ES2310960B1 - Circuito de dispositivo de calentamiento. - Google Patents
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Abstract
Circuito de dispositivo de calentamiento, en
especial un circuito de dispositivo de cocción por inducción, con
al menos una unidad de calentamiento (22). Con el fin de conseguir
un funcionamiento de la unidad de calentamiento con parámetros
eléctricos de funcionamiento adaptados a la configuración de la
misma, se propone que el circuito de dispositivo de calentamiento
presente una unidad transformadora de tensión (56), la cual esté
agregada a la unidad de calentamiento (22).
Description
Circuito de dispositivo de calentamiento.
La invención se refiere a un circuito de
dispositivo de calentamiento, en especial un circuito de
dispositivo de cocción por inducción, según el concepto general de
la reivindicación 1.
Se conocen circuitos para un dispositivo de
calentamiento, en especial para un dispositivo de cocción por
inducción. Tales circuitos presentan cuerpos de calentamiento, como
por ejemplo, bobinas de inducción, los cuales son accionados en el
funcionamiento bajo una tensión de suministro de corriente de
red.
El objetivo de la invención consiste en especial
en el desarrollo de circuitos de dispositivo de calentamiento
genéricos, los cuales puedan proporcionar los parámetros de
funcionamiento para el accionamiento de los cuerpos de
calentamiento que estén adaptados a una configuración de dichos
cuerpos de calentamiento.
Según la invención, se proporciona una solución
para dicho objetivo mediante las características de la
reivindicación 1, mientras que de las reivindicaciones dependientes
pueden extraerse formas de realización y perfeccionamientos
ventajosos de la invención.
La invención se refiere a un circuito de
dispositivo de calentamiento, en especial un circuito de
dispositivo de cocción por inducción, con al menos una unidad de
calentamiento.
Se propone que el circuito de dispositivo de
calentamiento presente una unidad transformadora de tensión, la
cual esté agregada a la unidad de calentamiento. De este modo, se
puede proporcionar de manera ventajosa una tensión de
funcionamiento de la unidad de calentamiento que esté adaptada a una
configuración verdadera de dicha unidad de calentamiento. En
especial, la unidad transformadora de tensión puede servir para
suministrar a la unidad de calentamiento una tensión de
funcionamiento que esté adaptada a la impedancia de dicha unidad de
calentamiento. En este contexto, puede entenderse por una
"agregación" en especial la puesta a disposición de una
conexión con tensión, en especial en la forma de una línea
eléctrica, entre la unidad de calentamiento y la unidad
transformadora de tensión. A través de esta agregación, la unidad de
calentamiento o, lo que es lo mismo, componentes funcionales de la
unidad de calentamiento, pueden disponer de una señal eléctrica que
presente una tensión proporcionada por la unidad transformadora de
tensión. En este contexto, puede entenderse por "agregación"
en especial una preconexión. La unidad transformadora de tensión
puede transformar una tensión de entrada en una tensión de salida,
cuyo valor se mantenga predefinido y constante. De forma
alternativa, la tensión de salida puede depender de una carga
conectada a continuación de la unidad transformadora de
tensión.
El circuito de dispositivo de calentamiento
según la invención es apropiado en especial para su empleo en
dispositivos de cocción por inducción, como por ejemplo en un campo
de cocción por inducción. Los dispositivos de cocción por
inducción, en los cuales los cuerpos de calentamiento se
corresponden con bobinas de calentamiento por inducción, se pueden
diferenciar en especial en lo referente a la geometría de las
bobinas de calentamiento por inducción empleadas. Se pueden
utilizar, por ejemplo, bobinas de calentamiento por inducción con
distinto perímetro y/o un número diferente de bobinados. Mediante
la unidad transformadora de tensión se puede proporcionar una
tensión de funcionamiento para el accionamiento de las bobinas de
calentamiento por inducción que esté coordinada de forma especial
con la impedancia de las mismas.
