ES2351293A1 - Induction heater i.e. induction hob, has inductor for transferring heat energy to heat element, inverter provided for driving inductor, and power factor correcting device connected between bridge circuit and inductor by switch - Google Patents
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Abstract
Description
Aparato de calentamiento por inducción y procedimiento para su puesta en funcionamiento.Induction heating apparatus and procedure for commissioning.
La invención se refiere a un aparato de calentamiento por inducción, así como a un procedimiento para la puesta en funcionamiento del aparato de calentamiento por inducción.The invention relates to an apparatus of induction heating, as well as a procedure for commissioning of the heating device by induction.
Un aparato de calentamiento por inducción es conocido, a modo de ejemplo, en forma de un campo de cocción por inducción, en el que una batería de cocción metálica es calentada mediante corrientes en remolino generadas inductivamente.An induction heating apparatus is known, by way of example, in the form of a cooking field by induction, in which a metal firing battery is heated by inductively generated eddy currents.
Así, a partir de EP 1 708 545 A2 es conocido transmitir a través de un campo de cocción por inducción con una superficie superior de vitrocerámica energía en forma de un campo magnético alterno a la base de la batería de cocción, que allí es transformada en calor. Debajo de la superficie de cocción de vitrocerámica se encuentra una bobina a través de la cual fluye corriente, que genera un campo magnético alterno. Éste induce corrientes en remolino mediante inducción en una olla metálica colocada encima, las cuales calientan el metal de la olla y, desde allí, calientan el contenido mediante transmisión térmica.Thus, from EP 1 708 545 A2 it is known transmit through an induction cooking field with a top surface of ceramic hob energy in the form of a field Alternate magnetic to the base of the cooking battery, which there is heat transformed Under the cooking surface of hob is a coil through which it flows current, which generates an alternating magnetic field. This one induces eddy currents by induction in a metal pot placed on top, which heat the metal of the pot and, from there, they heat the contents by thermal transmission.
En esto, es desventajoso que el calentamiento de batería de cocción no ferromagnética no sea posible sin problemas y pueda, por ejemplo, conducir a resonancias audibles para el usuario. También pueden producirse movimientos de la batería de cocción debido a la fuerza de repulsión que se genera. Asimismo, durante el calentamiento de batería de cocción no ferromagnética se producen pérdidas eléctricas elevadas.In this, it is disadvantageous that the heating of non-ferromagnetic cooking battery is not possible without problems and may, for example, lead to audible resonances for the user. Cooking battery movements may also occur due to the repulsive force that is generated. Also, during the non-ferromagnetic cooking battery heating occur high electrical losses
La tarea de la invención consiste en evitar las desventajas nombradas anteriormente y, en especial, especificar un aparato de calentamiento por inducción que permita un funcionamiento eficaz de batería de cocción ferromagnética, así como de batería de cocción no ferromagnética.The task of the invention is to avoid the above-mentioned disadvantages and, in particular, to specify an induction heating apparatus that allows efficient operation of a ferromagnetic cooking battery, as well as a non-ferromagnetic cooking battery.
Esta tarea se resuelve según las características de las reivindicaciones independientes. De las reivindicaciones dependientes se extraen también perfeccionamientos de la invención.This task is solved according to the characteristics of the independent claims. Of the claims Dependents are also perfected from the invention.
Para la solución de la tarea, se especifica un aparato de calentamiento por inducciónFor the solution of the task, a induction heating apparatus
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- con un inductor para la transmisión de energía de calentamiento mediante una oscilación de calentamiento a un elemento de calentamiento a calentar,with a inductor for the transmission of heating energy by a heating oscillation to a heating element at to warm,
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- con una conexión en puente para la activación del inductor,with a bridge connection for inductor activation,
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- donde mediante un primer interruptor una unidad para la corrección del factor de potencia es conectable entre la conexión en puente y el inductor.where by means of a first switch a unit for the correction of the power factor is connectable between the bridge connection and the inductor.
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En esto, ha de señalarse que la unidad mencionada anteriormente para la corrección del factor de potencia presenta al menos una inductancia y/o al menos un capacitor. La inductancia puede comprender aquí en especial un transformador.In this, it should be noted that the unit mentioned above for power factor correction It has at least one inductance and / or at least one capacitor. The inductance can comprise here in particular a transformer.
También ha de señalarse que en la conexión en puente puede tratarse de cualquier convertidor u ondulador para la activación del inductor. A modo de ejemplo, se pueden emplear onduladores de semipuente u onduladores de puente completo.It should also be noted that in the connection in bridge can be any converter or inverter for the inductor activation. As an example, they can be used semipuente inverters or full bridge inverters.
