DE2231339A1

DE2231339A1 - Induktionsheizgeraet und schaltanordnungen dafuer

Info

Publication number: DE2231339A1
Application number: DE2231339A
Authority: DE
Inventors: Jun John Davis Harnden; William Paul Kornrumpf
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1971-11-19
Filing date: 1972-06-27
Publication date: 1973-05-24
Also published as: IT956803B; JPS4859440A; US3781503A; FR2160362A1; NL7208372A; CA956703A

Description

Patentanwalt

6 Frankfurt /Main 1 Niddastr. 52

26. Juni 1972 Vo/pl.

2o99-RD-4678

GENERAL ELECTRIC COMPANY 1 River Road

S Schenectady, N.Y., U.S.A. Induktionsheizgerät und Schaltanordnungen dafür

Die Erfindung bezieht sich auf Kochgeräte, die auf einer Induktionsheizung und Festkörper-Schaltanordnungen dafür basieren, und insbesondere auf verbesserte wirtschaftliche Leistungsschaltungen für Induktionskochgeräte, die in einem Ultraschallfrequenzherd arbeiten.

Die Verwendung der Induktionsheizung, um ein Speisen enthaltendes Kochgeschirr zu erwärmen, ist ein theoretisch wirkungsvolles Verfahren, da die Wärme nur in dem metallischen Kochgerät erzeugt wird, wo sie auch erwünscht ist. Der übliche Gas- und Elektroherd hat im Vergleich dazu größere Verluste infolge der schlechten Wärmekopplung mit dem Kochgeschirr und aufgrund der Erwärmung der Umgebung. Obwohl das Prinzip seit einer Reihe von Jahren bekannt ist, sind bekannte Kochgeräte auf der Basis der Induktionserwärmung bisher nicht zufriedenstellend gewesen. Die Ausrüstung unter

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Ausnutzung der verfügbaren Netzfrequenzen von 50 Hz oder 60 Hz war unzureichend und umständlich, und WirbelStromkocher, die eine kreisförmige Anordnung von abwechselnd gepolten Permanentmagneten, die von einem Elektromotor gedreht werden, verwenden, waren massig bzw. sperrig, teuer und aus anderen Gründen für einen weiten Anwendungsbereich nicht geeignet.

Induktionskochgeräte, die Festkörper-Lei stungswandlerschaltungen

verwenden, um die Induktionsheizspule bei höheren, erstrebenswer-

z u

ten Frequenzen/speisen, haben eine signifikante Reduktion der Kosten und Größe der Ausrüstung möglich gemacht. Durch einen Betrieb bei Ultraschall- bzw. Überhörfrequenzen von 18 kHz und darüber ist das Gerät für die meisten Menschen unhörbar, und die Festkörper-Leistungsauslegung bei diesen Frequenzen ist z. Z. betriebssicher. Gemäß der gleichzeitig eingereichten deutschen Patentanmeldung P (Anmelder Nr. 2103- RD-4675, US

Serial No. 200, 526) enthält ein Leistungswandler einen Gleichrichter und einen Sinuswelleninverter mit zwei in Reihe geschalteten Thyristoren, der eine scheibenförmige Induktionsheizspule mit ferromagnetischem Kern speist. Um jedoch tatsächlich wettbewerbsfähig für eine kommerzielle Einführung zu sein, sind verbesserte und wirtschaftlichere Geräte und Schaltungsanordnungen erforderli eh.

Ein Festkörper-Induktionskochgerät gemäß der vorliegenden Erfindung enthält einen im wesentlichen nicht-metallischen, plattenähnlichen Träger mit einer im wesentlichen nicht unterbrochenen Auflagefläche für ein Kochgeschirr. Eine ebene oder nominell ebene Induktionsheizspule ist nahe dem Träger angebracht und erzeugt ein magnetisches Wechselfeld, das mit metallischen Teilen eines auf dem Träger angeordneten Kochgeschirres gekoppelt ist. Eine statische Leistungswandlerschaltung, die typischerweise einen Gleichrichter und einen Inverter enthält, erzeugt eine Ultrasehallbzw. überhör-Ausgangsfrequenz zur Speisung der Induktionsheizspule. Um ein wirtschaftliches Gerät zu erhalten, wie z. B. eine Kochplatteneinheit oder ein trag-bares Tischwärm- oder Kochgerät, wird die Verbesserung durch Verwendung eines relativ einfachen

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Inverters erhalten, der einen Kondensator und die Induktionsheizspule umfaßt, die als Reihen- oder Para I IeIschwingkreis geschaltet sind, der durch eine einzige Festkörper-Schaltvorrichtung und eine Steuerschaltung für diese geregelt wird. Obwohl es wünschenswert ist, eine billige Luftspule zu verwenden, sind die vereinfachten Inverter auch mit den ferromagnetisehen Ferritkernspulen verwendbar.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Inverter ein Reihenschwing-Sinuswelleninverter, in dem ein Thyristor (steuerbarer Siliciumgleichrichter) und eine antiparallel geschaltete Diode mit dem Kondensator und der Spule in Reihe geschaltet sind, und es ist eine StelIinduktivitat vorgesehen, um den Kondensator während nicht leitender Intervalle der Thyristor-Diodenschaltung zurückzustellen. Eine Leistungsregelung zur Einstellung der Kochtemperatur oder Erwärmung des Kochgeschirres wird durch die kombinierte Wirkung sowohl einer Vergrößerung der Frequenz als auch der Amplitude der sinusförmigen Stromimpulse erhalten, die der Spule zugeführt werden. Andere Ausführungsbeispiele sind einen Thyristor und einen Transistor aufweisende ParalIeLresonanzschaltungen, die einen Kondensator und die parallel geschaltete Spule enthalten. Die Ausgangsleistung des Inverters und somit die mit dem Kochgeschirr gekoppelte Leistung wird durch eine entsprechende Veränderung der Amplitude oder Frequenz der sinusförmigen Stromimpulse eingestellt.

Als andere billige Leistungswandlerschaltungen werden ein Mehrzylinder i nverter (Multizylinderinverter) auf der Basis eines einen Thyristor aufweisenden Serienresonanzinverters und zwei Transistoren aufweisende Inverter vorgeschlagen, die Parallel- und Reihenschwingkreise verwenden. Die Regelung der Ausgangsleistung wird in jeder dieser Leistungswandlerschaltungen ebenfalls durch Verwendung eines phasengesteuerten Gleichrichters erzielt, um die Gleichstromeinspeisung in den Inverter zu verändern. Ein anderes Verfahren besteht darin, die Spule relativ zum Kochgeschirrträger einstellbar anzubringen, um den Spaltabstand zwischen Spule und Kochgeschirr zu verändern.

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Diese Leistungsregelungsverfahren können in jeder gewählten Kombination verwendet werden, um den gewünschten Bereich der Kochtemperaturen und Einstellungen zu erhalten. Ein weiteres Merkmal eines Gerätes mit einer flachen Induktionsheiz-Luftspule ist eine nicht-metallische Wärmeplatte unterhalb der Spule, um bedeckte Kochgeschirre zu tragen, die von dem aus dem Boden der Spule austretenden Magnetfluß erwärmt werden.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm von einem Festkörper-Konverter zur Einspeisung einer Leistung mit Ultraschallfrequenz in eine Induktionsheizspule in Form einer flachen Spirale, die hier in einer Draufsicht dargestellt ist, in einem erfindungsgemäßen Induktions kochgerät.

Fig. 2 ist eine schematische Querschnittsdarstellung und zeigt die Relation der Induktionsheizspule, Tragplatte, des Kochgeschirres und einer möglichen Wärmeplatte in einem Kochgerät.

Fig. 3 zeigt verschiedene Modifikationen gegenüber Fig. 2 einschließlich einer Spule, die aus geflochtenem Band hergestellt ist, eines verbesserten ferromagnetisehen Kernes für die Spule und eine Einstellung der Kochtemperatur durch Veränderung der Spulenlage.

Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung des oberen Teiles eines Elektroherdes mit einer Wärmeeinrichtung.

Fig. 5 ist ein schematisches Schaltbild von einem Ausführungsbeispiel einer statischen Leistungswandlerschaltung, die einen ökonomischen Serienresonanzinverter enthält, der nur einen Thyristor und die Induktionsheizspule in einer doppelten Funktion als die Kommutierungsinduktiνität verwen-

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det.

Fig. 6 ist ein Ersatzschaltbild der Induktionsheizspule und Kochgeschirrlast.

Figuren 7a und 7b sind Kurvendarstellungen des Stromes der Induktionsspule und der Spannung des Kommutierungskondensators für die Schaltung gemäß Fig. 5. Diese Kurven zeigen in jeder Darstellung die Wellenformen bei zwei verschiedenen Inverterausgangsfrequenzen.

Fig. 8 ist ein anderes Ausführungsbeispiel des Konverters gemäß Fig. 5, der einen phasengesteuerten Gleichrichter und eine modifizierte Steuerungs- und Leistungsschaltung verwendet.

Fig. 9 zeigt eine weitere Abwandlung des Inverters gemäß Fig.5, Fig. 10 ist ein schematisches Schaltbild von einem billigen

Hehrzylinder-Leistungskonverter (ohne den Gteichrichter), der auf der Inverterkonfiguration gemäß Fig. 5 basiert.

