Procedimiento de control del funcionamiento de un conjunto de inductores de una placa de inducción.

Procedimiento de control del funcionamiento de un conjunto de inductores (Ind x) de una placa deinducción,

estando dichos inductores (Ind x) distribuidos según una trama bidimensional en un plano de cocción(10) de dicha placa de inducción y estando cada inductor (Ind x) alimentado por un dispositivo de alimentacióncon inversor controlado a una frecuencia de conmutación regulable, caracterizado porque comprende lassiguientes etapas:

- detección (S106) de al menos dos zonas de calentamiento (Z1; Z2, Z3, Z4) constituidas respectivamente por unsubconjunto de inductores recubiertos al menos parcialmente por un recipiente (R1, R2, R3, R4);

- creación (S108) de al menos dos grupos (U0; U1) de zonas de calentamiento, perteneciendo dos zonas decalentamiento (Z2, Z3, Z4) a un mismo grupo (U1) de zonas de calentamiento que satisfacen un criterio deproximidad predeterminado; y

- control (S117) del funcionamiento de los dispositivos de alimentación con inversor que alimentan a dichosinductores de las zonas de calentamiento (Z1; Z2, Z3, Z4) de un mismo grupo (U0; U1) a una frecuencia deconmutación idéntica, estando regulada dicha frecuencia de conmutación idéntica de un primer grupo (U0) dezonas de calentamiento (Z1) independientemente de dicha frecuencia de conmutación idéntica de un segundogrupo (U1) de zonas de calentamiento (Z2, Z3, Z4).

Procedimiento de control del funcionamiento de un conjunto de inductores de una placa de inducción.

La presente invención se refiere a un procedimiento de control del funcionamiento de un conjunto de inductores de una placa de inducción.

También se refiere a una placa de inducción, que comprende inductores distribuidos según una trama bidimensional en un plano de cocción de esta placa de inducción, adaptada para poner en práctica el procedimiento de control según la invención.

Más particularmente, la invención se refiere al control del funcionamiento de los inductores en una placa de cocción que no tiene zonas de cocción predefinidas, tal como se describe en el documento FR 2 863 039.

En una placa de inducción que comprende inductores dispuestos de manera matricial en el plano de cocción, cada zona de calentamiento se constituye en cada caso en función de la posición y del tamaño del recipiente colocado sobre el plano de cocción enfrentado a un subconjunto de inductores.

A continuación es necesario controlar cada subconjunto de inductores de una zona de cocción en función de una potencia de consigna solicitada por el usuario para el calentamiento del recipiente dispuesto sobre la zona de cocción.

De manera clásica, cada inductor se alimenta por un dispositivo de alimentación con inversor, que pone concretamente en práctica un interruptor de potencia del tipo transistor bipolar tal como un transistor IGBT (acrónimo del término en inglés “Insulated Gate Bipolar Transistor”) o un transistor MOS.

Cada dispositivo de alimentación con inversor puede realizarse o bien según una arquitectura en semipuente, que pone en práctica dos interruptores de potencia, o bien según una arquitectura en circuito casi resonante, que pone en práctica un único interruptor de potencia.

Con el fin de modificar la potencia suministrada a cada recipiente, y aproximarse así mejor a la potencia de consigna demandada, es un clásico hacer variar la frecuencia de conmutación del dispositivo de alimentación con inversor (o frecuencia de recorte de la señal de control) de los interruptores de potencia.

Este método de variación de potencia se basa en el acuerdo del sistema resonante constituido por el inductor, el recipiente y un condensador de resonancia, disminuyendo la potencia suministrada cuando la frecuencia de conmutación se aleja de la frecuencia de resonancia del sistema resonante.

No obstante, la modificación de la frecuencia de conmutación para la alimentación de inductores dispuestos en proximidad unos de otros induce molestias acústicas dado que las señales de control de los dispositivos de alimentación con inversor para inductores vecinos tienen frecuencias de conmutación distintas.

En las placas de inducción que ponen en práctica una arquitectura en semipuente de los dispositivos de alimentación con inversor, es posible mantener una frecuencia de conmutación fija, obteniéndose la modulación de la potencia suministrada a cada recipiente gracias a la variación de la relación cíclica de la señal de control de los interruptores de potencia montados en semipuente.

