DE3723485A1 - Induktive kochstelle - Google Patents

Description

Eine induktive Kochstelle enthält eine Heizwicklung, die von einem Generator mit einem Wechselstrom in der Größenordnung von 20 bis 30 kHz gespeist wird. Die Heizwicklung erzeugt durch Induktion in den Wänden eines darüber befindlichen Top­ fes Ströme, die das in dem Topf befindliche Kochgut erwär­ men. Wegen der relativ hohen Leistungen von 300 bis 6000 W und des hohen der Heizwicklung zugeführten Stromes entstehen bei einer solchen Kochstelle magnetische Streufelder, die in der Nähe der Kochstelle befindliche Verbraucher wie insbeson­ dere Funkempfangsgeräte stören können. Es sind daher Mittel erforderlich, derartige Streufelder gering zu halten.

Es ist bekannt, innerhalb einer Kochplatte mehrere Heizwick­ lungen vorzusehen, die mit Strömen unterschiedlicher Rich­ tung gespeist sind oder einen entgegengesetzten Wicklungs­ sinn aufweisen. Die Kompensation der magnetischen Felder der einzelnen Wicklungen im Sinne eines minimalen Streufeldes außerhalb der Kochstelle ist dabei im wesentlichen nur bei einer bestimmten Größe des oberhalb der Heizwicklung befind­ lichen Topfes gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verringerung des außerhalb der Kochstelle wirksamen elektromagnetischen Streufeldes zu schaffen, die weitestgehend unabhängig von der Größe des Kochtopfes arbeitet.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Er­ findung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird also mittels der Sonde das tatsächliche Streufeld in der Nähe der Kochstelle gemes­ sen. Im Regelfall sind jedoch an dieser Stelle mehrere Streu­ feldkomponenten wirksam, von denen nur die durch die Heiz­ wicklung erzeugte Streufeldkomponente kompensiert werden darf und soll. Deshalb wird mit der Sonde nur diejenige Streufeldkomponente ausgewertet, die von dem der Heizwick­ lung zugeführten Strom herrührt. Das wird dadurch erreicht, daß aus dem von der Sonde gelieferten Spannungsgemisch nur diejenige Spannung ausgewertet wird, die in Frequenz und Pha­ se mit dem der Heizwicklung zugeführten Wechselstrom syn­ chron ist. Eine solche Auswertung erfolgt bekanntlich mit einem Synchrondemodulator, der als Referenzspannung für die phasenselektive Auswertung eine dem Wechselstrom proportiona­ le Spannung erhält. Dann wird nur die Streufeldkomponente erfaßt, die von dem Wechselstrom selbst herrührt und daher mit diesem in Frequenz und Phase synchron ist. Streufeldkompo­ nenten, die andere Ursachen haben, werden in der Regel nicht mit dem Wechselstrom in Frequenz und Phase übereinstimmen. Dabei wird die zulässige Annahme getroffen, daß durch die Ausbreitung der Felder keine Phasenverschiebungen auftreten, die in der Schaltung berücksichtigt werden müßten. Bei einem relativ großen Topf, der praktisch die gesamte Kochstelle bedeckt, wird das Streufeld in der Regel klein sein, so daß ein relativ kleiner Kompensationsstrom für die Kompensations­ wicklung erforderlich ist. Bei einem kleinen Topf, der nur einen Teil der Heizwicklung bedeckt, wird das Streufeld im Regelfall größer sein, so daß ein größerer Strom durch die Kompensationswicklung erforderlich ist.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung an einem Ausführungs­ beispiel erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 2 eine besondere Ausbildung der Wicklungen.

