CN112425260A - 烹饪灶具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种烹饪灶具，包括：包含多个同心布置绕组(2.1至2.n)的至少一个加热功率传递元件(2)；用于对该加热功率传递元件(2)的所述绕组(2.1至2.n)提供功率的一个或多个加热功率能量单元(3.1至3.n)；以及被配置用于控制所述一个或多个加热功率能量单元(3.1至3.n)的控制单元(4)，其中该烹饪灶具(1)包括被配置用于确定炊具物品(5)对该加热功率传递元件(1)的绕组(2.1至2.n)的覆盖的检测装置，其中该控制单元(4)被配置用于通过基于功率请求和关于这些绕组(2.1至2.n)的覆盖的信息确定该加热功率传递元件(2)的绕组(2.1至2.n)的重标度电功率来平衡提供到该炊具物品(5)的热量，并且通过确定该加热功率传递元件(2)的一个或多个绕组(2.1至2.n)的占空比来建立操作循环，所述占空比限定该相应绕组(2.1至2.n)的启用时间，其中该占空比被选择成使得在该操作循环内提供到该相应绕组(2.1至2.n)的平均电功率等于或基本上等于与所述绕组(2.1至2.n)相关联的重标度电功率。
Description
本发明总体上涉及烹饪灶具领域。更具体地，本发明涉及一种烹饪灶具、优选地一种包括软件控制式热量分配平衡装置和声学噪声抑制装置的感应灶具。
背景技术
感应加热器具本身在现有技术中是已知的。
为了避免因不同线圈或绕组之间的干扰所致的声学噪声，欧洲专利申请EP 0 716560 A1提出了频率和相位同步。
发明内容
本发明的实施例的目的是提供一种烹饪灶具，该烹饪灶具具有包括多个同心布置绕组的一个或多个加热功率传递元件，该烹饪灶具提供了炊具物品截面上的改进的热量分配以及声学噪声抑制。该目的是通过独立权利要求的特征来解决的。从属权利要求中给出了优选实施例。若无另外明确指明，本发明的实施例可以彼此自由组合。
在本领域中众所周知的是，这种家用烹饪灶具通常被提供来进行分别包括加热和/或冷却步骤的至少一种烹饪过程。这种烹饪过程优选地至少包括加热步骤，例如，分别对食物或烹饪液体进行油炸、煮沸、慢炖或罐装。为了支撑食品或炊具物品，特别已知的是提供例如呈烹饪表面的形式的烹饪支撑件。这种烹饪表面通常为炊具物品提供支撑，例如以板元件、特别是玻璃或玻璃陶瓷板的形式提供。
优选地，烹饪灶具包括烹饪支撑件和下壳体、优选地由它们组成。因此，优选的是，下壳体的开放顶侧被烹饪支撑件的至少一部分覆盖。烹饪支撑件可以特别地设置为至少一个面板，其中优选地，该面板是玻璃陶瓷面板。优选地，至少一个或多个加热功率传递元件布置在该面板下方。
下壳体可以由不同材料制成，包括塑料或金属，例如铝。
具体地，这种壳体可以包含底壁和至少一个侧壁。优选的是，所述壳体由金属(例如，铝或钢)和/或塑料制成，其中优选地，由金属制成的壳体接地。
有利地，所述下壳体可以包括特别是布置在相应加热功率能量单元外壳中的至少一个加热功率能量单元、加热功率传递元件、加热功率传递元件载体或加热功率传递元件支撑件。换句话说，下壳体和烹饪支撑件可以形成封闭单元，该封闭单元包括烹饪灶具的所有基本部分。因此，下壳体可以包括用于将烹饪灶具紧固和/或布置在工作板的顶部上或切口中的紧固装置。
因此，优选地，功率传递元件可以布置在烹饪支撑件下方。优选地，一个或多个加热功率传递元件布置在烹饪灶具的下壳体的上部部分中。功率传递元件可以由一个或多个加热功率传递元件载体或加热功率传递元件支撑件布置和支撑，优选地，功率传递元件附接和/或布置在所述载体或支撑件上。包括能量功率单元的外壳可以布置在一个或多个加热功率传递元件载体或加热功率传递元件支撑件下方。因此，优选地，支撑加热功率传递元件的加热功率传递元件载体或加热功率传递元件支撑件可以有利地布置在能量功率单元的这种外壳的顶部上和/或附接到该外壳上。
为了进行烹饪过程、特别是加热步骤，烹饪用具、特别是下壳体包括至少一个加热功率传递元件。所述加热功率传递元件被提供以用于将加热功率传递到优选地炊具物品中包含的食物或烹饪液体。
优选地，该至少一个加热功率传递元件是电加热元件、特别是感应加热元件(特别是感应线圈)和/或辐射加热元件。由加热功率传递元件提供的加热功率可以优选地以电的方式提供。优选地，加热功率可以通过热量生成磁场、更具体地通过感应场来提供。因此，本发明的烹饪灶具优选地是感应灶具。
优选地，呈感应线圈形式的加热功率传递元件包括平面导电绕组导线、特别是铜导线。优选地，感应线圈包括至少一个磁场支持元件，例如，铁氧体元件。优选地，所述至少一个磁场支持元件、特别是至少一个铁氧体元件布置在导电绕组导线的平面下方。所述至少一个磁场支持元件、特别是铁氧体元件有利于建立和/或支持感应线圈的高频交变磁场。所述磁场支持元件、特别是布置在导电绕组导线下方时可以胶合到铁氧体支撑元件(例如，卡扣配合连接器等)或被其支撑。
