ES2938464T3 - Procedimiento de control de potencia de al menos un inductor y aparato de cocción de inducción para la puesta en práctica del procedimiento - Google Patents

Abstract

Un método para controlar la potencia de al menos un inductor (L) cubierto con un contenedor y alimentado con corriente alterna por un dispositivo de alimentación inversor (20) controlado por una señal de control periódico comprende los siguientes pasos: elegir una frecuencia para el control periódico señal de entre un conjunto de N valores de frecuencia predefinidos, siendo N igual o mayor que dos; y- ajuste de un ciclo de trabajo de la señal de control periódico a la frecuencia elegida para obtener una potencia inducida en el recipiente. Uso en placas de inducción, en particular sin zona de cocción predefinida en la placa. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento de control de potencia de al menos un inductor y aparato de cocción de inducción para la puesta en práctica del procedimiento

La presente solicitud se refiere a un procedimiento de control de potencia de al menos un inductor cubierto por un recipiente.

También se refiere a un aparato de cocción de inducción adaptado para poner en práctica este procedimiento de control.

De manera general, la presente invención se refiere al campo de la alimentación con corriente eléctrica alterna de un inductor por un dispositivo inversor de alimentación controlado mediante una señal de control periódica. Encuentra su aplicación concretamente en los aparatos de cocción de inducción, tales como una encimera de inducción, que comprende una o varias zonas de cocción equipadas cada una con uno o varios inductores. Se refiere no solo a las encimeras de cocción con focos de cocción predefinidos en el plano de cocción sino también a las encimeras de cocción denominadas matriciales, sin focos de cocción predefinidos y en las que las zonas de cocción se definen en cada caso, según la posición de un recipiente colocado sobre el plano de cocción y que cubre un subconjunto de inductores.

De este modo se genera una corriente alterna por el dispositivo inversor de alimentación y circula en el o los inductores.

De manera clásica, entonces se genera una corriente inducida en un recipiente colocado encima de este inductor, calentándose el propio recipiente por efecto Joule debido a su resistencia.

La potencia inducida en el recipiente depende concretamente, para un recipiente dado, de la corriente alterna que circula en el inductor y generada por el dispositivo inversor de alimentación .

En el estado de la técnica se conocen procedimientos de control de potencia, adaptados para modificar la potencia inducida en el recipiente haciendo variar la frecuencia de la señal de control periódica que controla el dispositivo inversor de alimentación .

Así, para un recipiente dado, a cada potencia restituida le corresponde una frecuencia de la señal de control periódica del dispositivo inversor de alimentación .

La dependencia de la potencia inducida en el recipiente con respecto a la frecuencia de la señal de control periódica requiere el uso de un gran intervalo de frecuencias. Este modo de funcionamiento puede volverse problemático cuando determinadas frecuencias generan problemas de compatibilidad electromagnética (CEM) en la red de alimentación eléctrica del aparato de cocción.

Cuando el dispositivo inversor de alimentación comprende dos elementos de potencia, del tipo de dos transistores IGBT (acrónimo del término en inglés “Insulated Gate Bipolar Transistor’), montados en semipuente, la señal de control periódica es generalmente una señal cuadrada. La señal de control permite controlar de este modo la alimentación de los dos elementos de potencia en oposición de fase. En el funcionamiento descrito anteriormente, en el que la potencia se restituye en función de la frecuencia, la razón cíclica de la señal de control periódica es generalmente igual al 50%, lo cual permite alimentar de manera simétrica los dos elementos de potencia.

También es posible, pero de manera limitada, hacer variar la potencia inducida en el recipiente modificando la razón cíclica de la señal de control periódica a una frecuencia dada.

La variación de la razón cíclica de la señal de control periódica genera una potencia inducida en el recipiente inferior a la potencia inducida obtenida cuando la razón cíclica es igual al 50%.

Este modo de funcionamiento se usa cuando se controlan simultáneamente varios dispositivos inversores de alimentación para alimentar respectivamente varios inductores o zonas de cocción y es necesario controlar los dispositivos inversores de alimentación mediante una señal de control periódica de la misma frecuencia con el fin de evitar la aparición de silbidos desagradables en los recipientes que cubren los inductores.

En efecto, pueden aparecer ruidos parásitos cuando se ponen dos inductores en funcionamiento por dispositivos inversores de alimentación controlados mediante señales de control periódicas de frecuencia diferente.

