DE102013109300B4 - Method for controlling a cooking appliance - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Ansteuerung eines Gargeräts, das zumindest zwei Magnetrons (10, 12, 14) umfasst, die gemeinsam eine Gesamtleistung erzeugen, die in mehrere Leistungsbereiche (L1, L2) unterteilbar ist, wobei die Magnetrons (10, 12, 14) getaktet geschaltet und zumindest in einem bestimmten Leistungsbereich (L1) teilweise gleichzeitig in Betrieb sind.Method for controlling a cooking appliance which comprises at least two magnetrons (10, 12, 14) which together generate a total power that can be subdivided into several power ranges (L1, L2), the magnetrons (10, 12, 14) being switched and clocked are partially in operation at the same time, at least in a certain power range (L1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines Gargeräts, das zumindest zwei Magnetrons umfasst.The invention relates to a method for controlling a cooking appliance which comprises at least two magnetrons.
Aus dem Stand der Technik sind Gargeräte bekannt, welche ein Magnetron aufweisen, das eine Mikrowellenstrahlung erzeugt. Mit der erzeugten Mikrowellenstrahlung wird ein im Gargerät befindliches Gargut gegart. Ferner sind Gargeräte aus dem Stand der Technik bekannt, die mehrere Magnetrons aufweisen, wodurch eine höhere Gesamt-Nennleistung erreicht werden kann, da die jeweiligen Einzelleistungen der Magnetrons zu einer Gesamtleistung addiert werden. Die von den Magnetrons bereitgestellte Leistung kann von dem Nutzer bzw. dem Garprogramm auch nur teilweise abgerufen werden, wobei dies eine feine Ansteuerung der Magnetrons erfordert. Um hohe gewünschte Sollleistungen des Gargeräts zu erreichen, die eine Teilleistung der Gesamt-Nennleistung ist, wird im Stand der Technik typischerweise zumindest ein Magnetron dauerhaft eingesetzt, wobei ein zweites Magnetron derart zugeschaltet wird, dass die Sollleistung im Mittel erreicht wird. Es hat sich dabei herausgestellt, dass der Verschleiß der Magnetrons aufgrund der ungleichmäßigen Beanspruchung ungünstig ist, da das Magnetron, welches oft ein- bzw. ausgeschaltet wird, entsprechend schnell verschleißt.Cooking devices are known from the prior art which have a magnetron that generates microwave radiation. A product to be cooked in the cooking appliance is cooked with the microwave radiation generated. Furthermore, cooking devices are known from the prior art which have a plurality of magnetrons, whereby a higher total nominal power can be achieved, since the respective individual powers of the magnetrons are added to a total power. The power provided by the magnetrons can also only partially be called up by the user or the cooking program, this requiring fine control of the magnetrons. In the prior art, at least one magnetron is typically used continuously in order to achieve high, desired target output of the cooking appliance, which is a partial output of the total nominal output, with a second magnetron being switched on in such a way that the target output is achieved on average. It has been found that the wear on the magnetrons is unfavorable due to the uneven loading, since the magnetron, which is often switched on and off, wears out correspondingly quickly.
