ES2335256B1 - Campo de cocion por induccion con una pluralidad de cuerpos de calentamiento por induccion. - Google Patents
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Abstract
Campo de cocción por inducción con una
pluralidad de cuerpos de calentamiento por inducción.
La invención se refiere a un campo de cocción
por inducción con una pluralidad de cuerpos de calentamiento por
inducción (10, 10a, 10b) y una unidad de mando (12) que está
configurada accionar de manera sincronizada varios cuerpos de
calentamiento por inducción (10, 10a, 10b) para el calentamiento de
una zona de calentamiento (14) definible de manera flexible. El
campo de cocción por inducción comprende además una disposición de
medición (16) para la medición de una potencia de calentamiento (P,
Pi) generada por los cuerpos de calentamiento por inducción (10,
10a, 10b).
Para reducir la complejidad de un mando del
campo de cocción por inducción, se propone que la disposición de
medición (16) esté configurada para la medición de una suma de las
potencias de calentamiento (P) de al menos dos cuerpos de inducción
(10a, 10b), y que la unidad de mando (12) utilice la suma de las
potencias de calentamiento (P) como magnitud regulada para la
regulación de la potencia de calentamiento.
Description
Campo de cocción por inducción con una
pluralidad de cuerpos de calentamiento por inducción.
La invención se refiere a un campo de cocción
por inducción con una pluralidad de cuerpos de calentamiento por
inducción según el concepto general de la reivindicación 1 y a un
procedimiento para el accionamiento de un campo de cocción por
inducción según el concepto general de la reivindicación 9.
Del estado de la técnica son conocidos los
llamados campos de cocción por inducción de matriz con una
pluralidad de elementos de calentamiento por inducción que están
dispuestos en una cuadrícula, o sea, en una matriz. Los elementos
de calentamiento por inducción en comparación pequeños pueden ser
reunidos de manera flexible en zonas de calentamiento definibles
esencialmente de manera libre. Una unidad de mando del campo de
cocción por inducción puede detectar elementos de batería de
cocción y reunir aquellos elementos de calentamiento por inducción
que estén cubiertos en al menos un cierto grado por una base del
elemento de batería de cocción detectado en una zona de
calentamiento asignada al elemento de batería de cocción detectado y
accionarlos de manera sincronizada. Tales campos de cocción por
inducción comprenden una disposición de medición, con la cual la
unidad de mando capta parámetros para una potencia de los cuerpos
de calentamiento por inducción individuales y los puede utilizar
para la regulación de la potencia en un valor teórico. Tal parámetro
puede ser por ejemplo una resistencia, una corriente y/o una
impedancia del elemento de calentamiento por inducción influenciado
en sus propiedades eléctricas mediante el elemento de batería de
cocción.
Puesto que los elementos de calentamiento por
inducción son accionados con corrientes de alta frecuencia en
comparación con la tensión de red, la medición y evaluación de las
señales de la disposición de medición es costosa y la puesta a
disposición del sistema de sensores para cada elemento de
calentamiento por inducción individual es de costes elevados.
La invención se basa en especial en la tarea de
poner a disposición un campo de cocción por inducción genérico que
sea dirigible con un algoritmo de control menos complejo. La
invención se basa también en la tarea de reducir una potencia de
cálculo necesaria de una unidad de mando de un campo de cocción por
inducción de tal tipo y simplificar una disposición de medición de
un campo de cocción por inducción de tal tipo. Otra tarea de la
invención consiste en simplificar un procedimiento para el
accionamiento de un campo de cocción por inducción de este
tipo.
La tarea se resuelve en especial mediante las
reivindicaciones independientes. De las reivindicaciones
secundarias pueden extraerse perfeccionamientos y configuraciones
ventajosos de la invención.
