Heizvorrichtung für ein Induktionsgargerät

Abstract

 Die Erfindung geht aus von einer Heizvorrichtung (2) für ein Induktionsgargerät, umfassend einen Induktor (4) zur Erwärmung eines Heizelements (10) eines Garbehälters (8) und eine Steuereinheit (12), die dazu vorbereitet ist, das Heizelement (10) auf das Erreichen einer Kochtemperatur zu überwachen.
Es wird vorgeschlagen, dass die Überwachung durch die Einstellung einer Frequenz (f) des Wechselstroms, der den Induktor (4) durchfließt, und die Erfassung zumindest einer elektrischen Größe (p) in Abhängigkeit von der Zeit (t) erfolgt. Hierdurch kann die Kochtemperatur besonders einfach, zuverlässig und schnell überwacht werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung geht aus von einer Heizvorrichtung für ein Induktionsgargerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Aus der EP 1 420 613 A2 ist eine Heizvorrichtung für ein Induktionsgargerät bekannt, bei der eine Steuereinheit die Temperatur eines Garbehälters auf das Erreichen einer Kochtemperatur überwacht. Hierdurch kann das Kochen einer Flüssigkeit oder eines Gerichts in dem Garbehälter erkannt und die Heizleistung eines Induktors zur Erwärmung des Garbehälters automatisch reduziert werden, so dass das Wasser im Garbehälter nur leicht weiterkocht bzw. das Gericht im Garbehälter nicht anbrennt.

[0003] Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Heizvorrichtung für ein Induktionsgargerät bereitzustellen, die hinsichtlich der Überwachung auf das Erreichen einer Kochtemperatur des Garbehälters verbessert ist.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.

[0005] Die Erfindung geht aus von einer Heizvorrichtung für ein Induktionsgargerät, umfassend einen Induktor zur Erwärmung eines Heizelements eines Garbehälters und eine Steuereinheit, die dazu vorbereitet ist, das Heizelement auf das Erreichen einer Kochtemperatur zu überwachen.

[0006] Es wird vorgeschlagen, dass die Überwachung durch die Einstellung einer Frequenz des Wechselstroms, der den Induktor durchfließt, und die Erfassung zumindest einer elektrischen Größe in Abhängigkeit von der Zeit erfolgt. Durch die Einstellung einer Frequenz kann die Überwachung besonders zuverlässig und zeitnah erfolgen. Die Erfassung der elektrischen Größe ermöglicht eine besonders einfache Überwachung der Kochtemperatur. Hierdurch kann das Kochen besonders schnell erkannt und schnell darauf reagiert werden, beispielsweise durch eine Verringerung der Heizleistung.

[0007] Das Induktionsgargerät kann ein Herd oder nur ein Kochfeld oder Backofen sein und der Garbehälter ein Topf oder eine Backröhre oder dergleichen. Die elektrische Größe kann eine Größe des Induktionsgargeräts sein, beispielsweise die Eingangsspannung, die von einer Schaltung zur Erzeugung eines Wechselstroms im Induktor verwendet wird. Zweckmäßigerweise ist die elektrische Größe jedoch eine Größe des Induktors, beispielsweise der Strom durch den Induktor und/oder die Spannung am Induktor. Zur Überwachung kann eine einzige elektrische Größe in Abhängigkeit von der Zeit erfasst werden, beispielsweise ein Strom- oder Spannungswert, oder es können mehrere elektrische Größen in Abhängigkeit von der Zeit erfasst werden, beispielsweise ein Strom- und ein Spannungswert. Im Folgenden wird die Bezeichnung der elektrischen Größe auch für ein Ensemble aus miteinander in Beziehung stehenden und in Abhängigkeit von der Zeit erfassten elektrischen Größen verwendet.

[0008] Die elektrische Größe steht vorteilhafterweise in einer bekannten Beziehung zur Temperatur des Heizelements. Diese Beziehung kann absolut sein, so dass aus der elektrischen Größe die Temperatur des Heizelements direkt ermittelt werden kann. Es ist jedoch ausreichend, wenn die Beziehung relativ ist, so dass aus einer Veränderung der elektrischen Größe auf eine Veränderung der Temperatur des Heizelements geschlossen werden kann. Die Erfassung der elektrischen Größe in Abhängigkeit von der Zeit erfolgt zweckmäßigerweise durch eine zeitliche Abfolge von mehreren Messungen der Größe und insbesondere durch eine Ermittlung des Gradienten der Größe aus den Messungen.

