ES2634946T3 - Dispositivo de encimera de cocción - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de encimera de cocción, en particular un dispositivo de encimera de cocción por inducción, con al menos una unidad (10) de conmutación, por medio de la que puede interrumpirse y establecerse una línea de alimentación de corriente, por la que fluye, durante al menos una operación de funcionamiento, una corriente generada por medio de una tensión de red eléctrica y que conduce a un primer elemento (S1) de conmutación, y con al menos un dispositivo (14) de control, que durante la operación de funcionamiento controla la unidad (10) de conmutación de tal manera que la unidad (10) de conmutación interrumpe la línea de alimentación de corriente durante al menos un primer intervalo (t) de tiempo total, y que durante la operación de funcionamiento ordena que directamente antes y directamente después del primer intervalo (t) de tiempo esté establecida la línea de alimentación de corriente, y que ordena una conmutación del primer elemento (S1) de conmutación, que empieza y termina durante el primer intervalo (t) de tiempo, siendo el primer intervalo (t) de tiempo menor que la mitad de la duración de periodo de la tensión de red eléctrica, caracterizado por al menos una unidad (18) de suministro de tensión, que durante la operación de funcionamiento aplica una tensión en función del tiempo, que esencialmente a la mitad del primer intervalo (t) de tiempo presenta un punto mínimo, a la unidad (10) de conmutación.
Description
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DISPOSITIVO DE ENCIMERA DE COCCION DESCRIPCION
La invencion parte de un dispositivo de encimera de coccion segun el preambulo de la reivindicacion 1.
Se conoce una encimera de coccion con un inversor, por medio del que puede interrumpirse y establecerse una lmea de alimentacion de corriente, a traves de la que, durante una operacion de funcionamiento, fluye una corriente generada por medio de una tension de red electrica y que conduce a un elemento de conmutacion. La encimera de coccion presenta un dispositivo de control que, durante la operacion de funcionamiento, controla el inversor de tal manera que el inversor interrumpe la lmea de alimentacion de corriente durante un intervalo de tiempo total. Ademas, el dispositivo de control ordena, durante la operacion de funcionamiento, que directamente antes y directamente despues del intervalo de tiempo este establecida la lmea de alimentacion de corriente. Por lo demas, el dispositivo de control ordena una conmutacion del elemento de conmutacion, que empieza y termina durante el intervalo de tiempo, y que lleva al elemento de conmutacion a una determinada posicion de conmutacion. El elemento de conmutacion permanece durante una operacion de coccion en la posicion de conmutacion, fluyendo corriente durante la operacion de coccion a traves del elemento de conmutacion y sirviendo la corriente para un calentamiento por induccion de un elemento de batena de cocina.
Ademas se conoce una encimera de coccion con un inversor y con dos elementos de calentamiento a los que, en el caso de una unica operacion de funcionamiento, se les suministra potencia de manera alterna mediante un unico inversor. Una posicion de conmutacion de un rele SPDT determina que a los dos elementos de calentamiento se les suministre potencia. Al inversor se le aplica una tension alterna rectificada. Durante una conmutacion del rele, la tension alterna rectificada presenta un mmimo.
El objetivo de la invencion consiste en particular en proporcionar un dispositivo segun el concepto generico con propiedades mejoradas con respecto a una alta eficiencia. El objetivo se alcanza segun la invencion mediante las caractensticas de la reivindicacion 1, mientras que las configuraciones ventajosas y perfeccionamientos de la invencion pueden extraerse de las reivindicaciones dependientes.
El documento DE 3610196 A1 da a conocer un dispositivo de encimera de coccion segun el preambulo de la reivindicacion 1.