Fig. 11 ist eine Kurvendarstellung des Stromverlaufes in der Induktionsspule, die zur Erläuterung des Konverters gemäß Fig. 10 nützlich ist.

Figuren 12 und 13 sind schematische Schaltbilder von Parallelresonanzinvertern, die einen einzigen Thyristor bzw. Transistor verwenden.

Fig. 14a zeigt eine Inverterschaltung mit zwei Transistoren.

Fig. 14b ist eine schematische Draufsicht auf eine Induktionsheizspule mit in Reihe geschalteten Hilfsspulen gleicher Windungszahl, die in der Schaltung gemäß Fig. 14a verwendet ist.

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Fig. 15 ist ein detailliertes Schaltbild von einem anderen, zwei Transistoren aufweisenden Resonanzinverter.

Das in den Figuren 1-4 dargestellte Induktionskochgerät wird anhand einer Induktionsflächeneinheit in einem Elektroherd beschrieben. Der im wesentlichen gleiche meahanische Aufbau und eine Schaltung in einer Version mit kleinerer Leistung ist aber auch für ein tragbares Tischkoch- oder Wärmgerät geeignet. Die statische Leistungswandlerschaltung, wie sie allgemein mit 12 bezeichnet ist, wird vorzugsweise von einer einphasigen Wechselstromquelle mit 60 (50) Hz und 120 oder 240 Volt gespeist. In entsprechenden Fällen kann dieses Gerät aber auch für eine Verwendung mit anderen Niederfrequenz-, Niederspannungs-GLeichstromquellen ausgelegt werden. Der statische Leistungswandler 12 enthält im allgemeinen einen Gleichrichter 13 und einen Festkörper-Inverter 14 zur Umwandlung der gleichgerichteten Gleichrichterausgangsgröße in eine Ultraschallfrequenzwelle zur Erregung einer Induktionsheizspule 15. Die Induktionsheizspule 15 ist eine einschichtige, ringförmige Luftkernspule in Form einer flachen Spirale, die aus massiven flachen Streifenleitern oder geflochtenen Bändern mit einem rechtwinkligen Querschnitt gewickelt ist. Damit genügend Magnetfluß erzeugt wird, um das Kochgeschirr auf die gewünschte Kochtemperatur zu erwärmen, ist die Spule eng gewickelt, wobei die kurzen Querschnittslängen nach oben gerichtet und benachbarte Windungen durch einen flachen Isolierstreifen 20 voneinander getrennt sind. Obwohl die Spule 15 gewöhnlich perfekt eben ist, kann erfindungsgernäß auch eine nominell ebene Spule verwendet werden, wie z. B. eine leicht gewölbte Spule, um die Magnetfeldverteilung zu verbessern.

In dem Kochgerät gemäß Fig. 2 ist die Induktionsheizspule 15 zweckmäßigerweise in einer horizontalen Lage unmittelbar unterhalb eines nicht-metallischen Trägers 16 angebracht, der typischerweise aus einer dünnen Scheibe aus Glas, Keramik oder Kunststoff hergestellt ist. Die Tragplatte 16 wird gewöhnlich als die Kocher*- oberfläche bezeichnet und trägt das zu erwärmende metallische Kochgerät 17. Falls es erforderlich ist, kann der Träger 16 ei-

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nen gewissen metallischen Gehalt für eine elektrostatische Abschirmung oder aus dekorativen Zwecken enthalten. Dieser ist aber notwendigerweise au-f eine kleine Menge begrenzt, damit nahezu die gesamte Leistung mit dem Kochgeschirr gekoppelt wird. Das Kochgeschirr 17 kann insbesondere ein üblicher Top-f oder eine Pfanne zum Kochen, eine Bratpfanne oder irgendein anderes vei— fügbares Kochgeschirr aus Metall sein, das zur Zubereitung von Speisen verwendet wird. Das Kochgeschirr kann aus einem magnetischen Material, wie z. B. magnetischer rostfreier Stahl, emaillierter Stahl oder Gußeisen, ein nicht-magnetisches Material wie Aluminium oder aus einem lamellierten bzw. geschichteten Erzeugnis bestehen, wie z. B. ein mit Kupfer überzogener rostfreier Stahl oder einem Dreifachüberzug (rostfreier Stahl - Gußeisen - rostfreier Stahl). Spezielle Kochgeschirre sind nicht erforderlich, obwohl die besten und wirksamsten Ergebnisse erzielt werden, wenn Größe, Form und Material des Kochgeschirres optimiert werden. Aufgrund ihrer relativ dünnen Skintiefe bei Ultraschal Ifrequenzen, die zu einer hohen Ersatzimpedanz führt, und auch aufgrund der hohen magnetischen Verluste, bilden magnetische Kochgeschirre aus Stahl eine gute Kopplung mit der Spule und werden auch am besten erwärmt. Gewisse kupferüberzogene Kochgeschirre und dicke Aluminiumkochgeschirre bilden keine gute Kopplung mit der Spule aufgrund der kleinen Ersatzimpedanz, während die geschichteten und Gußeisenkochgeschirre dazwisehen'Iiegen. Alle diese Anordnungen können jedoch in einem Indu-ktionskochgerät verwendet werden, wenn die Spule 15, die statische Leistungswandlerschaltung 12 und der Spalt zwischen der Spule und dem Kochgeschirr richtig ausgelegt sind, üblicherweise ist ein Spalt von wenigstens drei Millimeter (1/8 Zoll) zwischen dem Oberteil der Spule 15 und dem Unterteil des Kochgeschirres 17 erforderlich, um einen Raum für den nicht-metalLisehen Träger zu erhalten. Der Spalt sollte nicht größer sein als etwa 12,5 mm (1/2 Zoll) bei voller Nennleistung, um genügend Leistung in den Kochgeschirrboden einzukoppeln, um eine adäquate Erwärmung für Kochzwecke zu erzeugen. Es ist auch wichtig, die Impedanz des Kochgeschirres an die Leistungsschaltung anzupassen, um den besten Gesamtwirkungsgrad zu erhalten.

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Der Betrieb des Festkörper-Inverters 14, bei dem der Induktionsheizspule 15 eine UltraschalI frequenz aufgedrückt wird, führt zur Erzeugung eines magnetischen Wechsel feldes. Der magnetische Fluß, insbesondere der aus dem Oberteil der Spule 15 austretende Fluß, ist über den Luftspalt durch den nicht-metallischen Träger 16 mit dem Kochgeschirr 17 gekoppelt. Eine Ultraschall- bzw. Überhörfrequenz von mehr als 18 kHz oder so wird normalerweise als der obere Bereich des menschlichen Gehörvermögens betrachtet und wird ausgewählt, um das Kochgerät für die meisten Menschen unhörbar zu machen. Die in Fig. 2 gezeigte Induktionsheizspule 15 ist aus einem massiven Flachstreifen aus Kupfer mit einem rechtwinkligen Querschnitt hergestellt. Zweckmäßigerweise ist die Spule unter Verwendung abwechselnder Flachstreifen aus einem Kupferleiter und einem geeigneten Isoliermaterial gewickelt. Um die Hochfrequenzverluste infolge des Skineffektes herabzusetzen, wird vorzugsweise eine Spule 15' verwendet, die aus geflochtenem Band hergestellt ist, wie es schematisch in Fig. 3 dargestellt ist. Eine weitere Herabsetzung der Verluste wird durch Verwendung eines bandförmigen Litzendrahtes erhalten. Aufgrund der üblichen räumlichen Einschränkungen kann in der praktischen Ausführung einer Induktionsheizspule nur eine begrenzte Anzahl Amperewindungen enthalten sein. Da die Leistung, die mit dem Kochgeschirr gekoppelt ist, theoretisch proportional zum Quadrat der Amperewindungen ist, ist die Verkleinerung der Verluste von Bedeutung bei der Erhöhung des Wirkungsgrades.

Einige andere Möglichkeiten§ die für die «echanische und elektrische Anordnung der Induktionsheizspulen 15 und 15' gegeben sind, sind in Fig. 3 dargestellt. Eine dieser Möglichkeiten besteht darin, anstelle einer Luftspule eine Spule mit ferromagnetischem Kern zu verwenden. Zu diesem Zweck ist ein ferromagnetischer Kern 18 für die Spule 15' unter der Spule in einem gewissen Zwischenraum mit einem vorbestimmten Luftspalt horizontal angebracht. Der Kern dient als ein Pfad mit hoher Permeabilität für den magnetischen Rückfluß. Ein derartiger Pfad ist bei 19 dargestellt. Der Kern ist vorzugsweise eine dünne Platte aus Ferrit, das beispielsweise in einer extrudierten Gummimatrix

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S verteilt ist. Die Ferritplatte bleibt kalt und hat eine hervoi— s / ragende Hochfrequenzleistung im Vergleich zu einer geschichteten