La invención parte de un campo de cocción por
inducción con una pluralidad de cuerpos de calentamiento por
inducción, una unidad de mando que está configurada para accionar
de manera sincronizada varios cuerpos de calentamiento por
inducción para el calentamiento de una zona de calentamiento
definible de manera flexible, y una disposición de medición para la
medición de una potencia de calentamiento generada por los cuerpos
de calentamiento por inducción.
Se propone que la disposición de medición esté
configurada para la medición de una suma de potencias de
calentamiento de al menos dos cuerpos de calentamiento por
inducción. Aquí, la unidad de mando debe estar configurada además
para utilizar la suma de las potencias de calentamiento para la
regulación de la potencia de calentamiento. La unidad de mando y la
disposición de medición pueden estar "configuradas" mediante
un software apropiado, un hardware apropiado o mediante una
combinación de estos dos factores para el cumplimiento de sus
tareas.
La invención se basa en especial en la
determinación de que en campos de cocción por inducción de matriz
modernos cuerpos de calentamiento por inducción adyacentes están
asignados por lo general a la misma zona de calentamiento. La
captación de las potencias de calentamiento individuales es
innecesaria en este caso y conduce a una complejidad grande
innecesariamente del mando y a un empleo poco razonable de potencia
de cálculo. Esto se cumple más cuanto más pequeños sean los cuerpos
de calentamiento por inducción o cuanto más estrecha sea la
cuadrícula del campo de cocción por inducción de matriz, puesto que
el porcentaje de aquellos cuerpos de calentamiento por inducción
que yacen en el borde de la zona de calentamiento disminuye con la
dimensión de la cuadrícula. Además, se puede reducir mediante la
medición de las sumas de las potencias de calentamiento de grupos
de cuerpos de calentamiento por inducción el número de los sensores
necesarios. Si, por ejemplo, se utiliza una corriente como parámetro
para la potencia de calentamiento, para cada grupo de elementos de
calentamiento se debe utilizar sólo un sensor de corriente o
amperímetro.
Según un perfeccionamiento de la invención, se
propone que la disposición de medición comprenda un sensor de
corriente para la medición de una suma de corrientes, las cuales
fluyan a través de los al menos dos cuerpos de calentamiento por
inducción. A partir de ello se puede determinar por lo general, si
los al menos dos cuerpos de calentamiento por inducción están
asignados a la misma zona de calentamiento, una magnitud de
retroacoplamiento suficientemente exacta para la realización de una
regulación de la potencia de la zona de calentamiento. Se puede
reducir notablemente una complejidad del ritmo del circuito de
regulación, y se puede reducir un número de sensores de corriente
necesarios.
\newpage
Si el campo de cocción comprende una pluralidad
de unidades excitadoras asignadas cada una a un cuerpo de
calentamiento por inducción, que presentan cada una un inversor
para la generación de una corriente de alta frecuencia para el
accionamiento de un cuerpo de inducción, se puede evitar una
medición de alta frecuencia si la disposición de medición está
configurada para medir una suma de potencias de entrada de las
unidades excitadoras. Las corrientes de entrada son por lo general
corrientes con la frecuencia de red de por ejemplo 50 hercios de una
red de corriente doméstica y pueden ser medidas por lo tanto con
disposiciones de sensor estándar especialmente sencillas y
económicas.
Además, se propone que la disposición de
medición esté configurada para medir adicionalmente los valores de
las corrientes que fluyen a través de los cuerpos de calentamiento
por inducción individuales. Estas corrientes pueden utilizarse como
magnitudes reguladas por ejemplo en casos excepcionales en los que
sea necesario el conocimiento de las potencias de calentamiento
individuales de los cuerpos de calentamiento por inducción, o
pueden utilizarse para la limitación de seguridad de las potencias
de los cuerpos de calentamiento por inducción y/o de las unidades
excitadoras. En especial puede utilizar la unidad de mando las
corrientes de los cuerpos de calentamiento por inducción
individuales para la limitación de la potencia del inversor.
