EP4335249A1 - Induction energy transmission system - Google Patents
Induction energy transmission systemInfo
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- EP4335249A1 EP4335249A1 EP22725849.8A EP22725849A EP4335249A1 EP 4335249 A1 EP4335249 A1 EP 4335249A1 EP 22725849 A EP22725849 A EP 22725849A EP 4335249 A1 EP4335249 A1 EP 4335249A1
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- H05B2213/06—Cook-top or cookware capable of communicating with each other
Definitions
- the invention relates to an induction energy transmission system according to the preamble of claim 1 and a method for operating an induction energy transmission system according to the preamble of claim 15.
- US Pat. No. 3,761,668 A proposes an induction hob which, in addition to inductively heating cookware, is also provided for supplying power to small household appliances, such as a mixer. Energy provided inductively by a primary coil of the induction cooktop is partially transferred to a secondary coil integrated into the small household appliance.
- the object of the invention is in particular, but not limited to, to provide a generic system with improved properties in terms of ease of use.
- the object is achieved according to the features of the claims Che 1 and 15 solved, while advantageous embodiments and developments of the invention, it can be found in the dependent claims.
- the invention is based on an induction energy transmission system, in particular an induction cooking system, with a supply unit, which has at least one supply induction element for the inductive provision of energy, with a control unit for controlling the supply unit, and with at least one installation unit, which has at least one receiving induction element for a reception of the inductively provided energy.
- control unit is provided to receive at least one operating parameter set of the set-up unit and to control the energy provided inductively by the supply unit based on the operating parameter set.
- Such a configuration can advantageously provide an induction energy transmission system with a particularly high level of operating convenience. Because the energy provided inductively by the supply unit is controlled by the control unit based on the set of operating parameters of the installation unit, a particularly precise and reliable energy supply to the installation unit can advantageously be achieved. In particular, in the case of more complex installation units with several power levels or different switchable electrical loads, a precise power supply can be achieved in every operating state. Current and/or voltage peaks and an oversupply of the installation unit with energy in the event of a change from a first operating state to a second operating state of the installation unit can be prevented particularly advantageously.
- the induction energy transmission system has at least one main functionality in the form of a wireless energy transmission, in particular in a wireless energy supply of installation units.
- the induction energy transfer system is designed as an induction cooking system with at least one further main function that deviates from a pure cooking function, in particular at least one energy supply and operation of small household appliances.
- the induction energy transmission system could be designed as an induction baking oven system and/or as an induction grilling system.
- the supply unit could be designed as part of an induction oven and/or as part of an induction grill.
- the induction energy transmission system designed as an induction cooking system is preferably designed as an induction hob system. The supply unit is then designed in particular as part of an induction hob.
- the induction energy transmission system is designed as a kitchen energy supply system and, in addition to a main function in the form of energy supply and operation of small household appliances, can also be provided for providing cooking functions.
- a “supply unit” is to be understood as meaning a unit which provides inductive energy in at least one operating state and which in particular has a main functionality in the form of providing energy.
- the supply unit has at least one supply induction element, which in particular has at least one coil, in particular at least one primary coil, and/or is designed as a coil and which in particular provides inductive energy in the operating state.
- the supply unit could have at least two, in particular at least three, advantageously at least four, particularly advantageously at least five, preferably at least eight and particularly preferably several supply induction elements, which in the operating state could each provide inductive energy, specifically in particular to a single receiving induction element or to at least two or more pick-up induction elements of at least one erection unit and/or at least one further erection unit. At least some of the supply induction elements could be arranged in a close proximity to one another, for example in a row and/or in the form of a matrix.
- the supply unit preferably has at least one inverter unit.
- the inverter unit preferably carries out a frequency conversion and, in particular, converts a low-frequency AC voltage on the input side into a high-frequency AC voltage on the output side.
- the low-frequency quent AC voltage has a maximum frequency of 100 Hz.
- the high-frequency AC voltage preferably has a frequency of at least 1000 Hz.
- the inverter unit is connected to the control unit and can be controlled by the control unit using control signals.
- the inverter unit is preferably provided for setting the energy provided inductively by the at least one supply inductive element by setting the high-frequency AC voltage.
- the supply unit preferably comprises at least one rectifier.
- the inverter unit preferably has at least one inverter switching element.
- the inverter switching element preferably generates an oscillating electric current, preferably with a frequency of at least 15 kHz, in particular at least 17 kHz and advantageously at least 20 kHz.
- the inverter unit preferably comprises at least two inverter switching elements, which are preferably in the form of bipolar transistors with an insulated gate electrode, and particularly advantageously at least one damping capacitor.
- a “installation unit” should be understood to mean a unit which inductively receives energy in at least one operating state and at least partially converts the inductively received energy into at least one other form of energy to provide at least one main function.
- the energy inductively received by the installation unit in the operating state could be converted, in particular directly, into at least one other form of energy, such as heat.
- the set-up unit could have at least one electrical consumer, for example an electric motor or the like.
- the installation unit has at least one receiving inductive element for receiving the inductively provided energy.
- the installation unit could, for example, have at least two, in particular at least three, advantageously at least four, particularly advantageously at least five, preferably at least eight and particularly preferably several receiving induction elements, which in particular in the operating state could receive energy inductively, in particular from the supply induction element.
- the set-up unit could, for example, be designed as a cooking utensil.
- the cooking utensil preferably has at least one food receiving space and in the operating state at least partially converts the inductively received energy into heat for heating food arranged in the food receiving space.
- the set-up unit designed as a cooking utensil has at least one further unit for providing at least one further function which goes beyond the mere heating of food and/or differs from the heating of food.
- the additional unit could be designed as a temperature sensor or as a stirring unit or the like.
- the set-up unit could be designed as a small household appliance.
- the small household appliance is preferably a location-independent household appliance which has at least the recording induction element and at least one functional unit which, in an operating state, provides at least one household appliance function.
- “independent of location” is to be understood as meaning that the small household appliance can be positioned freely in a household by a user, and in particular without tools, in particular in contrast to a large household appliance, which is fixed in a specific position in a household and/or installed, such as an oven or refrigerator.
- the small household appliance is preferably designed as a small kitchen appliance and, in the operating state, provides at least one main function for processing food.
- the household appliance could be, for example, but not limited to, a food processor and/or a blender and/or a stirrer and/or a grinder and/or a kitchen scale or a kettle or a coffee maker or a Rice cooker or as a milk frother or as a fryer or as a toaster or as a juicer or as a slicer or the like.
- the pick-up induction element of the installation unit comprises at least one secondary coil and/or is designed as a secondary coil.
- the receiving inductive element supplies at least one consumer of the positioning unit with electrical energy.
- the installation unit has an energy store, in particular an accumulator, which is provided to store electrical energy received via the receiving inductive element in a charging state and to make it available in a discharging state to supply the functional unit.
- the induction energy transmission system preferably has at least one mounting plate for setting up the mounting unit.
- a “set-up plate” should be understood to mean at least one unit, in particular a plate-like one, which is used for setting up at least one positioning unit and/or for placing at least one item to be cooked is provided.
- the mounting plate could be designed, for example, as a worktop, in particular as a kitchen worktop, or as a partial area of at least one worktop, in particular at least one kitchen worktop, in particular of the induction energy transmission system. Alternatively or additionally, the mounting plate could be designed as a hob plate.
- the mounting plate designed as a hob plate could in particular form at least part of an outer hob housing and in particular together with at least one outer housing unit, with which the mounting plate designed as a hob plate could be connected in particular in at least one assembled state, could form at least a large part of the outer hob housing.
- the mounting plate is preferably made of a non-metallic material.
- the installation plate could, for example, be made at least to a large extent of glass and/or glass ceramic and/or neolith and/or dekton and/or wood and/or marble and/or stone, in particular natural stone, and/or laminate and/or made of plastic and/or ceramic.
- position designations such as “below” or “above” refer to a mounted state of the mounting plate, unless this is explicitly described otherwise.
- the supply unit is preferably arranged below the mounting plate.
- control unit should be understood to mean an electronic unit that is provided to control and/or regulate at least the supply unit.
- the control unit preferably includes a computing unit and, in particular, in addition to the computing unit, a memory unit with a control and/or regulating program stored therein, which is intended to be executed by the computing unit.
- an “operating parameter set” should be understood to mean a plurality of at least two operating parameters of the set-up unit, which the control unit uses to control the energy provided inductively by the supply unit according to a current operating state of the set-up unit.
- at least one operating parameter of the operating parameter set includes a design and/or geometric parameter of the installation unit, in particular of the receiving induction element.
