DE657167C - Durch Wirbelstrom beheizte Kochplatte fuer Drehstrom - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf durch Wirbelstrom beheizte Kochplatten, ct. h. auf Heiz- und Kochplatten, ,bei denen die Wärme in einer zu beheizenden Aufsatzplatte oder in dem metallischen Kochgefäß selbst durch Wirbelströme hervorgerufen wird, welche von einem die Heiz- und Kochplatte bildenden oder in dieser untergebrachten Elektromagnetsystem erzeugt werden. Es sind Ausführungen solcher Elektromagnetsysteme bekannt, bei denen der beispielsweise lameliierte Magnetkern mit geraden, zueinander parallel liegenden Ntften versehen ist, welche zur Aufnahme der Erregerwicklung dienen. Der Magnetkern und somit die Heizplatte hat bei diesen Ausführungen eine rechteckige Form. Ferner ist auch schon vorgeschlagen worden, die Heizplatte rund auszubilden und mit kreisförmigen, zueinander konzentrischen Nuten und Erregerwicklungen zu versehen.

Für die Ausbildung und Anordnung der Erregerwicklung einer durch Wirbelstrom beheizten Kochplatte für Drehstromanschluß sind folgende Gesichtspunkte maßgebend: ' Um einen geringen Magnetisierungsstrom für den Luftspalt zu erreichen, sind möglichst große Polteilungen erwünscht. Ferner ist es zweckmäßig, daß von den Erregerwicklungen ein Wanderfeld erzeugt wird, also ein Feld, dessen Höchstwert quer zu den an die verschiedenen Phasen des Drehstromnetzes angeschlossenen Erregerwicklungen wandert. Ein solches Wanderfeld ist dem Elektromaschinenbauer als sogenanntes Drehfeld geläufig, da bei den elektrischen Maschinen infolge der räumlichen Verteilung der Wicklungen auf einen Zylindermantel das quer zu den Wicklungen wandernde Feld sich gewissermaßen im Kreise dreht. Die Anwendung eines Wanderfeldes bei Wirbelstromkochplatten hat den Vorteil, daß sich die Anziehungsperioden der einzelnen Phasen zeitlich überschneiden und daß somit auch der Kochtopf von den magnetischen Kräften ununterbrochen festgehalten wird und daher nur ein verhältnismäßig geringes Schwingungsgeräusch entsteht. Dagegen wird bei Anwendung eines im Elektromaschinenbau Einphasenfeld genannten Wechselfeldes, welches nicht wandert, sondern stets an der gleichen Stelle wechselnd entsteht und ver-'schwindet, der Kochtopf nicht ununterbrochen festgehalten, sondern jedesmal beim Verschwinden des Feldes und damit auch der magnetischen Anziehungskraft losgelassen. Das hierbei entstehende Schwingungsgeräusch des Kochtopfes ist außerordentlich stark.

Bei rechteckigen Kochplatten lassen sich diese Forderungen durch Anwendung der üblichen Wanderfeldwicklung erfüllen. Eine solche Wanderfeldwicklung, die also, wie erwähnt, der Drehfeldwicklung elektrischer Maschinen gleicht, ist in der Zeichnung in den Fig. 1 bis 3 dargestellt: Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die Kochplatte, Fig. 2 das Wicklungsschema der Erregerwicklung und

Fig. 3 das Vektordiagramm der Ströme welches ein . Bild eines reinen Drehbzw. Wanderfeldes darstellt. Die ganze Kochplattenbreite kann hier mit zwei Pofc teilungen ausgefüllt werden, wobei die Pol· teilung verhältnismäßig groß ist. '»,r

Bei runden Kochplatten mit drei konzentrischen Wicklungen ist dagegen diese Phasenfolge in den Nuten über den ganzen ίο Durchmesser der Platte nicht möglich, da hier die Phasen symmetrisch zur Mitte liegen. Zwar läßt sich auch in diesem Falle mit drei Wicklungen ein Wanderfeld erziele^ indem zwischen Innen- und Außenradius der Kochplatte zwei Polteilungen untergebracht werden. Hierzu kann eine gleichsinnige Schaltung aller drei Spulen nach Fig. 4 und 5 der Zeichnung angewendet werden, so daß sich ein Vektordiagramm der Ströme nach Fig. 6 ergibt. Die Polteilung beträgt aber bei dieser Anordnung kaum ein Viertel des Plattendurchmessers, wodurch ein häufig unerwünscht hoher Magnetisierungsstrom erforderlich wird.

