ES2382862A1 - Encimera de cocción con al menos dos elementos de calentamiento y una disposición de la electrónica de potencia. - Google Patents
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Abstract
Encimera de cocción con al menos dos elementos de calentamiento y una disposición de la electrónica de la potencia.La invención parte de una encimera de cocción con al menos dos elementos de calentamiento (10a-10d), y una disposición de la electrónica de la potencia (12) para la conexión a una única fase (14) de una red de corriente doméstica, donde la disposición de la electrónica de la potencia (12) comprende varias unidades de suministro de corriente (22a, 22b), cada una para el suministro de corrientes de calentamiento a uno o a varios elementos de calentamiento (10a-10d), así como con una disposición de interruptores (24) con varios relés electromecánicos (26a-26d; 28a, 28b) para conectar y/o separar las unidades de suministro de corriente con, o bien, de, los elementos de calentamiento (10a-10d).Para configurar de manera más flexible la asignación entre unidades de suministro de corriente (22a, 22b) y elementos de calentamiento (10a-10d), reducir el número de procesos de conmutación necesarios para la utilización alternante de una unidad de suministro de corriente (22a, 22b) para varios elementos de calentamiento (10a-10d), y simplificar el cumplimiento de normas sobre la compatibilidad electromagnética, se propone que al menos uno de los elementos de calentamiento (10a-10d) esté conectado de manera fija con uno de al menos dos polos de salida de al menos dos de los relés electromecánicos (26a-26d).
Description
Encimera de cocción con al menos dos elementos
de calentamiento y una disposición de la electrónica de la
potencia.
La invención se refiere a una encimera de
cocción con al menos dos elementos de calentamiento y una
disposición de la electrónica de la potencia según el preámbulo de
la reivindicación 1.
A partir de la EP 0 986 287 B1 y a partir de la
EP 0 971 562 B1, son conocidos encimeras de cocción que comprenden
varios elementos de calentamiento y una disposición de la
electrónica de la potencia para la conexión de la encimera de
cocción a una o varias fases de una red de corriente doméstica. Es
habitual utilizar disposiciones de la electrónica de la potencia
separadas, cada una con un filtro y un rectificador para cada fase
de una red de corriente doméstica. Las encimeras de cocción que sólo
son conectadas a una única fase de la red de corriente doméstica
son, por lo general, de tipo constructivo económicas y sencillas, y
disponen, debido a la limitación de la potencia de la red de
corriente doméstica, de una potencia de calentamiento limitada, que
puede ascender a, a modo de ejemplo, como máximo, 4'6 kW.
Por otro lado, existe la tendencia de proveer
las encimeras de cocción de una pluralidad de elementos de
calentamiento, los cuales puedan ser utilizados de manera flexible,
y puedan ser conectados o desconectados de manera dependiente de un
tamaño y/o posición de un elemento de batería de cocción colocado
sobre la encimera de cocción. En tales encimeras de cocción, se
utilizan unidades de suministro de corriente accionables de manera
independiente unas de otras, cada una de las cuales es utilizada
para calentar un elemento de batería de cocción y, a través de una
disposición de interruptores, pueden ser interconectadas de manera
flexible con los elementos de calentamiento que estén asignados al
elemento de batería de cocción respectivo. Asimismo, es conocido
emplear para la realización de tales disposiciones de interruptores
relés electromecánicos, los cuales pueden establecer o separar una
conexión entre las unidades de suministro de corriente y los
elementos de calentamiento.
