DE2526877A1

DE2526877A1 - Induktionsheizgeraet

Info

Publication number: DE2526877A1
Application number: DE19752526877
Authority: DE
Inventors: Keizo Amagami; Kouji Funakoshi; Mitsuyuki Kiuchi; Hideyuki Kominami; Takumi Mizukawa; Masatatsu Nakamura
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1974-06-17
Filing date: 1975-06-16
Publication date: 1976-01-08
Also published as: NL164453C; FR2275105B1; DE2526877B2; SE408120B; DE2559519A1; NL7507140A; FR2275105A1; AU8217475A; AU475059B2; DE2559519C3; JPS50160849A; CA1062340A; DE2559519B2; SE7506891L; GB1515131A; NL164453B; DE2526877C3

Description

T D IX Patentanwälte: IEDTKE - DÜHLING - IVlNNE Dipl.-iny. Tiedtke

Dipl.-Chem. Bühling 2526877 Dipl.-Ing. Kinne

8 München 2, Postfach 202403

Bavariaring 4

Tel.:(0 89)53 9653-56

Telex: 5 24845 tipat

cable: Germaniapatent München

B 669O 16. Juni 1975

Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Osaka, Japan

Induktionsheizgerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein Induktionsheizgerät, das üblicherweise für Kochzwecke verwendet wird.

Das Induktionsheizgerät, auf das sich die Erfindung bezieht,ist im wesentlichen aus einem Leistungswechselrichter und einer Induktionsheizeinheit zusammengesetzt, welche eine

^_n Mehrzahl von zwischen die Ausgangsanschlüsse des Leistungs-

co Wechselrichters geschalteten Heizspulen aufweist. Der Lei-

co stungswechselrichter besitzt einen Halbleiterschalter, der

^ aus einer Parallelschaltung eines gesteuerten Siliciumgleich-H₀ richters und einer Diode besteht, die zueinander gegenpolig geschaltet sind. Parallel zu dem Halbleiterschalter ist eine aus einer Kommutierungsspule und einem Kommutierungskondensator bestehende Schwingschaltung angeschlossen, so daß ein

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hochfrequenter Schwingstrom erzeugt wird, wenn der einen Teil des Halbleiterschalters bildende gesteuerte Siliciumgleichrichter mit einer vorbestimmten Frequenz getriggert wird. Folglich wird ein Resonanzstrom in jeder der Heizspulen erzeugt, die üblicherweise parallel zwischen die Ausgangsanschlüsse des Leistungswechselrichters oder genauer parallel zu dem vorstehend genannten Kommutierungskondensator geschaltet sind, so daß in jeder der Heizspulen ein kommutierendes Magnetfeld bzw. magnetisches Wechselfeld induziert wird. Das magnetische Wechselfeld erzeugt in nahe einer der Heizspulen abgestellten Kochgefäßen, Töpfen oder Pfannen Wirbelströme mit dem Ergebnis, daß das zu kochende Gut direkt von dem Kochgerät erhitzt wird, in dem sich das Gut befindet.

Wenn in diesem Falle die Last bzw. das in der Nähe einer Heizspule abgestellte Kochgerät aus einem nicht-magnetischen Metall wie beispielsweise Aluminium gebildet ist, weist der durch den Halbleiterschalter fließende Strom eine ungewöhnliche Schwingungsart auf, die wegen einer über dem gesteuerten Siliciumgleichrichter ausgebildeten überspannung die Zerstörung des gesteuerten Siliciumgleichrichters verursacht. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, bei dem Induktionsheizgerät eine Einrichtung derart anzubringen, daß die Heizspule sofort von dem Leistungswechselrichter oder einer Stromversorgung weggeschaltet oder anderweitig zwangsläufig abgeschaltet wird, wenn eine an die Heizspule angelegte nichtmagnetische Last entdeckt wird. Wenn wie bei dem Gerät, auf das sich die Erfindung bezieht, das Induktionsheizgerät eine

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Mehrzahl von Heizspulen aufweist, ist es darüber hinaus vorzuziehen, daß die Einrichtung außerdem so aufgebaut ist, daß sie unabhängig von der verbleibenden Heizspule oder den verbleibenden Heizspulen eine oder mehrere Heizspulen ausschaltet, wenn deren Belastung mit einer nicht-magnetischen Last ermittelt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Induktionsheizgerät zu schaffen, das mit einer Schutzeinrichtung ausgestattet ist, die eine Heizspule oder Heizspulen von der Erregung abschaltet, wenn die Heizspule oder eine der Heizspulen mit einer nicht-magnetischen Last belastet wird.

Dabei soll erfindungsgemäß ein Induktionsheizgerät mit einer Schutzeinrichtung ausgestattet werden, die das Anlegen einer nicht-magnetischen Last an eine der Heizspulen ermittelt und die Heizspule oder die Heizspulen von der Erregung unabhängig von der übrigen Heizspule oder den übrigen Heizspulen abtrennt, wenn ihre Belastung mit einer nichtmagnetischen Last ermittelt ist.

Ein weiterer den herkömmlichen Induktionsheizgeräten anhaftender Nachteil besteht darin, daß die Heizspule die Erzeugung von Wärme nicht nur in einem Kochgefäß, einem Topf oder einer Pfanne, sondern auch in einem Küchenmesser, einem Löffel, einer Gabel oder einem anderen unterschiedlichen Küchenutensil bewirkt, das beim Kochen normalerweise nicht zum Erwärmen verwendet wird. Wenn ein derartiges beliebiges

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Küchenutensil zufällig über einer während des Kochens nicht benutzten Heizspule abgelegt wird, wird es erhitzt und kann die Bedienungsperson verletzten, wenn sie es versehentlich berührt. Ein solcher Unfall kann vermieden werden, wenn jede der Heizspulen mit einem handbetätigten Schalter ausgestattet 13t, der die Heizspule abgeschaltet hält, wenn sie während des Kochens nicht benützt wird. Im Unterschied zu gewöhnlichen Heizgeräten, die die Wärme mit Flammen oder Glut erzeugen, ist es jedoch wegen des Fehlens erkennbarer Anzeichaifür die durch die Heizspule erzeugte Hitze praktisch unmöglich, trotz Ausstattung einer jeden Heizspule mit einem derartigen Schalter Verbrennungen der Bedienungsperson zu verhindern.

Daher soll ferner ein Induktionsheizgerät mit einer Schutzeinrichtung geschaffen werden, die eine oder mehrere der Heizspulen oder alle Heizspulen von der Erregung wegschaltet, wenn ein Küchenmesser, eine Gabel oder ein Löffel in der Nähe^iner Heizspule abgelegt ist. Nachstehend wird ein Küchenmesser, eine Gabel, ein Löffel oder ein anderes ähnliches Gerät allgemein als "auszuscheidende magnetische Last" bezeichnet, während ein Kochgefäß, ein Topf, eine Pfanne oder irgendein anderer gewöhnlich zum Kochen und Wärmen verwendeter Behälter allgemein als "erwünschte magnetische Last" bezeichnet wird. Ferner fallen dabei die "auszuscheidende magnetische Last" und eine nicht-magnetische Last wie ein aus Aluminium hergestelltes Kochgefäß unter die Kathegorie "ungeeignete Last". Die vorstehend benannte "erwünschte magne-

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tische Last" wird in der folgenden Beschreibung auch als "geeignete Last" bezeichnet.