Este problema es particularmente importante en las encimeras de cocción denominadas matriciales en las que los inductores están dispuestos unos al lado de otros según una distribución bidimensional en el plano de cocción y se controlan simultáneamente para calentar un recipiente colocado sobre el plano de cocción y que cubre varios inductores.

No obstante, esta solución de variación de la razón cíclica a una frecuencia dada es compleja de poner en práctica. En particular, es necesario usar una frecuencia única que es conveniente para controlar los dispositivos inversores de alimentación de cada inductor y generalmente apagar periódicamente la alimentación con corriente alterna de uno o de los dos inductores para alcanzar la potencia de consigna demandada para cada recipiente.

Un ejemplo de un funcionamiento de este tipo se describe en el documento EP 2200398.

El documento WO 2015/159353 A1 describe un procedimiento de control de potencia de al menos un inductor según el preámbulo de la reivindicación 1.

El objetivo de la presente invención es resolver al menos uno de los inconvenientes anteriormente mencionados y proponer un procedimiento de control de potencia de al menos un inductor cubierto por un recipiente menos complejo.

Según un primer aspecto, la presente invención se refiere a un procedimiento de control de potencia de al menos un inductor cubierto por un recipiente y alimentado con corriente alterna por un dispositivo inversor de alimentación controlado mediante una señal de control periódica.

Este procedimiento de control comprende las siguientes etapas:

- elección de una frecuencia para la señal de control periódica de un conjunto que comprende una serie ordenada creciente de N valores de frecuencias predefinidas, siendo N igual o superior a dos; y - ajuste de una razón cíclica de la señal de control periódica a la frecuencia elegida para obtener una potencia inducida en el recipiente.

Gracias a la invención, es posible hacer variar la potencia inducida en el recipiente usando tan solo valores de frecuencias predefinidas en un conjunto y haciendo variar únicamente la razón cíclica de la señal de control periódica.

De este modo, es posible elegir valores de frecuencias predefinidas de manera que no se generan perturbaciones acústicas o electromagnéticas y respetar las normas de compatibilidad electromagnética.

El número limitado de N valores de frecuencias predefinidas permite reducir considerablemente el riesgo de aparición de fenómenos de resonancia en el recipiente.

En la práctica, en la etapa de ajuste, la razón cíclica se elige en un intervalo comprendido entre una razón cíclica mínima y una razón cíclica de potencia máxima, siendo la razón cíclica de potencia máxima igual al 50%.

Alternativamente, en la etapa de ajuste, la razón cíclica se elige en un intervalo comprendido entre una razón cíclica de potencia máxima y una razón cíclica máxima, siendo la razón cíclica de potencia máxima igual al 50%. De este modo, a cada frecuencia de la señal de control periódica le corresponde una potencia inducida máxima en el recipiente cuando la razón cíclica elegida es igual al 50%. El ajuste de esta razón cíclica en un intervalo por encima o por debajo de este valor del 50% permite hacer variar la potencia inducida en el recipiente y alcanzar de este modo una potencia de consigna demandada.

Según la invención, el conjunto comprende una serie ordenada creciente de N valores de frecuencias predefinidas, y a cualquier par de frecuencias predefinidas adyacentes de dicho conjunto le corresponde un par de valores de potencia inducida en el recipiente cuando el dispositivo inversor de alimentación se controla mediante una señal de control periódica a una de dichas frecuencias predefinidas de dicho par y una razón cíclica del 50%, siendo la potencia inducida en el recipiente cuando el dispositivo inversor de alimentación se controla mediante una señal de control periódica a la frecuencia más alta de dicho par de frecuencias y una razón cíclica del 50% superior a la potencia inducida en el recipiente cuando el dispositivo inversor de alimentación se controla mediante una señal de control periódica a la frecuencia más baja de dicho par de frecuencias y una razón cíclica igual a la razón cíclica mínima o a la razón cíclica máxima.

De este modo el conjunto de N valores de frecuencias predefinidas se determina de manera que se puede barrer el conjunto de las potencias comprendidas entre una potencia máxima y una potencia mínima inducida en un recipiente.

En una realización práctica, los valores de frecuencias predefinidas de dicho conjunto están comprendidos entre 20 y 150 KHz.

A modo de ejemplo de realización, el número N de valores de frecuencias predefinidas está comprendido entre 2 y 10, y preferiblemente entre 4 y 8 y preferentemente es igual a 6.

