ES2331887T3 - Metodo de calentamiento de un recipiente ubicado sobre una placa de coccion mediante medios de calentamiento asociado a inductores. - Google Patents
Metodo de calentamiento de un recipiente ubicado sobre una placa de coccion mediante medios de calentamiento asociado a inductores. Download PDFInfo
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Abstract
Método de calentamiento de un recipiente (Ri) ubicado sobre una placa de cocción que comprende medios de calentamiento (11) asociados respectivamente a inductores que forman medios de detección (11) de la presencia de un recipiente, estando asociados dichos medios de calentamiento a los citados inductores repartidos siguiendo una trama bidimensional en la superficie de cocción, caracterizado porque comprende las siguientes fases: - búsqueda (E20) de una zona de calentamiento (Zi) formada por un conjunto de medios de calentamiento cubiertos al menos parcialmente por dicho recipiente; y - cálculo (E60) de una potencia (Pj) aportada por cada medio de calentamiento (Ij) de dicha zona de calentamiento (Zi) en función de una potencia global de consigna (Pi) asociada a dicha zona de calentamiento (Zi) y de un porcentaje de cubrimiento (Tj) por parte del recipiente (Ri) de cada medio de detección (Ij) asociado al citado medio de calentamiento (Ij).
Description
Método de calentamiento de un recipiente ubicado
sobre una placa de cocción mediante medios de calentamiento asociado
a inductores.
La presente invención se refiere a un método de
calentamiento de un recipiente colocado sobre una placa de
cocción.
Se refiere también a una placa de cocción apta
para aplicar el método de calentamiento de acuerdo con la
invención.
Se refiere, en general, al campo de las placas
de cocción, en las que se puede colocar un recipiente en cualquier
lugar de la placa de cocción.
Tiene aplicación sobre todo, aunque no
exclusivamente, en el campo de las placas de cocción de
inducción.
En el documento WO 97 37 515 se divulga una
placa de cocción cuya zona de cocción no tiene una ubicación precisa
sobre la superficie de cocción.
En dicho documento WO 97 37 515, están clocados
varios inductores estándar de pequeña dimensión, siguiendo una trama
bidimensional en la superficie de cocción.
Un circuito de detección de un recipiente de
cocción permite detectar los inductores cubiertos por dicho
recipiente. Esa información puede ser transmitida a un ordenador
conectado a una caja de mandos que programa la cantidad de calor que
debe aportar a cada uno de los inductores.
De este modo, sólo los inductores cubiertos por
el recipiente de cocción son alimentados.
Sin embargo, este documento no habla del
problema planteado por los inductores parcialmente cubiertos por el
recipiente.
La presente invención tiene el objetivo de
optimizar el calentamiento de un recipiente dispuesto sobre una
placa de cocción, sin un lugar predeterminado de ubicación en el
foco de cocción.
En este sentido, la presente invención, según un
primer aspecto, se refiere a un método de calentamiento de un
recipiente colocado sobre una placa de cocción que incluye medios de
calentamiento asociados respectivamente a inductores que forman
medios de detección de la presencia de un recipiente, estando dichos
medios de calentamiento asociados a los inductores repartidos
siguiendo una trama bidimensional en la superficie de cocción.
Este método de calentamiento consta de las
siguientes etapas:
- -
- búsqueda de una zona de calentamiento formada por un conjunto de medios de calentamiento recubiertos al menos parcialmente por un recipiente; y
- -
- cálculo de una potencia producida por cada medio de calentamiento de dicha zona de calentamiento en función de una potencia global de consigna asociada a la zona de calentamiento y de un porcentaje de cubrimiento por parte del recipiente de cada medio de detección asociado a dicho medio de calentamiento.
\vskip1.000000\baselineskip
Gracias a la utilización del porcentaje de
cubrimiento de cada medio de detección asociado a un medio de
calentamiento, se puede ajustar la potencia del foco formado en
función del tamaño del recipiente y conseguir una densidad de
potencia constante, sea cual sea el diámetro del recipiente y su
posición en la superficie de cocción.
Según la realización preferida de la invención,
este método incluye, entre otras, una fase previa de declaración de
añadido de un recipiente sobre la superficie de cocción.
Esta fase previa permite no tener que realizar
las fases de búsqueda y cálculo de una potencia única al colocar un
nuevo recipiente sobre la superficie de cocción, evitando así el
funcionamiento continuo de los inductores que constituyen los medios
de detección.
Según otra realización preferida de la
invención, este método de calentamiento comprende una fase de
detección de un desplazamiento de un recipiente, asociado a una zona
de calentamiento inicial, y una fase de búsqueda de una zona de
calentamiento desplazada formada por medios de calentamiento
asociados respectivamente a medios de detección cubiertos al menos
parcialmente por el recipiente.
El método de calentamiento según la invención
permite de este modo tener en cuenta el desplazamiento del
recipiente en la superficie de cocción durante la cocción.
