CN101534586B - 用于驱动感应炉圈的感应加热装置的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于驱动感应炉圈的感应加热装置的设备，其中电力经由输电网或其电网相来提供给所述感应加热装置，所述设备包括滤波器单元和带有至少一个变换器和中间电路的整流器单元。对于两个感应加热装置而言，一个整流器单元和两个变换器连接到一个滤波器单元。对于其它感应加热装置而言，附加变换器连接在现有滤波器单元中的一个的下游。

Description

用于驱动感应炉圈的感应加热装置的设备和方法

技术领域

本发明涉及用于驱动或提供电力给感应炉圈(所谓的感应线圈)的感应加热装置的设备和方法。电力经由输电网或其电网相、设置在其上的滤波器单元和整流器单元来提供给这些感应加热装置，整流器单元带有至少一个变换器和一个中间电路，且设置在所述滤波器单元上。在这种情况下，每个情况下在整流器单元中带有两个变换器的整流器单元有利地连接到滤波器单元，使得每个变换器驱动或供电一个感应加热装置。

背景技术

常规感应发电机或用于炉圈的前述设备对于两个或四个感应线圈或烹饪环(cooking ring)进行优化。带有一个或三个烹饪环的设备通过省去一个变换器或通过使用双变换器操作双电路烹饪区制成。带有四个环的系统由两个双单元的平行结构制成。相应地，五环系统或六环系统使用三个双单元或四单元与双单元一起。

发电机主要包括变换器和滤波器，变换器产生高频。滤波器和变换器可在印刷电路板上或单独地构造，但是带有一个或更多感应线圈(通常两个感应线圈)的一个变换器单元总是稳固地分配给一个滤波器单元。每个滤波器单元可单独地连接到一个电网相。如果可利用的电网相比滤波器单元更少，那么滤波器单元总是一起连接在电网侧。

此外还公知单独的变换器借助于继电器开关交替地连接到多个感应线圈或一个感应线圈的多个加热电路。同样公知的是，两个或更多变换器(甚至可位于不同的变换器单元中)永久地连接到多电路感应线圈的不同子线圈。

在对两个感应线圈的变换器的交替使用的情况下，可以减少一个变换器。然而，在任何时候仅可以给一个感应线圈供电。

如果变换器以短间隔交替地连接到两个感应线圈，如从DE3712242A1可知的那样，那么会引起关于烹饪性能的缺陷，例如水可能断续地沸腾。此外，继电器的机械开关带来定期的烦人卡嗒噪音。开关引起的闪烁(flickering)也是不利的。

另一方面，如果变换器经由继电器稳固地分配给一个感应线圈，如从EP 1194008A2和US7,227,103A1可知的那样，使得其它感应线圈总是没有变换器连接，那么所述感应线圈不能被供电且相应的环仍然是冷的。这种方案的益处在于不会发生定期的卡嗒噪音且工作噪音更轻，只要多电路感应加热装置的两个变换器彼此频率同步即可。

发明内容

本发明基于的问题在于提供上述设备和用于供电或驱动感应加热装置的方法，用该设备和方法可以避免现有技术的问题，尤其是其它感应加热装置可以有利地用最可能省力的方式驱动。

本发明提供了一种用于驱动感应炉圈的感应加热装置的设备，电力经由输电网或其电网相、滤波器单元和带有至少一个变换器和中间电路的整流器单元来提供给感应加热装置，其中，对于两个感应加热装置共同而言，具有至少一个变换器的一个整流器单元连接到一个滤波器单元，其中，对于所述感应炉圈的附加感应加热装置而言，所述感应炉圈的附加变换器连接在现有滤波器单元中的一个的下游。

本发明还提供了一种驱动感应炉圈的感应加热装置的方法，电力经由输电网或其电网相、滤波器单元和带有至少一个变换器和中间电路的整流器单元来提供给感应加热装置，其中，对于两个感应加热装置共同而言，具有至少一个变换器的一个整流器单元连接到一个滤波器单元，其中，对于所述感应炉圈的附加感应加热装置而言，所述感应炉圈的附加变换器连接在现有滤波器单元中的一个的下游。

本发明的有利和优选构造在下文更详细地阐述。下文阐述的一些特征仅关于设备或仅关于方法来描述。然而，这些特征可以无关地应用于设备和方法两者。

本发明提供附加变换器，其连接在现有滤波器单元中的一个的下游，以供给设计成由所述设备或方法驱动和供电的其它感应加热装置。因而，根据本发明，不用为其它感应加热装置的附加变换器提供其它滤波器单元，即使滤波器单元本身已被完全占用也是如此，但是该附加变换器连接在滤波器单元的下游。在本发明的有利构造中，设置总计两个滤波器单元，它们中的每个分别供应在每个情况下具有两个变换器的一个整流器单元。现有感应加热装置连接到这些变换器中的每个。

在本发明的基本构造中，附加变换器可连接到(尤其是在不用整流器的情况下直接连接到)现有整流器单元的中间电路，现有整流器单元连接到滤波器单元。此外，该连接可再次经由前述开关装置实现。在本发明的其它构造中，附加变换器可以在不用整流器的情况下经由开关装置连接到多个整流器单元的多个中间电路。通过从各个中间电路的连接而改变附加变换器的供电可以根据与前文所述用于将附加变换器连接到滤波器单元相同的原理来进行。

此外，借助于本发明的上述构造，不仅一个附加感应加热装置的一个附加变换器，而且在每个情况下一个附加感应加热装置的多个附加变换器，连接到现有整流器单元的中间电路也是可能的。同样，这可以经由开关装置有利地进行，因为这对于从多个整流器单元或多个滤波器单元来供电是有利的。

在本发明的其它基本构造中，附加感应加热装置的附加变换器可设置成与其整流器单元一起连接在滤波器单元和带有变换器的现有整流器单元之间。具体地，附加变换器可以在此直接连接到滤波器单元和整流器单元之间的连接件。在此情况下，可以有利地经由开关装置(例如继电器)来将附加变换器连接到处于滤波器单元和整流器单元之间的这种连接件。可以尤其有利地将附加变换器经由开关装置不只连接到处于一个滤波器单元和一个整流器单元之间的一个连接件，而是连接到处于多个滤波器单元和在每个情况下其稳固关联的整流器单元之间的连接件。因而，如下文更详细地阐述的那样，根据仍然可利用的滤波器单元的备用容量，可以将附加变换器像现在这样经由开关装置连接到一个或其它滤波器单元。具体地，附加感应加热装置的附加变换器在每个情况下可以分别连接到在该时刻对于其现有感应加热装置而言具有较低的功率输出(即，仍有相对大的备用容量)的滤波器单元。

在此情况下，即使在较低负载下该滤波器具有不足的剩余功率，附加感应加热装置仍可以降低的功率工作，从而与滤波器单元的最大许可功率(尤其是瞬时最大许可功率)相一致。在本发明的其它构造中，这种功率降低可实际上主要在附加感应加热装置处发生，但是此外还在滤波器单元的一个现有感应加热装置处发生。由此，实际上绝对必要的功率降低可遍布多个感应加热装置，使得它对任何所述多个感应加热装置都不具有特别显著的或不利效果。实现这种功率降低的可行方法对本领域技术人员来说可从DE 102005045875A1获知，该专利申请的内容在此通过明确参考引入本说明书的内容。

在本发明的其它构造中，可以施加电力给附加加热装置，使得第一感应线圈的电力来自于现有第一整流器单元，在每个情况下附加加热装置包括两个或更多相关感应线圈，作为“双电路加热装置”或“多电路加热装置”。对于第二或实际上其它感应线圈(有利地为通常可连接到第一感应线圈的加热装置)来说，功率可以来自于前述附加变换器，前述附加变换器通过开关装置连接到现有整流器单元的中间电路中的一个。可替换地，功率可以经由附加变换器用整流器单元提供给第二感应线圈，所述整流器单元连接到现有滤波器单元。

在本发明的其它构造中，可以有利地设置变换器以频率同步的方式工作。由此，可以避免感应加热装置之间的干扰噪音。

这些和其它特征从说明书和附图领会，在任何情况下，各个特征在本发明的实施例中和其它领域中可单独地或以子组合的形式多个一起实施，并且构成在这里要求保护的有利的、本身可保护的实施例。本申请细分为各个部分，副标题决不限制其下面进行的陈述的一般可应用性。

附图说明

本发明的示范性实施例在附图中示意性地图示且在下文更详细地阐述。在附图中：

图1示出了用于附加感应加热装置的附加整流器单元经由开关装置连接到两个现有整流器单元的连接件的视图，

图2示出了图1的视图的变型，其中经由开关装置连接到两个现有整流器单元的中间电路，

图3示出了以双电路线圈形式的附加感应加热装置的连接，其中一个感应线圈连接到现有整流器单元，另一个感应线圈连接到附加变换器，

图4示出了进一步的变型，其中附加双变换器单元经由开关装置连接到用于两个附加感应加热装置的两个现有整流器单元的中间电路，和

图5示出了图4的视图的变型，其中，在每个情况下一个附加感应加热装置的两个分开的附加变换器在每个情况下经由它们自身的开关装置连接到两个现有整流器单元的两个中间电路。

具体实施方式

图1示出了用于驱动感应加热装置14a到17a的设备11a。这些感应加热装置14a到17a是由虚线表示的感应炉圈12a的组成部分，在原理上从例如上述US7,227,103A1可知。在每个情况下，感应加热装置14a到17a包括示意性地示出的感应线圈14a’到17a’，或由其形成。该结构对于本领域技术人员来说不存在任何问题。

