ES2339123T3 - Aparato de coccion mediante calentamiento por induccion, cuyo funcionamiento se interrumpe por la excentricidad del recipiente. - Google Patents
Aparato de coccion mediante calentamiento por induccion, cuyo funcionamiento se interrumpe por la excentricidad del recipiente. Download PDFInfo
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Abstract
Aparato de cocción mediante calentamiento por inducción, cuyo funcionamiento se interrumpe por la excentricidad del recipiente, que comprende: una unidad de suministro de corriente (10) para rectificar/filtrar una señal de suministro de corriente CA, y que proporciona un circuito del aparato de cocción mediante calentamiento por inducción con una señal de suministro de corriente; una unidad inversora (20) para realizar una operación de conmutación al recibir una señal de entrada (Vin) de la unidad de suministro de corriente (10) y transmitir una señal de corriente a una bobina sobre la cual se apoya un recipiente de cocción, caracterizado porque presenta un controlador de salida constante (30) para generar una señal de control de la duración del impulso (Vc) para variar la duración de un impulso de excitación aplicado a la unidad inversora (20) según una señal de entrada, para permitir a la unidad inversora (20) generar un señal de salida constante, reduciendo la señal de control de la duración del impulso (Vc) la duración del impulso de excitación cuando la señal de entrada (Vin) es superior a la señal de control de salida constante de referencia, e incrementando la duración del impulso de excitación cuando la señal de entrada (Vin) es igual o inferior a la señal de control de salida constante de referencia, un detector de carga reducida (40) conectado a un terminal de salida del controlador de salida constante, para determinar la ausencia de una carga de cocción cuando la señal de entrada (Vin) es inferior a la señal de referencia (Vref) que es la señal de control de la duración del impulso (Vc) dividida por la relación entre resistencias y generar una señal de realimentación (Vfd) para interrumpir el funcionamiento de la unidad inversora (20); y un microprocesador (50) para transmitir una señal de control de salida constante al controlador de salida constante para permitir que la unidad inversora (20) genere la señal de salida constante, e interrumpir el funcionamiento de la unidad inversora (20) cuando la señal de control de realimentación (Vfd) es cero.
Description
Aparato de cocción mediante calentamiento por
inducción, cuyo funcionamiento se interrumpe por la excentricidad
del recipiente.
La presente invención se refiere a un aparato de
cocción mediante calentamiento por inducción para determinar la
presencia o ausencia de un estado sin carga en el cual, en una
operación de calentamiento normal, el recipiente se desplaza a una
posición de excentricidad saliendo completamente de la zona de
cocción, interrumpir el funcionamiento de un circuito inversor si
se determina la presencia de un estado sin carga e incrementar de
este modo la estabilidad de un sistema de circuitos.
Generalmente, un dispositivo de cocción (también
denominado aparato de cocción) comprende: un cuerpo principal que
presenta un tablero de control que permite determinar si se recibe
una señal de suministro de corriente al recibir una señal de mando
de un usuario; un recipiente de cocción depositado sobre el cuerpo
principal para contener alimentos; y un calentador de cocción
instalado en la parte inferior del recipiente de cocción o en un
lado interior del cuerpo principal para cocer los alimentos
introducidos en el recipiente de cocción.
Un esquema de calentamiento por inducción aplica
una señal de corriente a una bobina formada en el cuerpo principal
que permite generar una corriente de inducción en un recipiente
magnético gracias al campo magnético generado por la señal de
corriente aplicada a la bobina, calentando el recipiente. Se han
diseñado diversos dispositivos de cocción, por ejemplo ollas
arroceras, cacerolas, placas, sartenes, ollas de cocción lenta,
etc. para utilizar el esquema de calentamiento por inducción arriba
citado.
Un circuito inversor para utilizar en el aparato
de cocción mediante calentamiento por inducción anteriormente
mencionado conecta o desconecta un conmutador formado por un IGTB
(transistor bipolar de puerto aislado), aplica una corriente de
alta frecuencia de alta potencia a la bobina y calienta el
recipiente situado sobre la bobina.
