DE2559519A1

DE2559519A1 - Induktionsheizgeraet

Info

Publication number: DE2559519A1
Application number: DE19752559519
Authority: DE
Inventors: Keizo Amagami; 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: 1977-03-10
Also published as: NL7507140A; FR2275105A1; SE408120B; NL164453C; SE7506891L; AU475059B2; FR2275105B1; AU8217475A; DE2526877A1; NL164453B; DE2526877B2; DE2559519B2; JPS50160849A; DE2559519C3; DE2526877C3; CA1062340A; GB1515131A

Description

—ι m% \f ^% Patentanwälte:

TlEDTKE - DOHLING - ftjNNE - SJIRUPE Dipl.-lng. Tiedtke

Dipl.-Chem. Bühling Dipl.-lng. Kinne 2559519 DlpL-lng. Grupe

B avarlarlng 4, Postfach 20 24

8000 Mönchen 2

Tel.: (0 89)53 96 53-56

Telex: 524.845 tipat

cable. Ge^rnaniapatent München

21. Oktober 1976 B 7735/PG5O-7627

Matsushita Electric Industrial Company, Limited

Osaka, Japan

Induktionsheizgerät

Die Erfindung betrifft ein Induktions-Heizgerät mit einer von einem Wechselrichter mit hochfrequentem Strom gespeisten Induktionseinheit, mit einem Stromfühler, der ein dem Strom durch die Induktionseinheit proportionales Fühlersignal erzeugt, mit einem den Wert des Fühlersignals mit einem Bezugswert vergleichenden Vergleicher und mit einer die Speisung der Induktionsspule abhängig vom Ausgangssignal des Vergleichers steuernden Steuereinrichtung.

Ein Induktions-Heizgerät der genannten Art ist aus der DT-OS 2 317 565 bekannt. Bei diesem Induktions-Heizgerät ist eine einzige Induktionsspule vorgesehen, die Teil eines Reihenschwingkreises ist, welcher von einem auf der Resonanzfrequenz dieses Reihenschwingkreises selbst^erregten Oszillator gespeist wird. Der Oszillator seinerseits wird an einer steuerbaren Gleichspannungsquelle betrieben. An den Oszillator ist außerdem ein künstlicher Lastkreis angeschlossen, der in

Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 Postscheck (München) Kto. 870-43-804

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Fall einer unbelasteten Induktionsspule eine Mindestdämpfung des Reihenschwingkreises bewirken soll. Die Ausgangsgleichspannung der steuerbaren Gleichspannungsquelle und infolgedessen die Ausgangsleistung des Oszillators werden mit Hilfe eines Regelkreises in Abhängigkeit eines Referenz- und eines Rückkopplungssignals geregelt. Das Rückkopplungssignal wird mit Hilfe eines Stromwandlers gewonnen, dessen Primärwicklung in den künstlichen Lastkreis eingeschaltet ist. Das Rückkopplungssignal ist daher dem Strom im künstlichen Lastkreis proportional. Aufgrund der besonderen Anschaltung des künstlichen Lastkreises ist dessen Strom zugleich dem Gesamtlaststrom des Oszillators proportional. In einem Vergleicher des Regelkreises werdender Wert des Ausgangssignals vom Stromwandler und ein einstellbarer Referenzwert miteinander verglichen. Das Ausgangssignal des Vergleichers beeinflußt die Spannungshöhe der steuerbaren Gleichspannungsquelle so lange, bis der Wert des Rückkopplungssignals und der Referenzwert gleich groß sind.

