ES2615930T3 - Equipo de calentamiento por inducción - Google Patents
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Abstract
Equipo de calentamiento por inducción con al menos una unidad de mando (34), con al menos una primera y una segunda unidades de calentamiento por inducción (20, 22, 24, 26), con al menos una primera y una segunda unidades de frecuencia de calentamiento (30, 32), que en al menos un modo de funcionamiento en el que la primera unidades de calentamiento por inducción (20, 22, 24, 26) está conectada directamente con la primera unidad de frecuencia de calentamiento (30, 32) y la segunda unidad de calentamiento por inducción (20, 22, 24, 26) está conectada directamente con la segunda unidad de frecuencia de calentamiento (30, 32), están unidas mediante las unidades de calentamiento por inducción (20, 22, 24, 26), de las que al menos hay dos, en el que la unidad de mando (34) está prevista para operar las unidades de frecuencia de calentamiento (30, 32) en un modo de funcionamiento en el que las unidades de frecuencia de calentamiento (30, 32) están conectadas a través de las unidades de calentamiento por inducción (20, 22, 24, 26), en secciones funcionales (90, 91, 92, 93) distintas una de otra y con al menos una unidad de resonancia (80, 81), que en al menos un estado de funcionamiento está conectada directamente con un contacto común (78, 79) al menos de la primera y de la segunda unidad de calentamiento por inducción (20, 22, 24, 26), caracterizado porque la unidad de mando (34) está prevista para, en un modo de funcionamiento en el que las unidades de frecuencia de calentamiento (30, 32) están unidas mediante las unidades de calentamiento por inducción (20, 22, 24, 26) y en el que tanto para la primera como también para la segunda unidad de calentamiento por inducción (20, 22, 24, 26) se demanda al menos una potencia media, operar simultáneamente las unidades de frecuencia de calentamiento (30, 32) en un modo con control retardado en fase.
Description
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EQUIPO DE CALENTAMIENTO POR INDUCCION DESCRIPCION
La invencion parte de un equipo de calentamiento por induccion segun el preambulo de la reivindicacion 1.
Ya se conocen cocinas de induccion que presentan una unidad de mando, un primer y un segundo inductor y un primer y un segundo ondulador, que en un modo de funcionamiento en el que la primera unidad de calentamiento por induccion esta conectada directamente con el primer generador de alta frecuencia y la segunda unidad de calentamiento por induccion esta unida directamente con la segunda unidad de frecuencia de calentamiento, estan unidos mediante las unidades de calentamiento por induccion, de las que al menos hay dos.
Los documentos WO 2007/048700 A1 o WO 2009/056452 A1 dan a conocer tales equipos de calentamiento por induccion.
El objetivo de la invencion consiste en particular en proporcionar un equipo de tipo generico con gran flexibilidad. El objetivo se logra de acuerdo con la invencion mediante las caractensticas de las reivindicaciones 1 y 7, mientras que ventajosas mejoras y perfeccionamientos de la invencion pueden tomarse de las reivindicaciones secundarias.
La invencion parte de un equipo de calentamiento por induccion, en particular de un equipo de placa de cocina de induccion, con al menos una unidad de mando, al menos una primera y una segunda unidades de calentamiento por induccion y al menos una primera y una segunda unidad de frecuencia de calentamiento, que en al menos un modo de funcionamiento en el que la primera unidades de calentamiento por induccion esta conectada directamente con la primera unidad de frecuencia de calentamiento, con preferencia solo con la primera unidad de frecuencia de calentamiento y la segunda unidad de calentamiento por induccion esta conectada directamente con la segunda unidad de frecuencia de calentamiento, con preferencia solo con la segunda unidad de frecuencia de calentamiento, estan unidas mediante las unidades de calentamiento por induccion, de las que al menos hay dos.
