Dispositivo de calentamiento por inducción y método correspondiente para la puesta en servicio y el reconocimiento del recipiente.

Método para la puesta en servicio de un dispositivo de calentamiento por inducción con

- una bobina de inducción

(4),

- un condensador (25), que se conecta en paralelo con la bobina de inducción (4), donde la bobina de inducción (4) y el condensador (25) forman un circuito oscilante en paralelo, y

- un medio de conmutación accionable (24), que se conecta en serie con el circuito oscilante en paralelo entre una tensión de circuito intermedio (UZ) producida por una tensión alterna de red (UN) y un potencial de referencia (GND) y se acciona de tal manera que durante un funcionamiento de calentamiento provoca una oscilación del circuito oscilante en paralelo

caracterizado por el hecho de que

- un mínimo de un ciclo de oscilación se determina en un nodo de conexión (N1) del circuito oscilante en paralelo y del medio de conmutación (24),

- una tensión mínima se determina en el mínimo del ciclo de oscilación y

- el medio de conmutación (24) se conecta en el mínimo del ciclo de oscilación para una duración del tiempo de conexión, la cual dependiendo de la tensión mínima se determina de tal manera que una tensión mínima en ciclos de oscilación sucesivos no excede un valor máximo prefijable.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2006/009915.

Solicitante: E.G.O. ELEKTRO-GERATEBAU GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: ROTE-TOR-STRASSE 14 75038 OBERDERDINGEN ALEMANIA.

Inventor/es: DORWARTH, RALF, DR., SCHILLING, WILFRIED, VOLK,MARTIN, SCHONHERR,TOBIAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR > CALEFACCION ELECTRICA; ALUMBRADO ELECTRICO NO PREVISTO... > Calefacción por campos eléctricos, magnéticos... > H05B6/06 (Control, p. ej. de la temperatura, de la potencia)

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Fragmento de la descripción:

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DESCRIPCIÓN

Dispositivo de calentamiento por inducción y método correspondiente para la puesta en servicio y el reconocimiento del recipiente [0001] La invención se refiere a un método para la puesta en servicio de un dispositivo de calentamiento por inducción según el concepto general de la reivindicación 1 y un dispositivo de calentamiento por inducción según el concepto general de la reivindicación 9.

Los aparatos de cocción por inducción o las cocinas de inducción encuentran siempre una difusión más fuerte. Ventajoso es el alto grado de rendimiento y la rápida reacción sobre un cambio del nivel de cocción. Desventajoso es el precio elevado en comparación con las placas de vitrocerámica con cuerpos de calefacción por radiación.

Los aparatos de cocción por inducción comprenden habitualmente uno o varios dispositivos de calentamiento por inducción dispuestos en una placa de cocción respectiva con una bobina de inducción, la cual se alimenta con una tensión alterna o una corriente alterna, por lo cual se inducen corrientes parásitas en un recipiente de cocina calentado magnético con la bobina de inducción acoplada. Las corrientes parásitas provocan un calentamiento de la batería de cocina.

Para el accionamiento de la bobina de inducción se conocen diversos procedimientos de arranque y disposiciones de la conexión. Es común que todas las variantes de procedimiento o de conexión produzcan para la bobina de inducción una tensión de accionamiento de alta frecuencia de una tensión de entrada de red de baja frecuencia. Este tipo de conexiones se denominan como convertidor.

Para las conversiones o transformaciones de frecuencia se rectifica habitualmente en primer lugar la tensión de entrada de red o la tensión alterna de red con ayuda de un rectificador en una tensión continua de alimentación o una tensión de circuito intermedio y a continuación se tratan para la producción de la tensión de accionamiento de alta frecuencia con ayuda de uno o varios medios de conmutación, en general transistores bipolares de puerta aislada (IGBT, por sus siglas en inglés) . A la salida del rectificador, es decir entre la tensión de circuito intermedio y un potencial de referencia, se prevé habitualmente un así llamado condensador del circuito intermedio para el tamponaje de la tensión de circuito intermedio.

Una variante del rectificador difundida en Europa forma una conexión de semipuente de dos IGBT, donde la bobina de inducción y dos condensadores, que se conectan en serie entre la tensión de circuito intermedio y el potencial de referencia, forman un circuito oscilante en serie. La bobina de inducción se conecta con una conexión a un punto de transferencia de ambos condensadores y con su otra conexión a un punto de transferencia de los IGBT ambos conectados al semipuente. Esta variante del rectificador es eficiente y fiable, sin embargo es relativamente cara a causa de los ambos IGBT necesitados.

Una variante optimizada en aspecto de costes usa por lo tanto solo un dispositivo de conmutación o un IGBT, donde la bobina de inducción y un condensador forman un circuito oscilante paralelo. Entre las conexiones de salida del rectificador, en paralelo al condensador de circuito intermedio se conectan en serie el circuito oscilante paralelo a la bobina de inducción y al condensador y al IGBT. En la puesta en servicio de esta variante del rectificador existe sin embargo el riesgo de que en condiciones de uso desfavorables, por ejemplo utilizando baterías de cocina desfavorables, se puede causar una sobrecarga de los componentes. Esto lleva habitualmente a una reducción de la duración de la vida útil de este tipo de dispositivos de calentamiento por inducción.

