专利名称：为感应装置中的多个感应线圈提供功率的方法和设备的制作方法
为感应装置中的多个感应线圈提供功率的方法和设备
应用领域以及现在技术
本发明涉及一种为感应装置中的多个感应线圈提供功率的方法 以及实现这种方法的设备。
在多个加热盘(Kochstelle)运行时会导致可察觉的噪音。这种噪音会使 让操作人员在某种程度上感觉不舒服，这不仅是由于噪音本身，也
音感觉则相关联于声级强度及与人类听觉曲线的匹配度，也就是相 关联于噪音频率。
很多原因会引起这种噪音。其中一原因是因为在感应线圈下设 置有用于控制磁场的铁氧体(Femte)。这种铁氧体会相关联于感应线 圈的工作频率而经历磁致伸缩，即经历长度变化。这至少部分地会 施加到所用的烹饪用具上。尽管感应线圈的工作频率通常在可听范 围之上，然而通过与其它运行的感应线圈的相互调制，就会听见噪 音。因此，就会由于工作频率及其高次谐波的频率差而产生能够听 得见的合成音。另外当感应线圏用的两个频率转换器连接到公共电 源电压时，也会产生相互调制。在这种情况下，其中一个频率转换 器就会对另 一频率转换器用的电源电压进行调制。
问题与解决方案
本发明旨在提供一种前面提到的方法及设备，借助所述方法及 设备可以避免现有技术的问题，尤其是有利于使得多个感应线圈的 运行能够产生尽可能小的噪音。
这个目的可以通过带有权利要求1特征的方法及权利要求8特征的设备而实现。本发明的优点及优选设置则是其它权利要求的主 题，将在下文对其做进一步的介绍。权利要求的表述引用也将作为
本i^明书的一部分。
各感应线圈都通过适当的频率转换器或适当的频率转换器单元 而提供功率。根据本发明，在多个感应线圈共同运行时，用于单个 感应线圈的运行频率或各频率转换器的频率相关联于所给定的功 率，或相关联于操作人员输入与频率之间的差值相关的功率要求值，
根据以下可能的运行模式，频率之间的差值即频率差
a) 频率差接近零值，优选为零。
b) 频率差小于lkHz，即尽管有利地存在，但是相对较小。
c) 频率差在15kHz和25kHz之间，并不再位于听觉范围内。 在第一种运行模式a)中不会产生频率差。因此不会产生相干扰
的相互调制及音响效应(hoerbare Auswirkung)。
在第二中运行模式b)中，运行中的频率相互非常接近。在此， 频率差优选为甚至是500Hz或更低。此处，尽管感应线圈的设定频 率或运行频率会引起一定的相互调制，但是由于只是很小的频率差 所以其不会被感知，因为其位于一般人耳相对不敏感的人类听力曲 线区域。
在第三种运行模式c)中，频率差对于人耳来说位于很高的区域， 或者说不再位于可听区域。另外在本发明的范围内还可以发现，约 为18kHz及24kHz的频率差能够特别有效地抑制可听噪音。
因此，存在多个感应线圈共同运行而使干扰噪音不可听见的三 种可能。这三种运行模式的使用有利于使各单个感应线圈的平均功
以运行才莫式a)或b)之一运行话，即相应地以固定和不变的频率运行 的话，那么这就构成了多个感应线圈的优选选择运行方式。
优选的是，在该方法中运4亍恰好两个感应线圈，就如在本申请 中描述的。在此时，运行频率的可能变化及特定频率差的设定特别
的好并且是可预定的。
一方面可以是，每个感应加热盘都具有单一感应线圈。可选的，
感应加热盘可以具有这样的感应线圈，其由若干局部线圈(TdlSpule) 构成，并/或由多个功率振荡器(Leistungsgenerator)或频率转换器控 制。这对应于所谓的多电路加热器，就如在辐射加热设备中已知的。
感应线圈，尤其是用于家用领域如感应炉或感应炉台的感应线 圈，优选在从大约16kHz到100kHz的频率范围内运行。
和运行模式c)相关联的有利方式在于，在每次运行开始时，也 就是如果多个线圈以要求值运行的话，感应线圈首先以系统的较高 频率或最高运行频率运行，要求值由操作人员通过操作设备为每个 感应线圈输入。特别有利的是，由此可以实现蒸锅检测线圈(Topfer-Kennung-Spule)的功能。由此可以得知，适于加热的烹饪用具是否位 于感应线圈之上。其后以及对于至少有两个感应线圈实际运行的情 况而言，频率将由频率转换器降低。这实现直至使得感应线圈的总 功率对应于各单一功率的要求值的功率之和。因为其还是实现于公 共频率，通常，即在功率P的不同要求值的情况下，其中一个感应 线圈要以大于要求值的功率运4亍，而另一感应线圏则以较小功率运 行。另外，可以根据运行才莫式a)或b)而运行。
这个适当的总功率在公共频率fg下出现。然后，以增大的功率 运行的感应线圈就以由根据运朽，莫式c)的频率差向上偏移。另一感 应线圈则保持先前的频率。如果频率差如所要求的那样设定，随后 全部的感应线圈就在其运行频率上以固定维持的频率差厶f向下移 动，直至总功率再一次对应于要求值。 —
如果要求值不发生改变的话，随后就能实现感应线圈的循环或
交替运行。此操作在特定时间tg以公共频率fg实现，其中时间tg可 以如下计算得出