En ello, es ventajoso que, por medio de la unidad para la corrección del factor de potencia, a través del inductor se puedan calentar de manera eficaz tanto batería de cocción de material ferromagnético como batería de cocción de material no ferromagnético. A través de ello, se evitan las pérdidas de lo contrario elevadas, que se producen si un aparato de calentamiento por inducción configurado para batería de cocción ferromagnética es utilizado con batería de cocción no ferromagnética.In this, it is advantageous that, through the unit for power factor correction, through the inductor can be heated effectively both battery of cooking ferromagnetic material such as cooking battery non-ferromagnetic material. Through this, losses are avoided otherwise high, which occur if an apparatus of induction heating set for cooking battery Ferromagnetic is used with cooking battery not ferromagnetic
Otra ventaja consiste en que, a través de la conectividad de la unidad para la corrección del factor de potencia, el aparato de calentamiento por inducción pueda ser accionado siempre en un punto de funcionamiento ventajoso y, por consiguiente, los elementos constructivos puedan estar configurados para un intervalo de funcionamiento más reducido. Por lo tanto, se consigue una fabricación del aparato de calentamiento por inducción más ventajosa.Another advantage is that, through the unit connectivity for power factor correction, The induction heating device can be operated always at an advantageous operating point and, consequently, the constructive elements may be configured for a shorter operating range Therefore, it is achieved a manufacturing of the induction heating apparatus more advantageous
Un perfeccionamiento es que, por medio del primer interruptor, la unidad para la corrección del factor de potencia sea desconectable al menos parcialmente.An improvement is that, through first switch, the unit for correction of the factor of Power is at least partially disconnectable.
A modo de ejemplo, la unidad para la corrección del factor de potencia puede ser desconectada, en especial, separada galvánicamente, total o parcialmente. Esto se produce preferiblemente para el caso de que haya de utilizarse batería de cocción ferromagnética sobre el aparato de calentamiento por inducción.As an example, the unit for correction of the power factor can be disconnected, especially separated galvanically, totally or partially. This occurs preferably in the case that a battery of ferromagnetic cooking on the heating apparatus by induction.
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Otro perfeccionamiento es que, en caso de una batería de cocción de material en gran medida no ferromagnético, la unidad para la corrección del factor de potencia sea conectable y/o, en caso de una batería de cocción de material en gran medida ferromagnético, la unidad para la corrección del factor de potencia sea desconectable, en especial, puenteable.Another improvement is that, in case of a largely non-ferromagnetic material cooking battery, the unit for power factor correction be connectable and / or, in case of a battery of material cooking greatly Ferromagnetic, the unit for power factor correction be disconnectable, especially bridgable.
En esto, ha de señalarse que el giro "batería de cocción de material (no) ferromagnético" se refiere en especial a una base de la batería de cocción. A través de una base de tal tipo, son inducidas por el aparato de calentamiento por inducción corrientes en remolino, y conducen a un calentamiento de la base de la batería de cocción.In this, it should be noted that the "battery cooking material (not) ferromagnetic "refers to special to a cooking battery base. Through a base of such type, they are induced by the heating apparatus by induction swirl currents, and lead to a heating of the base of the cooking battery.
En este caso, es ventajoso que, por medio de la unidad para la corrección del factor de potencia, se pueda reaccionar de manera apropiada a diferentes estados de funcionamiento (modos), es decir, en función del material de la batería de cocción (ferromagnético o no), se pueda conseguir conectando o desconectando la unidad para la corrección del factor de potencia un funcionamiento eficaz del aparato de calentamiento por inducción.In this case, it is advantageous that, by means of the unit for power factor correction, can be react appropriately to different states of operation (modes), that is, depending on the material of the cooking battery (ferromagnetic or not), can be achieved connecting or disconnecting the unit for factor correction power efficient operation of the heating device inductively.
En especial, es un perfeccionamiento que la unidad para la corrección del factor de potencia presente un transformador y, al menos, un condensador.In particular, it is an improvement that the unit for the correction of the power factor present a transformer and at least one capacitor.
Por medio del transformador, se puede reducir de manera eficaz para batería de cocción no ferromagnética la corriente a través del inductor, o bien, se puede aumentar la tensión en el inductor. Mediante el condensador, se produce una mejora del factor de potencia de la carga.By means of the transformer, it can be reduced from effective way for non-ferromagnetic cooking battery the current through the inductor, or you can increase the voltage in the inductor. Through the condenser, an improvement of the factor occurs of load power.