Se propone que el primer intervalo de tiempo sea menor que la mitad de la duracion de periodo de la tension de red electrica. Por una “unidad de conmutacion” debe entenderse en particular una unidad constructiva, que puede estar prevista para establecer e interrumpir una conexion electricamente conductora, presentando la unidad constructiva para ello preferiblemente un transistor. Por “previsto” debe entenderse en particular configurado especialmente y/o disenado especialmente y/o programado especialmente. Por una “lmea de alimentacion de corriente” debe entenderse en particular una conexion electricamente conductora. Por una “tension de red electrica” debe entenderse en particular una tension periodica, con la que se emite al consumidor domestico corriente generada en una central electrica, tal como en particular una central nuclear o una central electrica de carbon, despues de haberse conducido por medio de lmeas de corriente desde la central electrica a un consumidor domestico, ascendiendo un valor eficaz de la tension preferiblemente a 230 V y ascendiendo preferiblemente una frecuencia de la tension periodica a 50 Hz o 60 Hz. Por una “corriente generada por medio de una tension de red electrica” debe entenderse en particular una corriente provocada por una actuacion de la tension de red electrica, siendo la corriente preferiblemente una corriente alterna monofasica rectificada y presentando de manera especialmente preferible una frecuencia de 100 Hz o 120 Hz. Por el hecho de que la “unidad de conmutacion interrumpe la lmea de alimentacion de corriente durante un intervalo de tiempo total” debe entenderse en particular que la unidad de conmutacion provoca que la lmea de alimentacion de corriente sea opaca para la corriente electrica durante el intervalo de tiempo total. Por una “conmutacion” del elemento de conmutacion debe entenderse en particular una interrupcion de una conexion electricamente conductora, que el elemento de conmutacion presenta en al menos un estado operativo, y/o un establecimiento de la conexion electricamente conductora. Por el hecho de que la conmutacion “empieza y termina durante el intervalo de tiempo” debe entenderse para tal caso, que la conmutacion consiste en una interrupcion de la conexion electricamente conductora, en particular que la conexion conductora del elemento de conmutacion durante el intervalo de tiempo existe en primer lugar y un estado del elemento de conmutacion cambia durante el intervalo de tiempo de tal manera que la conexion conductora esta completamente interrumpida al menos en un instante del intervalo de tiempo. Por el hecho de que la conmutacion “empieza y termina durante el intervalo de tiempo” debe entenderse para tal caso, que la conmutacion consiste en establecer la conexion electricamente conductora, en particular que la conexion conductora del elemento de conmutacion esta en primer lugar completamente interrumpida durante el intervalo de tiempo y un estado del elemento de conmutacion cambia durante el intervalo de tiempo de tal manera que la conexion conductora existe completamente al menos en un instante del intervalo de tiempo, habiendo, en particular en aquel caso en el que durante el establecimiento de la conexion conductora dos contactos del elemento de conmutacion chocan entre sf, terminado completamente el choque antes del final del intervalo de tiempo. Por el hecho de que la conmutacion “empieza y termina durante el intervalo de tiempo” debe entenderse, para el caso en el que la conmutacion consiste en una interrupcion de una primera conexion electricamente conductora del elemento de conmutacion y un establecimiento de una segunda
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conexion electricamente conductora del elemento de conmutacion, en particular que la primera conexion conductora del elemento de conmutacion durante el intervalo de tiempo existe en primer lugar y un estado del elemento de conmutacion cambia durante el intervalo de tiempo de tal manera que la primera conexion conductora esta completamente interrumpida al menos en un instante del intervalo de tiempo y que la segunda conexion conductora del elemento de conmutacion esta en primera lugar completamente interrumpida durante el intervalo de tiempo y un estado del elemento de conmutacion cambia durante el intervalo de tiempo de tal manera que la segunda conexion conductora existe completamente al menos en un instante del intervalo de tiempo, habiendo, en particular en aquel caso en el que durante el establecimiento de la segunda conexion conductora dos contactos del elemento de conmutacion chocan entre sf, terminado completamente el choque antes del final del intervalo de tiempo. Con una configuracion segun la invencion puede conseguirse una alta eficiencia. En particular puede conseguirse un modo de construccion economico junto con una alta eficiencia de calentamiento. En particular pueden conseguirse mediante un unico inversor un modo de construccion economico del elemento de conmutacion y una vida util prolongada del elemento de conmutacion combinado con un suministro de corriente de dos elementos de calentamiento diferentes que tiene lugar con una unica secuencia de funcionamiento, que en cada caso contribuyen a diferentes operaciones de coccion. En particular puede conseguirse que el elemento de conmutacion durante la secuencia de funcionamiento se conmute de manera suave, al no fluir nada de corriente a traves de las conexiones en el caso de una interrupcion de una primera conexion electricamente conductora y en el caso de un establecimiento de una segunda conexion electricamente conductora mediante el elemento de conmutacion. Ademas puede conseguirse en particular una carga uniforme en el tiempo de una red electrica.
