DE10006863A1 - Induktions-Gareinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Gareinrichtung umfasst DOLLAR A a) wenigstens eine Induktionsheizeinrichtung zum Erzeugen eines zeitlich veränderlichen magnetischen Feldes mit wenigstens einer Induktionsspule (3) und wenigstens einer Steuereinheit (8) zum Anlegen eines zeitlich veränderlichen elektrischen Feldes an die Induktionsspule, DOLLAR A b) eine auf ein im Wesentlichen konstantes elektrisches Potential gelegte Trägereinrichtung (7) aus elektrisch leitfähigem Material mit einer Trägerfläche (70), auf der die Induktionsspule elektrisch isoliert angeordnet ist, DOLLAR A c) Mittel (10, 40, 41) zum Reduzieren der elektrischen Kapazität (C¶D¶) zwischen der Induktionsspule und der Trägereinrichtung. DOLLAR A Vorteile: geringere Gleichtaktstörungen, dadurch preiswertere Komponenten mit geringerer Performance einsetzbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gareinrichtung.

Es sind Gareinrichtungen bekannt mit einer Kochfeldplatte mit zwei oder vier Kochzonen, bei der unterhalb wenigstens einer der Kochzonen eine durch einen Generator hochfrequent ansteuerbaren Induktionsspule zum induktiven Beheizen von auf der Kochzone aufgestelltem Kochgeschirr bekannt. Die Induktionsspule ist auf einer metallischen Trägereinrich­ tung fixiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besondere Gareinrichtung mit Induktionsbeheizung anzugeben.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst mit den Merk­ malen des Anspruchs 1.

Die Gareinrichtung umfasst zunächst

• a) wenigstens eine Induktionsheizeinrichtung zum Erzeugen eines zeitlich veränderlichen magnetischen Feldes mit wenigstens einer Induktionsspule (mit wenigstens einer Windung) und wenigstens einer Steuereinheit zum Anlegen eines zeitlich veränderlichen elektrischen Feldes an die Induktionsspule sowie
• b) eine auf ein im Wesentlichen konstantes elektrisches Potential gelegte Trägereinrichtung (Gehäuse, Chassis) aus elektrisch leitfähigem Material mit einer Träger­ fläche, auf der die Induktionsspule, im Allgemeinen elektrisch isoliert, angeordnet ist.

Die Erfindung geht aus von der aufgrund von Messungen ge­ wonnenen überraschenden Beobachtung, dass im Betrieb der Induktionsheizeinrichtung hochfrequente Störströme auftre­ ten können, die nach der Norm EN 55011 vorgegebene Grenz­ werte überschreiten, wenn die Trägereinrichtung auf kon­ stantes elektrisches Potential geschaltet ist, insbesondere geerdet ist.

Die Erfindung geht weiter aus von einer aus den Messungen gefolgerten Überlegung, dass für die Störströme eine zu ho­ he elektrische Kapazität zwischen der Induktionsspule und der Trägereinrichtung verantwortlich ist. Auch bei einer elektrischen Isolierung der Induktionsspule von der Träger­ einrichtung, die einen direkten Ladungsfluss zumindest weitgehend verhindert, stellt immer noch der aus Indukti­ onsspule und Trägereinrichtung gebildete Kondensator, be­ sonders in dem für Induktionsbeheizung typischen Hochfre­ quenzbereich, als parasitäre Kapazität gewissermaßen eine Schwachstelle für Verschiebeströme zum konstanten Potential hin dar.

Gemäß der Erfindung wird deshalb vorgeschlagen, Mittel zum Reduzieren der elektrischen Kapazität zwischen der Indukti­ onsspule und der Trägereinrichtung vorzusehen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Gareinrichtung gemäß der Erfindung ergeben sich aus den vom Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen.

Die Trägereinrichtung besteht demnach insbesondere zumin­ dest im Bereich der Trägerfläche aus Metall, beispielsweise aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Kupfer oder Stahl, wobei das Metall vorzugsweise in Form eines Bleches verwen­ det wird.

