Индукционное нагревательное устройство



Индукционное нагревательное устройство
Индукционное нагревательное устройство
Индукционное нагревательное устройство

 


Владельцы патента RU 2567853:

БСХ ХАУСГЕРЕТЕ ГМБХ (DE)

Изобретение относится к устройству индукционной варочной панели с по меньшей мере одним блоком (34) управления, по меньшей мере одним первым и одним вторым индукционным нагревательным блоком (20, 22, 24, 26) и по меньшей мере одним первым и одним вторым частотным нагревательным блоком (30, 32), которые соединены посредством по меньшей мере двух индукционных нагревательных блоков (20, 22, 24, 26) в режиме работы, в котором первый индукционный нагревательный блок (20, 22, 24, 26) соединен непосредственно с первым частотным нагревательным блоком (30, 32), а второй нагревательный индукционный блок (20, 22, 24, 26) соединен непосредственно со вторым частотным нагревательным блоком (30, 32). Для повышения гибкости использования нагревательного устройства предлагается предусмотреть блок управления, выполненный с возможностью приведения в действие частотных нагревательных блоков (30, 32) на отдельных отличных друг от друга рабочих участках (90, 91, 92, 93) в режиме работы, в котором частотные нагревательные блоки (30, 32) соединены индукционными нагревательными блоками (20, 22, 24, 26). 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники

Изобретение исходит из индукционного нагревательного устройства согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения.

Уровень техники

Известны индукционные плиты, имеющие блок управления, первый и второй индукторы и первый и второй инверторы, которые соединены по меньшей мере двумя индукционными нагревательными блоками в режиме работы, в котором первый индукционный нагревательный блок соединен непосредственно с первым высокочастотным генератором, а второй нагревательный индукционный блок соединен непосредственно со вторым частотным нагревательным блоком.

Раскрытие изобретения

Задача изобретения состоит, в частности, в том, чтобы представить обычное устройство с высокой эксплуатационной гибкостью. Согласно изобретению задача решена признаками п. 1 формулы изобретения, в то время как предпочтительные варианты осуществления и усовершенствования изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения.

Изобретение исходит из индукционного нагревательного устройства, в частности устройства индукционной варочной панели, с по меньшей мере одним блоком управления, по меньшей мере одним первым и одним вторым индукционным нагревательным блоком и по меньшей мере одним первым и одним вторым частотным нагревательным блоком, которые соединены по меньшей мере двумя индукционными нагревательными блоками в режиме работы, в котором первый индукционный нагревательный блок соединен непосредственно с первым частотным нагревательным блоком, предпочтительно только с первым частотным нагревательным блоком, а второй нагревательный индукционный блок соединен непосредственно со вторым частотным нагревательным блоком, предпочтительно только со вторым частотным нагревательным блоком.