I Stahlplatte, und für eine gegebene Induktionsheizspule sind die ι Ausgangsleistungserfordernisse der statischen Leistungswandler-, schaltung 12 kleiner im Vergleich zu der Anordnung mit Luftspule,. j Gewöhnlich sind die Spulen 15 und 15" feststehend unter dem Träger 16 angebracht, wobei ein bestimmter Luftspaltabstand mittels ) einer entsprechenden mechanischen Trägerstruktur vorgesehen ist, '■ die hier nicht dargestellt ist. Eine Vergrößerung oder Verkleine-( rung des Spaltes zwischen der Spule und dem Kochgeschirr 17 vei— : ändert jedoch die Größe der mit dem Kochgeschirr gekoppelten j Leistung und deshalb die Temperatur, auf die das Kochgeschirr erwärmt wird. Andere Wege zur Einstellung der Kochtemperatur durch \ Regelung der Ausgangsleistung der statischen Leistungswandlei— \ schaltung 12 werden später erörtert. Anstelle der Verschiebung j des Trägers 16 für das Kochgeschirr 17 relativ zur Spule 15* (Fig. 3) besteht eine bevorzugte Anordnung in Anbetracht der ] Tatsache, daß die Spule 15 relativ leicht ist, darin, den Spalt- \ abstand zu verändern, indem die Spule 15* für eine vertikale \ Verschiebung angebracht wird. Wie hier schematisch dargestellt \ ist, liegt die Spulenhalterung 21 unter der Spule 15' und besitzt j eine vertikale Verlängerung, die sich über die Oberfläche des ; Trägers 16 erstreckt, um so für eine kochende Person zur manuellen Einstellung erreichbar ist. Eine andere geeignete Anordnung verwendet einen Draht, der auf die Welle eines Steuerknopfes } auf der Steuerpaneele des Herdes gewickelt ist.

j Fig. 4 zeigt ein Induktionskochgerät in Form eines Elektroge-I rates mit vier Induktionskochstellen, die in gestrichelten j Linien auf der Oberfläche des Trägers 16 angegeben sind. Ein I wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß

der Träger 16 aus einem nicht-metallischen Material, wie z. B. j Kunststoff oder Glas, hergestellt ist und vorzugsweise eine glat- \ te und nicht unterbrochene Auflagefläche aufweist. Das bedeutet j nicht, daß Sensoren oder Anzeigen in dem Träger 16 ausgeschlossen f sind. Bei Ultraschallfrequenzen bestehen nur unwesentliche Reaktionskräfte, die bei niedrigeren Frequenzen bewirken wurden, daß

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sich das Kochgeschirr 17 in horizontaler Richtung bewegt, wenn es auf der Tragplatte etwa in der Mitte von einer der Induktionskochstellen angeordnet wird. Der Energieübergang auf das Kochgeschirr, um dieses zu erwärmen, ist relativ effizient, da Wärme nur in dem Kochgeschirr erzeugt wird und keine verloren geht aufgrund einer Fehlanpassung in der Größe zwischen der Spule urid dem Kochgeschirr. Obwohl die Induktionsheizspule 15 eine gewisse Kühlung erfordern kann, ist die Oberfläche des Trägers 16 relativ kalt, da die höchsten auftretenden Temperaturen bei etwa 230 ⁰C (450 ⁰F) liegen, der in etwa maximalen Temperatur, auf die der Boden des Kochgeschirres 17 erwärmt wird, um Speisen beispielsweise beim Braten zu garen. Aufgrund der kalten Kochfläche brennen oder verkohlen verspritzte Speisen nicht und sowohl der Träger 16 als auch das Kochgeschirr 17 sind einfach zu reinigen. Der kalte glatte Träger ermöglicht es auch, diese Oberfläche vor dem Kochen oder selbst unmittelbar nach dem Kochen für andere Funktionen in Bezug auf die Zubereitung von Speisen zu verwenden, wie z. B. zum öffnen von Dosen, Zubereiten und Schneiden von Gemüse, übertragen der gekochten Speise von dem Kochgeschirr auf einen Portionsteller usw.. Ein weiterer Vorteil des Induktionskochens besteht darin, daß die Induktionserwärmung zu einem System mit kleiner thermischer Masse führt. Da in dem Kochgeschirr selbst nur eine relativ geringe Wärmemenge gespeichert wird, kann die Temperatur, auf die das Kochgeschirr erwärmt wird, schnell verändert werden, beispielsweise von Koch- auf Brodel- auf Wärmtemperaturen.

Ein neues Merkmal in einem Elektroherd oder einem tragbaren Tischwärm- oder Kochgerät, das durch das Induktionskochprinzip ei— möglicht wird, ist die Aufnahme einer Speisenwärmeöffnung oder einer Warmhalteplatte unterhalb der Induktionsheizspule. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, wird ein magnetisches Wechselfeld auch an der Unterseite einer Induktionsheizspule 15 mit Luftspule ebenso wie an der Oberseite erzeugt, und ein Teil dieses Magnetflusses steht zum Erwärmen oder Erhitzen von Speisen in einem geschlossenen metallischen Behälter 22 zur Verfügung, der in gestrichelten Linien dargestellt ist und auf einer nicht-metalIisehen Platte 23 getragen wird. Gefrorene Nahrungsmittel in einem

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geschlossenen Behälter aus Aluminiumfolie können ebenfalls auf diese Weise aufgetaut werden. Um diese Warmhalte- oder Erwärmungseinrichtung in einem Elektroherd zu schaffen, hat derobere Teil des in Fig. 4 gezeigten Herdes eine Wärmkammer 24, die sich unterhalb aller vier Spulen der vier Induktionskocheinheiten erstreckt. Die Platte 23 ist vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt und kann in die Wärmkammer hineingeschoben oder herausgezogen werden. Es können verschiedene thermoplastische und hitzehartbare Kunststoffe erforderlichenfalls mit dekorativen Oberflächengestaltungen zur Herstellung der Platte 23 und des Trägers 16 verwendet werden. Wie bereits erwähnt wurde, liegt das daran, daß kein Punkt in dem System über einer maximalen Temperatur von etwa 230 ⁰C (450 ⁰F) zu liegen braucht. Geeignete verwendbare Kunststoffe sind solche, die von der General Electric Company unter dem Handelsnamen TEXTOLITE vertrieben werden. Epoxyharze, Silikone, Polyimide und andere. Diese Kunststoffmaterialien können auch bei der Herstellung der Induktionsheizspulen 15 und 15' Verwendung finden.

Das Ausführungsbeispiel der in Fig. 5 dargestellten Leistungskonverterschaltung 12 zeichnet sich durch einen relativ einfachen und billigen Inverter aus, der nur einen Thyristor und eine Steuerschaltung benutzt und die Induktionsheizspule 15 in einer doppelten Funktion verwendet, um nämlich die Leistung mit dem Kochgeschirr (Last) zu koppeln und die Kommutierungsinduktivität in der Kommutierungsschaltung für den Thyristor

für

zu liefern. Um kommerziell akzeptabel zu sein, muß der/Ultraschal If requenz geeignete Konverter sowohl unter Last- als auch Leerlaufbedingungen relativ billig und betriebssicher sein. Die Eingangsklemmen 27 und 28 des Leistungskonverters können an eine Wechselspannungsquelle von 120 Volt und 60 Hz gelegt werden. Der Leistungseinspeisungsabschnitt der Konverterschaltung enthält einen VoIIweg-Diodenbrückengleichrichter 13 und einen Filterkondensator 29, der zwischen die Ausgangsklemmen des Gleichrichters geschaltet ist. Dadurch werden zwei Gleichstrom-Speiseklemmen und 31 für den Inverter 14 geschaffen. Der Inverter 14 ist ein einen Thyristor aufweisender, durch einen Reihenkondensator

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kommutierter Inverter oder ein Serienresonanzinverter, der gedämpfte sinusförmige Impulse erzeugt. Die Leistungsschaltung enthält im wesentlichen die Induktionsheizspule 15, die mit einem Kommutierungskondensator 32 und einem in einer Richtung leitenden Thyristor 33 zwischen den Klemmen 30 und 31 für die Gleichstromeinspeisung in Reihe geschaltet ist. Eine Diode 34 zur Leistung von Starkstrom in der entgegengesetzten Richtung ist den Lastklemmen des Thyristors 33 parallel geschaltet. Eine RC-ReihenschaItung 33' ist gewöhnlich den Lastklemmen des Thyristors 33 parallel geschaltet, um für einen dv/dt-Schutz zu sorgen, damit die Geschwindigkeit des Wiederanlegens der Vorwärtsspannung an die Vorrichtung begrenzt wird. Die Leistungsschaltung enthält ferner eine RückstelIinduktivität 35, die dem Kommutierungskondensator 32 direkt parallel geschaltet ist. Wie im folgenden noch im einzelnen erläutert wird, besteht die Funktion der RückstelIinduktivität 35 darin, den Kommutierungskondensator 32 zwischen vollständigen Betriebszyklen neu aufzuladen, wenn sowohl der Thyristor 33 als auch die Diode 34 nicht leitend sind.