<formula>formula see original document page 6</formula>
或者，随后在时间U其中tg+t^T)内，以两个不同的频率运行，
频率差为Af。然后就在这两种方式间交替运行。
如果其中一个感应线圈的功率的要求值发生了变化，这种计算 频率值和时间值的方法就会被重新进行。
由此，在公共频率fg处的功率和就对应于不同频率下的功率和。 其同时相等于两个感应线圈的所要求的总功率。
在这种运行方式下，实现到电源网络的无颤动连接(flickerfreier Anschluss)也是可能的。然而，如果在前述的运行;漠式下，不能找到 与要求值匹配的设定，并且其中频率差还是在所述框架内移动，那 么在特定条件下在特定时间，带有较小颤动的运行还是必需的或不 可避免的。此处，受限边界条件可以是，比如频率转换器的最小 工作频率，频率转换器中电流的最大允许幅度，频率转换器中的谐 振电路的最小允许相位，以及铁氧体中的饱和效应，铁氧体设置于 感应线圈上以影响产生的/^兹场。
另一可能是，首先用第一低频率差，比如所谓的18kHz来尝试 以实现条件。如果没有成功或预定算法不适合于设定，就可以使用 约24kHz的第二个较高频率差来尝试。
这些以及其它的特征可以从权利要求及说明书和附图中得出， 其中单个的特征或多个特征的组合可以用于本发明的实施例或其它 领域中，并且可以有利、独立地体现此处权利要求所保护的构造。 将本申请分成独立部分和小标题并不限制下文中陈述的有效性。
将结合附图对本发明的实施例做进一步的详细描述。其中 图1是感应炉台中的两感应线圏的配置电路图，其中各感应线 圈带相应的频率转换器，
图2是时间t上的运行频率f的曲线图，及
图3是时间t上的功率P的曲线图。
实施例的详细描述
图1表示的是感应炉台11的一部分。在加热板13上设置有带 有两个转柄16和]7的控制装置15，以用于功率设定。控制装置15 的描述是很示意性的，并且还可以设置所有其它的操作元件，尤其 是接触开关(Beruehrschalter)。
控制装置15和控制器18相连，并且其中控制命令通过转柄16 和17的设置而传送到控制器18。控制器18又与第一频率转换器19 相连(其以频率f;向第一感应线圈Ll提供功率)，控制器18又与频率 转换器20相连接(其以频率f2向第二感应线圈L2提供功率)。
感应线圈Ll和L2以已知方式设置于加热板13之下。在其下侧， 以已知的方式设置有铁氧体21，以影响由感应线图L产生的磁场。 在感应线圈Ll和L2之上，烹饪用具22和23设置于加热板 (Kochfeldplatte) 13上。通过较大的烹饪用具23来示意性表示，在何 种程度上较高功率的联系会发生或被期望。这也可以在转柄17的位 置看出，其设置成更靠右，并且由此被设定成比左转柄16设定的具 有更高的功率水平。这样，转柄16用来设定由左感应线圈Ll形成 的感应加热盘，而右转柄17则用于"i殳定由感应线圈L2形成的感应 加热盘。
在将于下文中结合起来描述的图2和3中，描述了感应线圈Ll 和L2如何在特定的电源电压频率下^L供给有功率为P的电能。线圈 L2的频率和功率的轨迹以虚线表示。
运行开始时，这两个感应线圈Ll和L2同时以公共频率^肌运 才亍，即蒸4呙才企测功能意义上(im Sinne einer Topferkennungs-Funktion) 的f,。本领域技术人员对此充分了解，因此不需要在此进一步介绍。 对于两感应线圈Ll和L2可以确定，适当的烹饪用具，也就是烹饪 用具22和23可以设置于其上，并可进行操作。相应地随后是由控
制器18及频率转换器19和20产生的功率释放。
然后，由频率转换器19和20设定的频率降低相同的值而达到fg。 这个值fg由先前设定得出，即两个感应线圈Ll和L2工作于公共频 率，也就是fg,而功率则为P,(g和P2(fg)。功率P!(fg)和P2(fg)则由fg
的预设定和由转柄16和n设定和预定的总产生功率值而确定。 可以检测出，在何种程度上在以公共频率fg运行的第一运行期
间，感应线圈Ll是以功率P,(fg)运行的，P,(fg)大于提供的平均功率
戶p感应线圈L2以功率p"g运行，P2(g小于所提供的平均功率？2。 然后，以升高的功率运行的感应线圈b对应于其运行频率f,增加频
率差Af,其在当前情况下为18kHz。取决于此，两个运行频率都会 降低固定的频率差Af。然后相应地，感应线圈Ll和L2的功率也会
提高。这种降低会一起持续，直到频率到达^和^2，并且功率为pi(fv)
和P2(fv)。由此，P1(Q与P2(Q的之和对应于Pl(f》与P2(g之和。
随后，就会在特定时间tv内，正好以fv,和f^及由此导致的频率 差厶f这些值而运行。随后则是以公共频率fg的运行，其中此处功率 为Pl(f》和P2(fg)，即，感应线圈Ll以增大的功率运行，而感应线圈 L2以降低的功率运行。这个时间间隔(Zeitraum)tg可以根据以下公式 计算