Ademas se propone que el dispositivo de encimera de coccion presente al menos una unidad de suministro de tension que, durante la operacion de funcionamiento, aplique una tension en funcion del tiempo, que esencialmente a la mitad del primer intervalo de tiempo presenta un punto mmimo, a la unidad de conmutacion. Por a la “mitad” del primer intervalo de tiempo debe entenderse en particular un instante, que presenta una misma distancia en el tiempo con respecto a un final y un inicio del intervalo de tiempo. Por un “punto mmimo” de la tension debe entenderse en particular un instante en el que la tension presenta un mmimo. Por un “mmimo” de la tension en funcion del tiempo debe entenderse en particular un valor de tension de la tension en un determinado instante, que se encuentra dentro de un intervalo de tiempo, en el que la tension solo adopta valores, que son mayores o igual de grandes que el valor de tension, diferenciandose el instante de un punto inicial y un punto final del intervalo de tiempo mencionado en ultimo lugar. Por el hecho de que la tension presenta “esencialmente” a la mitad del primer intervalo de tiempo un punto mmimo debe entenderse en particular que el punto mmimo esta separado como maximo el 25 por ciento, preferiblemente como maximo el 10 por ciento y de manera especialmente preferible como maximo el 2 por ciento de una duracion total del intervalo de tiempo con respecto a la mitad. De este modo puede conseguirse una posibilidad de uso comoda del dispositivo de encimera de coccion. En particular puede conseguirse una carga uniforme de la red electrica en el caso de un funcionamiento del dispositivo de encimera de coccion.
Preferiblemente, el primer intervalo de tiempo es de al menos dos milisegundos. De este modo puede conseguirse de manera fiable una conmutacion suave durante el primer intervalo de tiempo. En particular puede conseguirse que una operacion de conmutacion del elemento de conmutacion empiece y termine de manera fiable dentro del primer intervalo de tiempo.
Ventajosamente, el primer intervalo de tiempo es de al menos cuatro milisegundos. Con ello puede conseguirse de manera especialmente fiable una conmutacion suave. En particular pueden compensarse desviaciones de un tiempo de reaccion del elemento de conmutacion desde una activacion hasta un inicio de una operacion de conmutacion con respecto a un tiempo de reaccion teorico.
Ademas se propone que el dispositivo de control, durante la operacion de funcionamiento, ordene a la unidad de conmutacion que interrumpa la lmea de alimentacion de corriente periodicamente en cada caso durante al menos un periodo de tiempo total, que esencialmente es igual de largo que el primer intervalo de tiempo. Por un periodo de tiempo, que es “esencialmente” igual de largo que el primer intervalo de tiempo, debe entenderse en particular un periodo de tiempo, cuya duracion difiere en como maximo el cuarenta por ciento, preferiblemente como maximo el diez por ciento y de manera especialmente preferible como maximo el dos por ciento de la duracion del primer intervalo de tiempo. De este modo puede conseguirse un modo de construccion eficiente. En particular puede conseguirse que un unico inversor, durante una operacion de funcionamiento, en la que se hacen funcionar dos elementos de calentamiento diferentes para la realizacion de dos operaciones de coccion diferentes, transmita corriente a ambos elementos de calentamiento.
Ademas se propone que el dispositivo de encimera de coccion presente el primer y al menos un segundo elemento de conmutacion, que esta conectado en serie con respecto al primer elemento de conmutacion, y que el dispositivo de control conmute el segundo elemento de conmutacion en un segundo intervalo de tiempo y que el dispositivo de control, durante el segundo intervalo de tiempo total, interrumpa la lmea de alimentacion de corriente por medio de la unidad de conmutacion y que el dispositivo de control, por medio de la unidad de conmutacion, ordene que directamente antes y directamente despues del segundo intervalo de tiempo fluya corriente a traves de la lmea de alimentacion de corriente. Por el hecho de que el dispositivo de control “conmuta el segundo elemento de conmutacion en un segundo intervalo de tiempo” debe entenderse en particular que el dispositivo de control ordena una conmutacion del segundo elemento de conmutacion, que empieza y termina durante el segundo intervalo de
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tiempo. De este modo puede conseguirse una vida util prolongada del segundo elemento de conmutacion.
Ademas se propone que el dispositivo de control commute la unidad de conmutacion en un primer tramo de tiempo, que precede directamente al primer intervalo de tiempo, con un primer conjunto de parametros de conmutacion y que el dispositivo de control conmute la unidad de conmutacion en un segundo tramo de tiempo, que sigue directamente al primer intervalo de tiempo, con un segundo conjunto de parametros de conmutacion, que se diferencia del primer conjunto de parametros de conmutacion. Por el hecho de que el dispositivo de control conmuta la unidad de conmutacion en un segundo tramo de tiempo con un segundo conjunto de parametros de conmutacion, que se “diferencia” del primer conjunto de parametros de conmutacion, con el que el dispositivo de control conmuta la unidad de conmutacion en el primer tramo de tiempo, debe entenderse en particular que una frecuencia de conmutacion de la unidad de conmutacion es diferente en los dos tramos de tiempo o, si las frecuencias de conmutacion son iguales, que la unidad de conmutacion conmute en una duracion de periodo en el primer tramo de tiempo en una determinada fraccion de la duracion de periodo y que la unidad de conmutacion este inactiva en una duracion de periodo en el segundo tramo de tiempo en el instante de la fraccion de la duracion de periodo. De este modo puede conseguirse una alta flexibilidad. En particular puede conseguirse que una potencia emitida sucesivamente a diferentes elementos de calentamiento sea esencialmente igual, con lo que en particular se carga de manera uniforme la red electrica.