[0009] In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die elektrische Größe mit der Induktivität eines Systems, umfassend den Induktor und das Heizelement, korreliert. Durch eine Temperaturänderung des Heizelements ändert sich typischerweise auch die Induktivität des Heizelements und dadurch die Induktivität des Systems, das den Induktor und das Heizelement umfasst. Steht die elektrische Größe mit der Induktivität dieses Systems in mittelbarer oder unmittelbarer Verbindung, so kann auf einfache Weise aus der elektrischen Größe auf die Temperatur bzw. die Temperaturbewegung des Heizelements geschlossen werden. Eine Überwachung der Temperatur auf ein Kochen ist in einfacher Weise möglich. Zweckmäßigerweise ist die elektrische Größe mit der Leistung des Induktors korreliert und steht insbesondere in einem direkten Verhältnis zur Leistung, wodurch besonders einfach auf die Temperatur des Heizelements geschlossen werden kann.

[0010] Eine besonders einfache und komfortable Steuerung der Heizvorrichtung kann erreicht werden, wenn die Steuereinheit zur Steuerung der Leistung des Induktors anhand der elektrischen Größe vorbereitet ist. In diesem Fall kann die elektrische Größe sowohl zum Zweck der Steuerung der elektrischen Leistung ausgewertet werden als auch zur Überwachung der Kochtemperatur, wodurch die gleiche Größe ― bzw. das gleiche Ensemble von Größen ― zur Steuerung oder Regelung von zwei Prozessen verwendet werden kann. Es können Bauteile eingespart und Datenverarbeitungsprozesse vereinfacht werden. Insbesondere ist die Steuereinheit zur Konstanthaltung der Temperatur des Heizelements anhand der elektrischen Größe vorbereitet.

[0011] Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit zur Konstanthaltung der Frequenz während der Erfassung in Abhängigkeit von der Zeit vorbereitet. Hierdurch kann ein Arbeitspunkt der Messungen stabil gehalten werden, wodurch zuverlässig verwertbare Ergebnisse der Messung erreicht werden können.

[0012] Insbesondere ist die Steuereinheit zur Festlegung von Messzeitbereichen mit zumindest einem dazwischenliegenden Heizzeitbereich vorgesehen, wobei die Frequenz in den Messzeitbereichen mit einer identischen Messfrequenz und im Heizzeitbereich mit einer von der Messfrequenz verschiedenen Heizfrequenz eingestellt ist. Die Heizfrequenz kann unabhängig von einer beispielsweise günstigen Messfrequenz zur Leistungssteuerung des Induktors variiert werden, ohne dass die Zuverlässigkeit der Überwachung beeinträchtigt würde. Durch Verwendung der identischen, also gleichen Messfrequenz während zumindest zwei Messzeitbereichen kann ein zuverlässiges Überwachungsergebnis erreicht werden.

[0013] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit zur Erkennung einer Unterschreitung des Absolutwerts des Gradienten der elektrischen Größe unter einen Grenzwert und zu einer Reaktion der Steuerung auf die Unterschreitung vorgesehen. Eine besonders einfache Überwachung auf das Erreichen der Kochtemperatur kann durch das Erkennen der Unterschreitung des Absolutwerts des Gradienten der elektrischen Größe unter einen Grenzwert erreicht werden. Bei einem Übergang von einem Aufheizprozess zu einem Kochen von Wasser oder einem Gericht im Garbehälter verringert sich der Gradient der elektrischen Größe, also die Veränderung der elektrischen Größe mit der Zeit, da die Temperatur nach einem Ansteigen während des Aufheizens beim Kochen weitgehend konstant bleibt. Diese Stabilität kann durch das geeignete Setzen des Grenzwerts auf besonders einfache Weise erkannt werden. Durch eine Reaktion der Steuerung auf die Unterschreitung, beispielsweise die Verringerung der elektrischen Heizleistung, kann einem Überkochen oder einem Anbrennen des Gerichts effektiv entgegengewirkt werden.