\newpage
Para asegurar la continuidad del calentamiento
del recipiente, el método de calentamiento comprende, entre otras,
una fase de asociación a la zona de calentamiento desplazada de la
potencia global de consigna asociada a la zona de calentamiento
inicial.
Según otra realización preferida de la
invención, la fase de búsqueda comprende una fase de memorización,
en cada medio de calentamiento de la zona de calentamiento, de un
porcentaje de cubrimiento por parte del recipiente de dicho medio de
detección asociado a ese medio de calentamiento.
En un modo de realización particularmente
práctico de la invención, los medios de calentamiento son inductores
que forman medios de detección de la presencia de un recipiente.
Según un segundo aspecto, la presente invención
se refiere a una placa de cocción que comprende medios de
calentamiento asociados respectivamente a inductores que forman
medios de detección de la presencia de un recipiente, estando
repartidos los medios de calentamiento asociados a los inductores
siguiendo una trama bidimensional en la superficie de cocción.
Esta placa de cocción comprende medios aptos
para aplicar el método de calentamiento arriba descrito.
Esta placa de cocción presenta características y
ventajas análogas a las arriba descritas en relación con el método
de calentamiento de un recipiente.
En la descripción que sigue, se mostrarán otras
particularidades y ventajas de la invención.
Los dibujos adjuntos son dados a modo de ejemplo
no limitativos:
- la figura 1 es una vista esquemática desde
arriba de una placa de cocción según la invención;
- la figura 2 muestra el circuito de control de
los medios de calentamiento de la placa de cocción de la figura
2;
- la figura 3 es un algoritmo que describe el
método de calentamiento según la invención;
- la figura 4 es un algoritmo que detalla la
fase de búsqueda de una nueva zona de calentamiento de la figura 3,
según un primer modo de realización de la invención;
- la figura 5 es un algoritmo que detalla la
fase de búsqueda de una nueva zona de calentamiento de la figura 3,
según un segundo modo de realización de la invención;
- la figura 6 es un algoritmo que detalla la
fase de cálculo de la potencia por inductor de la figura 3;
- la figura 7 es un ejemplo de una zona de
calentamiento cubierta por un recipiente; y
- la figura 8 es un algoritmo que detalla la
fase de búsqueda de una zona de calentamiento desplazada de la
figura 3.
Se describirá en primer lugar, en referencia a
la figura 1, una placa de cocción conforme con un modo de
realización de la invención.
En general, dicha placa de cocción comprende
medios de calentamiento 11 repartidos siguiendo una trama
bidimensional en la superficie de cocción de la placa de cocción
10.
Esta placa de cocción presenta de este modo una
zona de cocción de gran dimensión, que puede abarcar la dimensión de
la superficie de cocción, permitiendo calentar uno o varios
recipientes sin una ubicación precisa.
En este tipo de placas de cocción, es necesario
poder detectar automáticamente los recipientes colocados sobre la
superficie de cocción para poder activar únicamente los medios de
calentamiento que se encuentran bajo los recipientes.
Es conocido utilizar para ello inductores que
forman medios de detección. Por ejemplo, la medición de la
corriente eficaz que pasa por cada inductor dependerá de la
superficie de dicho inductor cubierta por un recipiente.
En los ejemplos de realización que siguen, se
contempla una placa de cocción por inducción, en la que los medios
de calentamiento están constituidos por inductores repartidos en la
superficie de cocción.
Dichos inductores 11 constituyen a la vez los
medios de calentamiento y los medios de detección de la presencia
de un recipiente.
\newpage
Por supuesto, la presente invención también se
podría aplicar con otro tipo de medios de calentamiento, por
ejemplo, con elementos radiantes dispuestos también siguiendo una
trama bidimensional en la superficie de cocción, estando asociado
cada foco radiante a un inductor que forma un medio de
detección.
En el ejemplo de realización descrito en la
figura 1, la zona de cocción dispuesta bajo la superficie de cocción
está formada por varias bobinas pequeñas o inductores elementales
dispuestos de manera que cubren toda la superficie de la placa de
cocción.
Esta zona de cocción está formada así por una
matriz de inductores de pequeñas dimensiones.
En este ejemplo, y de manera no limitativa,
dichos inductores tienen una forma circular y están dispuestos en
damero en la superficie de cocción.
La superficie de cocción está de este modo
formada, por ejemplo, por cualquier forma cuadrada, como se muestra
en el ejemplo de la figura 1.
El tamaño de los inductores elementales 11 es
suficientemente pequeño para que cualquier tamaño de recipiente
cubra al menos un inductor elemental.
A modo de ejemplo, el diámetro de cada inductor
elemental puede ser igual a 70 ó 80 mm.
Para formar una matriz de inductores vecinos
entre sí que puedan funcionar de manera individual, es necesario que
los inductores estén alimentados de manera independiente.
A modo de ejemplo, la potencia máxima aportada
por cada inductor es del orden de 700 W, por lo que es posible
conseguir una potencia total de unos 2.800 W para un recipiente de
tamaño medio que cubra cuatro inductores
11.
