DE3610196A1

DE3610196A1 - Kochstelle mit induktiv geheizten kochplatten

Info

Publication number: DE3610196A1
Application number: DE19863610196
Authority: DE
Inventors: Gerard Dr Ing Rilly
Original assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Current assignee: Deutsche Thomson Brandt GmbH
Priority date: 1986-03-26
Filing date: 1986-03-26
Publication date: 1987-10-01

Description

Die Erfindung betrifft eine Kochstelle mit induktiv geheizten Kochplatten, die von Wechselspannungsgeneratoren gespeist werden.

Es ist eine induktive Kochstelle bekannt (DE-OS 34 00 671), bei der aus einer Betriebs-Gleichspannung mit einer sogenannten Halbbrückenschaltung aus zwei Transistoren, die durch eine Steuerschaltung abwechselnd leitend gesteuert sind, eine Wechselspannung in der Größenordnung von 20 bis 40 kHz erzeugt wird. Diese Wechselspannung wird einer an den Verbindungspunkt der Transistoren angeschlossenen Induktivität zugeführt, die durch induktive Kopplung in dem Kochgefäß einen Strom erzeugt und dadurch das Kochgut erwärmt. Der durch die Induktivität fließende Strom hat dabei eine Größenordnung von 40 A. Ein derartiges induktives Kochen hat den Vorteil, daß keine Kochplatte im üblichen Sinne erwärmt werden muß und ein hoher Wirkungsgrad und eine schnelle Aufheizzeit erzielt wird. Wegen des hohen Stromes müssen die zur Einschaltung des Stromes verwendeten Schalter gegen die Bildung von Funkenstrecken gesichert sein. Wenn innerhalb einer Kochstelle oder einer Küche mehrere derartige Kochplatten nebeneinander betrieben werden, kann es zwischen örtlich benachbarten Generatoren für die Speisespannung zu einer Schwebung mit einer im Hörbereich liegenden Frequenz kommen. Solche Schwebungen sind insbesondere bei niedrigen Freguenzen sehr störend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kochstelle mit mehreren Kochplatten so auszubilden, daß derartige störende Hörfrequenzen nicht auftreten.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist also in jedem Zeitpunkt immer nur eine einzige Kochplatte an den gemeinsamen Generator angeschaltet, so daß Schwebungen zwischen unterschiedlichen Frequenzen zwangsläufig nicht auftreten können. Eine Umschaltung derart hoher Ströme von etwa 40 A ist an sich kritisch und würde ihrerseits zu Störungen durch Funkenbildung oder zu einem schnellen Verschleiß der Kontakte führen. Deshalb ist zusätzlich jeweils während der Umschaltung der die Wechselspannung erzeugende Generator abgeschaltet, so daß die kritische Umschaltung in einem stromlosen Zustand erfolgt und Störungen oder starke Beanspruchung der Kontakte nicht auftreten können. Der Generator steht jeweils mit seiner vollen Leistung zur Verfügung, ohne daß durch die periodische Umschaltung ein Verschleiß der Kontakte entsteht. Grundsätzlich können die einzelnen Kochplatten manuell jede für sich an den Generator angeschlossen werden, wobei jeweils bei der Anschaltung der Generator abgeschaltet ist. Es ist auch möglich, daß durch eine Steuerschaltung die einzelnen Kochplatten automatisch zyklisch nacheinander an den Generator angeschaltet werden. Dann werden z.B. zwei oder vier Kochplatten gleichzeitig betrieben, wobei jedoch die Kochplatten nur intermittierend mit den Speiseströmen versorgt werden. Hier besteht zusätzlich der Vorteil, daß die Ausgangsleistung des einzigen gemeinsamen Generators kleiner bemessen sein kann als die Summe der Leistungen aller Kochplatten. In aller Regel werden nämlich nicht gleichzeitig alle an den Generator angeschlossenen Kochplatten mit ihrer maximalen Leistung betrieben. Für diesen Fall kann jedoch eine Schutzschaltung, etwa nach Art einer selbststeuernden Überlastschaltung, vorgesehen sein, die die Leistungsabgabe des Generators auf dessen maximal zulässige Werte begrenzt oder ihn - ggf. kurzzeitig - abschaltet. Werden bei einem intermittieren den Betrieb beispielsweise eine Kochplatte mit 2 kW und eine zweite Kochplatte mit 1,5 kW betrieben, so reicht im Haushaltsbereich für den gemeinsamen Generator eine Leistung von 3 kW aus.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der erfidungsgemäßen Lösung und