Según otra configuración de la invención, se
propone que la unidad de mando esté configurada para utilizar la
suma de las potencias de calentamiento para la regulación de la
potencia de calentamiento, si los al menos dos cuerpos de
calentamiento por inducción están asignados a una zona de
calentamiento común, y utilizar los valores de las corrientes de los
cuerpos de calentamiento por inducción individuales para la
regulación de la potencia de calentamiento de estos cuerpos de
calentamiento por inducción, si los al menos dos cuerpos de
calentamiento por inducción están asignados a diferentes zonas de
calentamiento. A través de esto, en cada uno de estos casos se
puede garantizar una regulación fiable de las potencias de
calentamiento, en lo que de manera simultánea se puede evitar la
captación y procesamiento de datos, o sea, valores de medición,
innecesarios.
La reunión según la invención de dos cuerpos de
calentamiento por inducción con respecto a la medición de potencia
es utilizable ventajosamente en especial entonces si los dos
cuerpos de calentamiento por inducción reunidos son cuerpos de
calentamiento por inducción adyacentes en una matriz de cuerpos de
calentamiento por inducción. La disposición de medición y el
procesamiento de datos en la unidad de mando pueden simplificarse
más si la disposición de medición está configurada para la medición
de una suma de las potencias de calentamiento de al menos cuatro
cuerpos de calentamiento por inducción adyacentes. Por supuesto,
pueden reunirse en un grupo también seis, ocho o cualquier otro
número de cuerpos de calentamiento por inducción.
Otro aspecto de la invención se refiere a un
procedimiento para el accionamiento de un campo de cocción por
inducción con una pluralidad de cuerpos de calentamiento por
inducción, que son agrupados de manera flexible en una zona de
calentamiento. Al suceder esto, es medida una potencia de
calentamiento generada por los cuerpos de calentamiento por
inducción y es utilizada para la regulación del funcionamiento de
los cuerpos de calentamiento por inducción.
Según la invención, se propone que sea medida
una suma de potencias de calentamiento de al menos dos cuerpos de
calentamiento por inducción y sea utilizada como magnitud regulada
para el accionamiento de los al menos dos cuerpos de calentamiento
por inducción.
Otras ventajas se extraen de la siguiente
descripción del dibujo. En el dibujo está representado un ejemplo
de realización de la invención. El dibujo, la descripción y las
reivindicaciones contienen numerosas características en
combinación. El experto considerará las características
ventajosamente también por separado y las reunirá en otras
combinaciones razonables.
Se muestran:
Fig. 1 un campo de cocción por inducción con una
matriz de cuerpos de calentamiento por inducción y
Fig. 2 una representación esquemática para el
funcionamiento de un par de cuerpos de calentamiento por
inducción.
La figura 1 muestra un campo de cocción por
inducción con una pluralidad de cuerpos de calentamiento por
inducción 10, que pueden ser reunidos por una unidad de mando 12 en
grupos para el calentamiento de zonas de calentamiento 14
definibles de manera flexible y pueden ser accionados de manera
sincronizada. La unidad de mando 12 se comunica con una disposición
de medición 16 del campo de cocción por inducción, a través de la
cual la unidad de mando 12 puede captar parámetros para una
potencia de calentamiento P, Pi generada por los cuerpos de
calentamiento por inducción 10a, 10b. Estos parámetros comprenden
corrientes, tensiones y/o los ángulos de pérdida eléctrica o
impedancias, que pueden ser captados como valores de medición por
la disposición de medición 16 en diferentes puntos del campo de
cocción por inducción.
Mediante un sensor de corriente 18 común (véase
la figura 2), la disposición de medición 16 está configurada para
la medición de una suma de potencias de calentamiento P de al menos
dos cuerpos de calentamiento por inducción 10a, 10b reunidos en un
grupo. Mientras que en ejemplos de realización concretos de la
invención el grupo de cuerpos de calentamiento por inducción cuya
potencia de calentamiento es medida en suma puede comprender cuatro
o más cuerpos de calentamiento por inducción, en la representación
esquemática en la figura 2 están representados por motivos de
claridad sólo dos cuerpos de calentamiento por inducción 10a,
10b.