Предлагается предусмотреть блок управления, выполненный с возможностью приведения в действие частотных нагревательных блоков на отдельных рабочих участках в режиме работы, в котором частотные нагревательные блоки соединены индукционными нагревательными блоками. Под "блоком управления" понимается, в частности, электронный блок, который предпочтительно по меньшей мере частично интегрирован в блок управления и/или блок регулирования индукционного нагревательного устройства и который предпочтительно предусмотрен для того, чтобы управлять по меньшей мере частотными нагревательными блоками и/или регулировать их. Блок управления предпочтительно включает в себя вычислительный блок и, в частности, дополнительно к вычислительному блоку, блок памяти с аккумулируемой в нем управляющей и/или регулирующей программой, которая предусмотрена для выполнения вычислительным блоком. Под "частотным нагревательным блоком" должен пониматься, в частности, электрический блок, который производит колебательный электрический сигнал, предпочтительно с частотой по меньшей мере 1 кГц, в частности, по меньшей мере 10 кГц, предпочтительно по меньшей мере 20 кГц и, в частности, максимально 100 кГц, для индукционного нагревательного блока. Частотный нагревательный блок предусмотрен, в частности, для того, чтобы предоставлять требуемую для индукционного нагревательного блока максимальную электрическую мощность по меньшей мере 1000 Вт, в частности, по меньшей мере 2000 Вт, целесообразно по меньшей мере 3000 Вт и предпочтительно по меньшей мере 3500 Вт. Частотный нагревательный блок включает в себя, в частности, по меньшей мере один инвертор, который предпочтительно образован по меньшей мере двумя, предпочтительно последовательно включенными, двунаправленными однополюсными переключателями, образованными, в частности, транзистором и параллельно включенным диодом, и особенно предпочтительно включает в себя по меньшей мере по одной емкости затухания, в частности, образованной по меньшей мере одним конденсатором, включенной параллельно каждому из двунаправленных однополюсных переключателей. В результате этого предоставляется высокочастотное энергоснабжение индукционного нагревательного блока. Отвод напряжения от блока высокой частоты расположен, в частности, в месте соприкосновения двух двунаправленных однополюсных переключателей. Под "индукционным нагревательным блоком" понимается, в частности, блок с по меньшей мере одним индукционным нагревательным элементом. В частности, в рабочем режиме, в котором индукционный нагревательный блок снабжается высокочастотным переменным током, все индукционные нагревательные элементы индукционного нагревательного блока предпочтительно одновременно снабжаются высокочастотным переменным током. Под "индукционным нагревательным элементом" понимается, в частности, намотанный электрический проводник, предпочтительно в форме круглого диска, по которому по меньшей мере в одном рабочем режиме проходит высокочастотный переменный ток. Индукционный нагревательный элемент предусмотрен предпочтительно для превращения электрической энергии в переменное электромагнитное поле, предназначенное для того, чтобы вызывать в металлическом нагревающем средстве, предпочтительно по меньшей мере частично магнитном, в частности, в посуде для приготовления пищи, вихревые токи и/или эффекты перемагничивания, которые преобразуются в теплоту. Под "непосредственным соединением" понимается, в частности, электрическое соединение, которое по меньшей мере в рабочем режиме с прохождением через соединение переменного электрического тока частотой от 1 кГц до 100 кГц, обнаруживает полное сопротивление, составляющее меньше 10 В/А, в частности, меньше 1 В/А, предпочтительно меньше 0,1 В/А, величина которого, в частности, колеблется в диапазоне частот от 1 кГц до 100 кГц, отклоняясь максимально на 100%, в частности, максимально на 40%, целесообразно максимально на 10% и предпочтительно максимально на 5%. Под "рабочим участком" частотного нагревательного блока понимается, в частности, временной промежуток продолжительностью предпочтительно по меньшей мере 1 мс, в частности, по меньшей мере 10 мс, в котором частотный нагревательный блок приводится в действие с частотой от 1 кГц до 100 кГц, в частности, по существу постоянной. Под "по существу постоянной" частотой понимается, в частности, то, что значение этой величины отклоняется максимально на 25%, в частности, максимально на 15% и предпочтительно максимально на 5% от среднего значения. Под "отдельными" рабочими участками понимаются, в частности, такие рабочие участки, которые отличаются от рабочих участков, по меньшей мере частично пересекающихся по времени. Возможно, в частности, получение нагревательного устройства универсального применения.

В дальнейшем варианте осуществления изобретения предлагается предусматривать частотные нагревательные блоки для работы на одной отдельной фазе. Под „отдельной фазой" понимается, в частности, одна фаза домового подвода электропитания, предпочтительно трехфазного ввода. Оба частотных нагревательных блока предпочтительно присоединяются к одному выпрямителю, который снабжается переменным напряжением от одной фазы. При этом, в частности, возможно получение простого, экономичного нагревательного устройства.

Кроме того, предлагается наличие в индукционном нагревательном устройстве по меньшей мере одного блока резонанса, который по меньшей мере в одном рабочем режиме непосредственно соединен с общим контактом индукционных нагревательных блоков, по меньшей мере первого и второго. Под "блоком резонанса" понимается, в частности, блок, который включает в себя по меньшей мере одну резонансную емкость, образованную предпочтительно по меньшей мере одним конденсатором, предпочтительно отличным от демпфирующей емкости и/или от емкости, которая включена параллельно переключающему элементу. В частности, резонансная емкость образована последовательным и параллельным включением нескольких конденсаторов. Резонансная емкость представляет собой, в частности, составную часть электрического колебательного контура, в частности, последовательного электрического колебательного контура. По меньшей мере в одном рабочем режиме резонансная емкость предпочтительно включена, в частности, посредством переключающего элемента, последовательно с индукционным нагревательным блоком и особенно предпочтительно предусмотрена для зарядки ее по меньшей мере одним частотным нагревательным блоком посредством индукционного нагревательного блока, в частности, если коммутационное устройство подает на индукционный нагревательный блок более высокий электрический потенциал. Резонансная емкость расположена, в частности, на стороне индукционного нагревательного блока, обращенной в направлении токопроводящей дорожки, если смотреть со стороны частотного блока. Индукционный нагревательный блок приводится в действие, в частности, по полной мостовой схеме. В полной мостовой схеме индукционный нагревательный блок расположен в плече моста вместе с резонансной емкостью, предпочтительно включенной последовательно с индукционным нагревательным блоком, между двумя делителями напряжения, образованными частотными нагревательными блоками. В предпочтительном случае индукционный нагревательный блок приводится в действие по схеме полумоста. В схеме полумоста индукционный нагревательный блок расположен в плече моста между делителем напряжения, образованным частотным нагревательным блоком, и делителем напряжения, образованным двумя резонансными емкостями. Под "общим контактом" индукционных нагревательных блоков понимается, в частности, контакт, который соединен непосредственно с каждым из индукционных нагревательных блоков и соединения которого с частотными нагревательными блоками отличаются от непосредственных соединений. Под "контактом" понимается, в частности, место подключения, в частности, полюс электрической детали. Возможно, в частности, получение индукционного нагревательного устройства, позволяющего сокращать расходы.

