ES2344063T3 - Dispositivo de coccion de calentamiento por induccion. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de cocción de calentamiento por inducción, que comprende: un inversor (7), que incluye: un circuito en serie de un primer elemento de conmutación (5) y un segundo elemento de conmutación (6) que están conectados a los extremos de un condensador de suavización; un primer diodo (5a) conectado al primer elemento de conmutación (5) en antiparalelo; un segundo diodo (6a) conectado al segundo elemento de conmutación (6) en antiparalelo; y un circuito resonante (4) que presenta una bobina de calentamiento (1) y un condensador resonante (3), y está conectado a uno de entre el primer elemento de conmutación (5) y el segundo elemento de conmutación (6) en paralelo; y una parte (8) de control de salida de calentamiento que acciona alternativamente el primer elemento de conmutación (5) y el segundo elemento de conmutación (6), y controla una salida de calentamiento usada cuando la bobina de calentamiento calienta por inducción una carga (2), caracterizado porque la parte (8) de control de salida de calentamiento fija la frecuencia de accionamiento del primer elemento de conmutación (5) y el segundo elemento de conmutación (6), de manera que sea sustancialmente 1/n, siendo n un entero de 2 ó mayor, veces mayor que la frecuencia de resonancia del circuito resonante (4) en el calentamiento de la carga (2), y la parte (8) de control de la salida de calentamiento conmuta repetidamente el régimen de accionamiento definido por proporciones de un periodo de accionamiento del primer elemento de conmutación (5) y un periodo de accionamiento del segundo elemento de conmutación (6), entre un primer régimen de accionamiento y un segundo régimen de accionamiento diferente al primer régimen de accionamiento, y controla el régimen de accionamiento de manera que la temperatura de ambos elementos (5, 6) de conmutación es sustancialmente la misma, y el segundo régimen de accionamiento es el régimen de accionamiento en el que el periodo de accionamiento del primer elemento de conmutación (5) y el periodo de accionamiento del segundo elemento de conmutación (6) se invierten en cuanto a la duración con respecto al primer régimen de accionamiento, y se obtienen una corriente de la bobina de calentamiento y una salida de calentamiento sustancialmente iguales antes y después de la conmutación entre los regímenes de accionamiento.
Description
Dispositivo de cocción de calentamiento por
inducción.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de cocción de calentamiento por inducción que presenta
un circuito resonante y calienta por inducción una carga
particularmente realizada con metal no magnético de baja
resistividad. El documento EP-A-0
460 279 da a conocer un dispositivo que refleja el preámbulo de la
presente reivindicación 1.
En la publicación de patente japonesa no
examinada nº 2002-75620 se da a conocer, por
ejemplo, un dispositivo convencional de cocción de calentamiento
por inducción que calienta por inducción una carga realizada con
metal no magnético de baja resistividad.
La figura 7 es un diagrama de un circuito del
dispositivo convencional de cocción de calentamiento por inducción.
En la figura 7, la fuente de alimentación 21 es una fuente de
alimentación comercial de 200 V, a saber, una fuente de
alimentación de corriente alterna y de baja frecuencia, y está
conectada a un terminal de entrada del circuito rectificador 22 con
un diodo puente. El primer condensador de suavización (al que en lo
sucesivo se hará referencia como "condensador") 23 está
conectado entre los terminales de salida del circuito rectificador
22. Un cuerpo de conexión en serie de la bobina de choque 24 y un
segundo elemento de conmutación (transistor bipolar de puerta
aislada (IGBT)) (al que en lo sucesivo se hará referencia como
"elemento") 27 está conectado también entre los terminales de
salida del circuito rectificador 22. La bobina 29 de calentamiento
está encarada a una carga 31 tal como una cacerola realizada con
aluminio.