Die Erfindung besteht nun darin, daß zur Behebung der bei runden Kochplatten "auftretenden Schwierigkeiten die mittlere der drei an je eine Phase eines Drehstromnetzes anzuschließenden Erregerwicklungen den heiden anderen Erregerwicklungen entgegengeschaltet wird. Eine solche Schaltung ist in Fig. 7 dargestellt.

Wie das zugehörige Diagramm der Stromvektoren in Fig. 8 erkennen läßt, bildet sich " dann kein reines Wanderfeld mehr aus. Bei den Diagrammen nach Fig. 3 und 6 ergibt die Aneinanderreihung der einzelnen Vektoren ein geschlossenes Sechseck bzw. Dreieck, so daß die Augenblickswerte der Strombeläge zu jedem Zeitpunkt in der Summe verschwinden. Bei den drei Vektoren nach Fig. 8 jedoch ist, wie eine Aneinanderreihung der drei Vektoren + ¹R, — 5" und + T zeigt, die Summe nicht mehr Null. Im Falle der Fig. 7 und 8 bleibt vielmehr von den drei einzelnen Strombelägen ein resultierender Strombelag bestehen. Dieser rusultierende Strombelag läßt erkennen, daß in dem Wanderfeld nach Fig. 8 ein einphasiges Wechselfeld enthalten ist. Der zu diesem Wechselfeld "gehörige Magnetfluß ist mit allen drei Spulen gemeinsam verkettet, der Abstand zwischen Außen- und Innenradius der Platte stellt für das einphasige Feld eine einzige, große Polteilung dar, so daß im Vergleich zu anderen Schaltungen ein erheblich geringerer Magnetisierungsstrom aufzubringen ist.

Diesem einpha%igen Feld sind entsprechend Heter Phasenverschiebung zwischen den ein-■■'vi^inen. Strombelägen reine Wanderfelder itoerlagert, die nach dem" bekannten Ver-■' "fahren der Zerlegung in symmetrische Komponenten ermittelt werden können. Hierzu sind bei der Aneinanderreihung der drei Vektoren der Fig. 8'der zweite bzw. der dritte 65 < um 120° bzw. um 240⁰ zu drehen. Durch diese Wanderfelder tritt zu jedem Zeitpunkt eine endliche Anziehungskraft zwischen der Kochplatte und dem Kochgefäß auf, so daß die magnetische Anziehungskraft niemals Null wird. Die Zugkräfte der überlagerten Drehfelder sind, wie praktische Versuche bestätigt haben, durchaus hinreichend, um eine störende Geräuschbildung zu verhindern.

Die Anordnung der Erregerwicklungen nach der Erfindung bzw. die durch eine solche Anordnung erzielbare Überlagerung eines Einphasenfeldes mit kleineren Wanderfeldern bietet somit den Vorteil einer wesentlichen Herabsetzung des erforderlichen Magnetisierungsstrom.es, verbunden mit dem Vorteil einer ununterbrochenen, kräftigen Anziehung des Kochgefäßes und' somit einer weitgehenden Verminderung der Geräuschbildung.

Die Anordnung nach der Erfindung ist besonders für solche Heiz- und Kochplätten geeignet, bei denen die Wirbelstromwärme unmittelbar' in dem metallischen Kochgefäß selbst" erzeugt wird, da hier eine Unterdrückung der Geräuschbildung besonders wichtig ist. Die Erfindung ist aber auch dann von Vorteil, wenn der beheizte Sekundärteil der Induktionsanordnung, beispielsweise eine metallische Aufsatzplatte, mit dem Primärteil der Anordnung, also dem Elektromagneten, mechanisch fest verbunden ist, da durch die Verminderung der Schwingungserschütterungen die mechanischen Verbindungsteile der Anordnung wesentlich geschont werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Durch Wirbelstrom beheizte Kochplatte für Drehstrom mit drei kreisförmigen, konzentrisch zueinander angeordneten Erregerwicklungen, von denen jede an eine Phase eines Drehströmnetzes angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere der drei Erregerwicklungen den beiden anderen entgegengeschaltet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen