ES2324449B1 - Campo de coccion con una pluralidad de elementos de calentamiento y procedimiento para el accionamiento de un campo de coccion. - Google Patents
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Abstract
Campo de cocción con una pluralidad de elementos
de calentamiento y procedimiento para el accionamiento de un campo
de cocción.
La invención se refiere a un campo de cocción
con una pluralidad de elementos de calentamiento (10) y una unidad
de mando (12), que está configurada para asignar varios de los
elementos de calentamiento (10) a un grupo (14) y regular una
potencia de calentamiento de los elementos de calentamiento (10) en
una potencia teórica predeterminada.
Para poner a disposición un campo de cocción
según el género así como un procedimiento para el accionamiento de
un campo de cocción con un mando simplificado y menos susceptible a
fallos, se propone que la unidad de mando (12) esté prevista para
utilizar como magnitud regulada un parámetro para una potencia de
calentamiento total generada por todos los elementos de
calentamiento (10) asignados al grupo (14) y compararlo con una
potencia teórica predeterminada para todo el grupo (14).
Description
Campo de cocción con una pluralidad de elementos
de calentamiento y procedimiento para el accionamiento de un campo
de cocción.
La invención se refiere a un campo de cocción
con una pluralidad de elementos de calentamiento según el concepto
general de la reivindicación 1 y a un procedimiento para el
accionamiento de un campo de cocción según el concepto general de
la reivindicación 10.
De la WO 97/37515 es conocido un campo de
cocción con una pluralidad de elementos de calentamiento, y de
hecho con elementos de calentamiento por inducción, y una unidad de
mando. La unidad de mando está configurada para asignar varios de
los elementos de calentamiento a un grupo y regular una potencia de
calentamiento de cada uno de los elementos de calentamiento de
manera individual en una potencia teórica predeterminada. Cada uno
de los elementos de calentamiento dispone de una unidad excitadora
propia con un inversor, de manera que las frecuencias de la
corriente de calentamiento, con la cual es accionado el elemento de
calentamiento por inducción, son ajustables de manera independiente
unas de otras para conseguir la potencia teórica respectiva de los
elementos de calentamiento individuales.
La tarea de la invención consiste en especial en
poner a disposición un campo de cocción según el género así como un
procedimiento para el accionamiento de un campo de cocción con un
mando simplificado y menos susceptible a fallos.
La tarea se resuelve según la invención mediante
las características de las reivindicaciones 1 y 11, mientras que de
las reivindicaciones secundarias pueden extraerse configuraciones y
perfeccionamientos ventajosos de la invención.
La invención se refiere en especial a un campo
de cocción con una pluralidad de elementos de calentamiento y una
unidad de mando, que está configurada para asignar varios de los
elementos de calentamiento a un grupo y regular una potencia de
calentamiento de los elementos de calentamiento en una potencia
teórica predeterminada.
Se propone que la unidad de mando esté prevista
para utilizar como magnitud regulada un parámetro para una potencia
de calentamiento total generada por todos los elementos de
calentamiento asignados al grupo y compararlo con una potencia
teórica predeterminada para todo el grupo. De esta forma, se puede
simplificar notablemente un esfuerzo para la regulación en
comparación con regulaciones de la potencia de calentamiento
convencionales en las que la potencia de calentamiento de cada
elemento de calentamiento particular es regulada de forma individual
en un valor predeterminado. En especial entonces si elementos de
calentamiento particulares de los dispuestos en especial en una
cuadrícula están cubiertos sólo en una fracción por la batería de
cocción que ha de ser calentada, y si en procedimientos
convencionales para la regulación de la potencia de calentamiento
la potencia de calentamiento absorbida por el elemento de
calentamiento es regulada en un valor dependiente de esta fracción,
la regulación se puede simplificar mucho.
La invención se basa en especial en el
conocimiento que la absorción de potencia de elementos de
calentamiento cubiertos sólo en una fracción con la batería de
cocción que ha de ser calentada es muy dependiente de esta fracción.
En especial en el caso de elementos de calentamiento por inducción,
pero también en el caso de elementos de calentamiento por
radiación, la potencia de calentamiento absorbida con parámetros de
funcionamiento iguales en lo demás es una función creciente de
manera estrictamente monótona de la fracción del cubrimiento. En un
grupo de elementos de calentamiento que estén reunidos en una zona
de calentamiento y que calienten de manera conjunta una pieza de
batería de cocción, la absorción de potencia de elementos de
calentamiento cubiertos sólo parcialmente se ajusta automáticamente
por lo tanto en un valor inferior a la potencia de calentamiento de
elementos de calentamiento cubiertos por completo. Un mando o
regulación explícitos de la potencia de calentamiento de elementos
de calentamiento cubiertos parcialmente en un valor inferior puede
por lo tanto suprimirse de manera ventajosa.
Por "previsto" ha de entenderse en este
contexto también "configurado" y "dispuesto". La unidad
de mando puede estar prevista para la regulación según la invención
mediante un circuito de hardware, en el cual por ejemplo los
elementos de calentamiento del grupo estén conectados en paralelo,
o mediante un software de mando apropiado que pueda determinar la
potencia de calentamiento total como una combinación lineal
predeterminada de manera fija de las potencias de calentamiento de
los elementos de calentamiento individuales. Es utilizable cada tipo
de regulador que resulte razonable al experto, que pueda estar
adaptado al comportamiento de respuesta de los elementos de
calentamiento.
El término regulación ha de describir en este
contexto en especial circuitos reguladores cerrados. La utilización
de la potencia de calentamiento total como magnitud regulada implica
en especial circuitos reguladores en los que todos los parámetros
de funcionamiento de los elementos de calentamiento están
determinados mediante parámetros predeterminados y mediante la
potencia de calentamiento total codificada en el parámetro, sin
embargo no mediante parámetros para la potencia de calentamiento de
elementos de calentamiento particulares u otros parámetros.
Debido a la fuerte dependencia de la potencia de
calentamiento del grado de cubrimiento, las ventajas de la
invención son especialmente efectivas entonces si los elementos de
calentamiento están configurados como elementos de calentamiento por
inducción.
Se pueden evitar pérdidas mediante
interferencias destructivas si la unidad de mando está configurada
para, para la regulación de la potencia de calentamiento total,
modificar de manera simultánea una frecuencia de calentamiento de
los elementos de calentamiento por inducción.
También si principalmente el grupo también puede
comprender subgrupos para el calentamiento de varias zonas de
calentamiento, se puede realizar una regulación flexible, adaptada
a un elemento de batería de cocción especial, en especial entonces
si el grupo de elementos de calentamiento forma una zona de
calentamiento para el calentamiento de una pieza de batería de
cocción.
Se puede conseguir una regulación sencilla de
muchos elementos de calentamiento si la unidad de mando está
configurada para, para la regulación de la potencia de
calentamiento total de los elementos de calentamiento, modificar en
la misma medida los valores de un parámetro de funcionamiento de
cada uno de todos los elementos de calentamiento.
Se puede conseguir una entrega de potencia
diferenciada si la unidad de mando está configurada para accionar
al menos uno de los elementos de calentamiento asignados a un grupo
con una potencia de calentamiento diferente a al menos un segundo
de los elementos de calentamiento asignados al grupo.
Esto se aplica en especial entonces si la unidad
de mando está configurada para accionar elementos de calentamiento
exteriores radialmente del grupo con una potencia de calentamiento
mayor que elementos de calentamiento interiores radialmente del
grupo. De esta forma, las pérdidas de radiación mayores de los
elementos de calentamiento exteriores radialmente pueden ser
compensadas, y se puede garantizar una temperatura homogénea de la
base de la batería de cocción.
Además, al menos el elemento de calentamiento
con la potencia de calentamiento menor puede ser conectado y
desconectado periódicamente para el ajuste de una relación
predeterminada de la potencia de calentamiento de un primer
elemento de calentamiento con respecto a la potencia de
calentamiento de un segundo elemento de calentamiento, de manera
que la relación de la duración de las fases, en las cuales el
primer elemento de calentamiento está conectado, con respecto a la
duración de las fases, en las cuales el segundo elemento de
calentamiento está conectado, se corresponde con la relación
predeterminada.
