DE102023209948A1

DE102023209948A1 - Testvorrichtung

Info

Publication number: DE102023209948A1
Application number: DE102023209948.9A
Authority: DE
Inventors: Alvaro Hernando Carnicer; Juan Carlos MOLINERO IBARZO; Sergio Llorente Gil; Diego Puyal Puente; Mikel Sanchez Antonio; Jose Alfonso Santolaria Lorenzo; Jorge Allueva Pey; Oscar Lucia Gil; Hector Sarnago Andia; Mario Perez Tarragona
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2022-10-13
Filing date: 2023-10-11
Publication date: 2024-04-18

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Testvorrichtung (10) zum Testen von Induktionskochfeldern (12), mit zumindest einer Testaufstelleinheit (14) zum Anordnen oberhalb des Induktionskochfelds (12) während eines Testvorgangs.Um eine Effizienz zu verbessern wird vorgeschlagen, dass die Testvorrichtung eine Energierückgewinnungseinheit (16) aufweist, welche zumindest ein in der Testaufstelleinheit (14) angeordnetes Rückgewinnungsinduktionselement (18) umfasst, das dazu vorgesehen ist, zumindest einen Teil einer während des Testvorgangs induktiv bereitgestellten Energie zurückzugewinnen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Testvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Testen von Induktionskochfeldern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
Bei der Entwicklung von Induktionskochfeldern müssen regelmäßig Tests durchgeführt werden, um eine Funktionalität verschiedener Komponenten zu überprüfen sowie um die Einhaltung verschiedener Normen und Standards sicherstellen zu können. Hierfür kommen Testvorrichtungen zum Einsatz, welche zumindest eine Testaufstelleinheit zum Anordnen oberhalb eines zu testenden Induktionskochfelds während eines Testvorgangs umfassen. Aufgabe einer solchen Testaufstelleinheit ist es, mit einem durch das Induktionskochfeld in einem Betriebszustand bereitgestellten elektromagnetischen Wechselfelds wechselzuwirken, um ein Verhalten des Induktionskochfelds bei einem späteren normalen Betrieb mit aufgestelltem Gargeschirr, also einen herkömmlichen Kochvorgang, nachzuempfinden. Hierbei wird bisher ein Großteil der durch das Induktionskochfeld induktiv bereitgestellten Energie in der Testaufstelleinheit in Wärme umgewandelt, was beim Kochen mit einem Induktionskochfeld natürlich ein erwünschter Effekt ist, beim Testen des Induktionskochfelds jedoch in der Regel nur zu einer Erwärmung der Räumlichkeiten führt. Zudem können derartige Tests oft über längere Zeiträume von mehreren Stunden bis Tagen andauern, beispielsweise um ein Verhalten von Komponenten unter Dauerbelastung zu testen, sodass sich für die Durchführung solcher Tests ein sehr hoher Energieaufwand ergibt, wobei ein Großteil der hierbei aufgewendeten Energie ungenutzt verloren geht. Erschwerend kommt hinzu, dass aufgrund der erheblichen Wärmeemission die Räumlichkeiten zur Durchführung dieser Tests entsprechend klimatisiert werden müssen, um erträgliche Arbeitsbedingen zu erreichen, wodurch sich jedoch ein Energiebedarf nachteilig noch weiter erhöht. Eine Durchführung derartiger Tests mit bisher bekannten Testvorrichtungen weist daher eine sehr schlechte Energieeffizienz auf und kann sich, je nach verwendeter Energiequelle, zudem nachteilig für die Umwelt auswirken. Ferner gehen derartige Tests, insbesondere in Anbetracht von zurzeit stark steigenden Energiepreisen, mit erheblichen Kosten einher.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere, aber nicht beschränkt darauf, darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Effizienz bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 13 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Die Erfindung geht aus von Testvorrichtung zum Testen von Induktionskochfeldern, mit zumindest einer Testaufstelleinheit zum Anordnen oberhalb des Induktionskochfelds während eines Testvorgangs.
Es wird vorgeschlagen, dass die Testvorrichtung eine Energierückgewinnungseinheit aufweist, welche zumindest ein in der Testaufstelleinheit angeordnetes Rückgewinnungsinduktionselement umfasst, das dazu vorgesehen ist, zumindest einen Teil einer während des Testvorgangs induktiv bereitgestellten Energie zurückzugewinnen.
Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Testvorrichtung mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Effizienz bereitgestellt werden. Es kann vorteilhaft eine Energieeffizienz signifikant gesteigert werden, indem zumindest ein Großteil der während des Testvorgangs induktiv bereitgestellten Energie mittels der Energierückgewinnungseinheit zurückgewonnen werden kann. Ferner können hierdurch vorteilhaft Energiekosten eingespart und somit auch eine Kosteneffizienz verbessert werden. Zudem kann vorteilhaft auch eine Umweltverträglichkeit von Testvorgängen signifikant verbessert werden.
Die Testvorrichtung ist zum Testen von Induktionskochfeldern vorgesehen und weist hierzu zumindest die Testaufstelleinheit sowie die Energierückgewinnungseinheit mit dem zumindest einen in der Testaufstelleinheit angeordneten Rückgewinnungsinduktionselement auf. Die Testvorrichtung kann darüber hinaus weitere Geräte und/oder Baugruppen und/oder Einheiten und/oder Elemente, beispielsweise Messgeräte und dergleichen, aufweisen. Die Testvorrichtung kann als ein Teil, insbesondere als eine Unterbaugruppe, eines Testsystems zum Testen von Induktionskochfeldern ausgebildet sein oder auch das gesamte Testsystem umfassen.
Die Testaufstelleinheit zum Anordnen oberhalb des Induktionskochfelds ist dazu vorgesehen, mit zumindest einem elektromagnetischen Feld, welches während des Testvorgangs durch zumindest einen Induktor des Induktionskochfelds bereitgestellt wird, wechselzuwirken, insbesondere um so ein Vorhandensein zumindest eines Gargeschirrs oberhalb des Induktionskochfelds zu emulieren.
