DE2450368C3

DE2450368C3 - Protective device for an induction cooker

Info

Publication number: DE2450368C3
Application number: DE19742450368
Authority: DE
Inventors: Akihiro Shizuoka Tsumori (Japan)
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1973-10-24
Filing date: 1974-10-23
Publication date: 1977-10-06

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für ein mit Netzfrequenz betriebenes Induktionskochgerät mit einem mit dem zu erwärmenaen Gut magnetisch gekoppelten Induktor, von dem eine Spule mit einem ersten Kondensator eine erste Reihenschaltung bildet, deren Strom um 45° el gegenüber der treibenden Spannung voreilt.The invention relates to a protective device for an induction cooking device operated at mains frequency an inductor magnetically coupled to the good to be heated, one of which is a coil with a first capacitor forms a first series circuit, the current of which is 45 ° el compared to the driving Voltage leads.

Es wurde bereits ein mit Netzfrequenz betriebenes Induktionskochgerät vorgeschlagen, welches einen hohen Wirkungsgrad und eine geringe Geräuschentwicklung zeigt. Es umfaßt einen Induktor mit mindestens zwei Gruppen von Magnetkreisen. Mindestens einer der Magnetkreise weist eine Reihenschaltung einer Spule und eines Kondensators auf, deren Strom um 45° el gegenüber der treibenden Spannung voreilt. Durch die Spule des anderen Magnetkreises fließt ein um 45° el gegenüber der treibenden Spannung nacheilender Strom.It has already been proposed an induction cooking device operated at mains frequency, which one shows high efficiency and low noise generation. It includes an inductor with at least two groups of Magnetic circuits. At least one of the magnetic circuits has a series connection of a coil and a Capacitor, the current of which leads by 45 ° el compared to the driving voltage. Through the The coil of the other magnetic circuit flows 45 ° el behind the driving voltage Electricity.

Ferner umfaßt dieses Induktionskochgeräi einen Kochtopf mit einem Boden aus nicht-magnetischem Metall, wie Kupfer, und aus ferromagnetischem MetallFurthermore, this induction cooker includes a Saucepan with a base made of non-magnetic metal, such as copper, and made of ferromagnetic metal metal

Bei diesem mit niedriger Frequenz arbeilenden Induklionskochgerät kommt es zu einer Erhöhung und zu einer Phasenverschiebung des durch die aus der Spule und dem Kondensator bestehenden Reihenschal Hing fließenden Stroms, wenn das Gerät unsachgemäß beirieben wird. Ein unsachgemäßer Betlieb liegt z.B. vor, wenn ein leerer Kochtopf erhitzt wird oder wenn ein Topf erhitzt wird, welcher andere Eigenschaften hat als der speziell an das Gerät angepaßte Kochtopf oder wenn kein Kochtopf aufgestellt wird. In diesem Fall übersteigt der durch den Induktor fließende Strom den Nennstrom, so daß die Gefahr eines Brandes oder eines Isolationsschadens besteht. Im Falle eines leeren Kochtopfes kann das Gerät durchbrennen und im Falle eines falschen Kochtopfes kann es zu einem starken Vibrieren ode; Herabfallen des Kochtopfes kommen.With this one working at a low frequency Induklionkochgerät there is an increase and a phase shift of the from the Coil and the capacitor existing series circuit Hung current flowing when the device is improperly is operated. An improper bet is e.g. before when an empty saucepan is heated or when a saucepan is heated which has different properties as the saucepan specially adapted to the device or when no saucepan is set up. In this case the current flowing through the inductor exceeds the rated current, so that there is a risk of fire or a Insulation damage exists. In the event of an empty saucepan, the device can burn out and in the event of Using the wrong saucepan can cause severe vibration or vibration; The saucepan falls down.

Aus der US-PS 37 42 179 ist eine Schutzeinrichtung für eine mit Hochfrequenz betriebene Induktionskochanlage bekanni. Dabei ist eine Einrichtung zur Temperaturmessung und ein Instrument zur Anzeige des gemessenen Wertes vorgesehen.From US-PS 37 42 179 a protective device for a high-frequency operated induction cooking system is bekanni. There is a device for temperature measurement and an instrument for display of the measured value provided.

In der DT-OS 23 17 565 wird ein Hochfrequenzkochgerät vorgeschlagen, welches eine Schutzeinrichtung aufweist. Diese soll verhindern, daß im Falle eines falschen Kochtopfes eine Überlastung eintritt. Zu diesem Zweck wird der Strom gemessen und mit einem Nennstrom verglichen und die Spannungsquelle wird entsprechend der Differenz zwischen den beiden Stromwerten gesteuert.In the DT-OS 23 17 565 a high-frequency cooking device proposed which has a protective device. This is to prevent in the event of a The wrong saucepan is overloaded. For this purpose the current is measured and with a Rated current compared and the voltage source will be according to the difference between the two Current values controlled.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schutzeinrichtung der genannten Art so auszubilden, daß diese die Induktionskochvorrichtung in unbelastetem oder nahezu unbelastetem Zustand zuverlässig und schnell abschaltet.It is the object of the present invention to design a protective device of the type mentioned so that that this the induction cooking device in the unloaded or almost unloaded state reliably and turns off quickly.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß parallel zur ersten Reihenschaltung B eine zweite Reihenschaltung C aus einer Impedanz und einem zweiten Kondensator liegt und die Potentiale der Verbindungspunkte von Spule und erstem Kondensator sowie Impedanz und zweitem Kondensator an einer als Treiberstufe ausgebildeten Bewertungseinrichtung liegen, durch die beim Erreichen eines einstellbaren Potentialunterschiedes das Induktionskochgerät vom Netz abschaltbar ist.This object is achieved according to the invention in that a second series circuit C consisting of an impedance and a second capacitor is parallel to the first series circuit B and the potentials of the connection points of the coil and the first capacitor as well as the impedance and the second capacitor are connected to an evaluation device designed as a driver stage, through which when an adjustable potential difference is reached, the induction cooker can be switched off from the mains.

