DE4038560A1 - Verfahren zur leistungssteuerung eines aus mikrowellen-und induktions-beheizung bestehenden kochsystems und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leistungssteuerung eines aus Mikrowellen-und Induktions-Beheizung bestehenden Kochsystems und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Vorgenanntes Kochsystem und dessen erfindungsgemäßes Steuerungsverfahren findet bei frei stehenden Elektroherden, sogenannten Standgeräten oder bei Einbaukochgeräten, bestehend aus Herd und separater Kochmulde Verwendung.

Ein solcherart kombiniertes Kochsystem ist aus der EP 03 18 645 A1 bekannt. Der Stand der Technik beschreibt ein Tischgerät, welches einen beleuchtbaren, mikrowellenbeheizten Backofen mit einem Garraum besitzt; zugleich ist auf der Gehäuseoberseite eine rechteckige Kochfläche mit darunterliegender Induktionsheizspule angeordnet. An einer oberhalb der Backofentür schräg angebrachten Frontblende befinden sich ein Eingabefeld mit Tastschaltern, ein Zeitwählknebel sowie ein zentrales Anzeigefeld. An Bedienungstasten sind vorhanden: Eine Start- und eine Lösch (Aus)-Taste, zwei Stück Betriebsart-Wähltasten für Mikrowellen- oder Induktionsbeheizung und zwei Stück Leistungs-Stelltasten, je eine für stufenweise Leistungserhöhung und stufenweise Leistungsreduzierung. Mit Hilfe des Zeitwählknebels kann die gewünschte Heizdauer der angewählten Betriebsart eingestellt werden. Die angewählte Betriebsart wird im Display in Form eines Schriftbilds permanent angezeigt, ebenso die eingestellte Leistungsstufe anhand aneinandergereihter, kurzer Lichtbalken und die gewünschte Heizzeit, welche rückwärts ablaufend angezeigt wird. Ist das Gerät nicht in Betrieb erfolgt Anzeige der Tageszeit.

Beide Beheizungsarten werden nun aus einem gemeinsamen Inverter (Wechselrichter, Multivibrator) versorgt. Mit Hilfe eines einpoligen Umschaltrelais′ wird alternativ entweder ein Serienschwingkreis (bestehend aus Induktionskochspule und Resonanzkondensator) oder die Primärspule eines Hochspannungstransformators, dessen Sekundärwicklung das Magnetron der Mikrowellenbeheizung versorgt, an den Ausgang der netzspannungsgespeisten Gleichrichterbrücke besagten Wechselrichters gelegt. Erregt wird vorgenanntes Umschaltrelais mit Hilfe der Options- bzw. Betriebsart-Wähltasten. Die Taktsteuerung und Leistungsstellung übernimmt ein gemeinsamer Leistungstransistor, wobei dessen Kollektoranschluß direkt am Umschaltpunkt besagter Relaiskontakte liegt. Die Leistungsstellung für beide Betriebsarten verläuft wie folgt: Der Netz- bzw. Eingangs-Wechselstrom (schaltungstechnisch vor dem Wechselrichter) wird mit Hilfe eines Stromwandlers erfaßt und in Form eines gleichgerichteten Spannungssignals einem Mikrocomputer zugeführt. Der Mikrocomputer errechnet hieraus einen Mittelwert. Ist nun der errechnete Mittelwert kleiner als die vom Benutzer eingestellte Leistungsstufe bzw. kleiner als ein hieraus resultierendes "Soll- Signal", verlängert der Mikrocomputer die Ein-Periode des Leistungstransistors. Ist der errechnete Mittelwert hingegen größer, reduziert der Mikrocomputer dessen Ein-Perioden entsprechend, d. h. mit anderen Worten: Der Stromflußwinkel wird entweder vergrößert oder verkleinert. (Oder der Mikrocomputer variiert mit Hilfe eines Digital/ Analogwandlers und eines Komparators den Basisstrom des Leistungstransistors).

