УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЫТОВОГО ПРИБОРА Российский патент 2015 года по МПК H05B6/06 

Изобретение относится к устройству для бытового прибора согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Уровень техники

В уровне техники известны бытовые приборы с питающим модулем, управляющим устройством и несколькими потребителями.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является разработка устройства подобного рода, отличающегося повышенным удобством. Согласно изобретению эта задача решается признаками пункта 1 формулы изобретения. Выгодные варианты исполнения раскрываются в зависимых пунктах формулы.

Изобретение основывается на устройстве для бытового прибора, в частности устройстве для варочной плиты, которое содержит по меньшей мере один питающий модуль, по меньшей мере два, в частности по меньшей мере три, потребляющих модуля и по меньшей мере одно управляющее устройство.

Согласно изобретению предложено выполнить управляющее устройство таким образом, чтобы по меньшей мере в одном режиме работы, в котором по меньшей мере два из потребляющих модулей совместно запитаны от питающего модуля, а сумма мощностей, затребованных потребляющими модулями, превышает доступную мощность питающего модуля, по меньшей мере часть доступной мощности распределялась между потребляющими модулями в зависимости от по меньшей мере одного рабочего параметра. Под «питающим модулем» следует понимать, в частности, совокупность электронных устройств, которая, предпочтительно, предназначена для подачи на потребляющие модули электрической мощности, получаемой питающим модулем, в частности, от отдельной фазы бытовой электрической сети, в частности трехфазной сети, через распределительное устройство, предпочтительно схемное устройство, которое содержит по меньшей мере один механический переключатель, в частности реле, и/или по меньшей мере один электронный переключатель, в частности транзистор. В частности, питающий модуль содержит по меньшей мере один преобразователь напряжения, в частности по меньшей мере один выпрямитель и/или по меньшей мере один инвертор, предназначенный для преобразования переменного напряжения сети в форму, которая может использоваться потребляющими модулями, в частности в пульсирующее постоянное напряжение, в постоянное напряжение и/или, предпочтительно, в высокочастотное переменное напряжение. Под «потребляющим модулем» следует понимать, в частности, модуль, который содержит по меньшей мере один потребитель. В частности, в любом рабочем режиме, в котором потребляющий модуль снабжается энергией, каждый из потребителей снабжается энергией (предпочтительно, одновременно). Предпочтительно, потребители включены параллельно. Под «потребителем» следует понимать, в частности, элемент, предназначенный для преобразования электрической энергии в другую форму энергии, в частности в механическую энергию, предпочтительно в тепловую энергию и/или электромагнитное излучение, выгодным образом, с КПД выше 40%, в частности выше 60%, выгодным образом, выше 80% и, предпочтительно, выше 90%. В частности, потребитель рассчитан таким образом, чтобы он по меньшей мере в одном рабочем режиме непрерывно потреблял мощность, составляющую в среднем по меньшей мере 50 Вт, в частности по меньшей мере 100 Вт, выгодным образом по меньшей мере 500 Вт, в особенно выгодном варианте по меньшей мере 1000 Вт и, предпочтительно, по меньшей мере 2000 Вт, причем цикл такого потребления может повторяться с определенными интервалами, которые составляют по меньшей мере 10 секунд, выгодным образом, по меньшей мере 1 минуту и, предпочтительно, по меньшей мере 5 минут. Предпочтительно, потребитель выполнен в виде нагревательного элемента. Под «управляющим устройством» следует понимать, в частности, электронный блок, который, предпочтительно, по меньшей мере частично встроен в управляющее и/или регулирующее устройство устройства для бытового прибора и, предпочтительно, предназначен по меньшей мере для управления и/или регулирования питающим модулем. Предпочтительно, управляющее устройство содержит вычислительное устройство и, в частности, дополняющий вычислительное устройство блок памяти, в который записана управляющая и/или регулирующая программа, предназначенная для исполнения вычислительным устройством. Под «совместным» снабжением потребляющих модулей энергией, поступающей от питающего модуля, следует понимать режим, в котором энергия подается от питающего модуля на оба потребляющих модуля по меньшей мере один раз в течение максимум 5 минут, в частности максимум 1 минуты, выгодным образом максимум 10 с и, предпочтительно, максимум 2 с. В частности, по меньшей мере два из потребляющих модулей получают энергию от питающего модуля одновременно и/или попеременно, предпочтительно периодически попеременно. Подразумевается, в частности, что мощности, «затребованные» потребляющими модулями, определяются управляющим устройством в рамках исполнения программы и/или задаются пользователем при помощи интерфейса пользователя и превышают 0 Вт. Под «доступной мощностью» следует понимать, в частности, ограничение мощности со стороны бытового прибора, которая может забираться питающим модулем от фазы. В частности, такое ограничение со стороны бытового прибора соответствует параметру, равному максимальной нагрузочной способности фазы, к которой подключен питающий модуль, и, в частности, установленному пользователем, монтажником и/или инженером сервисной службы, и/или равному максимальной нагрузочной способности электронных компонентов питающего модуля, и записанному при производстве устройства для бытового прибора в память управляющего устройства. В частности, для отдельного потребляющего модуля может требоваться максимальная мощность, соответствующая, по меньшей мере 30%, в частности по меньшей мере 50%, выгодным образом по меньшей мере 70% и, предпочтительно, по меньшей мере 90% доступной мощности. Под «частью» доступной мощности следует понимать, в частности, по меньшей мере 1%, в частности по меньшей мере 5%, выгодным образом по меньшей мере 20% и, предпочтительно, по меньшей мере 70%, доступной мощности. Под «рабочим параметром» следует понимать, в частности, постоянный или изменяющийся во время работы устройства для бытового прибора параметр этого устройства. При этом может быть предусмотрена возможность изменения рабочего параметра путем настройки и/или обучения. В частности, доступная мощность распределяется независимо от последовательности активации потребляющих модулей. Под способностью управляющего устройства «распределять» доступную мощность в зависимости от по меньшей мере одного рабочего параметра следует понимать, в частности, способность управляющего устройства определять коэффициент сокращения в зависимости от рабочего параметра по меньшей мере для одного из потребляющих модулей с целью снижения мощности, требующейся для питания потребляющего модуля, до сниженного заданного значения мощности. Под коэффициентом сокращения следует понимать, в частности, действительное число, большее 0 и меньшее или равное 1. Под «определением» следует понимать, в частности, математический расчет с использованием математических функций, в частности сложения, умножения, интегрирования, деления и/или комбинации этих действий, и/или присвоение значений при помощи по меньшей мере одного поля характеристик, записанного в память управляющего устройства, и/или логические операции, основанные на запрограммированных условиях. В частности, в память записаны требуемые и/или назначенные сокращенные величины мощности. В частности, доступная мощность распределяется после повышения по меньшей мере одной из требуемых мощностей в том случае, если сумма требуемых и/или сокращенных мощностей превышает доступную мощность. При этом, в частности, можно повысить удобство пользования.