Preferiblemente, la unidad de conmutacion presenta al menos dos inversores, que estan previstos para influir en un flujo de corriente mediante el primer elemento de conmutacion. De este modo puede conseguirse una alta flexibilidad.
Ventajosamente, el primer elemento de conmutacion es un rele, que presenta al menos una bobina. De este modo puede conseguirse un modo de construccion economico.
Ademas se propone que la unidad de conmutacion presente al menos un transistor bipolar con electrodo de compuerta aislado. De este modo puede conseguirse un control de potencia eficiente.
Ademas se propone una encimera de coccion con un dispositivo de encimera de coccion, con lo que puede conseguirse una alta eficiencia.
Ventajas adicionales se deducen a partir de la siguiente descripcion de los dibujos. En los dibujos se representa un ejemplo de realizacion de la invencion. Los dibujos, la descripcion y las reivindicaciones contienen numerosas caractensticas en combinacion.
Muestran:
la figura 1
la figura 2a la figura 2b la figura 3
la figura 4 la figura 5
una vista en planta de una encimera de coccion con un dispositivo de encimera de coccion segun la invencion,
un circuito del dispositivo de encimera de coccion en un primer estado,
el circuito del dispositivo de encimera de coccion en un segundo estado,
una representacion esquematica de una operacion de conmutacion, estando representado el
tiempo sobre una abscisa,
una representacion de una duracion de periodo y
el circuito en un tercer estado.
La figura 1 muestra una vista en planta de una encimera de coccion con un dispositivo de encimera de coccion segun la invencion, configurado como dispositivo de encimera de coccion por induccion, que presenta varias zonas 34 de coccion. Un circuito 36 (figura 2a) del dispositivo de encimera de coccion presenta cuatro elementos Li, L2, L3, L4 de calentamiento configurados como bobinas, que pueden hacerse funcionar todos al mismo tiempo a diferentes niveles de potencia. A cada uno de los elementos L1, L2, L3, L4 de calentamiento esta asociada una de las zonas 34 de coccion, de modo que, durante una utilizacion de la encimera de coccion, cada elemento L1 de calentamiento calienta exactamente un elemento de una bateria de cocina, es decir por ejemplo una olla o una sarten. El circuito 36 presenta una unidad 10 de conmutacion, que esta formada por un primer y un segundo inversor 28, 30. El primer inversor 28 presenta un primer transistor 32 bipolar con electrodo de compuerta aislado (a continuacion se utiliza para esto la abreviatura “IGBT”) y un segundo IGBT 33. Ademas, el inversor 30 presenta un primer IGBT 44 y un segundo IGBT 46.
Por lo demas, el circuito 36 presenta una fuente U de tension de corriente alterna especfica para cada pafs, que proporciona una tension de red electrica con un valor eficaz de 230 V y una frecuencia de 50 Hz. El dispositivo de encimera de coccion descrito esta previsto en particular para un funcionamiento en Europa. Para dispositivos de encimera de coccion, que estan previstos para un funcionamiento en EE.UU., una fuente de tension de corriente alterna correspondiente proporciona una tension de red electrica de 60 Hz. La tension de la fuente U de tension de corriente alterna atraviesa en primer lugar un filtro 40 del circuito 36, que elimina el ruido de alta frecuencia y es esencialmente un filtro paso bajo. Una tension filtrada por el filtro 40 se rectifica mediante un rectificador 42 del circuito 36, que puede estar configurado como rectificador de puente, de modo que en una salida del rectificador 42
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se emite una tension Ug rectificada (figura 3), que se aplica entre un colector del IGBT 32 y un emisor del IGBT 33. La tension Ug rectificada se aplica ademas entre un colector del IGBT 44 y un emisor del IGBT 46. Por lo demas, el circuito 36 presenta dos condensadores Ci, C2. En cada caso, un primer contacto de los condensadores C1, C2 esta conectado de manera conductora con el colector del IGBT 32 y de manera conductora con un colector del IGBT 44. Ademas, en cada caso un segundo contacto de los condensadores Ci, C2 esta conectado de manera conductora con el emisor del IGBT 33 y de manera conductora con el emisor del IGBT 46. Un emisor del IGBT 32 esta conectado de manera conductora con un colector del IGBT 33. Ademas, un emisor del IGBT 44 esta conectado de manera conductora con un colector del IGBT 46.