Cada uno de los cuerpos de calentamiento por
inducción 10a, 10b dispone de una unidad excitadora 20a, 20b
asignada a él, cada una de las cuales comprende un inversor 22a,
22b. El inversor 22a, 22b genera a partir de una corriente continua
generada por un rectificador 24 con una evolución de la tensión
representada en un diagrama 26 en la figura 2 una corriente de
calentamiento I1, I2 de alta frecuencia en comparación con una
frecuencia de red de una red de corriente doméstica 28 para el
accionamiento de los cuerpos de calentamiento por inducción 10a,
10b. Entre la red de corriente doméstica 28 y el rectificador 24
está dispuesto un filtro 30 que evita daños del campo de cocción por
inducción mediante golpes de corriente de la red de corriente
doméstica 28.
Un diagrama 32 muestra una evolución de la
tensión de la corriente de calentamiento I1, I2, que de manera
dependiente de una potencia de calentamiento teórica de la zona de
calentamiento 14 tiene una frecuencia de 20 a 50 kHz y tiene una
curva envolvente que oscila con la frecuencia de red.
El sensor de corriente 18 puede estar dispuesto
por ejemplo entre el filtro 30 y el rectificador 24, de modo que
mide esencialmente la corriente alterna de baja frecuencia de la
red de corriente doméstica 28 con una frecuencia de red de 50
hercios.
La disposición de medición 16 con el sensor de
corriente 18 mide por lo tanto una suma P de potencias de entrada
de las unidades excitadoras 20a, 20b. La corriente de entrada I del
rectificador 24 es utilizada como parámetro para las potencias de
entrada.
Otros sensores de corriente 34a, 34b de la
disposición de medición 16 sirven para la medición de las
corrientes I1, I2, las cuales fluyen a través de los cuerpos de
calentamiento por inducción 10a, 10b individuales. Las corrientes
I1, I2 son por lo tanto las corrientes de calentamiento efectivas
de los cuerpos de calentamiento por inducción 10a, 10b. Si ambos
cuerpos de calentamiento por inducción 10a, 10b están asignados a
la misma zona de calentamiento 14 y están cubiertos por completo
por una base de olla de un elemento de batería de cocción dispuesto
sobre la zona de calentamiento 14, las corrientes I1, I2 son iguales
al menos esencialmente y pueden ser calculadas en una aproximación
muy buena como un fragmento predeterminado de la corriente de
entrada I del rectificador
24.
24.
La unidad de mando 12 utiliza las corrientes I1,
I2 de los cuerpos de calentamiento por inducción 10a, 10b
individuales medidas por los sensores de corriente 34a, 34b por lo
general sólo para la protección de los inversores 22a, 22b y para
la detección de los elementos de batería de cocción sobre el campo
de cocción por inducción. En el funcionamiento normal, las señales
obtenidas por los sensores de corriente 34a, 34b no deben ser
sometidas a ningún procesamiento de señales costoso, de modo que se
puede reducir mucho una complejidad de las tareas de la unidad de
mando 12 en comparación con campos de cocción por inducción
convencionales.
Para la limitación de la potencia de los
inversores deben compararse las amplitudes de las corrientes I1, I2
sólo con un valor umbral.
La unidad de mando 12 comprende un procesador
programable libremente y un programa de funcionamiento que realiza
periódicamente o tras una señal de inicio del usuario primero un
procedimiento de detección de batería de cocción. La unidad de
mando 12 detecta al suceder esto un tamaño y posición de elementos
de batería de cocción colocados sobre el campo de cocción por
inducción, o sea, sobre una placa de cubierta del campo de cocción
por inducción, y reúne en una zona de calentamiento 14 elementos de
calentamiento por inducción 10 que están cubiertos al menos en un
cierto grado por el elemento de batería de cocción.