Bei dem Induktionsheizgerät, das mit der Schutzeinrichtung ausgestattet ist, die auf eine ungeeignete Last wie eine nicht-magnetische Last oder eine auszuscheidende magnetische Last gemäß der vorstehenden Definition anspricht, kann ein Problem dadurch entstehen, daß die Schutzeinrichtung auf unerwünschte Weise zum Ausschalten einer Heizspule oder von Heizspulen betätigt wird, wenn eine nahe einer Heizspule angeordnete erwünschte magnetische Last beim Kochen zu der Heizspule hin und von der Heizspule weg bewegt wird. Ein derartiges Problem ist bei einem Induktionsheizgerät ausgeprägt, das eine Mehrzahl von Heizspulen aufweist, die gemeinsam mit einem gemeinsamen Leistungswechselrichter verbunden sind, weil das Ausschalten einer der Heizspulen die Leistungsfähigkeit aller übrigen Heizspulen beeinträchtigt, die mit erwünschten magnetischen Lasten belastet sind. Daher soll erfindungsgemäß ein Induktionsheizgerät geschaffen werden, bei dem ein derartiges Problem nicht auftritt.

Erfindungsgemäß wird ein Induktionsheizgerät geschaffen, das eine Gleichstromversorgung, einen an die Gleichstromversorgung angeschlossenen Leistungswechselrichter zum Erzeugen eines hochfrequenten Schwingstroms, eine Induktionsheizeinheit mit einer Mehrzahl von Heizspulen, die gemeinsam an den Leistungswechselrichter angeschlossen sind, um so ein magnetisches Wechselfeld um jede der Heizspulen zu erzeugen,

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die von dem Leistungswechselrichter erregt ist, sowie eine Schutzeinrichtung aufweist, die auf eine über einer der Heizspulen angeordnete ungeeignete Last durdiAbtrennen der Heizspule von der Erregung anspricht. Erfindungsgemäß weist die Schutzeinrichtung eine mit der Induktionsheizeinheit verbundene erste Schalteinrichtung, eine mit der ersten Schalteinrichtung verbundene Steuereinrichtung, die bei ihrer Betätigung an die Schalteinrichtung öffnet , sowie eine zweite Schalteinrichtung auf, die zur Betätigung der Steuereinrichtung auf die Belastung mindestens einer der Heizspulen mit einer nicht-magnetischen Last anspricht. Dabei kann die erste Schalteinrichtung eine Mehrzahl von Schaltelementen besitzen, die jeweils in Reihe mit den Heizspulen geschaltet sind, während auf gleiche Weise die zweite Schalteinrichtung eine Mehrzahl von Schaltern aufweisen kann, die jeweils den Heizspulen zugeordnet sind, so daß nur eine Heizspule von der Erregung durch den Leistungswechselrichter weggeschaltet wird, die durch eine nicht-magnetische Last belastet ist. .Ferner kann die Schutzeinrichtung aus einer Stromdetektoreinrichtung die ein einen jeweils in einer Heizspule fließenden Strom darstellendes Ausgangssignal erzeugt, einer Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der Ausgangssignale der Stromdetektoreinrichtung mit vorbestimmten Bezugssignalen, die einen . Bereich des bei der Belastung der Heizspule mit einer auszuscheidenden magnetischen Last in jeder Heizspule zu erzeugenden Stroms darstellen, sowie einer Treibereinrichtung zum Abschalten einer durch eine auszuscheidende magnetische Last belasteten Heizspule von der Erregung durch den Leistungswechselrichter

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zusammengesetzt ist. Ferner kann die Schutzeinrichtung zusätzlich zu den vorstehend genannten Komponenten eine Zeitgebeschaltung aufweisen, die im Ansprechen auf eine mindestens einer der Heizspulen für eine vorbestimmte Zeitdauer auferlegte ungeeignete Last ein Ausgangssignal erzeugt. Die vorstehend genannte auf die Belastung mindestens einer der Heizspulen mit einer nicht-magnetischen Last ansprechende Schalteinrichtung kann einen fest unterhalb einer jeden Heizspule angeordneten Permanentmagneten, einen fest oberhalb des Permanentmagneten angeordneten ortsfesten elektrischen Kontakt und einen bewegbaren elektrischen Kontakt aufweisen, der zwischen dem Permanentmagneten und dem ortsfesten elektrischen Kontakt senkrecht bewegbar angeordnet ist und der mittels einer auf ihn von dem Permanentmagneten einwirkenden Anziehungskraft auf Abstand von dem ortsfesten elektrischen Kontakt vorgespannt ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, bei der gleiche Bezugszeichen jeweils entsprechende Einheiten, Schaltungen und Elemente bezeichnen.

Fig. 1 ist ein schematisches Schaltbild einer ersten Ausführungsform des Induktionsheizgeräts.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht, die teilweise im

Schnitt eine magnetisch betätigte Schalteranordnung zeigt, die in die in Fig. 1 darge-

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stellte Ausführungsform eingebaut ist.

Fig. 3 ist ein schematisches Schaltbild einer zweiten Ausführungsform des Induktionsheizgeräts.

Fig. 4 ist ein schematisches Schaltbild einer Modifikation der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform.

Fig. 5 ist ein schematisches Schaltbild einer weiteren Ausführungsform des Induktionsheizgeräts.

Nunmehr wird zuerst auf die Fig. 1 Bezug genommen, die eine erste Ausführungsform des Induktionsheizgerats zeigt. Wie dargestellt, besteht das Induktionsheizgerät im wesentlichen aus einer Gleichstromversorgung 1O, —

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einem Leistungswechselrichter 12 und einer Induktionsheizeinheit 14. Die Gleichstromversorgung 10 ist beispielmäßig durch einen Brücken-Vollweggleichrichter 16 mit einem positiven Ausgangsanschluß 18 und einem negativen Ausgangsanschluß 18· sowie durch eine Reihenschaltung einer Wechselstromquelle 20 und eines handbetätigten, normalerweise geöffneten Schalters 22 dargestellt, die parallel an den Vollweggleichrichter 16 angeschaltet ist. Der Vollweggleichrichter 16 besteht aus Dioden l6a, l6b, l6c und l6d, die in Form einer diametralen Brücke zwischen seinen positiven Ausgangsanschluß 18 und seinen negativen Ausgangsanschluß 18' geschaltet sind. Der statische Leistungswandler bzw. Leistungswechselrichter 12 ist mit seinen Eingangsanschlüssen an die Ausgangsanschlüsse 18 und 18' des Vollweggleichrichters 16 angeschlossen. An die Anschlüsse 18 und 18' sind in Serie eine Filterspule 24 und ein Halbleiterschalter 26 angeschlossen. Der Halbleiterschalter 26 ist aus einem gesteuerten Siliciumgleichrichter 28 sowie einer Diode 30 zusammengesetzt, die zu diesem gegenpolig parallel geschaltet ist. Der gesteuerte Siliciumgleichrichter 28 besitzt eine Torelektrode, die zu seiner wiederholten Triggerung mit Ultraschallfrequenz an eine Torimpulszuführschaltung bzw. einen Oszillator 32 angeschlossen ist. Parallel zu dem Halbleiterschalter 26 ist eine Kommutierungs- bzw. Schwingschaltung geschaltet, die aus einer Kommutierungs- bzw. Schwingspule 34 und einem Kommutierungs- bzw. Schwingkondensator 36 besteht. Die Ausgangsanschlüsse des derart aufgebauten Leistungswechselrichters 12 sind mit der Induktionsheizeinheit 14 verbunden. Die Induktionsheizeinheit 14 weist