No obstante, este modo de control del funcionamiento de los inductores se limita a las arquitecturas en semipuente, que son más costosas, teniendo en cuenta el importante número de componentes electrónicos de potencia que deben usarse, y más voluminosos, dado que es necesario usar tarjetas de potencia de tamaño importante para montar los componentes electrónicos de potencia.

En el documento FR 2 863 039, con el fin de evitar la aparición de ruido o silbido, resultante de frecuencias de intermodulación audibles entre los diferentes circuitos oscilantes que comprenden los inductores recubiertos con recipientes, estos circuitos oscilantes se alimentan mediante dispositivos de alimentación con inversor controlados a una frecuencia de conmutación fija y sincronizada.

No obstante, el control con frecuencia fija del conjunto de los inductores del plano de cocción es limitante y difícilmente permite alcanzar para cada recipiente del plano de cocción la potencia de consigna requerida por el usuario.

La presente invención tiene por objetivo resolver los inconvenientes mencionados anteriormente y proponer un procedimiento de control del funcionamiento de un conjunto de inductores, que permita modificar la potencia suministrada a cada recipiente dispuesto sobre la placa de cocción por inducción, independientemente de la estructura de los dispositivos de alimentación con inversor que alimentan a cada inductor, y optimizado para evitar la aparición de molestias acústicas entre los inductores cuyos dispositivos de alimentación con inversor se controlan a frecuencias de conmutación distintas.

Para ello, la presente invención se refiere a un procedimiento de control del funcionamiento de un conjunto de inductores de una placa de inducción, estando los inductores distribuidos según una trama bidimensional en un plano de cocción de la placa de inducción y estando cada inductor alimentado por un dispositivo de alimentación con inversor controlado a una frecuencia de conmutación regulable.

Según la invención, el procedimiento de control comprende las siguientes etapas:

-detección de al menos dos zonas de calentamiento constituidas respectivamente por un subconjunto de inductores recubiertos al menos parcialmente por un recipiente;

-creación de al menos dos grupos de zonas de calentamiento, perteneciendo dos zonas de calentamiento que satisfacen un criterio de proximidad predeterminado a un mismo grupo de zonas de calentamiento; y

-control del funcionamiento de los dispositivos de alimentación con inversor que alimentan a dichos inductores de las zonas de calentamiento de un mismo grupo a una frecuencia de conmutación idéntica, pudiendo regularse dicha frecuencia de conmutación idéntica de un primer grupo de zonas de calentamiento independientemente de dicha frecuencia de conmutación idéntica de un segundo grupo de zonas de calentamiento.

Así, gracias al análisis de la posición de las zonas de calentamiento, y la creación de grupos de zonas de calentamiento que permiten agrupar las zonas de calentamiento que responden a un criterio de proximidad predeterminado, es posible controlar a frecuencias de conmutación diferentes los inductores de la placa de cocción, limitando la puesta en práctica de frecuencia de conmutación idéntica para las zonas de calentamiento que pertenecen a un mismo grupo de zonas de calentamiento.

Delimitando así el plano de cocción en varios grupos de zonas de calentamiento, es posible controlar los dispositivos de alimentación con inversor asociados a los inductores de cada grupo de zonas de calentamiento mediante una frecuencia de conmutación idéntica, elegida independientemente en cada grupo de zonas de calentamiento, en función de la potencia de consigna demandada para los recipientes que recubren las zonas de calentamiento de un mismo grupo.

En la práctica, en dicha etapa de creación de al menos dos grupos de zonas de calentamiento, dos zonas de calentamiento satisfacen el criterio de proximidad predeterminado cuando al menos un inductor de un subconjunto de inductores de una primera zona de calentamiento es adyacente a al menos un inductor del subconjunto de inductores de la segunda zona de calentamiento.

Según una característica práctica de la invención, cada subconjunto de inductores de las zonas de calentamiento de un mismo grupo se activa durante una duración de activación determinada de manera que la potencia suministrada a cada recipiente asociado a una zona de calentamiento es sensiblemente igual de media en un periodo de programa de duración predefinida a una potencia de consigna asociada al recipiente.

