ES2951878T3

ES2951878T3 - Aparato doméstico

Info

Publication number: ES2951878T3
Application number: ES18822141T
Authority: ES
Inventors: Gil Sergio Llorente; Lasheras Eduardo Moya; Laboreo Edgar Jorge Ramirez; Blazquiz Carlos Sagües
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2018-11-21
Publication date: 2023-10-25
Anticipated expiration: 2038-11-21
Also published as: EP3718125A1; EP3718125B1; WO2019106488A1; ES2714649A1

Abstract

La invención se basa en un aparato electrodoméstico (10), en particular un aparato de cocina, que comprende al menos una unidad de conmutación electromecánica (12) que presenta al menos una bobina de control (14) y al menos una unidad de evaluación (16).) que está destinado a determinar al menos un estado de conmutación de la unidad de conmutación electromecánica (12). Para proporcionar un dispositivo electrodoméstico (10) con propiedades mejoradas con respecto a la eficiencia de conmutación, la invención propone que la unidad de evaluación (16) esté destinada a determinar el estado de conmutación mediante al menos un parámetro de inductancia (18) del bobina de control (14). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato doméstico

La presente invención se refiere a un aparato doméstico según el preámbulo de la reivindicación 1 y a un procedimiento con un aparato doméstico según el preámbulo de la reivindicación 11.

Por el estado de la técnica, se conocen los aparatos de cocción por inducción que presentan unidades de conexión electromecánicas, las cuales están realizadas como relés y dispuestas entre inversores e inductores que han de accionarse. Los periodos de conmutación de las unidades de conexión electromecánicas son a menudo difícilmente controlables, ya que pueden verse influenciados por numerosas perturbaciones, por ejemplo, una temperatura ambiente y/o un tiempo de funcionamiento de la unidad de conexión. A este respecto, no se pueden efectuar predicciones fiables acerca del estado de conexión, de modo que los tiempos de conmutación se extienden y la eficiencia de conmutación se reduce.

El documento EP 0711 099 A2 divulga un aparato doméstico según el preámbulo de la reivindicación 1.

El objetivo de la presente invención consiste en particular en proporcionar un aparato doméstico genérico con mejores propiedades en cuanto a su eficiencia de conmutación. Según la invención, este objetivo se consigue mediante las características de las reivindicaciones 1 y 11, mientras que de las reivindicaciones dependientes se pueden extraer realizaciones y perfeccionamientos ventajosos de la invención.

La invención se refiere a un aparato doméstico, en particular un dispositivo de aparato de cocción y, de manera ventajosa, un dispositivo de campo de cocción, con al menos una unidad de conexión electromecánica que presenta al menos una bobina de control, y con al menos una unidad de evaluación que está prevista para determinar al menos un estado de conexión de la unidad de conexión electromecánica.

Se propone que la unidad de evaluación esté prevista para determinar el estado de conexión mediante al menos un parámetro de la inductancia de la bobina de control.

Mediante la forma de realización según la invención, se puede en particular determinar una determinación ventajosa del estado de conexión de una unidad de conexión, pudiendo evitarse concretamente una medición de parámetros del circuito de trabajo. Además, se puede conseguir que los tiempos de conmutación de componentes eléctricos, por ejemplo, de un inversor, y/o de circuitos de conexión, en concreto para encender y/o apagar un campo de cocción, en particular un campo de cocción por inducción, se reduzcan ventajosamente. De este modo, se puede conseguir una comodidad de uso aumentada. Además, es posible aumentar el tiempo de funcionamiento de los componentes eléctricos y/o electrónicos. De manera ventajosa, se pueden reducir los costes por la menor inversión en mantenimiento gracias a una vida útil más extensa concretamente de los componentes electrónicos, y por un consumo energético reducido gracias a los tiempos de conmutación más breves.

Por «dispositivo de aparato doméstico», en particular por «dispositivo de aparato de cocción», de manera ventajosa por «dispositivo de campo de cocción» y, de manera particularmente ventajosa, por «dispositivo de campo de cocción por inducción» ha de entenderse en particular al menos una parte, en concreto un subgrupo constructivo, de un aparato doméstico, en particular de un aparato de cocción, de manera ventajosa de un campo de cocción y, de manera particularmente ventajosa, de un campo de cocción por inducción, donde también pueden estar comprendidas en concreto adicionalmente unidades accesorias para el aparato doméstico como, por ejemplo, una unidad sensora concretamente para la medición externa de una temperatura de una batería de cocción y/o de un producto de cocción. El dispositivo de aparato doméstico también puede comprender en concreto el aparato doméstico entero, en particular el aparato de cocción entero, de manera preferida el campo de cocción entero y, de manera particularmente preferida, el campo de cocción por inducción entero. Como alternativa, el aparato doméstico puede estar realizado como aparato refrigerador doméstico, como máquina lavavajillas, como aparato para el tratamiento de ropa, en particular una máquina lavadora y/o una secadora de ropa, y/o como otro aparato que le resulte apropiado a un experto en la materia.

