- 2 - CAMPO DE COCCIÓN CON AL MENOS DOS INDUCTORES DE CALENTAMIENTO La invención se refiere a un campo de cocción con al menos dos inductores de calentamiento según el preámbulo de la reivindicación 1, y a un procedimiento para accionar un campo de cocción de tal tipo según el preámbulo de la reivindicación 10. 5 A partir de la EP 0 986 287 A2, es conocido un campo de cocción con dos inductores de calentamiento, cada uno de los cuales está conectado en serie con un condensador de circuito oscilante separado. En los campos de cocción convencionales, por lo general se forma para cada cuerpo de calentamiento por inducción a accionar un circuito oscilante independiente. De esta forma, las 10 frecuencias y/o amplitudes de las corrientes de calentamiento para los cuerpos de calentamiento por inducción respectivos pueden ser escogidas de manera sencilla independientemente unas de otras, para ajustar las potencias de calentamiento de manera independiente unas de otras. No obstante, para cumplir las normas relativas a las fluctuaciones (flicker) 15 relevantes, y para evitar un zumbido por interferencias, en muchos casos inductores de calentamiento adyacentes son accionados con corrientes de calentamiento de la misma frecuencia. Para posibilitar a pesar de ello potencias de calentamiento diferentes, los elementos de calentamiento son accionados parcialmente en un procedimiento de multiplexación temporal. En este procedimiento de multiplexación 20 temporal, entonces se pueden escoger diferentes frecuencias en intervalos temporales diferentes, que se repitan periódicamente. No obstante, este procedimiento es costoso y, a través de saltos de tensión al conmutar entre los intervalos temporales, puede conducir a fluctuaciones. La invención se basa en especial en la tarea de poner a disposición un campo de 25 cocción económico y un procedimiento para accionar un campo de cocción de tal tipo. La tarea se resuelve en especial mediante un campo de cocción con las características de la reivindicación 1 independiente, y mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 10 independiente. De las reivindicaciones secundarias se extraen configuraciones y perfeccionamientos ventajosos de la 30 invención. La invención parte de un campo de cocción con al menos dos inductores de calentamiento, que están conectados cada uno con al menos un condensador de circuito oscilante en serie con respecto a un circuito oscilante.
- 3 - Se propone en especial que al menos un condensador de circuito oscilante común esté conectado en serie con ambos inductores de calentamiento. De este modo, se puede reducir el número de los condensadores de circuito oscilante, y se puede implementar una nueva estrategia de regulación para dirigir el campo de cocción que evite procedimientos de multiplexación temporal para ajustar 5 independientemente las potencias de calentamiento de los diferentes inductores de calentamiento. Finalmente, se puede evitar un zumbido a través de interferencias entre circuitos oscilantes independientes, y problemas con fluctuaciones. En este contexto, ha de denominarse condensador de circuito oscilante un condensador conectado en serie con un inductor de calentamiento, el cual esté 10 dispuesto en un circuito oscilante en serie. La conexión entre el condensador de circuito oscilante y el inductor de calentamiento puede ser, en especial, una conexión cableada de manera fija. Al circuito oscilante en serie le es suministrada corriente de calentamiento de alta frecuencia por un inversor. La frecuencia de la corriente de calentamiento determina la potencia de calentamiento del inductor de calentamiento, el 15 cual genera campos magnéticos alternos de alta frecuencia. Los campos magnéticos alternos producen corrientes en remolino en la base de un elemento de batería de cocción colocado sobre el campo de cocción, las cuales calientan esta base. A través de la utilización del condensador de circuito oscilante común, se forma un sistema acoplado de los inductores de calentamiento y el condensador de circuito 20 oscilante, el cual hace necesaria una estrategia de control novedosa para poder ajustar diferentes potencias de calentamiento. Estas nuevas estrategias de mando pueden ser implementadas fácilmente, en especial entonces si el campo de cocción comprende dos inversores, cada uno para suministrar una corriente de calentamiento a uno de los inductores de calentamiento. Cada uno de los inductores de 25 calentamiento debe estar en especial conectado a la salida de un inversor separado. Asimismo, se propone equipar el campo de cocción con una unidad de mando que pueda ejecutar el procedimiento de mando novedoso. Para ello, la unidad de mando puede estar concebida para, en al menos un modo de funcionamiento, accionar los inversores con la misma frecuencia, de manera que se eviten 30 interferencias. Asimismo, la unidad de mando puede estar configurada para dirigir la relación de la potencia de calentamiento de los dos inductores de calentamiento mediante un ajuste de un desfase entre las señales de conexión de los dos inversores. En consecuencia, a los dos inductores de calentamiento les son suministradas corrientes de calentamiento de la misma frecuencia, las cuales, no obstante, pueden 35