Die Mittel zum Reduzieren der elektrischen Kapazität zwi­ schen der Induktionsspule und der Trägereinrichtung umfas­ sen demnach in vorteilhaften, auch miteinander kombinierba­ ren Ausführungsformen:

• - wenigstens eine Zwischenlage (Abstandslage, Abstandshal­ ter) aus dielektrischem Material, vorzugsweise mit einer niedrigen relativen Dielektrizitätskonstanten (möglichst nahe 1), zum Vergrößern des Abstandes zwischen der Induk­ tionsspule und der Trägereinrichtung,
• - wenigstens einen Zwischenraum aus dielektrischem Gas wie Luft,
• - eine oder mehrere Öffnungen (Löcher) in der Trägerfläche der Trägereinrichtung zum Verringern von deren kapazitiv wirksamer Fläche,
• - eine oder mehrere Ausnehmungen oder Einbuchtungen in der Trägerfläche der Trägereinrichtung zum Vergrößern von de­ ren Abstand zur Induktionsspule in diesen Bereichen, wo­ bei die dadurch gewonnenen Zwischenräume mit dielektri­ schem festen oder gasförmigen Material gefüllt werden.

Die Öffnungen können in die Trägerfläche gestanzt sein. Die Ausnehmungen oder Einbuchtungen können in die Trägerfläche eingeprägt sein.

Die Gareinrichtung kann als Induktionskochstelle ausgebil­ det sein und umfasst dann wenigstens eine Kochfeldplatte zum Aufstellen von Kochgeschirr, wobei jede Induktionsspule unterhalb einer zugehörigen Kochzone der Kochfeldplatte an­ geordnet ist. Alternativ kann natürlich auch ein Garofen mit einem verschließbaren Garraum mit der Induktionsbehei­ zung gemäß der Erfindung ausgestattet werden.

Die. Frequenzanteile der elektrischen Feldes des Generators liegen im Allgemeinen oberhalb einer Grundfrequenz zwischen etwa 20 kHz und etwa 100 kHz, vorzugsweise etwa 25 kHz, und reichen in den Oberfrequenzen (Harmonischen) bis in den Be­ reich von 10 MHz.

Die Steuereinheit umfasst in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform eine an eine Netzspannung anschließbare und mit dem konstanten Potential elektrisch gekoppelte Gleichtakt-Filtereinheit zum Unterdrücken von Gleichtakt­ störungen. Die Gleichtakt-Filtereinheit umfasst vorzugswei­ se zwei mit jeweils einem Pol der Netzspannung elektrisch verbindbare gegensinnig verschaltete Induktivitäten, insbe­ sondere eine stromkompensierte Ringkerndrossel mit zwei auf einem Ringkern gegensinnig angeordneten Spulen, wobei vor­ zugsweise jede Induktivität über einen zugehörigen Konden­ sator mit dem konstanten Potential elektrisch gekoppelt ist.

Die Induktionsspule umfasst in einer vorteilhaften Weiter­ bildung an ihrer Unterseite auch Feldleitkörper, aus einem magnetisch leitenden Material, insbesondere einem ferriti­ schen oder densitischen Material, zum Führen des Magnetfel­ des der Induktionsspule. Es liegen dann die Induktionsspule mit ihren Feldleitkörpern auf der Trägereinrichtung auf. Die parasitäre Kapazität zwischen der Induktionsspule und der Trägereinrichtung kann nun auch durch Reduzierung der Feldleitkörper und die dadurch gebildeten zusätzlichen mit Luft oder anderem dielektrischen Material gefüllten Zwi­ schenräume verringert werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei­ spielen weiter erläutert. Dabei wird auf die Zeichnung Be­ zug genommen, in der jeweils in einer schematischen Dar­ stellung zeigen:

Fig. 1 eine Induktionsgareinrichtung mit einer Trägerein­ richtung mit Prägungen,

Fig. 2 eine Induktionsgareinrichtung mit einer Trägerein­ richtung mit Öffnungen,

Fig. 3 eine Induktionsgareinrichtung mit einer Trägerein­ richtung und einer zusätzlichen dielektrischen Schicht zwischen Trägereinrichtung und Feldleit­ mitteln,

Fig. 4 eine Induktionsgareinrichtung, die dem Prinzip nach dem Stand der Technik entspricht,

Fig. 5 eine elektrische Schaltung der Steuereinheit für eine Induktionsgareinrichtung,

Fig. 6 eine Induktionsspulenanordnung gemäß dem Stand der Technik in einer perspektivischen Ansicht.

Einander entsprechende Teile sind in den Fig. 1 bis 6 mit denselben Bezugszeichen versehen.