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eine erste Reihenschaltung eines Filterkondensators 38 und einer Heizspule 40 und eine zweite Reihenschaltung eines Filterkondensators 38' und einer Heizspule 40' auf. Die erste und die zweite Reihenschaltung aus dem Filterkondensator 38 und der Heizspule 40 bzw. dem Filterkondensator 38' und der Heizspule 40' sind über normalerweise geöffnete Relaiskontakte 42 bzw. 42' parallel an die Ausgangsanschlüsse des Leistungswechselrichters 12 angeschlossen. Parallel zu der ersten Reihenschaltung aus dem Filterkondensator 38 und der Heizspule 40 ist ein zusätzlicher Kommutierungskondensator 44 angeschlossen. Auf gleiche Weise ist parallel zu der zweiten Reihenschaltung aus dem Filterkondensator 38' und der Heizspule 40' ein zusätzlicher Kommutierungskondensator 44' angeschlossen. Diese zusätzlichen Kommutierungskondensatoren 44 und 44' sind dafür vorgesehen, die durch die vorstehend genannte Schwingschaltung erzeugte Schwingenergie zu kompensieren, wie es später näher beschrieben wird. Abhängig von der für den Kommutierungskondensator 36 gewählten Kapazität können jedoch gewünschtenfalls die zusätzlichen Kommutierungskondensatoren und 44' weggelassen werden.

Der normalerweise offene Relaiskontakt bzw. Relaisarbeit skontakt 42 und ein Relaisarbeitskontakt 48, die der Heizspule 40 zugeordnet sind, werden durch ein Relais 50 betätigt, während auf gleiche Weise der Relaisarbeitskontakt 42' und ein Relaisarbeitskontakt 48', die der Heizspule 40' zugeordnet sind, durch ein Relais 50^f betätigt werden. Die Relais 50 und 50' werden wiederum durch die Funktion magnetisch be-

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tätigter Schalteinrichtungen 5¹* und 54* betätigt, die in der Nähe der Heizspulen ¹IO bzw. 40' angeordnet sind. Beide Schalteinrichtungen 5²I und 5¹*^f sind in offenem Zustand vorgespannt und werden auf eine magnetische Last ansprechend geschlossen, die in der Nähe der der jeweiligen Schalteinrichtung zugeordneten Heizspule abgestellt ist. Auf diese Weise bildet die Zusammenstellung der Schaltelemente bzw. Relaisarbeitskontakte H2 und U8_t des Relais 50 und der Schalteinrichtung 5^ die der Heizspule ^iO zugeordnete Schutzeinrichtung, während auf gleiche Weise die Zusammensetzung der Relaisarbeitskontakte iJ2' und Jj8', des Relais 50' und der Schalteinrichtung 5¹*¹ die der Heizspule ¹JO¹ zugeordnete Schutzeinrichtung bildet.

Wenn der Netzschalter 22 von einer Bedienungsperson von Hand geschlossen wird, liefert der Vollweggleichrichter 16 eine Gleichspannung, so daß über die Filterspule 2h und die Kommutierungsspule 3^ in dem Kommutierungskondensator 36 Ladung gespeichert wird. Wenn dann der gesteuerte Siliciumgleichrichter 28 durch den von dem Oszillator 32 abgegebenen Torimpuls getriggert wird, wird er durchgeschaltet, so daß über die Kommutierungsspule 3¹J ein Kommutierungs- bzw. Sdiwingstrom in dem gesteuerten Siliciumgleichrichter 28 und danach in der Diode 30 fließt. Dadurch entsteht über der Diode 30 ein Spannungsabfall, so daß über dem gesteuerten Siliciumgleichrichter 28 eine gegenpolige Spannung aufgebaut wird, die diesen sperrt bzw. ausschaltet. Auf diese Weise wird aus den Ausgangsanschlüssen des Leistungswechselrichters 12 ein

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hochfrequenzter Schwingstrom abgegeben, da der gesteuerte Siliciumgleichrichter 28 mittels des von dem Oszillator 32 abgegebenen Impulszugs wiederholt gezündet bzw. aufgesteuert wird. Wenn dabei ein Kochbehälter 56 oder 56' aus einem magnetischen Material wie beispielsweise Stahl oder Eisen in der Nähe der Heizspule 40 oder ¹IO' abgestellt ist, wird die Schalteinrichtung 5^ oder 54' entgegen die darauf dauernd ausgeübte Vorspannkraft geschlossen, so daß das zugeordnete Relais 50 oder 50* betätigt wird, was das Schließen der Schaltelemente bzw. Relaisarbeitskontakte 42 und 48 oder 42' und 4b¹ bewirkt. Dadurch fließt in der Heizspule 40 oder 40' ein ultraschallfrequenter Erregungsstrom von dem Leistungswechselrichter 12. Folglich werden durch die elektromagnetische Kopplung mit der Heizspule 40 oder 40' in dem Kochbehälter oder 56' Wirbelströme induziert. Durch die Wirbelströme entsteht daraufhin in dem Kochbehälter 56 oder 56' Wärme, die von dem Kochbehälter direkt auf das darin befindliche zu kochende Gut übertragen wird.

Wenn jedoch eine aus einem nicht-magnetischen Material hergestellte Last wie beispielsweise ein Aluminiumbehälter über oder in der Nähe der Heizspule 40 oder 40' abgestellt ist, bleibt die Schalteinrichtung 54 oder 54· wegen der ständig darauf einwirkenden Vorspannkraft offen, so daß das zugehörige Relais 50 oder 50' die Relaisarbeitskontakte 42 und 48 oder 42^r und 48' offen hält. Auf diese Weise wird trotz des Schließens des Netzschalters 22 die Heizspule 40 oder 40' von der Erregung durch den Leistungswechselrichter 12 abgetrennt. Die Heizspule

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40 oder 40' bleibt abgeschaltet, bis die nicht-magnetische Last von ihr entfernt und stattdessen eine Last aus einem magnetischen Material aufgebracht wird.

Wenn die zusätzlichen Kommutierungskondensatoren 44 und 44' weggelassen werden, muß der Kommutierungskondensator 36 so gewählt werden, daß er eine ausreichend große Kapazität hat, die Erregung der Heizspulen 40 und 40' im Dauerzustand zu ermöglichen, wenn beide Heizspulen 40 und 40* gleichzeitig an dem Leistungswechselrichter 12 angeschlossen sind. Wenn nur eine der Heizspulen 40 und 40· abgeschaltet bleibt, während die andere erregt wird, wird die nur durch den Kommutierungskondensator 36 erzeugte Schwingenergiemenge für die erregte Heizspule zu hoch. Das ergibt eine übermäßige Erhöhung der Schwingfrequenz des Leistungswechselrichters 12 und führt zu einem Anstieg des Stroms und der Spannung an dem gesteuerten Siliciumgleichrichter 28, wodurch ein Aussetzen der Schaltfunktion des gesteuerten Siliciumgleichrichters 28 des Leistungswechselrichters 12 verursacht wird. Wenn der Schaltausfall des gesteuerten Siliciumgleichrichters 28 auf einen kritischen Wert ansteigt, wird das Sperren des gesteuerten Siliciumgleichrichters 28 wegen der hohen Temperatur an seiner PN-Übergangszone verhindert. Diese Schwierigkeit ist jedoch bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform beseitigt, da wegen der mit den einzelnen Heizspulen 40 und 40' verbundenen zusätzlichen Kommutierungskondensatoren 44 bzw. 44' der Strom und die Spannung an dem gesteuerten Siliciumgleichrichter 28 unabhängig von der Anzahl der eingeschalteten Heizspulen im wesent-

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lichen konstant gehalten werden. Wenn die Relais 50 und 50' betätigt werden, was eine Betätigung ihrer Kontakte 48 und 48' ergibt, werden über die Leitung 52 die Filterkondensatoren 38 und 38' parallelgeschaltet, damit die Resonanzfrequenz des Leistungswechselrichters 12 eingestellt ist, wenn die Induktionsheizeinheit 14 voll belastet ist.