- 4 - tener una diferente posición de fase. La simetría entre los dos sistemas parciales que comprenden cada uno un inductor de calentamiento, que están acoplados a través del condensador de circuito oscilante común, es rota a través de ello, y se ajustan corrientes de calentamiento con diferentes amplitudes. La relación de estas amplitudes y, con ello, la relación de las potencias de calentamiento, es por tanto dependiente del 5 desfase escogido, el cual puede ser ajustado por la unidad de mando según el deseo del usuario. La potencia de calentamiento total puede con ello ser ajustada a través de la elección de la frecuencia de la corriente de calentamiento y, la relación de las potencias de calentamiento, a través de la elección del desfase, de modo que, en conjunto, la potencia de calentamiento de los al menos dos inductores de 10 calentamiento puede ser ajustada, al menos en un gran intervalo de valores, de manera independiente una de otra. Se puede abrir un grado de libertad adicional si la unidad de mando puede dirigir, al menos en un intervalo de parámetros, la relación de las potencias de calentamiento a través de un ajuste de las duraciones de impulso de los impulsos de la corriente de 15 calentamiento generada por los inversores. En este caso, se puede evitar un componente de corriente continua en la corriente de calentamiento si las duraciones del impulso de los dos inversores son ajustadas en el mismo valor, y este valor es escogido, en caso de frecuencia predeterminada, de manera dependiente de la relación deseada de las potencias de 20 calentamiento. Las potencias de calentamiento pueden ser ajustadas de manera dependiente de las predeterminaciones del usuario sin cálculos costosos, si el campo de cocción comprende una unidad de almacenamiento para almacenar un diagrama característico al menos bidimensional. El diagrama característico almacena el desfase y/o las 25 duraciones del impulso a ajustar de manera dependiente de la relación que ha de ser controlada de las potencias de calentamiento y de la potencia de calentamiento total de los dos inductores de calentamiento. A través de la utilización de dos condensadores de circuito oscilante comunes, que estén conectados en serie con ambos inductores de calentamiento, donde cada 30 uno de los dos condensadores de circuito oscilante esté conectado con un polo de la unidad de suministro de corriente, y los inversores formen cada uno una conexión de semipuente entre los dos polos, se pueden mejorar las propiedades de emisión electromagnética del campo de cocción.
- 5 - La frecuencia de resonancia del circuito oscilante, bien, del sistema completo, puede ser modificada si el condensador de circuito oscilante común es parte de una disposición de condensadores de circuito oscilante común con capacitancia total modificable. Para ello, a modo de ejemplo, un condensador de circuito oscilante común puede ser conectado o separado del sistema. 5 La noción de la invención es generalizable sin más en campos de cocción con tres o más inductores de calentamiento que estén conectados con uno o varios condensadores comunes en serie con respecto a un circuito oscilante. Otro aspecto de la invención se refiere a un procedimiento para accionar un campo de cocción con al menos dos inductores de calentamiento, que estén 10 conectados con al menos un condensador en serie con respecto a un circuito oscilante. El campo de cocción comprende además dos inversores para generar corrientes de calentamiento para los inductores de calentamiento. Se propone que el condensador común esté conectado en serie con ambos inductores de calentamiento, y que una relación de las potencias de calentamiento de 15 los dos inductores de calentamiento sea dirigida mediante un ajuste de un desfase entre las señales de conexión de los dos inversores y/o mediante un ajuste de la duración del impulso de las corrientes de calentamiento en caso de duración de periodo predeterminada. Otras ventajas se extraen de la siguiente descripción del dibujo. En el dibujo 20 están representados ejemplos de realización de la invención. El dibujo, la descripción y las reivindicaciones contienen características numerosas en combinación. El experto en la materia considerará las características ventajosamente también por separado, y las reunirá en otras combinaciones razonables. Muestran: 25 Figura 1 la estructura esquemática de un campo de cocción con dos inductores de calentamiento y un par de condensadores de circuito oscilante utilizados de manera conjunta, Figura 2 las formas del impulso de las corrientes de calentamiento generadas por dos inversores del campo de cocción de la figura 30 1, según un procedimiento de mando según la invención, Figura 3 un diagrama característico bidimensional de la relación de las potencias de calentamiento de dos inductores de calentamiento de un campo de cocción según las figuras 1 y 2,
