ES2351293B1 - INDUCTION HEATING AND PROCEDURE APPARATUS FOR YOUR OPERATION. - Google Patents
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Abstract
Aparato de calentamiento por inducción y procedimiento para su puesta en funcionamiento.#Se propone un aparato de calentamiento por inducción con un inductor para la transmisión de energía de calentamiento mediante una oscilación de calentamiento a un elemento de calentamiento a calentar, con una conexión en puente para la activación del inductor, donde mediante un primer interruptor una unidad para la corrección del factor de potencia es conectable entre la conexión en puente y el inductor. Asimismo, se especifica un procedimiento para la puesta en funcionamiento del aparato de calentamiento por inducción.Induction heating apparatus and procedure for commissioning. # An induction heating apparatus with an inductor for the transmission of heating energy is proposed by a heating oscillation to a heating element to be heated, with a bridge connection for the activation of the 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. Likewise, a procedure for the start-up of the induction heating apparatus is specified.
Description
Aparatode calentamientopor inducciónyprocedimientoparasu puestaen funcionamiento. Heating device by induction and procedure for operation.
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 induction heating apparatus, as well as a method for putting the induction heating apparatus into operation.
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 an induction cooking field, in which a metal cooking 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,queallíes transformada encalor.Debajodelasuperficiede cocciónde vitrocerámica se encuentrauna bobina a través de la cual fluye corriente, que genera un campo magnético alterno. Éste induce corrientes en remolino mediante inducciónenunaolla metálica colocadaencima,lascuales calientanelmetaldelaollay,desdeallí,calientan el contenido mediante transmisión térmica. Thus, from EP 1 708 545 A2 it is known to transmit through an induction cooking field with an upper surface of ceramic hob energy in the form of an alternating magnetic field to the base of the cooking battery, which is transformed into an encasement. ceramic hob is a coil through which current flows, which generates an alternating magnetic field. This induces eddy currents by induction in a metal bowl placed above, which heats the metal of the iron, from there, heats the contents by thermal transmission.
En esto, es desventajoso que el calentamiento de batería de cocción no ferromagnética no sea posible sin problemas ypueda,por ejemplo, conducira resonancias audiblesparael usuario.Tambiénpueden producirsemovimientosdela 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 heating of the non-ferromagnetic cooking battery is not possible without problems and may, for example, conduct audible resonances for the user.Movement of the cooking battery may also occur due to the repulsive force that is generated. Also, during the heating of the non-ferromagnetic cooking battery, high electrical losses occur.
La tarea delainvenciónconsisteenevitarlas desventajasnombradas anteriormentey,en especial, especificarun 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 consists in avoiding the disadvantages mentioned above and, in particular, specifying an induction heating device 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. Further improvements of the invention are also extracted from the dependent claims.
Para la solución de la tarea, se especifica un aparato de calentamiento por inducción For the solution of the task, an induction heating device is specified
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- conuninductorparala transmisióndeenergíadecalentamientomedianteuna oscilaciónde calentamiento a un elemento de calentamiento a calentar, With an inductor for the transmission of heating energy by a heating oscillation to a heating element to be heated,
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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 medianteun primer interruptor unaunidad parala correccióndelfactorde potenciaes conectable entrela conexión en puenteyel inductor. where, by means of a first switch, a unit for the correction of the power factor can be connected between the bridge connection and the inductor.
En esto, ha de señalarse que la unidad mencionada anteriormente para la corrección delfactor 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 the correction of the power factor 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 activacióndel inductor.Amodode ejemplo,se pueden emplear onduladoresdesemipuenteuonduladoresde puente completo. It should also be noted that in the bridge connection it can be any converter or inverter for the activation of the inductor.Amode of example, inverters can be used by means of the complete bridge inductors.
Enello,esventajosoque,por mediodela unidadparala correccióndelfactorde potencia,atravésdel inductor se puedan calentar de manera eficaz tanto batería de cocción de material ferromagnético como batería de cocción de materialno ferromagnético.A travésdeello,seevitanlas pérdidasdelo contrarioelevadas,quese producensiun aparatode calentamientopor inducción configuradopara bateríade cocción ferromagnéticaes utilizadocon bateríade cocción no ferromagnética. In this case, it is advantageous that, by means of the unit for the correction of the power factor, both the ferromagnetic material firing battery and the ferromagnetic material firing battery can be heated efficiently by means of this inducer, which can be used to reduce the losses of the raised rises, so that a heating device is used for induction heating with a fixed induction battery. non-ferromagnetic cooking battery.