Fig. 1 zeigt eine induktive Kochstelle mit der Heizwicklung 1, über der sich der aus Metall bestehende Topf 2 mit dem Kochgut 3 befindet. Die Heizwicklung 1 wird von dem Generator 4 mit einem Wechselstrom i 1 mit einer Fre­ quenz von 20 bis 40 kHz gespeist. Die Heizwicklung 1 ist von der Kompensationswicklung 5 umgeben, die ebenfalls von dem Generator 4 mit dem Kompensationsstrom ik gespeist wird. Mit dem Stromübertrager 6 wird die dem Heizstrom i 1 proportiona­ le Spannung U 1 gewonnen und dem Synchrondemodulator 7 zuge­ führt. An den anderen Eingang des Synchrondemodulators 7 ist die aus einer Wicklung bestehende Magnetfeldsonde 8 ange­ schlossen. Das in der Nähe der Kochstelle wirksame Streufeld 9 erzeugt eine entsprechende Spannung U 2. Durch die Wirkung des Synchrondemodulators 7 wird frequenz- und phasenselektiv nur die Streufeldkomponente 9 ausgewertet, die mit der Spannung U 1, mit dem Strom i 1 und somit mit dem durch die Heizwicklung 1 erzeugten Streufeld in Frequenz und Phase synchron ist. Dadurch entsteht eine Stellgröße Us, die den Betrag dieses von i 1 herrührenden Streufeldes anzeigt. Die Stellgröße Us steuert über den Verstärker 10 den Strom i 2 in der Steuerwicklung des Transduktors 11, dessen Arbeitswicklung im Weg des Stromes ik liegt. Entsprechend der Stellgröße Us und somit entsprechend dem Betrag des von der Heizwicklung 1 herrührenden Streufeldes werden die im Weg des Stromes ik wirksame Induktivität der Arbeitswicklung des Transduktors 11, der Betrag von ik und somit die Wirkung der Kompensationswicklung 5 so gesteuert, daß das von der Heizwicklung 1 herrührende Streufeld 9 im Bereich der Sonde 8 kompensiert wird oder einen Minimalwert erreicht. Diese Steuerung arbeitet unabhängig von der Größe des Topfes 2, weil unmittelbar der Betrag des in der Umgebung der Kochstelle tatsächlich vorhandenen, von der Heizwicklung 1 herrührenden Streufeldes durch die Sonde 8 gemessen wird.

Gemäß Fig. 2 besteht die Heizwicklung 1 aus einer innen lie­ genden Kernwicklung, die von dem Strom i 1 im Gegenuhrzeiger­ sinn durchflossen wird. Darauf folgt eine Außenwicklung mit entgegengesetzter Wicklungsrichtung, die somit von dem Strom i 1 im Uhrzeigersinn durchflossen wird. Durch diese bei­ den entgegengesetzt gerichteten Wicklungen wird bereits eine Kompensation des Streufeldes durch den Strom i 1 erreicht, die jedoch nicht für alle Größen des Topfes 2 einwandfrei wirken kann. Deshalb erfolgt die zusätzliche Kompensation im Sinne einer Spannungskompensation durch die Kompensationswicklung 5, die von dem aus dem Streufeld abge­ leiteten Strom ik gespeist wird.

Claims (6)

1. Induktive Kochstelle mit einer Heizwicklung (1), die von einem Generator (4) mit einem Wechselstrom (i 1) ge­ speist ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wicklung (1) eine von dem Generator (4) gespeiste Streufeld- Kompensationswicklung (5) mit einem Kompensationsstrom (ik) zugeordnet ist, dessen Größe durch eine Stellgröße (Us) gesteuert ist, die mit einer Magnetfeldsonde (8) aus der dem Wechselstrom (i 1) in Frequenz und Phase syn­ chronen Streufeldkomponente (9) gewonnen ist.

2. Kochstelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannung (U 2) der Magnetfeldsonde (8) und eine dem Wechselstrom (i 1) proportionale Spannung (U 1) an die Eingänge eines Synchrondemodulators (7) angelegt sind, dessen Ausgangsspannung als Stellgröße (Us) dient.

3. Kochstelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgröße (Us) den Strom (i 2) in der Steuerwick­ lung eines Transduktors (11) steuert, dessen Arbeits­ wicklung in Reihe mit der Kompensationswicklung (5) liegt.

4. Kochstelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (8) durch eine Spule gebildet ist.

5. Kochstelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (8) außerhalb des Bereichs der Kochstelle an­ geordnet ist.

6. Kochstelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwicklung (1) eine spiralförmige Kernwicklung erster Windungsrichtung und eine diese umgebende Außen­ wicklung entgegengesetzter zweiter Windungsrichtung auf­ weist (Fig. 2).