Die Energierückgewinnungseinheit weist das zumindest eine, in der Testaufstelleinheit angeordnete, Rückgewinnungsinduktionselement auf und kann darüber hinaus weitere Rückgewinnungsinduktionselemente aufweisen, welche ebenfalls in der Testaufstelleinheit und/oder in einer weiteren Testaufstelleinheit der Testvorrichtung angeordnet sein können. Die Energierückgewinnungseinheit kann zudem in der Testaufstelleinheit angeordnete weitere elektrische und/oder elektronische Komponenten, beispielsweise elektrische Widerstände und dergleichen, aufweisen. Vorzugsweise weist die Energierückgewinnungseinheit zudem weitere Einheiten und/oder Elemente auf, welche außerhalb der Testaufstelleinheit angeordnet sind.
Das Rückgewinnungsinduktionselement weist zumindest eine Spule, insbesondere zumindest eine Sekundärspule, auf. Vorzugsweise weist das Rückgewinnungsinduktionselement mit einem Induktor des mittels der Testvorrichtung zu testenden Induktionskochfelds eine zumindest im Wesentlichen identische Geometrie und zumindest im Wesentlichen identische Materialeigenschaften auf. Das Rückgewinnungsinduktionselement und der Induktor des mittels der Testvorrichtung zu testenden Induktionskochfelds weisen während des Testvorgangs insbesondere einen Kopplungsfaktor von zumindest 0,4, vorteilhaft einen Kopplungsfaktor von zumindest 0,5, besonders vorteilhaft einen Kopplungsfaktor von zumindest 0,6, vorzugsweise einen Kopplungsfaktor von zumindest 0,7, bevorzugt einen Kopplungsfaktor von zumindest 0,8 und besonders bevorzugt einen Kopplungsfaktor von zumindest 0,9 auf. Der Kopplungsfaktor beschreibt dabei einen Anteil eines magnetischen Flusses, welcher von dem Induktor des Induktionskochfelds und dem Rückgewinnungsinduktionselement während des Testvorgangs geteilt werden und welcher Werte zwischen 0,0 und 1,0 annehmen kann, wobei ein Wert von 1,0 eine ideale magnetische Kopplung beschreibt, welche in der Praxis aufgrund von magnetischen Streuflüssen nicht erreichbar ist.
Vorzugsweise weist die Testvorrichtung zumindest ein Gerätegehäuse auf. Das Gerätegehäuse ist zur Aufnahme von außerhalb der Testaufstelleinheit angeordneten Einheiten und/oder Elementen des Testvorrichtung vorgesehen.
In dem vorliegenden Dokument dienen Zahlwörter, wie beispielsweise „erste/r/s“ und „zweite/r/s“, welche bestimmten Begriffen vorangestellt sind, lediglich zu einer Unterscheidung von Objekten und/oder einer Zuordnung zwischen Objekten untereinander und implizieren keine vorhandene Gesamtanzahl und/oder Rangfolge der Objekte. Insbesondere impliziert ein „zweites Objekt“ nicht zwangsläufig ein Vorhandensein eines „ersten Objekts“.
Unter „vorgesehen“ soll speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Energierückgewinnungseinheit eine Gleichrichtereinheit zur Erzeugung einer Gleichspannung durch Gleichrichtung einer während des Testvorgangs durch das Rückgewinnungsinduktionselement bereitgestellten Eingangswechselspannung aufweist. Hierdurch kann vorteilhaft eine Flexibilität verbessert werden, insbesondere im Hinblick auf eine Verwendung der während des Testvorgangs zurückgewonnen Energie. Die Gleichrichtereinheit ist vorzugsweise als ein einphasiger Vollwellengleichrichter ausgebildet. Die Gleichrichtereinheit umfasst vorzugsweise zumindest vier Gleichrichterelemente, insbesondere Dioden und/oder Thyristoren und/oder Transistoren und/oder dergleichen, welche, in zumindest einem Schaltzustand, einen Stromfluss in einer Durchlassrichtung ermöglichen und in zumindest einem weiteren Schaltzustand, einen Stromfluss in einer Sperrrichtung sperren. In einem Betriebszustand ist die Gleichrichtereinheit elektrisch leitend mit dem Rückgewinnungsinduktionselement verbunden und diesem vorzugsweise unmittelbar nachgelagert. Die Gleichrichtereinheit könnte in der Testaufstelleinheit angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Gleichrichtereinheit jedoch außerhalb der Testaufstelleinheit, bevorzugt in dem Gerätegehäuse, angeordnet, insbesondere um die Gleichrichtereinheit vor Störeinflüssen und/oder Beschädigung durch elektromagnetische Wechselfelder zu schützen, ohne hierfür zusätzliche Abschirmeinrichtungen vorsehen zu müssen.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Energierückgewinnungseinheit einen Filterkondensator aufweist, welcher der Gleichrichtereinheit nachgelagert ist. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft ein Auftreten von Störeffekten, beispielsweise Rippelströmen, reduziert, vorzugsweise minimiert, werden. Der Filterkondensator ist vorzugsweise dazu vorgesehen, verbleibende Anteile von Strömen mit unerwünschten Frequenzen aus einem durch die Gleichrichtereinheit bereitgestellten, insbesondere pulsierenden, Gleichstrom zu filtern und zu glätten und so eine rippelarme Gleichspannung bereitzustellen. Vorzugsweise ist der Filterkondensator der Gleichrichtereinheit unmittelbar nachgelagert. Vorzugsweise ist der Filterkondensator elektrisch parallel zu der Gleichrichtereinheit angeordnet. Die Energierückgewinnungseinheit kann mehrere Filterkondensatoren aufweisen, welche jeweils der Gleichrichtereinheit nachgelagert sind und welche jeweils elektrisch parallel zu der Gleichrichtereinheit und insbesondere elektrisch in Reihe miteinander angeordnet sein können. Vorzugsweise weist die Energierückgewinnungseinheit genau einen, der Gleichrichtereinheit unmittelbar nachgelagerten, Filterkondensator auf. Vorzugsweise weist der Filterkondensator eine Kapazität von zumindest 1 µF und höchstens 10 µF auf.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Energierückgewinnungseinheit eine Gleichspannungswandlereinheit zur Änderung eines Betrags der Gleichspannung aufweist. Hierdurch kann vorteilhaft eine Flexibilität, insbesondere im Hinblick auf eine spätere Verwendung der während des Testvorgangs zurückgewonnen Energie, noch weiter verbessert werden. Die Gleichspannungswandlereinheit könnte dazu vorgesehen sein, den Betrag der Gleichspannung zu verringern und beispielsweise als ein Abwärtswandler oder dergleichen ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Gleichspannungswandlereinheit jedoch dazu vorgesehen, den Betrag der Gleichspannung zu erhöhen. Beispielsweise könnte die Gleichspannungswandlereinheit hierzu als eine Ladungspumpe, vorzugsweise als ein Aufwärtswandler, ausgebildet sein. Zudem ist alternativ oder zusätzlich auch denkbar, dass die Gleichspannungswandlereinheit als ein Gleichspannungswandler ausgebildet ist, welcher je nach Betriebsart den Betrag der Gleichspannung entweder erhöhen oder verringern kann, beispielsweise als ein SEPIC-Wandler oder als ein Cuk-Wandler oder als ein Zeta-Wandler oder als ein Doppelinverter oder als ein Split-Pi-Wandler oder als ein kaskadierter Ab-Aufwärtswandler oder dergleichen. Vorzugsweise weist die Gleichspannungswandlereinheit zumindest eine Induktivität, beispielsweise eine Spule, auf. Vorzugsweise ist die Gleichspannungswandlereinheit außerhalb der Testaufstelleinheit, bevorzugt in dem Gerätegehäuse, angeordnet, insbesondere um die Gleichspannungswandlereinheit vor Störeinflüssen und/oder Beschädigung durch elektromagnetische Wechselfelder zu schützen, ohne hierfür zusätzliche Abschirmeinrichtungen vorsehen zu müssen.