Se propone que la unidad de mando este prevista para operar las unidades de frecuencia de calentamiento en un modo de funcionamiento en el que las unidades de frecuencia de calentamiento estan conectadas a traves de las unidades de calentamiento por induccion, en secciones funcionales separadas. Bajo una "unidad de mando" debe entenderse en particular una unidad electronica que con preferencia esta integrada, al menos parcialmente, en una unidad de mando y/o de regulacion del equipo de calentamiento por induccion y que con preferencia esta prevista para controlar y/o regular al menos las unidades de frecuencia de calentamiento. Con preferencia incluye la unidad de mando una unidad de calculo y en particular adicionalmente a la unidad de calculo, una unidad de memoria con un programa de mando y/o regulacion allf memorizado, que esta previsto para que lo ejecute la unidad de calculo. Bajo una "unidad de frecuencia de calentamiento" debe entenderse en particular una unidad electrica que genera una senal electrica oscilante, con preferencia con una frecuencia de al menos 1 kHz, en particular de al menos 10 kHz, ventajosamente de al menos 20 kHz y en particular de un maximo de 100 kHz para una unidad de calentamiento por induccion. En particular esta prevista la unidad de frecuencia de calentamiento para proporcionar una potencia electrica maxima demandada por la unidad de calentamiento por induccion de al menos 1000 W, en particular de al menos 2000 W, ventajosamente de al menos 3000 W y con preferencia de al menos 3500 W. La unidad de frecuencia de calentamiento incluye en particular al menos un ondulador, que presenta con preferencia al menos dos interruptores monopolares bidireccionales, con preferencia conectados en serie, que en particular estan formados por un transistor y un diodo conectado en paralelo y con especial ventaja al menos en cada caso una capacidad de amortiguamiento conectada en paralelo con los interruptores monopolares bidireccionales, la cual esta formada en particular por al menos un condensador. De esta manera puede proporcionarse un suministro de energfa de alta frecuencia a la unidad de calentamiento por induccion. Una toma de tension de la unidad de alta frecuencia esta dispuesta en particular en un punto de contacto comun de dos interruptores monopolares bidireccionales. Bajo una "unidad de calentamiento por induccion" debe entenderse en particular una unidad con al menos un elemento de calentamiento por induccion. En particular en un estado de funcionamiento en el que la unidad de calentamiento por induccion se alimenta con corriente alterna de alta frecuencia, se alimentan todos los elementos de calentamiento por induccion de la unidad de calentamiento por induccion, con preferencia simultaneamente, con corriente alterna de alta frecuencia. Bajo un "elemento de calentamiento por induccion" debe entenderse en particular un conductor electrico bobinado, con preferencia en forma de un disco circular, que en al menos un estado de funcionamiento es recorrido por una corriente alterna de alta frecuencia. La unidad de calentamiento por induccion esta prevista con preferencia para transformar energfa electrica en un campo magnetico alterno, que esta previsto para provocar en un elemento de calentamiento metalico, con preferencia al menos parcialmente ferromagnetico, en particular un recipiente para cocinar, corrientes parasitas y/o efectos de inversion magnetica, que se transforman en calor. Bajo una “conexion directa” debe entenderse en particular una conexion electrica que al menos en un estado de funcionamiento con un flujo de corriente alterna a traves de la conexion con una frecuencia entre 1 kHz y 100 kHz, presenta una impedancia cuya magnitud es inferior a 10 V/A, en particular inferior a 1 V/A, con preferencia inferior a 0,1 V/A y cuya magnitud oscila en particular en una gama de frecuencias de 1 kHz a 100 kHz en un maximo de 100%, en particular un maximo de 40%, ventajosamente como maximo un 10% y con preferencia como maximo un 5%. Bajo una "seccion funcional" de una unidad de frecuencia de calentamiento debe entenderse en particular una gama de tiempo que con preferencia tiene una duracion de al menos 1 ms, en particular de al menos 10 ms, en la que la unidad de frecuencia de calentamiento opera con una frecuencia, en particular esencialmente constante, entre 1 kHz y 100 kHz. Bajo “esencialmente constante” debe entenderse en particular que un valor de una magnitud se desvfa como maximo en un 25%, en particular en como
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maximo un 15% y con preferencia en como maximo un 5% de un valor medio de la magnitud. Bajo secciones funcionales “separadas” deben entenderse en particular secciones funcionales que son diferentes de secciones funcionales que coinciden al menos parcialmente en el tiempo. Puede lograrse en particular un equipo de calentamiento flexible.
En otra variante de la invencion se propone que las unidades de frecuencia de calentamiento esten previstas para operar mediante una unica fase. Bajo una “unica fase” ha de entenderse en particular una fase de una conexion electrica domestica, con preferencia de una conexion domestica trifasica. Con preferencia estan conectadas ambas unidades de frecuencia de calentamiento a un unico rectificador, que es alimentado desde la unica fase con tension alterna. Puede proporcionarse en particular un equipo de calentamiento sencillo y economico.
De acuerdo con la invencion, se propone que el equipo de calentamiento por induccion presente al menos una unidad de resonancia, que en al menos un estado de funcionamiento esta conectada directamente con un contacto comun al menos de la primera y de la segunda unidades de calentamiento por induccion. Bajo una “unidad de resonancia” debe entenderse en particular una unidad que incluye al menos una capacidad de resonancia, que con preferencia esta formada por al menos un condensador, que con preferencia es diferente de una capacidad de amortiguamiento y/o una capacidad que esta conectada en paralelo con un elemento de conexion. En particular esta formada una capacidad de resonancia por una combinacion de circuitos en serie y en paralelo de varios condensadores. La capacidad de resonancia es en particular parte integrante de un circuito electrico oscilante, en particular de un circuito electrico serie oscilante. Con preferencia esta conectada la capacidad de resonancia en al menos un estado de funcionamiento, en particular a traves de un elemento de conexion, en serie con una unidad de calentamiento por induccion y esta prevista con especial ventaja para cargarse a traves de la unidad de calentamiento por induccion mediante al menos una unidad de frecuencia de calentamiento, en particular cuando la unidad de calentamiento por induccion esta colocada mediante el circuito de conexion a un potencial electrico mas alto. La capacidad de resonancia esta situada en particular en un lado de la unidad de calentamiento por induccion opuesto a la unidad de frecuencia, visto en la direccion de un circuito de lmea. En particular opera una unidad de calentamiento por induccion en un circuito de puente completo. En un circuito de puente completo esta dispuesta la unidad de calentamiento por induccion conjuntamente con una capacidad de resonancia, conectada con preferencia en serie con la unidad de calentamiento por induccion, entre dos divisores de tension formados por unidades de frecuencia de calentamiento, en el ramal del puente. Con preferencia opera una unidad de calentamiento por induccion en un circuito de semipuente. En un circuito de semipuente esta dispuesta la unidad de calentamiento por induccion entre un divisor de tension formado por la unidad de frecuencia de calentamiento y un divisor de tension formado por dos capacidades de resonancia, en el ramal del puente. Bajo un "contacto comun" de las unidades de calentamiento por induccion debe entenderse en particular un contacto que esta unido en cada caso directamente con las unidades de calentamiento por induccion y cuyas conexiones con las unidades de frecuencia de calentamiento son diferentes de las conexiones directas. Bajo un "contacto" debe entenderse en particular un punto de conexion electrica, en particular un polo de un componente electrico. Puede lograrse en particular un equipo de calentamiento por induccion con costes reducidos.