11.
En la figura 2 se muestra la alimentación y el
control de cada inductor 11.
De este modo, cada inductor elemental 11 está
alimentado por un circuito electrónico ondulador de potencia
dedicada 12.
Para evitar que aparezcan ruidos o silbidos por
las frecuencias de intermodulación audibles entre los distintos
circuitos oscilantes 12, es necesario que todos los circuitos
oscilantes 12 estén alimentados con corrientes con la misma
frecuencia y en fase.
A modo de ejemplo, cada célula elemental
constituida por un inductor 11 y un ondulador de potencia 12 está
armonizada a una frecuencia fija, por ejemplo igual a 25 kHertz.
Uno o varios procesadores de control 13
gestionan todas las células y controlan el funcionamiento de los
distintos inductores cuando éstos están cubiertos por un
recipiente.
La sincronización de las frecuencias de
oscilación entre los distintos onduladores 12 se realiza, por un
lado, con un circuito de relojes único 14, distribuido en cada
procesador 13 y, por otro lado, con un arranque síncrono de los
onduladores de potencia 12.
El funcionamiento de los procesadores de control
13 está controlado con un procesador maestro 15.
De manera clásica, la variación de potencia se
lleva a cabo mediante una modulación en anchura de impulsión (MLI o
en inglés PWM) de la señal de oscilación en la frecuencia de trabajo
fija.
De este modo, el sistema de control puede
gestionar uno o varios recipientes dispuestos sobre la superficie de
cocción y aplicar potencias diferentes dependientes de la potencia
de consigna solicitada por el usuario para cada recipiente.
Con este fin, la placa de cocción 10 comprende
un teclado de control y visualización 16.
De este modo, tras una fase de detección de cada
recipiente R1, R2, R3, que se describirá más adelante, en referencia
a la figura 3 y siguientes, se ve la zona de cocción asociada, Z1,
Z2, Z3 en el teclado 16. El usuario puede asignar a cada recipiente
así detectado, R1, R2, R3, una potencia de consigne, P1, P2, P3. El
sistema de control mostrado en la figura 2 distribuye entonces la
potencia a los inductores correspondientes con un reparto homogéneo
que se describirá más adelante, en referencia a la figura 6.
Vamos a describir, refiriéndonos a la figura 3,
el método de calentamiento por inducción de un recipiente Ri como si
fuera uno de los recipientes R1, R2, R3 arriba descritos.
\newpage
En principio, después de colocar el recipiente
Ri, el usuario pide que se añada una zona de cocción. Esta
declaración de añadido E10 de un nuevo recipiente Ri se efectúa
mediante una acción en el teclado, por medio de una tecla prevista
para ello.
Aunque este funcionamiento corresponde al
funcionamiento lógico de la placa de cocción, también puede ocurrir
que el usuario demande que se añada una zona de cocción y coloque
después el recipiente Ri.
La fase previa de declaración de añadido E10 de
un recipiente sobre la superficie de cocción permite evitar que la
placa de cocción tenga permanentemente activada una función de
detección de recipiente, lo cual podría generar perturbaciones.
Se realiza a continuación una fase de de
búsqueda E20 de una nueva zona de calentamiento Zi.
Si no hay ningún recipiente colocado sobre la
superficie de cocción, esta nueva zona Zi queda anulada al cabo de
un cierto tiempo, por ejemplo 1 minuto.
Se va a describir ahora, refiriéndonos a la
figura 4, esta fase de búsqueda F20 de una nueva zona de
calentamiento Zi.
Un método sencillo de búsqueda de una zona de
calentamiento consistiría en probar todos los inductores 11 al mismo
tiempo. Sin embargo, esta técnica presenta numerosos inconvenientes,
como el riesgo de que se genere un ruido muy importante en el
recipiente, que aparezca una punta de corriente importante y
destructora, en particular si el recipiente no es colocado
adecuadamente, y por ejemplo si el recipiente es de aluminio.
Además, la potencia consumida podría ser importante si el recipiente
es grande y podría superar la potencia máxima autorizada para la
placa.
Por ello, el principio de detección de una nueva
zona de calentamiento Zi que se describe a continuación consiste en
probar cada inductor 11 uno a uno.
De este modo, el método de búsqueda comprende en
primer lugar una fase de inicio E21 de una nueva zona Zi,
consistente en iniciar un espacio de memoria apto para memorizar
temporalmente los inductores que constituyen dicha zona de
calentamiento Zi.
En una fase E22 se considera un primer inductor,
elegido siguiendo un orden de recorrido predeterminado de los
inductores.
Una fase de prueba E23 permite determinar si el
inductor está o no libre.
Esta fase de prueba E23 permite determinar si el
inductor pertenece ya a otra zona de calentamiento formada en la
superficie de cocción, de manera que dicho inductor ya esté siendo
utilizado para calentar otro recipiente.
Tal podría ser el caso, por ejemplo, del
inductor que tiene la referencia 11a según la figura 1 que, si ya
pertenece a la zona de calentamiento Z1 no puede pertenecer a la
zona de calentamiento Z3.