Aus der US-PS 3 77o 928 ist ein Indukttons-Heizgerät bekannt, bei dem ein die Induktionsspule enthaltender Reihenschwingkreis in Reihe mit der Antiparallelschaltung aus einem Thyristor und einer Diode an eine Gleichstromquelle angeschlossen ist. Der Thyristor wird von den Impulsen eines Impulsgenerators periodisch gezündet, so daß sich im Reihenschwingkreis ein oszillierender Strom ergibt und die Induktionsspule ein magnetisches Wechselfeld aufbaut. Die Frequenz der Impulse vom Impulsgenerator liegt dabei in der Nähe der Resonanzfrequenz des Reihenschwingkreises. Wenn die Induktionsspule nicht durch magnetische Kopplung mit einen zu erhitzenden Kochgeschirr gekoppelt ist, der Reihenschwingkreis also eine relativ hohe Güte hat, dann stellt er für Ströme seiner Resonanzfrequenz einen verschwindend geringen Widerstand dar, der zu einer Beschädigung von Thyristor und Diode führen kann. Bei diesem bekannten Induktionsheizgerät ist daher ein sogenannter Lastdetektor vorgesehen, der im Fall feh-

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lender Belastung der Induktionsspule, d.h. im Leerlauffall, die Frequenz des Impulsgenerators merklich in den hörbaren Frequenzbereich hinein verringert. Dadurch wird zum einen verhindert, daß der Reihenschwingkreis im Leerlauf in seiner Resonanzfrequenz betrieben wird, zum anderen ist wegen des hörbaren Frequenzbereichs ein Warnungston vernehmbar.

Bei beiden bekannten Induktionsheizgeräten kann der Fall auftreten, daß versehentlich ein Löffel, eine Gabel, ein Küchenmesser oder dergleichen über die Induktionsspule des Induktionsheizgeräts gelegt wird. Diese, in der Regel ferromagnetisches Material enthaltenden kleinen Gegenstände werden in gleicher Weise wie zu erhitzendes Kochgeschirr durch Wirbelstrom und ggfs. Hysteresisverluste erhitzt. Wenn solche Gegenstände dann wieder in die Hand genommen werden, können Verbrennungen an der Hand auftreten.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Induktions-Heizgerät der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine Erhitzung der genannten kleinen, versehentlich über der Heizspule abgelegten Gegenstände und die damit verbundene Verletzungsgefahr unmöglich sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichenteils des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die erfindungsgemäße Lösung baut auf der Erkenntnis auf, daß im Falle einer Belastung einer Induktionsspule mit Gegenständen der hier in Frage kommenden Art wie Löffel, Gabeln, Messer und dergleichen in der Induktionsspule ein Laststrom fließt, der innerhalb eines gewissen Bereichs liegt. Dieser Bereich ist nach oben begrenzt durch den Laststrom, der sich bei Erhitzung des kleinsten in Frage kommenden Kochgeschirrs ergibt. Da bei mehreren räumlich in einer Kochebene

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nebeneinander angeordneten Induktionsspulen die Last, d.h. also ein Kochgeschirr, über einer Induktionsspule zwangsläufig auch eine geringe magnetische Kopplung zur benachbarten Induktionsspule haben wird, ist der Strombereich nach unten durch den Laststrom in einer Induktionsspule begrenzt, der sich ergibt, wenn eine benachbarte Induktionsspule mit einem Kochgeschirr belastet ist. Die Erfindung ermöglicht es auf einfache Weise, die Erhitzung kleiner Gegenstände, die an sich nicht erhitzt werden sollen, aber versehentlich über eine Induktionsspule gelegt wurden, automatisch zu verhindern, ohne daß die Funktion des Induktions-Heizgerätes ansonsten beeinträchtigt würde.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Induktions-Heizgeräts,

Fig. 2 ein Schaltbild des Gleichrichters und des Wechselrichters, die in den Fig. 1 und 3 als Blöcke dargestellt sind,

Fig. 3 ein schematisches Schaltbild einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Induktions-Heizgeräts, und

Fig. 4 ein schematisches Schaltbild einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Induktionsheizgeräts.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Induktionsheizgerät ist ein Wechselrichter 12 an eine Gleichstromversorgungsschal-