En una forma de realización preferida de la
invención se propone que la unidad transformadora de tensión esté
agregada a al menos un conjunto de módulos de calentamiento para la
producción de una señal de calentamiento. Mediante el empleo de la
unidad transformadora de tensión para una multiplicidad de módulos
de calentamiento, se pueden ahorrar de forma ventajosa espacio de
construcción, componentes, así como tiempo y esfuerzo para llevar a
cabo el montaje. Un módulo de calentamiento presenta
preferiblemente al menos un cuerpo de calentamiento para la
producción de la señal de calentamiento, la cual es transmitida a
un objeto que ha de ser calentado. Asimismo, el módulo de
calentamiento puede comprender medios de mando para dirigir el
cuerpo de calentamiento. Si la señal de calentamiento presenta una
frecuencia de calentamiento, los medios de mando están conformados
preferiblemente como unidad de frecuencia de calentamiento para la
producción de la frecuencia de calentamiento. A modo de ejemplo, en
una unidad de calentamiento prevista para un funcionamiento por
inducción, la señal de calentamiento está configurada a modo de
campo magnético alterno con la frecuencia de calentamiento. En este
caso, la unidad de frecuencia de calentamiento está conformada, por
ejemplo, a modo de inversor.
El circuito de dispositivo de calentamiento
muestra preferiblemente una unidad de mando, la cual esté prevista
para formar un grupo de calentamiento de módulos de calentamiento
conformado para el calentamiento del objeto que ha de ser
calentado, de manera dependiente de una posición del objeto con
respecto a los módulos de calentamiento. De esta forma, se puede
conseguir una gran flexibilidad en la aplicación de un dispositivo
de calentamiento en el cual se utilice el circuito de dispositivo
de calentamiento.
Esto es especialmente apropiado para el empleo
del circuito de dispositivo de calentamiento en un dispositivo de
cocción. En este caso, los módulos de calentamiento están
dispuestos preferiblemente debajo de una placa de cocción. En el
caso de un funcionamiento por grupos para el calentamiento del
objeto, un grupo de calentamiento de módulos de calentamiento se
compone preferiblemente de módulos de calentamiento del conjunto
que estén cubiertos al menos parcialmente por el objeto que se
encuentra sobre la placa de cocción, en especial por un elemento de
una batería de cocina. La disposición de los módulos de
calentamiento está configurada preferiblemente a modo de
disposición de matriz. En este caso, módulos de calentamiento de
distintas filas y/o de distintas columnas de la disposición de
matriz pueden estar cubiertos al menos parcialmente por el objeto
colocado sobre la placa de cocción. Los módulos de calentamiento
presentan preferiblemente unas dimensiones tales que un elemento de
una batería de cocina de dimensiones convencionales, como por
ejemplo una olla con un diámetro de al menos 8 cm., cubra al menos
parcialmente módulos de calentamiento de distintas filas y de
distintas columnas. El conjunto de módulos de calentamiento
determina una zona de cocción relacionada de la superficie de la
placa de cocción, adecuada para el calentamiento del objeto, la
cual cubre al menos una parte predominante de la superficie de la
placa de cocción, de forma ventajosa al menos el 60%,
preferiblemente al menos el 70% y, de forma especialmente ventajosa,
al menos el 80% de la superficie de la placa de cocción. Al
desplazar el objeto sobre la placa de cocción, se puede llevar a
cabo dentro de esta zona de cocción un calentamiento de objetos de
forma flexible y en cualesquiera posiciones que se elijan de estos
objetos. Al hacer esto, la unidad de mando está prevista
preferiblemente para adaptar la composición del grupo de
calentamiento a un cambio de la posición del objeto con respecto a
los módulos de calentamiento al menos de forma semiautomática, de
forma ventajosa de manera completamente automática. Al colocar otro
objeto, se puede formar otro grupo de calentamiento para llevar a
cabo un funcionamiento por grupos. Una unidad de calentamiento
prevista para un funcionamiento por grupos de los módulos de
calentamiento está provista preferiblemente de un gran número de
módulos de calentamiento, como en especial de al menos seis módulos
de calentamiento. Con el fin de conseguir una gran flexibilidad en
el posicionamiento del objeto para un funcionamiento de
calentamiento, la unidad de calentamiento está provista
preferiblemente de un conjunto de al menos diez, de forma ventajosa
al menos veinte y, de forma especialmente preferida al menos
cuarenta módulos de calentamiento. Los módulos de calentamiento de
un conjunto de tales características presentan por su construcción
en especial una pequeña resistencia como módulos de calentamiento,
los cuales son empleados en un dispositivo de cocción con zonas de
cocción de la placa de cocción predefinidas. Mediante la unidad
transformadora de tensión, puede alcanzarse con facilidad una
tensión de funcionamiento que esté adaptada a un módulo de
calentamiento previsto para un funcionamiento por grupos.