[0014] Zweckmäßigerweise umfasst die Reaktion eine Steuerung der Leistung des Induktors zur Konstanthaltung der Temperatur des Heizelements. Hierdurch kann ein Anbrennen des Gerichts verhindert werden. Eine besonders vorteilhafte Möglichkeit der Steuerung besteht darin, dass die Temperatur auf dem Wert des Zeitpunkts der Unterschreitung konstant gehalten wird. Hierbei kann die Temperatur schon bei Beginn des Kochens konstant gehalten werden, so dass ein starkes Kochen oder Überkochen verhindert wird.

[0015] In einer zusätzlichen oder alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die Reaktion eine Steuerung der Leistung des Induktors zur Verringerung der Temperatur des Heizelements um einen vorbestimmten Temperaturbetrag. Hierdurch kann ein leichtes Köcheln auch dann erreicht werden, wenn der Grenzwert zur zuverlässigen Erkennung eines Kochens hoch ist. Zweckmäßigerweise wird die Temperatur nach der Verringerung konstant gehalten, wodurch ein Aufrechterhalten des leichten Köchelns ermöglicht wird.

[0016] Eine besonders komfortable Bedienung der Heizvorrichtung kann erreicht werden, wenn der Temperaturbetrag von einem Bediener wählbar ist. Der Temperaturbetrag kann eine wählbare Temperaturspanne sein oder eine Kategorie, wie beispielsweise "groß", "mittel" oder "klein". Der Bediener kann somit wählen, wie stark das Wasser bzw. das Gericht kochen soll.

[0017] Ein besonders zuverlässiges Vermeiden eines Überkochens oder Anbrennens kann erreicht werden, wenn die Steuereinheit zur Festlegung des Grenzwerts in Abhängigkeit vom zeitlichen Verlauf der elektrischen Größe vorgesehen ist. Das Erkennen des Kochens bedarf etwas Zeit. Zusätzlich ist das Heizelement bei einem Kochen des Wassers bzw. des Gerichts bereits etwas heißer als die Kochtemperatur. Ist nur wenig Wasser oder eine kleine Menge Gericht im Garbehälter, so kann bereits die Zeitverzögerung bzw. der Temperaturunterschied zu einem Überkochen oder Anbrennen führen. Dem kann entgegengewirkt werden, wenn der Grenzwert bei einem schnellen Aufheizen höher gelegt, das Kochen also früher "erkannt" wird, so dass die Zeitverzögerung und die Temperaturdifferenz etwas kompensiert werden. Bei einer großen Menge von Wasser oder Gericht im Garbehälter steht etwas mehr Zeit zur Verfügung, so dass der Grenzwert niedriger festgelegt werden kann.

[0018] Eine hohe Zuverlässigkeit der Erkennung des Kochens kann erreicht werden, wenn die Steuereinheit zur Steuerung einer Verifikationsphase vor der Reaktion und nach der Unterschreitung vorbereitet ist. Zufällige Fehler können vermieden werden, beispielsweise durch mehrere weitere Messungen, die nach dem Erkennen der Unterschreitung vorgenommen werden. Die Reaktion wird dann erst nach den weiteren Messungen ausgeführt. Zweckmäßigerweise ist die Dauer der Verifikationsphase abhängig vom zeitlichen Verlauf der elektrischen Größe, wodurch eine Zeitverzögerung bei einem schnellen Aufkochen gering gehalten werden kann.

[0019] Die Erfindung ist außerdem auf ein Verfahren zum Steuern einer Heizvorrichtung für ein Induktionsgargerät gerichtet, bei dem ein Heizelement eines Garbehälters durch eine Steuereinheit auf das Erreichen einer Kochtemperatur überwacht wird. Es wird vorgeschlagen, dass die Überwachung durch die Einstellung einer Frequenz des Wechselstroms, der einen Induktor durchfließt, und die Erfassung einer elektrischen Größe in Abhängigkeit von der Zeit erfolgt. Es kann ein schnelles und zuverlässiges Erkennen eines Kochens auf einfache Weise erreicht werden.