Por «unidad de conexión electromecánica» ha de entenderse en particular una unidad de conexión que presente al menos un elemento de conexión y la cual presente al menos un componente mecánico, que sea influenciado, en concreto movido, mediante una señal eléctrica, una corriente eléctrica, una tensión eléctrica u otra variable de origen electromagnético, y establezca y/o separe una conexión conductora eléctricamente en concreto entre dos contactos del elemento de conexión. Por «elemento de conexión» ha de entenderse en particular un elemento que esté previsto para establecer y/o separar una conexión conductora eléctricamente entre dos contactos del elemento de conexión. De manera preferida, el elemento de conexión presenta al menos un contacto de control a través del cual puede ser conmutado. El elemento de conexión está realizado en particular como elemento de conexión semiconductor, en concreto como transistor, de manera ventajosa como transistor bipolar con preferiblemente electrodo de puerta aislada (IGBT). De manera alternativa, el elemento de conexión está realizado como elemento de conexión mecánico y/o electromecánico, en particular como relé.

Por «bobina de control» aquí ha de entenderse en particular una bobina que sea parte de un circuito de corriente eléctrica de control y a través de la que pueda fluir una corriente eléctrica. La bobina de control es concretamente parte de una unidad de conexión electromecánica. En concreto, al activarse la bobina de control aplicándosele una tensión eléctrica, se genera en ella un campo magnético que atrae concretamente a un actuador, el cual está realizado preferiblemente como varilla ferromagnética. Mediante el movimiento del actuador, se puede abrir o cerrar un elemento de conexión que puede ser parte de un circuito de corriente de trabajo. En concreto, tras retirarse la tensión eléctrica aplicada, el actuador y, con él, también el elemento de conexión, regresan a su posición inicial. La bobina de control es activable en concreto mediante un circuito de corriente eléctrica de control. En particular, la bobina de control puede influenciar y, en concreto, desconectar, conectar y/o conmutar el circuito de corriente de trabajo separado eléctricamente, en concreto separado galvánicamente, del circuito de corriente de control, en particular el elemento de conexión perteneciente al circuito de corriente de trabajo. En concreto, cerrándose el elemento de conexión, se puede suministrar una potencia eléctrica a un consumidor eléctrico del circuito de corriente de trabajo. En este contexto, por «circuito de corriente de control» ha de entenderse en particular un circuito de corriente eléctrica para el suministro a una unidad de conexión electromecánica, en concreto a la bobina de control, de una energía eléctrica y para dirigir, en concreto conectar, corrientes eléctricas en un circuito de corriente de trabajo separado eléctricamente, en concreto galvánicamente, del circuito de corriente de control. Por «circuitos de corriente separados galvánicamente» ha de entenderse en particular que los potenciales eléctricos respectivos de los circuitos de corriente estén separados entre sí y que los circuitos de corriente estén exentos de potenciales entre sí, donde pueda tener lugar una influencia mutua entre los circuitos de corriente, por ejemplo, a través de un intercambio de señales entre los circuitos de corriente, donde se pueda en particular transmitir una energía o una señal entre los circuitos de corriente. Por «circuito de corriente de trabajo» aquí ha de entenderse en particular un circuito de corriente que esté separado eléctricamente y, en concreto, galvánicamente, del circuito de corriente de control, que presente en particular una unidad de conexión, y que de manera preferida esté previsto para suministrar energía eléctrica a un consumidor eléctrico o una carga útil.

Por «unidad de evaluación» ha de entenderse en particular una unidad que esté prevista para recibir al menos una señal de entrada, procesar la señal de entrada, y generar una señal de salida que sea apropiada para una transmisión de información, para un control y/o una regulación. De manera ventajosa, la unidad de evaluación presenta al menos una unidad procesadora, una unidad de almacenamiento, un medio de entrada y salida, otros componentes eléctricos y/o electrónicos, un programa operativo, rutinas reguladoras, algoritmos, rutinas de control y/o rutinas de cálculo. Los componentes de la unidad de evaluación están dispuestos preferiblemente sobre una pletina común y/o están dispuestos ventajosamente en una carcasa común. La unidad de evaluación puede en particular grabar la señal de entrada, ejecutar operaciones aritméticas con la señal de entrada, proporcionarle a un algoritmo la señal de entrada como parámetro y, a continuación, generar una señal de salida, así como determinar y/o establecer relaciones funcionales entre variables de entrada. De manera preferida, la unidad de evaluación está configurada programable, de modo que a la unidad de evaluación se le pueden proporcionar en particular más algoritmos. La unidad de evaluación puede comprender en particular una unidad de control. Por «unidad de control» ha de entenderse en particular una unidad electrónica que preferiblemente esté integrada al menos parcialmente en una unidad de evaluación de un dispositivo de aparato doméstico y la cual esté prevista preferiblemente para dirigir y/o regular al menos una unidad de conexión. De manera preferida, la unidad de control comprende una unidad de cálculo y, en concreto adicionalmente a la unidad de cálculo, una unidad de almacenamiento con un programa de control y/o de regulación almacenado en ella, el cual está previsto para ser ejecutado por la unidad de cálculo.

Por «estado de conexión» de una unidad de conexión ha de entenderse en particular un estado en el que la unidad de conexión esté abierta o cerrada. En el estado cerrado de la unidad de conexión, puede ser posible en concreto un flujo de corriente eléctrica en un circuito de corriente eléctrica y, en concreto en el estado abierto, se puede producir una interrupción del flujo de corriente eléctrica en el circuito de corriente eléctrica.

Por «parámetro de la inductancia» aquí ha de entenderse en particular una inductancia de la bobina, en concreto de la bobina de control, y/o en particular un flujo magnético concatenado.

Por «previsto/a» ha de entenderse en particular programado/a, concebido/a y/o provisto/a de manera específica. Por el hecho de que un objeto esté previsto para una función determinada ha de entenderse en particular que el objeto satisfaga y/o realice esta función determinada en al menos un estado de aplicación y/o de funcionamiento.

Asimismo, se propone que el dispositivo de aparato doméstico presente al menos una unidad sensora que esté prevista para una medición de una corriente de bobina a través de y/o en la bobina de control. Por «unidad sensora» ha de entenderse en este contexto en particular una unidad que esté prevista para captar al menos un parámetro y/o una propiedad física mediante un elemento sensor, donde la captación pueda tener lugar activamente, como en concreto mediante la generación y la emisión de una señal de medición eléctrica, y/o pasivamente, como en concreto mediante una detección de modificaciones de las propiedades de un componente sensor. Son concebibles diferentes unidades sensoras que le resulten apropiadas al experto en la materia. Por «elemento sensor» ha de entenderse en particular un elemento que esté previsto para detectar al menos un parámetro de sensor y emitir una magnitud que caracterice al parámetro de sensor, donde en el parámetro de sensor se trate ventajosamente de una magnitud física, en concreto correlacionada con una corriente eléctrica. De este modo, la corriente de bobina que fluye a través de la bobina puede ser detectada y transmitida a otra unidad concretamente para un procesamiento posterior. La unidad sensora puede estar en concreto realizada al menos parcialmente en una pieza con la unidad de evaluación. Por el hecho de que dos unidades estén realizadas «al menos parcialmente en una pieza» ha de entenderse en particular que las unidades presenten al menos un, concretamente al menos dos, de manera ventajosa al menos tres elementos comunes, que sean parte constituyente, en concreto parte constituyente importante funcionalmente, de ambas unidades.

En otra forma de realización, se propone que la unidad sensora presente al menos un resistor de medición, en concreto un resistor shunt. Una caída de la tensión proporcional a la corriente de bobina, que se produce en el resistor de medición, en concreto en el resistor shunt, es detectable y está prevista para ser proporcionada como magnitud de sensor para su posterior procesamiento. El resistor de medición está previsto en particular para una medición de una corriente continua. De manera preferida, el resistor de medición está realizado como resistor de bajo ohmiaje y presenta en particular una resistencia óhmica de 10 ohmios como máximo, de manera preferida de 0,1 ohmios como máximo y, de manera particularmente ventajosa, de 10 miliohmios como máximo. Un valor de la resistencia del resistor de medición podría encontrarse en un rango inferior a un miliohmio. De manera alternativa a una realización del resistor de medición como resistor shunt, el resistor de medición podría presentar otro resistor y/o sensor apropiado para una medición de la corriente, por ejemplo, un sensor de efecto Hall o un sensor de campo magnético. De este modo, se puede proporcionar una posibilidad ventajosamente sencilla y económica para una medición de la corriente de bobina.

Asimismo, se propone que el dispositivo de aparato doméstico presente al menos un circuito de corriente de control para la activación de la bobina de control, en el cual esté dispuesto el resistor de medición. El circuito de corriente de control es en concreto accionable con una corriente continua ventajosamente en un rango de tensión bajo. Así, se puede reducir en particular el consumo de energía. El circuito de corriente de control está previsto en particular para suministrar energía eléctrica a la bobina de control e influenciar de este modo en particular el estado de conexión de la unidad de conexión electromagnética. De esta forma, se podría cerrar, por ejemplo, un circuito de corriente externo, concretamente el circuito de corriente de trabajo, que suministre la energía eléctrica a un campo de cocción por inducción. A través de la disposición del resistor de medición en el circuito de control, se puede realizar en particular una determinación precisa de la resistencia de medición. Además, gracias a la disposición del resistor de medición en el circuito de control, se puede conseguir una reducción de costes y un consumo energético reducido.

Además, se propone que la unidad de evaluación esté prevista para determinar el parámetro de la inductancia a partir de una señal proporcionada por la unidad sensora. La señal puede en concreto estar correlacionada con la corriente de bobina y/o con una derivada de la corriente de bobina tras el tiempo y/o con otra variable relacionada con la inductancia de la bobina. Una inductancia de la bobina puede en concreto medirse indirectamente. Para la determinación del parámetro de la inductancia, la unidad de evaluación puede utilizar en particular un enfoque del filtro de Kalman o, de manera alternativa, un enfoque reset observer, donde se valore un estado de un sistema mediante datos de medición. A este respecto, una valoración de parámetros de un sistema dinámico se realiza con una repetición de una medición, donde los parámetros no son medibles directamente, aunque pueden ser descritos mediante ecuaciones matemáticas, por ejemplo, mediante ecuaciones de movimiento y/o relaciones físicas formuladas matemáticamente como modelo matemático. De este modo, el estado de conexión de la unidad de conexión electromecánica puede determinarse de manera sencilla, económica y concretamente indirecta, sin la utilización de sensores de medición adicionales.

En otra forma de realización, se propone que la unidad de evaluación esté prevista para determinar el parámetro de la inductancia a partir de la corriente de bobina con tensión de bobina aplicada a la bobina de control, constante al menos temporalmente. Por «tensión de bobina constante» aquí ha de entenderse en particular una tensión continua media constante. La tensión de bobina aplicada a la bobina de control puede ser en concreto una tensión continua rectangular de duración del impulso modulada, donde la tensión continua media constante U_ se puede determinar como U_=U0*(t/T), donde U0 es la tensión continua rectangular de duración del impulso modulada en una fase de conexión, t es la duración del impulso de la tensión continua rectangular de duración del impulso modulada, T es la duración de periodo de la tensión continua rectangular de duración del impulso modulada, y t/T es la relación de impulsos. De este modo, se puede utilizar en particular una fuente de tensión continua que proporcione un suministro de tensión continua constante, en concreto un suministro de tensión continua de bajo voltaje y, por lo tanto, que sea fácil de poner en práctica y económico. En concreto, es posible utilizar componentes estandarizados para la construcción del circuito de corriente de control. Así, es posible reducir los costes de producción. Además, es posible en particular una inductancia de la bobina de control gracias a una medición de la corriente de bobina de fácil puesta en práctica.

Una determinación del parámetro de la inductancia podría efectuarse mediante al menos una tabla de valores comparativos almacenada en la unidad de almacenamiento de la unidad de evaluación, la cual comprenda en particular valores de la corriente de bobina y valores del parámetro de la inductancia de la bobina de control discretos, donde exista un valor del parámetro de la inductancia correspondiente para cada valor de la corriente de bobina. Un valor correspondiente del parámetro de la inductancia es determinable mediante una comparación de un valor medido de la corriente de bobina con los valores de la tabla de valores comparativos, en concreto mediante una interpolación. A este respecto, la determinación mediante tablas de valores comparativos mencionada anteriormente tiene una necesidad de almacenamiento relativamente elevada y adolece de imprecisiones, por lo que se recurre a otras posibilidades más precisas para la determinación del parámetro de la inductancia.

Se puede conseguir una determinación ventajosa del parámetro de la inductancia si la unidad de evaluación está prevista para determinar el parámetro de la inductancia como función de la corriente de bobina con tensión de bobina aplicada a la bobina de control, constante al menos temporalmente. De este modo, la inductancia de la bobina se puede determinar directamente, requiriéndose valores de la tensión de bobina y de la corriente que fluye a través de la bobina. Para ello, se puede utilizar en particular una relación matemática según la cual una tensión eléctrica aplicada Uq es la suma de una tensión que desciende en el resistor eléctrico interno Rq y una tensión autoinducida: Uq=I*Rq+d(L* I)/dt, donde L es la inductancia de la bobina y el producto L*I es un flujo concatenado Y, donde el flujo concatenado Y para una bobina se denomina como producto de una cantidad de espiras N de la bobina y del flujo magnético que atraviese la bobina O, Y=n*O.

Asimismo, se propone que la unidad de evaluación esté prevista para determinar el estado de conexión a partir del parámetro de la inductancia por medio de al menos un modelo. De este modo, se puede en concreto prescindir de otros sensores para, por ejemplo, determinar directamente un estado de conexión cerrado o abierto de un elemento de conexión. Es concebible una determinación del estado de conexión mediante al menos una tabla de valores comparativos, en concreto determinados empíricamente, almacenados en la unidad de almacenamiento de la unidad de evaluación, la cual comprenda en particular valores del parámetro de la inductancia y valores del estado de conexión discretos, por ejemplo, una posición de un interruptor, donde exista un valor del estado de conexión correspondiente para cada valor del parámetro de la inductancia. Un estado de conexión correspondiente es determinable mediante una comparación de un valor medido del parámetro de la inductancia con los valores de la tabla de valores comparativos, en concreto mediante una interpolación. De manera preferida, para la determinación se utilizan otros métodos por resultados más precisos y una mayor flexibilidad.

Es posible conseguir una flexibilidad particularmente elevada en la determinación del estado de conexión si la unidad de evaluación está prevista para determinar el estado de conexión a partir del parámetro de la inductancia por medio de al menos un modelo teórico. El estado de conexión podría en concreto determinarse con una relación funcional entre el parámetro de la inductancia y el estado de conexión de la unidad de conexión electromecánica, por ejemplo, en forma de L=f(x), conociéndose una función inversa x=f-1, donde L sea la inductancia de la bobina de control y x un estado de conexión, en concreto una posición, por ejemplo, de un interruptor de la unidad de conexión electromecánica. El modelo teórico puede en concreto adaptarse a cualquier unidad de conexión, por lo que así se puede conseguir una mejora y una simplificación de la determinación del estado de conexión. El modelo teórico puede almacenarse en forma de algoritmo, preferiblemente en una unidad de almacenamiento de la unidad de evaluación.

Si el modelo comprende un modelo MEC (circuito magnético equivalente), es posible conseguir en particular ventajas relativas a una menor necesidad de almacenamiento, y a una mayor exactitud y eficiencia al determinarse el estado de conexión. El modelo MEC analítico puede almacenarse en forma de algoritmo preferiblemente en una unidad de almacenamiento de la unidad de evaluación. De manera preferida, el algoritmo se puede ejecutar en tiempo real. Se puede en concreto evaluar una relación física según la Ley de Hopkinson N*I=O*Rm, en la que el producto N*I constituye una fuerza magnetomotriz MMK, la cual puede ser formulada también de manera equivalente a una fuerza electromotriz EMK=I*R como MMK=O*Rm, donde N sea la cantidad de espiras de una bobina de control, I una corriente eléctrica de la bobina de control, O un flujo magnético, y Rm una resistencia magnética. El modelo MEC puede en concreto tener en cuenta otras magnitudes magnéticas de influencia como, por ejemplo, los efectos de histéresis, las corrientes en remolino y/o los efectos de saturación. En concreto, una posición de un interruptor entre dos contactos de la unidad de conexión electromecánica puede determinarse mediante el modelo MEC.

Si el modelo comprende un modelo FEA (análisis de elementos finitos), se pueden conseguir en particular ventajas en cuanto a la rapidez en la determinación del estado de conexión. A modo de ejemplo, mediante el modelo FEA se pueden utilizar ecuaciones de Maxwell y ecuaciones de movimiento para una determinación numérica del estado de conexión. En concreto, se puede efectuar una determinación numérica de un campo electromagnético de la bobina y, en concreto, de la unidad de conexión electromecánica y, por tanto, del estado de conexión. El modelo FEA numérico puede almacenarse en forma de algoritmo preferiblemente en una unidad de almacenamiento de la unidad de evaluación. De manera preferida, el algoritmo puede ejecutarse en tiempo real. En concreto, el modelo FEA requiere previamente cálculos que, a continuación, se almacenan en la unidad de almacenamiento de la unidad de evaluación y quedan disponibles para el modelo FEA al determinarse el estado de conexión de la unidad de conexión electromecánica. En concreto, una posición de un interruptor entre dos contactos de la unidad de conexión electromecánica puede determinarse mediante el modelo FEA.

Se puede conseguir una eficiencia de conmutación ventajosamente elevada mediante un aparato doméstico, en particular un aparato de cocción, que presente un dispositivo de aparato doméstico.

Asimismo, se propone un procedimiento con un aparato doméstico, en particular con un dispositivo de aparato de cocción, de manera preferida con un dispositivo de cocción por inducción, con al menos una unidad de conexión electromecánica que presenta al menos una bobina de control, donde se determina al menos un estado de conexión de la unidad de conexión electromecánica, donde el estado de conexión se determine mediante al menos un parámetro de la inductancia de la bobina de control. De este modo, se puede conseguir en particular una eficiencia de conmutación ventajosamente elevada y en concreto un periodo de conmutación más breve de los consumidores eléctricos, por ejemplo, de zonas de cocción por inducción de un campo de cocción por inducción.

