WO2005069688A2 - Method for triggering heating elements, device, and cooking hob - Google Patents

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WO2005069688A2
WO2005069688A2 PCT/EP2005/000185 EP2005000185W WO2005069688A2 WO 2005069688 A2 WO2005069688 A2 WO 2005069688A2 EP 2005000185 W EP2005000185 W EP 2005000185W WO 2005069688 A2 WO2005069688 A2 WO 2005069688A2
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heating elements
pattern
power level
heating
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Klaus-Wolfgang Klingner
Martin Baier
Martin Bellm
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E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power
    • H05B6/062—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like
    • H05B6/065—Control, e.g. of temperature, of power for cooking plates or the like using coordinated control of multiple induction coils
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/03—Heating plates made out of a matrix of heating elements that can define heating areas adapted to cookware randomly placed on the heating plate

Definitions

  • the invention relates to a control method for a partial area of a heating surface with the features of the preamble of claim 1 and to a device and a hob, in which the control method is used.
  • the invention has for its object to provide a control method for a partial area of a heating field consisting of individual heating elements, it should be possible with the method to achieve a uniform and specifically determinable power output over this partial area.
  • n M us t he patterns of clocks with optionally different power levels, which in means lead to a power output of Pfviuster, wherein n M is the maximum model (n be-rich non),
  • the heating surface can be both a heating surface for only one cooking vessel, which has several heating elements, so that the heated surface can be adapted to the size of the cooking vessel, as well as a heating surface for one or more cooking vessels, in which the cooking vessels can be arranged anywhere on the heating surface and in which the heating surface is divided into a plurality of elements that can be controlled separately from each other, so that only the heating elements are specifically supplied with energy that are arranged so that they stand on the heating surface can heat. In the sub-region, it may also be the entire heating surface with all n H eiz f i e ⁇ ch act heating elements.
  • the heating elements have discrete power levels that determine the amount of power they can output.
  • the power to be determined in the first step of the method can be set directly by an operator or can also come from a control device which, for example, specifies the target power Ps o ii on the basis of an automatic cooking program or a manual input with specific power profiles.
  • the target power Psoii should not exceed the maximum power that can be output by all heating elements in the sub-area at the highest power level.
  • the number of heating elements is determined which, when operating at the highest power level, together come as close as possible to the target power P S ⁇ ⁇ without exceeding it.
  • the number of these heaters is non in the least case, zero, even the power output provided a heating element at maximum power, the target performance would exceed Psoii, and in the highest case n ⁇ ereic h, all the heating elements of the subregion with the highest power level if the target performance overall Psoii reach or the target power Psoii is above the maximum power that can be output by all heating elements in the sub-area.
  • the third method step it is determined how large the difference between the power P 0n that can be output by n 0 n heating elements at the highest power level and the desired power Psoii is. This power must be applied by one or more heating elements that cannot be operated continuously at the highest power level in order not to exceed the power Ps o ii. If these power difference Prvius he t is not zero, in the fourth method step, a number n M u s t r e patterns of clocks of different power levels composed that can achieve these power difference P M model. The patterns consist of any number of cycles of the same length, each of which is carried out at a specific performance level. The respective average power outputs of these patterns must sums the power difference P M u ste r arise.
  • the method allows, in principle, more than one pattern of cycles with different power levels to be used, preferably only one pattern should be defined, which runs on a heating element in the pattern mode.
  • the number of samples shall be the number n Be reaching the heating elements in the partial area minus the number of non heating elements that are operated at each of maximum power, not exceed.
  • the number of heating elements that are operated at the highest power level, the number of heating elements in sample mode, and the pattern itself are determined.
  • the functions "power output at the highest power level", “power output according to a defined model” and “no power output” are assigned to the heating elements of the sub-area in a rotating manner if there is at least one heating element of each function, each heating element in the sub-area is also assigned to each function in rotation. After a fixed number of cycles, preferably after each cycle, the function assignment continues to rotate.
  • the heating elements are preferably induction heating elements.
  • the number NMU is t he the one pattern. This represents a particularly expedient embodiment of the method, since only one heating element is in sample operation. As a result, the remaining heating elements are operated at full power or are not in operation.
  • the discrete power levels of the heating elements are generated by omitting individual half-waves of a cycle in the AC supply.
  • a number of half-waves which is preferably even, are combined to form one cycle.
  • the various discrete power levels can be achieved with such a clock. If standards or regulations stipulate that the negative and positive half-waves must be balanced within a certain number of half-waves, the number of power levels is reduced. In the case of cycles with six half-waves each, in which the number of negative and positive half-waves per cycle must be balanced, the four alternatives for the cycle with zero half-waves, with two half-waves, with four half-waves or with six half-waves result.
  • Such a cycle can therefore assume the discrete power levels "no power output", “one third of the maximum power”, “two thirds of the maximum power” and “maximum power”.
  • Particularly advantageous when using the control method according to the invention with clock cycles which differ in their power output due to the omission of half-waves is the minimization of fluctuations in the power consumption of the heating field, since in the partial areas only the heating elements operated with samples, preferably therefore only one heating element, alternately partially omitting half-waves and partially not omitting.
  • the pattern is composed exclusively of cycles of two different power levels, with no power being output at one power level and the other power level being the next higher power level to the power difference P M.
  • the pattern is composed exclusively of cycles of two different performance levels, where the one power level is the next higher power level to the power difference pattern and the other power level is the next lower power level to the power difference PMuster. In this way, a relatively balanced output is achieved.
  • the cycles of different performance levels are evenly distributed in the pattern.
  • the even distribution of the cycles of different performance levels means that the output is very even within the duration of a passage through the sample.
  • the cycles are arranged in blocks of the same power levels and arranged in the pattern. This is the simplest method for distributing the clocks of different power levels within the pattern. With regard to a control device for such a method, this offers the advantage that the control device can specify cycles of a higher power level until the required power P M us t er within the pattern has been reached, and then only until the end of the run through the pattern to specify cycles without output.
  • the number of clocks of the pattern is a prime number which is greater than the number of heating elements neereic h of the portion is preferably greater than the number of heating elements nHeizfizze the entire heating surface.
  • Such a determination of the number of cycles of the pattern ensures that no irregular distribution occurs when the functions are assigned to the heating elements in a rotating manner. Such an irregular distribution could result in a heating element being in and out of the pattern operation again and again at the same cycles of the pattern the consequence would be the inhomogeneous output of the sub-area.
  • a different heating element as the first heating element has the function "output according to pattern" with each pass through the pattern. It is particularly expedient if the number of cycles of the pattern is greater than the number of is heaters n H eizfi ä c h e of the entire heating surface.
  • the object on which the method is based can also be achieved by a device with the features of claim 9, preferably a control device, for controlling heating elements of a hob, as well as by a hob with the features of claim 10, this device being designed to do the described Execute procedure.
  • Such a device can be part of a hob together with several heating elements.
  • induction devices are preferably provided as heating elements.
  • Fig. 1 is a schematic representation of the method
  • Fig. 2 is a plan view of a heating surface with two sub-areas in operation
  • Fig. 3 shows a pattern of 41 cycles, in which the power output is determined for each cycle for each of the three heating elements of the first sub-area 4 is a pattern of 41 cycles, in which the power output is determined for each cycle for one of the seven heating elements of the second sub-area,
  • FIG. 5 shows three operating states of the first of the two regions in operation from FIG. 2, FIG. 6 seven operating states of the second of two regions in operation from FIG. 2 and FIG. 7 a representation of a complete pattern of 41 cycles, whereby for Each cycle shows how high the power output is and which of the heating elements is currently delivering maximum power, which of the heating elements is not performing power and which of the heating elements is delivering power in accordance with the sample specification.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the method according to the invention.
  • Input parameters of the process the maxi- mum power PHeizeiement that can deliver a heating element in each case, the number of heating elements n Ber verifiable that belong to the part to be heated range, and in the entire portion to be obtained power P S ⁇ ⁇ -
  • the number of non-heating elements is determined in a first step 10, which in operation does not just exceed the total target power Psoii during operation at full power PHeementement.
  • the power Pon is calculated, the non this number of heating elements at full power P H eizeiement in operation guaranteed.
  • the power difference jdoe is calculated, the target power and the power Po of Psoii no n heating elements in each full power P H eiz e is iement between the total.
  • the n M model pattern advertising set composed of bars of different power levels and, where appropriate, together provide the service jdoe average in their sum.