Otraventaja consiste en que,a travésdela conectividaddela unidad parala correccióndelfactorde 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. Porlo tanto, se consigue unafabricación del aparatode calentamiento porinducción másventajosa. Another advantage is that, through the connectivity of the unit for the correction of the power factor, the induction heating apparatus can always be operated at an advantageous operating point and, consequently, the construction elements can be set for a smaller operating range. Therefore, a more advantageous induction heating device manufacturing is achieved.
Un perfeccionamiento es que, por medio del primer interruptor,la unidad parala corrección delfactorde potencia sea desconectable al menos parcialmente. An improvement is that, by means of the first switch, the unit for correction of the power factor is at least partially disconnectable.
A modo de ejemplo, la unidad para la corrección del factor de potencia puede ser desconectada, en especial, separadagalvánicamente, totalo parcialmente. Estose produce preferiblemente parael casode que hayade utilizarse batería de cocción ferromagnética sobre el aparato de calentamiento por inducción. As an example, the unit for the correction of the power factor can be disconnected, in particular, galvanically separated, partially totalized. This is preferably produced in the event that a ferromagnetic cooking battery has been used on the induction heating apparatus.
Otro perfeccionamiento es que, en caso de una batería de cocción de material en gran medida no ferromagnético, la unidad para la corrección delfactor de potencia sea conectable y/o, en caso de una batería de cocción de material en gran medida ferromagnético, la unidad para la corrección delfactor de potencia sea desconectable, en especial, puenteable. Another improvement is that, in the case of a largely non-ferromagnetic material cooking battery, the unit for the correction of the power factor is connectable and / or, in the case of a largely ferromagnetic material cooking battery, the unit for the correction of the power factor, it can be disconnected, especially bypass.
En esto, ha de señalarse que el giro “batería de cocción de material (no) ferromagnético” se refiere en especial a unabasedela bateríade cocción.Atravésdeunabasedetaltipo,son inducidasporel aparatodecalentamientopor inducción corrientes en remolino,yconducena un calentamientodela basedela bateríade cocción. In this, it should be noted that the rotation "firing battery of (non) ferromagnetic material" refers in particular to a cooking battery base. Through a type base, they are induced by the heating device by swirling induction currents, and a heating of the base of the cooking battery.
Enestecaso,esventajosoque,pormediodelaunidadparala correccióndelfactordepotencia,sepueda 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 the correction of the power factor, it is possible to react appropriately to different operating states (modes), that is, depending on the cooking battery material (ferromagnetic or not), it can be achieved by connecting or disconnecting the unit for correction of the power factor an effective operation of the induction heating apparatus.
En especial, es un perfeccionamiento quela unidad parala corrección delfactorde potenciapresente un transformadory,al menos, un condensador. In particular, it is an improvement that the unit for the correction of the power factor has 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 delfactorde potenciadela carga. By means of the transformer, the current through the inductor can be effectively reduced for the non-ferromagnetic cooking battery, or the voltage in the inductor can be increased. Through the capacitor, an improvement of the load power factor is produced.
Tambiénesun perfeccionamientoquelaunidadparala correccióndelfactordepotenciapresenteunaentradaque, a travésde un lado primariodel transformador, esté conectada con un nodo, Also a refinement of the unit for the correction of the power factor present in an input that, through a primary side of the transformer, is 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 transformadoryel condensador, a través del primer interruptor con una primera conexión del inductor,y where the node is connectable through a serial connection, comprising a secondary side of the transformer and the capacitor, through the first switch with a first inductor connection, and
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- donde el nodo esté conectado con una segunda conexión del inductor. where the node is connected to a second inductor connection.
Esto posibilita una realizaciónventajosadela unidadparala correccióndelfactorde potencia.Enla configuración descrita,la unidadparala correccióndelfactorde potenciapuede preferiblementeser conectadao 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 the correction of the power factor. In the configuration described, the unit for the correction of the power factor can preferably be connected or disconnected. Correspondingly, an effective extension of the available induction heating devices is possible.
Asimismo,un perfeccionamientoesqueelnodosea conectableconlasegunda conexióndelinductoratravésdeun segundo interruptor, dondeelprimer interruptoryelsegundo interruptor sean conmutables esencialmentede manera simultánea. Also, an improvement is that the node is connectable with the second connection of the conductor through a second switch, where the first switch and the second switch are essentially switchable simultaneously.