Diese Schutzeinrichtung hat den Vorteil, daß sie bei einer bestimmten Temperatur des speziellen Kochtopfes betätigbar ist. Bei einer bevorzugten Ausführung ist ein Halbleiterschaltelement in Reihe mit einem Relais geschaltet, so daß ein Strom nur dann zum Relais fließt wenn der durch die Induktorspulen fließende Strom und die Abweichung der Phase des Stroms oberhalb eines vorbestimmten Wertes liegen. Auf diese Weise wird das bei Verwendung von Relais bekannte Prellen verhindert. This protective device has the advantage that it is at a certain temperature of the special saucepan is actuatable. In a preferred embodiment, a semiconductor switching element is in series with a relay switched so that a current only flows to the relay when the current flowing through the inductor coils and the deviation of the phase of the current are above a predetermined value. That way it becomes Prevents known bouncing when using relays.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to drawings. It shows

F i g. 1 einen Schnitt durch ein Induktionskochgerät,F i g. 1 a section through an induction cooking device,

F i g. 2 perspektivische Darstellung des Kochtopfes und des Induktorkerns des Induktionskochgerätes gemäß Fig. 1,F i g. 2 perspective view of the saucepan and the inductor core of the induction cooking device according to Fig. 1,

F i g. 3 die elektrische Schaltung des Induktionskochgerätes gemäß Fig. 1,F i g. 3 the electrical circuit of the induction cooking device according to FIG. 1,

F i g. 4 eine Äquivalentschaltung des Induktionskochgerätes gemäß Fig. 1,F i g. 4 shows an equivalent circuit of the induction cooking device according to FIG. 1,

I'ig.') fine elektrische Schaltung eines mit einer ersten Ausführiingslorm der erfiiuhingsgemälien Schul/cinrichlung ausgerüsteten likluktionsgeräts,I'ig. ') Fine electrical circuit of one with a first execution form of the successive paintings School / school facilities equipped leakage device,

Fig. b eine grafische Darstellung der Beziehung /wischen der Spannung der .Spannungsquelle und disr Spanmingsclifreren/ am Detektor der Schutzeinrichtung gemäß Fig. 5 bei normalem Betrieb und bei unnorma lein Betrieb,FIG. B shows a graphic representation of the relationship / between the voltage of the voltage source and disr Spanmingsclifreren / at the detector of the protective device according to FIG. 5 during normal operation and during abnormal operation,

Fig. 7 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen .Schutzeinrichtung,7 shows a second embodiment of the invention .Protective device,

Fig. 8 eine grafische Darstellung der Beziehung /wischen der Spannung der Spannungsquelle und der Spannungsdifferenz am Detektor der Schutzeinrichtung gemäß Fig. 7 bei normalem und unnormalem Betrieb, undFig. 8 is a graph showing the relationship between the voltage of the power source and the Voltage difference at the detector of the protective device according to FIG. 7 during normal and abnormal operation, and

F i g. 9 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemiißcn Schutzeinrichtung.F i g. 9 shows a third embodiment of the invention Protective device.

Das lnduk;ionskoehgerät gemäß Fig. 1-3 arbeitet mit niedriger Frequenz (Netzfrequenz). Hs umfaßt einen Induktor 9 mit mindestens zwei Gruppen von Magnetkreisen A und B. Diese umfassen Induktorkerne 2 und Spulen 3, 4, 5, 6. Ferner ist ein Kondensator 7 mit einer bestimmten Kapazität in Reine zu mindestens einer der Spulen geschaltet, so daß ein um 45" el gegenüber der Spannung der Stromquelle voreilender Strom durch die Spulen 5 und 6 fließt. Andererseits fließt ein Strom mit einer Phasenvcrzögcrung von 45° el durch die Spulen 3 und 4. Ferner ist ein Kochtopf 1 vorgesehen, dessen Boden aus laminierten Platten aus einem nicht-magnetischen Metall 11, wie Kupfer, einerseits und einem ferromagnetischen Metall 10, wie Eisen, andererseits besteht.The induction cooling device according to FIGS. 1-3 operates at a low frequency (mains frequency). Hs comprises an inductor 9 with at least two groups of magnetic circuits A and B. These comprise inductor cores 2 and coils 3, 4, 5, 6. Furthermore, a capacitor 7 with a certain capacitance is connected in line to at least one of the coils, so that a Current flowing 45 "el over the voltage of the power source through the coils 5 and 6. On the other hand, a current with a phase delay of 45 ° el flows through the coils 3 and 4. A saucepan 1 is also provided, the bottom of which is made of laminated plates a non-magnetic metal 11 such as copper on the one hand and a ferromagnetic metal 10 such as iron on the other hand.

Somit übt der durch den Induktorkern 2 fließende magnetische Wechsclfluß 15, welcher der einen Gruppe der Magnetkreise zugeordnet ist, eine Anziehungskraft aus, während der magnetische Wechselfluß 15, welcher der anderen Gruppe der Magnetkreise zugeordnet ist, eine Abstoßungskraft ausübt. Die Summe der Kräfte bildet eine konstante Anziehungskraft, so daß Vibrationen und Geräusche bei Verwendung eines solchen Kochtopfes 1 stark herabgesetzt sind. Der Kochtopf 1 wird auf Grund eines großen Wirbelstromverlustes im nicht-magnetischen Metall 11 erhitzt.Thus, the alternating magnetic flux 15 flowing through the inductor core 2 exercises which of the one group associated with the magnetic circuits, an attractive force, while the magnetic alternating flux 15, which assigned to the other group of magnetic circuits, exerts a repulsive force. The sum of the forces forms a constant force of attraction, so that vibrations and noise when using such Pot 1 are greatly reduced. The saucepan 1 is due to a large eddy current loss in non-magnetic metal 11 heated.

