CN110235519B - 控制感应加热电路以密封包装材料的方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种控制感应加热电路的方法,该感应加热电路具有变化负载,用于密封包装材料。该方法包括在感应加热电路中的至少一个电感器上产生至少两个频率的AC功率;根据在至少两个频率下产生的电流确定感应加热电路中的导致的相移;确定所述至少两个频率中的每一个的感应加热电路的阻抗;基于确定的阻抗与确定的相移之间的关系确定感应加热电路的负载特性;确定阻抗工作范围;基于负载特性选择感应功率发生器的AC输出频率,该负载特性导致了与设定的理想值相差最小量的相移并且与在阻抗工作范围内的阻抗相关联。
Description
技术领域
本发明一般涉及感应加热领域。更具体地,本发明涉及控制感应加热电路的方法以及用于控制感应加热电路的控制装置。该感应加热电路具有变化负载,用于密封包装材料。
背景技术
采用感应加热焊接层压的包装材料在包装工业中得到了应用。这种层压材料的一个示例是沿着层压板的内表面和外表面的纸,铝箔和热塑性涂层的载体层。感应焊接技术基于以下事实:由交流电流产生的在导体周围的磁场能够在相邻的导电材料中感应出电流,其依靠该材料的电阻,使材料升温。因此在感应焊接中,提供了电感器环或线圈,其紧靠着包含铝箔的层压板,并且层压板与待连接的材料压在一起。通过适当选择的电流和处理周期来加热铝箔。将材料加热到足够高的温度以密封相邻的热塑性塑料层,导致组合的热塑性层熔合在一起,从而生产紧密且耐用的密封。用于制造液体包装的现代方法包括提供包装材料的管,该管在填充机中填充有内容物,并且沿着位于与管的纵向方向成直角的分开的狭窄区域密封。在这种情况下,习惯上使用横向密封(TS)焊接的感应焊接,其将包装材料管分成单独的包装。为了提高产量,密封应用通常具有在应用链中串联布置的多个电感器,以允许同时焊接相应数量的密封件。因此,功率发生器脉冲在感应加热电路中的电感器的每一个。在先前的解决方案中出现的问题是,当在应用链中存在若干不同的电感器时,在功率发生器和电感器之间的中间变压器匹配网络不够精确,无法获得高的功率效率。用于密封包装材料的感应加热具有额外的困难,即材料从初始状态到热的和焊接的或密封的状态转变影响了感应加热电路中的负载,因为包装材料通过层压板的导电部件磁性耦合到电感器。具有多个电感器增加了复杂度,每一个电感器在应用过程中呈现独特的特性和状态,难以获得能够跟随感应加热电路的变动的功率输送。部分由于感应加热电路中的负载变化导致的精度和效率的缺乏将限制生产量,这在高速应用中是不利的。此外,为了限制这些影响,必须弥补感应加热电路的缺陷,这将导致更复杂的设计,除了增加的成本之外还可能限制生产量或降低效率。与感应加热电路中的功率输送效率降低有关的另一个后果是减少了部件的寿命。
因此,控制感应加热电路以密封包装材料的改进方法将是有利的,特别是允许避免更多上述问题和妥协。
发明内容
因此,本发明的实施方式优选地通过单独或以任何组合提供根据所附权利要求的装置,来寻求减轻,缓和或消除本领域中的一个或多个不足,缺点或问题(例如上文所述的)。
根据第一方面,提供了一种控制感应加热电路的方法,该感应加热电路具有变化负载,用于密封包装材料。感应加热电路具有耦合变化负载的感应功率发生器。该方法包括在感应加热电路中的至少一个电感器上产生至少两个频率的AC功率;根据在至少两个频率下产生的电流确定感应加热电路中导致的相移;确定所述至少两个频率中的每一个的感应加热电路的阻抗;基于确定的阻抗和确定的相移之间的关系确定感应加热电路的负载特性;确定阻抗工作范围;基于负载特性选择感应功率发生器的AC输出频率,所述负载特性导致了与设定的理想值相差最小量的相移并且与在阻抗工作范围内的阻抗相关联。