В частности, по меньшей мере в одном рабочем режиме, в котором сумма затребованных мощностей превышает доступную мощность, а потребляющим модулям назначены мощности, сумма которых не превышает доступную мощность, в ходе согласования мощности, во время которого снижается по меньшей мере одна из мощностей, затребованных для потребляющих модулей, управляющее устройство способно поддерживать на постоянном уровне мощности, назначенные другим потребляющим модулям. В частности, мощность, назначенная потребляющему модулю, снижается только в том случае, если требуемая мощность падает ниже назначенной мощности. С другой стороны, возможны варианты, в которых при снижении требуемой мощности одного из потребляющих модулей будет соразмерно уменьшаться назначенная мощность. В частности, такая система позволяет повысить безопасность благодаря тому, что нагревательная мощность не будет увеличиваться без ведома пользователя.

В выгодном варианте исполнения управляющее устройство выполнено с возможностью распределения между потребляющими модулями по меньшей мере части доступной мощности по меньшей мере в зависимости от мощностей, затребованных для потребляющих модулей. В частности, управляющее устройство выполнено с возможностью соразмерного распределения между потребляющими модулями по меньшей мере части доступной мощности. В частности, потребляющему модулю, для которого требуемая мощность составляет максимум 25%, в частности максимум 15% и, предпочтительно, максимум 5% от доступной мощности, и/или максимальная мощность которого составляет максимум 500 Вт, в частности максимум 300 Вт и, предпочтительно, максимум 100 Вт, назначается мощность, соответствующая требуемой мощности, а оставшаяся мощность, предпочтительно, соразмерно распределяется между прочими потребляющими модулями. Под «соразмерным распределением» между потребляющими модулями следует понимать, в частности, равенство соотношений между назначенной и требуемой мощностью, то есть коэффициент сокращения, для всех потребляющих модулей. В частности, по потребляющим модулям, в частности, по всем потребляющим модулям соразмерно распределяется от 50% до 100%, выгодным образом от 60% до 90%, в особенно выгодном варианте от 70% до 85%, предпочтительно, от 75% до 80% доступной мощности. В частности, назначение (в частности, коэффициент сокращения) потребляющего модуля определяется математической функцией, в частности монотонной, по меньшей мере в критичной для применения области функцией, в частности строго монотонной функцией, предпочтительно, функцией понижения, которая, предпочтительно, отличается от постоянной. Эта функция зависит по меньшей мере от соотношения требуемой мощности потребляющего модуля и суммы требуемых мощностей потребляющих модулей. В частности, можно добиться повышения удобства пользования.

Кроме того, предлагается выполнить управляющее устройство с возможностью распределения по меньшей мере части доступной мощности между потребляющими модулями по меньшей мере в зависимости от по меньшей мере одного сохраненного параметра. В частности, параметр сохранен в памяти управляющего устройства. Сохраненный параметр может представлять собой, в частности, специфичное для бытового прибора свойство, в частности установочное положение и/или величину потребляющих модулей и/или поля характеристик, предназначенного, в частности, для привязки измеренных значений к величинам, влияющим на коэффициенты сокращения. В частности, часть (в частности, до 25%) доступной мощности может распределяться, предпочтительно, между потребляющими модулями с определенными свойствами, в частности, занимающими определенное положение и/или имеющими определенную величину, в частности диаметр, площадь и/или объем, причем, в частности, часть передается по меньшей мере на один предпочтительный потребляющий модуль, а в случае, в котором мощность, назначенная предпочтительному потребляющему модулю, достигает требуемой мощности, остаток мощности распределяется (предпочтительно, соразмерно) по прочим потребляющим модулям. Это позволяет, в частности, повысить удобство пользования.

