DE2605577A1

DE2605577A1 - Induktionserwaermungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2605577A1
Application number: DE19762605577
Authority: DE
Inventors: Keizo Amagami; Mitsuyuki Kiuchi; Hideyuki Kominami; Takumi Mizukawa
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1975-02-14
Filing date: 1976-02-12
Publication date: 1976-08-26
Also published as: DE2659877B2; NL173467C; DE2605577C3; FR2301150B1; DE2605577B2; JPS5193450A; DE2659877C3; FR2301150A1; DE2659877A1; SE412154B; SE7601572L; US4074101A; NL7601507A; GB1500635A; CA1061868A

Description

_ _n mjr λ Patentanwälte:

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Dipl.-Chem. Bühling Dipl.-lng. Kinne Dipl.-lng. Grupe

O C Π £ C 7 7 ⁸⁰⁰⁰ Miinchen2,Postfach202403

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Tel.: (0 89) 53 96 53 - 56

Telex: 5 24845 tipat

cable. Germaniapatent München

12. Februar 1976 ~^s B 71M7/PG 50-7539

Matsushita Electric Ind. Co., Ltd. Osaka, Japan

Induktionserwärmungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Induktionserwärmung und insbesondere auf eine Induktionserwärmungsvorrichtung, die einen Frequenz- bzw. Schwingwandler mit einem Paar gegenpolig parallelgeschalteter torgesteuerter Schaltvorrichtungen aufweist.

In der US-Patentschrift 3 821 509 ist ein Festkörper-Leistungswandler beschrieben, der eine torgesteuerte, in einer Richtung wirkende Schaltvorrichtung, eine umgekehrt bzw. gegenpolig parallel zu der Schaltvorrichtung geschaltete Rückführungsdiode und einen parallel zu der Schaltvorrichtung geschalteten Resonanz- oder Schwingschaltkreis enthält. Der Resonanzschaltkreis enthält eine Induktionsheizspule und einen Kondensator, die auf eine hohe Frequenz in der Größenordnung von 20 kHz ab ge Dresdner Bank (MOnche 8 0 9 8 3 5/0741 ⁿ' ^Kto·

ORIGINAL INSPECTED

stimmt sind. Ein Vollweggleichrichter führt gleichgerichtete, ungesiebte unipolare Spannung dem Leistungswandler zu. Eine Torsteuerschaltung ist dafür vorgesehen, die Schaltvorrichtung direkt von der gleichgerichteten, unipolaren bzw. gepolten Spannung zu betreiben. Auf die Torsteuerung der Schaltvorrichtung hin wird die in dem Kondensator gespeicherte Ladung über die aufgesteuerte Schaltvorrichtung und die Induktionsheizspule bewegt, so daß sie den Kondensator umgekehrt bzw. gegenpolig lädt. Durch die Polaritätsumkehr wird die Schaltvorrichtung ausgeschaltet und es fließt ein Rückstrom über die Rückführungsdiode und die Induktionsheizspule, so daß der Kondensator auf die ursprüngliche Ladung abzüglich irgendwelcher Verluste aufgrund von Belastung zurückgebracht wird.

Eine verhältnismäßig große Anzahl bei dem bekannten Leistungswandler verwendeter Bauelemente mit dem daraus folgenden Kostenanstieg und ein hoher Leistungsverlust infolge unwirtschaftlicher Betriebsweise haben jedoch die ausgedehnte Verwendung von Induktionserwärmungsgeräten für Haushaltszwecke verhindert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Induktionserwärmungsvorrichtung zu schaffen, die die Vollweggleichrichtung überflüssig macht, so daß dadurch die Anzahl der erforderlichen Bauelemente verringert und der Gesamtwirkungsgrad des Geräts gesteigert wird.

Erfindungsgemäß soll eine Induktionserwärmungsvorrich-60983 5/0741

tung geschaffen werden, die einen Frequenzwandler mit einem Paar gegenpolig parallelgeschalteter, torgesteuert leitender Vorrichtungen und eine Torsteuerschaltung zum Steuern der Sehalt-Vorrichtungen in vorbestimmten Reihenfolgen im Gleichlauf mit jeder Halhwelle der Spannung einer Wechselstromquelle aufweist.

Erfindungsgemäß soll die Induktionserwärmungsvorrichtung ferner keine unerwünschten Hochfrequenzkomponenten erzeugen, die in in der 1/ he befindlichen elektrischen Geräten Rundfunkstörungen erzeugen würden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels.

Fig. 2 ist ein Schaltbild einer Ausfuhrungsform der

.Erfindung, bei der ein Paar gegenpolig parallelgeschalteter Thyristoren in Parallelschaltung zu einem Resonanzkreis dargestellt sind.

Fig. 3 ist ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform, bei der das Thyristorpaar in Reihe zu dem Resonanzkreis geschaltet ist.

Fig. 4 ist ein Schaltbild einer in Verbindung mit den 609835/Π741

Schaltungen nach Fig. 2 und 3 verwendeten Zündschaltung.

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung einer Reihe von Kurvenformen, die in einem Nulldurchgangsdetektor nach Fig. 4 auftreten.

Fig. 6 ist ein ins einzelne gehendes Schaltbild eines ImpulsVerteilers nach Fig. 4.

Fig. 7 ist ein Kurvenformdiagramm zur Erläuterung der Funktion der Schaltung nach Fig. 2 bis 4.

Fig. 8a bis öc sind Schaltbilder einer weiteren Ausführungsform, bei der zwei Paare gegenpolig parallelgeschalteter Festkörper-Schaltvorrichtungen in unterschiedlichen Schaltverbindungen mit Resonanzkreisen verwendet werden.

Fig. 9 ist ein Schaltbild einer in Verbindung mit den Schaltungen nach den Fig.8a bis 8c verwendeten Zündschaltung.

Fig. 10a und 10b sind Kurvenformdarstellungen zur Beschreibung der Wirkungsweise der Schaltung nach den Fig. 8 und 9.

Fig. 11a bis lic zeigen Verfahren zur Steuerung der 60983 5/0741

Ausgangsleistung des Frequenzwandler.

Fig. 12a und 12b zeigen eine weitere Ausführungsform,

bei der die Ausgangsleistung aus dem Frequenzwandler zur Abgabe einer gspolten Hochspannung für das Betreiben eines in einem Mikrowellenherd verwendeten Magnetrons verwendet wird.

Fig. 13a und 13b sind schematische Ansichten der Anordnung der unterschiedlichen Bauteile der Ausführungsform nach den Fig. 12a und 12b.

Fig. 14 ist ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform, bei der die Ausgangsleistung aus dem Frequenzwandler in eine gepolte Hochspannung zum Errichten eines starken elektrostatischen Felds für das Auffangen von Staub bzw. Dunst umgewandelt wird.

Fig. 15 ist eine Ansicht der Anordnung der verschiedenen Komponenten der Schaltung nach Fig. 14.

In den Fig. 1 bis 7 der Zeichnung ist eine erste Ausführungsform dargestellt. Die Induktionserwärmungsvorrichtung nach Fig. 1 weist allgemein einen Festkörper-Frequenz- bzw. -Schwingwandler 10, der von einer Netzwechselstromleistungsquelle 12 gespeist wird, und eine Induktionsheizspule 14 auf, die unterhalb einer nichtmetallischen Kochgeschirrauflage 16

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angeordnet ist, auf die eine Metallkochgeschirr-Belastung 18 aufgesetzt ist. Der Frequenzwandler 10 erzeugt· ein hochfrequentes Signal im Ultraschallbereich zur Erregung der Induktionsheizspule 14, die elektromagnetisch mit der Kochgeschirr-Belastung 18 koppelt. Gemäß der Darstellung in Fig. 2 enthält der Festkörper-Frequenzwandler 10 ein Paar torgesteuerter Halbleiter-Schaltvorrichtungen wie z.B. gesteuerte Siliciumgleichrichter bzw. Thyristoren 21 und 22, die umgekehrt bzw. gegenpolig parallel an den ersten und den zweiten Anschluß 31 bzw. 32 der Wechselspannungsquelle 12 angeschlossen sind, einen Resonanzkreis 23 mit der Induktionsheizspule 14 und einem Resonanzkondensator 15 in Parallelschaltung zu dem Thyristorpaar und eine Zündschaltung 20, die AufSteuerimpulse für die Thyristoren 21 und 22 erzeugt. Zwischen den Anschluß 31 und den schwingenden Kreis mit dem Thyristorpaar und dem Resonanzkreis 23 ist eine Filterspule 25 eingefügt und über die Filterspule 25 und das Thyristorpaar 21, 22 ist ein Filterkondensator 13 geschaltet, um von dem schwingenden Kreis erzeugten hochfrequenten Erregungsstrom zu sperren, damit dieser nicht die Wechselspannungsquelle bzw. Wechselstromquelle 12 stört. Zwischen den Anschluß 32 und den Kondensator 13 ist ein Eingangsleistungsdetektor 24a geschaltet, der einen Stromwandler 26 enthält, welcher den Stromfluß von der als Stromversorgung dienenden Wechaelspannungsquelle 12 zu dem schwingenden Kreis oder dem Ausgangsstromkreis erfaßt. Der erfaßte Strom wird mittels eines Gleichrichters 27 in eine Gleichspannung umgesetzt und in die Zündschaltung 20 eingegeben. In den schwingenden Kreis ist zum Erfassen des Ausgangsstroms ein Ausgangsleistungsdetektor

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24b geschaltet, der den gleichen Aufbau wie der Eingangsleistungsdetektor 24a aufweist; der Ausgang des Ausgangsleistungsdetektors 24b ist an die Zündschaltung 20 angeschlossen.

Gemäß Fig. 4 enthält die Zündschaltung 20 einen ersten Vergleicher 30a und einen zweiten Vergleicher 30b. Der Ausgang des Eingangsleistungsdetektors 24a ist an den ersten Vergleicher 30a angeschlossen, um den Eingangsleistungspegel mit einem vom Benutzer eingestellten Wert zu vergleichen und ein Ausgangssignal zu erzeugen, wenn der Eingangsleistungspegel niedriger als der vom Benutzer eingestellte Wert ist. Der Vergleicher 30a gibt sein Ausgangssignal an einen abstimmbaren Oszillator 33 wie beispielsweise einen spannungsgesteuerten Oszillator ab, um dessen Frequenz so zu steuern, daß er zur Verringerung der an eine falsche Belastung abgegebenen Leistung auf eine niedrigere Frequenz gebracht wird, wenn der Eingangsleistungspegel im Falle des Aufsetzens einer falschen Belastung auf das Gerät niedriger als der voreingestellte Wert ist. Der Ausgangsleistungsdetektor 24b gibt sein Ausgangssignal an den zweiten Vergleicher 30b für den Vergleich mit einem erwünschten Leistungspegel zur Erzeugung eines Differenzsignals ab, das gleichfalls an den Oszillator 33 angelegt ist. Eine übermäßige Ausgangsleistung wird durch Betreiben des Oszillators 33 mit einer niedrigeren Frequenz ausgeglichen, während die Frequenz erhöht wird, wenn mehr Leistung erwünscht ist. Um ein einwandfreies Zünden der torgesteuerten Schaltvorrichtungen bzw. Thyristoren (SCR) 21 und 22 zum Aufrechterhalten der Schwingungen in dem Frequenzwandler 10 zu Beginn einer jeder Halbwelle der Eingangs-

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speisespannung sicherzustellen, ist der abstirambare Oszillator 33 an die Netz-Wechselspannungsquelle 12 so angeschlossen, daß bei einer Momentanspeisespannung in der Nähe des Spannungsnullpegels die Oszillatorfrequenz auf ein Minimum verringert wird, damit eine ausreichende Ruhezeit zum Aufladen des Kondensators 15 während der Zeitdauer der niedrigen Eingangsspannung gewährt ist. Der Ausgang des abstimmbaren Oszillators ist an einen Impulsgenerator 34 zu dessen Versorgung mit abstimmbaren Schwingsignalen angeschlossen, wobei der Impulsgenerator 3¹J die Eingangsschwingungen in einen zum Zünden der torgesteuerten Schalter bzw. Thyristoren 21 und 22 geeigneten Impulszug umsetzt. Eine aus einem Sperrschaltglied 35 und einem Nulldurchgangsdetektor 36 gebildete Zündimpuls-Sperrschaltung ist dafür vorgesehen, das Zünden der Thyristoren 21 und 22 zu.verhindern, wenn die Speisewechselspannung zwischen aufeinanderfolgenden Halbwellen der Eingangsspannungskurvenform in der Nähe des Spannungsnullpunkts ist. Das Sperrschaltglied 35 ist an den Ausgang des Impulsgenerators 34 angeschlossen und sperrt den Impulsdurchgang mittels des von dem Nulldurchgangsdetektor 36 zugeführten Steuerimpulses. Der Nulldurchgangsdetektor enthält zwei Pegeldetektoren 40 und 41 und ein NOR-Glied 42. Der Pegeldetektor 40 ist mit einem Eingang an die Wechselspannungsquelle 12 gekoppelt und mit seinem anderen Eingang an eine Bezugsspannung positiver Polarität C⁺V-) angeschlossen, um ein Signal zu erzeugen, wenn die Eingangsspeisespannung oberhalb der Bezugsspannung liegt. Der Pegeldetektor 41 ist andererseits mit einem Eingang an die Wechselspannungsquelle 12 gekoppelt, während sein anderer Eingang mit

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einer Bezugsspannung negativen Potentials (-V_ref) so verbunden ist, daß ein Ausgangssignal erzeugt wird, wenn die Eingangsspeisespannung während ihrer negativen Halbwelle größer als die negative Bezugsspannung ist. Die positive und die negative Bezugsspannung sind zu jeweiligen Pegeln geringfügig oberhalb und unterhalb des Spannungsnullpegels gewählt, um ein Sperrintervall zu schaffen, während dem kein Zünden auftritt. Die von den Pegeldetektoren 40 und 41 erzeugten Kurvenformen gemäß der Darstellung in Pig. 5 werden dem NOR-Glied 42 eingegeben, um einen Sperrimpuls an das Sperrschaltglied 35 zu erzeugen.

Der Ausgang des Impulsgenerators 34 ist mit einer Verzögerungsschaltung 38 und einem Eingang eines Irapulsverteilers 39 verbunden. Die der Verzögerungsschaltung 38 zugeführten Impulse werden um ein Zeitintervall verzögert, das durch die Abstimmfrequenz des Resonanzkreises 23 bestimmt ist. Zum Erzeugen eines symmetrischen Rechteckimpulses (Fig. 7c) wird ein Flipflop 37 aus seinem Ruhezustand an der Vorderflanke eines Impulses aus dem NOR-Glied 42 und zurück in seinen Ruhezustand an der Vorderflanke des nächsten Impulses getriggert. Der Rechteckimpuls liegt an dem Impulsverteiler 39 zum Wechseln der Reihenfolge des Zündens der Thyristoren 21 und 22 zu Beginn einer jeden Halbwelle der Speisespannung an.

In Fig. 6 ist der Impulsverteiler 39 gezeigt, der eine Anzahl logischer Schaltglieder aufweist. Die direkt von dem Impulsgenerator 34 über das Sperrschaltglied 35 zugeführten

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Impulse sind an UND-Glieder 50 und 53 geschaltet, während die Impulse von der Verζogerungsschaltung 38 an UND-Glieder 51
und 52 geschaltet sind. Der Ausgang des Flipflops 37 ist direkt mit den UND-Gliedern 50 und 52 verbunden, während dessen invertierter Ausgang mit den UND-Gliedern 51 und 53 verbunden
ist. Die UND-Glieder 50 und 52 werden während der positiven
Halbwelle des Wechselspannungseingangs geschaltet, während
die UND-Glieder 51 und 53 während der negativen Halbwelle des Wechselspannungseingangs geschaltet werden. Während der positiven Halbwelle der Eingangskurvenform werden die unverzögerten Impulse von dem Sperrschaltglied 35 durch das geschaltete UND-Glied 50 über ein ODER-Glied 54 an das Steuertor des
Thyristors 21 und die verzögerten Impulse durch das geschaltete UND-Glied 52 über ein ODER-Glied 55 an das Steuertor des Thyristors 22 durchgelassen, so daß der Thyristor 21 wiederholt durch die unverzögerten Impulse aufgesteuert wird, während der Thyristor 22 wiederholt im gleichen Takt wie der Thyristor 21, jedoch zu späteren Zeitpunkten, mittels der verzögerten Impulse aufgesteuert wird. Die auf diese Weise in dem Frequenzwandler 10 auftretenden Schwingungen liegen geringfügig unterhalb der Abstimmfrequenz des Resonanzkreises 23.

Während der negativen Halbwelle der Eingangswechselspannung gelangen die unverzögerten Impulse durch das geschaltete UND-Glied 53 über das ODER-Glied 55 an den Thyristor 22, während die verzögerten Impulse durch das geschaltete UND-Glied 51
über das ODER-Glied 54 zu dem Thyristor 21 durchgelassen werden, so daß der Thyristor 22 früher als der Thyristor 21 zündet.

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Wenn der Eingangsanschluß 32 bezüglich des Anschlusses 31 positiv ist, wird daher der Thyristor 22 mittels der unverzögerten Impulse zum Auslösen hochfrequenter Schwingungen gezündet, während der Thyristor 21 gezündet wird, damit durch ihn hindurch die nächste Halbwelle des Schwingstroms fließen kann.

Die Arbeitsweise der Schaltungen nach den Fig. 2 und 4 wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 erläutert. Unter der Annahme, daß der Anschluß 31 bezüglich des Anschlusses 32 positiv ist. und der Kondensator 15 auf eine Spannung aufgeladen ist, die zur Erzeugung eines Schwingstroms durch den Resonanzkreis ausreicht, wenn der Thyristor 21 aufgesteuert wird (Fig. 7d), bewirkt das Einschalten des Thyristors 21, daß die in dem Kondensator 15 gespeicherte Ladung zum gegenpoligen Laden des Kondensators 15 bei einer positiven Halbwelle der Schwingung über den nunmehr leitenden Thyristor 21 und über den Resonanzkreis 23 schwingt. Die gegenpolige Ladung in dem Kondensator 15 bewirkt einen Gegenstromfluß während der negativen Halbwelle der Schwingung, wenn der Thyristor 22 durch den folgenden Aufsteuerimpuls eingeschaltet wird, der zu dem durch die Verzögerungsschaltung 38 gegebenen verzögerten Zeitpunkt auftritt (Fig. 7e). Während des Gegenstroniflusses wird der Thyristor 21 gegenpolig vorgespannt und ausgeschaltet gehalten. Nach Beendigung der Schwingung wird der Thyristor 22 durch die positive Speisespannung abgeschaltet, bevor der nächste Impuls dan Thyristor 21 für nachfolgende Schwingungen auslöst'. Dieser Vorgang wiederholt aich, solange die Speisespannung auf der gleichen

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Spannungspolarität verbleibt.

Während der nächsten negativen Halbwelle der Speisespannung ist die Reihenfolge des Anlegens der AufSteuerimpulse umgekehrt, so daß der Thyristor 22 früher als der Thyristor 21 gezündet wird.

Wenn bei der Parallelschaltungsanordnung nach Fig. 2, bei der der Kondensator 15 parallel mit dem Thyristorpaar 21,22 an die Wechselspannungsquelle 12 angeschlossen ist, die Eingangswechselspannung am Anfang einer jeden Halbwelle steht,, entsteht eine Schwierigkeit, falls ein Aufsteuerimpuls angelegt wird, wenn die in dem Kondensator 15 gespeicherte Ladung nicht zum Aufrechterhalten der Schwingungen ausreicht. Unter diesen Umständen bleibt der geschaltete Thyristor leitend und ergibt einen Kurzschluß über den Resonanzkreis 23, so daß die in dem Kondensator 15 gespeicherte Ladung abgeleitet wird. Dieser unwirksame Zustand hält an, bis der Spannungspolaritätswechsel auftritt, der bewirkt, daß der leitende Thyristor gegenpolig vorgespannt und dadurch abgeschaltet wird.

Aus diesem Grund verhindert das Sperrschaltglied 35 das Anlegen der AufSteuerimpulse während der Zeit, während der die Speisespannung unterhalb eines vorbestimmten Pegels liegt, wobei der Kondensator 15 auf einen zum Aufrechterhalten von Schwingungen ausreichenden Spannungspegel aufgeladen werden kann. Per abstimmbare Oszillator 23 wiederum bewirkt, daß sich die Intervalle zwischen aufeinanderfolgenden frühen Aufsteuer-

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impulsen in Übereinstimmung mit der Speisespannung verändern. Solange die Speisespannung niedrig ist, werden längere Intervalle geschaffen, damit dem Kondensator 15 eine ausreichende Ruhezeit zum Aufbauen der Ladung gegeben ist.

Der Resonanzkreis 23 kann in Serienschaltung zu dem Thyristorpaar 21, 22 geschaltet werden, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Es sei angenommen, daß im Betriebsablauf der Anschluß 31 bezüglich des Anschlusses 32 positiv ist und der Thyristor 21 eingeschaltet wird. Durch das Einschalten des Thyristors 21 wird der Kondensator positiv auf die Speisespannung aufgeladen, so daß ein Schwingstrora über den jetzt leitenden Thyristor 21 und über den Resonanzkreis 23 fließt und seine erste Halbwelle beendet, wenn der Kondensator 15 gegenpolig geladen ist, wonach während der nächsten Halbwelle der Schwingung der Schwingstrom in Gegenrichtung fließt, wenn der Thyristor 22 mittels des verzögerten AufSteuerimpulses eingeschaltet ist. Die Schwingungsfrequenz liegt wie bei der Parallelschaltung nach Fig. 2 geringfügig unterhalb der Abstimmfrequenz des Resonanzkreises 23.

Auf gleiche Weise tritt das vorstehend in Verbindung mit Fig. 2 erörterte Problem auf, wenn das Aufsteuern der Thyristoren bei niedrigen Speisespannungen stattfindet. Unter diesen Umständen bleibt die aufgesteuerte Schaltvorrichtung leitend, bis sie durch eine Gegenspannung in der nächsten Halbwelle der Speisespannung abgeschaltet wird. Zum Vermeiden derartiger unerwünschter Auswirkungen werden gleichfalls die

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Sperrschaltungsanordnung und die abstimmbaren Schwingungen wirkungsvoll verwendet, die vorangehend in Verbindung mit der Schaltung gemäß den Fig. 2 und 4 beschrieben sind.

Bei dieser Serienschaltung nach Fig. 3 ist zum Bilden eines Wegs für den Schwingstrom ein Kondensator 13 zwischen den Anschluß 32 und einen Schaltpunkt zwischen der Filterspule 25 und dem Kondensator 15 geschaltet. Parallel zu dem Kondensator 15 ist eine Rücksetzspule 19 geschaltet, um die in diesem gespeicherte Ladung in die Rücksetzspule 19 abzuleiten. Der Leistungsdetektor 24o ist mit dem Anschluß 32 und dem Thyristorpaar 21, 22 in Reihe geschaltet. Der Leistungsdetektor 24b gibt zum Steuern des Ausgangsleistungspegels auf den gewünschten Wert sein Ausgangssignal an den Vergleicher 30b der Zündschaltung 20 ab.

Der Schwingstrom nimmt die in Fig. 7f gezeigte Form an. Bei der Betrachtung der Fig. 7a und 7f ist zu bemerken, daß der während der gegenpoligen Halbwelle einer jeden Schwingung auftretende Schwing-Speisestromfltß eine Stromhüllkurve gemäß der Darstellung durch gestrichelte Linien entwickelt, die bezüglich der Eingangsspannungskurvenform um 180 ° phasenverschoben ist. Das bedeutet, daß die sich aus dem Produkt der relativ phasenverschobenen Spannung und dem Strom ergebende Leistung negativ ist und zu der Stromversorgung zurückgeführt wird. Hinsichtlich der Leistungsersparnis stellt dies eine vorteilhafte Wirkung des Frequenzwandlers dar.

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Wenn gewünscht ist, eine größere Leistung zu erstellen, als sie von einem Paar torgesteuerter Schaltvorrichtungen bzw. Thyristoren 21 und 22 abgegeben wird, können gemäß der Darstellung in Fig. 8 zwei Paare gegenpolig parallelgeschalteter Thyristoren verwendet werden. In der Figur 8a ist ein erstes Paar gegenpolig parallelgeschalteter Thyristoren 71 und 72 in Reihe mit einem zweiten Paar gegenpolig parallelgeschalteter Thyristoren 73 und 74 geschaltet, wobei das erste und das zweite Paar über eine Filterspule 25 zwischen die Eingangsanschlüsse 31 und 32 geschaltet sind. Ein Resonanzkreis 23 mit einem Kondensator 15 und einer Induktionsheizspule I¹I ist über das zweite Thyristorpaar 73 und 74 parallelgeschaltet und in Reihe zum ersten Thyristorpaar 71 und 72 geschaltet. Ein Leistungsdetektor 24 mit einem Stromwandler 26 und einem Gleichrichter 27 ist zum Erfassen des die von der Induktionsheizspule 14 abgegebene Leistung darstellenden Stroms und zum Zuführen des erfaßten Signals an eine in Fig. 9 gezeigte Zündschaltung 20 mit dem Anschluß 32 verbunden. Die Zündschaltung ist allgemein gleich der in Fig. 4 gezeigten mit der Ausnahme, daß anstelle der aus der Verzögerungsschaltung 38 und dem Impulsverteiler 39 bestehenden Schaltung nach Fig. 4 ein umkehrbarer Ringzähler 70 verwendet ist. Das Ausgangssignal aus dem Impulsgenerator 3^ ist zu dem Eingang des Ringzählers 70 geschaltet, der im Ansprechen auf die Eingangsimpulse aufeinanderfolgend einen seiner Ausgangsanschlüsse 81 bis 84 einschaltet, so daß der Eingangsimpuls verteilt wird, wie es durch eine Reihe von Kurvenformen in Fig. 10a dargestellt ist. Während der positiven Haibwelle des Wechselstroms an der Wechselspannungsquelle 12

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verteilt der Ringzähler 70 die Impulse in der Reihenfolge
seiner Ausgangsanschlüsse 81, 82, 83 und 84. Das Ausgangssignal des Nulldurchgangsdetektors 36 ist gleichfalls auf den
Ringzähler 70 geschaltet, um die Reihenfolge des Auftretens
der Ausgangssignale bei Beginn der nächsten negativen Halbwelle der Speisespannung umzukehren. Der Ringzähler 70 löscht auf den Empfang eines Sperrimpulses hin seine vorherigen Zählungen und wechselt seinen Zählablauf bei jedem Auftreten des Sperrimpulses, wie es in Fig. 10b dargestellt ist.

Unter der Annahme, daß der Eingangsanschluß 31 bezüglich des Anschlusses 32 positiv ist, bringt der Ringzähler 70 einen ersten Impuls an den Ausgangsanschluß 8l, damit dadurch der Thyristor 71 eingeschaltet wird, was die positive Aufladung des Kondensator 15 auf die Speisespannung bewirkt. Gemäß Fig. 10a verursacht der erste Impuls 8I-I an dem Ausgangsanschluß 8l einen Stromfluß 81-2 durch den leitenden Thyristor
71. In der Folge wird der Thyristor 72 durch den Impuls 82-1
aufgesteuert, der zu einem Augenblick auftritt, an dem der
Strom 81-2 noch durch den Thyristor 71 fließt. Obgleich der
Aufsteuerimpuls 82-1 angelegt ist, leitet der Thyristor 72
bis zum Abfallen des Stroms 81-2 auf Null keinen Strom. Die in dem Kondensator 15 gespeicherte Ladung schwingt·über den leitenden Thyristor 71 und über den Resonanzkreis 23 und den Kondensator 13 und lädt den Kondensator 15 gegenpolig auf, damit ein Gegenstrom durch den leitenden Thyristor 72 fließt. Während der Gegenstrom fließt, wird der Thyristor 73 durch den Aufsteuerimpuls 83-I aufgesteuert, um den Gegenstrom oder Rückstrom wäh-

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rend der restlichen negativen Halbwelle der Schwingung zu leiten. Während der Thyristor 73 noch leitet, wird der Thyristor 74 durch den nächsten Impuls 84-1 leitend gemacht. Daher werden die in den Kurvenformen 82-2 und 83-2 gezeigten Ströme durch die Thyristoren 72 bzw. 73 geleitet. Der Kondensator 15 wird dann positiv geladen, damit ein Strom 84-2 über den leitenden Thyristor 74 fließt. Der Thyristor 71 wird wieder durch den nächsten Impuls 8l-3 leitend gesteuert, damit eine Aufladung des Kondensator 15 vervollständigt wird, die das Fließen eines Stroms 81-4 zum Aufrechterhalten der Schwingungen in der nachfolgenden Periode bewirkt.

Während der nächsten negativen Halbwelle der Speisespannung ist die Zündreihenfolge umgekehrt. Die den Thyristoren 74 und 73 anfänglich zugeführten AufSteuerimpulse haben jedoch keine Auswirkung auf die Funktion des Frequenzwandlers, da sich in dem Kondensator 15 keine Ladung befindet. Das nachfolgende Einschalten des Thyristors 72 bewirkt die negative Aufladung des Kondensators zum Einleiten der Schwingungen, die durch das nachfolgende Leiten der Thyristoren 71, 74 und 73 aufrechterhalten werden.

Wenn die Speisespannung geringfügig oberhalb des Sperrpegels liegt, werden die Intervalle zwischen aufeinanderfolgenden AufSteuerimpulsen verlängert, damit der Kondensator für das Aufrechterhalten der Schwingungen ausreichend aufgeladen werden kann.

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Es ist anzumerken, daß bei dem Zündverfahren die Thyristoren 71 und 72 gleichzeitig in der Übergangsperiode aufgesteuert sind, wenn der Schwingstrom seine Plußrichtung umkehrt, und daß auch die Thyristoren 72 und 73 in der Übergangsperiode gleichzeitig aufgesteuert sind, während der die Ströme 82-2 und 83-2 fließen, so daß daher ein gleichmäßiger übergang des Stromleitens erreicht wird, woraus sich eine allgemein einer idealen sinusförmigen Welle gleiche Kurvenform ergibt. Daher werden harmonische höhere Frequenzen wie Hochfrequenzkomponenten wirksam unterdrückt, so daß als Ergebnis keine Filterschaltung zum Ausfiltern der Hochfrequenzkomponenten notwendig ist.

