ES2589044T3 - Cooking range with at least two heating inductors - Google Patents
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Abstract
Campo de cocción con una unidad de suministro de corriente con dos polos, al menos dos inductores calefactores (10a, 10b), que están conectados, respectivamente, con al menos un condensador de circuito oscilante (26a, 26b) a un circuito oscilante, y con al menos dos inversores (12a, 12b) para la alimentación, respectivamente, de uno de los inductores calefactores (10a, 10b) con una corriente calefactora, en el que los rectificadores (12a, 12b) forman, respectivamente, un circuito de semipuente entre los dos polos de la unidad de suministro de corriente y el inductor calefactor (10a, 10b) respectivo está conectado en un punto medio del circuito de semipuente con los dos inversores (12a, 12b), caracterizado porque al menos un condensador de circuito oscilante (26a, 26b) común está conectado con los dos inductores calefactores (10a, 10b) y con al menos un polo de la unidad de suministro de corriente.Firing range with a two-pole power supply unit, at least two heating inductors (10a, 10b), which are respectively connected with at least one oscillating circuit capacitor (26a, 26b) to an oscillating circuit, and with at least two inverters (12a, 12b) for supplying, respectively, one of the heating inductors (10a, 10b) with a heating current, in which the rectifiers (12a, 12b) respectively form a half-bridge circuit between the two poles of the power supply unit and the respective heating inductor (10a, 10b) is connected at a midpoint of the half-bridge circuit with the two inverters (12a, 12b), characterized in that at least one oscillating circuit capacitor Common (26a, 26b) is connected to the two heating inductors (10a, 10b) and to at least one pole of the power supply unit.
Description
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DESCRIPCIONDESCRIPTION
Campo de coccion con al menos dos inductores calefactoresCooking range with at least two heating inductors
La invencion se refiere a un campo de coccion con al menos dos inductores calefactores de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1 y a un procedimiento para el funcionamiento de un campo de coccion de este tipo de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 9.The invention relates to a cooking field with at least two heating inductors according to the preamble of claim 1 and to a method for operating a cooking field of this type according to the preamble of claim 9.
Se conoce a partir del documento EP 0 987 287 A2 un campo de coccion con dos inductores calefactores que estan conectados, respectivamente, en serie con un condensador de circuito de oscilacion separado. En los campos de coccion convencionales, se forma, en general un circuito oscilante independiente para cada cuerpo calefactor por induccion a accionar. De esta manera se pueden seleccionar las frecuencias y/o las amplitudes de las corrientes calefactoras para los cuerpos calefactores por induccion respectivos de una manera sencilla independiente entre sf, para ajustar las potencias calefactoras de manera independiente unas de las otras.From EP 0 987 287 A2 a cooking field with two heating inductors that are connected, respectively, in series with a separate oscillation circuit capacitor is known. In conventional cooking fields, in general an independent oscillating circuit is formed for each heating body by induction to be operated. In this way, the frequencies and / or amplitudes of the heating currents for the respective induction heating bodies can be selected in a simple independent way from each other, to adjust the heating powers independently of each other.
Para cumplir las Normas de fluctuacion de la tension competentes y para evitar un zumbido de interferencia, se accionan, sin embargo, en muchos casos inductores calefactores vecinos con corrientes calefactoras de la misma frecuencia. Para posibilitar a pesar de todo potencias calefactoras diferentes, se accionan los elementos calefactoras en parte en un procedimiento multiple por division de tiempo. En este procedimiento multiple por division de tiempo se pueden seleccionar entonces frecuencias diferentes en diferentes ventanas de tiempo que se repiten periodicamente. Sin embargo, este procedimiento es costoso y puede conducir a traves de saltos de tension durante la conmutacion entre las ventanas de tiempo a problemas de fluctuacion de la tension.In order to comply with the competent voltage fluctuation standards and to avoid an interference buzzer, however, in many cases, neighboring heating inductors with heating currents of the same frequency are activated. To enable, despite all different heating powers, the heating elements are activated in part in a multiple process by time division. In this multiple procedure by time division, different frequencies can then be selected in different time windows that are repeated periodically. However, this procedure is expensive and can lead to voltage fluctuation problems during switching between time windows.