Als nachteilig erweist sich nun beim Stand der Technik, daß der gleichzeitige Betrieb beider Beheizungsarten nicht möglich ist. Der Benutzer kann also entweder nur im Mikrowellenofen oder auf der Induktionskochstelle Gerichte zubereiten oder Kochgut behandeln.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Leistungssteuerung für Induktions- und Mikrowellen- Beheizung zu schaffen mit deren Hilfe ein gleichzeitiger Betrieb beider Beheizungsarten ermöglicht wird.

Diese Aufgabe, gemäß der Erfindung, wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielbaren Vorteile ergeben sich bereits durch die Art und Weise der Aufgabenstellung. Als weitere Vorteile gegenüber dem Stand der Technik sind anzusehen: Der Wegfall von Bauteilen am Gesamtgerät (beispielsweise des Umschaltrelais′ und dessen erforderliche Ansteuerungselemente) und eine Vereinfachung der elektrischen Verdrahtung, die eine herstellungsmäßige Kostenersparnis bei Kombinations-Herden ergeben. Serienmäßig vorhandene und ausschließlich für Induktions-Beheizungen vorgesehene Wechselrichter werden aufgrund des erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens effektiver eingesetzt bzw. optimal genutzt.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand von Prinzipschaltbildern und Leistungs-Zeitdiagrammen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 die Steuerschaltung für kombinierten Kochbetrieb unter Verwendung analoger, d. h. stetiger Leistungsstellglieder,

Fig. 2 und Fig. 3 den Automatikbetrieb der Induktionskochstellen gemäß der Steuerschaltung nach Fig. 1, dargestellt als Leistungs-Zeitdiagramm,

Fig. 4 und Fig. 5 den Automatikbetrieb der Induktionskochstellen bei gleichzeitiger Mikrowellenbeheizung gemäß der Steuerschaltung nach Fig. 1, dargestellt als Leistungs-Zeitdiagramm,

Fig. 6 die Steuerschaltung für kombinierten Kochbetrieb unter Verwendung von getakteten Ein-Schaltern, sogenannten Energiereglern,

Fig. 7 ein Leistungs-Zeitdiagramm bei ausschließlicher Induktionsbeheizung gemäß der Steuerschaltung nach Fig. 6,

Fig. 8 ein Leistungs-Zeitdiagramm bei kombinierten Kochbetrieb gemäß der Steuerschaltung nach Fig. 6,

Fig. 9 die Steuerschaltung für kombinierten Kochbetrieb unter Verwendung vorschaltbarer Leistungsdrosseln für die Induktionsbeheizung.

Wie eingangs erwähnt, erfolgt der Einsatz des aus Induktions- und Mikrowellen-Beheizung bestehenden Kochsystems in frei aufstellbaren Elektroherden sowie in Einbauherden, die in Arbeitsplatten und vom Backofen getrennt installierbare Einbaukochmulden besitzen. Erläuternd, jedoch für den erfindungsgemäßen Gedanken nicht relevant, sei angefügt, daß im Backraum (außer den herkömmlichen Betriebsarten) mit Hilfe der Mikrowellenbeheizung als Energie und Zeitsparer noch folgende Betriebsarten möglich sind:
Auftauen oder Erhitzen mit Mikrowelle (ausschließlicher Mikrowellenbetrieb), sog. MW-Solobetrieb,
Heißluftheizen und Mikrowelle,
Ober- und Unterhitze und Mikrowelle,
Grillen und Mikrowelle (dabei wird beim Mikrowellengrillen als Zusatzbeheizung entweder die Heißluft oder ein separater Grillstab eingesetzt).

Einbaulage und Einbauort sind für den Wechselrichter weitgehend beliebig frei wählbar. Er kann sich im Herd, in der Kochmulde oder als separate Komponente unterhalb des Herdumbauschranks bzw. im Sockelbereich eines Nebenschranks befinden.