Im folgenden sollen die Vorgänge bei einem unnormalen Betriebszustand dieses Induktionskochgerätes erläutert werden. Die Beziehungen zwischen den Spulen 5, 6, dem Kondensator 7 und dem Kochtopf 1 sind in der Äquivalentschaltung der Fig.4 dargestellt. Der Erregerkern 2 und die Spulen 5, 6 sind durch einen Transformator 12 dargestellt und der Kochtopf 1 ist in Form einer variablen Drossel 13 und eines variablen Widerstandes 14 auf der Sekundärseite des Transformators 12 als Last wiedergegeben. Der Kondensator 7 ist mit der Primärseite des Transformators 12 in Reihe geschaltet. Wenn nun der spezifische Kochtopf 1 ohne inhalt erhitzt wird, so erhöht sich dessen Temperatur übermäßig.The following describes the procedures in the event of an abnormal operating condition of this induction cooker explained. The relationships among the coils 5, 6, the capacitor 7 and the saucepan 1 are shown in the equivalent circuit of FIG. The excitation core 2 and the coils 5, 6 are represented by a transformer 12 and the saucepan 1 is shown in FIG Form of a variable choke 13 and a variable resistor 14 on the secondary side of the transformer 12 reproduced as a load. The capacitor 7 is in series with the primary side of the transformer 12 switched. If the specific saucepan 1 is heated without its contents, its temperature increases excessively.

Wenn nun der Kochtopf ohne Inhalt stark erhitzt wird, so wird die ohmsche Komponente der Impedanz erhöht, während die Reaktanzkomponente der Impedanz erniedrigt wird. Die Erhöhung der Widerstandskomponente ist geringer als die Senkung der Reaktanzkomponente und demgemäß wird der Absolutwert der Impedanz erniedrigt. Dies bedeutet, daß der durch die Reihenschaltung B der Spulen 5, 6 und des Kondensators 7 (Primärseite des Transformators) fließende Strom erhöht wird, je nach der Temperaturerhöhung des spezifischen Kochtopfs 1 und demgemäß wird auch die Spannung des Kondensators 7 erhöht, je nach Erhöhung der Temperatur des spezifischen Kochtopfes II.If the saucepan without its contents is heated strongly, the ohmic component of the impedance is increased, while the reactance component of the impedance is decreased. The increase in the resistance component is smaller than the decrease in the reactance component, and accordingly the absolute value of the impedance is decreased. This means that the current flowing through the series connection B of the coils 5, 6 and the capacitor 7 (primary side of the transformer) is increased depending on the temperature increase of the specific saucepan 1 and accordingly the voltage of the capacitor 7 is also increased, depending on the increase the temperature of the specific saucepan II.

Wenn ein falscher Kochtopf verwendet wird, so bewirkt dies eine Zunahme des durch die Reihenschaltung Ii der Spulen 5, 6 und des Kondensators 7 lließenden Stroms. Wenn andererseits ein Strom durch den Induktor fließt, ohne daß ein Kochtopf auf dem Gerät steht, so wird der Wert des Widerstandes 14 gesenkt und die Induktivität der Drossel 13 wird erhöhl.If the wrong saucepan is used, this causes an increase in the current flowing through the series connection Ii of the coils 5, 6 and the capacitor 7. If, on the other hand, a current flows through the inductor without a saucepan standing on the device, the value of the resistor 14 is lowered and the inductance of the choke 13 is increased.

Der Absolutwert der Impedanz wird dabei ähnlich wie in obigem Falle gesenkt. Somit wird der durch die Reihenschaltung H der Spulen 5, 6 und des Kondensators 7 fließende Strom erhöhl und seine Phase eilt weniger stark vor. In den drei beschriebenen Fallen eines unnormalen Betriebs Hießt ein zu großer Strom. Somit ist es möglich, den durch den Induktor fließenden Strom dadurch zu steuern, daß man die Stroniiinderung feststellt.The absolute value of the impedance is reduced in a similar way to the above case. Thus, the current flowing through the series connection H of the coils 5, 6 and the capacitor 7 is increased and its phase is less advanced. In the three cases of abnormal operation described, this means that the current is too high. It is thus possible to control the current flowing through the inductor by noting the decrease in current.

Im folgenden soll eine erste Aiisführungsform der Schutzeinrichtung erläutert werden. Fig.¹) zeigt eine Reihenschaltung 17 eines Widerstandes 20;/ und eines Kondensators 21. Diese liegt parallel zu der Reihenschaltung B bestehend aus den Spulen 5, 6 und dem Kondensator 7 des Induktors 9. Die Reihenschaltung 17 wirkt als Detektor zur Feststellung der Stromstärke und der Phasenabweichimg des durch die Reihenschaltung B fließenden Stroms. In der Reihenschaltung 17 ist der Widerstandswert des Widerstandes 20a und die Kapazität des Kondensators 21 derart gewählt, daß der Strom im wesentlichen die gleiche Phase hat, wie der durch die Reihenschaltung B fließende Strom, wenn der Betriebszustand normal ist. Ein Relais 24 ist mit den beiden Reihenschaltungen B und C derart verbunden, daß es über einen variablen Widerstand 43 mit einer Differenz der Klemmenspannungen der Kondensatoren 7 und 21 beaufschlagt wird. Das Relais 24 wird betätigt, wenn die Stromstärke und die Phase des durch die Reihenschaltung B fließenden Stroms über einen vorbestimmten Grenzwert hinaus erhöht werden. Dieser Grenzwert wird durch das Potentiometer 43 festgelegt. Das Relais 24 bildet eine Treiberstufe 19 für das Einschalten von Kontakten 25, welche bei normalem Betrieb ausgeschaltet sind. Ein Relais 39 ist mit dem normalerweise ausgeschalteten Kontakt 25 des Relais 24 einerseits und mit Induktor 9 andererseits verbunden. Der Induktor 9 liegt parallel zur Stromquelle und wird eingeschaltet, wenn der Kontakt 25 geschlossen wird. Das Relais 39 umfaßt einen normalerweise eingeschalteten Kontakt 40, welcher zur Unterbrechung des durch den Induktor fließenden Stroms dient, sowie einen normalerweise ausgeschalteten Kontakt 41, welcher als Selbsthaltekontakt wirkt. Die Einrichtung wirkt als Unterbrecher 16 zur Unterbrechung des Stromflusses bei abnormalem Betrieb.A first embodiment of the protective device is to be explained below. Fig. ¹ ) shows a series circuit 17 of a resistor 20; / and a capacitor 21. This is parallel to the series circuit B consisting of the coils 5, 6 and the capacitor 7 of the inductor 9. The series circuit 17 acts as a detector to determine the current strength and the phase deviation of the current flowing through the series circuit B. In the series circuit 17, the resistance value of the resistor 20a and the capacitance of the capacitor 21 are selected such that the current has essentially the same phase as the current flowing through the series circuit B when the operating state is normal. A relay 24 is connected to the two series circuits B and C in such a way that a difference in the terminal voltages of the capacitors 7 and 21 is applied to it via a variable resistor 43. The relay 24 is operated when the amperage and the phase of the current flowing through the series circuit B are increased beyond a predetermined limit value. This limit value is determined by the potentiometer 43. The relay 24 forms a driver stage 19 for switching on contacts 25 which are switched off during normal operation. A relay 39 is connected to the normally switched off contact 25 of the relay 24 on the one hand and to the inductor 9 on the other hand. The inductor 9 is parallel to the power source and is switched on when the contact 25 is closed. The relay 39 comprises a normally switched on contact 40, which is used to interrupt the current flowing through the inductor, and a normally switched off contact 41, which acts as a self-holding contact. The device acts as a breaker 16 to interrupt the flow of current in the event of abnormal operation.