Otras ventajas se extraen de la siguiente descripción del dibujo. En el dibujo está representado un ejemplo 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:

la figura 1 un campo de cocción con un dispositivo de aparato doméstico, en vista superior esquemática, la figura 2 un esquema de conexiones de un circuito de corriente de control y de un circuito de corriente de trabajo con una unidad de conexión electromecánica,

la figura 3 una representación en gráficas de una evolución de la tensión, de una evolución de la corriente resultante en una bobina de control y de una inductancia de la bobina de control, la figura 4 gráfica de una simulación de una evolución de la corriente y de un estado de conexión correlacionado con la evolución de la corriente, y

la figura 5 un diagrama de flujo de un procedimiento con el dispositivo de aparato doméstico para la determinación de un estado de conexión de la unidad de conexión electromecánica.

La figura 1 muestra un aparato doméstico 34 realizado como campo de cocción 38. El aparato doméstico 34 presenta cuatro zonas de cocción 36. El aparato doméstico 34 presenta un dispositivo de aparato doméstico 10. El campo de cocción 38 puede estar realizado como campo de cocción por inducción. Como alternativa, un aparato doméstico 34 también podría estar realizado como aparato de cocción, por ejemplo, como horno de cocción, como, por ejemplo, horno de cocción por inducción, y/o como frigorífico y/o como lavavajillas.

El dispositivo de aparato doméstico 10 presenta una unidad de conexión electromecánica 12. La unidad de conexión electromecánica 12 presenta una bobina de control 14.

El dispositivo de aparato doméstico 10 presenta una unidad de evaluación 16. La unidad de evaluación 16 está prevista para determinar el estado de conexión mediante al menos un parámetro de la inductancia 18 de la bobina de control 14.

El dispositivo de aparato doméstico 10 presenta una unidad sensora 20. La unidad sensora 20 está prevista para la medición de una corriente de bobina 22 de la bobina de control 14. La unidad sensora 20 presenta un resistor de medición 24. El resistor de medición 24 está realizado como resistor shunt 26. El resistor shunt 26 está realizado preferiblemente como resistor de bajo ohmiaje. Como alternativa, la unidad sensora 20 también puede presentar sensores de efecto Hall y/o sensores de campo magnético.

El dispositivo de aparato doméstico 10 presenta una unidad de control 40. La unidad de control 40 y la unidad de evaluación 16 pueden estar en concreto realizadas al menos parcialmente en una pieza. La unidad de control 40 está prevista para controlar y dirigir una potencia eléctrica que ha de suministrarse a las zonas de cocción 36.

La figura 2 muestra un esquema de conexiones de un circuito de corriente de control 28 y de un circuito de corriente de trabajo 30 con la unidad de conexión electromecánica 12. El circuito de corriente de control 28 y el circuito de corriente de trabajo 30 están separados entre sí galvánicamente.

El circuito de corriente de control 28 está previsto para activar la bobina de control 14. El circuito de corriente de control 28 comprende una fuente de suministro eléctrico 42. La fuente de suministro 42 está realizada como fuente de tensión continua. La fuente de tensión continua proporciona una tensión de alimentación de la bobina de control 14.

El circuito de corriente de control 28 comprende la bobina de control 14. La bobina de control 14 es parte de la unidad de conexión electromecánica 12. Para la medición de la corriente de bobina 22 en la bobina de control 14, el resistor shunt 26 está conectado en serie con respecto a la bobina de control 14. El resistor shunt 26 está previsto para medir la corriente de bobina 22 y transmitirla a la unidad de evaluación 16. El circuito de corriente de control 28 comprende dos transistores 46, 48. Los transistores 46, 48 están previstos para controlar la corriente de bobina 22. El circuito de corriente de control 28 comprende otros resistores que están previstos para dirigir la corriente de bobina 22 junto con los transistores 46, 48.

El circuito de corriente de control 28 comprende un diodo de protección 50. El diodo de protección 50 está conectado en paralelo a la bobina de control 14. El diodo de protección 50 está previsto para hacer posible una disipación de una energía de un campo magnético, que esté almacenado en la bobina de control 14, tras desconectarse el suministro de energía eléctrica y, por lo tanto, para proteger componentes del circuito de corriente de control 28 frente a una sobretensión como consecuencia de una autoinducción de la bobina de control 14.

La unidad de conexión electromagnética 12 está realizada como relé 44 unipolar bidireccional (SPDT). Junto a la bobina de control 14, el relé 44 comprende un elemento de conexión 52. El elemento de conexión 52 es parte de un circuito de corriente de trabajo 30. En un estado cerrado, el elemento de conexión 52 establece un circuito de corriente. El circuito de corriente de trabajo 30 comprende dos consumidores 54, 56 eléctricos. Dependiendo de una posición 62 del elemento de conexión 52, se suministra energía eléctrica a cada uno de los consumidores 54, 56 eléctricos por separado a través de otra fuente de suministro 70 eléctrico. Sin embargo, también se conciben otras conexiones de circuito de corriente de control y conexiones de circuito de corriente de trabajo que estén adaptadas a la realización respectiva del dispositivo de aparato doméstico 10, donde estas comprendan otros componentes electrónicos y presenten al menos una unidad de conexión electromecánica 12 y al menos una bobina de control 14.

La unidad de evaluación 16 está prevista para determinar un parámetro de la inductancia 18 mediante la corriente de bobina 22 medida por el resistor shunt 26. El parámetro de la inductancia 18 es una inductancia 60 de la bobina de control 14 (véase la figura 3). Como alternativa, un flujo magnético concatenado puede ser determinable como parámetro de la inductancia 18 mediante la unidad de evaluación 16.

La figura 3 muestra arriba una representación gráfica de una evolución temporal de una tensión de bobina 32 aplicada a la bobina de control 14. La tensión de bobina 32 aplicada es una tensión continua. La tensión de bobina 32 presenta una evolución rectangular. La tensión de bobina 32 suministra a la bobina de control 14 una tensión de bobina 32 media constante U_. La tensión de bobina 32 media constante U_ puede determinarse mediante una ecuación U_=U0*(t/T), donde U0 representa un valor pico 58 de la tensión de bobina 32, t representa la duración del impulso de la tensión de bobina 32, y T representa una duración de periodo de la tensión de bobina 32. Una relación de impulsos t/T de la tensión de bobina 32 asciende a 1/2. El valor pico 58 de la tensión de bobina 32 tiene un valor constante en toda la evolución temporal mostrada en la representación gráfica.

La figura 3 muestra en el centro una corriente de bobina 22 que fluye a través de la bobina de control 14 con la tensión de bobina 32 aplicada a la bobina de control 14, representada en la figura 3 arriba. La corriente de bobina 22 es medible mediante la unidad sensora 20, en concreto mediante el resistor shunt 26.

La unidad de evaluación 16 determina la inductancia 60 de la bobina de control 14 como función de la corriente de bobina 22 medida mediante el resistor shunt 26, representada en el centro de la figura 3, (véase la figura 3, abajo). Para la determinación de la inductancia 60, la unidad de evaluación 16 utiliza un enfoque del filtro de Kalman (véase la figura 3, abajo). Como alternativa, la unidad de evaluación 16 utiliza un enfoque reset observer.

La unidad de evaluación 16 determina el estado de conexión de la unidad de conexión electromecánica 12 mediante la inductancia 60 de la bobina de control 14. Para la determinación del estado de conexión, la unidad de evaluación 16 utiliza un algoritmo almacenado en una unidad de almacenamiento de la unidad de evaluación 16. Para la determinación del estado de conexión, el algoritmo necesita valores de la tensión de bobina 32 y de la corriente de bobina 22 medida por la unidad sensora 20.

El algoritmo establece una relación entre la inductancia 60 de la bobina de control 14 y el estado de conexión de la unidad de conexión electromecánica 12. A modo de ejemplo, el estado de conexión de la unidad de conexión electromecánica 12 puede representarse como posición 62 de un elemento de conexión 52 de la unidad de conexión electromecánica 12.

El algoritmo se basa en un modelo MEC (circuito magnético equivalente). De manera alternativa o adicional, el algoritmo puede basarse en un modelo FEA. El algoritmo se basa en el supuesto que establece una relación funcional entre la inductancia 60 de la bobina de control 14 y el estado de conexión de la unidad de conexión electromecánica 12: L=f(x), donde L es la inductancia 60 de la bobina de control 14, y x es el estado de conexión. Por lo tanto, una función inversa de f puede ser conocida: x= f1(L).

La figura 4 muestra una gráfica de una simulación de una evolución de la corriente de bobina y de la posición 62 de un interruptor electromecánico, correlacionada con la corriente de bobina 22, determinada por el algoritmo, por medio del ejemplo de una válvula magnética. La abscisa está representada como eje del tiempo. Un eje de ordenadas izquierdo muestra la posición 62 del interruptor electromecánico. Un eje de ordenadas derecho, estandarizado en uno, muestra un valor de la corriente de bobina. Al aplicarse la tensión de bobina 32, la corriente de bobina 22 aumenta hasta que se ha alcanzado un valor de saturación. La posición 62 del interruptor electromecánico está correlacionada con la corriente de bobina 22. La posición 62 del interruptor electromecánico se modifica de manera no lineal, y alcanza una posición final en X=0 en el momento ti.

La figura 5 muestra un diagrama de flujo de un procedimiento para la determinación del estado de conexión de la unidad de conexión electromecánica 12. El procedimiento comprende tres pasos. En un primer paso de procedimiento 64, se mide la corriente de bobina 22. La corriente de bobina 22 es medida mediante la unidad sensora 20, en concreto mediante el resistor shunt 26. La unidad sensora 20 transmite una señal de medición a la unidad de evaluación 16.

En un segundo paso de procedimiento 66, se determina un parámetro de la inductancia 18 de la bobina de control 14, en concreto la inductancia 60 de la bobina de control 14. El parámetro de la inductancia 18 se determina mediante el algoritmo almacenado en la unidad de evaluación 16 utilizando un enfoque del filtro de Kalman y/o un enfoque reset observer.

A continuación, en un tercer paso de procedimiento 68, se lleva a cabo una determinación del estado de conexión de la unidad de conexión electromecánica 12 mediante el algoritmo almacenado en la unidad de evaluación 16, utilizando el modelo MEC y/o el modelo FEA. En concreto, se puede llegar a la conclusión de si un interruptor electromecánico se encuentra en un estado cerrado o no cerrado. Una señal informativa es transmitida a la unidad de control 40 por la unidad de evaluación 16. La unidad de control 40 dirige el suministro de energía eléctrica a consumidores eléctricos, por ejemplo, a bobinas de inducción de un campo de cocción por inducción.

Símbolos de referencia

Dispositivo de aparato doméstico

Unidad de conexión electromecánica

Bobina de control

Unidad de evaluación

Parámetro de la inductancia

Unidad sensora

Corriente de bobina

Resistor de medición

Resistor shunt

Circuito de corriente de control

Circuito de corriente de trabajo

Tensión de bobina

Aparato doméstico

Zona de cocción

Campo de cocción

Unidad de control

Fuente de suministro

Relé

Transistor

Diodo de protección

Elemento de conexión

Consumidor

Valor pico

Inductancia

Posición

Paso de procedimiento

Fuente de suministro

Claims

REIVINDICACIONES

1. Aparato doméstico (34) con al menos un dispositivo de aparato doméstico (10), en particular un dispositivo de aparato de cocción, con al menos una unidad de conexión electromecánica (12) que presenta al menos una bobina de control (14), caracterizado por que el dispositivo de aparato doméstico (10) presenta al menos una unidad de evaluación (16) que está prevista para determinar al menos un estado de conexión de la unidad de conexión electromecánica (12), donde la unidad de evaluación (16) está prevista para determinar el estado de conexión mediante al menos un parámetro de la inductancia (18) de la bobina de control (14).

2. Aparato doméstico (34) según la reivindicación 1, caracterizado por que el dispositivo de aparato doméstico (10) presenta al menos una unidad sensora (20) que está prevista para una medición de una corriente de bobina (22) a través de la bobina de control (14).

3. Aparato doméstico (34) según la reivindicación 2, caracterizado por que la unidad sensora (20) presenta al menos un resistor de medición (24).

4. Aparato doméstico (34) según la reivindicación 3, caracterizado por que el dispositivo de aparato doméstico (10) presenta al menos un circuito de corriente de control (28) para la activación de la bobina de control (14), en el cual está dispuesto el resistor de medición (24).

5. Aparato doméstico (34) según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado por que la unidad de evaluación (16) está prevista para determinar el parámetro de la inductancia (18) a partir de una señal proporcionada por la unidad sensora (20).

6. Aparato doméstico (34) según la reivindicación 5, caracterizado por que la unidad de evaluación (16) está prevista para determinar el parámetro de la inductancia (18) a partir de la corriente de bobina (22) con tensión de bobina (32) aplicada a la bobina de control (14), constante al menos temporalmente.

7. Aparato doméstico (34) según la reivindicación 6, caracterizado por que la unidad de evaluación (16) está prevista para determinar el parámetro de la inductancia (18) como función de la corriente de bobina (22) con tensión de bobina (32) aplicada a la bobina de control (14), constante al menos temporalmente.

8. Aparato doméstico (34) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la unidad de evaluación (16) está prevista para determinar el estado de conexión a partir del parámetro de la inductancia (18) por medio de al menos un modelo.

9. Aparato doméstico (34) según la reivindicación 8, caracterizado por que la unidad de evaluación (16) está prevista para determinar el estado de conexión a partir del parámetro de la inductancia (18) por medio de al menos un modelo teórico.

10. Aparato doméstico (34) según la reivindicación 8 o 9, caracterizado por que el modelo comprende un modelo de circuito magnético equivalente y/o un modelo de análisis de elementos finitos.

11. Procedimiento con un aparato doméstico (34), en particular según una de las reivindicaciones 1 a 10, con al menos una unidad de conexión electromecánica (12) que presenta al menos una bobina de control (14), caracterizado por que se determina al menos un estado de conexión de la unidad de conexión electromecánica (12), donde el estado de conexión se determina mediante al menos un parámetro de la inductancia (18) de la bobina de control (14).