La unidad transformadora de tensión presenta de
forma ventajosa una potencia máxima que esté conformada menor que
la potencia del conjunto de módulos de calentamiento. De este modo,
se pueden utilizar componentes económicos y convencionales para la
unidad transformadora de tensión. La "potencia del conjunto"
equivale preferiblemente a la suma de todas las potencias
individuales, en especial, las potencias máximas de los módulos de
calentamiento. Esto es apropiado en especial cuando se prevén los
módulos de calentamiento para calentar un objeto por medio de un
funcionamiento por grupos. En el caso de un funcionamiento por
grupos de los módulos de calentamiento, el conjunto de módulos de
calentamiento está repartido en grupos de módulos de calentamiento
accionados y no accionados. De esta forma, durante un funcionamiento
de calentamiento, la unidad de calentamiento es accionada
normalmente con una potencia menor que la suma de las potencias
individuales de todos los módulos de calentamiento del conjunto. La
potencia máxima de la unidad transformadora de tensión puede ser
escogida de forma ventajosa menor que el 90%, de forma
especialmente ventajosa menor que el 70%, y de forma especialmente
preferida menor que el 50% de la potencia del conjunto. La
expresión "potencia máxima" de una unidad puede ser entendida
en este contexto en especial como la potencia de entrega o de
admisión máxima permitida. El valor de la misma es fijado por las
dimensiones de componentes internos de la unidad. La potencia máxima
puede equivaler al límite superior de una gama de potencia que sea
apropiada para un funcionamiento de la unidad sin problemas. En
especial, se puede entender "potencia máxima" como el término
potencia nominal.
De forma ventajosa, el circuito de dispositivo
de calentamiento está provisto de un dispositivo de protección, el
cual esté previsto para limitar la potencia entregada o admitida
por la unidad transformadora de tensión. De este modo, se puede
alcanzar un alto nivel de seguridad y una unidad transformadora de
tensión de larga duración. En este caso, la unidad transformadora
de tensión puede presentar el dispositivo de protección como
componente interno, o el dispositivo de protección puede estar
configurado como componente y/o como programa de una unidad de
mando externa para dirigir un funcionamiento del conjunto de módulos
de calentamiento. El dispositivo de protección puede presentar una
unidad de sensor para detectar la potencia entregada, como por
ejemplo, un transformador de corriente para detectar una corriente
entregada o admitida por la unidad transformadora de tensión.
Una configuración de la unidad transformadora de
tensión baja en costes y de construcción sencilla puede conseguirse
si ésta presenta un transformador de tensión continua. Esto es
apropiado para aplicaciones con intensidad de corriente alta, como
en especial en la aplicación en un dispositivo de cocción por
inducción. De forma ventajosa, el transformador de tensión continua
está conectado directamente a continuación de un rectificador para
la rectificación de una señal de suministro de corriente de
red.
En una forma de realización preferida de la
invención se propone que la unidad transformadora de tensión sirva
para transformar una tensión de entrada en una tensión de salida
menor, a través de lo cual se pueda conseguir un funcionamiento
especialmente efectivo de una unidad de calentamiento con pequeña
impedancia. Esto es apropiado en especial para una utilización en un
dispositivo de cocción por inducción, el cual esté previsto para un
funcionamiento por grupos de módulos de calentamiento. En este
caso, la impedancia de un módulo de calentamiento asciende
convencionalmente a menos de un ohmio. En este contexto, supone una
ventaja si la unidad transformadora de tensión sirve para al menos
reducir a la mitad la tensión de entrada. La tensión de entrada está
configurada preferiblemente como tensión de suministro de corriente
de red.
Asimismo, se propone que la unidad
transformadora de tensión esté agregada a un conjunto de placas
conductoras, sobre cada una de las cuales esté dispuesto un grupo de
componentes funcionales de la unidad de calentamiento. De esta
forma, se puede conseguir una configuración del circuito de
dispositivo de calentamiento compacta y de construcción
sencilla.