- Constructive and/or geometric parameters could, without being limited to this, for example a shape and/or size, in particular a radius and/or diameter ser, and/or a cross-sectional area and/or a number of windings and/or a material and/or a spatial position of the receiving inductive element within the installation unit.
- At least one operating parameter of the operating parameter set includes an electrical characteristic of the receiving inductive element, for example an amount of an electrical resistance and/or an impedance and/or an inductance and/or a magnetic flux density and/or a resonance frequency and/or a material constant, for example a magnetic permeability.
- at least one operating parameter of the operating parameter set includes at least one operating parameter of the installation unit, for example a maximum power and/or a minimum power and/or number of power levels and/or a number and/or type of electrical loads that can be operated and/or one required in an operating state voltage and/or current.
- All of the operating parameters of the operating parameter set could be static, that is to say at least essentially constant over an entire operating period of the set-up unit in which it is inductively supplied with energy by the supply unit.
- a set-up unit with only one consumer and only one power stage could have an operating parameter set whose operating parameters are all static.
- At least one operating parameter of the set of operating parameters is preferably a dynamic operating parameter, that is to say in particular one that changes over time.
- the dynamic operating parameter could include information regarding a change in an operating state of the installation unit, for example a type and/or time of a change in a power level and/or a change in the number and/or type of electrical loads to be operated simultaneously.
- the dynamic operating parameter could also include information regarding a change in a position of the receiving induction element relative to the supply induction element, for example due to the installation unit being moved on the installation plate by a user.
- “Provided” is to be understood to mean specially programmed, designed and/or equipped.
- the fact that an object is provided for a specific function should be understood to mean that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state.
- the control unit is provided to receive the operating parameter set of the set-up unit at regular intervals. As a result, ease of use can be further improved before geous. Safe and reliable operation of the installation unit can be achieved in a particularly advantageous manner.
- the control unit is preferably provided to receive the set of operating parameters of the installation unit regularly, in particular periodically, at recurring times. For example, in the operating state, the control unit could receive the operating parameter set of the set-up unit within each period of an AC mains voltage, recurring in time.
- control unit is provided to automatically adapt the energy provided inductively by the supply unit in the event of a change in at least one operating parameter of the operating parameter set.
- operating comfort can advantageously be further improved. Damage and/or undesired behavior of the installation unit caused by the change in the operating parameter can advantageously be effectively avoided if the control unit is provided to automatically adapt the energy provided inductively by the supply unit in the event of a change in at least one operating parameter of the operating parameter set.
- the induction energy transmission system has a communication unit for wireless data transmission, in particular via NFC, between the installation unit and the control unit.
- a communication unit for wireless data transmission in particular via NFC
- the communication unit is preferably provided for bidirectional wireless data transmission, ie both for wireless reception and for wireless transmission of data.
- the communication unit preferably has at least one communication element, which is connected to the control unit and is provided in particular for receiving and sending data wirelessly.
- the communication unit preferably has at least one further communication element, which is arranged within the set-up unit and is provided in particular for receiving and sending data wirelessly is.
- the communication unit could be provided for wireless data transmission between the installation unit and the control unit via RFID, or via WIFI, or via Bluetooth, or via ZigBee, or for wireless data transmission according to another suitable standard.
- the communication unit is preferably provided for wireless data transmission between the set-up unit and the control unit via NFC.
- the set of operating parameters includes at least one electrical parameter of the receiving induction element.
- the electrical parameter of the receiving inductive element can be, for example, an amount of an electrical resistance and/or an impedance and/or an inductance and/or a magnetic flux density and/or a resonance frequency and/or a material constant, for example a magnetic permeability the secondary coil and/or a circuit of the installation unit containing the secondary coil.
- the set of operating parameters includes at least one geometric parameter of the receiving induction element.
- the geometric parameter can be, for example, a shape and/or size, in particular a radius and/or diameter, and/or a cross-sectional area and/or a number of turns and/or a material and/or a spatial position of the secondary coil act of the recording induction element.
- the geometric parameter characterizes a diameter of the receiving induction element.
- operating comfort can advantageously be further improved.
- a precision in the control of the energy provided inductively by the supply unit can advantageously be achieved by the control unit can be further improved using the set of operating parameters.
- the fact that the geometric parameter “characterizes” a diameter of the receiving inductive element should be understood to mean that the diameter of the receiving inductive element can be determined at least approximately, preferably precisely, by the control unit from the geometric parameter.
- the geometric parameter could include the diameter of the recording induction element.
- the geometric parameter to include information about, for example, a radius, in particular a radius, and/or about a width and depth of the receiving inductive element and/or about a total length and number of windings of an electrical conductor forming the receiving inductive element, from which the diameter of the receiving induction element can be determined at least approximately.
- the geometric parameter characterizes a distance between the receiving induction element and the supply induction element.
- Such a configuration can advantageously further improve operating convenience.
- precision in the control of the energy provided inductively by the supply unit can be advantageously further improved by the control unit using the set of operating parameters.
- the fact that the geometric parameter "characterizes" a distance between the receiving inductive element and the supply inductive element is to be understood as meaning that the distance between the receiving inductive element and the supply inductive element can be determined at least approximately, preferably precisely, by the control unit from the geometric parameter.
- the geometric parameter could include the distance between the receiving inductive element and the supply inductive element.
- the geometric parameter to include information about the distance between the receiving induction element and the underside of the installation unit on which the installation unit is installed in the operating state, in particular on the installation plate, with the distance between the Recording induction element and the supply induction element is at least approximately determined from the indication.
- control unit is provided to determine a coupling coefficient between the supply induction element and the receiving element. to determine the production element based on the set of operating parameters.
- operating comfort can advantageously be further improved.
- precision can advantageously be further improved when controlling the energy provided inductively by the supply unit by the control unit using the set of operating parameters.
- the coupling coefficient which is sometimes also referred to as the coupling factor in the technical literature, preferably describes the proportion of the magnetic flux generated by the supply inductive element in the operating state, which is connected to the receiving inductive element.
- the coupling coefficient is dimensionless and can assume values between 0 and 1, with a coupling coefficient of 0 describing a state in which the magnetic flux generated by the supply inductive element in the operating state is not connected to the receiving inductive element and the supply inductive element and the receiving inductive element are magnetically isolated from one another and a coupling coefficient of 1 describes an ideal state in which the magnetic flux generated by the supply inductive element in the operating state is fully connected to the receiving inductive element.
- a value of the coupling coefficient is dependent not only on the inductances of the supply induction element and the receiving induction element, but also in particular on the distance between the supply induction element and the receiving induction element and the diameters of the supply induction element and the receiving induction element.
- the control unit is preferably provided to determine the coupling coefficient based on the at least one geometric parameter of the receiving induction element, which is contained in the set of operating parameters, at least approximately, for example by means of an approximation formula stored in the memory unit and applicable by the computing unit.
- the installation unit has at least two switchable electrical loads.
- an installation unit with a high degree of flexibility and a large range of functions can advantageously be provided.
- Under one "Electrical load" of the installation unit is to be understood here as at least one electrical consumer of the installation unit, which is electrically conductively connected to the receiving inductive element and which, in an operating state of the installation unit, in particular to provide at least one function of the installation unit, inductively receives an electrical load from the supply induction element through the receiving induction element received electrical energy at least partially in at least one other form of energy, for example in a thermal energy and / or in a kinetic energy and / or the like, converts.
- the electrical load can be a resistive load, which could, for example, include at least one heating element of the installation unit to provide a heating function.
- the electrical load can be an inductive load, which could include, for example, an electric motor for driving a stirring unit of the installation unit.
- the electrical load alternatively or additionally, is a capacitive load, which could include, for example, a capacitive sensor in the installation unit or a damping capacitor within an electrical circuit of the installation unit.
- the electrical load can be composed of one or more resistive and/or inductive and/or capacitive partial loads, which preferably interact in the operating state to provide the function of the installation unit.
- the at least two switchable electrical loads are provided at least for providing a first function of the installation unit in at least two different power levels, for example providing a heating function in at least two different heating levels.
- the at least two switchable electrical loads are preferably provided to provide at least two different functions of the installation unit, for example a first function in the form of a heating function and a second function in the form of a stirring function.
- the installation unit preferably has at least one switching element which electrically conductively connects the switchable loads to one another in a closed state. At least one of the electrical loads can be switched on or off by means of the switching element. It is also conceivable that the electrical loads can be operated separately from one another by means of the switching element.
- a first function could be provided by means of a first electrical load and in a second operating state, a second function could be provided by means of a second electrical load and/or a combination of the first and second electrical loads.
- the set of operating parameters includes at least one parameter of the electrical loads.
- the parameter of the electrical loads can be, without being limited to an amount of an electrical resistance and/or an impedance and/or an inductance and/or a capacitance of at least one partial load of the electrical loads. It is also conceivable that the parameter is a power and/or voltage and/or current intensity required in an operating state of at least one of the electrical loads.
- the set of operating parameters include a switchover point between the electrical loads.
- operating comfort can advantageously be further improved.
- a particularly gentle switching between the electrical loads can advantageously be achieved and thus a particularly gentle and trouble-free operation of the installation unit can be made possible.
- an induction energy transmission system with improved properties with regard to electromagnetic compatibility can advantageously be provided.
- the control unit is preferably provided to receive the switchover time early from the set-up unit and to adjust the energy provided inductively by the supply unit precisely at the switchover time based on the change in the at least one operating parameter of the operating parameter set.
- the set-up unit be designed as a small household appliance.
- an induction energy transmission system with particularly high functionality and flexibility can advantageously be provided.
- the positioning unit be designed as a cooking utensil.
- an induction energy transmission system can advantageously be made available with a particularly high level of operating comfort, in particular with regard to precise control of energy provided inductively by the supply unit for heating foodstuffs arranged in the cooking utensil.
- the invention is also based on a method for operating an inductive energy transmission system, in particular according to one of the configurations described above, with a supply unit, which has at least one supply induction element for the inductive provision of energy, and with at least one installation unit, which has at least one receiving induction element having a reception of the inductively provided energy.
- At least one operating parameter set of the set-up unit is received and the energy provided inductively by the supply unit is controlled on the basis of the operating parameter set.
- a particularly convenient, safe and reliable operation of the induction energy transmission system can advantageously be made possible by such a method.
- the induction energy transmission system should not be limited to the application and embodiment described above.
- the induction energy transmission system can have a number of individual elements, components and units that differs from a number specified here in order to fulfill a function described herein.
- Fig. 1 An induction energy transmission system with a supply unit, a control unit, a set-up unit and a further set-up unit in a schematic representation,
- 2 shows a schematic electrical equivalent circuit diagram for representing an inductive energy transmission between a supply inductive element of the supply unit and a receiving inductive element of the set-up unit
- 3 shows a schematic electrical circuit diagram of an electrical circuit with the pick-up inductive element and two switchable electrical loads of the installation unit
- FIG. 4 is a schematic diagram showing an operating parameter set of the installation unit
- FIG. 6 is a schematic diagram showing a switchover point in time between the electrical loads of the installation unit
- FIG. 7 shows a schematic diagram showing a method for operating the induction energy transmission system
- FIG. 1 shows an induction energy transmission system 10a in a schematic representation.
- the induction energy transmission system 10a has a supply unit 12a.
- the supply unit 12a has at least one supply induction element 14a for the inductive provision of energy.
- the supply unit 12a comprises a total of four supply induction elements 14a, with any other number being conceivable.
- the induction energy transmission system 10a has a control unit 16a for controlling the supply unit 12a.
- the induction energy transmission system 10a has an installation plate 52a.
- the induction energy transmission system 10a is presently designed as an induction cooking system and includes an induction hob 54a.
- the mounting plate 52a is designed as a hob plate 56a.
- the hob plate 56a is part of the induction hob 54a.
- the induction energy transmission system 10a has an installation unit 18a.
- the installation unit 18a has a receiving inductive element 22a for receiving the energy provided inductively by the supply unit 12a.
- the Installation unit 18a designed as a small household appliance 48a, specifically as a kitchen machine.
- the induction energy transmission system 10a has a further installation unit 20a.
- the further installation unit 20a also includes a receiving induction element 22a for receiving the energy provided inductively by the supply unit 12a.
- the further set-up unit 20a is designed as a further small household appliance 58a, specifically as a kettle.
- the control unit 16a is provided to receive at least one set of operating parameters 24a (see FIG. 4) of the installation unit 18a and to control the energy provided inductively by the supply unit 12a based on the set of operating parameters 24a.
- the control unit 16a includes a computing unit 90a with a program (not shown) that can be executed therein for evaluating the set of operating parameters 24a.
- the inductive energy transmission system 10a has a communication unit 30a.
- the communication unit 30a is provided for wireless data transmission between the installation unit 18a and the control unit 16a. In the present case, the communication unit 30a is also provided for wireless data transmission between the further installation unit 20a and the control unit 16a.
- the communication unit 30a has a communication element 60a, which is connected to the control unit 16a and is provided for wireless transmission and reception of data.
- the communication unit 30a has a further communication element 62a, which is arranged in the set-up unit 18a and is provided for wireless transmission and reception of data.
- the communication unit 30a also has a further communication element 64a, which is arranged in the further set-up unit 20a and is provided for wireless transmission and reception of data.
- the communication unit 30a is designed as an NFC communication unit and is intended for wireless data transmission via NFC between the control unit 16a and the installation unit 18a and/or the additional installation unit 20a.
- control unit 16a receives the operating parameter set 24a (cf. FIG. 4) of the installation unit 18a wirelessly, specifically via the communication unit 30a.
- the control unit 16a is provided to receive the set of operating parameters 24a at regular intervals.
- the control unit 16a receives the operating parameter meter set 24a at regular time intervals from the installation unit 18a, wirelessly via the communication unit 30a.
- FIG. 2 shows a schematic electrical equivalent circuit diagram for representing an inductive energy transmission between the supply inductive element 14a and the receiving inductive element 22a.
- the supply unit 12a has at least one inverter unit 88a for supplying the supply unit 12a with an alternating current.
- the control unit 16a controls the energy provided inductively by the supply inductive element 14a by changing the frequency of the alternating current provided by the inverter unit 88a.
- the supply induction element 14a generates an electromagnetic alternating field, through which the energy is provided inductively.
- the receiving inductive element 22a is arranged at a distance 36a from the supply inductive element 14a.
- a magnetic flux of the electromagnetic alternating field which is generated by the supply inductive element 14a, is at least partially coupled to the receiving inductive element 22a, so that an AC voltage is induced in the receiving inductive element 22a and at least part of the inductively provided energy is received.
- the installation unit 18a has at least one electrical load 40a. In the operating state, the electrical load 40a is supplied with the AC voltage induced in the pickup inductance element 22a.
- FIG. 3 shows a schematic electrical circuit diagram of the positioning unit 18a.
- the positioning unit 18a has at least two switchable electrical loads, specifically the electrical load 40a and a further electrical load 42a.
- the positioning unit 18a has a switching element 72a.
- the switching element 72a is provided for switching the further electrical load 42a on and off. In a first switching state, the switching element 72a is closed and both the electrical load 40a and the further electrical load 42a are each electrically conductively connected to the receiving inductive element 22a. In a second switching state, the electrical load 40a is electrically conductively connected to the receiving inductive element 22a and the further electrical load 42a is not connected to the receiving inductive element 22a.
- FIG. 4 shows a schematic diagram for representing the operating parameter set 24a.
- the set of operating parameters 24a includes an operating parameter 26a and several other operating parameters 28a, 66a, 68a, 70a.
- the operating parameter set 24a includes at least one electrical parameter 32a of the receiving inductive element 22a of the installation unit 18a.
- the operating parameter 26a includes the electrical parameter 32a.
- the electrical parameter 32a includes at least one inductance of the receiving inductive element 22a.
- the set of operating parameters 24a also includes at least one geometric parameter 34a of the receiving induction element 22a.
- the geometric parameter 34a characterizes a diameter (not shown) of the receiving induction element 22a.
- the geometric parameter 34a also characterizes the distance 36a (see FIG. 2) between the receiving inductive element 22a and the supply inductive onselement 14a.
- the control unit 16a is provided to determine a coupling coefficient 38a between the supply inductive element 14a and the receiving inductive element 22a using the operating parameter set 24a. In the present case, the control unit 16a determines the coupling coefficient 38a from the electrical parameter 32a and the geometric parameter 34a in the operating state. The control unit 16a determines the coupling coefficient 38a by means of an approximation formula in the program of the arithmetic unit 90a. The coupling coefficient 38a describes the proportion of the magnetic flux generated by the supply inductive element 14a in the operating state, which is coupled to the receiving inductive element 22a (cf. FIG. 2).
- the coupling coefficient 38a is dimensionless and can assume values between 0 and 1. The greater the coupling coefficient 38a, the greater the proportion of the energy provided inductively by the supply inductive element 14a, which can be received by the receiving inductive element 22a in the operating state.