De acuerdo con la invencion esta prevista la unidad de mando para, en un modo de funcionamiento en el que las unidades de frecuencia de calentamiento estan conectadas a traves de las unidades de calentamiento por induccion y operan en secciones funcionales diferentes una de otra, distanciar los momentos de inicio de al menos dos, en particular de al menos cinco, ventajosamente de al menos diez y en particular de todas las secciones funcionales consecutivas de una unidad de calentamiento por induccion en como maximo 5 seg, en particular como maximo 2 seg, en particular como maximo 700 ms, ventajosamente como maximo 500 ms y con preferencia como maximo 300 ms. Puede lograrse en particular una generacion de calor uniforme en el tiempo.
Se propone ademas que el equipo de calentamiento por induccion presente al menos otra unidad de calentamiento por induccion y un circuito de conexion que esta previsto para, mediante ordenes de conexion de la unidad de mando, unir directamente entre sf al menos tres, en particular al menos seis, ventajosamente al menos diez combinaciones diferentes de al menos una de las unidades de frecuencia de calentamiento, de las que al menos hay dos y al menos una de las unidades de calentamiento por induccion, de las que al menos hay tres. En particular presenta el circuito de conexion al menos dos elementos de conexion, que en particular estan dispuestos ambos entre la primera unidad de calentamiento por induccion y la primera unidad de frecuencia de calentamiento. Bajo el concepto de que los elementos de conexion estan dispuestos "entre" la unidad de frecuencia de calentamiento y la unidad de calentamiento por induccion, debe entenderse en particular que en un estado de funcionamiento en el que la unidad de calentamiento por induccion se alimenta con corriente alterna de alta frecuencia, la unidad de calentamiento por induccion con los elementos de conexion estan dispuestos en cualquier orden de secuencia en un unico contacto, con preferencia una toma de tension, de la unidad de frecuencia de calentamiento en conexion serie. Con preferencia estan conectados directamente en cualquier estado de funcionamiento el primer elemento de conexion con la unidad de frecuencia de calentamiento, con el primer elemento de conexion el segundo elemento de conexion y con el segundo elemento de conexion la unidad de calentamiento por induccion. Con preferencia esta prevista la unidad de mando al menos para alimentar alternadamente al menos dos de las unidades de calentamiento por induccion, con preferencia periodicamente, en particular con una duracion del penodo de como maximo 7 seg, en particular como maximo 5 seg, con preferencia como maximo 2 seg, a traves de una de las unidades de frecuencia de calentamiento con corriente alterna de alta frecuencia, modificandose para ello en particular los estados de conexion del circuito de conexion y/o la frecuencia de la unidad de frecuencia de calentamiento mediante la unidad de mando. Puede proporcionarse en particular un equipo de calentamiento por induccion flexible, que reduce los costes. Ventajosamente puede lograrse mediante la aplicacion del modo de
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funcionamiento propuesto en una tal aplicacion un desgaste reducido mediante un control mas espaciado de elementos de conexion del circuito de conexion.
En otra variante presenta la invencion ventajosamente al menos un sensor, que al menos en un modo de funcionamiento en el que la primera unidad de calentamiento por induccion esta conectada directamente con el primer generador de alta frecuencia y la segunda unidad de calentamiento por induccion esta conectada directamente con la segunda unidad de frecuencia de calentamiento, a traves de las que estan unidas al menos dos unidades de calentamiento por induccion, esta previsto para determinar al menos una magnitud caractenstica de la potencia de la primera unidad de calentamiento por induccion en una seccion funcional de la segunda unidad de calentamiento por induccion. Bajo una "magnitud caractenstica de la potencia" debe entenderse en particular una magnitud electrica caractenstica, con preferencia una magnitud de una corriente electrica, de una tension y/o de la potencia electrica. En particular presenta el sensor varios elementos sensores, que estan previstos para determinar y/o estimar conjuntamente una potencia electrica. Bajo el concepto de que una magnitud se “estima" debe entenderse en particular que un valor determinado para la magnitud se desvfa de un valor exacto de la magnitud en como maximo un 30%, en particular como maximo un 20%, ventajosamente como maximo un 10% y con preferencia como maximo un 5% de un valor exacto de la magnitud. Puede lograrse en particular una reduccion de parpadeos, es decir, de oscilaciones de la tension de la red provocadas por oscilaciones de potencia.