El documento GB-A-2 062 985 es el estado de la técnica.

Objetivo y solución [0009] La invención se encuentra por lo tanto la tarea de poner a disposición un método para la puesta en servicio de un dispositivo de calentamiento por inducción y un dispositivo de calentamiento por inducción, en los que los dispositivos de calentamiento por inducción presenten un convertidor con solo un medio de conmutación o un IGBT y que permitan en condiciones de uso cambiantes una puesta en servicio fiable y cuidadosa con los componentes con una alta duración de la vida útil del dispositivo de calentamiento por inducción.

La invención soluciona esta tarea a través de un método para la puesta en servicio de un dispositivo de calentamiento por inducción según la reivindicación 1 y un dispositivo de calentamiento por inducción según la reivindicación 9.

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Las configuraciones ventajosas y preferidas de la invención son objeto de las otras reivindicaciones y se explican a continuación con más detalle. El texto de las reivindicaciones se hace a través de la referencia explícita con el contenido de la descripción.

El método según la invención sirve para la puesta en servicio de un dispositivo de calentamiento por inducción con una bobina de inducción, un condensador, que está conectado en paralelo con la bobina de inducción, donde la bobina de inducción y el condensador forman un circuito oscilante en paralelo, y un medio de conmutación accionable, que se conecta en serie con el circuito oscilante en paralelo entre una tensión de circuito intermedio producida por una tensión alterna de red y un potencial de referencia y se acciona de tal manera que durante un funcionamiento de calentamiento provoca una oscilación del circuito oscilante en paralelo. Para la puesta en servicio del dispositivo de calentamiento por inducción se conecta un mínimo de un ciclo de oscilación se determina a un nodo de conexión del circuito oscilante en paralelo y del medio de conmutación, una tensión mínima se determina en el mínimo del ciclo de oscilación y el medio de conmutación se conecta en el mínimo del ciclo de oscilación para una duración del tiempo de conexión, la cual se determina de tal manera dependiendo de la tensión mínima que una tensión mínima en los ciclos de oscilación sucesivos no excede un valor máximo prefijable. El valor máximo se prefiere menor que 50V, en especial menor que 10V. Esto permite una puesta en servicio del dispositivo de calentamiento por inducción especialmente cuidadosa con los componentes y por lo tanto con un desgaste reducido, puesto que el dispositivo de conmutación se conecta entonces exactamente cuando en el nodo de conexión del circuito oscilante en paralelo y del medio de conmutación no queda pendiente ninguna o solo una tensión pequeña. Una interconexión del medio de conmutación no produce por consecuencia ninguna o únicamente una punta del consumo eléctrico descuidada en el medio de conmutación mismo y en los componentes del dispositivo de calentamiento por inducción. A través de la elección adecuada de la duración del tiempo de conexión se alimenta justo tanta energía al circuito oscilante en la fase de carga o recarga que la tensión oscila en el nodo de conexión del circuito oscilante en paralelo y del medio de conmutación en el ciclo de oscilación sucesivo nuevamente justo hasta el valor de tensión deseado oscilado, es decir en el punto de cambio o mínimo presenta el nivel de tensión deseado. Cuando la duración del tiempo de conexión elegida es demasiado corta, la tensión presenta un valor demasiado alto en el nodo de conexión en el ciclo de oscilación sucesivo en el mínimo, por lo cual en la interconexión del medio de conmutación se causa una punta del consumo eléctrico. Cuando la duración del tiempo de conexión elegida es demasiado larga, se puede superar una intensidad de corriente máxima de los componentes, por ejemplo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

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1. Método para la puesta en servicio de un dispositivo de calentamiento por inducción con - una bobina de inducción (4) ,

- un condensador (25) , que se conecta en paralelo con la bobina de inducción (4) , donde la bobina de inducción (4) y el condensador (25) forman un circuito oscilante en paralelo, y

- un medio de conmutación accionable (24) , que se conecta en serie con el circuito oscilante en paralelo entre una tensión de circuito intermedio (UZ) producida por una tensión alterna de red (UN) y un potencial de referencia (GND) y se

acciona de tal manera que durante un funcionamiento de calentamiento provoca una oscilación del circuito oscilante en paralelo

caracterizado por el hecho de que

- un mínimo de un ciclo de oscilación se determina en un nodo de conexión (N1) del circuito oscilante en paralelo y del medio de conmutación (24) ,

- una tensión mínima se determina en el mínimo del ciclo de oscilación y

- el medio de conmutación (24) se conecta en el mínimo del ciclo de oscilación para una duración del tiempo de

conexión, la cual dependiendo de la tensión mínima se determina de tal manera que una tensión mínima en ciclos de 20 oscilación sucesivos no excede un valor máximo prefijable.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizados por el hecho de que la duración del tiempo de conexión se determina de tal manera que una tensión mínima en ciclos de oscilación sucesivos es igual que la tensión de referencia (GND) .