设备11a包括两个滤波器单元23a和24a，滤波器单元23a和24a连接到输电网21，尤其是两相输电网。虽然滤波器单元23a和24a图示为处在一起，但是它们可以是分开的部件或结构单元。有利地和常规地，它们被设置在相同印刷电路板上或相同壳体中。第一整流器单元26a连接到左侧滤波器单元23a。这包括整流器27a，整流器27a给两个变换器28a和29a供电，且经由未示出的中间电路来完成此供电，然而这以该方式常规地实现且也由上述现有技术公开。变换器28a给感应加热装置14a供电，变换器29a给感应加热装置15a供电，或变换器各负责感应加热装置的供电。

相应地，右侧滤波器单元24a给具有整流器32a和两个变换器33a和34a的第二整流器单元31a供电，变换器33a和34a继而给感应加热装置16a和17a供电。至此为止，所述设备与经由四个变换器28a，29a，33a和34a驱动四个感应加热装置14a到17a的现有技术相对应。

然而，在感应炉圈12a的情况下，如果带有相应感应线圈18’a的附加感应加热装置18a需要被供电，这本身是困难的。它可以经由开关装置连接到一个变换器的输出，但是通常由该变换器供电的其它感应加热装置于是不再被供电。

因而，根据本发明，开关装置36a连接到两个整流器单元26a和31a及其各自滤波器单元23a和24a之间的连接件，即滤波器单元的下游。根据在该时刻的功率需求，开关装置36a可连接到一个滤波器单元的供给端。开关装置36a给附加变换器38a供电。这继而确保对附加感应加热装置18a的供电。在图1所示的情况下，开关装置36a连接到右侧滤波器单元24a。这意味着感应加热装置16a，17a和18a所需要的总功率可能不高于滤波器单元24a能获得的最大总功率，例如甚至对于短期也是如此。在此情况下，在三个感应加热装置之间共享功率的上述方法有效，所述三个感应加热装置在每个情况下由变换器33a，34a和38a调节。可选地，在滤波器单元24a过载的情况下，可以切换到左侧滤波器单元23a，左侧滤波器单元23a可能仍具有备用量。

因而，附加变换器在原理上经由开关装置连接到在该时刻更合适的滤波器单元或整流器单元。借助于频率或相位控制，每个感应加热装置的期望功率可以由变换器调节。

图2示出了从图1的设备变型为设备11b的变型。区别在于附加开关装置36b不再直接连接到滤波器单元23b和24b，而是连接到第一整流器单元26b和第二整流器单元31b的中间电路(未示出)。这意味着根据图1的附加整流器于是也不再是必要的，因为直接连接到现有整流器单元的中间电路。在其它方面，开关装置36的功能和用途与前文相同。然而，此外，也仍然需要考虑整流器单元或者实际上相关中间电路的最大可利用总功率。

图3示出了设备11c的进一步变型，设备11c再次基本上对应于图2的装置，即附加开关装置36c连接到第一整流器单元26c和第二整流器单元31c的中间电路。此外，在图3中，现有感应加热装置17c或相应感应线圈是双电路加热装置的内部。环绕该内部的外部由带有相应感应线圈的附加感应加热装置18c形成。该附加感应加热装置18c由附加变换器38c供电。因而，虽然在感应炉圈的情况下两个感应加热装置17c和18c实际上形成相同的烹饪环，但是它们由不同的变换器供电，且如果附加变换器38c经由开关装置36c连接到左侧整流器单元26c，那么它们甚至经由不同的滤波器单元和不同的整流器单元供电。然而，准确地说，在此情况下功率的分配是有利的，因为在双电路加热单元的双电路工作的情况下需要大量的功率，于是属于相同整流器单元31c的感应加热装置16c可能不能工作或仅以非常低的功率工作。在其它方面，相同的功率分配规则也适用于此，如前文所述。

在根据图4的其它设备11d中，两个附加变换器38d和39d连接到开关装置36d。在此情况下，附加变换器38d给附加感应加热装置18d供电，附加变换器39d给附加感应加热装置19d供电。因而，感应炉圈在此可以构造成带有六个感应加热装置14d到19d，因而也有六个烹饪环。因而，两个附加感应加热装置18d和19d可经由附加变换器38d和39d和开关装置36d连接到现有整流器单元26d和31d的中间电路中的一个。在这方面，准确地说，功率管理在此也非常重要。

最后，图5示出了设备11e。在图4的设备的变型中，在此设置两个附加开关装置36e和40e，附加开关装置36e和40e在每个情况下连接到现有整流器单元26e和31e的两个中间电路。开关装置36e连接到附加变换器38e，附加变换器38e从一个整流器单元的中间电路给附加感应加热装置18e供电。附加开关装置40e将附加变换器39e连接到现有整流器单元的中间电路中的一个，以给附加感应加热装置19e供电。

