[發明專利]用于控制感應加熱烹飪設備的方法和裝置

有效

• 申請號: 201080009311.4
• 申請日: 2010-01-20
• 公開（公告）號: CN102334382A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: L·讓納托;S·E·克里斯迪安森;A·維洛力;M·贊格麗;T·里戈勒;M·巴羅西
• 申請（專利權）人: 伊萊克斯家用產品股份有限公司
• 主分類號: H05B6/06
• 分類號: H05B6/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 秦振

技術領域

本發明涉及用于控制感應加熱烹飪設備的方法和裝置。

背景技術

在感應加熱烹飪設備中，產生磁場或感應場以便在被加熱的物體中引起渦流，所述被加熱的物體導電，并且大部分還具有鐵磁性，例如感應加熱灶臺上的烹飪容器或壺的底部。感應場或磁場由感應發生器產生。首先，來自交流供電系統的交變電流或電壓(其為具有兩個極性的正弦形并因此具有一個基本頻率，典型地，在歐洲為50Hz)通過整流器整流為直流電流或電壓(DC)，其具有半正弦波，只有一個極性。隨后，直流電流或電壓通過包括例如晶體管或三端雙向可控硅開關的電子開關元件的逆變器進行轉換，以便產生具有一個極性的帶脈沖的感應電流，其中，脈沖通常例如利用電容器進行電子平滑處理并且具有與電子開關元件及其轉換脈沖(在轉換接通狀態下)的切換頻率相應的頻率——典型地為10kHz到60kHz(高頻感應電流)之間。因此，感應電流包括位于前部低頻電流(50Hz)的正弦基本形狀或包絡線形狀內的高切換頻率的平滑的高頻脈沖。該高頻感應電流供應到通常為感應線圈的感應器中并且在其中引起高頻磁感應場。將低頻電網電流轉換為高頻感應電流的原因在于，對于相同電功率輸入而言，頻率越高，感應加熱的效率越高。

然而，在感應加熱期間，被加熱對象尤其是位于感應灶臺上的加熱烹飪容器或壺中存在一些非線性效應。這種非線性相關性的強度取決于對象的材料和構成。例如，這種非線性相關性存在于由搪瓷鋼制成的壺中，而在由鑄鐵制成的壺中則不太多。另外，感應發生器產生諧波，其由于對象中的上述非線性效應而增大。然而，諧波的強度由法律規定，不可以超過預定的限制。此外，在這種情況下，電源電流以及感應電流的包絡線的形狀不再是正弦形。換句話說，電源電流和電源電壓之間以及感應電流和感應電壓之間的相關性為非線性，其產生附加的諧波。由這種非線性關系產生的附加諧波隨著功率增加而增大，并且典型地在超過大約3.3kW的功率時超過允許的極限值。

因此，要么將功率保持在3.3kW以下，要么以不同的方式減少諧波，從而允許功率增大。

DE102005028829A1描述了在用于感應加熱烹飪設備的感應發生器的電源電壓的半波內改變逆變器的開關元件的切換頻率的方法。在電源電壓過零點處，頻率為基值。在位于兩個過零點之間的電源電壓的半波期間，頻率先增大再減小到基本頻率。頻率發生改變以便獲得大體上恒定的阻抗。所述恒定的阻抗使電源電流和電源電壓之間具有線性關系，并且感應電流的包絡線形狀具有正弦波型，并且諧波減小。還可以檢測阻抗和控制頻率，使得阻抗保持大體上恒定。該已知方法的頻率變化提高了感應發生器的功率輸出。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于控制感應加熱烹飪設備的感應發生器的改進方法和改進裝置。

該目的通過如權利要求1所述的方法和如權利要求9所述的裝置實現。

如本發明的第一方面所述的用于控制感應加熱烹飪設備的方法包括步驟

a)將具有例如50Hz或60Hz的電網或市電頻率的基本頻率的電源電流轉換為頻率高于電源電流的基本頻率的感應電流，例如，10kHz到60kHz之間的高頻率，

b)將感應電流供給到感應加熱烹飪設備的至少一個感應器中以產生感應磁場，

c)檢測落在預先給定的容差范圍之外的電源電流或整流的電源電流的實際形狀(特別是在時域內的實際形狀或隨時間變化的實際形狀)或頻譜(在頻域內的頻譜或隨頻率變化的頻譜)與預定可接受的形狀或頻譜之間的偏差或失真，

d)改變感應電流或與感應電流相關的電功率，直到電源電流或整流的電源電流的實際形狀或頻譜與預定形狀或頻譜之間的偏差或失真重新落入預先給定的容差范圍之內。

如本發明的第二方面所述的用于控制感應加熱烹飪設備的裝置包括

a)具有變頻器和至少一個感應器的感應發生器，其中，變頻器將在其輸入處具有例如50Hz或60Hz的基本頻率的電源電流轉換為在其輸出處頻率高于電源電流的基本頻率的感應電流，并且將感應電流供給到至少一個感應器中以產生磁感應場，

c)控制裝置，用于：

c1)檢測落在預先給定的容差范圍之外的電源電流或通過整流器進行整流的電源電流的實際形狀或頻譜與預定可接受形狀或頻譜之間的偏差或失真，并且用于：

c2)改變在變頻器的輸出處的感應電流或者與感應電流相關的電功率，直到電源電流或整流的電源電流的實際形狀或頻譜與預定形狀或頻譜之間的檢測偏差或失真重新落入預先給定的容差范圍之內為止。