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tung 1o angeschlossen. Ein möglicher Aufbau für den Wechselrichter 12 und die Gleichstromversorgungsschaltung 1o wird nachfolgend anhand der Fig. 2 noch näher erläutert. An den Wechselrichter 12 des Induktionsheizgeräts ist eine Induktionsheizeinheit 14 angeschlossen, die in diesem Fall zwei Induktionsspulen 4o und 4o' aufweist. Jede Induktionsspule ist mit einem Schalter 72 bzw. 72* in Reihe geschaltet, und die beiden Reihenschaltungen aus Schalter und Induktionsspule sind parallel an den Wechselrichter 12 angeschlossen. Die Schalter 72 und 72* können handbetätigte Schalter sein, mit denen die Induktionsspulen 4o und 4o* wahlweise eingeschaltet werden können. Die Schalter 72 und 72* können jedoch auch Relaisarbeitskontakte sein, wie dies später noch näher beschrieben wird.

Fig. 2 zeigt eine mögliche Ausfuhrungsform für den Wechselrichter 12 und die Gleichstromversorgungsschaltung 1o. Die Gleichstromversorgungsschaltung 1o besitzt einen Brücken-Vollweggleichrichter 16 mit einem positiven Ausgangsanschluß 18 und einem negativen Ausgangsanschluß 18', der über einen handbetätigten, normalerweise geöffneten Schalter 22 an eine Wechselstroraquelle 2o angeschlossen ist. Der Leistungswechselrichter 12 ist mit seinen Eingangsanschlüssen an die Ausgangsanschlüsse 18 und 18* der Gleichstromversorgungsschaltung 1o angeschlossen. Parallel zu den Eingangsanschlüssen des Wechselrichters 12 liegt eine Reihenschaltung aus einer Filterspule 24 und einem Halbleiterschalter 26. Der Halbleiterschalter 26 besteht aus der Antiparallelschaltung eines steuerbaren Siliciumgleichrichter oder Thyristors 28 und einer Diode 3o. Die Steuerelektrode des Thyristors 28 ist an einen Impulsgenerator 32 angeschlossen, der ultraschalIfrequente Impulse zum Zünden des Thyristors liefert. Parallel zu dem Halbleiterschalter 26 ist als Kommutierungsschaltung ein Reihenschwingkreis, bestehend aus einer Spule 34 und einem Kondensator 36 geschaltet. Die beiden Anschlüsse des Kondensators 36 sind mit den Ausgangsanschlüssen 19 und 19* des Wechselrichters 12

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verbunden.

Wenn der Netzschalter 22 von einer Bedienungsperson von Hand geschlossen wird, liefert der Gleichrichter 16 an die Ausgangsanschlüsse 18 und 18* eine Gleichspannung. Dadurch lädt sich der Kondensator 36 über die Filterspule 24 und die Spule 34 auf. Wenn dann der Thyristor 28 von einem Impuls des Impulsgenerators 32 gezündet wird, kann sich der Kondensator 36 über die Spule 34 und den durchgeschalteten Thyristor 28 entladen. Wenn sich bei dieser Entladung der Strom durch den Reihenschwingkreis umkehrt, wird die Diode 3o leitend, so daß über ihr parallel zum Thyristor 28 ein Spannungsabfall auftritt, der den Thyristor in den Sperrzustand versetzt. Auf diese Weise kann an den Ausgangsanschlüssen des Wechselrichters 12 ein hochfrequenter Strom zur Speisung der Induktionseinheit 14 abgenommen werden, da der Thyristor 28 von den Impulsen des Impulsgenerators 32 periodisch gezündet wird. Wenn wenigstens einer der Schalter 72 oder 72' (Fig. 1) in der Heizeinheit geschlossen ist, fließt der hochfrequente Strom durch die jeweilige Induktionsspule 4o bzw. 4ο¹, so daß von dieser ein magnetisches Wechselfeld erzeugt wird. Wird in dieses magnetische Wechselfeld der Induktionsspule eine Last in Form eines Kochtopfs oder dergleichen gebracht, dann werden in dieser Last Wirbelströme induziert, die zur erwünschten Erwärmung der Last bzw. des Kochtopfs führen.