El documento WO 2009/056452 A1 publica un campo de coccion con una zona calefactora con varios inductores calefactores dispuestos concentricos, que se pueden conectar con la ayuda de un conmutador de rele opcionalmente con un inversor de semipuentes. El documento US 4.390.769 publica un campo de coccion con dos inductores calefactores conectados en serie, uno de los cuales esta equipado con un condensador de sintonizacion conectado en paralelo. El documento EP 1868417 A1 publica un campo de coccion con un inductor calefactor, que comprende tres bobinas de induccion, dos de las cuales estan conectadas, respectivamente, en serie con una tercera.WO 2009/056452 A1 publishes a cooking range with a heating zone with several concentric arranged heating inductors, which can be connected with the aid of a relay switch optionally with a semipuent inverter. US 4,390,769 publishes a cooking field with two heating inductors connected in series, one of which is equipped with a tuning capacitor connected in parallel. EP 1868417 A1 publishes a cooking field with a heating inductor, comprising three induction coils, two of which are connected, respectively, in series with a third.
La invencion tiene especialmente el cometido de preparar un campo de coccion economico y un procedimiento para el funcionamiento de tal campo de coccion.The invention especially has the task of preparing an economic cooking field and a procedure for the operation of such a cooking field.
El cometido se soluciona especialmente a traves de un campo de coccion con las caractensticas de la reivindicacion 1 independiente y a traves de un procedimiento con las caractensticas de la reivindicacion independiente 9. Otras configuraciones y desarrollos ventajosos de la invencion se deducen a partir de las reivindicaciones dependientes.The task is especially solved through a cooking field with the characteristics of independent claim 1 and through a procedure with the features of independent claim 9. Other configurations and advantageous developments of the invention are deduced from the dependent claims .
La invencion parte de un campo de coccion con al menos dos inductores calefactores, que estan conectados, respectivamente, con al menos un condensador de circuito oscilante a un circuito oscilante.The invention starts from a cooking field with at least two heating inductors, which are connected, respectively, with at least one oscillating circuit capacitor to an oscillating circuit.
En particular, se propone que al menos un condensador de circuito oscilante comun este conectado con ambos inductores calefactores. De esta manera se puede reducir el numero de los condensadores de circuito oscilante y se puede implementar una nueva estrategia de regulacion para el control del campo de coccion, que evita procedimientos multiples por division de tiempo para la regulacion independiente de las potencias calefactoras de los diferentes inductores calefactores. Por ultimo, se puede evitar un zumbido a traves de interferencias entre circuitos oscilantes independientes y problemas con las fluctuaciones de la tension.In particular, it is proposed that at least one common oscillating circuit capacitor be connected to both heating inductors. In this way, the number of the oscillating circuit capacitors can be reduced and a new regulation strategy for the control of the cooking field can be implemented, which avoids multiple procedures by time division for the independent regulation of the heating powers of the different heating inductors. Finally, a hum can be avoided through interference between independent oscillating circuits and problems with voltage fluctuations.
Como condensador de circuito oscilante debe designarse en este contexto un condensador conectado con un inductor calefactor, que esta dispuesto en un circuito oscilante en serie. La conexion entre el condensador de circuito oscilante y el inductor calefactor puede ser especialmente una conexion de cable fija. El circuito oscilante en serie es alimentado por un inversor con corriente calefactora de alta frecuencia. La frecuencia de la corriente calefactora determina la potencia calefactora del inductor calefactor, que genera campos magneticos alternos de alta frecuencia. Los campos magneticos alternos generan corrientes parasitas en el fono de un elemento de vajilla de coccion colocado sobre el campo de coccion, que calientan este fondo.As a oscillating circuit capacitor, a capacitor connected to a heating inductor, which is arranged in a series oscillating circuit, must be designated in this context. The connection between the oscillating circuit capacitor and the heating inductor can be especially a fixed cable connection. The series oscillating circuit is powered by an inverter with high frequency heating current. The frequency of the heating current determines the heating power of the heating inductor, which generates high frequency alternating magnetic fields. Alternate magnetic fields generate parasitic currents in the phono of a cooking tableware element placed on the cooking field, which heat this bottom.