Por consiguiente,de maneraventajosa,la unidad paralacorreccióndelfactorde potencia puede ser conectadao desconectadagalvánicamente.Para la realización con dos interruptores, el transformador puede presentar una menor inductancia primaria. Accordingly, advantageously, the unit for the power factor correction can be connected or disconnected galvanically. 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 suprimirel segundointerruptor. Alternatively, the primary coil of the transformer may have a high inductance, so that the second switch can be suppressed.
Enel marcodeun perfeccionamiento adicional,el interruptorcomprendealmenos unodelos siguientes elementos constructivos: In the framework of further improvement, the switch comprises at least one of the following construction elements:
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- un interruptor electrónico, en especial, un transistor, un mosfet o un IGBT, an electronic switch, especially a transistor, a mosfet or an IGBT,
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- un interruptor mecánico, a mechanical switch,
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- un relé. a relay
En esto,ha de señalarse que en el interruptor mencionado puede tratarse del primerinterruptor y/o del segundo interruptor. In this, it should be noted that in the mentioned switch it may 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 further improvement is that the switch is connectable in a manner dependent on a constitution of the cooking battery.
Porlotanto,unaconexión,obien, desconexión, automatizadadelaunidadparalacorreccióndelfactordepotencia puedetenerlugarventajosamentede manera dependientedequé constitución (material ferromagnéticoono) presente la bateríade cocción.Tambiénsepuede determinary evaluar automáticamentesinohay presente bateríade cocción alguna. Therefore, a connection, good, disconnection, automated unit for the correction of the power factor can advantageously take place depending on which constitution (ferromagnetic material is not) the cooking battery is present. It can also be determined to automatically evaluate if there is no cooking battery.
Una configuración es que la constitución del elemento de calentamiento sea determinable medianteuna inductancia y/o mediante unfactorde potencia. One con fi guration is that the constitution of the heating element be determinable by an inductance and / or by a power factor.
Preferiblemente,unaseñalcorrespondientepuedesercaptadayevaluadade maneraapropiadaporunmando. Preferably, a corresponding signal can be acquired and properly evaluated by regulating.
Una formade realización alternativa consisteenquela constitución sea determinable medianteun mandoy, medianteel mando,el primerinterruptory/oelsegundo interruptor sea/sean dirigible(s). An alternative embodiment consists in that the constitution is determinable by means of a command and, by means of the command, the first switch / or the second switch is / is addressable.
Por tanto, preferiblemente elmando puede reconocer de manera automática qué constitución tiene una batería de coccióny,de maneradependientede ella, conectaro desconectar automáticamentela unidad parala correccióndel factor de potencia. Therefore, preferably the control can automatically recognize which constitution has a cooking battery and, depending on it, connect or disconnect the unit automatically for correction of the power factor.
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 may comprise, for example, a computer, especially a microcontroller or a 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 control activates the bridge connection depending on the state of the first switch and / or the 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) puedeser tenida en cuentaytranspuestade manera apropiada porel mando. The command can also preferably be used to activate the bridge connection, for example, depending on a theoretical predetermination of a user (temperature, cooking time, etc.). This activation occurs differently depending on the type of operation (ferromagnetic cooking battery or non-ferromagnetic cooking battery): a dependency of such type (for example, based on a characteristic line or current measurement data) can be taken into account and transferred appropriately by the command.
La tarea mencionada anteriormente también se soluciona mediante un procedimiento para la activación de un aparatode calentamientopor inducción taly como es descrito en este documento. The aforementioned task is also solved by a procedure for the activation of a heating device by induction as described herein.
Un perfeccionamiento es en especial que An improvement is especially that
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- en casode una bateríade cocciónde material en gran medida no ferromagnético,la unidad parala corrección delfactorde potencia sea conectaday/o In the case of a largely non-ferromagnetic material cooking battery, the unit for correction of the power factor is connected to and / or
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- en caso de una batería de cocción de material en gran medida ferromagnético, la unidad para la corrección delfactorde potencia seadesconectada, en especial, puenteada. in the case of a largely ferromagnetic material firing battery, the unit for the correction of the power factor is disconnected, especially bridged.
Tambiénesunperfeccionamientoquela unidadparala correccióndelfactorde potenciasea conectadao desconectada automáticamente. Also, perfecting the unit for correction of the power factor is automatically connected or disconnected.