El terminal del lado de bajo potencial (emisor)
del segundo condensador de suavización (al que en lo sucesivo se
hará referencia como "condensador") 32 está conectado a un
terminal de electrodo negativo del circuito rectificador 22. El
terminal del lado de alto potencial del condensador 32 está
conectado al terminal del lado de alto potencial (colector) del
primer elemento de conmutación (IGBT) (al que en lo sucesivo se
denominará "elemento") 25. El terminal del lado de bajo
potencial del elemento 25 está conectado a un punto de conexión
entre el terminal del lado de alto potencial "colector" del
elemento 27 y la bobina de choque 24. El circuito resonante en
serie de la bobina 29 de calentamiento y el condensador resonante 30
está conectado al elemento 27 en paralelo.
Un primer diodo (al que en lo sucesivo se
denominará "diodo") 26 (primer elemento de conducción inversa)
está conectado al elemento 25 en antiparalelo. El cátodo del diodo
26 está conectado al colector del elemento 25. Un segundo diodo (al
que en lo sucesivo se denominará "diodo") 28 (segundo elemento
de conducción inversa) está conectado al elemento 27 en
antiparalelo. A saber, el cátodo del diodo 28 está conectado al
colector del elemento 27. Los medios 33 de control dan salida a
señales hacia las puertas de los elementos 25 y 27 para producir
una salida predeterminada.
En el dispositivo de cocción de calentamiento
por inducción que presenta esta constitución, la frecuencia de la
corriente de resonancia se fija dos veces o más mayor que la
frecuencia de accionamiento de los elementos 25 y 27. La bobina de
choque 24 hace que aumente el voltaje del condensador 32 de
suavización, de manera que una carga no magnética con baja
resistividad, tal como aluminio, se calienta por inducción con una
potencia de salida elevada.
No obstante, cuando la frecuencia de resonancia
se fija a sustancialmente 2N (en donde N es un entero positivo)
veces más grande que la frecuencia de accionamiento de los elementos
de conmutación en la configuración convencional, el régimen de
accionamiento de los elementos de conmutación definido por las
proporciones de los periodos de accionamiento del elemento 25 y el
elemento 27 para maximizar la salida de calentamiento no es 0,5. La
pérdida en estado activo de cada uno de los elementos 25 y 27 de
conmutación depende de cada periodo de estado activo, de manera que
se produce un desequilibrio entre las pérdidas. De este modo,
especialmente cuando la salida de calentamiento es elevada, resulta
difícil refrigerar los elementos de conmutación.
En las reivindicaciones adjuntas, se define un
dispositivo de cocción de calentamiento por inducción de la
presente invención y el mismo tiene un inversor que incluye un
circuito resonante, y una parte de control de la salida de
calentamiento. El circuito resonante presenta un condensador
resonante y una bobina de calentamiento que está acoplada
magnéticamente a una carga. El inversor tiene un circuito en serie
de un primer elemento de conmutación y un segundo elemento de
conmutación, y suministra energía eléctrica al circuito resonante.
La parte de control de la salida de calentamiento fija la frecuencia
de accionamiento del primer y el segundo elementos de conmutación
de manera que sea sustancialmente 1/n (siendo n un entero de 2 o
mayor) veces mayor que la frecuencia de resonancia del circuito
resonante en el calentamiento de la carga. El régimen de
accionamiento definido por las proporciones respectivas del periodo
de accionamiento del primer elemento de conmutación y el periodo de
accionamiento del segundo elemento de conmutación se conmuta
repetidamente entre un primer régimen de accionamiento y un segundo
régimen de accionamiento diferente del primer régimen de
accionamiento, y el mismo es controlado. El segundo régimen de
accionamiento es un régimen de accionamiento en el que las
duraciones del periodo de accionamiento del primer elemento de
conmutación y el periodo de accionamiento del segundo elemento de
conmutación se invierten con respecto al primer régimen de
accionamiento, y se obtienen sustancialmente una corriente de la
bobina de calentamiento y una salida de calentamiento iguales antes
y después de la conmutación entre los regímenes de accionamiento.