根据第二方面,提供了一种用于控制感应加热电路的控制装置,该感应加热电路具有变化负载,用于密封包装材料。感应加热电路具有耦合变化负载的感应功率发生器。控制装置包括功率控制单元,其适于确定功率发生器在感应加热电路中的至少一个电感器上产生至少两个频率的AC功率;相位检测单元,其适于根据在至少两个频率下产生的电流确定感应加热电路中的导致的相移;阻抗检测单元,其适于确定至少两个频率中的每一个的感应加热电路的阻抗。控制装置包括处理单元,其适于基于所确定的阻抗与所确定的相移之间的关系来确定感应加热电路的负载特性;确定阻抗工作范围;并且基于负载特性选择感应功率发生器的AC输出频率,所述负载特性导致了与设定的理想值中相差最小量的相移并且与在阻抗工作范围内的阻抗相关联。
根据第三方面,提供了一种计算机程序产品,其包括指令,当所述程序由计算机执行时,所述指令使计算机执行根据第一方面的方法的步骤。
根据第四方面,根据第一方面的方法用于密封包装材料,所述包装材料包括沿着密封边缘的一部分导电材料。
根据第五方面,根据第一方面的方法用于基于包装材料的负载特性确定包装材料的材料特性,例如化学或机械特性。
在从属权利要求中限定了本发明的其他实施方式,其中本发明的第二和后续方面的特征与第一方面相同,并作必要的修正。
本公开的一些示例提供了提高感应加热电路中的功率输送的效率。
本公开的一些示例提供了改进感应加热电路中的功率发生器和电感器之间的匹配。
本公开的一些示例提供了增加感应加热电路中的部件的寿命。
本公开的一些示例提供了改进感应加热电路中负载变化的补偿。
本公开的一些示例提供了降低具有多个电感器的感应加热电路的复杂性。
本公开的一些示例提供了减少具有多个电感器的感应加热电路中的变压器的数量。
本公开的一些示例提供了当通过感应加热焊接包装材料时,更好地补偿负载的变化。
本公开的一些示例提供了在具有多个电感器的感应加热电路中更准确的功率输送。
本公开的一些示例提供了检测包装材料中的缺陷。
本公开的一些示例提供了预测随时间推移感应加热电路中的部件的特性。
本公开的一些示例提供了预测感应加热电路中的维护。
本公开的一些示例提供了降低用于焊接包装材料的感应加热电路的成本。
本公开的一些示例提供了更稳健的感应加热电路。
本公开的一些示例提供了增加在具有感应焊接线的高速填充机中的吞吐率。
本公开的一些示例提供了在更少的时间内完成包装材料的密封。
本公开的一些示例提供了改进填充机中的感应加热电路的可扩展性,该填充机具有增加的同时焊接应用数量。
应该强调的是,当在本说明书中使用时,术语“包括/包含”用于指定所述特征,整数,步骤或组件的存在,但不排除存在或添加一个或多个其他特征,整数,步骤,组件或它们的组。
附图说明
本发明的实施方式的这些和其他方面、特征和优点将能够从以下对本发明的实施方式的描述中变得显而易见,并参考附图,其中
图1是用于密封包装材料的感应加热电路的示意图;
图2是用于密封包装材料的具有多个电感器的感应加热电路和用于控制感应加热电路的控制装置的示意图;
图3a是表示感应加热电路中的阻抗,相位和频率之间的关系的示意图;
图3b是表示感应加热电路中的阻抗,相位和频率之间的关系的示意图;
图4a-c是表示感应加热电路中阻抗,相位和频率之间关系的进一步的示意图;
图5是表示感应加热电路中的阻抗随时间变化的示意图;
图6是表示感应加热电路中的阻抗随时间变化的进一步的示意图;
图7a是用于控制感应加热电路以密封包装材料的控制装置的示意图;
图7b是用于控制感应加热电路以密封包装材料的控制装置的细节的示意图;以及
图8是控制用于密封包装材料的感应加热电路的方法的流程图。
具体实施方式
现在将参考附图描述本发明的特定实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式实施,并且不应该被解释为限于这里阐述的实施方式;相反,提供这些实施方式是为了使本公开彻底和完整,并且向本领域技术人员充分传达本发明的范围。在附图中示出的实施方式的详细描述中使用的术语并不旨在限制本发明。在附图中,相同的数字表示相同的元件。
以下描述集中于用于密封包装容器的感应加热的示例。然而,应当理解,这些实施方式不限于此应用,而是可以应用于在许多其他应用中控制感应加热。