Der Gleichspannungswandler könnte beispielsweise als ein asynchroner Aufwärtswandler ausgebildet sein, wobei die Induktivität beispielsweise in Reihe mit einer Freilaufdiode geschaltet sein könnte, hinter der ein Ladungskondensator angeordnet ist, und wobei die Induktivität mit einem geeigneten Schaltelement gegen Masse geschaltet werden könnte. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird jedoch vorgeschlagen, dass die Gleichspannungswandlereinheit als ein Synchronwandler ausgebildet ist. Hierdurch kann vorteilhaft eine Effizienz noch weiter verbessert werden. Insbesondere können die bei asynchronen Wandlern in der Freilaufdiode auftretenden elektrischen Verluste vermieden werden, wenn die Gleichspannungswandlereinheit als ein Synchronwandler ausgebildet ist.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Gleichspannungswandlereinheit zwei in einer Halbbrückentopologie angeordnete Schaltelemente aufweist. Hierdurch kann eine vorteilhafte Schaltanordnung erreicht werden. Es kann insbesondere eine verbesserte Steuerung der Gleichspannungswandlereinheit erreicht werden, wenn diese zwei in einer Halbbrückentopologie angeordnete Schaltelemente aufweist. Vorzugsweise weist die Gleichspannungswandlereinheit eine Spule auf, welche über einen Mittelzweig mit den beiden in Halbbrückentopologie angeordneten Schaltelementen verbunden ist. Vorzugsweise sind die Schaltelemente der Gleichspannungswandlereinheit als Halbleiterschaltelemente ausgebildet. Die Schaltelemente der Gleichspannungswandlereinheit können als Transistoren, beispielsweise als Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFET) oder als Organische Feldeffekttransistoren (OFET) oder als Bipolartransistoren, insbesondere als Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT), ausgebildet sein. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Schaltelemente als Siliziumkarbid (SiC) - MOSFETs ausgebildet sind. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Effizienz weiter verbessert werden. Es können vorteilhaft in einem Betriebszustand der Gleichspannungswandlereinheit auftretende elektrische Schaltverluste an den Schaltelementen reduziert, insbesondere minimiert werden, wenn diese als Siliziumkarbid (SiC) - MOSFETs ausgebildet sind
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Energierückgewinnungseinheit eine Wechselrichtereinheit zur Umwandlung der Gleichspannung in eine Ausgangswechselspannung aufweist. Hierdurch kann vorteilhaft eine Flexibilität bei der Verwendung der während des Testvorgangs zurückgewonnen Energie weiter erhöht werden. Die Wechselrichtereinheit umfasst zumindest zwei Wechselrichterschaltelemente. Die Wechselrichterschaltelemente der Wechselrichtereinheit sind dabei als Halbleiterschaltelemente, insbesondere als Transistoren, beispielsweise als MOSFETs, insbesondere als (SiC) - MOSFETs, oder OFETs oder als Bipolartransistoren mit vorzugsweise isolierter Gate-Elektrode (IGBTs), ausgebildet. Vorzugsweise ist die Wechselrichtereinheit außerhalb der Testaufstelleinheit, bevorzugt in dem Gerätegehäuse, angeordnet, insbesondere um die Wechselrichtereinheit vor Störeinflüssen und/oder Beschädigung durch elektromagnetische Wechselfelder zu schützen, ohne hierfür zusätzliche Abschirmeinrichtungen vorsehen zu müssen. Die zumindest zwei Wechselrichterschaltelemente der Wechselrichtereinheit könnten in einer Halbbrückentopologie angeordnet sein. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird jedoch vorgeschlagen, dass die Wechselrichtereinheit zumindest vier Wechselrichterschaltelemente aufweist, welche in einer Vollbrückentopologie angeordnet sind. Hierdurch kann ein vereinfachter Aufbau erreicht werden. Insbesondere kann im Vergleich zu einer Wechselrichtereinheit mit zwei in einer Halbbrückentopologie angeordneten Wechselrichterschaltelementen auf sperrige Resonanzkondensatoren verzichtet werden, wenn die Wechselrichtereinheit zumindest vier Wechselrichterschaltelemente aufweist, welche in einer Vollbrückentopologie angeordnet sind.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Testvorrichtung eine Steuerreinheit zur Steuerung der Energierückgewinnungseinheit aufweist. Hierdurch kann vorteilhaft eine Effizienz weiter verbessert werden, insbesondere indem die während des Testvorgangs mittels der Rückgewinnungsinduktionselements induktiv zurückgewonnene Energie durch gezielte Steuerung der Energierückgewinnungseinheit, insbesondere durch gezielte Steuerung der Gleichrichtereinheit und/oder der Gleichspannungswandlereinheit und/oder der Wechselrichtereinheit, in eine zur nachfolgenden Nutzung gewünschte Form, beispielsweise in einen Wechselstrom mit einer bestimmten Frequenz, gewandelt werden kann. Unter einer „Steuereinheit“ soll eine elektronische Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist die Energierückgewinnungseinheit zu steuern und/oder zu regeln. Vorzugsweise umfasst die Steuereinheit eine Recheneinheit und insbesondere zusätzlich zur Recheneinheit eine Speichereinheit mit einem darin gespeicherten Steuer- und/oder Regelprogramm, das dazu vorgesehen ist, von der Recheneinheit ausgeführt zu werden. Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, während des Testvorgangs einen Betrag der Gleichspannung am Ausgang der Gleichspannungswandlereinheit zu messen. Vorzugsweise ist die Steuereinheit zudem dazu vorgesehen, einen Ersatzwiderstand zur Steuerung der Energierückgewinnungseinheit heranzuziehen und diesen als einen Proportionalitätsfaktor zwischen der am Ausgang der Gleichrichtereinheit gemessenen Gleichspannung und einem durch die Spule der Gleichspannungswandlereinheit fließenden Gleichstroms zu verwenden, um den durch die Spule der Gleichspannungswandlereinheit fließenden Gleichstroms so zu modulieren, dass dieser einem Zielstrom innerhalb eines Zielstrombereichs entspricht. Hierdurch kann vorteilhaft unabhängig von einem aktuellen Betriebspunkt der Testvorrichtung eine sinusförmige Ausgangswechselspannung mit geringer Verzerrung bereitgestellt werden. Der Ersatzwiderstand ist vorzugsweise in der Speichereinheit der Steuereinheit gespeichert. Bevorzugt ist für jeden Betriebspunkt eines mittels der Testvorrichtung zu testenden Induktionskochfelds ein Ersatzwiderstand in der Speichereinheit der Steuereinheit gespeichert. Vorzugsweise ist die Steuereinheit außerhalb der Testaufstelleinheit, bevorzugt in dem Gerätegehäuse, angeordnet, insbesondere um die Steuereinheit vor Störeinflüssen und/oder Beschädigung durch elektromagnetische Wechselfelder zu schützen, ohne hierfür zusätzliche Abschirmeinrichtungen vorsehen zu müssen.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, eine äquivalente Impedanz der Testaufstelleinheit durch Variation zumindest eines Schaltparameters der Energierückgewinnungseinheit zu verändern. Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, die äquivalente Impedanz der Testaufstelleinheit durch Variation zumindest eines Schaltparameters der Gleichspannungswandlereinheit zu verändern. Bei dem Schaltparameter kann es sich, ohne darauf beschränkt zu sein, beispielsweise um einen Tastgrad und/oder eine Schaltfrequenz zumindest eines Schaltelements der Gleichspannungswandlereinheit und/oder der Wechselrichtereinheit handeln. Wie dem Fachmann bekannt, weist ein Gargeschirr im Betrieb mit einem Induktionskochfeld eine äquivalente Impedanz auf, welche sich aus einer äquivalenten Induktivität und einem äquivalenten elektrischen Widerstand zusammensetzt und welche von der Geometrie und den Materialeigenschaften des Gargeschirrs abhängig ist. Während des Betriebs an dem äquivalenten elektrischen Widerstand des Gargeschirrs auftretende ohmsche Verluste werden dabei in Form von Wärme abgegeben, was beim Kochen mit Induktionskochfeldern ein gewünschter Effekt ist. Indem die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, die äquivalente Impedanz der Testaufstelleinheit durch Variation zumindest eines Schaltparameters der Energierückgewinnungseinheit zu verändern, können vorteilhaft verschiedene Arten von Gargeschirr mit verschiedenen äquivalenten Impedanzen mit ein und derselben Testaufstelleinheit emuliert werden. Hierdurch kann vorteilhaft eine Flexibilität der Testvorrichtung signifikant verbessert werden.
Die Energierückgewinnungseinheit könnte dazu vorgesehen sein, die während des Testvorgangs zurückgewonnene Energie ganz oder teilweise zur Energieversorgung weiterer Einheiten der Testvorrichtung oder eines, die Testvorrichtung aufweisenden, Testsystems, beispielsweise zur Energieversorgung von Messgeräten und dergleichen, bereitzustellen und/oder die während des Testvorgangs zurückgewonnene Energie ganz oder teilweise zu speichern, wobei die Energierückgewinnungseinheit hierzu zumindest einen Energiespeicher, beispielsweise einen Akkumulator oder dergleichen, aufweisen könnte. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird jedoch vorgeschlagen, dass die Energierückgewinnungseinheit dazu vorgesehen ist, die während des Testvorgangs zurückgewonnene Energie in ein Stromversorgungsnetz zurück zu speisen. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft eine Effizienz weiter verbessert werden. Vorteilhaft können effiziente Testvorgänge unabhängig von einem Betrag der dabei zurückgewonnenen Energie, insbesondere auch bei hohen Beträgen zurückgewonnener Energie, ermöglicht werden.
Die Erfindung geht ferner aus von einem Verfahren zum Testen von Induktionskochfeldern, insbesondere mittels einer Testvorrichtung nach einer der vorhergehend beschriebenen Ausgestaltungen, wobei während eines Testvorgangs eine Testaufstelleinheit oberhalb des Induktionskochfelds angeordnet wird.
Es wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Teil einer während des Testvorgangs induktiv bereitgestellten Energie mittels eines innerhalb der Testaufstelleinheit angeordneten Rückgewinnungsinduktionselements zurückgewonnen wird. Durch ein derartiges Verfahren kann vorteilhaft ein besonders effizientes und umweltfreundliches Testen von Induktionskochfeldern ermöglicht werden.
Die Testvorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die Testvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:

1 eine Testvorrichtung zum Testen von Induktionskochfeldern mit einer Testaufstelleinheit, einer Energierückgewinnungseinheit und einer Steuereinheit in einer schematischen Darstellung,
2 eine schematische Darstellung einer Energierückgewinnungseinheit der Testvorrichtung mit einem Rückgewinnungsinduktionselement, einer Gleichrichtereinheit, einer Gleichspannungswandlereinheit und einer Wechselrichtereinheit,
3 ein schematisches elektrisches Schaltbild der Energierückgewinnungseinheit,
4 vier schematische Diagramme zur Darstellung einer Funktionsweise der Energierückgewinnungseinheit,
5 ein schematisches elektrisches Ersatzschaltbild der Energierückgewinnungseinheit zur Darstellung einer Funktionsweise der Steuereinheit,
6 ein schematisches Diagramm zur Darstellung der Funktionsweise der Steuereinheit und
7 ein schematisches Verfahrensfließbild zur Darstellung eines Verfahrens zum Testen von Induktionskochfeldern.