Die Fig. 2 stellt ein praktisches Beispiel der Schalteinrichtung 54 dar, die einen Teil der in der Induktionsheizeinheit 14 des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels angebrachten Selbstschutz- bzw. Schutzeinrichtung bildet. Gemäß Fig. 2 ist die Heizspule 40 Spiralenförmig mit einer in ihrer Mitte ausgebildeten Öffnung 40a aufgewickelt und unterhalb einer flachen Tragplatte 60 angeordnet, welche aus hitzebeständigem nicht-magnetischen Material hergestellt ist. Unterhalb der Mittelöffnung 40a der spiralförmigen Heizspule 40 ist eine hohle, nach oben geöffnete Aufnahme 62 angeordnet, die aus einem nicht-magnetischen Material hergestellt ist. Die Aufnahme 62 nimmt einen frei vertikal bewegbaren Permanentmagneten 64 auf, dessen oberes Ende sich in der Mittelöffnung 40a der Heizspule 40 befindet, wenn er wegen seiner Schwere in der Aufnahme 62 liegt. Auf diese Weise wird der Permanentmagnet 64 in seiner tiefsten Position in der Aufnahme 62 in Ruhestellung gehalten, wenn sich keine magnetische Last auf der Tragplatte 60 befindet, während er durch eine auf der oberen Fläche der Tragplatte 60 abgestellte magnetische Last wie beispielsweise einen Kochbehälter 56 nach oben bewegt wird. An der Unterfläche der Tragplatte 60 ist ein ortsfester

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elektrischer Kontakt 66 befestigt, der in einer Stellung über der Mittelöffnung 40a der spiralenförmigen Heizspule 40 gelagert ist, während an dem oberen Ende des Permanentmagneten 64 ein bewegbarer elektrischer Kontakt 68 befestigt ist, der zusammen mit dem Permanentmagneten 64 zur Kontaktgabe mit dem ortsfesten Kontakt 66 auf der Tragplatte 60 vertikal bewegbar ist. Der bewegbare Kontakt 68 ist durch das Gewicht der Anordnung des Permanentmagneten 64 und des bewegbaren Kontakt 68 zu einer Stellung im Abstand von dem ortsfesten Kontakt 66 hin vorgespannt. Die beiden derart angeordneten Kontakte 66 und 68 sind mit Zuleitungen 70 und 70' verbunden, die zu dem Relais 50 führen. Die der in Fig. 1 dargestellten Heizspule 40· zugeordnete Schalteinrichtung 54* ist auf vollständig gleiche Weise wie die Schalteinrichtung 54 aufgebaut und angeordnet, so daß daher die Beschreibung der Schalteinrichtung 54 völlig auf die Schalteinrichtung 54' zutrifft.

Die Wirkungsweise der Schalteinrichtung 54 wird nunmehr unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben. Wenn auf der Tragplatte 60 keine Last aufliegt, bleibt der Permanentmagnet 64 in der Aufnahme 62, so daß der von dem Permanentmagneten 64 getragene bewegbare Kontakt 68 von dem ortsfesten Kontakt 66 auf der Tragplatte 60 unabhängig vom Ein- oder Ausschalten des Netzschalters 22 des Induktionsheizgeräts räumlich absteht. Dieser Zustand wird auch dann beibehalten, wenn eine aus einem nicht-magnetischen Material hergestellte Last wie beispielsweise ein aus Aluminium gebildeter Kochbehälter auf die Tragplatte 60 aufgesetzt wird, weil

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der Permanentmagnet 64 durch sein eigenes Gewicht und das Gewicht des bewegbaren Kontakts 68 in der Aufnahme 62 gehalten wird. Auf diese Weise wird der mit dem Relais 50 mechanisch verbundene Relaisarbeitskontakt 42 offengehalten, so daß die der Schalteinrichtung 54 zugeordnete Heizspule 40 von der Erregung abgeschaltet ist, obgleich der Netzschalter 22 geschlossen und der Leistungswechselrichter 12 zur Erzeugung eines Schwingstroms in Betrieb genommen sein kann. Wenn jedoch eine aus einem magnetischen Material gebildete Last wie beispielsweise ein Kochbehälter 56 aus Eisen oder Stahl auf die Tragplatte 60 aufgesetzt wird, wird der bisher in der Aufnahme 62 ruhende Permanentmagnet 64 angezogen und entgegen die auf ihn durch sein Gewicht und das Gewicht des bewegbaren Kontakt 68 ausgeübte Vorspannkraft durch die Mittelöffnung 40a der spiralenförmigen Heizspule 40 hindurch zu der Tragplatte 60 hin bewegt. Als Folge davon wird der auf dem Permanentmagnet 64 sitzende bewegbare Kontakt 68 in Berührung mit dem ortsfesten Kontakt 66 an der Unterseite der Tragplatte 60 gebracht, was zur Folge hat, daß die Zuleitungen 70 und 70' über die Kontakte 66 und 68 miteinander verbunden werden. Das an die Zuleitungen 70 und 70' angeschlossene Relais wird nunmehr erregt und schließt den Relaisarbeitskontakt 42, so daß die der Schalteinrichtung 54 zugeordnete Heizspule 40 mit dem Resonanzstrom erregt wird, wenn der Netzschalter 22 geschlossen ist. Auf diese Weise werden die Heizspulen 40 und 40' unabhängig voneinander mittels der jeweils ihnen zugeordneten Schalteinrichtungen 54 und 54' ausgeschaltet, wenn in ihrer Nähe eine Last aus einem nicht-magnetischen Material abgestellt

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Bei der bisher beschriebenen Ausführungsform weist die Induktionsheizeinheit 14 zwei Heizspulen 40 und 40' auf, die parallel zwischen die Ausgangsanschlüsse des Leistungswechselrichters 12 angeschlossen sind. Diese Darstellung dient jedoch lediglich zur Erläuterung. Es ist offensichtlich, daß das Induktionsheizgerät auch mehr als zwei Heizspulen haben kann, die entweder parallel oder in Serie zwischen die Ausgangsanschlüsse des Leistungswechselrichters geschaltet sind. Wie auch immer die Heizspulen angeordnet sind, soll jede der Heizspulen mit einem Filterkondensator und einem normalerweise offenen Schaltelement in Reihe geschaltet sein, welches durch ein Relais oder ein anderes Betätigungsmittel geschaltet wird, das mit einer Schaltvorrichtung der unter Bezug auf Fig. 2 beschriebenen Art verbunden ist. Außerdem ist ersichtlich, daß die Vorteile der in Fig. 2 dargestellten Schalteinrichtung gewünschtenfalls auch bei einem Induktionsheizgerät mit nur einer Heizspule ausgenützt werden körinen.

Fig. 3 stellt eine zweite Ausfuhrungsform des Induktionsheizgeräts dar. Die hierbei gezeigte Ausführungsform ist unter anderem dadurch gekennzeichnet, daß eine Schutzvorrichtung vorgesehen ist, durch die die Heizspulen von der Erregung weggeschaltet werden, wenn eine "auszuscheidende magnetische Last" erfaßt wird.