Por lo demas, el circuito 36 presenta un elemento Si de conmutacion configurado como rele Si' y cinco reles S2, S3, S4, S5, S6 adicionales. Los reles Si', S2, S3, S4, S5, S6 son reles SPDT e iguales desde el punto de vista constructivo. Cada uno de los reles Si', S2, S3, S4, S5, S6 presenta un primer, un segundo y un tercer contacto y una bobina, pudiendo conectarse de manera conductora el primer contacto mediante una activacion correspondiente de la bobina opcionalmente con el segundo o el tercer contacto.
El primer contacto del rele S3 esta conectado de manera conductora con el emisor del IGBT 32. Ademas, el segundo contacto del rele S3 esta conectado con el primer contacto del rele Si'. El tercer contacto del rele S3 esta conectado de manera conductora con el primer contacto del rele S2. El segundo contacto del rele Si' esta conectado de manera conductora con un primer contacto del elemento Li de calentamiento. El tercer contacto del rele Si' esta conectado de manera conductora con un primer contacto del elemento L2 de calentamiento. El segundo contacto del rele S2 esta conectado de manera conductora con un primer contacto del elemento L3 de calentamiento. El tercer contacto del rele S2 esta conectado de manera conductora con un primer contacto del elemento L4 de calentamiento.
Ademas, el primer contacto del rele S6 esta conectado de manera conductora con el emisor del IGBT 44. Ademas, el segundo contacto del rele S6 esta conectado con el primer contacto del rele S4. El tercer contacto del rele S6 esta conectado de manera conductora con el primer contacto del rele S5. El segundo contacto del rele S4 esta conectado de manera conductora con un primer contacto del elemento Li de calentamiento. El tercer contacto del rele S4 esta conectado de manera conductora con un primer contacto del elemento L2 de calentamiento. El segundo contacto del rele S5 esta conectado de manera conductora con un primer contacto del elemento L3 de calentamiento. El tercer contacto del rele S5 esta conectado de manera conductora con un primer contacto del elemento L4 de calentamiento.
Un segundo contacto del elemento Li de calentamiento esta conectado de manera conductora con un segundo contacto del elemento L2 de calentamiento. Ademas, un segundo contacto del elemento L3 de calentamiento esta conectado de manera conductora con un segundo contacto del elemento L4 de calentamiento. El circuito 36 presenta ademas condensadores C3, C4, C5, C6. El segundo contacto del elemento Li de calentamiento esta conectado de manera conductora con un primer contacto del condensador C3 y con un primer contacto del condensador C4. El segundo contacto del elemento L3 de calentamiento esta conectado de manera conductora con un primer contacto del condensador C5 y con un primer contacto del condensador C6. Segundos contactos de los condensadores C3 y C5 estan conectados de manera conductora con el colector del IGBT 32. Ademas, segundos contactos de los condensadores C4 y C6 estan conectados de manera conductora con el emisor del IGBT 46.
Tanto por medio del IGBT 32 como por medio del IGBT 33 puede establecerse e interrumpirse en cada caso una lrnea de alimentacion de corriente con respecto al primer elemento Si de conmutacion, a traves de la que, durante una operacion de funcionamiento, fluye una corriente generada por medio de la fuente U de tension de corriente alterna.
Un dispositivo i4 de control del circuito 36, que presenta dos unidades 56, 58 de control, controla, durante la operacion de funcionamiento, la unidad i0 de conmutacion, concretamente de tal manera que durante un intervalo t de tiempo total (figura 3) para cada uno de los IGBT 32, 33, 44, 46 es aplicable que una conexion conductora entre su colector y su emisor esta interrumpida. Para ello, el dispositivo i4 de control esta conectado con la unidad i0 de conmutacion y en particular con las conexiones de compuerta de los IGBT 32, 33, 44, 46 (no representado). Directamente antes y directamente despues del intervalo t de tiempo, al menos uno de los IGBT 32, 33 y al menos uno de los IGBT 44, 46 esta en un estado, en el que su colector esta conectado de manera conductora con su emisor. En principio tambien es concebible que el dispositivo i4 de control ordene que, durante el intervalo t de tiempo total, solo para cada uno de los IGBT 32, 33 sea aplicable que una conexion conductora entre su colector y su emisor esta interrumpida, mientras que los IGBT 44, 46 pueden realizar operaciones de conmutacion, por ejemplo, en el intervalo t de tiempo.