Gracias a esta configuración, se igualan las pérdidas de los
elementos de conmutación, los elementos de conmutación se enfrían
fácilmente, y se obtiene una salida de calentamiento elevada en las
mismas condiciones de enfriamiento.
La figura 1 es un diagrama de un circuito de un
dispositivo de cocción de calentamiento por inducción según una
primera forma de realización ilustrativa de la presente
invención.
La figura 2 es un diagrama característico de una
salida de calentamiento del dispositivo de cocción de calentamiento
por inducción mostrado en la figura 1.
La figura 3 es un diagrama característico que
ilustra el régimen de accionamiento del dispositivo de cocción de
calentamiento por inducción mostrado en la figura 1.
La figura 4 es un diagrama de circuito de otro
ejemplo del dispositivo de cocción de calentamiento por inducción
mostrado en la figura 1.
La figura 5 es un diagrama característico de una
salida de calentamiento de un dispositivo de cocción de
calentamiento por inducción de acuerdo con una segunda forma de
realización ilustrativa de la presente invención.
La figura 6 es un diagrama de circuito de un
dispositivo de cocción de calentamiento por inducción según una
tercera forma de realización ilustrativa de la presente
invención.
La figura 7 es un diagrama de circuito de un
dispositivo convencional de cocción de calentamiento por
inducción.
La figura 1 es un diagrama de un circuito de un
dispositivo de cocción de calentamiento por inducción según una
primera forma de realización ejemplificativa de la presente
invención. La figura 2 es un diagrama característico de una salida
de calentamiento del dispositivo de cocción de calentamiento por
inducción mostrado en la figura 1. La figura 3 es un diagrama
característico que ilustra el régimen de accionamiento del
dispositivo de cocción de calentamiento por inducción mostrado en
la figura 1.
En la figura 1, la fuente 12 de alimentación es
una fuente de alimentación comercial de 200 V. La salida de la
fuente 12 de alimentación se convierte a un voltaje de alta
frecuencia por medio del inversor 7, y en la bobina de
calentamiento 1 se genera un campo magnético de alta frecuencia. La
carga 2 queda encarada a la bobina de calentamiento 1 que está
acoplada magnéticamente a la carga 2. La carga 2 es una cacerola o
similar. El material de una parte calentada de la carga 2 puede
incluir por lo menos parcialmente metal no magnético de baja
resistividad, tal como aluminio o cobre. El condensador resonante
(al que en lo sucesivo se denominará "condensador") 3 está
conectado a la bobina de calentamiento 1 en serie, y constituye un
circuito resonante 4 junto con la bobina de calentamiento 1.
El condensador 14 de suavización y el circuito
rectificador 13 convierten la corriente de la fuente 12 de
alimentación en corriente continua. En este caso, el circuito
rectificador 13 está formado por un puente de diodos y tiene una
función de rectificación de onda completa. El inversor 7 tiene una
configuración push-pull con un terminal a
tierra. En esta configuración, el primer elemento de conmutación (al
que en lo sucesivo se hará referencia como "elemento") 5 y el
segundo elemento de conmutación (al que en lo sucesivo se hará
referencia como "elemento") 6 están interconectados en serie, y
el circuito resonante 4 conectado al elemento 5 en paralelo se usa
como parte de salida. Los elementos 5 y 6 son IGBT, y están
conectados a un primer diodo 5a y un segundo diodo 5b en
antiparalelo, respectivamente.
La parte de control de la salida de
calentamiento (a la que en lo sucesivo se hará referencia como
"parte de control") 8 acciona alternativamente el elemento 5 y
el elemento 6. Cuando se incrementa la salida de la bobina de
calentamiento 1, la parte de control 8 acciona los elementos 5 y 6
de manera que la frecuencia de accionamiento de los elementos 5 y 6
se aproxima a la frecuencia de resonancia del circuito resonante 4.