Eine Abwandlung des Frequenzwandlers 10 ist in Fig. 8b dargestellt, in der in Reihe geschaltete Kondensatoren 75 und

76 über das erste und das zweite Thyristorpaar parallelgeschaltet sind, während eine Induktionsheiζspule 77 zwischen einen Schaltpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Thyristorpaar und einen Schaltpunkt zwischen den Kondensatoren 75 und 76 geschaltet ist. Es sei angenommen, daß im Betrieb der Eingangsanschluß 31 bezüglich des Anschlusses 32 positiv ist und die Kondensatoren 75 und 76 folglich positiv geladen sind. Wenn der Thyristor 71 durch einen Impuls 8I-I leitend gesteuert wird, fließt zum gegenpoligen Laden des Kondensators 75 ein Vorwärts-Schwingstrom 81-2 durch den leitenden Thyristor 71 und durch die den Verbraucher darstellende Induktionsheizspule 77. Während der Vorwärtsstrom fließt, wird an den Thyristor 72 ein Impuls 82-1 angelegt, wonach auf die Umkehr der

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Polarität des Kondensators 75 hin ein Rückstrom 82-2 durch den leitenden.Thyristor 72 gelangt. Während der Thyristor 72 leitet, wird der Thyristor 73 mittels des Impulses 83-1 leitend gesteuert, so daß infolgedessen die in dem Kondensator 76 gespeicherte Ladung über den leitenden Thyristor 73 und über die Induktionsheizspule 77 schwingt und einen Rückstrom 83-2 in seiner ersten Schwinghalbwelle und dann einen Vorwärtsstrom 84-2 erzeugt, wenn der Thyristor 74 durch den Impuls 84-1 aufgesteuert wird. Bei der negativen Halbwelle der Speisespannung sind die Kondensatoren 75 und 76 negativ geladen und die Zündreihenfolge ist umgekehrt. Der Thyristor 74 wird als erster leitend gesteuert, damit die in dem Kondensator 76 gespeicherte Ladung in ihrer ersten Halbwelle über den leitenden Thyristor 74 und die Induktionsheizspule 77 und danach in ihrer zweiten Halbwelle über den nachfolgend eingeschalteten Thyristor 73 schwingt. Die Thyristoren 72 und danach 71 werden aufeinanderfolgend, leitend gesteuert, um einen Schwingstrom durch die leitenden Thyristoren 72 und 71 und durch die den Verbraucher darstellende Induktionsheizspule 77 zu erzeugen.

Der Frequenzwandler 10 ist ferner zur Abgabe einer vollkommen sinusförmigen Ausgangskurvenform in eine in der Fig. 8c gezeigte Form abgewandelt. In dieser abgewandelten Form sind Spulen 78 und 79 in Reihe zwischen ein erstes Thyristorpaar 71, 72 und ein zweites Thyristorpaar 73, 74 in einem ersten Stromweg geschaltet. Kondensatoren 75 und 76 sind in Reihe in einem zweiten Stromweg geschaltet, der parallel zu dem ersten Stromweg geschaltet ist. Ein erster Resonanzkreis

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85 mit einer Induktionsheizspule 77 und einem Kondensator 80 in Serienschaltung ist zwischen einen Schaltpunkt zwischen den Spulen 78 und 79 und einen Schaltpunkt zwischen den Kondensatoren 75 und 76 geschaltet. Der Kondensator 75 und die Spule 78 sind zur Bildung eines zweiten Resonanzkreises 86 auf eine vorbestimmte Frequenz abgestimmt. Der Kondensator 76 und die Spule 79 sind ebenfalls zur Bildung eines dritten Serien-Resonanzkreises 87 auf die erste Frequenz abgestimmt. Der erste Resonanzkreis 85 ist auf eine Frequenz abgestimmt, die das Doppelte der Frequenz sowohl des Resonanzkreises 86 als auch des Resonanzkreises 87 ist.

Es ist häufig erwünscht, eine Mehrzahl von Induktionsheizspulen in Serienschaltung gemäß der Darstellung in Fig. 11a und in Parallelschaltung gemäß der Darstellung in Fig. 11b vorzusehen. In der Serienschaltungsanordnung nach Fig. 11a wird der Stromfluß durch Induktionsfeldspulen 91, 92, 93 und 94 konstant gehalten, wenn ein erwünschter Leistungspegel erreicht ist. Der Leistungsdetektor 24 erfaßt den Strom durch die Induktionsheizspulen 91 bis 94 und führt der Zündschaltung 20 ein den besagten Strom darstellendes Spannungssignal zu. Der Vergleicher 30 der Zündschaltung 20 (Fig. 4) vergleicht sie mit einem vom Benutzer eingestellten Wert zur Abgabe eines Ausgangssignals, das der Differenz zwischen der tatsächlich an den Verbraucher abgegebenen Leistung und dem gewünschten Leitungspegel entspricht. Das Ausgangssignal aus dem Vergleicher 30 steuert die Frequenz des Oszillators 32 so, daß die Frequenz bis zum Erreichen des erwünschten Werts angehoben wird, wenn

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die tatsächliche Leistung niedriger als der gewünschte Wert ist, und daß die Frequenz zum Erreichen des erwünschten Werts verringert wird, wenn die tatsächliche Leistung höher als der erwünschte Wert ist.

Bei der Anordnung nach Fig. 11b sind Induktionsheizspulen 91 bis 9k parallel zu dem Thyristorpaar 21, 22 geschaltet, wobei die über den parallelgeschalteten Induktionsheizspulen 91 bis 9k entwickelte Spannung mittels eines Leistungsdetektors erfaßt wird, der durch einen parallel zu den Induktionsheizspulen 91 bis 9k geschalteten Gleichrichter 95 gebildet ist. Die gleichgerichtete Spannung stellt die an die Belastung abgegebene Leistung dar und wird an den Vergleicher 30 der Zündschaltung 20 (Fig. k) angelegt. Wie in Verbindung mit der Schaltung nach Fig. 11a beschrieben ist, wird die Frequenz des Oszillators 33 zum Erreichen des erwünschten Leistungswerts gesteuert und die Spannung über den Induktionsheizspulen 91 bis 9k konstant gehalten, sobald der erwünschte Leistungswert erreicht ist.

Bei den Anordnungen in den beiden Fig. 11a und 11b wird die elektromagnetische Kopplung zwischen der Belastung und jeder Induktionsheizspule mittels eines in Fig. lic gezeigten Hebemechanismus erzielt, in welchem jede der Induktionsheizspulen 91 bis 94 von einem Schrägstützen- bzw. Scheren-Hebemechanismus 96 getragen wird, der von Hand derart betätigt werden kann, daß sich zur Einzelsteuerung der tatsächlich an jeder Spule an die Belastung abgegebenen Leistung der Luftspalt

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zwischen der Belastung 18 und jeder Spule verändert.

Die hochfrequenten elektrischen Schwingungen des Leistungs-Frequenzwandlers 10 können auch zum Erzeugen einer unipolaren bzw. gepolten Hochspannung zusätzlich zu der Erzeugung des elektromagnetischen Flusses für die Induktionserwärmung unter Verwendung eines AufwärtsWandlers verwendet werden, der weniger Windungen aufweist als bei der Erzeugung aus einer niederfrequenten Quelle wie aus dem Wechselstromnetzanschluß nötig sind.