优选地，感应线圈包括屏蔽元件，例如，云母片。屏蔽元件优选地被适配成平面导电绕组导线的形式或者至少两个邻近布置线圈的至少两个平面导电绕组导线的形式。屏蔽元件优选地被提供在至少一个磁场支持元件、特别是至少一个铁氧体元件上方。屏蔽元件的主要功能优选地是线圈的平面导电导线绕组的支撑件。然而，另外，屏蔽元件、特别是云母片也可以屏蔽例如由加热的锅底产生的、从上方辐射的温度。
在本发明的烹饪灶具中，该至少一个加热功率传递元件优选地布置和/或安装在加热功率传递元件载体或加热功率传递元件支撑件上、特别是包括在下壳体中。特别优选的是，由金属铝片制成的载体支撑加热功率传递元件。具体地，本发明的烹饪灶具可以包括功率传递元件载体或加热功率传递元件支撑件以支撑一个加热功率传递元件，然而，本文还考虑了提供一个功率传递元件载体或加热功率传递元件支撑件以支撑多于一个加热功率传递元件。
在本发明的优选实施例中，两个加热功率传递元件布置在一个共用的加热功率传递元件载体上并被其支撑。具体地，至少两个感应线圈布置在一个共用的感应线圈载体板上并被其支撑。
加热功率传递元件载体或加热功率传递元件支撑件可以有利地被加热能量功率单元的外壳支撑或支撑在该外壳上。
具体地，本发明的烹饪灶具的加热功率传递元件中的至少一个、优选地全部、更具体地感应灶具的感应线圈可以布置在烹饪支撑件、特别是呈板元件形式的烹饪表面的下方并且特别是在下壳体内，以便当放在烹饪支撑件的加热区上时，将用于加热步骤的热量分别提供到所述加热区以及炊具物品和食物的底侧。
本发明的烹饪灶具、特别是本发明的感应灶具的烹饪支撑件优选地包括至少一个加热区。本文所指的这种加热区优选地指烹饪支撑件、特别是烹饪表面的一部分，该部分与布置在烹饪支撑件(例如，玻璃陶瓷板)处、优选在其下方的一个加热功率传递元件(例如，辐射加热元件或感应线圈)相关联。具体地，在本发明的烹饪灶具是感应灶具的实施例中，优选的是，这种加热区指代烹饪支撑件的一部分，该部分与至少一个感应线圈相关联。因此，与加热区相关联的加热功率传递元件优选地被配置成使得相关联的加热功率传递元件的相同加热功率被传递到加热区。因此，优选地，加热区指代烹饪支撑件的一部分，相关联的至少一个加热功率传递元件的相同加热功率被传递到该部分。
此外，本发明的烹饪灶具可以特别被配置成使得在一种操作模式中，一个或多于一个加热区分别形成一个烹饪区和/或组合成一个烹饪区。烹饪区可以特别提供为烹饪表面的至少一部分。特别地，这种烹饪区与至少一个加热区相关联。另外或替代性地，烹饪区可以与多于一个加热区相关联。特别地，烹饪区可以与偶数个、特别是两个、四个、六个、八个或十个、更特别是两个加热区相关联。替代性地，烹饪区可以与奇数个、特别是三个、五个、七个或九个、更特别是三个加热区相关联。
优选地，本发明的烹饪灶具被配置成使得烹饪区包括一个或多于一个加热区，这些加热区可以用相同或不同功率、频率或加热水平来驱动。
在本发明中，优选的是，在至少一种操作模式中，根据本发明的烹饪灶具被配置成使得烹饪区包括由相同功率、频率或加热水平驱动的至少两个、优选两个加热区。特别地，这种烹饪区包括至少两个、优选两个加热功率传递元件或与之相关联。
另外或替代性地，本发明的烹饪灶具可以被配置成使得与一个烹饪区相关联的加热区的数量可以变化和/或可以取决于厨师的需要和/或放在烹饪表面上的炊具的大小、形式或种类可调。
具体地，根据本发明的烹饪灶具、优选地电灶具(比如，感应灶具)可以包括至少一个加热功率能量单元。如本文所使用，加热功率能量单元优选地向加热功率传递元件中的至少一个、优选地多个提供能量，以使得加热功率传递元件能够传递加热功率以用于加热食物或烹饪液体。例如，感应灶具的加热功率能量单元可以向呈感应线圈形式的加热功率传递元件提供呈高频交流电形式的能量，该加热功率传递元件将呈磁场形式的加热功率传递到合适的炊具物品。出于此目的，加热功率能量单元可以包括安装和/或布置在至少一个印刷电路板上的至少一个相关联的功率电路。优选地，加热功率能量单元被支撑并布置在外壳、优选地塑料壳体中，该外壳优选地可布置在下壳体中并与其适配。这允许实现容易的制造和模块化。
特别地，外壳可以包括用于支撑加热功率传递元件载体或加热功率传递元件支撑件的支撑元件。特别地，这些支撑元件可以包括弹性装置、例如弹簧或硅元件以用于弹性地支撑加热功率传递元件载体或加热功率传递元件支撑件，并且特别有利于将加热功率传递元件按压到烹饪支撑板的底表面上，该烹饪支撑板尤其是玻璃陶瓷板。
具体地，加热功率能量单元以及特别是相关联的功率电路可以被配置成连接到干线电源的至少一相、优选地两相。因此，根据本发明的烹饪灶具包括至少一个、优选地两个或三个加热功率能量单元，每个加热功率能量单元连接到干线电源的一相或两相、优选地一相。
优选地，加热功率能量单元可以包括特别呈至少一个加热功率发生器形式的至少一个相关联的功率电路，以用于生成加热功率并向加热功率传递元件供应加热功率、特别是用于将加热功率提供到至少一个加热区。因此，功率电路可以特别地以半桥配置或准谐振配置的形式来提供。