В следующем варианте исполнения предлагается выполнить управляющее устройство с возможностью распределения по меньшей мере части (в частности, до 25%) доступной мощности между потребляющими модулями в зависимости от по меньшей мере одного статистического параметра, в частности от статистического параметра по меньшей мере одного из потребляющих модулей. Под «статистическим параметром» следует понимать, в частности, параметр, основанный на данных, полученных в течение длительного периода времени, соответствующего, в частности, по меньшей мере последнему дню, последней неделе, последнему месяцу или последнему году работы устройства, а предпочтительно - всему времени работы управляющего устройства, в частности, с момента перезагрузки или первого включения управляющего устройства и/или его запоминающего блока, и, в частности, записанных в память управляющего устройства. Предпочтительно, управляющее устройство выполнено таким образом, чтобы оно могло измерять, собирать и/или сохранять данные по отдельным потребляющим модулям и/или группам потребляющих модулей. В частности, управляющее устройство выполнено таким образом, чтобы оно могло регистрировать и/или анализировать и/или использовать в качестве статистического параметра длительность работы потребляющих модулей, то есть сумму периодов, в течение которых для потребляющих модулей была затребована мощность выше 0 Вт, или количество включений потребляющих модулей, то есть частоту запросов мощности для потребляющего модуля, включения потребляющего модуля и/или изменения мощности, и/или среднюю и/или максимальную затребованную мощность потребляющих модулей. Это позволяет, в частности, повысить удобство пользования.

Кроме того, предлагается выполнить управляющее устройство с возможностью распределения по меньшей мере части доступной мощности между потребляющими модулями по меньшей мере в зависимости от одного параметра, измеряемого датчиком. Под «измеряемым датчиком параметром» следует понимать, в частности, показание датчика и/или значение, полученное на основании показания датчика при помощи функции и/или поля характеристик. Под «датчиком» следует понимать, в частности, модуль, предназначенный для взаимнооднозначного преобразования физической величины (по меньшей мере, в одной области, важной для бытового прибора) в другую физическую величину, предпочтительно, доступную для оценки управляющим устройством, в частности, в электрический, предпочтительно, цифровой сигнал. В частности, в память управляющего устройства заложено поле характеристик, которое позволяет привязать показания датчиков к оценочным величинам. Предпочтительно, к каждому из потребляющих модулей присоединен датчик. В частности, параметр, измеряемый датчиком, представляет собой температуру, влажность или коэффициент заполнения приемной области потребляющего модуля. Под «приемной областью» следует понимать, в частности, область (в частности, поверхность и/или объем) бытового прибора, предназначенную для того, чтобы по меньшей мере частично устанавливать в ней и/или на ней рабочую емкость, в частности варочную посуду, предпочтительно кухонную посуду, и/или емкость для хранения, и/или продукты питания. В частности, приемная область, предпочтительно, зона нагрева, определяется зоной действия силового элемента, предпочтительно, нагревательного элемента. Под «зоной действия» следует понимать, в частности, зону, в которой действие, в частности отдаваемая нагревательная мощность, составляет по меньшей мере 1%, выгодным образом по меньшей мере 5%, предпочтительно по меньшей мере 10%, от максимального локального действия. В частности, под приемной областью понимается поверхность, расположенная непосредственно над силовым элементом, предпочтительно, нагревательным элементом. Под «коэффициентом заполнения» следует понимать, в частности, параметр, описывающий заполнение и/или занятость приемной области. Предпочтительно, коэффициент заполнения обозначает степень заполнения в процентах, предпочтительно, степень покрытия нагревательной поверхности в процентах. Это позволяет, в частности, повысить удобство пользования.

В альтернативном варианте исполнения предлагается выполнить управляющее устройство с возможностью распределения по меньшей мере части доступной мощности между потребляющими модулями по меньшей мере в зависимости от регулировки, выполненной пользователем. Для этого, в частности, устройство для бытового прибора содержит пользовательский интерфейс. При этом, в частности, пользователь может задавать доли доступной мощности, которые распределяются управляющим устройством между потребляющими модулями в соответствии по меньшей мере с одним из названных выше критериев. В частности, пользователь может задать долю, которая будет распределяться по потребляющим модулям в соответствии с заданными пользователем приоритетами, в размере, в частности, не более 50%, предпочтительно, не более 25%. В частности, пользовательские настройки записываются в память и вызываются по мере необходимости и/или вводятся и обрабатываются в процессе работы в реальном времени. В частности, это позволяет повысить удобство пользования за счет расстановки приоритетов нагрузки потребляющих модулей в соответствии с предпочтениями пользователя.

В выгодном варианте исполнения устройство для бытового прибора выполнено в виде индукционного нагревательного устройства и тем самым потребляющие модули выполнены в виде индукционных нагревательных модулей. В частности, питающий модуль содержит по меньшей мере один частотный нагревательный блок. Под «частотным нагревательным блоком» следует понимать, в частности, электрический блок, генерирующий для индукционного нагревательного блока колебательный электрический сигнал, предпочтительно, с частотой коммутации по меньшей мере 1 кГц, в частности по меньшей мере 10 кГц, выгодным образом по меньшей мере 20 кГц, в частности не более 100 кГц. В частности, частотный нагревательный блок предназначен для вырабатывания потребляемой индукционным нагревательным блоком максимальной электрической мощности, составляющей по меньшей мере 1000 Вт, в частности по меньшей мере 2000 Вт, выгодным образом по меньшей мере 3000 Вт и, предпочтительно, по меньшей мере 3500 Вт. В частности, частотный нагревательный блок содержит по меньшей мере один инвертор, который содержит, предпочтительно, по меньшей мере два симметричных полевых переключателя, которые, предпочтительно, включены последовательно и образованы, в частности, транзистором и включенным параллельно ему диодом. В особенно выгодном варианте этот блок содержит по меньшей мере по одному демпфирующему емкостному элементу, включенному параллельно соответствующему симметричному полевому переключателю и образованному, в частности, по меньшей мере одним конденсатором. Это позволяет обеспечить высокочастотное энергоснабжение индукционного нагревательного блока. Съем напряжения на высокочастотном блоке расположен, в частности, на общем контакте двух симметричных полевых переключателей. Под «индукционным нагревательным блоком» следует понимать, в частности, потребляющий модуль, который содержит по меньшей мере один индукционный нагревательный элемент. Под «индукционным нагревательным элементом» следует понимать, в частности, намотанный электрический проводник, предпочтительно, в форме диска, по которому по меньшей мере в одном рабочем режиме протекает высокочастотный переменный ток. Предпочтительно, индукционный нагревательный элемент предназначен для преобразования электрической энергии в переменное магнитное поле, которое предназначено для наведения вихревых токов и/или создания эффекта перемагничивания в металлическом, предпочтительно, по меньшей мере частично ферромагнитном теплоносителе, в частности варочной посуде, в результате чего происходит выделение тепла. В случае исполнения в виде индукционных нагревательных устройств можно повысить удобство пользования за счет быстрого срабатывания.