Блок управления предпочтительно обеспечивает управление таким образом, что в режиме работы, в котором частотные нагревательные блоки соединены посредством индукционных нагревательных блоков и приводятся в действие на отличных друг от друга рабочих участках, начальные точки по меньшей мере двух, в частности, по меньшей мере пяти, предпочтительно по меньшей мере десяти и, в частности, всех следующих друг за другом рабочих участков одного индукционного нагревательного блока отстояли друг от друга максимально на 5 с, в частности, максимально на 2 с, в частности, максимально на 700 мс, целесообразно максимально на 500 мс и предпочтительно максимально на 300 мс. Возможно, в частности, достижение равномерного распределения производства теплообразования по времени.

Кроме того, предусмотрено наличие в индукционном нагревательном устройстве по меньшей мере еще одного индукционного нагревательного блока и коммутационного устройства, выполненного с возможностью непосредственного соединения друг с другом, по меньшей мере в трех, в частности, по меньшей мере в шести, предпочтительно по меньшей мере в десяти различных комбинациях, по меньшей мере одного из по меньшей мере двух частотных нагревательных блоков и по меньшей мере одного из по меньшей мере трех индукционных нагревательных блоков посредством коммутационных команд от блока управления. В частности, в коммутационном устройстве имеются по меньшей мере два переключающих элемента, которые, в частности, оба расположены между первым индукционным нагревательным блоком и первым частотным нагревательным блоком. Под расположением переключающих элементов "между" частотным нагревательным блоком и индукционным нагревательным блоком понимается, в частности, что в рабочем режиме, в котором на индукционный нагревательный блок подается переменный ток высокой частоты, индукционный нагревательный блок с коммутационными средствами расположены в любом порядке в последовательном подключении к отдельному контакту, предпочтительно к отводу напряжения, частотного нагревательного блока. Предпочтительно в любом рабочем режиме первый переключающий элемент непосредственно соединен с частотным нагревательным блоком, с первым переключающим элементом непосредственно соединен второй переключающий элемент и со вторым переключающим элементом - индукционный нагревательный блок. Блок управления предпочтительно выполнен с возможностью по меньшей мере попеременного - предпочтительно периодически попеременного, в частности, с периодом, составляющим максимально 7 с, в частности, максимально 5 с, предпочтительно максимально 2 с, - снабжения по меньшей мере двух из индукционных нагревательных блоков через один из частотных нагревательных блоков переменным током высокой частоты, причем для этого при помощи блока управления, в частности, изменяются положения коммутирующих элементов коммутационного устройства и/или частота частотного нагревательного блока. В частности, возможно получение индукционного нагревательного устройства универсального применения, позволяющего уменьшить издержки. Благодаря применению предложенного режима работы при таком использовании предпочтительно имеется возможность достигать сокращения износа в результате более редкого управляющего воздействия на переключающие элементы коммутационного устройства.

В дальнейшем варианте осуществления изобретения предпочтительно предусмотрен по меньшей мере один датчик, который выполнен с возможностью определения по меньшей мере одной рабочей характеристики первого индукционного нагревательного блока на рабочем участке второго индукционного нагревательного блока по меньшей мере в одном режиме работы, в котором первый индукционный нагревательный блок непосредственно соединен с первым высокочастотным генератором и второй индукционный нагревательный блок соединен непосредственно со вторым частотным нагревательным блоком, посредством которых соединены по меньшей мере два индукционных нагревательных блока. Под "рабочей характеристикой" понимается, в частности, электрический параметр, предпочтительно величина электрического тока, электрического напряжения и/или электрической мощности. В частности, датчик имеет несколько сенсорных элементов, которые предусмотрены для того, чтобы совместно определять и/или оценивать электрическую мощность. Под "оценкой" величины понимается, в частности, то, что находимое при этом значение величины отличается от точного значения величины максимально на 30%, в частности, максимально на 20%, целесообразно максимально на 10% и предпочтительно максимально на 5%. Возможно, в частности, достижение сокращения «мерцания», то есть колебаний напряжения в электросети, вызванных колебаниями мощности.

