La présente invention concerne un procédé de commande en fonctionnement d'un ensemble d'inducteurs d'une table à induction. Elle concerne également une table à induction, comprenant des inducteurs répartis suivant une trame bidimensionnelle dans un plan de cuisson de cette table à induction, adaptée à mettre en oeuvre le procédé de commande conforme à l'invention. Plus particulièrement, l'invention concerne la commande en fonctionnement des inducteurs dans une table de cuisson n'ayant pas de zones de cuisson prédéfinies, telle que décrite dans le document FR 2 863 039. Dans une table à induction comprenant des inducteurs disposés de façon matricielle dans le plan de cuisson, chaque zone de chauffe est constituée au cas par cas en fonction de la position et de la taille du récipient placé sur le plan de cuisson en vis-à-vis d'un sous-ensemble d'inducteurs. Il est nécessaire de commander ensuite chaque sous-ensemble d'inducteurs d'une zone de cuisson en fonction d'une puissance de consigne demandée par l'utilisateur pour la chauffe du récipient disposé sur la zone de cuisson. Classiquement, chaque inducteur est alimenté par un dispositif d'alimentation à onduleur, mettant notamment en oeuvre un interrupteur de puissance du type transistor bipolaire tel qu'un transistor IGBT (acronyme du terme anglo-saxon "Insulated Gate Bipolar Transistor") ou un transistor MOS. Chaque dispositif d'alimentation à onduleur peut être réalisé soit selon une architecture en demi-pont, mettant en oeuvre deux interrupteurs de puissance, soit selon une architecture en circuit quasi résonnant, mettant en oeuvre un unique interrupteur de puissance.
Afin de modifier la puissance restituée dans chaque récipient, et s'approcher ainsi au mieux de la puissance de consigne demandée, il est classique de faire varier la fréquence de commutation du dispositif d'alimentation à onduleur (ou fréquence de découpage du signal de commande) des interrupteurs de puissance. Cette méthode de variation de puissance est fondée sur l'accord du système résonant constitué par l'inducteur, le récipient et un condensateur de résonance, la puissance restituée diminuant lorsque la fréquence de commutation s'éloigne de la fréquence de résonance du système résonant. Toutefois, la modification de la fréquence de commutation pour l'alimentation d'inducteurs disposés à proximité les uns des autres induit des nuisances sonores dès lors que les signaux de commande des dispositifs d'alimentation à onduleur pour des inducteurs voisins ont des fréquences de commutation distinctes. Dans les tables à induction mettant en oeuvre une architecture en demi-pont des dispositifs d'alimentation à onduleur, il est possible de maintenir une fréquence de commutation fixe, la modulation de la puissance délivrée à chaque récipient étant obtenue grâce à la variation du rapport cyclique du signal de commande des interrupteurs de puissance montés en demi-pont. Toutefois, ce mode de commande en fonctionnement des inducteurs est limité aux architectures en demi-pont, qui sont plus coûteuses, compte tenu du nombre important de composants électroniques de puissance à utiliser, et plus encombrantes, dès lors qu'il est nécessaire d'utiliser des cartes de puissance de taille importante pour monter les composants électroniques de puissance. Dans le document FR 2 863 039, afin d'éviter l'apparition de bruit ou sifflement, résultant de fréquences d'intermodulation audibles entre les différents circuits oscillants comprenant les inducteurs recouverts de récipients, ces circuits oscillants sont alimentés par des dispositifs d'alimentation à onduleur commandés à une fréquence de commutation fixe et synchronisée. Toutefois, la commande à fréquence fixe de l'ensemble des inducteurs du plan de cuisson est contraignante et permet difficilement d'atteindre pour chaque récipient du plan de cuisson la puissance de consigne requise par l'utilisateur.
La présente invention a pour but de résoudre les inconvénients précités et de proposer un procédé de commande en fonctionnement d'un ensemble d'inducteurs, permettant de modifier la puissance délivrée à chaque récipient disposé sur la table de cuisson à induction, quelle que soit la structure des dispositifs d'alimentation à onduleur alimentant chaque inducteur, et optimisé pour éviter l'apparition de nuisances sonores entre les inducteurs dont les dispositifs d'alimentation à onduleur sont commandés à des fréquences de commutation distinctes. A cet effet, la présente invention concerne un procédé de commande en fonctionnement d'un ensemble d'inducteurs d'une table à induction, les inducteurs étant répartis suivant une trame bidimensionnelle dans un plan de cuisson de la table à induction et chaque inducteur étant alimenté par un dispositif d'alimentation à onduleur commandé à une fréquence de commutation réglable.