En el marco de la invencion esta prevista la unidad de mando para, en un modo de funcionamiento en el que las unidades de frecuencia de calentamiento estan unidas mediante las unidades de calentamiento por induccion y en el que tanto para la primera como tambien para la segunda unidad de calentamiento por induccion se demanda al menos una potencia media, operar simultaneamente las unidades de frecuencia de calentamiento en un modo con control retardado en fase. Bajo una potencia media debe entenderse en particular una potencia de mas de 800 W, con preferencia de mas de 1000 W y en particular de mas de 1200 W. En particular una suma de las potencias medias es mayor que 1500 W, ventajosamente mayor que 1800 W y con preferencia mayor que 2000 W. En particular un punto de umbral de las potencias demandadas para un cambio al modo de control con retardo en fase depende de elementos de calentamiento, en particular recipientes para cocinar, calentados por la primera y la segunda unidad de calentamiento por induccion. Bajo un "modo de control con retardo en fase" debe entenderse en particular un modo en el que las unidades de frecuencia de calentamiento funcionan con la misma frecuencia ajustada y una potencia entregada a traves de las unidades de calentamiento por induccion depende en particular de la frecuencia ajustada, de un decalaje en fase de los momentos de conexion de las unidades de frecuencia de calentamiento entre sf y/o de una relacion impulso/periodo de las corrientes alternas de alta frecuencia generadas. Puede lograrse en particular una elevada flexibilidad.
Otras ventajas resultan de la siguiente descripcion del dibujo. En el dibujo se representa un ejemplo de realizacion de la invencion. El dibujo, la descripcion y las reivindicaciones contienen numerosas caractensticas en combinacion. El especialista tendra en cuenta las caractensticas convenientemente tambien en forma individual y las reunira para formar otras combinaciones procedentes.
Se muestra en:
figura 1 una placa de cocina de induccion en una representacion esquematica desde arriba,
figura 2 un equipo de calentamiento por induccion de acuerdo con la invencion en una representacion esquematica y figura 3 una representacion esquematica, a modo de ejemplo, de la evolucion en el tiempo de la potencia de dos unidades de calentamiento por induccion.
La figura 1 muestra un aparato domestico 10 constituido como placa de cocina de induccion con un equipo de calentamiento por induccion 12 configurado como equipo de placa de cocina de induccion, con cuatro unidades de calentamiento por induccion 20, 22, 24, 26, que presentan respectivos elementos de calentamiento por induccion configurados como inductor. Las unidades de calentamiento por induccion 20, 22, 24, 26 estan situadas bajo una placa de cocina 14. Ademas presenta el equipo de calentamiento por induccion 12 un modulo de potencia 18 operado por una unica fase 16 de una conexion domestica trifasica, que esta previsto para alimentar las unidades de calentamiento por induccion 20, 22, 24, 26 con corriente alterna de alta frecuencia con una frecuencia entre 20 kHz y 100 kHz. Para ello presenta el modulo de potencia 18 dos unidades de frecuencia de calentamiento 30, 32, que estan previstas para operar mediante una unica fase 16 y alimentar las unidades de calentamiento por induccion 20, 22, 24, 26 (figura 2). La frecuencia de las unidades de frecuencia de calentamiento 30, 32 depende entre otras de una potencia de calentamiento demandada por una unidad de operacion 28 para la unidad de calentamiento por induccion 20, 22, 24, 26 y de un recipiente para cocinar, que esta situado en una zona de coccion sobre la placa de cocina 14 por encima de la unidad de calentamiento por induccion 20, 22, 24, 26 y viene determinada por una unidad de mando 34 del equipo de calentamiento por induccion 12. La unidad de mando 34 presenta una unidad de calculo, una unidad de memoria y un programa de funcionamiento archivado en la unidad de memoria, que esta previsto para ser ejecutado por la unidad de calculo.