En particular, el aparato eléctrico para cocción
de arroz calentado por inducción ha sido diseñado para evitar que
el recipiente incurra en excentricidad respecto al centro de la
bobina al depositar el recipiente (es decir, la olla interior) en
la caja exterior del cuerpo principal. No obstante, también en otros
aparatos tales como las placas vitrocerámicas puede tener lugar la
excentricidad del recipiente distanciándolo de la zona de cocción
predeterminada, de modo que cambia la inductancia de resonancia
según el grado de excentricidad del recipiente. Como resultado, los
alimentos pueden cocerse de forma desigual, o puede producirse un
fallo del circuito.
En el ínterin, un aparato de cocción mediante
calentamiento por inducción comprende: un cuerpo principal; un
recipiente depositado en el cuerpo principal para contener los
alimentos; y una bobina instalada en la parte inferior del
recipiente o en la parte interior del cuerpo principal para
proporcionar al recipiente calor para cocer los alimentos
contenidos en el mismo.
El aparato de cocción mediante calentamiento por
inducción comprende un unidad de entrada mediante botón para
introducir una orden de cocción para guisar/cocer o calentar los
alimentos, contenidos en el recipiente; un circuito inversor
conectado a la unidad de entrada mediante botón para ajustar una
corriente aplicada a la bobina según la orden de cocción; y un
microprocesador para controlar la frecuencia operativa del circuito
inversor.
En este caso, el circuito inversor se ha
diseñado para presenta un valor único de la bobina que actúa como
un inductor y un valor de resistencia único, de modo que tiene una
inductancia de resonancia igual a la frecuencia de la fuente de
alimentación de CA. El circuito inversor cambia la inductancia según
las categorías de un recipiente magnético conectado a la bobina o
del grado de excentricidad del recipiente, dando como resultado un
diseño complicado del circuito.
Si un aparato de cocción tal como la placa de
cocina de la figura 1 comprende un recipiente que presenta una
excentricidad y se calienta, la inductancia de resonancia cambia y
es diferente de la inductancia predeterminada diseñada en el
circuito, de modo que los alimentos pueden cocerse de forma desigual
o puede producirse un fallo.
En otras palabras, si se fija el radio de una
zona de cocción en un radio predeterminado D, aumenta la resonancia,
a la vez que se reduce la resistencia, proporcionalmente a la
distancia D desde el centro de la zona de cocción al centro del
punto de apoyo del recipiente calentado. A continuación se describe,
haciendo referencia a la figura 2, una variación de la potencia de
salida dependiendo de las características anteriormente mencionadas.
En la figura 2, en el eje x se representa la frecuencia operativa
dependiendo de la variación de la inductancia de resonancia debida
a la excentricidad del recipiente, y en el eje y se representa la
potencia de salida dependiendo de la misma.
\newpage
Tal como muestra la figura 2, la frecuencia
operativa del inversor es inversamente proporcional a la potencia
de salida. El circuito inversor reduce la frecuencia operativa de la
frecuencia operativa inicial (F1) de 40 kHz para un funcionamiento
inicial de accionamiento estable, a una frecuencia operativa normal
(F2) de 23 kHz en la cual se genera una potencia normal. Si la
tensión (es decir, una tensión de entrada Vin) entre los dos
extremos de una bobina conectada a un recipiente es inferior a la
tensión de referencia Vref, los circuitos inversores detienen el
accionamiento. Esto se denomina un estado de detección de carga
reducida. Si se detecta una carga de cocción inferior a la carga de
referencia, se utiliza el estado de detección de carga reducida
para bloquear el circuito y evitar que se accione, obteniendo un
incremento de la estabilidad del circuito.
Cuando se genera una potencia normal porque la
frecuencia inicial F1 cambia a la frecuencia de funcionamiento
normal F2, si el valor de D aumenta, un circuito inversor
convencional reduce la frecuencia operativa inversora
proporcionalmente a la inductancia de resonancia, de modo que
realiza una función de control de salida constante.
Cuando el grado de excentricidad aumenta y el
recipiente calentado se deposita en un punto específico
completamente separado de una zona de cocción predeterminada, se
estable un estado sin carga. En este caso, el circuito inversor
convencional reduce la frecuencia operativa inversora a una
frecuencia operativa máxima (F3) de 20 kHz, como representa la
línea de puntos en negrita de la figura 2.