Der erfindungsgemäße Grundgedanke liegt darin, die fest vorgegebene maximale Ausgangsleistung eines serienmäßig vorhandenen Wechselrichters durch sogenanntes "Loadmanagement" optimal auf alle hieran angeschlossenen Beheizungsarten, nämlich auf zwei Induktionskochstellen und auf das Mikrowellennetzteil zu verteilen. Die sich hierbei notwendigerweise ergebende Leistungsreduzierung der einzelnen Induktionskochstellen wird durch individuelles Nachregeln der aufgenommenen elektrischen Arbeit ausgeglichen. In sämtlichen Ausführungsbeispielen stehen dem Benutzer gleichzeitig zwei Induktionskochstellen und ein mittels Mikrowellen zusätzlich beheizbarer Backraum zur Verfügung. Weitere Kochstellen, in Form von Strahlungs- oder Halogen-Heizkörpern und die im Backraum zusätzlich zur Mikrowelle betreibbaren Beheizungen sind niederfrequenter Art, an keinen Wechselrichter gebunden und deren erforderliche Energie daher direkt dem Netz entnehmbar. Sie sind selbstverständlich in das erfindungsgemäße Steuerungsverfahren nicht mit einbezogen und separat ansteuerbar.

Den Schaltungsbeispielen gemäß Fig. 1, Fig. 6 und Fig. 9 ist folgendes gemeinsam. Der Generator oder Wechselrichter 1 formt die Netzfrequenz von 50 Hz in eine Mittelfrequenz von ca. 20-50 kHz um. Alle drei Verbraucher, nämlich die beiden Induktionsspulen 4 (die für den Induktionsschwingkreis erforderlichen Resonanzkondensatoren wurden der Übersichtlichkeit halber nicht mit eingezeichnet) der Kochstellen KO1 und KO2 sowie das Mikrowellen-Netzteil 5 liegen parallel geschaltet am Mittelfrequenzausgang MF des Wechselrichters 1. Die für den Mikrowellenbetrieb erforderlichen höheren Frequenzen liegen bekanntlich im GHz-Bereich und werden durch die schematisiert dargestellte Mikrowellenheizeinheit 5′ erzeugt. Der Wechselrichter 1 besitzt eine maximale Ausgangsleistung von z. B. 2600 W, die den beiden Kochstellen KO1, KO2 zu gleichen Teilen zur Verfügung gestellt wird, d. h. jede der Kochstellen KO1, KO2 besitzt z. B. eine maximale Nennaufnahme von 1300 W. Diese Leistungsaufteilung auf die beiden Kochstellen KO1/KO2 ist jedoch dem erfinderischen Gedanken nach frei wählbar, durch entsprechendes Ansteuern der Leistungsstellglieder der beiden Kochstellen KO1/KO2. Zur einfachen Erläuterung der erfindungstechnischen Lösung wird von einer Nennaufnahme beider Kochstellen der halben Wechselrichtermaximalleistung im folgenden ausgegangen:
Das zuschaltbare Mikrowellennetzteil 5 nimmt eine Leistung von z. B. P_MW=400 W auf. (Bei einer Mikrowellenausgangsleistung von 200 W). Diese aufgenommene und die Ausgangsleistung des Wechselrichters 1 übersteigende Mikrowellenleistung P_MW=400 W wird nun bei gleichzeitig ablaufendem Betrieb aller Verbraucher KO1, KO2, 5 von den beiden kochstellen KO1, KO2 gleichermaßen abgezweigt, d. h. die Kochstellen KO1, KO2 arbeiten nur mehr mit maximal 1100 W. Beide Kochstellen KO1, KO2 sind für sogenannten "Automatikbetrieb" ausgelegt. Unter Automatikbetrieb ist zu verstehen, daß die maximale Kochstellenleistung ohne jegliches Zutun und immer nur während des Ankochvorgangs (das ist diejenige Zeitspanne vom Moment des Einschaltens bis zum Kochbeginn) bereitgestellt wird. Das Umschalten vom Ankochbereich in den Fortkochbereich (Weitergaren, das ist diejenige Dauer vom Kochbeginn bis zum Kochende) erfolgt ebenfalls ohne Beaufsichtigung, d. h. selbsttätig, wobei das Fortkochen oder Weitergaren mit der vom Benutzer am Bedienteil 8 eingestellten verminderten Leistung vorgenommen wird. Besagte Fortkochleistung wählt der Benutzer bereits vor Inbetriebnahme an. Die Höhe der Fortkochleistung ist meist in Form von Ziffern auf den entsprechenden Wählknebeln angegeben. Über die Höhe der einzustellenden Fortkochleistung und die Dauer des Fortkochens geben Rezeptvorschläge der Hausgerätehersteller Auskunft. (Ein derartiges Verfahren, die Steuerung der vorwählbaren Leistungszufuhr eines Induktionskochgerätes betreffend ist aus der DE-OS 37 03 298 bekannt).