图1示出了感应加热电路100,其中感应功率发生器101通过同轴电缆102连接到变压器或变压器匹配网络103.变压器103连接到刷轨系统(brush rail system)或感应功率传输单元105(例如IPT系统),用于将电磁能量无接触地分配到母线105。母线105在相对短的距离上将电流分配到电感器106并且具有适于承载感应加热工艺所需的电流的横截面。包装材料107定位在电感器106和可动钳口部件108 之间,并且随后被压在电感器106和可动钳口部件108之间。包装材料107包括至少部分的导电材料(例如包装材料的层压板中的铝板) 磁耦合到电感器106,由此在铝板中感应出电流,从而加热铝板以完成焊接并密封包装材料107。同轴电缆102通常具有50欧姆电阻,但是被功率发生器101耦合的部件110呈现总体上随时间变化的负载和那些部件(包括同轴电缆102)的电特性。图2示出了感应加热电路 100的情况,该感应加热电路包括多个电感器106,其具有附随的母线 105和钳口部件108,为清楚起见,在图2中它们被统称为电感器组件 109′、109”、109”’......109n。因此,功率发生器101承受(sees)与其连接的部件110的电阻或负载,所述部件110包括多个电感器106或电感器部件109’、109”、109”’......109n。为便于讨论,所述多个电感器组件109’、109”、109”’......109n在下面被称为多个电感器109。
图2示出了用于控制感应加热电路100的控制装置200,所述感应加热电路100具有变化的负载。如上所述,感应加热电路100具有耦合变化负载的感应功率发生器101。控制装置200连接或可连接到功率发生器101。图7a示出了控制装置200的示意图。控制装置200 包括功率控制单元201,其适用于控制功率发生器101以在感应加热电路100中的至少一个电感器106、109上产生至少两个频率的AC功率。控制装置200包括相位检测单元202,其适于根据在至少两个频率产生的电流确定感应加热电路100中的导致的相移(φ),以及阻抗检测单元203,其适于确定至少两个频率中的每一个的感应加热电路100 的阻抗(Z)。相移(φ)可以被解释为AC功率发生器提供的电压和输送到感应加热电路100的电流之间的相移。控制装置200还包括处理单元204,其适用于基于所确定的阻抗与所确定的相移之间的关系,确定404(参考方法400有效地表示方法步骤404)感应加热电路100 的负载特性。处理单元204还适于确定405阻抗工作范围并且基于负载特性选择406感应功率发生器101的AC输出频率,所述负载特性导致了与设定的理想值相差最小量的相移并且与在阻抗工作范围内的阻抗相关联。
如上所述的选择输出频率有效地对应于改变变压器匹配网络 103的电特性,从而允许补偿感应加热电路100中的任何负载变化。因此,通过确定感应加热电路100的负载特性,通过表征所导致的相移和阻抗以响应输出到至少一个电感器109上的至少两个频率的AC功率(例如在启动或调谐过程期间,或者在在线操作期间实时地),可以调整和最优化输出频率,以实现与理想功率效率标准的最小偏差。这样的标准可以例如是基本为零或接近零的相移,以及与同轴电缆102 阻抗相对应的阻抗,例如50欧姆,或者在确定的可接受的阻抗工作范围内。提高效率可以延长例如功率发生器101的感应加热电路100中部件的寿命。控制装置200提供的功率控制允许感应加热电路100中的相位匹配,同时将电路的阻抗保持在最佳值。这对于包装材料107 的感应焊接是至关重要的,因为效率或功率控制的缺失可能限制工艺的生产量或损坏层压板或密封本身。获得的负载特性用作模型,用作感应加热电路100的电特性的长期预测,或用作对密封过程期间快速改变的负载变化的短期或实时调节。由于层压材料在密封脉冲期间经历了动态的化学和/或机械变化,短期或实时的变化对于包装材料107 的密封也特别相关。