A traves de la utilizacion del condensador de circuito oscilante comun se forma un sistema acoplado de los inductores calefactores y el condensador de circuito oscilante, que hace necesaria una nueva estrategia de control para poder ajustar diferentes potencias calefactoras. Estas nuevas estrategotas de control se pueden implementar con facilidad especialmente cuando el campo de coccion comprende dos inversores para la alimentacion respectiva de uno de los inductores calefactores con una corriente calefactora. En particular, cada uno de los inductores debe estar conectado en la salida de un inversor separado.Through the use of the common oscillating circuit capacitor a coupled system of the heating inductors and the oscillating circuit capacitor is formed, which necessitates a new control strategy to be able to adjust different heating powers. These new control strategists can be easily implemented especially when the cooking field comprises two inverters for the respective supply of one of the heating inductors with a heating current. In particular, each of the inductors must be connected to the output of a separate inverter.
Ademas, se propone equipar el campo de coccion con una unidad de control, que puede ejecutar el nuevo procedimiento de control. A tal fin, la unidad de control puede estar disenada para accionar en al menos un modo de funcionamiento los inversores con la misma frecuencia, de manera que se eviten interferencias. Ademas, la unidadIn addition, it is proposed to equip the cooking field with a control unit, which can execute the new control procedure. To this end, the control unit may be designed to operate in at least one mode of operation the inverters with the same frequency, so as to avoid interference. In addition, the unit
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de control puede estar disenada para controlar la relacion de la potencia calefactora de los dos inductores calefactores a traves de un ajuste de un desplazamiento de fases entre las senales de conmutacion de los dos inversores.It can be designed to control the ratio of the heating power of the two heating inductors through an adjustment of a phase shift between the switching signals of the two inverters.
De acuerdo con ello, los dos inductores calefactores son alimentados con corrientes calefactoras de la misma frecuencia, que pueden tener, sin embargo, una posicion de fases diferente. La simetna entre los dos sistemas parciales que comprenden, respectivamente, un inductor calefactor, que estan acoplados a traves del condensador de circuito oscilante comun, se interrumpe de esta manera y se ajustan corrientes calefactoras con diferentes amplitudes. La relacion de estas amplitudes y, por lo tanto, la relacion de las potencias calefactoras depende del desplazamiento de fases seleccionado, que se puede ajustar por la unidad de control segun los deseos del usuario. La potencia calefactora total se puede ajustar de esta manera a traves de la seleccion de la frecuencia de la corriente calefactora y la relacion de las potencias calefactoras a traves de la seleccion del desplazamiento de fases, de manera que, en general, la potencia calefactora de los al menos dos inductores calefactores se puede ajustar al menos en una zona de valores grande de manera independiente entre sf.Accordingly, the two heating inductors are fed with heating currents of the same frequency, which may, however, have a different phase position. The symmetry between the two partial systems comprising, respectively, a heating inductor, which are coupled through the common oscillating circuit capacitor, is interrupted in this way and heating currents with different amplitudes are adjusted. The ratio of these amplitudes and, therefore, the ratio of the heating powers depends on the phase shift selected, which can be adjusted by the control unit according to the user's wishes. The total heating power can be adjusted in this way through the selection of the frequency of the heating current and the ratio of the heating powers through the selection of the phase shift, so that, in general, the heating power of The at least two heating inductors can be adjusted in at least one large value area independently of each other.
Se puede abrir un grado de libertad adicional cuando la unidad de control puede controlar al menos en una zona de parametros la relacion de las potencias calefactoras a traves de un ajuste de longitudes de impulsos de los impulsos de corriente calefactora generados por los inversores.An additional degree of freedom can be opened when the control unit can control at least one parameter area the ratio of the heating powers through an adjustment of pulse lengths of the heating current pulses generated by the inverters.
Una porcion de corriente continua en la corriente calefactora se puede evitar en este caso cuando las longitudes de los impulsos de los dos inversores se ajustan al mismo valor y se selecciona este valor a frecuencia predeterminada en funcion de la relacion deseada de las potencias calefactoras.A portion of the direct current in the heating current can be avoided in this case when the pulse lengths of the two inverters are set to the same value and this value is selected at a predetermined frequency depending on the desired ratio of the heating powers.