Wenn bei dieser Schaltung im normalen Betrieb ein Hauptschalter 8 eingeschaltet wird, so fließt ein Strom mit im wesentlichen gleicher Phase durch die Kondensatoren 7 und 21, so daß das Relais 24 nicht mit einer Betätigungsspannung beaufschlagt wird. Das Relais 24 wird erregt, wenn die Spannungen der Kondensatoren 7 und 21 voneinander abweichen. Demgemäß bleibt der normale Betrieb des Indukstionskochgerätes aufrechterhalten. If a main switch 8 is switched on in this circuit during normal operation, a current flows with substantially the same phase through the capacitors 7 and 21, so that the relay 24 does not have a Operating voltage is applied. The relay 24 is energized when the voltages of the capacitors 7 and 21 differ from each other. Accordingly, the normal operation of the induction cooking apparatus is maintained.

Wenn nun ein abnormaler Betriebszustand vorliegt, so wird der zum Kondensator 7 fließende Strom erhöht und dessen Phase weicht ab. Andererseits bleibt jedoch der durch den Kondensator 21 fließende Strom sowie dessen Phase unverändert. Somit liegt an denIf there is now an abnormal operating state, the current flowing to the capacitor 7 is increased and its phase is different. On the other hand, however, the current flowing through the capacitor 21 remains as well its phase unchanged. So it's up to the

Kondensatoren 7 und 21 cine unterschiedliche Spannung an. Wenn dieser Spannlingsunterschied oberhalb einem vorbestimmten Bereich liegt, welcher durch den variablen Widerstand 4.3 eingestellt ist, so wird das Relais 24 erregt und der Kontakt 25 wird eingeschaltet, so daß das Relais 39 des Unterbrechers 16 mit Spannung beaufschlagt und erregt wird, wodurch der Kontakt 40 ausgeschalte! wird und der durch den Erreger 9 fließende Strom unterbrochen wird. Gleichzeitig wird der Kontakt 41 geschlossen. Das Relais 24 der Treiberslule 19 wird nun nicht mehr mit Spannung beaufschlagt; dennoch wird auf Grund des Haltcslromkreises des Relais 39 der Unterbrcchungszusland aufrechterhalten. Wenn nun der normale Betrieb wieder beginnen soll, so wird der I lauptsehalter 8 ausgeschaltet und das Relais 39 gelangt wieder in seinen Ausgangszustand. Dann wild der I lauptsehalter 8 wieder eingeschaltet. Ks kann ein Kontrollümpehen oder ein Konirollsummcr in der Schaltung des Relais 39 vorgesehen sein, wodurch der abnormale Beiriebszustand angezeigt wird.Capacitors 7 and 21 have different voltages on. If this clamping difference is above a predetermined range, which is determined by the variable resistor 4.3 is set, the relay 24 is energized and the contact 25 is switched on, so that the relay 39 of the interrupter 16 is supplied with voltage and energized, whereby the contact 40 turn off! and the current flowing through the exciter 9 is interrupted. At the same time will contact 41 closed. The relay 24 of the driver coil 19 is no longer energized applied; nevertheless, the interruption state is due to the holding circuit of relay 39 maintain. If normal operation is to begin again, the main switch 8 is switched off and the relay 39 returns to its initial state. Then wildly the initial switch 8 switched on again. Ks can be a control level or a control buzzer in the circuit of the relay 39 may be provided, thereby causing the abnormal operating condition is shown.