  • the number of cycles per pattern nja kt ePro pattern is fixed in the present case. Alternatively, it would, however, also possible for the number of cycles per sample nja teProMuster dependent on other values preferably, the number n Be reic h of the heating elements in the subregion, flexible set.
  • the heating elements are operated on the basis of the determined values and the defined pattern.
  • the heating elements can basically perform one of three different functions. A number of heating elements are operated with maximum power. A number n of heating element patterns, which are preferably only one heating element, are operated with patterns defined in step 16. The remaining heating elements in the section do not deliver any power.
  • the assignment of these functions to the actual heating elements changes permanently. The assignment is changed at short intervals, preferably at intervals of the time length of a cycle.
  • Fig. 2 shows a heating surface with a total of 38 heating elements.
  • the maximum output of each heating element is 300 watts.
  • Two sections 30, 32 of the heating surface are in operation.
  • the partial area 30 consists of a total of three heating elements 30a, 30b, 30c.
  • the target power of this partial area 30 is 360 watts.
  • the second section 32 consists of a total of seven heating elements 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g.
  • the target power of this second section 32 is 1350 watts.
  • one heating element is operated with its maximum output of 300 watts and a second heating element is operated in sample mode, that is to say with a pattern of cycles of different power levels. This is such that it leads to a power output of approx. 60 watts over the length of a complete pass.
  • a third heating element of section 30 is not needed to achieve the desired output of 360 watts.
  • the cross-hatched heating element 30b is operated with its maximum output of 300 watts
  • the single-hatched field 30a is operated with the pattern
  • the heating element 30c has no power output.
  • a total of four heating elements are operated with their full power of 300 watts each and a further heating element is operated in the sample mode.
  • Two heating elements of section 32 are not needed to achieve the target output of 1350 watts.
  • the four fields 32a, 32e, 32f, 32g each output their maximum power.
  • the heating element 32d is operated with the pattern.
  • the two heating elements 32b, 32c do not output any power.
  • 3 and 4 show the control patterns 34, 36 of the heating elements of the partial areas 30, 32 which are respectively in pattern operation. Since the entire heating surface has thirty-eight heating elements, the number of heating elements is
  • the performance levels are 0%, 33.3%, 66.6% and 100% of the performance. Converted to absolute power, this means that the power levels are 0 watts, 100 watts, 200 watts and 300 watts.
  • the heating element operated with the sample in the first partial area 30 must provide the power difference between the target power 360 watts and that of the one heating element operated at maximum power 300 watts. Since the power difference of 60 watts is still below the second of the discrete power levels of 100 watts, the pattern consists of clocks with 0 watts of power and 100 watts of power. The corresponding pattern 34 is shown in FIG. 3. It consists of 25 cycles with 100 watts of power and 16 cycles with 0 watts of power. The cycles of the same power are combined into blocks. The average power for the entire pattern is 60.97 watts. Based on the entire partial area 30, this results in an average power output of 360.97 watts over one pass of the pattern. This is only slightly above the target power of 360 watts for this subarea 30.
  • the pattern 36 of the heating element of the partial area 32 operated with a pattern The power to be applied by this heating element of the partial area 32 is 150 watts. The next higher discrete power level delivers 200 watts. The pattern has 31 cycles with the discrete power level of 200 watts. In addition, the sample shows ten bars without output. As with the pattern of the first partial area 30, the pattern of the second partial area 32 is divided into blocks with clocks of the same line level. The power emitted by the replaceable heating element in this sample averages 151, 21 watts over one pass of the sample. Together with the four heating elements of the second sub-area 32, which at full power operated, the total output is 1351, 21 watts. The target power of the second partial area 32 is thus exceeded by only a little more than one watt.
  • the cross-hatched heating elements are each the heating elements which are operated at maximum power.
  • the simply hatched heating elements are the heating elements on which the respective pattern of the partial area runs.
  • the heating element 30b is operated at full power, the heating element 30a is operated with the pattern 34 and the heating element 30c is not operated.
  • the heating elements change their assignment to the functions, so that the second operating state 42 is established.
  • the third operating state 44 after the same time period.
  • the first operating state 40 is continued again. It can be seen that in this way each of the heating elements has assumed each function once.
  • the choice of the prime number 41 as the number of cycles of the pattern ensures that the same heating element does not begin to carry out the pattern each time the pattern is passed. In the event that the pattern started on heating element 30a on the first pass, it will start on heating element 30b on the second pass. This ensures that the heating elements emit power very evenly.
  • the second partial area 32 has a total of seven different phases 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62.
  • the heating element 32g represents the heating element that outputs power according to the pattern 36.
  • the four heating elements 32b, 32c, 32d, 32e are operated at full power.
  • the two heating elements 32a, 32f are operated without power.
  • the assignment changes, so that after seven phase changes, each heating element was operated a total of four times at full power, twice without power and once according to the pattern from FIG. 5. This results in a uniform power output for the entire second partial area 32.
  • FIG. 7 shows a complete run through the pattern for the first partial region 30.
  • the pattern begins with phase 70, in which the heating element 30a represents the alternating heating element. From there, the assignment of the functions to the heating elements of the subarea 30 is changed with each cycle.
  • the power output of the removable heating element is 100 watts.
  • the power output of the removable heating element is 0 watts in each case. So after a complete run of the pattern,
  • heating element 30a was operated with 300 watts for 14 cycles, with 100 watts for 9 cycles and with 0 watts for 18 cycles, that is to say with 124.39 watts on average,
  • heating element 30b was operated for 14 cycles with 300 watts, for 8 cycles with 100 watts and for 19 cycles with 0 watts, ie with an average of 121.95 watts and 3. that the heating element 30c was operated for 13 cycles with 300 watts, for 8 cycles with 100 watts and for 20 cycles with 0 watts, ie on average with 114.63 watts.
  • heating element 30b would start to carry out the pattern the next time through the pattern means that these performance differences are compensated for during longer operation.

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  • Electromagnetism (AREA)
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Abstract

Disclosed is a method that makes it possible to operate a subarea (30, 32) of a cooking hob, which comprises several partial elements (30a, 30b, 30c, 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g), at a freely selectable power, said power being evenly distributed across the entire subarea, even when the heating elements (30a, 30b, 30c, 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g) are able to release only power with discrete power stages. According to the inventive method, some heating elements are operated at maximum power while one heating element is operated in a clocked mode if possible and the remaining heating elements remain without power.

Description

Beschreibung Ansteuerungsverfahren für Heizelemente und Vorrichtung sowie Koch- feld Description Control method for heating elements and device as well as hob
Anwendungsgebiet und Stand der TechnikField of application and state of the art
Die Erfindung betrifft ein Ansteuerungsverfahren für einen Teilbereich einer Heizfläche mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung und ein Kochfeld, bei denen das Ansteuerungsverfahren Anwendung findet.The invention relates to a control method for a partial area of a heating surface with the features of the preamble of claim 1 and to a device and a hob, in which the control method is used.
Bei modernen Kochfeldern mit mehreren Kochstellen mit jeweils einem oder mehreren Heizelementen wird die Leistungsabgabe der Kochstel- len gesteuert, indem abhängig von einer vorgegebenen Soll-Leistung bei den Heizelementen einzelne Halbwellen bei der Wechselstromzuführung ausgeblendet werden, so dass die gewünschte Soll-Leistung durch die nicht ausgeblendeten Halbwellen erreicht wird. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass es bei einer steigenden Zahl von Heizelementen zu sehr großen Schwankungen in der Leistungsaufnahme des Kochfeldes kommen kann, wenn mehrere Heizelemente parallel zueinander Halbwellen ausblenden. Aufgabe und LösungIn modern cooktops with several cooktops, each with one or more heating elements, the power output of the cooktops is controlled by hiding individual half-waves in the AC supply depending on a specified target output for the heating elements, so that the desired target output is not achieved by the hidden half-waves is reached. The disadvantage of this solution is that, with an increasing number of heating elements, very large fluctuations in the power consumption of the hob can occur if several heating elements hide half-waves in parallel to one another. Task and solution
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ansteuerungsverfahren für einen aus einzelnen Heizelementen bestehenden Teilbereich eines Heizfeldes zu schaffen, wobei es mit dem Verfahren möglich sein soll, über diesen Teilbereich eine gleichmäßige und gezielt bestimmbare Leistungsabgabe zu erzielen.The invention has for its object to provide a control method for a partial area of a heating field consisting of individual heating elements, it should be possible with the method to achieve a uniform and specifically determinable power output over this partial area.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Ansteuerungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestal- tung der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben und werden im folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.This problem is solved by a control method with the features of claim 1. Advantageous and preferred embodiments tion of the invention are specified in the further claims and are explained in more detail below. The wording of the claims is made the content of the description by express reference.