Tales disposiciones de interruptores conectan
por lo general un gran número de elementos de calentamiento, a modo
de ejemplo, de pequeños inductores de una encimera de cocción
matricial, con un número muy inferior de unidades de suministro de
corriente, a modo de ejemplo, inversores. La disposición de
interruptores se ramifica por tanto en dirección de los elementos de
calentamiento, y cada elemento de calentamiento está asociado por lo
general al extremo de una rama de la estructura de árbol que se
ramifica. Cada uno de los elementos de calentamiento puede por tanto
ser conectado de manera muy precisa con una unidad de suministro de
corriente. Se encuentran excepciones de esta regla en las encimeras
de cocción con un llamado modo Booster (potenciador), en el que dos
unidades de suministro de corriente pueden ser interconectadas para
accionar un único elemento de calentamiento. Un relé electromecánico
correspondiente abre o cierra un puente entre las dos unidades de
suministro de corriente, en especial, entre dos inversores, de una
encimera de cocción por inducción. Puesto que la potencia de
calentamiento en el modo potenciador debe ser concentrada
precisamente en un elemento de calentamiento, entre este puente de
interruptores y los elementos de calentamiento está dispuesto cada
vez otro interruptor que pueda separar los elementos de
calentamiento que no han de ser calentados del suministro de la
corriente.
Para abrir potenciales de ahorro de costes, es
importante poder utilizar los recursos disponibles de manera
flexible para diferentes elementos de calentamiento. Al suceder
esto, ha de tenerse en cuenta que la utilización simultánea de todos
los elementos de calentamiento de una encimera de cocción con muchos
elementos de calentamiento es improbable y que, incluso entonces si
todas las zonas de calentamiento, o bien, elementos de
calentamiento, son utilizadas, sólo en los casos más infrecuentes
debe ser accionado cada uno de los elementos de calentamiento con la
potencia máxima.
La invención tiene por objeto el configurar de
manera más flexible la asignación entre unidades de suministro de
corriente y elementos de calentamiento, reducir el número de
procesos de conmutación necesarios para la utilización alternante de
una unidad de suministro de corriente para varios elementos de
calentamiento, y simplificar el cumplimiento de normas sobre la
compatibilidad electromagnética. Asimismo, la invención tiene por
objeto el posibilitar un funcionamiento de emergencia de la encimera
de cocción también si uno de los interruptores en la disposición de
interruptores se vuelve inoperable por un defecto.
La tarea se resuelve en especial mediante una
encimera de cocción con las características de la reivindicación 1.
De las reivindicaciones secundarias se extraen otras configuraciones
ventajosas de la invención.
La invención parte en especial de una encimera
de cocción con al menos dos elementos de calentamiento, y una
disposición de la electrónica de la potencia para la conexión a una
única fase de una red de corriente doméstica. La disposición de la
electrónica de la potencia comprende varias unidades de suministro
de corriente, cada una para el suministro de corrientes de
calentamiento a uno o a varios elementos de calentamiento. Asimismo,
la encimera de cocción comprende una disposición de interruptores
con varios relés electromecánicos para conectar y/o separar las
unidades de suministro de corriente con, o bien, de, los elementos
de calentamiento.
La invención se refiere en especial a encimeras
de cocción con al menos tres zonas de calentamiento, o bien, al
menos tres elementos de calentamiento, que sean alimentados por una
única fase de la red de corriente doméstica, y que estén dispuestos,
a modo de ejemplo, debajo de una placa de cubierta con una anchura
entre 60 y 80 cm.
Se propone que al menos uno de los elementos de
calentamiento esté conectado de manera fija con uno de al menos dos
polos de salida de al menos dos de los relés electromecánicos. De
este modo, se pone en práctica una disposición de interruptores
redundante, en la que al elemento de calentamiento le pueda ser
suministrada corriente de calentamiento opcionalmente a través de
dos vías diferentes, donde cada una de las vías comprenda uno de los
dos relés. El número de las posibilidades de conexión y el número de
las asignaciones posibles entre unidades de suministro de corriente
y elementos de calentamiento es aumentado considerablemente y, con
ello, es aumentada la flexibilidad de la encimera de cocción.
Debido a los breves tiempos de reacción de las
encimeras de cocción por inducción en comparación con las encimeras
de cocción por radiación, las encimeras de cocción por inducción son
especialmente apropiados para un funcionamiento de multiplexación
temporal. Por lo tanto, las ventajas de la invención son
especialmente efectivas en caso de su aplicación en encimeras de
cocción por inducción. En este caso, los elementos de calentamiento
son inductores, y las unidades de suministro de corriente comprenden
un inversor, el cual puede generar una corriente de calentamiento de
alta frecuencia a partir de la corriente rectificada y, en su caso,
filtrada, de la red de corriente doméstica. Las frecuencias de las
corrientes de calentamiento en las encimeras de cocción por
inducción se encuentran típicamente entre 20 kHz y 100 kHz.