Блок управления предпочтительно выполнен с возможностью приведения в действие частотных нагревательных блоков одновременно, в режиме с фазовой задержкой управления, в режиме работы, в котором частотные нагревательные блоки соединены посредством индукционных нагревательных блоков и в котором как для первого, так и для второго индукционного нагревательного блока затребована по меньшей мере одна определенная средняя мощность. Под средней мощностью понимается, в частности, мощность свыше 800 Вт, предпочтительно свыше 1000 Вт и, в частности, свыше 1200 Вт В частности, сумма средних мощностей больше, чем 1500 Вт, целесообразно больше, чем 1800 Вт и предпочтительно больше, чем 2000 Вт. В частности, пороговая величина требуемых мощностей для перехода в режим с фазовой задержкой управления смены зависит от нагревающих средств, нагреваемых первым и вторым индукционными нагревательными блоками, в частности, от видов посуды для приготовления пищи. Под "режимом с фазовой задержкой управления" понимается, в частности, режим, в котором частотные нагревательные блоки работают на одной и той же установленной частоте и мощность, отдаваемая индукционными нагревательными блоками, зависит, в частности, от установленной частоты, от фазового сдвига между моментами включения частотных нагревательных блоков и/или от коэффициента усреднения производимых высокочастотных переменных токов. Возможно, в частности, достижение повышенной эксплуатационной гибкости.

Краткое описание чертежей

Дальнейшие преимущества следуют из приведенного ниже описания чертежа. На чертеже представлен вариант осуществления изобретения. Чертеж, описание и пункты формулы содержат многочисленные признаки в их сочетании. Специалист целесообразным образом рассмотрит признаки также по отдельности и объединит их в дальнейшие рациональные комбинации.

Показаны:

фиг.1 индукционная варочная панель в схематичном изображении сверху,

фиг.2 индукционное нагревательное устройство согласно изобретению в схематичном изображении, и

фиг.3 схематичное изображение примерного изменения мощности двух индукционных нагревательных блоков во времени.

Осуществление изобретения

На фигуре 1 показан бытовой прибор 10, выполненный как индукционная варочная панель, с индукционным нагревательным устройством 12, выполненным в виде устройства индукционной варочной панели с четырьмя индукционными нагревательными блоками 20, 22, 24, 26, каждой из которых имеет индукционный нагревательный элемент, выполненный в виде индуктора. Индукционные нагревательные блоки 20, 22, 24, 26 расположены под платой 14 варочной панели. Кроме того, индукционное нагревательное устройство 12 имеет силовой модуль 18, приводимый в действие от одной фазы 16 трехфазного домового ввода и предусмотренный для снабжения индукционных нагревательных блоков 20, 22, 24, 26 высокочастотным переменным током с частотой от 20 кГц до 100 кГц. Для этого силовой модуль 18 имеет два частотных нагревательных блока 30, 32, которые рассчитаны на приведение их в действие от одной фазы 16 и предназначены для снабжения индукционных нагревательных блоков 20, 22, 24, 26 (фиг.2). Частота частотных нагревательных блоков 30, 32 зависит, помимо прочего, от той тепловой производительности, которая затребована для соответствующего индукционного нагревательного блока 20, 22, 24, 26 обслуживающим блоком 28, и от той посуды для приготовления пищи, которая расположена в кухонной зоне на плате 14 варочной панели над индукционным нагревательным блоком 20, 22, 24, 26, и определяется блоком 34 управления индукционного нагревательного устройства 12. Блок 34 управления имеет вычислительный блок, блок памяти и записанную в блок памяти программу эксплуатации, которая предусмотрена для выполнения ее вычислительным блоком.