Erfindungsgemäß besteht das Ansteuerungsverfahren für einen Teilbereich einer Heizfläche mit nHeizfiäche Heizelementen, wobei der Teilbereich riBereich Heizelemente mit diskreten Leistungsstufen aufweist, aus sechs Verfahrensschritten, von denen die Schritte 1 bis 4 vorbereitend sind und die Schritte 5 und 6 permanent während des Heizvorgangs durchgeführt werden:According to the invention the drive method for a portion of a heating surface having n H eizfi ä c h e heating elements, wherein the partial region riBereich heating elements having discrete power levels, in six steps, of which the steps 1 to 4 are preliminarily and steps 5 and 6 continuously during of the heating process:
1. Ermitteln einer vorgegebenen Soll-Leistung PSoiι,1. Determining a predetermined target power P S oiι,
2. Errechnen einer höchsten Zahl non von Heizelementen, die bei jeweils höchster Leistungsstufe gemeinsam die Soll-Leistung Psoii nicht überschreiten,2. Calculate a maximum number of heating elements which, at the highest power level, do not together exceed the target power Psoii,
3. Errechnen der Leistungsdifferenz Prviuster zwischen der Soll- Leistung Psoii und einer von der ermittelten Zahl non von Heizelementen bei höchster Leistungsstufe abgegebenen Leistung Pon, 4. Festlegen von nMuster Mustern von Takten mit gegebenenfalls verschiedenen Leistungsstufen, die im Mittel zu einer Leistungsabgabe von Pfviuster führen, wobei nMuster maximal (nBereich-non) beträgt,3. calculating the power difference Prviuster between the desired power P o ii and one of the determined number of non of heating at the highest power level output power Po n, 4. Setting n M us t he patterns of clocks with optionally different power levels, which in means lead to a power output of Pfviuster, wherein n M is the maximum model (n be-rich non),
5. Betreiben von non Heizelementen mit höchster Leistungsstufe, nMuster Heizelementen im Musterbetrieb, das heißt mit der jeweilig vom jeweiligen Muster vorgegebenen Leistungsstufe, und (nBereich- non-nMuster) Heizelementen ohne Leistungsabgabe und5. Operation of non heating elements with the highest power level, n M model heating elements in the pattern operation, that is with the respectively predetermined by the respective pattern power stage, and (n Be reic h - non-n M u s t e r) heating elements without power output and
6. permanenter Wechsel der Zuordnung der unter 5. angegebenen Funktion zu den tatsächlichen Heizelementen in einem Rotationsverfahren, wobei die festgelegten Muster durchlaufen und nach Beendigung jeweils wieder neu begonnen werden. - ~6. permanent change of the assignment of the function specified under 5. to the actual heating elements in a rotation process, whereby the defined patterns run through and are started again after completion. - ~
Bei der Heizfläche kann es sich sowohl um eine Heizfläche für nur ein Kochgefäß handeln, die mehrere Heizelemente aufweist, so dass die beheizte Fläche an die Größe des Kochgefäßes angepasst werden kann, als auch um eine Heizfläche für ein oder mehrere Kochgefäße, bei der die Kochgefäße beliebig auf der Heizfläche angeordnet werden können und bei der die Heizfläche in eine Vielzahl von Elementen unterteilt ist, die getrennt voneinander angesteuert werden können, so dass gezielt nur die Heizelemente mit Energie versorgt werden, die so angeordnet sind, dass sie auf der Heizfläche stehende Kochgefäße erhitzen können. Bei dem Teilbereich kann es sich auch um die gesamte Heizfläche mit allen nHeizfiäche Heizelementen handeln. Die Heizelemente weisen diskrete Leistungsstufen auf, die festlegen, welche Leistungsmenge von ihnen abgegeben werden kann. Im geringsten Falle handelt es sich um zwei Leistungsstufen, wobei bei einer der Leistungsstufen 0% der Ma- ximalleistung abgegeben werden und bei der anderen der Leistungsstufen 100% der Maximalleistung abgegeben werden. Ein Heizelement mit insgesamt vier diskreten Leistungsstufen könnte beispielsweise 0%, 33,3%, 66,6% und 100% seiner Maximalleistung abgeben. Die beim ersten Schritt des Verfahrens zu ermittelnde Leistung kann direkt von ei- nem Bediener eingestellt werden oder auch von einem Steuergerät stammen, welches beispielsweise auf Basis eines automatischen Kochprogramms oder einer manuellen Eingabe mit bestimmten Leistungsverläufen die Soll-Leistung Psoii vorgibt. Die Soll-Leistung Psoii sollte die maximal von allen Heizelementen des Teilbereichs bei höchster Leis- tungsstufe abgebbare Leistung nicht überschreiten. Im zweiten Schritt wird die Zahl von Heizelementen ermittelt, die beim Betrieb auf höchster Leistungsstufe gemeinsam möglichst nah an die Soll-Leistung PSθιι heranreichen, ohne sie zu überschreiten. Die Zahl dieser Heizelemente non ist im geringsten Fall null, sofern schon die Leistungsabgabe eines Heizelementes auf höchster Leistungsstufe die Soll-Leistung Psoii überschreiten würde, und im höchsten Fall nβereich, sofern alle Heizelemente des Teilbereichs bei höchster Leistungsstufe die Soll-Leistung Psoii ge- rade erreichen oder die Soll-Leistung Psoii über der maximal von allen Heizelementen des Teilbereichs abgebbaren Leistung liegt.The heating surface can be both a heating surface for only one cooking vessel, which has several heating elements, so that the heated surface can be adapted to the size of the cooking vessel, as well as a heating surface for one or more cooking vessels, in which the cooking vessels can be arranged anywhere on the heating surface and in which the heating surface is divided into a plurality of elements that can be controlled separately from each other, so that only the heating elements are specifically supplied with energy that are arranged so that they stand on the heating surface can heat. In the sub-region, it may also be the entire heating surface with all n H eiz f i e Äch act heating elements. The heating elements have discrete power levels that determine the amount of power they can output. In the smallest case there are two power levels, with 0% of the maximum power being output in one of the power levels and 100% of the maximum power being output in the other of the power levels. A heating element with a total of four discrete power levels could, for example, give 0%, 33.3%, 66.6% and 100% of its maximum power. The power to be determined in the first step of the method can be set directly by an operator or can also come from a control device which, for example, specifies the target power Ps o ii on the basis of an automatic cooking program or a manual input with specific power profiles. The target power Psoii should not exceed the maximum power that can be output by all heating elements in the sub-area at the highest power level. In the second step, the number of heating elements is determined which, when operating at the highest power level, together come as close as possible to the target power P Sθ ιι without exceeding it. The number of these heaters is non in the least case, zero, even the power output provided a heating element at maximum power, the target performance would exceed Psoii, and in the highest case nβereic h, all the heating elements of the subregion with the highest power level if the target performance overall Psoii reach or the target power Psoii is above the maximum power that can be output by all heating elements in the sub-area.