Beim Induktionsheizgerät von Fig. 1 ist jede Induktionsspule 4o, 4o' ein Stromfühler in Form eines Stromwandlers 74 bzw. 74· zugeordnet. Die Primärwicklungen der Stromwandler sind jeweils mit den Induktionsspulen 4o, 4o* in Reihe geschaltet, so daß in den jeweiligen Sekundärwicklungen der Stromwandler 74, 74' Ströme induziert werden, die den Lastströmen durch die Induktionsspulen proportional sind. Die Sekundärwicklungen der Stromwandler 74, 74' sind parallel an einen Vergleicher 76 angeschlossen, der ein Ausgangssignal

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erzeugt, wenn der dem Vergleicher von der Sekundärwicklung wenigstens eines der Stromwandler 74, 74* zugeführte Strom innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt. Dieser Strombereich ist so gewählt, daß er alle möglichen Stromstärken unfaßt, die in der Sekundärwicklung eines jeden Stromwandlers 74, 74* erzeugt werden können, wenn eine magnetische Last, die nicht erhitzt werden soll, wie ein Küchenmesser, eine Gabel oder ein Löffel in der Nähe einer Induktionsspule liegt. Der Strombereich liegt somit unterhalb einer Stromstärke, die in den Sekundärwicklungen der Stromwandler 74, 74* erzeugt wird, wenn eine relativ große Last, etwa ein Kochtopf, über einer Induktionsspule abgestellt wird. Wenn beide Schalter 72 und 72* geschlossen sind und eine der Induktionsspulen beispielsweise mit einem Kochtopf aus magnetischem Material belastet ist, dann fließt auch durch die andere Induktionsspule ein kleiner Strom. Daher muß die untere Grenze des genannten Strombereichs des Vergleichers 76 größer gewählt werden als der kleine Strom, der auf diese Weise in einer Induktionsspule von der Last einer benachbarten Induktionsspule erzeugt wird. Wenn es sich bei den Schaltern 72 und 72* um handbetätigte Wahlschalter und nicht um automatisch betätigte Schutzschalter, die auf eine nicht-magnetische Last ansprechen, handelt, muß die obere Grenze des genannten Strombereichs des Vergleichers 76 niedriger als die Stromstärke gewählt werden, die in der Sekundärwicklung eines der Stromwandler 74 und 74* induziert wird, wenn in der zugehörigen Induktionsspule 4o oder 4o' durch Belastung mit einer nicht-magnetischen Last ein überstrom entsteht.

Der Ausgang des Vergleichers 76 ist mit einer Treiberschaltung oder Betätigungseinrichtung 78, beispielsweise einem Relais, versehen. Das Relais ist über eine mechanische Kopplung 8o mit dem Netzschalter 22 verbunden. Die Betätigungseinrichtung 78 öffnet den Netzschalter 22, wenn der Vergleicher 76 durch ein Ausgangssignal erkennen läßt, daß der Strom in der Sekundärwicklung einer der Stromwandler 74,

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74* innerhalb des genannten Strombereichs liegt. Wenn der Netzschalter 22 geöffnet wird, wird der Wechselrichter 12 abgeschaltet und damit die Erregung der Induktionseinheit 14 automatisch unterbrochen. Wenn eine relativ kleine magnetische Last in der Nähe einer der Induktionsspulen 4o oder 4o* abgelegt wird/ wird daher die Erregung der Induktionsspulen unterbrochen _r so daß diese Last nicht erhitzt werden kann. Wenn beide Induktionsspulen 4o und 4o' unbelastet sind oder mit einer magnetischen Last, etwa einem Kochtopf aus magnetischem Material belastet sind, die erhitzt werden soll, oder wenn zumindest einer der Schalter 72 und 72* offen ist, erzeugt der Vergleicher 76 kein Ausgangssignal.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform des Induktionsheizgeräts ist die Betätigungseinrichtung 78 mechanisch mit dem Netzschalter 22 verbunden. Die Betätigungsschaltung kann jedoch auch mit dem Impulsgenerator 32 im Wechselrichter 12 verbunden sein und im Fall eines Ausgangssignals vom Vergleicher 76 die Impulszufuhr zur Steuerelektrode des Thyristors 28 unterbrechen, so daß dieser nicht mehr gezündet werden kann. In diesem Fall würde der Netzschalter 22 geschlossen bleiben und die Erregung der Induktionsspulen 4o und 4o' dennoch abgeschaltet werden, so daß die Induktionsspulen 4o und 4ο¹ ohne erneute Betätigung des Netzschalters 22 sofort wieder in Betrieb genommen werden können, wenn die relativ kleine, nicht zu erhitzende, magnetische Last entfernt wurde. Es ist auch möglich,., daß einer der Schalter 72 und 72* unabhängig vom anderen Schalter geöffnet wird, wenn seine zugehörige Induktionsspule mit einer relativ kleinen, nicht zu erhitzenden magnetischen Last belastet ist. Eine solche Ausführungsform des Induktionsheizgeräts wird im folgenden anhand von Fig. 3 erläutert.