Der Thyristor 33 ist insbesondere ein steuerbarer Siliciumgleichrichter. Es können aber auch andere Festkörper-Schaltvorrichtungen einschließlich eines Transistorpaares verwendet werden, die für eine Arbeitsweise nach Art eines Thyristors geschaltet sind. Die Leistungsdiode 34 kann auch durch einen Thyristor ersetzt werden, der so gesteuert ist, daß er für eine vollständige Halbwelle leitend ist. In dieser billigen Schaltungsanordnung ist jedoch die Kombination aus dem antiparallel geschalteten steuerbaren Siliciumgleichrichter und der Diode deutlich bevorzugt. Es ist nur eine Steuerschaltung erforderlich, da die Diode 34 in Durchlaßrichtung vorgespannt wird und leitet, wenn der Strom in dem Reihenschwingkreis in die Halbwelle negativer Polarität umkehrt. Die Steuerschaltung 36 für den Thyristor 33 enthält eine RC-Serienzeitschaltung mit einem Festwiderstand 37, einem Stellwiderstand 38 und einem ZeitSteuerkondensator 39, die zwischen die Anode der Leistungseinrichtung und die negative Klemme 31 der Gleichstromeinspeisung geschaltet ist. Ein auf ein

Spannungssignal ansprechender Halbleiter, wie z. B. eine ShockLey-Diode 40, und ein Reihenwiderstand 41 sind zwischen die Verbindungsstelle des Widerstandes 38 und des Zeitsteuerkondensators und die Steuerelektrode des Thyristors 33 geschaltet. Das Timing beginnt, wenn beide Leistungsvorrichtungen 33 und 34 zu leiten aufgehört haben, und der nächste Steuerimpuls wird durch die Aufladung des Kondensators 39 auf eine vorbestimmte Spannung ei— zeugt, der dazu führt, daß die Shockley-Diode 40 überschlägt und leitend wird.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des in Fig. 5 dargestellten Leistungskonverters, um als ein Beispiel die Werte für die Bauelemente in einer betriebsbereiten Schaltung anzugeben, ist folgendermaßen aufgebaut. Der Filterkondensator 29 ist ein Elektrolytkondensator von 2 900 Mikrofarad und 350 Volt. Für eine Volt-Spannungsquelle beträgt der nominelle Wert der an den Inverter angelegten direkten Eingangsspannung 150 Volt. Die Induktionsheizspule 15 besitzt eine Gesamtinduktivität von etwa 40 Mikrohenry. Der Kommutierungskondensator 32 hat eine Nennspannung von 600 Volt und eine Kapazität von etwa 1,25 /Λ*ψ. Anstelle eines einzigen Kommutierungskondensators können auch zahlreiche Kondensatoren in Parallelschaltung vorgesehen sein, um den Vorteil aus einer verbesserten Wärmeabfuhr zu ziehen. Es sind beispielsweise drei parallele Kondensatoren geeignet, von denen beispielsweise zwei eine Kapazität von 0,47 ^a. F und einer eine Kapazität 0,33 _yu,F besitzen. Die RückstelIinduktivität beträgt 30 mH. Der Thyristor 33 ist ein steuerbarer Siliciumgleichrichter des Typs GE 2N 3658, während die Diode eine Leistungsdiode GE A28D ist. Es können äquivalente Elemente verwendet werden. In der Dämpfungsschaltung 33* sind 6 Widerstände von 820 Ohm und zwei Watt mit einem Kondensator von 0,01 /J-F und 600 Volt in Reihe geschaltet. In der Steuerschaltung ist die Shockley-Diode ein Clevite 4E20-8 Element,. der Widerstand 41 hat 10 Ohm und der Zeitsteuerkondensator 39 besitzt 0,1 _yü.F und 100 Volt Nennspannung. Der StelIwiderstand 38 ist kontinuiei— lieh variabel zwischen 0-50 k ohm und der Widerstand 37 besitzt 820 Ohm. Die Funktion des Widerstandes 37 besteht darin, einen

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gewissen Widerstand für das RC-Zeitglied zu schaffen, wenn der Widerstand 38 am Ende seines Stellbereiches auf Null eingestellt ist. Eine zusätzliche Komponente, die hier nicht dargestellt ist, aber auf Wunsch in einigen Schaltungen enthalten sein kann, um einen Stromrückfluß durch die RückstelI induktivität 35 zu verhindern, ist eine GE A28D-Diode, die zwischen die Anode des Thyristors 33 und das benachbarte Ende der RückstelI induktivität geschaltet ist.

Obwohl das Kochgeschirr 17 frei als die Inverterlast bezeichnet wird, ist es genauer zu sagen, daß die Inverterlast der elektrische Verlust in dem Kochgeschirr ist. In Bezug auf die Kochgeschirrlast arbeitet die Induktionsheizspule 15 als die Primärwicklung eines Luftkerntransformators. Das Kochgeschirr 17 arbeitet als eine eine einzige Windung aufweisende Sekundärwicklung, wobei ein Reihenwiderstand 17r den Widerstandsanteil der Stromwärme (I R)- oder Wirbelstromverluste und die Hystereseverluste darstellt, wo diese auftreten. Die Ströme und Spannung, die in dem Kochgeschirr 17 induziert werden, wenn die Induktionsoberflächeneinheit in Betrieb ist, werden im wesentlichen durch die Transformatorgesetze bestimmt. Das physikalische Äquivalent für das Kochgeschirr 17 in der Form einer einzigen Wicklungswindung und der Widerstandsverluste 17r ist in Fig. 5 gegeben. Fig. 6 zeigt die elektrische Ersatzschaltung für die Spule 15 und das Kochgeschirr 17. Die Spule 15 ist durch eine Induktivität 15i mit einem in Reihe geschalteten Widerstand 15r dargestellt, und diese sind wiederum mit einer Parallelschaltung aus einer Induktivität 17i und einem Widerstand 17r, die das Kochgeschirr darstellen, in Reihe geschaltet. Diese Ersatzschaltung basiert auf der üblichen Transformatorersatzschaltung und hat sich als in vernünftiger Übereinstimmung mit den Versuchsergebnissen gezeigt.

Wenn sich die Kochgeschirrlast in ihrer vorgesehenen Stellung befindet, wird die Induktivität für den Reihenschwingkreis aus der Spule 15 und dem Kunimut ierungskondensator 32 sowohl von der Spuleninduktivität 15i als auch der transformierten Kochgeschirr-

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induktivität 17i gebildet. Unter Leerlaufbedingungen, in denen das Kochgeschirr von der Induktionsoberflächeneinheit entfernt ist, steigt die Größe der Kommutierungsinduktivität an. Dies führt zu einer Veränderung in der Resonanzfrequenz der Serienresonanzschal tung, so daß ein leichter Abfall in der Invertei— ausgangsfrequenz auftritt. Wenn eine mittlere oder gewählte Köchgeschirrlast vorhaben ist, ist die Serienresonanzschaltung auf Resonanz bei einer Resonanzfrequenz abgestimmt, die größer ist als die gewünschte Ausgangsfrequenz. Der Ultraschall-Frequenzbereich der hier interessierenden Art liegt zwischen etwa 18 kHz und 40 kHz. Die obere Grenze dieses Frequenzbereiches wird hauptsächlich durch wirtschaftliche Überlegungen bestimmt in Verbindung mit den Hochfrequenzbegrenzungen zur Verfugung stehender Thyristorelemente.

Die Arbeitsweise eines Induktionskochgerätes unter Verwendung der in Fig. 5 dargestellten statischen Leistungswandlerschaltung ist die folgende. Das Gerät wird durch einen Ein/Ausschalter 42 eingeschaltet, der nur in Fig. 4 auf der rückseitigen Steuerplatte am hinteren Teil des Elektroherdes gezeigt ist. Der Schalter 42 ist vorzugsweise mit dem StelIwiderstand 38 in der Steuei— schaltung 36 kombiniert, um die Folgefrequenz des Steuersignales und deshalb die Kochtemperatur zu steuern. Wenn die Schaltung zu Beginn gespeist wird, ist der Thyristor 33 nicht leitend und die Diode 34 in Sperrichtung vorgespannt. Es wird^aber über die Spule 15, den Kommutierungskondensator 92 und die RückstelIinduktivität 35 ein Kreis zur RC-Zeitschaltung in der Steuerschaltung 36 geschlossen. Der StelIwiderstand 38 verändert die Zeitkonstante dieser Zeitschaltung. Nach der gewählten Zeitverzögerung lädt sich der Zeitsteuerkondensator 39 auf die vorbestimmte Spannung auf, bei der die Shockley-Diode 40 überschlägt und leitet. Damit wird der Gate-Kathodenverbindung des Leitungsthyristors 33 ein Impuls zugeführt, der diesen einschaltet, und zur gleichen Zeit wird der Zeitsteuerkondensator 39 zurückgestellt bzw. entladen. Somit fließt ein positiver Stromimpuls in Form einer positiven Sinushalbwelle durch die Induktionsheizspule 15 und lädt theo-

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retisch den Kommutierungskondensator 32 auf einen Wert auf, der sich der doppelten Speisespannung V. nähert. Aufgrund der widerstandsbehafteten Spule und der Kochgeschirrverluste ist die gespeiste Schaltung genauer gesagt eine gedämpfte R-L-C-Reihenoszi I latorschaltung. Am Ende der Halbwelle fällt der Strom unter den Haltestrom des Thyristors 33 ab, so daß er abzuschalten beginnt, und bei der Stromumkehr leitet die Diode 34 und unterstützt die Abschaltung des Thyristors 33, indem sie eine umgekehrte Spannung an dieses Element anlegt. Am Ende der Halbwelle mit negativer Polarität (siehe Fig. 7a) bleibt der Strom durch die Induktionsheizspule 15 auf Null, da zu dieser Zeit der nächste Stromimpuls noch nicht an den Thyristor 33 gelegt ist. Während die Leistungselemente 33 und 34 leitend sind, stieg der Strom in der Rückste11induktivitat 35 auf der Basis eines eingeschwungenen Zustandes an, und zwar aufgrund der resultierenden positiven Gleichspannung auf dem Kommutierungskondensator 32 während des Leitfähigkeitszyklus. Während der Ausschaltzeit der Schaltung entlädt sich die RückstelIinduktivitat 35, wodurch der Kommutierungskondensator 32 am Ende der Ausschaltzeit negativ geladen bleibt. Während der AusschaItzeit wird der Steuerschaltung 36 eine Spannung zugeführt, und am Ende der vorbestimmten Zeitverzögerung, die durch die Einstellung des StelIwiderstandes bestimmt wird, wird ein Steuerimpuls erzeugt, um den Thyristor 33 leitend zu machen und den nächsten Betriebszyklus zu heginnen.

