DE102017114951A1

DE102017114951A1 - Verfahren zum Betrieb einer Kochstelle eines Induktionskochfelds mit einem Kochgeschirr

Info

Publication number: DE102017114951A1
Application number: DE102017114951.1A
Authority: DE
Inventors: Daniel Ebke; Volker Ennen
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 2017-07-05
Filing date: 2017-07-05
Publication date: 2019-01-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Kochstelle (11) eines Induktionskochfelds (1) mit einem Kochgeschirr (2), wobei die Kochstelle (11) wenigstens eine Induktionsspule (12) aufweist, welche ausgebildet ist, einen Boden (21) des auf der Kochstelle (11) befindlichen Kochgeschirrs (2) induktiv zu erwärmen, wobei das Induktionskochfeld (1) vorzugsweise wenigstens einen Temperatursensor (14) aufweist, welcher ausgebildet ist, eine Temperatur der Induktionsspule (12) zu erfassen, mit wenigstens den Schritten:• Berechnen (100a) der Temperatur der Induktionsspule (12), vorzugsweise Erfassen (100a) der Temperatur der Induktionsspule (12) mit dem Temperatursensor (14),• Betreiben (200) der Induktionsspule (12) mit einer vorbestimmten elektrischen Leistung,• Erfassen (300a) des elektrischen Widerstands der Induktionsspule (12),• Vergleichen (700a) des erfassten elektrischen Widerstands mit wenigstens einem vorbestimmten Referenzwert, und• Auswerten (800a) des Ergebnisses des Vergleichens (700a),wobei der vorbestimmte Referenzwert der elektrische Widerstand eines Kochgeschirrs (2) ohne Curie-Temperatur ist und in dem Fall, dass der erfasste elektrische Widerstand innerhalb einer vorbestimmten Toleranz dem vorbestimmten Referenzwert entspricht, das Kochgeschirr (2) als Kochgeschirr (2) ohne Curie-Temperatur erkannt wird, oderwobei der vorbestimmte Referenzwert der elektrische Widerstand eines Kochgeschirrs (2) mit einer vorbestimmten Curie-Temperatur ist und in dem Fall, dass der erfasste elektrische Widerstand innerhalb einer vorbestimmten Toleranz dem vorbestimmten Referenzwert entspricht, das Kochgeschirr (2) als Kochgeschirr (2) mit der vorbestimmten Curie-Temperatur erkannt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Kochstelle eines Induktionskochfelds mit einem Kochgeschirr nach den Patentansprüchen 1, 4, 7 und 10 sowie ein Induktionskochfeld zur Durchführung eines derartigen Verfahrens gemäß des Patentanspruchs 17.
Es ist seit längerem bekannt, zum Kochen, Braten etc. Kochfelder zu verwenden, welche induktiv betrieben werden. Anstelle die Kochstellen des Kochfelds durch elektrische Stromwärmeverluste zu erwärmen, wird bei einem Induktionskochfeld ein elektromagnetisches Wechselfeld durch wenigstens eine Spule einer Kochstelle erzeugt. Das elektromagnetische Wechselfeld gelangt durch eine Glaskeramik hindurch in den Boden eines Kochgeschirrs, welches auf der Kochstelle angeordnet ist. Durch das elektromagnetische Wechselfeld der (Induktions-)Spule der Kochstelle werden im Boden des Kochgeschirrs sowohl Wirbelströme induziert als auch Ummagnetisierungsverluste erzeugt, welche jeweils zur Erwärmung des Bodens des Kochgeschirrs führen, solange das elektromagnetische Wechselfeld der Spule besteht. Auf diese Weise kann der Boden des Kochgeschirrs direkt erwärmt werden, ohne hierzu die Kontaktfläche der Kochstelle erwärmen zu müssen, wie dies bei herkömmlichen Elektro-Kochfeldern der Fall ist. Dies kann den Kochprozess beschleunigen sowie zu einem energieeffizienteren Kochprozess führen.
Damit das elektromagnetische Wechselfeld den Boden des Kochgeschirrs wie beschrieben erwärmen kann, muss dieser zumindest eine Schicht aus einem ferromagnetischen Material aufweisen, welche in der Regel außen, d.h. der Spule der Kochstelle zugewandt, angeordnet ist. Hierzu werden üblicherweise rostfreie Eisenlegierungen verwendet, um Kochgeschirre wie z.B. Töpfe und Pfannen für eine induktive Erwärmung geeignet auszubilden.
Die Erwärmung des Bodens des Kochgeschirrs kann bei einem induktiven Kochfeld durch die elektrische Leistung, welche von der Spule der Kochstelle an den Boden des Kochgeschirrs abgegeben wird, gesteuert werden. Dies kann jedoch auch dazu führen, dass durch einen längeren Betrieb eines Kochfelds mit hoher elektrischer Leistung ein Kochgeschirr und damit das entsprechende Gargut zu stark erwärmt werden. Hierdurch kann z.B. das Wasser im Kochgeschirr verkochen bzw. das Gargut anbrennen und damit unbrauchbar werden. Es kann zu einer Rauchentwicklung kommen oder Öl kann zu brennen beginnen.
Um dies zu vermeiden, ist es z.B. aus der US 6,214,401 B1 bekannt, ein Kochgeschirr zur Verwendung auf einem induktiven Kochfeld zu schaffen, welches einen erhitzbaren Bereich mit einer ferromagnetischen Legierung aufweist, welche eine Curie-Temperatur zwischen 150°C und 350°C besitzt. Durch ein derartiges Kochgeschirr kann dessen induktive Erwärmung durch die Verwendung eines Materials mit einer vorbestimmten Curie-Temperatur konstruktiv begrenzt und hierdurch eine unzulässige Erwärmung selbsttätig vermieden werden. Als die Curie-Temperatur eines ferromagnetischen Materials wird die Temperatur bezeichnet, bei deren Erreichen die ferromagnetischen bzw. ferroelektrischen Eigenschaften des Materials vollständig verschwunden sind, so dass sich das Material oberhalb der Curie-Temperatur lediglich noch paramagnetisch bzw. paraelektrisch verhält.
Erreicht somit die Temperatur eines Bodens eines induktiven Kochgeschirrs seine Curie-Temperatur, nimmt die magnetische Permeabilität des Bodens stark ab. Der Boden des Kochgeschirrs kann ab dieser Temperatur keine elektrische Leistung mehr durch Induktion aufnehmen, bis sich das Material des Bodens wieder unter die Curie-Temperatur abgekühlt hat. Aus der Sicht des induktiven Kochfelds wandelt sich das Kochgeschirr, bezogen auf seine Induktionseignung, bei Erreichen der Curie-Temperatur des Bodens vorläufig in ein nicht-induktionsfähiges Kochgeschirr um.
Diese Eigenschaft der selbsttätigen Begrenzung der Erwärmbarkeit wird bereits seit längerem für Kochgeschirre genutzt. Beispielsweise kann, wie bereits zuvor erwähnt, die maximal zulässige Temperatur eines Kochgeschirrs z.B. aus Sicherheitsgründen begrenzt werden. Es ist jedoch auch möglich, durch die Wahl einer niedrigeren Curie-Temperatur die maximale Temperatur eines Kochgeschirrs wie z.B. einer Bratpfanne zu begrenzen. Dies ist derzeit am Markt z.B. für die Bratpfannen „Optiheat“ der Firma Fiskars und „Controllnduc“ der Firma Demeyere bekannt.
Problematisch bei der Verwendung von Kochgeschirren mit einer Curie-Temperatur ist dabei jedoch, dass die Elektroniken der am Markt befindlichen Kochfelder, welche die Induktionsspulen der Kochstellen regeln, nicht dafür ausgelegt sind, dass sich ein induktionsfähiges Kochgeschirr plötzlich in ein nicht-induktionsfähiges Kochgeschirr und wieder zurück wandeln kann. Nimmt nämlich die ferromagnetische Eigenschaft des Bodens des Kochgeschirrs stark ab, sinkt auch der ohmsche Widerstand des Bodens des Kochgeschirrs. Hierdurch kann es dazu kommen, dass die Regelung der Spule der Kochstelle versucht, dies durch einen stärkeren Spulenstrom bis zum Erreichen der Strombegrenzung wieder auszugleichen, was jedoch aufgrund des Verlusts der ferromagnetischen Eigenschaft des Kochgeschirrbodens bei Erreichen der Curie-Temperatur nicht gelingen kann. Somit wird die Elektronik durch einen zumindest kurzzeitigen maximalen Spulenstrom belastet, welcher von der Strombegrenzung der Elektronik z.B. durch ein kurzzeitiges Abschalten der Kochstelle abgefangen werden muss. Dies kann die Elektronik belasten und ihre Lebensdauer reduzieren. Auch kann hierdurch der Kochprozess ungewollt unterbrochen oder beendet werden.
Insbesondere kann um die Curie-Temperatur eines Kochgeschirrs herum der Fall auftreten, dass bei Erreichen der Curie-Temperatur die ferromagnetische Eigenschaft des Bodens des Kochgeschirrs aufgrund der bisher erfolgten induktiven Erwärmung verloren geht und nach kurzer Abkühlung unter die Curie-Temperatur wieder erlangt wird; dies kann sich dauerhaft um die Curie-Temperatur herum wiederholen. Mit anderen Worten kann ein Kochgeschirr mit einem Boden mit einer Curie-Temperatur durch sich wiederholende Aufheiz- und Abkühlzyklen zwischen diesen beiden Zuständen um die Curie-Temperatur herum pendeln. Da jedoch bei jedem Aufheizen über die Curie-Temperatur hinaus die Strombegrenzung der Elektronik einsetzen muss, tritt die entsprechende Belastung der Elektronik bei jedem Zyklus auf.
Anzumerken sei dabei, dass alle ferromagnetischen bzw. ferroelektrischen Materialien eine Curie-Temperatur aufweisen, ab der sie lediglich paramagnetisch bzw. paraelektrisch sind. Die Curie-Temperatur liegt jedoch teilweise recht hoch, wie z.B. für Eisen bei ca. 768 °C und damit oberhalb des Temperaturbereichs, welcher bei der Nutzung eines Induktionskochfelds genutzt bzw. erreicht wird. Dies kann bis maximal ca. 300°C angesetzt werden. Daher sollen im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung Kochgeschirre als „ohne Curie-Temperatur“ bezeichnet werden, deren Curie-Temperatur oberhalb von ca. 300°C liegt; entsprechend werden Kochgeschirre, deren Curie-Temperatur bei ca. 300°C und darunter liegt, als Kochgeschirre „mit Curie-Temperatur“ bezeichnet.
Der Erfindung stellt sich somit das Problem, ein Verfahren zum Betrieb einer Kochstelle eines Induktionskochfelds mit einem Kochgeschirr bereitzustellen, so dass Kochgeschirre mit Curie-Temperatur besser als bisher bekannt betrieben werden können. Vorzugsweise soll ein zuverlässiger Betrieb einer Kochstelle in Kombination mit einem Kochgeschirr mit Curie-Temperatur gewährleistet werden. Alternativ oder zusätzlich soll die Lebensdauer der Elektronik des Induktionskochfelds erhöht werden, welches mit einem Kochgeschirr mit Curie-Temperatur betrieben werden kann.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 sowie durch ein Induktionskochfeld mit den Merkmalen des Patentanspruchs 17 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
Somit betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Kochstelle eines Induktionskochfelds mit einem Kochgeschirr, wobei die Kochstelle wenigstens eine Induktionsspule aufweist, welche ausgebildet ist, einen Boden des auf der Kochstelle befindlichen Kochgeschirrs induktiv zu erwärmen, mit wenigstens den Schritten:

• Berechnen der Temperatur der Induktionsspule,
• Betreiben der Induktionsspule mit einer vorbestimmten elektrischen Leistung,
• Erfassen des elektrischen Widerstands der Induktionsspule,
• Vergleichen des erfassten elektrischen Widerstands mit wenigstens einem vorbestimmten Referenzwert, und
• Auswerten des Ergebnisses des Vergleichens, wobei der vorbestimmte Referenzwert der elektrische Widerstand eines Kochgeschirrs ohne Curie-Temperatur ist und in dem Fall, dass der erfasste elektrische Widerstand innerhalb einer vorbestimmten Toleranz dem vorbestimmten Referenzwert entspricht, das Kochgeschirr als Kochgeschirr ohne Curie-Temperatur erkannt wird, oder wobei der vorbestimmte Referenzwert der elektrische Widerstand eines Kochgeschirrs mit einer vorbestimmten Curie-Temperatur ist und in dem Fall, dass der erfasste elektrische Widerstand innerhalb einer vorbestimmten Toleranz dem vorbestimmten Referenzwert entspricht, das Kochgeschirr als Kochgeschirr mit der vorbestimmten Curie-Temperatur erkannt wird.

Diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die Materialien, welche unterschiedliche Curie-Temperaturen im Bereich der beim Kochen und Braten auftretenden Temperaturen aufweisen, sowohl untereinander als auch von heute üblicherweise verwendeten Stahlsorten durch ihre Zusammensetzung unterscheiden. Daraus ergeben sich auch unterschiedliche Werte für die elektrischen und magnetischen Eigenschaften wie z.B. die elektrische Leitfähigkeit. Diese Eigenschaften können sich auf die Eigenschaften des Schwingkreises auswirken, welcher durch die Induktionsspule der Kochstelle und das sich darauf befindliche Kochgeschirr gebildet werden. Somit können die Eigenschaften des Schwingkreises zur Erkennung des Materials des Kochgeschirrs bzw. des Bodens des Kochgeschirrs herangezogen werden.
Beispielsweise sind Materialien zur Verwendung in einem Boden eines Kochgeschirrs mit Curie-Temperatur namens „Phyterm“ bekannt, welche einen hohen Eisenanteil und nur 30% Nickel-Anteil besitzen; hierdurch kann eine Curie-Temperatur von ca. 120°C realisiert werden. Die Varianten dieses Materials mit einer Curie-Temperatur von ca. 210°C bis ca. 260°C besitzen einen Nickel-Anteil von 50% und einen deutlich geringeren Eisenanteil.
Diese Variation in der Zusammensetzung der Materialien führt zu einer deutlichen Änderung des elektrischen Widerstands. Das o.g. Material mit einer Curie-Temperatur von ca. 120°C mit einer Zusammensetzung von z.B. Ni 30%, Cu 3%, Cr 2% und Eisen 65% weist einen Widerstand von 88 µOhm cm auf. Im Gegensatz dazu besitzen die o.g. Materialien mit Curie-Temperaturen von ca. 230°C und von ca. 260°C einen Widerstand von 100 µOhm cm.
Der elektrische Widerstand von magnetischem Edelstahl 1.4016 liegt mit ca. 60 µOhm cm deutlich niedriger. Somit kann aus dem elektrischen Widerstand geschlussfolgert werden, ob der Boden des Kochgeschirrs, welches sich gerade auf der Kochstelle befindet, überhaupt eine Curie-Temperatur aufweist und ggfs. sogar, welche Curie-Temperatur vorliegt, siehe weiter unten. In Reaktion auf diese Erkenntnis kann der Betrieb der Kochstelle bzw. dessen Induktionsspule einem Kochgeschirr mit Curie-Temperatur allgemein und ggfs. sogar einem Kochgeschirr mit einer bestimmten Curie-Temperatur angepasst werden, wie weiter unten noch beschrieben werden wird.
Hierbei ist es jedoch erforderlich, dass die Temperatur des Bodens des Kochgeschirrs zumindest grob bekannt ist. Dies ist dadurch begründet, dass sich der elektrische Widerstand eines Materials mit steigender Temperatur ebenfalls erhöht. So beträgt der elektrische Widerstand von magnetischem Edelstahl 1.4016 lediglich bei ca. 20°C ca. 60 µOhm cm. Wird dieser Stahl z.B. auf ca. 250°C erwärmt, steigt sein elektrischer Widerstand auf ca. 100 µOhm cm an und entspricht damit dem elektrischen Widerstand der o.g. Materialien mit Curie-Temperaturen von ca. 230°C und von ca. 260°C, so dass eine eindeutige Zuordnung eines Materials über seinen erfassten elektrischen Widerstand nur dann verlässlich möglich ist, wenn die Temperatur des Bodens des Kochgeschirrs zumindest grob bekannt ist.
Um die Temperatur des Bodens des Kochgeschirrs zumindest grob zu bestimmen, kann sie auf verschiedene Arten berechnet bzw. modelliert werden. Beispielsweise kann die Elektronik des Kochfelds die von der Kochstelle an das Kochgeschirr abgegebene elektrische Leistung bzw. die zu diesem Zweck durch die Induktionsspule fließenden Ströme heranziehen. Das Modell kann die Energie aufintegrieren, welche aufgrund der Ströme in der Induktionsspule deponiert wird. Gleichzeitig kann berücksichtigt werden, dass die Induktionsspule über Strahlung und Wärmeleitung an umgebende Bauteile Energie abgibt. Wenn die Temperatur der Luft im Kochfeld z.B. durch Sensoren auf der Elektronik bekannt ist, kann berücksichtigt werden, dass bei einer höheren Temperatur der Umgebungsluft die Energieabgabe der Induktionsspule an die Luft geringer ist als bei niedriger Lufttemperatur. Wenn die Luft wärmer ist als die Induktionsspule, z.B. weil auf einer Induktionsspule lange mit hoher Leistung gekocht und eine andere Induktionsspule lange nicht genutzt wurde, kann sich der Effekt umdrehen und die Induktionsspule kann von der Luft erwärmt werden.
Ein weiterer Faktor für die Erwärmung der Induktionsspule ist die Temperatur der Glaskeramikplatte des Kochfelds, welche üblicherweise zu Sicherheitszwecken, d.h. zur Abschaltung des Kochfelds bei drohender Überhitzung, durch einen Sensor im Bereich der Induktionsspule gemessen wird. Der Wärmefluss zwischen Induktionsspule und Glaskeramik kann daher ebenfalls unter Berücksichtigung der thermischen Anbindung der Induktionsspule an die Glaskeramik als Korrekturfaktor in die Betrachtung eingebunden werden.
Alternativ kann die Temperatur der Induktionsspule bestimmt werden, indem eine bekannte (z.B. DC-)Spannung an die Induktionsspule angelegt und der daraus resultierende Strom gemessen wird. Wenn die Temperaturabhängigkeit des so bestimmten (DC-)Widerstands der Induktionsspule im Kochfeld hinterlegt ist, kann auf diese Art und Weise die Temperatur der Induktionsspule bestimmt werden.
Vorzugsweise weist das Induktionskochfeld wenigstens einen Temperatursensor auf, welcher ausgebildet ist, eine Temperatur der Induktionsspule zu erfassen. Hierzu kann ein Temperatursensor verwendet werden, welche zu diesem Zweck vorgesehen werden kann. Da dies jedoch Kosten und Aufwand verursachen kann, kann vorzugsweise, wie weiter oben bereits beschrieben, als ein derartiger Temperatursensor ein Temperatursensor verwendet werden, welcher üblicherweise ohnehin mittig in der Induktionsspule zur Erfassung der Temperatur der Glaskeramikplatte des Kochfelds vorhanden ist. Vorzugsweise kann ein NTC-Widerstand (Negative Temperature Coefficient) als Temperatursensor verwendet werden.
Ferner erfolgt in diesem Fall statt eines Berechnens der Temperatur der Induktionsspule ein Erfassen der Temperatur der Induktionsspule mit dem Temperatursensor. Hierdurch ist zwar ein Temperatursensor erforderlich, was einen entsprechenden Aufwand bzw. entsprechende Kosten bedeuten kann. Jedoch kann die Temperatur einfach, direkt und zuverlässig erfasst werden. Ferner kann ein Induktionskochfeld ohnehin einen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur der Induktionsspule aufweisen oder es kann zumindest in der räumlichen Nähe der Induktionsspule ein Temperatursensor vorhanden sein, welcher eine ausreichend genaue Aussage über die Temperatur der Induktionsspule treffen kann, so dass dieser Temperatursensor zu diesem Zweck mitgenutzt werden kann und auf den Aufwand eines zusätzlichen Temperatursensors verzichtet werden kann.
Um auf das zuvor beschriebene Verfahren zurückzukommen, können in der einfachsten Form zwei alternative Umsetzungen verwendet werden, um zumindest zu erkennen, ob das verwendete Kochgeschirr überhaupt ein Kochgeschirr mit einer Curie-Temperatur ist.
So kann zum einen als vorbestimmter Referenzwert der elektrische Widerstand eines Kochgeschirrs ohne Curie-Temperatur verwendet werden, so dass in dem Fall, dass der erfasste elektrische Widerstand innerhalb einer vorbestimmten Toleranz dem vorbestimmten Referenzwert entspricht, das Kochgeschirr als Kochgeschirr ohne Curie-Temperatur erkannt wird. Als vorbestimmte Toleranz sei hierbei zum einen der Wertebereich des elektrischen Widerstands unterhalb des vorbestimmten Referenzwerts zu verstehen, weil in diesem Wertebereich gar kein elektrischer Widerstand eines Kochgeschirrs mit einer Curie-Temperatur liegen kann. Oberhalb des vorbestimmten Referenzwerts des Kochgeschirrs ohne Curie-Temperatur sei die Toleranz derart zu wählen, wie es aufgrund der verwendeten Messmethoden zur Erfassung des elektrischen Widerstands den Umständen entsprechend zweckmäßig ist, um die gewünschte Unterscheidung treffen zu können.
Wird somit ein elektrischer Widerstand des Bodens des verwendeten Kochgeschirrs gemessen, welcher innerhalb der Toleranz des elektrischen Widerstands des Kochgeschirrs ohne Curie-Temperatur liegt, kann davon ausgegangen werden, dass das verwendete Kochgeschirr keine Curie-Temperatur aufweist, d.h. es sich um ein „normales“ Kochgeschirr handelt. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass falls ein elektrischer Widerstand des Bodens des verwendeten Kochgeschirrs gemessen wird, welcher außerhalb bzw. oberhalb der Toleranz des elektrischen Widerstands des Kochgeschirrs ohne Curie-Temperatur liegt, davon ausgegangen werden kann, dass das verwendete Kochgeschirr irgendeine Curie-Temperatur aufweist. Somit kann auf diese Art und Weise grundsätzlich zwischen Kochgeschirren mit und ohne Curie-Temperatur unterschieden werden.
Zum anderen kann der vorbestimmte Referenzwert der elektrische Widerstand eines Kochgeschirrs mit einer vorbestimmten Curie-Temperatur sein, so dass in dem Fall, dass der erfasste elektrische Widerstand innerhalb einer vorbestimmten Toleranz dem vorbestimmten Referenzwert entspricht, das Kochgeschirr als Kochgeschirr mit der vorbestimmten Curie-Temperatur erkannt werden kann. Die Toleranz ist in diesem Fall nach unten hin derart zu wählen, dass sicher zwischen einem Kochgeschirr ohne und mit Curie-Temperatur unterschieden werden kann.
Wird in diesem Fall ein elektrischer Widerstand des Bodens des verwendeten Kochgeschirrs gemessen, welcher innerhalb der Toleranz des elektrischen Widerstands des Kochgeschirrs mit Curie-Temperatur liegt, kann davon ausgegangen werden, dass das verwendete Kochgeschirr nicht nur irgendeine Curie-Temperatur aufweist, sondern dass das verwendete Kochgeschirr genau die vorbestimmte Curie-Temperatur aufweist, welche als Referenzwert verwendet wird. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass falls ein elektrischer Widerstand des Bodens des verwendeten Kochgeschirrs gemessen wird, welcher außerhalb bzw. unterhalb der Toleranz des elektrischen Widerstands des Kochgeschirrs mit der vorbestimmten Curie-Temperatur liegt, davon ausgegangen werden kann, dass das verwendete Kochgeschirr keine Curie-Temperatur aufweist. Auf diese Art und Weise kann nicht nur grundsätzlich zwischen Kochgeschirren mit und ohne Curie-Temperatur unterschieden werden, sondern es kann auch die Curie-Temperatur des verwendeten Kochgeschirrs bestimmt werden, so dass der Betrieb der Kochstelle bzw. dessen Induktionsspule nicht nur einem Kochgeschirr mit Curie-Temperatur allgemein sondern sogar einem Kochgeschirr mit einer bestimmten Curie-Temperatur angepasst werden kann, wie weiter unten noch beschrieben werden wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt der Schritt des Vergleichens mit wenigstens zwei vorbestimmten Referenzwerten, wobei ein erster vorbestimmter Referenzwert der elektrische Widerstand eines Kochgeschirrs ohne Curie-Temperatur ist, wobei ein zweiter vorbestimmter Referenzwert der elektrische Widerstand eines Kochgeschirrs mit einer vorbestimmten Curie-Temperatur ist und wobei das Kochgeschirr als Kochgeschirr ohne Curie-Temperatur oder als Kochgeschirr mit der vorbestimmten Curie-Temperatur erkannt wird, je nachdem, zu welchem der beiden vorbestimmten Referenzwerte der Abstand geringer ist. Auf diese Weise kann das zuvor beschriebene Verfahren um einen zweiten Referenzwert ergänzt werden, so dass falls bisher nur zwischen Kochgeschirren ohne und mit irgendeiner Curie-Temperatur unterschieden werden konnte, nun zusätzlich eine Aussage über die vorbestimmte Curie-Temperatur des Bodens des Kochgeschirrs getroffen werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt der Schritt des Vergleichens mit wenigstens zwei vorbestimmten Referenzwerten, wobei ein erster vorbestimmter Referenzwert der elektrische Widerstand eines Kochgeschirrs mit einer ersten vorbestimmten Curie-Temperatur ist, wobei ein zweiter vorbestimmter Referenzwert der elektrische Widerstand eines Kochgeschirrs mit einer zweiten vorbestimmten Curie-Temperatur ist und wobei das Kochgeschirr als Kochgeschirr mit der ersten vorbestimmten Curie-Temperatur oder als Kochgeschirr mit der zweiten vorbestimmten Curie-Temperatur erkannt wird, je nachdem, zu welchem der beiden vorbestimmten Referenzwerte der Abstand geringer ist. Auf diese Art und Weise kann, wie sinngemäß zuvor beschrieben, zusätzlich zwischen wenigstens zwei unterschiedlichen Curie-Temperaturen unterschieden werden. Werden entsprechend mehr vorbestimmte Referenzwerte verwendet, kann die Curie-Temperatur des verwendeten Kochgeschirrs entsprechend genauer und sicherer bestimmt werden, so dass auch der Betrieb der Kochstelle entsprechend gezielt erfolgen kann.
Werden die zuvor beschriebenen Aspekte miteinander kombiniert, kann somit anhand des elektrischen Widerstands zwischen einem Kochgeschirrboden mit einer niedrigen Curie-Temperatur, einem Kochgeschirrboden mit hoher Curie-Temperatur und einem Kochgeschirrboden aus magnetischem Edelstahl 1.4016 unterschieden werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb einer Kochstelle eines Induktionskochfelds mit einem Kochgeschirr, wobei die Kochstelle wenigstens eine Induktionsspule aufweist, welche ausgebildet ist, einen Boden des auf der Kochstelle befindlichen Kochgeschirrs induktiv zu erwärmen, mit wenigstens den Schritten:

• Betreiben der Induktionsspule mit einer vorbestimmten elektrischen Leistung,
• Erfassen eines zeitlichen Verlaufs des Realteils und bzw. oder des Imaginärteils der Impedanz der Induktionsspule, und
• Auswerten des zeitlichen Verlaufs des Realteils und bzw. oder des Imaginärteils der Impedanz der Induktionsspule,

Diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die im Schwingkreis gemessenen Leistungen und Impedanzen der Induktionsspule bei der Verwendung von Kochgeschirren mit einem Boden ohne Curie-Temperatur wie z.B. aus Edelstahl einen charakteristischen Verlauf aufweisen. Wird nämlich eine feste Spannung im Zwischenkreis des Generators der Induktionsspule angelegt, nehmen aufgrund der Erwärmung insbesondere des Bodens des Kochgeschirrs die Spannung und der Strom der Induktionsspule über die Zeit ab, wohingegen die Impedanz über die Zeit durchgehend ansteigt. Mit steigender Temperatur des Kochgeschirrbodens nehmen ferner die Scheinleistung, die Wirkleistung und die Blindleistung ab.
Wird jedoch ein Kochgeschirr mit einem Boden mit einer Curie-Temperatur verwendet, nehmen bei einer konstanten Spannung im Zwischenkreis des Generators der Induktionsspule die Spannung und der Strom der Induktionsspulen aufgrund der Erwärmung insbesondere des Bodens des Kochgeschirrs zunächst ebenfalls über die Zeit ab. Ab einer gewissen Temperatur jedoch wird aufgrund der Annäherung an die Curie-Temperatur aus dem monoton fallenden Verlauf von Strom und Spannung ein monoton steigender Verlauf. Entsprechend steigt die Impedanz zunächst bis zu dieser gewissen Temperatur an und fällt danach ab. Es ergibt sich somit ein Maximum im Verlauf der Impedanz, welches sowohl beim Realteil als auch beim Imaginärteil bei derselben Temperatur auftritt.
Somit kann der Verlauf der Impedanz über der Zeit betrachtet werden und in dem Fall, dass überhaupt ein Maximum erkannt wird, darauf geschlossen werden, dass ein Kochgeschirr mit irgendeiner Curie-Temperatur verwendet wird. Diese Erkenntnis kann Möglichkeiten eröffnen, den Betrieb der Kochstelle auf diesen Umstand anzupassen, wie bereits erwähnt und weiter unten genauer beschrieben.
Hierbei ist vorzugsweise zu beachten, dass die Erwärmung der Induktionsspule einen gewissen Einfluss auf den Schwingkreis haben kann. Wenn diese Temperatur bekannt ist, kann ein entsprechender Korrekturterm verwendet werden. Da diese Temperatur üblicherweise nicht durch separate Temperaturfühler mitgemessen wird, muss diese Störgröße über einen anderen Weg abgeschätzt werden. Geeignete Maßnahmen zur Berechnung bzw. Modellierung der Temperatur der Induktionsspule wurden bereits zuvor beschrieben und sollen hier nicht wiederholt werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Induktionskochfeld wenigstens einen Temperatursensor auf, welcher ausgebildet ist, eine Temperatur der Induktionsspule zu erfassen, und in dem Moment, wenn das Kochgeschirr als Kochgeschirr mit einer Curie-Temperatur erkannt wird, erfolgen wenigstens die weiteren Schritte:

• Erfassen der Temperatur der Induktionsspule mit dem Temperatursensor, und
• Bestimmen der Curie-Temperatur des Kochgeschirrs aus vorbestimmten temperaturabhängigen Schwingkreisdaten unter Berücksichtigung der erfassten Temperatur der Induktionsspule.

Diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die „gewisse“ Temperatur, bei der das Maximum der Impedanz auftritt, ungefähr der halben Curie-Temperatur des Kochgeschirrbodens entspricht. Ist die Curie-Temperatur des Kochgeschirrs bekannt, kann somit zu dem Zeitpunkt, an dem das Maximum der Impedanz auftritt, die Temperatur des Kochgeschirrbodens bestimmt werden. Somit kann auf diese Art und Weise auch die Information gewonnen werden, wie lange der Prozess bis zum Erreichen der maximalen Temperatur noch andauern wird. Da das Maximum der Impedanz eine gewisse Frequenzabhängigkeit zeigt, kann durch das Ermitteln der Maxima bei unterschiedlichen Frequenzen auf zumindest zwei unterschiedliche Temperaturen des Kochgeschirrbodens zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten geschlossen werden. Auch hieraus kann durch Extrapolation auf die zu erwartende Dauer bis zum Erreichen der maximalen Kochgeschirrboden (Curie-Temperatur) geschlossen werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgen in dem Moment, wenn das Kochgeschirr als Kochgeschirr mit einer Curie-Temperatur erkannt wird, wenigstens die weiteren Schritte:

• Berechnen der Temperatur des Bodens des Kochgeschirrs, und
• Bestimmen der Curie-Temperatur des Kochgeschirrs aus vorbestimmten temperaturabhängigen Schwingkreisdaten unter Berücksichtigung der berechneten Temperatur der Induktionsspule.

Auf diese Art und Weise kann die Temperatur des Bodens des Kochgeschirrs berechnet bzw. modelliert werden, um diese Information möglichst genau zu erhalten, ohne dass hierfür ein Temperatursensor in dem Kochgeschirr, insbesondere im Kochgeschirrboden, vorhanden sein muss. Dies kann sich wiederum förderlich auf alle Maßnahmen auswirken, welche auf der Curie-Temperatur des Kochgeschirrbodens bzw. des Kochgeschirrs beruhen, wie im Folgenden erklärt werden wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb einer Kochstelle eines Induktionskochfelds mit einem Kochgeschirr, wobei die Kochstelle wenigstens eine Induktionsspule aufweist, welche ausgebildet ist, einen Boden des auf der Kochstelle befindlichen Kochgeschirrs induktiv zu erwärmen, mit wenigstens den Schritten:

• Betreiben der Induktionsspule mit einer vorbestimmten elektrischen Leistung,
• Erfassen des Realteils und des Imaginärteils der Impedanz der Induktionsspule,
• Bilden des Quotienten des erfassten Realteils und des erfassten Imaginärteils der Impedanz der Induktionsspule,
• Vergleichen des gebildeten Quotienten mit wenigstens einem vorbestimmten Referenzwert, und
• Auswerten des Ergebnisses des Vergleichens, wobei der vorbestimmte Referenzwert der Quotient aus Realteil und Imaginärteil eines Kochgeschirrs ohne Curie-Temperatur ist und in dem Fall, dass der gebildete Quotient innerhalb einer vorbestimmten Toleranz dem vorbestimmten Referenzwert entspricht, das Kochgeschirr als Kochgeschirr ohne Curie-Temperatur erkannt wird, oder wobei der vorbestimmte Referenzwert der Quotient aus Realteil und Imaginärteil eines Kochgeschirrs mit einer vorbestimmten Curie-Temperatur ist und in dem Fall, dass der gebildete Quotient innerhalb einer vorbestimmten Toleranz dem vorbestimmten Referenzwert entspricht, das Kochgeschirr als Kochgeschirr mit der vorbestimmten Curie-Temperatur erkannt wird.

Diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die Information, ob das Material eines Kochgeschirrbodens eine Curie-Temperatur aufweist oder nicht, auch aus dem Quotienten aus dem Realteil und dem Imaginärteil der Impedanz entnehmen lässt. Daher kann auch dieses Verfahren angewendet werden, um diese Information zu erhalten. Weitere Details entsprechen den zuvor beschriebenen Verfahren und sollen daher an dieser Stelle nicht wiederholt werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt der Schritt des Vergleichens mit wenigstens zwei vorbestimmten Referenzwerten, wobei ein erster vorbestimmter Referenzwert der Quotient aus Realteil und Imaginärteil eines Kochgeschirrs ohne Curie-Temperatur ist, wobei ein zweiter vorbestimmter Referenzwert der Quotient aus Realteil und Imaginärteil eines Kochgeschirrs mit einer vorbestimmten Curie-Temperatur ist und wobei das Kochgeschirr als Kochgeschirr ohne Curie-Temperatur oder als Kochgeschirr mit der vorbestimmten Curie-Temperatur erkannt wird, je nachdem, zu welchem der beiden vorbestimmten Referenzwerte der Abstand geringer ist. Auch diese Aspekte des vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahrens wurden bereits zuvor mit Bezug zu anderen erfindungsgemäßen Verfahren erläutert und sollen daher an dieser Stelle nicht wiederholt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt der Schritt des Vergleichens mit wenigstens zwei vorbestimmten Referenzwerten, wobei ein erster vorbestimmter Referenzwert der Quotient aus Realteil und Imaginärteil eines Kochgeschirrs mit einer ersten vorbestimmten Curie-Temperatur ist, wobei ein zweiter vorbestimmter Referenzwert der Quotient aus Realteil und Imaginärteil eines Kochgeschirrs mit einer zweiten vorbestimmten Curie-Temperatur ist und wobei das Kochgeschirr als Kochgeschirr mit der ersten vorbestimmten Curie-Temperatur oder als Kochgeschirr mit der zweiten vorbestimmten Curie-Temperatur erkannt wird, je nachdem, zu welchem der beiden vorbestimmten Referenzwerte der Abstand geringer ist. Auch diese Aspekte des vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahrens wurden bereits zuvor mit Bezug zu anderen erfindungsgemäßen Verfahren erläutert und sollen daher an dieser Stelle nicht wiederholt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb einer Kochstelle eines Induktionskochfelds mit einem Kochgeschirr, wobei die Kochstelle wenigstens eine Induktionsspule aufweist, welche ausgebildet ist, einen Boden des auf der Kochstelle befindlichen Kochgeschirrs induktiv zu erwärmen, mit wenigstens den Schritten:

• Betreiben der Induktionsspule mit einer vorbestimmten elektrischen Leistung,
• Erfassen des Realteils und des Imaginärteils der Impedanz der Induktionsspule zu einem ersten Zeitpunkt,
• Bilden des Quotienten des erfassten Realteils und des erfassten Imaginärteils der Impedanz der Induktionsspule für den ersten Zeitpunkt,
• Erfassen des Realteils und des Imaginärteils der Impedanz der Induktionsspule zu einem zweiten Zeitpunkt,
• Bilden des Quotienten des erfassten Realteils und des erfassten Imaginärteils der Impedanz der Induktionsspule für den zweiten Zeitpunkt,
• Erstellen eines zeitlichen Verlaufs der beiden gebildeten Quotienten,
• Bestimmen der Steigung des erstellten zeitlichen Verlaufs, und
• Auswerten der bestimmten Steigung,

Diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Quotient des erfassten Realteils und des erfassten Imaginärteils der Impedanz der Induktionsspule bei einem Kochgeschirr mit einer Curie-Temperatur im Laufe des Betriebs, d.h. infolge der zunehmenden Erwärmung des Bodens des Kochgeschirrs, ansteigt. Im Gegensatz hierzu bleibt der der Quotient des erfassten Realteils und des erfassten Imaginärteils der Impedanz der Induktionsspule bei einem Kochgeschirr ohne Curie-Temperatur trotz Erwärmung konstant. Somit kann ein zeitlicher Verlauf dieses Quotienten gebildet und ausgewertet werden, um über die Feststellung, ob der Quotient eine Steigung aufweist oder nicht, eine Aussage treffen zu können, ob der Boden des verwendeten Kochgeschirrs eine Curie-Temperatur aufweist oder nicht. Weitere Details dieses erfindungsgemäßen Verfahrens wurden bereits zuvor erläutert und sollen hier nicht wiederholt werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt in dem Fall, dass das Kochgeschirr als Kochgeschirr mit einer Curie-Temperatur erkannt wird, wenigstens der weitere Schritt:

• Vergleichen der gebildeten Steigung mit wenigstens zwei vorbestimmten Referenzwerten,

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt das Betreiben der Induktionsspule mit einer vorbestimmten elektrischen Leistung bei einer ersten Frequenz und das Betreiben der Induktionsspule erfolgt wenigstens zu einem vorbestimmten Zeitpunkt mit einer elektrischen Leistung bei einer zweiten Frequenz. Diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die zuvor betrachteten Parameter des Schwingkreises aus Induktionsspule und verwendetem Kochgeschirr frequenzabhängig sein können. Aus diesem Grund können die zuvor beschriebenen Messungen z.B. des elektrischen Widerstands sowie des Realteils und des Imaginärteils der Impedanz der Induktionsspule für wenigstens zwei unterschiedliche Frequenzen durchgeführt und die jeweiligen Auswertungen und Vergleiche mit Referenzwerten für jede Frequenz einzeln durchgeführt werden. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse können miteinander kombiniert werden, um die Aussage, ob ein Kochgeschirr mit Curie-Temperatur bzw. mit welcher Curie-Temperatur verwendet werden, mit einer höheren Sicherheit bzw. Genauigkeit treffen zu können.
Dabei ist die erste Frequenz vorzugsweise die Betriebsfrequenz der Induktionsspule, welche zu wenigstens einem vorbestimmten Zeitpunkt, vorzugsweise zu mehreren regelmäßigen Zeitpunkten, von der zweiten Frequenz als Mess- bzw. Referenzfrequenz kurzzeitig unterbrochen werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt in dem Fall, wenn das Kochgeschirr als Kochgeschirr mit einer Curie-Temperatur erkannt wurde, der weitere Schritt:

• Anpassen des Betriebs der Induktionsspule an ein Kochgeschirr mit einer Curie-Temperatur.