- 6 - Figura 4 un diagrama característico bidimensional para la determinación de una potencia de calentamiento total de los dos inductores de calentamiento de un campo de cocción según la invención, y Figura 5 la estructura esquemática de un campo de cocción según la invención, según una configuración alternativa de la invención 5 con una disposición de condensadores de circuito oscilante con capacitancia total modificable. La figura 1 muestra esquemáticamente la estructura de un campo de cocción por inducción con dos inductores de calentamiento 10a, 10b, cada uno de los cuales está conectado a la salida de un inversor 12a, 12b. A los inversores 12a, 12b les es 10 suministrada corriente continua por una unidad de suministro de corriente. La unidad de suministro de corriente contiene un filtro 14 y un rectificador 16. El filtro 14 filtra la tensión alterna de 50 Hz obtenida de una fase 18 de una red de corriente doméstica, la cual es transformada en una corriente continua por el rectificador 16. Entre el rectificador 16 y cada uno de los inversores 12a, 12b está dispuesto 15 cada vez un condensador atenuador 20a, 20b, que actúa como filtro de paso bajo, y evita un retroacoplamiento a la red de corriente doméstica de las corrientes de calentamiento de alta frecuencia generadas por los inversores 12a, 12b. Los inversores 12a, 12b están dispuestos en una conexión de semipuente entre los dos polos de la tensión de alimentación rectificada. Los inversores 12a, 12b se 20 componen cada uno de un par de IGBTs (transistor bipolar de puerta aislada) o MOSFETs (transistor de efecto de campo metal-óxido semiconductor) con un diodo de paso libre dispuesto en antiparalelo, y son accionados para la generación de una corriente de calentamiento de alta frecuencia con una frecuencia de, típicamente, 20 a 100 kHz. Para ello, la unidad de mando conecta y desconecta de manera alternante 25 los dos interruptores semiconductores de los inversores 12a, 12b. Al suceder esto, la unidad de mando 22 puede determinar tanto el periodo T de los procesos de conexión y de desconexión, como la duración relativa de las fases de conexión y de desconexión y, con ello, su duración del impulso Pa, Pb de manera independiente una de la otra. 30 Según la invención, las salidas de los inductores de calentamiento 10a, 10b son reunidas, y conectadas con una disposición de condensadores de circuito oscilante común 24, que comprende dos condensadores de circuito oscilante 26a, 26b, conectados cada uno con ambos inductores de calentamiento 10a, 10b. Los condensadores de circuito oscilante 26a, 26b están conectados en serie con ambos 35
- 7 - inductores de calentamiento 10a, 10b y, por otro lado, están conectados cada uno con un polo de la unidad de suministro de corriente que comprende el filtro 14 y el rectificador 16. Los dos condensadores de circuito oscilante 26a, 26b son equivalentes a un condensador común dispuesto en una línea de conexión 28, el cual debería tener entonces el doble de capacitancia, y cuya capacitancia debería determinar, junto con 5 la inductancia de uno de los inductores de calentamiento 10a, 10b, la frecuencia de resonancia del circuito oscilante. La representación de la figura 1 está simplificada, en especial en tanto que el campo de cocción también puede comprender más de dos inductores, que pueden estar conectados por pares con disposiciones de condensadores de circuito oscilante 10 comunes 24, o también pueden estar asignados en grupos de tres o más inductores de calentamiento a una disposición de condensadores de circuito oscilante común 24. La figura 2 muestra las señales de conexión que la unidad de mando 22 transmite a los interruptores semiconductores de los inversores 12a, 12b a través de líneas de mando no representadas aquí. La curva superior Q1 en la figura 2 se 15 corresponde con la señal del interruptor superior del inversor superior 12a de la figura 1, la segunda curva Q2 muestra la señal de conexión del interruptor inferior del inversor superior 12a, y las curvas Q3 y Q4 muestran las señales de conexión de los dos interruptores semiconductores unipolares, bidireccionales del inversor inferior 12b. La unidad de mando 22 conecta y desconecta, alternando, cada uno de los 20 interruptores con un periodo T. El periodo T y, con ello, la frecuencia de la corriente de calentamiento generada por los inversores 12a, 12b es igual para ambos inversores 12a, 12b. De este modo, no se pueden producir interferencias. No obstante, los impulsos de conexión están desfasados uno respecto de otro en un retardo d, las duraciones del impulso Pa, Pb de los dos inversores son diferentes, y