[0020] Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

[0021] Es zeigen:

Fig. 1

eine Heizvorrichtung für ein Induktionsgargerät, auf dem ein Topf steht,

Fig. 2

ein Diagramm, in dem die Leistung eines Induktors in Abhängigkeit von der Frequenz des Wechselstroms durch den Induktor und die Temperatur des Topfs dargestellt ist,

Fig. 3

ein Diagramm, auf dem die Temperatur des Topfs und die Leistung des Induktors gegen die Zeit dargestellt ist,

Fig. 4

eine Steuersequenz der Steuereinheit mit Heizzeitbereichen und Messzeitbereichen und

Fig. 5

ein Diagramm wie in Figur 2 mit einem weitere Schritte umfassenden Steuerungsablauf.

[0022] Figur 1 zeigt eine Heizvorrichtung 2 mit einem schematisch dargestellten und als Wicklung ausgeführten Induktor 4 unter einer Tragplatte 6. Auf der Tragplatte 6 ist ein Garbehälter 8 in Form eines geschnitten gezeichneten Topfs dargestellt, dessen Topfboden ein Heizelement 10 aus einem ferritischen Material umfasst. Mit dem Induktor 4 verbunden ist eine Steuereinheit 12, die über eine Schaltung 14 einen Wechselstrom im Induktor 4 erzeugt. Die schematisch dargestellte Schaltung 14 umfasst eine Halbbrückenschaltung aus Leistungstransistoren und Gleichrichtern, die mit einer Eingangsspannung u₀ einer Stromquelle 16, beispielsweise eines Stromversorgungsnetzes, beaufschlagt sind. Die Steuereinheit 12 dient zur Steuerung der Schaltung 14 und umfasst Messelemente zur Messung der Spannung u₁, die am Induktor 4 anliegt, und des Stroms i_i, der durch den Induktor 4 fließt. Zusätzlich wird die Eingangsspannung u₀ von der Steuereinheit 12 erfasst, die Mittel zur Erfassung von Spitzenwerten sowie Mittelwerten der Eingangsspannung u₀, der Spannung u₁ und des Stroms i₁ aufweist. Zusätzlich weist die Steuereinheit 12 Rechen-, Speicher-, und/oder Auswertemittel auf, die zur Erfassung einer oder mehrerer dieser Größen als elektrische Größen in Abhängigkeit von der Zeit vorgesehen sind.

[0023] Zur Aufheizung des Heizelements 10 und damit eines Gerichts im Garbehälter 8 wird die Schaltung 14 durch die Steuereinheit 12 so geschaltet, dass ein Wechselstrom mit der Frequenz f durch den Induktor 4 fließt. Das von dem Wechselstrom erzeugte Magnetfeld erzeugt Wirbelströme im Heizelement 10, die das Heizelement 10 aufheizen. Die Leistung P, mit der das Heizelement 10 aufgeheizt wird, ist hierbei abhängig von der Frequenz f, wie im Diagramm in Figur 2 gezeigt ist. In Figur 2 ist die Leistung P über die Frequenz f des Stroms i₁ durch den Induktor 4 aufgetragen. Die Leistung P ist in Einheiten der maximalen Leistung P_max und die Frequenz f ist in Einheiten der Resonanzfrequenz f_r eines Schwingkreises, der den Induktor 4 umfasst, aufgetragen. Bei der Resonanzfrequenz f_r, beispielsweise 30 kHz, erreicht die Leistung P die Maximalleistung P_max, beispielsweise drei kW. Wird die Frequenz f von der Steuereinheit 12 höher oder niedriger geschaltet, so ist die Leistung P kleiner als die Maximalleistung P_max.

[0024] Die Leistung P ist außer von der Frequenz f auch von der Induktivität L des Systems, umfassend den Induktor 4 und das Heizelement 10, abhängig. Die Induktivität L ist wiederum abhängig von der Temperatur T des Heizelements 10, so dass die Leistung P als eine Funktion ausdrückbar ist, die abhängig ist von der Frequenz f des Stroms i₁ durch den Induktor 4, der Induktivität L bei Standardbedingungen, beispielsweise bei Raumtemperatur, und der Temperatur T des Heizelements 10: P = f(f, L, T). In Figur 2 ist die Leistung P in zwei Kurven dargestellt, nämlich bei einer niedrigen Temperatur T₁ und bei einer höheren Temperatur T₂ des Heizelements 10. Wird die Leistung P bei beispielweise einer Frequenz f = 1,4 f_r zu einem ersten Zeitpunkt gemessen, bei dem die Temperatur T₁ des Heizelement 10 niedrig ist, und bei gleicher Frequenz f zu einem späteren Zeitpunkt, bei dem die Temperatur T₂ des Heizelements 10 höher ist, so wird die Messung ergeben, dass die Leistung P zum zweiten Zeitpunkt niedriger ist als zum ersten Zeitpunkt. Die Messung der Leistung P kann durch Messung einer oder mehrerer der oben genannten elektrischen Größen erfolgen, deren Veränderung mit der Temperatur T des Heizelements 10 korreliert ist.