Aus der
In der
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Ansteuerungsverfahren derart weiterzuentwickeln, dass die Magnetrons schonend betrieben werden und der Energieeintrag in das Gargut vergleichmäßigt wird.It is the object of the invention to further develop a control method in such a way that the magnetrons are operated gently and the energy input into the food to be cooked is evened out.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Ansteuerung eines Gargeräts gelöst, das zumindest zwei Magnetrons umfasst, die gemeinsam eine Gesamtleistung erzeugen, die in mehrere Leistungsbereiche unterteilbar ist, wobei die Magnetrons getaktet geschaltet und zumindest in einem bestimmten Leistungsbereich teilweise gleichzeitig in Betrieb sind. Der Grundgedanke der Erfindung sieht vor, dass die Magnetrons beide dauerhaft getaktet geschaltet werden, wobei der gleichzeitige Betrieb, das heißt die überlappende Leistung beider Magnetrons, nur in einem bestimmten Leistungsbereich zeitweise auftritt. Die getaktete Schaltung der einzelnen Magnetrons erstreckt sich demnach über den gesamten Leistungsbereich des Gargeräts, also von 0 % bis 100 % der Gesamt-Nennleistung. Dadurch verteilt sich die Belastung auf die Magnetrons, wobei dennoch das gesamte Leistungsspektrum abgedeckt werden kann. Die feine Regulierung der Gesamtleistung beider Magnetrons erfolgt über die Taktungszeit der einzelnen Magnetrons und den damit verbundenen Zeiten der überlappenden Leistung in dem bestimmten Leistungsbereich, wobei die Taktungszeit die Zeitspanne zwischen zwei Einschaltpunkten eines jeweiligen Magnetrons ist. Eine Taktung der Magnetrons ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil in einem niedrigen Leistungsbereich (insbesondere unterhalb von rund 35% der Maximalleistung) eine Leistungssteuerung durch eine Taktung die einzig sinnvolle Möglichkeit zur Beeinflussung der Leistung der Magnetrons ist.The object is achieved according to the invention by a method for controlling a cooking appliance that comprises at least two magnetrons that jointly generate a total power that can be subdivided into several power ranges, the magnetrons being switched clocked and at least in a certain power range partially in operation at the same time. The basic idea of the invention provides that the magnetrons are both switched permanently in a clocked manner, the simultaneous operation, that is to say the overlapping power of both magnetrons, only occurs temporarily in a certain power range. The clocked switching of the individual magnetrons accordingly extends over the entire power range of the cooking appliance, that is, from 0% to 100% of the total rated power. As a result, the load is distributed over the magnetrons, although the entire range of services can still be covered. The fine regulation of the total power of both magnetrons takes place via the clocking time of the individual magnetrons and the associated times of the overlapping power in the specific power range, the clocking time being the time span between two switch-on points of a respective magnetron. Clocking the magnetrons is particularly advantageous because in a low power range (in particular below around 35% of the maximum output), power control by clocking is the only sensible way of influencing the output of the magnetrons.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass die Magnetrons derart angesteuert werden, dass sich jeweils gleiche Taktungszeiten ausbilden. Hierdurch wird eine homogene Lastverteilung auf die vorhandenen Magnetrons erreicht, sodass die Belastung der Magnetrons exakt gleich ist.According to one aspect of the invention, it is provided that the magnetrons are controlled in such a way that the same clocking times are established in each case. This results in a homogeneous load distribution on the existing magnetrons, so that the load on the magnetrons is exactly the same.
Insbesondere werden die Magnetrons zeitlich versetzt zueinander geschaltet. Durch die zeitlich versetzte Schaltung kann eine Teilleistung der Gesamt-Nennleistung erzeugt werden, wobei die Teilleistung von der Zeitdauer der Leistungsphasen und der Leerlaufphasen eines einzelnen Magnetrons abhängt. Beim Betrieb mehrerer Magnetrons kann es mehrere unterschiedliche Leistungsphasen geben.In particular, the magnetrons are switched with a time offset to one another. A partial output of the total rated output can be generated by the time-shifted switching, the partial output depending on the duration of the power phases and the idle phases of an individual magnetron. When operating several magnetrons, there can be several different power phases.