En la figura 2, G1 indica el estado en el cual
el recipiente calentado se encuentra dispuesto en el centro de la
zona de cocción, G2 indica el estado en el cual el recipiente
calentado se encuentra dispuesto excéntricamente en un valor
predeterminado de D/2, G3 indica el estado en el cual el recipiente
calentado se encuentra dispuesto excéntricamente en un valor
predeterminado de D, y G4 indica la relación entre la frecuencia
operativa y la potencia de salida cuando el recipiente calentado
sale completamente de la zona de cocción por el punto D. Por lo
tanto, cuando aumenta el grado de excentricidad del recipiente
calentado, la línea de puntos en negrita se desplaza desde la línea
G1 a la línea G4.
Tal como muestra la figura 3, el circuito
inversor reduce la frecuencia operativa cuando el recipiente se
desplaza desde un período inicial de accionamiento T1 a un intervalo
operativo normal T2 según la variación de la tensión de entrada
Vin, de modo que realiza una función constante de control de la
salida capaz de mantener la potencia de salida en un nivel
predeterminado, dotando al recipiente de un suministro de calor
constante.
Si la excentricidad del recipiente se produce en
T3, la tensión de entrada Vin aplicada al circuito se reduce y la
frecuencia operativa disminuye para establecer una función de
control de salida constante. La frecuencia operativa no se reduce a
la frecuencia operativa mínima o frecuencia inferior F3 definida por
el diseñador de circuitos, de modo que la operación de conmutación
del inversor se mantiene y se genera la potencia P3. Por lo tanto,
cuando el diseñador determina un estado sin carga se genera una
potencia superior a la potencia mínima P1.
Así pues, si el recipiente de cocción incurre en
una excentricidad elevada y sale de una zona de cocción
predeterminada, tal como se representa mediante T4 en la figura 3,
la señal de entrada Vin aplicada al circuito sigue siendo superior
a la señal de referencia Vref, de modo que el microprocesador se
equivoca y actúa como si el recipiente se encontrara en la zona de
cocción sin detectar el estado sin carga, manteniendo el
accionamiento del inversor.
La señal Vfd mostrada en la figura 3 es
indicativa de una señal aplicada al microprocesador. Si la señal Vfd
se ajusta a 1, se mantiene el accionamiento del inversor. Si la
señal Vfd se ajusta a cero, el inversor detiene el funcionamiento.
Si la señal de entrada Vin es superior a la señal de referencia
(Vref), la señal Vfd es 1.
No obstante, tal como puede apreciarse en la
figura 3, aunque el recipiente salga completamente de la zona de
cocción debido a la excentricidad del recipiente durante un período
de calentamiento normal como se representa mediante T4, la señal de
entrada Vin es igual o superior a la señal de referencia Vref, de
modo que la señal Vfd se mantiene en el valor 1. La consecuencia es
que el microprocesador no detecta el estado sin carga y sigue
accionando el circuito inversor.
Como conclusión, el circuito inversor es
accionado de forma continua en estado sin carga, de modo que la
bobina se calienta continuamente, provocando el deterioro de la
estabilidad del circuito y un consumo innecesario de energía.
La patente US nº 5.038.021 da a conocer un
circuito para controlar la salida de un sistema de cocción
electrónico. El circuito comprende un inversor de conteo para
controlar el funcionamiento de la bobina térmica y un generador de
impulsos. El inversor de conteo comprende un contador para contar
los impulsos enviados desde un microordenador para emitir una señal
para establecer la salida de la bobina térmica y para enviar al
microprocesador la señal de salida de un circuito de detección de
un estado anormal. El generador de impulsos se encuentra dispuesto
entre el microordenador y el inversor de conteo para sincronizar y
limpiar el contador con la señal de salida del microordenador.
La presente invención se ha realizado teniendo
en cuenta los problemas anteriores, y un objetivo de la invención
consiste en proporcionar un circuito inversor para sincronizar una
señal de referencia (Vref) utilizada para detectar una carga
reducida con una señal de control de la duración del impulso, de
modo que la señal de referencia (Vref) pueda cambiarse a otra
señal.