También es un perfeccionamiento que la unidad para la corrección del factor de potencia presente una entrada que, a través de un lado primario del transformador, esté conectada con un nodo,It is also an improvement that the unit for the correction of the power factor present an input that, through a primary side of the transformer, be connected to a node,
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- donde el nodo sea conectable a través de una conexión en serie, que comprenda un lado secundario del transformador y el condensador, a través del primer interruptor con una primera conexión del inductor, ywhere the node is connectable through a serial connection, which comprise a secondary side of the transformer and the capacitor, to through the first switch with a first inductor connection, Y
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- donde el nodo esté conectado con una segunda conexión del inductor.where the node is connected to a second connection of the inductor.
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Esto posibilita una realización ventajosa de la unidad para la corrección del factor de potencia. En la configuración descrita, la unidad para la corrección del factor de potencia puede preferiblemente ser conectada o desconectada. De manera correspondiente, es posible una ampliación eficaz de los aparatos de calentamiento por inducción disponibles.This enables an advantageous embodiment of the unit for power factor correction. In the configuration described, the unit for correction of the factor of Power can preferably be connected or disconnected. From correspondingly, an effective extension of the Induction heating devices available.
Asimismo, un perfeccionamiento es que el nodo sea conectable con la segunda conexión del inductor a través de un segundo interruptor, donde el primer interruptor y el segundo interruptor sean conmutables esencialmente de manera simultánea.Also, an improvement is that the node be connectable with the second inductor connection through a second switch, where the first switch and the second Switch be essentially switchable simultaneously.
Por consiguiente, de manera ventajosa, la unidad para la corrección del factor de potencia puede ser conectada o desconectada galvánicamente. Para la realización con dos interruptores, el transformador puede presentar una menor inductancia primaria.Therefore, advantageously, the unit for power factor correction can be connected or galvanically disconnected For the realization with two switches, the transformer may have a lower primary inductance
De manera alternativa, la bobina primaria del transformador puede presentar una inductancia elevada, de modo que se puede suprimir el segundo interruptor.Alternatively, the primary coil of the transformer can have a high inductance, so that The second switch can be suppressed.
En el marco de un perfeccionamiento adicional, el interruptor comprende al menos uno de los siguientes elementos constructivos:Within the framework of further improvement, The switch comprises at least one of the following elements constructive:
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- un interruptor electrónico, en especial, un transistor, un mosfet o un IGBT,a electronic switch, especially a transistor, a mosfet or a IGBT,
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- un interruptor mecánico,a mechanical switch,
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- un relé.a relay.
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En esto, ha de señalarse que en el interruptor mencionado puede tratarse del primer interruptor y/o del segundo interruptor.In this, it should be noted that in the switch mentioned can be the first switch and / or the second switch.
Un siguiente perfeccionamiento consiste en que el interruptor sea conectable de manera dependiente de una constitución de la batería de cocción.A next improvement is that the switch is connectable in a dependent manner constitution of the cooking battery.
Por lo tanto, una conexión, o bien, desconexión, automatizada de la unidad para la corrección del factor de potencia puede tener lugar ventajosamente de manera dependiente de qué constitución (material ferromagnético o no) presente la batería de cocción. También se puede determinar y evaluar automáticamente si no hay presente batería de cocción alguna.Therefore, a connection, or disconnection, Automated unit for power factor correction it can take place advantageously depending on what constitution (ferromagnetic material or not) present the battery of cooking. It can also be determined and evaluated automatically if not there is any cooking battery present.
Una configuración es que la constitución del elemento de calentamiento sea determinable mediante una inductancia y/o mediante un factor de potencia.One configuration is that the constitution of the heating element can be determined by an inductance and / or by a power factor.
Preferiblemente, una señal correspondiente puede ser captada y evaluada de manera apropiada por un mando.Preferably, a corresponding signal may be captured and properly evaluated by a command.
Una forma de realización alternativa consiste en que la constitución sea determinable mediante un mando y, mediante el mando, el primer interruptor y/o el segundo interruptor sea/sean dirigible(s).An alternative embodiment consists of that the constitution is determinable by means of a command and, by the command, the first switch and / or the second switch is / are airship (s).
Por tanto, preferiblemente el mando puede reconocer de manera automática qué constitución tiene una batería de cocción y, de manera dependiente de ella, conectar o desconectar automáticamente la unidad para la corrección del factor de potencia.Therefore, preferably the control can automatically recognize what constitution has a battery of cooking and, depending on it, connect or disconnect automatically the unit for correction of the factor of power.
En esto, ha de señalarse que el mando puede comprender, por ejemplo, un computador, en especial, un microcontrolador o un procesador.In this, it should be noted that the command can understand, for example, a computer, especially a microcontroller or processor
Una siguiente configuración es que el mando active la conexión en puente de manera dependiente del estado del primer interruptor y/o del segundo interruptor.A next configuration is that the remote activate the bridged connection depending on the state of the first switch and / or second switch.