La parte de detección de la salida de calentamiento (a la que en lo
sucesivo se hará referencia como "parte de detección") 10 está
formada por un transformador de corriente y detecta la salida de
calentamiento. Para producir una salida de calentamiento
predeterminada, la parte de control 8 acciona los elementos 5 y 6
mientras controla la frecuencia de accionamiento de los mismos
sobre la base del resultado de detección de la parte 10 de
detección. De este modo, la parte de control 8 tiene por lo menos
una función de control de la frecuencia de accionamiento de los
elementos 5 y 6. Esta función facilita el control de salida del
inversor 7.
La bobina de calentamiento 1 y el condensador 3
se fijan de manera que la frecuencia de resonancia del circuito
resonante 4 sea aproximadamente 60 kHz. La frecuencia de
accionamiento de los elementos 5 y 6 se fija a aproximadamente 30
kHz, a saber, la mitad de la frecuencia de resonancia del circuito
resonante 4. En otras palabras, la bobina de calentamiento 1 genera
un campo magnético de alta frecuencia usando una onda armónica
superior secundaria de la frecuencia de accionamiento de los
elementos 5 y 6. Este campo magnético reduce la frecuencia de
accionamiento de los elementos 5 y 6 en comparación con la
frecuencia de la corriente que fluye en la bobina de calentamiento
1, reduciendo de este modo las pérdidas de conmutación. Por lo
tanto, se calienta de forma eficaz incluso un metal no magnético de
baja resistividad, tal como el aluminio.
Tal como se muestra en la figura 2, cuando, como
régimen de accionamiento, se definen las proporciones respectivas
del periodo de accionamiento del elemento 5 y del elemento 6, el
primer régimen de accionamiento se fija a 0,25, y el segundo
régimen de accionamiento se fija a 0,75. El régimen de accionamiento
se fija al primer régimen de accionamiento o al segundo régimen de
accionamiento, obteniéndose de este modo el máximo valor de salida
de calentamiento cuando se cambia el régimen de accionamiento. La
frecuencia de accionamiento de los elementos 5 y 6 se fija a una
frecuencia que es próxima a y mayor que la mitad de la frecuencia de
resonancia del circuito resonante 4. De este modo, mientras la
corriente fluye en los elementos 5 y 6, se interrumpe el
funcionamiento de los elementos 5 y 6. Como consecuencia, antes de
que los elementos 5 y 6 con funcionamiento interrumpido se activen,
la corriente fluye en uno de entre el primer diodo 5a y el segundo
diodo 6a que están conectados a elementos respectivos 5 y 6 en
antiparalelo. Por lo tanto, se realiza la conmutación por voltaje
cero. Se impide que aumente la pérdida en activación de los
elementos 5 y 6 de conmutación, de manera que se reduce la pérdida
de conmutación de los elementos 5 y 6.
Tal como se muestra en la figura 3, al iniciarse
el calentamiento, el régimen de accionamiento se fija al primer
régimen de accionamiento, 0,25. Después de que se realicen dos
ciclos de accionamiento con el primer régimen de accionamiento, el
régimen de accionamiento se conmuta al segundo régimen de
accionamiento, 0,75. Después de que se realicen dos ciclos de
accionamiento con el segundo régimen de accionamiento, el régimen
de accionamiento se conmuta nuevamente al primer régimen de
accionamiento 0,25.
Cuando se repite esta operación de conmutación,
el ciclo de trabajo medio de los elementos 5 se iguala al del
elemento 6. Por lo tanto, la pérdida en estado activo del elemento 5
se iguala a la del elemento 6. La frecuencia de conmutación, el
voltaje, y la corriente del elemento 5 son iguales a los del
elemento 6, de manera que la pérdida por conmutación del elemento 5
también es igual a la del elemento 6. Por lo tanto, la pérdida
total del elemento 5 es igual a la del elemento 6.