De manera dependiente de un grado de
calentamiento ajustado por un usuario, la unidad de mando 12 regula
una potencia de calentamiento de la zona de calentamiento 14 en un
valor teórico dependiente del grado de calentamiento.
Para ello, aquella forma una suma de las
potencias de calentamiento de los elementos de calentamiento por
inducción 10 individuales y compara esta suma con el valor
teórico.
En la formación de la suma, la unidad de mando
12 utiliza la señal de suma del sensor de corriente 18 si todos los
cuerpos de calentamiento por inducción 10 cuya potencia de
calentamiento es medida de manera conjunta por el sensor de
corriente 18 pertenecen a la zona de calentamiento 14. De otro modo,
la unidad de mando 12 utiliza los sensores de corriente 34a, 34b
para la determinación de las potencias de calentamiento Pi
individuales.
Si sólo una parte de los elementos de
calentamiento 10 reunidos mediante el sensor de corriente 18 en un
grupo está asignada a una zona de calentamiento 14, pero los
elementos de calentamiento por inducción restantes no son
accionados, la unidad de mando 12 utiliza igualmente la señal del
sensor de corriente 18 para la determinación de la potencia de
calentamiento. En comparación con grupos de elementos de
calentamiento por inducción que pertenezcan por completo a la zona
de calentamiento 14, la potencia de calentamiento teórica de este
grupo que se introduce en la regulación es reducida en un factor
correspondiente al porcentaje de los elementos de calentamiento por
inducción activos.
El campo de cocción por inducción descrito
arriba, o sea, la unidad de mando 12, implementa un procedimiento
para el accionamiento de un campo de cocción por inducción con una
pluralidad de cuerpos de calentamiento por inducción 10a, 10b que
pueden ser agrupados y reunidos de manera flexible en una zona de
calentamiento 14. Una potencia de calentamiento generada por los
cuerpos de calentamiento por inducción 10a, 10b es medida y
utilizada para la regulación del funcionamiento de los cuerpos de
calentamiento por inducción 10a, 10b.
Al suceder esto, la unidad de mando 12 capta una
suma de potencias de calentamiento de un grupo de cuerpos de
calentamiento por inducción 10a, 10b y utiliza esta suma en un caso
normal como magnitud regulada para el accionamiento del grupo de
cuerpos de calentamiento por inducción 10a, 10b. En casos especiales
en los que cuerpos de calentamiento por inducción 10a, 10b estén
asignados a zonas de calentamiento 14 diferentes, se introducen en
el procedimiento de mando como parámetro de regulación también las
corrientes de calentamiento de los cuerpos de calentamiento por
inducción 10a, 10b individuales.
- 10
- Cuerpo de calentamiento por inducción
- 10a
- Cuerpo de calentamiento por inducción
- 10b
- Cuerpo de calentamiento por inducción
- 12
- Unidad de mando
- 14
- Zona de calentamiento
- 16
- Disposición de medición
- 18
- Sensor de corriente
- 20a
- Unidad excitadora
- 20b
- Unidad excitadora
- 22a
- Inversor
- 22b
- Inversor
- 24
- Rectificador
- 26
- Diagrama
- 28
- Red de corriente doméstica
- 30
- Filtro
- 32
- Diagrama
- 34b
- Sensor de corriente
- 34a
- Sensor de corriente
- P
- Potencia de calentamiento
- Pi
- Potencia de calentamiento
- I
- Corriente
- I1
- Corriente
- I2
- Corriente
Claims (9)
1. Campo de cocción por inducción con una
pluralidad de cuerpos de calentamiento por inducción (10), una
unidad de mando (12) que está configurada para accionar de manera
sincronizada varios cuerpos de calentamiento por inducción (10)
para el calentamiento de una zona de calentamiento (14) definible
de manera flexible, y una disposición de medición (16) para la
medición de una potencia de calentamiento (P, Pi) generada por los
cuerpos de calentamiento por inducción (10), caracterizado
porque la disposición de medición (16) está configurada para la
medición de una suma de las potencias de calentamiento (P) de al
menos dos cuerpos de calentamiento por inducción (10a, 10b), y en lo
que la unidad de mando (12) está configurada para utilizar la suma
de las potencias de calentamiento (P) para la regulación de la
potencia de calentamiento (P, Pi).