In Fig. 4 ist eine Induktionsgareinrichtung dargestellt, die deren Aufbau im Prinzip bekannt ist. Die Induktionsgarein­ richtung umfasst eine Kochfeldplatte 1, auf der in einer Kochzone ein Gargutbehälter 2 aufgestellt ist, in dem sich Gargut 6 befindet. Im Boden des Gargutbehälters 2 ist eine Suszeptorspule 5 dargestellt. Unterhalb der Kochzonen der Kochfeldplatte 1 ist eine Induktionsspule 3 angeordnet, die als Flachspule ausgebildet ist mit einer im wesentlichen parallel zur Kochfeldplatte 1 ausgerichteten Ebene.

Die Induktionsspule 3 ist, vorzugsweise mittels einer Kle­ beverbindung, auf einem oder mehreren Feldleitkörpern 4 angeordnet. Der oder die Feldleitkörper 4 sind auf einer Trä­ gerfläche 70 einer Trägereinrichtung 7 angeordnet, insbe­ sondere ebenfalls aufgeklebt, und bestehen vorzugsweise aus einem Material mit einer hohen magnetischen Permeabilität und mit einer möglichst geringen elektrischen Leitfähig­ keit, beispielsweise einem ferritischen oder densitischen Material.

Die Klebeschichten sind nicht nur zur Fixierung vorgesehen, sondern isolieren auch die Komponenten elektrisch voneinan­ der. Anstelle einer Klebeverbindung können auch andere Fi­ xierungsmittel zum Verbinden der Induktionsspule 3 mit den Feldleitkörpern 4 oder der Trägereinrichtung 7 oder der Feldleitkörper 4 mit der Trägereinrichtung 7 vorgesehen sein, beispielsweise eine lösbare Verbindung wie eine Schraubverbindung oder Rastverbindung. Die elektrische Iso­ lierung wird dann im Allgemeinen mit getrennten Mitteln er­ reicht.

Eine besondere, an sich bekannte Ausführungsform der Induk­ tionsheizeinrichtung ist in Fig. 6 dargestellt. Die Indukti­ onsspule 3 ist zusammen mit sechs sternförmig angeordneten Feldleitkörpern 4 in einem Gehäuse 15 eingefasst, das ins­ besondere aus einem hitzebeständigen Kunststoff besteht. Die in der Ansicht oben liegende Seite ist die Unterseite, mit der die ganze Einheit auf die Trägereinrichtung aufge­ legt wird.

Die Trägereinrichtung 7 besteht aus einem elektrisch lei­ tenden Material, insbesondere Metall, beispielsweise Alumi­ nium oder einer Aluminiumlegierung, Kupfer oder einem Stahl, insbesondere aus einem Metallblech. Die Trägerein­ richtung 7 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel kasten­ förmig ausgebildet mit der durchgehenden Trägerfläche 70 an der der Induktionsspule 3 zugewandten Seite und seitlich davon nach unten ragenden Seitenwänden. Auf einer Bodenwand 71 ist eine elektrische Steuereinheit 8 getragen, die die Induktionsspule 3 elektrisch ansteuert. Insbesondere ist die Steuereinheit 8 mittels einer oder mehrerer Schrauben 11 an der Trägereinrichtung 7 befestigt. Die Schraube 11 stellt zugleich eine elektrische Verbindung zwischen der Steuereinheit 8 und der Trägereinrichtung 7 her, die direkt mit der Erde (Masse) oder allgemeiner einem im wesentlichen konstanten Potential verbunden ist. Die elektrische Verbin­ dung der Trägereinrichtung 7 zur Erde kann auch unabhängig von der mechanischen Befestigung mit einer separaten elek­ trisch leitenden Verbindung, beispielsweise einem elektri­ schen Kabel und/oder einer Clips-Verdrahtung, verwirklicht werden.