En este contexto se propone que sobre cada una
de las placas conductoras esté dispuesto un grupo de unidades de
frecuencia de calentamiento para la producción de una frecuencia de
calentamiento. De esta forma, se puede conseguir una configuración
especialmente sencilla del circuito de dispositivo de
calentamiento, en especial en el suministro de las unidades de
frecuencia de calentamiento con la tensión proporcionada por la
unidad transformadora de tensión. Una unidad de frecuencia de
calentamiento forma con un cuerpo de calentamiento preferiblemente
un módulo de calentamiento para la producción de una señal de
calentamiento, la cual es transmitida a un objeto que ha de ser
calentado.
En otra variedad de forma de realización, se
propone que la unidad transformadora de tensión presente un
conjunto de transformadores de tensión, cada uno de los cuales esté
agregado a una fase de la corriente de red, a través de lo cual
pueda conseguirse una utilización flexible de varias fases de la
corriente.
Otras ventajas se extraen de la siguiente
descripción de las ilustraciones. En las ilustraciones se
representan ejemplos de formas de realización de la invención. Las
ilustraciones, la descripción y las reivindicaciones contienen
numerosas características combinadas. El experto en la materia
considerará las características también individualmente y de forma
ventajosa, y las reunirá en otras combinaciones convenientes.
Las figuras muestran:
Figura 1: un campo de cocción por inducción con
una placa de cocción y un conjunto de módulos de calentamiento y
dos elementos de una batería de cocina dispuestos sobre la placa de
cocción.
Figura 2: un circuito interno del campo de
cocción por inducción de la figura 1 con una unidad transformadora
de tensión y,
Figura 3: una vista detallada de la unidad
transformadora de tensión de la figura 2.
La figura 1 muestra un dispositivo de
calentamiento 10 configurado a modo de campo de cocción por
inducción. El dispositivo de calentamiento 10 presenta un marco de
fijación 12 para la fijación a una placa de trabajo, una placa de
cocción 14 para colocar elementos de batería de cocina y un panel
de mandos 16 para iniciar, detener y ajustar un funcionamiento de
calentamiento. Sobre la placa de cocción 14 hay dispuestos dos
objetos 18, 20 configurados a modo de olla, cada uno de los cuales
está representado de forma esquemática mediante el trazado de una
línea circular. Para llevar a cabo un funcionamiento de cocción del
dispositivo de calentamiento 10, éste está provisto de una unidad
de calentamiento 22. La unidad de calentamiento 22 presenta un
conjunto de módulos de calentamiento 24, cada uno de los cuales
comprende un cuerpo de calentamiento 26 conformado a modo de bobina
de inducción. La disposición de los cuerpos de calentamiento 26, la
cual está representada de forma esquemática en la figura mediante
un rectángulo trazado en línea discontinua, está configurada a modo
de disposición de matriz. En dicha disposición, hay cuerpos de
calentamiento 26 de distintas columnas y de distintas filas
cubiertos por el objeto 18.
En un funcionamiento de un módulo de
calentamiento 24, el cuerpo de calentamiento 26 correspondiente
genera una señal de calentamiento H configurada como campo
magnético alterno (ver figura 2), la cual presenta una frecuencia
de calentamiento que asciende a, por ejemplo, 25 kHz. La señal de
calentamiento H induce corrientes eléctricas en la base metálica de
los objetos 18, 20. Estas corrientes eléctricas calientan un
alimento que se encuentra en los objetos 18, 20 a través de
pérdidas óhmicas. Estando en funcionamiento el módulo de
calentamiento 24 correspondiente, un cuerpo de calentamiento 26 es
alimentado con una corriente eléctrica alterna para la producción
de la señal de calentamiento H, oscilando dicho cuerpo de
calentamiento con la frecuencia de calentamiento. Para la
producción de esta corriente alterna, los módulos de calentamiento
24 están provistos cada uno de una unidad de frecuencia de
calentamiento 28 configurada a modo de inversor. Estas unidades de
frecuencia de calentamiento 28 aparecen representadas en la
figura 2.
figura 2.