Selon l'invention, le procédé de commande comprend les étapes suivantes : - détection d'au moins deux zones de chauffe constituées respectivement d'un sous-ensemble d'inducteurs recouverts au moins partiellement par un récipient ; - création d'au moins deux groupes de zones de chauffe, deux zones de chauffe satisfaisant à un critère de proximité prédéterminé appartenant à un même groupe de zones de chauffe ; et - commande en fonctionnement des dispositifs d'alimentation à onduleur alimentant lesdits inducteurs des zones de chauffe d'un même groupe à une fréquence de commutation identique, ladite fréquence de commutation identique d'un premier groupe de zones de chauffe étant réglable indépendamment de ladite fréquence de commutation identique d'un deuxième groupe de zones de chauffe. Ainsi, grâce à l'analyse de la position des zones de chauffe, et la création de groupes de zones de chauffe permettant de regrouper les zones de chauffe répondant à un critère de proximité prédéterminé, il est possible de commander à des fréquences de commutation différentes les inducteurs de la table de cuisson, en limitant la mise en oeuvre de fréquence de commutation identique pour les zones de chauffe appartenant à un même groupe de zones de chauffe. En délimitant ainsi le plan de cuisson en plusieurs groupes de zones de chauffe, il est possible de commander les dispositifs d'alimentation à onduleur associés aux inducteurs de chaque groupe de zones de chauffe par une fréquence de commutation identique, choisie indépendamment dans chaque groupe de zones de chauffe, en fonction de la puissance de consigne demandée pour les récipients recouvrant les zones de chauffe d'un même groupe. En pratique, à ladite étape de création d'au moins deux groupes de zones de chauffe, deux zones de chauffe satisfont au critère de proximité prédéterminé lorsqu'au moins un inducteur d'un sous-ensemble d'inducteurs d'une première zone de chauffe est adjacent à au moins un inducteur du sous- ensemble d'inducteurs de la deuxième zone de chauffe. Selon une caractéristique pratique de l'invention, chaque sous-ensemble d'inducteurs des zones de chauffe d'un même groupe est activé pendant une durée d'activation déterminée de telle sorte que la puissance restituée à chaque récipient associé à une zone de chauffe est sensiblement égale en moyenne sur une période programme de durée prédéfinie à une puissance de consigne associée au récipient. Ainsi, pour chaque zone de chauffe d'un même groupe, mettant en oeuvre une même fréquence de commutation, il est possible par la détermination d'une durée d'activation associée à chaque zone de chauffe de satisfaire une puissance de consigne associée au récipient recouvrant la zone de chauffe. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la période programme de durée prédéfinie est divisée en au moins deux parties de période programme, les inducteurs des zones de chauffe d'un même groupe étant alimentés par des dispositifs d'alimentation à onduleur commandés à une fréquence de commutation identique pendant chaque partie de période programme, chaque sous-ensemble d'inducteurs des zones de chauffe d'un même groupe étant activé pendant chaque partie de période programme à des durées d'activation déterminées de telle sorte que la puissance restituée à chaque récipient associé à une zone de chauffe est sensiblement égale en moyenne sur la période programme de durée prédéfinie à la puissance de consigne associée au récipient. En découpant ainsi chaque période programme en plusieurs parties, et en associant une fréquence de commutation identique, éventuellement différente, sur chaque partie de la période programme, il est possible d'optimiser la puissance restituée à chaque récipient et d'approcher au mieux la valeur de la puissance de consigne associée à ce récipient. La présente invention concerne également selon un second aspect une table de cuisson à induction comprenant un ensemble d'inducteurs répartis suivant une trame bidimensionnelle dans un plan de cuisson de la table à induction, chaque inducteur étant alimenté par un dispositif d'alimentation à onduleur commandé à une fréquence de commutation, la table de cuisson comprenant des moyens de commande adaptés à mettre en oeuvre le procédé de commande selon l'invention. Cette table de cuisson à induction présente des caractéristiques et avantages analogues à ceux décrits précédemment en relation avec le procédé de commande selon l'invention. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs : - la figure 1 est une vue schématique illustrant un plan de cuisson d'une table à induction conforme à un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une courbe illustrant pour un inducteur du plan de cuisson de la figure 1, un segment caractéristique de fonctionnement définissant la puissance instantanée délivrée par l'inducteur en fonction de la période de découpage du signal de commande d'un dispositif d'alimentation à onduleur de l'inducteur ; - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2, illustrant des segments caractéristiques de fonctionnement d'une zone constituée de plusieurs inducteurs ; - la figure 4 est une vue analogue à la figure 3, illustrant les 5 segments caractéristiques de fonctionnement de trois zones du plan de cuisson ; - la figure 5 est un schéma illustrant un exemple d'activation d'un ensemble d'inducteurs d'une table à induction ; - la figure 6 est une vue analogue à la figure 5, après répartition 10 temporelle des durées d'activation des inducteurs ; et - la figure 7 est un algorithme général illustrant le procédé de commande selon un mode de réalisation de l'invention. On va décrire tout d'abord en référence à la figure 1 un exemple de réalisation d'une table de cuisson à induction adaptée à mettre en oeuvre le 15 procédé de commande en fonctionnement d'un ensemble d'inducteurs selon un mode de réalisation de l'invention. La table de cuisson à induction comporte, dans un plan de cuisson 10, un ensemble d'inducteurs Ind x, x variant ici entre 0 et 35. Dans ce mode de réalisation, la table de cuisson comporte ainsi 36 20 inducteurs répartis suivant une trame bidimensionnelle dans le plan de cuisson 10. A titre d'exemple non limitatif, les inducteurs Ind x sont ici de forme circulaire et le diamètre de chaque inducteur Ind x peut être sensiblement égal à 80 millimètres. 25 Ils sont par exemple disposés en ligne selon une direction, ici de gauche à droite de la figure 1, les inducteurs de chaque ligne étant eux-mêmes disposés en quinconce avec les inducteurs des lignes adjacentes afin de couvrir au mieux le plan de cuisson. Bien entendu, les inducteurs pourraient être de forme différente, par 30 exemple réalisés par des bobinages rectangulaires ou triangulaires, placés dans le plan de cuisson selon une disposition matricielle ou en quinconce comme décrit précédemment.
Une telle table de cuisson ne comporte pas de zone de cuisson délimitée prédéfinie, chaque zone ou foyer de cuisson étant déterminé au cas par cas en fonction de la position d'un récipient placé en vis-à-vis d'un sous-ensemble d'inducteurs.
Chaque inducteur Ind x peut être alimenté de manière classique par un dispositif d'alimentation à onduleur (non représenté), composé d'une structure électronique de puissance en demi-pont ou d'une structure d'électronique de puissance en circuit quasi résonnant. Il n'est pas nécessaire ici de décrire plus en détail le dispositif d'alimentation à onduleur bien connu pour l'alimentation des inducteurs d'une table à induction. Chaque dispositif d'alimentation à onduleur est commandé par une fréquence de commutation, ici réglable, qui permet de modifier la puissance instantanée restituée dans un récipient recouvrant au moins partiellement l'inducteur ainsi alimenté. Chaque inducteur Ind x du plan de cuisson 10 est indépendant et peut fonctionner à une fréquence de commutation (ou période de découpage) distincte des fréquences de commutation des autres inducteurs. Par ailleurs, le rapport cyclique du signal de commande de chaque inducteur est indépendant des rapports cycliques des autres signaux de commande des autres inducteurs. La table de cuisson peut fonctionner sur un réseau triphasé, ou encore être connectée de façon séparée sur trois lignes de force identique d'une même phase.
Par exemple, la table de cuisson peut fonctionner sur un réseau triphasé avec des lignes de force dont la limite de courant est fixée à 16 Ampères chacune, ou bien encore sur un réseau monophasé avec trois lignes de force dont la limite de courant est fixée à 16 Ampères ou bien une ligne de force de 16 Ampères et une ligne de force de 32 Ampères.
Une telle table de cuisson est ainsi capable de délivrer une puissance totale élevée, correspondant à la puissance délivrée par les trois lignes de force à 16 Ampères pour une tension de 220-230 Volts, soit environ 11040 Watts. Dans ce mode de réalisation, la table de cuisson est alimentée par trois lignes de force indépendante, les inducteurs Ind x de la table de cuisson étant répartis en un nombre sensiblement égal sur chaque ligne d'alimentation. Ainsi, les inducteurs Ind x du plan de cuisson 10 sont répartis ici en trois assemblages d'inducteurs G1, G2, G3, chaque assemblage d'inducteurs étant alimenté par un générateur relié à une ligne d'alimentation distincte. On a illustré à titre schématique à la figure 1 par des pointillés la répartition en trois assemblages d'inducteurs G1, G2, G3, l'ensemble d'inducteurs Ind x étant divisé ainsi en trois assemblages comprenant respectivement 12 inducteurs. Ainsi, chaque assemblage d'inducteurs G1, G2, G3 peut délivrer une puissance maximale de 3680 Watts (pour une alimentation de 16 ampères et une tension de 230 volts). Chaque carte de générateur associée à un assemblage d'inducteurs G1, G2, G3 comporte ainsi 12 dispositifs d'alimentation à onduleur pour alimenter chaque inducteur. On va décrire à présent le procédé de commande en fonctionnement de ces inducteurs, mis en oeuvre dans une unité de traitement intégrée à la table de cuisson et permettant de calculer une répartition de puissance pour chacun des inducteurs de la table de cuisson. Cette unité de traitement utilise notamment des données de mesures physiques, telles que des données de mesure de courant circulant dans chaque inducteur afin de détecter les inducteurs recouverts par un récipient. Ainsi, comme illustré à la figure 7, une étape de détection S101 est adaptée à détecter les inducteurs recouverts au moins partiellement par un récipient. La détection des inducteurs couverts d'un récipient n'a pas besoin d'être décrite en détail ici et peut être réalisée selon le mode de réalisation décrit notamment dans le document FR 2 863 039.
A partir de cette détection des inducteurs recouverts, une étape de constitution des zones de chauffe S102 est mise en oeuvre. Chaque zone de chauffe est ainsi constituée d'un sous-ensemble d'inducteurs recouverts au moins partiellement par un récipient.
A titre d'exemple non limitatif, un inducteur est retenu dans une zone de chauffe lorsque son taux de recouvrement par un récipient est supérieur ou égal à 40 % de sa surface. Comme illustré à la figure 1, la table de cuisson est adaptée à chauffer simultanément plusieurs récipients, ces récipients pouvant être de diamètre et de matériau différents. Dans la suite de la description et de manière purement illustrative, on considère que la table de cuisson est mise en oeuvre pour chauffer quatre récipients R1, R2, R3, R4. Chaque récipient R1, R2, R3, R4 recouvre un sous-ensemble d'inducteurs constituant ainsi quatre zones de chauffe Z1, Z2, Z3, Z4. Ainsi, pour chaque zone de chauffe Z1, Z2, Z3, Z4, la mise en fonctionnement ou l'activation des inducteurs recouverts par un récipient R1, R2, R3, R4 pendant des durées déterminées et à une fréquence de commutation déterminée, est adaptée à restituer une puissance dans le récipient R1, R2, R3, R4 proche d'une puissance de consigne attribuée au récipient R1, R2, R3, R4 par l'utilisateur de la table de cuisson. En pratique, lorsqu'une puissance de consigne est associée à un récipient R1, R2, R3, R4, le procédé de commande en fonctionnement met en oeuvre une régulation de telle sorte qu'en moyenne, sur une période de durée prédéterminée, appelée dans la suite période programme TP, la puissance restituée à chaque récipient R1, R2, R3, R4 est sensiblement égale à la puissance de consigne demandée sur ce récipient R1, R2, R3, R4. Ainsi, la puissance restituée par chaque zone de chauffe Z1, Z2, Z3, Z4 doit être sensiblement égale en moyenne sur la période programme TP de durée prédéfinie à la puissance de consigne associée au récipient respectif R1, R2, R3, R4.
A cet égard, la période programme TP de durée prédéfinie est divisée en au moins deux parties de période programme TP1, TP2. Dans la suite de la description, on considérera à titre d'exemple non limitatif que la période programme TP est divisée en deux parties de période programme TP1, TP2, la somme des durées de parties de période programme TP1, TP2 étant égale à la durée prédéfinie de la période programme TP. Pendant chaque partie de période programme TP1, TP2, les inducteurs recouverts par un récipient sont alimentés respectivement par des dispositifs d'alimentation à onduleur commandés à une fréquence de commutation invariable pendant cette partie de période programme TP1, TP2. Toutefois, lorsqu'un récipient R1, R2, R3, R4 recouvre plusieurs inducteurs, tels que les inducteurs constituant chaque zone Z1, Z2, Z3, Z4, la mise en fonctionnement de ces inducteurs Ind x à des fréquences de commutation différentes induit des fréquences d'intermodulation entre les inducteurs. L'intensité et la fréquence de ces interférences varient avec les valeurs des fréquences d'alimentation. Ces interférences peuvent être gênantes pour l'oreille humaine et générer des nuisances sonores. Afin d'éviter l'apparition de tels phénomènes d'interférence, la fréquence de commutation (ou période de découpage) des signaux de commande de chaque dispositif d'alimentation à onduleur alimentant un inducteur recouvert par un même récipient est identique. Ainsi, l'ensemble des inducteurs Ind x d'une zone de chauffe Z1, Z2, Z3, Z4 est commandée à une fréquence de commutation Fc donnée, les fréquences de commutation de l'ensemble des inducteurs d'une même zone Z1, Z2, Z3, Z4 étant identiques. Afin de déterminer une fréquence de commutation (ou période de découpage) pouvant être utilisée pour un sous-ensemble d'inducteurs constituant une zone de chauffe Z1, Z2, Z3, Z4, il est nécessaire de connaître les caractéristiques de fonctionnement de chaque inducteur. En pratique, comme illustré à la figure 2, pour chaque inducteur Ind x non recouvert, recouvert partiellement ou totalement recouvert par un récipient, il existe un segment de droite caractéristique reliant la puissance instantanée délivrée par l'inducteur à la période de découpage du signal de commande de son dispositif d'alimentation à onduleur. Par ailleurs, le dispositif d'alimentation à onduleur présente des contraintes de fonctionnement, liées notamment aux caractéristiques de fonctionnement des interrupteurs de puissance, par exemple du type IGBT, de telle sorte que pour chaque inducteur recouvert d'un récipient, il existe une période de découpage minimale Tmin et une période de découpage Tmax définissant la plage de fonctionnement du dispositif d'alimentation à onduleur.
A ces périodes de découpage limites Tmin, Tmax sont associées respectivement des puissances instantanées minimale Pmin et maximale Pmax. Le segment caractéristique de fonctionnement de chaque inducteur est ainsi défini par ses points limites de fonctionnement (Tmin, Pmin) et (Tmax, Pmax). En pratique, afin de déterminer le segment caractéristique de fonctionnement de chaque inducteur Ind x, on réalise des mesures successives pour une fréquence de commutation (ou période de découpage) donnée de la puissance instantanée délivrée par l'inducteur.
En répétant ainsi les mesures, on obtient différents points dans le plan puissance instantanée/période de découpage permettant de déterminer le segment caractéristique de fonctionnement de l'inducteur. Pour une zone de chauffe constituée de plusieurs inducteurs, il est ainsi possible de déterminer la puissance instantanée délivrée par la zone de chauffe, en fonction de la période de découpage d'alimentation des dispositifs d'alimentation onduleur de chaque inducteur de la zone de chauffe. La puissance instantanée délivrée par une zone de chauffe est ainsi égale à la somme des puissances instantanées délivrées par chaque inducteur constituant cette zone de chauffe et alimenté par un dispositif d'alimentation à onduleur commandé à une fréquence de commutation prédéfinie. Ainsi, comme illustré à la figure 3, la plage de fonctionnement d'une zone de chauffe est définie par la réunion des segments caractéristiques de fonctionnement du sous-ensemble d'inducteurs qui constituent cette zone de chauffe. On a illustré à la figure 3, en trait gras, le segment caractéristique de fonctionnement d'une zone de chauffe correspondant à la somme des puissances instantanées délivrées par chaque inducteur appartenant à la zone de chauffe, sur une plage de périodes de découpage dans laquelle sont incluses toutes les plages de fonctionnement associées à chaque inducteur constituant la zone de chauffe. A la figure 3, la période de découpage est illustrée sur une échelle en pas MCU, définissant la période du signal de découpage en fonction des caractéristiques du microcontrôleur (MCU). A titre d'exemple non limitatif, lorsque le microcontrôleur est cadencé à 66 MHz, les moyens de génération des signaux de commande sont également cadencés à la même fréquence de telle sorte qu'un pas MCU = 1/66 000 000 = 15,2 ns. Ainsi, lorsque la période de découpage est augmentée d'un pas MCU, la période du signal de découpage augmente de 15,2 ns. Dans l'exemple illustré aux figures 3 et 4, la plage de période de découpage utilisée est comprise en 1400 et 1900 pas MCU, soit 21,2 et 28,8 ps, correspondant ainsi à une plage de fréquence de commutation comprise entre 37,4 et 47,1 kHz. Ainsi, après l'étape de constitution des zones S102 telle que décrite précédemment, une étape de calcul S103 des segments caractéristiques des inducteurs de la table de cuisson est mise en oeuvre afin de déterminer les segments caractéristiques de chaque inducteur, comme illustré à la figure 2. Ensuite, comme décrit précédemment en référence à la figure 3, pour chaque zone Z1, Z2, Z3, Z4, une étape de création S104 d'un segment caractéristique de chaque zone est mise en oeuvre afin de déterminer la plage de fonctionnement globale d'une telle zone de chauffe, définie par un intervalle de périodes de découpage associé respectivement à un intervalle de puissances instantanées délivrées par la zone de chauffe recouvert par le récipient.
Une étape de comptage S105 du nombre de zones actives Z1, Z2, Z3, Z4 est mise en oeuvre parallèlement à l'étape de création S104 du segment de caractéristique de chaque zone. L'ensemble des étapes S104 et S105 est mise en oeuvre en boucle sur l'ensemble des zones de chauffe constituées lors de l'étape de constitution S102. Lorsque toutes les zones de chauffe ont été traitées, une étape de test S106 est adaptée à vérifier si le nombre de zones de chauffe est supérieur ou égal à 2.
Dans la négative, une seule zone de chauffe est active sur le plan de cuisson 10 de la table de cuisson. Une étape de calcul des paramètres pour cette zone de chauffe unique sera décrite ultérieurement. Si à l'issue de l'étape de test S106, le nombre de zones de chauffe telles que constituées à l'étape de constitution S102 est supérieur ou égal à 2, une étape de détermination S107 de la proximité des zones de chauffe est mise en oeuvre. En effet, lorsque plusieurs récipients sont placés sur le plan de cuisson 10 et sont physiquement proches, des fréquences d'intermodulation gênantes pour l'utilisateur peuvent apparaître lorsque la différence entre les fréquences de commutation (ou période de découpage) associées à chaque dispositif d'alimentation à onduleur alimentant les inducteurs de chaque zone de cuisson se situe dans une plage de fréquences particulière, correspondant à une zone de sensibilité accrue pour l'oreille humaine.
Afin de tenir compte de la proximité des récipients R1, R2, R3, R4 dans le procédé de commande en fonctionnement de l'ensemble d'inducteurs, il est nécessaire de déterminer la proximité des zones de chauffe. Une étape de création S108 de groupes de zones de chauffe Z1, Z2, Z3, Z4 est ainsi mise en oeuvre. Deux zones de chauffe appartiennent à un même groupe de zones de chauffe lorsqu'elles satisfont un critère de proximité prédéterminé.
A titre d'exemple non limitatif, deux zones de chauffe satisfont au critère de proximité prédéterminé lorsqu'au moins un inducteur d'un sous-ensemble d'inducteurs d'une première zone de chauffe est adjacent à au moins un inducteur du sous-ensemble d'inducteurs de la deuxième zone de chauffe.
Dans l'exemple de réalisation illustré à la figure 1, les inducteurs étant circulaires, un inducteur est adjacent à un autre inducteur lorsque ces inducteurs présentent une portion d'arc de cercle disposée en vis-à-vis. Pour d'autres formes d'inducteurs, telles que rectangulaires ou triangulaires, deux inducteurs peuvent être dits adjacents s'ils présentent des côtés ou des angles en vis-à-vis. En pratique, l'étape de détermination S107 de la proximité des zones de chauffe Z1, Z2, Z3, Z4 peut être effectuée en utilisant les coordonnées physiques des inducteurs dans le plan de cuisson 10 de la table de cuisson. Ainsi, dans une disposition matricielle des inducteurs, un inducteur placé sur une ligne i et une colonne j est adjacent avec l'ensemble des inducteurs ayant des coordonnées de lignes comprises entre i-1 et i+1 et des coordonnées de colonnes comprises entre j-1 et j+1. Avec un tel critère de proximité, deux zones de chauffe n'appartiennent pas à un même groupe de zones de chauffe lorsqu'elles sont séparées d'au moins un inducteur qui ne fonctionne pas, c'est-à-dire qui n'appartient à aucune zone de chauffe. Par l'application de ce critère, dans l'exemple de réalisation décrit à la figure 1, un premier groupe de zones de chauffe U0 est constitué de la zone de chauffe Z1 unique et un deuxième groupe de zones de chauffe U1 est constitué des trois zones de chauffe Z2, Z3, Z4, chaque zone de chauffe ayant au moins deux à deux un inducteur adjacent. Selon le critère de proximité décrit précédemment, l'inducteur Ind 20 de la troisième zone de chauffe Z3 est adjacent aux inducteurs Ind 12 et Ind 21 de la deuxième zone de chauffe Z2.
Par ailleurs, l'inducteur Ind 21 de la deuxième zone de chauffe Z2 est adjacent à l'inducteur Ind 30 de la quatrième zone de chauffe Z4.
Bien entendu, chaque groupe de zones de chauffe U0, U1 peut être constitué d'une ou plusieurs zones de chauffe. La zone de chauffe Z1, indépendante du deuxième groupe de zones de chauffe U1, peut ainsi fonctionner de manière indépendante, c'est-à-dire que la fréquence de commutation (ou période de découpage) du dispositif d'alimentation à onduleur de chaque inducteur de cette zone de chauffe Z1 peut être réglée indépendamment de la fréquence de commutation utilisée pour la commande des dispositifs d'alimentation à onduleur associés aux inducteurs du deuxième groupe de zones de chauffe U1.
En revanche, afin d'éviter l'apparition de fréquences d'intermodulation gênantes pour l'oreille humaine, les inducteurs des zones de chauffe Z2, Z3, Z4 du même groupe U1 sont alimentés par des dispositifs d'alimentation à onduleur commandés à une fréquence de commutation identique à un instant donné.
On va décrire à présent un exemple de répartition de puissance sur des zones de chauffe d'un même groupe U1. Comme décrit précédemment, lors de cette répartition de puissance, les dispositifs d'alimentation à onduleur des inducteurs des zones de chauffe Z2, Z3, Z4 du même groupe U1 sont commandés à une fréquence de commutation identique. Par ailleurs, chaque sous-ensemble d'inducteurs des zones de chauffe Z2, Z3, Z4 d'un même groupe U1 doit être activé pendant une durée d'activation déterminée de telle sorte que la puissance restituée à chaque récipient R2, R3, R4 associé à une zone de chauffe Z2, Z3, Z4 est sensiblement égale en moyenne sur la période programme TP de durée prédéfinie à une puissance de consigne associée au récipient R2, R3, R4. La période programme TP peut être divisée en des sous parties de période programme, par exemple ici deux parties TP1, TP2 de durée standard, identique ou différente.
Avant de mettre en oeuvre un procédé de répartition de puissance sur un groupe de zones de chauffe U1 constitué de plusieurs zones de chauffe Z2, Z3, Z4, on vérifie dans une étape de test S109 s'il existe à l'issue de l'étape de création S108 des groupes de zones de chauffe, au moins un groupe U1 comprenant au moins deux zones de chauffe. Dans la négative, c'est-à-dire si tous les groupes ne comportent qu'une seule zone de chauffe, tel que le premier groupe U0 comprenant la première zone de chauffe Z1, pour chacune des parties TP1, TP2 de période programme TP, le sous-ensemble d'inducteurs de la zone de chauffe Z1 est alimenté à une fréquence de commutation (ou période de découpage) appartenant à la plage de fonctionnement associée à la zone de chauffe Z1 tel qu'illustré par exemple à la figure 3.
Une première fréquence de commutation peut être déterminée pour la première partie TP1 de période programme TP et une deuxième fréquence de commutation est choisie pour la deuxième partie TP2 de période programme TP. Pendant chaque partie TP1, TP2 de période programme TP, le sous- ensemble d'inducteurs de la zone de chauffe Z1 est activé de telle sorte que la puissance restituée au récipient R1 soit sensiblement égale en moyenne sur la période programme TP à la puissance de consigne associée à ce récipient. Si à l'issue de l'étape test S109, il existe au moins un groupe à plus de deux zones de chauffe, tel que le groupe U1 à trois zones de chauffe Z2, Z3, Z4, une répartition de puissance sur un tel groupe U1 est mise en oeuvre par exemple de la manière suivante. On a illustré à la figure 4 les plages de fonctionnement de trois zones de chauffe Z2, Z3 et Z4 appartenant à un même groupe U1 de zones de chauffe. Chaque zone de chauffe Z2, Z3, Z4 présente ainsi ses propres caractéristiques, notamment définies par une période de découpage minimale et une période de découpage maximale. L'échelle des périodes de découpage se trouve ainsi divisée en plusieurs sections a, b, c, d, e pour lesquelles il est possible d'activer n zones de chauffe, n allant de 1 au nombre de zones contenues dans le groupe U1 de zones de chauffe, ici égal à 3. Il est ainsi nécessaire pour chaque partie TP1, TP2 de la période programme TP de sélectionner une fréquence de commutation identique appartenant à la plage de fonctionnement associée à au moins une zone de chauffe Z2, Z3, Z4 du groupe U1. Par ailleurs, afin de s'assurer que toutes les zones de chauffe Z2, Z3, Z4 du groupe U1 seront mises en fonctionnement pendant la période programme TP, les fréquences de commutation identiques choisies pour chaque partie TP1, TP2 de période programme TP doivent être sélectionnées de telle sorte que le sous-ensemble d'inducteurs de chaque zone de chauffe Z2, Z3, Z4 du groupe U1 est commandé en fonctionnement pendant au moins une partie TP1, TP2 de la période programme TP.
Pour cela, pour une période programme TP divisée en deux parties TP1, TP2, l'activation des inducteurs peut être réalisée à partir de combinaison de deux sections de période de découpage. Dans l'exemple illustré à la figure 4, les combinaisons existantes à deux sections sont les combinaisons (a,a), (a,b), (a,c), (a,d), (a,e), (b,b), (b,c), 15 (b,d), (b,e), (c,c), (c,d), (c,e), (d,d), (d,e) et (e,e). Seules les combinaisons de section permettant la mise en fonctionnement de toutes les zones de chauffe au cours d'une même période programme TP sont sélectionnées pour le calcul de la répartition de la puissance totale. 20 Dans l'exemple à la figure 4, seules les combinaisons (a,c), (a,d), (b,c), (b,d), (b,e), (c,c), (c,d) et (c,e) sont sélectionnées pour la détermination de la répartition de puissance sur le groupe U1 afin de sélectionner la fréquence de commutation mise en oeuvre pendant chaque partie TP1, TP2 de la période programme TP permettant au mieux de reconstituer la puissance de consigne 25 associée à chaque récipient R2, R3, R4 du groupe U1 de zones de chauffe Z2, Z3, Z4. Une étape de calcul S110 est mise en oeuvre de manière itérative sur un ensemble de combinaisons de durées des parties TP1, TP2 de la période programme TP et de combinaisons de fréquences de commutation 30 appartenant aux plages de fonctionnement associées à chaque zone de chauffe Z2, Z3, Z4 du groupe U1.
Comme bien illustré à la figure 5, pour chaque groupe U1, on sélectionne une combinaison de fréquences de commutation (ou période de découpage) parmi les combinaisons de sections identifiées précédemment. En pratique, pour chaque section a, b, c, d, e de période de découpage, on retient la valeur de période de découpage la plus élevée de la section (par exemple 1535 pas MCU pour la section a, 1764 pas MCU pour la section c et 1823 pas MCU pour la section d). Par ailleurs, pour chaque zone Z2, Z3, Z4 du même groupe U1, une durée d'activation est affectée à chaque zone pendant chaque partie TP1, TP2 10 de la période programme TP. Ces durées d'activation de chaque sous-ensemble d'inducteurs de chaque zone Z2, Z3, Z4 à une fréquence de commutation est déterminée et sélectionnée pour reconstituer au mieux une puissance de consigne associée à chaque zone de chauffe Z2, Z3, Z4 recouverte d'un récipient R2, R3, R4. 15 En pratique, l'étape de calcul S110 consiste à tester différentes combinaisons de durée de chaque partie TP1, TP2 de période programme TP. A titre d'exemple non limitatif, si la période programme TP est d'une longueur type égale à 1000 pas MCU, la durée des deux parties TP1, TP2 de la période TP peut varier par pas MCU de 100 entre les valeurs 0 et 1000 (TP1 = 20 0, TP2 = 1000 ; TP1 = 100, TP2 = 900 ; TP1 = 200, TP2 = 800 ; ...). Pour chaque combinaison de durées des parties TP1, TP2 de la période programme TP, on teste également différentes combinaisons de fréquences de commutation (ou périodes de découpage) parmi les combinaisons de périodes de découpage sélectionnées. 25 Ainsi, pour chaque combinaison de durées de parties TP1, TP2 de période programme TP et de fréquences de commutation pour chaque partie TP1, TP2 de la période programme TP, on vérifie un critère d'optimisation afin de sélectionner la meilleure répartition de puissance disponible. Ce critère d'optimisation peut être fondé par exemple sur le ratio de 30 puissance de chauffe restitué par rapport à la puissance de consigne associée à chaque zone de chauffe Z2, Z3, Z4, afin de s'approcher au mieux de la puissance de consigne demandée pour chaque récipient R2, R3, R4.
Ce critère d'optimisation peut également prendre en compte le ratio de la durée d'activation de chaque sous-ensemble d'inducteurs des zones de chauffe Z2, Z3, Z4 par rapport à la durée des parties TP1, TP2 de la période programme TP afin d'avoir des durées d'activation les plus longues possibles sur chaque partie TP1, TP2 de la période programme TP. En effet, il est préférable d'avoir une alimentation en puissance plus faible pendant une durée plus longue que des pics de puissance pendant des durées limitées de la période programme TP, afin d'éviter des appels de puissance importants sur le réseau d'alimentation et obtenir une cuisson homogène dans le temps dans chaque récipient R2, R3, R4. Bien entendu, le critère utilisé pour choisir une répartition de puissance peut être différent et par exemple ne pas chercher à optimiser les ratios mentionnés ci-dessus mais vérifier que l'un et/ou l'autre de ces ratios est égal ou supérieur à une valeur seuil préfixée (par exemple la puissance de chauffe restituée est égale ou supérieure à 90% de la puissance de consigne demandée ou les durées d'activation sont égales ou supérieures à 75% de la durée de chaque partie TP1, TP2 de la période programme TP). En pratique, cette étape de calcul S110 est réitérée en modifiant les différents paramètres (durée des parties TP1, TP2 de la période programme TP et fréquences de commutation dans les combinaisons sélectionnées) en vue de déterminer une répartition optimisée sur les zones de chauffe Z2, Z3, Z4 du groupe U1. On a illustré ainsi à la figure 5 un exemple de répartition globale de puissance sur le groupe U1 à trois zones de chauffe Z2, Z3, Z4.