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der bestimmte Leistungsbereich in Leistungsteilbereiche unterteilbar, in denen die Magnetrons unterschiedlich angesteuert werden, wobei die Anzahl der Leistungsteilbereiche um eins geringer als die Anzahl der Magnetrons ist. Die Leistungsteilbereiche unterscheiden sich dabei in ihrem konkreten Ansteuerungsverfahren bzw. der Ausgestaltung der Leistungsphasen. Die Leistungsteilbereiche haben jedoch gemein, dass die Magnetrons getaktet geschaltet sind und wenigstens zwei Magnetrons zumindest abschnitts- bzw. zeitweise gleichzeitig betrieben werden. Bei beispielsweise drei Magnetrons ergeben sich zwei Leistungsteilbereiche.According to a further aspect of the invention, the specific power range can be subdivided into power sub-areas in which the magnetrons are controlled differently, the number of power sub-areas being one less than the number of magnetrons. The service sub-areas differ in their specific control method or the design of the service phases. However, the power sub-areas have in common that the magnetrons are switched clocked and at least two magnetrons are operated at least in sections or at times at the same time. With three magnetrons, for example, there are two power sub-ranges.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass der bestimmte Leistungsbereich ein oberer Leistungsbereich ist, der zwischen 100 % der Gesamtleistung und einem Grenzwert liegt. Der Grenzwert definiert sich über den Kehrwert der Anzahl der Magnetrons. Der derart ausgebildete Leistungsbereich hängt somit ebenfalls von der Anzahl der Magnetrons ab, wobei beispielsweise bei drei Magnetrons der obere Leistungsbereich, in dem zumindest teilweise zwei Magnetrons gleichzeitig in Betrieb sind, zwischen 100 % und 33 % der Gesamt-Nennleistung liegt.Another aspect of the invention provides that the specific power range is an upper power range that lies between 100% of the total power and a limit value. The limit value is defined by the reciprocal of the number of magnetrons. The power range embodied in this way thus also depends on the number of magnetrons, with, for example, three magnetrons in the upper power range, in which at least partially two magnetrons are in operation at the same time are between 100% and 33% of the total rated power.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist in einem weiteren Leistungsbereich höchstens ein Magnetron zur selben Zeit in Betrieb. In diesem weiteren Leistungsbereich ist kein gleichzeitiger Betrieb zweier Magnetrons vorgesehen, wobei die gewünschte Sollleistung über die Leerlaufphasen sowie die Leistungsphasen entsprechend eingestellt werden kann. Die Magnetrons werden der Reihe nach durchgeschaltet, sodass sie gleichmäßig betrieben werden.According to a further aspect of the invention, in a further power range, at most one magnetron is in operation at the same time. In this further power range, no simultaneous operation of two magnetrons is provided, with the desired target power being able to be set accordingly via the idle phases and the power phases. The magnetrons are switched through one after the other so that they are operated uniformly.
Der weitere Leistungsbereich kann ein unterer Leistungsbereich sein, insbesondere ein Bereich zwischen 0 % der Gesamtleistung und dem Grenzwert. Die gesamte Leistung des Gargeräts kann somit in zwei Leistungsbereiche unterteilt werden, wobei der obere Leistungsbereich sich dadurch auszeichnet, dass zumindest zwei Magnetrons wenigstens teilweise gleichzeitig in Betrieb sind. Im unteren Leistungsbereich dagegen ist nur ein Magnetron gleichzeitig in Betrieb. Je mehr Magnetrons vorgesehen sind, desto kleiner fällt der untere Leistungsbereich aus.The further power range can be a lower power range, in particular a range between 0% of the total power and the limit value. The entire power of the cooking appliance can thus be divided into two power ranges, the upper power range being characterized in that at least two magnetrons are at least partially in operation at the same time. In the lower power range, on the other hand, only one magnetron is in operation at the same time. The more magnetrons are provided, the smaller the lower power range turns out to be.
Insbesondere sind drei Magnetrons vorgesehen, die angesteuert werden und mit denen das erfindungsgemäße Ansteuerungsverfahren durchgeführt wird, da bei drei Magnetrons die Taktungszeiten entsprechend lang und gut ansteuerbar sind, wodurch die Belastung der jeweiligen Magnetrons homogener verteilt werden kann.In particular, three magnetrons are provided, which are controlled and with which the control method according to the invention is carried out, since with three magnetrons the clocking times are correspondingly long and easily controllable, whereby the load on the respective magnetrons can be distributed more homogeneously.
Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- -
1 eine schematische Übersicht der Leistungsbereiche eines Gargeräts mit drei Magnetrons, - -
2 ein Leistungsdiagramm von drei Magnetrons in einem ersten Leistungsteilbereich eines oberen Leistungsbereichs, - -
3 ein Leistungsdiagramm der drei Magnetrons in einem zweiten Leistungsteilbereich des oberen Leistungsbereichs, und - -
4 ein Leistungsdiagramm der drei Magnetrons in einem unteren Leistungsbereich.
- -
1 a schematic overview of the power ranges of a cooking appliance with three magnetrons, - -
2 a power diagram of three magnetrons in a first power sub-range of an upper power range, - -
3 a power diagram of the three magnetrons in a second power sub-range of the upper power range, and - -
4th a power diagram of the three magnetrons in a lower power range.