因此，将立即理解的是，加热功率能量单元可以包括一个加热功率发生器以用于向多于一个加热区提供加热功率，每个加热区与至少一个加热功率传递元件相关联。
此外，加热功率能量单元可以包括一个加热功率发生器，其包括单一或一对高频开关元件。
特别地，高频开关元件以半导体开关元件、特别是IGBT元件的形式来提供。
在加热功率能量单元可以包括具有单一高频开关元件的一个加热功率发生器的情况下，该单一开关元件优选地形成以准谐振电路或其一部分的形式提供的相关联功率电路的一部分。
在加热功率能量单元可以包括具有一对高频开关元件的一个加热发生器的情况下，所述一对开关元件优选地形成以半桥电路或其一部分的形式提供的相关联功率电路的一部分。
本领域技术人员将立即理解的是，由特别地加热功率传递元件、加热功率能量单元和/或炊具物品、特别是其底部生成和/或辐射的热量也可能特别是在安全性和正常运行方面具有不利影响。特别地，加热功率能量单元、更特别是包括开关元件的功率电路可能生成大量热量，这对烹饪灶具的安全和正常运行是不利的。出于此原因，烹饪灶具包括至少一个冷却装置。特别地，所述冷却装置适于冷却电元件和/或电子元件。具体地，加热功率能量单元可以包括这种冷却装置。这种冷却装置可以包括以下中的至少一种：风扇、冷却通道、优选地由金属、特别是铝制成的冷却体、冷却空气导引装置、冷却空气偏转装置等。特别地，本发明的烹饪灶具可以包括这种冷却装置，以用于冷却至少一个加热功率发生器或其一部分、特别是至少一个单一或一对高频开关元件。更具体地，这种冷却装置可以包括冷却体，该冷却体优选地布置在冷却风扇的空气路径中，并且热连接到至少一个加热功率发生器或其一部分、特别是至少一个单一或一对高频开关元件。因此，优选的是，冷却装置包括至少一个风扇，以用于生成穿过冷却通道的空气流。优选地，冷却通道和/或冷却体水平延伸穿过烹饪灶具。例如，冷却通道和/或冷却体在烹饪灶具的水平宽度的很大部分上延伸。
根据本发明的烹饪灶具优选地进一步包括控制单元。这种控制单元优选地与加热功率能量单元操作性地连接，以控制烹饪灶具的至少一个操作参数、特别是加热功率能量单元的操作参数。此外，控制单元包括用户接口，以至少用于接收用户的命令输入。这有利地允许用户控制烹饪灶具的至少一个操作参数、特别是加热功率能量单元的操作参数。此外，控制单元、特别是用户接口(如果存在的话)可以操作性地连接到其他器具或接口，例如抽吸罩、语音控制装置、服务器、远程接口、云计算源等。
因此，根据本发明的家用烹饪灶具包括至少一个电元件和/或电子元件。特别地，所述至少一个电元件和/或电子元件包括加热功率能量单元和/或控制单元或其部分。
特别地，本发明的家用烹饪灶具的至少一个电元件和/或电子元件可以是至少一个加热能量功率单元的一部分，该至少一个加热能量功率单元优选地安装和/或布置在安装在印刷电路板(PCB)上的配电板和/或功率生成电路上。
这至少一个电元件和/或电子元件可以例如选自包括以下的组：加热功率发生器、滤波器线圈、EMC滤波器、整流器、开关元件(如IGBT)、继电器等。
根据一个方面，本发明涉及一种烹饪灶具。该烹饪灶具包括：具有多个同心布置绕组的至少一个加热功率传递元件；用于对该加热功率传递元件的所述绕组提供功率的一个或多个加热功率能量单元；以及被配置用于控制所述一个或多个加热功率能量单元的控制单元。该烹饪灶具进一步包括被配置用于确定炊具物品对该加热功率传递元件的绕组的覆盖的检测装置。所述检测装置可以例如评估一个或多个绕组消耗的电功率，以便确定对所述一个或多个绕组的覆盖。覆盖评估的其他方法也可以是可能的。该控制单元被配置用于通过基于功率请求和关于绕组的覆盖的信息确定加热功率传递元件的绕组的重标度电功率来平衡提供到炊具物品的热量，并且通过确定加热功率传递元件的一个或多个绕组的占空比来建立操作循环，所述占空比限定相应绕组的启用时间。占空比被选择成使得在操作循环内提供到相应绕组的平均电功率等于或基本上等于与所述绕组相关联的重标度电功率。
所述烹饪灶具是有利的，因为通过将提供到绕组的电功率重标度获得了炊具物品处的热量平衡，并且通过限定占空比并根据所述占空比对加热功率传递元件的绕组提供功率获得了噪音减小。
根据实施例，该烹饪灶具包括含有功率标度信息的存储器。所述功率标度信息指示取决于某操作场景提供到相应绕组的功率的分数。优选地，可以向加热功率传递元件的相应绕组提供不同的功率标度信息。例如，与外部绕组相关联的功率标度信息可以大于所述外部绕组所环绕的内部绕组的功率标度信息。基于所述功率标度信息，可以例如通过将绕组所关联的功率请求与相应功率标度信息相乘而使功率请求与重标度电功率值适配。
根据实施例，操作场景与指示对加热功率传递元件的绕组的覆盖的覆盖信息相关联。因此，换句话说，对应于某绕组(例如，最内部绕组)并且与覆盖所有绕组的第一覆盖场景相关联的功率标度信息可以不同于与同一绕组相关联并且与仅覆盖一些绕组而不覆盖其他绕组的覆盖场景相关联的功率标度信息。因此，对电功率进行重标度可以根据相应烹饪场景来适配。
