用于感应加热设备的感应发电机以及用于感应加热元件的感应发电机的操作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于感应加热元件，具体是用于烹饪灶台的感应线圈的感应发电机。该感应发电机连接到或可连接到一个三相市电的不同线路（L1，L2，L3）上。该感应发电机包括一个连接到放置在该三相市电的线路（L1，L2，L3）的一条线路（L1）上的电流互感器（38）上的控制单元（10）。该感应发电机包括多个电源部分（26，28，30，32，34，36）。每个电源部分（26，28，30，32，34，36）被提供用于为这些感应加热元件（40，42，44，46，48，50）中的一个供电。该控制单元（10）被提供用于经由该电流互感器（38）来估计并校正该市电电流的谐波失真。传输到一个加热对象作为频率的函数的功率被存储在或可存储在该控制单元（10）的一个存储器中，从而使得通过其频率-功率特性可识别该加热对象。与为该控制单元供电的线路（L1）中的一个谐波失真有关的所传输的功率的频谱被存储在或可存储在该控制单元（10）的存储器中，如果所述谐波失真超过一个预定的限制。通过该控制单元（10）校正或可校正市电电流的谐波失真，如果检测具有与该谐波失真有关的频率-功率特性的加热对象。
【专利说明】用于感应加热设备的感应发电机以及用于感应加热元件的感应发电机的操作方法
[0001]本发明涉及一种用于感应加热元件具体是用于烹饪灶台的感应线圈的感应发电机。进一步地，本发明涉及一种用于感应加热元件具体是用于烹饪灶台的感应线圈的感应发电机的操作方法。此外，本发明涉及一种感应烹饪灶台。
[0002]通常，对于一些国家，如德国，通过来自一个三相系统的不同线路来为用于感应加热元件的感应发电机供电。该感应发电机包括至少一个整流器、一个或多个电源部分以及用于每条线路的一个控制部分。进一步地，该感应发电机要求对市电电流的谐波失真进行校正或简化。
[0003]本发明的一个目的是提供一种用于由来自三相系统的不同线路供电的感应加热元件的感应发电机，其中该感应发电机允许谐波失真的校正或简化并且以低复杂性实现。
[0004]通过根据权利要求1所述的感应发电机实现了本发明的目的。
[0005]本发明涉及一种用于感应加热元件具体是用于烹饪灶台的感应线圈的感应发电机，其中:
[0006]-该感应发电机连接到或可连接到一个三相市电的不同线路上，
[0007]-该感应发电机包括一个由一个电源供电的控制单元，该电源经由一个电流互感器连接到该三相市电的一条线路上，
[0008]-为了检测该三相市电的所述一条线路的电流，该控制单元经由一个自适应电路连接到一个电流互感器上，
[0009]-该感应发电机包括多个电源部分，
[0010]-每个电源部分被提供用于为这些感应加热元件中的一个供电，
[0011]-该控制单元被提供用于估计并校正该市电电流的谐波失真，
[0012]-传输到一个加热对象作为频率的函数的功率被存储在或可存储在该控制单元的一个存储器中，从而使得通过其频率-功率特性可识别该加热对象，
[0013]-与为该控制单元供电的线路中的一个谐波失真有关的所传输的功率的频谱被存储在或可存储在该控制单元的存储器中，如果所述谐波失真超过一个预定的限制，以及
[0014]-通过该控制单元校正或可校正市电电流的谐波失真，如果检测具有与该谐波失真有关的频谱的加热对象。
[0015]本发明的主旨是当检测具有特定频率-功率特性的加热对象时，激活谐波失真的校正或简化。仅需要一个用于该三相市电的所有三条线路的控制单元。
[0016]具体地，该感应发电机包括多个检测设备，其中每个检测设备连接到该三相市电的一条线路上或者与其相关联。例如，通过这些检测设备来测量幅值、频率和零交叉。
[0017]进一步地，该感应发电机包括多个整流器，其中每个整流器连接到该三相市电的一条线路上或者与其相关联。
[0018]优选地，该控制单元直接地连接到与为该控制单元供电的线路相关联的该检测设备和这些电源部分上。
[0019]与此相反,该控制单元经由电绝缘装置连接到与不为该控制单元供电的三相市电的这些线路相关联的这些检测设备和电源部分上。
[0020]具体地，将传输到该加热对象作为频率的函数的功率作为一个表格存储在或可存储在该控制单元的存储器中。
[0021 ] 例如，该加热对象是由这些加热元件具体是由这些感应线圈加热的一个壶或一个平底锅。