Das in Fig. 3 dargestellte Induktionsheizgerät 509882/0726

weist eine Gleichstromversorgung 10 und einen Leistungswechselrichter 12 auf, die beide auf vollständig gleiche Weise aufgebaut und angeordnet sind wie ihre entsprechenden Gegenstücke bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform und die daher als Blöcke dargestellt sind. Ferner weist das Induktionsheizgerät eine Induktionsheizeinheit 14a auf, die gemäß der Darstellung zwei Heizspulen 40 und 40' besitzt, die parallel über Schaltelemente 72 bzw. 72* zwischen die Ausgangsanschlüsse des Leistungswechselrichters 12 geschaltet sind. Die Schaltelemente 72 und 72' können zum wahlweisen Einschalten der Heizspulen 40 und 40· von Hand betätigt sein oder auf gleiche Weise wie die bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform angebrachten Relaisarbeitskontakte 42 und 42' aufgebaut sein, damit sie auf die vorstehend beschriebene Weise jede der Heizspulen 40 und 40' ausschalten, wenn auf diese eine nicht-magnetische Last aufgesetzt ist.

Das derart aufgebaute Induktionsheizgerät ist mit einer Schutzeinrichtung ausgestattet, die Stromdetektoreinrichtungen wie Stromtransformatoren 74 und 74' aufweist, deren Primärwicklungen jeweils mit den Heizspulen 40 und 40' d.n Reihe geschaltet sind, so daß in den jeweiligen Sekundärwicklungen der Stromtransformatoren 74 und 74' zu den in den Heizspulen 40 und 40' hervorgerufenen Strömen proportionale Ströme induziert werden. Die Sekundärwicklungen der Stromtransformatoren 74 und 74· sind zueinander parallel an einen Vergleicher 76 angeschlossen, der ein Ausgangssignal erzeugt, wenn der dem Vergleicher von der Sekundärwicklung wenigstens

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eines der Stromtransformatoren 74 und 74' zugeführte Strom innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Der Bereich, innerhalb dessen der Vergleicher zum Erzeugen eines Ausgangssignals geschaltet wird, ist so gewählt, daß er alle möglichen Stromstärken umfaßt, die in der Sekundärwicklung eines jeden Stromtransformators 7** und 74' erzeugt werden können, wenn eine "auszuscheidende magnetische Last" wie ein Küchenmesser, eine Gabel oder ein Löffel aus magnetischem Material in der Nähe der Heizspule angeordnet ist. Der Bereich liegt somit unterhalb einer Stromstärke,die in den Sekundärwicklungen der Stromtransformatoren 74 und 74' erzeugt wird, wenn ein relativ groß bemessenes Koch- und Wärmungsgerät wie beispielsweise ein Kochtopf in der Nähe der Heizspule abgestellt wird. Wenn beide Schaltelemente 72 und 72' offen sind, fließt offensichtlich kein Strom durch die beiden Heizspulen 40 und 4p¹. Wenn jedoch beide Schaltelemente 72 und 72' geschlossen sind und auf eine der Heizspulen eine Last aus magnetischem Material einwirkt, fließt durch das zugehörige andere Schaltelement 72 oder 72¹ ein kleiner Strom. Daher muß die untere Grenze des genannten Bereichs des Vergleichers 76 zur Ausgabe eines Ausgangssignals höher gewählt werden als die in der Sekundärwicklung des Stromtransformators als Ergebnis eines auf diese Weise in der Heizspule fließenden kleinen Stroms induzierte Stromstärke. Wenn ferner die Schaltelemente 72 und 72* gemäß der vorstehenden Beschreibung als handbetätigte Wahlschalter betrieben werden und daher nicht auf eine über eine der Heizspulen 40 und 40' angeordnete nicht-magnetische Last ansprechen, muß der Vergleicher 76 so ausgelegt sein, daß die obere Grenze

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des genannten Bereichs niedriger ist als die Stromstärke des in der Sekundärwicklung eines der Stromtransformatoren 7h und 74' induzierten Stroms, wenn infolge einer in der Nähe der Heizspule abgestellten nicht-magnetischen Last in der zugehörigen Heizspule ²JO oder ¹JO' ein überstrom entsteht. Der Ausgangsanschluß des Vergleichers 76 ist mit einer Treiberschaltung 78 wie beispielsweise einem Arbeitsrelais verbunden, das eine mechanische Ausgabe aufweist, die mittels einer mechanischen Kopplung 80 mit dem in der vorgenannten Gleichstromversorgung 10 angebrachten Netzschalter 22 verbunden ist. Die Treiberschaltung 78 bewirkt das öffnen des Netzschalters 22 durch ein von dem Vergleicher 76 an die Treiberschaltung 78 gegebenes Ausgangssignal. Der Leistungswechselrichter 12 und dementsprechend die Induktionsheizeinheit I¹Ia werden daher von der Stromversorgung getrennt und folglich werden die Heizspulen ¹IO und ¹IO¹ zwangsläufig und automatisch abgeschaltet, wenn eine relativ kleine "auszuscheidende magnetische Last" in der Nähe einer der Heizspulen hO oder ¹JO¹ abgelegt wird. Der Vergleicher 76 erzeugt kein Ausgangssignal, wenn jede der Heizspulen ¹JO und 40* unbelastet bleibt oder mit einer "erwünschten magnetischen Last" wie einem Kochtopf aus magnetischem Material belastet ist oder wenn zumindest eines der Schaltelemente 72 und 72' offen ist. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform besitzt die Treiberschaltung eine mit dem Netzschalter 22 verbundene mechanische Ausgabe; die Treiberschaltung 78 kann jedoch so aufgebaut sein, daß sie einen elektrischen Ausgang aufweist, der mit dem Oszillator 32 des Leistungswechselrichters 12 (she. Fig. 1) derart

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verbunden ist, daß zur Außerbetriebnahme des Leistungswechselrichters 12 das Triggern des gesteuerten Siliciumgleichrichters 28 mittels des Oszillators 32 gesperrt ist, wenn der Vergleicher 76 zur Erzeugung eines Ausgangssignals gebracht wird. In diesem Fall bleibt der Netzschalter 22 geschlossen, obgleich die Heizspulen 40 und 40' ausgeschaltet worden sind, so daß daher die Heizspulen 40 und 40' ohne Betätigung des Netzschalters 22 sofort ein zweites Mal in Betrieb genommen werden können, wenn die "auszuscheidende magnetische Last" von der Heizspule ¹IO oder ²JO¹ entfernt wurde. Alternativ kann die Anordnung so gestaltet werden, daß eines der Schaltelemente 72 und 72' unabhängig von dem anderen Schaltelement öffnet, wenn seine zugehörige Heizspule mit einer "auszuscheidenden magnetischen Last" belastet ist. In Fig. 4 ist eine Ausführungsform des Induktionsheizgeräts mit einem Beispiel einer derartigen Anordnung dargestellt.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist die insgesamt ebenfalls mit l4a bezeichnete Induktionsheizeinheit völlig gleich aufgebaut wie ihr Gegenstück bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform und daher aus einer Parallelschaltung von Heizspulen 40 und 40' zusammengesetzt, die über Schaltelemente 72 und 72' zwischen die Ausgangsanschlüsse des Leistungswechselrichters 12 geschaltet sind, dessen Aufbau im einzelnen in Fig. 1 dargestellt ist. Aus dem aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlichen Grund sind in diesem Fall die Schaltelemente 72 und 72' normalerweise geschlossene Schalter. Auf gleiche Weise wie bei der Induktionsheiz-

