ES2352772A1 - Campo de cocción con varios elementos de calentamiento y al menos un grupo constructivo de la electrónica de potencia. - Google Patents
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Abstract
La invención parte de un campo de cocción, en especial de un campo de cocción por inducción, con varios elementos de calentamiento (10), al menos un grupo constructivo de la electrónica de potencia (24) para generar una corriente de calentamiento para accionar los elementos de calentamiento (10), y con una disposición de conexiones (14) para establecer y separar una conexión entre el grupo constructivo de la electrónica de potencia (24) y los elementos de calentamiento (10). Para configurar de manera flexible una arquitectura del campo de cocción, se propone que la disposición de conexiones (14) esté configurada como un grupo constructivo (54) separado del grupo constructivo de la electrónica de potencia (24).
Description
Campo de cocción con varios elementos de
calentamiento y al menos un grupo constructivo de la electrónica de
potencia.
La invención parte de un campo de cocción con
varios elementos de calentamiento y con al menos un grupo
constructivo de la electrónica de potencia según el concepto general
de la reivindicación 1.
A partir de la EP 0 971 562 B1 es conocido un
campo de cocción por inducción con varios elementos de
calentamiento, dos grupos constructivos de la electrónica de
potencia para generar una corriente de calentamiento para accionar
los elementos de calentamiento, y con una disposición de conexiones
para establecer y separar una conexión entre el grupo constructivo
de la electrónica de potencia y los elementos de calentamiento. En
campos de cocción genéricos, la disposición de conexiones está
montada sobre una platina con los inversores que forman el grupo
constructivo de la electrónica de potencia. Por otro lado, también
son conocidos campos de cocción más sencillos, en los que los
elementos de calentamiento están cableados de manera fija con cada
vez un grupo constructivo de la electrónica de potencia sin
disposición de conexiones situada en medio.
A partir de la ES 21 43 430 B1 y a partir de la
solicitud de patente europea EP 09 86 287 A2 resultante de la misma,
es asimismo conocido romper la biunivocidad de la asignación entre
inversores e inductores a través de que, para un aumento excesivo
durante poco tiempo de la potencia de calentamiento, en un llamado
"modo potenciador" dos inversores sean interconectados con un
único inductor, de modo que el inductor pueda ser accionado
simultáneamente por dos inversores.
La invención se basa en especial en la tarea de
poner a disposición un campo de cocción con una arquitectura
flexible.
La tarea se resuelve en especial mediante las
características de la reivindicación 1 independiente. De las
reivindicaciones secundarias se extraen configuraciones ventajosas
de la invención.
La invención se refiere a un campo de cocción,
en especial a un campo de cocción por inducción, con varios
elementos de calentamiento, al menos un grupo constructivo de la
electrónica de potencia para generar una corriente de calentamiento
para accionar los elementos de calentamiento, y con una disposición
de conexiones para establecer y separar una conexión entre el grupo
constructivo de la electrónica de potencia y los elementos de
calenta-
miento.
miento.
Para configurar más flexiblemente la
arquitectura del campo de cocción, se propone que la disposición de
conexiones esté configurada como un grupo constructivo separado del
grupo constructivo de la electrónica de potencia. De este modo, se
puede emplear el mismo grupo constructivo de la electrónica de
potencia tanto en campos de cocción que tengan elementos de
calentamiento cableados de manera fija con el grupo constructivo de
la electrónica de potencia, como en campos de cocción que comprendan
una disposición de conexiones para establecer y separar la conexión
entre el elemento de calentamiento y el grupo constructivo de la
electrónica de potencia. Una adaptación de la disposición de
conexiones y el grupo constructivo de la electrónica de potencia a
diferentes condiciones de funcionamiento puede tener lugar de manera
independiente, de modo que, a modo de ejemplo, el grupo constructivo
de la electrónica de potencia se pueda escoger diferente para
diferentes países con diferentes redes de corriente doméstica.
También en caso de servicio se puede hacer posible de manera
económica un recambio de un único grupo constructivo.
Las ventajas de la invención son efectivas
especialmente en campos de cocción por inducción, en los cuales los
elementos de calentamiento sean inductores, y en los cuales el grupo
constructivo de la electrónica de potencia comprenda al menos un
inversor para generar la corriente de calentamiento.
Se puede hacer posible un suministro
independiente de la potencia de varias zonas de calentamiento si el
grupo constructivo de la electrónica de potencia comprende al menos
dos inversores. A través de un número mayor de inversores y/o
inductores, aumenta la complejidad de la disposición de conexiones,
de modo que el prever un grupo constructivo separado con número de
inductores creciente se vuelve cada vez más razonable.