Si dicho inductor no está libre, se comprueba en
una fase de prueba E24 si el inductor es el último inductor de la
superficie de cocción.
Si no es así, se considerará el inductor
siguiente en una fase E25 y se continuaría la detección con este
nuevo inductor.
Si al término de la fase de prueba E23, se
considera que el inductor está libre, una fase de prueba E26
permitirá determinar si existe una carga encima de dicho inductor,
es decir si algún recipiente cubre al menos parcialmente el
inductor.
En la práctica, se mide por ejemplo la corriente
eficaz que pasa por ese inductor. Ese valor dependerá de la
superficie del inductor que esté cubierta por el recipiente.
Para poder comparar de manera relativa la
corriente eficaz y determinar así el porcentaje de cubrimiento de
cada inductor comparándolos entre sí, es necesario que en esta fase
de búsqueda haya una zona de calentamiento que alimente del mismo
modo cada inductor, es decir, con una misma relación cíclica para
generadores alimentados con frecuencia fija.
Señalaremos que el funcionamiento de esta
detección por medio de inductores sólo se puede aplicar con
recipientes de material ferromagnético, como recipientes de
fundición, chapa esmaltada o acero inoxidable.
Cuando no se detecta ninguna carga sobre un
inductor, se reproducen las fases E24 y siguientes con el siguiente
inductor de la superficie de cocción.
Sin embargo, si al finalizar la fase de
detección E26 se detecta la presencia de un recipiente sobre un
inductor, se realiza una fase de añadido E27 para añadir el inductor
detectado a la zona de calentamiento Zi.
Se realiza también una fase de memorización E28
con cada inductor añadido a la zona de calentamiento Zi, para
memorizar el porcentaje de cubrimiento TREC del inductor
añadido.
En la práctica, en la fase de prueba E26 de
detección de un recipiente, se detecta la presencia de un
recipiente frente al inductor cuando el porcentaje de cubrimiento de
dicho inductor es superior a un valor umbral predeterminada. Dicho
valor umbral predeterminada puede ser por ejemplo igual al 40%.
Este umbral de detección permite evitar
alimentar los inductores poco cubiertos por un recipiente.
En la práctica, se puede determinar el
porcentaje de cubrimiento a partir de la medición de las corrientes
media y pico del inductor. Dichas mediciones se describen en
particular en el documento FR 2 783 370.
La relación entre las dos mediciones en una
relación cíclica dada (MLI) da una buena aproximación del porcentaje
de cubrimiento. De este modo, se puede fija un límite bajo de
cubrimiento por debajo del cual se considerará que el inductor no
está suficientemente cubierto para funcionar correctamente.
Se puede entonces comparar, para cada inductor
de una misma zona (cubierto por el mismo recipiente) el porcentaje
de cubrimiento de manera relativa.
Se comprobará después, en una fase de prueba
E24, si se trata del último inductor y si no fuera así se
reiterarán todas las fases anteriormente descritas con el inductor
siguiente.
Una fase de prueba E29 permite verificar si la
zona de calentamiento Zi así constituida está vacía.
Esto ocurre por ejemplo cuando no se ha colocado
un recipiente sobre la superficie de cocción.
En ese caso, la nueva zona Zi queda anulada.
De lo contrario, se memorizará la nueva zona de
calentamiento Zi.
La identificación de esta nueva zona de
calentamiento Zi se materializa con la presentación en una fase de
presentación E30 de la presencia y la posición del recipiente Ri en
el panel de visualización 16 de la placa de cocción.
El método de búsqueda de un recipiente como se
acaba de describir en referencia a la figura 4 es sin embargo
relativamente largo, sobre todo cuando hay muchos inductores libres.
Esto ocurre cuando se coloca un primer recipiente sobre la
superficie de cocción.
Se describirá a continuación un método mejorado
de búsqueda de una zona de calentamiento Zi según la figura 5. En
principio, este método tiene en cuenta el hecho de que los
inductores de una zona de calentamiento deben ser vecinos para poder
pertenecer a dicha zona de calentamiento.
Como se ha descrito anteriormente, este método
de búsqueda incluye primero una fase de inicio E31 de una nueva zona
Zi. Se considera después, en una fase E32, un primer inductor.
Una fase de prueba E33 permite comprobar si
dicho inductor está libre, es decir, si no pertenece ya a otra zona
de calentamiento identificada.
Si el inductor no está libre, se comprueba en
una fase de prueba E34 si se trata del último inductor. En caso
afirmativo, se anula la nueva zona de calentamiento. De lo
contrario, se considera, en una fase E35 el inductor siguiente.
Cuando al finalizar la fase de prueba E33, el
inductor está libre, se comprueba, en una fase de prueba E36 si
existe una carga frente a dicho inductor, es decir si se detecta la
presencia de un recipiente colocado encima del inductor en la
superficie de cocción.
En caso negativo, se considera, en una fase E37,
el inductor siguiente y se repiten con él las fases E33 y
siguientes.