[0025] Durch die Erfassung der elektrischen Größe in Abhängigkeit von der Zeit kann somit eine Veränderung der Temperatur T des Heizelements 10 ermittelt werden. Dieser Zusammenhang ist in Figur 3 dargestellt. Figur 3 zeigt einen beispielhaft dargestellten Verlauf der Temperatur T(t) des Heizelements 10 zusammen mit dem zugehörigen Verlauf der Leistung P(t) des Induktors 4 und einem Verlauf der elektrischen Größe p(t), die von der Steuereinheit 12 ermittelt oder errechnet wird. Ebenfalls dargestellt ist die erste Ableitung dp/dt des zeitlichen Verlaufs der elektrischen Größe p(t), mithin der Gradient der elektrischen Größe p(t).

[0026] Zu einem ersten Zeitpunkt t₀, der den Beginn des Aufheizens des Heizelements 10 darstellt, wird die Leistung P des Induktors 4 auf einen Leistungswert P₁ eingestellt. Dies geschieht beispielsweise dadurch, dass die Steuereinheit 12 die Frequenz f auf einen ersten Wert einstellt, die Leistung P des Induktors 4 durch Messung und/oder Berechnung der elektrischen Größe p erfasst und bei einer Abweichung der Leistung P vom gewünschten Leistungswert P₁ durch einen iterativen Vorgang die Frequenz f so lange verändert, bis die Leistung P auf den gewünschten Leistungswert P₁ eingestellt ist. Durch die Aufschaltung der Leistung P₁ auf den Induktor 4 wird das Heizelement 10 erwärmt, so dass dessen Temperatur T(t) ansteigt. Bedingt hierdurch sinkt der Wert der elektrischen Größe p(t) langsam ab. Der Gradient dp/dt der elektrischen Größe p(t) ist hierbei negativ, steigt jedoch durch eine Abflachung des zeitlichen Verlaufs der elektrischen Größe p(t) langsam an.

[0027] Erreicht die Temperatur T(t) die Kochtemperatur der Flüssigkeit oder des Gerichts im Garbehälter 8, so steigt die Temperatur T(t) nicht mehr oder nur noch sehr geringfügig an. Der Gradient dp/dt der elektrischen Größe p(t) geht gegen Null oder ist sehr gering. Zu diesem Zeitpunkt t₁ überschreitet der Gradient dp/dt einen vorgegebenen Grenzwert G bzw. der Absolutwert des Gradienten dp/dt unterschreitet diesen Grenzwert G. Der Grenzwert G kann von vornherein festgelegt sein. In dem Verfahren gemäß Figur 3 ist er jedoch aus der Krümmung des Verlaufs der Temperatur T(t) bzw. der Krümmung des Verlaufs der elektrischen Größe p(t) ermittelt, wobei bei einer größeren Krümmung der Grenzwert G größer und bei einer kleineren Krümmung der Grenzwert G kleiner gehalten ist.

[0028] Durch das Über- bzw. Unterschreiten des Grenzwerts G wird von der Steuereinheit 12 eine Reaktion veranlasst, die eine Verringerung der Leistung P(t) auf einen geringeren Leistungswert P₂ umfasst. Das Erkennen des Über- bzw. Unterschreitens des Grenzwerts G kann durch eine oder mehrere Trigger erfolgen und/oder Mess- oder Rechenschritte umfassen. Der Leistungswert P₂ ist hierbei so gewählt, dass das Wasser bzw. das Gericht im Garbehälter 8 leicht köchelt. Durch die Korrelation der elektrischen Größe p(t) mit der Temperatur T(t) des Heizelements 10 kann die Temperatur T(t) durch ein Konstanthalten der elektrischen Größe p(t) ebenfalls konstant gehalten werden. Die Steuerung der Leistung P(t) des Induktors 4 erfolgt somit anhand der elektrischen Größe p(t).