[0022]进一步地，通过根据权利要求8所述的方法来实现本发明的目的。
[0023]本发明涉及一种用于感应加热元件具体是用于烹饪灶台的感应线圈的感应发电机的操作方法，所述感应发电机连接到一个三相市电的不同线路上，并且包括一个经由一个电源由该三相市电的一条线路供电的控制单元，为了检测该三相市电的一条线路的电流，所述控制单元连接到一个电流互感器上；以及多个电源部分，每个电源部分被提供用于为这些感应加热元件中的一个供电，其中该方法包括以下步骤:
[0024]-将传输到一个加热对象作为频率的函数的功率存储在该控制单元的一个存储器中，从而使得通过其频率-功率特性可识别该加热对象，
[0025]-将与为该控制单元供电的线路中的一个谐波失真有关的所传输的功率的频谱存储在该控制单元的存储器中，如果所述谐波失真超过一个预定的限制，以及
[0026]-通过该控制单元校正市电电流的谐波失真，如果检测具有与该谐波失真有关的频谱的加热对象。
[0027]本发明方法的核心是当检测具有一个特定频谱的加热对象时，激活谐波失真的校正或简化。仅需要一个用于该三相市电的所有三条线路的电流互感器。
[0028]进一步地，在各种情况下，通过一个单独的检测设备来检测该三相市电的每条线路的电流。
[0029]以类似的方式，在各种情况下，通过一个单独的整流器来整流该三相市电的每条线路的电流。
[0030]具体地，将传输到该加热对象作为频率的函数的功率作为一个表格存储在该控制单元的存储器中。
[0031]例如，该加热对象是由这些加热元件具体是由这些感应线圈加热的一个壶或一个平底锅。
[0032]进一步地，本发明涉及一种具有多个感应加热元件具体是多个感应线圈的感应烹任灶台，其中该感应烹任灶台包括至少一个上述感应发电机。
[0033]最后，本发明涉及一种具有多个感应加热元件具体是多个感应线圈的感应烹任灶台，其中该感应烹任灶台被提供用于上面所描述的方法。
[0034]所附权利要求书中列出了本发明的新颖性和创造性特征。
[0035]参考附图，将进一步详细说明本发明，其中
[0036]图1展示了根据本发明的优选实施例的一个用于感应加热元件的感应发电机的电路原理图。
[0037]图1展示了根据本发明的优选实施例的一个用于感应加热元件的感应发电机的电路原理图。在本实施例中，这些感应加热元件是被提供用于感应烹饪灶台的烹饪区的感应线圈 40、42、44、46、48 和 50。
[0038]该感应发电机包括:一个控制单元10，一个用户接口 12，三个检测设备14、16和18，三个整流器20、22和24，六个电源部分26、28、30、32、34和36，以及一个电流互感器38。例如，这些电源部分26、28、30、32、34和36是半桥逆变器。
[0039]该控制单元10连接到该用户接口 12上。该用户接口 12由用户处理并且将信号发送到该控制单元10。所述信号与用户对该用户接口 12的调整相对应。该控制单元10连接到放置在三相市电的第一线路LI上的电流互感器38上。
[0040]该第一检测设备14连接到该三相市电的第一线路LI上。以类似的方式，该第二检测设备16连接到该三相市电的第二线路L2上。进一步地，该第三检测设备18连接到该三相市电的第三线路L3上。这些检测设备14、16和18被提供用于分别在线路L1、L2和L3处检测电压的特性参数，例如，幅值、频率和零交叉。这些检测设备14、16和18连接到该控制单元10上。
[0041]该第一整流器20的一个输入侧连接到该第一线路LI和一条中性线路N上。以类似的方式，该第二整流器22的一个输入侧连接到该第二线路L2和该中性线路N上。进一步地，该第三整流器24的一个输入侧连接到该第三线路L3和该中性线路上。
[0042]该第一整流器20的一个输出侧连接到该第一电源部分26和该第二电源部分28的输入侧上。以类似的方式，该第二整流器22的一个输出侧连接到该第三电源部分30和该第四电源部分32的输入侧上。进一步地，该第三整流器24的一个输出侧连接到该第五电源部分34和该第六电源部分36的输入侧上。每个电源部分26、28、30、32、34和36的一个控制输入连接到该控制单元10上。每个电源部分26、28、30、32、34和36的一个输出分别连接到相应的感应线圈40、42、44、46、48和50上。