Die Steuereinheit 8 versorgt im Betrieb der Induktions­ gareinrichtung die Induktionsspule 3 mit einem zeitlich veränderlichen elektrischen Feld (elektrischer Spannung), die hochfrequente Anteile im Bereich ab einer Grundfrequenz (Fundamentalfrequenz) von 25 kHz enthält. Durch Induktion erzeugt die Induktionsspule 3 nun ein zeitlich veränderli­ ches magnetisches Feld, dessen Flussdichte in der Fig. 4 mit B bezeichnet ist und dessen Feldlinien gestrichelt darge­ stellt sind, mit einem dem elektrischen Feld der Steuerein­ heit 8 entsprechenden Frequenzspektrum. Die Feldleitkörper 4 konzentrieren und bündeln das Magnetfeld B, so dass es nach unten weitgehend abgeschirmt ist. Nach oben durch­ dringt das Magnetfeld B die Kochfeldplatte 1, die aus einem dielektrischen hitzebeständigen Material, beispielsweise einer Glaskeramik, Glas oder einer Keramik, besteht, und induziert in der Suszeptorspule 5 des Gargutbehälters 2 ei­ nen elektrischen Strom, der durch Joulesche Verluste den Gargutbehälter 2 erhitzt. Die Aufheizwirkung wird im Allgemeinen noch dadurch verstärkt, dass ein ferromagnetisches Material vorgesehen wird, wodurch zusätzliche thermische Energie durch Ummagnetisierungsprozesse im Material des Gargutbehälters 2 frei wird. Es kann dann auch der Boden des Gargutbehälters 2 einfach aus ferromagnetischem Materi­ al bestehen. Eine Suszeptorspule 5 ist nicht unbedingt er­ forderlich.

Die Trägereinrichtung 7 hat neben der mechanischen Träger­ funktion für die Induktionsspule 3 zusätzlich die Funktio­ nen der Wärmeabführung von der Induktionsspule 3 und Homo­ genisierung der Temperaturverteilung sowie der Anpassung der Resonanzfrequenz. Ferner schirmt die Trägereinrichtung 7 die elektronischen Komponenten der Steuereinheit 8 von dem Magnetfeld der Induktionsspule 3.

Eine Messung nach EN 55011 ergab nun, dass bei dieser be­ kannten Induktionsgareinrichtung gemäß Fig. 4 unerwünschte Störströme (und dadurch verursachte Störfelder) in einem bestimmten Hochfrequenzbereich auftreten, insbesondere in einem Bereich zwischen 150 kHz und 500 kHz. Es wurde ferner festgestellt, dass diese Störströme im Wesentlichen auf ei­ ne parasitäre Kapazität C_D zwischen der Induktionsspule 3 und der Trägereinrichtung 7 zurückzuführen sind. Gemäß der Erfindung wird deshalb vorgeschlagen, diese parasitäre Ka­ pazität C_D zu reduzieren oder sogar möglichst ganz zu elimi­ nieren.

Nun ist eine elektrische Kapazität eines Plattenkondensa­ tors, der hier in guter Näherung anwendbar ist, definiert durch die folgende Formel

C = (ε₀ ε_r A)/d,

wobei ε₀ die Elektrizitätskonstante im Vakuum ist, ε_r die re­ lative Elektrizitätskonstante des zwischen der Indukti­ onsspule 3 und der Trägereinrichtung 7 befindlichen dielek­ trischen Materials, A die wirksame Fläche des Plattenkon­ densators sowie d der Abstand zwischen den beiden Kondensa­ torplatten, also der Induktionsspule 3 und der Trägerein­ richtung 7, sind. Ausgehend von dieser Formel gibt es nun eine Reihe von Möglichkeiten, die parasitäre Kapazität C_D zwischen der Induktionsspule 3 und der Trägereinrichtung 7 zu verringern:

• - Vergrößern des Abstandes zwischen Induktionsspule 3 und Trägereinrichtung 7 durch Einbringen zusätzlichen dielektrischen Materials, insbesondere einer dickeren Schicht oder einer zusätzlichen Schicht, oder eines zusätzlichen Luftzwischenraumes,
• - Verringern der einander gegenüberliegenden Flächen des aus Induktionsspule 3 und Trägereinrichtung 7 gebilde­ ten Kondensators, insbesondere Verringerung der Trä­ gerfläche 70,
• - Verwendung eines dielektrischen Zwischenmaterials zwi­ schen Induktionsspule 3 und Trägereinrichtung 7 mit einer kleineren relativen Dielektrizitätskonstante.