[0029] Im weiteren Verlauf der Zeit t wird die Temperatur T(t) durch ständige Überprüfung der elektrischen Größe p(t) auf dem konstanten Wert eingestellt, so dass ein Anbrennen des Gerichts zumindest weitgehend verhindert wird. Sollte z.B. zu einem Zeitpunkt t_x das Gericht am Heizelement 10 festbacken, eine isolierende Schicht bilden und somit nur ein geringer Wärmeübertrag vom Heizelement 10 auf das Gericht möglich sein, so wird die Leistung P des Induktors 4 sukzessive nach unten korrigiert, so dass die Temperatur T(t) des Heizelements 10 stabil auf dem eingestellten Wert verbleibt.

[0030] Figur 4 zeigt ein Diagramm, in dem die Frequenz f des Stroms i₁ durch den Induktor 4 gegen die Zeit t aufgetragen ist. Während einer Anzahl von Messzeitbereichen Δt₁ wird die Frequenz f stabil auf einer Messfrequenz f_M gehalten und die elektrische Größe p(t) jeweils einmal oder jeweils mehrmals erfasst. Zwischen den Messzeitbereichen Δt₁ sind jeweils Heizzeitbereiche Δt₂ angeordnet, in denen die Frequenz f auf eine Heizfrequenz f_H1 oder f_H2 eingestellt ist. Die Heizfrequenzen f_H1, f_H2 sind unabhängig von der Messfrequenz f_M und können zur Steuerung der Leistung P innerhalb vorgegebener Grenzen beliebig variiert werden. Demgegenüber ist die Messfrequenz f_M ― zumindest über einen Messzyklus von mehreren Messzeitbereichen Δt₁ - immer gleich, so dass ein stabiler Arbeitspunkt zur Erfassung der elektrischen Größe p(t) erreicht wird.

[0031] Figur 5 zeigt ein zur Figur 3 analoges Diagramm, bei dem die Temperatur T(t) des Heizelements 10 und die Leistung P(t) des Induktors 4 gegen die Zeit aufgetragen sind. Auf das Auftragen der elektrischen Größe p(t) und des Gradienten dp/dt der elektrischen Größe p(t) analog zu Figur 3 wurde der Übersichtlichkeit halber verzichtet, wobei der Verlauf dieser Größen analog wie in Figur 3 ist. Wie in Figur 3 unterschreitet der Absolutbetrag des Gradienten dp/dt zum Zeitpunkt t₁ den Grenzwert G, wobei die Steuereinheit 12 die Leistung P(t) des Induktors 4 vorerst auf dem hohen Leistungswert P₁ belässt. In einer an den Zeitpunkt t₁ anschließenden Verifikationsphase Δt_V wird das Verhalten der elektrischen Größe p(t) bzw. deren Gradient dp/dt überprüft. Hierdurch können zufällige oder systematische Fehler bei der Erfassung der elektrischen Größe p(t) in Abhängigkeit von der Zeit t vermieden werden.

[0032] Bei einem positiven Prüfungsergebnis, wenn beispielsweise der Absolutwert des Gradienten dp/dt unterhalb des Grenzwerts G verbleibt, wird zum Zeitpunkt t₂ am Ende der Verifikationsphase Δt_V die Leistung P auf einen sehr niedrigen Leistungswert P₃ reduziert. Hierdurch sinkt die Temperatur T(t) von der ersten Temperatur T₁, die zum Zeitpunkt t₁ erreicht wurde, um einen vorher festgelegten Temperaturbetrag ΔT auf eine niedrigere Temperatur T₂. Der Temperaturbetrag ΔT wurde zuvor von einem Bediener durch eine entsprechende Eingabe an die Steuereinheit 12 auf "mittel" festgelegt, so dass mit der Temperatur T₂ ein mittelstarkes Weiterkochen eines Gerichts im Garbehälter 8 gewährleistet ist. Zum Zeitpunkt t₃ ist die Temperatur T₂ erreicht und die Leistung P(t) des Induktors 4 wird auf einen etwas erhöhten Leistungswert P₂ erhöht, um die Temperatur T(t) des Heizelements 10 auf der Temperatur T₂ zu halten und das gewünschte Kochen des Gerichts im Garbehälter 8 aufrechtzuerhalten.