Asimismo, se propone que la disposición de
conexiones comprenda una pluralidad de condensadores, cada uno de
los cuales esté asignado a un elemento de calentamiento configurado
como inductor. Puesto que, por lo general, la disposición de
conexiones comprende de todos modos una salida por inductor, el
condensador de resonancia que complementa el inductor en un circuito
oscilante de resonancia puede ser integrado de muy buen modo en la
disposición de conexiones.
Si el grupo constructivo de la disposición de
conexiones comprende además un circuito de detección de olla, éste
puede ser protegido frente a influencias perturbadoras del grupo
constructivo de la electrónica de potencia, o sea, los inversores, y
las salidas hacia los inductores pueden ser utilizadas para la
transmisión de impulsos de medición, o sea, corrientes de medición,
a los inductores.
Según otro aspecto de la invención, se propone
que el grupo constructivo de la disposición de conexiones comprenda
un microcontrolador para accionar elementos de conexión de la
disposición de conexiones. De este modo, se puede conseguir una
disposición de conexiones autárquica en gran medida, que pueda ser
dirigida por una unidad de mando central del campo de cocción con
una complejidad de mando mínima.
Según otro aspecto de la invención, el campo de
cocción comprende sensores de temperatura, que están instalados en
los elementos de calentamiento configurados como inductores, y un
circuito de lectura integrado en el grupo constructivo de la
disposición de conexiones para leer valores de medición de los
sensores de temperatura. De este modo, en el grupo constructivo de
la disposición de conexiones se pueden integrar otras funciones
opcionales del campo de cocción que podrían suprimirse en campos de
cocción más económicos. Con ello, el grupo constructivo puede
posibilitar una adaptación, o bien, complementación elegible y
configurable de manera flexible, del grupo constructivo de la
electrónica de potencia.
Asimismo, se propone que el grupo constructivo
de la electrónica de potencia y/o el grupo constructivo de la
disposición de conexiones comprenda al menos un medio de conexión de
enchufe para establecer una conexión de comunicación y/o de
conducción de corriente entre el grupo constructivo de la
electrónica de potencia y el grupo constructivo de la disposición de
conexiones. A través de ello, se puede simplificar el montaje, y
mediante la utilización de una conexión de enchufe estandarizada se
puede aumentar más la flexibilidad de la arquitectura.
El grupo constructivo de la electrónica de
potencia puede comprender junto al inversor, o bien, los inversores,
un rectificador, un circuito de filtraje y una interfaz hacia una
red de corriente doméstica.
Otras ventajas se extraen de la siguiente
descripción del dibujo. En el dibujo están representados ejemplos de
realización de la invención. El dibujo, la descripción y las
reivindicaciones contienen numerosas características en combinación.
El experto en la materia considerará las características
ventajosamente también por separado, y las reunirá en otras
combinaciones razonables.
Muestran:
Fig. 1 un campo de cocción por inducción con una
pluralidad de elementos de calentamiento, dos grupos constructivos
de la electrónica de potencia, y una disposición de conexiones,
Fig. 2 un esquema de interconexiones de los
inversores del grupo constructivo de la electrónica de potencia con
los elementos de calentamiento,
Fig. 3 el grupo constructivo de la electrónica
de potencia de la figura 1 en una representación detallada,
Fig. 4 la disposición de conexiones de la figura
1 en una representación detallada.
La figura 1 muestra un campo de cocción por
inducción con una pluralidad de elementos de calentamiento, que
están dispuestos en una matriz. Los elementos de calentamiento son
inductores 10, que son accionados por dos grupos constructivos de la
electrónica de potencia 24. Los grupos constructivos de la
electrónica de potencia 24 generan una corriente de calentamiento de
alta frecuencia, y están conectados con los inductores 10 a través
de una disposición de conexiones 14. La disposición de conexiones 14
sirve para establecer y separar la conexión entre el grupo
constructivo de la electrónica de potencia 24 y los elementos de
calentamiento configurados como inductores 10, y comprende una serie
de relés 26 electromecánicos o relés semiconductores.
En el ejemplo de realización representado en la
figura 1, el campo de cocción por inducción tiene una matriz de, en
total, 64 inductores 10, que están dispuestos en una rejilla
cuadrada con 8 x 8 puntos.