El mando también puede utilizarse preferiblemente para activar la conexión en puente, por ejemplo, en dependencia de una predeterminación teórica de un usuario (temperatura, tiempo de cocción, etc.). Esta activación se produce de manera diferente en función del tipo de funcionamiento (batería de cocción ferromagnética o batería de cocción no ferromagnética): una dependencia de tal tipo (por ejemplo, que se base en una línea característica o en datos de medición actuales) puede ser tenida en cuenta y transpuesta de manera apropiada por el mando.The remote can also be used. preferably to activate the bridge connection, for example, in dependence on a theoretical predetermination of a user (temperature, cooking time, etc.). This activation occurs differently depending on the type of operation (battery ferromagnetic cooking or non-ferromagnetic cooking battery): a dependency of such type (for example, based on a line characteristic or in current measurement data) can be taken into account and transposed appropriately by the command.
La tarea mencionada anteriormente también se soluciona mediante un procedimiento para la activación de un aparato de calentamiento por inducción tal y como es descrito en este documento.The task mentioned above is also solves by means of a procedure for the activation of an apparatus induction heating as described in this document.
Un perfeccionamiento es en especial queAn improvement is especially that
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- en caso de una batería de cocción de material en gran medida no ferromagnético, la unidad para la corrección del factor de potencia sea conectada y/oin case of a material cooking battery largely not Ferromagnetic, the unit for power factor correction be connected and / or
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- en caso de una batería de cocción de material en gran medida ferromagnético, la unidad para la corrección del factor de potencia sea desconectada, en especial, puenteada.in case of a material cooking battery greatly Ferromagnetic, the unit for power factor correction be disconnected, especially bridged.
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También es un perfeccionamiento que la unidad para la corrección del factor de potencia sea conectada o desconectada automáticamente.It is also an improvement that the unit for power factor correction be connected or automatically disconnected
Asimismo, es un perfeccionamiento que sea determinada una constitución de una batería de cocción y, en consecuencia, el interruptor sea activado o desactivado.It is also an improvement that is determined a constitution of a cooking battery and, in Consequently, the switch is activated or deactivated.
A continuación, se representan y explican ejemplos de realización de la invención por medio de los dibujos.They are then represented and explained. Examples of embodiment of the invention by means of the drawings.
Muestran:They show:
Fig. 1 un ejemplo para un diagrama de bloques simbólico de un aparato de calentamiento por inducción con una unidad para la corrección del factor de potencia;Fig. 1 an example for a block diagram symbolic of an induction heating apparatus with a unit for power factor correction;
Fig. 2 un esquema de conexiones basado en el diagrama esquemático según la figura 1;Fig. 2 a connection scheme based on the schematic diagram according to figure 1;
Fig. 3 una representación simbólica de la inductancia L y del factor de potencia PF para los casos la batería de cocción es ferromagnética, la batería de cocción es no ferromagnética, y no hay batería de cocción sobre el inductor;Fig. 3 a symbolic representation of the L and PF power factor inductance for battery cases Cooking is ferromagnetic, the cooking battery is not ferromagnetic, and there is no cooking battery on the inductor;
Fig. 4 de manera ejemplar, dos progresiones de curva para los casos de que la batería de cocción sea de material ferromagnético, y de que la batería de cocción sea de material no ferromagnético.Fig. 4 in an exemplary manner, two progressions of curve for cases where the cooking battery is made of material ferromagnetic, and that the cooking battery is of non-material ferromagnetic.
El presente enfoque propone accionar, a modo de ejemplo, de manera dependiente de una constitución, por ejemplo, un material, de una batería de cocción, un aparato de calentamiento por inducción en diferentes tipos de funcionamiento.This approach proposes to act, by way of for example, depending on a constitution, for example, a material, of a cooking battery, a heating device by induction in different types of operation.
Para ello, una unidad para la corrección del factor de potencia puede ser conectada al menos parcialmente entre una conexión en puente, por ejemplo, un inversor, y un inductor. La unidad para la corrección del factor de potencia está configurada preferiblemente de tal modo que posibilite una modificación del factor de potencia de manera dependiente del tipo de funcionamiento.For this, a unit for the correction of power factor can be connected at least partially between a bridge connection, for example, an inverter, and an inductor. The unit for power factor correction is set preferably in a way that allows a modification of the power factor depending on the type of functioning.
La figura 1 muestra un ejemplo para un diagrama de bloques simbólico de un aparato de calentamiento por inducción con una unidad para la corrección del factor de potencia 104.Figure 1 shows an example for a diagram of symbolic blocks of an induction heating apparatus with a unit for power factor correction 104.