Las potencias calefactoras se pueden ajustar en funcion de las previsiones del usuario sin calculos costosos, cuando el campo de coccion comprende una unidad de memoria para el registro de un campo caractenstico al menos bidireccional. El campo caractenstico registrar el desplazamiento de fases a ajustar y/o las longitudes de impulsos en funcion de la relacion a controlar de las potencias calefactoras y de la potencia calefactora total de los dos inductores calefactores.The heating powers can be adjusted according to the user's forecasts without costly calculations, when the cooking field comprises a memory unit for registering a characteristic field at least bidirectional. The characteristic field records the displacement of phases to be adjusted and / or the pulse lengths depending on the relationship to be controlled of the heating powers and the total heating power of the two heating inductors.
A traves de la utilizacion de dos condensadores de circuito oscilante comunes, que estan conectados en serie con los dos inductores, donde cada uno de los dos condensadores de circuito oscilante esta conectado con un polo de la unidad de suministro de corriente y los inversores forman, respectivamente, un circuito de semipuente entre los dos polos, se pueden mejorar las propiedades electromagneticas de emision del campo de coccion.Through the use of two common oscillating circuit capacitors, which are connected in series with the two inductors, where each of the two oscillating circuit capacitors is connected to a pole of the power supply unit and the inverters form, respectively, a semipuente circuit between the two poles, the electromagnetic emission properties of the cooking field can be improved.
La frecuencia de resonancia del circuito oscilante o bien de todo el sistema se puede modificar cuando el condensador de circuito oscilante comun forma parte de una disposicion de condensador de circuito oscilante comun con capacidad total variable. A tal fin se puede conectar, por ejemplo, un condensador de circuito oscilante comun o se puede separar del sistema.The resonant frequency of the oscillating circuit or of the entire system can be modified when the common oscillating circuit capacitor is part of a common oscillating circuit capacitor arrangement with variable total capacity. For this purpose, for example, a common oscillating circuit capacitor can be connected or it can be separated from the system.
La idea de la invencion se puede generalizar sin mas a campos de coccion con tres o mas inductores calefactores, que estan conectados con uno o varios condensadores comunes en seria con un circuito oscilante.The idea of the invention can be generalized to cooking fields with three or more heating inductors, which are connected with one or more common condensers in series with an oscillating circuit.
Otro aspecto de la invencion se refiere un procedimiento para el funcionamiento de un campo de coccion con al menos dos inductores calefactores, que estan conectados con al menos un condensador en serie a un circuito oscilante. El campo de coccion comprende, ademas, dos inversores para la generacion de corrientes calefactoras para los inductores calefactores.Another aspect of the invention relates to a method for operating a cooking field with at least two heating inductors, which are connected with at least one capacitor in series to an oscillating circuit. The cooking field also includes two inverters for the generation of heating currents for heating inductors.
Se propone que el condensador comun este conectado con ambos inductores calefactores y que una relacion de las potencias calefactoras de los dos inductores calefactores sea controlada a traves de una regulacion de un desplazamiento de fases entre las senales de conmutacion de los dos inversores y/o a traves de una regulacion de la longitud del impulso de las corrientes calefactoras con una duracion predeterminada de los periodos.It is proposed that the common capacitor be connected with both heating inductors and that a ratio of the heating powers of the two heating inductors be controlled through a regulation of a phase shift between the switching signals of the two inverters and / or through of a regulation of the length of the impulse of the heating currents with a predetermined duration of the periods.
Otras ventajas se deducen a partir de la descripcion siguiente del dibujo. En el dibujo se representan ejemplos de realizacion de la invencion. El dibujo, la descripcion y las reivindicaciones contienen numerosas caractensticas en combinacion. El tecnico considerara las caractensticas de manera mas conveniente tambien individualmente y las agrupara en otras combinaciones convenientes. En este caso:Other advantages are deduced from the following description of the drawing. Examples of realization of the invention are shown in the drawing. The drawing, description and claims contain numerous features in combination. The technician will consider the characteristics more conveniently also individually and group them into other convenient combinations. In this case:
La figura 1 muestra la estructura esquematica de un campo de coccion con dos inductores calefactoras y una pareja de condensadores de circuito oscilante utilizados en comun.Figure 1 shows the schematic structure of a cooking field with two heating inductors and a pair of oscillating circuit capacitors used in common.