Fig. 7a zeigt in ausgezogenen Linien den sinusförmigen Strom der Induktionsheizspule für zwei volle Betriebszyklen, die durch eine Zeitverzögerung 43 getrennt sind. Die entsprechende Spannung des Kommutierungskondensators ist in Fig. 7b in ausgezogenen linien dargestellt. Am Ende des ersten Lei t f ähigkei t szykl u«i hat der Kondensator 32 eine resultierende positive Gleichspannung. Die Wirkungsweise der Rückst el I i ndukt i vi tat 35 während tier Zeitverzögerung speriode 35 besteht darin, die Kondensatorspannung nahezu linear zu begrenzen, wie es bei 44 dargestellt ist, wobei der Kondensator am Lnde des ZeitverzögerungsintervalI es A3 negativ geladen bleibt. Infolge dieser rxtraladung auf dem Komrrm-

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tierungskondensator 32 ist die Spitzenspannung 45 des Kondensators während des nächsten Betriebszyklus höher als im gedämpften Fall, da die Energie wieder in das System eingeführt wird. Die Wirkung der Verkürzung der Zeitverzögerung 43 durch den Ste11wider stand 38 besteht darin, die Ausgangsfrequenz des Inverters und infolgedessen den Strom und die Leistung, die dem Kochgeschirr 17 zugeführt wird, zu vergrößern. Eine Vergrößerung der Inverterausgangsfrequenz hat auch das vorteilhafte Ergebnis, daß die Amplitude der sinusförmigen Stromimpulse vergrößert wird. Dies ist in Fig. 7a durch die gestrichelte Wellenform im zweiten Zyklus dargestellt. Beim Fortschreiten des Steuerimpulses des Thyristors wird das Verhältnis der Leitungszeit zur Wiederaufladezeit des Kondensators vergrößert, wodurch auf der Basis eines eingeschwungenen Zustandes der Durchschnittsstrom im Stellwiderstand 35 ansteigt. Das Ergebnis ist, wie es durch die gestrichelte Linie des Kondensatorspannungsverlaufes in Fig. 7b dargestellt ist, daß der Kommutierungskondensator 32 in negativer Richtung auf eine größere negative Spannung während der Ausschaltzeit aufgeladen wird, wie es bei 44' dargestellt ist, so daß die Spitzenspannung 45' des Kondensators während des nächsten Leitfähigkeitszyklus größer ist als die Spitzenspannung für den Fall der kleineren Inverterfrequenz. Eine Grenzte für die Inverterfrequenz wird erreicht, wenn der Wert des Stromes in der RückstelIinduktivitat 35 einen wesentlichen Wert erreicht im Vergleich zu dem Hochfrequenz-Rückstromimpuls in der Spule 15 und dem Kommutierungskondensator 32, da dieses im Effekt die für den Thyristor zur Verfügung stehende Kommutierungszeit verkürzt. Zusammenfassend bestehen also zwei Effekte, die die dem Kochgeschirr 17 zugeführte Wirkleistung vergrößern, wenn die Inverterfrequenz erhöht wird. Es gibt größere, häufiger zugeführte Stromimpulse in der Induktionsheizspule 15.

Die statische Leistungswandlerschaltung, die in Fig. 8 dargestellt ist, zeigt verschiedene Modifikationen des Konverters · gemäß Fig. 5. Der VoIIweg-Diodengleichrichter 13 ist durch einen phasengesteuerten Gleichrichter ersetzt, indem einfach Thyristoren zwei der Dioden gemäß Fig. 5 ersetzen, um dadurch eine

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variable Gleichspannungsquelle für den Inverter 14 zu erhalten. Geeignete phasengesteuerte Steuerschaltungen für die Thyristoren sind in dem General Electric SCR Manual, 4. Aufl, 1967,beschrieben, das von Electronics Park, Syracuse, New York, erhältich ist. Einstellbare Komponenten in diesen phasensteuerbaren Steuerschaltungen können so verbunden sein, daß sie durch Drehung des in Fig. 4 gezeigten Ein/Ausschatters 42 einstellbar sind. Die vier Mechanismen, die zur Erzielung einer variablen Leistungsregelung der statischen Wandlerschaltung beschrieben worden sind, können in jeder gewünschten Kombination verwendet werden. Dieses sind, kurz gesagt, das mechanische Verfahren des Anhebens und Absenkens der Induktionsheizspule (siehe Fig. 3), um den Spaltabstand zu verändern, die Leistungsschaltungstechnik der Veränderung der Inverterausgangsfrequenz, um die Frequenz und Amplitude der der Spule zugeführten Stromimpulse zu verändern, und die Steuerschaltungstechnik unter Verwendung eines phasengesteuerten Gleichrichters, um die Speisegleichspannung einzustellen. Ein weiteres Verfahren ist schließlich die stufenförmige Änderung der Kommutierungsimpedanz und der Induktivitätsparameter, wie es in der eingangs bereits erwähnten gleichzeitig eingereichten Anmeldung vorgeschlagen wird. Um einen größeren Bereich der Ausgangsleistung zu erhalten, beispielsweise ein Verhältnis von 30 : 1, sind zweifellos Kombinationen dieser Verfahren erforderlich.

Die Steuerschaltung 36* in Fig. 8 ist ein modifiziertes Ausführungsbeispiel der in Fig. 5 beschriebenen Steuerschaltung, die eine Zeitsteuerung des VerzögerungsintervalIes 43 zwischen dem Ende des einen Zyklus und dem Beginn des nächsten hervorruft. Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß sie lastabhängig ist. Die bevorzugte Zeitsteueranordnung, die durch die Steuerschaltung 36* erhalten wird, besteht darin, die Zeit vom Beginn des einen Zyklus zum Beginn des nächsten Zyklus zu steuern. Zu diesem Zweck ist der Widerstand 37 in der Zeit steuerschaltung über einen Ein/Ausschalter 42', der mit dem Schalter 42 in Fig. 4 identisch sein oder gleichzeitig mit diesem betätigt werden kann, mit der positiven Klemme 30 der Gleichstromeinspeisung verbunden. Ferner wird eine konstante Spannungsquelle für den Stellwidei—

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stand 38 und den Zeitsteuerkondensator 39 erhalten, indem eine Zenerdiode 46 diesen beiden Bauelementen parallel geschaltet wird. Wenn die Steuerschaltung 36' durch Schließung des Schalters 42' einmal erregt ist, werden Steuerimpulsen für den Thyristor 33 mit einer in etwa konstanten Folgefrequenz erzeugt, die von der Einstellung des StelIwiderstandes 38 abhängt. Ein möglicher Nachteil der Leistungsschaltung gemäß Fig. 5 besteht darin, daß der Rückpfad für die Hochfrequenz-Stromimpulse über den FiIt er kondensator 29 verläuft, der üblicherweise ein Elektrolytkondensator ist und bei UltraschalIfrequenzen normalerweise eine hohe Impedanz aufweist. Die Abwandlung der Leistungsschaltung gemäß Fig. 8 eliminiert dieses Problem und hat eine vei— besserte Leistungsfähigkeit. In dieser Leistungsschaltung ist der Schwingkreis mit der Spule 15 und dem Kommutierungskondensator 32 zwischen die Anode des Thyristors 33 und die negative Gleichstromquelle 31 geschaltet. Die RückstelIinduktivitat 35 ist nun mit dem Thyristor 33 zwischen den Gleichstromklemmen 30 und 31 in Reihe geschaltet, von denen die letzte normalerweise auf Erdpotential liegt. Die Impedanz der Rückst el Iinduktivität 35 ist genügend groß, um dem Schwingkreis einen relativ konstanten Strom zuzuführen.

Wenn der Thyristor 33 oder die Diode 34 leiten, führt der Ultraschal I f requenz-Rüc kpf ad nacli Erde anstatt über den Filterkondensator 29. Es wird angenommen, daß die Wirkungsweise dieser abgewandelten Leistungsschaltung aus der vorhergehenden Erläuterung der Fig. 5 deutlich wird. Die Rückst el Iinduktivitat 35 entlädt sich während der Ausschaltzeit über die Spule 15, um den Kommutierungskondensator 32 positiv aufzuladen. Wenn die Inverterausgangsfrequenz ansteigt, steigt auch der mittlere Strom in der Rückst el Iinduktivitat 35 an, wodurch der Kondensator 32 in jeder Schwingung auf einen positiveren Wert zurückgestellt wird.