Краткое описание чертежей

Прочие преимущества следуют из приведенного ниже описания фигур. На фигурах представлены варианты исполнения изобретения. На фигурах, в описании и в пунктах формулы представлены многочисленные признаки в определенных сочетаниях. Специалист может использовать признаки по отдельности или в иных осмысленных сочетаниях. На фигурах изображено:

Фигура 1: индукционная варочная панель с управляющим устройством, предназначенным для осуществления способа, описываемого изобретением, схематичный вид сверху.

Фигура 2: схематичный вид устройства для бытового прибора.

Осуществление изобретения

На фигуре 1 представлен бытовой прибор 10, выполненный в виде индукционной варочной панели, с устройством 12 для бытового прибора, выполненным в виде индукционного нагревательного устройства / устройства для индукционной варочной панели и содержащим четыре потребляющих модуля 20, 22, 24, 26, выполненных в виде индукционных нагревательных блоков и содержащих по одному потребителю, выполненному в виде индукционного нагревательного элемента / индуктора. Потребляющие модули 20, 22, 24, 26 расположены под пластиной 14 варочной панели. Кроме того, устройство 12 для бытового прибора содержит питающий модуль 18, питающийся от отдельной фазы 16 трехфазной бытовой электрической сети и предназначенный для снабжения потребляющих модулей 20, 22, 24, 26 высокочастотным переменным током с частотой коммутации от 20 кГц до 100 кГц. Для этого питающий модуль 18 содержит два преобразователя напряжения, выполненных в виде частотных нагревательных блоков 30, 32 и предназначенных для питания от отдельной фазы 16 и снабжения энергией потребляющих модулей 20, 22, 24, 26 (фиг.2). Частота коммутации частотных нагревательных блоков 30, 32 зависит, в том числе, от нагревательной мощности, запрашиваемой через блок 28 управления для потребляющих модулей 20, 22, 24, 26, и от варочной посуды, установленной в зоне нагрева на пластине 14 варочной панели над потребляющим модулем 20, 22, 24, 26, и определяется управляющим устройством 34 устройства 12 для бытового прибора. Блок 28 управления содержит орган 29 управления, выполненный в виде сенсорного дисплея, и четыре органа 90, 92, 94, 96 управления, выполненных в виде поворотных переключателей. Управляющее устройство 34 содержит вычислительное устройство, запоминающее устройство и рабочую программу, записанную в запоминающее устройство и предназначенную для исполнения вычислительным устройством.

На фигуре 2 показана схема устройства 12 для бытового прибора. Напряжение сети, имеющее место на фазе 16, составляющее от 220 до 230 В и имеющее частоту от 49 до 51 Гц, выпрямляется в преобразователе напряжения питающего модуля 18, выполненном в виде выпрямителя 36, и частично сохраняется в уравнительной емкости 38. Полюса уравнительной емкости 38 образуют два внешних контакта 40, 42, между которыми приложено пульсирующее постоянное напряжение. Частотные нагревательные блоки 30, 32 расположены между внешними контактами 40, 42 и преобразуют пульсирующее постоянное напряжение в высокочастотный переменный ток. Для этого каждый из частотных нагревательных блоков 30, 32 содержит два последовательно включенных между внешними контактами 40, 42 и выполненных в виде симметричных полевых переключателей переключающих элемента 44, 46, каждый из которых содержит параллельно включенный демпфирующий конденсатор 48, 50. Каждый из переключающих элементов 44, 46 образован биполярным транзистором 52, 54 с изолированным затвором и диодом 56, 58, включенным параллельно ему. Каждый из съемов 60, 62 напряжения расположен на общем контакте двух биполярных транзисторов 52, 54 с изолированным затвором. За счет попеременной высокочастотной активизации обоих биполярных транзисторов 52, 54 с изолированным затвором управляющее устройство 34 создает на съеме 60 напряжения высокочастотное переменное напряжение с пульсирующей амплитудой, которое при подключении потребляющего модуля 20, 22, 24, 26 генерирует высокочастотный переменный ток. Съемы 60, 62 напряжения частотных нагревательных блоков 30, 32 соединены со схемным устройством 64, которое содержит шесть переключающих элементов 66, 68, 70, 72, 74, 76, образованных при помощи реле и выполненных в виде полевых переменных переключателей, и рассчитано на непосредственное соединение друг с другом до двух из двух частотных нагревательных блоков 30, 32 и до двух из четырех потребляющих модулей 20, 22, 24, 26 в 16 различных комбинациях, инициированное управляющими командами управляющего устройства 34. Переключающие элементы 66, 68, 70, 72, 74, 76, выполненные в виде полевых переменных переключателей, имеют три контакта и два переключающих состояния. В первом переключающем состоянии первый контакт непосредственно соединен со вторым контактом, а во втором переключающем состоянии первый контакт непосредственно соединен с третьим контактом (на фигуре первый контакт расположен слева, а второй контакт расположен справа). Переключающие элементы 66, 68, 70, 72, 74, 76 включены каскадом. Первый контакт переключающего элемента 66 непосредственно соединен со съемом 60 напряжения частотного нагревательного блока 30. Второй и третий контакт переключающего элемента 66 непосредственно соединены с первым контактом обоих переключающих элементов 68, 70. Каждый из потребляющих модулей 20, 22, 24, 26 непосредственно соединен со вторым или третьим контактом переключающих элементов 68, 70. К съему 62 напряжения второго частотного нагревательного блока 32 подсоединена такая же схема, состоящая из переключающих элементов 72, 74, 76. Таким образом, каждый из потребляющих модулей 20, 22, 24, 26 может непосредственно соединяться по отдельности с каждым из частотных нагревательных блоков 30, 32 при помощи подходящих переключающих состояний переключающих элементов 66, 68, 70, 72, 74, 76. Кроме того, любые два из потребляющих модулей 20, 22, 24, 26 могут одновременно непосредственно соединяться с различными частотными нагревательными блоками 30, 32. Кроме того, для каждого из потребляющих модулей 20, 22, 24, 26 возможен форсированный режим, в котором отдельный потребляющий модуль 20, 22, 24, 26 одновременно и непосредственно соединяется с обоими частотными нагревательными блоками 30, 32. Каждый из потребляющих модулей 20, 22, 24, 26 работает по полумостовой схеме. Потребляющие модули 20, 22, 24, 26 имеют общие контакты 78, 79, каждый из которых непосредственно соединен с резонансным блоком 80, 81, образованным двумя резонансными емкостными элементами 82, 84 и 83, 85, состоящими из отдельных конденсаторов. Каждая пара резонансных емкостных элементов 82, 84 и 83, 85 включена последовательно, один из резонансных емкостных элементов 82, 83 непосредственно соединен с одним из внешних контактов 40, а один из резонансных емкостных элементов 84, 85 непосредственно соединен с другим внешним контактом 42. Каждая из пар резонансных емкостных элементов 82, 84 и 83, 85 непосредственно соединена с двумя потребляющими модулями 20, 22 и 24, 26.