In
Die Gesamt-Nennleistung eines Gargeräts mit drei Magnetrons kann in zwei Leistungsbereiche
Im gezeigten Ausführungsbeispiel bedeutet dies konkret, dass der obere Leistungsbereich
Der obere Leistungsbereich
Auch unterscheiden sich die beiden Leistungsbereiche
Das Ansteuerungsverhalten der einzelnen Magnetrons ergibt sich aus den
Die in den
In den jeweiligen Diagrammen sind insgesamt drei Graphen gezeigt, wobei die Graphen eine erste Leistungskurve
In dem in
Diese Teilleistung der Gesamt-Nennleistung wird erreicht, indem die Magnetrons
- Zu dem Zeitpunkt t0 befinden sich das erste Magnetron
10 und das zweite Magnetron12 in Betrieb, wobei die beidenMagnetrons 100 % ihrer jeweiligen Nennleistung abrufen.
- The first magnetron is located at
time t0 10 and the second magnetron12th in operation, with the two magnetrons calling up 100% of their respective nominal power.
Zum Zeitpunkt t1 wird das dritte Magnetron
Dieser Betriebszustand bzw. diese erste Leistungsphase
Zum Zeitpunkt t3 wird das erste Magnetron
Dieser Betriebszustand entspricht demjenigen ab dem Zeitpunkt t1, da auch dort alle drei Magnetrons
Zu dem Zeitpunkt t4 wird das zweite Magnetron
Während dieser zweiten Leistungsphase
Das zweite Magnetron
Dieser Betriebszustand wird bis zum Zeitpunkt t6 aufrechterhalten, da dann das dritte Magnetron
Das dritte Magnetron
Der Zeitpunkt t7 entspricht somit dem Zeitpunkt t1, wobei sich das Ansteuerungsverfahren der einzelnen Magnetrons
Das periodische Wiederholen der Ansteuerung ergibt eine homogene Lastverteilung auf die einzelnen Magnetrons
Am Beispiel des dritten Magnetrons
Die beiden anderen Magnetrons
Die Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten t7 und t1 stellt ferner eine Ansteuerungsperiode
Die Periodizität kann anhand mehrerer Charakteristika ausgemacht werden. Zum einen wiederholen sich die Leerlaufphasen
Zum anderen verlaufen die zweiten Leistungsphasen
Die ersten Leistungsphasen Lp
Das Gargerät an sich wird daher insgesamt periodisch betrieben, wobei die einzelnen Magnetrons
Es wird deutlich, dass das Ansteuerungsverfahren derart ausgelegt ist, dass die Magnetrons
Aus dem derartig gezeigten Leistungsdiagramm wird deutlich, dass sich zwei Magnetrons sowohl in den ersten Leistungsphasen
In dem gezeigten Leistungsteilbereich
Aufgrund der getaktet geschalteten Magnetrons
Im Leistungsdiagramm der
In dem gezeigten Beispiel des zweiten Leistungsteilbereichs
Zum Zeitpunkt t0 wird das erste Magnetron
Zum Zeitpunkt t1 wird das zweite Magnetron
Im Zeitpunkt t2 wird das erste Magnetron
Bis zum Zeitpunkt t4 sind das zweite Magnetron
Im Zeitpunkt t5 wird dann das erste Magnetron
Das dritte Magnetron
Beide Magnetrons sind dann in Betrieb, bis das erste Magnetron
Aus dem zweiten Leistungsteilbereich
Die einzelnen Magnetrons
Die Taktungszeit
Insgesamt bilden die beiden Leistungsteilbereich
Diese Teilleistung wird dadurch erreicht, dass die Magnetrons
Zum Zeitpunkt t0 ist das erste Magnetron
Zum Zeitpunkt t2 wird dann das zweite Magnetron
Ab t3 wird das zweite Magnetron
In dem Zeitpunkt t4 wird das dritte Magnetron
Das erste Magnetron
Insgesamt ergibt sich, dass die Magnetrons
Die einzelnen dritten Leistungsphasen
In den
In den jeweiligen Leistungsbereichen
Die Leistungsphasen der einzelnen Magnetrons
Aufgrund der periodisch gleichmäßigen Ansteuerung der einzelnen Magnetrons
Ferner sind die Taktungszeiten
Die Magnetrons
Insgesamt ist mit dem erfindungsgemäßen Ansteuerungsverfahren erreicht worden, dass die jeweiligen Magnetrons gleichmäßig angesteuert werden, sodass die Belastung auf die Magnetrons homogen verteilt ist, wodurch jedes einzelne Magnetron entsprechend minimal belastet wird.Overall, the control method according to the invention has achieved that the respective magnetrons are controlled uniformly, so that the load is homogeneously distributed over the magnetrons, whereby each individual magnetron is correspondingly minimally loaded.
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