Zusammenfassend kann gesagt werden: Ohne zugeschaltete Mikrowelle erfolgt das Ankochen mit einem zeitbegrenzten, sogenannten Energieankochstoß in Höhe von 1300 W und bei zusätzlichem Mikrowellenbetrieb nur mehr in Höhe von 1100 W (sofern beide Kochstellen KO1, KO2 in Betrieb genommen wurden). Um nun die Gebrauchstauglichkeit beider Kochstellen KO1, KO2 nicht zu mindern, wird mit Hilfe einer intelligenten Logik, einem Mikroprozessor-System 6, die Ankochdauer um den für das Mikrowellen-Netzteil 5 benötigten Energiebedarf in Form elektrischer Arbeit (d. h. dem Produkt aus Leistung mal Zeit) bemessen und die Ankochzeit entsprechend verlängert. Im Fortkochbereich steht auf jeden Fall genügend Leistung für den Parallelbetrieb aller drei Verbraucher KO1, KO2, 5 zur Verfügung. Das Mikroprozessor-System 6 sorgt hierbei lediglich für das Konstanthalten der Fortkochleistungen gemäß den eingestellten Werten und für ein Beibehalten der fest vorgegebenen Mikrowellenleistung P_MW.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 erfolgt stetige Leistungsregelung. Beiden Induktionsspulen 4 der Kochstellen KO1, KO2 sind jeweils ein Wirkleistungssensor P und ein analoges Leistungsstellglied 2 vorgeschaltet. Der jeder Induktions-Spule 4 zugeführte Wirkanteil der Mittelfrequenz-Scheinleistung P_MF entspricht der den Kochstellen KO1, KO2 zugeführten Kochleistung, wird mit Hilfe der Wirkleistungssensoren P gemessen und deren Ausgangssignale dem Mikroprozessor-System 6 zur Verfügung gestellt, das nun seinerseits mit Hilfe der Leistungsstellglieder 2 zunächst ein Nachregeln, d. h. ein Konstanthalten der fest vorgegebenen Ankochleistung und der vom Benutzer angewählten Fortkochleistung mit Hilfe eines dauernden "Ist"-"Soll-" Vergleichs bezüglich der benötigten Momentanleistung vornimmt. Wird nun zusätzlich zum Kochbetrieb ein Mikrowellenbetrieb gewünscht gibt der Benutzer einen entsprechenden Befehl an das Bedienteil 8, worauf das Mikroprozessor-System 6 das Schaltglied 3 schließt und das Mikrowellen-Netzteil 5 an den Mittelfrequenz-Leistungsausgang MF des Wechselrichters 1 legt. Auf Grund des permanenten "Ist"-"Soll" Vergleichs bezüglich entnommener Momentanlast erkennt das Mikroprozessor-System 6 unmittelbar die Überlastung des Wechselrichters 1 um P_MW=400 W und schaltet beide Kochstellen KO1, KO2 mit Hilfe der Leistungsstellglieder 2 trägheitslos, d. h. verzögerungsfrei auf 1100 W zurück. Die insgesamt für den Ankochbetrieb benötigte elektrische Arbeit ist im Mikroprozessor-System 6 abgespeichert. Mit Hilfe der durch die Wirkleistungs-Sensoren P zugeführten Signale erkennt und differenziert das Mikroprozessor-System 6 die von jeder Kochstelle KO1, KO2 schon verbrauchte bzw. individuell noch aufzubringende elektrische Arbeit; erst nach dem Erreichen des "Ist"="Soll" Zustands erfolgt das Zurückschalten auf die vom Benutzer vorgewählten Fortkochleistungen (welche unterschiedlich hoch sein können) mit Hilfe der Leistungsstellglieder 2; und zwar für jede Kochstelle KO1, KO2 getrennt, d. h. falls erforderlich zeitversetzt.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Lastverteilung, entsprechend der Steuerschaltung nach Fig. 1 bzw. die während der Ankochphase zur Verfügung gestellte, d. h. benötigte elektrische Arbeit in Form einer individuellen Verlängerung der Ankochdauer sei anhand der Fig. 2 bis Fig. 4 erläutert: Hierin sind die den einzelnen Kochstellen KO1, KO2 zugeführten Wirkanteile der Mittelfrequenzleistung P_MF (Watt) in Abhängigkeit von der Heizzeit T (min) dargestellt. Laut Fig. 2 hat der Benutzer für die Kochstelle KO1 am Bedienteil 8 eine Fortkochleistung von P_F1=100 W eingestellt und schaltet zum Zeitpunkt T₀ besagte Kochstelle KO1 ein, die mit der vollen Ankochleistung P_A1=1300 W zu heizen beginnt.