La figura 2 muestra un circuito para el equipo de calentamiento por induccion 12. Una tension de red aplicada a una fase 16 de entre 220 V y 230 V con una frecuencia de red entre 49 Hz y 51 Hz, se rectifica en un rectificador 36 y se almacena en parte en una capacidad de tamponamiento 38. Los polos de la capacidad de tamponamiento 38 constituyen los contactos exteriores 40, 42, entre los que se aplica una tension continua pulsatoria. Las unidades de frecuencia de calentamiento 30, 32 estan dispuestas entre los contactos exteriores 40, 42 y transforman la tension continua pulsatoria en corriente alterna de alta frecuencia. Las unidades de frecuencia de calentamiento 30, 32
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presentan para ello en cada caso dos elementos de conexion 44, 46 conectados en serie entre los contactos exteriores 40, 42, configurados como interruptores monopolares bidireccionales, con respectivos condensadores de amortiguamiento 48, 50 conectados en paralelo. Los elementos de conexion 44, 46 estan formados en cada caso por un IGBT 52, 54 (transistor bipolar con electrodo de gate o puerta aislado) y un diodo 56, 58 conectado en paralelo. Una toma de tension 60, 62 esta dispuesta en cada caso en un contacto comun de ambos IGBTs 52, 54. La unidad de mando 34 origina mediante control alternado, de alta frecuencia, de ambos IGBTs en la toma de tension 60, una tension alterna de alta frecuencia con amplitud pulsatoria, a la que cuando se conecta una unidad de calentamiento por induccion 20, 22, 24, 26, sigue una corriente alterna de alta frecuencia. Las tomas de tension 60, 62 de las unidades de frecuencia de calentamiento 30, 32 estan unidas con un circuito de conexion 64, que presenta seis elementos de conexion 66, 68, 70, 72, 74, 76 formados por reles, configurados como conmutadores monopolares y que mediante ordenes de conexion de la unidad de mando 34 esta previsto para unir directamente entre sf 16 combinaciones distintas de hasta dos de las dos unidades de frecuencia de calentamiento 30, 32 y hasta dos de las cuatro unidades de calentamiento por induccion 20, 22, 24, 26. Los elementos de conexion 66, 68, 70, 72, 74, 76 configurados como conmutadores monopolares presentan tres contactos y dos estados de conexion. En un primer estado de conexion esta unido directamente el primer contacto con el segundo contacto y en un segundo estado de conexion estan unidos directamente el primer y el tercer contacto (en la representacion esta situado el primer contacto en cada caso a la izquierda y el segundo contacto a la derecha arriba). Los elementos de conexion 66, 68, 70, 72, 74, 76 estan dispuestos en una conexion en cascada. Un primer contacto del elemento de conexion 66 esta unido directamente con la toma de tension 60 de la unidad de frecuencia de calentamiento 30. Un segundo y un tercer contacto del elemento de conexion 66 estan unidos en cada caso directamente con el primer contacto de ambos elementos de conexion 68, 70. Las unidades de calentamiento por induccion 20, 22, 24, 26 estan unidas directamente en cada caso con uno de los segundos o terceros contactos de los elementos de conexion 68, 70. En la toma de tension 62 de la segunda unidad de frecuencia de calentamiento 32 esta conectado con los elementos de conexion 72, 74, 76 un circuito similar. Cada una de las unidades de calentamiento por induccion 20, 22, 24, 26 puede asf unirse directamente, mediante estados de conexion adecuados de los elementos de conexion 66, 68, 70, 72, 74, 76, individualmente con cada una de las unidades de frecuencia de calentamiento 30, 32. Ademas pueden estar unidas dos cualesquiera de las unidades de calentamiento por induccion 20, 22, 24, 26 a la vez con distintas unidades de calentamiento por induccion 30, 32. Igualmente es posible para cada una de las unidades de calentamiento por induccion 20, 22, 24, 26 un funcionamiento boost (de refuerzo), cuando esta unida directamente a la vez una unica unidad de calentamiento por induccion 20, 22, 24, 26 con ambas unidades de alta frecuencia 30, 32. Las unidades de calentamiento por induccion 20, 22, 24, 26 operan en cada caso en conexion de semipuente. Las unidades de calentamiento por induccion 20, 22, 24, 26 presentan en cada caso un contacto 78, 79 comun, que esta conectado en cada caso directamente con una unidad de resonancia 80, 81, que esta formada por dos capacidades de resonancia 82, 84 y 83, 85, compuestas en cada caso por condensadores individuales. Las capacidades de resonancia 82, 84 y 83, 85 estan conectadas en cada caso en serie y una de las capacidades de resonancia 82, 83 esta conectada directamente con uno de los contactos exteriores 40 y la otra de las capacidades de resonancia 84, 85 esta conectada directamente con el otro contacto exterior 42. Ambas capacidades de resonancia 84, 82 y 83, 85 estan conectadas en cada caso directamente con las dos unidades de calentamiento por induccion 20, 22 y 24, 26. El equipo de calentamiento por induccion 12 presenta asf una unidad de mando 34, una primera y una segunda unidades de calentamiento por induccion 20, 22 y una primera y una segunda unidades de frecuencia de calentamiento 30, 32, que en un modo de funcionamiento en el que la primera unidad de calentamiento por induccion 20 esta conectada directamente con la primera unidad de frecuencia de calentamiento 30 y la segunda unidad de calentamiento por induccion 22 esta conectada directamente con la segunda unidad de frecuencia de calentamiento 32, estan conectadas mediante las dos unidades de calentamiento por induccion 20, 22. Ademas es posible que las unidades de frecuencia de calentamiento 30, 32 esten conectadas mediante la tercera y la cuarta unidades de calentamiento por induccion 24, 26. Ademas presenta el equipo de calentamiento por induccion 12 ampenmetros configurados como transformadores de intensidad con convertidores analogico-digital, que estan previstos como sensores 86, 88 para determinar la intensidad de la corriente que fluye a traves de la toma de tension 60, 62 de las unidades de frecuencia de calentamiento 30, 32. Los ampenmetros estan conectados en cada caso directamente con la toma de tension 60, 62 de una de las unidades de frecuencia de calentamiento 30, 32 y el primer contacto de los elementos de conexion 66, 72 del circuito de conexion 64 y con ello estan dispuestos entre una unidad de calentamiento por induccion 20, 22, 24, 26 y una unidad de frecuencia de calentamiento 30, 32.