En primer lugar, los reles S2, S3, S4, S5 y S6, durante la operacion de funcionamiento, estan en los siguientes estados de conmutacion: en el caso de los reles S2, S3, S4, S5, el primer contacto esta conectado en cada caso de manera conductora con el segundo contacto. En el caso del rele S6, el primer contacto esta conectado de manera conductora con el tercer contacto.
En la figura 3 se ilustra esquematicamente una implementacion de una operacion de conmutacion del rele Si', representandose el tiempo en una abscisa 52. Una posicion 54 de conmutacion del rele Si', es decir una posicion del primer contacto del rele Si', esta representada de manera discontinua. Temporalmente antes del intervalo t de
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tiempo, el primer rele S1' esta en un primer estado de conmutacion, en el que el primer contacto del rele S-T forma una conexion conductora con el segundo contacto del rele S-T. Durante el intervalo t de tiempo, la conexion conductora carece de flujo de corriente.
El dispositivo 14 de control ordena que, durante un periodo t2 de tiempo, que se encuentra completamente dentro del intervalo t de tiempo y que esta separado de los puntos de extremo del intervalo t de tiempo, partiendo del primer estado de conmutacion (figura 2a) se interrumpa la conexion conductora, finalmente que el primer contacto del rele ST este separado del segundo contacto del rele ST y a continuacion choque con el tercer contacto y tras el choque el primer y el tercer contacto del rele ST formen una conexion conductora, existiendo esta conexion conductora antes del final del intervalo t de tiempo (figura 2b) y durante el intervalo t de tiempo carezca de un flujo de corriente. Para ello, el dispositivo 14 de control en un instante, que presenta una distancia ti temporal con respecto a la mitad del periodo t2 de tiempo, que caracteriza un tiempo de reaccion del rele Si', aplica una tension Us a la bobina del rele Si', que provoca una conmutacion del rele Si' en el periodo de tiempo t2. La interrupcion de la conexion conductora entre el primer y el segundo contacto del rele Si' empieza con un instante inicial del periodo t2 de tiempo. Un establecimiento de la conexion conductora entre el primer y el tercer contacto del rele Si' termina en un instante final del periodo t2 de tiempo. Debido a una desviacion de una configuracion concreta del rele con respecto a una configuracion teorica, la distancia ti puede desviarse un tiempo de desviacion maximo. Una duracion total del intervalo t de tiempo es la suma del periodo t2 de tiempo y el doble del valor del tiempo de desviacion. Dado que las conexiones conductoras del rele Si' durante el intervalo t de tiempo estan sin corriente, la operacion de conmutacion del rele Si', que tiene lugar durante el intervalo t de tiempo, es especialmente suave para el rele Si' y permite una vida util prolongada del rele Si'. En principio es concebible que durante el intervalo t de tiempo, ademas del rele Si', otro de los reles S2, S3, S4, S5, S6 realice una operacion de conmutacion, que empieza y termina durante el intervalo t de tiempo.
La tension de red electrica presenta una frecuencia de 50 Hz. El intervalo t de tiempo es menor que la mitad de la duracion de periodo de la tension de red electrica y presenta una duracion de ocho milisegundos.
La fuente U de tension de corriente alterna, el filtro 40 y el rectificador 42 forman una unidad i8 de suministro de tension que, durante la operacion de funcionamiento, aplica la tension Ug a la unidad i0 de conmutacion. La tension Ug presenta un punto mrnimo a la mitad del intervalo t de tiempo. Ademas, una tension emitida por la fuente U de tension de corriente alterna presenta un nivel cero a la mitad del intervalo t de tiempo.
Durante el intervalo t de tiempo, los condensadores Ci y C2 y la inactividad de los inversores 28, 30 se encargan de que la tension Ug sea constante.