Se puede conseguir una regulación especialmente
sencilla si un circuito regulador que utiliza como magnitud
regulada el parámetro para la potencia de calentamiento total es el
único circuito regulador que afecta a la potencia de calentamiento
de los elementos de calentamiento. También la duración de las fases
mencionadas arriba puede ser determinada por ejemplo en un circuito
regulador.
Otro aspecto de la invención se refiere a un
procedimiento para el accionamiento de un campo de cocción con una
pluralidad de elementos de calentamiento, en lo cual varios de los
elementos de calentamiento son asignados a un grupo, y en lo cual
una potencia de calentamiento de los elementos de calentamiento es
regulada en una potencia teórica predeterminada.
Para el perfeccionamiento del procedimiento se
propone inter alia que un parámetro para una potencia de
calentamiento total generada por todos los elementos de
calentamiento asignados al grupo sea utilizado como magnitud
regulada y que sea comparado con una potencia teórica
predeterminada para todo el grupo.
Otras ventajas se extraen de la siguiente
descripción de los dibujos. En el dibujo está representado un
ejemplo de realización de la invención. El dibujo, la descripción y
las reivindicaciones contienen características numerosas en
combinación. El experto considerará las características de manera
ventajosa también por separado y las reunirá en otras combinaciones
razonables.
Se muestra:
Fig. 1 un campo de cocción con una pluralidad de
elementos de calentamiento y una unidad de mando,
Fig. 2 el campo de cocción de la figura 1 con
una zona de calentamiento, en la cual un grupo parcial de elementos
de calentamiento interiores radialmente es accionado con una
potencia de calentamiento menor que un grupo parcial de elementos
de calentamiento exteriores radialmente,
Fig. 3 una representación esquemática de una
progresión temporal de corrientes de calentamiento del primer grupo
parcial de elementos de calentamiento y del segundo grupo parcial
de elementos de calentamiento y
Fig. 4 una representación esquemática de un
circuito regulador para el accionamiento de un campo de cocción
según las figuras 1 a 3.
La figura 1 muestra un campo de cocción con una
pluralidad de elementos de calentamiento 10 y una unidad de mando
12, que está configurada para asignar varios de los elementos de
calentamiento 10 a un grupo 14 y regular una potencia de
calentamiento de los elementos de calentamiento 10 en una potencia
teórica predeterminada. Los elementos de calentamiento 10 son
elementos de calentamiento por inducción que están dispuestos en
una cuadrícula con mallas rectangulares. En la unidad de mando 12
está implementado un programa de búsqueda que utiliza los elementos
de calentamiento 10 como sensores inductivos para la detección de
piezas de batería de cocción ferromagnéticas 16a, 16b y define
zonas de calentamiento de manera dependiente de los resultados del
programa de búsqueda, cada una de las cuales contiene los elementos
de calentamiento 10 que están cubiertos por completo o en más de
una fracción predeterminada por la base de la pieza de batería de
cocción 16.
Las zonas de calentamiento definidas por el
programa de búsqueda están representadas en la figura 1 mediante
rayados de los elementos de calentamiento 10, que están reunidos en
un grupo que forma la zona de calentamiento respectiva.
Un usuario puede ajustar una potencia de
calentamiento total deseada de la zona de calentamiento, o sea, de
los elementos de calentamiento 10 reunidos en el grupo 14 que forma
la zona de calentamiento a través de una interfaz de usuario 18
indicada aquí sólo esquemáticamente, por ejemplo a través de botones
o una pantalla táctil.
Según la invención, la unidad de mando 12 está
configurada mediante una configuración de software y hardware
adecuada para utilizar como magnitud regulada un parámetro para una
potencia de calentamiento total generada por todos los elementos de
calentamiento 10 asignados al grupo 14, y compararlo con una
potencia teórica predeterminada para todo el grupo 14.
A cada uno de los elementos de calentamiento 10
les es suministrada una corriente de calentamiento de alta
frecuencia (figura 3) a través de un inversor 20.1 - 20.N (figura
4) no representado aquí explícitamente, en lo cual la potencia de
calentamiento de los elementos de calentamiento 10 también es muy
dependiente de la frecuencia de calentamiento de la corriente de
calentamiento a través de la amplitud de la corriente de
calentamiento, y debido a la curva de dispersión empinada en
comparación del material ferromagnético de la base de la pieza de
batería de cocción 16.