[0043]由该第一线路LI供应的控制单元10直接地连接到该第一检测设备14和该第一和第二电源部分26和28上。该第一检测设备14和该第一和第二电源部分26和28同样由该第一线路LI供电。与此相反，一方面，在该控制单元10和该第二和第三检测设备16和18之间，以及另一方面，在该控制单元和该第三至第六电源部分30、32、34和36之间具有电绝缘装置52。
[0044]该电流互感器38连接到该三相市电的第一线路LI上。该电流互感器38允许该控制单元10估计市电电流的谐波失真。进一步地,为了减小失真,该电流互感器38允许该控制单元10对这些电源部分26、28、30、32、34和/或36应用校正手段。该控制单元10从位于一个预定容差范围之外的预定容许形状或者频谱来识别实际形状或者整流电流的供电电流的频谱的偏差或失真。通过该控制单元10来适配感应电流或者与该感应电流相关联的电功率，直到从该预定的容许形状或者频谱的实际形状或者整流电流的供电电流的频谱所检测到的偏差或失真再次位于该预定容差范围之内。
[0045]将传输到该壶作为该感应发电机的频率的函数的功率的特性存储在该控制单元10的存储器中。例如，作为频率函数的该功率作为一个表格被存储用于各种壶。当通过该控制单元10，经由这些检测设备14、16和18检测作为频率函数的该功率时，则该控制单元10自动地识别所使用的壶的类型。然后，该控制单元10减小由所述壶引起的谐波失真。
[0046]如果在该第一线路LI中由该第一检测设备14检测到的谐波失真超过预定限制，那么该控制单元10将该相关功率作为频率的函数存储在其存储器中。该控制单元10将谐波失真减小技术应用于该第一线路LI。
[0047]例如，通过动态波形校正来执行该谐波失真减小技术，其中频率转换器将该输入功率信号整流成一个半波信号具体是整流成一个半波电压信号。通过两个后续的零交叉来定界该半波信号。通过所述零交叉之间的时间延迟来定义半波持续时间。该频率转换器将该半波信号转换成一个工作信号具体是一个工作电流信号，用于为该感应加热设备供电。首先，将该工作信号的工作频率从一个第一基频增加到一个最大频率。然后，在一个小于该半波持续时间的时间内，将该工作频率减小到一个第二基频。该第一基频和该第二基频是互不相同的。
[0048]如果所述控制单元10识别该功率的一个已知模式作为频率的函数，该控制单元10也可以将该谐波失真减小技术应用于该第二线路L2和该第三线路L3。该第二线路L2和该第三线路L3未配备有电流互感器。
[0049]根据本发明的感应发电机能够仅通过一个控制单元10控制一个以上的感应线圈40、42、44、46、48或50。可以将这些电源部分26、28、30、32、34和36连接到该三相市电的不同线路L1、L2或L3上。
[0050]参考号目录
[0051]10控制单元
[0052]12用户接口
[0053]14第一检测设备
[0054]16第二检测设备
[0055]18第三检测设备
[0056]20第一整流器
[0057]22第二整流器
[0058]24第三整流器
[0059]26第一电源部分
[0060]28第二电源部分
[0061]30第三电源部分
[0062]32第四电源部分
[0063]34第五电源部分
[0064]36第六电源部分
[0065]38电流互感器
[0066]40第一感应线圈
[0067]42第二感应线圈
[0068]44第三感应线圈
[0069]46第四感应线圈
[0070]48第五感应线圈
[0071]50第六感应线圈
[0072]52电绝缘装置
[0073]LI第一线路
[0074]L2第二线路
[0075]L3第三线路
[0076]N中性线路
【权利要求】
1.一种用于感应加热元件具体是用于烹饪灶台的感应线圈的感应发电机，其中: -该感应发电机连接到或可连接到一个三相市电的不同线路(LI，L2，L3)上， -该感应发电机包括一个连接到一个放置在该三相市电的一条线路(LI)上的电流互感器(38)上的控制单元(10)， -该感应发电机包括多个电源部分(26，28，30，32，34，36)， -每个电源部分(26，28，30，32，34，36)被提供用于为这些感应加热元件(40，42，44，46,48,50)中的一个供电， -该控制单元(10)被提供用于经由该电流互感器(38)来估计并校正市电电流的谐波失真， -传输到一个加热对象作为频率的函数的功率被存储在或可存储在该控制单元(10)的一个存储器中，从而使得通过其频率-功率特性可识别该加热对象， -与为该控制单元供电的线路(LI)中的一个谐波失真有关的所传输的功率的频谱被存储在或可存储在该控制单元(10)的存储器中，如果所述谐波失真超过一个预定的限制，以及 -通过该控制单元(10)校正或可校正市电电流的谐波失真，如果检测具有与该谐波失真有关的频率-功率特性的加热对象。