Bei der Ausführungsform von Fig. 3 ist die Induktionseinheit 14 völlig gleich wie diejenige von Fig. 1 aufgebaut. Sie setzt sich ebenso aus parallelen Induktionsspulen

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4o und 4o* zusammen, die über die Schalter 72 bzw. 72' zwischen die Ausgangsanschlüsse 19, 19' des Wechselrichters 12 geschaltet sind. Wechselrichter 12 und Gleichstromversorgungsschaltung 1o können wieder den anhand von Fig. 2 erläuterten Aufbau haben. Die Schalter 72 und 72* sind in diesem Fall normalerweise geschlossene Schalter. In gleicher Weise wie bei Fig. 1 ist auch die Induktionseinheit von Fig. 3 mit Stromfühlern in Form von Stromwandlern 74 und 74' ausgestattet, deren Primärwicklungen jeweils mit den Induktionsspulen 4o und 4o* in Reihe geschaltet sind. Die Sekundärwicklungen der Stromwandler 74 und 74' sind mit getrennten Vergleichern 76 bzw. 76* verbunden. Die beiden Vergleicher 76 und 76* sind im wesentlichen gleich aufgebaut und angeordnet, wie der anhand von Fig. 1 beschriebene Vergleicher 76, und erzeugen daher ein Ausgangssignal, wenn die Stärke des in der Sekundärwicklung des jeweils zugeordneten Stromwandlers 74 bzw. 74' induzierten Stroms innerhalb eines bestimmten Strombereichs liegt. Für die Bemessung dieses Strombereichs gelten die selben Regeln, wie sie bei der Beschreibung von Fig. 1 angegeben wurden. Die Ausgänge der Vergleicher 76 und 76* sind jeweils mit Treiberschaltungen oder Betätigungseinrichtungen 78 bzw. 78* verbunden, die beispielsweise ein normalerweise offenes oder Arbeitsstromrelais aufweisen. Die Betätigungseinrichtungen 78 und 78' sind über mechanische Kopplungen 8o und 8ο¹ mit den normalerweise geschlossenen Schaltern 72 bzw. 72* verbunden. Jede der Betätigungseinrichtungen 78 und 78* kann den zugeordneten Schalter 72 bzw. 72* öffnen, wenn ihr von dem jeweils angeschlossenen Vergleicher 76 und 76' ein Ausganssignal zugeführt wird. Wenn aufgrund der unerwünschten Belastung mit einer relativ kleinen magnetischen Last einer der Schalter oder beider Schalter 72 und 72* von ihrer zugehörigen Betätigungseinrichtung 78, 78* geöffnet werden, dann wird der Laststrom durch die Induktionsspulen 4o, 4o' Null, so daß das Ausgangssignal eines der Vergleicher bzw. beider