La unidad de mando 12 capta cada vez la
absorción de potencia de los inversores 20.1 - 20.N, por ejemplo
mediante la captación de los ángulos de pérdida en las bobinas de
inducción, y adiciona las potencias individuales de los elementos de
calentamiento 10 del grupo 14 concerniente para determinar un valor
real V_{real} para la potencia de calentamiento total del grupo
14 de elementos de calentamiento 10. A continuación, la unidad de
mando 12 compara el valor real V_{real} captado de tal forma de
la potencia de calentamiento total en una unidad comparadora 22
(figura 4) con un valor teórico V_{Teórico} predeterminado de la
potencia de calentamiento total, y reduce las potencias de
calentamiento de los elementos de calentamiento 10 individuales en
la misma medida si el valor teórico V_{Teórico} es menor que el
valor real V_{real}, o aumenta la potencia de calentamiento de
los elementos de calentamiento 10 individuales si el valor teórico
V_{Teórico} es mayor que el V_{real}.
En ejemplos de realización alternativos,
mediante una conexión en serie o en paralelo puede ser determinado
directamente y sin adición un parámetro para la potencia de
calentamiento total.
La unidad de mando 12 utiliza para regular la
potencia de calentamiento total en especial la frecuencia de
calentamiento de los elementos de calentamiento por inducción que
la modifica simultáneamente, de manera que la frecuencia de
calentamiento es igual en todos los elementos de calentamiento 10
asignados a una zona de calentamiento. Las fases de las corrientes
de calentamiento de elementos de calentamiento 10 colindantes
directamente son opuestas unas a otras, de manera que se pueden
evitar interferencias destructivas de los campos magnéticos
generados por elementos de calentamiento 10 colindantes.
En la regulación de la potencia de calentamiento
total, las potencias de calentamiento captadas en los inversores
individuales 20.1 - 20.N no son determinadas de manera individual
por la unidad de mando 12, sino que son solamente adicionadas en un
paso de adición representado esquemáticamente en la figura 4.
Debido al diferente grado del acoplamiento de los elementos de
calentamiento 10 a la base de la pieza de batería de cocción 16, a
pesar de los parámetros iguales de la corriente de suministro, la
potencia disipada realmente en las bobinas de inducción es
diferente. En el ejemplo representado en la figura 2, el elemento
de calentamiento 10a está cubierto por la pieza de batería de
cocción sólo parcialmente, mientras que el elemento de
calentamiento 10b está cubierto por completo. Por lo tanto, el
elemento de calentamiento 10b transmitirá a la pieza de batería de
cocción 16 de manera automática durante el funcionamiento una
potencia de calentamiento casi dos veces mayor que el elemento de
calentamiento 10a cubierto parcialmente.
Dicho con mayor exactitud, la unidad de mando 12
está configurada a través de su software de mando para, para
regular la potencia de calentamiento total de los elementos de
calentamiento 10, modificar en la misma medida los valores de un
parámetro de funcionamiento de cada uno de todos los elementos de
calentamiento 10. En el ejemplo de realización simplificado,
descrito arriba, la unidad de mando 12 modifica la frecuencia de
calentamiento simultáneamente, de modo que las frecuencias de
calentamiento de los diferentes elementos de calentamiento 10
siempre están en la proporción 1:1. La amplitud de la corriente de
calentamiento puede permanecer constante al menos
esencialmente.
Si el tamaño de la zona de calentamiento supera
un valor umbral predeterminado, de manera que un elemento de
calentamiento medio esté rodeado por cuatro lados de otros
elementos de calentamiento 10, asignados a la misma zona de
calentamiento, la unidad de mando 12 determina una potencia de
calentamiento media durante un periodo de un elemento de
calentamiento 10 asignado a un primer grupo parcial 14a, de tal
forma que se diferencia de la potencia de calentamiento de un
segundo grupo parcial 14b de elementos de calentamiento 10.
Los distintos grupos parciales 14a, 14b están
delimitados uno del otro en un ejemplo de la figura 2 mediante
diferentes rayados.