La unidad de mando 34 esta prevista para operar las unidades de frecuencia de calentamiento 30, 32 en un modo de funcionamiento en el que las unidades de frecuencia de calentamiento 30, 32 estan unidas mediante las unidades de calentamiento por induccion 20, 22 y 24, 26, respectivamente, en secciones funcionales 90, 91 que se diferencian entre sf. La figura 3 muestra a modo de ejemplo esquematicamente una evolucion de las potencias electricas P1, P2, que se transforman en un tal estado de funcionamiento en la primera y en la segunda unidades de calentamiento por induccion 20, 22 y una suma Psum de estas potencias P1, P2 en funcion del tiempo t. Los elementos de conexion 66, 68, 72, 74 conservan en este modo de funcionamiento su estado de conexion permanentemente, con lo que la primera unidad de calentamiento por induccion 20 esta unida siempre directamente con la primera unidad de frecuencia de calentamiento 30 y la segunda unidad de calentamiento por induccion 22 siempre directamente con la segunda unidad de frecuencia de calentamiento 32. La unidad de mando 34 esta prevista para, en el modo de funcionamiento en el que las unidades de frecuencia de calentamiento 30, 32 estan unidas mediante las unidades de calentamiento por induccion 20, 22 y operan en secciones funcionales 90, 92 y 91, 93 respectivamente, que se diferencian entre sf, distanciar los momentos de inicio de secciones funcionales consecutivas 90, 92 y 91, 93 respectivamente de la primera y segunda unidades de calentamiento por induccion respectivamente en 2 seg. La evolucion de la potencia representada en el diagrama se repite periodicamente con una duracion del penodo tMux de 2 seg.
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A la seccion funcional 90, en la que la unidad de frecuencia de calentamiento 32 esta activa, le sigue una primera seccion funcional 91 de la unidad de calentamiento por induccion 20, en la que la misma se alimenta con corriente alterna de alta frecuencia a traves de la primera unidad de frecuencia de calentamiento 30. La otra unidad de frecuencia de calentamiento 32 esta inactiva en este estado de funcionamiento y no genera por lo tanto ninguna corriente alterna de alta frecuencia. Debido a que durante la primera seccion funcional 91 la segunda unidad de frecuencia de calentamiento 32 esta unida con la primera unidad de frecuencia de calentamiento 30 a traves de las unidades de calentamiento por induccion 20, 22, fluye una parte de la corriente alterna de alta frecuencia de la primera unidad de frecuencia de calentamiento 30 desde la toma de tension 60 a traves del circuito de conexion 64, la primera unidad de calentamiento por induccion 20, el contacto comun 79, la segunda unidad de calentamiento por induccion 22 y el circuito de conexion 64 hasta la toma de tension 62 de la segunda unidad de frecuencia de calentamiento 32 y desde allf a traves de los diodos y capacidades de amortiguamiento de la segunda unidad de frecuencia de calentamiento 32 y genera asf una cesion de potencia a traves de la segunda unidad de calentamiento por induccion 22. El ampenmetro, que esta dispuesto entre la segunda unidad de frecuencia de calentamiento 32 y la segunda unidad de calentamiento por induccion 22 como sensor 88, esta previsto para determinar una intensidad de corriente electrica y con ello una magnitud caractenstica de la potencia de la segunda unidad de calentamiento por induccion 22 en la primera seccion funcional 91 de la primera unidad de calentamiento por induccion 20. Mediante un voltimetro 98, que mide la tension entre los contactos exteriores 40, 42, se determina la potencia electrica que se transforma en la segunda unidad de calentamiento por induccion 22. Esta tiene una magnitud, en funcion de la potencia de la primera unidad de calentamiento por induccion 20, de entre 0 W y 100 W y aumenta al descender la frecuencia de la unidad de frecuencia de calentamiento 30. La primera seccion funcional 91 puede tener, en funcion de la potencia elegida para la unidad de calentamiento por induccion 20 y de la suma de las potencias elegidas para las unidades de calentamiento por induccion 20, 22, una duracion cualquiera ti entre 0 y tMux, es decir, 2 seg, que en particular corresponde a un multiplo de la duracion de un semipenodo de la frecuencia de la red.