Otro objetivo de la presente invención consiste
en proporcionar un aparato de cocción mediante calentamiento por
inducción para determinar la presencia o ausencia de un estado sin
carga en el cual se produce una excentricidad del recipiente en una
operación de calentamiento normal, saliendo el recipiente
completamente de la zona de cocción predeterminada, que interrumpe
obligatoriamente una operación de conmutación si se determina la
presencia de un estado sin carga, e incrementa de este modo la
estabilidad del sistema de circuito y garantiza la estabilidad del
aparato de cocción.
Según la presente invención, estos objetivos se
alcanzan disponiendo un aparato de cocción mediante calentamiento
por inducción, cuyo funcionamiento queda interrumpido por la
excentricidad del recipiente según la reivindicación 1. El aparato
de calentamiento por inducción comprende: una unidad de suministro
de corriente para rectificar/filtrar una señal de suministro de
corriente de CA que provee un circuito del aparato de cocción
mediante calentamiento por inducción con una señal de suministro de
corriente; y una unidad inversora para efectuar una operación de
conmutación al recibir una señal de entrada Vin de la unidad de
suministro de corriente, y transmitir una señal de corriente a una
bobina sobre la cual se deposita un recipiente.
El aparato de cocción mediante calentamiento por
inducción comprende además: un controlador de salida constante para
generar una señal de control de duración de impulsos Vc para variar
la duración del impulso de excitación aplicado a la unidad
inversora según una señal de entrada que varía con el grado de
excentricidad del recipiente de cocción, permitiendo a la unidad
inversora generar una señal de salida constante; un detector de
carga reducida conectado a un terminal de salida del controlador de
salida constante para determinar la ausencia de carga de cocción
cuando la señal de entrada Vin es inferior a la señal de referencia
Vref sincronizada con la duración del impulso de la señal de
control Vc, que genera una señal de realimentación Vfd para
interrumpir el funcionamiento de la unidad inversora; y un
microprocesador para transmitir una señal de control de salida
constante al controlador de salida constante para permitir a la
unidad inversora generar la señal de salida constante e interrumpir
el funcionamiento de la unidad inversora cuando la señal de control
de realimentación Vfd es cero.
El aparato de cocción mediante calentamiento por
inducción anteriormente mencionado controla la señal de referencia
Vref para detectar una carga reducida que debe sincronizarse con la
señal de control de duración de impulso generada por el controlador
de salida constante. Si la excentricidad del recipiente se produce
durante la operación de calentamiento normal y sale completamente
de la zona de cocción, el microprocesador determina la ocurrencia
de un estado sin carga, de modo que puede bloquearse el circuito
inversor, dando como resultado un aumento de la estabilidad del
sistema de circuito y de los productos.
Los objetivos anteriormente mencionados, así
como otras características y ventajas de la presente invención se
pondrán más claramente de manifiesto mediante la lectura de la
siguiente descripción detallada considerada conjuntamente con los
dibujos, en los cuales:
la figura 1 representa una zona de cocción de un
aparato de cocción mediante calentamiento por inducción
convencional;
la figura 2 es un gráfico que representa
diversos niveles de potencia de frecuencias operativas individuales
según la excentricidad de un recipiente para utilizar en el aparato
de cocción mediante calentamiento por inducción convencional;
la figura 3 es un gráfico que representa
operaciones de un circuito inversor cuando se produce la
excentricidad de un recipiente en el aparato de cocción mediante
calentamiento por inducción convencional;
la figura 4 es un diagrama de circuito que
representa un aparato de cocción mediante calentamiento por
inducción según la presente invención, cuyo funcionamiento está
bloqueado debido a la excentricidad del recipiente;
y
y
la figura 5 es un gráfico que representa
operaciones de un circuito inversor cuando se produce la
excentricidad de un recipiente en el aparato de cocción mediante
calentamiento por inducción según la presente invención.
A continuación, se describen detalladamente
formas de realización preferidas de la presente invención, haciendo
referencia a los dibujos adjuntos. En los dibujos, los mismos o
elementos similares se indican mediante las mismas referencias
numéricas, aunque se hallen representados en dibujos diferentes. En
la siguiente descripción, se omite la descripción detallada de
funciones y configuraciones ya conocidas incorporadas en la presente
memoria, para proporcionar mayor claridad al objeto de la presente
invención.