2. Campo de cocción por inducción según la
reivindicación 1, caracterizado porque la disposición de
medición (16) comprende un sensor de corriente (18) para la
medición de una suma de corrientes que fluyen a través de los al
menos dos cuerpos de calentamiento por inducción (10a, 10b).
3. Campo de cocción por inducción según una de
las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
por una pluralidad de unidades excitadoras (20a, 20b) asignadas
cada una a un cuerpo de calentamiento por inducción (10a, 10b),
cada una de las cuales comprende un inversor (22a, 22b) para la
generación de una corriente de alta frecuencia para el
accionamiento de los cuerpos de calentamiento por inducción (10a,
10b), en lo que la disposición de medición (16) está configurada
para medir una suma de potencias de entrada de las unidades
excitadoras (20a, 20b).
4. Campo de cocción por inducción según una de
las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque la disposición de medición (16) está configurada para medir
adicionalmente valores de las corrientes (I1, I2) que fluyen a
través de los cuerpos de calentamiento por inducción (10a, 10b)
individuales.
5. Campo de cocción por inducción según la
reivindicación 4, caracterizado porque la unidad de mando
(I2) está configurada para utilizar valores de las corrientes (I1,
I2) de los cuerpos de calentamiento por inducción (10a, 10b)
individuales para la limitación de una potencia de inversor.
6. Campo de cocción por inducción según una de
las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque la unidad de mando (12) está configurada para utilizar la
suma de las potencias de calentamiento (P) para la regulación de la
potencia de calentamiento (P, Pi) si los al menos dos cuerpos de
calentamiento por inducción (10a, 10b) están asignados a una zona
de calentamiento (14) común, y utilizar los valores de las
corrientes (I1, I2) de los cuerpos de calentamiento por inducción
(10a, 10b) individuales para la regulación de las potencias de
calentamiento (P, Pi) de estos cuerpos de calentamiento por
inducción (10a, 10b) si los al menos dos cuerpos de calentamiento
por inducción (10a, 10b) están asignados a zonas de calentamiento
(14) diferentes.
7. Campo de cocción por inducción según una de
las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque los al menos dos cuerpos de calentamiento por inducción
(10a, 10b) son cuerpos de calentamiento por inducción (10a, 10b)
adyacentes en una matriz de cuerpos de calentamiento por inducción
(10a, 10b).
8. Campo de cocción por inducción según una de
las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque la disposición de medición (16) está configurada para la
medición de una suma de las potencias de calentamiento (P) de al
menos cuatro cuerpos de calentamiento por inducción (10a, 10b)
adyacentes.
9. Procedimiento para el accionamiento de un
campo de cocción por inducción con una pluralidad de cuerpos de
calentamiento por inducción (10a, 10b) que son agrupados de manera
flexible en una zona de calentamiento (14), en lo que es medida una
potencia de calentamiento (P, Pi) generada por los cuerpos de
calentamiento por inducción (10a, 10b) y es utilizada para la
regulación del funcionamiento de los cuerpos de calentamiento por
inducción (10a, 10b), caracterizado porque es medida una
suma de potencias de calentamiento (P) de al menos dos cuerpos de
calentamiento por inducción (10a, 10b) y es utilizada como magnitud
regulada para el accionamiento de los al menos dos cuerpos de
calentamiento por inducción (10a, 10b).
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| ES200800175A ES2335256B1 (es) | 2008-01-14 | 2008-01-14 | Campo de cocion por induccion con una pluralidad de cuerpos de calentamiento por induccion. |
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