Tal como se ha descrito anteriormente, después
de que se obtenga la salida de calentamiento en el primer régimen
de accionamiento, se obtiene sustancialmente la misma salida de
calentamiento en el segundo régimen de accionamiento diferente del
primer régimen de accionamiento. En otras palabras, después de que
se obtenga la salida de calentamiento con un cierto régimen de
accionamiento, se obtiene sustancialmente la misma salida de
calentamiento con un régimen de accionamiento diferente. De este
modo, el régimen de accionamiento definido por las proporciones de
los periodos de accionamiento del elemento 5 y 6 se cambia y
controla de manera que la duración de los periodos de accionamiento
de los elementos 5 y 6 se invierte y se obtiene sustancialmente la
misma salida de calentamiento. De este modo, la pérdida del
elemento 5 se iguala a la del elemento 6. Cuando los elementos 5 y
6 se refrigeran en las mismas condiciones de refrigeración por medio
de un dispositivo de refrigeración (no representado) tal como un
ventilador de refrigeración, los elementos 5 y 6 se refrigeran de
una manera similar. Como consecuencia, se puede producir una salida
de calentamiento elevada con una configuración sencilla.
El régimen de accionamiento se conmuta a
condición de que la pérdida del elemento 5 sea sustancialmente igual
a la del elemento 6. Por lo tanto, se puede obtener una ventaja
similar incluso cuando el accionamiento no se conmuta cada dos
ciclos.
La frecuencia de accionamiento de los elementos
5 y 6 se fija próxima a 1/2 de la frecuencia de resonancia del
circuito resonante 4 en la presente forma de realización. No
obstante, la frecuencia de accionamiento puede ser próxima a un
valor que no sea 1/2 de la misma cuando el valor es sustancialmente
1/n (n es un entero de 2 ó mayor) de la misma. En otras palabras,
la frecuencia de accionamiento de los elementos 5 y 6 se puede
hacer que sea menor que la frecuencia actual de la bobina de
calentamiento 1, de manera que la pérdida por conmutación se reduce
de modo similar.
La parte de control 8 controla la frecuencia en
la presente forma de realización; no obstante, la parte de control
8 puede controlar el voltaje de entrada al inversor. Para controlar
el voltaje de entrada al inversor, se usa, tal como se muestra en
la figura 4, una parte 15 de control del voltaje de entrada al
inversor tal como un troceador elevador de voltaje, un troceador
reductor de voltaje, o un troceador elevador/reductor de voltaje.
Cuando la conmutación entre los elementos 5 y 6 puede igualar las
pérdidas de los elementos 5 y 6, se puede usar cualquier método de
control.
El circuito resonante 4 es un circuito de
resonancia en serie en la presente forma de realización. No
obstante, incluso cuando el circuito resonante 4 es un circuito de
resonancia en paralelo y es accionado por un control de corriente,
se obtiene una ventaja equivalente. El circuito resonante 4 puede
estar conectado al elemento 6 en paralelo.
La figura 5 es un diagrama característico que
muestra una característica de salida de calentamiento de un
dispositivo de cocción de calentamiento por inducción de acuerdo con
una segunda forma de realización ejemplificativa de la presente
invención. La configuración básica del dispositivo de cocción de
calentamiento por inducción es la misma que la del dispositivo de
cocción de calentamiento por inducción de la primera forma de
realización ilustrativa, de manera que principalmente se describen
aspectos diferentes.
La segunda forma de realización ilustrativa
difiere con respecto a la primera forma de realización ilustrativa
en los siguientes aspectos. La frecuencia de accionamiento de los
elementos 5 y 6 de conmutación se fija a aproximadamente 20 kHz, es
decir, 1/3 de la frecuencia de resonancia del circuito resonante 4,
y las pérdidas de los elementos 5 y 6 se reducen adicionalmente. El
régimen de accionamiento diferente se conmuta sustancialmente entre
(2k-1)/2n (en donde n es un entero de 2 ó mayor, y k
es cualquier entero de 1 a n) y 1-((2k-1)/2n) (en
donde n es un entero de 2 ó mayor, y k es cualquier entero de 1 a
n).