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Una tensión alterna de alimentación 101 es transformada en un rectificador 102 en una tensión continua, y es introducida a través de un convertidor, o bien, inversor 103 (también; ondulador o conexión en puente) para la activación de un inductor 105.An alternating supply voltage 101 is transformed into a rectifier 102 into a continuous voltage, and is introduced through a converter, or inverter 103 (also; inverter or bridge connection) for the activation of a inductor 105.
En especial, puede estar previsto un microcontrolador, por medio del cual, de manera dependiente de ajustes del usuario (potencia de calentamiento predeterminada), o de manera dependiente de regulaciones o tipos de funcionamiento predeterminados, el inductor 105 sea activado a través de una conexión en semipuente o a través de una conexión en puente completo.In particular, a microcontroller, by means of which, in a manner dependent on user settings (default heating power), or manner dependent on regulations or types of operation By default, inductor 105 is activated through a semipuente connection or through a bridge connection full.
También es posible que esté prevista una pluralidad de inductores, o bien, que también puedan ser activadas partes de inductores.It is also possible that a plurality of inductors, or, which can also be activated inductor parts
El inductor 105 es apropiado para la transmisión de energía de calentamiento mediante una oscilación de calentamiento a un elemento de calentamiento a calentar, por ejemplo, a una batería de cocción 106.Inducer 105 is suitable for transmission of heating energy by a heating oscillation to a heating element to be heated, for example, to a cooking battery 106.
En la figura 1, entre el inversor 103 y el inductor 105 (con conexiones 111 y 112) está representada simbólicamente la unidad para la corrección del factor de potencia 104, que presenta un transformador T y un condensador C1. Asimismo, está previsto un primer interruptor S1, que puede conmutar entre dos contactos B1 y B2, o sea, conecta la conexión 111 del inductor opcionalmente con el contacto B1 o con el contacto B2.In Figure 1, between the inverter 103 and the inductor 105 (with connections 111 and 112) is represented symbolically the unit for power factor correction 104, which has a transformer T and a capacitor C1. Likewise, a first switch S1 is provided, which can switch between two contacts B1 and B2, that is, connect the connection 111 of the inductor optionally with contact B1 or with contact B2.
El transformador T tiene una bobina primaria con conexiones 107 y 108, y una bobina secundaria con conexiones 109 y 110. El inversor 103 está conectado con la conexión 107 y con el contacto B2 del primer interruptor S1. La conexión 108 de la bobina primaria está conectada con la conexión 110 de la bobina secundaria, así como con la conexión 112 del inductor. La conexión 109 de la bobina secundaria está conectada a través del condensador C1 con el contacto B1 del primer interruptor S1.The T transformer has a primary coil with connections 107 and 108, and a secondary coil with connections 109 and 110. Inverter 103 is connected to connection 107 and to the B2 contact of the first switch S1. The coil connection 108 primary is connected to connection 110 of the secondary coil, as well as with connection 112 of the inductor. Connection 109 of the secondary coil is connected through capacitor C1 with the contact B1 of the first switch S1.
El transformador T interconectado puede utilizarse de manera efectiva para aumentar la corriente a través del inductor 105, o bien, reducir la tensión en el inductor 105, en caso de que la batería de cocción 106 no sea de material ferromagnético.The interconnected T transformer can be used effectively to increase the current through of inductor 105, or reduce the voltage in inductor 105, by if the cooking battery 106 is not made of material ferromagnetic.
Así, el inversor 103 suministra una tensión de alimentación para la puesta en funcionamiento del inductor 105, el condensador C1 mejora el factor de potencia en el caso de que se tenga que calentar batería de cocción no ferromagnética (y el primer interruptor S1 esté conectado con el contacto B1). En este caso, el transformador T adapta el nivel de tensión para la puesta en funcionamiento del inductor 105 de tal modo que éste se encuentra esencialmente en el intervalo que, de otro modo, es utilizado para calentar batería de cocción ferromagnética.Thus, the inverter 103 supplies a voltage of power supply for the start-up of inductor 105, the capacitor C1 improves the power factor in the event that have to heat non-ferromagnetic cooking battery (and the first switch S1 is connected to contact B1). In this case, the T transformer adapts the voltage level for commissioning operation of the inductor 105 such that it is essentially in the range that is otherwise used to heat ferromagnetic cooking battery.
El primer interruptor S1 puede estar realizado como un relé y puedeThe first switch S1 can be made like a relay and can
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- conectar la conexión 111 del inductor 105 con el contacto B1 para el empleo de una batería de cocción no ferromagnética, o bien,connect inductor connection 111 105 with contact B1 for the use of a cooking battery not ferromagnetic, or
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- conectar la conexión 111 del inductor 105 con el contacto B2 para el empleo de una batería de cocción ferromagnética.connect inductor connection 111 105 with the B2 contact for the use of a cooking battery ferromagnetic
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Por consiguiente, de manera ventajosa pueden ser calentadas eficazmente baterías de cocción de diferentes metales mediante el aparato de calentamiento por inducción aquí propuesto.Therefore, advantageously they can be effectively heated cooking batteries of different metals by the induction heating apparatus here proposed.