1 zeigt eine Testvorrichtung 10 in einer schematischen Darstellung. Die Testvorrichtung 10 ist zum Testen von Induktionskochfeldern, wie beispielsweise dem in der 1 schematisch dargestellten Induktionskochfeld 12, vorgesehen. Die Testvorrichtung 10 umfasst zumindest eine Testaufstelleinheit 14. Vorliegend umfasst die Testvorrichtung 10 die Testaufstelleinheit 14 und eine weitere Testaufstelleinheit 116, welche im Wesentlichen identisch zu der Testaufstelleinheit 14 ausgebildet ist, weshalb nachfolgend nur die Testaufstelleinheit 14 näher beschrieben ist.
Die Testaufstelleinheit 14 ist zum Anordnen oberhalb des Induktionskochfelds 12 während eines Testvorgangs vorgesehen.
Die Testvorrichtung 10 weist eine Energierückgewinnungseinheit 16 auf. Die Energierückgewinnungseinheit 16 umfasst zumindest ein Rückgewinnungsinduktionselement 18. Das Rückgewinnungsinduktionselement 18 ist in der Testaufstelleinheit 18 angeordnet. Das Rückgewinnungsinduktionselement 18 ist dazu vorgesehen, zumindest einen Teil einer während des Testvorgangs induktiv bereitgestellten Energie zurückzugewinnen. Das Rückgewinnungsinduktionselement 18 ist vorliegend als eine Induktionsspule ausgebildet. Während des Testvorgangs ist die Testaufstelleinheit 14 derart oberhalb des Induktionskochfelds 12 angeordnet, dass das Rückgewinnungsinduktionselement 18 oberhalb zumindest eines Induktors (nicht dargestellt) des Induktionskochfelds 12 angeordnet und mit diesem elektromagnetisch gekoppelt ist. In einem Betriebszustand des Induktionskochfelds 12 während des Testvorgangs , stellt der zumindest eine Induktor des Induktionskochfelds 12 induktiv Energie in Form eines elektromagnetischen Wechselfelds bereit, wobei das Rückgewinnungsinduktionselement 18 zumindest teilweise innerhalb dieses elektromagnetischen Wechselfelds angeordnet ist, wodurch eine elektrische Wechselspannung in dem Rückgewinnungsinduktionselement 18 induziert wird, welche nachfolgend als Eingangswechselspannung 24 (vgl. 4) bezeichnet wird.
Die Testvorrichtung 10 weist außerdem eine Steuereinheit 46 zur Steuerung der Energierückgewinnungseinheit 16 auf. Die Testvorrichtung 10 weist außerdem ein Gerätegehäuse 52 auf. Die Steuereinheit 46 ist in dem Gerätegehäuse 52 angeordnet.
Die Energierückgewinnungseinheit 16 weist neben dem Rückgewinnungsinduktionselement 18 weitere Elemente und Einheiten auf, welche ebenfalls in dem Gerätegehäuse 52 angeordnet sind und welche in der 2 schematisch dargestellt sind.
Die Energierückgewinnungseinheit 16 weist eine Gleichrichtereinheit 20 auf. Die Gleichrichtereinheit 20 ist zur Erzeugung einer Gleichspannung 22 (vgl. 4) durch Gleichrichtung der während des Testvorgangs durch das Rückgewinnungsinduktionselement 18 bereitgestellten Eingangswechselspannung 24 vorgesehen. Die Gleichrichtereinheit 20 ist hierzu elektrisch leitend mit dem Rückgewinnungsinduktionselement 18 verbunden. Vorliegend ist die Gleichrichtereinheit 20 jedoch nicht innerhalb der Testaufstelleinheit 14 sondern in dem Gerätegehäuse 52 (vgl. 1) der Testvorrichtung 10 angeordnet und mit dem Rückgewinnungsinduktionselement 18 über ein Verbindungskabel 50 (vgl. 1) verbunden, um Störeinflüsse durch das von dem Induktionskochfeld 12 während des Testvorgangs bereitgestellten elektromagnetischen Wechselfeld auf die Gleichrichtereinheit 20 zu vermeiden.
Die Energierückgewinnungseinheit 16 weist ferner eine Gleichspannungswandlereinheit 28 auf. Die Gleichspannungswandlereinheit 28 ist der Gleichrichtereinheit nachgelagert. Die Gleichspannungswandlereinheit 28 ist zur Änderung eines Betrags der Gleichspannung 22 vorgesehen (vgl. 4). Die Gleichspannungswandlereinheit 28 ist ebenfalls in dem Gerätegehäuse 52 der Testvorrichtung 10 angeordnet.
Zudem weist die Energierückgewinnungseinheit 16 eine Wechselrichtereinheit 34 auf. Die Wechselrichtereinheit 34 ist zur Umwandlung der Gleichspannung 22 in eine Ausgangswechselspannung 36 vorgesehen. Vorliegend ist die Wechselrichtereinheit 34 der Gleichspannungswandlereinheit 28 nachgelagert. Die Wechselrichtereinheit 34 ist ebenfalls in dem Gerätegehäuse 52 der Testvorrichtung 10 angeordnet.
Vorliegend ist die Energierückgewinnungseinheit 16 dazu vorgesehen, die während des Testvorgangs zurückgewonnene Energie in ein Stromversorgungsnetz 48 zurück zu speisen. Die Wechselrichtereinheit 34 ist hierzu ausgangsseitig mit dem Stromversorgungsnetzt 48 verbunden.
3 zeigt ein schematisches elektrisches Schaltbild der Energierückgewinnungseinheit 16. In der 3 ist das Rückgewinnungsinduktionselement 18 auf einer linken Seite des elektrischen Schaltbilds dargestellt. Elektrisch in Reihe mit dem Rückgewinnungsinduktionselement 18 verbunden ist ein elektrischer Widerstand 54 vorhanden.
Die Gleichrichtereinheit 20 ist elektrisch leitend mit dem Rückgewinnungsinduktionselement 18 verbunden. Vorliegend ist die Gleichrichtereinheit 20 als ein Einphasen-Vollwellengleichrichter ausgebildet. Die Gleichrichtereinheit 20 umfasst vorliegend vier Dioden 56, 58, 60, 62, und zwar eine erste Diode 56, eine zweite Diode 58, eine dritte Diode 60 und eine vierte Diode 62.