Tal como se muestra en la figura 5, el primer
régimen de funcionamiento se fija a 0,17 (=
(2x1-1)/(2x3), n = 3, k = 1), y el segundo régimen
de accionamiento se fija a 0,83 (=
1-((2x1-1)/(2x3)), n = 3, k = 1). La suma del
primer régimen de accionamiento y el segundo régimen de
accionamiento es 1. Las condiciones de refrigeración de los
elementos 5 y 6 por parte del dispositivo de refrigeración son
diferentes entre sí. La relación de periodos del primer régimen de
accionamiento de 0,17 y el segundo régimen de accionamiento de 0,83
se fija según las condiciones de refrigeración de los elementos 5 y
6. Respectivamente, las pérdidas de los elementos 5 y 6 se
distribuyen de forma óptima. De este modo, cuando las condiciones
respectivas de refrigeración son iguales, se obtiene un control del
calentamiento capaz de producir una salida de calentamiento
mayor.
Se ha descrito el caso de n = 3; no obstante, la
presente invención no se limita a esta condición, y se puede obtener
una ventaja equivalente incluso cuando se cambia n.
Se ha supuesto que k = 1; no obstante, la
presente invención no se limita a esta condición, y k puede ser 2 ó
3.
La figura 6 es un diagrama de un circuito de un
dispositivo de cocción de calentamiento por inducción según una
tercera forma de realización ejemplificativa de la presente
invención. La configuración básica del dispositivo de cocción de
calentamiento por inducción es la misma que la del dispositivo de
cocción de calentamiento por inducción de la primera forma de
realización ejemplificativa, de manera que principalmente se
describen aspectos diferentes. Los elementos que tienen una función
similar a la de la primera forma de realización ilustrativa se
indican con los mismos símbolos de referencia, y las descripciones
de dichos elementos se omiten.
La tercera forma de realización ilustrativa
difiere con respecto a la primera forma de realización
ejemplificativa en lo siguiente. El dispositivo de cocción de
calentamiento por inducción de la tercera forma de realización
ilustrativa tiene los siguientes elementos:
una parte de detección de la temperatura del
primer elemento de conmutación (a la que en lo sucesivo se hará
referencia como "parte de detección") 16 para detectar la
temperatura del primer elemento de conmutación 5;
una parte de detección de la temperatura del
segundo elemento de conmutación (a la que en lo sucesivo se hará
referencia como "parte de detección") 17 para detectar la
temperatura del segundo elemento de conmutación 6;
una primera parte de refrigeración (a la que en
lo sucesivo se hará referencia como "parte de refrigeración")
18 para refrigerar el elemento 5; y
una segunda parte de refrigeración (a la que en
lo sucesivo se hará referencia como "parte de refrigeración")
19 para refrigerar el elemento 6.
Las partes de detección 16 y 17 utilizan
termistores, y la parte de refrigeración 18 y 19 utilizan
ventiladores de refrigeración.
Las condiciones de refrigeración de los
elementos 5 y 6 mediante las partes de refrigeración 18 y 19 se
controlan de forma diferente por medio de la parte de control 8.
Existen unos límites superiores sobre temperaturas disponibles de
los elementos 5 y 6. La relación de periodos del primer régimen de
accionamiento de 0,25 y el segundo régimen de accionamiento de 0,75
se fija de manera que las temperaturas de los elementos 5 y 6 no
sean mayores que los límites superiores sobre la temperatura
disponible de los mismos. En otras palabras, cuando la temperatura
del elemento 5 es mayor que la del elemento 6, se incrementa la
relación de periodos del primer régimen de accionamiento de 0,25
para reducir la pérdida del elemento 5. Por el contrario, cuando la
temperatura del elemento 6 es mayor que la del elemento 5, la
relación de periodos del segundo régimen de accionamiento de 0,75
se incrementa para reducir la pérdida del elemento 6. Las pérdidas
de los elementos de conmutación respectivamente están distribuidas
de forma óptima. Se obtiene un control del calentamiento capaz de
producir una salida de calentamiento mayor.