La figura 4 es un diagrama de circuito que
representa un aparato de cocción mediante calentamiento por
inducción, cuyo funcionamiento se encuentra bloqueado debido a la
excentricidad del recipiente según la presente invención. La figura
5 es un gráfico que representa operaciones de un circuito inversor
cuando se produce la excentricidad del recipiente en el aparato de
cocción mediante calentamiento por inducción según la presente
invención. A continuación se describe la configuración del circuito
del aparato de cocción mediante calentamiento por inducción según
la presente invención, haciendo referencia a la figura 4.
Haciendo referencia a la figura 4, el circuito
inversor comprende un conmutador, que se acciona al recibir una
señal de control de un microprocesador 50 capaz de generar una señal
de control según las órdenes de cocción, por ejemplo la temperatura
de cocción, el tiempo de cocción, el procedimiento de cocción, etc.,
para proporcionar a la bobina una señal de suministro de corriente
y calentar el recipiente situado sobre la bobina.
En este caso, el recipiente que contiene
alimentos actúa como carga de cocción y proporciona a la bobina la
señal de suministro de corriente para que el circuito inversor
caliente la carga de cocción.
Además, en el caso de un aparato de cocción
mediante calentamiento por inducción, tal como, por ejemplo una
placa vitrocerámica, el recipiente está depositado en la posición
(es decir, en la zona de cocción) en la cual la bobina está
arrollada. Si el recipiente se desplaza de la zona de cocción se
determina la aparición de excentricidad del recipiente. Si el
recipiente sale completamente de la zona de cocción debido a la
elevada excentricidad del recipiente, se produce el denominado
estado sin carga, en el cual no hay carga de cocción.
El circuito inversor mencionado anteriormente
comprende una unidad de alimentación de corriente 10 y una unidad
inversora 20. La unidad de suministro de corriente 10 comprende una
unidad de suministro de corriente de CA 11 para generar una señal
de suministro de corriente CA común; un rectificador 12 para
rectificar la unidad de suministro de corriente CA 11; y una unidad
de filtro 13 para filtrar la señal de suministro de corriente
rectificada por el rectificador 12.
La unidad de suministro de corriente CA 11 puede
ser diferente en todos los países o estados, pero la presente
invención utiliza, como ejemplo, una señal de suministro de
corriente CA de 220 V a 60 Hz. El rectificador 12 rectifica la
señal de suministro de corriente CA a una señal predeterminada de
220 V a 120 Hz utilizando un diodo rectificador. La unidad de
filtro 13 filtra la señal de suministro de corriente recibida del
rectificador 12, genera una señal de suministro de corriente CC y
envía la señal de suministro de corriente CC a la unidad inversora
20.
Al recibir la señal de suministro de corriente
CC, la unidad inversora 20 conmuta el conmutador a la posición de
conexión, proporciona a la bobina una señal de corriente y de este
modo calienta el recipiente.
Para hacer funcionar de forma estable la unidad
de suministro de corriente 10 y la unidad inversora 20, un detector
de señal de entrada 60, un controlador de salida constante 30, un
detector de carga reducida 40, un generador de impulsos 70 y un
accionador de conmutador 80 se encuentran conectados entre sí.
El detector de la señal de entrada 60 está
conectado directamente con los terminales positivo (+) y negativo
(-) de la unidad de suministro de corriente CA, con el fin de
detectar el nivel de corriente y la frecuencia de entrada. Como
resultado, aunque la señal de suministro de corriente CA sea
alterada por ruido o la señal de suministro de corriente sea
inestable, el detector de señal de entrada 60 evita que se produzcan
daños en el circuito inversor.
El controlador de salida constante 30 comprende
un amplificador diferencial en el cual el terminal negativo (-)
recibe la señal de entrada detectada por el detector de señal de
entrada 60 y el terminal positivo (+) recibe una señal de control
de salida constante para la función de control de salida del
microprocesador 50. El controlador de salida constante 30 genera
una señal de duración de impulso Vc para controlar la duración del
impulso de excitación para compensar la corriente de salida según el
componente diferencial.