Hinsichtlich des Betriebszustandes der Schaltung kann man nun als maximalen Grenzwert unterhalb dessen der Unterbrecher 16 außer Betrieb gehalten wird, eine Temperatur des spezifischen Kochtopfs von 300"C wühlen, so daß der Unterbrecher 16 betätigl wird, sobald die Temperatur des spezifischen Kochtopfs J(K)C übersteigt oder sobald ein falscher Topf aufgesetzt wird oder kein Topf aiifgesel/l wird. Γ i g. b zeigt die Beziehung zwischen der Spannung der .Spannungsquelle und der Spannungsdifferenz am Detektor 17 für die ein/einen Betriebs/usiände. Die Spannungsdifferenz /Ί /wischen der Spannung der Treiberstufe 19, bei der der Unterbrecher 16 außer Betrieb gehalten wird, und der Spannung, bei der der Unterbrecher betätigt wird, betrügt nur etwa b Volt. Diese Spannungsdifferenz ist geringer als die Abweichung der Spannung auf Grund der Spannungssehw anklingen von 100 Voll * 10°-Ό der Spanniingsquelle. Daher kann es bei der Ausführungsform gemäß Fig. "1 ^₀ durch eine Schv. ankung der Ausgangsspannung zu einer fehlerhaften Unterbrechung kommen. Fi g. 7 zeigt eine weitere \usiührungsiorm einer Schutzeinrichtung, mil der die genannten Nachteile vermieden werden. Diese •\iMiihningyform weicht von der Ausfiihrungsform ^ gemäß Fig ^ri dadurch ab. daß der Widerstand 20.) durch eine Drossel 20Λ ersetzt ist. deren 1 eisiungsfakior im wesentlichen gleich dem I eistimgslaktoi der Spulen 5, t-> der Reihenschaltung ( 'im Ferner hai bei normalem Ben lebs.'ustand der durch den Kondensator 21 llu'lViule SiiiMi im wesentlichen die gleiche !'hase w udei iluich die Reihenschaltung /> des ludukiors ^l> lliclH'iulc Snom I 1 g S /eigi. daß die Dill'eren,- /'.· .•w !-.eben del Spannung, bei der der Unterbrecher Ki aul.H'i Beilieb gehallen wird und Jer Spannung, bei cici _Ss dc; I mcibicchei belangt wiwi. etwa .'I \olt hetiagi. Diesel Wert lsi gioßei .iK die Spannungsabweichung aul 1.UUIkI von Schwankungen { · 10'V) vier Spannung vlei Spannung der Spannungscueile Demgemäß werden vi.e Viclitcilc viel -\ustuh; ur.gsio: ;n gemäß I 1 ;· > ^, vc^MCvlen De: Sch.iltpunkt Jcs I niei Im echn >. lbwiul .u;! eine ko'tsi.inie \ vMbcs|r"-r:c Spannung ^l line )< Je· 1 ■. g S) ein»:0«.10i 1'. Ih-, Je-r :·■ vlen I 1 g i' uiul S :u CC" K'.-NCI' Cl!', g C\! ,1g C 'IC 1' IcV. iv.'hicll Cv Mv¹Il Ulli ■Mc'vcl·' ,u'",e Be^r'e'e ."■,:· I : !.ui'.crc.ng vic Wnkiing t-_s Jc- V-IvUiingcn gcv.u» Je" 1 1: <i:"J"With regard to the operating state of the circuit, the maximum limit below which the breaker 16 is kept out of operation can now be a temperature of the specific saucepan of 300 "C, so that the breaker 16 is actuated as soon as the temperature of the specific saucepan J (K) C exceeds or as soon as a wrong pot is put on or no pot is used. Γ i g. B shows the relationship between the voltage of the voltage source and the voltage difference at the detector 17 for one / one operating / usiänd. The voltage difference / Ί / between the voltage of the driver stage 19 at which the interrupter 16 is kept out of operation and the voltage at which the interrupter is actuated is only about b volts. This voltage difference is less than the deviation of the voltage due to the voltage range from 100 full * 10 ° -Ό of the voltage source. Therefore, in the embodiment according to FIG. "1 ^ ₀ by a Schv. Due to the output voltage, a faulty interruption can occur. Fi g. 7 shows a further guideline for a protective device with which the disadvantages mentioned are avoided. These • \ iMiihningyform differs from the embodiment according to Fig ^ ^r i characterized ex. that the resistor 20.) is replaced by a throttle 20Λ. whose 1 eisiungsfakior is essentially the same as the I eistimgslaktoi of the coils 5, t-> of the series connection ('in addition, in normal life, the condition of the capacitor 21 is essentially the same! Series connection /> des ludukiors ^l >lliclH'iulc Snom I 1 g S / eigi. That the dill'eren, - /'.·. • w! -. Just the voltage at which the breaker Ki aul.H'i Beilieb is halls and Jer voltage, at cici _S s dc; I mcibicchei concerns wiwi. about .'I \ olt hetiagi. Diesel value lsi gioßei .iK the voltage deviation aul 1.UUIkI of fluctuations {· 10'V) four voltage vlei voltage of the Accordingly, vi.e Viclitcilc become a lot - \ ustuh; ur.gsio:; n according to I 1; ·> ^, vc ^ MCvlen De: Sch.iltpunkt Jcs I niei Im echn>. lbwiul .u ;! a ko'tsi.inie \ vMbcs | r "-r: c tension ^ l line ) < each · 1 ■. g S) a»: 0 «.10i 1 '. Ih-, Je-r: · ■ vlen I 1 gi 'uiul S : u CC "K' .- NCI 'Cl!', G C \ ! , 1g C 'IC 1' IcV. iv.'hicll Cv Mv ¹ Il Ulli ■ Mc'vcl · ', u'", e Be ^ r'e'e." ■,: · I:! .ui'.crc.ng vic Wnkiing t- _s Jc - V-IvUiingcn gcv.u »Je" 1 1: <i: "J"