根据实施例，控制单元被配置用于将与某加热功率传递元件的所有绕组相关联的功率请求相加/求和，以便获得总请求功率，并根据所述功率标度信息将所述总请求功率分配在绕组之间。因此，请求功率作为所有启用绕组的总功率提供，但是提供到相应绕组的单一功率可以减少/增加，以便实现热量平衡。
根据实施例，加热功率传递元件的绕组由具有相同或基本上相同的频率(也称为异频)的AC电流提供功率。因此，可以减少或避免由可听范围内的频率差引起的干扰。
根据实施例，烹饪灶具包括用于评估炊具物品与加热功率传递元件的一个或多个绕组之间的电感耦合的装置。所述用于评估电感耦合的装置可以是被配置成确定提供到某绕组的有功功率(功率的有功部分)的功率测量装置。因此，可以检测绕组与炊具物品之间的不良耦合。
根据实施例，烹饪灶具包括评价装置，该评价装置适于产生关于由耦合不良的绕组引起的功率减小的信息，并且适于将所述关于功率减小的信息与阈值进行比较，以便排除所述耦合不良的绕组。因此，可以排除使整个加热功率传递元件的功率传递变差(由于异频)的耦合不良绕组，以便能够使其他绕组在较有效的操作点处操作。
根据另一方面，本发明涉及一种用于控制感应灶具的方法。该烹饪灶具包括：具有多个同心布置绕组的至少一个加热功率传递元件；用于对该加热功率传递元件的所述绕组提供功率的一个或多个加热功率能量单元；以及用于控制所述一个或多个加热功率能量单元的控制单元。该方法包括以下步骤：
-确定炊具物品对加热功率传递元件的绕组的覆盖；
-基于功率请求和关于绕组的覆盖的信息来确定加热功率传递元件的绕组的重标度电功率，从而平衡绕组提供到炊具物品的热量；
-通过确定加热功率传递元件的一个或多个绕组的占空比来建立操作循环，所述占空比限定相应绕组的启用时间，其中占空比被选择成使得在操作循环内提供到相应绕组的平均电功率等于或基本上等于与所述绕组相关联的重标度电功率。
所述方法是有利的，因为通过将提供到绕组的电功率重标度，获得了提供到炊具物品的热量的平衡。此外，通过限定占空比并根据所述占空比对加热功率传递元件的绕组提供功率获得了噪声减小。
根据实施例，加热功率传递元件的绕组由具有相同或基本上相同的频率的AC电流提供功率。因此，可以减少或避免由可听范围内的频率差引起的干扰。
根据实施例，将操作循环分成多个时隙，并且将操作循环的第一时隙的长度被确定使得基于在该第一时隙中提供到所述绕组的电功率乘以第一时隙与操作循环的持续时间的商来获得与至少一个绕组相关联的重标度电功率。因此，换句话说，可以在第一时隙之后停用至少一个绕组，并且增大提供到所述至少一个绕组的电功率，使得作为操作循环的所有时隙上的平均值，在所述第一时隙中由所述绕组提供重标度电功率。
根据实施例，在操作循环的开始，所启用绕组的数量最大，并且在随后的时隙中减少。优选地，每个时隙过渡停用至少一个绕组。因此，可以使用启用不同数量绕组的多个时隙来实现绕组的不同功率请求。
根据实施例，在某时隙中启用的所有绕组的功率为同一相同电功率值。因此，被提供穿过绕组的AC电流的频率可以被选择成相等或基本上相等，这使得声学噪声减小。
根据实施例，建立总电功率，并且将电功率根据所述总电功率值分配在启用绕组之间。所述总电功率值可以指代某时隙，并且可以指示由所有启用绕组在所述时隙中提供的电功率的量。因此，可以在所述时隙上提供总请求功率的分配。
根据实施例，在操作循环中，同时地并以相同持续时间对具有相同的重标度电功率的绕组提供功率。由于在某时隙中对所有启用绕组提供相同的电功率，因此将同时驱动与相同的重标度电功率相关联的绕组持续相同数量的时隙。
根据实施例，将操作循环分成多个时隙，其中一个操作循环中所包含的时隙的数量对应于与所述绕组相关联的不同的重标度电功率值的数量。因此，可以通过一组时隙来达到与一个或多个绕组相关联的每个重标度电功率值，在该组时隙中，向所述一个或多个绕组提供所述重标度电功率。
根据实施例，评估炊具物品与绕组之间的电感耦合，并且如果由不良耦合引起的功率减小高于某阈值，则停用绕组。因此，可以排除使整个加热功率传递元件的功率传递变差(由于异频)的耦合不良绕组，以便能够使其他绕组在更有效的操作点处操作。
在本发明中使用的术语“基本上”或“大致”是指与准确值偏差+/-10％、优选地+/-5％，和/或呈对功能而言无关紧要的变化形式的偏差。
附图说明
从以下详细说明和附图中将容易理解本发明的各个方面，包括其具体特征和优点，在附图中：
图1示出了放置在包括多个同心布置绕组的加热功率传递元件上方的炊具物品的示例俯视图；
图2示出了烹饪灶具的示例示意图；
图3示出了根据第一示例功率请求在操作循环中提供到相应绕组的总请求功率的百分比；
图4示出了根据第一示例功率请求在操作循环中提供到相应绕组的电功率；