El dispositivo i4 de control ordena a la unidad i0 de conmutacion, durante la operacion de funcionamiento, que interrumpa periodicamente durante periodos t3 de tiempo, que son tan largos como el intervalo t de tiempo, todas las lrneas de suministro de corriente que pueden establecerse e interrumpirse por medio de la unidad i0 de conmutacion. Una duracion Tmux de periodo de la interrupcion periodica es menor de un segundo (figura 4). La duracion Tmux de periodo empieza con uno de los periodos t3 de tiempo, al que le sigue directamente un primer tramo Tsi de tiempo. Durante el periodo t3 de tiempo empieza y termina una operacion de conmutacion del elemento Si de conmutacion, que pasa el elemento Si de conmutacion de un estado, en el que el primer y el tercer contacto del elemento Si de conmutacion estan conectados de manera conductora, a un estado, en el que el primer y el segundo contacto del elemento Si de conmutacion estan conectados de manera conductora. El dispositivo i4 de control ordena que, durante el tramo Tsi de tiempo, cada uno de los IGBT 32, 33 conmute con una primera frecuencia. Al tramo Tsi de tiempo le sigue directamente uno de los periodos t3 de tiempo, que es identico al intervalo t de tiempo. Al intervalo t de tiempo le sigue directamente un tramo Ts2 de tiempo. El dispositivo i4 de control ordena que, durante el tramo Ts2 de tiempo, cada uno de los IGBT 32, 33 conmute con una segunda frecuencia, que se diferencia de la primera frecuencia. Durante el tramo Tsi de tiempo, por medio del primer inversor 28 se emite una potencia al elemento Li de calentamiento (figura 2a), que corresponde aproximadamente a aquella potencia que se emite durante el segundo tramo Ts2 de tiempo por medio del inversor 30 al elemento L2 de calentamiento (figura 2b). De este modo puede conseguirse una carga uniforme de la red electrica. Las duraciones de los tramos Tsi, Ts2 de tiempo se ajustan de manera correspondiente mediante el dispositivo i4 de control a los niveles de potencia, a los que debe hacerse funcionar cada elemento Li, L2 de calentamiento individual, pudiendo diferenciarse los niveles de potencia de los elementos Li, L2 de calentamiento y calentando los elementos Li, L2 de calentamiento diferentes elementos de bateria de cocina. El inversor 30 suministra potencia, durante los tramos Tsi, Ts2 de tiempo, al elemento L3 de calentamiento. La tension Ug, en las regiones que estan libres de todos los intervalos t3 de tiempo, es periodica con respecto a una duracion de periodo, que es la mitad de la duracion de periodo de la tension de red electrica.
El rele S3 es un elemento S3' de conmutacion que esta conectado en serie al elemento Si de conmutacion. El dispositivo i4 de control conmuta el rele S3 en el caso de una operacion de funcionamiento adicional en un segundo intervalo de tiempo que se diferencia de la operacion de funcionamiento, que dura siete milisegundos (figura 5). La conmutacion del rele S3 empieza y termina en el segundo intervalo de tiempo. El dispositivo i4 de control ordena que cada uno de los IGBT 32, 33, 44, 46, durante el segundo intervalo de tiempo total, este en un estado bloqueado, es decir sin una conexion conductora entre su colector y su emisor. Directamente antes y directamente despues del
segundo intervalo de tiempo conmuta al menos uno de los IGBT 32, 33 y al menos uno de los IGBT 44, 46. Directamente antes y directamente despues del segundo intervalo de tiempo se conmutan todos los IGBT 32, 33, 44, 46 periodicamente mediante el dispositivo 14 de control.
5 En principio es concebible que el circuito 36 presente reles adicionales y elementos de calentamiento adicionales, que estan conectados por medio de los reles adicionales al inversor 28, 30. En principio es concebible que los reles Si', S2, S3, S4, S5, Sa, que estan configurados como reles SPDT, se sustituyan en cada caso por dos reles SPST.
Simbolos de referencia
10
- 10
- unidad de conmutacion Ca condensador
- 14
- dispositivo de control S1 elemento de conmutacion
- 18
- unidad de suministro de tension S1' rele
- 28
- inversor S2 rele
- 30
- inversor S3 rele
- 32
- transistor bipolar con electrodo de S3' elemento de conmutacion
- compuerta aislado S4 rele
- 33
- IGBT S5 rele
- 34
- zona de coccion Sa rele
- 36
- circuito L1 elemento de calentamiento
- 40
- filtro L2 elemento de calentamiento
- 42
- rectificador L3 elemento de calentamiento
- 44
- IGBT L4 elemento de calentamiento
- 46
- IGBT t intervalo de tiempo
- 52
- abscisa t1 distancia
- 54
- posicion de conmutacion t2 periodo de tiempo
- 56
- unidad de control t3 periodo de tiempo
- 58
- unidad de control Ts1 tramo de tiempo
- U
- fuente de tension de corriente alterna T S2 tramo de tiempo
- T Mux duracion de periodo
- Ug
- tension
- Us
- tension
- C1
- condensador
- C2
- condensador
- C3
- condensador
- C4
- condensador
- C5
- condensador
Claims (6)
10
15
20
2.