El dispositivo de calentamiento 10 está previsto
para el calentamiento de los objetos 18, 20 por medio de un
funcionamiento por grupos de los módulos de calentamiento 24. Para
ello, los módulos de calentamiento 24 están provistos cada uno de
medios sensores que no aparecen representados con más detalle, por
medio de los cuales se puede determinar si un módulo de
calentamiento 24 está cubierto al menos parcialmente por uno de los
objetos 18, 20. Con la ayuda de un proceso de agrupamiento que no
se describe con más detalle, se forman grupos de calentamiento de
módulos de calentamiento 24, cada uno de los cuales es adjudicado a
uno de los objetos 18, 20. Si un usuario inicia un funcionamiento de
cocción del dispositivo de calentamiento 10 por medio de un panel
de mandos 16, este funcionamiento de cocción es llevado a cabo por
medio de los módulos de calentamiento 24 de ambos grupos de
calentamiento, mientras que los otros módulos de calentamiento 24,
los cuales no forman parte de ninguno de los grupos de
calentamiento formados, permanecen sin ser accionados. Si el usuario
desplaza uno de los objetos 18, 20 sobre la placa de cocción 14 o
coloca otro elemento de batería de cocina sobre la placa de cocción
14, se adaptan o se reforman grupos de calentamiento
correspondientes de módulos de calentamiento 24 por medio de la
nueva disposición de los objetos que han de ser calentados con
respecto a los cuerpos de calentamiento 26.
En la figura 2 aparece representado de forma
esquemática un circuito de dispositivo de calentamiento 30 del
dispositivo de calentamiento 10 de la figura 1. El circuito de
dispositivo de calentamiento 30 comprende la unidad de calentamiento
22. Ésta presenta el conjunto de cuerpos de calentamiento 26, cada
uno de los cuales está configurado a modo de bobina de inducción y
que, además, pueden ser observados en la figura 1. La unidad de
calentamiento 22 comprende además, tal y como se ha descrito
anteriormente, un conjunto de unidades de frecuencia de
calentamiento 28, el cual está agregado al conjunto de cuerpos de
calentamiento 26, donde cada unidad de frecuencia de calentamiento
28 y un cuerpo de calentamiento 26 forman un módulo de
calentamiento 24.
El conjunto de módulos de calentamiento 24 está
repartido en distintos grupos 32. En este ejemplo de forma de
realización, el conjunto está repartido en grupos 32 de seis
módulos de calentamiento 24 cada uno. A cada grupo 32 de módulos de
calentamiento 24 hay agregada una unidad de mando 34, la cual está
prevista para dirigir las unidades de frecuencia de calentamiento
28 del grupo 32. Las unidades de mando 34 pueden presentar un
microprocesador o pueden estar configuradas a modo de
microprocesador. Cada una de las unidades de frecuencia de
calentamiento 28 de un grupo 32 y la unidad de mando 34
correspondiente están montadas sobre una placa conductora 36. La
unidad de calentamiento 22 presenta por ello un número de placas
conductoras 36 diferentes, el cual equivale al número del grupo 32
de módulos de calentamiento 24. En este ejemplo de forma de
realización, la unidad de calentamiento 22 presenta ocho grupos 32.
Para una mayor claridad, en la figura sólo se representaron dos
grupos 32 con las placas conductoras 36 correspondientes. Las líneas
de corriente representadas por medio de líneas discontinuas indican
la disposición de otros grupos 32 y placas conductoras 36. La
topología de la unidad de calentamiento 22 también puede ser
cambiada de forma flexible durante el funcionamiento, de forma que
por ejemplo la agregación de los cuerpos de calentamiento 26 a las
unidades de frecuencia de calentamiento 28 para la formación de un
módulo de calentamiento 24 puede ser adaptada durante un
funcionamiento de la unidad de calentamiento 22. Para el suministro
de energía eléctrica a las unidades de mando 34, el circuito de
dispositivo de calentamiento 30 está provisto de una unidad de
suministro de corriente 38, la cual está conectada por una parte a
un suministro de corriente de red 40 y, por otra parte, a cada una
de las placas conductoras 36. La unidad de suministro de corriente
38 pone a disposición una señal de suministro de corriente en un
carril de corriente 42, del cual se deriva una entrada de corriente
44 para el suministro de cada una de las unidades de mando 34.