Puesto que mediante la invención la distribución
de la energía disponible entre los elementos de calentamiento, o
bien, zonas de calentamiento, puede ser simplificada, también con
una potencia nominal inferior de la disposición de la electrónica de
la potencia se puede conseguir un resultado satisfactorio. En
especial, la suma de las potencias nominales de los elementos de
calentamiento puede ser escogida mayor que la potencia nominal de la
disposición de la electrónica de la potencia. La potencia nominal de
la disposición de la electrónica de la potencia se encuentra, por lo
general, escasamente por debajo de la potencia disponible como
máximo de una fase de la red de corriente doméstica, y puede
ascender, a modo de ejemplo, para Alemania, a 4'6 kW. La potencia
utilizada como máximo por la electrónica de la potencia puede además
ser configurada de manera ajustable en dependencia de la potencia
disponible. Este ajuste puede tener lugar en combinación con otros
ajustes del país, a modo de ejemplo, una franja horaria y/o
idioma.
Asimismo, se propone que, en el estado sin
corriente de conexión, o bien, en el estado "normalmente
cerrado" (normaly closed, NC), de los dos relés,
exactamente uno de los dos relés conecte el elemento de
calentamiento con una de las unidades de suministro de corriente,
mientras que el otro relé separe la conexión con la misma unidad de
suministro de corriente u otra unidad de suministro de corriente. De
este modo, se puede llevar a cabo un funcionamiento del elemento de
calentamiento también si, debido a un defecto, no están disponibles
las corrientes de conexión.
Asimismo, se propone que cada uno de los
elementos de calentamiento esté conectado de manera fija, con uno de
al menos dos polos de salida de al menos dos de los relés
electromecánicos. Con ello, el suministro de corriente redundante
puede ser llevado a cabo para cada uno de los elementos de
calentamiento. De manera alternativa a ello, también uno o varios
elementos de calentamiento pueden estar conectados con uno de al
menos dos polos de salida de sólo un único relé
electromagnético.
Se pueden poner en práctica potenciales de
ahorro de costes mediante la utilización conjunta de hardware si la
disposición de la electrónica de la potencia comprende un filtro de
paso bajo, utilizado de manera conjunta para todas las unidades de
suministro de corriente, y un rectificador.
Como relés electromecánicos se pueden utilizar
en especial interruptores unipolares de doble contacto, donde los
dos polos de salida pueden estar conectados con diferentes elementos
de calentamiento. En este caso, se propone además que un borne
central común del relé esté conectado con una unidad de suministro
de corriente, y los dos polos de salida del relé estén dispuestos
cada uno con un elemento de calentamiento, o bien, en la conexión
entre el elemento de calentamiento y la unidad de suministro de
corriente en la dirección correspondiente.
Se puede conseguir una mayor flexibilidad de la
disposición de los interruptores mediante varios relés conectados en
serie en una conexión entre una unidad de suministro de corriente y
un elemento de calentamiento. La disposición de los interruptores
puede comprender en especial varias capas de ramificación.
El número de las capas de ramificación, o bien,
el número de relés conectados en serie, también puede ser
configurado de manera diferente para diferentes elementos de
calentamiento. A modo de ejemplo, puede ser razonable configurar la
disposición de interruptores de tal modo que los elementos de
calentamiento dispuestos de manera central puedan ser conectados con
un número especialmente elevado de unidades de suministro de
corriente, o bien, inversores, mientras que los elementos de
calentamiento que estén dispuestos en el borde de la encimera de
cocción puedan ser conectados con un número inferior de unidades de
suministro de corriente. De este modo, los elementos de
calentamiento dispuestos centralmente pueden ser combinados de
manera muy flexible con otros elementos de calentamiento en zonas de
calentamiento, lo cual no es necesario en la misma medida para los
elementos de calentamiento que estén dispuestos en el borde de la
zona de calentamiento.