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einheit I4a der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist die Induktionsheizeinheit l*Ja der hier gezeigten Ausführungsform mit Stromdetektoreinrichtungen wie Stromtransformatoren 7H und 74* ausgestattet, deren Primärwicklungen jeweils mit den Heizspulen ¹IO und 40' in Reihe geschaltet sind. Die Sekundärwicklungen der Stromtransformatoren 7¹J und 7¹*' sind mit voneinander getrennten Vergleichern 76 bzw. 76' verbunden. Die beiden Vergleicher 76 und 76' sind im wesentlichen auf gleiche Weise aufgebaut und angeordnet wie der in der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform eingebaute Vergleicher 76, so daß sie daher ein Ausgangssignal erzeugen können, wenn die in der Sekundärwicklung des dem Vergleicher 76 oder 76* zugeordneten Stromtransformators 7²J bzw. 7^' induzierte Stromstärke innerhalb eines Bereichs liegt, der auf die gleiche Weise festgelegt wurde, wie im Zusammenhang mit dem in Fig. 3 dargestellten Vergleicher 76 beschrieben wurde. Die Ausgangsanschlüsse der Vergleicher 76 und 76· sind jeweils mit Treiberschaltungen 78 bzw. 78' verbunden, die beispielsweise ein normalerweise offenes bzw. Arbeitsstromrelais aufweisen. Die Treiberschaltungen 78 und 78' besitzen mechanische Ausgaben, die jeweils über mechanische Kopplungen 80 und 80' mit den vorgenannten normalerweise geschlossenen Schaltelementen 72 und 72' verbunden sind. Jeder der Treiberschaltungen: 78 und 78' kann das zugehörige normalerweise geschlossene Schaltelement 72 bzw. 72' öffnen, wenn ihr von dem jeweils mit ihr verbundenen Vergleicher 76 oder 76' ein Ausgangssignal zugeführt wird. Wenn in diesem Fall die beiden Treiberschaltungen 78 und 78' durch lediglich ein Relais gebildet sind, würden die

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beiden Vergleicher 76 und 76' und dementsprechend die beiden Treiberschaltungen 78 und 78' abgeschaltet werden, wenn das zugehörige Schaltelement 72 oder 72' öffnet, so daß daher das normalerweise geschlossene Schaltelement 72 oder 72' unmittelbar nach dem öffnen schließen würde. Um das zu vermeiden, sind die beiden Treiberschaltungen 78 und 78' mit einem Speicher oder einer Selbsthaltevorrichtung wie beispielsweise einem mit dem normalerweise offenen bzw. nicht-eingeschalteten Relais verbundenen monostabilen Multivibrator ausgestattet, so daß das Relais für eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem öffnen des zugehörigen Schaltelements 72 oder 72' eingeschaltet bleibt und folglich der dem Schaltelement zugehörige Vergleicher 76 oder 76' unwirksam gemacht ist. Der Speicher oder die Selbsthalteeinrichtung dieser Art kann auch in die beiden Vergleicher 76 und 76' eingebaut sein, so daß die beiden Treiberschaltungen 78 und 78' von dem zugehörigen Vergleicher 76 oder 76* für eine vorbestircmte Zeitdauer nach dem Ausschalten des zum Vergleicher gehörigen Schaltelements eingeschaltet gehalten werden. Die beiden Schaltelemente 72 und 72' können gewünschtenfalls durch den Ruhekontakt bzw. normalerweise geschlossenen Kontakt des Relais gebildet sein, das in den beiden Treiberschaltungen 78 und 78' vorgesehen ist. In diesem Fall können zusätzlich zu den beiden Schaltelementen 72 und 72' zwischen die Heizspulen 40 und kO* und die Ausgangsanschlüsse des Leistungswechselrichters 12 handbetätigte (nicht dargestellte) Schalter geschaltet werden, so daß die Heizspulen ¹IO und ¹JO¹ durch die Bedienungsperson wahlweise von dem Leistungswechselrichter 12 weggeschaltet werden können. Derartige

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zusätzliche Schalter können jedoch weggelassen werden, da die beiden Vergleicher 76 und 76' so ausgelegt sind, daß sie ein Ausgangssignal im Ansprechen auf einen Zustand erzeugen, bei dem die Stromstärke des durch die zugehörige Heizspule 40 oder ¹JO¹ fließenden Stroms kleiner ist als ein vorbestimmter Wert, der verständlicherweise größer ist als die bei Fehlen einer Last an der Heizspule ^O oder ¹JO¹ entstehende Stromstärke.

Jede der bisher unter Bezug auf die Fig. 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsformen des Induktionshexzgeräts schaltet auf das Anlegen einer ungeeigneten Last (nämlich einer nicht-magnetischen Last oder einer auszuscheidenden magnetischen Last wie eines Küchenmessers, einer Gabel oder eines Löffels) an mindestens eine der Heizspulen eine oder mehrere der Heizspulen oder alle Heizspulen aus und läßt eine Erregung der Heizspule oder der Heizspulen nur zu, wenn die Heizspule oder die Heizspulen mit einer erwünschten magnetischen Last belastet sind. Wie zuvor ausgeführt wurde, entsteht bei einer derartigen Anordnung jedoch ein Problem dadurch, daß die Möglichkeit besteht, daß die Heizspule oder die Heizspulen trotz Belastung der Heizspule oder aller Heizspulen mit einer geeigneten bzw. erwünschten magnetischen Last auf unerwünschte Weise ausgeschaltet werden, falls die geeignete Last wie beispielsweise ein Kochbehälter aus magnetischem Material während des Kochens zu einer der Heizspulen hin oder von ihr weg bewegt wird. Diese Schwierigkeit tritt besonders ausgeprägt auf, wenn wie bei jeder der hier darge-

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stellten Ausführungsformen eine Mehrzahl von Heizspulen
zu einem gemeinsamen Anschalten an einen gemeinsamen Leistungswechselrichter angeordnet sind, weil das Ausschalten einer der Heizspulen die Leistungsabgabe einer jeden verbleibenden Heizspule schwerwiegend beeinträchtigt. Die Fig. 5 stellt eine
Ausführungsform des Induktionsheizgeräts dar, das mit einer
Einrichtung versehen ist, die derartige Schwierigkeiten beseitigt.

Das Induktionsheizgerät gemäß Fig. 5 weist zusätzlich zu einer Gleichstromversorgung 10 und einem Leistungswechselrichter 12, die auf völlig gleiche Weise aufgebaut sind wie ihre in Fig. 1 dargestellten Gegenstücke, eine Induktionsheizeinheit I¹Ib auf, die gemäß dieser Darstellung eine erste
Reihenschaltung aus einem Filterkondensator 38 und einer
Heizspule 40 und eine zweite Reihenschaltung aus einem Filterkondensator 38' und einer Heizspule 40' besitzt. D'ie beiden
Reihenschaltungen aus den Filterkondensatoren 38 und 38^f und
den Heizspulen 40 und 40» sind über die Schaltelemente 82 bzw. 82' parallel an die Ausgangsanschlüsse des Leistungswechselrichters 12 oder genauer ausgedrückt parallel zu dem Kommutierungskondensator 36 des Leistungswechselrichters 12 angeschlossen. Ferner sind gemäß der Darstellung über eine Reihenschaltung von Schaltelementen 84 und 84 * die Heizspulen 40 und 40' sowie die Filterkondensatoren 38 und 38' jeweils zueinander parallel geschaltet. Die der einen Heizspule 40 zugeordneten Schaltelemente 82 und 84 sind mittels einer mechanischen oder magnetischen Kopplung 86 funktionell mit einer Schaltersteuerschaltung 90 verbunden, während die der anderen Heizspule 40' zugeordneten