Asimismo, es un perfeccionamiento que sea determinada una constitución de una batería de coccióny, en consecuencia, el interruptor sea activado o desactivado. Likewise, it is an improvement that determines a constitution of a cooking battery and, consequently, the switch is activated or deactivated.
Acontinuación, se representanyexplican ejemplosde realizacióndelainvención pormediode los dibujos. Below, the examples of implementation of the invention are represented by means of the drawings.
Muestran: They show:
Fig.1 un ejemplo paraun diagramade bloques simbólicodeun aparatodecalentamientopor inducción con una unidad parala corrección delfactorde potencia; Fig. 1 an example for a symbolic block diagram of an induction heating device with a unit for power factor correction;
Fig.2 un esquemade conexiones basado enel diagrama esquemático segúnla figura1; Fig. 2 a schematic connections based on the schematic diagram according to Figure 1;
Fig.3 una representación simbólica de la inductanciaLydelfactorde potencia PF para los casos la batería de cocciónes ferromagnética,la bateríade cocciónesno ferromagnética,y nohay bateríade cocción sobreel inductor; Fig. 3 a symbolic representation of the inductance L and the PF power factor for the ferromagnetic firing battery, the ferromagnetic firing battery, and there is no cooking battery on the inductor;
Fig.4de manera ejemplar, dos progresiones de curva para los casos de que la batería de cocción sea de material ferromagnético,yde quelabateríade cocción seade material no ferromagnético. Fig. 4 exemplary, two curve progressions for cases where the cooking battery is made of ferromagnetic material, and that the cooking battery is made of non-ferromagnetic material.
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. The present approach proposes to act, by way of example, in a manner dependent on a constitution, for example, a material, of a cooking battery, an induction heating apparatus in different types of operation.
Paraello,una unidadparala correccióndelfactordepotenciapuedeser conectadaal menos parcialmente entreuna conexión en puente, por ejemplo, un inversor,y un inductor. La unidad para la corrección delfactor de potencia está configurada preferiblementedetalmodoque posibiliteuna modificacióndelfactorde potenciade manera dependiente del tipo de funcionamiento. For this, a unit for the correction of the power factor can be connected at least partially between a bridge connection, for example, an inverter, and an inductor. The unit for the correction of the power factor is preferably configured in such a way as to enable a modification of the power factor depending on the type of operation.
La figura1muestra un ejemplo para un diagramade bloques simbólicode un aparatode calentamiento por inducción con una unidad parala corrección delfactorde potencia 104. Figure 1 shows an example for a symbolic block diagram of an induction heating apparatus with a unit for correction of the power factor 104.
Unatensión alternade alimentación101es transformadaenun rectificador102en una tensión continua,yes introducidaatravésdeunconvertidor,obien,inversor103 (también; onduladoro conexiónenpuente)paralaactivación de un inductor 105. An alternating supply voltage101 is transformed into a rectifier102 into a continuous voltage, and is inserted through a converter, well, inverter103 (also; inverter or connection) to activate an 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 may be provided, by means of which, in a manner dependent on user settings (predetermined heating power), or in a manner dependent on predetermined regulations or types of operation, the inductor 105 is activated via a connection in semipuente or through a complete bridge connection.
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 are provided, or that parts of inductors can also be activated.
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. The inductor 105 is suitable for the transmission of heating energy by a heating oscillation to a heating element to be heated, for example, to a cooking battery 106.
Enlafigura1, entreelinversor103yelinductor105(con conexiones111y112)está representada simbólicamente la unidad para la corrección del factor de potencia 104, que presenta un transformador T y un condensador C1. Asimismo,estáprevistounprimer interruptorS1,quepuede conmutar entredos contactosB1yB2,osea,conectala 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) the unit for the correction of the power factor 104, which has a transformer T and a capacitor C1, is represented symbolically. Likewise, a first switch S1 is provided, which can switch between contacts B1 and B2, that is, connect the connection 111 of the inductor optionally with contact B1 or with contact B2.
El transformadorTtiene una bobina primaria con conexiones 107y108,y una bobina secundaria con conexiones 109y110. El inversor 103 está conectado con la conexión 107y 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 conla 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 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 contact B2 of the first switch S1. The connection 108 of the primary coil is connected to the connection 110 of the secondary coil, as well as the connection 112 of the inductor. Connection 109 of the secondary coil is connected through capacitor C1 to 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 transformer T can be used effectively to increase the current through the inductor 105, or reduce the voltage in the inductor 105, in case the cooking battery 106 is not made of ferromagnetic material.