Im dritten Verfahrensschritt wird ermittelt, wie groß die Differenz zwi- sehen der von n0n Heizelementen bei höchster Leistungsstufe abgebbaren Leistung P0n und der Soll-Leistung Psoii ist. Diese Leistung muss von einem oder mehreren Heizelementen aufgebracht werden, die nicht durchgängig auf höchster Leistungsstufe betrieben werden können, um die Leistung Psoii nicht zu überschreiten. Sofern diese Leistungsdifferenz Prviuster nicht null beträgt, wird im vierten Verfahrensschritt eine Anzahl nMuster von Mustern aus Takten verschiedener Leistungsstufen zusammengesetzt, die diese Leistungsdifferenz PMuster erreichen können. Die Muster bestehen aus einer beliebigen Anzahl von Takten gleicher Länge, die jeweils bei einer bestimmten Leistungsstufe ausgeführt werden. Die jeweiligen Durchschnittsleistungsabgaben dieser Muster müssen summiert die Leistungsdifferenz PMuster ergeben. Aufgrund der festen Zahl an Takten und der diskreten Leistungsstufen der Heizelemente ist es nicht zwingend möglich, die Leistung PMuster exakt zu erreichen. Durch eine Erhöhung der Zahl der Takte je Muster und eine Erhöhung der Zahl der diskreten Leistungsstufen kann eine genauere Anpassung ermöglicht werden, wobei dies im Normalfall nicht nötig ist. Auch wenn das Verfahren es prinzipiell zulässt, mehr als ein Muster von Takten mit verschiedenen Leistungsstufen zu verwenden, sollte vorzugsweise nur ein Muster festgelegt werden, welches auf einem Heizelement im Mus- terbetrieb abläuft. Die Zahl der Muster darf die Zahl nBereich der Heizelemente im Teilbereich abzüglich der Zahl non von Heizelementen, die bei jeweils höchster Leistungsstufe betrieben werden, nicht überschreiten.In the third method step, it is determined how large the difference between the power P 0n that can be output by n 0 n heating elements at the highest power level and the desired power Psoii is. This power must be applied by one or more heating elements that cannot be operated continuously at the highest power level in order not to exceed the power Ps o ii. If these power difference Prvius he t is not zero, in the fourth method step, a number n M u s t r e patterns of clocks of different power levels composed that can achieve these power difference P M model. The patterns consist of any number of cycles of the same length, each of which is carried out at a specific performance level. The respective average power outputs of these patterns must sums the power difference P M u ste r arise. Due to the fixed number of cycles and the discrete power levels of the heating elements, it is not absolutely possible to achieve the PMuster power exactly. By increasing the number of cycles per pattern and increasing the number of discrete power levels, a more precise adjustment can be made possible, although this is normally not necessary. Even if the method allows, in principle, more than one pattern of cycles with different power levels to be used, preferably only one pattern should be defined, which runs on a heating element in the pattern mode. The number of samples shall be the number n Be reaching the heating elements in the partial area minus the number of non heating elements that are operated at each of maximum power, not exceed.
Innerhalb dieser ersten vier Verfahrensschritte werden also die Zahl der Heizelemente, die bei höchster Leistungsstufe betrieben werden, die Zahl der Heizelemente im Musterbetrieb, und die Muster selbst festgelegt. Im eigentlichen Betrieb der Heizelemente des Teilbereichs werden die Funktionen „Leistungsabgabe bei höchster Leistungsstufe", „Leistungsabgabe gemäß festgelegtem Muster" und „Keine Leistungsabgabe" ro- tierend den Heizelementen des Teilbereichs zugewiesen. Sofern in den vorbereitenden Verfahrensschritten eins bis vier also festgelegt wurde, dass es jeweils mindestens ein Heizelement einer jeden Funktion gibt, wird jedem Heizelement in dem Teilbereich rotierend auch jede Funktion zugewiesen. Nach jeweils einer festen Zahl von Takten, vorzugsweise jeweils nach jedem Takt, rotiert die Funktionszuweisung weiter. Als Ergebnis werden alle Heizelemente, über die Dauer der Muster gemittelt, mit ungefähr gleicher Leistung betrieben. Dennoch ist es trotz der diskreten Leistungsstufen der Heizelemente immer nur bezüglich eines Heizelementes - jenes Heizelements, welches gerade im Musterbetrieb betrieben wird - erforderlich, eine angepasste Leistungsabgabe zu steuern. Die anderen Heizelemente werden jeweils ohne Leistungsabgabe oder bei höchster Leistungsstufe betrieben. Bei den Heizelementen handelt es sich vorzugsweise um Induktionsheizelemente.Within these first four process steps, the number of heating elements that are operated at the highest power level, the number of heating elements in sample mode, and the pattern itself are determined. In the actual operation of the heating elements of the sub-area, the functions "power output at the highest power level", "power output according to a defined model" and "no power output" are assigned to the heating elements of the sub-area in a rotating manner if there is at least one heating element of each function, each heating element in the sub-area is also assigned to each function in rotation. After a fixed number of cycles, preferably after each cycle, the function assignment continues to rotate. As a result, all heating elements, over the duration the sample averaged, operated with approximately the same output, however, despite the discrete power levels of the heating elements, it is only ever necessary to control an adapted power output with respect to one heating element - the heating element that is currently being operated in the sample mode elements are operated without a power output or at the highest power level. The heating elements are preferably induction heating elements.
In einer Weiterbildung des Verfahrens beträgt die Anzahl nMuster der Muster eins. Dies stellt eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung des Verfahrens dar, da jeweils nur ein Heizelement im Musterbetrieb ist. In Folge dessen werden die restlichen Heizelemente mit voller Leistung betrieben oder sind nicht in Betrieb.In a development of the method the number NMU is t he the one pattern. This represents a particularly expedient embodiment of the method, since only one heating element is in sample operation. As a result, the remaining heating elements are operated at full power or are not in operation.
In einer Weiterbildung des Verfahrens werden die diskreten Leistungsstufen der Heizelemente durch das Auslassen einzelner Halbwellen eines Taktes in der Wechselstromzuführung erzeugt.In a development of the method, the discrete power levels of the heating elements are generated by omitting individual half-waves of a cycle in the AC supply.
Bei dieser Form der Ansteuerung wird eine Anzahl von Halbwellen, die vorzugsweise gerade ist, zu einem Takt zusammengefasst. Durch das Auslassen einer verschiedenen Anzahl von Halbwellen innerhalb eines solchen Taktes können die verschiedenen diskreten Leistungsstufen erreicht werden. Sofern Normen oder Vorschriften vorgeben, dass innerhalb einer bestimmten Anzahl von Halbwellen die negativen und positiven Halbwellen ausgeglichen sein müssen, ergibt sich eine reduzierte Zahl von Leistungsstufen. Im Falle von Takten mit jeweils sechs Halbwellen, bei denen die Anzahl der negativen und positiven Halbwellen je Takt ausgeglichen sein muss, ergeben sich die vier Alternativen für den Takt mit null Halbwellen, mit zwei Halbwellen, mit vier Halbwellen oder mit sechs Halbwellen. Ein solcher Takt kann also die diskreten Leis- tungsstufen „keine Leistungsabgabe", „ein Drittel der Maximalleistung", „zwei Drittel der Maximalleistung" und „Maximalleistung" annehmen. Besonders vorteilhaft bei der Verwendung des erfindungsgemäßen An- steuerungsverfahrens mit Takten, die sich durch Auslassen von Halbwellen bezüglich ihrer Leistungsabgabe unterscheiden, ist die Minimie- rung von Schwankungen in der Leistungsaufnahme des Heizfeldes, da in den Teilbereichen nur die mit Muster betriebenen Heizelemente, vorzugsweise also nur ein Heizelement, im Wechsel Halbwellen teilweise auslassen und teilweise nicht auslassen.With this form of control, a number of half-waves, which is preferably even, are combined to form one cycle. By omitting a different number of half-waves within one The various discrete power levels can be achieved with such a clock. If standards or regulations stipulate that the negative and positive half-waves must be balanced within a certain number of half-waves, the number of power levels is reduced. In the case of cycles with six half-waves each, in which the number of negative and positive half-waves per cycle must be balanced, the four alternatives for the cycle with zero half-waves, with two half-waves, with four half-waves or with six half-waves result. Such a cycle can therefore assume the discrete power levels "no power output", "one third of the maximum power", "two thirds of the maximum power" and "maximum power". Particularly advantageous when using the control method according to the invention with clock cycles which differ in their power output due to the omission of half-waves is the minimization of fluctuations in the power consumption of the heating field, since in the partial areas only the heating elements operated with samples, preferably therefore only one heating element, alternately partially omitting half-waves and partially not omitting.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Muster ausschließlich aus Takten zweier verschiedener Leistungsstufen zusammengesetzt, wobei bei der einen Leistungsstufe keine Leistung abgegeben wird und wobei es sich bei der anderen Leistungsstufe um die zur Leistungsdifferenz PMuster nächsthöherer Leistungsstufe handelt.In a further development of the invention, the pattern is composed exclusively of cycles of two different power levels, with no power being output at one power level and the other power level being the next higher power level to the power difference P M.
Bei einem solchen Verfahren wird die Anzahl der Takte, bei denen eine Zwischenstufe zwischen keiner Leistungsabgabe und der maximalen Leistungsabgabe angewendet wird, soweit als möglich reduziert. Dies ist im Sinne einer einfachen Steuerung der Heizelemente vorteilhaft.In such a method, the number of cycles in which an intermediate stage between no power output and the maximum power output is applied is reduced as far as possible. This is advantageous in the sense of simple control of the heating elements.