Según otra realización, al menos dos inductores se alimentan con corriente alterna respectivamente por un dispositivo inversor de alimentación controlado mediante una señal de control periódica, eligiéndose la frecuencia de la señal de control periódica de cada dispositivo inversor de alimentación de un mismo conjunto de N valores de frecuencias predefinidas.

Gracias a una elección sensata de los valores de frecuencias predefinidas, es posible hacer funcionar simultáneamente varios inductores sin generar perturbaciones electromagnéticas.

Según una característica ventajosa, dicho mismo conjunto comprende una serie ordenada creciente de N valores de frecuencias predefinidas, siendo la separación entre dos valores de un par de frecuencias predefinidas adyacentes de dicho mismo conjunto inferior a una frecuencia umbral mínima y superior a una frecuencia umbral máxima, correspondiendo las frecuencias comprendidas entre la frecuencia umbral mínima y la frecuencia umbral máxima a frecuencias audibles por el oído humano.

De este modo, los inductores pueden alimentarse simultáneamente con corriente por un dispositivo inversor de alimentación controlado mediante una señal de control periódica de frecuencias diferentes cuando esta frecuencia se elige en el mismo conjunto de valores de frecuencias predefinidas, sin generar la aparición de ruidos parásitos y de silbidos en los recipientes que cubren cada inductor.

En la práctica, la frecuencia umbral mínima es igual a 2 kHz y la frecuencia umbral máxima es igual a 14 kHz. Según un segundo aspecto, la presente invención se refiere a un aparato de cocción de inducción que comprende al menos un inductor alimentado con corriente alterna por un dispositivo inversor de alimentación controlado mediante una señal de control periódica.

Según la invención, el aparato de cocción comprende medios de control del dispositivo inversor de alimentación adaptados para poner en práctica el procedimiento de control de potencia según la invención.

Este aparato de cocción presenta características y ventajas análogas a las descritas anteriormente en relación con el procedimiento de control de potencia según la invención.

La presente invención encuentra concretamente su aplicación cuando el dispositivo inversor de alimentación comprende dos interruptores de potencia del tipo IGBT montados en semipuente.

Otras particularidades y ventajas de la invención se desprenderán adicionalmente de la siguiente descripción. En los dibujos adjuntos, facilitados a modo de ejemplos no limitativos:

[Figura 1A] la figura 1A representa esquemáticamente un aparato de cocción de inducción según una realización de la invención;

[Figura 1B] la figura 1B representa esquemáticamente un aparato de cocción de inducción según otra realización de la invención;

[Figura 2] la figura 2 es un esquema que ilustra el montaje de dos elementos de potencia en semipuente en un aparato de cocción de inducción según una realización de la invención;

[Figura 3] la figura 3 es un esquema de bloques que ilustra un dispositivo inversor de control de los dos elementos de potencia de la figura 2, según una realización de la invención;

[Figura 4A] la figura 4A ilustra esquemáticamente señales de accionamiento de una topología en semipuente a partir de una señal de control periódica, siendo la razón cíclica de la señal de control periódica igual al 50%;

[Figura 4B] la figura 4B ilustra esquemáticamente señales de accionamiento de una topología en semipuente a partir de una señal de control periódica, siendo la razón cíclica de la señal de control periódica igual al 30%;

[Figura 5] la figura 5 ilustra esquemáticamente la variación de una razón cíclica de la señal de control periódica de la figura 4;

[Figura 6] la figura 6 ilustra esquemáticamente la variación de potencia restituida en un recipiente en función de la variación de la razón cíclica de la señal de control periódica a una frecuencia dada;

[Figura 7] la figura 7 ilustra esquemáticamente la variación de potencia restituida en un recipiente en función de la frecuencia de la señal de control periódica; y

[Figura 8] la figura 8 ilustra esquemáticamente la variación continua de la potencia restituida en un recipiente que cubre un inductor controlado según el procedimiento de control de potencia según una realización de la invención.

En primer lugar va a describirse, con referencia a la figura 1A, un aparato de cocción según una realización de la invención.

En este ejemplo, el aparato de cocción eléctrico es una encimera de cocción de inducción 10 que comprende cuatro focos de cocción F1, F2, F3, F4.

Cada foco de cocción F1, F2, F3, F4 comprende un inductor formado por una o varias bobinas en las que circula una corriente eléctrica.