25
3.
30
4.
35
40
5.
45
6.
50
55
60 7.
REIVINDICACIONES
Dispositivo de encimera de coccion, en particular un dispositivo de encimera de coccion por induccion, con al menos una unidad (10) de conmutacion, por medio de la que puede interrumpirse y establecerse una lmea de alimentacion de corriente, por la que fluye, durante al menos una operacion de funcionamiento, una corriente generada por medio de una tension de red electrica y que conduce a un primer elemento (S1) de conmutacion, y con al menos un dispositivo (14) de control, que durante la operacion de funcionamiento controla la unidad (10) de conmutacion de tal manera que la unidad (10) de conmutacion interrumpe la lmea de alimentacion de corriente durante al menos un primer intervalo (t) de tiempo total, y que durante la operacion de funcionamiento ordena que directamente antes y directamente despues del primer intervalo (t) de tiempo este establecida la lmea de alimentacion de corriente, y que ordena una conmutacion del primer elemento (S1) de conmutacion, que empieza y termina durante el primer intervalo (t) de tiempo, siendo el primer intervalo (t) de tiempo menor que la mitad de la duracion de periodo de la tension de red electrica,
caracterizado por
al menos una unidad (18) de suministro de tension, que durante la operacion de funcionamiento aplica una tension en funcion del tiempo, que esencialmente a la mitad del primer intervalo (t) de tiempo presenta un punto mmimo, a la unidad (10) de conmutacion.
Dispositivo de encimera de coccion segun la reivindicacion 1,
caracterizado porque
el primer intervalo (t) de tiempo es de al menos dos milisegundos.
Dispositivo de encimera de coccion segun la reivindicacion 2, caracterizado porque
el primer intervalo (t) de tiempo es de al menos cuatro milisegundos.
Dispositivo de encimera de coccion segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
el dispositivo (14) de control, durante la operacion de funcionamiento, ordena a la unidad (10) de conmutacion que interrumpa la lmea de alimentacion de corriente periodicamente en cada caso durante al menos un periodo (t3) de tiempo total, que es esencialmente igual de largo que el primer intervalo (t) de tiempo.
Dispositivo de encimera de coccion segun la reivindicacion 4, caracterizado porque
una duracion (Tmux) de periodo de la orden periodica es menor de un segundo.
Dispositivo de encimera de coccion segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por
el primer y al menos un segundo elemento (S1, S3') de conmutacion, que esta conectado en serie con respecto al primer elemento (S1) de conmutacion, y el dispositivo (14) de control conmuta el segundo elemento (S3') de conmutacion en un segundo intervalo de tiempo y el dispositivo (14) de control, durante el segundo intervalo de tiempo total, interrumpe la lmea de alimentacion de corriente por medio de la unidad (10) de conmutacion y el dispositivo (14) de control por medio de la unidad (10) de conmutacion ordena que directamente antes y directamente despues del segundo intervalo de tiempo fluya corriente a traves de la lmea de alimentacion de corriente.
Dispositivo de encimera de coccion segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
el dispositivo (14) de control conmuta la unidad (10) de conmutacion en un primer tramo (Tsi) de tiempo, que precede directamente al primer intervalo (t) de tiempo, con un primer conjunto de parametros de conmutacion y el dispositivo (14) de control conmuta la unidad (10) de conmutacion en un segundo tramo
5
10
15
20
25
(Ts2) de tiempo, que sigue directamente al primer intervalo (t) de tiempo, con un segundo conjunto de parametros de conmutacion, que se diferencia del primer conjunto de parametros de conmutacion.
Dispositivo de encimera de coccion segun una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque
la unidad (10) de conmutacion presenta al menos dos inversores (28, 30), que estan previstos para influir sobre un flujo de corriente mediante el primer elemento (Si) de conmutacion.
Dispositivo de encimera de coccion segun una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque
el primer elemento (Si) de conmutacion es un rele (Si'), que presenta al menos una bobina.
Dispositivo de encimera de coccion segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
la unidad (10) de conmutacion presenta al menos un transistor (32) bipolar con electrodo de compuerta aislado.
Encimera de coccion con un dispositivo de encimera de coccion segun una de las reivindicaciones anteriores.
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-
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