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,.ν- ν· .'c'-vic·· Vui-'.c'c !■■ ;:>■« we-- I .r.ie:> -"i;ii Iv normalem Betrieb die Temperatur auf über 300°C erhöht werden können. Beim Braten beträgt die Temperatur des Öls etwa 180°C und die Temperatur des Topfes liegt bei normalem Betrieb hierbei oberhalb 300"C. In diesem Fall ist eine Schutzeinrichtung, welche bei einer Temperatur des Kochtopfes 1 von 300°C den Unterbrecher betätigt, ungeeignet. Ein weiteres Problem besteht darin, daß das Relais 24 stets mit der Spannungsdifferenz zwischen der Spannung des Kondensators 7 und der Spannung des Kondensators 21 beaufschlagt wird, und zwar durch Spannungsteilung im Verhältnis des Widerstandes zur Impedanz der Spule des Relais 24. Die an das Relais 24 angelegte Spannung wird altmählich erhöht, je nach Erhöhung der Spannungsdifferenz zwischen den Kondensatoren 7 und 21 im Falle eines abnormalen Betriebszustandes, so daß bei dem Relais 24 ein Prellen beobachtet wird, wenn die das Relais beaufschlagende Spannung sich der Betätigungsspannung nähert. Im allgemeinen schwankt bei der Massenfertigung die Betätigungsspannung von Relais zu Relais, so daß es erforderlich ist, den Wert des Widerstandes 43 für jedes einzelne Relais einzustellen. Diese Nachteile werden mit der nachstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig.9 vermieden. Diese umfaßt ein Impedanzelement 20, dessen Leistungsfaktor im wesentlichen gleich dem Leistungsfaktor der Spulen 5 und 6 bei normalem Betrieb ist. Dieses Impedanzelement ist entweder eine Drossel 20ό oder ein Widerstand 20/i. In Reihe mit dem Impedanzelement 20 ist ein Kondensator 21 geschaltet, dessen Kapazität derart gewählt ist, daß die Phase des durch die Reihenschaltung C fließenden Stroms im wesentlichen gleich der Phase des durch die Rcihenschaliung ö der Spulen 5, 6 und des Kondensators 7 fließenden Stroms ist. Eine Diodenbrücke 22 ist mit ihrem einen Hingang mit der Verbindungsstelle /wischen den Spulen 5, 6 und dem Kondensator 7 verbunden und mit ihrem anderen Eingang mit der Verbindungsstelle zwischen dem Impedanzelement 20 und dem Kondensator 21 verbunden. Ihr Ausgang ist mit einem Kondensator 23 verbunden. Der Detektor 17 zur Feststellung einer Änderung des durch die Reihenschaltung »fließenden Stroms und zur Umwandlung derselben in eine Änderung einer Gleichspannung besieht aus dem Impedanzelement 20, dem Kondensator 21, der Diodenbrücke 22 und dem Kondensator 23., .ν- ν · .'c'-vic ·· Vui - '. c'c! ■■;:> ■ «we-- I .r.ie:>-"i; ii Iv normal operation the temperature can be increased above 300 ° C. When frying, the temperature of the oil is around 180 ° C and the temperature of the pot is above 300 "C during normal operation. In this case, a protective device which actuates the interrupter at a temperature of the saucepan 1 of 300 ° C. is unsuitable. Another problem is that the relay 24 is always applied with the voltage difference between the voltage of the capacitor 7 and the voltage of the capacitor 21, namely by voltage division in the ratio of the resistance to the impedance of the coil of the relay 24 Applied voltage is gradually increased depending on the increase in the voltage difference between the capacitors 7 and 21 in the event of an abnormal operating condition, so that the relay 24 is observed to bounce when the voltage applied to the relay approaches the actuation voltage. In general, in mass production, the operating voltage varies from relay to relay, so that it is necessary to adjust the value of the resistor 43 for each relay. These disadvantages are avoided with the preferred embodiment according to FIG. 9 described below. This comprises an impedance element 20, the power factor of which is essentially equal to the power factor of the coils 5 and 6 in normal operation. This impedance element is either a choke 20ό or a resistor 20 / i. In series with the impedance element 20, a capacitor 21 is connected, the capacitance of which is selected such that the phase of the current flowing through the series circuit C is essentially the same as the phase of the current flowing through the series circuit 6 of the coils 5, 6 and the capacitor 7 . One input of a diode bridge 22 is connected to the connection point between the coils 5, 6 and the capacitor 7, and its other input is connected to the connection point between the impedance element 20 and the capacitor 21. Its output is connected to a capacitor 23. The detector 17 for detecting a change in the current flowing through the series circuit and for converting the same into a change in a direct voltage consists of the impedance element 20, the capacitor 21, the diode bridge 22 and the capacitor 23.

Das Bezugszeichen 30 bezeichnet einen programmierbaren Transistor mit einem PN-Übergang (im folgenden mit /'i '/'bezeichnet) und die Ausgangsspanniing des Detektors 17 liegt an der Anode 30Λ des /'('/H) an, und zwar nach Spannungsieilung durch Widerstände 27 uiH 28. Fin Kondensator 29 ist parallel zu dem Widerstand 28 geschaltel. Kr glättet die an der Anode H)A und dei^: Kathode 30K des Pi T3G anliegende Spannung. Fin Kondensator 32 ist mit der Steuerelektrode .HK; und der -\node 30.Λ des PiITW ν ei bunden und dient dazu, eine fehlerhafte Betätigung des Vl'l H) auf Grund von äußerem Rauschen zu verhindern. Das Bezugszeichen 24 bezeichnet ein Relais welches ubei ein Halbleiterschaltelement. z.B. einer l'hvnstor 2t\ mit dem Ausgaugsanschluß des Detektors Ι-⁷ ν ei bunden ist. Dieses Relais 24 wird durcl' Beaulschlagung mn vier \usgangsspannung des Dc'cktois 1 Γ hei leitendem /ustatukles l'hv nsiors 26 betätigt Dei lhvnsio! 2bww,\ teilend, w enn die Steuerelektrode 2t'v'\lc. 1 hu isuM s 26 mn Snom beaufschlagt wird. Die! geschieht, wenn dci ΓΙ Γ30 teilend wird. D^a! l'c.'iii'.s.-ciclicn U bezeichnet einen Widerstand zwi·The reference numeral 30 denotes a programmable transistor with a PN junction (hereinafter referred to as / 'i' / ') and the output voltage of the detector 17 is applied to the anode 30Λ of the /'('/ H), namely after voltage distribution through Resistors 27 uiH 28. Fin capacitor 29 is connected in parallel to resistor 28. Kr smoothes at the anode H) A and ^dei: fitting cathode 30K of Pi T3G voltage. Fin capacitor 32 is connected to the control electrode .HK; and the - \ node 30.Λ of the PiITW ν ei and serves to prevent incorrect operation of the Vl'l H) due to external noise. Reference numeral 24 denotes a relay which is a semiconductor switching element. Eg a l'hvnstor 2t \ is bound to the output connection of the detector Ι- ⁷ ν ei. This relay 24 is actuated by the application of four output voltage of the Dc'cktois 1 Γ under the conductive / ustatucles l'hv nsiors 26 Dei lhvnsio! 2bww, \ dividing, if the control electrode 2t'v '\ lc. 1 hu isuM s 26 mn Snom is applied. The! happens when dci ΓΙ Γ 30 becomes dividing. D ^a! l'c.'iii'.s.-ciclicn U denotes a resistance between

sehen der Steuerelektrode 26G und der Kathode 26K des Thyristors 26. Die Treiberstufe 19 besteht aus dem PUT30, den Widerständen 27, 28,31, den Kondensatoren 29,32, dem Relais 24 und dem Thyristor 26.see the control electrode 26G and the cathode 26K of the thyristor 26. The driver stage 19 consists of the PUT30, the resistors 27, 28, 31, the capacitors 29, 32, the relay 24 and the thyristor 26.