Laut Fig. 3 schaltet der Benutzer zu einem späteren Zeitpunkt T₁ (die Kochstelle KO1 befindet sich jedoch noch in der Ankochphase) zusätzlich die Kochstelle KO2 ein. (Für die Kochstelle KO2 wurde eine Fortkochleistung von P_F2=200 W angewählt). Die Kochstelle KO2 heizt mit derselben Ankochleistung in Höhe von P_A2=P_A1=1300 W. Dem Wechselrichter 1 wird jetzt sein maximal verfügbarer Wirkanteil der Mittelfrequenzleistung P_MF in Höhe von 2600 W entnommen. Zum Zeitpunkt T_F1 (Fig. 2) ist die Ankochzeit beendet und die Kochstelle KO1 wird automatisch von ihrer Ankochleistung P_A1=1300 W auf ihre Fortkochleistung P_F1=100 W zurückgeschaltet. Die der Kochstelle KO1 während des Ankochens zugeführte elektrische Arbeit entspricht dem Flächeninhalt des Diagramms mit der Ordinatenlänge T₀/P_A1 x der Abszissenlänge T₀/T_F1 (schraffiertes Rechteck).

Zum Zeitpunkt T_F2 (Fig. 3) sei die Ankochzeit der Kochstelle KO2 beendet. Es erfolgt eine Leistungsreduzierung von P_A2=1300 W auf P_F2=200 W. Die zugeführte elektrische Arbeit entspricht dem Flächeninhalt des schraffierten Rechtecks mit den Seitenlängen T₁/P_A2 und T₁/T_F2. Da im vorliegenden Beispiel beide Kochstellen KO1 und KO2 die gleiche Ankochleistung und dieselbe Ankochzeit besitzen sind die zugeführten Energiemengen (und damit die vorgenannten schraffierten Flächeninhalte) ebenfalls gleichgroß. Die Maximalleistung des Wechselrichters 1 wurde nicht überschritten und somit ein Eingreifen des Mikroprozessor-Systems 6 nicht erforderlich.