<formula>formula see original document page 9</formula>
在时间tg之后，对于时间tv，还是前面所述的以频率f^和f^的
运行。其中tg+tv=T。
只要感应线圈Ll和L2的预设定功率值^和？2没有由操作人 员改变，这里的运行就会交替进行。计算出的时间tg和、就是有效的。
因此，存在这样的运行，其具有前述的运行才莫式a)，也就是对 于时间tg，和运行^t式c),也就是对于时间、。在时间tg期间不会出 现任何噪音，因为其以公共频率工作，因此根本不会产生相互调制。在运行模式c)期间，在时间ty内存在如上所述的18kHz的频率 差，这意味着只会产生几乎不能听见的噪音。
因此，根据本发明方法就有可能避免噪音的产生，或大大减小 噪音，并且同时感应加热器一直能产生所要求的功率，至少在平均 值上是如此。
如果在以图2和图3所描述的交替功率水平运行时，感应线圈 L的功率戸l和戸2的给定值发生变化，比如通过转柄16或17的调 节，那么就需要重新计算和设定。随后又是上述的运行状态之一。
权利要求
1.一种为感应装置(11)中的多个感应线圈(L1，L2)提供功率的方法，其中各所述感应线圈(L1，L2)通过相应的频率转换器(19，20)被供给有功率，其特征在于，在所述多个感应线圈共同运行时，各所述频率转换器(19，20)的频率相关联于以所述频率之间的频率差(Δf)而供给的所述功率，所述频率差(Δf)根据如下的运行模式调节a)所述频率差将近为零或等于零；b)所述频率差小于1kHz；c)所述频率差在15kHz和25kHz之间。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，刚好两个所述感 应线圈(L1，L2)以上述运行模式a)至c)之一来运行。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述感应线 圈(L1,L2)在大约16kHz至100kHz的频率范围内运行。
4. 根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，在每次 运行开始时，优选作为蒸锅检测线圈，所述感应线圈(L1,L2)最初在 较高频率以所述感应装置(ll)的单独功率和总功率的要求值而运行， 并且，随后伴随着所述感应线圏的频率的降低和功率的升高，总功 率—皮调节到要求值，其中一个所述感应线圈(Ll)具有比所要求(Pl(fg)) 更大的功率，并且另 一 所述感应线圈(L2)具有比所要求(P2(f》)更小的 功率，其中，所述感应线圈具有直到公共频率(fg)，随后具有增加的 功率的感应线圈在其频率上会以根据所述运行模式c)的频率差向上 增加，然后所述感应线圈的频率以彼此固定的频率差(Af)向下降低， 直到所述感应线圈的总功率对应于总功率的要求值(巧+戸2)。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，随后感应线圈(Ll,L2) 会实现交替运行，其在上述第一特定时间(tg)具有第一公共频率(fg), 或在所述第二特定时间(tv)具有上述的频率差(Af)，其中，所述第一特定时间(tg)为<formula>see original document page 3</formula>
6. 根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，上述运 行模式b)的频率差(Δf)为最大500Hz。
7. 根据前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述运 行模式c)的频率差(Δf)为大约18kHz。
8. —种实现根据前述权利要求任一项所述的方法的设备，其特 征在于，所述感应装置是感应电磁炉(Induktionskochgeraet)，尤其是 带有至少两个感应加热盘的感应炉台(11)。
9. 根据权利要求8所述的设备，其特征在于，各个所述感应加 热盘具有单一感应线圈(L1,L2)。
10. 根据权利要求8所述的设备，其特征在于， 一个感应加热盘具有感应线圏，所述感应线圈包括多个局部线圈，并且/或者由若 干个功率振荡器或频率转换器控制。
全文摘要
本发明的目的在于使对感应炉台(11)的感应线圈(L1，L2)的运行具有尽可能小的噪音。该目的可以通过如下方式实现，以公共频率f<sub>g</sub>(运行模式a)运行感应线圈(L1，L2)或以大约为18kHz的频率差Δf运行，尤其是在交替运行期间。在所述运行模式间的往复变化，可以实现在平均值上到达感应线圈(L1，L2)功率的预定值(P1，P2)，而同时可以防止干扰噪音的产生。
文档编号H05B6/06GK101208994SQ200680023003
公开日2008年6月25日 申请日期2006年5月2日 优先权日2005年5月4日
发明者H·弗里德里克, J·博格尔, T·哈格 申请人:E.G.O.电气设备制造股份有限公司