Así, el inversor 103 suministra una tensión de alimentación para la puesta en funcionamiento del inductor 105, el condensadorC1 mejoraelfactorde potenciaenel casodequesetengaquecalentar bateríade cocciónno ferromagnética(yel primer interruptorS1 esté conectado conel contacto B1).En este caso,el transformadorTadaptaelnivel 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 supply voltage for the start-up of the inductor 105, the capacitor C1 improves the power factor in the case where it is necessary to heat the ferromagnetic cooking battery (and the first switch S1 is connected to the contact B1) .In this case, the transformer Takes the voltage level for commissioning operation of the inductor 105 so that it is essentially in the range that is otherwise used to heat ferromagnetic cooking battery.
El primer interruptorS1 puede estar realizado como un reléypuede The first switch S1 can be performed as a relay and can be
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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 the connection 111 of the inductor 105 with the contact B1 for the use of a non-ferromagnetic cooking battery, 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 the connection 111 of the inductor 105 with the contact B2 for the use of a ferromagnetic cooking battery.
Por consiguiente,de maneraventajosa pueden ser calentadaseficazmente bateríasde cocciónde diferentes metales mediante el aparato de calentamiento por inducción aquí propuesto. Therefore, advantageously, different metal firing batteries can be heated efficiently by the induction heating apparatus proposed herein.
En especial, es posible que el ajuste del primer interruptor S1 tenga lugar de manera automática, o bien, pueda ser dirigidoatravésdeuncomputador(por ejemplo,un microprocesadoroun microcontrolador).Así,sepuede determinar de manera automáticasila bateríadecocción es esencialmenteferromagnéticao esencialmente no ferromagnética.A modo de ejemplo, la figura3 muestra una representación simbólica de la inductanciaLydelfactor de potencia PF para los casos In particular, it is possible that the setting of the first switch S1 takes place automatically, or it can be routed through a computer (for example, a microprocessor or a microcontroller). Thus, it can be determined automatically that the cooking battery is essentially ferromagnetic or essentially non-ferromagnetic. For example, Figure 3 shows a symbolic representation of the PF power factor inductance for cases
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- la bateríade cocción esferromagnética (caso 301), the sphero-magnetic cooking battery (case 301),
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- la bateríade cocción esno ferromagnética (caso 302),y the ferromagnetic firing battery (case 302), and
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- no hay batería de cocción sobre el inductor (caso 303). there is no cooking battery on the inductor (case 303).
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 automatically determine in a dependent manner such behavior if a cooking battery is on the inductor, or if this cooking battery is ferromagnetic or not. A setting of the first switch S1 can take place correspondingly.
El transformadorTestá dimensionadopreferiblementedetalmaneraquepueda ponersea disposiciónla 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 is preferably sized in a way that can be made available to the energy needed at most for the case of the non-ferromagnetic firing battery.For the configuration of the transformer, the following parameters are preferably considered, among others, maximum power, maximum voltage, switching frequency, as well as the resonances
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 condiferentes frecuencias de conmutación.Lafigura4muestrade manera ejemplardos progresionesdecurvaparalos casosdequela bateríade cocciónseade material ferromagnético,ydequela bateríade cocción seade materialno ferromagnético.Enlafigura 4, la abscisa muestra la frecuencia de conmutación dividida entre la frecuencia de resonancia,yla ordenada muestra la potencia dividida entre la potencia en el punto de resonancia. The inverter 103 is operated differently according to the type of operation, that is, for example, depending on the position of the first switch S1. Accordingly, depending on the material of the cooking battery 106, the activation of the inverter can occur correspondingly with different switching frequencies. The figure 4 shows exemplary progressions in the case of the cooking battery being made of ferromagnetic material, and that the cooking battery is made of non-ferromagnetic material. abscissa shows the switching frequency divided by the resonance frequency, and the ordinate shows the power divided by the power at the resonance point.
La figura2muestra un esquemade conexiones basado enel diagrama esquemático segúnla figura1. Figure 2 shows a schematic connections based on the schematic diagram according to Figure 1.