Das Bezugszeichen 35 bezeichnet eine Diodenbrüeke zur Umwandlung der Wechselspannung eines Transformators 34 der Stromquelle in Gleichspannung. Die Bezugszeichen 36 und 37 bezeichnen Widerstände. Die Gleichspannung liegt über eine Zener-Diode 38 und nach Spannungsteilung an Widerständen 36 und 37 an der Steuerelektrode 3OG des PUT30 an. Der Widerstand 37 ist parallel zu einem Kondensator 33 geschaltet, welcher zur Glättung der zwischen der Steuerelektrode 3OG und der Kathode 30K des PUT30 liegenden Gleichspannung dient. Demgemäß wird die Steuerelektrode 3OG des PUT30 mit einer Gleichspannung beaufschlagt, welche sich je nach den Schwankungen zur Spannungsquelle ändert. Der Kompensationskoeffizient wird durch die Zener-Diode 38 festgelegt. Die beschriebene Kompensationseinrichtung 18 für die Ausgangsspannung besteht aus dem Transformator 34, der Diodenbrüeke 35, der Zener-Diode 38, den Widerständen 36,37 und dem Kondensator 33.Reference numeral 35 denotes a diode bridge for converting the alternating voltage of a transformer 34 of the power source into direct voltage. Reference numerals 36 and 37 denote resistors. The DC voltage is applied to the control electrode 3OG of the PUT30 via a Zener diode 38 and, after voltage division, to resistors 36 and 37. The resistor 37 is connected in parallel to a capacitor 33 which serves PUT30 30 K of the underlying DC voltage to the smoothing between the control electrode and the cathode 3OG. Accordingly, a DC voltage is applied to the control electrode 3OG of the PUT30 , which voltage changes depending on the fluctuations in relation to the voltage source. The compensation coefficient is determined by the Zener diode 38. The described compensation device 18 for the output voltage consists of the transformer 34, the diode bridge 35, the Zener diode 38, the resistors 36, 37 and the capacitor 33.

Das Bezugszeichen 39 bezeichnet ein Relais, welches mit einem normalerweise offenen Kontakt 25 des Relais 24 verbunden ist und welches parallel zum Induktor 9 zur Stromquelle liegt, so daß dieses Relais erregt wird, sobald der Kontakt 25 geschlossen wird. Dieses Relais umfaßt einen normalerweise geschlossenen Kontakt 40, welcher zur Unterbrechung des durch den Induktor 9 fließenden Stroms dient, sowie einen normalerweise offenen Kontakt 41, welcher als Haltekontakt dient. Das Relais 39 und die Kontakte 25, 40, 41 bilden den Unterbrecher 16. Bei dieser Schaltung ist die Beziehung zwischen der Spannung der Spannungsquelle und der Ausgangsspannung des Detektors im normalen Betriebszustand und im abnormalen Betriebszustand verschieden, je nachdem, ob das Impedanzelement 20 ein Widerstand 20a oder eine Drossel 20b ist.The reference numeral 39 denotes a relay which is connected to a normally open contact 25 of the relay 24 and which is parallel to the inductor 9 to the power source, so that this relay is energized as soon as the contact 25 is closed. This relay comprises a normally closed contact 40, which is used to interrupt the current flowing through the inductor 9, and a normally open contact 41, which serves as a holding contact. The relay 39 and the contacts 25, 40, 41 form the breaker 16. In this circuit, the relationship between the voltage of the voltage source and the output voltage of the detector in the normal operating state and in the abnormal operating state is different, depending on whether the impedance element 20 is a resistor 20a or a throttle 20b .

Im folgenden wird die Arbeitsweise dieser Ausführungsform der Schutzeinrichtung unter Bezugnahme auf Fig.8 erläutert. Die Ausgangsspannung des Detektors 17 zum Zeitpunkt der Betätigung des Unterbrechers 16 wird als Unterbrechungsspannung Yi bezeichnet und der Widerstand 36 wird beispielsweise derart gewählt, daß eine Unterbrechungsspannung von 65 Volt bei 100 Volt der Spannungsquclle und von 60 Volt bei 90 Volt der Spannungsquclle und von 70 Volt bei 110 Volt der Spannungsquclle erhalten wird (4-5 Volt unterhalb derjenigen bei leerem Topf (Temperatur des Topfes: 350"C). Die Einstellung der Unterbrechungsspannung geschieht durch die Zener-Diode. Die Untcrbrechungs-'pannung ändert sich somit je nach den Schwankungen der Spannung der Spunruingsqucllc. Bei normalem Betriebszustand liegt an der Steuerelektrode 3OG de; PUT30 eine der Spannung der SpannungsquelU proportionale Spannung an und die Ausgangsspannung des Detektors 17 liegt nach Spannungsteilung an dei Anode 30A an. An den Kondensatoren 7 und 21 liegi jedoch ein Strom mit im wesentlichen gleicher Phase an so daß die Ausgangspannung des Detektors 17 gering ist. Demgemäß ist die an der Anode 30Λ des PUTSi anliegende Spannung geringer als die an der Steuerelektrode 3OG anliegende Spannung, so daß das PUT30 ir gesperrtem Zustand gehalten wird und der Thyristor 2t somit ebenfalls im gesperten Zustand gehalten wird. Ir diesem Falle wird das Induktionsheizgerät niehl unterbrochen.The mode of operation of this embodiment of the protective device is explained below with reference to FIG. The output voltage of the detector 17 at the time of actuation of the interrupter 16 is referred to as the interruption voltage Yi and the resistor 36 is selected, for example, such that an interruption voltage of 65 volts at 100 volts of the voltage source and of 60 volts at 90 volts of the voltage source and of 70 volts The voltage source is obtained at 110 volts (4-5 volts below that when the pot is empty (temperature of the pot: 350 "C). The interruption voltage is set by the Zener diode. The interruption voltage thus changes depending on the fluctuations In normal operating conditions, a voltage proportional to the voltage of the voltage source is applied to the control electrode 3OG de; PUT30 and the output voltage of the detector 17 is applied to the anode 30A after voltage division. However, a current is present on the capacitors 7 and 21 essentially the same phase so that the output voltage of the detector 1 7 is low. Accordingly, the voltage applied to the anode 30Λ of the PUTSi is lower than the voltage applied to the control electrode 3OG, so that the PUT30 is kept in the blocked state and the thyristor 2t is thus also kept in the blocked state. In this case the induction heater is never interrupted.