Comme indiqué précédemment, la période programme TP est divisée en deux parties de période programme, une première partie TP1 de longueur 200 pas MCU et une deuxième partie TP2 de longueur 800 MCU. Comme bien illustré à la figure 5, sur chaque partie TP1, TP2 de période programme TP, la période de découpage (ou fréquence de commutation) du signal de commande des dispositifs d'alimentation à onduleur des inducteurs de chaque zone de chauffe Z2, Z3, Z4 est identique pour l'ensemble des inducteurs.
En revanche, les durées d'activation des inducteurs de chaque zone Z2, Z3, Z4 sont différentes d'une zone à l'autre, et d'une partie TP1 à l'autre partie TP2. Par ailleurs, la puissance restituée par chaque inducteur alimenté par une même période de découpage sur chaque période d'activation est différente d'un inducteur à l'autre dès lors qu'elle dépend notamment du taux de recouvrement par le récipient de chaque inducteur. Une fois la répartition de puissance globale réalisée sur les groupes U1 à plusieurs zones de chauffe, une étape de calcul S111 des paramètres est 10 mise en oeuvre pour le groupe U0 à zone unique Z1. Comme indiqué précédemment, la fréquence de commutation (ou période de découpage) de ce premier groupe U0 peut être choisie de manière indépendante des fréquences de commutation (ou périodes de découpage) sélectionnées pour le deuxième groupe U1 à plusieurs zones de chauffe Z2, 15 Z3, Z4, et par exemple, être différente des fréquences de commutation sélectionnées pour le deuxième groupe U1. Dans ce mode de réalisation, les périodes de découpage (1535 pas MCU pour la première partie TP1 de la période programme TP et 1764 pas MCU pour la deuxième partie TP2 de la période programme TP) pour le 20 premier groupe U0 à zone de chauffe unique sont différentes des périodes de découpage (1823 pas MCU pour la première partie TP1 de la période programme TP et 1535 pas MCU pour la deuxième partie TP2 de la période programme TP) sélectionnées pour le deuxième groupe U1 à plusieurs zones de chauffes Z2, Z3, Z4. 25 De manière classique, les durées d'activation des inducteurs de la zone de chauffe Z1 sont déterminées pour que la puissance restituée au récipient R1 associé à la zone de chauffe Z1 soit sensiblement égale en moyenne sur la période programme TP à la puissance de consigne associée à ce récipient. 30 Par ailleurs, comme indiqué précédemment en référence à la figure 1, les inducteurs Ind x des zones de chauffe Z1, Z2, Z3, Z4 sont répartis sur trois générateurs.
Les étapes suivantes S112, S113, S114 sont mises en oeuvre sur chacun des générateurs afin de distribuer la répartition en puissance sur ces générateurs. En particulier, une étape de limitation S112 de puissance est mise en 5 oeuvre et appliquée de manière indépendante sur chaque partie TP1, TP2 de la période programme TP. En particulier, on calcule pour l'ensemble des inducteurs Ind x associés à un générateur la somme des produits des puissances instantanées délivrées par ces inducteurs commandés à la période de découpage 10 sélectionnée pour cette partie de période programme par leur durée d'activation respective de manière à déterminer une puissance moyenne consommée par le générateur. Si cette puissance moyenne est supérieure à la limite maximale autorisée sur la ligne alimentant le générateur (soit dans cet exemple 3600 15 Watts), les durées d'activation sont limitées, par exemple de manière identique en pourcentage, sur chaque inducteur associé au générateur, afin d'éviter le dépassement de cette limite maximale autorisée pour la puissance consommée par le générateur. On notera que dans l'exemple de réalisation décrit précédemment en 20 référence aux figures 1 et 5, des inducteurs appartenant à des zones de chauffe différentes peuvent par ailleurs appartenir à un même assemblage G1, G2, G3 alimenté par un générateur. Dans l'exemple de réalisation décrit à la figure 5, tel est le cas de l'inducteur Ind 4 de la zone de chauffe Z2 appartenant au générateur G2 et de 25 l'inducteur Ind 18 appartenant également au générateur G2 mais à la troisième zone de chauffe Z3. Dans ce cas, la limitation de la durée d'activation sur chaque partie TP1, TP2 de la période programme TP est appliquée de la même manière sur ces inducteurs Ind 4, Ind 18 appartenant à un même générateur G2. 30 Par ailleurs, afin d'éviter un appel de puissance trop important sur chaque ligne d'alimentation, et respecter ainsi la norme Flicker, une étape de répartition temporelle S113 est mise en oeuvre sur chaque partie TP1, TP2 de période programme TP. Il s'agit ainsi de répartir dans le temps les durées d'activation des inducteurs Ind x appartenant à un même assemblage d'inducteurs G1, G2, G3 alimentés par un générateur, de telle sorte que les dispositifs d'alimentation à onduleur de ces inducteurs d'un même assemblage G1, G2, G3 sont commandés en fonctionnement successivement sur chaque partie TP1, TP2 de période programme TP. Un exemple de répartition temporelle est ainsi illustré à la figure 6.
De préférence, afin de lisser au mieux la puissance instantanée consommée sur chaque ligne d'alimentation, les dispositifs d'alimentation à onduleur des inducteurs d'un même assemblage sont commandés en fonctionnement successivement selon un ordre décroissant de puissance instantanée délivrée par chaque inducteur de cet assemblage.
Comme illustré à la figure 6, pour le second générateur G2, les inducteurs sont commandés en fonctionnement dans l'ordre suivant sur la deuxième partie TP2 de période programme TP : Ind 5 délivrant une puissance instantanée de 633 Watts, puis Ind 4 délivrant une puissance instantanée de 554 Watts, puis Ind 12 délivrant également une puissance instantanée de 554 Watts. On constate dans ce cas particulier que lorsque la durée d'activation est égale à la durée de la partie TP1, TP2 de la période programme TP, celle-ci reste inchangée dès lors qu'il n'est pas possible de la décaler dans le temps (tel est le cas notamment des inducteurs Ind 18, Ind 19, Ind 27 et Ind 28 appartenant à l'assemblage d'inducteurs alimentés par le second générateur G2). Un autre exemple de répartition temporelle est illustré pour le premier générateur G1 alimentant les inducteurs Ind 0, Ind 7, Ind 8 et Ind 1 appartenant ici à la même zone de chauffe Z1.