На фигуре 2 показана схема индукционного нагревательного устройства 12. Напряжение электросети от 220 В до 230 В с частотой от 49 Гц до 51 Гц, приложенное к фазе 16, выпрямляется в выпрямителе 36 и частично аккумулируется в буферной емкости 38. Полюса буферной емкости 38 образуют два внешних контакта 40, 42, между которыми создано пульсирующее постоянное напряжение. Частотные нагревательные блоки 30, 32 расположены между внешними контактами 40, 42 и превращают пульсирующее постоянное напряжение в высокочастотный переменный ток. Для этого частотные нагревательные блоки 30, 32 имеют по два переключающих элемента 44, 46, последовательно включенных между внешними контактами 40, 42 и выполненных как двунаправленные однополюсные переключатели с включенными параллельно каждому из них демпфирующими конденсаторами 48, 50. Каждый из переключающих элементов 44, 46 образован транзистором IGBT 52, 54 (биполярным транзистором с изолированным электродом затвора) и включенным параллельно ему диодом 56, 58, отвод 60, 62 напряжения расположен в каждом случае на совместном контакте обоих IGBT 52, 54. Блок 34 управления путем попеременного высокочастотного воздействия на оба IGBT 52, 54 создает в месте отвода 60 напряжения высокочастотное переменное напряжение с пульсирующей амплитудой, которое при подключении индукционного нагревательного блока 20, 22, 24, 26 вызывает появление высокочастотного переменного тока. Отводы 60, 62 напряжения от частотных нагревательных блоков 30, 32 соединены с коммутационным устройством 64, имеющим шесть переключающих элементов 66, 68, 70, 72, 74, 76, которые образованы реле и выполнены как однополюсные переключатели с нейтральным положением, и предусмотренным для того, чтобы посредством коммутационных команд блока 34 управления включать 16 различных комбинаций, непосредственно соединяя друг с другом максимум два из двух частотных нагревательных блоков 30, 32 и максимум два из четырех индукционных нагревательных блоков 20, 22, 24, 26. Переключающие элементы 66, 68, 70, 72, 74, 76, выполненные как однополюсные переключатели с нейтральным положением, имеют три контакта и два переключаемых состояния. В первом переключаемом состоянии первый контакт непосредственно соединен со вторым контактом, а во втором переключаемом состоянии соединены непосредственно первый и третий контакты (в изображении первые контакты расположены соответственно слева, а вторые контакты - справа вверху). Переключающие элементы 66, 68, 70, 72, 74, 76 расположены в каскадной схеме. Первый контакт переключающего элемента 66 непосредственно соединен с отводом 60 напряжения частотного нагревательного блока 30. Второй и третий контакты переключающего элемента 66 непосредственно соединены соответственно с первыми контактами обоих переключающих элементов 68, 70. Каждый из индукционных нагревательных блоков 20, 22, 24, 26 непосредственно соединен соответственно с одним из вторых или третьих контактов переключающих элементов 68, 70. К отводу 62 напряжения второго частотного нагревательного блока 32 присоединено аналогичное устройство с переключающими элементами 72, 74, 76. Таким образом, имеется возможность непосредственно соединять каждый из индукционных нагревательных блоков 20, 22, 24, 26 по отдельности с каждым из частотных нагревательных блоков 30, 32 посредством соответствующих состояний переключающих элементов 66, 68, 70, 72, 74, 76. Кроме того, имеется возможность одновременно соединять непосредственно два любых индукционных нагревательных блока 20, 22, 24, 26 с разными индукционными нагревательными блоками 30, 32. Для каждого из индукционных нагревательных блоков 20, 22, 24, 26 возможна также работа в форсированном режиме, в котором один отдельный индукционный нагревательный блок 20, 22, 24, 26 непосредственно соединен с обоими частотными нагревательными блоками 30, 32 одновременно. Каждый из индукционных нагревательных блоков 20, 22, 24, 26 приводится в действие по схеме полумоста. Индукционные нагревательные блоки 20, 22, 24, 26 имеют соответственно совместные контакты 78, 79, непосредственно соединенные с резонансными блоками 80, 81, которые образованы двумя резонансными емкостями 82, 84 и 83, 85, состоящими соответственно из отдельных конденсаторов. Резонансные емкости 82, 84 или 83, 85 соответственно включены последовательно, и одна из резонансных емкостей 82, 83 соединена непосредственно с одним из внешних контактов 40, а другая резонансная емкость 84, 85 соединена непосредственно с другим внешним контактом 42. Обе резонансные емкости 84, 82 или 83, 85 соответственно непосредственно соединены с двумя индукционными нагревательными блоками 20, 22 или 24, 26. Таким образом, индукционное нагревательное устройство 12 имеет блок 34 управления, первый и второй индукционные нагревательные блоки 20, 22 и первый и второй частотные нагревательные блоки 30, 32, которые соединены посредством двух индукционных нагревательных блоков 20, 22 в режиме работы, в котором первый индукционный нагревательный блок 20 соединен непосредственно с первым частотным нагревательным блоком 30, а второй индукционный нагревательный блок 22 соединен непосредственно со вторым частотным нагревательным блоком 32. Кроме того, возможно соединение частотных нагревательных блоков 30, 32 посредством третьего и четвертого индукционных нагревательных блоков 24, 26. Далее, в индукционном нагревательном устройстве имеются 12 амперметров с цифровыми преобразователями, выполненных в виде преобразователей тока и предусмотренных в качестве датчиков 86, 88 для определения силы тока, проходящего через отвод 60, 62 напряжения частотных нагревательных блоков 30, 32. Каждый из амперметров непосредственно соединен с отводом 60, 62 напряжения одного из частотных нагревательных блоков 30, 32 и с первым контактом переключающих элементов 66, 72 коммутационного устройства 64, и, таким образом, расположен между индукционным нагревательным блоком 20, 22, 24, 26 и частотным нагревательным блоком 30, 32.