Para dirigir el funcionamiento por grupos de los
módulos de calentamiento 24 descrito anteriormente, el circuito de
dispositivo de calentamiento 30 está provisto además de una unidad
de mando 46. La unidad de mando 46 puede presentar un
microprocesador o puede estar configurada a modo de microprocesador.
Dicha unidad está conectada a las unidades de mando 34 de los
distintos grupos 32 de módulos de calentamiento 24 mediante un bus
de datos 47. La unidad de mando 46 está configurada en especial
para, de manera dependiente de la posición de los objetos 18, 20
sobre la placa de cocción y por medio de una comunicación con las
unidades de mando 34, formar los grupos de calentamiento y para
dirigir un proceso de calentamiento con los grupos de
calentamiento. En otra variante de forma de realización, el papel
de la unidad de mando 46 para el mando de un funcionamiento por
grupos puede ser asumido por una unidad de mando 34 o varias
unidades de mando 34 de los grupos 32 de módulos de calentamiento
24, donde el funcionamiento por grupos de los módulos de
calentamiento 24 tiene lugar por medio de una autoorganización al
menos parcial de las unidades de mando 34. Para ello, las unidades
de mando 34 pueden estar conectadas unas a las otras para el
intercambio de informaciones, lo cual es indicado en la figura de
forma esquemática por medio de las líneas de conexión representadas
mediante líneas discontinuas entre las unidades de mando 34.
Las unidades de frecuencia de calentamiento 28
están previstas para la producción de la frecuencia de
calentamiento de la señal de calentamiento H generada por el cuerpo
de calentamiento 26 correspondiente. Para ello, cada una de las
unidades de frecuencia de calentamiento 28 está configurada a modo
de inversor. Una unidad de frecuencia de calentamiento 28 comprende
preferiblemente al menos un par de elementos de conexión 48, los
cuales están configurados a modo de componentes de semiconductor.
Con independencia de la topología de la unidad de frecuencia de
calentamiento 28, los elementos de conexión 48 de las unidades de
frecuencia de calentamiento 28 aparecen indicados de forma
esquemática mediante un símbolo de transistor. En este ejemplo, los
elementos de conexión 48 están configurados a modo de IGBT
(Insulated Gate Bipolar Transistor o transistor bipolar con
electrodo de puerta aislada). Una forma de realización alternativa
de los elementos de conexión 48, como por ejemplo como Mosfet
(Metal Oxid Semiconductor Field Effect Transistor o
transistor de efecto de campo de semiconductor de óxido metálico),
u otros que el experto en la materia pueda considerar como
elementos de conexión convenientes, son considerables. El inversor
puede estar construido con distintas topologías, como por ejemplo,
con un par de elementos de conexión 48 en una topología de medio
puente o con dos pares de elementos de conexión 48, los cuales
estén dispuestos en una topología de puente completo.
Para la producción de una corriente alterna, por
medio de la cual los cuerpos de calentamiento 26 generen la señal
de calentamiento H configurada a modo de campo magnético alterno,
las unidades de frecuencia de calentamiento 28 están alimentadas
con una señal eléctrica 50, la cual presenta una tensión continua V.