La figura 2 muestra la forma del impulso de las corrientes calefactoras generadas por dos inversores del campo de coccion de la figura 1 de acuerdo con un procedimiento de control segun la invencion.Figure 2 shows the shape of the impulse of the heating currents generated by two inverters of the cooking field of Figure 1 according to a control procedure according to the invention.
La figura 3 muestra un campo caractenstico bidimensional de la relacion de las potencias calefactoras de dos inductores calefactores de un campo de coccion segun las figuras 1 y 2.Figure 3 shows a two-dimensional characteristic field of the relation of the heating powers of two heating inductors of a cooking field according to Figures 1 and 2.
La figura 4 muestra un campo caractenstico bidimensional para la determinacion de una potencia calefactora total deFigure 4 shows a two-dimensional characteristic field for the determination of a total heating power of
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los dos inductores calefactores de un campo de coccion de acuerdo con la invencion ythe two heating inductors of a cooking field according to the invention and
La figura 5 muestra la estructura esquematica de un campo de coccion segun la invencion de acuerdo con una configuracion alternativa de la invencion con una disposicion de condensador de circuito oscilante con capacidad total modificada.Figure 5 shows the schematic structure of a cooking field according to the invention according to an alternative configuration of the invention with an oscillating circuit capacitor arrangement with modified total capacity.
La figura 1 muestra de forma esquematica la estructura de un campo de coccion por induccion con dos inductores calefactores 10a, 10b, que estan conectados, respectivamente, en la salida de un inversor 12a, 12b. Los inversores 12a, 12b son alimentados por una unidad de suministro de corriente con corriente continua. La unidad de suministro de corriente contiene un filtro 14 y un rectificador 16. El filtro 14 filtra la tension alterna de 50 Hz obtenida a partir de una fase 18 de una red de corriente domestica, que se convierte por el rectificador 16 en una corriente continua.Figure 1 schematically shows the structure of an induction cooking field with two heating inductors 10a, 10b, which are connected, respectively, at the output of an inverter 12a, 12b. The inverters 12a, 12b are powered by a current supply unit with direct current. The power supply unit contains a filter 14 and a rectifier 16. The filter 14 filters the 50 Hz alternating voltage obtained from a phase 18 of a domestic current network, which is converted by the rectifier 16 into a direct current. .
Entre el rectificador 16 y cada uno de los inversores 12a, 12b esta dispuesto, respectivamente, un condensador de amortiguacion 20a, 20b, que actua como filtro de paso bajo e impide un reacoplamiento de las corrientes calefactoras de alta frecuencia generadas por los inversores 12a, 12b en la red de corriente domestica.Between the rectifier 16 and each of the inverters 12a, 12b there is, respectively, a damping capacitor 20a, 20b, which acts as a low-pass filter and prevents a re-coupling of the high-frequency heating currents generated by the inverters 12a, 12b in the domestic power network.
Los inversores 12a, 12b estan dispuestos en un circuito de semipuente entre los dos polos de la tension de alimentacion rectificada. Los inversores 12a, 12b estan constituidos, respectivamente, por una pareja de IGBTs o MOSFETs con un diodo de marcha libre dispuesto antiparalelo y se accionan para la generacion de una corriente calefactora de alta frecuencia con una frecuencia tfpicamente de 20 a 100 kHz. A tal fin, la unidad de control conecta y desconecta de forma alterna los dos conmutadores de semiconductores de los inversores 12a, 12b. En este caso, la unidad de control 22 puede determinar tanto el periodo T de los procesos de conexion y desconexion como tambien la duracion relativa de las fases de conexion y desconexion y, por lo tanto, su longitud del impulso Pa, Pb de manera independiente entre sf.The inverters 12a, 12b are arranged in a semipuent circuit between the two poles of the rectified supply voltage. The inverters 12a, 12b are constituted, respectively, by a pair of IGBTs or MOSFETs with a freewheel diode arranged antiparallel and are actuated for the generation of a high frequency heating current with a frequency typically of 20 to 100 kHz. To this end, the control unit alternately connects and disconnects the two semiconductor switches of the inverters 12a, 12b. In this case, the control unit 22 can determine both the period T of the connection and disconnection processes as well as the relative duration of the connection and disconnection phases and, therefore, its pulse length Pa, Pb independently. between sf.