De lo contrario, cuando se detecta la presencia
de un recipiente encima del inductor, se lleva a cabo una fase de
añadido E37 de ese inductor a la zona de calentamiento Zi.
Paralelamente, se memoriza en una fase de memorización E38 el
porcentaje de cubrimiento TREC del inductor.
Estas fases son sustancialmente idénticas a las
descritas anteriormente refiriéndonos a la figura 4.
Después, para mejorar la búsqueda de inductores
pertenecientes a la nueva zona de calentamiento Zi, se lleva a cabo
una fase de determinación E39 de una lista de inductores que no
pertenecen ya a una zona de calentamiento ya formada y adyacentes a
la zona de calentamiento Zi que se está constituyendo.
En la práctica, se consideran todos los
inductores adyacentes a al menos uno de los medios de calentamiento
memorizados en la zona de calentamiento Zi siempre que ese inductor
esté libre, es decir, que no pertenezca ya a otra zona de
calentamiento.
A continuación, una fase de prueba E40 permite
comprobar si la lista está vacía. En caso contrario, se considerará
el siguiente inductor adyacente en una fase E41.
Una fase de actualización E42 de la liste
permite eliminar al inductor de la lista de inductores libres
adyacentes a la zona.
En una fase de prueba E43 análoga a la fase de
prueba E36 se comprueba si existe o no una carga frente a ese
inductor.
En caso afirmativo, se repiten todas las fases
E37 y siguientes con ese inductor. Se llevará también a cabo una
nueva fase de determinación de una lista de inductores adyacentes a
la zona a partir de la zona de calentamiento modificada.
Si al finalizar la fase de prueba E43, el
inductor no está dispuesto bajo un recipiente, es decir, si su
porcentaje de cubrimiento por un recipiente es inferior por ejemplo
al 40 %, se repetirán todas las fases E40 y siguientes con la lista
de inductores libres adyacentes a la zona de calentamiento que se va
a constituir.
Cuando dicha lista esté vacía, se deducirá que
no hay ningún otro inductor adyacente a la zona cubierto por un
recipiente, de manera que se creará la nueva zona de calentamiento
Zi.
Como se ha explicado anteriormente, esta
creación se visualiza mediante la presentación en una fase E30 de la
presencia y de la posición del recipiente Ri.
A continuación, se lleva a cabo una fase de
entrada de la potencia global de consigna Pi asociada a ese
recipiente Ri. Esta fase de entrada E30 es implementada por el
usuario que puede seleccionar en el teclado el nivel de potencia que
desea, por ejemplo entre 1 y 15, correspondiente a una escala de
potencia comprendida entre 100 y 2 800 Watts.
A partir de esta potencia global de consigna Pi
asociada a la zona de calentamiento Zi, se puede calcular la
potencia aportada por cada inductor de la zona de calentamiento
Zi.
Preferentemente, la potencia aportada por cada
inductor dependerá del porcentaje de cubrimiento del inductor.
Como se muestra en la figura 6, para calcular la
potencia por inductores Ij, j = 1 ..., n de una zona de
calentamiento Zi, se realiza una fase de obtención E61 de los
inductores Ij, j comprendidos entre 1 y n, correspondiendo n al
número de inductores comprendidos en la zona de calentamiento
Zi.
Se considera después, en una fase E62 un primer
inductor Ij de la zona de calentamiento Zi.
Este porcentaje de cubrimiento está típicamente
comprendido entre el 40 y el 100%.
Una fase de lectura E63 permite acceder al valor
del porcentaje de cubrimiento Ij asociado al inductor Ij tal y como
ha sido memorizado en la detección del recipiente y la constitución
de la zona de calentamiento Zi.
Después, una fase de cálculo propiamente dicha
E64 permite determinar la potencia unitaria Pj asociada a ese
inductor Ij.
En la práctica, esta potencia unitaria Pj
aportada por el inductor Ij es una función de la potencia global de
consigna Pi y de los porcentajes de cubrimiento de cada inductor de
esta zona de calentamiento Zi.
El reparto de la potencia en cada inductor puede
ser realizado según distintas leyes, en función del efecto que se
busque.
Según un primer modo de realización, se puede
desear dar prioridad a una densidad de potencia homogénea a repartir
de forma que se reparta la potencia de manera homogénea en el fondo
del recipiente.
Este reparto permite minimizar el campo
irradiado por los inductores parcialmente cubiertos siempre que la
corriente que recorra a esos inductores poco cubiertos sea baja.
En ese caso, la función de cálculo de la
potencia aportada Pj por el inductor es de tipo:
De este modo, como se muestra en el ejemplo de
la figura 7, en una zona de calentamiento Zi que comprenda 7
inductores parcialmente cubiertos con porcentajes de cubrimiento Tj
comprendidos entre el 60 y el 100%, la fórmula anterior da para cada
inductor, con una potencia de consigna Pi igual a 2800 W, los
siguientes valores:
P1 = 278 W
P2 = 393 W
P3 = 463 W
P4 = 463 W
P5 = 416 W
P6 = 324 W
P7 = 463 W
\vskip1.000000\baselineskip
De este modo, se puede obtener una densidad de
potencia constante sea cual sea el diámetro del recipiente.
Según un segundo modo de realización, se puede
desear aumentar la potencia en los inductores parcialmente
cubiertos, siempre que éstos estén dispuestos bajo los bordes del
recipiente.
Los bordes de los recipientes, sobre todo los de
los recipientes altos como las cacerolas, disipan muy bien la
energía.
Una fórmula de cálculo de la potencia Pj
asociada a cada inductor Ij puede ser la siguiente:
Esta fórmula da para cada inductor Pj, con una
potencia de de consigna Pi igual a 2.800 W, el siguiente reparto de
potencia:
P1 = 557 W
P2 = 393 W
P3 = 334 W
P4 = 334 W
P5 = 371 W
P6 = 477 W
P7 = 334 W.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta fórmula de reparto de la potencia permite
calentar ventajosamente los bordes del recipiente. Es
particularmente favorable cuando el recipiente está centrado sobre
uno de los inductores de modo que la corona de inductores dispuestos
bajo el borde del recipiente tengan todos un porcentaje de
cubrimiento parcial idéntico.
Por supuesto, se pueden utilizar otras muchas
fórmulas de cálculo de la potencia aportada por cada inductor,
ponderando el valor del porcentaje de cubrimiento de cada
inductor.
Anteriormente se ha descrito la detección de una
zona de calentamiento Zi y el cálculo de la potencia asociada a cada
inductor de dicha zona de calentamiento Zi a partir del valor de la
potencia de consigna solicitada por el usuario.
Sin embargo, en una placa de cocción así, es
frecuente que se desplace el recipiente durante el calentamiento,
para remover su contenido o añadir un ingrediente.
Es entonces necesario que el desplazamiento de
estos recipientes no altere el calentamiento.
El sistema de control y mando de los distintos
inductores también debe ser apto para seguir el desplazamiento de un
recipiente sobre la superficie de cocción, de forma que se activen y
desactiven los inductores que queden cubiertos o descubiertos tras
el desplazamiento del recipiente.
Como se muestra en la figura 3, al desplazar el
usuario el recipiente Ri, se lleva a cabo una fase de detección E70
del movimiento del recipiente.
Esta detección del movimiento del recipiente la
realiza automáticamente el sistema de mando.
El desplazamiento puede ser detectado de varios
modos:
- -
- uno de los inductores de la zona de calentamiento Zi está descubierto, sobre todo si no hay recipiente al haber sido retirado de la superficie de cocción;
- -
- se han modificado de manera importante los parámetros de mando de al menos uno de los inductores de la zona de calentamiento Zi para mantener la potencia de consigna en ese inductor. Se observa entonces, en el sistema de mando, una variación importante de la relación cíclica en caso de un mando de frecuencia fija con modulación en anchura de impulsión;
- -
- los parámetros medidos en el inductor varían de modo importante mientras que los parámetros de mando no cambian. Se puede observar esta variación midiendo la corriente en el inductor o en uno de los transistores de mando de ese inductor.
La detección del movimiento de un recipiente
provoca, en el sistema de gestión de la placa de cocción, una nueva
fase de búsqueda E80 de una zona de calentamiento Z'i
desplazada.
Esta fase de búsqueda E80 se detalla en la
figura 8 y es sustancialmente idéntica a la fase de búsqueda E20 tal
y como hemos descrito anteriormente, refiriéndonos a la figura
5.
Esta fase de búsqueda comprende en primer lugar
una fase de prueba E81 adecuada para comprobar si la zona de
calentamiento inicial Zi está vacía.
Si esa zona de calentamiento inicial Zi no está
totalmente vacía, es decir si el recipiente sólo ha sido desplazado
de manera restringida sobre la superficie de cocción, de modo que
cubre aún algunos de los inductores de esta zona de calentamiento
inicial Zi, se lleva a cabo una fase de determinación E82 de la
lista de inductores libres adyacentes a la zona de calentamiento
Zi.
Esta fase de determinación es igual que la fase
de determinación E39 que hemos descrito anteriormente refiriéndonos
a la figura 5.
Se comprueba en una fase de prueba E83 si esta
lista está vacía.
En caso afirmativo, significará que el
recipiente ha sido ligeramente desplazado y que continúa frente al
conjunto de inductores de la zona de calentamiento inicial Zi.
Se considera entonces la nueva zona desplazada
Z'i con los porcentajes de cubrimiento modificados de cada inductor
para volver a calcular la potencia aportada por cada uno de los
inductores de esa zona desplazada Z'i.
Si la lista de inductores libres adyacentes a la
zona de calentamiento no está vacía, una fase E84 puede considerar
un inductor adyacente de dicha lista. Una fase de actualización E85
permite eliminar ese inductor adyacente de la liste formada en la
fase E82.