La encimera de cocción 10 se alimenta eléctricamente por una alimentación de red eléctrica 11, por ejemplo con 230 V y 32 amperios.

Una tarjeta de control y mando de potencia 12 está adaptada para soportar el conjunto de los medios electrónicos e informáticos necesarios para el control de la encimera de cocción 10.

En la práctica, están previstas conexiones eléctricas 13 entre la tarjeta de control y mando 12 y cada inductor de los focos de cocción F1, F2, F3, F4.

Cada inductor de los focos de cocción F1, F2, F3, F4 se alimenta con corriente alterna, a través de las conexiones eléctricas 13, por un dispositivo inversor de alimentación previsto sobre la tarjeta de control y mando 12.

De manera clásica, los inductores y la tarjeta de control y mando 12 están colocados bajo una superficie plana de cocción, formada generalmente a partir de una placa de vitrocerámica.

Los focos de cocción F1, F2, F3, F4 pueden identificarse mediante una serigrafía en la placa de vitrocerámica a nivel de los inductores colocados bajo la superficie de cocción.

Finalmente, la encimera de cocción de inducción 10 comprende medios de control y de interfaz 14 con el usuario, que permiten concretamente al usuario controlar la potencia y la duración del funcionamiento de cada foco de cocción F1, F2, F3, F4.

No es necesario describir con más detalle en este caso la estructura de una encimera de cocción de este tipo y el montaje de los inductores.

Evidentemente, este ejemplo de aparato de cocción no es limitativo. En particular, el procedimiento de control de potencia que va a describirse a continuación puede aplicarse a cualquier tipo de aparato de cocción de inducción, y a cualquier configuración de encimera de cocción de inducción, independientemente del número de focos, el número de inductores, el número de bobinas por foco y la disposición de los focos de cocción.

En particular, el procedimiento de control de potencia descrito a continuación es particularmente ventajoso para una encimera de cocción denominada matricial.

En la figura 1B se ilustra un ejemplo de realización de una encimera de cocción de este tipo.

La encimera de cocción 15 comprende un plano de cocción 16 destinado a recibir recipientes sobre la encimera de cocción 15.

Esta encimera de cocción 15 comprende medios de calentamiento constituidos por inductores 17 distribuidos en el plano de cocción 16.

Estos inductores 17 están distribuidos según una trama bidimensional bajo el plano de cocción 16 de la encimera de cocción 15.

Están dispuestos unos al lado de otros de manera que se cubre el conjunto de la superficie del plano de cocción 16.

En este ejemplo, los inductores 17 están dispuestos al tresbolillo.

En otras realizaciones, los inductores pueden estar dispuestos según una distribución en filas y columnas, es decir, según una disposición en matriz.

Cuando se coloca un recipiente sobre el plano de cocción 16, se forma una zona de calentamiento Z a partir de la detección de los inductores 17 cubiertos por el recipiente.

De este modo, cada inductor 17 de la encimera de cocción 15 puede controlarse independientemente y ponerse en funcionamiento únicamente cuando un recipiente cubre al menos una parte de este inductor.

La encimera de cocción 15 comprende de manera conocida, como en el ejemplo de realización de la figura 1A, a la vez una tarjeta de control y mando de potencia adaptada para soportar el conjunto de los medios electrónicos e informáticos necesarios para el control de la encimera de cocción 15, y de los medios de control y de interfaz con el usuario, que permiten concretamente al usuario controlar la potencia y la duración del funcionamiento de cada zona de cocción Z.

No es necesario describir en este caso con más detalle la estructura de una encimera de cocción de este tipo y el montaje de los inductores.

A continuación va a describirse, con referencia a la figura 2, un ejemplo de realización de un dispositivo inversor de alimentación 20, estando cada inductor de los focos de cocción F1, F2, F3, F4 de la encimera de cocción 10 ilustrada en la figura 1A o de las zonas de calentamiento Z de la encimera de cocción 15 ilustrada en la figura 1B alimentado con corriente eléctrica por un dispositivo inversor de alimentación 20 idéntico.

En esta realización, el dispositivo inversor de alimentación 20 comprende dos elementos de potencia y, por ejemplo, dos transistores controlados por tensión del tipo IGBT (acrónimo del término en inglés “Insulated Gate Bipolar Transistor’).

En este ejemplo de realización, los dos interruptores de potencia T1, T2 del tipo IGBT están montados en semipuente.