Блок 34 управления предусмотрен для приведения в действие частотных нагревательных блоков 30, 32 в режиме работы, в котором частотные нагревательные блоки 30, 32 соединены посредством индукционных нагревательных блоков 20, 22 или 24, 26, на отличных друг от друга рабочих участках 90, 91. На фигуре 3 в качестве примера показан схематичный ход изменения электрической мощности Р1, Р2, которая в таком рабочем режиме преобразуется в первом и во втором индукционном нагревательном блоках 20, 22, и суммы Psum этих мощностей Р1, Р2, в зависимости от времени t. Переключающие элементы 66, 68, 72, 74 в этом режиме работы длительно сохраняют свое состояние включения, так что первый индукционный нагревательный блок 20 постоянно непосредственно соединен с первым частотным нагревательным блоком 30 и второй индукционный нагревательный блок 22 постоянно непосредственно соединен со вторым частотным нагревательным блоком 32. Блок 34 управления предусмотрен для того, чтобы в режиме работы, в котором частотные нагревательные блоки 30, 32 соединены посредством индукционных нагревательных блоков 20, 22 и приводятся в действие на отличных друг от друга рабочих участках 90, 92 или 91, 93, начальные точки следующих друг за другом рабочих участков 90, 92 или 91, 93 первого или второго индукционного нагревательного блока отстояли друг от друга на 2 с. Представленный на диаграмме ход изменения мощности повторяется периодически с периодом повторения tMUX, равным 2 с.

За рабочим участком 90, в котором активен частотный нагревательный блок 32, следует первый рабочий участок 91 индукционного нагревательного блока 20, в котором его снабжает высокочастотным переменным током первый частотный нагревательный блок 30. Другой частотный нагревательный блок 32 в этом рабочем режиме не активен, то есть не производит высокочастотного переменного тока. Вследствие того, что на протяжении первого рабочего участка 91 второй частотный нагревательный блок 32 соединен с первым частотным нагревательным блоком 30 посредством индукционных нагревательных блоков 20, 22, часть высокочастотного переменного тока первого частотного нагревательного блока 30 проходит от отвода 60 напряжения через коммутационное устройство 64, первый индукционный нагревательный блок 20, совместный контакт 79, второй индукционный нагревательный блок 22 и коммутационное устройство 64 к отводу 62 напряжения второго частотного нагревательного блока 32 и оттуда через диоды и демпфирующие емкости второго частотного нагревательного блока 32 с и таким образом производит эффективную мощность посредством второго индукционного нагревательного блока 22. Амперметр, который помещен в качестве датчика 88 между вторым частотным нагревательным блоком 32 и вторым индукционным нагревательным блоком 22, предназначен для определения силы электрического тока и таким образом рабочей характеристики второго индукционного нагревательного блока 22 на первом рабочем участке 91 первого индукционного нагревательного блока 20. При помощи прибора 98 для измерения напряжения, который измеряет напряжение между внешними контактами 40, 42, определяется электрическая мощность, которая преобразуется во втором индукционном нагревательном блоке 22. Она составляет, в зависимости от мощности первого индукционного нагревательного блока 20, от 0 Вт до 100 Вт и возрастает с уменьшением частоты частотного нагревательного блока 30. В соответствии с выбранной мощностью индукционного нагревательного блока 20 и суммой значений мощности, выбранных для индукционных нагревательных блоков 20, 22, возможна любая продолжительность первого рабочего участка 91, от 0 до tMUX, то есть до 2 с., которая, в частности, кратна полупериоду импульсов частоты сети.