En especial, es posible que el ajuste del primer interruptor S1 tenga lugar de manera automática, o bien, pueda ser dirigido a través de un computador (por ejemplo, un microprocesador o un microcontrolador). Así, se puede determinar de manera automática si la batería de cocción es esencialmente ferromagnética o esencialmente no ferromagnética. A modo de ejemplo, la figura 3 muestra una representación simbólica de la inductancia L y del factor de potencia PF para los casosEspecially, it is possible that the first setting switch S1 take place automatically, or it can be directed through a computer (for example, a microprocessor or a microcontroller). Thus, it can be determined so automatic if the cooking battery is essentially ferromagnetic or essentially non-ferromagnetic. As an example, Figure 3 shows a symbolic representation of the inductance L and the PF power factor for cases
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- la batería de cocción es ferromagnética (caso 301),the Cooking battery is ferromagnetic (case 301),
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- la batería de cocción es no ferromagnética (caso 302), ythe Cooking battery is non-ferromagnetic (case 302), and
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- no hay batería de cocción sobre el inductor (caso 303).There is not cooking battery on the inductor (case 303).
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Por tanto, el computador puede determinar automáticamente de manera dependiente de tal comportamiento si una batería de cocción se encuentra sobre el inductor, o bien, si esta batería de cocción es o no ferromagnética. Un ajuste del primer interruptor S1 puede tener lugar de manera correspondiente.Therefore, the computer can determine automatically dependent on such behavior if a cooking battery is located on the inductor, or if Cooking battery is ferromagnetic or not. An adjustment of the first switch S1 can take place correspondingly.
El transformador T está dimensionado preferiblemente de tal manera que pueda ponerse a disposición la energía necesitada como máximo para el caso de la batería de cocción no ferromagnética. Para la configuración del transformador, se consideran preferiblemente, entre otros, los siguientes parámetros: energía máxima, tensión máxima, frecuencia de conmutación, así como las resonancias.The transformer T is sized preferably in such a way that the maximum power required for the cooking battery case non-ferromagnetic For transformer configuration, it preferably consider, among others, the following parameters: maximum energy, maximum voltage, switching frequency, as well as The resonances
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El inversor 103 es accionado de manera diferente según el tipo de funcionamiento, es decir, por ejemplo, de manera dependiente de la posición del primer interruptor S1. Por consiguiente, de manera dependiente del material de la batería de cocción 106, la activación del inversor puede producirse de manera correspondiente con diferentes frecuencias de conmutación. La figura 4 muestra de manera ejemplar dos progresiones de curva para los casos de que la batería de cocción sea de material ferromagnético, y de que la batería de cocción sea de material no ferromagnético. En la figura 4, la abscisa muestra la frecuencia de conmutación dividida entre la frecuencia de resonancia, y la ordenada muestra la potencia dividida entre la potencia en el punto de resonancia.The inverter 103 is operated differently depending on the type of operation, that is, for example, so dependent on the position of the first switch S1. By consequently, depending on the battery material of firing 106, the activation of the inverter can occur in a manner corresponding with different switching frequencies. The figure 4 shows in an exemplary way two curve progressions for the cases where the cooking battery is made of ferromagnetic material, and that the cooking battery is made of non-ferromagnetic material. In Figure 4, the abscissa shows the switching frequency divided by the resonant frequency, and the ordinate shows the power divided by the power at the resonance point.
La figura 2 muestra un esquema de conexiones basado en el diagrama esquemático según la figura 1.Figure 2 shows a connection scheme based on the schematic diagram according to figure 1.
La tensión de alimentación V_{l}, (con conexiones 202 y 203) es aplicada a dos transistores de potencia npn Q1, Q2, así como a dos diodos D1, D2: la conexión 202 de la tensión de alimentación V_{l} es conectada con el colector del transistor Q1, el emisor del transistor Q1 está conectado con el colector del transistor Q2, y con un nodo 204. El emisor del transistor Q2 está conectado con la conexión 203 de la tensión de alimentación V_{l}. El cátodo del diodo D1 está conectado con la conexión 202 de la tensión alterna de alimentación V_{l}, el ánodo del diodo D1 está conectado con el nodo 204 y con el cátodo del diodo D2. El ánodo del diodo D2 está conectado con la conexión 203 de la tensión alterna de alimentación V_{l}.The supply voltage V l, (with connections 202 and 203) is applied to two power transistors npn Q1, Q2, as well as to two diodes D1, D2: the connection 202 of the supply voltage V l } is connected to the collector of transistor Q1, the emitter of transistor Q1 is connected to the collector of transistor Q2, and to a node 204. The emitter of transistor Q2 is connected to connection 203 of the supply voltage V l } The cathode of the diode D1 is connected to the connection 202 of the alternating supply voltage V l, the anode of the diode D1 is connected to the node 204 and to the cathode of the diode D2. The anode of the diode D2 is connected to the connection 203 of the alternating supply voltage V l.