Las condiciones de refrigeración de las partes
de refrigeración 18 y 19 se pueden cambiar. Cuando la temperatura
del elemento 5 es mayor que la del elemento 6, por ejemplo, se
refuerza la condición de refrigeración de la parte 18 de
refrigeración. Por el contrario, cuando la temperatura del elemento
6 es mayor que la del elemento 5, se refuerza la condición de
refrigeración de la parte 19 de refrigeración. De este modo, se
obtiene un control de calentamiento capaz de producir una salida de
calentamiento mayor.
Como partes de detección 16 y 17 se usan
termistores; no obstante, incluso cuando se use otro dispositivo de
detección de temperatura, tal como un bimetal, se obtiene una
ventaja equivalente.
Como partes de refrigeración 18 y 19, en este
caso, se usan ventiladores de refrigeración. No obstante, se
obtiene una ventaja equivalente incluso cuando se usa un elemento
Peltier, un miembro de radiación de calor tal como una aleta de
refrigeración, u otro dispositivo de refrigeración.
Las partes de refrigeración 18 y 19 para los
elementos de refrigeración 5 y 6 están dispuestas individualmente,
pero el número de partes de refrigeración puede ser uno. Según el
material y la forma de la carga 2, la pérdida del elemento 5 puede
ser diferente con respecto a la del elemento 6. En este caso, la
parte de control 8 cambia y controla el régimen de accionamiento
mientras mide las temperaturas de los elementos 5 y 6 para promediar
las pérdidas de los elementos 5 y 6.
La parte de control 8 cambia el régimen de
accionamiento de los elementos 5 y 6 mientras mantiene constante la
frecuencia de accionamiento de los elementos 5 y 6, y produce una
salida de calentamiento sustancialmente constante. No obstante, se
puede usar adicionalmente la variación de la frecuencia de
accionamiento de los elementos 5 y 6 según se crea apropiado para
variar la salida de calentamiento.
De este modo, un dispositivo de cocción de
calentamiento por inducción de la presente invención puede producir
una salida de calentamiento elevada, de manera que el dispositivo de
cocción de calentamiento por inducción se pueda usar para un
calentamiento por inducción con fines domésticos o industriales.
- 1
- Bobina de calentamiento
- 2
- Carga
- 3
- Condensador resonante
- 4
- Circuito resonante
- 5
- Primer elemento de conmutación
- 5a
- Primer diodo
- 6
- Segundo elemento de conmutación
- 6a
- Segundo diodo
- 7
- Inversor
- 8
- Parte de control de la salida de calentamiento
- 10
- Parte de detección de la salida de calentamiento
- 12
- Fuente de alimentación
- 13
- Circuito rectificador
- 14
- Condensador de suavización
- 15
- Parte de control del voltaje de entrada
- 16
- Parte de detección de la temperatura del primer elemento de conmutación
- 17
- Parte de detección de la temperatura del segundo elemento de conmutación
- 18
- Primera parte de refrigeración
- 19
- Segunda parte de refrigeración
- 21
- Fuente de alimentación
- 22
- Circuito rectificador
- 23
- Primer condensador de suavización
- 24
- Bobina de choque
- 25
- Primer elemento de conmutación
- 26
- Primer diodo
- 27
- Segundo elemento de conmutación
- 28
- Segundo diodo
- 29
- Bobina de calentamiento
- 30
- Condensador resonante
- 31
- Carga
- 32
- Segundo condensador de suavización
- 33
- Medios de control
Claims (6)
1. Dispositivo de cocción de calentamiento por
inducción, que comprende:
un inversor (7), que incluye:
un circuito en serie de un primer elemento de
conmutación (5) y un segundo elemento de conmutación (6) que están
conectados a los extremos de un condensador de suavización;
un primer diodo (5a) conectado al primer
elemento de conmutación (5) en antiparalelo;
un segundo diodo (6a) conectado al segundo
elemento de conmutación (6) en antiparalelo; y
un circuito resonante (4) que presenta una
bobina de calentamiento (1) y un condensador resonante (3), y está