На втором рабочем участке 92, следующим за первым рабочим участком 91, второй индукционный нагревательный блок 22 снабжается высокочастотным переменным током посредством второго частотного нагревательного блока 32. Другой частотный нагревательный блок 30 в этом рабочем режиме не активен, не производит высокочастотного переменного тока. Вследствие того, что во время второго рабочего участка 92 первый частотный нагревательный блок 30 соединен со вторым частотным нагревательным блоком 32 посредством индукционного нагревательного блока 20, 22, часть высокочастотного переменного тока второго частотного нагревательного блока 32 проходит через диоды 56, 58 и демпфирующие емкости 48, 50 второго частотного нагревательного блока 32 и таким образом производит эффективную мощность посредством первого индукционного нагревательного блока 20. Амперметр, который в качестве датчика 88 помещен между первым частотным нагревательным блоком 30 и первым индукционным нагревательным блоком 20, предназначен для определения силы электрического тока и таким образом рабочей характеристики первого индукционного нагревательного блока 20 на втором рабочем участке второго индукционного нагревательного блока 22. При помощи прибора 98 для измерения напряжения, который измеряет напряжение между внешними контактами 40, 42, определяется в свою очередь электрическая мощность, которая преобразуется в первом индукционном нагревательном блоке 20 во время рабочего режима 92 второго индукционного нагревательного блока 22. Она составляет, в зависимости от мощности второго индукционного нагревательного блока 22, от 0 Вт до 100 Вт и возрастает с уменьшением частоты частотного нагревательного блока 32. Второй рабочий участок 92 имеет продолжительность t2, соответствующую разности между tMUX, то есть 2 с, и продолжительностью первого рабочего участка 91.

За вторым рабочим участком 92 следует снова рабочий участок 93, в котором индукционный нагревательный блок 20 снабжается высокочастотным переменным током посредством частотного нагревательного блока 30. Начальная точка рабочего участка 93 расположена на расстоянии tMUX, то есть 300 мс, от начальной точки рабочего участка 91.

Блок 34 управления предусмотрен для минимизации пиков напряжения, вызываемых колебаниями мощности и вследствие обратной связи воздействующих на электрическую сеть, путем поддержания на разных рабочих участках 90, 92 по существу постоянного значения суммы Psum мощностей Р1, Р2 обоих индукционных нагревательных блоков 20, 22.

Кроме того, блок 34 управления предусмотрен для того, чтобы в режиме работы, в котором частотные нагревательные блоки 30, 32 соединены посредством индукционных нагревательных блоков 20, 22 и в котором как для первого, так и второго индукционного нагревательного блока 20, 22 требуется мощность, превышающая 1000 Вт, или сумма требуемых мощностей превышает 2000 Вт, приводить в действие частотные нагревательные блоки 20, 22 одновременно, в режиме с фазовой задержкой управления.

Далее, представляются возможными варианты осуществления, в которых между индукционными нагревательными блоками 20, 22, 24, 26 и блокам резонанса 80, 81 расположены переключающие элементы или в которых допустимы режимы работы с суммарной продолжительностью рабочих участков 90, 91, 92, 93, меньшей, чем период tmux повторения, представляющий собой расстояние друг от друга начальных точек рабочих участков 91, 93 или 90, 92.

Обозначения

10 бытовой прибор 62 отвод напряжения
12 индукционное нагревательное устройство 64 коммутационное устройство
14 плита варочной панели 66 переключающий элемент
16 фаза 68 переключающий элемент
18 силовой модуль 70 переключающий элемент
20 индукционный нагревательный блок 72 переключающий элемент
22 индукционный нагревательный блок 74 переключающий элемент
24 индукционный нагревательный блок 76 переключающий элемент
26 индукционный нагревательный блок 78 общий контакт
28 обслуживающий блок 79 общий контакт
30 частотный нагревательный блок 80 блок резонанса
32 частотный нагревательный блок 81 блок резонанса
34 блок управления 82 резонансная емкость
36 выпрямитель 83 резонансная емкость
38 демпфирующая емкость 84 резонансная емкость
40 внешний контакт 85 резонансная емкость
42 внешний контакт 86 датчик
44 переключающий элемент 88 датчик
46 переключающий элемент 90 рабочий участок
48 демпфирующий конденсатор 91 рабочий участок
50 демпфирующий конденсатор 92 рабочий участок
52 IGBT 93 рабочий участок
54 IGBT 98 прибор для измерения напряжения
56 диод
58 диод
60 отвод напряжения

1. Индукционное нагревательное устройство, в частности устройство индукционной варочной панели, с по меньшей мере одним блоком (34) управления, по меньшей мере одним первым и одним вторым индукционным нагревательным блоком (20, 22, 24, 26) и по меньшей мере одним первым и одним вторым частотным нагревательным блоком (30, 32), которые соединены посредством по меньшей мере двух индукционных нагревательных блоков (20, 22, 24, 26) по меньшей мере в одном режиме работы, в котором первый индукционный нагревательный блок (20, 22, 24, 26) соединен непосредственно с первым частотным нагревательным блоком (30, 32), а второй нагревательный индукционный блок (20, 22, 24, 26) соединен непосредственно со вторым частотным нагревательным блоком (30, 32),
при этом блок (34) управления выполнен с возможностью приведения в действие частотных нагревательных блоков (30, 32) на отдельных, отличных друг от друга рабочих участках (90, 91, 92, 93) в режиме работы, в котором частотные нагревательные блоки (30, 32) соединены индукционными нагревательными блоками (20, 22, 24, 26),
отличающееся тем, что в устройстве предусмотрен по меньшей мере один блок резонанса (80, 81), который по меньшей мере в одном рабочем режиме непосредственно соединен с общим контактом (78, 79) по меньшей мере первого и второго индукционных нагревательных блоков (20, 22, 24, 26).