图3a-b和图4a-c示出了感应加热电路100中不同频率(f)的阻抗(Z)和相移(φ)的示例。图3a示出了在频率(f0)接近540kHz 处发生零相移和相应的阻抗(z0)的示例。如上所述,感应加热电路中导致的相移(φ)由在至少两个频率下产生的电流确定。图3b也示出了确定至少两个频率的导致的相移(φ)示例。即虽然可以用两个以上频率确定感应加热电路中导致的相移(φ),但仅使用两个频率也是足够的,并且如图3b所示将线性曲线拟合到导致的阻抗和相移。因此,利用线性负载特性来选择输入频率,该输入频率导致与在零度处的理想相移的最小偏差量,同时将导致的阻抗(z0)保持在Zmin和 Zmax之间的操作范围内。图4a还示出了如何利用所获得的负载特性来选择输入频率,该输入频率导致与在零度处的理想相移的最小偏差量,同时将阻抗保持在Zmin和Zmax之间的操作范围内。第一频率 (f1)提供相移(φ1),其等于零。然而,相关阻抗(z1)在Zmin和 Zmax之间的操作范围之外。因此,必须将输出频率增加到f2,以使阻抗在z2的范围内,尽管相移φ2偏离理想设定值更多。
图4b示出了另一个示例,其中两个不同的阻抗曲线(Za、 Zb)表示感应加热电路100的两个不同的负载特性。在这种情况下,相移对于两个负载是相同的。根据关于图4a讨论的方法确定第一输出频率(fa)的第一阻抗曲线(Za)。即为了在保持阻抗在工作范围 (Zmin,Zmax)内的同时获得与理想值(φ=0)的相移最小偏差量。当负载改变时,即曲线Zb在图4b中向右移动时,可以选择较低的输出频率(fb)以获得零度相移(φb),其与在Zb曲线的工作范围(Zmin, Zmax)内的阻抗相关联。
图4c示出了由阻抗(z)和相移(φ)表示的负载特性用作确定输出频率的调整的模型的示例,该输出频率在第一时刻呈现值fa。该频率(fa)对应于正相移,这将需要增加输出频率以使相移更接近零。然而,相关的阻抗(Za)低于工作范围的最小值(Zmin),因此必须将频率降低到表示为fb的频率,以使阻抗在Zb和相关的相移(φb) 处落入工作范围内。
因此提供了一种控制用于密封包装材料107的具有变化负载的感应加热电路100的方法400。方法400在图8中示意性地示出。描述和示出方法400的步骤的顺序不应被解释为限制,并且可以想到这些步骤可以以变化的顺序执行。方法400包括在感应加热电路中的至少一个电感器106上产生401至少两个频率的AC功率,根据在至少两个频率下产生的电流确定402感应加热电路中导致的相移(φ),确定 403至少两个频率中的每一个的感应加热电路的阻抗(Z),和基于确定的阻抗与确定的相移之间的关系来确定404感应加热电路的负载特性。方法400包括确定405阻抗工作范围(Zmin,Zmax),和基于负载特性选择406用于感应功率发生器的AC输出频率,所述负载特性导致了与设定的理想值相差最小量的相移并且与在阻抗工作范围内的阻抗相关联。方法400提供如上所述的优点。
方法400可以包括针对所选频率和相关阻抗确定407在至少一个电感器109处的功率输出设定点。因此,一旦为被功率发生器101 承受(seen by)的电流负载确定了最佳输出频率,就可以设定所需的功率输出。功率发生器101的电压在随后变化408到,在确定的设定点处的至少一个电感器109上的输出功率。控制装置200可以具有另外的检测单元206(例如电压和电流检测单元),用于向控制装置提供反馈,以维持当前所选输出频率所需的功率输出。
方法400可以包括:确定409与感应加热电路100中相移的相位偏差,所述相移与在至少一个电感器109处输出功率时所选择的输出频率相关联,并且改变410所选择的频率以最小化相位偏差。负载特性可以用作模型,以确定输出频率应该变化多少来提供相移的必要变化来最小化偏差。这可以在电感器109的脉冲期间实时地完成。具体地,由于包装材料107的各种层压部件的加热和熔化,如果负载在脉冲期间改变,可以连续地调整输出频率。先前确定的负载特性的一组数据可以用作模型来粗略估计必要的频率校正,可能与历史平均或包括模型数据的外推的预测分析相结合。
当感应加热电路100中的阻抗保持在阻抗工作范围内的同时,可以继续改变所选频率以使相位偏差最小化的步骤。但是,如上面关于例如在图4c的解释中,阻抗控制可以优先于相移控制,由此方法 400可以包括在感应加热电路中的阻抗工作范围内确定411阻抗偏差,以及改变412选择的频率以最小化阻抗偏差的步骤。一旦阻抗再次包含在期望的工作范围内,则相移控制可以再次优先进行。