Fig. 4 und Fig. 5 veranschaulichen die Verhältnisse während des Zusatzbetriebs mit Mikrowellenbeheizung, wobei sich beide Kochstellen KO1, KO2 noch in der Ankochphase befinden. Zum Zeitpunkt T₂ werde vom Benutzer die Mikrowellenbeheizung in Höhe von P_MW=400 W zugeschaltet. Aufgrund der zuvor geschilderten Gegebenheiten steuert das Mikroprozessor-System 6 mit Hilfe der Leistungsstellglieder 2 beide Kochstellen KO1, KO2 gleichzeitig von den hohen Anfangs-Ankochleistungen P_A1=P_A2=1300 W auf die reduzierten Ankochleistungen P_A1′=P_A2′=1100 W zurück. Beiden Kochstellen KO1, KO2 muß nun individuell aufgrund der vorerwähnten verminderten Leistung noch soviel Energie zugeführt werden bis deren Heizdiagramme denjenigen gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 2 flächengleich sind. Bei der Kochstelle KO1 ist dies zum Zeitpunkt T_F1 der Fall und das Mikroprozessor-System 6 steuert die Kochstelle KO1 in die verminderte Fortkochleistung P_F1=100 Watt. Da nun die Maximalbelastung des Wechselrichters 1 wieder unterschritten wurde, wird die Kochstelle KO2 exakt zum Zeitpunkt T_F1′ wiederum auf ihre normale Ankochleistung P_A2=1300 W hochgefahren. Die zur Beendigung des Ankochvorgangs noch erforderliche Energiemenge ist zum Zeitpunkt T_F2′ erreicht; die Kochstelle KO2 wird auf ihre Fortkochleistung P_F2=200 W zurückgefahren.

In einem weiteren praktischen Beispiel sei angenommen, daß alle drei Verbraucher, nämlich die beiden Kochstellen KO1, KO2 sowie das Mikrowellen-Netzteil 5 exakt zum gleichen Zeitpunkt eingeschaltet werden. Die Kochstellen KO1, KO2 beginnen das Ankochen mit den reduzierten Leistungen P_A1′=P_A2′=1100 W. Beider Ankochdauer währt nun solange bis vorerwähnte Energiemenge durch verlängertes Ankochen in Form elektrischer Arbeit den schraffierten Flächeninhalten nach Fig. 2 oder Fig. 3 entsprechen.

Es ergeben sich selbstverständlich analoge Verhältnisse falls bei bereits laufendem Mikrowellenbetrieb die beiden Kochstellen KO1, KO2 zugeschaltet werden.

Besitzen nun die Kochstellen KO1, KO2, herstellerseits vorgesehen, unterschiedliche Typenleistungen von beispielsweise KO1=1000 W und KO2=1600 W (KO1 + KO2 = PMF = 2600 W), werden deren Ankochleistungen entsprechend auf P_A1=900 W und P_A2=1300 W reduziert.

Mit Hilfe dieses Verfahrens ist sichergestellt, daß den Lebensmitteln unabhängig vom parallel ablaufenden Mikrowellenbetrieb immer eine konstante Energiemenge während eines Automatikkochprozesses zugeführt wird.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 erfolgt die Leistungsstellung der einzelnen Verbraucher KO1, KO2, 5 mit Hilfe sogenannter Energieregler oder Elektroventile, welche vom Mikroprozessor-System 6 individuell angesteuert werden. Die Induktionsspulen 4 bzw. die Kochstellen KO1, KO2 werden mit Hilfe der Leistungstaktschalter 7 und das Mikrowellen-Netzteil 5 durch ein taktendes Schaltglied 3′ an den Mittelfrequenz-Leistungsausgang MF des Wechselrichters 1 gelegt. Alle drei Verbraucher besitzen in diesem Ausführungsbeispiel jeweils eine Typenleistung von 2600 Watt. Beide Kochstellen KO1, KO2 takten im ausgeführten Beispiel und ausschließlicher Induktionsbeheizung mit einer relativen Einschaltdauer von 50%, d. h. jede Kochstelle KO1, KO2 nimmt während des Ankochens konstruktiv wiederum die Hälfte der zur Verfügung stehenden Wechselrichter-Maximalleistung in Höhe von 1300 W auf. Die eigentliche Laststeuerung der Kochstellen KO1, KO2 erfolgt nun individuell durch Variation der sogenannten relativen Einschaltdauer ED %, d. h. jede Kochstelle KO1, KO2 wird intervallmäßig und kurzzeitig an den Wechselrichter 1 gelegt; und zwar in der Art, daß sich je nach Pausenlänge (Leerlaufzeit oder Auszeit) die gewünschten Fortkochleistungen ergeben.