2. Индукционное нагревательное устройство по п. 1, отличающееся тем, что частотные нагревательные блоки (30, 32) выполнены с возможностью приведения их в действие от одной отдельной фазы (16).

3. Индукционное нагревательное устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок (34) управления обеспечивает управление таким образом, что в режиме работы, в котором частотные нагревательные блоки (30, 32) соединены посредством индукционных нагревательных блоков (20, 22, 24, 26) и приводятся в действие на отличных друг от друга рабочих участках (91, 93), начальные точки по меньшей мере двух следующих друг за другом рабочих участков (91, 93) по меньшей мере для первого индукционного нагревательного блока (20, 22, 24, 26) отстоят друг от друга не более чем на 1 с.

4. Индукционное нагревательное устройство по п. 1, отличающееся тем, что предусмотрен по меньшей мере еще один индукционный нагревательный блок (20, 22, 24, 26) и коммутационное устройство (64), выполненное с возможностью непосредственного соединения друг с другом, в по меньшей мере трех различных комбинациях, по меньшей мере одного из по меньшей мере двух частотных нагревательных блоков (30, 32) и по меньшей мере одного из по меньшей мере трех индукционных нагревательных блоков (20, 22, 24, 26) посредством коммутационных команд от блока (34) управления.

5. Индукционное нагревательное устройство по п. 1, отличающееся тем, что предусмотрен по меньшей мере один датчик (86, 88), который выполнен с возможностью измерения по меньшей мере одной рабочей характеристики первого индукционного нагревательного блока (20, 22, 24, 26) на рабочем участке (90, 92) второго индукционного нагревательного блока (20, 22, 24, 26) по меньшей мере в одном режиме работы, в котором первый индукционный нагревательный блок (20, 22, 24, 26) соединен непосредственно с первым высокочастотным генератором (30, 32) и второй индукционный нагревательный блок (20, 22, 24, 26) непосредственно соединен со вторым из частотных нагревательных блоков (30, 32), посредством которых соединены по меньшей мере два индукционных нагревательных блока (20, 22, 24, 26).

6. Индукционное нагревательное устройство по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что блок (34) управления выполнен с возможностью приведения в действие частотных нагревательных блоков (30, 32) одновременно, в режиме с фазовой задержкой управления, в режиме работы, в котором частотные нагревательные блоки (30, 32) соединены посредством индукционных нагревательных блоков (20, 22, 24, 26) и в котором как для первого, так и второго индукционного нагревательного блока (20, 22, 24, 26) затребована по меньшей мере средняя мощность.

7. Бытовой прибор с индукционным нагревательным устройством (12) по одному из предшествующих пунктов.

8. Способ эксплуатации индукционного нагревательного устройства (12) по одному из пп.1-6.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству для бытового прибора, в частности устройству для варочной плиты, которое содержит по меньшей мере один питающий модуль (18), по меньшей мере два потребляющих модуля (20, 22, 24, 26) и по меньшей мере одно управляющее устройство (34).

Изобретение относится к индукционной тепловой обработке непрерывных или дискретных изделий, в которой для управления индукцией тепловой обработкой изделий используют управление на основе широтно-импульсной модуляции или управление амплитудой.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано к качестве источника питания для установок индукционного нагрева и формирования тока для нагрева.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для индукционных нагревателей и других электротехнологических нагрузок. .

Изобретение относится к способам и устройствам индукционного нагрева текучих сред и может быть использовано для нагрева жидкостей, в том числе воды, в стальных изделиях типа резервуаров, емкостей, трубопроводов, радиаторов, посуды через металлические стенки.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к индукционным нагревательным устройствам специального назначения, и может быть использовано для термообработки изделий.

Изобретение относится к системам автоматического управления электронагревателями печей для получения инфраструктуры на космических станциях. .

Изобретение относится к устройствам систем автоматического управления электронагревателями печей для получения инфраструктуры на космических станциях. .

Изобретение относится к устройствам систем автоматического управления электронагревателями печей для получения инфраструктуры на космических станциях. .
Наверх