Evidentemente, la invención no se limita a esta topología en semipuente sino que también puede aplicarse a una topología en puente completo de cuatro interruptores de potencia.

En el ejemplo ilustrado en la figura 2, un inductor L representa esquemáticamente la zona de cocción por inducción y puede corresponder a uno o varios bobinados de inductor montados en serie, constituyendo de este modo un foco de cocción F1, F2, F3, F4 de la encimera de cocción 10 ilustrada en la figura 1A o a uno de los inductores 17 de la zona de calentamiento Z de la encimera de cocción 15 ilustrada en la figura 1B.

Los dos interruptores de potencia T1, T2 montados en semipuente se accionan para generar una corriente eléctrica alterna en el inductor L, denominada a continuación corriente de inductor I.

El dispositivo inversor de alimentación 20 con montaje en semipuente de los dos interruptores de potencia T1, T2 es clásico y se presenta resumidamente a continuación.

Cada interruptor de potencia T1, T2 está montado en paralelo entre su colector C y su emisor E en un diodo de rueda libre D1, D2 y un condensador de ayuda a la conmutación C1, C2.

Condensadores de resonancia, C3, C4 están montados para constituir un circuito resonante con el inductor L al que está asociada una resistencia R que representa la resistencia de un recipiente colocado sobre un foco de cocción, por encima del inductor L.

De manera conocida, el accionamiento de los dos interruptores de potencia T1, T2 mediante una señal de control a una frecuencia dada F permite posicionar de manera alterna los dos interruptores de potencia T1, T2 en un estado conductor y en un estado bloqueado, y generar de ese modo una corriente alterna que circula en el inductor L.

De este modo se genera una corriente inducida en el recipiente que se calienta por efecto Joule debido a su resistencia R.

El accionamiento de los interruptores de potencia T1, T2 se realiza a partir de medios de control 30 tales como los ilustrados en detalle en la figura 3.

Por tanto, se generan señales de control Con1, Con2, respectivamente dirigidas a los interruptores de potencia T1, T2, por los medios de control 30.

Los medios de control 30 comprenden en esta realización un controlador 31 (también denominado en terminología anglosajona “Drívef), a su vez controlado por un microprocesador 32.

El microprocesador 32 controla el controlador 31 mediante una señal de control periódica que tiene una frecuencia F.

La señal de control periódica es una señal alterna entre un estado alto y un estado bajo.

En esta realización, la señal de control periódica es una señal cuadrada de frecuencia F tal como se ilustra en las figuras 4A y 4B.

Por tanto, en las figuras 4A y 4B se ilustra, a lo largo del tiempo t, el funcionamiento alterno de los interruptores de potencia T1, T2 colocados respectivamente en un estado conductor ON y un estado bloqueado OFF en función de la señal de control periódica a una frecuencia F dada.

Por tanto, cuando la señal de control Con1 del primer interruptor de potencia T1 dirige un estado conductor ON al primer interruptor de potencia T1, la señal de control Con2 del segundo interruptor de potencia T2 dirige un estado bloqueado OFF al segundo interruptor de potencia T2, y viceversa.

Cuando la señal de control periódica de frecuencia F bascula de un estado alto a un estado bajo, las señales de control Con1, Con2 se alternan con el fin de hacer bascular cada interruptor de potencia de un estado conductor ON a un estado bloqueado OFF, y viceversa.

Por tanto, el dispositivo inversor de alimentación 20 se controla mediante una señal de control periódica de frecuencia dada F.

En las figuras 4A y 4B se ha ilustrado a modo de ejemplo una señal de control periódica de misma frecuencia F pero de razón cíclica A diferente: en la figura 4A, la razón cíclica A es igual al 50%, estando los dos interruptores de potencia T1, T2 alimentados de manera simétrica con corriente eléctrica.

En cambio, en la figura 4B, la razón cíclica A es igual al 30%, manteniéndose en esta realización el segundo interruptor de potencia T2 en un estado conductor ON durante el 70% del periodo de la señal de control periódica de frecuencia F y manteniéndose el primer interruptor de potencia T1 en un estado conductor ON durante el 30% del periodo de la señal de control periódica de frecuencia F.

En función de la corriente alterna así generada en el inductor L, se proporciona una potencia de calentamiento al recipiente.

Tal como se ilustra en las figuras 5 y 6, es posible hacer variar la potencia P suministrada al recipiente modificando la razón cíclica de la señal de control periódica de frecuencia dada Fx.