Así, para cada zona de calentamiento de un mismo grupo, que pone en práctica una misma frecuencia de conmutación, es posible mediante la determinación de una duración de activación asociada a cada zona de calentamiento satisfacer una potencia de consigna asociada al recipiente que recubre la zona de calentamiento.

Según un modo de realización preferido de la invención, el periodo de programa de duración predefinida se divide en al menos dos partes de periodo de programa, alimentándose los inductores de las zonas de calentamiento de un mismo grupo mediante dispositivos de alimentación con inversor controlados a una frecuencia de conmutación idéntica durante cada parte de periodo de programa, activándose cada subconjunto de inductores de las zonas de calentamiento de un mismo grupo durante cada parte de periodo de programa con duraciones de activación determinadas de manera que la potencia suministrada... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de control del funcionamiento de un conjunto de inductores (Ind x) de una placa de inducción, estando dichos inductores (Ind x) distribuidos según una trama bidimensional en un plano de cocción (10) de dicha placa de inducción y estando cada inductor (Ind x) alimentado por un dispositivo de alimentación con inversor controlado a una frecuencia de conmutación regulable, caracterizado porque comprende las siguientes etapas: -detección (S106) de al menos dos zonas de calentamiento (Z1; Z2, Z3, Z4) constituidas respectivamente por un subconjunto de inductores recubiertos al menos parcialmente por un recipiente (R1, R2, R3, R4) ; -creación (S108) de al menos dos grupos (U0; U1) de zonas de calentamiento, perteneciendo dos zonas de calentamiento (Z2, Z3, Z4) a un mismo grupo (U1) de zonas de calentamiento que satisfacen un criterio de proximidad predeterminado; y -control (S117) del funcionamiento de los dispositivos de alimentación con inversor que alimentan a dichos inductores de las zonas de calentamiento (Z1; Z2, Z3, Z4) de un mismo grupo (U0; U1) a una frecuencia de conmutación idéntica, estando regulada dicha frecuencia de conmutación idéntica de un primer grupo (U0) de zonas de calentamiento (Z1) independientemente de dicha frecuencia de conmutación idéntica de un segundo grupo (U1) de zonas de calentamiento (Z2, Z3, Z4) .

2. Procedimiento de control según la reivindicación 1, caracterizado porque en dicha etapa de creación (S108) de al menos dos grupos (U0; U1) de zonas de calentamiento, dos zonas de calentamiento (Z2, Z3, Z4) satisfacen dicho criterio de proximidad predeterminado cuando al menos un inductor (Ind 20; Ind 30) de un subconjunto de inductores de una primera zona de calentamiento (Z3, Z4) es adyacente a al menos un inductor (Ind 21) del subconjunto de inductores de la segunda zona de calentamiento (Z2) .

3. Procedimiento de control según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque cada subconjunto de inductores de las zonas de calentamiento (Z1; Z2, Z3, Z4) de un mismo grupo (U0; U1) se activa durante una duración de activación determinada de manera que la potencia suministrada a cada recipiente (R1, R2, R3, R4) asociado a una zona de calentamiento (Z1, Z2, Z3, Z4) es sensiblemente igual de media en un periodo de programa (TP) de duración predefinida a una potencia de consigna asociada a dicho recipiente (R1, R2, R3, R4) .

4. Procedimiento de control según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho periodo de programa (TP) de duración predefinida se divide en al menos dos partes (TP1, TP2) de periodo de programa (TP) , estando los inductores de las zonas de calentamiento (Z1; Z2, Z3, Z4) de un mismo grupo (U0; U1) alimentados por dispositivos de alimentación con inversor controlados a una frecuencia de conmutación idéntica durante cada parte de periodo de programa (TP) , activándose cada subconjunto de inductores de las zonas de calentamiento (Z1; Z2, Z3, Z4) de un mismo grupo durante cada parte (TP1, TP2) de periodo de programa (TP) a duraciones de activación determinadas de manera que la potencia suministrada a cada recipiente (R1, R2, R3, R4) asociado a una zona de calentamiento (Z1, Z2, Z3, Z4) es sensiblemente igual de media en dicho periodo de programa (TP) de duración predefinida a dicha potencia de consigna asociada a dicho recipiente (R1, R2, R3, R4) .