Питающий модуль 18 выполнен таким образом, чтобы он предоставлял потребляющим модулям 20, 22, 24, 26 общую мощность P_max, равную 2300 Вт. В альтернативном варианте исполнения питающий модуль 18 выполнен таким образом, чтобы он предоставлял мощность не более 4500 Вт, а общая мощность P_max ограничивается предохранителем, задающим максимальный ток, который может быть затребован питающим модулем 18 от фазы 16 и составляет, например, 3700 Вт. Эта максимальная сила тока задается при помощи органа управления, доступного пользователю (предпочтительно, лишь опосредованно) или при помощи настройки в конфигурационном меню устройства 12 для бытового прибора посредством органа 29 управления на блоке 28 управления. Положения органов 90, 92, 94, 96 управления, выполненных в виде поворотных переключателей, определяют запрос мощности P₁, Р₂, Р₃, Р₄ соответственно для одного из потребляющих модулей 20, 22, 24, 26, причем затребованная мощность P_i в соответствии с положением переключателя назначается в размере от 0% до 100% от доступной мощности P_max. Если сумма P_sum затребованных мощностей P_i меньше доступной мощности P_max, то мощности $$P_i^{\text{'}}$$ , назначенные потребляющим модулям 20, 22, 24, 26, будут соответствовать затребованным мощностям P_i.

Управляющее устройство 34 выполнено таким образом, чтобы в рабочем режиме, в котором два, три или четыре потребляющих модуля 20, 22, 24, 26 совместно снабжаются энергией от питающего модуля 18, а сумма затребованных мощностей Р₁, Р₂, Р₃, Р₄ для потребляющих модулей 20, 22, 24, 26 превышает доступную мощность P_max питающего модуля 18, оно распределяло по меньшей мере часть доступной мощности P_max по потребляющим модулям 20, 22, 24, 26 в зависимости от различных рабочих параметров. Мощности $$P_1^{\text{'}}$$ , $$P_2^{\text{'}}$$ , $$P_3^{\text{'}}$$ , $$P_4^{\text{'}}$$ , назначенные потребляющим модулям 20, 22, 24, 26, и затребованные мощности Р₁, Р₂, Р₃, Р₄ сохраняются в запоминающем устройстве для дальнейшего использования.