La variación de la razón cíclica A de la señal de control periódica de frecuencia dada Fx se ilustra en la figura 5, entre una razón cíclica mínima Amín y una razón cíclica máxima Amáx.

A modo de ejemplo no limitativo, la razón cíclica mínima Amín está comprendida entre el 15 y el 25% y la razón cíclica máxima Amáx está comprendida entre el 75 y el 85%.

Para una frecuencia dada Fx, la potencia P proporcionada al recipiente cuando la razón cíclica es diferente del 50% es inferior a la potencia Px, obtenida para una razón cíclica igual al 50%.

Ahora va a describirse el procedimiento de control de potencia puesto en práctica en los medios de control 30 del dispositivo inversor de alimentación 20.

El procedimiento de control de potencia comprende en primer lugar una etapa de elección de una frecuencia Fx para la señal de control periódica de un conjunto S de N valores de frecuencias predefinidas, siendo N igual o superior a dos.

De manera no limitativa, los valores de frecuencias predefinidas del conjunto S están comprendidos entre 20 y 150 kHz.

En la figura 7 se ha ilustrado un ejemplo de un conjunto S de este tipo de frecuencias predefinidas, Fi, perteneciendo i a {1, 2,...,6}.

Los valores de las frecuencias predefinidas Fi se seleccionan y memorizan en una memoria asociada al microprocesador 32 de manera que no se generan perturbaciones electromagnéticas en la red general de alimentación eléctrica del aparato de cocción de inducción.

A cada frecuencia Fi le corresponde una potencia de calentamiento Pi inducida en un recipiente dado.

De manera conocida, cuanto más alto es el valor de la frecuencia Fi, más baja es la potencia de calentamiento Pi inducida en el recipiente, y viceversa.

En este ejemplo, el número N de frecuencias predefinidas Fi es igual a 6.

Evidentemente, este número N de frecuencias predefinidas puede variar y está normalmente comprendido entre 2 y 10, y preferiblemente entre 4 y 8.

Se determina de manera que se cubre un intervalo de potencias inducidas Pi suficiente para cubrir las potencias de consigna que pueden elegirse por el usuario del aparato de cocción de inducción.

La separación AF entre los valores de frecuencias predefinidas Fi del conjunto S es en este caso superior o igual a 17 kHz.

La separación AF entre dos valores de frecuencias adyacentes Fi, Fi+1, ilustrada en la figura 7 mediante los intervalos AF12, AF23, AF34, AF45, AF56, puede ser idéntica o diferente.

Por tanto, el conjunto S comprende una serie ordenada creciente de N valores de frecuencias predefinidas Fi. A cualquier par de frecuencias predefinidas adyacentes Fi, Fi+1 de este conjunto S le corresponde un par de valores de potencia inducida Pi, Pi+1 en el recipiente cuando el dispositivo inversor de alimentación 20 se controla mediante una señal de control periódica a una de estas dos frecuencias predefinidas Fi, Fi+1 y una razón cíclica A del 50%

Las frecuencias predefinidas Fi se seleccionan además de manera que, para cualquier par de frecuencias predefinidas adyacentes Fi, Fi+1, es posible barrer el conjunto de los valores de potencia inducida comprendidos entre los valores de potencia inducida Pi y Pi+1, y esto haciendo variar únicamente la razón cíclica A de la señal de control periódica a una de las dos frecuencias Fi, Fi+1.

Por tanto, el procedimiento de control de potencia comprende una etapa de ajuste de una razón cíclica A de la señal de control periódica a la frecuencia elegida Fx para obtener una potencia inducida en el recipiente.

En la figura 8 se ha ilustrado la posibilidad de barrer el conjunto de las potencias comprendidas entre P1 y P6 en este ejemplo de realización.

Para ello, para cada par de frecuencias predefinidas adyacentes Fi, Fi+1, la potencia inducida Pi+1 en el recipiente cuando el dispositivo inversor de alimentación 20 se controla mediante una señal de control periódica a la frecuencia más alta Fi+1 del par de frecuencias y una razón cíclica del 50% es superior a la potencia inducida Pi en el recipiente cuando el dispositivo inversor de alimentación 20 se controla mediante una señal de control periódica a la frecuencia más baja Fi del par de frecuencias y una razón cíclica igual a una razón cíclica mínima Amín.