图5示出了根据第二示例功率请求在操作循环中提供到相应绕组的电功率；以及
图6示出了不同炊具物品的某绕组消耗的电功率的频率依赖性。
具体实施方式
现在将参照这些附图对本发明进行更全面的描述，在附图中示出了示例性实施例。附图中的实施例可以涉及优选实施例，同时结合实施例描述的所有元件和特征可以在适当时与本文所讨论的任何其他实施例和特征(尤其是与上文进一步讨论的任何其他实施例相关的)结合使用。然而，本发明不应当被解释为局限于本文中阐述的这些实施例。贯穿以下说明，当适用时，使用类似的附图标记来表示类似的元件、零件、物件或特征。
本说明书、权利要求、示例和/或附图中所披露的本发明的特征可以单独地和以其任意组合的方式成为用于以其不同形式实现本发明的材料。
图1展示了加热功率传递元件2，该加热功率传递元件被放在加热功率传递元件2上方的炊具物品5部分覆盖。加热功率传递元件2可以是例如烹饪灶具、特别是感应灶具的感应线圈。
加热功率传递元件2包括多个绕组2.1至2.n。所述绕组2.1至2.n同心布置，即，第一绕组2.1形成内部绕组，该内部绕组被一个或多个另外的绕组2.2至2.n周向环绕。绕组2.1至2.n的这种布置是有利的，因为通过仅激活内部绕组中的一些，可以加热具有小的基部区域的炊具物品，而对所有绕组2.1至2.n提供功率允许加热具有大的基部区域的炊具物品。
图2示出了烹饪灶具1的示意图，该烹饪灶具包含类似于图1所示的加热功率传递元件2。
烹饪灶具1包括多个加热功率能量单元3.1至3.n。每个加热功率能量单元3.1至3.n可以与绕组2.1至2.n中的一个耦合，以便将电功率提供到所述绕组2.1至2.n。如图2所示，加热功率能量单元3.1至3.n连接到线路6，整流电源电压可以经由该线路提供到加热功率能量单元3.1至3.n。
烹饪灶具1进一步包括控制单元4。所述控制单元4与所述加热功率能量单元3.1至3.n耦合，以便将控制信息从控制单元4提供到加热功率能量单元3.1至3.n。基于所述控制信息，来控制绕组2.1至2.n的操作条件(绕组有效/无效、通过绕组提供的电功率、AC频率等)。
控制单元4可以与用户接口7耦合，用户请求经由该用户接口被接收。
包括多个同心布置绕组2.1至2.n的加热功率传递元件2可能在径向方向上具有不均匀的热量分配，即，相比外部绕组2.2至2.n，内部绕组2.1可能具有更高功率密度，并且因此可能将更多加热功率提供到炊具物品5。此外，为了避免或减少由于操作条件的不匹配而发生的噪声，烹饪灶具1执行功率重分配算法，该功率重分配算法将提供到炊具物品5的热量平衡，并由于噪声减小算法而使得噪音减小。
总的来说，烹饪灶具1包括控制单元(该控制单元可以是专用控制单元或包含在用户接口7中或由主加热功率能量单元的控制器形成的控制单元)。该控制单元被配置用于收集与单一加热功率传递元件2的同心绕组2.1至2.n相关联的功率请求，以便获得总请求功率，并根据存储在烹饪灶具1中的功率标度信息来将所述总请求功率重分配给绕组2.1至2.n。烹饪灶具、特别是绕组2.1至2.n的操作是根据包含多个时隙的操作循环来执行的。选择提供到相应绕组2.1至2.n的电功率以及与所述绕组2.1相关联的占空比，使得在操作循环内提供到相应绕组的平均电功率等于或基本上等于请求功率。
下文中，更详细地描述功率重分配算法。控制单元4可以访问存储了功率标度信息的存储器。功率标度信息可以确定总请求功率的哪一部分应被提供到加热功率传递元件2的某绕组2.1至2.n。对于加热功率传递元件2的各种覆盖场景，与某绕组2.1至2.n相关联的功率标度信息可以是不同的。在加热功率传递元件2的所有绕组2.1至2.n都被覆盖的情况下，提供到某覆盖绕组的总请求功率的部分可以小于仅覆盖一些内部绕组的情况。
下表示出了对于不同覆盖条件、与包括三个绕组2.1至2.3的加热功率传递元件2相关联的示例功率标度信息。
基于包含功率标度信息的上述表，提供了功率重标度的示例。根据示例，可以覆盖所有三个绕组2.1至2.3。用户可以为每个绕组2.1至2.3提供500W的功率请求。因此，加热功率传递元件2的总请求功率是1500W。
为了平衡炊具物品5的截面区域上的加热功率，将总请求功率(例如，1500W)乘以与相应绕组2.1至2.3相关联的功率标度信息，从而获得与每个绕组2.1至2.3相关联的重标度电功率。
在总请求功率为1500W且覆盖所有绕组2.1至2.3的当前示例中，内部绕组2.1可以被供以375W的功率，中间绕组2.2可以被供以525W的功率，并且外部绕组2.3可以被供以600W的功率。
根据第二示例，可以仅覆盖绕组2.1和2.2，并且每个绕组的功率请求可以是500W。因此，总请求功率是1000W。
根据第二示例，内部绕组2.1可以被供以400W的功率，中间绕组2.2可以被供以600W的功率，并且外部绕组2.3停用，即，不向外部绕组2.3提供电功率。
因此，获得了炊具物品的截面上的较高热量分配均匀性。
下文中，解释了操作循环上的功率分配，这获得了与通过上述功率重分配算法获得的重标度电功率一致的、提供到相应绕组的电功率的平均值。操作循环可以是重复的时间范围，该重复的时间范围的持续时间可以在1秒至20秒、优选地3秒至10秒的范围内，特别是4秒、5秒、6秒、7秒、8秒或9秒。其他持续时间也可以是可能的。可以将操作循环分成多个时隙。
根据一个方面，通过对所有启用绕组2.1至2.n使用相等或基本上相等的AC频率来避免声学噪声干扰。因此，换句话说，提供到启用绕组2.1至2.n的电流包括相同的频率。
为了在没有频率改变的情况下对绕组2.1至2.n供以重标度电功率，至少一些绕组2.1至2.n可以在整个操作循环期间不被提供功率。因此，换句话说，对于至少一些绕组2.1至2.n，可以限定占空比，所述占空比指示例如操作循环的对相应绕组2.1至2.n供以功率的部分。
下文中，更详细地解释了一种用于确定至少一些绕组2.1至2.n的占空比的方法。在第一步骤中，确定时隙的数量，基于该数量来划分操作循环的。
时隙的数量N时隙可以被选择成等于不同功率请求、特别是基于上述功率重分配算法获得的重标度电功率请求的数量N功率请求：
N时隙＝NP功率请求； (公式1)
总请求功率TotPwr由与所有启用绕组2.1至2.n相关联的功率请求的总和给出：
其中，
NZa是启用绕组的数量(即，从用户接口接收功率请求的绕组的数量)；并且PwrZi是与某绕组Zi相关联的功率请求(例如，经由用户接口接收)。
可以将针对每个绕组请求的功率、特别是重标度电功率请求分类为功率阵列SortPwr，其中请求功率值可以随着阵列的长度而增加。具有相同功率请求的绕组可以在阵列中只被考虑一次，但权重阵列W可以与功率阵列SortPwr相关联，权重阵列W的条目根据功率阵列SortPwr中的对应位置指示具有功率请求的绕组的数量。
SortPwr＝{Pwrso,Pwrs1,Pwrs2,…}； (公式3)
其中，
Pwrsi指示与一个或多个绕组相关联的重标度功率请求，其中Pwrsi+1>Pwrsi。
如前所述，权重阵列W可以包含加权值w1、…、wn，这些加权值根据功率阵列SortPwr中的对应位置指示具有功率请求的绕组的数量：
W＝{w0,w1,w2,…}； (公式4)
可以如下计算在每个时隙提供到每个绕组2.1至2.n的功率和每个时隙的占空比(即，时隙相对于整个操作循环的份额)：
每个时隙tsi的启用绕组2.1至2.n的数量是：
其中，
Nts0是操作循环的第一时隙中的启用绕组的数量；
NZa是启用绕组的数量(即，从用户接口接收功率请求的绕组的数量)；
Ntsi是操作循环的第i时隙中的启用绕组的数量；并且
W[i]是权重阵列的位置i处的加权值。
每个时隙tsi的平均功率由公式给出：
其中，
Pwrs0是功率阵列SortPwr的第一位置所包含的功率值；并且
Pwrsi是功率阵列SortPwr的第i位置所包含的功率值。
时隙tsi的占空比tsi％由公式给出：
相应时隙tsi中每个绕组的总功率的百分比由公式给出：
下文中，将基于示例来解释操作循环内的启用绕组上的功率的分配。
图3和图4展示了示出在操作循环内提供到每个绕组2.1至2.4的总请求功率的百分比(在本示例中被表示为占空比)的简图。
在第一示例中，针对包括四个绕组2.1至2.4的加热功率传递元件2接收功率请求，其中第一绕组2.1的功率请求是Z1＝500W，第二绕组2.2的功率请求是Z2＝500W，第三绕组2.3的功率请求是Z3＝1000W，并且第四绕组2.4的功率请求是Z4＝1000W。功率请求可以是由用户经由用户接口提供的功率请求，或者优选地，通过上述功率重分配算法获得的重标度功率请求。
根据公式1，一个操作循环中所包含的时隙的数量是N时隙＝2。根据公式2，总请求功率是TotPwr＝3000W。
因此，换句话说，图3和图4所示的操作循环包括两个时隙ts0和ts1，其中必须在操作循环内在加热功率传递元件2的绕组2.1至2.4上分配3000W的总功率。
根据公式3，功率阵列SortPwr包含以下值：SortPwr＝{Pwrso,Pwrs1}＝{500,1000}。
根据公式4，权重阵列W包含以下值：W＝{w0,w1}＝{2,2}。
根据公式5，
因此，换句话说，在开始时，对功率请求已被接收的所有绕组2.1至2.4提供功率。
根据公式6，在第二时隙ts1中，所启用绕组的数量如下减少：
因此，换句话说，在第二时隙ts1中，所启用绕组的数量从四个减少到两个(绕组2.1和2.2停用)。值得一提的是，在第二时隙ts1中，较高功率请求已被接收的那些绕组始终被启用。
基于公式7和公式8，计算在相应时隙内提供到炊具物品的平均功率：
基于公式9来计算时隙ts0和ts1的长度：
根据公式10，启用绕组在相应时隙ts0和ts1中提供的功率部分是：
因此，综上所述，在被分成多个时隙的操作循环上分配总请求功率，其中基于不同功率请求或重标度功率请求的数量来确定时隙的数量。在第一时隙中，用相同电功率值对功率请求已被接收的所有绕组提供功率，并且在过渡到下一时隙时，停用至少一个绕组。换句话说，在操作循环内，启用绕组的数量减少。此外，在随后时隙中，提供到启用绕组的电功率也是相等或基本上相等。因此，绕组可以用相同AC频率操作，并且可以减少绕组之间导致可听见到噪声的干扰。
再次参考图3和图4，在第一时隙中对绕组2.1至2.4提供的功率是每个绕组750W。由于第一绕组2.1和第二绕组2.2的占空比为66％，因此根据请求，对第一绕组2.1和第二绕组2.2提供的平均功率为500W。类似地，在第一时隙中对第三绕组2.3和第四绕组2.4提供的功率是每个绕组750W，并且在第二时隙中是1500W。因此，再次考虑第一时隙和第二时隙的占空比(66％，33％)，对第三绕组2.3和第四绕组2.4提供的平均功率是(750W*66％)+(1500W*33％)＝1000W。
图5展示了在操作循环内提供到对包括四个绕组2.1至2.4的加热功率传递元件2的示例功率分配。在所示的示例中，已接收到四个不同功率请求或重标度功率请求，即，绕组2.1的功率请求为200W、绕组2.2的功率请求为400W、绕组2.3的功率请求为600W和绕组2.4的功率请求为800W。
根据公式1，一个操作循环中所包含的时隙的数量是N时隙＝4。根据公式2，总请求功率是TotPwr＝2000W。
因此，换句话说，图5所示的操作循环包括四个时隙ts0到ts4，其中必须在操作循环内在加热功率传递元件2的绕组2.1至2.4上分配2000W的总功率。
根据公式3，功率阵列SortPwr包含以下值：SortPwr＝{Pwrso,Pwrs1,Pwrs2,Pwrs3}＝{200,400,600,800}。
根据公式4，权重阵列W包含以下值：W＝{w0,w1,w2,w3}＝{1,1,1,1}。
根据公式5，
因此，换句话说，在开始时，对功率请求已被接收的所有绕组2.1至2.4提供功率。
根据公式6，在第二时隙ts1中，所启用绕组的数量如下减少：
因此，换句话说，在第二时隙ts1中，所启用绕组的数量从四个减少到三个(绕组2.1被去活)。值得一提的是，在第二时隙ts1中，较高功率请求已被接收的那些绕保始终被启用。
类似地，在随后的时隙ts2、ts3中，每个时隙也停用一个绕组。
基于公式7和公式8，计算在相应时隙内提供到炊具物品的平均功率：
基于公式9而计算时隙ts0至ts3的长度：
因此，在第一时隙ts0中，所有绕组2.1至2.4都被供以500W的功率，在第二时隙ts1中，绕组2.2至2.4被供以660W的功率，而绕组2.1停用。
在第三时隙ts2中，绕组2.3和2.4被供以1000W的功率(绕组2.1和2.2停用)，而在第四个时隙ts3中，只有绕组2.4被供以2000W的功率。
图6示意性地展示了加热功率传递元件2的绕组根据放在所述绕组上方的不同炊具消耗的电功率的减少。频率越高，绕组的功耗越少。
在炊具物品与某绕组的不良耦合(例如由于所述绕组的不良覆盖)的情况下，必须减少提供到所述绕组的电功率，这可以通过增大AC频率来获得。
然而，由于异频，即，由于用相同或基本上相同的频率为所有绕组提供功率以便降低声学噪声的目标使得不仅部分覆盖的绕组、而且所有绕组都必须用较高频率提供功率，这导致所有绕组的功率减小。
为了避免由单一覆盖不良的绕组引起的整个加热功率传递元件2的过度功率减小，可以评估提供到相应绕组的电功率。可以将通过所述评估而获得的电功率值与功率阈值进行比较。如果评估的功率值低于所述功率阈值，则可以排除覆盖不良的绕组，即，尽管已经接收到所述绕组的功率请求，但是没有被提供功率，以避免所有绕组的功率减小。
根据较复杂的实施例，可以将覆盖不良的绕组所消耗的功率与由于覆盖不良的绕组可能受到负面影响的所有其他绕组的功率减小进行比较。更详细地说，可以对覆盖良好的绕组的功率减小进行求和，并且可以将所述求和值与覆盖不良的绕组消耗的功率进行比较。如果总和值增大了覆盖不良绕组消耗的功率，则排除/停用覆盖不良的绕组是有利的。因此，排除绕组可以是更灵活的可能性。
应注意的是，说明书和附图仅展示了所提出的发明的原理。本领域技术人员将能够实施体现本发明的原理的尽管没有在本文中明确地描述或示出的各种布置。
附图标记清单
1 烹饪灶具
2 加热功率传递元件
2.1至2.n 绕组
3.1至3.n 加热功率能量单元
4 控制单元
5 炊具物品
6 线
7 用户接口
Claims (15)