In anderer Weiterbildung des Verfahrens ist das Muster ausschließlich aus Takten zweier verschiedener Leistungsstufen zusammengesetzt, wobei es sich bei der einen Leistungsstufe um die zur Leistungsdifferenz Muster nächsthöhere Leistungsstufe und bei der anderen Leistungsstufe um die zur Leistungsdifferenz PMuster nächstniedrigere Leistungsstufe handelt. Auf diese Art und Weise wird eine verhältnismäßig ausgegli- chene Leistungsabgabe erreicht.In another development of the method, the pattern is composed exclusively of cycles of two different performance levels, where the one power level is the next higher power level to the power difference pattern and the other power level is the next lower power level to the power difference PMuster. In this way, a relatively balanced output is achieved.
In einer Weiterbildung des Verfahrens sind die Takte verschiedener Leistungsstufen gleichmäßig im Muster verteilt. Die gleichmäßige Verteilung der Takte verschiedener Leistungsstufen führt dazu, dass die Leis- tungsabgabe innerhalb der Dauer eines Durchganges durch das Muster sehr gleichmäßig erfolgt.In a development of the method, the cycles of different performance levels are evenly distributed in the pattern. The even distribution of the cycles of different performance levels means that the output is very even within the duration of a passage through the sample.
In Weiterbildung des Verfahrens sind die Takte in Blöcken gleicher Leistungsstufen zusammengefasst im Muster angeordnet. Dies ist die ein- fachste Methode zur Verteilung der Takte verschiedener Leistungsstufen innerhalb des Musters. Bezüglich eines Steuergeräts für ein solches Verfahren bietet dies den Vorteil, dass das Steuergerät so lange Takte einer höheren Leistungsstufe vorgeben kann, bis die erforderliche Leistung PMuster innerhalb des Musters erreicht wurde, um anschließend bis zum Ende des Durchlaufs durch das Muster nur noch Takte ohne Leistungsabgabe vorzugeben.In a further development of the method, the cycles are arranged in blocks of the same power levels and arranged in the pattern. This is the simplest method for distributing the clocks of different power levels within the pattern. With regard to a control device for such a method, this offers the advantage that the control device can specify cycles of a higher power level until the required power P M us t er within the pattern has been reached, and then only until the end of the run through the pattern to specify cycles without output.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Anzahl der Takte des Musters eine Primzahl, welche größer als die Anzahl der Heizelemente neereich des Teilbereichs ist, vorzugsweise größer als die Anzahl der Heizelemente nHeizfiäche der gesamten Heizfläche.In the invention, the number of clocks of the pattern is a prime number which is greater than the number of heating elements neereic h of the portion is preferably greater than the number of heating elements nHeizfiäche the entire heating surface.
Mittels einer solchen Festlegung der Anzahl der Takte des Musters wird erreicht, dass beim rotierenden Zuweisen der Funktionen zu den Heiz- elementen keine unregelmäßige Verteilung auftritt. Eine solche unregelmäßige Verteilung könnte dazu führen, dass ein Heizelement immer wieder bei den gleichen Takten des Musters im Musterbetrieb ist und in der Konsequenz die Leistungsabgabe über den Teilbereich inhomogen wäre. Durch die Wahl einer solchen Primzahl als Anzahl der Takte des Musters hat bei jedem Durchlauf durch das Muster ein anderes Heizelement als erstes Heizelement die Funktion „Leistungsabgabe gemäß Muster". Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Anzahl der Takte des Musters größer als die Anzahl der Heizelemente nHeizfiäche der gesamten Heizfläche ist. Ein solches Verfahren erfordert nicht, dass abhängig von der Anzahl nBereich der Heizelemente im Teilbereich jeweils eine Primzahl ermittelt werden muss. Stattdessen wird stets eine einmalig für die ge- samte Heizfläche festgelegte Primzahl verwendet. Diese kann fest in einem Steuergerät zum Durchführen des Verfahrens programmiert sein.Such a determination of the number of cycles of the pattern ensures that no irregular distribution occurs when the functions are assigned to the heating elements in a rotating manner. Such an irregular distribution could result in a heating element being in and out of the pattern operation again and again at the same cycles of the pattern the consequence would be the inhomogeneous output of the sub-area. By selecting such a prime number as the number of cycles of the pattern, a different heating element as the first heating element has the function "output according to pattern" with each pass through the pattern. It is particularly expedient if the number of cycles of the pattern is greater than the number of is heaters n H eizfi ä c h e of the entire heating surface. such a method does not require that depends on the number nBereic of the heating elements in the partial area h are each a prime number are determined must instead. is always a uniquely determined for the entire heating surface prime This can be permanently programmed in a control unit to carry out the method.
Die dem Verfahren zugrundeliegende Aufgabe kann auch durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9, vorzugsweise ein Steuergerät, zur Ansteuerung von Heizelementen eines Kochfeldes gelöst werden ebenso wie durch ein Kochfeld mit den Merkmalen des Anspruchs 10, wobei diese Vorrichtung dazu ausgebildet ist, das beschriebene Verfahren auszuführen.The object on which the method is based can also be achieved by a device with the features of claim 9, preferably a control device, for controlling heating elements of a hob, as well as by a hob with the features of claim 10, this device being designed to do the described Execute procedure.
Eine solche Vorrichtung kann zusammen mit mehreren Heizelementen Teil eines Kochfeldes sein. In Weiterbildung eines solchen Kochfeldes sind als Heizelemente vorzugsweise Induktionseinrichtungen vorgesehen.Such a device can be part of a hob together with several heating elements. In a further development of such a hob, induction devices are preferably provided as heating elements.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildung der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Kurzbeschreibung der ZeichnungenThese and further features of preferred further development of the invention emerge from the claims and also from the description and the drawings, the individual features being realized individually or in groups in the form of sub-combinations in one embodiment of the invention and in other areas and can represent advantageous and protectable versions for which protection is claimed here. Brief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeich- nungen zeigen:Embodiments of the invention are shown schematically in the drawings and are explained in more detail below. In the drawings show:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Verfahrens, Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Heizfläche mit zwei im Betrieb befindlichen Teilbereichen, Fig. 3 ein Muster aus 41 Takten, bei dem für jeden Takt für jeweils eines der drei Heizelemente des ersten Teilbereichs die Leistungsabgabe festgelegt ist, Fig. 4 ein Muster aus 41 Takten, bei dem für jeden Takt für jeweils eines der sieben Heizelemente des zweiten Teilbereichs die Leistungsabgabe festgelegt ist,Fig. 1 is a schematic representation of the method, Fig. 2 is a plan view of a heating surface with two sub-areas in operation, Fig. 3 shows a pattern of 41 cycles, in which the power output is determined for each cycle for each of the three heating elements of the first sub-area 4 is a pattern of 41 cycles, in which the power output is determined for each cycle for one of the seven heating elements of the second sub-area,
Fig. 5 drei Betriebszustände des ersten der beiden im Betrieb befindlichen Bereiche von Fig. 2, Fig. 6 sieben Betriebszustände des zweiten von zwei im Betrieb befindlichen Bereichen von Fig. 2 und Fig. 7 eine Darstellung eines vollständigen Musters von 41 Takten, wobei für jeden Takt dargestellt ist, wie hoch die Leistungsabgabe ist und welches der Heizelement gerade Maximalleistung, welches der Heizelemente keine Leistung und welche der Heizelemente Leistung gemäß Mustervorgabe abgibt.5 shows three operating states of the first of the two regions in operation from FIG. 2, FIG. 6 seven operating states of the second of two regions in operation from FIG. 2 and FIG. 7 a representation of a complete pattern of 41 cycles, whereby for Each cycle shows how high the power output is and which of the heating elements is currently delivering maximum power, which of the heating elements is not performing power and which of the heating elements is delivering power in accordance with the sample specification.
Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description of the exemplary embodiments
In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Eingangsparameter des Verfahrens sind die maxi- male Leistung PHeizeiement, die jeweils ein Heizelement abgeben kann, die Zahl der Heizelemente nBereich, die zum zu beheizenden Teilbereich gehören, und die im gesamten Teilbereich zu erzielende Leistung PSθιι- Ausgehend von diesen vorgegebenen Werten wird in einem ersten Schritt 10 die Anzahl non von Heizelementen ermittelt, die im Betrieb bei voller Leistung PHeizeiement die Gesamt-Soll-Leistung Psoii gerade noch nicht überschreiten. In einem darauf folgenden Schritt 12 wird die Leis- tung Pon ausgerechnet, die diese Anzahl non von Heizelementen bei voller Leistung PHeizeiement im Betrieb leistet. Im darauf folgenden Schritt 14 wird die Leistungsdifferenz PMuster errechnet, die zwischen der Gesamt- Soll-Leistung Psoii und der Leistung Po von non Heizelementen bei jeweils voller Leistung PHeizeiement liegt. In einem nächsten Schritt 16 wer- den nMuster Muster festgelegt, die sich aus Takten gegebenenfalls verschiedener Leistungsstufen zusammensetzen und die in ihrer Summe durchschnittlich gemeinsam die Leistung PMuster erbringen. Die Anzahl der Takte pro Muster njakteProMuster wird im vorliegenden Fall fest vorgegeben. Alternativ wäre es allerdings auch möglich, die Anzahl der Takte pro Muster nja teProMuster abhängig von anderen Werten, vorzugsweise der Anzahl nBereich der Heizelemente im Teilbereich, flexibel festzulegen.1 shows a schematic representation of the method according to the invention. Input parameters of the process, the maxi- mum power PHeizeiement that can deliver a heating element in each case, the number of heating elements n Ber verifiable that belong to the part to be heated range, and in the entire portion to be obtained power P Sθ ιι- On the basis of these predetermined values, the number of non-heating elements is determined in a first step 10, which in operation does not just exceed the total target power Psoii during operation at full power PHeementement. In a subsequent step 12, the power Pon is calculated, the non this number of heating elements at full power P H eizeiement in operation guaranteed. In the following step 14, the power difference jdoe is calculated, the target power and the power Po of Psoii no n heating elements in each full power P H eiz e is iement between the total. In a next step 16, the n M model pattern advertising set composed of bars of different power levels and, where appropriate, together provide the service jdoe average in their sum. The number of cycles per pattern nja kt ePro pattern is fixed in the present case. Alternatively, it would, however, also possible for the number of cycles per sample nja teProMuster dependent on other values preferably, the number n Be reic h of the heating elements in the subregion, flexible set.
In der Phase 18 des Betriebs werden die Heizelemente anhand der ermittelten Werte und des festgelegten Musters betrieben. Die Heizele- mente können dabei grundsätzlich eine von drei verschiedenen Funktionen ausführen. Eine Anzahl non von Heizelementen wird mit maximaler Leistung PHeizeiement betrieben. Eine Anzahl nMuster von Heizelementen, wobei es sich vorzugsweise um nur ein Heizelement handelt, werden mit in Schritt 16 festgelegten Mustern betrieben. Die restlichen Heizelemen- te des Teilbereichs geben keine Leistung ab. Die Zuordnung dieser Funktionen zu den tatsächlichen Heizelementen wechselt permanent. In kurzen Abständen, vorzugsweise im Abstand der zeitlichen Länge eines Taktes, wird die Zuordnung verändert.In phase 18 of operation, the heating elements are operated on the basis of the determined values and the defined pattern. The heating elements can basically perform one of three different functions. A number of heating elements are operated with maximum power. A number n of heating element patterns, which are preferably only one heating element, are operated with patterns defined in step 16. The remaining heating elements in the section do not deliver any power. The assignment of these functions to the actual heating elements changes permanently. The assignment is changed at short intervals, preferably at intervals of the time length of a cycle.
Fig. 2 zeigt eine Heizfläche mit insgesamt 38 Heizelementen. Die maximale Leistung eines jeden Heizelementes liegt bei 300 Watt. Zwei Teilbereiche 30, 32 der Heizfläche sind in Betrieb. Der Teilbereich 30 be- steht aus insgesamt drei Heizelementen 30a, 30b, 30c. Die Soll- Leistung dieses Teilbereichs 30 beträgt 360 Watt. Der zweite Teilbereich 32 besteht aus insgesamt sieben Heizelementen 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g. Die Soll-Leistung dieses zweiten Teilbereichs 32 liegt bei 1350 Watt.Fig. 2 shows a heating surface with a total of 38 heating elements. The maximum output of each heating element is 300 watts. Two sections 30, 32 of the heating surface are in operation. The partial area 30 consists of a total of three heating elements 30a, 30b, 30c. The target power of this partial area 30 is 360 watts. The second section 32 consists of a total of seven heating elements 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g. The target power of this second section 32 is 1350 watts.
Um die Soll-Leistung von 360 Watt im Teilbereich 30 zu erreichen, wird ein Heizelement mit seiner Maximalleistung von 300 Watt betrieben und ein zweites Heizelement im Musterbetrieb, das heißt mit einem Muster aus Takten verschiedener Leistungsstufen, betrieben. Das ist dabei so geartet, dass es über die Länge eines kompletten Durchgangs zu einer Leistungsabgabe von ca. 60 Watt führt. Ein drittes Heizelement des Teilbereichs 30 wird für das Erreichen der Soll-Leistung von 360 Watt nicht gebraucht. Im dargestellten Betriebszustand des Teilbereichs 30 wird das kreuzschraffierte Heizelement 30b mit seiner Maximalleistung von 300 Watt betrieben, das einfach schraffierte Feld 30a mit dem Muster betrieben und das Heizelement 30c hat keine Leistungsabgabe.In order to achieve the desired output of 360 watts in subarea 30, one heating element is operated with its maximum output of 300 watts and a second heating element is operated in sample mode, that is to say with a pattern of cycles of different power levels. This is such that it leads to a power output of approx. 60 watts over the length of a complete pass. A third heating element of section 30 is not needed to achieve the desired output of 360 watts. In the illustrated operating state of the partial area 30, the cross-hatched heating element 30b is operated with its maximum output of 300 watts, the single-hatched field 30a is operated with the pattern, and the heating element 30c has no power output.
Um die Soll-Leistung von 1350 Watt bezüglich des zweiten Teilbereichs 32 zu erreichen, werden insgesamt vier Heizelemente mit ihrer vollen Leistung von jeweils 300 Watt betrieben und ein weiteres Heizelement im Musterbetrieb betrieben. Zwei Heizelemente des Teilbereichs 32 werden zum Erreichen der Soll-Leistung von 1350 Watt nicht gebraucht. Im dargestellten Betriebszustand geben die vier Felder 32a, 32e, 32f, 32g jeweils ihre Maximalleistung ab. Das Heizelement 32d wird mit dem Muster betrieben. Die beiden Heizelemente 32b, 32c geben keine Leistung ab.In order to achieve the target power of 1350 watts with respect to the second partial area 32, a total of four heating elements are operated with their full power of 300 watts each and a further heating element is operated in the sample mode. Two heating elements of section 32 are not needed to achieve the target output of 1350 watts. In the operating state shown, the four fields 32a, 32e, 32f, 32g each output their maximum power. The heating element 32d is operated with the pattern. The two heating elements 32b, 32c do not output any power.
Die Fig. 3 und 4 zeigen die Ansteuerungsmuster 34, 36 der jeweils im Musterbetrieb befindlichen Heizelemente der Teilbereiche 30, 32. Da die gesamte Heizfläche achtunddreißig Heizelemente hat wird als Zahl der3 and 4 show the control patterns 34, 36 of the heating elements of the partial areas 30, 32 which are respectively in pattern operation. Since the entire heating surface has thirty-eight heating elements, the number of heating elements is
Takte pro Muster 41 als nächstfolgende Primzahl gewählt. Die Muster bestehen dementsprechend aus einundvierzig Takten, wobei jeder Takt eine von vier diskreten Leistungsstufen annehmen kann. Die Leistungsstufen liegen bei 0%, 33,3%, 66,6% und 100% der Leistung. Umgerechnet auf absolute Leistung heißt dies, dass die Leistungsstufen bei 0 Watt, 100 Watt, 200 Watt und 300 Watt liegen.Bars per pattern 41 selected as the next prime number. The sample accordingly consist of forty-one cycles, each cycle can assume one of four discrete power levels. The performance levels are 0%, 33.3%, 66.6% and 100% of the performance. Converted to absolute power, this means that the power levels are 0 watts, 100 watts, 200 watts and 300 watts.
Das mit dem Muster betriebene Heizelement im ersten Teilbereich 30 muss die Leistungsdifferenz zwischen der Soll-Leistung 360 Watt und der von dem einen bei Maximalleistung betriebenen Heizelement 300 Watt leisten. Da die Leistungsdifferenz von 60 Watt noch unterhalb der zweiten der diskreten Leistungsstufen von 100 Watt liegt, setzt sich das Muster aus Takten mit 0 Watt Leistung und 100 Watt Leistung zusammen. In Fig. 3 ist das entsprechende Muster 34 dargestellt. Es besteht aus 25 Takten mit 100 Watt Leistung und 16 Takten mit 0 Watt Leistung. Dabei sind die Takte gleicher Leistung zu Blöcken zusammengefasst. Für das gesamte Muster ergibt sich im Schnitt eine Leistung von 60,97 Watt. Bezogen auf den gesamten Teilbereich 30 ergibt sich somit im Durchschnitt über einen Durchlauf des Musters eine Leistungsabgabe von 360,97 Watt. Diese liegt nur geringfügig über der Soll-Leistung von 360 Watt für diesen Teilbereich 30.The heating element operated with the sample in the first partial area 30 must provide the power difference between the target power 360 watts and that of the one heating element operated at maximum power 300 watts. Since the power difference of 60 watts is still below the second of the discrete power levels of 100 watts, the pattern consists of clocks with 0 watts of power and 100 watts of power. The corresponding pattern 34 is shown in FIG. 3. It consists of 25 cycles with 100 watts of power and 16 cycles with 0 watts of power. The cycles of the same power are combined into blocks. The average power for the entire pattern is 60.97 watts. Based on the entire partial area 30, this results in an average power output of 360.97 watts over one pass of the pattern. This is only slightly above the target power of 360 watts for this subarea 30.
Fig. 4 zeigt das Muster 36 des mit Muster betriebenen Heizelements des Teilbereichs 32. Die von diesem Heizelement des Teilbereichs 32 aufzubringende Leistung beträgt 150 Watt. Die nächsthöhere diskrete Leis- tungsstufe leistet 200 Watt. Das Muster weist 31 Takten mit der diskreten Leistungsstufe von 200 Watt auf. Darüber hinaus zeigt das Muster noch zehn Takte ohne Leistungsabgabe. Wie beim Muster des ersten Teilbereichs 30 auch ist das Muster des zweiten Teilbereichs 32 in Blöcke mit Takten gleicher Leitungsstufe eingeteilt. Die vom Wechselheiz- element bei diesem Muster abgegebene Leistung beträgt im Durchschnitt über einen Durchlauf des Musters 151 ,21 Watt. Zusammen mit den vier Heizelementen des zweiten Teilbereichs 32, die bei voller Leis- tung betrieben werden, ergibt sich so eine Gesamtleistung von 1351 ,21 Watt. Damit ist die Soll-Leistung des zweiten Teilbereichs 32 um nur etwas mehr als ein Watt überschritten.4 shows the pattern 36 of the heating element of the partial area 32 operated with a pattern. The power to be applied by this heating element of the partial area 32 is 150 watts. The next higher discrete power level delivers 200 watts. The pattern has 31 cycles with the discrete power level of 200 watts. In addition, the sample shows ten bars without output. As with the pattern of the first partial area 30, the pattern of the second partial area 32 is divided into blocks with clocks of the same line level. The power emitted by the replaceable heating element in this sample averages 151, 21 watts over one pass of the sample. Together with the four heating elements of the second sub-area 32, which at full power operated, the total output is 1351, 21 watts. The target power of the second partial area 32 is thus exceeded by only a little more than one watt.
Fig. 5 und 6 zeigen die verschiedenen Zuordnungen der Funktionen der Heizelemente zu den verschiedenen Heizelementen für den ersten Teilbereich 30 und den zweiten Teilbereich 32. Die kreuzschraffierten Heizelemente sind dabei jeweils die Heizelemente, die mit Maximalleistung betrieben werden. Die einfach schraffierten Heizelemente sind die Heiz- elemente, auf denen das jeweilige Muster des Teilbereichs abläuft.5 and 6 show the different assignments of the functions of the heating elements to the different heating elements for the first partial area 30 and the second partial area 32. The cross-hatched heating elements are each the heating elements which are operated at maximum power. The simply hatched heating elements are the heating elements on which the respective pattern of the partial area runs.
Fig. 5 zeigt drei Betriebszustände des ersten Teilbereichs 30. Im Betriebszustand 40 wird das Heizelement 30b mit voller Leistung betrieben, das Heizelement 30a mit dem Muster 34 betrieben und das Heizelement 30c nicht betrieben. Nach Ablauf einer festgelegten Zeit, vorzugsweise nach Ablauf eines Taktes des Musters wechseln die Heizelemente ihre Zuordnung zu den Funktionen, so dass sich der zweite Betriebszustand 42 einstellt. Auf diesen folgt nach der gleichen Zeitspanne der dritte Betriebszustand 44. Anschließend wird wieder mit dem ersten Betriebszu- stand 40 fortgefahren. Es ist zu erkennen, dass auf diesem Wege jedes der Heizelemente jeweils einmal jede Funktion übernommen hat. Durch die Wahl der Primzahl 41 als Anzahl der Takte des Musters wird erreicht, dass nicht bei jedem Durchgang durch das Muster dasselbe Heizelement mit der Durchführung des Musters beginnt. Für den Fall, dass das Muster beim ersten Durchlauf auf dem Heizelement 30a begann, wird es beim zweiten Durchlauf mit dem Heizelement 30b beginnen. Auf diese Art und Weise ist gewährleistet, dass die Heizelemente sehr gleichmäßig Leistung abgeben.5 shows three operating states of the first subarea 30. In the operating state 40, the heating element 30b is operated at full power, the heating element 30a is operated with the pattern 34 and the heating element 30c is not operated. After a specified time, preferably after a cycle of the pattern, the heating elements change their assignment to the functions, so that the second operating state 42 is established. This is followed by the third operating state 44 after the same time period. Subsequently, the first operating state 40 is continued again. It can be seen that in this way each of the heating elements has assumed each function once. The choice of the prime number 41 as the number of cycles of the pattern ensures that the same heating element does not begin to carry out the pattern each time the pattern is passed. In the event that the pattern started on heating element 30a on the first pass, it will start on heating element 30b on the second pass. This ensures that the heating elements emit power very evenly.
Fig. 6 zeigt die Zuordnung der Funktionen zu den Heizelementen für den zweiten Teilbereich 32. Der zweite Teilbereich 32 weist insgesamt sieben verschiedene Phasen 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62 auf. In der Phase 50 stellt das Heizelement 32g das Heizelement dar, das gemäß dem Muster 36 Leistung abgibt. Die vier Heizelemente 32b, 32c, 32d, 32e werden bei voller Leistung betrieben. Die beiden Heizelemente 32a, 32f werden ohne Leistung betrieben. Bei jedem Wechsel von einer Phase zu der folgenden ändert sich die Zuordnung, so dass nach sieben Phasenwechseln ein jedes Heizelement insgesamt viermal mit voller Leistung, zweimal ohne Leistung und einmal gemäß dem Muster aus Fig. 5 betrieben wurde. Dadurch ergibt sich eine für den gesamten zweiten Teilbereich 32 gleichmäßige Leistungsabgabe.6 shows the assignment of the functions to the heating elements for the second partial area 32. The second partial area 32 has a total of seven different phases 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62. In the phase 50, the heating element 32g represents the heating element that outputs power according to the pattern 36. The four heating elements 32b, 32c, 32d, 32e are operated at full power. The two heating elements 32a, 32f are operated without power. With each change from one phase to the next, the assignment changes, so that after seven phase changes, each heating element was operated a total of four times at full power, twice without power and once according to the pattern from FIG. 5. This results in a uniform power output for the entire second partial area 32.
Fig. 7 zeigt für den ersten Teilbereich 30 einen kompletten Durchlauf durch das Muster. Dabei ist zu jedem der 41 Takte dargestellt, welches Heizelement bei dem jeweiligen Takt im Wechselbetrieb ist und damit eine Leistungsabgabe gemäß Muster durchführt. Das Muster beginnt mit Phase 70, in der das Heizelement 30a das Wechselheizelement darstellt. Von da ausgehend wird mit jedem Takt die Zuordnung der Funktionen zu den Heizelementen des Teilbereichs 30 gewechselt. Während der ersten 25 Takte beträgt die Leistungsabgabe des Wechselheizelements jeweils 100 Watt. Bei den darauffolgenden 16 Takten, von Phase 95 bis Phase 110 beträgt die Leistungsabgabe des Wechselheizelements jeweils 0 Watt. So ergibt sich nach einem vollständigen Durchlauf des Musters,7 shows a complete run through the pattern for the first partial region 30. For each of the 41 cycles, it is shown which heating element is in alternating operation for the respective cycle and thus carries out a power output according to the sample. The pattern begins with phase 70, in which the heating element 30a represents the alternating heating element. From there, the assignment of the functions to the heating elements of the subarea 30 is changed with each cycle. During the first 25 cycles, the power output of the removable heating element is 100 watts. In the subsequent 16 cycles, from phase 95 to phase 110, the power output of the removable heating element is 0 watts in each case. So after a complete run of the pattern,
1. dass das Heizelement 30a 14 Takte lang mit 300 Watt, 9 Takte lang mit 100 Watt und 18 Takte lang mit 0 Watt, durchschnittlich also mit 124,39 Watt betrieben wurde,1. that the heating element 30a was operated with 300 watts for 14 cycles, with 100 watts for 9 cycles and with 0 watts for 18 cycles, that is to say with 124.39 watts on average,
2. dass das Heizelement 30b 14 Takte lange mit 300 Watt, 8 Takte lang mit 100 Watt und 19 Takte lang mit 0 Watt, durchschnittlich also mit 121 ,95 Watt betrieben wurde und 3. dass das Heizelement 30c 13 Takte lang mit 300 Watt, 8 Takte lang mit 100 Watt und 20 Takte lang mit 0 Watt, durchschnittlich also mit 114,63 Watt betrieben wurde.2. that the heating element 30b was operated for 14 cycles with 300 watts, for 8 cycles with 100 watts and for 19 cycles with 0 watts, ie with an average of 121.95 watts and 3. that the heating element 30c was operated for 13 cycles with 300 watts, for 8 cycles with 100 watts and for 20 cycles with 0 watts, ie on average with 114.63 watts.