En una fase de prueba E86, el sistema de mando
verifica si está o no presente una carga frente a ese inductor.
Esta fase de detección de la presencia de un
recipiente es igual que la fase de prueba E36 que hemos descrito
antes refiriéndonos a la figura 5.
Si no hay un recipiente, se repiten las fases
E83 y siguientes con un inductor adyacente, mientras la lista de
inductores libres adyacentes no esté vacía.
Cuando se detecta la presencia de un recipiente
frente a alguno de los inductores, se añade éste a una fase de
añadido E87 a la zona de calentamiento desplazada Z'i.
Paralelamente, una fase de memorización E88
permite memorizar el porcentaje de cubrimiento TREC del inductor
añadido.
A continuación, se lleva a cabo una nueva fase
de determinación E82 de la lista de inductores libres adyacentes a
la zona de calentamiento modificada y se repiten las fases E83 y
siguientes.
Si al finalizar la fase de prueba E81, la zona
de calentamiento inicial Zi está vacía, se realiza la detección de
la zona de calentamiento desplazada Z'i del mismo modo que si se
tratara de una nueva zona de calentamiento, como se muestra en la
figura 5.
De este modo, las fases E92 a E97 son
respectivamente idénticas a las fases E32 a E37 antes descritas, en
referencia a la figura 5, por lo tanto, no es necesario volver a
describirlas.
Se determina así una zona de calentamiento
desplazada Z'i al finalizar esta fase de búsqueda E80.
La determinación de una zona de calentamiento
desplazada Z'i se concreta con la presentación, en una fase de
presentación E100, de una nueva posición del recipiente Ri en el
medio de visualización 16 de la placa de cocción 10.
Al continuar la fase de búsqueda E80 de una zona
desplazada Z'i a una fase de detección E70 del movimiento del
recipiente, en lugar de a una fase de declaración de añadido de un
nuevo recipiente E10, el sistema de mando puede asociar a la zona de
calentamiento desplazada Z'i la potencia global de consigne Pi
asociada a la zona de de calentamiento inicial Zi.
La asociación de esta potencia de consigna Pi se
realiza en una fase de cálculo E110 de la potencia aportada por cada
inductor de la zona de calentamiento desplazada Z'i.
Esta fase de cálculo E110 de la potencia se
realiza del mismo modo que en una zona de calentamiento inicial
Zi, a partir de la potencia de consigna global Pi y del porcentaje
de cubrimiento asociado a cada inductor de esa zona de
calentamiento desplazada Z'i. [0155] En el anterior ejemplo de
detección de la zona de calentamiento desplazada, se ha vuelto a
describir el segundo modo de realización de búsqueda de un
recipiente tal y como se había descrito en la figura 5, ya que
presenta la ventaja de la rapidez, sobre todo cuando el recipiente
no está completamente retirado de la superficie de cocción. Basta
con probar únicamente los inductores vecinos a los inductores de la
zona de calentamiento inicial que siguen cubiertos.
Por supuesto, también se podría utilizar el
método de detección de cada inductor, uno a uno, tal y como se ha
descrito en la figura 4.
La placa de cocción por inducción anteriormente
descrita y los métodos de calentamiento asociados, aportan una gran
flexibilidad de utilización para el usuario.
No existe ningún condicionante de dimensión y
ubicación del recipiente sobre la placa de cocción.
Aunque en los ejemplos mostrados en la figura 1,
los recipientes sean circulares, se podría utilizar cualquier forma
de recipiente, cuadrada u ovalada, y de distintos tamaños.
En el límite extremo, se podría utilizar un
recipiente de igual tamaño que la superficie de cocción, ya que la
potencia máxima autorizada para la placa de cocción estaría
repartida entre todos los inductores colocados matricialmente en la
superficie de cocción.
Además, gracias al método de detección y
búsqueda del recipiente antes descrito, se puede desplazar sobre la
superficie de cocción manteniendo su potencia de calentamiento.
Cuando se quita el recipiente de la superficie
de cocción y se coloca de nuevo sobre ella, el sistema de mando
puede detectar la presencia de los recipientes y volver a calcular
una zona de calentamiento desplazada tal y como se describe en la
figura 8, siempre que no haya habido una fase de declaración E10 del
añadido de un nuevo recipiente por parte del usuario.
Por supuesto, se pueden aportar numerosas
modificaciones a los ejemplos de realización arriba descritos sin
salirse por ello del marco de la invención.
En particular, se ha descrito anteriormente una
placa de cocción con medios de calentamiento formados por
inductores.
El método de calentamiento también se podría
realizar a partir de medios de calentamiento constituidos por
elementos radiantes, siempre que se asocien medios de detección por
inducción a cada medio de calentamiento. En ese caso, sería
necesario utilizar un recipiente de material ferromagnético para que
pueda ser detectado por inducción.