Fig. 1 zeigt nun eine Möglichkeit, bei der die Trägerfläche 70 der Trägereinrichtung 7 durch Einbringen von Einbuchtun­ gen 40 in diesen Bereichen weiter von der Induktionsspule 3 beabstandet ist. Die Feldleitkörper 4 liegen dann nur noch in den außerhalb der Einbuchtung 40 liegenden Bereichen der Trägerfläche 70 der Trägereinrichtung 7 auf, während zwi­ schen den Feldleitkörpern 4 und der nach unten ausgebuchte­ ten Trägerfläche 70 der Trägereinrichtung 7 nunmehr luftgefüllte Zwischenräume gebildet sind. Die Einbuchtungen 40 können insbesondere durch Prägen in das Metallblech erzeugt sein und können in einer Vielzahl von Ausführungsformen und Gestaltungsmöglichkeiten ausgebildet werden. Die Tiefe der Einbuchtungen 40, die der Vergrößerung des Abstandes zwi­ schen Induktionsspule 3 und Trägereinrichtung 7 entspricht, kann insbesondere im Bereich zwischen 0,2 mm und 5 mm, vor­ zugsweise im Bereich zwischen 0,5 mm und 2 mm, liegen. Die­ se Ausführungsform gemäß Fig. 1 hat den Vorteil, dass die elektromagnetische Abschirmwirkurig der Trägereinrichtung 7 über die Trägerfläche 70 weitgehend im wesentlichen erhal­ ten bleibt.

Fig. 2 zeigt eine weitere Möglichkeit zur Reduzierung der parasitären Kapazität C_D zwischen der Induktionsspule 3 und der Trägereinrichtung 7. Es sind nun in der Trägerfläche 70 der Trägereinrichtung 7 unterhalb der Feldleitkörper 4 meh­ rere Öffnungen 41 vorgesehen, die beispielsweise gestanzt sein können. Durch diese Öffnungen 41 wird die der Indukti­ onsspule 3 gegenüberliegende, durch die Trägerfläche 70 ge­ bildete Kondensatorfläche verringert und damit die parasi­ täre Kapazität C_D ebenfalls reduziert. Auch die Öffnungen 41 können verschieden gestaltet werden. Bei einer kreisrunden Induktionsspule 3 bietet sich eine radiale Anordnung der Öffnungen 41 an entlang zueinander versetzter radialer Strahlen, wobei, wie dargestellt, insbesondere die lichte Weite der Öffnungen 41 nach außen hin zunehmen kann. Die Feldleitkörper 4 liegen nun wiederum nur in den Zwischenbe­ reichen zwischen den Öffnungen 41 auf der Trägerfläche 70 auf. Die Gestalt und Anordnung der Öffnungen 41 in der Trä­ gereinrichtung 7 wird vorzugsweise in Abhängigkeit von der gewünschten Abschirmwirkurig, die wiederum abhängig von dem verwendeten Frequenzspektrum der Induktionsspule 3 und Steuereinheit 8 gebildeten Induktionsheizeinrichtung ist, und der sonstigen Eigenschaften, insbesondere der thermi­ schen Eigenschaften, der Trägereinrichtung 7 gewählt.

Eine dritte Möglichkeit zur Reduzierung der parasitären Ka­ pazität C_D zwischen der Induktionsspule 3 und der Trägerein­ richtung 7 ist in Fig. 3 veranschaulicht. In dieser Ausfüh­ rungsform ist zwischen der Trägerfläche 70 der Trägerein­ richtung 7 und den Feldleitkörpern 4 eine zusätzliche die­ lektrische Schicht 10 als Abstandhalter angeordnet. Diese dielektrische Schicht 10 wird in Abhängigkeit von der ge­ wünschten parasitären Kapazität C_D gewählt, insbesondere hinsichtlich ihrer Schichtdicke und ihrer relativen Dielek­ trizitätskonstanten. Die Schichtdicke der dielektrischen Schicht 10 kann insbesondere im Bereich zwischen 0,2 mm und 5 mm, vorzugsweise im Bereich zwischen 0,5 mm und 2 mm, ge­ wählt werden. Die relative Dielektrizitätskonstante wird vorzugsweise möglichst nahe bei 1 gewählt. Die dielektri­ sche Schicht 10 kann insbesondere eine Folie oder sogar ein Blatt aus hochtemperaturpapierähnlichem Material sein, das mit dem Feldleitkörper 4 und der Trägerfläche 70 verklebt wird. Alternativ kann die dielektrische Schicht 10 natür­ lich auch direkt auf die Trägereinrichtung 7 aufgebracht werden, beispielsweise durch Aufdampfen, Aufsputtern oder dergleichen.

Selbstverständlich können die in den Fig. 1 bis 3 darge­ stellten verschiedenen Möglichkeiten zur Reduzierung der parasitären Kapazität C_D zwischen der Induktionsspule 3 und der Trägereinrichtung 7 auch in verschiedenen Varianten miteinander kombiniert werden.