En una segunda seccion funcional 92 que sigue a la primera seccion funcional 91, se alimenta la segunda unidad de calentamiento por induccion 22 mediante la segunda unidad de frecuencia de calentamiento 32 con corriente alterna de alta frecuencia. La otra unidad de frecuencia de calentamiento 30 esta inactiva en este estado de funcionamiento y por lo tanto no genera ninguna corriente alterna de alta frecuencia. Puesto que durante la segunda seccion funcional 92 la primera unidad de frecuencia de calentamiento 30 esta unida con la segunda unidad de frecuencia de calentamiento 32 a traves de la unidades de calentamiento por induccion 20, 22, fluye una parte de la corriente alterna de alta frecuencia de la segunda unidad de frecuencia de calentamiento 32 a traves de los diodos 56, 58 y capacidades de amortiguamiento 48, 50 de la segunda unidad de frecuencia de calentamiento 32 y genera asf una cesion de potencia a traves de la primera unidad de calentamiento por induccion 30. El ampenmetro, que esta dispuesto como sensor 88 entre la primera unidad de frecuencia de calentamiento 30 y la primera unidad de calentamiento por induccion 20, esta previsto para determinar una intensidad de corriente electrica y con ello una magnitud caractenstica de la potencia de la primera unidad de calentamiento por induccion 20 en la segunda seccion funcional de la segunda unidad de calentamiento por induccion 22. Mediante el voltimetro 98, que mide la tension entre los contactos exteriores 40, 42, se determina a su vez la potencia electrica que se transforma en la primera unidad de calentamiento por induccion 20 durante el estado de funcionamiento 92 de la segunda unidad de calentamiento por induccion 22. Esta es, en funcion de la potencia de la segunda unidad de calentamiento por induccion 22, entre 0 y 100 W y aumenta al descender la frecuencia de la unidad de frecuencia de calentamiento 32. La segunda seccion funcional 92 tiene una duracion t2 que corresponde a tMux, es decir, 2 seg, menos la duracion de la primera seccion funcional 91.
A la segunda seccion funcional 92 le sigue de nuevo una seccion funcional 93, en la que la unidad de calentamiento por induccion 20 se alimenta mediante la unidad de frecuencia de calentamiento 30 con corriente alterna de alta frecuencia. El momento de inicio de la seccion funcional 93 esta distanciado con tMux, es decir, 300 ms, respecto al momento de inicio de la seccion funcional 91.
La unidad de mando 34 esta prevista para minimizar puntas de tension que se retroalimentan a la red electrica y que se originan debido a oscilaciones de potencia, manteniendose esencialmente constante la suma Psum de las potencias P1, P2 de ambas unidades de calentamiento por induccion 20, 22 en las distintas secciones funcionales 90, 92.
Ademas esta prevista la unidad de control 34 para, en un modo de funcionamiento en el que las unidades de frecuencia de calentamiento 30, 32 estan unidas a traves de las unidades de calentamiento por induccion 20, 22 y en el que tanto para la primera como tambien la segunda unidades de calentamiento por induccion 20, 22 se demanda una potencia que es mayor que 1000 W o en el que una suma de las potencias demandadas es mayor que 2000 W, operar simultaneamente las unidades de frecuencia de calentamiento 20, 22 en un modo con control retardado en fase.
Por lo demas, puede pensarse en variantes en las que entre las unidades de calentamiento por induccion 20, 22, 24, 26 y las unidades de resonancia 80, 81 esten dispuestos elementos de conexion o en las que se permitan modos de funcionamiento en los cuales una suma de las duraciones de las secciones funcionales 90, 91, 92, 93 sea mas corta que la duracion de un periodo tMux en la que estan distanciados los puntos de inicio de las secciones funcionales 91, 93 y/o 90, 92.
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20
25
30
35
40
45
50
Lista de referencias
10 aparato domestico
12 equipo de calentamiento por induccion
14 placa de cocina
16 fase
18 modulo de potencia
20 unidad de calentamiento por induccion
22 unidad de calentamiento por induccion
24 unidad de calentamiento por induccion
26 unidad de calentamiento por induccion
28 unidad de operacion
30 unidad de frecuencia de calentamiento
32 unidad de frecuencia de calentamiento
34 unidad de mando
36 rectificador
38 capacidad de tamponamiento
40 contacto exterior
42 contacto exterior
44 elemento de conexion
46 elemento de conexion
48 condensador de amortiguamiento
50 condensador de amortiguamiento
52 IGBT
54 IGBT
56 diodo
58 diodo
60 toma de tension
62 toma de tension
64 circuito de conexion
66 elemento de conexion
68 elemento de conexion
70 elemento de conexion
72 elemento de conexion
74 elemento de conexion
76 elemento de conexion
78 contacto comun
79 contacto comun
80 unidad de resonancia
81 unidad de resonancia
82 capacidad de resonancia
83 capacidad de resonancia
84 capacidad de resonancia
85 capacidad de resonancia
86 sensor
88 sensor
90 seccion funcional
91 seccion funcional
92 seccion funcional
93 seccion funcional
98 voltfmetro
Claims (7)
- 5101520253035404550556065REIVINDICACIONES1. Equipo de calentamiento por induccion con al menos una unidad de mando (34), con al menos una primera y una segunda unidades de calentamiento por induccion (20, 22, 24, 26), con al menos una primera y una segunda unidades de frecuencia de calentamiento (30, 32), que en al menos un modo de funcionamiento en el que la primera unidades de calentamiento por induccion (20, 22, 24, 26) esta conectada directamente con la primera unidad de frecuencia de calentamiento (30, 32) y la segunda unidad de calentamiento por induccion (20, 22, 24, 26) esta conectada directamente con la segunda unidad de frecuencia de calentamiento (30, 32), estan unidas mediante las unidades de calentamiento por induccion (20, 22, 24, 26), de las que al menos hay dos,en el que la unidad de mando (34) esta prevista para operar las unidades de frecuencia de calentamiento (30, 32) en un modo de funcionamiento en el que las unidades de frecuencia de calentamiento (30, 32) estan conectadas a traves de las unidades de calentamiento por induccion (20, 22, 24, 26), en secciones funcionales (90, 91, 92, 93) distintas una de otra y con al menos una unidad de resonancia (80, 81), que en al menos un estado de funcionamiento esta conectada directamente con un contacto comun (78, 79) al menos de la primera y de la segunda unidad de calentamiento por induccion (20, 22, 24, 26),caracterizado porque la unidad de mando (34) esta prevista para, en un modo de funcionamiento en el que las unidades de frecuencia de calentamiento (30, 32) estan unidas mediante las unidades de calentamiento por induccion (20, 22, 24, 26) y en el que tanto para la primera como tambien para la segunda unidad de calentamiento por induccion (20, 22, 24, 26) se demanda al menos una potencia media, operar simultaneamente las unidades de frecuencia de calentamiento (30, 32) en un modo con control retardado en fase.