Die Energierückgewinnungseinheit 16 weist einen Filterkondensator 26 auf, welcher der Gleichrichtereinheit 20 nachgelagert ist. Vorliegend ist der Filterkondensator 26 elektrisch parallel zu der Gleichrichtereinheit 20 angeordnet.
Dem Filterkondensator 26 nachgelagert ist die Gleichspannungswandlereinheit 28 angeordnet. Vorliegend ist die Gleichspannungswandlereinheit 28 als ein Synchronwandler ausgebildet. Die Gleichspannungswandlereinheit 28 ist vorliegend dazu vorgesehen, den Betrag der Gleichspannung 22 (vgl. 4) zu erhöhen. Die Gleichspannungswandlereinheit 28 weist zwei Schaltelemente 30, 32 auf. Die Gleichspannungswandlereinheit 28 weist außerdem eine Spule 64 auf. Die Schaltelemente 30, 32 sind in einer Halbbrückentopologie angeordnet, wobei die Spule 64 über einen Mittelzweig 66 mit den Schaltelementen 30, 32 verbunden ist. Die Schaltelemente 30, 32 sind als Halbeiterschaltelemente ausgebildet. Vorliegend sind die Schaltelemente 30, 32 jeweils als Siliziumkarbid (SiC) - MOSFETs ausgebildet.
Die Wechselrichtereinheit 34 ist der Gleichspannungswandlereinheit 28 nachgelagert. Vorliegend weist die Energierückgewinnungseinheit 16 einen Zwischenkreiskondensator 68 auf, welcher zwischen der Gleichspannungswandlereinheit 28 und der Wechselrichtereinheit 34 angeordnet ist und zwar elektrisch parallel zu der Gleichspannungswandlereinheit 28 und der Wechselrichtereinheit 34. Die Wechselrichtereinheit 34 weist zumindest vier, vorliegend genau vier, Wechselrichterschaltelement 38, 40, 42, 44 auf. Die Wechselrichterschaltelement 38, 40, 42, 44 der Wechselrichtereinheit 34 sind vorliegend in einer Vollbrückentopologie angeordnet.
Die Energierückgewinnungseinheit 16 umfasst außerdem eine Filterspule 70. Die Filterspule 70 ist der Wechselrichtereinheit 34 nachgelagert und dazu vorgesehen hochfrequente Anteile aus einem von der Wechselrichtereinheit 34 bereitgestellten Ausgangswechselstrom 72 (vgl. 4) zu filtern. Die Wechselrichtereinheit 34 ist über die Filterspule 70 mit dem Stromversorgungsnetz 48 verbunden, um die während des Testvorgangs zurückgewonnene Energie in Form des Ausgangswechselstroms 72 zurück in das Stromversorgungsnetz 48 zu speisen.
4 zeigt vier schematische Diagramme zur Darstellung einer Funktionsweise der Energierückgewinnungseinheit 16 während des Testvorgangs. Auf einer Abszisse 74 eines oberen linken Diagramms der 4 ist eine Zeit in Millisekunden aufgetragen. Auf einer Ordinate 76 des oberen linken Diagramms sind eine elektrische Spannung in Volt und eine elektrische Stromstärke in Ampere aufgetragen. In dem oberen linken Diagramm sind beispielhafte zeitliche Verläufe der durch das Rückgewinnungsinduktionselement 18 bereitgestellten Eingangswechselspannung 24 sowie eines hierdurch fließenden Eingangswechselstroms 78 dargestellt.
Auf einer Abszisse 80 eines oberen rechten Diagramms der 4 ist die Zeit in Millisekunden aufgetragen. Auf einer Ordinate 82 des Diagramms sind eine elektrische Spannung in Volt und ein elektrischer Strom in Ampere aufgetragen. In dem oberen rechten Diagramm ist die Gleichspannung 22 dargestellt, welche in einem Betriebszustand der Energierückgewinnungseinheit 16 durch die Gleichrichtereinheit 20 mittels Gleichrichtung der Eingangswechselspannung 24 bereitgestellt wird. Wie dargestellt handelt es sich bei der Gleichspannung 22 vorliegend um eine pulsierende Gleichspannung. In dem oberen rechten Diagramm ist außerdem ein, in dem Betriebszustand, von der Gleichrichtereinheit 20 zu der Spule 64 der Gleichspannungswandlereinheit 28 fließender pulsierender Gleichstrom 84 dargestellt.
Auf einer Abszisse 86 eines unteren linken Diagramms der 4 ist die Zeit in Millisekunden dargestellt. Auf einer Ordinate 88 des unteren linken Diagramms ist eine Spannung in Volt aufgetragen. In dem unteren linken Diagramm ist ein zeitlicher Verlauf der mittels der Gleichspannungswandlereinheit 28 in ihrem Betrag erhöhten Gleichspannung 22 dargestellt.
Auf einer Abszisse 90 eines unteren rechten Diagramms der 4 ist die Zeit in Millisekunden dargestellt. Auf einer Ordinate 92 des unteren rechten Diagramms sind eine elektrische Spannung in Volt und eine elektrische Stromstärke in Ampere aufgetragen. In dem unteren rechten Diagramm der 4 sind die von der Wechselrichtereinheit 34 durch Umwandlung der Gleichspannung 22 bereitgestellte Ausgangswechselspannung 36 sowie der aufgrund derer fließende Ausgangswechselstrom 72 dargestellt.
Anhand der 5 und 6 soll nachfolgend eine Funktionsweise der Steuereinheit 46 (vgl. 1) zur Steuerung der Energierückgewinnungseinheit 16 beschrieben werden.
5 zeigt ein schematisches Ersatzschaltbild der Energierückgewinnungseinheit 16 zur Darstellung einer Funktionsweise der Steuereinheit 46.