方法400可以包括从功率发生开始时的起始时间(t0)起以预定的偏移时间(tt)延迟413确定相移和阻抗。这可以是有利的,因为感应加热可能与影响初始特性的瞬态过程相关联。在施加热量时,层压板中包装材料的机械和化学状态之间的转变可以例如包含影响阻抗和相移的瞬态过程。图5示出了在瞬变过程时间(tt)之后阻抗达到稳定状态的一个示例。因此,具有偏移时间可以提高感应加热控制的准确度。
在感应加热电路100中的至少一个电感器106、109上产生至少两个频率的AC功率可以包括从起始频率(fs)到结束频率(fe)的频率范围内产生414频率扫描。这在图3a和图4a-c中示出。方法400 包括基于感应加热电路的导致的相移和阻抗来针对在频率范围内的各个频率确定415负载特性范围。确定频率范围内的负载特性可以改善负载模型,并在短期或实时控制或长期预测控制(如确定优化组件使用寿命等趋势)中实现功率控制。
如图7a所示,感应加热电路100可以包括多个电感器109’、 109”、109”’......109n。对于多个电感器中的每一个,方法400可以包括产生414频率扫描,确定415负载特性,以及选择406关联电感器 109的输出频率。如上所述,方法400提供了对多个电感器109的有利的控制,因为可以根据电感器109(以及特定电感器109的相关组件,例如母线105,钳口组件108和包装材料107)所呈现的负载为每一个单独的电感器109定制输出频率,其提供了相位匹配和阻抗控制,而不必为每个电感器109使用专用变压器103,后者将致使高度复杂、缓慢且不太稳定的功率控制。由于采用所讨论的控制逻辑而不是使用硬件适配来匹配不同和变化的负载,因此方法400和控制装置200有利于灌装机的感应加热系统的可扩展性。因此,功率控制单元200可以适于在每一个电感器106、109处产生从起始频率(fs)到结束频率 (fe)的频率范围内的频率扫描。处理单元204可以适用于基于因频率范围内各个频率所导致的每个电感器的相移和阻抗,确定每个电感器的负载特性范围。
对于传递到多个电感器109的相应电感器的后续AC功率脉冲,方法400可以包括读取416与先前存储的与对应电感器相关联的输出频率值作为输入,以选择416后续AC功率的脉冲的输出频率。这允许在反复脉冲时为特定电感器109提供更准确的工作或开始点。这种迭代过程可以改善所选输出频率的准确度。图7b示意性地示出了控制装置200的存储器结构205,其可以存储在时间t1,t2,...,tm内对应的电感器109′、109”、109”’......109n的输出频率值。从t1开始,这是对应电感器109′、109”、109”’......109n的频率f1′,f1”、f1”’……f1 n的第一个脉冲周期,在t2时的后续第二周期可以通过读取先前存储的电感器100’的输出频率f1′开始,并且将适应的频率f2′确定为在t2时的输出。表示特定电感器109的负载特性的阻抗和相移数据可以用作改进先前存储的频率值的模型。因此久而久之可以进一步改善功率控制的准确度和效率。
为多个电感器109中的每一个产生频率扫描可以包括产生 417AC功率脉冲,在多个电感器109中的每一个电感器的脉冲的整个时间内,所述AC功率的脉冲的频率从起始频率到终止频率之间变化。因此在单个脉冲期间,可以调整频率以获得负载特性。这可以具有以下益处:可以在整个密封脉冲中确定所述特性,即在密封包装材料时跟随负载变化。同时,由于密封期间材料特性的变化,该过程可在检索的数据中引入更多变量。或者,该方法包括在多个电感器109 中的每一个处产生418AC功率的脉冲,每一个脉冲具有在从起始频率到结束频率的范围内的固定频率。因此,每次脉冲特定电感器时的频率是保持恒定的。可以在瞬变过程时间(tt)之后确定阻抗和相移,例如,每个脉冲50毫秒后。