- the operating parameter 66a includes a current electrical power, which is requested by the installation unit 18a in the operating state.
- the set of operating parameters 24a includes at least one parameter 44a of the electrical loads 40a, 42a.
- parameter 44a includes current information regarding the type and amount of an electrical resistance of the current eil to be operated total electrical load, which depending on the switching state of the switching element 72a (see FIG. 3) consists only of the electrical load 40a or of a combination of the electrical load 40a with the additional electrical load 42a.
- the operating parameter set 24a includes a switchover time 46a between the electrical loads 40a, 42a.
- the switching point 46a defines a point in time at which the switching element 72a is switched.
- control unit 16a in the operating state uses operating parameter set 24a to determine a first operating point 80a for controlling the energy provided inductively by supply unit 12a.
- the control unit 16a is provided to automatically adapt the energy provided inductively by the supply unit 12a.
- switching the switching element from the first switching state to the second switching state would result in a change in the operating parameter 68a, specifically a change in the characteristic variable 44a with regard to a total load to be operated.
- the control unit 16a determines a second operating point 86a, based on which the energy provided inductively by the supply unit 12a is to be controlled from the switchover time 46a.
- FIG. 5 shows two schematic diagrams for representing a power curve 74a of the energy provided inductively by the supply induction element 14a.
- a power of the energy that can be inductively provided by the supply induction element 14a is plotted in watts on an ordinate 76a of a diagram on the left.
- a frequency of the alternating current, with which the inverter unit 88a (cf. FIG. 2) can be operated by the control unit 16a, is plotted in kilohertz on an abscissa 78a of the left-hand diagram.
- the first operating point 80a is entered in the left-hand diagram.
- the first operating point 80a corresponds to a frequency at which the control unit 16a operates the inverter unit 88a to supply the supply inductive element 14a in the first switching state of the switching element 72a of the installation unit 18a.
- the power of the energy that can be provided inductively by the supply induction element 14a is plotted in watts on an ordinate 82a of a diagram on the right.
- the frequency of the alternating current, with which the inverter unit 88a can be operated by the control unit 16a is entered in kilohertz on an abscissa 84a of the right-hand diagram.
- the first operating point 80a and the second operating point 86a are entered in the diagram on the right.
- the second operating point corresponds to a frequency with which the control unit 16a operates the inverter unit 88a to supply the supply induction element 14a in the second switching state of the switching element 72a of the installation unit 18a.
- the power of the energy provided inductively by the supply inductive element 14a at the second operating point 86a corresponding to the lower overall electrical load of the installation unit 18a in the second switching state of the switching element 72a, is lower than the power of the first Operating point 80a inductively provided energy by the supply induction element 14a.
- FIG. 6 shows a schematic diagram to show the switching time 46a between the switchable electrical loads 40a, 42a of the installation unit 18a.
- a time in milliseconds is plotted on an abscissa 92a of the diagram.
- a curve 94a shows a profile of a rectified mains voltage with which the control unit 16a operates the inverter unit 88a (cf. FIG. 2).
- the control unit 16a is provided to receive the set of operating parameters 24a at regular intervals.
- the control unit 16a receives the set of operating parameters 24a at regular time intervals from the installation unit 18a, specifically wirelessly via the communication unit 30a (cf. FIG. 1).
- the control unit 16a receives the operating parameter set 24a chronologically at the beginning of each period of the rectified mains voltage, ie every 20 milliseconds in the case of a mains frequency of 50 Hertz which is usual in Europe.
- the control unit 16a receives the operating parameter set 24a in the operating state.
- the control unit 16a automatically adjusts the energy provided inductively by the supply unit 12a, based on the change in the operating parameter 68a (cf. FIG. 4).
- the control unit 16a operates the supply unit 12a at the first operating point 80a (cf. FIG. 5).
- the control unit 16a determines the second operating point 96a. From the switching time 46a, the control unit 16a operates the supply unit 12a at the second operating point 86a.
- FIG. 7 shows a schematic diagram for representing a method for operating the induction energy supply system 10a.
- the set of operating parameters 24a is received and the energy provided inductively by the supply unit 12a is controlled based on the set of operating parameters 24a.
- the process comprises two process steps.
- a first method step 98a the operating parameter set 24a is received, wirelessly by means of the communication unit 30a.
- the installation unit 18a sends the operating parameter set 24a by means of the further communication element 62a to the communication element 60a, which is connected to the control unit 16a (cf. FIG. 1).
- the operating parameter set 24a is processed by the control unit 16a, specifically by means of the arithmetic unit 90a, and the control unit 16a then operates the supply unit 12a based on the operating parameter set 24a.
- FIG. 1 Another exemplary embodiment of the invention is shown in FIG.
- the following descriptions are essentially limited to the differences between the exemplary embodiments, with regard to components, features and functions that remain the same, reference may be made to the description of the exemplary embodiment in FIGS.
- the letter a in the reference numerals of the exemplary embodiment in FIGS. 1 to 7 is replaced by the letter b in the reference numerals of the exemplary embodiment in FIG.
- FIG. 8 shows a further exemplary embodiment of an induction energy transmission system 10b in a schematic representation.
- the induction energy transmission system 10b has a supply unit 12b.
- the supply unit 12b has at least one supply induction element 14b for the inductive provision of energy.
- the supply unit 12b comprises a total of two supply induction elements 14b.
- the induction energy transmission system 10b has a control unit 16b for controlling the supply unit 12b.
- the induction energy transmission system 10b has an installation plate 52b.
- the mounting plate 52b is designed as a kitchen worktop 102b.
- the induction energy transmission system 10b is presently designed as an induction cooking system and includes an invisible induction hob 54b.
- the kitchen worktop 102b is part of the invisible induction hob 54b.
- the induction energy transmission system 10b has an installation unit 18b.
- the installation unit 18b is designed as a cooking utensil 50b.
- the cooking utensil 50b is provided for heating foodstuffs (not shown).
- the cooking utensil 50b also has a further unit 104b for providing at least one further function which goes beyond simply heating food.
- the further unit 104b is designed as a stirring unit and is provided for stirring food.
- the positioning unit 18b designed as a cooking utensil 50b has an inductive receiving element 22b for receiving the energy provided inductively by the supply unit 12b.
- the induction energy transmission system 10b has a further installation unit 20b.
- the further set-up unit 20b has a receiving inductive element 22b for receiving the energy provided inductively by the supply unit 12b.
- the other set-up unit 20b is designed as a small household appliance 48b, specifically as a food processor.
- the control unit 16b is provided to receive at least one set of operating parameters (not shown) of the installation unit 18b and to control the energy provided inductively by the supply unit 12b based on the set of operating parameters.
- the induction energy transmission system 10b includes a communication unit 30b for wireless data transmission between the control unit 16b and the installation unit 18b and/or the additional installation unit 20b.
- the communication unit 30b comprises a communication element 60b which is connected to the control unit 16b.
- the communication unit 16b includes a further communication element 62b, which is arranged in the installation unit 18b, and a further communication element 64b, which is arranged in the further installation unit 20b.
- the operating parameter set is transmitted wirelessly from the further communication element 62b in the positioning unit 18b to the communication element 60b and thus to the control unit 16b.
- the control unit 16b includes a computing unit 90b with a program (not shown) that can be executed therein for evaluating the set of operating parameters.
- a basic functioning of the control of the supply unit 12b based on the operating parameter set of the installation unit 18b by the control unit 16b reference can be made to the above description of the previous exemplary embodiment of FIGS.
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Abstract
The invention is directed to an induction energy transmission system (10a; 10b), in particular an inductive cooking system, comprising a supply unit (12a; 12b) that includes at least one supplying induction element (14a; 14b) for inductively providing energy, further comprising a control unit (16a; 16b) for controlling the supply unit (12a; 12b), and comprising at least one positioned unit (18a, 20a; 18b, 20b) that includes at least one absorbing induction element (22a; 22b) for receiving the inductively provided energy. In order to enhance ease of operation, according to the invention, the control unit (16a; 16b) is intended to receive at least one set of operating parameters (24a) for the positioned unit (18a, 20a; 18b, 20b) and control, on the basis of the set of operating parameters (24a), the energy inductively provided by the supply unit (12a; 12b).