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Vergleicher 76, 76' wieder verschwindet. Wenn nun die Betätigungseinrichtungen 78 und 78* jeweils lediglich ein Relais enthalten würden, dann wurden mit dem Verschwinden des Ausgangssignals vom zugeordneten Vergleicher 76, 76* auch die Schalter 72, 72* von den Betätigungseinrichtungen wieder geschlossen werden. Um dies zu vermeiden, sind die beiden Betätigungseinrichtungen 78, 78' mit einem Speicher oder einer Selbsthalteeinrichtung ausgestattet, so daß die Schalter 72 oder 72* nach dem öffnen aufgrund eines Ausgangssignals vom zugeordneten Vergleicher 76, 76' eine bestimmte Zeit lang geöffnet bleiben, auch wenn das Ausgangssignal des jeweiligen Vergleichers inzwischen wieder verschwunden ist. Als Speicher oder Selbsthaltevorrichtung kann beispielsweise ein mit einem Arbeitsstromrelais verbundener monostabiler Multivibrator verwendet werden, der das Relais eine bestimmte Zeit eingeschaltet hält. Ein Speicher oder eine Selbsthalteeinrichtung dieser Art kann natürlich auch statt in den Betätigungseinrichtungen 78, 78* in den beiden Vergleichern 76 und 76* eingebaut sein, so daß die Betätigungseinrichtungen 78, 78' eine bestimmte Zeit von den Vergleichern eingeschaltet gehalten werden. Die Schalter 72 und 72' können beispielsweise ein Ruhekontakt des jeweiligen Relais der Betätigungseinrichtung 78 bzw. 78' sein. Zusätzlich zu den beiden Schaltern und 72* können dann zwischen die Induktionsspulen 4o und 4o* und die Ausgangsanschlüsse des Wechselrichters 12 (nicht dargestellte) handbetätigte Schalter geschaltet werden, so daß die Induktionsspulen 4o und 4o* von der Bedienungsperson wahlweise vom Wechselrichter 12 abgeschaltet werden können. Derartige zusätzliche Schalter können jedoch entfallen, da beide Vergleicher 76 und 76' so ausgelegt sind, daß sie ein Ausgangssignal erzeugen, wenn die Stärke des durch die zugezörige Induktionsspule 4o oder 4o* fließenden Stroms kleiner als ein bestimmter Wert ist, der natürlich größer als der bei NichtVorhandensein einer Last an der Induktionsspule 4o oder 4o* auftretende ist.

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Bei den anhand der Fig. 1 bis 3 beschriebenen beiden Ausfuhrungsformen des Induktionsheizgeräts werden eine der Induktionsspulen, mehrere Induktionsspulen oder alle Induktionsspulen abgeschaltet, wenn mit Hilfe der Vergleicher festgestellt wird, daß wenigstens eine Induktionsspule mit einer relativ kleinen, magnetischen Last belastet ist, die nicht erhitzt werden darf. Dabei kann folgendes Problem auftreten. Es besteht die Möglichkeit, daß eine Induktionsspule oder alle Induktionsspulen trotz Belastung dieser oder aller Induktionsspulen mit einer an sich zu erhitzenden magnetischen Last auf unerwünschte Weise ausgeschaltet werden, falls die zu erhitzende Last, etwa ein Kochtopf aus magnetischem Material, während des Kochens zu einer der Spulen hin- oder von ihr wegbewegt wird. Bei dieser Bewegung ändert sich die Stärke der Kopplung zwischen der Last und den Induktionsspulen, und es kann ein Kopplungsfaktor auftreten, der mit einem Laststrom durch eine Induktionsspule verbunden ist, welcher zum Ansprechen des Vergleichers und der nachgeschalteten Betätigungseinrichtung führt. Dieses Problem ist besonders gravierend, wo wie im vorliegenden Fall mehrere Induktionsspulen geneinsam an denselben Wechselrichter angeschaltet sind, weil hier nämlich das Abschalten einer der Induktionsspulen die Leistungsabgabe der weiter angeschalteten Induktionsspulen beeinträchtigt. In Fig.. 4 ist eine Ausführungsform eines Induktionsheizgeräts dargestellt, das auch diese Schwierigkeiten beseitigt.