如所讨论的,至少一个电感器可以磁耦合到影响感应加热电路 100的负载的导电材料107。方法400可以包括确定419感应加热电路 100(包括至少一个电感器和导电材料107)的阻抗,来响应至少两个连续的AC功率脉冲,由此在从相应脉冲的开始的瞬变过程时间段 (tt)之后确定每一个相关的阻抗。瞬变过程时间段(tt)可以对应于导电材料响应感应加热而达到限定的加热状态的时间段。这提供了确定来自包装材料107的对负载的影响,因为第一脉冲将给出来自电感器和包装材料的影响,并且第二脉冲将仅给出来自电感器106、109的影响,因为材料在第一次脉冲后已经达到稳定的状态。因此,该方法可以包括确定420来自导电材料107的对负载的影响,并且进一步限定421所述影响的负载值范围以设置导电材料的负载阈值。方法400 还可以包括检测422与负载阈值的偏差,以通知导电材料的材料特性的变化。该变化可能是包装材料107中的缺陷的结果,因此可以检测这种缺陷。图6示出了在时间tc时检测到偏差,其中阻抗通过下负载阈值(Z1)。在图中,上负载阈值表示为z2。因此,可以通过这种诊断能力来改善感应加热电路100的稳定性。检测到的偏差可能是材料缺陷或材料处于错误位置的结果。
如上所述确定的包装材料的负载特性也可用于确定包装材料的材料特性,例如化学或机械性能,例如,层压板中材料的组成或厚度。
进一步关于如上所述的偏差的检测;首先可以确定电学特性的基线水平,以精确地限定偏差的特征阈值。一旦记录并存档了基线,就可以在灌装机的操作期间读取参数,并且可以实时分析记录的数据。如果偏离数据基线则可以触发警报。包装生产过程中密封参数的变化可以是:(i)在中/长时间内以较慢的速度偏离基线;(ii)突然立即改变。在第一种情况下,对数据的分析可用于预测性维护,而在第二种情况下,分析可用于触发针对潜在的包装完整性问题的即时警报。
在第一种情况下,一些问题可能导致灌装机的问题,所述问题的示例是:电感的缓慢恶化;变压器特性的缓慢偏差;RF电缆的缓慢恶化;或者电感器链中钳口链路的缓慢偏差。在第二种情况下,在填充机器利用期间可能影响封装完整性的问题可能是包装材料可能在电感器前面弯曲或损坏,或者电感器的损坏。在生产过程中,负载的两个潜在的突然变化可能是由于正常的机器生产事件(例如:包装材料拼接,机器重启,电感器移动或包装材料或负载上的问题)引起的变化。
根据本公开,还提供了一种计算机程序产品,其包括当计算机执行程序时使计算机执行上述方法400的步骤的指令。
根据本公开,还提供了如上所述的方法400 用于密封包含一部分沿着密封边缘的导电材料的包装材料107的用途。
上面已经参考具体实施方式描述了本发明。然而,除了上述之外的其他实施方式同样是可能在本发明的范围内的。本发明的不同特征和步骤可以以除了所描述的那些之外的其他组合进行组合。本发明的范围仅受所附专利权利要求的限制。更一般地,本领域技术人员将容易理解本文描述的所有参数、尺寸、材料和配置的意图是示例性的,并且用于本发明的教导的实际参数,尺寸,材料和/或配置将取决于具体应用或应用。
Claims (16)
1.一种控制具有变化负载的感应加热电路(100)以密封包装材料(107)的方法,所述感应加热电路具有耦合所述变化负载的感应功率发生器(101),该方法包括:
在所述感应加热电路中的至少一个电感器(106)上产生至少两个频率的AC功率,
根据在所述至少两个频率下产生的电流确定感应加热电路中导致的相移(φ),
确定所述至少两个频率中的每一个的所述感应加热电路的阻抗(Z),
基于确定的所述阻抗与确定的所述相移之间的关系确定所述感应加热电路的负载特性,
确定阻抗工作范围(Zmin,Zmax),
基于所述负载特性选择所述感应功率发生器的AC输出频率,该负载特性导致了与设定的理想值相差最小量的相移并且与所述阻抗工作范围内的阻抗相关联。
2.根据权利要求1所述的方法,包括:
确定针对所述选择的频率和相关阻抗的在所述至少一个电感器处的功率输出设定点,
改变所述功率发生器的电压,以在所述至少一个电感器处以所确定的所述设定点输出功率。
3.根据权利要求2所述的方法,包括:
当在所述至少一个电感器处输出功率时,根据所述感应加热电路中的所述相移确定相位偏差,所述相移与所述选择的频率相关联,以及
改变所述选择的频率以最小化所述相位偏差。
4.根据权利要求3所述的方法,其中