Description
Induktionsenergieübertragungssystem induction power transmission system
Die Erfindung betrifft ein Induktionsenergieübertragungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb eines Induktionsenergieübertragungssystems nach dem Oberbegriff des Anspruchs 15. The invention relates to an induction energy transmission system according to the preamble of claim 1 and a method for operating an induction energy transmission system according to the preamble of claim 15.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Induktionsenergieübertragungssysteme zur in duktiven Übertragung von Energie von einer Primärspule einer Versorgungseinheit auf eine Sekundärspule einer Aufstelleinheit bekannt. Beispielsweise wird in der Druckschrift US 3,761 ,668 A ein Induktionskochfeld vorgeschlagen, welches neben einer induktiven Beheizung von Gargeschirr auch zu einer Energieversorgung von Haushaltskleingeräten, beispielsweise einem Mixer, vorgesehen ist. Eine induktiv durch eine Primärspule des Induktionskochfelds bereitgestellte Energie wird dabei teilweise auf eine in dem Haus haltskleingerät integrierte Sekundärspule übertragen. Induction energy transmission systems for the inductive transmission of energy from a primary coil of a supply unit to a secondary coil of a set-up unit are already known from the prior art. For example, US Pat. No. 3,761,668 A proposes an induction hob which, in addition to inductively heating cookware, is also provided for supplying power to small household appliances, such as a mixer. Energy provided inductively by a primary coil of the induction cooktop is partially transferred to a secondary coil integrated into the small household appliance.
Angesicht der sehr großen Anzahl von verschiedenen Aufstelleinheiten, welche induktiv mit Energie versorgbar sind, ergibt sich bei bisher bekannten Induktionsenergieübertra gungssystemen die Problematik, für jede Aufstelleinheit eine individuelle und bedarfsge rechte Steuerung der induktiv bereitgestellten Energie zu ermöglichen. Insbesondere im Falle von komplexeren Aufstelleinheiten, beispielsweise Küchenmaschinen, welche in verschiedenen Leistungsstufen und je nach Betriebsart zum Teil mit unterschiedlichen Arten von elektrischen Lasten, zur Bereitstellung von verschiedenen Funktionen, betrie ben werden können, ergibt sich bisher die Problematik, dass sich im Falle eines Wechsels der Leistungsstufe und/oder Art von zu betreibender elektrischer Last zunächst eine Über oder Unterversorgung mit induktiv bereitgestellter Energie ergibt, bis eine Versorgungs leistung an die neu eingestellten Leistungs- und/oder Lastbedingungen angepasst ist.In view of the very large number of different set-up units, which can be supplied with energy inductively, the problem arises with previously known induction energy transmission systems of enabling individual and needs-based control of the inductively provided energy for each set-up unit. Particularly in the case of more complex installation units, such as food processors, which can be operated at different power levels and depending on the operating mode, sometimes with different types of electrical loads to provide different functions, there has been the problem that in the event of a change the power level and/or type of electrical load to be operated initially results in an oversupply or undersupply of inductively provided energy until a supply power is adapted to the newly set power and/or load conditions.
Dies führt zu unerwünschtem Verhalten, beispielsweise zu Drehzahlschwankungen bei Rührvorgängen oder zur Beschädigung von mechanischen Komponenten im Falle einer Überversorgung, wodurch ein Bedienkomfort für Nutzer nachteilig stark eingeschränkt ist.This leads to undesirable behavior, for example speed fluctuations during stirring processes or damage to mechanical components in the event of an oversupply, as a result of which operating comfort for users is severely restricted, which is disadvantageous.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere, aber nicht beschränkt darauf, darin, ein gattungsgemäßes System mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich eines Bedienkom forts bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprü-
che 1 und 15 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Er findung den Unteransprüchen entnommen werden können. The object of the invention is in particular, but not limited to, to provide a generic system with improved properties in terms of ease of use. The object is achieved according to the features of the claims Che 1 and 15 solved, while advantageous embodiments and developments of the invention, it can be found in the dependent claims.
Die Erfindung geht aus von einem Induktionsenergieübertragungssystem, insbesondere Induktionsgarsystem, mit einer Versorgungseinheit, welche zumindest ein Versorgungsin duktionselement zur induktiven Bereitstellung von Energie aufweist, mit einer Steuerein heit zur Steuerung der Versorgungseinheit, und mit zumindest einer Aufstelleinheit, wel che zumindest ein Aufnahmeinduktionselement zu einem Empfang der induktiv bereitge stellten Energie aufweist. The invention is based on an induction energy transmission system, in particular an induction cooking system, with a supply unit, which has at least one supply induction element for the inductive provision of energy, with a control unit for controlling the supply unit, and with at least one installation unit, which has at least one receiving induction element for a reception of the inductively provided energy.
Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, zumindest einen Be triebsparametersatz der Aufstelleinheit zu empfangen und die durch die Versorgungsein heit induktiv bereitgestellte Energie basierend auf dem Betriebsparametersatz zu steuern.It is proposed that the control unit is provided to receive at least one operating parameter set of the set-up unit and to control the energy provided inductively by the supply unit based on the operating parameter set.
Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft ein Induktionsenergieübertragungs system mit einem besonders hohen Bedienkomfort bereitgestellt werden. Indem die durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellte Energie durch die Steuereinheit basierend auf dem Betriebsparametersatz der Aufstelleinheit gesteuert wird kann vorteilhaft eine besonders präzise und zuverlässige Energieversorgung der Aufstelleinheit erreicht wer den. Insbesondere kann im Falle von komplexeren Aufstelleinheiten mit mehreren Leis tungsstufen beziehungsweise verschiedenen schaltbaren elektrischen Lasten in jedem Betriebszustand eine präzise Energieversorgung erreicht werden. Besonders vorteilhaft können Strom- und/oder Spannungsspitzen sowie eine Überversorgung der Aufstellein heit mit Energie im Falle eines Wechsels von einem ersten Betriebszustand in einen zwei ten Betriebszustand der Aufstelleinheit verhindert werden. Somit können vorteilhaft Be schädigungen der Aufstelleinheit, beispielsweise aufgrund von Spannungsspitzen oder durch eine Überlastung mechanischer Komponenten aufgrund einer Überversorgung mit Energie, sowie unerwünschtes Verhalten, beispielsweise Drehzahlschwankungen oder zu hohe Drehzahlen eines Rührers der Aufstelleinheit, wirkungsvoll verhindert werden. Es kann somit ein Induktionsenergieübertragungssystem mit einer besonders zuverlässigen und langlebigen Aufstelleinheit bereitgestellt und eine Benutzerfreundlichkeit sowie ein Bedienerlebnis für den Nutzer vorteilhaft verbessert werden. Such a configuration can advantageously provide an induction energy transmission system with a particularly high level of operating convenience. Because the energy provided inductively by the supply unit is controlled by the control unit based on the set of operating parameters of the installation unit, a particularly precise and reliable energy supply to the installation unit can advantageously be achieved. In particular, in the case of more complex installation units with several power levels or different switchable electrical loads, a precise power supply can be achieved in every operating state. Current and/or voltage peaks and an oversupply of the installation unit with energy in the event of a change from a first operating state to a second operating state of the installation unit can be prevented particularly advantageously. In this way, damage to the installation unit, for example due to voltage peaks or overloading of mechanical components due to an oversupply of energy, as well as undesired behavior, for example speed fluctuations or excessively high speeds of a stirrer of the installation unit, can be effectively prevented. An induction energy transmission system with a particularly reliable and durable installation unit can thus be provided, and user-friendliness and an operating experience for the user can be advantageously improved.
Das Induktionsenergieübertragungssystem weist zumindest eine Hauptfunktionalität in Form einer drahtlosen Energieübertragung, insbesondere in einer drahtlosen Energiever-
sorgung von Aufstelleinheiten, auf. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Induktions energieübertragungssystem als ein Induktionsgarsystem mit zumindest einer von einer reinen Garfunktion abweichenden weiteren Hauptfunktion, insbesondere zumindest einer Energieversorgung und einem Betrieb von Haushaltskleingeräten, ausgebildet. Beispiels weise könnte das Induktionsenergieübertragungssystem als ein Induktionsbackofensys tem und/oder als ein Induktionsgrillsystem ausgebildet sein. Insbesondere könnte die Versorgungseinheit als Teil eines Induktionsbackofens und/oder als Teil eines Induktions grills ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das als Induktionsgarsystem ausgebildete Induk tionsenergieübertragungssystem als ein Induktionskochfeldsystem ausgebildet. Die Ver sorgungseinheit ist dann insbesondere als Teil eines Induktionskochfelds ausgebildet. In einerweiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Induktionsenergieübertragungssystem als ein Küchenenergieversorgungssystem ausgebildet und kann neben einer Hauptfunkti on in Form einer Energieversorgung und eines Betriebs von Haushaltskleingeräten zu sätzlich zur Bereitstellung von Garfunktionen vorgesehen sein. The induction energy transmission system has at least one main functionality in the form of a wireless energy transmission, in particular in a wireless energy supply of installation units. In an advantageous embodiment, the induction energy transfer system is designed as an induction cooking system with at least one further main function that deviates from a pure cooking function, in particular at least one energy supply and operation of small household appliances. For example, the induction energy transmission system could be designed as an induction baking oven system and/or as an induction grilling system. In particular, the supply unit could be designed as part of an induction oven and/or as part of an induction grill. The induction energy transmission system designed as an induction cooking system is preferably designed as an induction hob system. The supply unit is then designed in particular as part of an induction hob. In a further advantageous embodiment, the induction energy transmission system is designed as a kitchen energy supply system and, in addition to a main function in the form of energy supply and operation of small household appliances, can also be provided for providing cooking functions.