La tensión de alimentación Vl, (con conexiones 202y 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 Vl es conectada con el colector del transistorQ1,el emisordel transistorQ1 está conectado conel colectordel transistorQ2,y conun nodo 204.El emisor deltransistor Q2 está conectado con la conexión 203 de la tensión de alimentación Vl. El cátodo del diodo D1 está conectado con la conexión 202 de la tensión alterna de alimentación Vl, el ánodo del diodo D1 está conectado con el nodo 204y con el cátodo del diodoD2. El ánodo del diodo D2 está conectado con la conexión 203 de la tensión alterna de alimentación Vl. The supply voltage Vl, (with connections 202 and 203) is applied to two power transistors npn Q1, Q2, as well as to two diodes D1, D2: connection 202 of the supply voltage Vl is connected to the collector of transistor Q1, The emitter of transistor Q1 is connected to the collector of transistor Q2, and with a node 204. The emitter of transistor Q2 is connected to connection 203 of the supply voltage Vl. The cathode of the diode D1 is connected to the connection 202 of the alternating supply voltage Vl, the anode of the diode D1 is connected to the node 204y with the cathode of the diode D2. The anode of diode D2 is connected to connection 203 of the alternating supply voltage Vl.
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 transformadorT según la unidad para la corrección delfactor de potencia 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 power factor correction unit
104.En referenciaaesta unidadparala correccióndelfactorde potencia104,elprimer interruptorS1yelinductor105, se remite a las realizaciones de la figura 1. Únicamente la conexión 112 del inductor 105 está conectada según la figura2 conunatoma centraldeunaconexiónenseriededos condensadoresC2yC3,estando conectadocadauno de sus otros extremos con sendas conexiones de la tensión de alimentación Vl. Los dos condensadoresC2yC3 están dimensionados de manera preferida esencialmente iguales. 104. Referring to this unit for the correction of the power factor 104, the first switch S1 and the inductor 105, refer to the embodiments of Figure 1. Only the connection 112 of the inductor 105 is connected according to Figure 2 with a central connection of a series of capacitor capacitors C2 and C3, being connected to one of its other ends with two voltage connections. power supply 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 an input signal with a command 201 which, in an exemplary manner, directs the two transistors Q1, Q2 through their respective base.
Amododeejemplo,pormediodelainformacióncaptadaenlaconexión112,puedeser determinadoporelmando 201sila bateríade cocción eso no ferromagnética.También se puede determinarsihay presente alguna bateríade cocción. For example, by means of the information captured in connection 112, you can determine by setting the cooking battery that is not ferromagnetic. It can also be determined if there is any cooking battery.
El mando201presenta además(no representado)señalesde mando,porejemplo,deun usuario,por ejemplo,para el ajuste de una temperatura deseada del aparato de calentamientopor inducción.También es posible que el mando dirijaelprimer interruptorS1de maneracorrespondienteala bateríade cocción detectada(no representadaenlafigura 2). The control201 also presents (not shown) command signals, for example, of a user, for example, for the setting of a desired temperature of the induction heating device.It is also possible that the command directs the first switch S1 corresponding to the detected cooking battery (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 205y, 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, another switch (not shown) could be provided, which is essentially activated together with the first switch S1 such that, in case of connection 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, route 205 is closed. This has the advantage that, in the case of the ferromagnetic cooking battery, route 205 is physically separated.
Para calentarla bateríade cocción,el circuitoes dirigidoporelmando201detalmodoqueel circuito oscilantees llevadoa oscilación,yel inductor105 generaun campo magnético oscilante.Este campo magnético oscilanteprovoca 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 is directed by controlling the mode of oscillating circuit, and the inductor is generating an oscillating magnetic field. This oscillating magnetic field is produced in the base of the pot set as heating elements in eddy currents that heat the pot base. The pot base temperature can be measured by a temperature sensor, and the measurement can be transmitted to the remote.
El enfoque aquí propuesto posibilita conservar el tipo de funcionamiento para batería de cocción ferromagnética. En especial, se puedenextenderde manera eficazyeconómica elementosde calentamiento por inducción quesólo estén concebidos para batería de cocción ferromagnética. The approach proposed here makes it possible to preserve the type of operation for ferromagnetic cooking batteries. In particular, induction heating elements can be extended efficiently and economically only for ferromagnetic cooking batteries.
Coneltipodefuncionamientoparabateríade cocciónno ferromagnética, semiconductoresde potenciadelinversor, por ejemplo, transistores de un puente de ondulador, pueden ser dirigidos de manera eficaz,ypueden reducirselas pérdidas. With the type of operation for non-ferromagnetic cooking batteries, semiconductors of the inverter power, for example, transistors of an inverter bridge, can be effectively directed, and losses can be reduced.