Ein in den Fig. 12 und 13 gezeigtes Ausführungsbeispiel zeigt eine Kombination, bei der die vorstehend beschriebene Induktionserwärmungsvorrichtung in dem gleichen Gehäuse zusammen mit einem Mikrowellenherd herkömmlicher Art untergebracht ist. In der Fig. 12a ist ein Aufwärtstransformator 101 mit seiner Primärwicklung parallel zu den Anschlüssen des Resonanzkondensators 15 geschaltet, während seine Sekundärwicklung an eine Gleichrichterschaltung 102 mit einer Diode 103 und einem Glättungskondensator 104 angeschlossen ist. Die Gleichrichterschaltung 102 setzt die über der Sekundärwicklung des Aufwärtswandlers bzw. Transformators 101 entwickelte hochfrequente Hochspannung in eine unipolare bzw. gepolte Hochspannung um, die der Anode und der beheizten Kathode eines Magnetrons 100 zugeführt wird. Die Kathode des Magnetrons 100 wird von einem an die Wechselspannungsquelle 12 angeschlossenen Transformator 105 mit Wechselstrom niedriger Spannung gespeist. Das Magnetron 100 erzeugt Schwingungen mit einer Frequenz in dem Mikrowellen-

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bereich, die über einen Hohlleiter 106 in eine elektromagnetisch abgeschirmte Kammer 111 eines Mikrowellenherdgehäuses 110 gestrahlt werden (Fig. 13a). Die Kammer 111 ist zu Abschirmungszwecken aus Aluminium aufgebaut und elektrisch mit Erde verbunden. Eine nicht-metallische Kochgeschirr-Tragplatte 107 ist in dem unteren Teilbereich der Kammer 111 in einer von der Bodenwandung derselben abstehenden Lage angeordnet. Die Induktionsheizspule 14 ist innerhalb des Zwischenraums zwischen der Tragplatte 107 und der Bodenwandung der Kammer 111 angeordnet und an den vorstehend beschriebenen Leistungs-Frequenzwandler 10 angeschlossen. Da Aluminium ein nicht-magnetisches Material ist, werden durch das durch die Induktionsheizspule 14 errichtete hochfrequente elektromagnetische Feld in den Wandungen der Kammer 111 in der Nähe der Spule 14 keine Wirbelströme erzeugt. Die umgesetzte hohe Gleichspannung kann durch Verändern der elektromagnetischen Kopplung zwischen der primären und der sekundären Wicklung des Aufwärtswandlers 101 eingestellt werden, was in der Zeichnung durch den Pfeil angedeutet ist. Die nichtmetallische Tragplatte 107 dient als gemeinsame Fläche für metallisches Kochgeschirr für die Induktionserwärmung und nicht-metallisches Kochgeschirr für die Erwärmung unter dem Einfluß der Mikrowelienstrahlungsenergie. Es ist daher wichtig, den Benutzer darauf hinzuweisen, daß beim Betreiben des Geräts in Induktionserwärmungsbetriebsart das Kochgeschirr aus metallischem eisenhaltigen Material sein muß, während bei der Mikrowellen-Betriebsart das Kochgeschirr aus nicht-metallischem Material sein muß. Da die Mikrowellenstrahlungsenergie in den Lebensmitteln Wärme mit durchgehend gleichförmiger Temperatur

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erzeugt, während die Induktionserwärmung Wärme in dem Kochgeschirrmaterial erzeugt, die wiederum die darin enthaltenen Lebensmittel von der Außenfläche her fortschreitend erwärmt, sind unterschiedliche Kochbedingungen zum Erzielen unterschiedlicher Ergebnisse gegeben, wobei z.B. die Induktionserwärmung einen Anbrenneffekt erzeugt, der ein geringes Verbrennen an der Oberfläche der Lebensmittel bewirkt, so daß ein von dem bei der Mikrowellenerwärmung erhaltenen Geschmack verschiedener Geschmack erzielt werden kann.

Zum wahlweisen Arbeiten entweder in der Induktionserwärmungsbetriebsart oder in der Mikrowellenerwärmungsbetriebsart kann ein Wechselschalter 112 vorgesehen werden. Der Wechselschalter 112 kann ein in der Fig. 12b gezeigter Umschalter sein, dessen bewegbarer Kontakt zwischen den Resonanzkreis 23 und die Induktionsheizspule 14 geschaltet ist und zum Schaffen einer Verbindung zwischen dem Resonanzkreis 23 und der Primärwicklung des Aufwärtswandlers 101 geschaltet werden kann. Bei diesem Beispiel besitzt der Aufwärtswandler 101 die gleiche Induktivität wie die Induktionsheizspule 14, damit Schwingungen mit der gleichen Frequenz entstehen, wenn der Wechselschalter 112 auf eine der beiden Seiten seiner ortsfesten Kontakte geschaltet ist. In der Fig. 13b ist die Induktionsheizspule 14 von einem Hebemechanismus 9 getragen, wie er in Verbindung mit der Fig. lic beschrieben ist. Der Hebemechanismus 9 wiederum ist an der oberen Wandung der geschirmten Kammer 111 des Mikrowellenherds angeordnet und in demselben Gehäuse 110 zusammen mit dem als Mikrowellenoazillator dienenden Magnetron 100 unter-

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gebracht. Das Gehäuse 110 besitzt an seiner oberen Wandung eine nicht-metallische Kochgeschirr-Tragplatte 16, die mit dem anderen Teilbereich der oberen Wandung plan ist und die oberhalb der Induktionsheizspule 14 angeordnet ist. Bei dieser Anordnung werden die Lebensmittel in der Kammer 1.i untergebracht, wenn mit der Mikrowellenstrahlungsenergie erwärmt wird, und auf der Tragplatte 16, wenn in der Induktionserwärmungs-„betriebsart erwärmt wird. Die Höhe der Induktionsheizspule 14 wird von Hand mittels eines (nicht gezeigten) mechanischen Gestänges eingestellt, das dem Benutzer zugängig ist.

Ein weiteres Beispiel der Verwendung der ültraschallfrequenten Schwingungen des Leistungs-Prequenzwandlers 10 ist in den Fig. 14 und 15 gezeigt. In Fig. 14 ist ein Spannungsvervielfacher 200· parallel zu dem Kondensator 15 des Resonanzkreises 23 geschaltet, um so an Ausgangsanschlüssen 2Oi und 202 eine hohe Gleichspannung zu erzeugen, an die ein elektrostatischer Staub- bzw. Dunstfänger 203 angeschlossen ist. Der Spannungsvervielfacher 200 besitzt eine erste Gruppe in Reihe geschalteter Kondensatoren CL bis C,, eine zweite Gruppe in Reihe geschalteter Kondensatoren Cn bis Cg und eine Mehrzahl von Dioden D^ bis Dg. Jede der Dioden ist zwischen die Verbindungspunkte der ersten und der zweiten Gruppe von Kondensatoren geschaltet und abwechselnd in die entgegengesetzten Richtungen gepolt, so daß die Kondensatoren der ersten Gruppe mittels der Dioden mit den Kondensatoren der zweiten Gruppe gegeneinander versetzt bzw. im Zickzack verbunden sind. Jeder der Kondensatoren einer jeden der beiden Gruppen speichert Ladung, die