De acuerdo con la invencion, las salidas de los inductores calefactores 10a, 10b se agrupan y se conectan con una disposicion de de condensador de circuito oscilante comun 24, que comprende dos condensadores de circuito oscilante 26a, 26b conectados con los dos inductores calefactores 10a, 10b. Los condensadores de circuito oscilante 26a, 26b estan conectados en serie con ambos inductores calefactores 10a, 10b y, por otra parte, estan conectados, respectivamente, 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 comun dispuesto en una lmea de conexion 28, que debena tener entonces el doble de la capacidad y cuya capacidad determinana junto con la inductividad de uno de los inductores calefactores 10a, 10b la frecuencia de resonancia del circuito oscilante.In accordance with the invention, the outputs of the heating inductors 10a, 10b are grouped and connected with a common oscillating circuit capacitor arrangement 24, comprising two oscillating circuit capacitors 26a, 26b connected with the two heating inductors 10a, 10b The oscillating circuit capacitors 26a, 26b are connected in series with both heating inductors 10a, 10b and, on the other hand, are connected, respectively, with a pole of the current supply unit comprising the filter 14 and the rectifier 16. The two oscillating circuit capacitors 26a, 26b are equivalent to a common capacitor arranged in a connection line 28, which must then have twice the capacity and whose capacity determines along with the inductivity of one of the heating inductors 10a, 10b the resonance frequency of the oscillating circuit.
La representacion en la figura 1 esta especialmente simplificada en tanto que el campo de coccion puede comprender tambien mas de dos inductores, que o bien pueden estar conectados por parejas con disposiciones comunes de condensador de circuito oscilante 24 o tambien se pueden asociar en grupos de tres o mas inductores calefactores a una disposicion de condensador de circuito oscilante comun 24.The representation in Figure 1 is especially simplified in that the cooking field can also comprise more than two inductors, which can either be connected in pairs with common arrangements of oscillating circuit capacitor 24 or can also be associated in groups of three or more heating inductors to a common oscillating circuit capacitor arrangement 24.
La figura 2 muestra las senales de conmutacion, que la unidad de control 22 transmite a traves de lmeas de control no representadas aqrn a los conmutadores de semiconductores de los invasores 12a, 12b. La curva superior Q1 en la figura 2 corresponde a la senal del conmutador superior del inversor superior 12a en la figura 1, la segunda curva Q2 muestra la senal de conmutacion del conmutador inferior del inversor superior 12a y las curvas Q3 y Q4 muestran las senales de conmutacion de los dos conmutadores de semiconductores unipolares, bidireccionales del inversor inferior 12b.Figure 2 shows the switching signals, which the control unit 22 transmits through control lines not shown here to the semiconductor switches of the invaders 12a, 12b. The upper curve Q1 in Figure 2 corresponds to the signal of the upper switch of the upper inverter 12a in Figure 1, the second curve Q2 shows the switching signal of the lower switch of the upper inverter 12a and the curves Q3 and Q4 show the signals of switching of the two unipolar, bidirectional semiconductor switches of the lower inverter 12b.
La unidad de control 22 conecta y desconecta de forma alterna cada uno de los conmutadores con un periodo T. El periodo T y, por lo tanto, la frecuencia de la corriente calefactora generada por los inversores 12a, 12b son iguales para ambos inversores 12a, 12b. De esta manera no se pueden producir interferencias. Los impulsos de conmutacion estan desfasados entre sf, sin embargo, con un retraso d, las longitudes de los impulsos Pa, Pb de los dos inversores son diferentes y se pueden desviar especialmente tambien de la seleccion habitual Pa = T/2 o bien Pb = T/2. A traves de la seleccion del retraso d y de las longitudes de los impulsos Pa, Pb se puede ajustar la unidad de control 22 de manera flexible a las amplitudes de las corrientes calefactoras que circulan a traves de los inductores calefactores 10a, 10b y de esta manera se pueden determinar las potencias calefactoras de los inductores calefactores 10a, 10b.The control unit 22 alternately connects and disconnects each of the switches with a period T. The period T and, therefore, the frequency of the heating current generated by the inverters 12a, 12b are the same for both inverters 12a, 12b This way no interference can occur. The switching pulses are out of phase with each other, however, with a delay d, the lengths of the Pa, Pb pulses of the two inverters are different and can also deviate especially from the usual selection Pa = T / 2 or Pb = T / 2 Through the selection of delay d and pulse lengths Pa, Pb the control unit 22 can be adjusted flexibly to the amplitudes of the heating currents circulating through the heating inductors 10a, 10b and in this way the heating powers of the heating inductors 10a, 10b can be determined.