Fig. 2 eine Weiterbildung der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Kochstelle mit vier Kochplatten 1-4, die je eine Induktivität enthalten. Die Kochplatten 1-4 sind mit dem Umschalter 5 einzeln an den Ausgang des Generators 6 anschaltbar, der eine Betriebs-Wechselspannung U₁ mit einer Frequenz von 20 bis 40 kHz erzeugt und jeweils der Induktivität der angeschalteten Kochplatte 1-4 einen Strom von ca. 40 A zuführt. Mit dem Umschalter 5 ist der Schalter 7 gekuppelt, der eine Sperrspannung U _s an den Generator 6 anlegt. Jeweils kurz vor Beginn der Umschaltung mit dem Umschalter 5 wird der Schalter 7 betätigt, so daß die Sperrspannung U _s den Generator stillsetzt und die Betriebsspannung U₁ verschwindet. Die Umschaltung mit dem Umschalter 5 kann dann im stromlosen Zustand erfolgen. Kurz nach der Umschaltung des Umschalters 5 wird mit dem Schalter 7 die Sperrspannung U _s abgeschaltet, so daß der Generator 6 wieder die Betriebsspannung U₁ liefert. Die Umschaltung mit dem Umschalter 5 kann manuell erfolgen, indem jeweils nach Bedarf eine der Kochplatten 1-4 angeschaltet wird. Die Umschaltung kann auch selbsttätig durch eine Steuerschaltung erfolgen, die zyklisch nacheinander die Kochplatten 1, 2, 3, 4 an den Generator 6 anschaltet. Je nach Bedarf können ein bis vier Kochplatten angeschaltet werden, z.B. zyklisch nacheinander die Kochplatten 1, 2, 3, 4, 1, 2 ... oder 1, 2, 3, 1, 2, 3, 1 ... oder nur 1, 1, 1.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine selbsttätige zvklische Umschaltung des Generators zwischen zwei Kochplatten 1, 2. Die Erzeugung der Wechselspannung aus der Gleichspannung +U _B erfolgt mit zwei eine sogenannte Halbbrücke bildenden Transistoren 8, 9 und zwei Kondensatoren 10, 11. Die Transistoren 8, 9 werden von der Steuerstufe 12 abwechselnd leitend gesteuert und gesperrt. Jeweils wenn der Transistor 8 leitend ist, ist der Transistor 9 gesperrt. Wenn der Transistor 8 gesperrt ist, ist der Transistor 9 leitend. Dadurch wird in den Kochplatten 1, 2 ein Wechselstrom mit einer Frequenz von 20 bis 40 kHz erzeugt. Eine derartige Schaltung ist näher beschrieben in der DE-OS 34 00 671. Der Schalter 5 ist durch ein Relais gebildet, dessen Wicklung 13 von dem Mikroprozessor 14 gesteuert wird. Der Mikroprozessor 14 steuert zusätzlich den Schalter 7 in dem Sinne, daß wie in Fig. 1 die Steuerstufe 12 jeweils für die Dauer der Umschaltung mit dem Umschalter 5 die Steuerspannungen für die Transistoren 8, 9 wegfallen und somit die Speisung der Kochplatten 1, 2 mit dem Wechselstrom kurzzeitig unterbrochen ist. Durch die Relaiswicklung 13 wird außerdem der Umschalter 15 gesteuert. Als Mikroprozessor 14 kann beispielsweise ein integrierter Schaltkreis verwendet werden, wie er unter der Nummer 6804 von der Firma Motorola im Handel erhältlich ist. Der Umschalter 15 legt jeweils abwechselnd im Umschaltzeitpunkt des Umschalters 5 eine Spannung U₂ an einen von zwei Eingängen des Mikroprozessors 14 an. Dadurch erhält der Mikroprozessor 14 die Information, wann die Umschaltung mit dem Umschalter 5 tatsächlich beendet ist. Diese Information dient zur Steuerung der genauen zeitlichen Lage der Wiedereinschaltung der Steuerstufe 12, die jeweils nach Beendigung der Umschaltung mit dem Umschalter 5 erfolgen muß. Die Spannung U₂ kann dem Umschalter 15 auch über den Mikroprozessor 14 zugeführt sein.