- 2. Equipo de calentamiento por induccion de acuerdo con la reivindicacion 1,caracterizado porque las unidades de frecuencia de calentamiento (30, 32) estan previstas para operar mediante una unica fase (16).
- 3. Equipo de calentamiento por induccion de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la unidad de mando (34) esta prevista para, en un modo de funcionamiento en el que las unidades de frecuencia de calentamiento (30, 32) estan conectadas a traves de las unidades de calentamiento por induccion (20, 22, 24, 26) y en el que operan en secciones funcionales (91, 93) diferentes una de otra, distanciar los momentos de inicio de al menos dos secciones funcionales (91, 93) consecutivas de al menos la primera unidad de calentamiento por induccion (20, 22, 24, 26) en como maximo 1 seg.
- 4. Equipo de calentamiento por induccion de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por al menos otra unidad de calentamiento por induccion (20, 22, 24, 26) y un circuito de conexion (64) que esta previsto para, mediante ordenes de conexion de la unidad de mando (34), unir directamente entre sf al menos tres combinaciones diferentes de al menos una de las unidades de frecuencia de calentamiento (30, 32), de las que al menos hay dos y al menos una de las unidades de calentamiento por induccion (20, 22, 24, 26), de las que al menos hay tres.
- 5. Equipo de calentamiento por induccion de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por al menos un sensor (86, 88), que al menos en un modo de funcionamiento en el que la primera unidad de calentamiento por induccion (20, 22, 24, 26) esta conectada directamente con el primer generador de alta frecuencia (30, 32) y la segunda unidad de calentamiento por induccion (20, 22, 24, 26) esta conectada directamente con la segunda unidad de frecuencia de calentamiento (30, 32), a traves de las que estan unidas al menos dos unidades de calentamiento por induccion (20, 22, 24, 26), esta previsto para medir al menos una magnitud caractenstica de la potencia de la primera unidad de calentamiento por induccion (20, 22, 24, 26) en la seccion funcional (90, 92) de la segunda unidad de calentamiento por induccion (20, 22, 24, 26).
- 6. Aparato domestico con un equipo de calentamiento por induccion (12) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes.
- 7. Procedimiento para operar un equipo de calentamiento por induccion (12) segun una de las reivindicaciones 1 a 5,con al menos una unidad de mando (34), con al menos una primera y una segunda unidades de calentamiento por induccion (20, 22, 24, 26), con al menos una primera y una segunda unidades de frecuencia de calentamiento (30, 32), que en al menos un modo de funcionamiento en el que la primera unidad de calentamiento por induccion (20, 22, 24, 26) esta conectada directamente con la primera unidad de frecuencia de calentamiento (30, 32) y la segunda unidad de calentamiento por induccion (20, 22, 24, 26) esta conectada directamente con la segunda unidad de frecuencia de calentamiento (30, 32), estan unidas mediante las unidades de calentamiento por induccion (20, 22, 24, 26), de las que al menos hay dos,en el que las unidades de frecuencia de calentamiento (30, 32), en un modo de funcionamiento en el que las unidades de frecuencia de calentamiento (30, 32) estan conectadas a traves de las unidades de calentamiento por induccion (20, 22, 24, 26), operan mediante la unidad de mando (34) en secciones funcionales (90, 91, 92, 93) distintas una de otra y con al menos una unidad de resonancia (80, 81), que en al menos un estado de funcionamiento esta conectada directamente con un contacto comun (78, 79) al menos de la primera y de la segunda unidad de calentamiento por induccion (20, 22, 24, 26),caracterizado porque en un modo de funcionamiento en el que las unidades de frecuencia de calentamiento (30, 32) estan unidas mediante las unidades de calentamiento por induccion (20, 22, 24, 26) y en el que tanto para la primera como tambien para la segunda unidad de calentamiento por induccion (20, 22, 24, 26) sedemanda al menos una potencia media, las unidades de frecuencia de calentamiento (30, 32) operan simultaneamente mediante la unidad de mando (34) en un modo con control retardado en fase.
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