La unidad de mando 12 determina en especial las
potencias de calentamiento medias de los distintos grupos parciales
14a, 14b, de manera que un grupo parcial 14a de elementos de
calentamiento 10 exteriores radialmente es accionado con una
potencia de calentamiento mayor que un grupo parcial 14b de
elementos de calentamiento 10 interiores radialmente del grupo
14.
El software de mando de la unidad de mando 12
utiliza para el ajuste de una relación predeterminada de la
potencia de calentamiento de un primer elemento de calentamiento 10
del primer grupo parcial 14a con respecto a la potencia de
calentamiento de un segundo elemento de calentamiento 10 del segundo
grupo parcial 14b una conexión y desconexión periódicas de los
elementos de calentamiento 10. Al suceder esto, el elemento de
calentamiento 10 es conectado y desconectado periódicamente con la
potencia de calentamiento menor, de manera que la relación de la
duración de las fases, en las cuales el primer elemento de
calentamiento está conectado, con respecto a la duración de las
fases, en las cuales el segundo elemento de calentamiento está
conectado, se corresponde con la relación predeterminada.
Si por ejemplo el primer elemento de
calentamiento 10 permanece conectado de manera continua, la
relación mencionada arriba se corresponde con la relación de la
duración de las fases, en las cuales el primer elemento de
calentamiento 10 está conectado, con respecto a la duración del
periodo.
En un ejemplo de realización representado en la
figura 3, la frecuencia de calentamiento se encuentra en la región
de MHz y no se corresponde con la escala temporal de la
representación, mientras que la duración del periodo puede ascender
a algunos segundos. En el ejemplo, la duración del periodo asciende
a 2 segundos. El grupo parcial 14b de los elementos de
calentamiento 10 medios, cuya corriente de calentamiento está
representada esquemáticamente en la curva inferior, son conectados
y desconectados en el ejemplo en fases con una duración de un
segundo en el cambio, mientras que el grupo parcial 14a de los
elementos de calentamiento 10 exteriores radialmente permanece
conectado de manera continua.
La potencia de calentamiento media durante la
duración del periodo de los elementos de calentamiento 10
interiores radialmente puede ser dividida en dos de esta forma en
comparación con la potencia de calentamiento de los elementos de
calentamiento 10 exteriores radialmente. Si la potencia de
calentamiento total es modificada, las potencias de calentamiento
medias son cambiadas en la misma medida, puesto que los parámetros
para la determinación de la duración de las fases, es decir, la
duración de las fases y los momentos de la conexión y desconexión,
pueden permanecer no modificados.
El circuito regulador que utiliza el parámetro
para la potencia de calentamiento total como magnitud regulada es,
según lo afirmado arriba, el único circuito regulador que afecta a
la potencia de calentamiento de los elementos de calentamiento
10.
Un circuito regulador representado
esquemáticamente para el funcionamiento del campo de cocción está
representado en la figura 4. Una unidad comparadora 22 determina
una diferencia entre el valor teórico V_{teórico} y el valor real
V_{real} y la unidad de mando 12 determina la frecuencia de
calentamiento de las corrientes de calentamiento generadas por los
inversores 20.1 - 20.N de tal forma que el valor real V_{real} se
modifica en dirección del valor teórico V_{teórico}.
Las señales de orden, que la unidad de mando 12
da a los inversores 20.1 - 20.N, son idénticas al menos en el
interior de los grupos parciales 14a, 14b descritos arriba. El
valor real V_{real} es un parámetro para la potencia de
calentamiento total, y es determinado en el paso de adición 24
mediante una adición de la potencia de calentamiento de los
elementos de calentamiento 10 individuales determinada de manera
dependiente del ángulo de pérdida u otros parámetros.
Otro aspecto de la invención se refiere a un
procedimiento para el accionamiento de un campo de cocción del tipo
descrito arriba, que comprende una pluralidad de elementos de
calentamiento 10. Según el procedimiento, son asignados varios de
los elementos de calentamiento 10 a un grupo 14 de manera
dependiente del programa de búsqueda, y una potencia de
calentamiento de los elementos de calentamiento 10 es regulada en
una potencia teórica predeterminada.