Otras ventajas se extraen de la siguiente
descripción de los dibujos. En los dibujos están representados
ejemplos de realización de la invención. Los dibujos, la descripción
y las reivindicaciones contienen características numerosas en
combinación. El experto en la materia considerará las
características ventajosamente también por separado, y las reunirá
en otras combinaciones razonables.
Figura 1 muestra esquemáticamente la estructura
de una encimera de cocción con varios elementos de calentamiento, y
una disposición de la electrónica de la potencia para la conexión a
una única fase de una red de corriente doméstica.
Figura 2 muestra esquemáticamente la estructura
de una encimera de cocción según una configuración alternativa de la
invención.
Figura 3 muestra esquemáticamente la estructura
de una encimera de cocción según otra configuración alternativa de
la invención, y
Figura 4 muestra esquemáticamente la estructura
de una encimera de cocción en una generalización de la noción de la
invención.
La figura 1 muestra esquemáticamente una
encimera de cocción con cuatro elementos de calentamiento
10a-10d y una disposición de la electrónica de la
potencia 12. La disposición de la electrónica de la potencia sirve
para la conexión de la encimera de cocción a una única fase 14 de
una red de corriente doméstica, y alimenta a toda la encimera de
cocción a partir de la corriente de esta fase 14.
La disposición de la electrónica de la potencia
comprende un filtro 16 y un rectificador 18, que filtran la
corriente alterna extraída de la red de corriente doméstica, y la
transforman en una corriente continua que experimenta otra
filtración a través de un condensador atenuador 20. El filtro 16 es
un filtro de paso bajo, que evita deterioros de la encimera de
cocción mediante impulsos fuertes desde la red de corriente
doméstica, así como retroacoplamientos, que potencien fluctuaciones
(flicker), de la encimera de cocción a la red de corriente
doméstica.
En el ejemplo de realización representado en la
figura 1, el grupo constructivo de la electrónica de la potencia
comprende además dos unidades de suministro de corriente 22a, 22b,
que están configuradas como inversores, y que son accionadas por una
unidad de mando no representada aquí, de tal modo que se genera una
corriente de calentamiento con una frecuencia de calentamiento
deseada. Los dos inversores 22a, 22b pueden generar en este caso
corrientes de calentamiento con diferentes frecuencias de
calentamiento, diferentes amplitudes y/o diferentes ciclos de carga,
o bien, fases, para generar en los elementos de calentamiento
10a-10d la potencia de calentamiento deseada. Los
elementos de calentamiento 10a-10d son inductores
que generan un campo magnético de alta frecuencia con la frecuencia
de la corriente de calentamiento. El campo magnético induce
corrientes en remolino en una base ferromagnética de un elemento de
batería de cocción colocado en el área del elemento de calentamiento
10a-10d respectivo sobre la encimera de cocción, la
cual es calentada a través de ello.
Entre las unidades de suministro de corriente
22a, 22b y los elementos de calentamiento 10a-10d
está dispuesta una disposición de interruptores 24 con relés
electromecánicos 26a-26d. Los relés
26a-26d son interruptores inversores unipolares,
cuyo borne central respectivo está conectado con un polo de otros
dos relés 28a, 28b. Los otros relés 28a, 28b están conectados a
través de su borne central respectivo con una unidad de suministro
de corriente 22a, 22b. Cada una de las unidades de suministro de
corriente 22a, 22b puede ser conectada a través de una conexión
apropiada de los relés 28a, 28b, 26a-26d con cada
uno de los elementos de calentamiento 10a-10d. Los
elementos de calentamiento 10a-10d están conectados,
por su parte, de manera fija con dos polos de salida de dos relés
26a-26d diferentes de la segunda capa de relés de
la disposición de interruptores 24. De este modo, cada uno de los
elementos de calentamiento 10a-10d puede ser
conectado simultáneamente con ambas unidades de suministro de
corriente 22a, 22b para concentrar toda la energía disponible en el
elemento de calentamiento 10a-10d respectivo.
En este caso, las dos unidades de suministro de
corriente 22a, 22b configuradas como inversores habrían de generar
corrientes de calentamiento con la misma frecuencia de calentamiento
para evitar interferencias destructivas.