Al recibir la señal de control de duración de
impulso del controlador de salida constante 30, el generador de
impulsos 70 acciona un transistor y ajusta la resistencia de un
oscilador (OSC) para que cambie la duración del impulso de
excitación y seguidamente el oscilador (OSC) envía el impulso de
excitación.
Si se reduce la duración del impulso de
excitación, es decir, si la operación de conmutación se realiza a
una frecuencia operativa elevada, la potencia de salida se reduce.
Si se aumenta la duración del impulso de excitación, es decir, si
la operación de conmutación se realiza a una frecuencia operativa
baja, la potencia de salida del circuito inversor aumenta, de modo
que se suministra una gran cantidad de calor al recipiente.
Si la señal de entrada Vin detectada por el
detector de señal de entrada 60 es superior a la señal de control
de salida constante (es decir, el valor de referencia) generada
desde el microprocesador 50, el generador de impulsos 70 genera un
primer impulso de excitación cuya duración de impulso es reducida
por la señal de control de duración de impulso (Vc), disminuyendo
la potencia de salida. Por otra parte, si la señal de entrada Vin
es inferior a la señal de control de referencia, el generador de
impulsos 70 genera un segundo impulso de excitación con una
duración de impulso incrementada, aumentando de este modo la
potencia de salida.
De este modo, el impulso de excitación
controlador de la duración de impulso se aplica a un puerto del
conmutador contenido en la unidad inversora 20, conmuta el
conmutador a la posición de conexión y proporciona a la bobina una
corriente predeterminada para que el aparato de cocción según la
presente invención mantenga un nivel potencia de salida
predeterminado independientemente de la variación de la señal de
entrada.
Además, el aparato de cocción mediante
calentamiento por inducción también comprende un detector de carga
reducida 40 para determinar si la carga de cocción es inferior a la
carga de referencia, y bloquear la unidad inversora 20 para que no
sea accionada cuando la carga de cocción es inferior a la carga de
referencia.
El detector de carga reducida 40 comprende un
amplificador diferencial en el cual un terminal positivo (+) recibe
la señal de entrada Vin detectada por el detector de señal de
entrada 60 y el terminal negativo (-) recibe una señal de
referencia Vref para determinar si la carga de cocción se considera
una carga reducida. Un componente diferencial Vfd aplicado a los
terminales positivo (+) y negativo (-) anteriormente mencionados es
una señal de realimentación para bloquear o mantener la operación de
conmutación, y se aplica al microprocesador 50.
En este caso, la señal de referencia de carga
reducida Vref no es igual al valor de Vc fijado por el diseñador,
la señal de control de duración de impulso Vc generada por el
controlador de salida constante 30 se recibe en el detector de
carga reducida 40, y se cambia según la señal de entrada Vin
detectada.
Haciendo referencia a la configuración del
circuito del detector de carga reducida 40, el terminal negativo
(-) que recibe la señal de referencia de carga reducida Vref se
conecta en paralelo con un resistor R2 y un condensador, y recibe
la señal de control de duración de impulso Vc del controlador de
salida constante 30 a través de un resistor R1 y un diodo D1.
Dicho de otro modo, la señal de referencia Vref
recibida en el terminal negativo (-) puede representarse mediante
la siguiente ecuación:
Vref = (Vc -
V_{d1}) \times R2 \div (R1 +
R2)
En la ecuación anterior, V_{d1} es la tensión
aplicada al diodo D1. Controlando los valores R1 y R2, el diseñador
del circuito puede sincronizar la señal de referencia con la señal
de control de duración de impulso Vc para determinar la presencia o
ausencia de carga reducida.
Por lo tanto, el detector de carga reducida 40
puede determinar la presencia o ausencia de un estado sin carga
durante el funcionamiento inicial. Además, aunque en una operación
de calentamiento normal, después de que se haya ajustado la
potencia de salida a un nivel de potencia elevado, se produzca la
excentricidad del recipiente de cocción de modo que el recipiente
salga completamente de una zona de cocción determinada, el detector
de carga reducida 40 determina que se produzca el estado sin carga
y el microprocesador 50 bloquea la unidad inversora 20 para que no
pueda ser accionada.
Más detalladamente, si la excentricidad del
recipiente se produce en la operación de calentamiento normal,
disminuye la señal de entrada Vin detectada por el detector de señal
de salida 60 y cambia la inductancia de resonancia causada por la
bobina, de modo que el controlador de salida constante 30 extiende
la señal de control de duración de impulso Vc capaz de extender la
duración del impulso de excitación para compensar la potencia de
salida.
De este modo, cuanto mayor sea la señal de
control de la duración del impulso Vc, mayor será señal de
referencia de carga reducida Vref. El detector de carga reducida 40
puede determinar la presencia o ausencia de un estado de carga
reducida (es decir, un estado sin carga) aunque se produzca la
excentricidad del recipiente en la operación de calentamiento
normal, enviando una señal de control para bloquear el
funcionamiento de la unidad inversora 20 en el microprocesador
50.
En consecuencia, la presente invención puede
resolver los problemas anteriormente mencionados de la técnica
anterior que es incapaz de detectar el estado sin carga durante la
operación de calentamiento normal debiendo mantener el
accionamiento del circuito inversor.
A continuación se describen, haciendo referencia
a la figura 5, operaciones del circuito inversor para utilizar en
el aparato de cocción mediante calentamiento por inducción, si la
excentricidad del recipiente tiene lugar. El gráfico de la figura 5
se compara con el de la figura 3 por conveniencia de la descripción
y para mejor comprensión de la presente invención,
En la figura 5, la frecuencia operativa se
reduce de forma continua durante el período inicial de accionamiento
T1', para aumentar el nivel de potencia de salida. Cuanto más
elevado es el nivel de potencia de salida, mayor es la señal de
entrada Vin aplicada al circuito. Si la potencia de salida alcanza
un nivel de salida constante, la señal de entrada Vin introduce un
período de operación normal T2', generando un nivel de potencia
predeterminado y se suministra una fuente de calor constante al
aparato de cocción mediante calentamiento por inducción.
En este caso, durante un período excéntrico T3',
en el cual tiene lugar la excentricidad del recipiente, la señal de
entrada Vin recibida en el circuito disminuye de forma continua y,
simultáneamente, también disminuye la frecuencia operativa para la
función de control de salida constante, manteniéndose la frecuencia
operativa en la frecuencia operativa mínima definida por el
diseñador del circuito.
\newpage
A diferencia de la técnica anterior, la presente
invención controla que la señal de referencia Vref esté sincronizada
con la señal de control de la duración del impulso generada por el
controlador de salida constante, de tal modo que si en el período
de excentricidad T3' la señal de control de la duración del impulso
aumenta la señal de referencia Vref también se incrementa.
Si aumenta el grado de excentricidad y, por lo
tanto, el recipiente sale completamente de la zona de cocción, tal
como se indica mediante T4', la señal de referencia también se
incrementa, de modo que la señal de entrada Vin es inferior a la
señal de referencia Vref. Como resultado, el detector de carga
reducida detecta el estado sin carga y la señal de salida Vfd del
detector de carga reducida llega a cero para que el microprocesador
bloquee la unidad inversora impidiendo su funcionamiento.
Como pone de manifiesto a partir de la
descripción anterior, el aparato de cocción mediante calentamiento
por inducción anteriormente mencionado, cuyo funcionamiento se
bloquea por la excentricidad del recipiente, controla que la señal
de referencia Vrf para detectar una carga reducida esté sincronizada
con la señal de control de la duración del impulso generada por el
controlador de salida constante. Si la excentricidad del recipiente
tiene lugar en la operación de calentamiento normal y el recipiente
sale completamente de la zona de cocción, el microprocesador
determina la ocurrencia de un estado sin carga, de modo que puede
bloquearse el funcionamiento del circuito inversor.
Por lo tanto, el aparato de cocción mediante
calentamiento por inducción según la presente invención puede
solucionar los problemas de la técnica anterior diseñada para
calentar de forma continua la zona de cocción cuando el recipiente
sale de dicha zona, pudiendo mejorar tanto la estabilidad del
sistema de circuito inversor como la estabilidad del producto
manufacturado, evitar que se produzca un accidente imprevisto
causado por un error del usuario y también evitar un consumo de
energía innecesario.