Die relative Einschaltdauer errechnet sich bekanntlich aus

Bei ausschließlichem Induktionsbetrieb müssen im Ankochbereich zur Erzielung einer relativen Einschaltdauer von 50% demzufolge die Lastzeiten T′ und die Pausen gleichgroß gewählt werden.

Fig. 7 veranschaulicht das zuvor geschilderte. Während die Kochstelle KO1 innerhalb der Lastzeit T¹ kurzzeitig an Spannung liegt, befindet sich die Kochstelle KO2 während genau der selben Zeitspanne im Auszustand. Die Lastzeit T′ beider Kochstellen KO1, KO2 wählt man beispielsweise zu T′= 2 Sekunden.

Fig. 8 zeigt die Verhältnisse bei zugeschalteter Mikrowelle. Die Mikrowellen-Leistung P_MW betrage wie im vorliegendem Fall 400 W. Das Mikroprozessor-System 6 variiert nun die relative Einschaltdauer der einzelnen Verbraucher in der Art, daß das Mikrowellen-Netzteil 5 mit einer relativen Einschaltdauer von etwa ED = 16% (entspricht ungefähr 400 W) und die beiden Kochstellen KO1, KO2 mit einer relativen Einschaltdauer von ca. ED = 42% (entspricht etwa 1100 W) während des Ankochens arbeiten. D.h. die Auszeiten der Kochstellen KO1, KO2 verlängern sich exakt um die Einzeiten des Mikrowellen-Netzteils 5 so daß insgesamt gesehen die maximale relative Einschaltdauer von 100% (entspricht 2600 W) nie überschritten wird. Die gesamte Ankochzeit wird auch hier wiederum in der Weise verlängert, daß dem Kochgut wie im vorigen Fall immer die gleiche Energiemenge zugeführt wird. Im Fortkochbereich reduziert das Mikroprozessor-System 6 individuell die jeweilige relative Kochstellen-Einschaltdauer gemäß der vom Benutzer angewählten Fortkochleistungsstufe durch Verlängerung der Auszeit bzw. der Pausenintervalle (z. B. für eine Fortkochleistung von 100 W auf ED = 4% und für 200 W Fortkochleistung auf ca. 8%). Wie aus Fig. 7 und Fig. 8 weiterhin ersichtlich ist, liegt immer nur ein Verbraucher kurzzeitig an Spannung so daß eine Überlastung des Wechselrichters 1 ausgeschlossen ist.

Im Schaltungsbeispiel nach Fig. 9 erfolgt die Ansteuerung der Kochstellen KO1, KO2 wiederum mit Hilfe der Leistungstaktschalter 7 gemäß dem zuvor geschilderten Fall, d. h. beide Kochstellen sind für eine Typenleistung von 2600 W ausgelegt. Das Mikrowellennetzteil 5 hingegen wird hierbei jedoch mit Hilfe des zuerst erwähnten Schaltglieds 3 als konstante Dauerleistung in Höhe von P_MW=400 W zugeschaltet. Die nun beim zusätzlichen Mikrowellenbetrieb erforderliche Reduzierung der Kochstellenleistungen erfolgt mit Hilfe vorschaltbarer Induktivitäten J. Bei ausschließlichem Induktionsbetrieb sind die Induktivitäten J durch die öffnungskontakte 9, 10 kurzgeschlossen bzw. überbrückt. Bei zugeschaltetem Mikrowellen-Netzteil 5 öffnet das Mikroprozessorsystem 6 die Kontakte 9, 10 so daß die Induktivitäten J in Reihe zu den Induktionsspulen 4 liegen und als Leistungsdrosseln fungieren. Die Höhe der Induktivität J ist so bemessen, daß die Ankochleistungen der Kochstellen KO1, KO2 jeweils um die Hälfte der Mikrowellen-Leistung P_MW′ d. h. 200 W gemäß den zuvor geschilderten Beispielen reduziert werden und ein Überlasten des Wechselrichters 1 verhindert wird. Die benötigte Gesamtankochenergie wird wieder durch gezieltes Verlängern der Ankochzeit realisiert. Ein individuelles Verändern der relativen Einschaltdauer erfolgt nicht. Beide Kochstellen KO1, KO2 werden mit 50% ED getaktet, da die gewünschte und vom Hersteller festgelegte Kochleistung jeder Kochstelle 1300 W betragen soll.

