 18 wieder.
  • Der Zeitdauervektor x ist unbekannt. In dem Berechnungsschritt 76 wird der Zeitdauervektor x berechnet. In dem Berechnungsschritt 76 werden die Zeitdauern der Zeitintervalle 18 berechnet. Die Komponenten des Zeitdauervektors x nehmen nicht-negative Werte an.
  • Das Gleichungssystem Px=b weist eine Unbekannte, nämlich den Zeitdauervektor x auf. Der Zeitdauervektor x wird aus x=P-1 b mittels allgemein bekannter Lösungsverfahren für Gleichungssysteme bestimmt.
  • In einem Anwendungsschritt 78 des Verfahrens werden die Induktionsziele 14, 50, 66, 68 in einem Dauerheizbetriebszustand entsprechend dem Ansteuerungsschema 64 unter Berücksichtigung des Zeitdauervektors x betrieben.
    • Bezugszeichen
    • 10
    Gargerätevorrichtung
    12
    Steuereinheit
    14
    erstes Induktionsziel
    16
    Betriebsperiode
    18
    Zeitintervall
    20
    Leistungsüberschuss
    22
    Leistungsdefizit
    24
    Sollheizleistung
    26
    Flickerkenngröße
    28
    Resonanzkondensatoreinheit
    30
    Gargerät
    32
    Kochfeld
    34
    Bedienfeld
    36
    Induktor
    38
    klassisches Induktionskochfeld
    40
    Induktionskochfeld
    42
    Aufstellplatte
    44
    Gargeschirr
    46
    Display
    48
    Ausgangsheizleistung
    50
    Induktionsziel
    52
    Gesamtausgangsheizleistung
    54
    Gesamtausgangssollheizleistung
    56
    S-Matrix
    58
    Aktivierungssequenz
    60
    Schalterelement
    62
    Relais
    64
    Ansteuerungsschema
    66
    Induktionsziel
    68
    Induktionsziel
    70
    Wechselrichtereinheit
    72
    Feststellungsschritt
    74
    Suchschritt
    76
    Berechnungsschritt
    78
    Anwendungsschritt
    80
    Halbbrücke
    82
    Kochzone
    84
    Wechselrichtereinheit

Claims (11)

  1. Gargerätevorrichtung (10), insbesondere Kochfeldvorrichtung, mit einer Steuereinheit (12), welche in zumindest einem periodischen Dauerheizbetriebszustand zu einer repetitiven Ansteuerung und Energieversorgung zumindest eines ersten Induktionsziels (14) und zumindest eines zweiten Induktionsziels (50) mit einer Betriebsperiode (16) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12) dazu vorgesehen ist, jedes der Induktionsziele (14, 50) in zumindest einem Zeitintervall (18) der Betriebsperiode (16) mit einem Leistungsüberschuss (20) und in zumindest einem weiteren Zeitintervall (18) der Betriebsperiode (16) mit einem Leistungsdefizit (22) gegenüber der jeweiligen Sollheizleistung (24) zu betreiben.
  2. Gargerätevorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12) dazu vorgesehen ist, jedes der Induktionsziele (14, 50) in genau einem Zeitintervall (18) der Betriebsperiode (16) mit einem Leistungsüberschuss (20) und in genau einem weiteren Zeitintervall (18) der Betriebsperiode (16) mit einem Leistungsdefizit (22) gegenüber der jeweiligen Sollheizleistung (24) zu betreiben.
  3. Gargerätevorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12) dazu vorgesehen ist, die Induktionsziele (14, 50) in den restlichen, von dem Zeitintervall (18) und dem weiteren Zeitintervall (18) verschiedenen Zeitintervallen (18) der Betriebsperiode (16) mit der jeweiligen Sollheizleistung (24) zu betreiben.
  4. Gargerätevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl der Zeitintervalle (18) der Betriebsperiode (16) größer ist als eine Anzahl der Induktionsziele (14, 50).
  5. Gargerätevorrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Zeitintervalle (18) genau um 1 größer ist als die Anzahl der Induktionsziele (14, 50).
  6. Gargerätevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12) dazu vorgesehen ist, bei der Ansteuerung der Induktionsziele (14, 50) Flicker kontrolliert zuzulassen und dabei zumindest eine Flickerkenngröße (26) innerhalb zumindest eines Zulässigkeitsintervalls zu halten.
  7. Gargerätevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Resonanzkondensatoreinheit (28), welche in zumindest einem speziellen Dauerheizbetriebszustand mit beiden Induktionszielen (14, 50) verbunden ist.
  8. Gargerätevorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12) dazu vorgesehen ist, in dem speziellen Dauerheizbetriebszustand die Induktionsziele (14, 50) mit gegeneinander phasenverschobenen Ansteuerungssignalen zu betreiben.
  9. Gargerätevorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerungssignale eine gleiche Heizfrequenz aufweisen.
  10. Gargerät (30), insbesondere Kochfeld (32), mit zumindest einer Gargerätevorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  11. Verfahren zum Betrieb einer Gargerätevorrichtung (10), insbesondere einer Kochfeldvorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem in zumindest einem periodischen Dauerheizbetriebszustand zumindest ein erstes Induktionsziel (14) und zumindest ein zweites Induktionsziel (50) repetitiv mit einer Betriebsperiode (16) angesteuert und mit Energie versorgt werden, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Induktionsziele (14, 50) in zumindest einem Zeitintervall (18) der Betriebsperiode (16) mit einem Leistungsüberschuss (20) und in zumindest einem weiteren Zeitintervall (18) der Betriebsperiode (16) mit einem Leistungsdefizit (22) gegenüber der jeweiligen Sollheizleistung (24) betrieben wird.
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