Los polos de salida de los relés
26a-26d con los que está conectado uno de los
elementos de calentamiento 10a-10d están escogidos
de tal modo que, en el estado sin corriente de conexión de los relés
26a-26d, exactamente uno de los dos relés conecta el
elemento de calentamiento 10a-10d con una de las
unidades de suministro de corriente 22a, 22b, mientras que el otro
relé 26a-26d separa la conexión con la otra unidad
de suministro de corriente 22a, 22b. El elemento de calentamiento
10a está por tanto conectado, a modo de ejemplo, con el polo de
salida normalmente cerrado (NC) del relé 26d y con el polo de salida
normalmente abierto (NO) del relé 26b.
La suma de las potencias nominales de los
elementos de calentamiento 10a-10d es mayor que la
potencia nominal de la disposición de la electrónica de la potencia
12, o bien, de la fase 14 de la red de corriente doméstica. A modo
de ejemplo, la suma de las potencias nominales de los elementos de
calentamiento 10a-10d puede ascender a 7'2 kW, y la
potencia nominal de la disposición de la electrónica de la potencia,
a 4'6 kW.
Por medio de la estructura de dos capas de la
disposición de interruptores 24 representada en la figura 1, en las
conexiones entre los elementos de calentamiento
10a-10d y las unidades de suministro de corriente
22a, 22b están dispuestos cada vez dos relés 28a, 28b,
26a-26d conectados en serie.
La figura 2 muestra otro ejemplo de realización
de la invención. Para evitar repeticiones, la siguiente descripción
se limita esencialmente a diferencias con respecto al ejemplo de
realización representado en la figura 1, mientras que, en relación a
las características no modificadas, se remite a la descripción de la
figura 1.
En el ejemplo de realización representado en la
figura 2, la encimera de cocción comprende tres elementos de
calentamiento 10a-10c, y la disposición de
interruptores 24 sólo comprende, en total, cuatro relés 28a, 28b,
26a, 26b. El elemento de calentamiento 10a está conectado sólo a
través de un relé 28a, 28b con las unidades de suministro de
corriente 22a, 22b, mientras que los elementos de calentamiento 10b,
10c están conectados respectivamente a través de dos relés 26a, 28a,
o bien, 26b, 28b, conectados en serie, con las unidades de
suministro de corriente 22a, 22b.
La figura 3 muestra otro ejemplo de realización
alternativo de la invención con sólo dos relés 26a, 26b y tres
elementos de calentamiento 10a, 10b, 10c. De los elementos de
calentamiento, sólo el elemento de calentamiento central 10b está
conectado con polos de salida de ambos relés 26a, 26b, mientras que
los elementos de calentamiento 10a y 10c están conectados cada uno
con el polo de salida de sólo un relé 26a, 26b.
La figura 4 muestra una generalización de la
estructura de una encimera de cocción por inducción según la
invención con M unidades de suministro de corriente
22.1-22.M, o sea, inversores, y N elementos de
calentamiento 10.1-10.N, que están conectados a
través de una disposición de interruptores 24 con las unidades de
suministro de corriente 22.1-22.M. Se aplica M<N.
El número K de los niveles de ramificación 30.1-30.K
de la disposición 24 es al menos tan elevado como el menor número
entero que sea mayor que el algoritmo de base dos del número de las
unidades de suministro de corriente M.
La disposición de interruptores 24 puede ser
montada sobre una pletina separada, o conjuntamente con las unidades
de suministro de corriente 22.1-22.M sobre una única
pletina. Lo mismo es aplicable para el filtro de paso bajo 16 y el
rectificador 18. También estos elementos pueden ser montados sobre
una pletina separada, o conjuntamente con las unidades de suministro
de corriente 22.1-22.M sobre una pletina grande.
La invención puede ser utilizada tanto para las
encimeras de cocción tradicionales con cuatro zonas de calentamiento
predeterminadas de manera fija, como para las encimeras de cocción
matricial con un gran número de elementos de calentamiento, que
estén dispuestos en una retícula y puedan ser reunidos de manera
flexible en una zona de calentamiento para calentar una única olla.