El nodo 204 está conectado con el contacto B2 del primer interruptor S1, además el nodo 204 está conectado con la conexión 107 de la bobina primaria del transformador T según la unidad para la corrección del factor de potencia 104. En referencia a esta unidad para la corrección del factor de potencia 104, el primer interruptor S1 y el inductor 105, se remite a las realizaciones de la figura 1. Únicamente la conexión 112 del inductor 105 está conectada según la figura 2 con una toma central de una conexión en serie de dos condensadores C2 y C3, estando conectado cada uno de sus otros extremos con sendas conexiones de la tensión de alimentación V_{l}. Los dos condensadores C2 y C3 están dimensionados de manera preferida esencialmente iguales.Node 204 is connected to contact B2 of the first switch S1, in addition node 204 is connected to connection 107 of the primary coil of transformer T according to the unit for correction of power factor 104. Referring to this unit for Correction of the power factor 104, the first switch S1 and the inductor 105, refers to the embodiments of Figure 1. Only the connection 112 of the inductor 105 is connected according to Figure 2 with a central socket of a series connection of two capacitors C2 and C3, each of its other ends being connected to individual connections of the supply voltage V l. The two capacitors C2 and C3 are preferably sized essentially the same.
La conexión 112 está conectada además como señal de entrada con un mando 201 que, de manera ejemplar, dirige los dos transistores Q1, Q2 a través de su base respectiva.Connection 112 is also connected as a signal of entry with a command 201 that, in an exemplary way, directs the two transistors Q1, Q2 through their respective base.
A modo de ejemplo, por medio de la información captada en la conexión 112, puede ser determinado por el mando 201 si la batería de cocción es o no ferromagnética. También se puede determinar si hay presente alguna batería de cocción.By way of example, through information captured at connection 112, can be determined by command 201 Whether the cooking battery is ferromagnetic or not. It also can determine if any cooking battery is present.
El mando 201 presenta además (no representado) señales de mando, por ejemplo, de un usuario, por ejemplo, para el ajuste de una temperatura deseada del aparato de calentamiento por inducción. También es posible que el mando dirija el primer interruptor S1 de manera correspondiente a la batería de cocción detectada (no representada en la figura 2).Command 201 also presents (not shown) command signals, for example, from a user, for example, for the setting a desired temperature of the heating apparatus by induction. It is also possible that the command directs the first switch S1 corresponding to the cooking battery detected (not shown in figure 2).
De manera opcional, en la ruta 205 podría estar previsto otro interruptor (no representado), que sea activable esencialmente junto con el primer interruptor S1 de tal modo que, en caso de conexión de la conexión 111 con el contacto B2, el segundo interruptor S2 interrumpa la ruta 205 y, de manera correspondiente, en caso de conexión de la conexión 111 con el contacto B1, la ruta 205 esté cerrada. Esto tiene la ventaja de que, en el caso de la batería de cocción ferromagnética, la ruta 205 está separada físicamente.Optionally, on route 205 it could be provided another switch (not shown), which can be activated essentially together with the first switch S1 such that, in connection case of connection 111 with contact B2, the second switch S2 interrupt route 205 and, correspondingly, in case of connection of connection 111 with contact B1, the route 205 is closed. This has the advantage that, in the case of ferromagnetic cooking battery, route 205 is separated physically.
Para calentar la batería de cocción, el circuito es dirigido por el mando 201 de tal modo que el circuito oscilante es llevado a oscilación, y el inductor 105 genera un campo magnético oscilante. Este campo magnético oscilante provoca en la base de olla configurada como elemento de calentamiento corrientes en remolino que calientan la base de olla. La temperatura de la base de olla puede ser medida mediante un sensor de temperatura, y la medición puede ser transmitida al mando.To heat the cooking battery, the circuit it is directed by the control 201 in such a way that the oscillating circuit it is oscillated, and inductor 105 generates a magnetic field oscillating This oscillating magnetic field causes at the base of the pot configured as heating element eddy currents They heat the pot base. The pot base temperature It can be measured by a temperature sensor, and the measurement It can be transmitted to the remote.