Fig. 5 zeigt ein elektrisches Schaltbild für die Steuerein­ heit 8 der Induktionsgareinrichtung gemäß den Fig. 1 bis 4. Auf der linken Seite des Schaltbildes liegt die Netzspannung U_N an, die im normalen Stromnetz 230 V mit einer Fre­ quenz von 50 Hz entspricht. Zwischen die beiden Phasen der Netzspannung U_N sind zwei Kondensatoren C1 und C2 sowie eine Gleichrichterbrücke G geschaltet. Seriell in einer der bei­ den Phasen sind zwei Induktivitäten L1 und L3 sowie ein Hauptschalter S3 geschaltet und in die andere Phase eine weitere Induktivität L2. Ferner geht von jeder Phase ein Kondensator C3 bzw. C4 in einen Abzweig ab, der zur Erde 9 geschaltet ist.

Mit den beiden Kondensatoren C1 und C2 sowie der Induktivi­ tät L3 ist ein differentieller Filter gebildet, der Gegen­ taktstörungen in den beiden Phasen der Netzspannung UN un­ terdrückt.

Die beiden Induktivitäten L1 und L2 sowie die beiden Kapa­ zitäten C3 und C4 bilden einen Filter zur Unterdrückung von Gleichtaktstörungen in den Phasen der Versorgungsspannung U_N (common mode noise filter). Die beiden Induktivitäten L1 und L2 können insbesondere mit einer stromkompensierten Ringkerndrossel mit zwei gegensinnigen Spulen auf einem ge­ meinsamen Ringkern gebildet sein, aber natürlich auch mit zwei getrennten Komponenten verwirklicht werden. Da die In­ duktivitäten L1 und L2 zugleich die volle Netzspannung U_N im Gegentaktbetrieb (gegenphasiger Normalbetrieb) durchlassen können müssen, sind die Anforderungen an die die Induktivi­ täten L1 und L2 darstellenden Spulen mit dem Ringkern recht hoch. Um eine Sättigung des Kerns durch die Gegentaktstö­ rung zu vermeiden, sind nämlich recht hochwertige magneti­ sche Materialien erforderlich.

Die parasitäre Kapazität C_D von der Induktivität L der In­ duktionsspule 3 zur Trägereinrichtung 7 und damit zur Erde 9 ist über die Kondensatoren C3 und C4 mit dem Filter zur Unterdrückung von Gleichtaktstörungen verbunden und bringt durch die von ihr verursachte Gleichtaktstörung den oder die Kerne der Spulen für die Induktivitäten L1 und L2 noch schneller in Sättigung. Die gemäß der Erfindung erzielte Reduzierung der parasitären Kapazität C_D hat nun den großen Vorteil, dass die Komponente bzw. Komponenten für die In­ duktivitäten L1 und L2 geringeren Anforderungen entsprechen muss bzw. müssen und dadurch eine beträchtliche Kostener­ sparnis erreicht wird.

Der an der rechten Seite des Schaltbildes gemäß Fig. 5 dar­ gestellte Teil der Schaltung ist eine von mehreren mögli­ chen Standardschaltungen zur Umsetzung der Netzspannung U_N in die zum Betrieb der Induktionsspule 3 mit der Induktivi­ tät L erforderliche Hochfrequenzspannung U_HF. Diese auch als Halbbrücke (half bridge) bezeichnete Steuerschaltung ent­ hält zwei getrennt ansteuerbare elektronische Schalter S1 und S2, beispielsweise Halbleiterschaltelemente wie Thyri­ storen, bipolare Leistungstransistoren, IGBTs, Darlingtons­ schaltungen oder auch MCTs, sowie drei Kondensatoren C5, C6 und C7 und die bereits genannte Gleichrichterbrücke G. Die Hochfrequenzspannung U_HF liegt vorzugsweise in einem Fre­ quenzbereich oberhalb der Grundfrequenz 25 kHz. Andere - nicht dargestellte, aber standardmäßig eingesetzte - Mög­ lichkeiten für die Erzeugung der Hochfrequenzspannung U_HF sind eine Einschalterschaltung (single switch) und eine Vollbrückenschaltung (full bridge) mit vier Schaltern. Die Vorteile der Maßnahmen gemäß der Erfindung kommen auch bei diesen Steuerschaltungen zum Tragen.