Para el perfeccionamiento del procedimiento, se
propone inter alia que un parámetro para una potencia de
calentamiento total generada por todos los elementos de
calentamiento 10 asignados al grupo 14 sea utilizado como magnitud
regulada, y que sea comparado con una potencia teórica
predeterminada para todo el grupo 14.
- 10
- Elemento de calentamiento
- 12
- Unidad de mando
- 14
- Grupo
- 14a
- Grupo parcial
- 14b
- Grupo parcial
- 16
- Pieza de batería de cocción
- 16a
- Pieza de batería de cocción
- 16b
- Pieza de batería de cocción
- 18
- Interfaz de usuario
- 20
- Inversor
- 22
- Unidad comparadora
- 24
- Paso de adición
Claims (10)
1. Campo de cocción con una pluralidad de
elementos de calentamiento (10) y una unidad de mando (12), que
está configurada para asignar varios de los elementos de
calentamiento (10) a un grupo (14) y regular una potencia de
calentamiento de los elementos de calentamiento (10) en una potencia
teórica predeterminada, caracterizado porque la unidad de
mando (12) está prevista para utilizar como magnitud regulada un
parámetro para una potencia de calentamiento total generada por
todos los elementos de calentamiento (10) asignados al grupo (14) y
compararlo con una potencia teórica (V_{teórico}) predeterminada
para todo el grupo (14).
2. Campo de cocción según la reivindicación 1,
caracterizado porque los elementos de calentamiento (10)
están configurados como elementos de calentamiento por
inducción.
3. Campo de cocción al menos según la
reivindicación 2, caracterizado porque la unidad de mando
(12) está configurada para modificar de manera simultánea una
frecuencia de calentamiento de los elementos de calentamiento por
inducción para la regulación de la potencia de calentamiento
total.
4. Campo de cocción según una de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque el grupo (14) de elementos de calentamiento (10) forma una
zona de calentamiento para el calentamiento de una pieza de batería
de cocción (16).
5. Campo de cocción según una de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque la unidad de mando (12) está configurada para modificar los
valores de un parámetro de funcionamiento de cada uno de todos los
elementos de calentamiento (10) en la misma medida para la
regulación de la potencia de calentamiento total de los elementos de
calentamiento (10).
6. Campo de cocción según una de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque la unidad de mando (12) está configurada para accionar al
menos uno de los elementos de calentamiento (10) asignados a un
grupo (14) con una potencia de calentamiento diferente que al menos
un segundo de los elementos de calentamiento (10) asignados al
grupo (14).
7. Campo de cocción según la reivindicación 5,
caracterizado porque la unidad de mando (12) está
configurada para accionar elementos de calentamiento (10)
exteriores radialmente del grupo (14) con una potencia de
calentamiento mayor que elementos de calentamiento (10) interiores
radialmente del grupo (14).
8. Campo de cocción según una de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque la unidad de mando (12) está configurada para conectar y
desconectar periódicamente al menos el elemento de calentamiento
(10) con la potencia de calentamiento menor para el ajuste de una
relación predeterminada de la potencia de calentamiento de un primer
elemento de calentamiento (10) con respecto a la potencia de
calentamiento de un segundo elemento de calentamiento (10), de
manera que la relación de la duración de las fases, en las cuales
el primer elemento de calentamiento (10) está conectado, con
respecto a la duración de las fases, en las cuales el segundo
elemento de calentamiento (10) está conectado, se corresponde con
la relación predeterminada.
9. Campo de cocción según una de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque un circuito regulador que utiliza el parámetro para la
potencia de calentamiento total como magnitud regulada es el único
circuito regulador que concierne a la potencia de calentamiento de
los elementos de calentamiento (10).
10. Procedimiento para el accionamiento de un
campo de cocción con una pluralidad de elementos de calentamiento
(10), en lo cual varios de los elementos de calentamiento (10) son
asignados a un grupo (14), y en lo cual una potencia de
calentamiento de los elementos de calentamiento (10) es regulada en
una potencia teórica predeterminada, caracterizado porque un
parámetro para una potencia de calentamiento total generada por
todos los elementos de calentamiento (10) asignados al grupo (14)
es utilizado como magnitud regulada y es comparado con una potencia
teórica (V_{teórico}) predeterminada para todo el grupo (14).
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