Управляющее устройство 34 выполнено таким образом, чтобы в рабочем режиме, в котором сумма P_sum затребованных мощностей Р₁, Р₂, Р₃, Р₄ превышает доступную мощность P_max, а потребляющим модулям 20, 22, 24, 26 назначены мощности $$P_1^{\text{'}}$$ , $$P_2^{\text{'}}$$ , $$P_3^{\text{'}}$$ , $$P_4^{\text{'}}$$ , сумма $$P_{sum}{}^{\text{'}}$$ которых не превышает доступную мощность P_max, в ходе согласования мощности, во время которого снижается по меньшей мере одна из мощностей P_i, затребованных для потребляющих модулей 20, 22, 24, 26, оно поддерживало на постоянном уровне мощности $$P_1^{\text{'}}$$ , $$P_2^{\text{'}}$$ , $$P_3^{\text{'}}$$ , $$P_4^{\text{'}}$$ , назначенные другим потребляющим модулям 20, 22, 24, 26. При этом, например, назначенная мощность $$P_1^{\text{'}}$$ потребляющего модуля 20, затребованная мощность P₁ которого снижается, удерживается на постоянном уровне до тех пор, пока затребованная мощность P₁ не превысит назначенную мощность $$P_1^{\text{'}}$$ . Если затребованная мощность P₁ ниже назначенной мощности, то назначенная мощность $$P_1^{\text{'}}$$ уменьшается на значение затребованной мощности. При этом назначенные мощности $$P_2^{\text{'}}$$ , $$P_3^{\text{'}}$$ , $$P_4^{\text{'}}$$ других потребляющих модулей 22, 24, 26 остаются неизменными. Если затребованная мощность Р₂ увеличивается, причем сумма назначенных мощностей $$P_1^{\text{'}}$$ , $$P_2^{\text{'}}$$ , $$P_3^{\text{'}}$$ , $$P_4^{\text{'}}$$ и затребованной мощности Р₂ превышает доступную мощность P_max, то доступная мощность P_max распределяется на основании затребованных мощностей Р₁, Р₂, Р₃, Р₄. Если новая рассчитанная назначенная мощность $$P_1^{\text{'}}$$ , $$P_3^{\text{'}}$$ , $$P_4^{\text{'}}$$ превысит существующую назначенную мощность $$P_1^{\text{'}}$$ , $$P_3^{\text{'}}$$ , $$P_4^{\text{'}}$$ , то будет сохранена старая назначенная мощность $$P_1^{\text{'}}$$ , $$P_3^{\text{'}}$$ , $$P_4^{\text{'}}$$ . Образовавшаяся при этом доступная мощность, равная разности между новой рассчитанной и существующей назначенной мощностью $$P_1^{\text{'}}$$ , $$P_3^{\text{'}}$$ , $$P_4^{\text{'}}$$ , может быть распределена по остальным потребляющим модулям 20, 22, 24, 26.

В первом варианте исполнения или в первом рабочем режиме управляющее устройство 34 рассчитано на распределение по потребляющим модулям 20, 22, 24, 26 общей доступной мощности P_max в зависимости от мощностей, затребованных для потребляющих модулей 20, 22, 24, 26. При этом затребованные мощности Р₁, Р₂, Р₃, Р₄, например 0 Вт, 300 Вт, 1000 Вт и 1500 Вт, уменьшаются на коэффициент r=r₁=r₂=r₃=r₄ сокращения, соответствующий отношению доступной мощности P_max к сумме P_sum затребованных мощностей Р₁, Р₂, Р₃, Р₄, то есть 2300/2800=0,82. Указанные числа будут использоваться для следующих примеров расчета.

Во втором варианте исполнения или во втором рабочем режиме управляющее устройство 34 рассчитано на распределение по потребляющим модулям 20, 22, 24, 26 общей доступной мощности P_max в зависимости от мощностей Р₁, Р₂, Р₃, Р₄, затребованных для потребляющих модулей 20, 22, 24, 26. При этом коэффициенты r₁, r₂, r₃, r₄ сокращения определяются по формуле r_i=N(R-1)×X+1. При этом N обозначает количество потребляющих модулей 20, 22, 24, 26 с затребованной мощностью P_i выше 0, X - отношение P_i к P_sum, a R - отношение P_max к P_sum, то есть P_max/P_sum. Мощности $$P_i^{\text{'}}$$ рассчитываются по формуле P'_i=r_i×P_i. Таким образом, можно предотвратить избыточное снижение низких затребованных мощностей P_i.

В следующих вариантах исполнения или режимах работы управляющее устройство 34 рассчитано на распределение первой доли доступной мощности P_max в соответствии с затребованными мощностями Р₁, Р₂, Р₃, Р₄ аналогично первому или второму варианту исполнения. Эта доля составляет 78%. Таким образом, потребляющим модулям 20, 22, 24, 26 назначается базовая мощность, не зависящая от описанных в дальнейшем распределений, то есть назначается вторая доля доступной мощности P_max на основании других параметров. Вторая доля составляет соответственно 22%. Кроме того, возможны варианты, в которых общая доступная мощность будет распределяться по потребляющим модулям 20, 22, 24, 26 в соответствии с одним из описанных ниже способов.

В третьем варианте исполнения или третьем рабочем режиме управляющее устройство 34 рассчитано на распределение по потребляющим модулям 20, 22, 24, 26 второй доли доступной мощности P_max в зависимости от сохраненного параметра. Так как статистика показывает, что зоны нагрева в передней части варочной панели используются чаще, в запоминающее устройство заложена программа, отдающая предпочтение передним потребляющим модулям 22, 24, расположенным ближе к пользователю во время приготовления пищи, при распределении доступной мощности. Таким образом, 22% соразмерно распределяются по передним потребляющим модулям 22, 24 вплоть до их израсходования или достижения назначенными мощностями $$P_2^{\text{'}}$$ , $$P_3^{\text{'}}$$ значений затребованных мощностей Р₂, Р₃. Таким образом, при распределении 78% по первому варианту $$P_2^{\text{'}}$$ при 300 Вт становится равной $$P_2^{\text{'}}$$ , а $$P_3^{\text{'}}$$ при 1000 Вт становится равной Р₃. Остальные 40 Вт направляются на потребляющий модуль 26, который, тем самым, достигает $$P_4^{\text{'}}=1000$$ Вт.