Eine zweite Abwandlung der pinen einzigen Thyristor aufweisenden SerienresonanzschaItung ist in Hg. 9 gezeigt. Diese ist ähnlich wie Tig. 5, außer daß die Rückst el Iinduktivität 35 sowohl der Spule 15 als auch dem Komnutierungskondensator 32 parallel ge-

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schaltet ist. Dadurch kann der EntladerückstelI st rom der Rückstell indukti vi tat 35 durch die Induktionsheizspule 15 fließen (wie in Fig. 8), wodurch die Leistung für einen gegebenen Satz der Schaltungsparameter vergrößert wird. Für eine gegebene Ultraschal lausgangsfrequenz liefert die Schaltung gemäß Fig. 8 die höchste Ausgangsleistung und wird demzufolge bevorzugt.

Als Beispiel beträgt die bei einem speziellen Induktionskochgerät, das für eine Verwendung als eine Oberflächeninduktionsheiz~ einheit in einem Elektroherd geeignet ist, die erforderliche maximale Ausgangsleistung 1 500 Watt und der Betriebsbereich der Ultraschallfrequenz etwa 18 kHz bis 25 kHz. Unter Verwendung einer Wechselspannungsquelle von 120 Volt und 60 (50) Hz beträgt die Spitzeneingangsgleichspannung 150 Volt. Die Induktionsheizspule 15 hat einen Außendurchmesser von 19 cm (7,5 Zoll) und einen Innendurchmesser von 3,75 cm (1,5 Zoll). Die Spule 15 hat speziell 43 Windungen eines geflochtenen Bandleiters (Nr. 11) mit einem Querschnitt von etwa 7,9 mm (5/16 Zoll) auf weniger als 1,6 mm (1/16 Zoll) mit einem Abstand von Windung zu Windung von wenigstens 0,25 mm (10 mils). Die zusammengefaßte Ersatzinduktivität 15i der Spule und der Induktivität 17i des Kochgeschirres (siehe Fig. 6) beträgt typischerweise 150 Mikrohenry, und der zusammengefaßte Ersatzreihenwiderstand 15r der Spule und 17r des Kochgeschirres beträgt 15 Ohm. Für ein Ausgabetisch-Wärm- oder Kochgerät genügt eine kleinere maximale Ausgangsleistung von beispielsweise 200 - 400 Watt.

Der herausragende Vorteil der Leistungswandlerschaltungen für ein Kochgerät, die in den Figuren 5 und 8 und der Abwandlung gemäß Fig. 9 dargestellt sind, besteht darin, daß diese Schaltungen relativ einfach und wirtschaftlich sind und trotzdem für einen vollen Bereich von Kochaufgaben zufriedenstellend sind. Insbesondere aufgrund der Verwendung der Thyristor-Diodenkombination und der doppelten Funktion der Induktionsheizspule 15 als ein wesentlicher Teil der Kommutierungsinduktivität und als ein Transformator zur Einkopplung von Leistung in die Kochgeschirrlast wird eine minimale Anzahl von Bauelementen für die Leistungs·

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schaltung verwendet. Ferner ist nur eine relativ einfache Steuerschaltung für den Thyristor 33 erforderlich. Diese einen Thyristor aufweisende Serienresonanzleistungsschaltung arbeitet völlig zufriedensteltend sowohl unter Last- als auch Leerlaufbedingungen. Auch wenn nicht jeder denkbare Typ eines zur Verfügung stehenden Topfes oder einer Pfanne optimiert ist, kann doch eine Vielfalt üblicher Kochgeschirre verwendet werden, die eine gute oder in

\ einem vernünftigen Rahmen gute Kopplung mit der Spule herstellen.

! Dieser Inverter ist für eine Bedienung durch nicht-technische

/ Personen geeignet, da nur eine minimale Anzahl von Steuerungen ) durch den Benutzer erforderlich sind. Es tritt kein Fehler infolge eines Durchschusses (shoot-through) puf, wenn der Stellwi-

; derstand 38 gedreht wird.

Der in Fig. 10 gezeigte billige Mehrzylinder-Leistungskonverter

; für ein Kochgerät basiert auf dem einfachen, einen Thyristor ' aufweisenden Inverter gemäß Fig. 5. Dies ist ein Zweizylinder- ) Konverter, der zwei Inverter 14a und 14b verwendet, die spiegel- ! bildlich zwischen Klemmen 50 und 51 der Gleichstromeinspeisung

und einen gemeinsamen Punkt 54 geschaltet sind. Es wird eine > Leistungseinspeisung nach Art einer Mittelanzapfung verwendet,

die an der positiven Gleichstromquelle 50 eine positive Spannung [ +V (beispielsweise + 150 Volt) und an der negativen Klemme 51

eine negative Spannung -V (- 150 Volt) liefert. Zwischen diesen '. Klemmen liegen zwei Spannungsteilerkondensatoren 52 und 53, deren Verbindungsstelle 54 mit Masse verbunden ist. Die Induktionsheizspule 15 ist beiden Invertern gemeinsam und ist in den in .- zwei Richtungen leitenden Zweig des Konverters zwischen den Punkt 54 und die Verbindungsstelle 55 zwischen den.übrigen Bauelementen der zwei Inverter gemäß Fig. 5 geschaltet.

Unter Hinweis auf Fig. 11 können die zwei Konverter 14a und 14b alternativ mit oder ohne eine Zeitverzögerung zwischen Leitfähig- > keitszyklen betrieben oder alternativ in überlappender Weise betrieben werden. In der erstgenannten Betriebsart leiten der Thyristor 33a und die Diode 34a aufeinanderfolgend und dann werden der Thyristor 33b und die Diode 34b leitend gemacht, wie in der,

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üblichen Halbbrücken-Inverterschaltung. Die Ströme der Induktionsspule sind in Fig. 11 gezeigt. Eine variable Ausgangswirkleistung wird mit dieser Schaltung in der gleichen Weise erzielt, wie es vorstehend bereits erläutert wurde, indem nämlich die Frequenz der Stromimpulse durch die Spule 15 hindurch durch Veränderung der Folgefrequenz der die Thyristoren 33a und 33b abwechselnd speisenden Steuerimpulse gesteuert wird. Der Vorteil dieser Schaltung besteht darin, daß die Hochfrequenzanforderungen der Thyristoren 33a und 33b nicht so streng sind, da jeder in der üblichen Betriebsart eine längere Ausschaltzeit hat als in dem Inverter gemäß Fig. 5. In der gleichen Weise haben die anderen Bauteile einen geringeren Belastungszyklus und sind billigere BauteiIe.

Die Figuren 12 und 13 zeigen für Induktionskochgeräte geeignete billige Inverter, die als einen Thyristor und einen Transistor aufweisende Paral IeI schwi ngkrei se charakterisiert sind. In diesen Schaltungen sind die Induktionsspule 15 und der Kondensator 32" in einem ParalIeI schwingkreis miteinander parallel geschaltet, anstatt daß sie, wie in den vorstehenden Invertern, in Reihe geschaLtet sind. In Fig. 12 ist ein Thyristor 58 mit einer Kommutierungsinduktivität 59 und einer Parallelschaltung aus der Spule 15 und dem Resonanzkondensator 32' in Reihe geschaltet. Diese gesamte Schaltung ist zwischen die GI eichstrom-Speisekleraraen 30 und 31 geschaltet. Eine Festkörpei—Zündschaltung 61 ist zwischen die Steuerelektrode des Thyristors 58 und die negative Klemme 31 geschaltet und wird durch eine Abtastspannung gesteuert, die von der Spannung über dem Kondensator 32' abgeleitet wird. Auf diese Weise wird der Schwingkreis geschlossen. Die Welle 62 stellt die Kondensatorspannung dar. Eine Leistungsregelung wird dadurch erhalten, daß die Spannung, bei der der Thyristor 58 zündet, innerhalb der Schwel Iwertgrenzen verändert wird, die durch den Pfeil 63 angegeben sind. Die Theorie der Wirkungsweise ist ähnlich derjenigen der üblichen Röhrenoszillatoren in C-Schaltung. Das Leitungsintervall des Thyristors 58 wird auf einen kleinen Teil der Oszillatorschwingung begrenzt. Wenn die KondensatorschwelIspannung, bei der der Thyristor 58 gezündet wird, zwischen 0 Volt

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und der oberen positiven Grenze liegt (die Spannung an der Klemme 30), nimmt die Amplitude der sinusförmigen Schwingungen ab und somit verkleinert sich die Ausgangsleistung in dem Maße, wie die Schwellspannung größer wird. Bei steigenden negativen Schwellspannungen nimmt die Ausgangsleistung zu. Der Parallelschwingkreis aus der Spule 15 und dem Kondensator 32* ist selbstverständlich so. abgestimmt, daß er bei einer gewählten Ultraschall- bzw. Überhörfrequenz in Resonanz ist. Die Kommutierungsinduktivität 59 liefert ein Mittel zur Abschaltung des Thyristors 58, indem dieser während eines Teiles von jedem Zyklus in Sperrichtung vorgespannt wird, wenn die Kondensatorspannung oberhalb der Speisespannung in Resonanz schwingt. Geeignete benutzbare Zündschaltungen sind in dem General Electric SCR Manual beschrieben.