Auf diese Art und Weise kann die grundsätzliche Erkenntnis, ob überhaupt ein Kochgeschirr mit einem Boden mit einer Curie-Temperatur auf der betrachteten Kochstelle verwendet wird, genutzt werden, um den Betrieb der Induktionsspule anzupassen. Hierdurch kann eine Unterscheidung zwischen der Verwendung „normaler“ Kochgeschirre und Kochgeschirre mit Curie-Temperatur erfolgen. Die sich hieraus ergebenden möglichen Maßnahmen werden im Folgenden näher erläutert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird, falls das Kochgeschirr als Kochgeschirr mit einer vorbestimmten Curie-Temperatur erkannt wurde, der Betrieb der Induktionsspule an die vorbestimmte Curie-Temperatur des Kochgeschirrs angepasst. Auf diese Art und Weise kann gezielt auf das verwendete Kochgeschirr bzw. dessen Eigenschaften, die sich aus der Curie-Temperatur ergeben, eingegangen werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung

• wird die elektrische Leistung begrenzt, und bzw. oder
• wird der maximale Strom der Induktionsspule begrenzt, und bzw. oder
• wird der Strom der Induktionsspule auf einen konstanten vorbestimmten Wert gesetzt, und bzw. oder
• wird die Kochstelle hinsichtlich ihrer Funktionen eingeschränkt, und bzw. oder
• wird die Induktionsspule mit einer anderen Frequenz, vorzugsweise mit einer niedrigeren Frequenz, betrieben.

Durch die Begrenzung der elektrischen Leistung der Induktionsspule kann allgemein dafür gesorgt werden, dass bei Erreichen oder Überschreiten der Curie-Temperatur ein Pendeln der elektrischen Leistung um die Curie-Temperatur herum vermieden werden kann, was zu Belastungen der Elektronik der Kochstelle bzw. des Induktionskochfelds führen könnte. Hierzu kann bei Kenntnis, dass allgemein ein Kochgeschirr mit irgendeiner Curie-Temperatur vorliegt, eine grundsätzliche Begrenzung der elektrischen Leistung erfolgen. Ist die konkrete Curie-Temperatur des verwendeten Kochgeschirrs bekannt, so kann diese Begrenzung individuell vorgenommen werden, so dass die zuvor beschriebenen negativen Auswirkungen vermieden, ansonsten der Betrieb der Induktionsspule jedoch möglichst unbeeinflusst bleiben kann.
Aus den gleichen Gründen kann alternativ oder zusätzlich der maximale Strom der Induktionsspule begrenzt werden, um insbesondere unzulässig hohe Ströme bei Erreichen oder Überschreiten der Curie-Temperatur zu vermeiden. Zu diesem Zweck kann der Strom der Induktionsspule auch alternativ oder zusätzlich auf einen konstanten vorbestimmten Wert gesetzt werden.
Alternativ oder zusätzlich besteht auch die Möglichkeit, die Kochstelle hinsichtlich ihrer Funktionen einzuschränken. Beispielsweise kann bei der erkannten Verwendung eines Kochgeschirrs mit Curie-Temperatur grundsätzlich eine Boost-Funktion und bzw. oder eine maximale Leistungsstufe der Kochstelle ausgeschlossen werden, um unzulässig hohe Ströme bei Erreichen oder Überschreiten der Curie-Temperatur zu vermeiden. Wird eine konkrete Curie-Temperatur des verwendeten Kochgeschirrs erkannt, können auch in Abhängigkeit der Curie-Temperatur gewisse höhere Leistungsstufen der Kochstelle ausgeschlossen werden. Damit können bei einer höheren Curie-Temperatur auch höhere Leistungsstufen zugelassen werden, welche bei einer niedrigeren Curie-Temperatur ausgeschlossen werden.
Alternativ oder zusätzlich kann die Induktionsspule mit einer anderen Frequenz, vorzugsweise mit einer niedrigeren Frequenz, betrieben werden. Dabei liegt diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass aufgrund des Skin-Effekts eines Kochgeschirrbodens aus einem Curie-Material der Energieeintrag in dieses Material stark frequenzabhängig ist. Bei niedrigeren Frequenzen wird ein größeres Volumen erwärmt als bei höheren Frequenzen. Bei gleicher eingebrachter Energie ist die Leistungsdichte daher auch frequenzabhängig. Eine höhere Frequenz ergibt eine höhere Leistungsdichte. Allgemein ist bei Induktionskochfeldern daher ein Trend zu höheren Betriebsfrequenzen hin zu beobachten.
Jedoch kann es bei der Verwendung von Materialien mit einer Curie-Temperatur zu starken Leistungsschwankungen der Kochstelle kommen. Eine zu hohe Leistungsdichte durch die Verwendung einer zu hohen Frequenz kann zu einer lokalen Überhitzung des Materials des Kochgeschirrbodens führen. Die Leistungsaufnahme kann sich hierdurch plötzlich reduzieren, bis die Curie-Temperatur wieder unterschritten wird. Dadurch kann eine hohe Blindleistung in der Kochstelle anfallen, welche die IGBTs (insulated-gate bipolar transistor) der Elektronik des Kochfelds überhitzen kann. Die elektronische Überwachung im Kochfeld kann daraufhin die Leistung reduzieren, um die Bauteile zu schützen. Durch diese Überhitzung kann die Nutzung des Kochfelds für mehrere Minuten ausfallen. Die Lebensdauer der Bauteile kann sich hierdurch verkürzen.
Daher kann es vorteilhaft sein, in Kenntnis einer überhaupt vorhandenen Curie-Temperatur des verwendeten Kochgeschirrs die Frequenz des Betriebs der Induktionsspule verändern und vorzugsweise reduzieren zu können. Noch vorteilhafter ist es dabei, in Kenntnis der konkreten Curie-Temperatur des verwendeten Kochgeschirrs die Frequenz des Betriebs der Induktionsspule derart reduzieren zu können, dass diese der konkreten Curie-Temperatur angepasst ist. Hierdurch können die zuvor beschriebenen negativen Auswirkungen auf den Betrieb der Induktionsspule und deren Elektronik vermieden und insbesondere die Lebensdauer der Elektronik des Kochfelds verlängert werden.
Alternativ oder zusätzlich kann es vorteilhaft sein, zur Optimierung der Aufheizphase des Kochgeschirrs die Betriebsfrequenz der Induktionsspule an die Curie-Temperatur des Kochgeschirrbodens anzupassen. Entgegen des derzeitigen Trends der Verwendung höherer Betriebsfrequenzen von 50 kHz und mehr kann die Nutzung einer geringeren Arbeitsfrequenz auf Grund der oben erwähnten geringeren Skin-Tiefe zu bevorzugen sein.
Durch die grundsätzlich schon geringere Skin-Tiefe bei Kochgeschirrböden mit Curie-Temperatur ist das Volumen der induzierten Ströme kleiner. Der Widerstand ist also entsprechend höher. Entsprechend schnell kann es bei Erreichen der kritischen Temperatur zum Verlust der magnetischen Permeabilität kommen. Das Volumen der induzierten Ströme kann schnell ansteigen und der Widerstand des Kochgeschirrbodens fällt analog dazu ab. Dieses versucht üblicherweise die Elektronik des Kochfelds mit einer Steigerung des Stroms der Induktionsspule auszugleichen, bis die interne Strombegrenzung des Kochfelds den Prozess abbricht.
Während des Betriebs um den Curie-Punkt des Bodens des Kochgeschirrs ist es daher zu bevorzugen, wenn sich die Elektronik des Kochfelds auf die veränderte Situation im Schwingkreis einstellen kann, um die Blindleistung weiter zu reduzieren. Neben den bereits zuvor beschriebenen Maßnahmen wie z.B. einer Begrenzung der Leistung und bzw. oder des Stroms der Induktionsspule sowie eines Ausschlusses z.B. eines Booster-Betriebs kann daher alternativ oder zusätzlich eine Optimierung des Betriebs der Kochstelle auch durch eine dynamische Frequenzanpassung wie z.B. durch eine Reduzierung der Betriebsfrequenz z.B. bei Erreichen der Curie-Temperatur erfolgen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt jede dieser Maßnahmen sofort beim Erkennen des Kochgeschirrs als Kochgeschirr mit einer (vorbestimmten) Curie-Temperatur oder zeitlich vorbestimmt versetzt hierzu und bzw. oder jede dieser Maßnahmen erfolgt in Abhängigkeit einer gemessenen oder bestimmten Temperatur der Induktionsspule. Auf diese Art und Weise werden die Gestaltungsmöglichkeiten des Betriebs der Induktionsspule der Kochstelle in Abhängigkeit eines grundsätzlich erkannten Kochgeschirrs mit Boden mit einer Curie-Temperatur oder in Abhängigkeit einer konkreten Curie-Temperatur des Kochgeschirrbodens vergrößert. Beispielsweise kann sofort bei Erkennen einer Curie-Temperatur eine der zuvor beschriebenen Maßnahmen eingeleitet werden wie z.B. die Begrenzung des Spulenstroms, um diesen ab sofort sicher in einem für die Elektronik des Kochfelds verträglichen Maße zu halten. Es kann jedoch auch zeitlich versetzt eine Maßnahme erfolgen, um den „normalen“ Betrieb der Kochstelle zunächst beizubehalten. Alternativ oder zusätzlich kann auch in Abhängigkeit der Temperatur der Induktionsspule eine Maßnahme wie z.B. eine Strombegrenzung oder eine Frequenzänderung durchgeführt werden, wenn sich z.B. auf ca. 10% der Curie-Temperatur genähert wird. Hierdurch kann diese Maßnahme noch rechtzeitig vor dem Erreichen der Curie-Temperatur eingeleitet werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Induktionskochfeld zur induktiven Erwärmung eines Bodens eines Kochgeschirrs mit wenigstens einer Kochstelle mit wenigstens einer Induktionsspule und einer Steuerungseinheit, welche ausgebildet ist, die elektrische Leistung der Induktionsspule der Kochstelle zu steuern und bzw. oder zu regeln, wobei die Steuerungseinheit ferner ausgebildet ist, ein Verfahren wie zuvor beschrieben auszuführen. Auf diese Art und Weise können die zuvor beschriebenen Verfahren und die durch sie erreichten Vorteile an einem Induktionskochfeld umgesetzt werden.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

1 eine schematische Darstellung eines Induktionskochfelds;
2 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels;
3 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels;
4 ein gemessener beispielhafter Verlauf einer Impedanz eines Kochgeschirrs ohne Curie-Temperatur;
5 ein gemessener beispielhafter Verlauf einer Impedanz eines Kochgeschirrs mit Curie-Temperatur;
6 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels;
7 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels; und
8 drei gemessene beispielhafte Verläufe der Quotienten aus Realteil und Imaginärteil der Impedanz eines Kochgeschirrs ohne Curie-Temperatur und zweier Kochgeschirre mit Curie-Temperatur.