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Schaltelemente 82' und 84' auf die gleiche Weise über eine mechanische oder magnetische Kopplung 88 mit der genannten Schaltersteuerschaltung 90 verbunden sind. Die Schaltersteuerschaltung 90 besitzt einen ersten Satz von Eingangsanschlüssen, die über einen ersten Zeitgeber 92 an einen der Heizspule zugeordneten normalerweise geöffneten Schalter 94 angeschlossen sind, sowie einen zweiten Satz von Eingangsanschlüssen, die auf gleiche Weise über einen zweiten Zeitgeber 92' an einen der Heizspule 40· zugeordneten normalerweise offenen Schalter 94' angeschlossen sind. Die normalerweise offenen Schalter 94 und 94' sind beispielsweise auf die gleiche Weise angeordnet wie die vorstehend beschriebenen, in die in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform eingebauten Schalteinrichtungen 54 und 54'. Die beiden Schalter 94 und 94· sind daher vorzugsweise wie die magnetisch betätigte Schaltanordnung gemäß Fig. 2 aufgebaut, so daß sie einen unterhalb einer jeden der Heizspulen 40 und 4O¹ festangeordneten Permanentmagneten 64, einen oberhalb einer jeden der Heizspulen 40 und 40· und des Permanentmagneten 64 fest angebrachten ortsfesten elektrischen Kontakt 66 sowie einen bewegbaren elektrischen Kontakt 68 aufweisen, der zwischen Permanentmagnet 64 und jeder der Heizspulen 40 und 40' vertikal bewegbar ist. Auf diese Weise werden die beiden Schalter 94 und 94' normalerweise offen gehalten und dann betätigt, wenn ein magnetisches Küchengerät wie beispielsweise ein Kochbehälter 56 oder 56' aus Stahl oder Eisen in der Nähe der Heizspule 40 oder 40' abgesetzt wird.-

Jeder der Zeitgeber 92 und 92* enthält beispiels-509882/0726

weise eine (nicht dargestellte) integrierte Schaltung und

erzeugt damit ein Ausgangssignal, wenn an ihm für eine vorbestimmte Zeitdauer ein Eingangssignal anliegt.

Das dadurch von jedem der Zeitgeber 92 und 92' ausgegebene Ausgangssignal wird der Schaltersteuerschaltung 90 zugeführt und betätigt diese derart, daß das öffnen der Schaltelemente 82 und 84 oder der Schaltelemente 82' und 8¹J' bewirkt wird. Als Folge davon wird die Heizspule 40 oder die Heizspule 40' ausgeschaltet, wenn der zugeordnete Schalter 94 oder 94' für eine bestimmte Zeitdauer offen gehalten wird, die durch die Zeitgeber 92 bzw. 92' vorgegeben ist. Wenn daher die magnetische Last in der Nähe einer der Heizspulen, beispielsweise der Heizspule 40 angeordnet ist und folglich der der Heizspule 40 zugeordnete Schalter 94 für einen Augenblick oder für eine kurze Zeit geöffnet wird, bleibt wegen des Fehlens eines Ausgangssignals von dem der Heizspule 40 zugeordneten Zeitgeber 92 die Schaltersteuerschaltung 90 unwirksam. Wenn jedoch die nahe der Heizspule 40 abgesetzte magnetische Last von der Heizspule 40 über eine Zeitdauer wegbewegt wird, die länger ist als die durch den Zeitgeber 92 vorgegebene Zeitdauer, wird der Zeitgeber 92 wirksam und erzeugt ein Ausgangssignal, so daß die Schaltersteuerschaltung 90 zum öffnen der Schaltelemente 82 und 84 betätigt wird. Das hat zur Folge, daß die Heizspule 40 in unbelastetem Zustand von dem Leistungswechselrichter 12 getrennt wird, unabhängig davon, ob die der anderen Heizspule 40' zugeordneten Schaltelemente 82* und 84^f geöffnet oder geschlossen sind. Wenn eine der Heizspulen 40 und 40' eingeschaltet und die andere entsprechend dem vorstehend beschriebenen Zustand ausgeschaltet ist, ist eines der Schaltelemente 84 oder 84' geöffnet, so daß die eingeschal-

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tete Heizspule über den ihr zugeordneten Filterkondensator 38 oder 3B¹ an den Leistungswechselrichter 12 angeschlossen ist. Wenn jedoch beide Heizspulen 40 und ²JO' gleichzeitig eingeschaltet sind, wobei alle Schaltelemente 82 und 82' sowie 84 und 84' geschlossen gehalten werden, sind die Heizspulen 40 und 4o' über die Filterkondensatoren 38 bzw. 38· parallel an den Leistungswechselrichter 12 angeschlossen. Die Schalter 84 und 84* dienen somit dazu, zu verhindern, daß eine der Heizspulen 40 oder 40* stärker belastet wird, wenn eine der Heizspulen 40 oder 40' eingeschaltet und die andere ausgeschaltet ist. Wenn eine derartige Mehrbelastung nicht in Betracht gezogen werden muß, können daher die Schaltelemente 84 und 84' weggelassen werden.

Auf Wunsch kann jeder der auf gleiche Weise wie die Schalteinrichtungen 54 und 54' der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform aufgebauten Schalter 94 und 94' durch eine geeignete Schutzeinrichtung ersetzt werden, die auf das Ablegen einer auszuscheidenden magnetischen Last in der Nähe jeder der Spulen 40 und 40' anspricht. Die Schutzeinrichtung kann auf gleiche Weise angeordnet sein wie die in jede der Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 3 und 4 eingebauten Schutzeinrichtungen und einen Stromtransformator mit einer jeweils zu einer der Heizspulen 40 und 40' in Reihe geschalteten Primärwicklung sowie einen Vergleicher aufweisen, dessen Eingangsanschluß mit der Sekundärspule des Stromtransformators verbunden ist und der im wesentlichen auf die gleiche Weise aufgebaut ist wie jeweils einer der Vergleicher 76 und 76'

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in den Pig. 3 oder 4. Der Vergleicher ist jeweils über einen der vorstehend genannten Zeitgeber 92 und 92' mit der Schaltersteuerschaltung 90 verbunden. Jeder der mit der auf diese Weise angeordneten Schutzeinrichtung versehenen Heizspulen 40 und 40' wird erregt gehalten, wenn eine über der Heizspule 40 oder 40' angeordnete geeignete bzw. erwünschte magnetische Last wie ein Kochbehälter 56 oder 56' relativ zur Heizspule bewegt wird und daher der durch die Heizspule fließende Strom für einen Augenblick oder für eine nur kurze Zeitdauer auf einen derartigen Wert vermindert wird, wie er in der Heizspule erzeugt werden würde, wenn eine auszuscheidende magnetische Last an die Heizspule 40 oder 40* angelegt werden würde.

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Claims

Patentansprüche

1. Anduktionsheizgerät, gekennzeichnet durch eine Gleichstromversorgungsschaltung (16), einen an die Gleichstromversorgungsschaltung angeschlossenen Leistungswechselrichter (12) zum Erzeugen eines hochfrequenten Schwingstroms, eine Induktionsheizeinheit (14; l4a; l4b) mit einer Mehrzahl von Heizspulen (40, 40')» die gemeinsam an den Leistungswechselrichter zum Erzeugen eines magnetischen Wechselfelds um jede der Heizspulen geschaltetsind, welche von dem Leistungswechselrichter erregt sind, sowie eine Schutzeinrichtung, die zum Abtrennen der Heizspule von ihrer Erregung durch den Leistungswechselrichter auf eine an mindestens eine der Heizspulen angelegte ungeeignete Last anspricht.

2. Induktionsheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzeinrichtung eine mit der Induktionsheizeinheit (14) verbundene erste Schalteinrichtung (42, 42'), eine mit der ersten Schalteinrichtung.verbundene Treibereinrichtung (50, 50·), die bei ihrer Betätigung die erste Schalteinrichtung öffnet, sowie eine zweite Schalteinrichtung (54, 54') aufweist, die auf das Anlegen einer nichtmagnetischen Last an mindestens eine der Heizspulen (40, 40') zur Betätigung der Treibereinrichtung anspricht, um so die

Heizspule von ihrer Erregung abzutrennen.

3· Induktionsheizgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schalteinrichtung eine Mehr-

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zahl von jeweils mit den Heizspulen (40, 40') in Reihe geschalteten Schaltelementen(42, 42') und die zweite Schalteinrichtung eine Mehrzahl von Schaltern (54, 54') aufweist, die jeweils den Heizspulen (40, 40') zugeordnet sind und von denen jeder im Ansprechen auf das Anlegen einer magnetischen Last an diejenige Heizspule geschlossen wird, der der Schalter zugeordnet ist.

4. Induktxonsheizgerät nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Schalter (54, 54') der zweiten Schalteinrichtung einen fest unterhalb einer jeden der Heizspulen (40, 40') fest angeordneten Permanentmagneten (64), einen fest oberhalb des Permanentmagneten angeordneten ortsfesten elektrischen Kontakt (66) sowie einen bewegbaren elektrischen Kontakt (68) aufweist, der zwischen dem Permanentmagneten und dem ortsfesten elektrischen Kontakt angeordnet und vertikal bewegbar ist und der auf räumlichen Abstand von dem ortsfesten elektrischen Kontakt unter der Einwirkung einer Anziehungskraft vorgespannt ist, die auf den bewegbaren elektrischen Kontakt durch den Permanentmagneten ausgeübt wird.

5. Induktxonsheizgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibereinrichtung eine Mehrzahl von Relais (50, 50') aufweist, die jeweils mit den die erste Schalteinrichtung bildenden Schaltelementen (42, 42') verbunden sind.

6. Induktxonsheizgerät nach Anspruch 5, dadurch

gekennzeichnet, daß jedes der Relais (50, 50') einen

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Kontakt besitzt, der jeweils einen der Schalter (5¹J, 54') der zweiten Schalteinrichtung bildet.

7. Induktionsheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzeinrichtung Stromdektoreinrichtungen (7¹J, 74') zum Erzeugen eines den durch jede der Heizspulen (¹IO, 40') fließenden Strom darstellenden Ausgangssignals, eine Vergleichseinrichtung (76, 76^f) zum Vergleichen der Ausgangssignale der Stromdetektoreinrichtungen mit vorbestimmten Bezugssignalen, die einen Bereich des in jeder der Heizspulen erzeugten Stroms darstellen! wenn an die Heizspule eine auszuscheidende magnetische Last angelegt ist, sowie eine Treibereinrichtung (78, 78') zum Abtrennen der

einer auszuscheidenden magnetischen Last ausgesetzten Heizspule von ihrer Erregung aus dem Leistungswechselrichter (12) aufweist.

8. Induktionsheizgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromdetektoreinrichtungen eine Mehrzahl von Stromtransformatoren (74, 74') aufweisen, deren jeweilige Priraärstromkreise jeweils mit den Heizspulen (40, 40*) verbunden sind.

9. Induktionsheizgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung (76) eine Mehrzahl von jeweils ait den jeweiligen Sekundärstromkreisen der Stromtransformatoren (7³J, 74') verbundenen Eingangsanschlüssen aufweist und daß die Treibereinrichtung (78) einen

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mit der Vergleichseinrichtung (76) verbundenen Eingangsanschluß besitzt.

10. Induktionsheizgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromversorgungsschaltung (16) einen Stromversorgungsschalter aufweist und daß die Treibereinrichtung (78) einen mit dem Stromversorgungsschalter verbundenen Ausgang besitzt, um den Leistungswechselrichter von der Gleichstromversorgungsschaltung zu trennen, wenn die Treibereinrichtung (78) durch die Vergleichereinrichtung (76) betätigt wird.

11. Induktionsheizgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibereinrichtung eine Mehrzahl von Vergleicherschaltungen (76, 76'), deren jeweilige Eingangsanschlüsse jeweils mit den Sekundärstromkreisen der Stromtransformatoren (7^, 74') verbunden sind, sowie eine Mehrzahl von Treiberschaltungen (78, 78·) aufweist, deren Eingangsanschlüsse jeweils mit den Vergleicherschaltungen (76, 76') verbunden sind.

12. Induktionsheizgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzeinrichtung ferner Schaltelemente (72,72') aufweist, die jeweils mit den Heizspulen (40, ¹JO? )in Reihe geschaltet sind, und daß die Treiberschaltungen (78, 78') Ausgänge besitzen, die jeweils mit den Schaltelementen verbunden sind, um das jeweilige Schaltelement zu öffnen, wenn die jeweilige Treiberschaltung durch die

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zugeordnete Vergleicherschaltung (76, 76') betätigt wird.

13. Induktionsheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzeinrichtung eine Zeitgeberschaltung (92, 92') zum Erzeugen eines Ausgangssignals im Ansprechen auf eine für eine vorbestimmte Zeitdauer an mindestens einer der Heizspulen angelegt gehaltene ungeeignete Last aufweist, um so jede der Heizspulen abzuschalten, wenn die ungeeignete Last daran für die vorbestimmte Zeitdauer angelegt ist.

14. Induktionsheizgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzeinrichtung ferner eine Mehrzahl von Zeitgeberschaltungen (92, 92'), die jeweils an die Schalter (94,94') der zweiten Schalteinrichtung angeschlossen sind, wobei jede der Zeitgeberschaltungen die Erzeugung eines Ausgangssignals im Ansprechen auf einen Zustand bewirkt, bei dem der zugeordnete Schalter der zweiten Schalteinrichtung für eine vorbestimmte Zeitdauer geöffnet gehalten ist, sowie eine Schaltersteuerschaltung (90) aufweist, deren Eingangsanschlüsse mit den Zeitgeberschaltungen verbunden sind und die über jeweilige Kopplungen mit den Schaltelementen (82, 82') der ersten Schalteinrichtung gekoppelt ist, wobei die Schaltersteuerschaltung durch das Ausgangssignal einer jeden der Zeitgeberschaltungen so betätigt wird, daß das zu der ersten Schalteinrichtung gehörende , der das Ausgangssignal abgebenden Zeitgeberschaltung zugeordnete Schaltelement geöffnet wird.

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15. Induktionsheizgerät nach Anspruch I¹J, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsheizexnhext (I¹I) jeweils
in Reihe mit den Heizspulen (¹IO, 40*) geschaltete Kondensatoren (38, 38¹) aufweist und daß die Schutzeinrichtung eine Reihenschaltung aus Schaltelementen (8¹I, 8¹P) aufweist,
über die die Heizspulen und die Kondensatoren jeweils parallel geschaltet werden, wobei jedes der Schaltelemente (8¹I, 8¹I¹) über die jeweilige Kopplung mit der Schaltersteuerschaltung (90) gekoppelt ist, damit es geöffnet wird, wenn das zu der ersten Schalteinrichtung gehörende , der das Ausgangssignal abgebenden Zeitgeberschaltung (92, 92') zugeordnete
Schaltelement (82, 82') mittels der Schaltersteuerschaltung geöffnet wird.

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