В четвертом варианте исполнения или четвертом рабочем режиме управляющее устройство 34 рассчитано на распределение по потребляющим модулям 20, 22, 24, 26 второй доли доступной мощности P_max в зависимости от статистического параметра. Управляющее устройство 34 выполнено таким образом, чтобы при первом включении оно начинало с 0 подсчет частоты использования потребляющих модулей 20, 22, 24, 26. Вторая доля доступной мощности P_max распределяется в соответствии с отношением частоты к сумме частот активных потребляющих модулей 22, 24, 26. Так, например, если потребляющий модуль 24 включался 300 раз, а все потребляющие модули включались 1000 раз, то 30% от 22% доступной мощности P_max, то есть 152 Вт, будут добавлены к базовой нагрузке. Если полученная таким образом мощность $$P_2^{\text{'}}$$ превысит затребованную мощность Р₂, то разность будет распределена по другим потребляющим модулям 24, 26 в соответствии с частотой использования, а $$P_2^{\text{'}}$$ будет приравнена к Р₂.

В следующих вариантах исполнения или следующих режимах работы мощность назначается в зависимости от других статистических параметров, например общей длительности работы потребляющего модуля, или средней мощности, затребованной для этого модуля, или другой величины, которая будет сочтена подходящей специалистом.

В пятом варианте исполнения или пятом рабочем режиме управляющее устройство 34 рассчитано на распределение по потребляющим модулям 20, 22, 24, 26 второй доли доступной мощности по меньшей мере в зависимости от показаний датчиков температуры, расположенных под зонами нагрева. Если показания датчиков температуры позволяют сделать вывод о том, что температура варочной посуды превышает 100°C, то этот потребляющий модуль обрабатывается приоритетным образом. Мощность распределяется аналогично варианту исполнения с предпочтительным использованием передних потребляющих модулей 22, 24. Если предпочтение не отдается ни одному из потребляющих модулей 20, 22, 24, 26, то вторая доля распределяется также соразмерно затребованным мощностям P_i.

В шестом варианте исполнения или шестом рабочем режиме управляющее устройство 34 рассчитано на распределение по потребляющим модулям 20, 22, 24, 26 второй доли доступной мощности по меньшей мере в зависимости от коэффициентов мощности, определяемых датчиками напряжения и тока частотных нагревательных блоков и отражающих эффективность потребляющих модулей. Для каждого из потребляющих модулей 20, 22, 24, 26 определяется коэффициент LF_i мощности. Вторая доля определяется в соответствии с отношением коэффициента LF_i мощности к сумме LF_sum коэффициентов LF_i мощности активных потребляющих модулей 22, 24, 26.

В седьмом варианте исполнения или седьмом рабочем режиме управляющее устройство 34 рассчитано на распределение по потребляющим модулям 20, 22, 24, 26 второй доли доступной мощности по меньшей мере в зависимости от по меньшей мере одного сохраненного параметра и в зависимости от по меньшей мере одного параметра, измеряемого датчиком. При этом распределение зависит от записанных в память величин, то есть площади, зон нагрева и коэффициентов заполнения зон нагрева, определяемых датчиками, например, по коэффициенту связи между индуктором потребляющего модуля и установленной над ним варочной посудой, зависящему от индуктивности. 22% доступной мощности определяются по отношению произведения размера зоны нагрева потребляющего модуля и соответствующего коэффициента заполнения зоны нагрева к сумме этих произведений для активных потребляющих модулей 22, 24, 26.

Также возможны варианты исполнения или рабочие режимы, в которых при распределении будет учитываться только одна доля размера зоны нагрева относительно суммы размеров зон нагрева активных потребляющих модулей 22, 24, 26.

В восьмом варианте исполнения или восьмом рабочем режиме управляющее устройство 34 рассчитано на распределение по потребляющим модулям 20, 22, 24, 26 второй доли доступной мощности в зависимости от регулировки, выполненной пользователем. При этом пользователь при помощи блока 28 управления, то есть органа 29 управления, может определять соотношение, в котором вторая доля будет распределяться по активным потребляющим модулям 22, 24, 26.

В следующих вариантах исполнения или следующих режимах работы управляющее устройство 34 рассчитано на распределение по потребляющим модулям 20, 22, 24, 26 по меньшей мере двух, в частности по меньшей мере трех, выгодным образом по меньшей мере четырех или, предпочтительно, по меньшей мере шести, частей доступной мощности в зависимости от по меньшей мере двух, в частности по меньшей мере трех, выгодным образом по меньшей мере четырех или, предпочтительно, по меньшей мере шести различных параметров. Например, 55% доступной мощности P_max распределяются по первому варианту исполнения, 33% - по четвертому варианту исполнения, 22% - по измененному четвертому варианту исполнения, в котором вместо частоты включения оценивается длительность использования, и 12% - по третьему варианту исполнения.

В следующем варианте исполнения или рабочем режиме управляющее устройство 34 выполнено таким образом, чтобы оно в зависимости от выполненной пользователем регулировки определяло количество и состав распределяемых частей доступной мощности P_max, а также количество и состав параметров, от которых будет зависеть это распределение. Например, можно задать количество вариантов распределения, а пользователь может указать приоритеты для различных вариантов распределения.

В каждом из вариантов исполнения можно отказаться от использования органов 90, 92, 94, 96 управления, выполненных в виде поворотных переключателей, и запрашивать мощность только посредством органа 29 управления, выполненного в виде сенсорного дисплея. С другой стороны, большинство предложенных вариантов исполнения не зависит от выполняемой пользователем регулировки, поэтому можно было бы отказаться и от органа 29 управления.

В варианте исполнения в виде матричной варочной панели могут применяться все эти способы. При этом, в частности, параметры потребляющих модулей, образующих общую зону нагрева, или основывающиеся на параметрах величины, использующиеся для расчета долей, складываются.

Кроме того, возможны варианты исполнения изобретения, в которых при помощи переключающих элементов можно присоединить к потребляющим модулям 20, 22, 24, 26 различные резонансные блоки, или в которых по меньшей мере некоторые из потребляющих модулей 20, 22, 24, 26 имеют собственные резонансные блоки.