La corriente de funcionamiento máximay 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 capacities, can be reduced. With this, these components can be sized correspondingly more economically.
Con pérdidas reducidasde talmodo, es posible reducirelgasto parael enfriamiento delaparatode calentamiento por inducción.También estocontribuyeala reducciónde costes parael aparatode calentamiento por inducción. With reduced losses of such mode, it is possible to reduce the cost for cooling the induction heating device. This also contributes to the reduction of costs for the induction heating apparatus.
Lista de símbolos de referencia List of reference symbols
Tensión alterna de alimentación 102 Rectificador 103 Inversor 104 Alternating supply voltage 102 Recti fi er 103 Inverter 104
Unidad parala corrección delfactorde potencia 105 Inductor 106 Batería de cocción 107, 108 Conexionesdela bobina primaria del transformadorT 109, 110 Conexionesdela bobina secundaria del transformadorT 111, 112 Conexiones del inductor 105 Power factor correction unit 105 Inductor 106 Cooking battery 107, 108 Transformer primary coil connections T 109, 110 Transformer secondary coil connections T 111, 112 Inductor connections 105
201 Mando 202, 203 Conexiones de la unidad con la tensión alterna de alimentación 101 204 Nodo (toma central entre los transistores de potencia Q1, Q2) 205 Ruta entrela conexión 112 del inductoryla unidad parala corrección delfactorde potencia 201 Knob 202, 203 Connections of the unit with the alternating supply voltage 101 204 Node (center socket between power transistors Q1, Q2) 205 Route between the connection 112 of the inductor unit for correction of the power factor
301 Área sin carga 302 Área de una batería de cocción no ferromagnética 303 Área de una batería de cocción ferromagnética 301 Unloaded area 302 Area of a non-ferromagnetic cooking battery 303 Area of a ferromagnetic cooking battery
Claims (14)
- --
- con un inductor (105) para la transmisión de energía de calentamiento mediante una oscilación de calentamiento a un elemento de calentamiento a calentar, with an inductor (105) for the transmission of heating energy by a heating oscillation to a heating element to be heated,
- --
- 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 parala corrección delfactorde potencia (104) con al menosun condensador(C1)es conectableentrelaconexiónenpuente(103)yelinductor(105). where, by means of a first switch (S1), a unit for the correction of the power factor (104) with at least one capacitor (C1) can be connected to the power connection (103) and the inductor (105).
- 2. 2.
- Aparato de calentamiento por inducción según la reivindicación 1, en el que, por medio del primer interruptor (S1),la unidad parala corrección delfactorde potencia (104) es desconectableal menos parcialmente. Induction heating apparatus according to claim 1, wherein, by means of the first switch (S1), the unit for correction of the power factor (104) is at least partially disconnectable.
- 3. 3.
- Aparato de calentamiento por inducción según una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, en el que la unidadparala correccióndelfactorde potencia(104) presentaun transformador(T). Induction heating apparatus according to one of the preceding claims, wherein the unit for the correction of the power factor (104) has a transformer (T).
- 4. Four.
- Aparato de calentamiento por inducción según la reivindicación 3, en el que la unidad para la corrección del factor de potencia (104) presenta una entrada que, a través de un lado primario del transformador (T), está conectada con un nodo, Induction heating apparatus according to claim 3, wherein the power factor correction unit (104) has an input that, through a primary side of the transformer (T), is connected to a node,
- --
- donde el nodo es conectable a través de una conexión en serie, que comprende un lado secundario del transformador(T)yel condensador (C1),a través del primer interruptor (S1) con una primera conexión del inductor (105),y where the node is connectable through a series connection, comprising 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).
- --
- un interruptor electrónico, en especial, un transistor, un mosfet o un IGBT, an electronic switch, especially a transistor, a mosfet or an IGBT,
- --
- un interruptor mecánico, a mechanical switch,
- --
- un relé. a relay
- 7. 7.
- Aparato de calentamiento por inducción según una de las reivindicaciones5ó 6, en el que el interruptor es conectable dependiendo de una constitución de la batería de cocción. Induction heating apparatus according to one of claims 5 or 6, wherein the switch is connectable depending on a constitution of the cooking battery.
- 8. 8.
- Aparato de calentamiento por inducción según la reivindicación 7, en el que la constitución del elemento de calentamiento es determinable mediante una inductanciay/o mediante unfactorde potencia. Induction heating apparatus according to claim 7, wherein the constitution of the heating element is determinable by an inductance and / or by a power factor.