Der Vorteil der beiden in Fig. 12 und Fig. 13 dargestellten Parallelschwingkreise besteht darin, daß die Hochfrequenzströme nicht durch das Festkörper-Leistungsbauelement fließen. Wenn die Schaltung eine nennenswerte Betriebsgüte (Q) gehabt-hat, können die Verluste des Leistungsbauelementes beträchtlich sein im Vergleich zu der nutzbaren Leistung, die an die Last geliefert wird. Eine Schaltung, die den Thyristor oder Transistor aus dem Parallelschwingkreis entfernt, weist theoretisch einen größeren Wirkungsgrad und ein kleineres Problem bezüglich der Wärmeabfuhr auf. Fig. 13 ist die Transistorversion von einem einen Thyristor aufweisenden Parallelschwingkreis. In dieser Leistungsschaltung liegt der Parallelschwingkreis aus Kondensator 32* und Spule 15 in Reihe mit einer Sperrdiode 64 und einem Leistungstransistor 65. Eine Kommutierungsinduktivität ist nicht erforderlich, da der Transistor durch eine Basistreiberschaltung 66 abgeschaltet wird. Geeignete, verwendbare Festkörper-Treiberschaltungen sind in dem Gene.ral Electric Transistor Manual, 7. AufI, 1964, beschrieben. Eine Rückkopplungsverbindung 67 tastet die Kollektorspannung ab und wird wirksam, die Transistortreiberschaltung 66 einzuschalten, um dem Leistungstransistor 65 einen Basisstrom zuzuführen, wenn sich die Kollektorspannung auf ihrem Minimum befindet. Aus dem Kurvenverlauf 68 für die Kondensatorspannung wird deutlich, daß während der Leitfähigkeitszeit des Transistors 65

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die Kondensatorspannung auf Null abfällt, wonach die Spule 15 Mit einem Stro« geladen wird, bis eine Zeitschaltung den Thyristor sperrt. Der dabei entstehende Transistorverlust ist der Mit dieser Schaltung erreichbare kleinstmögliche Verlust. Eine Steuerung des Leitfähigkeitsintervalles des Transistors 65, das durch den Pfeil 69 angegeben ist, fuhrt zu einer Regelung der Ausgangsleistung der Schaltung. Eine Vergrößerung des Leitfähigkeitsinter- -^J valles des Transistors 65 erhöht den Strom in der Spule 15. Eine Verkürzung des Intervalles verkleinert umgekehrt den Strom und infolgedessen die dem Kochgeschirr zugeführte Leistung. Ein alternatives Verfahren zur Regelung der Ausgangsleistung besteht in der Veränderung des Spitzenstromes des Transistors.

Die Figuren 14a und 15 zeigen billige Ultraschal Ifrequenzinverter mit zwei Transistoren für Festkörper-Kochgeräte. Die Induktions- ι heizspule für die Parallelresonanzschaltung gemäß Fig. 14a ent- j hält zwei Spulenabschnitte 15a und 15b, deren Mittelanzapfung 15c mit der positiven Klemme 30 der Gleichstromeinspeisung verbunden ist. Die Spulen 15a und 15b sind SerienhiIfsspulen gleicher Windungszahl, die jeweils doppelt gewickelt sind, wie es in Fig. 14b gezeigt ist. Die freien Enden der zwei Spulen sind durch die entsprechenden Leistungstransistoren 72 und 73 mit der negativen Klemme 31 der Gleichstromeinspeisung verbunden. Die Transistoren 72 und 73 werden durch Basistreiberschaltungen 74 und 75 gesteuert. Ein Abstimmkondensator 76 ist einer gewählten Anzahl von {. Windungen der Spulen 15a und 15b parallel geschaltet. Im Betrieb \ werden die Leistungstransistoren 72 und 73 alternativ fur ge- j wünschte Leitfähigkeitsintervalle leitend gemacht. Wenn der \

Transistor 72 einen Stromfluß durch die Spule 15a leitet, wird { ein Impuls positiver Polarität erzeugt, und es wird ein Impuls der entgegengesetzten Polarität erzeugt, wenn der Transistor 73 leitet. Eine variable Leistungsregelung wird durch die Regelung \ der Eingangsspannung oder durch Veränderung des Leitfähigkeits- ' intervalles der zwei Transistoren erreicht, um die Amplitude /

der Ultraschallwelle zu verändern. >

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! In dem billigen Serienresonanz-Sinuswelleninverter mit zwei

Transistoren, der in Fig. 15 gezeigt ist, sind die zwei Leistungstransistoren 72 und 73 in Reihe zwischen die Klemmen 30 und 31 der Gleichstromeinspeisung geschaltet. Dabei sind Dioden 80 und 81 den Emitter-Kollektorklemmen der entsprechenden Bauelemente parallel geschaltet. Der Serienschwingkreis aus dem

Kommutierungskondensator 32 und der Spule 15 ist mit der VerbindungsstelIe 77 zwischen den zwei Leistungstransistoren und der Verbindungsstelle zwischen zwei Spannungsteilerkondensatoren 78 und 79 verbunden. Im Betrieb wird der Transistor 72 während der Erzeugung eines Stromimpulses positiver Polarität in Form einer Sinushalbwelle leitend gemacht, und die Diode 80 leitet, wenn der Strom seine Richtung umkehrt und der Serien- } schwingkreis einen Impuls in Form einer negativen Sinushalb-

} welle erzeugt. Der Transistor 73 und die Diode 81 leiten während der nächsten Leitfähigkeitsschwingung. Die Ausgangsleistung wird wiederum durch Veränderung der Inverterausgangsfrequenz oder die Eingangsspannungsregelung geregelt.

Zusammenfassend zeichnen sich die verbesserten, wirtschaftlichen Festkörper-Induktionskochgeräte durch relativ einfache Leistungswandlerschaltungen für eine Verwendung mit billigen ebenen Induktionsheizluftspulen und desgleichen mit verbesserten, einen ferroj magnetischen Kern aufweisenden Spulen aus. Die Ultraschall- bzw. überhörfrequenzinverter verwenden vorzugsweise eine einzige steuerbare Schaltvorrichtung und deshalb nur eine Steuerschaltung, und sie verwenden die Induktionsheizspule in einer doppelten Funktion, um Leistung in das Kochgeschirr einzukoppeln und als eine Kommutierungsinduktivität oder Resonanzinduktivität. Es wurden einen Thyristor aufweisende Reihenschwingkreise, einen Thyristor und einen Transistor aufweisende Parallelschwingkreise, zwei Transistoren aufweisende Kreise und Mehrzylinder-Reihenschwingkreise erläutert. Das erste Beispiel ist vorteilhaft, da die Leistungsregelung zur Einstellung der Temperatur, auf die das Kochgeschirr zu erwärmen ist, durch die kombinierte Wirkung einer Vergrößerung sowohl der Amplitude als auch der Frequenz der sinusförmigen Stromimpulse herbeigeführt wird, die der

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Spule zugeführt werden. Andere Verfahren zur Leistungsregelung, die in verschiedenen Kombinationen anwendbar sind, bestehen darin, einen phasengesteuerten Gleichrichter zu verwenden und die Spule relativ zum Kochgeschirrträger für eine Veränderung des Spaltabstandes zu verschieben. Ein zusätzliches Merkmal der Luftspule ist die Schaffung eines Wärmraumes und einer Wärmplatte unterhalb der Spule.

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Claims

Akte 2o99

. 1. Festkörper-Kochgerät zur induktiven Erwärmung von Kochge-V schirren, gekennzeichnet durch einen im wesentlichen nicht-metaltischeh, plattenähnlichen Träger (16) mit einer im wesentlichen nicht unterbrochenen, das Kochgeschirr tragenden Oberfläche, einer nominell ebenen Induktionsheizspule (15), die nahe dem Träger (16) angeordnet ist, zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfeldes, das sich über einen Spalt einschließlich des Trägers (16) und über die das Kochgeschirr (17) tragende Fläche hinaus erstreckt, und eine statische Leistungswandlerschaltung (12) mit einer Gleichspannungsquelle (13) und einem Festkörper-Inverter (14) zur Erzeugung einer Ultraschall- bzw. überhol— frequenz, die die Induktionsheizspule (15) speist, wobei der Inverter (14) einen Kondensator (32) und die Induktionsheizspule (15) umfaßt, die als ein einziger Schwingkreis geschaltet sind, der von einer einzigen steuerbaren Festkörpei— Schaltvorrichtung (33) und eine Steuerschaltung (36) für diese betätigt ist.

2. Kochgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsheizspule eine Luftspule ist und das Kochgerät ferner eine nicht-metallische Wärmeplatte (23) aufweist, die unterhalb der Luftspule zur Halterung eines zu wärmenden Kochgeschirres (22) angebracht ist.

3. Kochgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsheizspule (15) relativ zum Träger (16) einstellbar ist, derart, daß der Spalt und deshalb die in das Kochgeschirr (17) eingekoppelte Leistung veränderbar ist.

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4. Kochgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsheizspule eine einen ferromagnetischen Kern aufweisende Spule ist und ferner eine Ferrit-Platte (18) aufweist, die etwa parallel zur Spule angebracht ist und einen Pfad (19) hoher Permeabilität für den magnetischen Rückfluß bildet.

5. Kochgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß die Induktionsheizspule (15) eine einzige Schicht aufweist, die aus einem geflochtenen Bandleiter hergestellt ist.

6. Kochgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsheizspule (15) eine einzige Schicht aufweist, die aus einem bandartigen Litzendraht hergestellt ist.

7. Kochgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungsquelle eine Quelle mit variabler Eingangsgleichspannung ist, derart, daß die Ausgangsleistung des Inverters (14) und somit die in das Kochgeschirr eingekoppelte Leistung veränderbar ist.