Finalement pour le troisième assemblage d'inducteurs G3, la répartition temporelle s'effectue de la manière suivante : Ind 30 de puissance instantanée de 836 Watts, Ind 35 de puissance instantanée de 740 Watts, Ind 34 de puissance instantanée de 575 Watts, Ind 31 de puissance instantanée de 283 Watts, Ind 13 de puissance instantanée de 198 Watts et Ind 21 de puissance instantanée de 198 Watts. Dans cet exemple, on constate que si la durée d'activation de l'un des inducteurs (ici Ind 20 du troisième assemblage G3) est égale à la durée de la partie TP1, TP2 de la période programme TP, cette durée d'activation reste inchangée. Dans ce mode de réalisation, on constate en outre que la répartition temporelle peut être réalisée sur des inducteurs Ind x appartenant à des zones 10 de chauffe différentes (ici Z2 et Z4). Par ailleurs, lorsque la durée d'activation d'un inducteur, (tel que par exemple l'inducteur Ind 31) a une durée plus longue que la longueur restante de la partie TP2, son excédent peut être reporté au début de la partie TP2 de la période programme TP. 15 Bien entendu, d'autres types de répartition temporelle pourraient être mis en oeuvre afin de limiter la puissance instantanée consommée à chaque instant sur chaque ligne d'alimentation des générateurs. Une étape de mémorisation S114 permet ensuite pour chaque générateur de mémoriser l'écart de puissance le plus élevé constaté, après la 20 répartition temporelle des puissances instantanées délivrées par chaque inducteur associé à chaque assemblage G1, G2, G3 alimenté par un générateur. En effet, la norme Flicker impose un écart maximal de puissance autorisé en fonction du nombre de variations de puissance par minute. 25 Ainsi, sur le premier générateur G1, l'écart maximal de puissance est constaté en début de la deuxième partie TP2 de la période programme TP, la puissance consommée passant de 0 Watts à la puissance instantanée délivrée par les inducteurs Ind 8 et Ind 1, soit ici à titre d'exemple 796 Watts. De même, pour le générateur G2, la puissance consommée sur la 30 première partie TP1 de la période programme TP est égale à la somme des puissances instantanées délivrées par les inducteurs Ind 18, Indl9, Ind 27 et Ind 28, soit 3087 Watts.
En début de la deuxième partie TP2 de la période programme TP, la puissance consommée par le deuxième générateur G2 correspond à la puissance instantanée délivrée par les inducteurs Ind 18, Ind 19, Ind 27, Ind 28 et Ind 5, soit 1929 Watts.
Un calcul analogue de l'écart le plus élevé peut être réalisé pour le troisième générateur G3. A partir de la mémorisation de ces écarts de puissance sur chaque assemblage d'inducteurs G1, G2, G3, une étape de calcul S115 de la période programme TP à partir de la norme Flicker est mise en oeuvre.
En effet, plus les écarts de puissance sont importants, plus la longueur de la période programme TP doit être augmentée selon la norme Flicker. Ainsi, la période programme TP initialement fixée à 1000 pas MCU est alors diminuée ou augmentée en fonction des écarts de puissance mémorisés à l'étape de mémorisation S114. Les durées de chaque partie TP1, TP2 de période programme TP sont alors ajustées de manière proportionnelle en fonction de la nouvelle durée de la période programme TP. Il en est de même des durées d'activation telles que déterminées lors de l'étape de calcul S110 de la répartition globale et de calcul S111 des paramètres pour les groupes à zone unique. Cet ajustement des durées d'activation est également réalisé de manière proportionnelle en fonction des durées diminuées ou augmentées des parties TP1, TP2 de la période programme TP lors d'une étape de réajustement S116 des durées d'activation. L'ensemble de ces informations est ensuite utilisée pour commander en fonctionnement dans une étape de commande S117 les générateurs et les dispositifs d'alimentation à onduleur de chacun des inducteurs, avec une répartition temporelle mise en oeuvre sur les durées d'activation ajustées en fonction de la longueur de la période programme TP. De préférence, les durées d'activation de chaque inducteur Ind x sont calculées au niveau de chaque générateur, ainsi qu'éventuellement les limitations de durée d'activation afin de respecter les puissances maximales admises sur chaque générateur. Ce calcul est réalisé au niveau de chaque carte de générateur afin d'éviter la transmission d'un volume de données trop important entre le dispositif de traitement calculant la répartition globale de puissance sur les inducteurs de la table de cuisson et chaque carte de générateur. La présente invention permet ainsi de mettre en oeuvre dans une table de cuisson à induction à zone de chauffe indéfinie une répartition de puissance optimisée sur chaque inducteur recouvert d'un récipient, permettant à la fois de satisfaire la puissance de consigne demandée par l'utilisateur pour chaque récipient tout en évitant l'apparition de nuisances sonores dues à des interférences entre inducteurs alimentés par des dispositifs d'alimentation à onduleur commandés à des fréquences de commutation différentes. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit précédemment. Outre les exemples donnés à titre purement illustratif des répartitions de puissance sur les inducteurs, tel qu'illustré notamment à la figure 5, la présente invention n'est pas limitée en nombre d'inducteurs répartis suivant une trame bidimensionnelle dans le plan de cuisson 10 de la table de cuisson.
Par ailleurs, le nombre de générateurs alimentant l'ensemble des inducteurs est également donné à titre d'exemple non limitatif. Il en est de même du nombre de zones de chauffe pouvant être définies sur le plan de cuisson à partir de la position d'un récipient recouvrant un sous-ensemble d'inducteurs.
De même, la période programme TP peut être divisée en plusieurs parties de période programme, supérieures à deux, afin d'affiner la restitution de puissance.