En efecto, se observará que las potencias:

P6 (F6 ; 50%) > P5 mín (F5 ; Amín)

P5 (F5 ; 50%) > P4 mín (F4 ; Amín)

P4 (F4 ; 50%) > P3 mín (F3 ; Amín)

P3 (F3 ; 50%) > P2 mín (F2 ; Amín)

P2 (F2 ; 50%) > P1 mín (F1 ; Amín)

En esta realización, durante la etapa de ajuste, la razón cíclica A se elige en un intervalo comprendido entre una razón cíclica mínima Amín y la razón cíclica de potencia máxima igual al 50%.

Por tanto, es posible obtener una potencia inducida en el recipiente ajustando la razón cíclica A.

La variación de la potencia y la obtención de una potencia de consigna también pueden realizarse usando una razón cíclica máxima diferente de la razón cíclica de potencia máxima igual al 50%. No obstante, tal como se indicó anteriormente haciendo referencia a la figura 6, la potencia de calentamiento restituida en el recipiente a una frecuencia dada es máxima para una razón cíclica A igual al 50% y disminuye cuando la razón cíclica A disminuye o aumenta.

Por tanto, resulta ventajoso hacer variar la potencia de calentamiento en el recipiente ajustando la razón cíclica A alrededor del valor del 50%.

Evidentemente, puede ponerse en práctica una etapa de ajuste análoga eligiendo la razón cíclica A en un intervalo comprendido entre la razón cíclica de potencia máxima igual al 50% y una razón cíclica máxima Amáx. Por tanto, con este procedimiento de control de potencia, es posible, eligiendo de manera sensata un conjunto S de frecuencias predefinidas Fi y ajustando únicamente la razón cíclica A de funcionamiento del dispositivo inversor de alimentación 20, hacer variar la potencia del valor P6 a P1 sin discontinuidad.

Cuando se alcanza el límite de potencia de calentamiento que puede restituirse en el recipiente para una frecuencia dada de la señal de control periódica, el procedimiento de control de potencia elige otra frecuencia del conjunto S y ajusta la razón cíclica A para obtener la potencia de consigna demandada para el recipiente.

Por otro lado, cuando los inductores del aparato de cocción de inducción se alimentan simultáneamente con corriente alterna, cada uno por un dispositivo inversor de alimentación 20 controlado mediante una señal de control periódica, la frecuencia para la señal de control periódica de cada dispositivo inversor de alimentación 20 se elige del mismo conjunto S de N valores de frecuencias predefinidas Fi.

Por tanto, cada dispositivo inversor de alimentación es independiente y puede funcionar simultáneamente sin generar perturbaciones electromagnéticas cuando las frecuencias predefinidas Fi se han elegido de manera que no se generan perturbaciones electromagnéticas.

Por tanto, la separación AF entre dos valores de un par de frecuencias predefinidas adyacentes Fi, Fi+1 del conjunto S es inferior a una frecuencia umbral mínima Fmín o superior a una frecuencia umbral máxima Fmáx, correspondiendo las frecuencias comprendidas entre la frecuencia umbral mínima Fmín y la frecuencia umbral máxima Fmáx a frecuencias audibles por el oído humano.

En la práctica, la frecuencia umbral mínima Fmín es igual a 2 kHz y la frecuencia umbral máxima Fmáx es igual a 14 kHz.

Por tanto, el conjunto S de frecuencias predefinidas Fi se elige con el fin de evitar la aparición de ruidos audibles y de silbidos cuando se controlan simultáneamente inductores del aparato de cocción de inducción 10 respectivamente por un dispositivo inversor de alimentación 20.

En la realización descrita anteriormente, en la que la separación AF es igual a 17 kHz, se evitan ruidos parásitos producidos cuando dos inductores funcionan simultáneamente cuando las frecuencias de las señales de control periódicas se eligen del conjunto S de frecuencias predefinidas Fi.

Por tanto, el procedimiento de control de potencia de la invención permite obtener un control simplificado de potencia de uno o varios inductores evitando cualquier perturbación electromagnética y/o cualquier ruido parásito entre recipientes cuando se pone en práctica a partir de un número limitado N de frecuencias predefinidas, y haciendo variar únicamente la razón cíclica A de la o las señales de control periódicas.

En particular, está bien adaptado para controlar simultáneamente inductores de una zona de calentamiento en una encimera de cocción denominada matricial, sin foco de cocción predefinido en el plano de cocción.