Una unidad de mando 16 del campo de cocción por
inducción dirige el funcionamiento de inversores 12 del grupo
constructivo de la electrónica de potencia 24, y acciona la
disposición de conexiones 14 de tal modo que la unidad de mando 16
reúne en zonas de calentamiento 20 definibles de manera flexible
inductores 10 dispuestos en una cercanía de una base de un elemento
de batería de cocción 18. Los inductores 10 reunidos en una zona de
calentamiento 20 son accionados de manera adaptada unos a otros por
la unidad de mando 16 para calentar el elemento de batería de
cocción 18.
Al suceder esto, los inductores 10 reunidos en
la zona de calentamiento 20 son accionados especialmente de tal modo
que se evitan interferencias destructivas entre los inductores y un
zumbido del campo de cocción por inducción. Para ello, las
frecuencias de calentamiento de las corrientes de calentamiento son
adaptadas unas a otras, preferiblemente, los inductores 10 de una
zona de calentamiento 20 son accionados con la misma frecuencia de
calentamiento, o se respeta una distancia mínima de aproximadamente
25 kHz entre las frecuencias de calentamiento, de modo que una
frecuencia de intermodulación emergente se encuentra fuera de un
intervalo de frecuencias audible para el ser humano.
El número de inversores 12 en el grupo
constructivo de la electrónica de potencia 24 del campo de cocción
por inducción es mucho menor que el número de inductores 10. En el
ejemplo de realización representado en la figura 1, a cada uno de,
en total, cuatro grupos de inductores 10 está asignado un inversor
12. Los elementos de la disposición de conexiones 14 están montados
sobre una platina 28 separada, que soporta un grupo constructivo 54
separado del grupo constructivo de la electrónica de potencia
24.
La figura 2 muestra una interconexión de los
inversores 12 con los inductores 10 a través de la disposición de
conexiones 14. Los inductores 10 de un grupo están conectados en
paralelo, y la disposición de conexiones 14 comprende para cada
inductor 10 un relé 26 que, en una primera posición de conexión,
establece una conexión conductora entre el inversor 12 y el inductor
10 y, en una segunda posición de conexión, interrumpe esta conexión
conductora. La unidad de mando 16 puede generar a través de líneas
de mando corrientes para activar electroimanes de los relés 26, y
accionar así los electroimanes de los relés 26 de manera
independiente uno de otro para, estableciendo la conexión entre el
inversor 12 y el inductor 10, activar este inductor 10.
La figura 3 muestra uno de los grupos
constructivos de la electrónica de potencia 24 de la figura 1 en una
representación más detallada. El grupo constructivo de la
electrónica de potencia 24 comprende dos inversores 12 para generar
la corriente de calentamiento. Los inversores 12 son en el ejemplo
de realización representado en la figura 1 inversores de semipuente.
Asimismo, en el grupo constructivo de la electrónica de potencia 24
están integrados un rectificador 30, un circuito de filtraje 32, y
una interfaz 34 hacia una red de corriente doméstica 36.
La figura 4 muestra la disposición de conexiones
14 de la figura 1 en una representación más detallada. La
disposición de conexiones 14 tiene una pluralidad de interfaces de
salida 38, que pueden ser conectadas cada una con un inductor 10. De
este modo, los inductores 10 pueden ser activados de manera
independiente uno de otro. Asimismo, también una pluralidad de
condensadores 40 está integrada en la disposición de conexiones 14,
cada uno de los cuales está dispuesto entre un relé 26 y una
interfaz de salida 38. A través de la interfaz de salida 38, los
condensadores 40 están asignados cada uno a uno de los inductores
10, y los condensadores 40 complementan el inductor 10
correspondiente en un circuito oscilante en serie, cuya frecuencia
de resonancia se encuentra en el intervalo de la frecuencia de la
corriente de calentamiento que es del orden de magnitud de 75
kHz.
El grupo constructivo 54 de la disposición de
conexiones 14 comprende asimismo un circuito de detección de olla
42, que puede ser igualmente conectado con los inductores 10 a
través de los relés 26. El circuito de detección de olla 42 genera
impulsos de medición de baja tensión, que generan una oscilación en
uno de los circuitos oscilantes en serie formados por los inductores
10 y los condensadores 40. A partir de una atenuación de esta
oscilación, se denota la presencia de una olla de cocción 18 y un
grado de solapamiento entre la olla de cocción 18 y el inductor 10
en cuestión. La unidad de mando 16 puede evaluar las señales del
circuito de detección de olla 42.