Beim Induktionsheizgerät von Fig. 4 ist an eine Gleichstromversorgungsschaltung 1o und einen Leistungswechselrichter 12, die in gleicher Weise in Fig. 2 aufgebaut sind, eine Induktionseinheit 14a angeschlossen. Die Induktionseinheit 14a enthält eine erste Reihenschaltung aus einem Filterkondensator 38 und einer Induktionsspule 4o sowie eine zweite Reihenschaltung aus einem Filterkondensator 38' und einer Induktionsspule 4o'. Die beiden Reihenschaltungen aus

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Filterkondensatoren 38 und 38* und Induktionsspulen 4o und 4o* sind über Schalter 82 bzw. 82* parallel an die Ausgangsanschlüsse des Wechselrichters 12 angeschlossen.Ferner liegt zwischen den jeweiligen Verbindungspunkten von Filterkondensator 38 und Induktionsspule 4o bzw. Filterkondensator 38' und Induktionsspule 4o* eine Reihenschaltung aus zwei Schaltern 84 und 84'. Die der Induktionsspule 4o zugeordneten Schalter 82 und 84 sind mittels einer mechanischen oder magnetischen Kopplung 86 mit einer Betätigungseinrichtung 9o verbunden. Die anderen der Induktionsspule 4o* zugeordneten Schalter 82* und 84' sind auf gleiche Weise über eine mechanische oder magnetische Kopplung 88 mit der Betätigungseinrichtung 9o verbunden. Jeder Induktionsspule 4o, 4o* ist in gleicher Weise wie anhand von Fig. 3 beschrieben, ein Stromwandler 74 bzw. 74* und ein diesem nachgeschalteter Vergleicher 76 bzw. 76' nachgeordnet. Die Funktion von Stromwandlern und Vergleichern stimmt mit der anhand von Fig. 3 erläuterten überein. Die Ausgänge der Vergleicher 76 und 76* sind über jeweilige Zeitglieder 92, 92* mit jeweiligen Eingängen der Betätigungseinrichtung 9o verbunden.

Jedes der Zeitglieder 92 und 92' enthält beispielsweise eine (nicht dargestellte) integrierte Schaltung und erzeugt ein Ausgangssignal, wenn an ihm eine bestimmte Zeitdauer ein Eingangssignal anliegt. Das von den Zeitgliedern 92 bzw. 92' ausgegebene Ausgangssignal wird der Betätigungseinrichtung 9o zugeführt, die daraufhin das öffnen der Schalter 82 und 84 bzw. 82' und 84' bewirkt. Als Folge davon wird die Induktionsspule 4o oder die Induktionsspule 4o* abgeschaltet, wenn sie über einen vom jeweiligen Zeitglied 92, 92* festgelegten Zeitraum mit einer relativ kleinen, nicht zu erhitzenden, magnetischen Last belastet wird. Wenn einer der Vergleicher 76 oder 76* nur kurzzeitig ein Ausgangssignal abgibt, weil eine größere magnetische Last relativ zu der jeweiligen Induktionsspule 4o, 4o* bewegt wurde, dann führt dies nicht

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zu einem Ausgangssigiial dee jeweiligen Zeitgliede und daher auch nicitt zu« Abschalten der Induktionsspule.

Wenn eine der Induktionsspulen 4o, 4o' über längere Zeit IRit einer relativ kleinen, nicht zu erhitzenden Last belastet wird, dann werden die Schalter 82, 84 bzw. 82',,84' der zugehörigen Induktionsspule geöffnet. Zn diesem Zustand ist einer der Schalter 84 oder 84' geöffnet, so daß die angeschaltete Induktionsspule fiber den ihr zugeordneten Filterkondensator 38 oder 38' an den Wechselrichter 12 angeschlossen ist. Wenn jedoch beide Induktionsspulen 4o und 4o* gleichzeitig angeschaltet sind und beide Schalter 84 und 84* geschlossen ,sind, dann sind die Induktionsspulen 4o, 4ο¹ parallel über die Filterkondensatoren 38, 38* an den Wechselrichter 12 angeschlossen. Auf diese Weise kann verhindert werden, daß eine der Induktionsspulen 4o oder 4o* stärker belastet wird, wenn die andere ausgeschaltet ist. Die Schalter 84 und 84* können entfallen, wenn eine derartige Hehrbelastung nicht in Betracht gezogen werden muß.