5. Procedimiento de control según la reivindicación 4, caracterizado porque comprende además las siguientes etapas: -determinación (S104) , para cada zona de calentamiento (Z1, Z2, Z3, Z4) , de un intervalo de funcionamiento constituido por pares de frecuencia de conmutación asociada a la potencia instantánea suministrada por el subconjunto de inductores de dicha zona de calentamiento (Z1, Z2, Z3, Z4) , y delimitado por una frecuencia de conmutación máxima asociada a una potencia instantánea mínima (Pmin) y una frecuencia de conmutación mínima asociada a una potencia instantánea máxima (Pmax) ; y -selección (S110) , para cada parte (TP1, TP2) de dicho periodo de programa (TP) , una frecuencia de conmutación idéntica en el intervalo de funcionamiento asociado a al menos una zona de calentamiento (Z2, Z3, Z4) de un mismo grupo (U1) , seleccionándose las frecuencias de conmutación idénticas de cada parte (TP1, TP2) de periodo de programa (TP) de manera que se controla el funcionamiento del subconjunto de inductores de cada zona de calentamiento (Z2, Z3, Z4) de dicho grupo (U1) durante al menos una parte (TP1, TP2) de dicho periodo de programa (TP) .

6. Procedimiento de control según la reivindicación 5, caracterizado porque en dicha etapa de selección (S110) , se pone en práctica una etapa de prueba en un conjunto de combinaciones de duraciones de las partes (TP1, TP2) de dicho periodo de programa (TP) y de combinaciones de frecuencias de conmutación que pertenecen a dichos intervalos de funcionamiento asociados a cada zona de calentamiento (Z2, Z3, Z4) de dicho grupo (U1) de zonas de calentamiento, con vistas a determinar una combinación de duraciones de las partes (TP1, TP2) de dicho periodo de programa (TP) y de frecuencias de conmutación para cada parte (TP1, TP2) de dicho periodo de programa (TP) , optimizada para satisfacer al menos un criterio de optimización.

7. Procedimiento de control según la reivindicación 6, caracterizado porque dicho al menos un criterio de optimización se elige entre el ratio de potencia de calentamiento suministrada con respecto a dicha potencia de consigna asociada a cada zona de calentamiento (Z2, Z3, Z4) y el ratio de la duración de activación de los

subconjuntos de inductores de dichas zonas de calentamiento (Z2, Z3, Z4) con respecto a la duración de las partes (TP1, TP2) del periodo de programa (TP) .

8. Procedimiento de control según una de las reivindicaciones 4 a 7, estando dichos inductores (Ind x) de

la placa de inducción distribuidos en al menos dos ensamblajes de inductores (G1, G2, G3) , estando cada ensamblaje de inductores (G1, G2, G3) alimentado por un generador conectado a una línea de alimentación, estando dicho procedimiento de control caracterizado porque comprende además una etapa de distribuir temporalmente (S113) en cada parte (TP1, TP2) de periodo de programa (TP) duraciones de activación de los inductores de un mismo ensamblaje (G1, G2, G3) , controlándose el funcionamiento de los dispositivos de alimentación con inversor de dichos inductores de un mismo ensamblaje sucesivamente en cada parte (TP1, TP2) de periodo de programa (TP) .

9. Procedimiento de control según la reivindicación 8, caracterizado porque se controla el funcionamiento de los dispositivos de alimentación con inversor de los inductores de un mismo ensamblaje (G1, G2, G3)

sucesivamente, según un orden decreciente de potencia instantánea suministrada por cada inductor de dicho mismo ensamblaje (G1, G2, G3) .

10. Placa de cocción por inducción, que comprende un conjunto de inductores (Ind x) distribuidos según una trama bidimensional en un plano de cocción (10) de dicha placa de inducción, estando cada inductor (Ind x)

alimentado por un dispositivo de alimentación con inversor controlado a una frecuencia de conmutación, caracterizada porque comprende medios de control adaptados para poner en práctica el procedimiento de control según una de las reivindicaciones 1 a 9.