WO2006117182A1 - Verfahren und anordnung zur leistungsversorgung mehrerer induktionsspulen bei einem induktionsgerät - Google Patents

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WO2006117182A1
WO2006117182A1 PCT/EP2006/004081 EP2006004081W WO2006117182A1 WO 2006117182 A1 WO2006117182 A1 WO 2006117182A1 EP 2006004081 W EP2006004081 W EP 2006004081W WO 2006117182 A1 WO2006117182 A1 WO 2006117182A1
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induction
frequency
power
coils
frequency difference
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Thomas Haag
Jörg Bögel
Hartmut Friedrich
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E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH
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    • H05B6/02—Induction heating
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    • H05B6/06—Control, e.g. of temperature, of power

Definitions

  • the invention relates to a method for supplying power to a plurality of induction coils in an induction device and to an arrangement for carrying out this method.
  • ferrites for magnetic field guidance are provided under induction coils. These ferrites are subject to magnetostriction, ie a change in length, depending on the operating frequency of the induction coil. This is at least partially true for used cookware.
  • the working frequency of induction coils is usually above the audible range, the noise can be heard through intermodulation with another powered induction coil.
  • audible mixing products can arise from the frequency difference of the operating frequencies and their harmonic harmonics.
  • Further intermodulation can occur if two frequency converters for the induction coils are connected to a common supply voltage. sen are. In this case, one frequency converter modulates the supply voltage for the other frequency converter.
  • the invention has for its object to provide an aforementioned method and an arrangement with which the problems of the prior art can be avoided and in particular an advantageous operation of multiple induction coils is possible with the lowest possible noise.
  • Each induction coil is powered by its own frequency converter or drive unit.
  • the operating frequencies or the frequencies of the respective frequency converter for the individual induction coils depending on a planned performance or by an operator by means of input for the performance required values with respect to a difference between the frequencies, ie a frequency difference, after the operation of multiple induction coils one of the following possible modes of operation:
  • the frequency difference is almost zero, advantageously it is zero.
  • the frequency difference is less than 1 kHz, so it is advantageous, but relatively low.
  • the frequency difference is between 15 kHz and 25 kHz or is no longer in the audible range. In the first operating mode a) there can be no frequency differences. Thus, no disturbing intermodulation or no audible effects can arise.
  • the frequencies are very close in operation.
  • the frequency difference is even 500 Hz and less.
  • the frequency difference is in a very high range for the human ear or is no longer in the audible range.
  • the method operates exactly two induction coils, as described in the present application.
  • each induction cooker may have a single induction coil.
  • an induction cooking station may have an induction coil which consists of several partial coils and / or which can be driven by a plurality of power generators or frequency converters. This then corresponds to so-called multi-circuit heaters, as they are known from radiant heaters.
  • Induction coils in particular for household use, such as an induction oven or an induction hob, are advantageously operated in a frequency range of about 16 kHz to 100 kHz.
  • An advantageous procedure involving the operating mode c) can provide that the induction coils at the respective start of operation, that is, when several coils are to be operated, with the required values, which have been entered by an operator for each induction coil via an operating device, first with high frequency or the highest operating frequency of the system can be operated.
  • the function as a cup detection coil is particularly advantageous. This makes it possible to detect whether an appropriate cooking vessel is to be heated via an induction coil. Subsequently, or in the event that at least two induction coils are actually to be operated, the frequencies are lowered with the frequency converters. This takes place until the total power of the induction coils corresponds to the total power of the required values for the individual powers.
  • an induction coil is operated with more power than required and the other with less power. Otherwise, after one of the operating modes a) or b) could be moved.
  • the sum of the powers at common frequency f g corresponds to the sum of the powers at different frequencies. she is at the same time the required total power for both induction coils.
  • Another possibility may be to first try to satisfy the conditions with a first lower frequency difference, for example the said 18 kHz. If this is not the case, or if the intended algorithm does not work for the adjustment, then it can be attempted with a second somewhat higher frequency difference of about 24 kHz.
  • a first lower frequency difference for example the said 18 kHz.
  • Fig. 1 is a circuit diagram of an arrangement of two induction coils in an induction hob, each with a frequency converter
  • Fig. 2 is a graph of the operating frequency f over time t
  • Fig. 3 is a graph of the power P over time t.
  • FIG. 1 an induction hob 11 is shown in section.
  • an operating device 15 is arranged with two rotary knobs 16 and 17 for the power setting.
  • the representation of the operating device 15 is to be understood very schematically and of course all other controls can be provided, in particular also so-called touch switch.
  • the operating device 15 is connected to a controller 18 and, among other things, passes on the control commands by adjusting the rotary knobs 16 and 17 to the controller 18.
  • the controller 18 in turn is connected to a first inverter 19, the supplied with a frequency fi, a first inductor L1 supplied, and with a second frequency converter 20, which with the frequency f 2, a second inductor L2.
  • the induction coils L1 and L2 are arranged in a known manner below the hob plate 13. On its underside, ferrites 21 are arranged in a likewise known manner for influencing the magnetic field generated by the induction coils L. Above the induction coils L1 and L2 are on the hob plate 13 cookware re 22 and 23 put on. The larger cookware 23 illustrates to what extent the coupling of a higher power should or should be done here. This can also be seen in the position of the rotary knob 17, which is further adjusted to the right and thus to a higher power level than the left rotary knob 16.
  • the rotary knob 16 is used to adjust the power for the induction cooker formed by the left induction coil L1 and the right rotary knob 17 for the induction cooker formed by the right induction coil L2.
  • FIGS. 2 and 3 as described together below, it is shown how the inductors L1 and L2 are supplied with power P at a certain frequency of the supply voltage.
  • the curves for the frequency and the power are shown in dashed lines for the coil L2.
  • both induction coils L1 and L2 are operated with common frequency, namely with f ma ⁇ in the sense of a pan detection function. This is sufficiently known to the person skilled in the art and need not be explained in more detail here.
  • suitable cookware namely the cookware 22 and 23, are set up and thus an operation is possible. Accordingly, power is released by the controller 18 and the frequency converters 19 and 20.
  • the frequency set by the frequency converters 19 and 20 is lowered by an equal value to the value f g .
  • This value f g results from the specifications that both inductors L1 and L2 are to be operated with the same frequency, namely f g , and with the powers Pi (f g ) and P2 (f g ).
  • the powers Pi (f g ) and P ⁇ Cfg) result from the specification with f g and the value set and predetermined via the rotary knobs 16 and 17 for the total power generated. It can be seen to what extent in the first operation with the common frequency f g, the induction coil L1 with the power P- ⁇ (f g ) is operated, which is greater than the average intended power P 1 .
  • the induction coil L2 is operated with a power P2 (f g ), which is below the average intended power P 2 . Then, the induction coil L1 operated at excessive power is increased in its operating frequency fi by a frequency difference ⁇ f, which in the present case is 18 kHz. Depending on this, both operating frequencies are lowered with the fixed frequency interval ⁇ f. To the same extent then increase the performance of the inductors L1 and L2 again. The reduction takes place until the frequencies f v i and f V 2 are reached with the powers Pi (f v ) and P2 (f v ). The sum of Pi (f v ) and P2 (f v ) corresponds to the sum of P- ⁇ (fg) and P2 (fg).
  • the above-mentioned frequency difference of 18 kHz during the operating mode c) is present, which means a barely audible noise.

Abstract

Um Induktionsspulen (L1 , L2) eines Induktionskochfeldes (11 ) möglichst geräuschlos zu betreiben, werden sie entweder mit derselben Frequenz f<SUB>g</SUB> betrieben (Betriebsmodus a) oder aber, insbesondere im Wechsel während des Betriebes, mit einer Frequenzdifferenz ?f von etwa 18 kHz (Betriebsmodus c). Durch das Hin- und Herwechseln zwischen diesen genannten Betriebsmodi können vorgegebene Werte (P<SUB>1</SUB>, P<SUB>2</SUB>) für die Leistung der Induktionsspulen (L1 , L2) im zeitlichen Mittel erreicht werden und gleichzeitig eine störende Geräuschentwicklung vermieden werden.

Description

Beschreibunq
Verfahren und Anordnung zur Leistungsversorgung mehrerer Induktionsspulen bei einem Induktionsqerät
Anwendungsgebiet und Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leistungsversorgung mehrerer Induktionsspulen bei einem Induktionsgerät sowie eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bei Induktionskochmulden besteht häufig das Problem, dass es beim Betrieb mehrerer Kochstellen zu hörbaren Geräuschen kommen kann. Diese werden von einer Bedienperson teilweise als unangenehm empfunden, insbesondere nicht nur wegen der Geräusche an sich, sondern auch weil die Vermutung nahe liegt, dass eine Fehlfunktion der Induktionskochmulde vorliegt. Das Geräuschempfinden wiederum ist auch abhängig von der Intensität des Schallpegels sowie der Übereinstimmung mit einer menschlichen Hörkurve, also abhängig von der Frequenz der Geräusche.
Für diese Geräusche gibt es mehrere Ursachen. Zum einen sind unter Induktionsspulen Ferrite zur Magnetfeldführung vorgesehen. Diese Ferrite unterliegen einer Magnetostriktion, also einer Längenveränderung, abhängig von der Arbeitsfrequenz der Induktionsspule. Dies gilt zumindest teilweise auch für verwendete Kochgeschirre. Zwar liegt die Arbeitsfrequenz von Induktionsspulen üblicherweise über dem hörbaren Bereich, allerdings können durch Intermodulation mit einer anderen betriebenen Induktionsspule die Geräusche hörbar werden. Dabei können hörbare Mischprodukte aus der Frequenzdifferenz der Arbeitsfrequenzen und deren harmonischen Oberwellen entstehen. Weitere Intermodu- lationen können entstehen, wenn zwei Frequenzumrichter für die Induktionsspulen an einer gemeinsamen Versorgungsspannung angeschlos- sen sind. In diesem Fall moduliert ein Frequenzumrichter die Versorgungsspannung für den anderen Frequenzumrichter.
Aufgabe und Lösung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren sowie eine Anordnung zu schaffen, mit denen die Probleme des Standes der Technik vermieden werden können und insbesondere ein vorteilhafter Betrieb mehrerer Induktionsspulen möglich ist mit möglichst geringer Geräuschentwicklung.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Jede Induktionsspule wird über einen eigenen Frequenzumrichter oder eine eigene Frequenzumrichtereinheit mit Leistung versorgt. Erfindungsgemäß werden beim gemeinsamen Betrieb mehrerer Induktionsspulen die Betriebsfrequenzen bzw. die Frequenzen der jeweiligen Frequenzumrichter für die einzelnen Induktionsspulen abhängig von einer vorgesehenen Leistung bzw. von durch eine Bedienperson mittels Eingabe für die Leistung geforderten Werten hinsichtlich einer Differenz zwischen den Frequenzen, also eine Frequenzdifferenz, nach einem der möglichen folgenden Betriebsmodi eingestellt:
a) Die Frequenzdifferenz beträgt nahezu Null, vorteilhaft ist sie Null. b) Die Frequenzdifferenz beträgt weniger als 1 kHz, ist also vorteilhaft zwar vorhanden, aber relativ gering. c) Die Frequenzdifferenz beträgt zwischen 15 kHz und 25 kHz bzw. liegt nicht mehr im hörbaren Bereich. Beim ersten Betriebsmodus a) kann es zu keinen Frequenzdifferenzen kommen. Somit können auch keine störenden Intermodulationen bzw. keine hörbaren Auswirkungen entstehen.
Beim zweiten Betriebsmodus b) liegen die Frequenzen im Betrieb sehr nahe beieinander. Vorteilhaft beträgt die Frequenzdifferenz hierbei sogar 500 Hz und weniger. Zwar entsteht hierbei eine gewisse Intermodulation aus den eingestellten Frequenzen bzw. Betriebsfrequenzen der Induktionsspulen, aber aufgrund der sehr niedrigen Frequenzdifferenzen sind sie kaum wahrnehmbar, da sie in einem Bereich der menschlichen Hörkurve liegen, in dem das durchschnittliche menschliche Ohr relativ unempfindlich ist.
Im dritten Betriebsmodus c) ist die Frequenzdifferenz in einem für das menschliche Ohr sehr hohen Bereich bzw. liegt nicht mehr im hörbaren Bereich. Hier hat sich im Rahmen der Erfindung zusätzlich herausgestellt, dass bei einer Frequenzdifferenz von etwa 18 kHz sowie auch 24 kHz eine besonders gute Unterdrückung von hörbaren Geräuschen möglich ist.
Somit stehen also drei Möglichkeiten zur Verfügung, mehrere Induktionsspulen gemeinsam zu betreiben, ohne dass dieses störend zu hören ist. Diese drei Betriebsmodi sind vorteilhaft dafür zu nutzen, dass sowohl die mittlere Leistung für jede einzelne Induktionsspule als auch die gesamte mittlere Leistung einer von einer Bedienperson gewählten Leistungsstufe entspricht. Ist dies durch einen konstanten Betrieb mit einem der Betriebsmodi a) oder b) möglich, also mit jeweils fester und unveränderter Frequenz, so ist dies eine vorteilhaft zu wählende Betriebsweise mehrerer Induktionsspulen.
Vorteilhaft werden mit dem Verfahren genau zwei Induktionsspulen betrieben, wie in der vorliegenden Anmeldung beschrieben ist. Hierbei ist - A -
die mögliche Variation der Betriebsfrequenzen und Einstellung einer bestimmten Frequenzdifferenz besonders gut und vorhersehbar möglich.
Es ist einerseits möglich, dass jede Induktionskochstelle eine einzige Induktionsspule aufweist. Alternativ kann eine Induktionskochstelle eine Induktionsspule aufweisen, die aus mehreren Teilspulen besteht und/oder die durch mehrere Leistungsgeneratoren bzw. Frequenzumrichter ansteuerbar ist. Dies entspricht dann sogenannten Mehrkreis- Heizungen, wie sie von Strahlungsheizeinrichtungen bekannt sind.
Induktionsspulen, insbesondere für eine Anwendung im Haushaltsbereich, wie bei einem Induktionsbackofen oder einem Induktionskochfeld, werden vorteilhaft in einem Frequenzbereich von etwa 16 kHz bis 100 kHz betrieben.
Eine vorteilhafte Vorgehensweise unter Einbeziehung des Betriebsmodus c) kann vorsehen, dass die Induktionsspulen bei jeweiligem Betriebsbeginn, also wenn mehrere Spulen betrieben werden sollen, mit den geforderten Werten, die von einer Bedienperson für jede Induktionsspule über eine Bedieneinrichtung eingegeben worden sind, zuerst mit hoher Frequenz bzw. höchster Betriebsfrequenz des Systems betrieben werden. Besonders vorteilhaft erfolgt dadurch die Funktion als Topfer- kennungs-Spulen. Dadurch kann erkannt werden, ob über eine Induktionsspule ein damit zu erwärmendes geeignetes Kochgefäß vorhanden ist. Anschließend bzw. für den Fall, dass mindestens zwei Induktionsspulen tatsächlich betrieben werden sollen, werden die Frequenzen mit den Frequenzumrichtern abgesenkt. Dies erfolgt so weit, bis die Gesamtleistung der Induktionsspulen der Gesamtleistung der geforderten Werte für die Einzelleistungen entspricht. Da dies noch bei derselben Frequenz erfolgt, wird hier in der Regel, also bei unterschiedlichen geforderten Werten für die Leistung P, die eine Induktionsspule mit mehr Leistung betrieben als gefordert und die andere mit weniger Leistung. Ansonsten könnte ja nach einem der Betriebsmodi a) oder b) verfahren werden.
Diese zutreffende Summenleistung liegt bei einer gemeinsamen Frequenz fg vor. Anschließend wird die Induktionsspule, welche mit überhöhter Leistung betrieben wird, um die Frequenzdifferenz gemäß Betriebsmodus c) nach oben gesetzt. Die anderen Induktionsspulen verbleiben bei der bis dahin bestehenden Frequenz. Ist die Frequenzdifferenz wie gefordert eingestellt, so werden anschließend sämtliche Induktionsspulen in ihrer Betriebsfrequenz mit fest eingehaltener Frequenzdifferenz Δf nach unten gefahren, und zwar so lange, bis die Summenleistung wieder dem geforderten Wert entspricht.
Daran anschließend kann ein taktender bzw. wechselnder Betrieb der Induktionsspulen erfolgen, falls sich die geforderten Werte nicht verändern. Dieser Betrieb sieht so aus, dass entweder mit der gemeinsamen Frequenz fg für eine bestimmte Zeit tg ein Betrieb erfolgt, wobei sich die Zeit tg folgendermaßen berechnet:
Figure imgf000007_0001
Oder es erfolgt daran anschließend ein Betrieb mit den beiden unterschiedlichen Frequenzen und der Frequenzdifferenz Δf, und zwar für die Zeit tv, wobei tg + tv = T. Danach wechselt der Betrieb zwischen diesen beiden Betriebsarten.
Sollte sich einer der geforderten Werte für die Leistung für eine der Induktionsspulen ändern, so wird dieses Verfahren der Ermittlung der Werte für die Frequenzen und die Zeiten erneut durchgeführt.
Die Summe der Leistungen bei gemeinsamer Frequenz fg entspricht dabei der Summe der Leistungen bei verschiedenen Frequenzen. Sie ist gleichzeitig gleich der geforderten Summenleistung für beide Induktionsspulen.
Bei einem solchen Betrieb ist auch ein flickerfreier Anschluss an ein Versorgungsnetz möglich. Sollte jedoch mit keinem der vorgenannten Betriebsmodi eine zu den geforderten Werten passende Einstellung gefunden werden können, bei der sich auch die Frequenzdifferenz im genannten Rahmen bewegt, so ist unter Umständen für eine bestimmte Zeit ein Betrieb mit geringem Flicker notwendig bzw. unumgänglich. Einschränkende Randbedingungen hier können z.B. sein: eine minimale Arbeitsfrequenz eines Frequenzumrichters, eine maximal zulässige Amplitude des Stroms im Frequenzumrichter, eine kleinste zulässige Phase in einem Schwingkreis in dem Frequenzumrichter sowie auch Sättigungseffekte in Ferriten, die an den Induktionsspulen vorgesehen sind zur Beeinflussung des erzeugten Magnetfeldes.
Eine weitere Möglichkeit kann vorsehen, dass zuerst mit einer ersten niedrigeren Frequenzdifferenz, beispielsweise den genannten 18 kHz, versucht wird, die Bedingungen zu erfüllen. Geht dies nicht bzw. greift der beabsichtigte Algorithmus zur Einstellung nicht, so kann es mit einer zweiten etwas höheren Frequenzdifferenz von etwa 24 kHz versucht werden.
Diese und weitere Merkmale 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. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwi- schen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit. Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 ein Schaltbild einer Anordnung von zwei Induktionsspulen in einem Induktionskochfeld mit jeweils einem Frequenzumrichter, Fig. 2 ein Schaubild der Betriebsfrequenz f über der Zeit t und Fig. 3 ein Schaubild der Leistung P über der Zeit t.
Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In Fig. 1 ist ein Induktionskochfeld 11 im Schnitt dargestellt. An einer Kochfeld platte 13 ist eine Bedieneinrichtung 15 mit zwei Drehknebeln 16 und 17 für die Leistungseinstellung angeordnet. Die Darstellung der Bedieneinrichtung 15 ist sehr schematisch zu verstehen und selbstverständlich können auch sämtliche sonstigen Bedienelemente vorgesehen sein, insbesondere auch sogenannte Berührschalter.
Die Bedieneinrichtung 15 ist mit einer Steuerung 18 verbunden und gibt unter anderem die Steuerbefehle durch Einstellung der Drehknebel 16 und 17 an die Steuerung 18 weiter. Die Steuerung 18 wiederum ist mit einem ersten Frequenzumrichter 19 verbunden, der mit einer Frequenz fi eine erste Induktionsspule L1 versorgt, sowie mit einem zweiten Frequenzumrichter 20, der mit der Frequenz f2 eine zweite Induktionsspule L2 versorgt.
Die Induktionsspulen L1 und L2 sind auf bekannte Art und Weise unterhalb der Kochfeldplatte 13 angeordnet. An ihrer Unterseite sind Ferrite 21 auf ebenfalls bekannte Art und Weise angeordnet zur Beeinflussung des durch die Induktionsspulen L erzeugten Magnetfeldes. Oberhalb der Induktionsspulen L1 und L2 sind auf die Kochfeld platte 13 Kochgeschir- re 22 und 23 aufgesetzt. Durch das größere Kochgeschirr 23 wird veranschaulicht, inwiefern hier die Einkopplung einer höheren Leistung erfolgen sollte bzw. gewünscht ist. Dies ist auch an der Stellung des Drehknebels 17 zu erkennen, der weiter nach rechts und somit auf eine höhere Leistungsstufe eingestellt ist als der linke Drehknebel 16. Dabei dient der Drehknebel 16 zur Einstellung der Leistung für die durch die linke Induktionsspule L1 gebildete Induktionskochstelle und der rechte Drehknebel 17 für die durch die rechte Induktionsspule L2 gebildete Induktionskochstelle.
In Fig. 2 und 3 wird, wie nachfolgend gemeinsam beschrieben ist, dargestellt, wie die Induktionsspulen L1 und L2 mit Leistung P bei einer bestimmten Frequenz der Versorgungsspannung versorgt werden. Die Verläufe für die Frequenz und die Leistung werden für die Spule L2 gestrichelt dargestellt.
Der Betrieb beginnt damit, dass beide Induktionsspulen L1 und L2 mit gemeinsamer Frequenz betrieben werden, und zwar mit fmaχ im Sinne einer Topferkennungs-Funktion. Dieses ist dem Fachmann ausreichend bekannt und braucht hier nicht näher erläutert zu werden. Bei beiden Induktionsspulen L1 und L2 wird festgestellt, dass geeignete Kochgeschirre, nämlich die Kochgeschirre 22 und 23, aufgestellt sind und somit ein Betrieb möglich ist. Dementsprechend erfolgt eine Leistungsfreigabe durch die Steuerung 18 sowie die Frequenzumrichter 19 und 20.
Daraufhin wird die von den Frequenzumrichtern 19 und 20 eingestellte Frequenz mit einem gleichen Wert abgesenkt bis auf den Wert fg. Dieser Wert fg ergibt sich aus den Vorgaben, dass beide Induktionsspulen L1 und L2 mit derselben Frequenz, nämlich fg, betrieben werden sollen und mit den Leistungen Pi(fg) und P2(fg). Die Leistungen Pi(fg) und P∑Cfg) ergeben sich aus der Vorgabe mit fg und dem über die Drehknebel 16 und 17 eingestellten und vorgegebenen Wert für die insgesamt erzeugte Leistung. Es ist zu erkennen, inwiefern bei dem ersten Betrieb mit der gemeinsamen Frequenz fg die Induktionsspule L1 mit der Leistung P-ι(fg) betrieben wird, welche größer ist als die mittlere vorgesehene Leistung P 1. Die Induktionsspule L2 wird mit einer Leistung P2(fg) betrieben, welche unterhalb der mittleren vorgesehenen Leistung P 2 liegt. Sodann wird die mit überhöhter Leistung betriebene Induktionsspule L1 hinsichtlich ihrer Betriebsfrequenz fi erhöht um eine Frequenzdifferenz Δf, welche im vorliegenden Fall 18 kHz beträgt. Abhängig davon werden mit dem festen Frequenzabstand Δf beide Betriebsfrequenzen abgesenkt. Im selben Maß erhöhen sich dann wieder die Leistungen der Induktionsspulen L1 und L2. Die Absenkung erfolgt so weit, bis die Frequenzen fvi und fV2 erreicht sind mit den Leistungen Pi(fv) und P2(fv). Dabei entspricht die Summe aus Pi(fv) und P2(fv) der Summe aus P-ι(fg) und P2(fg).
Anschließend daran erfolgt für eine bestimmte Zeit tv mit genau diesen Werten für fv1 und fv2 bzw. der daraus resultierenden Frequenzdifferenz Δf ein Betrieb. Daran schließt sich der Betrieb mit der gemeinsamen Frequenz fg an, wobei hier die Leistungen Pi(fg) und P2(fg) betragen, also wiederum die Induktionsspule L1 mit überhöhter und die Induktionsspule L2 mit abgesenkter Leistung betrieben werden. Dieser Zeitraum tg berechnet sich nach der folgenden Formel:
t„
Figure imgf000011_0001
Anschließend an diese Zeit tg erfolgt wieder für eine Zeit tv der zuvor erläuterte Betrieb mit den Frequenzen fvi und fV2. Dabei gilt tg + tv = T.
Insgesamt wechselt ab hier, solange die vorgegebenen Leistungswerte P 1 und P 2 für die Induktionsspulen L1 und L2 durch eine Bedienperson nicht verändert werden, der Betrieb ab. Dies gilt für die berechneten Zeiten tg und tv.
Somit liegt hier ein Betrieb vor mit dem eingangs genannten Betriebsmodus a), nämlich für die Zeit tg, und Betriebsmodus c), nämlich für die Zeit tv. Während der Zeit tg entsteht überhaupt keine Geräuschentwicklung, da ja mit derselben Frequenz gearbeitet wird und somit überhaupt keine Intermodulationen entstehen können.
Während der Zeit tv liegt die eingangs genannte Frequenzdifferenz von 18 kHz während des Betriebsmodus c) vor, welche eine kaum hörbare Geräuschentwicklung bedeutet.
Somit ist es insgesamt durch das beschriebene und erfindungsgemäße Verfahren möglich, die Geräuschentwicklung zu vermeiden oder stark zu reduzieren und dabei immer noch eine geforderte Leistung, zumindest im Mittelwert, durch die Induktionsheizungen zu erzeugen.
Treten während des in den Fig. 2 und 3 dargestellten Betriebs mit wechselnden Leistungen Änderungen an den vorgegebenen Werten für die Leistung P 1 und P 2 der Induktionsspulen L auf, beispielsweise durch Verstellen der Drehknebel 16 oder 17, so erfolgt die Berechnung und Einregelung neu. Daran schließt sich wieder einer der oben genannten Betriebszustände an.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Leistungsversorgung mehrerer Induktionsspulen (L1 , L2) bei einem Induktionsgerät (11), wobei jede Induktionsspule (L1 , L2) über einen eigenen Frequenzumrichter (19, 20) mit Leistung versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, dass beim gemeinsamen Betrieb mehrerer Induktionsspulen die Frequenzen der jeweiligen Frequenzumrichter (19, 20) abhängig von der jeweils vorgesehenen Leistung hinsichtlich einer Frequenzdifferenz (Δf) nach einem der folgenden Betriebsmodi eingestellt werden: a) die Frequenzdifferenz beträgt nahezu Null oder ist gleich Null; b) die Frequenzdifferenz beträgt weniger als 1 kHz; c) die Frequenzdifferenz beträgt zwischen 15 kHz und 25 kHz.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Induktionsspulen (L1 , L2) nach einem der vorgenannten Betriebsmodi a) bis c) betrieben werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsspulen (L1 , L2) in einem Frequenzbereich von etwa 16 kHz bis 100 kHz betrieben werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsspulen (L1 , L2) bei jeweiligem Betriebsbeginn mit geforderten Werten für die einzelnen Leistungen und die Gesamtleistung des Induktionsgeräts (11 ) zuerst mit hoher Frequenz betrieben werden, vorzugsweise als Topferken- nungs-Spulen, und anschließend unter Absenken der Frequenz und Erhöhen der Leistung die Gesamtleistung für die Induktionsspulen auf den geforderten Wert eingestellt wird, wobei eine Induktionsspule (L1 ) mehr Leistung aufweist als gefordert (Pi(fg)) und eine andere Induktionsspule (L2) weniger Leistung aufweist als gefordert (P2(fg)), wobei die Induktionsspulen bis dahin dieselbe gemeinsame Frequenz (fg) aufweisen, und anschließend die Induktionsspule mit der überhöhten Leistung um eine Frequenzdifferenz nach Betriebsmodus c) nach oben gefahren wird in ihrer Frequenz, und dann die Frequenzen der Induktionsspulen mit der festen Frequenzdifferenz (Δf) zueinander so weit abgesenkt werden, bis die Gesamtleistung der Induktionsspulen dem geforderten Wert (P 1 + P 2) für die Gesamtleistung entspricht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass anschließend ein wechselnder Betrieb der Induktionsspulen (L1 , L2) erfolgt mit entweder der vorgenannten ersten gemeinsamen Frequenz (fg) für eine erste bestimmte Zeit (tg) oder mit der vorgenannten Frequenzdifferenz (Δf) für eine zweite bestimmte Zeit (tv), wobei die erste bestimmte Zeit (tg) gleich:
, jst
8
Figure imgf000014_0001
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzdifferenz (Δf) für den Betriebsmodus b) maximal 500 Hz beträgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzdifferenz (Δf) für den Betriebsmodus c) etwa 18 kHz beträgt.
8. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Induktionskochgerät ist, insbesondere ein Induktionskochfeld (11 ) mit mindestens zwei Induktionskochstellen.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jede Induktionskochstelle eine einzige Induktionsspule (L1 , L2) aufweist.
10. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Induktionskochstelle eine Induktionsspule aufweist, die aus mehreren Teilspulen besteht und/oder die durch mehrere Leistungsgeneratoren bzw. Frequenzumrichter ansteuerbar ist.
PCT/EP2006/004081 2005-05-04 2006-05-02 Verfahren und anordnung zur leistungsversorgung mehrerer induktionsspulen bei einem induktionsgerät WO2006117182A1 (de)

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