La figura 4 muestra de forma esquematica un campo caractenstico bidimensional, que esta depositado en la unidad de memoria 30 de la unidad de control 22 y se utiliza por la unidad de control 22 para la determinacion de la relacion de las potencias calefactoras. El campo caractenstico indica la relacion de la potencia calefactora en funcion de la frecuencia de la corriente calefactora y el retraso d, de manera que este ultimo se indica como fraccion del periodo T. Las lmeas ilustradas en la figura 3 son lmeas con relacion constante de las potencias calefactoras.Figure 4 schematically shows a two-dimensional characteristic field, which is deposited in the memory unit 30 of the control unit 22 and is used by the control unit 22 for determining the ratio of the heating powers. The characteristic field indicates the relation of the heating power as a function of the frequency of the heating current and the delay d, so that the latter is indicated as a fraction of the period T. The lines illustrated in Figure 3 are lines with constant relation of the heating powers.
La figura 4 muestra otro campo caractenstico bidimensional de la unidad de memoria 30, que indica la potencia calefactora total de los inductores calefactores 10a, 10b en funcion de la frecuencia y la porcion d/T del retraso d en el periodo T. En la figura 4 se representan de la misma manera lmeas con potencia calefactora total comun.Figure 4 shows another two-dimensional characteristic field of the memory unit 30, which indicates the total heating power of the heating inductors 10a, 10b as a function of the frequency and the d / T portion of the delay d in period T. In the figure 4 lines with common total heating power are represented in the same way.
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Las figuras 3 y 4 se refieren al caso simplificado Pa = Pb = T/2, en el que se tienen en cuenta los tiempos muertos t1 a t4 (figura 2) de manera adecuada. Los tiempos muertos t1 a t4 corresponden a los tiempos, en los que el conmutador de semiconductores correspondiente esta, en efecto, abierto, pero la corriente fluye en la direccion de marcha libre del diodo de marcha libre dispuesto antiparalelo a este conmutador de semiconductores. Los conmutadores de semiconductores de los inversores 12a, 12b se abren, en general, durante esta fase, para evitar perdidas de conexion. Sin embargo, esto solo es posible en una zona determinada de parametros, que esta en las figuras 3 y 4 fuera de la zona B prohibida representada rayada. Dentro de esta zona prohibida B aparecen procesos de conmutacion duros, en los que se interrumpe bruscamente la corriente y que conducen a perdidas de conmutacion.Figures 3 and 4 refer to the simplified case Pa = Pb = T / 2, in which the dead times t1 to t4 (figure 2) are taken into account in an appropriate manner. The dead times t1 to t4 correspond to the times, in which the corresponding semiconductor switch is, in effect, open, but the current flows in the free-running direction of the free-running diode arranged antiparallel to this semiconductor switch. The semiconductor switches of the inverters 12a, 12b open, in general, during this phase, to avoid connection losses. However, this is only possible in a certain area of parameters, which is in Figures 3 and 4 outside the prohibited zone B represented scratched. Within this prohibited zone B, hard switching processes appear, in which the current is abruptly interrupted and leading to switching losses.