Claims (7)
1. Aparato de cocción mediante calentamiento por
inducción, cuyo funcionamiento se interrumpe por la excentricidad
del recipiente, que comprende:
una unidad de suministro de corriente (10) para
rectificar/filtrar una señal de suministro de corriente CA, y que
proporciona un circuito del aparato de cocción mediante
calentamiento por inducción con una señal de suministro de
corriente;
una unidad inversora (20) para realizar una
operación de conmutación al recibir una señal de entrada (Vin) de
la unidad de suministro de corriente (10) y transmitir una señal de
corriente a una bobina sobre la cual se apoya un recipiente de
cocción, caracterizado porque presenta
un controlador de salida constante (30) para
generar una señal de control de la duración del impulso (Vc) para
variar la duración de un impulso de excitación aplicado a la unidad
inversora (20) según una señal de entrada, para permitir a la
unidad inversora (20) generar un señal de salida constante,
reduciendo la señal de control de la duración del impulso (Vc) la
duración del impulso de excitación cuando la señal de entrada (Vin)
es superior a la señal de control de salida constante de referencia,
e incrementando la duración del impulso de excitación cuando la
señal de entrada (Vin) es igual o inferior a la señal de control de
salida constante de referencia,
un detector de carga reducida (40) conectado a
un terminal de salida del controlador de salida constante, para
determinar la ausencia de una carga de cocción cuando la señal de
entrada (Vin) es inferior a la señal de referencia (Vref) que es la
señal de control de la duración del impulso (Vc) dividida por la
relación entre resistencias y generar una señal de realimentación
(Vfd) para interrumpir el funcionamiento de la unidad inversora
(20); y
un microprocesador (50) para transmitir una
señal de control de salida constante al controlador de salida
constante para permitir que la unidad inversora (20) genere la señal
de salida constante, e interrumpir el funcionamiento de la unidad
inversora (20) cuando la señal de control de realimentación (Vfd) es
cero.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Aparato según la reivindicación 1, en el que
la unidad de suministro de corriente (10) comprende:
una unidad de suministro de corriente CA (11)
para proporcionar al aparato de cocción mediante calentamiento por
inducción la señal de suministro de corriente CA;
un rectificador (12) para rectificar la señal de
suministro de corriente CA recibida de la unidad de suministro de
corriente CA (11); y
un filtro (13) para filtrar la señal de
suministro de corriente CA rectificada recibida del rectificador
(12) y transmitir la señal de suministro de corriente CA filtrada
que actúa como señal de entrada al circuito.
\vskip1.000000\baselineskip
3. Aparato según la reivindicación 2, que
comprende además:
un generador de impulsos (70) para hacer
funcionar un transistor al recibir la señal de control de la
duración del impulso (Vc) del controlador de salida constante (30),
ajustar la resistencia de un oscilador para variar la duración del
impulso y generar el impulso de excitación.
\vskip1.000000\baselineskip
4. Aparato según la reivindicación 3, que
comprende además:
un accionador de conmutador (80) para transmitir
el impulso de excitación generado por el generador de impulsos (70)
a un puerto de un conmutador contenido en la unidad inversora (20) y
conmutar el conmutador a la posición de conexión.
\vskip1.000000\baselineskip
5. Aparato según la reivindicación 1, que
comprende además:
un detector de señal de entrada (60) conectado a
la unidad de suministro de corriente, para detectar la señal de
entrada (Vin) que varía con la carga de cocción.
\vskip1.000000\baselineskip
6. Aparato según la reivindicación 5, en el que
el detector de carga reducida (40) comprende un amplificador
diferencial en el cual la señal de control de la duración del
impulso (Vc) generada por el controlador de salida constante (30)
se divide por una relación entre resistencias, y el resultado de la
división se aplica a un terminal negativo (-), y la señal de
entrada (Vin) detectada por el detector de señal de entrada (60) se
aplica a un terminal positivo (+).
7. Aparato según la reivindicación 5, en el que
el controlador de salida constante (30) comprende un amplificador
diferencial en el cual la señal de entrada (Vin) detectada por el
detector de señal de entrada (60) se aplica a un terminal negativo
(-), y la señal de control de salida constante generada por el
microprocesador se aplica a un terminal positivo (+).
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