Las unidades de frecuencia de calentamiento 28 producen la
corriente alterna por medio de esta señal eléctrica 50 mediante
procesos de conexión de los elementos de conexión 48, los cuales
son dirigidos por la unidad de mando 34 del grupo 32
correspondiente. Este principio es conocido y no se explica con más
detalle en el marco de la presente descripción. La señal eléctrica
50 es producida por medio de una rectificación de una señal de
suministro de corriente de red 52. Para ello, el circuito de
dispositivo de calentamiento 30 está provisto de un rectificador 54,
el cual está representado esquemáticamente mediante un símbolo de
diodo. El rectificador 54 proporciona una señal eléctrica, la cual
presenta una tensión continua que equivale a una tensión de
suministro de corriente de red V_{N} de 230 V. En este ejemplo de
forma de realización, los cuerpos de calentamiento 26 conformados
como bobinas de calentamiento por inducción están configurados con
un diámetro configurado menor que 100 mm. Las bobinas de
calentamiento por inducción en campos de cocción por inducción
convencionales con zonas de cocción predefinidas presentan
normalmente un diámetro de más de 200 mm. Debido a la configuración
de los cuerpos de calentamiento 26, la impedancia de los cuerpos de
calentamiento 26 presenta un valor configurado por debajo de 1
\Omega. Una impedancia habitual de un cuerpo de calentamiento en
un campo de cocción por inducción convencional asciende, por otra
parte, a aproximadamente 3,5 \Omega. Por ello, es ventajoso si
los módulos de calentamiento 24 son accionados con la tensión
continua V, la cual está configurada menor que la tensión de
suministro de corriente de red V_{N}. Para ello, el circuito de
dispositivo de calentamiento 30 presenta una unidad transformadora
de tensión 56, la cual está conectada a continuación del
rectificador 54. La unidad transformadora de tensión 56 está formada
por un transformador de tensión continua. Dicho transformador
produce la señal eléctrica 50, con la que son alimentadas las
unidades de frecuencia de calentamiento 28, y cuya tensión continua
V presenta un valor entre 30 V y 100 V. La unidad transformadora de
tensión 56 está conectada a las placas conductoras 36 por medio de
un carril de corriente 58. De este carril de corriente 58 se derivan
líneas de entrada 60 para la conducción de la señal eléctrica 50 a
cada una de las placas conductoras 36 y a las unidades de
frecuencia de calentamiento 28 dispuestas sobre dicha placa
conductora 36. En esta configuración se puede conseguir mediante la
agregación de la unidad transformadora de tensión 56 para varios
grupos 32 de módulos de calentamiento 24 o, lo que es lo mismo, para
varias placas conductoras 36, una conformación especialmente
sencilla del circuito de dispositivo de calentamiento 30. Esto se
puede conseguir, en especial, mediante la puesta a disposición de
la señal eléctrica 50 para las unidades de frecuencia de
calentamiento 28 por medio del carril de corriente 58 conjunto para
las unidades de frecuencia de calentamiento 28.
En este ejemplo de forma de realización, los
módulos de calentamiento 24 presentan unas dimensiones tales que
producen una potencia máxima de 500 W. La unidad de calentamiento
22 presenta de esta forma una potencia máxima teórica P_{M} de 24
kW, la cual podría alcanzarse si todos los módulos de calentamiento
24 fueran accionados de manera simultánea con su potencia máxima.
Puesto que esto no sucede en una aplicación realista del
dispositivo de calentamiento 10, es ventajoso si la potencia máxima
de la unidad transformadora de tensión 56 está configurada menor
que la suma de las potencias individuales de los módulos de
calentamiento 24. A modo de ejemplo, la potencia máxima de la unidad
transformadora de tensión 56 tiene un valor de entre el 10% y el 50%
de la potencia máxima P_{M}. En este ejemplo, la unidad
transformadora de tensión 56 presenta una potencia máxima de 3600
W. Con el fin de evitar un deterioro de la unidad transformadora de
tensión 56 en un funcionamiento por encima de su potencia máxima,
el circuito de dispositivo de calentamiento 30 está provisto de un
limitador de potencia, el cual limita la potencia admitida por la
unidad de calentamiento 22 a la potencia máxima de la unidad
transformadora de tensión 56. En este ejemplo, la unidad de mando
46 está programada con un software que vigila la potencia admitida
por la unidad de calentamiento 22 y la limita de forma
correspondiente. De modo alternativo o adicional, la unidad
trasformadora de tensión 56 puede presentar un limitador de
potencia, como por ejemplo, en la forma de un limitador de
corriente.