8. Kochgerät nach Anspruch 1, dad u r ch gekennzeichnet, daß der Inverterschwingkreis ein Reihenschwingkreis ist, in dem der Kondensator (32) und die Induktionsheizspule (15) miteinander und mit der steuerbaren Festkörpei—Schaltvorrichtung (33) in Reihe geschaltet sind, der steuerbaren Schaltvorrichtung (33) eine Diode (34) invers parallel geschaltet ist und eine RückstelIinduktivität (35) vorgesehen ist, die während nicht-leitender Intervalle der steuerbaren Schaltvorrichtung und der Diode den Kondensator zurückstellt (Fig. 5).

9. Kochgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Inverterschwingkreis ein Paralletschwingkreis ist, in dem der Kondensator (32) und die In-

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duktionsheizspule (15) einander parallel geschaltet sind, und die steuerbare Festkörper-Schaltvorrichtung (33) mit dem ParalIeIschwingkreis in Reihe geschaltet ist (Fig. 8).

10. Kochgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Inverter ein Mehrzylinderinverter ist, der wenigstens einen zusätzlichen Schwingkreis enthält, der zur Einspeisung von Leistung in die Induktionsheizspule von einer weiteren Festkörper-Schaltvorrichtung betätigt ist.

11. Kochgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsheizspule eine Luftspule ist und die statische Leistungswandlerschaltung eine Gleichrichtereinrichtung und einen Festkörperinverter zur Erzeugung einer Ultraschallausgangsfrequenz enthält, die die Induktionsheizspule speist, wobei der Inverter einen Kondensator und die Induktionsheizspule umfaßt, die als ein Schwingkreis geschaltet sind, der durch eine einzige steuerbare Festkörpei—Schaltvorrichtung und eine Steuerschaltung für diese betätigt i st.

12. Kochgerät nach Anspruch 11, dadurch ge k.e η η -zeichne t, daß der Inverterschwingkreis ein Reihenschwingkreis ist und die steuerbare Festkörper-SchaItvorrichtung ein Thyristor (33) ist, dem eine Diode (34) invers parallel geschaltet ist.

13. Kochgerät nach Anspruch 12, dadurch .gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung aus Kondensator (32), Induktionsheizspule (15) und Thyristor-Diodenkombination (33, 34) zwischen die Ausgangsklemmen (30, 31) der Gleichrichtereinrichtung (13) geschaltet sind, und die RückstelIinduktivitat (35) dem Kondensator parallel geschal tet is t.

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14. Kochgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstet Iinduktivitat (35) und
die Thyristor-Diodenkombination (33, 34) als Reihenschaltung zwischen die Ausgangsklemmen (30, 31) der Gleichrichtereinrichtung (13) geschaltet sind und die Reihenschaltung aus Kondensator (32) und Induktionsheizspule (15) der
Thyristor-Diodenkombination C33, 34) parallel geschaltet
ist (Fig. 8).

15. Kochgerät nach Anspruch 12, dadurch geke η η zeichnet, daß die Reihenschaltung aus Kondensator,
Induktionsheizspule und Thyristor-Diodenkombination zwischen die Ausgangsklemmen der Gleichrichtereinrichtung geschaltet ist, und die Rückstet!induktivität (35) der Reihenschaltung aus Kondensator (32) und Induktionsheizspule (15) paraLlel
geschaltet ist (Fig. 9).

16. Kochgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Inverter ein Mehrzylinderinverter
ist, der eine zweite Thyristor-Diodenkombination (33b, 34b), die mit einem zweiten Kondensator (32b) und der Induktionsheizspule (15) in Reihe geschaltet ist, und eine zweite Rückstell indukt i vi tat (35b) zur Rückstellung des zweiten Kondensators (32b) während nicht-leitender Intervalle der zweiten Thyristor-Diodenkombination aufweist (Fig. 10).

17. Kochgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung für die thyristorgesteuerte Schaltvorrichtung bei einer variablen Folgefrequenz arbeitet, derart, daß sowohl die Amplitude als auch
die C-Frequenz der Ausgangsfrequenz und infolgedessen die
mit dem Kochgeschirr gekoppelte Leitung veränderbar ist.

18. Kochgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter ein phasengesteuerter Gleichrichter ist, der eine variable Eingangsspannung

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liefert, so daß die Amplitude der Ausgangpfrequenz und somit die mit dem Kochgeschirr gekoppelte Leistung veränderbar ist,

19. Kochgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsheizspule relativ zum Träger einstellbar angebracht ist, so daß der Spalt und deshalb die mit dem Kochgeschirr gekoppelte Leistung veränderbar i st.

20. Kochgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Inverterschwingkreis ein Parallelschwingkreis ist, in dem der Kondensator und die Induktionsheizspule parallel geschaltet sind, die steuerbare Festköi— pei—Schaltvorrichtung ein Thyristor (58) ist, der mit dem Parallelschwingkreis in Reihe geschaltet ist, und der Inverter eine Kommutierungsinduktivität (59) aufweist, die mit dem Thyristor in Reihe geschaltet ist (Fig. 12).

21. Kochgerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung für die thyristorgesteuerte Schaltvorrichtung eine Zündschaltung (61) ist, die auf die Spannung über dem Kondensator (32') anspricht, so daß die Amplitude der Ausgangsfrequenz und deshalb die Temperatur, auf die das Kochgeschirr erhitzbar ist, veränderbar ist.

22. Kochgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennz e i c h η e t, daß der Inverterschwingkreis ein Parallelschwingkreis ist, in dem der Kondensator und die InduktionsheizspuIe para 11 el geschaltet sind, und die steuerbare Festkörper-Schal tvor richtung ein Transistor (65) ist, der mit einer Sperrdiode (64) und dem Para 11eIschwingkreis in Reihe geschaltet ist (Fig. 13).

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23. Kochgerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung für die transistorgesteuerte Schaltvorrichtung eine Transistor-Treiberschaltung (66) ist, die auf die Spannung über dem Kondensator (32') anspricht und den Transistor (65) für ein variables Zeitintervall leitend macht, so daß die Amplitude der Ausgangsfrequenz und deshalb die mit dem Kochgeschirr gekoppelte Leistung veränderbar ist.

24. Kochgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 23, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen nicht-metallische, plattenähnliche Träger (16) eine planare Oberfläche aufweist, das magnetische Wechselfeld sich über einen Spalt einschließlich des Trägers ei— streckt und mit metallischen Teilen von einem darauf angeordneten Kochgeschirr (17) gekoppelt ist, und der Inverter einen Kondensator und die gekoppelte Induktivität von Heizspule (15) und Kochgeschirr (17) umfaßt, die als ein Schwingkreis geschaltet sind, der durch eine einzige steuerbare Festkörpei—Schaltvorrichtung und eine Steuerschaltung betätigt ist.

25. Kochgerät nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine nicht-metallische Wärmeplatte (23) vorgesehen ist, die zur Aufnahme eines zu wärmenden Kochgeschirres (22) unterhalb der Induktionsheizspule (15) bewegbar angebracht ist.

26. Kochgerät nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsheizspule relativ zum Träger einstellbar angebracht ist, so daß der Spalt und deshalb die mit dem Kochgeschirr gekoppelte Leistung veränderbar ist.

27. Kochgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Inverter einen Kondensator und eine Induktionsheizspule auf-

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■ \ weist, die als ein Schwingkreis geschaltet sind, der durch

j ein Paar alternativ leitender Transistoren (72, 73) und Steu-

j erschaltungen (74, 75) für diese gesteuert ist (Fig. 14a).

j 28. Kochgerät nach Anspruch 27, dadurch gekenn-

zeichnet, daß der Inverterschwingkreis ein Parallel-

schwingkreis ist, in dem der Kondensator und wenigstens

j ein wesentlicher Teil der Induktionsheizspule parallel ge-

I^ schaltet sind, die Induktionsheizspüle ein Paar in Reihe ge-

'■) schaltete- Hi If sspulen (15a, 15b) gleicher Windungszahl auf-

\ weist, deren Verbindungspunkt (15c) mit der einen Klemme (30)

der Gleichspannungsquelle verbunden ist, und die Transisto-

_} ren (72, 73) auf entsprechende Heise zwischen die Enden der

\ Spulenabschnitte (15a, 15b) und die andere Klemme (31) der

Gleichspannungsquelle geschaltet sind.

! 29. Kochgerät nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren (72, 73)-in Reihe an die Gleichspannungsquelle (30, 31) angeschlossen sind und der Kollektoi—Emitter-Verbindung von jedem Transistor eine

^: Diode (80, 81) invers parallel geschaltet ist, wobei der

Inverterschwi ngkrei s ein Reihensctiwi ngkrei s ist, der zwischen die Verbindungsstelle (77) der Transistoren und von zwei Spannungsteilerkondensatoren (78, 79) geschaltet ist.

30. Kochgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 29, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Veränderung der Ausgangsleistung des Inverters, so daß die mit dem Kochgeschirr gekoppelte Leistung steuerbar ist, und Mittel zur Verschiebung der Induktionsheizspule relativ zum Träger vorgesehen sind, so daß die mit dem Kochgeschirr gekoppelte Leistung dadurch unabhängig steuerbar ist, daß der Spalt zwischen der Spule und dem Träger verändert ist.

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