- 9. 9.
- Aparatode calentamientopor inducciónsegún unadelasreivindicaciones7 u8,enelquela constituciónes determinable mediante un mando (201)y, mediante el mando, el primer interruptor (S1) y/o el segundo interruptor (S2) es/son dirigible(s). Apparatus for heating by induction according to one of claims 7 or 8, in which the constitution is determinable by means of a control (201) and, by means of the command, the first switch (S1) and / or the second switch (S2) is / are addressable (s).
- 10. 10.
- Aparato de calentamiento por inducción según la reivindicación 9, en el que el mando (201) activa la conexión en puente (Q1, Q2) de manera dependiente del estado del primer interruptor (S1) y/o del segundo interruptor (S2). Induction heating apparatus according to claim 9, wherein the control (201) activates the bridge connection (Q1, Q2) in a manner dependent on the state of the first switch (S1) and / or the second switch (S2).
- 11. eleven.
- Procedimiento para la activación de un aparato de calentamiento por inducción según una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, en el que Procedure for the activation of an induction heating apparatus according to one of the preceding claims, in which
- --
- en caso de una batería de cocción de material en gran medida no ferromagnético, la unidad para la corrección delfactorde potenciaes conectaday/o in the case of a largely non-ferromagnetic material firing battery, the unit for the correction of the power factor is connected and / or
- --
- en caso de una batería de cocción de material en gran medida ferromagnético, la unidad para la corrección delfactorde potencia es desconectada, en especial, puenteada. In the case of a largely ferromagnetic material firing battery, the unit for the correction of the power factor is disconnected, especially bridged.
- 12. 12.
- Procedimiento según la reivindicación 11, en el que la unidad para la corrección del factor de potencia es conectada o desconectada automáticamente. Method according to claim 11, wherein the unit for the correction of the power factor is automatically switched on or off.
- 13. 13.
- Procedimiento según una de las reivindicaciones 11 o 12, en el que es determinada una constitución de una bateríade coccióny, en consecuencia,el interruptor es activadoo desactivado. Method according to one of claims 11 or 12, wherein a constitution of a cooking battery is determined and, consequently, the switch is activated or deactivated.
- Categoría Category
- Documentos citados Reivindicaciones afectadas Documents cited Claims Affected
- X X
- WO 9832310 A1 (INDUCED ENERGY LTD et al.) 23.07.1998, página 6, línea 36 – página 8, 1-13 WO 9832310 A1 (INDUCED ENERGY LTD et al.) 23.07.1998, page 6, line 36 - page 8, 1-13
- línea 21; figura 4. line 21; figure 4.
- A TO
- EP 1528839 A1 (LG ELECTRONICS INC) 04.05.2005, resumen; figura 2; párrafos [27-33]. 1-13 EP 1528839 A1 (LG ELECTRONICS INC) 04.05.2005, summary; figure 2; paragraphs [27-33]. 1-13
- A TO
- EP 1414276 A1 (MATSUSHITA ELECTRIC IND CO LTD) 28.04.2004, figuras 2,7,9; 1-13 EP 1414276 A1 (MATSUSHITA ELECTRIC IND CO LTD) 28.04.2004, figures 2,7,9; 1-13
- párrafos [12],[23],[31],[44]. paragraphs [12], [23], [31], [44].
- Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud Category of the documents cited X: of particular relevance Y: of particular relevance combined with other / s of the same category A: reflects the state of the art O: refers to unwritten disclosure P: published between the priority date and the date of priority submission of the application E: previous document, but published after the date of submission of the application
- El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones □ para las reivindicaciones nº: This report has been prepared • for all claims □ for claims no:
- Fecha de realización del informe 14.01.2011 Date of realization of the report 14.01.2011
- Examinador E. Pina Martínez Página 1/4 Examiner E. Pina Martínez Page 1/4
- Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Novelty (Art. 6.1 LP 11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 5, 11-13 1-4, 6-10 SI NO Claims Claims 5, 11-13 1-4, 6-10 IF NOT
- Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Inventive activity (Art. 8.1 LP11 / 1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-13 SI NO Claims Claims 1-13 IF NOT
- Documento Document
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- WO 9832310 A1 (INDUCED ENERGY LTD et al.) 23.07.1998 WO 9832310 A1 (INDUCED ENERGY LTD et al.) 23.07.1998
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