1.一种烹饪灶具，包括：包含多个同心布置绕组(2.1至2.n)的至少一个加热功率传递元件(2)；用于对该加热功率传递元件(2)的所述绕组(2.1至2.n)提供功率的一个或多个加热功率能量单元(3.1至3.n)；以及被配置成控制所述一个或多个加热功率能量单元(3.1至3.n)的控制单元(4)，其中，该烹饪灶具(1)包括被配置用于确定炊具物品(5)对该加热功率传递元件(1)的绕组(2.1至2.n)的覆盖的检测装置，其中，该控制单元(4)被配置用于通过基于功率请求和关于这些绕组(2.1至2.n)的覆盖的信息确定该加热功率传递元件(2)的绕组(2.1至2.n)的重标度电功率来平衡提供到该炊具物品(5)的热量，并且通过确定该加热功率传递元件(2)的一个或多个绕组(2.1至2.n)的占空比来建立操作循环，所述占空比限定该相应绕组(2.1至2.n)的启用时间，其中该占空比被选择成使得在该操作循环内提供到该相应绕组(2.1至2.n)的平均电功率等于或基本上等于与所述绕组(2.1至2.n)相关联的重标度电功率。
2.根据权利要求1所述的烹饪灶具，包括包含功率标度信息的存储器，所述功率标度信息指示根据某操作场景提供到该相应绕组(2.1至2.n)的功率的分数。
3.根据权利要求2所述的烹饪灶具，其中，该操作场景与指示对加热功率传递元件(2)的这些绕组(2.1至2.n)的覆盖的覆盖信息相关联。
4.根据权利要求2或3所述的烹饪灶具，其中，该控制单元(4)被配置用于将与某加热功率传递元件(2)的所有绕组(2.1至2.n)相关联的功率请求相加，以便获得总请求功率，并根据所述功率标度信息将所述总请求功率分配在这些绕组(2.1至2.n)之间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的烹饪灶具，其中，该加热功率传递元件(2)的绕组(2.1至2.n)由具有相同或基本上相同的频率的AC电流提供功率。
6.根据前述权利要求中任一项所述的烹饪灶具，包括用于评估炊具物品(5)与该加热功率传递元件(2)的一个或多个绕组(2.1至2.n)之间的电感耦合的装置。
7.根据权利要求6所述的烹饪灶具，包括评价装置，该评价装置适于产生关于由耦合不良的绕组引起的功率减小的信息，并且适于将所述关于该功率减小的信息与阈值进行比较，以便排除所述耦合不良的绕组。
8.一种用于控制烹饪灶具(1)的方法，该烹饪灶具(1)包括具有多个同心布置绕组(2.1至2.n)的至少一个加热功率传递元件(2)、用于对该加热功率传递元件(2)的所述绕组(2.1至2.n)提供功率的一个或多个加热功率能量单元(3.1至3.n)、以及用于控制所述一个或多个加热功率能量单元(3.1至3.n)的控制单元(4)，该方法包括以下步骤：
-确定炊具物品(5)对该加热功率传递元件(2)的绕组(2.1至2.n)的覆盖；
-基于功率请求和关于这些绕组(2.1至2.n)的覆盖的信息来确定该加热功率传递元件(2)的绕组(2.1至2.n)的重标度电功率，从而平衡这些绕组(2.1至2.n)提供到该炊具物品(5)的热量；
-通过确定该加热功率传递元件(2)的一个或多个绕组(2.1至2.n)的占空比来建立操作循环，所述占空比限定该相应绕组(2.1至2.n)的启用时间，其中该占空比被选择成使得在该操作循环内提供到该相应绕组(2.1至2.n)的平均电功率等于或基本上等于与所述绕组(2.1至2.n)相关联的重标度电功率。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，该加热功率传递元件(2)的绕组(2.1至2.n)由具有相同或基本上相同的频率的AC电流提供功率。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，将该操作循环分成多个时隙，并且将该操作循环的第一时隙的长度确定成使得基于在该第一时隙中提供到所述绕组(2.1至2.n)的电功率乘以第一时隙与操作循环的持续时间的商来获得与至少一个绕组(2.1至2.n)相关联的重标度电功率。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中，在该操作循环的开始，所启用绕组(2.1至2.n)的数量最大，并且在随后的时隙中减少。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其中，建立总电功率，并且将所述总电功率分配在这些启用绕组(2.1至2.n)之间。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的方法，其中，在该操作循环中，同时地并以相同持续时间对具有相同的重标度电功率的绕组(2.1至2.n)提供功率。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的方法，其中，将该操作循环分成多个时隙，其中一个操作循环中所包含的时隙的数量对应于与所述绕组(2.1至2.n)相关联的不同的重标度电功率值的数量。
15.根据权利要求8或14所述的方法，其中，评估该炊具物品(5)与该绕组(2.1至2.n)之间的电感耦合，并且如果由不良耦合导致的功率减小高于某阈值，则停用绕组(2.1至2.n)。
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