Dadurch, dass beim nächsten Durchlauf durch das Muster das Heizelement 30b mit der Durchführung des Musters beginnen würde, wird erreicht, dass diese Leistungsunterschiede beim längeren Betrieb ausgeglichen werden. The fact that the heating element 30b would start to carry out the pattern the next time through the pattern means that these performance differences are compensated for during longer operation.

Claims

Patentansprüche claims
1. Ansteuerungsverfahren für einen Teilbereich (30, 32) einer Heizfläche mit nHeizfiäche Heizelementen, wobei der Teilbereich (30, 32) nBereich Heizelemente (30a, 30b, 30c, 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g) mit diskreten Leistungsstufen aufweist, wobei es mit dem Verfahren möglich ist, eine über den Teilbereich (30, 32) gleichmäßige und gezielt bestimmbare Leistungsabgabe zu erzielen, mit den vorbereitenden Verfahrensschritten: 1. Ermitteln einer vorgegebenen Soll-Leistung Psoii, 2. Errechnen einer höchsten Zahl non von Heizelementen, die bei jeweils höchster Leistungsstufe gemeinsam die Soll- Leistung Psoii nicht überschreiten, 3. Errechnen der Leistungsdifferenz PMuster zwischen der Soll- Leistung Psoii und einer von der ermittelten Zahl non von Heizelementen bei höchster Leistungsstufe abgegebenen Leistung Pon, 4. Festlegen von nMuster Mustern (34, 36) von Takten mit gegebenenfalls verschiedenen Leistungsstufen, die im Mittel zu einer Leistungsabgabe von PMuster führen, wobei nMuster maximal (nBereich-non) beträgt, und den Verfahrensschritten bei der Ausführung: 5. Betreiben von non Heizelementen mit höchster Leistungsstufe, n uster Heizelementen mit der vom jeweiligen Muster vorgegebenen Leistungsstufe und (nBereich-non- nMuster) Heizelementen ohne Leistungsabgabe und 6. permanenter Wechsel der Zuordnung der unter 5. angegebenen Funktionen zu den tatsächlichen Heizelementen (30a, 30b, 30c, 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g) in einem Rotationsverfahren, wobei die festgelegten Muster (34, 36) durchlaufen und nach Beendigung jeweils wieder neu begonnen werden. _ _1. A driving method of a partial area (30, 32) a heating surface with nHeizfiäc h e heating elements, wherein the partial region (30, 32) n R ange heating elements (30a, 30b, 30c, 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g) with discrete power levels, it being possible with the method to achieve a power output that is uniform and specifically determinable over the sub-area (30, 32), with the preparatory method steps: 1. determining a predetermined target power Ps o ii, 2 . calculating a non highest number of heating elements do not exceed the highest at each power level together, the target power Psoii, 3. calculating the power difference P M model between the target power P o ii and one of the determined number of heating elements at highest non Power level output power Po n , 4. Definition of n-pattern samples (34, 36) of cycles with possibly different power levels, which on average lead to a power output of P M u s t lead e r, where n M u s t e r max (n R ange-non) is, and the steps in the execution: 5th operation of non heating elements with the highest power level, n model heating elements with the respective pattern given power level and (he n Ber-verifiable non- n M u st) heating elements without power output and the sixth permanent change of assignment of under 5 specified functions to the actual heating elements (30a, 30b, 30c, 32a, 32b, 32c, 32d , 32e, 32f, 32g) in a rotation process, the defined patterns (34, 36) going through and starting again each time after completion. _ _
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Muster nMuster eins beträgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the number of patterns n pattern is one.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die diskreten Leistungsstufen der Heizelemente durch das Auslassen einzelner Halbwellen eines Taktes in der Wechselstromzuführung erzeugt werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the discrete power levels of the heating elements are generated by omitting individual half-waves of a cycle in the AC supply.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Muster (34, 36) ausschließlich aus Takten zweier verschiedener Leistungsstufen zusammengesetzt ist, wobei bei der einen Leistungsstufe keine Leistung abgegeben wird und wobei es sich bei der anderen Leistungsstufe um die zur Leistungsdifferenz PMuster nächsthöhere Leistungsstufe handelt.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the pattern (34, 36) is composed exclusively of clocks of two different power levels, with no power being output at one power level and the other power level being the to the power difference P M ust e r next higher power level.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Muster ausschließlich aus Takten zweier verschiedener Leistungsstufen zusammengesetzt ist, wobei es sich bei der einen Leistungsstufe um die zur Leistungsdifferenz PMuster nächsthöhere Leistungsstufe und bei der anderen Leistungsstufe um die zur Leistungsdifferenz PMuster nächstniedrigere Leistungsstufe handelt.5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the pattern is composed exclusively of clocks of two different power levels, the one power level being the next higher power level to the power difference PMuster and the other power level being the power level difference P M is u r ste next lower power level.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Takte verschiedener Leistungsstufen gleichmäßig im Muster verteilt sind. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the cycles of different power levels are evenly distributed in the pattern.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Takte in Blöcken gleicher Leistungsstufen zusammengefasst im Muster (34, 36) angeordnet sind. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the clocks are combined in blocks of the same power levels in the pattern (34, 36).
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Takte des Musters (34, 36) eine Primzahl ist, welche größer als die Anzahl der Heizelemente (30a, 30b, 30c, 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g) nBereich des Teilbereichs (30, 32) ist, wobei vorzugsweise die Anzahl der Takte des Musters (34, 36) größer als die Anzahl der Heizelemente nHeiztiäche der gesamten Heizfläche ist.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the number of cycles of the pattern (34, 36) is a prime number which is greater than the number of heating elements (30a, 30b, 30c, 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g) n Ber eic h of the portion (30, 32), wherein preferably the number of bars of the pattern (34, 36) is greater than the number of heating elements nHeiztiäc h e is the entire heating surface.
9. Vorrichtung, vorzugsweise Steuergerät, zur Ansteuerung von Heizelementen (30a, 30b, 30c, 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g), insbesondere zur Ansteuerung von Heizelementen (30a, 30b, 30c, 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g) eines Kochfeldes als Heizfläche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.9. Device, preferably a control unit, for controlling heating elements (30a, 30b, 30c, 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g), in particular for controlling heating elements (30a, 30b, 30c, 32a, 32b, 32c , 32d, 32e, 32f, 32g) of a hob as a heating surface, characterized in that it is designed to carry out the method according to one of claims 1 to 8.
10. Kochfeld als Heizfläche mit mehreren Heizelementen (30a, 30b, 30c, 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g) und einem Steuergerät zur Ansteuerung der Heizelemente (30a, 30b, 30c, 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g), dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät eine Vorrichtung gemäß Anspruch 9 ist.10. Hob as a heating surface with a plurality of heating elements (30a, 30b, 30c, 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g) and a control device for controlling the heating elements (30a, 30b, 30c, 32a, 32b, 32c, 32d , 32e, 32f, 32g), characterized in that the control device is a device according to claim 9.
1 1. Kochfeld gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizelemente (30a, 30b, 30c, 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f,1 1. hob according to claim 10, characterized in that the heating elements (30a, 30b, 30c, 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f,
32g) Induktionseinrichtungen sind. 32g) are induction devices.
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