Unter einer „Versorgungseinheit“ soll eine Einheit verstanden werden, welche in wenigs tens einem Betriebszustand induktiv Energie bereitstellt und welche insbesondere eine Hauptfunktionalität in Form einer Energiebereitstellung aufweist. Zu der Bereitstellung von Energie weist die Versorgungseinheit zumindest ein Versorgungsinduktionselement auf, welches insbesondere zumindest eine Spule, insbesondere zumindest eine Primärspule, aufweist und/oder als eine Spule ausgebildet ist und welches insbesondere in dem Be triebszustand induktiv Energie bereitstellt. Die Versorgungseinheit könnte zumindest zwei, insbesondere zumindest drei, vorteilhaft zumindest vier, besonders vorteilhaft zumindest fünf, vorzugsweise zumindest acht und besonders bevorzugt mehrere Versorgungsinduk tionselemente aufweisen, welche in dem Betriebszustand jeweils induktiv Energie bereit stellen könnten, und zwar insbesondere an ein einziges Aufnahmeinduktionselement oder an zumindest zwei oder mehrere Aufnahmeinduktionselemente zumindest einer Aufstel leinheit und/oder zumindest einer weiteren Aufstelleinheit. Zumindest ein Teil der Versor gungsinduktionselemente könnten in einem Nahbereich zueinander angeordnet bei spielsweise in einer Reihe und/oder in Form einer Matrix angeordnet sein. Vorzugsweise weist die Versorgungseinheit zumindest eine Wechselrichtereinheit auf. Vorzugsweise führt die Wechselrichtereinheit in dem Betriebszustand eine Frequenzwandlung durch und wandelt insbesondere eine eingangsseitige niederfrequente Wechselspannung in eine ausgangsseitige hochfrequente Wechselspannung um. Vorzugsweise weist die niederfre-
quente Wechselspannung eine Frequenz von höchstens 100 Hz auf. Vorzugsweise weist die hochfrequente Wechselspannung eine Frequenz von mindestens 1000 Hz auf. Die Wechselrichtereinheit ist mit der Steuereinheit verbunden und durch die Steuereinheit mittels Steuersignalen steuerbar. Vorzugsweise ist die Wechselrichtereinheit dazu vorge sehen, die Einstellung der durch das zumindest eine Versorgungsinduktionselement in duktiv bereitgestellten Energie durch Einstellung der hochfrequenten Wechselspannung vorzunehmen. Vorzugsweise umfasst die Versorgungseinheit zumindest einen Gleichrich ter. Vorzugsweise weist die Wechselrichtereinheit zumindest ein Wechselrichterschalt element auf. Vorzugsweise erzeugt das Wechselrichterschaltelement zu einem Betrieb des zumindest einen Versorgungsinduktionselements einen oszillierenden elektrischen Strom, vorzugsweise mit einer Frequenz von zumindest 15 kHz, insbesondere von we nigstens 17 kHz und vorteilhaft von mindestens 20 kHz. Vorzugsweise umfasst die Wech selrichtereinheit zumindest zwei Wechselrichterschaltelemente, welche bevorzugt als Bi polartransistoren mit isolierter Gateelektrode ausgebildet sind und besonders vorteilhaft zumindest einen Dämpfungskondensator. A “supply unit” is to be understood as meaning a unit which provides inductive energy in at least one operating state and which in particular has a main functionality in the form of providing energy. To provide energy, the supply unit has at least one supply induction element, which in particular has at least one coil, in particular at least one primary coil, and/or is designed as a coil and which in particular provides inductive energy in the operating state. The supply unit could have at least two, in particular at least three, advantageously at least four, particularly advantageously at least five, preferably at least eight and particularly preferably several supply induction elements, which in the operating state could each provide inductive energy, specifically in particular to a single receiving induction element or to at least two or more pick-up induction elements of at least one erection unit and/or at least one further erection unit. At least some of the supply induction elements could be arranged in a close proximity to one another, for example in a row and/or in the form of a matrix. The supply unit preferably has at least one inverter unit. In the operating state, the inverter unit preferably carries out a frequency conversion and, in particular, converts a low-frequency AC voltage on the input side into a high-frequency AC voltage on the output side. Preferably, the low-frequency quent AC voltage has a maximum frequency of 100 Hz. The high-frequency AC voltage preferably has a frequency of at least 1000 Hz. The inverter unit is connected to the control unit and can be controlled by the control unit using control signals. The inverter unit is preferably provided for setting the energy provided inductively by the at least one supply inductive element by setting the high-frequency AC voltage. The supply unit preferably comprises at least one rectifier. The inverter unit preferably has at least one inverter switching element. To operate the at least one supply induction element, the inverter switching element preferably generates an oscillating electric current, preferably with a frequency of at least 15 kHz, in particular at least 17 kHz and advantageously at least 20 kHz. The inverter unit preferably comprises at least two inverter switching elements, which are preferably in the form of bipolar transistors with an insulated gate electrode, and particularly advantageously at least one damping capacitor.
Unter einer „Aufstelleinheit“ soll eine Einheit verstanden werden, welche in wenigstens einem Betriebszustand induktiv Energie empfängt und die induktiv empfangene Energie zumindest teilweise in zumindest eine weitere Energieform zur Bereitstellung zumindest einer Hauptfunktion umwandelt. Beispielsweise könnte die von der Aufstelleinheit induktiv empfangene Energie in dem Betriebszustand, insbesondere direkt, in zumindest eine wei tere Energieform umgewandelt werden, wie beispielsweise in Wärme. Alternativ oder zu sätzlich könnte die Aufstelleinheit zumindest einen elektrischen Verbraucher, beispiels weise einen Elektromotor oder dergleichen, aufweisen. Die Aufstelleinheit weist zumin dest ein Aufnahmeinduktionselement zu dem Empfang der induktiv bereitgestellten Ener gie auf. Die Aufstelleinheit könnte beispielsweise zumindest zwei, insbesondere zumin dest drei, vorteilhaft zumindest vier, besonders vorteilhaft zumindest fünf, vorzugsweise zumindest acht und besonders bevorzugt mehrere Aufnahmeinduktionselemente aufwei sen, welche insbesondere in dem Betriebszustand jeweils induktiv Energie, insbesondere von dem Versorgungsinduktionselement, empfangen könnten. Die Aufstelleinheit könnte beispielsweise als ein Gargeschirr ausgebildet sein. Das Gargeschirr weist vorzugsweise zumindest einen Lebensmittelaufnahmeraum auf und wandelt die induktiv empfangene Energie in dem Betriebszustand zumindest teilweise in Wärme zu einer Beheizung von in dem Lebensmittelaufnahmeraum angeordneten Lebensmitteln um. Vorzugsweise weist
die als Gargeschirr ausgebildete Aufstelleinheit zumindest eine weitere Einheit, zu einer Bereitstellung zumindest einerweiteren Funktion, welche über eine reine Beheizung von Lebensmitteln hinausgeht und/oder von einer Beheizung von Lebensmitteln abweicht, auf. Beispielsweise könnte die weitere Einheit als ein Temperatursensor oder als eine Rühr einheit oder dergleichen ausgebildet sein. Alternativ könnte die Aufstelleinheit als ein Haushaltskleingerät ausgebildet sein. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Haushalts kleingerät um ein standortungebundenes Haushaltsgerät, welches zumindest das Auf nahmeinduktionselement und zumindest eine Funktionseinheit, welche in einem Betriebs zustand zumindest eine Haushaltsgerätefunktion bereitstellt, aufweist. Unter „standortun gebunden“ soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass das Haushaltsklein gerät in einem Haushalt durch einen Nutzer frei, und insbesondere ohne Hilfsmittel, posi tionierbar ist, insbesondere im Unterschied zu einem Haushaltsgroßgerät, welches an einer bestimmten Position in einem Haushalt fest positioniert und/oder installiert ist, wie beispielsweise ein Backofen oder ein Kühlschrank. Vorzugsweise ist das Haushaltsklein gerät als ein Küchenkleingerät ausgebildet und stellt in dem Betriebszustand zumindest eine Hauptfunktion zu einer Bearbeitung von Lebensmitteln bereit. Das Haushaltskleinge rät könnte, ohne darauf beschränkt zu sein, beispielsweise als eine Küchenmaschine und/oder als ein Mixer und/oder als ein Rührer und/oder als eine Mühle und/oder als eine Küchenwaage oder als ein Wasserkocher oder als eine Kaffeemaschine oder als ein Reiskocher oder als ein Milchaufschäumer oder als eine Fritteuse oder als ein Toaster oder als ein Entsafter oder als eine Schneidemaschine oder dergleichen ausgebildet sein.A “installation unit” should be understood to mean a unit which inductively receives energy in at least one operating state and at least partially converts the inductively received energy into at least one other form of energy to provide at least one main function. For example, the energy inductively received by the installation unit in the operating state could be converted, in particular directly, into at least one other form of energy, such as heat. Alternatively or additionally, the set-up unit could have at least one electrical consumer, for example an electric motor or the like. The installation unit has at least one receiving inductive element for receiving the inductively provided energy. The installation unit could, for example, have at least two, in particular at least three, advantageously at least four, particularly advantageously at least five, preferably at least eight and particularly preferably several receiving induction elements, which in particular in the operating state could receive energy inductively, in particular from the supply induction element. The set-up unit could, for example, be designed as a cooking utensil. The cooking utensil preferably has at least one food receiving space and in the operating state at least partially converts the inductively received energy into heat for heating food arranged in the food receiving space. Preferably has the set-up unit designed as a cooking utensil has at least one further unit for providing at least one further function which goes beyond the mere heating of food and/or differs from the heating of food. For example, the additional unit could be designed as a temperature sensor or as a stirring unit or the like. Alternatively, the set-up unit could be designed as a small household appliance. The small household appliance is preferably a location-independent household appliance which has at least the recording induction element and at least one functional unit which, in an operating state, provides at least one household appliance function. In this context, “independent of location” is to be understood as meaning that the small household appliance can be positioned freely in a household by a user, and in particular without tools, in particular in contrast to a large household appliance, which is fixed in a specific position in a household and/or installed, such as an oven or refrigerator. The small household appliance is preferably designed as a small kitchen appliance and, in the operating state, provides at least one main function for processing food. The household appliance could be, for example, but not limited to, a food processor and/or a blender and/or a stirrer and/or a grinder and/or a kitchen scale or a kettle or a coffee maker or a Rice cooker or as a milk frother or as a fryer or as a toaster or as a juicer or as a slicer or the like.
Das Aufnahmeinduktionselement der Aufstelleinheit umfasst zumindest eine Sekundär spule und/oder ist als eine Sekundärspule ausgebildet. In einem Betriebszustand der Auf stelleinheit versorgt das Aufnahmeinduktionselement zumindest einen Verbraucher der Aufstelleinheit mit elektrischer Energie. Darüber hinaus ist denkbar, dass die Aufstellein heit einen Energiespeicher, insbesondere einen Akkumulator, aufweist, welcher dazu vor gesehen ist, eine über das Aufnahmeinduktionselement empfangene elektrische Energie in einem Ladezustand zu speichern und in einem Entladezustand zu der Versorgung der Funktionseinheit bereitzustellen. The pick-up induction element of the installation unit comprises at least one secondary coil and/or is designed as a secondary coil. When the positioning unit is in an operating state, the receiving inductive element supplies at least one consumer of the positioning unit with electrical energy. In addition, it is conceivable that the installation unit has an energy store, in particular an accumulator, which is provided to store electrical energy received via the receiving inductive element in a charging state and to make it available in a discharging state to supply the functional unit.
Vorzugsweise weist das Induktionsenergieübertragungssystem zumindest eine Aufstell platte zum Aufstellen der Aufstelleinheit auf. Unter einer „Aufstell platte“ soll zumindest eine, insbesondere plattenartige, Einheit verstanden werden, welche zu einem Aufstellen
wenigstens einer Aufstelleinheit und/oder zu einem Auflegen wenigstens eines Garguts vorgesehen ist. Die Aufstellplatte könnte beispielsweise als eine Arbeitsplatte, insbeson dere als eine Küchenarbeitsplatte, oder als ein Teilbereich zumindest einer Arbeitsplatte, insbesondere zumindest einer Küchenarbeitsplatte, insbesondere des Induktionsenergie übertragungssystems, ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich könnte die Aufstellplatte als eine Kochfeldplatte ausgebildet sein. Die als Kochfeldplatte ausgebildete Aufstellplatte könnte insbesondere zumindest einen Teil eines Kochfeldaußengehäuses ausbilden und insbesondere gemeinsam mit zumindest einer Außengehäuseeinheit, mit welcher die als Kochfeldplatte ausgebildete Aufstell platte in wenigstens einem montierten Zustand insbe sondere verbunden sein könnte, das Kochfeldaußengehäuse wenigstens zu einem Groß teil ausbilden. Vorzugsweise ist die Aufstellplatte aus einem nichtmetallischen Werkstoff hergestellt. Die Aufstellplatte könnte beispielsweise wenigstens zu einem Großteil aus Glas und/oder aus Glaskeramik und/oder aus Neolith und/oder aus Dekton und/oder aus Holz und/oder aus Marmor und/oder aus Stein, insbesondere aus Naturstein, und/oder aus Schichtstoff und/oder aus Kunststoff und/oder aus Keramik gebildet sein. In der vor liegenden Anmeldung beziehen sich Lagebezeichnungen, wie beispielsweise „unterhalb“ oder „oberhalb“, auf einen montierten Zustand der Aufstellplatte, sofern dies nicht explizit anderweitig beschrieben ist. In dem montierten Zustand ist die Versorgungseinheit vor zugsweise unterhalb der Aufstellplatte angeordnet. The induction energy transmission system preferably has at least one mounting plate for setting up the mounting unit. A “set-up plate” should be understood to mean at least one unit, in particular a plate-like one, which is used for setting up at least one positioning unit and/or for placing at least one item to be cooked is provided. The mounting plate could be designed, for example, as a worktop, in particular as a kitchen worktop, or as a partial area of at least one worktop, in particular at least one kitchen worktop, in particular of the induction energy transmission system. Alternatively or additionally, the mounting plate could be designed as a hob plate. The mounting plate designed as a hob plate could in particular form at least part of an outer hob housing and in particular together with at least one outer housing unit, with which the mounting plate designed as a hob plate could be connected in particular in at least one assembled state, could form at least a large part of the outer hob housing. The mounting plate is preferably made of a non-metallic material. The installation plate could, for example, be made at least to a large extent of glass and/or glass ceramic and/or neolith and/or dekton and/or wood and/or marble and/or stone, in particular natural stone, and/or laminate and/or made of plastic and/or ceramic. In the present application, position designations such as “below” or “above” refer to a mounted state of the mounting plate, unless this is explicitly described otherwise. In the mounted state, the supply unit is preferably arranged below the mounting plate.
Unter einer „Steuereinheit“ soll eine elektronische Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, zumindest die Versorgungseinheit zu steuern und/oder zu regeln. Vor zugsweise umfasst die Steuereinheit eine Recheneinheit und insbesondere zusätzlich zur Recheneinheit eine Speichereinheit mit einem darin gespeicherten Steuer- und/oder Re gelprogramm, das dazu vorgesehen ist, von der Recheneinheit ausgeführt zu werden.A “control unit” should be understood to mean an electronic unit that is provided to control and/or regulate at least the supply unit. The control unit preferably includes a computing unit and, in particular, in addition to the computing unit, a memory unit with a control and/or regulating program stored therein, which is intended to be executed by the computing unit.