conectado a uno de entre el primer elemento de conmutación (5) y el
segundo elemento de conmutación (6) en paralelo; y
una parte (8) de control de salida de
calentamiento que acciona alternativamente el primer elemento de
conmutación (5) y el segundo elemento de conmutación (6), y controla
una salida de calentamiento usada cuando la bobina de calentamiento
calienta por inducción una carga (2),
caracterizado porque
la parte (8) de control de salida de
calentamiento fija la frecuencia de accionamiento del primer
elemento de conmutación (5) y el segundo elemento de conmutación
(6), de manera que sea sustancialmente 1/n, siendo n un entero de 2
ó mayor, veces mayor que la frecuencia de resonancia del circuito
resonante (4) en el calentamiento de la carga (2), y
la parte (8) de control de la salida de
calentamiento conmuta repetidamente el régimen de accionamiento
definido por proporciones de un periodo de accionamiento del primer
elemento de conmutación (5) y un periodo de accionamiento del
segundo elemento de conmutación (6), entre un primer régimen de
accionamiento y un segundo régimen de accionamiento diferente al
primer régimen de accionamiento, y controla el régimen de
accionamiento de manera que la temperatura de ambos elementos (5,
6) de conmutación es sustancialmente la misma, y el segundo régimen
de accionamiento es el régimen de accionamiento en el que el periodo
de accionamiento del primer elemento de conmutación (5) y el periodo
de accionamiento del segundo elemento de conmutación (6) se
invierten en cuanto a la duración con respecto al primer régimen de
accionamiento, y se obtienen una corriente de la bobina de
calentamiento y una salida de calentamiento sustancialmente iguales
antes y después de la conmutación entre los regímenes de
accionamiento.
2. Dispositivo de cocción de calentamiento por
inducción según la reivindicación 1, en el que la parte (8) de
control de la salida de calentamiento controla el régimen de
accionamiento, de manera que el periodo de accionamiento del primer
elemento de conmutación (5) y el periodo de accionamiento del
segundo elemento de conmutación (6) estén invertidos en cuanto a la
duración y se obtenga sustancialmente la misma salida de
calentamiento, cambiando el régimen de accionamiento de
sustancialmente (2k-1)/2n, siendo k cualquier entero
de 1 a n, a sustancialmente 1-((2k-1)/2n), siendo k
cualquier entero de 1 a n.
3. Dispositivo de cocción de calentamiento por
inducción según la reivindicación 1, en el que la parte (8) de
control de la salida de calentamiento controla la salida de
calentamiento de la bobina de calentamiento (1) mediante el control
de la frecuencia de accionamiento del elemento (5, 6) de
conmutación.
4. Dispositivo de cocción de calentamiento por
inducción según la reivindicación 1, en el que la parte (8) de
control de la salida de calentamiento controla la salida de
calentamiento de la bobina de calentamiento (1) mediante el control
del voltaje alimentado al inversor (7).
5. Dispositivo de cocción de calentamiento por
inducción según la reivindicación 1, que comprende además:
una parte (16, 17) de detección de la
temperatura de elementos de conmutación para detectar la temperatura
del elemento (5, 6) de conmutación,
en el que la parte (8) de control de la salida
de calentamiento, sobre la base de una salida de detección de la
parte (16, 17) de detección de temperatura de elementos de
conmutación, cambia el régimen de accionamiento, de tal manera que
los periodos de accionamiento del primer elemento de conmutación (5)
y el segundo elemento de conmutación (6) se inviertan en cuanto a
la duración y se obtenga sustancialmente la misma salida de
calentamiento.
6. Dispositivo de cocción de calentamiento por
inducción según la reivindicación 1, en el que la carga (2) está
realizada con metal no magnético de baja resistividad.
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