Die o.g. Figuren werden in kartesischen Koordinaten betrachtet. Es erstreckt sich eine Längsrichtung X, welche auch als Tiefe X bezeichnet werden kann (nicht dargestellt). Senkrecht zur Längsrichtung X erstreckt sich eine Querrichtung Y, welche auch als Breite Y bezeichnet werden kann. Senkrecht sowohl zur Längsrichtung X als auch zur Querrichtung Y erstreckt sich eine vertikale Richtung Z, welche auch als Höhe Z bezeichnet werden kann.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Induktionskochfelds 1. Das Induktionskochfeld 1 weist eine Glaskeramikplatte 10 auf, welche das Induktionskochfeld 1 nach oben hin abschließt. Unterhalb der Glaskeramikplatte 10 ist eine Induktionsspule 12 dort angeordnet, wo auf der Glaskeramikplatte 10 eine Kochstelle 11 vorgesehen ist. Die Induktionsspule 12 ist elektrisch leitfähig mit einer Steuerungseinheit 13 des Induktionskochfelds 1 verbunden, so dass die Induktionsspule 12 der Kochstelle 11 durch die Steuerungseinheit 13 gesteuert oder geregelt betrieben werden kann. Insbesondere können die Wechselspannung der Induktionsspule 12 in der Frequenz und in der Amplitude seitens der Steuerungseinheit 13 vorgegeben werden. Dies gilt ebenso für den Strom der Induktionsspule 12. Ferner ist ein Temperatursensor 14 in der Mitte der Induktionsspule 12 angeordnet, so dass die Temperatur an dieser Stelle erfasst und der Steuerungseinheit 13 zur Verfügung gestellt werden kann.
Auf der Kochstelle 11 ist ein Kochgeschirr 2 in Form eines Topfs 2 angeordnet, welcher einen Körper 20 mit einem Boden 21 aufweist. Der Boden 21 weist eine Schicht aus einem Material mit einer vorbestimmten Curie-Temperatur auf. Der Boden 21 ist der Induktionsspule 12 der Kochstelle 11 zugewandt und über dieser angeordnet. Der Topf 2 ist in der 1 bewusst kontaktlos oberhalb der Kochstelle 11 dargestellt, um die einzelnen Elemente des Induktionskochfelds 1 und des Topfs 2 besser voneinander unterscheiden zu können.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels, welches auf einem Induktionskochfeld 1 der 1 durch dessen Steuerungseinheit 13 ausgeführt werden kann. In einem ersten Schritt 100a wird die Temperatur der Induktionsspule 12 mittels des Temperatursensors 14 erfasst. In einem zweiten Schritt 200 wird die Induktionsspule 12 mit einer vorbestimmten elektrischen Leistung betrieben. In einem dritten Schritt 300a wird der elektrische Widerstand der Induktionsspule 12 erfasst. In einem vierten Schritt 700a wird der erfasste elektrische Widerstand mit einem ersten vorgebestimmten Referenzwert, welcher der elektrische Widerstand eines Kochgeschirrs 2 ohne Curie-Temperatur ist, mit einem zweiten vorbestimmten Referenzwert, welcher der elektrische Widerstand eines Kochgeschirrs 2 mit einer ersten vorbestimmten Curie-Temperatur ist, und mit einem zweiten vorbestimmten Referenzwert, welcher der elektrische Widerstand eines Kochgeschirrs 2 mit einer zweiten vorbestimmten Curie-Temperatur ist, verglichen.
Anschließend wird in einem fünften Schritt 800a das Ergebnis des Schritts 700a des Vergleichens ausgewertet. Weist der erfasste elektrische Widerstand den geringsten Abstand zu dem Referenzwert auf, welcher dem elektrischen Widerstand eines Kochgeschirrs 2 ohne Curie-Temperatur repräsentiert, so wird hieraus geschlussfolgert, dass das Kochgeschirr 2 keinen Boden 21 mit einem Material mit einer Curie-Temperatur aufweist. Ansonsten wird das Kochgeschirr 2 als ein Kochgeschirr 2 mit einem Boden mit derjenigen Curie-Temperatur angenommen, dessen Referenzwert dem erfassten elektrischen Widerstand am nächsten liegt.
In einem sechsten Schritt 900 erfolgt eine Anpassung des Betriebs der Induktionsspule 12 entweder grundsätzlich dardurch, dass das verwendete Kochgeschirr 2 auf der Kochstelle 11 als ein Kochgeschirr 2 mit irgendeiner Curie-Temperatur erkannt wurde oder dass das verwendete Kochgeschirr 2 auf der Kochstelle 11 als ein Kochgeschirr 2 mit einer bestimmten Curie-Temperatur erkannt wurde, welche bekannt ist. In letzterem Fall kann der Betrieb deutlich gezielter angepasst werden als im ersteren Fall; insbesondere können auch Anpassungen vorgenommen werden, welche die bestimmte Curie-Temperatur des Kochgeschirrs 2 berücksichtigen.
Im Rahmen der Anpassung 900 des Betriebs der Induktionsspule 12 an das verwendete Kochgeschirr 2 mit Curie-Temperatur kann z.B. die elektrische Leistung und bzw. oder der maximale Strom der Induktionsspule 12 begrenzt werden. Auch kann der Strom der Induktionsspule 12 auf einen konstanten vorbestimmten Wert gesetzt werden. Ferner kann die Kochstelle 11 hinsichtlich ihrer Funktionen eingeschränkt werden, indem z.B. bei Kochgeschirren 2 mit Curie-Temperatur generell ein Booster-Betrieb nicht zulässig sein kann. Insbesondere kann die Frequenz, mit der die Induktionsspule 12 betrieben wird, reduziert werden, um die Skin-Tiefe zu erhöhen und hierdurch einer Überhitzung des Bodens 21 des Kochgeschirrs 2 vorzubeugen.
Dabei können diese Maßnahmen einzeln oder in Kombination dauerhaft oder zeitweise sofort beim Erkennen des Kochgeschirrs 2 als Kochgeschirr 2 mit einer (vorbestimmten) Curie-Temperatur oder zeitlich vorbestimmt versetzt hierzu erfolgen. Vorzugsweise können diese Maßnahmen in Abhängigkeit einer gemessenen oder bestimmten Temperatur der Induktionsspule 12 erfolgen, so dass bei einer bekannten Curie-Temperatur des Bodens 21 des Kochgeschirrs 2 z.B. die angepasste Spannungsreduzierung bis zu einer bestimmten Grenze rechtzeitig vor dem Erreichen der Curie-Temperatur unbegrenzt bleiben kann.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels. Diesem Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Verlauf der Impedanz eines Kochgeschirrs ohne Curie-Temperatur über die Zeit stetig ansteigend ist, siehe 4, wohingegen der Verlauf der Impedanz eines Kochgeschirrs mit Curie-Temperatur über die Zeit zuerst ansteigt und dann abfällt, siehe 5. Dabei markiert das Maximum im Verlauf der Impedanz nicht nur ein Material mit einer Curie-Temperatur, sondern das Maximum tritt auch ungefähr bei der Hälfte der Curie-Temperatur auf. Dies kann erfindungsgemäß wie folgt genutzt werden:
In diesem Fall wird die Induktionsspule 12 in einem ersten Schritt 200 mit einer vorbestimmten elektrischen Leistung betrieben. In einem zweiten Schritt 300b wird ein zeitlicher Verlauf des Realteils und des Imaginärteils der Impedanz der Induktionsspule 12 erfasst. In einem dritten Schritt 800b wird der zeitliche Verlauf des Realteils und des Imaginärteils der Impedanz der Induktionsspule 12 ausgewertet, wobei in dem Fall, dass der zeitliche Verlauf des Realteils oder des Imaginärteils der Impedanz der Induktionsspule 12 ein Maximum aufweist, das Kochgeschirr 2 als Kochgeschirr 2 mit irgendeiner Curie-Temperatur erkannt wird.
Anschließend wird entweder in einem vierten Schritt 850b die Temperatur der Induktionsspule 12 mit dem Temperatursensor 14 erfasst oder in einem vierten Schritt 860b wird die Temperatur des Bodens 21 des Kochgeschirrs 2 berechnet. In jedem Fall wird in einem fünften Schritt 870b die Curie-Temperatur des Kochgeschirrs 2 als zweifache Temperatur der erfassten Temperatur der Induktionsspule bzw. der berechneten Temperatur der Induktionsspule bestimmt. Basierend auf der nun bekannten konkreten Curie-Temperatur des Bodens 21 des verwendeten Kochgeschirrs 2 kann auch in diesem Fall ein Anpassen 900 des Betriebs der Induktionsspule 12 an das verwendete Kochgeschirr 2 mit Curie-Temperatur wie zuvor beschrieben erfolgen.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels, welchem die Erkenntnis zugrunde liegt, dass sich der Quotient aus Realteil und Imaginärteil der Impedanz eines Bodens 21 eines Kochgeschirrs 2 ohne Curie-Temperatur von dem entsprechenden Quotienten bei einem Kochgeschirr 2 mit Curie-Temperatur signifikant unterscheidet. Ferner unterscheiden sich auch Kochgeschirre 2 mit unterschiedlichen Curie-Temperaturen hinsichtlich ihres Quotienten aus Realteil und Imaginärteil der Impedanz voneinander, so dass nicht nur zwischen Kochgeschirren 2 mit und ohne Curie-Temperatur unterschieden werden kann, sondern es kann auf diese Art und Weise auch zwischen Kochgeschirren 2 mit unterschiedlichen Curie-Temperaturen unterschieden werden.
Das entsprechende erfindungsgemäße Verfahren weist als ersten Schritt 200 das Betreiben 200 der Induktionsspule 12 mit einer vorbestimmten elektrischen Leistung auf. In einem zweiten Schritt 300c werden der Realteil und der Imaginärteil der Impedanz der Induktionsspule 12 erfasst. In einem dritten Schritt 400c wird der Quotient des erfassten Realteils und des erfassten Imaginärteils der Impedanz der Induktionsspule 12 gebildet. Anschließend wird der gebildete Quotient in einem vierten Schritt 700c mit wenigstens einem vorbestimmten Referenzwert verglichen. In einem fünften Schritt 800c erfolgt eine Auswertung des Ergebnisses des Vergleichens 700c.
Hierzu werden vorzugsweise ein erster vorbestimmter Referenzwert verwendet, welcher dem Quotienten aus Realteil und Imaginärteil eines Kochgeschirrs 2 ohne Curie-Temperatur entspricht, sowie ein zweiter vorbestimmter Referenzwert, welcher der Quotient aus Realteil und Imaginärteil eines Kochgeschirrs 2 mit einer vorbestimmten Curie-Temperatur ist, und ein dritter Referenzwert, welcher der Quotient aus Realteil und Imaginärteil eines Kochgeschirrs 2 mit einer zweiten vorbestimmten Curie-Temperatur ist. Wie bereits zuvor hinsichtlich des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben, wird in diesem Schritt ausgewertet, zu welchem Referenzwert der gebildete Quotient den geringsten Abstand aufweist. Liegt der gebildete Quotient dem Quotienten eines Kochgeschirrs 2 ohne Curie-Temperatur am nächsten, so wird hieraus geschlussfolgert, dass das Kochgeschirr 2 keinen Boden 21 mit einem Material mit einer Curie-Temperatur aufweist. Ansonsten wird das Kochgeschirr 2 als ein Kochgeschirr 2 mit einem Boden mit derjenigen Curie-Temperatur angenommen, dessen Referenzwert der gebildete Quotient am nächsten liegt.
In Abhängigkeit von diesem Ergebnis erfolgt auch in diesem Fall in einem weiteren Schritt 900 ein Anpassen des Betriebs der Induktionsspule 12 an das verwendete Kochgeschirr 2 mit Curie-Temperatur, falls ein derartiges Kochgeschirr 2 vorliegt.
7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels, welchem die Erkenntnis zugrunde liegt, dass der Quotient aus Realteil und Imaginärteil der Impedanz eines Bodens 21 eines Kochgeschirrs 2 ohne Curie-Temperatur über die Zeit konstant ist, wohingegen der entsprechende Verlauf bei einem Kochgeschirr 2 mit Curie-Temperatur linear abfällt. Kochgeschirre 2 mit unterschiedlichen Curie-Temperaturen weisen dabei unterschiedliche Steigungen auf, so dass nicht nur zwischen Kochgeschirren 2 mit und ohne Curie-Temperatur unterschieden werden kann, sondern es kann auf diese Art und Weise auch zwischen Kochgeschirren 2 mit unterschiedlichen Curie-Temperaturen unterschieden werden, siehe 8.
Gemäß eines entsprechenden vierten Verfahrens wird in einem ersten Schritt 200 die Induktionsspule 12 mit einer vorbestimmten elektrischen Leistung betrieben. In einem zweiten Schritt 300d werden der Realteil und der Imaginärteil der Impedanz der Induktionsspule 12 zu einem ersten Zeitpunkt erfasst. In einem dritten Schritt 350d wird der Quotient des erfassten Realteils und des erfassten Imaginärteils der Impedanz der Induktionsspule 12 für den ersten Zeitpunkt gebildet. Anschließend wird dies in einem vierten Schritt 400d und ein einem fünften Schritt 450d für einen zweiten Zeitpunkt wiederholt.
Aus den beiden Quotienten für die beiden Zeitpunkte wird nun in einem sechsten Schritt 500d ein zeitlicher Verlauf der beiden gebildeten Quotienten erstellt, dessen Steigung in einem siebten Schritt 600d bestimmt wird. Die bestimmte Steigung wird in einem achten Schritt 800d ausgewertet. Wird dabei festgestellt, dass der zeitliche Verlauf innerhalb einer vorbestimmten Toleranz keine Steigung aufweist, so wird das Kochgeschirr 2 als Kochgeschirr 2 ohne Curie-Temperatur erkannt. Andernfalls muss es sich um ein Kochgeschirr 2 mit Curie-Temperatur handeln. In diesem Fall kann durch den Vergleich der gebildeten Steigung mit wenigstens zwei vorbestimmten Referenzwerten, welche den Steigungen eines Kochgeschirrs 2 mit einer ersten bzw. zweiten vorbestimmten Curie-Temperatur entsprechen, die Curie-Temperatur des verwendeten Kochgeschirrs 2 genauer bestimmt werden, wie vergleichbar zuvor bereits beschrieben wurde.
Auch in diesem Fall kann in Abhängigkeit von diesem Ergebnis in einem weiteren Schritt 900 ein Anpassen des Betriebs der Induktionsspule 12 an das verwendete Kochgeschirr 2 mit Curie-Temperatur erfolgen, falls ein derartiges Kochgeschirr 2 vorliegt.
Dabei wird das Betreiben 200 der Induktionsspule 12 bei jedem der vier erfindungsgemäßen Verfahren grundsätzlich mit einer vorbestimmten elektrischen Leistung bei einer ersten Frequenz ausgeführt. Es ist jedoch auch möglich, dass das Betreiben 200 der Induktionsspule 12 wenigstens zu einem vorbestimmten Zeitpunkt mit einer elektrischen Leistung bei einer zweiten Frequenz erfolgt. Hierdurch können z.B. unterschiedliche Referenzwerte verwendet werden, welche den beiden Frequenzen entsprechen, so dass die Genauigkeit in den Aussagen, welche durch Vergleich mit den Referenzwerten getroffen werden, erhöht werden kann.
Bezugszeichenliste