Claims (8)

1. REIVINDICACIONES

   i. Procedimiento de control de potencia de al menos un inductor (L) cubierto por un recipiente y alimentado con corriente alterna por un dispositivo inversor de alimentación (20) controlado mediante una señal de control periódica, que comprende las siguientes etapas:

   - elección de una frecuencia (Fx) para la señal de control periódica de un conjunto (S) que comprende una serie ordenada creciente de N valores de frecuencias predefinidas (Fi), siendo N igual o superior a dos;

   - ajuste de una razón cíclica (A) de la señal de control periódica a la frecuencia elegida (Fx) para obtener una potencia inducida (Px) en el recipiente, en el que la razón cíclica (A) se elige en un intervalo comprendido entre una razón cíclica mínima (Amín) y una razón cíclica de potencia máxima o en un intervalo comprendido entre la razón cíclica de potencia máxima y una razón cíclica máxima (Amáx), siendo la razón cíclica de potencia máxima igual al 50%; caracterizado porque a cualquier par de frecuencias predefinidas adyacentes (Fi, Fi+1) de dicho conjunto (S) le corresponde un par de valores de potencia inducida (Pi, Pi+1) en el recipiente cuando el dispositivo inversor de alimentación (20) se controla mediante una señal de control periódica a una de dichas frecuencias predefinidas (Fi, Fi+1) de dicho par y una razón cíclica del 50%, siendo la potencia inducida (Pi+1) en el recipiente cuando el dispositivo inversor de alimentación (20) se controla mediante una señal de control periódica a la frecuencia más alta (Fi+1) de dicho par de frecuencias y una razón cíclica (A) del 50% superior a la potencia inducida (Pi) en el recipiente cuando el dispositivo inversor de alimentación (20) se controla mediante una señal de control periódica a la frecuencia más baja (Fi) de dicho par de frecuencias y una razón cíclica igual a la razón cíclica mínima (Amín) o a la razón cíclica máxima (Amáx).
2. 2. Procedimiento de control de potencia según la reivindicación 1, caracterizado porque los valores de frecuencias predefinidas (Fi) de dicho conjunto (S) están comprendidos entre 20 y 150 kHz.
3. 3. Procedimiento de control de potencia según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el número N de valores de frecuencias predefinidas (Fi) está comprendido entre 2 y 10, y preferiblemente entre 4 y 8, y preferentemente es igual a 6.
4. 4. Procedimiento de control de potencia según una de las reivindicaciones anteriores, estando al menos dos inductores (L) alimentados con corriente alterna respectivamente por un dispositivo inversor de alimentación (20) controlado mediante una señal de control periódica, caracterizado porque la frecuencia (Fx) para la señal de control periódica de cada dispositivo inversor de alimentación (20) se elige de un mismo conjunto (S) de N valores de frecuencias predefinidas (Fi).
5. 5. Procedimiento de control de potencia según la reivindicación 4, caracterizado porque dicho mismo conjunto (S) comprende una serie ordenada creciente de N valores de frecuencias predefinidas (Fi), siendo la separación (AF) entre dos valores de un par de frecuencias predefinidas adyacentes (Fi, Fi+1) de dicho mismo conjunto (S) inferior a una frecuencia umbral mínima (Fmín) o superior a una frecuencia umbral máxima (Fmáx), correspondiendo las frecuencias comprendidas entre dicha frecuencia umbral mínima (Fmín) y dicha frecuencia umbral máxima (Fmáx) a frecuencias audibles por el oído humano.
6. 6. Procedimiento de control de potencia según la reivindicación 5, caracterizado porque la frecuencia umbral mínima (Fmín) es igual a 2 kHz y la frecuencia umbral máxima (Fmáx) es igual a 14 kHz.
7. 7. Aparato de cocción de inducción que comprende al menos un inductor (L) alimentado con corriente alterna por un dispositivo inversor de alimentación (20) controlado mediante una señal de control periódica, caracterizado porque comprende medios de control (30) del dispositivo inversor de alimentación (20) adaptados para poner en práctica el procedimiento de control de potencia según una de las reivindicaciones anteriores.
8. 8. Aparato de cocción de inducción según la reivindicación 7, caracterizado porque el dispositivo inversor de alimentación (20) comprende dos interruptores de potencia (T1, T2) del tipo IGBT montados en semipuente.