En la figura 3 aparece representada una vista
detallada de la unidad transformadora de tensión 56. Ésta está
configurada como un transformador de tensión continua, el cual está
realizado como un reductor del tipo conocido como Buck. La unidad
transformadora de tensión 56 presenta un diodo 62, una inductividad
64 y un conectador 66. En el periodo T el conectador 66 está en un
estado conductor para un tiempo t_{on} menor que T. La señal de
entrada se corresponde con la señal rectificada mediante el
rectificador 54 con la tensión de suministro de corriente de red
V_{N}. La tensión de salida, la cual se corresponde con la
tensión continua V para la alimentación de las unidades de
frecuencia de calentamiento 28, es menor en comparación con la
tensión de entrada V_{N}, y puede ser variada mediante un ajuste
de la relación t_{on}/T. El principio de un transformador de
tensión continua de tales características es conocido, y no se
describe de forma más detallada en el marco de la presente
descripción. La tensión continua V presenta un valor entre 30 V y
100 V.
- 10
- Dispositivo de calentamiento
- 12
- Marco de fijación
- 14
- Placa de cocción
- 16
- Panel de mandos
- 18
- Objeto
- 20
- Objeto
- 22
- Unidad de calentamiento
- 24
- Módulo de calentamiento
- 26
- Cuerpo de calentamiento
- 28
- Unidad de frecuencia de calentamiento
- 30
- Circuito de dispositivo de calentamiento
- 32
- Grupo
- 34
- Unidad de mando
- 36
- Placa conductora
- 38
- Unidad de suministro de corriente
- 40
- Suministro de corriente de red
- 42
- Carril de corriente
- 44
- Entrada de corriente
- 46
- Unidad de mando
- 47
- Bus de datos
- 48
- Elementos de conexión
- 50
- Señal
- 52
- Señal de suministro de corriente de red
- 54
- Rectificador
- 56
- Unidad transformadora de tensión
- 58
- Carril de corriente
- 60
- Línea de entrada
- 62
- Diodo
- 64
- Inductividad
- 66
- Conectador
- H
- Señal de calentamiento
- V
- Tensión continua
- V_{N}
- Tensión de suministro de corriente de red.
Claims (9)
1. Circuito de dispositivo de calentamiento, en
especial circuito de dispositivo de cocción por inducción, con al
menos una unidad de calentamiento (22), caracterizado por
una unidad transformadora de tensión (56), la cual está agregada a
la unidad de calentamiento (22).
2. Circuito de dispositivo de calentamiento
según la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad
transformadora de tensión (56) está agregada a al menos un conjunto
de módulos de calentamiento (24) para la producción de una señal de
calentamiento (H).
3. Circuito de dispositivo de calentamiento
según la reivindicación 2, caracterizado por una unidad de
mando (46), la cual está prevista para formar un grupo de
calentamiento de módulos de calentamiento (24) conformado para el
calentamiento del objeto (18, 20), de manera dependiente de una
posición del objeto que ha de ser calentado (18, 20) con respecto a
los módulos de calentamiento (24).
4. Circuito de dispositivo de calentamiento
según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque la
unidad transformadora de tensión (56) presenta una potencia máxima,
la cual está conformada menor que la potencia del conjunto de
módulos de calentamiento (24).
5. Circuito de dispositivo de calentamiento
según una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente,
caracterizado porque la unidad transformadora de tensión
(56) presenta un transformador de tensión continua.
6. Circuito de dispositivo de calentamiento
según una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente,
caracterizado porque la unidad transformadora de tensión (56)
sirve para transformar una tensión de entrada (V_{N}) en una
tensión de salida menor (V).
7. Circuito de dispositivo de calentamiento
según una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente,
caracterizado porque la unidad transformadora de tensión
(56) está agregada a un conjunto de placas conductoras (36), sobre
cada una de las cuales está dispuesto un grupo (32) de componentes
funcionales de la unidad de calentamiento (22).
8. Circuito de dispositivo de calentamiento
según la reivindicación 7, caracterizado porque sobre cada
una de las placas conductoras (36) está dispuesto un grupo de
unidades de frecuencia de calentamiento (28) para la producción de
una frecuencia de calentamiento.
9. Dispositivo de calentamiento, en especial un
dispositivo de cocción por inducción, con un circuito de
dispositivo de calentamiento (30) según una de las reivindicaciones
enunciadas anteriormente.
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Applications Claiming Priority (1)
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| ES200602926A ES2310960B1 (es) | 2006-11-08 | 2006-11-08 | Circuito de dispositivo de calentamiento. |
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|---|---|
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| ES2310960B1 true ES2310960B1 (es) | 2009-11-05 |
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Family Applications (1)
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Country Status (2)
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| ES (1) | ES2310960B1 (es) |
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-
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- 2006-11-08 ES ES200602926A patent/ES2310960B1/es active Active
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2007
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