X: Längsrichtung; Tiefe
Y: Querrichtung; Breite
Z: vertikale Richtung; Höhe
1: Induktionskochfeld
10: Glaskeramikplatte
11: Kochstelle
12: Induktionsspule der Kochstelle 11
13: Steuerungseinheit bzw. Elektronik des Induktionskochfelds 1
14: Temperatursensor
2: Kochgeschirr; Topf
20: Körper
21: Boden
100a: Berechnen/Erfassen einer Temperatur der Induktionsspule 12
200: Betriebe der Induktionsspule 12
300a: Erfassen eines elektrischen Widerstands der Induktionsspule 12
300b: Erfassen eines zeitlichen Verlaufs von Realteil und/oder Imaginärteil
300c: Erfassen eines Realteils und/oder eines Imaginärteils
300d: Erfassen eines Realteils und/oder eines Imaginärteils zu einem ersten Zeitpunkt
350d: Bilden eines Quotienten aus Realteil und Imaginärteil für einen ersten Zeitpunkt
400c: Bilden eines Quotienten aus Realteil und Imaginärteil
400d: Erfassen eines Realteils und/oder eines Imaginärteils zu einem zweiten Zeitpunkt
450d: Bilden eines Quotienten aus Realteil und Imaginärteil für einen zweiten Zeitpunkt
500d: Erstellen eines zeitlichen Verlaufs aus Quotienten
600d: Bestimmen einer Steigung
700a: Vergleichen des elektrischen Widerstands
700c: Vergleichen eines Quotienten mit Referenzwert
800a-d: Auswerten
850b: Erfassen einer Temperatur
850d: Vergleichen mit zwei Referenzwerten
860b: Bestimmen einer Temperatur
870b: Verdoppeln der Temperatur als Curie-Temperatur
900: Anpassen des Betriebs der Induktionsspule 11

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6214401 B1 [0005]

Claims

Verfahren zum Betrieb einer Kochstelle (11) eines Induktionskochfelds (1) mit einem Kochgeschirr (2), wobei die Kochstelle (11) wenigstens eine Induktionsspule (12) aufweist, welche ausgebildet ist, einen Boden (21) des auf der Kochstelle (11) befindlichen Kochgeschirrs (2) induktiv zu erwärmen, wobei das Induktionskochfeld (1) vorzugsweise wenigstens einen Temperatursensor (14) aufweist, welcher ausgebildet ist, eine Temperatur der Induktionsspule (12) zu erfassen, mit wenigstens den Schritten: Berechnen (100a) der Temperatur der Induktionsspule (12), vorzugsweise Erfassen (100a) der Temperatur der Induktionsspule (12) mit dem Temperatursensor (14), Betreiben (200) der Induktionsspule (12) mit einer vorbestimmten elektrischen Leistung, Erfassen (300a) des elektrischen Widerstands der Induktionsspule (12), Vergleichen (700a) des erfassten elektrischen Widerstands mit wenigstens einem vorbestimmten Referenzwert, und Auswerten (800a) des Ergebnisses des Vergleichens (700a), wobei der vorbestimmte Referenzwert der elektrische Widerstand eines Kochgeschirrs (2) ohne Curie-Temperatur ist und in dem Fall, dass der erfasste elektrische Widerstand innerhalb einer vorbestimmten Toleranz dem vorbestimmten Referenzwert entspricht, das Kochgeschirr (2) als Kochgeschirr (2) ohne Curie-Temperatur erkannt wird, oder wobei der vorbestimmte Referenzwert der elektrische Widerstand eines Kochgeschirrs (2) mit einer vorbestimmten Curie-Temperatur ist und in dem Fall, dass der erfasste elektrische Widerstand innerhalb einer vorbestimmten Toleranz dem vorbestimmten Referenzwert entspricht, das Kochgeschirr (2) als Kochgeschirr (2) mit der vorbestimmten Curie-Temperatur erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Vergleichens (700a) mit wenigstens zwei vorbestimmten Referenzwerten erfolgt, wobei ein erster vorbestimmter Referenzwert der elektrische Widerstand eines Kochgeschirrs (2) ohne Curie-Temperatur ist, wobei ein zweiter vorbestimmter Referenzwert der elektrische Widerstand eines Kochgeschirrs (2) mit einer vorbestimmten Curie-Temperatur ist, und wobei das Kochgeschirr (2) als Kochgeschirr (2) ohne Curie-Temperatur oder als Kochgeschirr (2) mit der vorbestimmten Curie-Temperatur erkannt wird, je nachdem, zu welchem der beiden vorbestimmten Referenzwerte der Abstand geringer ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt des Vergleichens (700a) mit wenigstens zwei vorbestimmten Referenzwerten erfolgt, wobei ein erster vorbestimmter Referenzwert der elektrische Widerstand eines Kochgeschirrs (2) mit einer ersten vorbestimmten Curie-Temperatur ist, wobei ein zweiter vorbestimmter Referenzwert der elektrische Widerstand eines Kochgeschirrs (2) mit einer zweiten vorbestimmten Curie-Temperatur ist, und wobei das Kochgeschirr (2) als Kochgeschirr (2) mit der ersten vorbestimmten Curie-Temperatur oder als Kochgeschirr (2) mit der zweiten vorbestimmten Curie-Temperatur erkannt wird, je nachdem, zu welchem der beiden vorbestimmten Referenzwerte der Abstand geringer ist.
Verfahren zum Betrieb einer Kochstelle (11) eines Induktionskochfelds (1) mit einem Kochgeschirr (2), wobei die Kochstelle (11) wenigstens eine Induktionsspule (12) aufweist, welche ausgebildet ist, einen Boden (21) des auf der Kochstelle (11) befindlichen Kochgeschirrs (2) induktiv zu erwärmen, mit wenigstens den Schritten: Betreiben (200) der Induktionsspule (12) mit einer vorbestimmten elektrischen Leistung, Erfassen (300b) eines zeitlichen Verlaufs des Realteils und/oder des Imaginärteils der Impedanz der Induktionsspule (12), und Auswerten (800b) des zeitlichen Verlaufs des Realteils und/oder des Imaginärteils der Impedanz der Induktionsspule (12), wobei in dem Fall, dass der zeitliche Verlauf des Realteils und/oder des Imaginärteils der Impedanz der Induktionsspule (12) ein Maximum aufweist, das Kochgeschirr (2) als Kochgeschirr (2) mit einer Curie-Temperatur erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Induktionskochfeld (1) wenigstens einen Temperatursensor (14) aufweist, welcher ausgebildet ist, eine Temperatur der Induktionsspule (12) zu erfassen, und in dem Moment, wenn das Kochgeschirr (2) als Kochgeschirr (2) mit einer Curie-Temperatur erkannt wird, mit wenigstens den weiteren Schritten: Erfassen (850b) der Temperatur der Induktionsspule (12) mit dem Temperatursensor (14), und Bestimmen (870b) der Curie-Temperatur des Kochgeschirrs (2) aus vorbestimmten temperaturabhängigen Schwingkreisdaten unter Berücksichtigung der erfassten Temperatur der Induktionsspule (12).
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, in dem Moment, wenn das Kochgeschirr (2) als Kochgeschirr (2) mit einer Curie-Temperatur erkannt wird, mit wenigstens den weiteren Schritten: Berechnen (860b) der Temperatur des Bodens (21) des Kochgeschirrs (2), und Bestimmen (870b) der Curie-Temperatur des Kochgeschirrs (2) aus vorbestimmten temperaturabhängigen Schwingkreisdaten unter Berücksichtigung der berechneten Temperatur der Induktionsspule (12).
Verfahren zum Betrieb einer Kochstelle (11) eines Induktionskochfelds (1) mit einem Kochgeschirr (2), wobei die Kochstelle (11) wenigstens eine Induktionsspule (12) aufweist, welche ausgebildet ist, einen Boden (21) des auf der Kochstelle (11) befindlichen Kochgeschirrs (2) induktiv zu erwärmen, mit wenigstens den Schritten: Betreiben (200) der Induktionsspule (12) mit einer vorbestimmten elektrischen Leistung, Erfassen (300c) des Realteils und des Imaginärteils der Impedanz der Induktionsspule (12), Bilden (400c) des Quotienten des erfassten Realteils und des erfassten Imaginärteils der Impedanz der Induktionsspule (12), Vergleichen (700c) des gebildeten Quotienten mit wenigstens einem vorbestimmten Referenzwert, und Auswerten (800c) des Ergebnisses des Vergleichens (700c), wobei der vorbestimmte Referenzwert der Quotient aus Realteil und Imaginärteil eines Kochgeschirrs (2) ohne Curie-Temperatur ist und in dem Fall, dass der gebildete Quotient innerhalb einer vorbestimmten Toleranz dem vorbestimmten Referenzwert entspricht, das Kochgeschirr (2) als Kochgeschirr (2) ohne Curie-Temperatur erkannt wird, oder wobei der vorbestimmte Referenzwert der Quotient aus Realteil und Imaginärteil eines Kochgeschirrs (2) mit einer vorbestimmten Curie-Temperatur ist und in dem Fall, dass der gebildete Quotient innerhalb einer vorbestimmten Toleranz dem vorbestimmten Referenzwert entspricht, das Kochgeschirr (2) als Kochgeschirr (2) mit der vorbestimmten Curie-Temperatur erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Schritt des Vergleichens (700c) mit wenigstens zwei vorbestimmten Referenzwerten erfolgt, wobei ein erster vorbestimmter Referenzwert der Quotient aus Realteil und Imaginärteil eines Kochgeschirrs (2) ohne Curie-Temperatur ist, wobei ein zweiter vorbestimmter Referenzwert der Quotient aus Realteil und Imaginärteil eines Kochgeschirrs (2) mit einer vorbestimmten Curie-Temperatur ist, und wobei das Kochgeschirr (2) als Kochgeschirr (2) ohne Curie-Temperatur oder als Kochgeschirr (2) mit der vorbestimmten Curie-Temperatur erkannt wird, je nachdem, zu welchem der beiden vorbestimmten Referenzwerte der Abstand geringer ist.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Schritt des Vergleichens (700c) mit wenigstens zwei vorbestimmten Referenzwerten erfolgt, wobei ein erster vorbestimmter Referenzwert der Quotient aus Realteil und Imaginärteil eines Kochgeschirrs (2) mit einer ersten vorbestimmten Curie-Temperatur ist, wobei ein zweiter vorbestimmter Referenzwert der Quotient aus Realteil und Imaginärteil eines Kochgeschirrs (2) mit einer zweiten vorbestimmten Curie-Temperatur ist, und wobei das Kochgeschirr (2) als Kochgeschirr (2) mit der ersten vorbestimmten Curie-Temperatur oder als Kochgeschirr (2) mit der zweiten vorbestimmten Curie-Temperatur erkannt wird, je nachdem, zu welchem der beiden vorbestimmten Referenzwerte der Abstand geringer ist.
Verfahren zum Betrieb einer Kochstelle (11) eines Induktionskochfelds (1) mit einem Kochgeschirr (2), wobei die Kochstelle (11) wenigstens eine Induktionsspule (12) aufweist, welche ausgebildet ist, einen Boden (21) des auf der Kochstelle (11) befindlichen Kochgeschirrs (2) induktiv zu erwärmen, mit wenigstens den Schritten: Betreiben (200) der Induktionsspule (12) mit einer vorbestimmten elektrischen Leistung, Erfassen (300d) des Realteils und des Imaginärteils der Impedanz der Induktionsspule (12) zu einem ersten Zeitpunkt, Bilden (350d) des Quotienten des erfassten Realteils und des erfassten Imaginärteils der Impedanz der Induktionsspule (12) für den ersten Zeitpunkt, Erfassen (400d) des Realteils und des Imaginärteils der Impedanz der Induktionsspule (12) zu einem zweiten Zeitpunkt, Bilden (450d) des Quotienten des erfassten Realteils und des erfassten Imaginärteils der Impedanz der Induktionsspule (12) für den zweiten Zeitpunkt, Erstellen (500d) eines zeitlichen Verlaufs der beiden gebildeten Quotienten, Bestimmen (600d) der Steigung des erstellten zeitlichen Verlaufs, und Auswerten (800d) der bestimmten Steigung, wobei in dem Fall, dass der zeitliche Verlauf innerhalb einer vorbestimmten Toleranz keine Steigung aufweist, das Kochgeschirr (2) als Kochgeschirr (2) ohne Curie-Temperatur erkannt wird, und wobei in dem Fall, dass der zeitliche Verlauf innerhalb einer vorbestimmten Toleranz eine Steigung aufweist, das Kochgeschirr (2) als Kochgeschirr (2) mit einer Curie-Temperatur erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, in dem Fall, dass das Kochgeschirr (2) als Kochgeschirr (2) mit einer Curie-Temperatur erkannt wird, mit wenigstens dem weiteren Schritt: Vergleichen (850d) der gebildeten Steigung mit wenigstens zwei vorbestimmten Referenzwerten, wobei der erste vorgebestimmte Referenzwert der Steigung eines Kochgeschirrs (2) mit einer ersten vorbestimmten Curie-Temperatur entspricht, wobei der zweite vorbestimmte Referenzwert der Steigung eines Kochgeschirrs (2) mit einer zweiten vorbestimmten Curie-Temperatur entspricht, und wobei das Kochgeschirr (2) als Kochgeschirr (2) mit der ersten vorbestimmten Curie-Temperatur oder als Kochgeschirr (2) mit der zweiten vorbestimmten Curie-Temperatur erkannt wird, je nachdem, zu welchem der beiden vorbestimmten Referenzwerte der Abstand geringer ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Betreiben (200) der Induktionsspule (12) mit einer vorbestimmten elektrischen Leistung bei einer ersten Frequenz erfolgt, und wobei das Betreiben (200) der Induktionsspule (12) wenigstens zu einem vorbestimmten Zeitpunkt mit einer elektrischen Leistung bei einer zweiten Frequenz erfolgt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, in dem Fall, wenn das Kochgeschirr (2) als Kochgeschirr (2) mit einer Curie-Temperatur erkannt wurde, mit dem weiteren Schritt: Anpassen (900) des Betriebs der Induktionsspule (12) an ein Kochgeschirr (2) mit einer Curie-Temperatur.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei, falls das Kochgeschirr (2) als Kochgeschirr (2) mit einer vorbestimmten Curie-Temperatur erkannt wurde, der Betrieb der Induktionsspule (12) an die vorbestimmte Curie-Temperatur des Kochgeschirrs (2) angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei die elektrische Leistung begrenzt wird, und/oder wobei der maximale Strom der Induktionsspule (12) begrenzt wird, und/oder wobei der Strom der Induktionsspule (12) auf einen konstanten vorbestimmten Wert gesetzt wird, und/oder wobei die Kochstelle (11) hinsichtlich ihrer Funktionen eingeschränkt wird, und/oder wobei die Induktionsspule (12) mit einer anderen Frequenz, vorzugsweise mit einer niedrigeren Frequenz, betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei jede dieser Maßnahmen sofort beim Erkennen des Kochgeschirrs (2) als Kochgeschirr (2) mit einer (vorbestimmten) Curie-Temperatur oder zeitlich vorbestimmt versetzt hierzu erfolgt, und/oder wobei jede dieser Maßnahmen in Abhängigkeit einer gemessenen oder bestimmten Temperatur der Induktionsspule (12) erfolgt.
Induktionskochfeld (1) zur induktiven Erwärmung eines Bodens (21) eines Kochgeschirrs (2), mit wenigstens einer Kochstelle (11) mit wenigstens einer Induktionsspule (12), und einer Steuerungseinheit (13), welche ausgebildet ist, die elektrische Leistung der Induktionsspule (12) der Kochstelle (11) zu steuern und/oder zu regeln, wobei die Steuerungseinheit (13) ferner ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche auszuführen.