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- do -

sich zu dem Ausgangsanschluß 201 hin ansteigend aufbaut. Der Dunstfänger 203 ist herkömmlich aufgebaut und besitzt eine Mehrzahl einander gegenüberstehender Elektroden, die an die von dem Spannungsvervielfacher 200 erhaltene hohe Gleichspannung angeschlossen sind, damit ein starkes elektrisches Feld zwischen jedem Paar von Elektroden errichtet wird, durch das der Dunst durchgelassen wird. Die Fig. 15 zeigt eine Anordnung des Dunstfängers 203 in der Induktionserwärmungsvorrichtung gemäß der vorangehenden Beschreibung. Der Dunstfänger 203 ist innerhalb eines Gehäuses 204 mit einem nicht-metallischen Kochgeschirr-Auflagedeckel 206 und einem in der Öffnung zwischen dem Deckel 206 und einer Rückwand 208 angebrachten Lufteinlaßgitter 207 angeordnet und besitzt einen über einen Kanal 209 mit dem Lufteinlaßgitter 207 verbundenen Lufteinlaß und einen Luftauslaß, der an einen Ventilator 205 angeschlossen ist, welcher in einem Kanal 210 angebracht ist, der zu einem an dem unteren Teil des Gehäuses 204 angebrachten Luftauslaßgitter 211 führt. Die von dem Ausgang aus dem Leistungs-Frequenzwandler 10 erregte Induktionsheizspule 14 ist unterhalb der Kochgeschirr-Auflagedecke 206 angeordnet, auf die ein Metallkochgeschirr 18 gestellt ist. Wenn der Ventilator 205 eingeschaltet wird, wird zwangsweise ein Luftstrom durch das Lufteinlaßgitter 207 zu dem Luftauslaßgitter 211 erzeugt. Von dem Kochgeschirr 18 auf der Auflagedecke 206 erzeugte unerwünschte Dünste und Gerüche werden durch das Lufteinlaßgitter 207 eingeführt und gelangen durch den Dunstfänger 203, wo sie durch das starke elektrostatische Feld zwischen den Fangelektroden geladen werden und an diese anhaften. Das ist besonders

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vorteilhaft beim Braten von Lebensmitteln, bei dem sich eine Abgabe einer beträchtlichen Menge fettigen Materials ergibt.

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Claims

Pat ent anspräche

( 1J Induktionserwärmungsvorrichtung, gekennzeichnet durch ein Paar an eine Wechselstromquelle (12) anschließbarer Eingangsanschlüsse (31, 32), wenigstens ein Paar gegenpolig parallel an die Eingangsanschlüsse angeschlossener erster und zweiter torgesteuerter Schaltvorrichtungen (21, 22), eine Zündeinrichtung (20) zum wiederholten Zünden der ersten und zweiten torgesteuerten Schaltvorrichtungen in der genannten Reihenfolge während einer ersten Halbwelle des Wechselstroms und in einer umgekehrten Reihenfolge während einer zweiten Halbwelle des Wechselstroms, sowie einen Hochfrequenzresonanzkreis (23) mit einer Induktionsheizspule (14), der zur Erzeugung eines Schwingstroms durch die Induktionsheizspule (14) und die gezündete Schaltvorrichtung auf einen durch die gezündete Schaltvorrichtung erzeugten Strom anspricht.
2. Induktionserwärmungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündeinrichtung (20) eine Einrichtung (3^, 38) zum Erzeugen eines ersten und eines zweiten Impulszuges, bei der jeder der Impulse des zweiten Impulszuges bei Verstreichen einer vorbestimmten Zeit nach dem Auftreten eines jeden der Impulse des ersten Impulszuges auftritt, und eine Einrichtung (37, 39) zum Versorgen der ersten und der zweiten torgesteuerten Schaltvorrichtungen (21, 22) mit den ersten bzw. zweiten Impulszügen während der Dauer der ersten Halbwelle des Wechselstroms und mit den zweiten bzw. ersten Impulszügen während der zweiten Halbwelle des Wechselstroms aufweist. 609835/0741
3. Induktionserwärmungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsversorgungs-Vorrichtung eine Vorrichtung (37) zum Ermitteln der Dauer einer jeden Halbwelle des Wechselstroms und eine logische Schaltvorrichtung (39j 50 bis 55) aufweist, die in den Schaltwegen zwischen der Impuls erzeugungsvorrichtung (34, 3Ö) und den torgesteuerten Schaltvorrichtungen (21, 22) vorgesehen ist, um den ersten und den zweiten Impulszug während der ersten Halbwelle des Wechselstroms zu der ersten bzw. zweiten torgesteuerten Schaltvorrichtung zu schalten und die Schaltwege während der zweiten

ι Halbwelle des Wechselstroms zu vertauschen, um den zweiten und den ersten Impulszug an die erste bzw. die zweite torgesteuerte Schaltvorrichtung zu schalten.
4. Induktionserwärmungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Erfassen des Momentanwerts der Wechselstromquelle und eine Vorrichtung zum Verringern der Frequenz der erzeugten Impulse im wesentlichen in Übereinstimmung mit dem erfaßten Wert.
5. Induktionserwärmungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (36) zum Erfassen des Momentanwerts der Wechselstromquelle und eine Vorrichtung (35) zum Sperren des Auftretens der erzeugten Impulse, wenn der erfaßte Wert unterhalb eines vorbestimmten Pegels liegt.
6. Induktionserwärmungsvorrichtung nach Anspruch 1,

gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (2Mb) zum Erfassen der

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an einen darauf aufgesetzten Verbraucher abgegebenen elektri· sehen Leistung und eine Vorrichtung (30b, 33) zum Steuern der Frequenz der erzeugten Impulse in Abhängigkeit von der Größe der erfaßten Leistung.
7. Induktionserwärmungsvorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (30b) zum Vergleichen der erfaßten Leistung mit einem vom Benutzer gewünschten Einstellwert zur Abgabe eines Ausgangssignals sowie eine Vorrichtung (33) zum Steuern der Frequenz der Impulse in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignalt ^;
8. Induktionserwärmungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar torgesteuerter Schaltvorrichtungen (21_s 22) in Reihe zu dem Resonanzkreis (23) geschaltet ist.
9. Induktionserwärmungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar torgesteuerter Schaltvorrichtungen (21, 22) parallel zu dem Resonanzkreis (23) geschaltet ist.
10. Induktionserwärmungsvorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine zweite Induktionsheizspule (92), die in Reihe zu der ersten Induktionsheizspule (91) zum Bilden eines Serien-Resonanzkreises geschaltet ist, so daß die erste und die zweite Induktionsheisspule durch einen hochfrequenten Speisestrom gleicher Stärke gespeist werden, wobei die Leistungs-

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erfassungsvorrichtung (24) in den Resonanzkreis geschaltet ist, um einen darin fließenden Strom zu erfassen, und die Frequenzsteuervorrichtung (33) an die Leistungserfassungsvorrichtung angeschlossen ist, um die Frequenz der Zündimpulse so zu steuern, daß der Strom in dem Resonanzkreis konstant gehalten ist.
11. Induktionserwärmungsvorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein senkrecht bewegbares Auflager (96), auf der die Induktionsheizspule (91) angebracht ist, und eine Vorrichtung zum Einstellen des Abstands zwischen dem Verbraucher (18) und dem Auflager.
12. Induktionserwärmungsvorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine zweite Induktionsheizspule (92), die parallel zu der ersten Induktionsheizspule (92) geschaltet ist, so daß die erste und die zweite Induktionsheizspule durch eine von dem hochfrequenten Speisestrom abgeleitete hochfrequente Spannung gleicher Amplitude gespeist werden, wobei die Leistungserfassungsvorrichtung (95) parallel zu den Induktionsheizspulen geschaltet ist, um eine über diesen aufgebaute Spannung zu erfassen, und die Frequenzsteuervorrichtung (33) an die Leistungserfassungsvorrichtung angeschlossen ist, um die Frequenz der Zündimpulse so zu steuern, daß die erfaßte Spannung konstant gehalten ist.
13. Induktionserwärmungsvorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch ein senkrecht bewegbares Auflager (96), auf dem die Induktionsheizspule (91) angebracht ist, und eine

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Einrichtung zum Einstellen des Abstands zwischen dem Verbraucher (18) und dem Auflager.
14. Induktionserwärmungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mit ihr verbundene Umsetzvorrichtung (101, 102) zum Umsetzen des hochfrequenten Speisestroms in eine gepolte Hochspannung.
15. Induktionserwärmungsvorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (110) mit einer darin befindlichen elektromagnetisch geschirmten Kammer (111), ein Magnetron (100) mit einer geheizten Kathode und einer Anode, das zum Erzeugen hochfrequenter Schwingungen im Mikrowellenbereich von der gepolten Hochspannung gespeist ist, und eine Vorrichtung (106) zum Ausstrahlen der hochfrequenten Schwingungen in die Kammer.
16. Induktionserwärmungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsheizspule (14) oben auf dem Gehäuse (110) angebracht ist..
17. Induktionserwärmungsvorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch ein senkrecht bewegbares Auflager (9), auf dem die Induktionsheizspule (14) angebracht ist,und eine eine Vorrichtung zum Einstellen der Höhe der Induktionsheizspule bezüglich eines Verbrauchers (18), der darüberliegend angeordnet ist.