Im Falle eines abnormalen Betriebszustandes erhöhl sich der durch den Kondensator 7 fließende Strom unc die Phase dieses Stroms wird geändert. Andererseits ändern sich die Stromstärke und die Phase des durch den Kondensator 21 fließenden Stroms nicht. Somil wird die Ausgangsspannung des Detektors 17 erhöht Damit wird aber auch die an der Anode 3OA des PUT3C anliegende Spannung erhöht. Wenn nun diese Spannung größer wird als die an der Steuerelektrode 3OC anliegende Spannung, so wird das PUT30 leitend und es fließt ein Strom zur Steuerelektrode 26Gdes Thyristors 26, so daß auch der Thyristor 26 leitend wird. Sodann wird das Relais durch Beaufschlagung mit der Spannung betätigt und der Kontakt 25 wird geschlossen, woraul das Relais 39 des Unterbrechers 16 betätigt wird. Hierdurch wird der Kontakt 40 ausgeschaltet und der Strom zum Induktor 9 wird unterbrochen. Gleichzeitig wird der Kontakt 41 eingeschaltet, so daß der Unterbrechungszustand aufrechterhalten bleibt, obgleich das Ausgangssignal des Detektors 17 verschwindet. Ein Alarmlämpchen oder ein Summer (in der Schaltung des Relais 39) dient dazu, den abnormalen Betriebszustand der Bedienungsperson anzuzeigen.In the event of an abnormal operating condition, the current flowing through the capacitor 7 increases and the phase of this current is changed. On the other hand, the current intensity and the phase of the current flowing through the capacitor 21 do not change. Somil the output voltage of the detector 17 is increased. However, the voltage present at the anode 30A of the PUT3C is also increased. If this voltage now becomes greater than the voltage applied to the control electrode 3OC, the PUT30 becomes conductive and a current flows to the control electrode 26G of the thyristor 26, so that the thyristor 26 also becomes conductive. The relay is then actuated by applying the voltage and the contact 25 is closed, whereupon the relay 39 of the interrupter 16 is actuated. This switches off the contact 40 and the current to the inductor 9 is interrupted. At the same time, the contact 41 is switched on, so that the interruption state is maintained, although the output signal of the detector 17 disappears. An alarm lamp or buzzer (in the circuit of relay 39) is used to indicate the abnormal operating condition of the operator.

Bei einer Schwankung der Spannung der Spannungsquelle wird die Steuerelektrode 3OG des PUT30 durch eine geänderte Spannung beaufschlagt und die Ausgangsspannung des Detektors 17 für ein Leitendwerden des PUT30 (d. h. die Unterbrechungsspannung wird ebenfalls geändert.If the voltage of the voltage source fluctuates, a changed voltage is applied to the control electrode 3OG of the PUT30 and the output voltage of the detector 17 for the PUT30 to become conductive (ie the interruption voltage is also changed.

Die Schutzeinrichtung wird bei im wesentlichen der gleichen Temperatur des Topfes betätigt, wenn dieser ohne Inhalt erhitzt wird, und zwar unabhängig von einer Schwankung der Spannung der Spannungsquclle. Da das Halbleiterschaltelement 26 in Reihe zum Relais 24 liegt, kommt es nicht zu einem Prellen des Relais 24 und der komplizierte Vorgang der gesonderten Einstellung des Widerstandes je nach der Abweichung der BctätigiingsspaniHing der einzelnen Relais 24 kann unterbleiben.The protective device is actuated at essentially the same temperature as the pot when the latter is heated without content, regardless of a fluctuation in the voltage of the voltage source. There the semiconductor switching element 26 is in series with the relay 24, there is no bouncing of the relay 24 and the complicated process of separate adjustment of the resistance depending on the deviation of the BctätigiingsspaniHing the individual relay 24 can remain under.

Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings

Claims

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Claims.

I. Protection device for an induction cooker operated with Net / frequen / with an inductor magnetically coupled to the S to be heated, of which a coil with a first capacitor forms a first series circuit, the current of which is 45 "el. Compared to the driving voltage vorcili , thereby gekc η η ζ calibrated that parallel to the first series circuit (B) is a second series circuit (O of an impedance (20) and a second capacitor (21) and the potentials of the connection points of the coil (5, 6) and the first capacitor (7) as well as the impedance (20) and the second capacitor (21) are connected to an evaluation device designed as a driver stage (19), by means of which the induction cooking appliance (9) can be pulled from the mains when an adjustable potential difference is reached.

2. Protection device according to claim I, characterized in that the driver stage (19) is a relay; (24) and a series-connected to this semiconductor switching element (26) comprises, which of a Mains voltage fluctuations compensating control device (18, 30) in the conductive state can be controlled when the potential difference reaches the actuation voltage of the relay (24).

3. Protection device according to claim 2, characterized in that a control electrode (26C) of the semiconductor switching element (26) is connected to the cathode (30 K) of a programmable transistor with a PN junction (30) and between its anode (30Λ) and its Cathode [30K) is part of the potential difference and its control electrode (30C) is acted upon by a reference voltage derived from the voltage of the voltage source.

4. Protection device according to claim 4, characterized in that the control electrode (30CJ des programmable transistor with a PN junction (30) via an adjustable voltage divider (36, 37), a Zener diode (38) and a rectifier ^) is connected to the voltage source.