El enfoque aquí propuesto posibilita conservar el tipo de funcionamiento para batería de cocción ferromagnética. En especial, se pueden extender de manera eficaz y económica elementos de calentamiento por inducción que sólo estén concebidos para batería de cocción ferromagnética.The approach proposed here makes it possible to conserve The type of operation for ferromagnetic cooking battery. In special, elements can be extended efficiently and economically induction heating that are only designed to Ferromagnetic cooking battery.
Con el tipo de funcionamiento para batería de cocción no ferromagnética, semiconductores de potencia del inversor, por ejemplo, transistores de un puente de ondulador, pueden ser dirigidos de manera eficaz, y pueden reducirse las pérdidas.With the type of battery operation of non-ferromagnetic cooking, inverter power semiconductors, for example, transistors of an inverter bridge, can be directed effectively, and losses can be reduced.
La corriente de funcionamiento máxima y la tensión de funcionamiento máxima para el inductor, así como las capacidades de resonancia, pueden ser reducidas. Con ello, estos componentes pueden ser dimensionados de manera correspondientemente más económica.The maximum operating current and the maximum operating voltage for the inductor, as well as the resonance capabilities can be reduced. With it, these components can be sized accordingly more economical
Con pérdidas reducidas de tal modo, es posible reducir el gasto para el enfriamiento del aparato de calentamiento por inducción. También esto contribuye a la reducción de costes para el aparato de calentamiento por inducción.With reduced losses in this way, it is possible reduce the expense for cooling the heating apparatus inductively. This also contributes to cost reduction for the induction heating apparatus.
- 101101
- Tensión alterna de alimentaciónAC supply voltage
- 102102
- RectificadorRectifier
- 103103
- InversorInvestor
- 104104
- Unidad para la corrección del factor de potenciaUnit for correction of the factor of power
- 105105
- InductorInductor
- 106106
- Batería de cocciónCooking battery
- 107, 108107, 108
- Conexiones de la bobina primaria del transformador TTransformer primary coil connections T
- 109, 110109, 110
- Conexiones de la bobina secundaria del transformador TSecondary coil connections T transformer
- 111, 112111, 112
- Conexiones del inductor 105Inductor Connections 105
\vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
- 201201
- MandoI send
- 202, 203202, 203
- Conexiones de la unidad con la tensión alterna de alimentación 101Unit connections with alternating voltage of feeding 101
- 204204
- Nodo (toma central entre los transistores de potencia Q1, Q2)Node (central take between transistors of power Q1, Q2)
- 205205
- Ruta entre la conexión 112 del inductor y la unidad para la corrección del factor de potenciaRoute between the 112 connection of the inductor and the unit for power factor correction
\vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
- 301301
- Área sin cargaUnloaded area
- 302302
- Área de una batería de cocción no ferromagnéticaArea of a cooking battery no ferromagnetic
- 303303
- Área de una batería de cocción ferromagnéticaCooking battery area ferromagnetic
Claims (13)
- --
- con un inductor (105) para la transmisión de energía de calentamiento mediante una oscilación de calentamiento a un elemento de calentamiento a calentar,with a inductor (105) for the transmission of heating energy by a heating oscillation to an element of heating to heat,
- --
- con una conexión en puente (103) para la activación del inductor (105),with a bridge connection (103) for inductor activation (105),
- --
- donde mediante un primer interruptor (S1) una unidad para la corrección del factor de potencia (104) con al menos un condensador (C1) es conectable entre la conexión en puente (103) y el inductor (105).where by a first switch (S1) a unit for correction of the power factor (104) with at least one capacitor (C1) is connectable between the bridge connection (103) and the inductor (105).
\vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
- --
- donde el nodo es conectable a través de una conexión en serie, que comprende un lado secundario del transformador (T) y el condensador (C1), a través del primer interruptor (S1) con una primera conexión del inductor (105), ywhere the node is connectable through a serial connection, which comprises a secondary side of the transformer (T) and the capacitor (C1), through the first switch (S1) with a first connection of the inductor (105), and
- --
- donde el nodo está conectado con una segunda conexión del inductor (105).where the node is connected to a second inductor connection (105).
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- --
- un interruptor electrónico, en especial, un transistor, un mosfet o un IGBT,a electronic switch, especially a transistor, a mosfet or a IGBT,
- --
- un interruptor mecánico,a mechanical switch,
- --
- un relé.a relay.
\vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
- --
- en caso de una batería de cocción de material en gran medida no ferromagnético, la unidad para la corrección del factor de potencia es conectada y/oin case of a material cooking battery largely not Ferromagnetic, the unit for power factor correction is connected and / or
- --
- en caso de una batería de cocción de material en gran medida ferromagnético, la unidad para la corrección del factor de potencia es desconectada, en especial, puenteada.in case of a material cooking battery greatly Ferromagnetic, the unit for power factor correction It is disconnected, especially bridged.
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