2.根据权利要求1所述的感应发电机，其特征在于， 该感应发电机包括 多个检测设备(14，16，18)，其中每个检测设备(14，16，18)连接到该三相市电的一条线路(LI，L2，L3)上或者与其相关联。
3.根据权利要求1或2所述的感应发电机，其特征在于， 该感应发电机包括多个整流器(20，22，24)，其中每个整流器(20，22，24)连接到该三相市电的一条线路(LI, L2, L3)上或者与其相关联。
4.根据以上权利要求任意一项所述的感应发电机，其特征在于， 该控制单元(10)直接地连接到与为该控制单元(10)供电的线路(LI)相关联的该检测设备(14)和这些电源部分(26，28)上。
5.根据以上权利要 求任意一项所述的感应发电机，其特征在于， 该控制单元(10)经由电绝缘装置(52)连接到与不为该控制单元(10)供电的三相市电的这些线路(L2，L3)相关联的这些检测设备(16，18)和电源部分(30，32，34，36)上。
6.根据以上权利要求任意一项所述的感应发电机，其特征在于， 将传输到该加热对象作为频率的函数的功率作为一个表格存储在或可存储在该控制单元(10)的存储器中。
7.根据以上权利要求任意一项所述的感应发电机，其特征在于， 该加热对象是由这些加热元件具体是由这些感应线圈加热的一个壶或一个平底锅。
8.一种用于感应加热元件具体是用于烹饪灶台的感应线圈的感应发电机的操作方法，所述感应发电机连接到一个三相市电的不同线路(L1，L2，L3)上，并且包括一个经由一个电源由该三相市电的一条线路(LI)供电的控制单元(10)，为了检测该三相市电的一条线路(LI)的电流，所述控制单元(10)连接到一个电流互感器(38)上；以及多个电源部分(26，，28，30，32，34，36)，每个电源部分(26，28，30，32，34，36)被提供用于为这些感应加热元件(40,42,44,46,48,50)中的一个供电，其中该方法包括以下步骤:-通过该控制单元(10)经由该电流互感器(38)来估计市电电流的谐波失真， -将传输到一个加热对象作为频率的函数的功率存储在该控制单元(10)的一个存储器中，从而使得通过其频谱可识别该加热对象， -将与为该控制单元供电的线路(LI)中的一个谐波失真有关的所传输的功率的频谱存储在该控制单元(10)的存储器中，如果所述谐波失真超过一个预定的限制，以及 -通过该控制单元(10)校正市电电流的谐波失真，如果检测具有与该谐波失真有关的频谱的加热对象。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于， 在各种情况下，通过一个单独的检测设备(14，16，18)来检测该三相市电的每条线路(LI，L2，L3)的电流。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于， 在各种情况下，通过一个单独的整流器(20，22，24)来整流该三相市电的每条线路(LI，L2，L3)的电流。
11.根据权利要求8至10任意一项所述的方法，其特征在于， 将传输到该加热对象作为频率的函数的功率作为一个表格存储在该控制单元(10)的存储器中。
12.根据权利要求8至11任意一项所述的方法，其特征在于， 该加热对象是由这些加热元件具体是由这些感应线圈加热的一个壶或一个平底锅。
13.一种具有多个感应加热元件具体是多个感应线圈的感应烹饪灶台，其特征在于， 该感应烹饪灶台包括至少一个根据权利要求1至7任意一项所述的感应发电机。
14.一种具有多个感应加热元件具体是多个感应线圈的感应烹饪灶台，其特征在于， 该感应烹饪灶台被提供用于根据权利要求8至12任意一项所述的方法。
【文档编号】H05B6/06GK103797894SQ201280044649
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年9月12日 优先权日:2011年9月15日
【发明者】亚历克斯·维罗利, 安德烈亚·罗西, 劳伦特·让纳托, 卢卡·赞诺尼 申请人:伊莱克斯家用产品股份有限公司