Induktionselektronik mit High-Speed Spulen-Multiplexer

In Zusammenarbeit mit der Firma FLUXRON Solutions AG wurde die aktuell eingesetzte Induktionselektronik für Kochherde auf eine Erweiterungsmöglichkeit von einer auf zwei Kochstellen untersucht. Bisher wird diese Erweiterung mit einem externen Schaltgerät umgesetzt. Mit einem neuen Umsetzungskonzept sollen die Nachteile des Einsatzes mechanischer Relais umgangen werden, bei gleichbleiben Platz und Kosten.

Ausgangslage

Die FLUXRON Solutions AG entwickelt und verkauft Induktionskochherde für industrielle Grossküchen. Die aktuelle Leistungseinheit kann eine einzelne Kochstelle ansteuern. Mit einem zusätzlichen externen Schaltgerät kann die Versorgung auf zwei Kochstellen erweitert werden. Dieses von FLUXRON entwickelte Schaltgerät wurde mit mechanischen Relais umgesetzt. Diese weisen im Betrieb eine Schaltzeit von bis zu 10 Sekunden auf. Neben der Trägheit dieser mechanischen Schalter ist das Relais auch hörbar. Dies ist im industriellen Bereich nicht erwünscht und führt zu Irritation der kochenden Personen. Mit dem Ziel zwei Kochplatten mit einer Leistungseinheit zu versorgen, wurden im Rahmen dieser Vorstudie unterschiedliche Lösungsansätze untersucht, die es ermöglicht das Schaltgerät direkt in der Versorgungseinheit zu integrieren.

Ergebnisse

Die Induktionskochspule und die Leistungseinheit, die sie mit Strom versorgt, bilden zusammen einen Schwingkreis. Es wurden verschiedene Lösungsansätze untersucht, um die elektronische Schaltung so zu ändern, dass zwei Spulen gleichzeitig betrieben werden können. Dabei war es wichtig, dass sich die Dimensionen der Hardware nicht verändern. Durch Simulationen konnten unterschiedliche Ansätze geprüft und verifiziert werden. Mehrere Lösungen zeigten in den Simulationen vielversprechende Ergebnisse. Diese Ansätze wurden anschließend hinsichtlich Kosten- und Platzaufwand verglichen.
Die favorisierte Lösung besteht darin, zwei Resonanzkreise mit jeweils einer Kochspule zu verbauen. Dies ermöglicht es, die Spulen unabhängig voneinander zu betreiben. Zudem sind nur minimale Änderungen an der bestehenden Hardware erforderlich.