3. Método según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por el hecho de que la duración del tiempo de conexión se agranda en comparación con una duración del tiempo de conexión de un ciclo de oscilación anterior, cuando la tensión mínima excede un valor umbral predeterminado.

4. Método según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el mínimo de la oscilación se determina a través de la desviación de un desarrollo de tensión al nodo de conexión (N1) del circuito oscilante en paralelo y del medio de conmutación (24) .

5. Método según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que con el medio de 35 conmutación (24) conectado no tiene lugar ninguna determinación del mínimo.

6. Método según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la tensión mínima se compara con una tensión de referencia (UR) y dependiendo del resultado de la comparación se produce una señal de comparación (UK) que indica si la tensión mínima es mayor o menor que la tensión de referencia (UR) .

7. Método según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que la tensión de referencia se produce dependiendo del estado de conexión del medio de conmutación (24) .

8. Método según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que se determina si en una

superficie de cocción situada en el dispositivo de calentamiento por inducción o en una zona de calentamiento se halla un recipiente de cocción (5) , donde un recipiente de cocción (5) se reconoce cuando en el área de un paso cero de red de la tensión alterna de red (UN) no es posible determinar ningún mínimo de ciclos de oscilación en los nodos de conexión (N1) del circuito oscilante en paralelo y del medio de conmutación.

9. Dispositivo de calentamiento por inducción para la ejecución del método según una de las reivindicaciones 1 hasta 8, con -una bobina de inducción (4) , - un condensador (25) , que se conecta en paralelo a la bobina de inducción (4) paralelamente conectado, donde la 55 bobina de inducción (4) y el condensador (25) forman un circuito oscilante en paralelo, y - un medio de conmutación accionable (24) , que se conecta en serie con el circuito oscilante en paralelo entre una tensión de circuito intermedio (UZ) y una tensión de referencia (GND) y se acciona de tal manera que durante un funcionamiento de calentamiento se provoca una oscilación del circuito oscilante en paralelo 60 caracterizado por 9

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- un dispositivo de determinación del mínimo (5, 6, 7, 12) para determinar un mínimo de un ciclo de oscilación en un nodo de conexión (N1) del circuito oscilante en paralelo y del medio de conmutación (24) ,

- un dispositivo de determinación de la tensión mínima (9, 15, 16, 17) para determinar una tensión mínima en el mínimo del ciclo de oscilación y

- un dispositivo de control (19) acoplado al dispositivo de determinación del mínimo (5, 6, 7, 12) y al dispositivo de determinación de la tensión mínima (9, 15, 16, 17) que se configura de tal manera que el medio de conmutación (24) se conecta en el mínimo del ciclo de oscilación para una duración del tiempo de conexión, que se determina dependiendo de la tensión mínima de tal manera que una tensión mínima en ciclos de oscilación sucesivos no excede un valor máximo prefijable.

10. Dispositivo de calentamiento por inducción según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de determinación del mínimo comprende:

- un primer condensador (5) , -una primera resistencia (7) ,

- un medio de delimitación de sobretensión, particularmente un diodo Zener (12) , y

- una segunda resistencia (6) , donde el primer condensador (5) , la primera resistencia (7) y el medio de delimitación de sobretensión (12) se conectan en serie entre el nodo de conexión (N1) del circuito oscilante en paralelo y del medio de conmutación (24) y un potencial de referencia (GND) y la segunda resistencia (6) se conecta entre una tensión de alimentación (UV) y un nodo de conexión (N2) de la primera resistencia (7) y del medio de delimitación de sobretensión

(12) y se aplica una señal (TS) en el nodo de conexión (N2) de la primera resistencia (7) y del medio de delimitación de sobretensión (12) , lo cual indica un mínimo.

11. Dispositivo de calentamiento por inducción según la reivindicación 9 o 10, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de determinación de la tensión mínima comprende:

- un divisor de tensión (9, 15) , que se conecta entre el nodo de conexión (N1) del circuito oscilante en paralelo y del medio de conmutación (24) y un potencial de referencia (GND) y produce una tensión de circuito oscilante dividida (US) ,

- un dispositivo de producción de la tensión de referencia (10, 11) para la producción de una tensión de referencia (UR) y

- un comparador (17) , que se alimenta con la tensión de circuito oscilante (US) y la tensión de referencia (UR) y dependiendo de eso produce una señal de comparador (UK) producido que indica si la tensión de circuito oscilante (US) es mayor o menor que la tensión de referencia (UR) .

12. Dispositivo de calentamiento por inducción según la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de determinación de la tensión mínima comprende un elemento de retardo (17) , que retarda la tensión de circuito oscilante (US) al comparador (18) .

13. Dispositivo de calentamiento por inducción según la reivindicación 11 o 12, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de producción de la tensión de referencia se configura de tal manera que la tensión de referencia (UR) se produce dependiendo del estado de conexión del medio de conmutación (24) .