La unidad de control 22 calcula con potencia calefactora teorica predeterminada de los inductores calefactores 10a, 10b en primer lugar la potencia calefactora total deseada y la asocia a una de las isolmeas representadas en la figura 4 con potencia calefactora total constante. A continuacion la unidad de control 22 determina la relacion de las dos potencias calefactoras teoricas de los inductores calefactores 10a, 10b y calcula una isolmea correspondiente en el campo caractenstico en la figura 3. El punto de interseccion de estas dos isolmeas se determina y se calculan sus coordenadas para determinar de esta manera la frecuencia a activar por la unidad de control 22 y el retraso d. Este proceso se puede realizar naturalmente previamente para todas las parejas de potencias calefactoras deseadas, de manera que la frecuencia y el retardo d se pueden determinar directamente en cada caso desde un campo caractenstico.The control unit 22 calculates with the predetermined theoretical heating power of the heating inductors 10a, 10b first of all the desired total heating power and associates it with one of the isolmeas represented in Figure 4 with constant total heating power. Next, the control unit 22 determines the ratio of the two theoretical heating powers of the heating inductors 10a, 10b and calculates a corresponding isolmea in the characteristic field in Figure 3. The point of intersection of these two isolmeas is determined and calculated. their coordinates to determine in this way the frequency to be activated by the control unit 22 and the delay d. This process can be carried out naturally beforehand for all the desired heating power pairs, so that the frequency and delay d can be determined directly in each case from a characteristic field.
En el caso de que el punto de interseccion se encuentre dentro de la zona prohibida B, se vanan las longitudes de los impulsos Pa, Pb para determinar de esta manea con longitud predeterminada del impulso Pa, Pb para frecuencias calefactoras adecuadas el retraso d adecuado. En la unidad de memoria 30 estan depositados a tal fin campos caractensticos para diferentes relaciones de longitudes del impulso Pa, Pb.In the event that the point of intersection is within the forbidden zone B, the lengths of the pulses Pa, Pb are used to determine in this manner with predetermined length of the pulse Pa, Pb for suitable heating frequencies the appropriate delay d. Characteristic fields for different pulse length ratios Pa, Pb are deposited for this purpose in the memory unit 30.
La figura 5 muestra otro ejemplo de realizacion alternativo de la invencion con una disposicion de condensador de circuito oscilante 24 conmutable, que comprende, en general, cuatro condensadores de circuito oscilante 26a, 26b, 26c, 26d. Los condensadores de circuito oscilante 26c, 26d se pueden conectar y desconectar en funcion de la frecuencia de resonancia deseada por medio de un conmutador 32, con lo que se pueden evitar perdidas de conmutacion y se puede desplazar la zona prohibida 8 con altas perdidas de conmutacion. Evidentemente, tambien son concebibles disposiciones de condensador de circuito oscilante 24 con condensadores regulables continuamente y con mas de dos valores diferentes posibles de la capacidad total.Figure 5 shows another alternative embodiment of the invention with a switchable oscillating circuit capacitor arrangement 24, comprising, in general, four oscillating circuit capacitors 26a, 26b, 26c, 26d. The oscillating circuit capacitors 26c, 26d can be switched on and off according to the desired resonance frequency by means of a switch 32, whereby switching losses can be avoided and the prohibited zone 8 can be moved with high switching losses . Obviously, arrangements of oscillating circuit capacitor 24 with continuously adjustable capacitors and with more than two possible different values of total capacity are also conceivable.
- Lista de List of
- ■ signos de referencia ■ reference signs
- 10 10
- Inductor calefactor Heating inductor
- 12 12
- Inversor Investor
- 14 14
- Filtro Filter
- 16 16
- Rectificador Rectifier
- 18 18
- Fase Phase
- 20 twenty
- Condensador de amortiguacion Damping condenser
- 22 22
- Unidad de control Control unit
- 24 24
- Disposicion de condensadores de circuito oscilante Arrangement of oscillating circuit capacitors
- 26 26
- Condensador de circuito oscilante Oscillating circuit capacitor
- 28 28
- Lmea de conexion Connection line
- 30 30
- Unidad de memoria Memory unit
- 32 32
- Conmutador Switch
- B B
- Zona Zone
- d d
- Retraso Delay
- Q1 Q1
- Curva Curve
- Q2 Q2
- Curva Curve
- Q3 Q3
- Curva Curve
- Q4 Q4
- Curva Curve
- Pa Pa
- Longitud del impulso Pulse length
- Pb Pb
- Longitud del impulso Pulse length
- T T
- Periodo Period
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