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Claims

Patentanspruch

1. Induktionsheizgerät mit einer von einem Wechselrichter mit hochfrequentem Strom gespeisten Induktionseinheit, mit einem Stromfühler, der ein dem Strom durch die Induktionseinheit proportionales Fühlersignal erzeugt, mit einem den Wert des Fühlersignals mit einem Bezugswert vergleichenden Vergleicher und mit einer die Speisung der Induktionseinheit abhängig vom Ausgangssignal des Vergleichers steuernden Steuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionseinheit (14, 14a) mehrere Induktionsspulen (4o, 4ο¹) enthält, daß der Vergleicher (76, 76·) den Wert des Fühlersignals mit einem unteren Grenzwert und einem oberen Grenzwert vergleicht, daß das Ausgangssignal des Vergleichers einen ersten Zustand annimmt, wenn der Wert des Fühlersignals außerhalb des von den Grenzwerten vorgegebenen Bereichs liegt, bzw. einen zweiten Zustand annimmt, wenn der Wert des Fühlersignals innerhalb dieses Bereichs liegt, und daß die Steuereinrichtung einen Schalter (22; 72, 72'; 82, 82') mit einer Betätigungseinrichtung (78, 78'; 9o) aufweist, wobei die Betätigungeeinrichtung mit dem Vergleicher verbunden ist und der Schalter die Erregung wenigstens einer Induktionsspule abschaltet, wenn das Ausgangssignal des Vergleichers den zweiten Zustand angenommen hat.

2. Induktionsheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltstrecke des Schalters (22) in der Gleichstromzuführung zum Wechselrichter (12) liegt.

3. Induktions-Heizgerät nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß der Wechselrichter (12) einen periodisch von den Impulsen eines Impulsgenerators (32)

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gesundeten Thyristor (28) und eine diesem antiparallel geschaltete Diode (3o) aufweist und daß der Schalter im Falle einer Betätigung durch die Betätigungseinrichtung die Lieferung von Impulsen des Impulsgenerators an die Steuerelektrode des Thyristors unterbricht.

4. Induktionsheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß für jede Induktionsspule (Ao, Ao¹) ein gesonderter Stromfühler (74, 74') und ein gesonderter Vergleicher (76, 76') vorhanden sind und daß jeder Vergleicher mit der Betätigungseinrichtung (78, 78'; 9o) eines Schalters (72, 72'; 82, 82') verbunden ist, dessen Schaltstrecke in Reihe mit der zugehörigen Induktionsspule liegt.

5. Induktionsheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Stromfühler (74, 74') ein Stromwandler ist, dessen Primärwicklung in Reihe mit der jeweiligen Induktionsspule (4o, 4o·) liegt.

6. Induktionsheizgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen jeden Vergleicher (76, 76') und die Betätigungseinrichtung (9o) jedes Schalters (82, 82') jeweils ein Zeitglied (92, 92») geschaltet ist und daß das Zeitglied ein die Abschaltung der Erregung der zugehörigen Induktionsspule (4o, 4o') durch den Schalter hervorrufendes Signal erzeugt, wenn das Ausgangssignal vom Vergleicher länger als eine bestimmte Zeit den zweiten Zustand innehat.

7. Induktionsheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß dem bzw. jedem Schalter (22; 72, 72'; 82, 82') (je) eine Speicheroder Selbsthalteeinrichtung zugeordnet ist, die eine einmal erfolgte Betätigung des zugehörigen Schalters zum Abschalten einer Induktionsspule (4o, 4o') unabhängig vom Wert des Fühlersignals eine bestimmte Zeit lang aufrecht erhält.

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