Claims (13)
1. Método de calentamiento de un recipiente (Ri)
ubicado sobre una placa de cocción que comprende medios de
calentamiento (11) asociados respectivamente a inductores que forman
medios de detección (11) de la presencia de un recipiente, estando
asociados dichos medios de calentamiento a los citados inductores
repartidos siguiendo una trama bidimensional en la superficie de
cocción, caracterizado porque comprende las siguientes
fases:
- -
- búsqueda (E20) de una zona de calentamiento (Zi) formada por un conjunto de medios de calentamiento cubiertos al menos parcialmente por dicho recipiente; y
- -
- cálculo (E60) de una potencia (Pj) aportada por cada medio de calentamiento (Ij) de dicha zona de calentamiento (Zi) en función de una potencia global de consigna (Pi) asociada a dicha zona de calentamiento (Zi) y de un porcentaje de cubrimiento (Tj) por parte del recipiente (Ri) de cada medio de detección (Ij) asociado al citado medio de calentamiento (Ij).
2. Método de calentamiento según la
reivindicación 1, caracterizado porque comprende además una
fase previa de declaración (E10) de añadido de dicho recipiente
sobre la superficie de cocción.
3. Método de calentamiento según las
reivindicaciones1 ó 2, caracterizado porque comprende una
fase de detección (E70) de un desplazamiento de un recipiente (Ri)
asociado a una zona de calentamiento inicial (Zi) y una fase de
búsqueda (E80) de una zona de calentamiento desplazada (Z'i)
constituida por medios de calentamiento asociados respectivamente a
medios de detección cubiertos al menos parcialmente por dicho
recipiente (Ri).
4. Método de calentamiento según la
reivindicación 3, caracterizado porque comprende además una
fase de asociación (E110) a la zona de calentamiento desplazada
(Z'i) de dicha potencia global de consigna (Pi) asociada a la zona
de calentamiento inicial (Zi).
5. Método de calentamiento según cualquiera de
las reivindicaciones de 1 a 4, caracterizado porque la fase
de búsqueda (E20, E80) comprende sucesivamente, para cada medio de
detección de la superficie de cocción, una fase de prueba (E26, E36,
E96) apta para detectar la presencia de un recipiente (Ri) frente a
dicho medio de detección y, en caso de resultado positivo, una fase
de añadido (E27, E37, E87) del medio de calentamiento asociado a
dicho medio de detección en la zona de calentamiento (Zi, Z'i).
6. Método de calentamiento según la
reivindicación 5, caracterizado porque la fase de búsqueda
(E20, E80) comprende sucesivamente para cada medio de detección de
la superficie de cocción, una fase de prueba previa (E23, E33, E93)
apta para detectar si dicho medio de calentamiento asociado al
citado medio de detección pertenece a otra zona de calentamiento y
en donde dichas fases de prueba (E26, E36, E86) y añadido (E27, E37,
E87) se llevan a cabo cuando dicho medio de calentamiento asociado
al citado medio de detección no pertenecen a otra zona de
calentamiento.
7. Método de calentamiento según las
reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque la fase de
búsqueda comprende una fase de memorización (E28, E38, E88), para
cada medio de calentamiento añadido en la zona de calentamiento (Zi,
Z'i), de un porcentaje de cubrimiento (TREC) por el recipiente del
medio de detección asociado al citado medio de calentamiento.
8. Método de calentamiento según cualquiera de
las reivindicaciones de 5 a 7, caracterizado porque la fase
de búsqueda (E20, E80) comprende, cuando dicha zona de calentamiento
cuenta con al menos un medio de calentamiento añadido, una fase de
determinación (E39, E82) de una lista de medios de calentamiento que
no pertenecen a otra zona de calentamiento y son adyacentes a al
menos un medio de calentamiento de dicha zona de calentamiento y
porque dichas fases de prueba y añadido se llevan a cabo con cada
medio de calentamiento de dicha lista.
9. Método de calentamiento según cualquiera de
las reivindicaciones de 5 a 8, caracterizado porque en la
fase de prueba (E26, E36, E86), se detecta la presencia de un
recipiente frente a un medio de detección cuando el porcentaje de
cubrimiento de dicho medio de detección es superior a un valor
umbral predeterminado.
10. Método de calentamiento según la
reivindicación 9, caracterizado porque dicho valor umbral
predeterminado es igual al 40%.
11. Método de calentamiento según cualquiera de
las reivindicaciones de 1 a 10, caracterizado porque dichos
medios de calentamiento (11) son inductores (11) que forman medios
de detección de la presencia de un recipiente (Ri).
12. Placa de cocción que comprende medios de
calentamiento (11) asociados respectivamente a inductores que forman
medios de detección (11) por inducción de la presencia de un
recipiente, estando repartidos dichos medios de calentamiento
asociados a los citados inductores siguiendo una trama bidimensional
en la superficie de cocción, caracterizada porque comprende
medios aptos para llevar a cabo el método de calentamiento según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.
13. Placa de cocción según la reivindicación 12,
caracterizada porque los medios de calentamiento (11) están
formados por inductores (11) repartidos siguiendo una trama
bidimensional en la superficie de cocción.
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