Die Steuereinheit 46 ist dazu vorgesehen, während des Testvorgangs den Betrag der Gleichspannung 22 (vgl. 4) am Ausgang der Gleichrichtereinheit 20, also einen Betrag der an dem Filterkondensator 26 anliegenden Spannung, zu messen. Ferner ist die Steuereinheit 46 dazu vorgesehen, einen Ersatzwiderstand 94 zu Steuerung der Energierückgewinnungseinheit 16 heranzuziehen. Der Ersatzwiderstand 94 dient als Proportionalitätsfaktor zwischen der am Ausgang der Gleichrichtereinheit 20 gemessenen Gleichspannung 22 und einem durch die Spule 64 der Gleichspannungswandlereinheit 28 (vgl. 3) fließenden Gleichstrom 84 (vgl. 4). Bei dem in dem Ersatzschaltbild der 5 gezeigten Ersatzwiderstand 94 handelt es sich also nicht um ein reales Bauteil der Energierückgewinnungseinheit 16, sondern lediglich um ein Modell zum leichteren Verständnis der Funktionsweise der Steuereinheit 46. Zumindest ein Betrag des Ersatzwiderstands 46 ist in einer Speichereinheit (nicht dargestellt) der Steuereinheit 46 hinterlegt und wird von dieser zur Steuerung der Energierückgewinnungseinheit 16 herangezogen.
6 zeigt ein schematisches Diagramm zur Darstellung der Funktionsweise der Steuereinheit 46. Auf einer Abszisse 96 des Diagramms ist eine Zeit in Millisekunden aufgetragen. Auf einer Ordinate 98 des Diagramms sind eine Spannung in Volt und eine Stromstärke in Ampere aufgetragen. Die Steuereinheit 46 ist dazu vorgesehen den durch die Spule 64 der Gleichspannungswandlereinheit 28 (vgl. 3) fließenden Gleichstrom 84 so zu modellieren, dass dieser einem Zielstrom 100 mit einem Maximalwert 102, einem Minimalwert 104 und einem Mittelwert 106 entspricht und sich innerhalb eines Zielstrombereichs 108 bewegt. Den Mittelwert 106 des Zielstroms 100 ermittelt die Steuereinheit 46 während des Testvorgangs durch Division der zwischen der am Ausgang der Gleichrichtereinheit 20 gemessenen Gleichspannung 22 und einem Betrag des Ersatzwiderstands 94 (vgl. 5). Der Maximalwert 102 und der Minimalwert 104 des Zielstroms können ebenfalls in der Speichereinheit der Steuereinheit 46 hinterlegt sein, beispielsweise als prozentuale Anteile des ermittelten Mittelwerts 106. Um den in der 5 gezeigten Verlauf des Zielstroms 100 innerhalb des Zielstrombereichs 108 zu erreichen, ist die Steuereinheit 46 dazu vorgesehen, zumindest einen Schaltparameter der Gleichspannungswandlereinheit 28 (vgl. 3) zu variieren. Bei dem Schaltparameter kann es sich um eine Schaltfrequenz eines oder beider Schaltelemente 30, 32 der Gleichspannungswandlereinheit 28 handeln. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei dem Schaltparameter um einen Tastgrad eines oder beide Schaltelemente 30, 32 der Gleichspannungswandlereinheit 28 handeln. In dem Diagramm der 5 ist ein zeitlicher Verlauf einer Schalterspannung 110 der Schaltelemente 30, 32 aufgetragen, welcher durch Variation des zumindest einen Schaltparameters der Gleichspannungswandlereinheit 28 durch die Steuereinheit 46 erhalten werden kann, um den dargestellten Verlauf des Zielstroms 100 zu erreichen. Indem der Zielstrom 100 sich aufgrund der beschriebenen Steuerung in dem Zielstrombereich 108 bewegt, kann sichergestellt werden, dass der daraus durch die Wechselrichtereinheit 34 (vgl. 3) erzeugte Ausgangswechselstrom 72 (vgl. 4) einen sinusförmigen Verlauf und geringe Störeinflüsse, beispielsweise geringe Rippelströme und dergleichen, aufweist und somit kontinuierlich in das Stromversorgungsnetzt 46 (vgl. 3) zurück gespeist werden kann.
Die vorhergehend beschriebene Steuerung der Energierückgewinnungseinheit 16 durch die Steuereinheit 46 bezieht sich zunächst auf einen bestimmten Betriebspunkt des Induktionskochfelds 12 (vgl. 1), also auf eine bestimmte während des Testvorgangs durch den Induktor oder die Induktoren des Induktionskochfelds 12 in Form des elektromagnetischen Wechselfelds bereitgestellte Leistung. Da es erforderlich sein kann das Induktionskochfeld 12 in seinem gesamten Leistungsbereich zu testen, sind in der Speichereinheit der Steuereinheit 46 für jede Leistung ein entsprechender Betrag des Ersatzwiderstands 94 gespeichert.
Darüber hinaus ist die Steuereinheit 46 dazu vorgesehen, eine äquivalente Impedanz der Testaufstelleinheit 16 durch Variation zumindest eines Schaltparameters der Energierückgewinnungseinheit 16 zu verändern. Die äquivalente Impedanz der Testaufstelleinheit 14 setzt sich vorliegend aus einer äquivalenten Induktivität des Rückgewinnungsinduktionselements 18, einem äquivalenten Widerstand des elektrischen Widerstands 54 (vgl. 5) und dem hierdurch fließenden Eingangswechselstrom 78 (vgl. 4), welcher bei einem bestimmten Betriebspunkt des Induktionskochfelds 12 durch das entsprechende elektromagnetische Wechselfeld während des Testvorgangs in dem Rückgewinnungsinduktionselements 18 induziert wird, zusammen. Ein herkömmliches Gargeschirr (nicht dargestellt) weist im Betrieb mit dem Induktionskochfeld 12 ebenfalls eine äquivalente Impedanz aus einer äquivalenten Induktivität und einem äquivalenten Widerstand auf, wobei der äquivalente Widerstand ein Maß für die in dem Gargeschirr anfallenden Wärmeverluste darstellt, welche beim Kochen mit Induktionskochfeldern gewünscht sind. Da mittels der Testvorrichtung 10 jedoch ein Großteil der während des Testvorgangs induktiv bereitgestellten Energie zurückzugewonnen werden soll, ist ein Betrag des elektrischen Widerstands 54 entsprechend klein gewählt, um tatsächlich Wärmeverluste zu minimieren. Die Veränderung der äquivalenten Impedanz der Testaufstelleinheit 16 durch die Steuereinheit 46 erfolgt daher vorliegend durch Variation des Betrags des Ersatzwiderstandes 94, welchen die Steuereinheit 46 wie vorhergehend beschrieben wiederum durch Variation des zumindest einen Schaltparameters der Gleichspannungswandlereinheit 28 (vgl. 3) einstellt. Indem die Steuereinheit 46 eine äquivalente Impedanz der Testaufstelleinheit 16 durch Variation zumindest eines Schaltparameters der Energierückgewinnungseinheit 16, vorliegend durch Variation zumindest eines Schaltparameters der Gleichspannungswandlereinheit 28, verändert, können während des Testvorgangs, je nach Betrag des durch die Variation eingestellten Mittelwerts 106 des Zielstroms 100, verschieden ohmsche Verluste modelliert werden. Hierdurch kann mittels der Testvorrichtung 10 mit ein und derselben Testaufstelleinheit 14 während des Testvorgangs letztendlich ein Verhalten verschiedener Gargeschirre, mit unterschiedlichen elektromagnetischen Eigenschaften, emuliert und getestet werden.