Bezugszeichen

[0033] 

2

Heizvorrichtung

4

Induktor

6

Tragplatte

8

Garbehälter

10

Heizelement

12

Steuereinheit

14

Schaltung

16

Stromquelle

u₀

Eingangsspannung

u₁

Spannung

i₁

Strom

f

Frequenz

f_r

Resonanzfrequenz

f_M

Messfrequenz

f_H1

Heizfrequenz

f_H2

Heizfrequenz

P

Leistung

P_max

Maximalleistung

P₁

Leistungswert

P₂

Leistungswert

P₃

Leistungswert

L

Induktivität

T

Temperatur

T₁

Temperatur

T₂

Temperatur

ΔT

Temperaturbetrag

p

elektrische Größe

t

Zeit

t₀

Zeitpunkt

t₁

Zeitpunkt

t₂

Zeitpunkt

t₃

Zeitpunkt

t_x

Zeitpunkt

Δt₁

Messzeitbereich

Δt₂

Heizzeitbereich

Δt_v

Verifikationsphase

G

Grenzwert

Ansprüche

1. Heizvorrichtung (2) für ein Induktionsgargerät, umfassend einen Induktor (4) zur Erwärmung eines Heizelements (10) eines Garbehälters (8) und eine Steuereinheit (12), die dazu vorbereitet ist, das Heizelement (10) auf das Erreichen einer Kochtemperatur zu überwachen, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung durch die Einstellung einer Frequenz (f) des Wechselstroms, der den Induktor (4) durchfließt, und die Erfassung zumindest einer elektrischen Größe (p) in Abhängigkeit von der Zeit (t) erfolgt.

2. Heizvorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Größe (p) mit der Induktivität (L) eines Systems, umfassend den Induktor (4) und das Heizelement (10), korreliert ist.

3. Heizvorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12) zur Steuerung der Leistung (P) des Induktors (4) anhand der elektrischen Größe (p) vorbereitet ist.

4. Heizvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12) zur Konstanthaltung der Frequenz (f) während der Erfassung in Abhängigkeit von der Zeit (t) vorbereitet ist.

5. Heizvorrichtung (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12) zur Festlegung von Messzeitbereichen (Δt₁) mit zumindest einem dazwischenliegenden Heizzeitbereich (Δt₂) vorgesehen ist, wobei die Frequenz (f) in den Messzeitbereichen (Δt₁) mit einer identischen Messfrequenz (f_M) und im Heizzeitbereich (Δt₂) mit einer von der Messfrequenz (f_M) verschiedenen Heizfrequenz (f_H1, f_H2) eingestellt ist.

6. Heizvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12) zur Erkennung einer Unterschreitung des Absolutwerts des Gradienten der elektrischen Größe (p) unter einen Grenzwert (G) und zu einer Reaktion der Steuerung auf die Unterschreitung vorgesehen ist.

7. Heizvorrichtung (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion eine Steuerung der Leistung (P) des Induktors (4) zur Konstanthaltung der Temperatur (T) des Heizelements (10) umfasst.

8. Heizvorrichtung (2) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion eine Steuerung der Leistung (P) des Induktors (4) zur Verringerung der Temperatur (T) des Heizelements (10) um einen vorbestimmten Temperaturbetrag (ΔT) ist.

9. Heizvorrichtung (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturbetrag (ΔT) von einem Bediener wählbar ist.

10. Heizvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12) zur Festlegung des Grenzwerts (G) in Abhängigkeit vom zeitlichen Verlauf der elektrischen Größe (p) vorgesehen ist.

11. Heizvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12) zur Steuerung einer Verifikationsphase (Δt_V) vor der Reaktion und nach der Unterschreitung vorbereitet ist.

12. Verfahren zum Steuern einer Heizvorrichtung (2) für ein Induktionsgargerät bei dem ein Heizelement (10) eines Garbehälters (8) durch eine Steuereinheit (12) auf das Erreichen einer Kochtemperatur überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung durch die Einstellung einer Frequenz (f) des Wechselstroms, der einen Induktor (4) durchfließt, und die Erfassung einer elektrischen Größe (p) in Abhängigkeit von der Zeit (t) erfolgt.

Zeichnung