In Fig. 1 und Fig. 2 kann jeweils die einer bestimmten Kochplatte zugeführte Leistung individuell für eine Kochplatte eingestellt oder geregelt werden. Für diese Änderung der zugeführten Leistung bestehen im wesentlichen zwei Möglich keiten. Die zugeführte Leistung kann dadurch verändert werden, daß bei einer zyklischen Umschaltung jeweils die Anschaltdauer einer Kochplatte an den Generator geändert wird, z.B. zwischen 1 und 5 Sekunden. Bei einer selbsttätigen zyklischen Anschaltung der Kochplatten an den Verbraucher kann dann die jeweilige Anschaltdauer der Kochplatte an den Generator für jede Kochplatte verschieden sein, jeweils gesteuert durch den Mikroprozessor 14. Eine weitere Möglichkeit, die zugeführte Leistung zu ändern, besteht darin, daß die Frequenz der zugeführten Wechselspannung geändert wird. Da die Kochplatte jeweils einen Verbraucher mit einer induktiven Komponente und mit einer Resonanzstelle darstellt, ist der durch den Verbraucher, nämlich eine der Kochplatten, fließende Strom von der Frequenz der angelegten Speise-Wechselspannung abhängig. Durch Änderung der Frequenz etwa zwischen 20 und 40 kHz können somit ebenfalls der Betrag des durch die Kochplatte fließenden Stromes und damit der der Kochplatte zugeführten Leistung geändert, z.B. manuell eingestellt oder durch eine Regelspannung beeinflußt werden.

In Fig. 2 wird somit der Generator 6 von Fig. 1 durch die Bauteile 8-12 gebildet. Die Zeit, für die bei einer selbsttätigen periodischen zyklischen Umschaltung jeweils eine Kochplatte an den Generator angeschlossen ist und mit Strom versorgt wird, wird vorzugsweise empirisch ermittelt. Diese Anschaltzeit liegt vorzugsweise in der Größenordnung von einigen Sekunden. Diese Zeit kann für die einzelnen Kochplatten 1-4 in Fig. 1 oder 1-2 in Fig. 2 auch unterschiedlich sein, um den einzelnen Kochplatten individuell unterschiedliche Leistungen zuzuführen.

Claims

1. Kochstelle mit induktiv geheizten Kochplatten (1-4), die von Wechselspannungsgeneratoren (6) gespeist werden, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kochplatten (1-4) mit einem Umschalter (5) einzeln wahlweise an denselben Generator (6) anschaltbar sind und der Generator (6) jeweils während der Betätigung des Umschalters (5) mit einem Schalter (7) abgeschaltet ist.

2. Kochstelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (5) und der Schalter (7) miteinander gekuppelt sind.

3. Kochstelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (5) und der Schalter (7) von einem gemeinsamen Steuergenerator (14) selbsttätig zyklisch betätigt sind.

4. Kochstelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuergenerator einen Mikroprozessor (14) enthält.

5. Kochstelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (5) durch ein Relais (13) gebildet ist.

6. Kochstelle nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais zusätzliche Kontakte (15) enthält, bei deren Betätigung eine Steuerspannung (U 2) an den Steuergenerator (14) angelegt wird.

7. Kochstelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltung des Generators (6) kurz vor Beginn der Umschaltung und die Wiedereinschaltung kurz nach Ende der Umschaltung erfolgt.

8. Kochstelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung des Generators (6) kleiner ist als die Summe der Leistungen aller Kochplatten (1-4).

9. Kochstelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Anschaltung einer Kochplatte (1-4) an den Generator (6) jeweils in der Größenordnung von einigen Sekunden liegt.

10. Kochstelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Dauer der Anschaltung einer Kochplatte (1-4) an den Generator (6) individuell für eine Kochplatte einstellbar oder regelbar ist.

11. Kochstelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der vom Generator (6) gelieferten Spannung individuell für eine Kochplatte (1-4) einstellbar oder regelbar ist.

12. Kochstelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Wechselspannung etwa zwischen 20 und 40 kHz liegt.