7 zeigt ein schematisches Verfahrensfließbild eines Verfahrens zum Testen von Induktionskochfeldern, beispielsweise des Induktionskochfelds 12 (vgl. 1). Das Verfahren kann mittels der vorhergehend beschriebenen Testvorrichtung 10 durchgeführt werden. Das Verfahren umfasst zumindest zweit Verfahrensschritte 112, 114. In einem ersten Verfahrensschritt 112 des Verfahrens wird ein Testvorgang gestartet indem die Testaufstelleinheit 14 auf das Induktionskochfeld 12 aufgestellt und das Induktionskochfeld 12 in Betrieb genommen wird, sodass es induktiv eine Energie bereitstellt. In einem zweiten Verfahrensschritt 114 wird zumindest ein Teil der induktiv bereitgestellten Energie mittels des in der Testaufstelleinheit 14 angeordneten Rückgewinnungsinduktionselement 18 zurückgewonnen.
Bezugszeichen

10: Testvorrichtung
12: Induktionskochfeld
14: Testaufstelleinheit
16: Energierückgewinnungseinheit
18: Rückgewinnungsinduktionselement
20: Gleichrichtereinheit
22: Gleichspannung
24: Eingangswechselspannung
26: Filterkondensator
28: Gleichspannungswandlereinheit
30: Schaltelement
32: Schaltelement
34: Wechselrichtereinheit
36: Ausgangswechselstrom
38: Wechselrichterschaltelement
40: Wechselrichterschaltelement
42: Wechselrichterschaltelement
44: Wechselrichterschaltelement
46: Steuereinheit
48: Stromversorgungsnetz
50: Verbindungskabel
52: Gerätegehäuse
54: Widerstand
56: erste Diode
58: zweite Diode
60: dritte Diode
62: vierte Diode
64: Spule
66: Mittelzweig
68: Zwischenkreiskondensator
70: Filterspule
72: Ausgangswechselstrom
74: Abszisse
76: Ordinate
78: Eingangswechselstrom
80: Abszisse
82: Ordinate
84: Gleichstrom
86: Abszisse
88: Ordinate
90: Abszisse
92: Ordinate
94: Ersatzwiderstand
96: Abszisse
98: Ordinate
100: Zielstrom
102: Maximalwert
104: Minimalwert
106: Mittelwert
108: Zielstrombereich
110: Schalterspannung
112: erster Verfahrensschritt
114: zweiter Verfahrensschritt
116: weitere Testaufstelleinheit

Claims

Testvorrichtung (10) zum Testen von Induktionskochfeldern (12), mit zumindest einer Testaufstelleinheit (14) zum Anordnen oberhalb des Induktionskochfelds (12) während eines Testvorgangs, gekennzeichnet durch eine Energierückgewinnungseinheit (16), welche zumindest ein in der Testaufstelleinheit (14) angeordnetes Rückgewinnungsinduktionselement (18) umfasst, das dazu vorgesehen ist, zumindest einen Teil einer während des Testvorgangs induktiv bereitgestellten Energie zurückzugewinnen.
Testvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energierückgewinnungseinheit (16) eine Gleichrichtereinheit (20) zur Erzeugung einer Gleichspannung (22) durch Gleichrichtung einer während des Testvorgangs durch das Rückgewinnungsinduktionselements (18) bereitgestellten Eingangswechselspannung (24) aufweist.
Testvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Energierückgewinnungseinheit (16) einen Filterkondensator (26) aufweist, welcher der Gleichrichtereinheit (20) nachgelagert ist.
Testvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Energierückgewinnungseinheit (16) eine Gleichspannungswandlereinheit (28) zur Änderung eines Betrags der Gleichspannung (22) aufweist.
Testvorrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichspannungswandlereinheit (28) als ein Synchronwandler ausgebildet ist.
Testvorrichtung (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichspannungswandlereinheit (28) zwei in einer Halbbrückentopologie angeordnete Schaltelemente (30, 32) aufweist.
Testvorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente (30, 32) als Siliziumkarbid (SiC) - MOSFETs ausgebildet sind.
Testvorrichtung (10) zumindest nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Energierückgewinnungseinheit (16) eine Wechselrichtereinheit (34) zur Umwandlung der Gleichspannung (22) in eine Ausgangswechselspannung (36) aufweist.
Testvorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselrichtereinheit (34) zumindest vier Wechselrichterschaltelemente (38, 40, 42, 44) aufweist, welche in einer Vollbrückentopologie angeordnet sind.
Testvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuerreinheit (46) zur Steuerung der Energierückgewinnungseinheit (16).
Testvorrichtung (10) zumindest nach den Ansprüchen 4 und 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16) dazu vorgesehen ist, eine äquivalente Impedanz der Testaufstelleinheit (14) durch Variation zumindest eines Schaltparameters der Energierückgewinnungseinheit (16) zu verändern.
Testvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energierückgewinnungseinheit (16) dazu vorgesehen ist, die während des Testvorgangs zurückgewonnene Energie in ein Stromversorgungsnetz (48) zurück zu speisen.
Verfahren zum Testen von Induktionskochfeldern (12), insbesondere mittels einer Testvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei während eines Testvorgangs eine Testaufstelleinheit (14) oberhalb des Induktionskochfelds (12) angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil einer während des Testvorgangs induktiv bereitgestellten Energie mittels eines innerhalb der Testaufstelleinheit (14) angeordneten Rückgewinnungsinduktionselements (18) zurückgewonnen wird.