Además, en el grupo constructivo 54 de la
disposición de conexiones 14 están integrados un microcontrolador 44
para accionar los elementos de conexión, o bien, relés 26, de la
disposición de conexiones 14, y un circuito de lectura 46.
Cada uno de los inductores 10 portan en sus
centros un sensor de temperatura 48 representado en la figura 1,
cuyos valores de medición son leídos por el circuito de lectura 46,
y transformados en una señal de anchura de impulso modulada o de
frecuencia codificada.
El grupo constructivo de la electrónica de
potencia 24 y el grupo constructivo 54 de la disposición de
conexiones 14 comprenden cada uno dos medios de conexión de enchufe
50, 52 que se complementan. El primer medio de conexión de enchufe
50 es una interfaz para transmitir señales de mando de baja tensión,
y sirve para establecer una conexión de comunicación entre el grupo
constructivo de la electrónica de potencia 24 y el grupo
constructivo 54 de la disposición de conexiones 14. El segundo medio
de conexión de enchufe 52 conecta los inversores 12 con las entradas
de las unidades de conexión 26 de la disposición de conexiones 14, y
está configurado para transmitir las corrientes de calentamiento
cuya amplitud se encuentra en el orden de magnitud de 100 V.
- 10
- Inductor
- 12
- Inversor
- 14
- Disposición de conexiones
- 16
- Unidad de mando
- 18
- Elemento de batería de cocción
- 20
- Zona de calentamiento
- 24
- Grupo constructivo de la electrónica de potencia
- 26
- Relé
- 28
- Platina
- 30
- Rectificador
- 32
- Circuito de filtraje
- 34
- Interfaz
- 36
- Red de corriente doméstica
- 38
- Interfaz de salida
- 40
- Condensador
- 42
- Circuito de detección de olla
- 44
- Microcontrolador
- 46
- Circuito de lectura
- 48
- Sensor de temperatura
- 50
- Medio de conexión de enchufe
- 52
- Medio de conexión de enchufe
- 54
- Grupo constructivo
Claims (9)
1. Campo de cocción, en especial campo de
cocción por inducción, con varios elementos de calentamiento (10),
al menos un grupo constructivo de la electrónica de potencia (24)
para generar una corriente de calentamiento para accionar los
elementos de calentamiento (10), y con una disposición de conexiones
(14) para establecer y separar una conexión entre el grupo
constructivo de la electrónica de potencia (24) y los elementos de
calentamiento (10), caracterizado porque la disposición de
conexiones (14) está configurada como un grupo constructivo (54)
separado del grupo constructivo de la electrónica de potencia
(24).
2. Campo de cocción según la reivindicación 1,
caracterizado porque los elementos de calentamiento (10) son
inductores, y porque el grupo constructivo de la electrónica de
potencia (24) comprende al menos un inversor (12) para generar la
corriente de calentamiento.
3. Campo de cocción según la reivindicación 2,
caracterizado porque el grupo constructivo de la electrónica
de potencia (24) comprende al menos dos inversores (12).
4. Campo de cocción según una de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque la disposición de conexiones (14) comprende una pluralidad de
condensadores (40), cada uno de los cuales está asignado a un
elemento de calentamiento (10) configurado como inductor.
5. Campo de cocción según una de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque el grupo constructivo (54) de la disposición de conexiones
(14) comprende un circuito de detección de olla (42).
6. Campo de cocción según una de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque el grupo constructivo (54) de la disposición de conexiones
(14) comprende un microcontrolador (44) para accionar elementos de
conexión (26) de la disposición de conexiones (14).
7. Campo de cocción según una de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado por
sensores de temperatura (48), que están instalados en los elementos
de calentamiento (10) configurados como inductores, y por un
circuito de lectura (46) integrado en el grupo constructivo (54) de
la disposición de conexiones (14) para leer valores de medición de
los sensores de temperatura (48).
8. Campo de cocción según una de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque el grupo constructivo de la electrónica de potencia (24) y/o
el grupo constructivo (54) de la disposición de conexiones (14)
comprende al menos un medio de conexión de enchufe (50, 52) para
establecer una conexión de comunicación y/o de conducción de
corriente entre el grupo constructivo de la electrónica de potencia
(24) y el grupo constructivo (54) de la disposición de conexiones
(14).
9. Campo de cocción según una de las
reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado
porque el grupo constructivo de la electrónica de potencia (24)
comprende un rectificador (30), un circuito de filtraje (32) y una
interfaz (34) hacia una red de corriente doméstica (36).
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