Anstelle der gezeigten Ausführungsbeispiele kann die Induk­ tionsgareinrichtung, bezüglich des mechanischen Aufbaus und der verwendeten Materialien als auch bezüglich der elektri­ schen Verhältnisse, auch in einer anderen bekannten Ausführungsform ausgebildet sein, beispielsweise gemäß einer der in WO 97/20451, WO 98/41061, WO 98/41062, WO 98/41063 oder WO 98/41064 offenbarten Ausführungsformen, wobei dann gemäß der Erfindung wieder entsprechende Mittel zur Reduzierung der Kapazität zwischen Träger und Spule, vorzusehen sind.

Claims (12)

1. Gareinrichtung mit

• a) wenigstens einer Induktionsheizeinrichtung zum Erzeugen eines zeitlich veränderlichen magnetischen Feldes mit wenigstens einer Induktionsspule (3) und wenigstens ei­ ner Steuereinheit (8) zum Anlegen eines zeitlich verän­ derlichen elektrischen Feldes an die Induktionsspule,
• b) einer auf ein im Wesentlichen konstantes elektrisches Potential gelegten Trägereinrichtung aus elektrisch leitfähigem Material mit einer Trägerfläche (70) für die Induktionsspule,
• c) Mitteln (10, 40, 41) zum Reduzieren der elektrischen Ka­ pazität (C_D) zwischen der Induktionsspule und der Träge­ reinrichtung.

2. Gareinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Mittel zum Reduzieren der elektrischen Kapazität wenigstens eine zwischen der Induktionsspule und der Trägereinrichtung angeordnete Zwischenlage (10) aus dielektrischem Mate­ rial, vorzugsweise mit einer niedrigen relativen Die­ lektrizitätskonstanten, umfassen.

3. Gareinrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der die Mittel zum Reduzieren der elektrischen Kapazität eine oder mehrere Öffnungen (41) in der Trägerfläche der Trägereinrichtung umfassen.

4. Gareinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Mittel zum Reduzieren der elektrischen Ka­ pazität eine oder mehrere Ausnehmungen oder Einbuchtun­ gen (40) in der Trägerfläche der Trägereinrichtung um­ fassen.

5. Gareinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Trägereinrichtung zumindest im Bereich der Trägerfläche aus Metall oder einer Metalllegierung, insbesondere aus Aluminium, Kupfer oder Stahl, besteht, insbesondere aus einem Metallblech.

6. Gareinrichtung nach Anspruch 3 und Anspruch 5, bei der die Öffnungen in die Trägerfläche gestanzt sind.

7. Gareinrichtung nach Anspruch 4 und 5, bei der die Aus­ nehmungen oder Einbuchtungen in die Trägerfläche einge­ prägt sind.

8. Gareinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit wenigstens einer Kochfeldplatte (1) zum Aufstellen von Kochgeschirr, wobei jede Induktionsspule unterhalb einer zugehörigen Kochzone der Kochfeldplatte angeord­ net ist.

9. Gareinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Frequenzanteile der elektrischen Feldes der Steuereinheit zwischen etwa 20 kHz und etwa 100 kHz, vorzugsweise über etwa 25 kHz, liegen.

10. Gareinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der an einer Unterseite der Induktionsspule wenig­ stens ein Feldleitkörper (4) aus einem magnetisch lei­ tenden Material, insbesondere einem ferritischen oder densitischen Material, angeordnet ist, wobei die Induk­ tionsspule vorzugsweise mit ihren Feldleitkörpern auf der Trägereinrichtung aufliegt.

11. Gareinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Steuereinheit eine an eine Netzspannung anschließbare und mit dem konstanten Potential elektrisch gekoppelte Gleichtakt-Filtereinheit zum Unterdrücken von Gleichtaktstörungen umfasst.

12. Gareinrichtung nach Anspruch 11, bei der die Gleichtakt-Filtereinheit zwei mit jeweils einem Pol der Netzspannung elektrisch verbindbare gegensinnig ver­ schaltete Induktivitäten umfasst, insbesondere eine stromkompensierte Ringkerndrossel mit zwei auf einem Ringkern gegensinnig angeordneten Spulen, wobei vor­ zugsweise jede Induktivität über einen zugehörigen Kon­ densator mit dem konstanten Potential elektrisch gekop­ pelt ist.