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18. Induktionserwärmungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzvorrichtung einen Aufwärtswandler (101) mit einer zur Aufnahme des hochfrequenten Speisestroms geschalteten Primärwicklung, einen an die Sekundärwicklung des Aufwärtswandlers angeschlossenen Gleichrichter (102) zum Umsetzen des hochfrequenten Speisestroms in die gepolte Hochspannung und eine Einstellvorrichtung zum Einstellen der elektromagnetischen Kopplung zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung des Aufwärtswandlers.
19. Induktionserwärmungsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung in dem Resonanzkreis angebracht ist.
20. Induktionserwärmungsvorrichtung nach' Anspruch 15> dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsheizspule (14) auf der unteren Wandung der geschirmten Kammer (111) angebracht ist, und daß über der Induktionsheizspule eine nicht-metallische Kochgeschirr-Auflage (107) angeordnet ist.
21. Induktionserwärmungsvorrichtung nach Anspruch 15* gekennzeichnet durch einen in den Resonanzkreis geschalteten Umschalter (112) zum wahlweisen Durchverbinden des hochfrequenten Speisestroms entweder zu der Induktionsheizspule (14) oder zu der Unisetzvorrichtung (101, 102).
22. Induktionserwärmungsvorrichtung nach" Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetζvorrichtung einen Span-

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nungsvervielfacher (200) mit einem Paar aus einer ersten und einer zweiten Gruppe in Reihe geschalteter Kondensatoren (C₁ bis "C^, C₁J bis Cg) und mit einer Mehrzahl von Dioden (D₁ bis Or) aufweist, von denen jede zwischen einen Verbindungspunkt zwischen aufeinanderfolgenden Kondensatoren der ersten Gruppe und einen Verbindungspunkt zwischen aufeinanderfolgenden Kondensatoren der zweiten Gruppe geschaltet ist, wobei die Dioden abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen gepolt sind.
23. Induktionserwärmungsvorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (204) mit einer nicht-metallischen oberen Wandung (206) und seitlichen unteren Wandungen, eine angrenzend an die obere Wandung angeordnete Vorrichtung (207) zum Ansaugen von Luft In einen Durchlaß (205, 209, 210) und einen elektrostatischen Staub- und Dunstfänger (203), der in dem Durchlaß angeordnet ist und von der gepolten Hochspannung gespeist ist, wobei die Induktionsheizspule (14) unterhalb der oberen Wandung (206) angeordnet ist.
24. Induktionserwärmungsvorrichtung, gekennzeichnet durch ein Paar an eine Wechselstromquelle (12) anschließbarer Eingangsanschlüsse (31, 32), ein Paar aus einer ersten und einer zweiten torgesteuerten Schaltvorrichtung (21, 22), die gegenpolig parallel an die Eingangsanschlüsse angeschlossen sind, eine Vorrichtung (34, 38) zum wiederholten Zünden der ersten und der zweiten torgesteuerten Schaltvorrichtung in Aufeinanderfolge während einer ersten Halbwelle des Wechselstroms auf die Weise, daß jedes Zünden der zweiten torgesteu-

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erten Schaltvorrichtung (22) um einen vorbestimmten Zeitablauf nach dem Auftreten eines jeden Zündens der ersten torgesteuerten Schaltvorrichtung (21) auftritt, eine Vorrichtung (37) zum Erfassen des Polaritätswechsels des Wechselstroms, eine Vorrichtung (39) zum Umkehren der Reihenfolge des Zündens der ersten und der zweiten torgesteuerten Schaltvorrichtung aufgrund des Erfassens des Polaritätswechsels des Wechselstroms und einen Hochfrequenz-Resonanzkreis (23) mit einer Induktionsheizspule (14), der auf einen mittels der entzündeten Schaltvorrichtung hervorgerufenen Strom mit der Erzeugung eines Schwingstroms durch die Induktionsheizspule und die gezündete Schaltvorrichtung anspricht.
25. Induktionserwärmungsvorrichtung, gekennzeichnet durch ein erstes Paar aus einer ersten und einer zweiten torgesteuerten Schaltvorrichtung (71, 72), die gegenpolig parallelgeschaltet sind, ein zweites Paar aus einer dritten und einer vierten torgesteuerten Schaltvorrichtung (73, 7²I), die gegenpolig parallelgeschaltet sind, wobei das erste und das zweite Paar in Reihe zu einer Wechselstromquelle (12) geschaltet sind, damit sie von dieser gespeist werden, und wobei die erste und die dritte Schaltvorrichtung (71, 73) in der gleichen Leitrichtung gepolt sind, während die zweite und die vierte Schaltvorrichtung (72, 7²O in die entgegengesetzte Leitrichtung gepolt sind, durch eine Vorrichtung (20) zum wiederholten aufeinanderfolgenden Aufsteuern der ersten, der zweiten, der dritten und der vierten Schaltvorrichtung in der genannten Reihenfolge während einer ersten Halbwelle des Wechselstroms und in umge-

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kehrter Reihenfolge während einer zweiten Halbwelle des Wechselstroms, und durch eine eine Induktionsheizspule (I²O enthaltende Hochfrequenz-Resonanzschaltung (23), die auf einen durch das Aufsteuern der Schaltvorrichtung hervorgerufenen Strom mit der Erzeugung eines Schwingstroms durch die Induktionsheizspule und die aufgesteuerten Schaltvorrichtungen anspricht.
26. Induktionserwärmungsvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzschaltung (23) parallel zu einem der beiden Paare von Schaltvorrichtungen geschaltet ist.
27· InduktionserwärmungsVorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzschaltung ein erstes und ein zweites kapazitives Element (75, 76) aufweist, die in Reihe parallel zu dem ersten und zweiten Paar von Schaltvorrichtungen geschaltet sind, wobei die Induktionsheizspule (77) zwischen einen Schaltungspunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Paar von Schaltvorrichtungen und einen Schaltungspunkt zwischen dem ersten und dem zweiten kapazitiven Element geschaltet ist.
28. Induktionserwärmungsvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch, gekennzeichnet, daß die Resonanzschaltung ein Paar aus einem ersten und einem zweiten induktiven Element (78, 79), die in Reihe zu dem ersten und dem zweiten Paar von Schaltvorrichtungen geschaltet sind, ein Paar aus einem ersten und einem zweiten kapazitiven Element (75, 76"), die in Reihe parallel

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zu dem ersten und dem zweiten Paar von Schaltvorrichtungen geschaltet sind, und einen die Induktionsheizspule (77) enthaltenden ersten Resonanzkreis (80) aufweist, der zwischen einen Schaltungspunkt zwischen dem ersten und dem zweiten induktiven Element und einen Schaltungspunkt zwischen dem ersten und dem zweiten kapazitiven Element geschaltet ist, wobei das erste kapazitive Element (75) und das erste induktive Element (78) einen zweiten Resonanzkreis (86) bilden, das zweite kapazitive Element (76) und das zweite induktive Element (79) einen dritten Resonanzkreis (87) bilden und der erste Resonanzkreis (85) auf eine Frequenz abgestimmt ist, die das Doppelte der Frequenz ist, auf die der zweite und der dritte Resonanzkreis abgestimmt sind.

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