Abschließend, jedoch für das erfindungsgemäße Verfahren nicht relevant sei bemerkt, daß Automatikkochstellen auch rein manuell bedienbar sind, d. h. der Benutzer kann Ankochdauer und Ankochleistung frei wählen. Ebenso ist das Zurückschalten auf verminderte Fortkochleistung von Hand möglich. Ein Automatikbetrieb läuft ab, wenn der Benutzer nach Einstellung der Fortkochleistung mit Hilfe einer gezielten Verrichtung (z. B. Ziehen oder Überdrehen des Wählknebels) dies wünscht.

Claims (12)

1. Verfahren zur Leistungssteuerung eines aus Mikrowellen- und Induktionsbeheizung bestehenden Kochsystems mit von einem gemeinsamen Wechselrichter versorgbaren und parallel geschalteten Verbrauchern, bestehend aus Induktionskochstellen und einer zuschaltbaren Mikrowellen-Beheizung, mit einem über ein Bedienteil ansteuerbaren Mikroprozessor-System mit dessen Hilfe ein permanenter Leistungsaufnahme "Soll"-"Ist" Vergleich vornehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei Inbetriebnahme aller Verbraucher (KO1), (KO2), (5), (5′) bzw. bei Überlastung des Wechselrichters (1) die Ankochleistungen (P_A1′, P_A2) bei leistungsgleichen Induktionskochstellen (KO1), (KO2) zu gleichen Teilen um die aufgenommene Leistung (P_MW) der Mikrowellen-Beheizung (5), (5′) reduziert und die den Kochstellen (KO1), (KO2) fehlende Energiemenge durch entsprechende Verlängerung der Ankochzeiten zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei unterschiedlicher Typenleistung der beiden Induktionskochstellen (KO1, KO2) deren Ankochleistungen (P_A1′, P_A2) zu ungleichen Teilen um die aufgenommene Leistung (P_MW) der Mikrowellenbeheizung (5, 5′) reduziert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduzierung der Ankochleistung stetig vorgenommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduzierung der Ankochleistung durch Verminderung der relativen Einschaltdauer (ED %) der Kochstellen (KO1), (KO2) vorgenommen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduzierung der Ankochleistung mit Hilfe von Induktivitäten (J) vorgenommen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zuschaltbare Leistung (P_MW) der Mikrowellen-Beheizung (5), (5′) durch die Höhe der relativen Einschaltdauer bestimmt wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß den Induktionsspulen (4) der Kochstellen (KO1), (KO2) je ein Wirkleistungssensor (P) und ein vom Mikroprozessor-System (6) ansteuerbares stetiges Leistungsstellglied (2) vorgeschaltet ist (Fig. 1).

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß den Induktionsspulen (4) je ein vom Mikroprozessor- System (6) ansteuerbarer Leistungstaktschalter (7) vorgeschaltet ist (Fig. 6 und Fig. 9).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mikrowellen-Netzteil (5) ein vom Mikroprozessor-System (6) getaktetes Schaltglied (3′) vorgeschaltet ist (Fig. 6).

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß den Induktionsspulen (4) und den Leistungstaktschaltern (7) je eine Induktivität (J) vorgeschaltet ist (Fig. 9) .

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß den Induktivitäten (J) Öffnungskontakte (9), (10) parallel geschaltet sind. (Fig. 9).

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungskontakte (9), (10) vom Mikroprozessor-System (6) ansteuerbar sind (Fig. 9).