В альтернативном варианте допускаются любые комбинации из по меньшей мере двух потребляющих модулей и по меньшей мере двух преобразователей напряжения, причем количество преобразователей напряжения, предпочтительно, соответствует по меньшей мере половине от количества потребляющих модулей, и/или количество резонансных блоков соответствует, предпочтительно, количеству преобразователей напряжения.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

10 бытовой прибор

12 устройство для бытового прибора

14 пластина варочной панели

16 фаза

18 питающий модуль

20 потребляющий модуль

22 потребляющий модуль

24 потребляющий модуль

26 потребляющий модуль

28 блок управления

29 орган управления

30 частотный нагревательный блок

32 частотный нагревательный блок

34 управляющее устройство

36 выпрямитель

38 уравнительный емкостный элемент

40 внешний контакт

42 внешний контакт

44 переключающий элемент

46 переключающий элемент

48 демпфирующий конденсатор

50 демпфирующий конденсатор

52 биполярный транзистор с изолированным затвором

54 биполярный транзистор с изолированным затвором

56 диод

58 диод

60 съем напряжения

62 съем напряжения

64 схемное устройство

66 переключающий элемент

68 переключающий элемент

70 переключающий элемент

72 переключающий элемент

74 переключающий элемент

76 переключающий элемент

78 общий контакт

79 общий контакт

80 резонансный блок

81 резонансный блок

82 резонансный емкостный элемент

83 резонансный емкостный элемент

84 резонансный емкостный элемент

85 резонансный емкостный элемент

90 орган управления

92 орган управления

94 орган управления

96 орган управления

Изобретение относится к устройству для бытового прибора, в частности устройству для варочной плиты, которое содержит по меньшей мере один питающий модуль (18), по меньшей мере два потребляющих модуля (20, 22, 24, 26) и по меньшей мере одно управляющее устройство (34). Для повышения удобства пользования предложено выполнить управляющее устройство (34) таким образом, чтобы по меньшей мере в одном режиме работы, в котором по меньшей мере два из потребляющих модулей (20, 22, 24, 26) совместно запитаны от питающего модуля (18), а сумма мощностей, затребованных для потребляющих модулей (20, 22, 24, 26), превышает доступную мощность питающего модуля (18), по меньшей мере часть доступной мощности распределялась между потребляющими модулями (20, 22, 24, 26) в зависимости от по меньшей мере одного рабочего параметра. Изобретение позволяет повысить удобство пользования устройством. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для бытового прибора, в частности устройство для варочной плиты, которое содержит по меньшей мере один питающий модуль (18), по меньшей мере два потребляющих модуля (20, 22, 24, 26) и по меньшей мере одно управляющее устройство (34), отличающееся тем, что управляющее устройство (34) выполнено таким образом, что по меньшей мере в одном режиме работы, в котором по меньшей мере два из потребляющих модулей (20, 22, 24, 26) совместно запитаны от питающего модуля (18), а сумма мощностей, затребованных для потребляющих модулей (20, 22, 24, 26), превышает доступную мощность питающего модуля (18), обеспечена возможность распределения по меньшей мере части доступной мощности между потребляющими модулями (20, 22, 24, 26) в зависимости от по меньшей мере одного рабочего параметра, при этом управляющее устройство (34) выполнено с возможностью распределения между потребляющими модулями (20, 22, 24, 26) по меньшей мере части доступной мощности по меньшей мере в зависимости от по меньшей мере одного сохраненного параметра.

2. Устройство для бытового прибора по п. 1, отличающееся тем, что управляющее устройство (34) выполнено таким образом, что по меньшей мере в одном рабочем режиме, в котором сумма затребованных мощностей превышает доступную мощность и потребляющим модулям (20, 22, 24, 26) назначены мощности, сумма которых не превышает доступную мощность, в ходе согласования мощности, во время которого снижается по меньшей мере одна из мощностей, затребованных для потребляющих модулей (20, 22, 24, 26), обеспечено поддержание на постоянном уровне мощностей, назначенных другим потребляющим модулям (20, 22, 24, 26).

3. Устройство для бытового прибора по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что управляющее устройство (34) выполнено с возможностью распределения между потребляющими модулями (20, 22, 24, 26) по меньшей мере части доступной мощности по меньшей мере в зависимости от мощностей, затребованных для потребляющих модулей (20, 22, 24, 26).

4. Устройство для бытового прибора по п. 1 или 2, отличающееся тем, что управляющее устройство (34) выполнено с возможностью распределения между потребляющими модулями (20, 22, 24, 26) по меньшей мере части доступной мощности по меньшей мере в зависимости от по меньшей мере одного статистического параметра.

5. Устройство для бытового прибора по п. 1 или 2, отличающееся тем, что управляющее устройство (34) выполнено с возможностью распределения между потребляющими модулями (20, 22, 24, 26) по меньшей мере части доступной мощности по меньшей мере в зависимости от по меньшей мере одного параметра, измеряемого датчиком.

6. Устройство для бытового прибора по п. 1 или 2, отличающееся тем, что управляющее устройство (34) выполнено с возможностью распределения между потребляющими модулями (20, 22, 24, 26) по меньшей мере части доступной мощности по меньшей мере в зависимости от по меньшей мере одной регулировки, выполненной пользователем.

7. Устройство для бытового прибора по п. 1 или 2, отличающееся тем, что потребляющие модули (20, 22, 24, 26) выполнены в виде индукционных нагревательных модулей.

8. Бытовой прибор с устройством (12) для бытового прибора по одному из предыдущих пунктов.

9. Способ эксплуатации устройства (12) для бытового прибора по одному из пп. 1-7.