当所述感应加热电路中的所述阻抗保持在所述阻抗工作范围内时,继续改变所述选择的频率以使所述相位偏差最小化,该方法还包括
根据所述感应加热电路中的所述阻抗工作范围确定阻抗偏差,和
改变所述选择的频率以最小化所述阻抗偏差。
5.根据权利要求1所述的方法,包括:
从所述功率发生开始时的起始时间(t0)起,以预定的偏移时间(tt)延迟所述相移和所述阻抗的确定。
6.根据权利要求1所述的方法,其中在所述感应加热电路中的至少一个电感器上产生至少两个频率的AC功率包括
产生从起始频率(fs)到结束频率(fe)的频率范围内的频率扫描,
基于所述感应加热电路的所述导致的相移和所述阻抗,确定所述频率范围内的各个的频率的所述负载特性范围。
7.根据权利要求6所述的方法,其中所述感应加热电路包括多个电感器,由此对于所述多个电感器中的每一个,所述方法包括:
产生频率扫描,
确定所述负载特性,
选择输出频率,
对于传递到所述多个电感器中的相应电感器的后续AC功率脉冲,读取先前存储的与所述相应电感器相关联的输出频率值作为输入,以选择所述后续AC功率脉冲的输出频率。
8.根据权利要求7所述的方法,其中产生所述多个电感器中的每一个的频率扫描包括:
在所述多个电感器中的每一个处的脉冲持续时间内产生AC功率的脉冲,其频率从所述起始频率到所述结束频率变化,或者
在所述多个电感器中的每一个处产生AC功率的脉冲,每一个脉冲具有在从所述起始频率到所述结束频率的所述范围内的固定频率。
9.根据权利要求1所述的方法,其中所述至少一个电感器磁耦合到导电材料(107),该导电材料(107)影响所述感应加热电路的所述负载,所述方法包括:
确定包括所述至少一个电感器和所述导电材料的所述感应加热电路的所述阻抗,响应至少两个连续的AC功率脉冲,由此在相应脉冲的开始起的瞬变过程时间段(tt)之后确定每一个相关的阻抗,其中所述瞬变过程时间段对应于所述导电材料响应所述感应加热而达到限定的加热状态的时间段。
10.根据权利要求9所述的方法,包括:
确定所述导电材料对所述负载的影响,
限定所述影响的负载值的范围以设定所述导电材料的负载阈值,和
检测与所述负载阈值的偏差,以通报所述导电材料的材料特性的变化。
11.一种计算机程序产品,其包括指令,当所述程序由计算机执行时,所述指令使所述计算机执行根据权利要求1-10中任一项所述的方法的步骤。
12.一种控制装置,其用于控制具有变化负载的感应加热电路(100)以密封包装材料,所述感应加热电路具有耦合所述变化负载的感应功率发生器(101),所述控制装置包括:
功率控制单元(201),其适于控制所述功率发生器在所述感应加热电路中的至少一个电感器(106)上产生至少两个频率的AC功率,
相位检测单元(202),其适于根据在所述至少两个频率下的所述产生的电流确定所述感应加热电路中导致的相移,
阻抗检测单元(203),其适于确定至少两个频率中的每一个的所述感应加热电路的所述阻抗,
处理单元(204),其适于
基于确定的所述阻抗与确定的所述相移之间的关系确定所述感应加热电路的负载特性,
确定阻抗工作范围,
基于所述负载特性选择所述感应功率发生器的AC输出频率,该负载特性导致了与设定的理想值相差最小量的相移并且与在所述阻抗工作范围内的阻抗相关联。
13.根据权利要求12所述的控制装置,其中所述感应加热电路包括多个电感器,
所述功率控制单元适于在所述电感器的每一个处产生从起始频率(fs)到结束频率(fe)的频率范围内的频率扫描,
所述处理单元适于基于因所述频率范围内的各个频率在所述电感器的每一个处导致的所述相移和阻抗来确定所述电感器的每一个的负载特性范围。
14.根据权利要求1-10中任一项所述的方法的用途,其用于密封包装材料(107),所述包装材料包括沿着密封边缘的一部分导电材料。
15.根据权利要求1-10中任一项所述的方法的用途,其用于基于所述包装材料的所述负载特性确定包装材料的材料特性。
16.根据权利要求15所述的用途,其中所述材料特性是化学或机械性质。
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