因而，与图4的设备11d相比，借助于根据图5的设备11e，感应加热装置18e和19e的变换器38e和39e中的每个可以更有利地根据需要经由开关装置36e和40e连接到现有整流器单元26e和31e的中间电路中的一个。在这方面，如果有关整流器单元所调节的功率和备用容量允许，也可以将两个变换器38e和39e都连接到相同的中间电路。

Claims (20)

1.一种用于驱动感应炉圈的感应加热装置的设备，电力经由输电网或其电网相、滤波器单元和带有至少一个变换器和中间电路的整流器单元来提供给感应加热装置，其中，对于两个感应加热装置共同而言，具有两个变换器的一个整流器单元连接到一个滤波器单元，其中，对于所述感应炉圈的附加感应加热装置而言，所述感应炉圈的附加变换器连接在现有滤波器单元中的一个的下游。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，设置总共两个滤波器单元，每个滤波器单元具有一个整流器单元，所述整流器单元在每个情况下具有两个变换器，其中一个变换器用于为一个感应加热装置供电，另一个变换器用于为另一个感应加热装置供电。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述附加变换器在不用附加整流器的情况下直接连接到带有变换器的现有整流器单元的中间电路。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述附加变换器在不用附加整流器的情况下经由开关装置连接到带有变换器的整流器单元的多个中间电路。

5.根据权利要求3所述的设备，其中，多个附加变换器连接到多个整流器单元的中间电路，每个附加变换器经由开关装置连接到所有所述整流器单元的中间电路。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述附加变换器与整流器单元一起直接连接到滤波器单元和带有变换器的现有整流器单元之间的连接件。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述附加感应加热装置带有相关的第一感应线圈和第二感应线圈，电力施加给所述附加感应加热装置，使得对于第一感应线圈而言，所述电力来自于现有整流器单元，对于第二感应线圈而言，电力借助于开关装置来自于附加变换器，第二感应线圈是第一感应线圈的附加感应线圈，开关装置连接到现有整流器单元的中间电路中的一个。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述感应炉圈的附加变换器设计成将所述附加感应加热装置连接到在该时刻产生相对低的功率的那个滤波器单元。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，如果在该时刻产生相对低的功率的那个滤波器单元的剩余功率对于所述附加感应加热装置来说不够，那么所述附加感应加热装置以降低的功率工作，同时服从滤波器单元的最大功率。

10.根据权利要求1所述的设备，其中，所有所述变换器是频率同步的，从而避免所述感应加热装置之间的干扰噪音。

11.一种驱动感应炉圈的感应加热装置的方法，电力经由输电网或其电网相、滤波器单元和带有至少一个变换器和中间电路的整流器单元来提供给感应加热装置，其中，对于两个感应加热装置共同而言，具有两个变换器的一个整流器单元连接到一个滤波器单元，其中，对于所述感应炉圈的附加感应加热装置而言，所述感应炉圈的附加变换器连接在现有滤波器单元中的一个的下游。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，设置总共两个滤波器单元，每个滤波器单元具有一个整流器单元，所述整流器单元在每个情况下具有两个变换器，其中一个变换器用于为一个感应加热装置供电，另一个变换器用于为另一个感应加热装置供电。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述附加变换器在不用附加整流器的情况下经由开关装置直接连接到带有变换器的整流器单元的多个中间电路。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，多个附加变换器连接到多个整流器单元的中间电路。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，每个附加变换器经由开关装置连接到所有所述整流器单元的中间电路。

16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述附加变换器与整流器单元一起连接到滤波器单元和带有变换器的现有整流器单元之间的连接件。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述附加变换器与整流器单元一起经由开关装置连接到在每个情况下带有一个整流器单元的多个滤波器单元的连接件。

18.根据权利要求11所述的方法，其中，所述附加感应加热装置带有第一感应线圈和第二感应线圈，电力施加给带有所述附加感应加热装置，使得对于第一感应线圈而言，所述电力来自于现有整流器单元，对于作为附加感应线圈的第二感应线圈而言，电力借助于开关装置经由所述感应炉圈的附加变换器提供，开关装置连接到现有整流器单元的中间电路中的一个。

19.根据权利要求11所述的方法，其中，附加变换器将所述附加感应加热装置连接到在该时刻产生相对低的功率的那个滤波器单元，如果在该时刻产生相对低的功率的那个滤波器单元的剩余功率对于所述附加感应加热装置来说不够，那么所述附加感应加热装置以降低的功率工作，同时服从滤波器单元的最大功率。

20.根据权利要求11所述的方法，其中，所有所述变换器是频率同步的，从而避免所述感应加热装置之间的干扰噪音。

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