pueden diferir en 25 especial también de la elección habitual Pa = T/2, o bien, Pb = T/2. A través de la elección del retardo d y de las duraciones del impulso Pa, Pb, la unidad de mando 22 puede ajustar de manera flexible las amplitudes de las corrientes de calentamiento que fluyen a través de los inductores de calentamiento 10a, 10b y, con ello, determinar las potencias de calentamiento de los inductores de calentamiento 10a, 10b. 30 La figura 3 muestra esquemáticamente un diagrama característico bidimensional, el cual está almacenado en la unidad de almacenamiento 30 de la unidad de mando 22, y es utilizado por la unidad de mando 22 para determinar la relación de las potencias de calentamiento. El diagrama característico indica la relación de la potencia de calentamiento de manera dependiente de la frecuencia de la corriente de 35
- 8 - calentamiento y del retardo d, donde éste último es indicado como fracción del periodo T. Las líneas ilustradas en la figura 3 son líneas con relación constante de las potencias de calentamiento. La figura 4 muestra otro diagrama característico bidimensional de la unidad de almacenamiento 30, el cual indica la potencia de calentamiento total de los inductores 5 de calentamiento 10a, 10b en dependencia de la frecuencia y la fracción d/T del retardo d en el periodo T. En la figura 4 están representadas también líneas con potencia de calentamiento total constante. Las figuras 3 y 4 se refieren al caso simplificado Pa = Pb = T/2, donde los tiempos muertos t1 a t4 (figura 2) están tenidos en cuenta de manera apropiada. Los 10 tiempos muertos t1 a t4 se corresponden con los tiempos en los que, aunque el interruptor semiconductor correspondiente esté abierto, la corriente fluye en la dirección de paso libre del diodo de paso libre dispuesto en antiparalelo con respecto a este interruptor semiconductor. Los interruptores semiconductores de los inversores 12a, 12b son abiertos por lo general durante esta fase para evitar pérdidas por 15 conexión. No obstante, esto es posible sólo en un intervalo de parámetros determinado, que en las figuras 3 y 4 se encuentra fuera del área prohibida B representada a rayas. Dentro de esta área prohibida B, se producen procesos de conmutación dura, en los que la corriente es interrumpida abruptamente, y que conducen a pérdidas por conmutación. 20 La unidad de mando 22 calcula, en caso de potencia de calentamiento nominal predeterminada de los inductores de calentamiento 10a, 10b, en primer lugar la potencia de calentamiento total deseada, y la asigna a una de las isolíneas con potencia de calentamiento total constante representadas en la figura 4. A continuación, la unidad de mando 22 determina la relación de las dos potencias de calentamiento 25 nominales de los inductores de calentamiento 10a, 10b, y determina una isolínea correspondiente en el diagrama característico de la figura 3. Se determina el punto de corte de estas dos isolíneas, y se averiguan sus coordenadas, para así determinar la frecuencia y el retardo d a dirigir por la unidad de mando 22. Este proceso puede, naturalmente, ser ejecutado de antemano para todos los pares de potencias de 30 calentamiento deseadas, de manera que la frecuencia y el retardo d pueden ser determinados directamente a partir de un diagrama característico en cada caso. En caso de que el punto de corte se encuentre dentro del área prohibida B, las duraciones de impulso Pa, Pb son variadas para determinar así, en caso de duración del impulso Pa, Pb predeterminada, para frecuencias de calentamiento apropiadas el 35
- 9 - retardo d apropiado. En la unidad de almacenamiento 30 están almacenados para ellos diagramas característicos para relaciones diferentes de duraciones del impulso Pa, Pb. La figura 5 muestra otro ejemplo de realización alternativo de la invención con una disposición de condensadores de circuito oscilante conmutables 24, que 5 comprende en total cuatro condensadores de circuito oscilante 26a, 26b, 26c, 26d. Los condensadores de circuito oscilante 26c, 26d pueden ser conectados o desconectados de manera dependiente de la frecuencia de resonancia deseada mediante un interruptor 32, a través de lo cual se pueden evitar pérdidas por conexión, y el área prohibida B puede ser desplazada con pérdidas por conexión elevadas. 10 Evidentemente, también son concebibles disposiciones de condensadores de circuito oscilante 24 con condensadores ajustables de manera continua, o con más de dos diferentes valores posibles de la capacitancia total.
- 10 - Símbolos de referencia 10 Inductor de calentamiento 12 Inversor 14 Filtro 16 Rectificador 18 Fase 20 Condensador atenuador 22 Unidad de mando 24 Disposición de condensadores de circuito oscilante 26 Condensador de circuito oscilante 28 Línea de conexión 30 Unidad de almacenamiento 32 Interruptor B Área d Retardo Q1 Curva Q2 Curva Q3 Curva Q4 Curva Pa Duración del impulso Pb Duración del impulso T Periodo