La topología de la figura 3 es especialmente apropiada para
encimeras de cocción con las llamadas zonas de calentamiento para
paella, en las que en el centro de la encimera de cocción es
producida con ayuda del elemento de calentamiento central 10b una
zona de calentamiento grande para calentar una paellera.
- 10
- Elemento de calentamiento.
- 12
- Disposición de la electrónica de la potencia.
- 14
- Fase.
- 16
- Filtro.
- 18
- Rectificador.
- 20
- Condensador atenuador.
- 22
- Unidad de suministro de corriente.
- 24
- Disposición de interruptores.
- 26
- Relé.
- 28
- Relé.
- 30
- Nivel de ramificación.
Claims (11)
1. Encimera de cocción con al menos dos
elementos de calentamiento (10a-10d), y una
disposición de la electrónica de la potencia (12) para la conexión a
una única fase (14) de una red de corriente doméstica, donde la
disposición de la electrónica de la potencia (12) comprende varias
unidades de suministro de corriente (22a, 22b), cada una para el
suministro de corrientes de calentamiento a uno o a varios elementos
de calentamiento (10a-10d), así como con una
disposición de interruptores (24) con varios relés electromecánicos
(26a-26d; 28a, 28b) para conectar y/o separar las
unidades de suministro de corriente con, o bien, de, los elementos
de calentamiento (10a-10d),
caracterizado porque al menos uno de los
elementos de calentamiento (10a-10d) está conectado
de manera fija con uno de al menos dos polos de salida de al menos
dos de los relés electromecánicos (26a-26d).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Encimera de cocción según la reivindicación
1, caracterizado porque los elementos de calentamiento
(10a-10d) son inductores, y cada una de las unidades
de suministro de corriente (22a, 22b) comprende un inversor.
3. Encimera de cocción según una de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque la suma de de las potencias nominales de los elementos de
calentamiento (10a-10d) es mayor que la potencia
nominal de la disposición de la electrónica de la potencia.
4. Encimera de cocción según una de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque, en el estado sin corriente de conexión de los dos relés
(26a-26d), exactamente uno de los dos relés conecta
el elemento de calentamiento (10a-10d) con una de
las unidades de suministro de corriente (22a, 22b), mientras que el
otro relé (26a-26d) separa la conexión con otra
unidad de suministro de corriente (22a, 22b).
5. Encimera de cocción según una de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque cada uno de los elementos de calentamiento
(10a-10d) está conectado de manera fija, cada uno
con uno de al menos dos polos de salida de al menos dos de los relés
electromecánicos (26a-26d).
6. Encimera de cocción según una de las
reivindicaciones 1-3, caracterizado porque al
menos uno de los elementos de calentamiento
(10a-10d) está conectado con uno de al menos dos
polos de salida de sólo un relé electromecánico
(26a-26d).
7. Encimera de cocción según una de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque la disposición de la electrónica de la potencia comprende un
filtro de paso bajo (16), utilizado de manera conjunta para todas
las unidades de suministro de corriente (22a, 22b), y un
rectificador (18).
8. Encimera de cocción según una de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque los relés electromecánicos (26a-26d) son
interruptores unipolares de doble contacto.
9. Encimera de cocción según la reivindicación
8, caracterizado porque un borne central común del relé
(26a-26d) está conectado con una unidad de
suministro de corriente (22a, 22b), y los dos polos de salida del
relé (26a-26d) están conectados cada uno con un
elemento de calentamiento (10a-10d).
10. Encimera de cocción según una de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque la disposición de interruptores (24) comprende varios relés
(26a-26d; 28a, 28b) conectados en serie en una
conexión entre una unidad de suministro de corriente (22a, 22b) y un
elemento de calentamiento (10a-10d).
11. Encimera de cocción según la reivindicación
10, caracterizado porque en las conexiones entre dos
elementos de calentamiento (10a-10d) y una o dos
unidades de suministro de corriente (22a, 22b) está dispuesto un
número diferente de relés (26a-26d; 28a, 28b)
conectados en serie.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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