Unter einem „Betriebsparametersatz“ soll eine Mehrzahl von zumindest zwei Betriebspa rametern der Aufstelleinheit verstanden werden, anhand derer die Steuereinheit die durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellte Energie entsprechend einem aktuellen Betriebszustand der Aufstelleinheit steuert. Vorzugsweise umfasst zumindest ein Be triebsparameter des Betriebsparametersatzes eine konstruktive und/oder geometrische Kenngröße der Aufstelleinheit, insbesondere des Aufnahmeinduktionselements. Konstruk tive und/oder geometrische Kenngrößen könnten dabei, ohne darauf beschränkt zu sein, beispielsweise eine Form und/oder Größe, insbesondere ein Radius und/oder Durchmes-
ser, und/oder eine Querschnittsfläche und/oder eine Wicklungszahl und/oder ein Material und/oder eine räumliche Position des Aufnahmeinduktionselements innerhalb der Aufstel leinheit umfassen. Vorzugsweise umfasst zumindest ein Betriebsparameter des Betriebs parametersatzes eine elektrische Kenngröße des Aufnahmeinduktionselements, bei spielsweise einen Betrag eines elektrischen Wderstands und/oder einer Impedanz und/oder einer Induktivität und/oder eine magnetische Flussdichte und/oder eine Reso nanzfrequenz und/oder eine Materialkonstante, beispielsweise eine magnetische Perme abilität. Vorzugsweise umfasst zumindest ein Betriebsparameter des Betriebsparameter satzes zumindest eine Betriebskenngröße der Aufstelleinheit, beispielsweise eine Maxi malleistung und/oder eine Minimalleistung und/oder Anzahl von Leistungsstufen und/oder eine Anzahl und/oder Art von betreibbaren elektrischen Lasten und/oder eine in einem Betriebszustand benötigte Spannung und/oder Stromstärke. Sämtliche Betriebsparameter des Betriebsparametersatzes könnten statisch sein, das heißt insbesondere über einen gesamten Betriebszeitraum der Aufstelleinheit, in welchem diese durch die Versorgungs einheit induktiv mit Energie versorgt wird, zumindest im Wesentlichen konstant sein. Bei spielsweise könnte eine Aufstelleinheit mit nur einem Verbraucher und nur einer Leis tungsstufe, einen Betriebsparametersatz aufweisen, dessen Betriebsparameter allesamt statisch sind. Vorzugsweise ist zumindest ein Betriebsparameter des Betriebsparameter satzes ein dynamischer, das heißt insbesondere zeitlich veränderlicher, Betriebsparame ter. Der dynamische Betriebsparameter könnte Informationen hinsichtlich einer Verände rung eines Betriebszustands der Aufstelleinheit umfassen, beispielsweise eine Art und/oder einen Zeitpunkt eines Wechsels einer Leistungsstufe und/oder eines Wechsels einer Anzahl und/oder Art von gleichzeitig zu betreibenden elektrischen Lasten. Der dy namische Betriebsparameter könnte zudem auch eine Information hinsichtlich einer Ver änderung einer Position des Aufnahmeinduktionselements relativ zu dem Versorgungsin duktionselement, beispielsweise aufgrund eines Verschiebens der Aufstelleinheit auf der Aufstellplatte durch einen Nutzer, umfassen. An “operating parameter set” should be understood to mean a plurality of at least two operating parameters of the set-up unit, which the control unit uses to control the energy provided inductively by the supply unit according to a current operating state of the set-up unit. Preferably, at least one operating parameter of the operating parameter set includes a design and/or geometric parameter of the installation unit, in particular of the receiving induction element. Constructive and/or geometric parameters could, without being limited to this, for example a shape and/or size, in particular a radius and/or diameter ser, and/or a cross-sectional area and/or a number of windings and/or a material and/or a spatial position of the receiving inductive element within the installation unit. Preferably, at least one operating parameter of the operating parameter set includes an electrical characteristic of the receiving inductive element, for example an amount of an electrical resistance and/or an impedance and/or an inductance and/or a magnetic flux density and/or a resonance frequency and/or a material constant, for example a magnetic permeability. Preferably, at least one operating parameter of the operating parameter set includes at least one operating parameter of the installation unit, for example a maximum power and/or a minimum power and/or number of power levels and/or a number and/or type of electrical loads that can be operated and/or one required in an operating state voltage and/or current. All of the operating parameters of the operating parameter set could be static, that is to say at least essentially constant over an entire operating period of the set-up unit in which it is inductively supplied with energy by the supply unit. For example, a set-up unit with only one consumer and only one power stage could have an operating parameter set whose operating parameters are all static. At least one operating parameter of the set of operating parameters is preferably a dynamic operating parameter, that is to say in particular one that changes over time. The dynamic operating parameter could include information regarding a change in an operating state of the installation unit, for example a type and/or time of a change in a power level and/or a change in the number and/or type of electrical loads to be operated simultaneously. The dynamic operating parameter could also include information regarding a change in a position of the receiving induction element relative to the supply induction element, for example due to the installation unit being moved on the installation plate by a user.
Unter „vorgesehen“ soll speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstan den werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem An- wendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, den Betriebspa rametersatz der Aufstelleinheit zeitlich wiederkehrend zu empfangen. Hierdurch kann vor teilhaft ein Bedienkomfort weiter verbessert werden. Es kann insbesondere vorteilhaft ein sicherer und zuverlässiger Betrieb der Aufstelleinheit erreicht werden. Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, den Betriebsparametersatz der Aufstelleinheit re gelmäßig, insbesondere periodisch, zeitlich wiederkehrend zu empfangen. Beispielsweise könnte die Steuereinheit in dem Betriebszustand den Betriebsparametersatz der Aufstel leinheit innerhalb jeder Periode einer Netzwechselspannung, zeitlich wiederkehrend, emp fangen. “Provided” is to be understood to mean specially programmed, designed and/or equipped. The fact that an object is provided for a specific function should be understood to mean that the object fulfills and/or executes this specific function in at least one application and/or operating state. Furthermore, it is proposed that the control unit is provided to receive the operating parameter set of the set-up unit at regular intervals. As a result, ease of use can be further improved before geous. Safe and reliable operation of the installation unit can be achieved in a particularly advantageous manner. The control unit is preferably provided to receive the set of operating parameters of the installation unit regularly, in particular periodically, at recurring times. For example, in the operating state, the control unit could receive the operating parameter set of the set-up unit within each period of an AC mains voltage, recurring in time.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, im Falle einer Veränderung von zumindest einem Betriebsparameter des Betriebsparametersatzes die durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellte Energie automatisch anzupassen. Hierdurch kann vorteilhaft ein Bedienkomfort noch weiter verbessert werden. Es können vorteilhaft durch die Veränderung des Betriebsparameters bedingte Beschädigungen und/oder unerwünschtes Verhalten der Aufstelleinheit wirkungsvoll vermieden werden, wenn die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, im Falle einer Veränderung von zumindest einem Betriebsparameter des Betriebsparametersatzes die durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellte Energie automatisch anzupassen. In addition, it is proposed that the control unit is provided to automatically adapt the energy provided inductively by the supply unit in the event of a change in at least one operating parameter of the operating parameter set. As a result, operating comfort can advantageously be further improved. Damage and/or undesired behavior of the installation unit caused by the change in the operating parameter can advantageously be effectively avoided if the control unit is provided to automatically adapt the energy provided inductively by the supply unit in the event of a change in at least one operating parameter of the operating parameter set.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Induktionsenergieübertragungssystem eine Kommunikationseinheit aufweist, zur drahtlosen Datenübertragung, insbesondere per NFC, zwischen der Aufstelleinheit und der Steuereinheit. Durch eine derartige Ausgestal tung kann vorteilhaft ein Bedienkomfort weiter verbessert werden. Es kann vorteilhaft eine besonders einfache, schnelle und zuverlässige Datenübertragung, insbesondere ein ein facher, schneller und zuverlässiger Empfang des Betriebsparametersatzes durch die Steuereinheit, ermöglicht werden. Die Kommunikationseinheit ist vorzugsweise zu einer bidirektionalen drahtlosen Datenübertragung, das heißt sowohl zu einem drahtlosen Emp fang als auch zu einem drahtlosen Senden von Daten, vorgesehen. Vorzugsweise weist die Kommunikationseinheit zumindest ein Kommunikationselement auf, welches mit der Steuereinheit verbunden und insbesondere zu einem drahtlosen Empfangen und Senden von Daten vorgesehen ist. Vorzugsweise weist die Kommunikationseinheit zumindest ein weiteres Kommunikationselement auf, welches innerhalb der Aufstelleinheit angeordnet und insbesondere zu einem drahtlosen Empfangen und Senden von Daten vorgesehen
ist. Die Kommunikationseinheit könnte zu einer drahtlosen Datenübertragung zwischen der Aufstelleinheit und der Steuereinheit per RFID, oder per WIFI, oder per Bluetooth oder per ZigBee oder zur drahtlosen Datenübertragung nach einem anderen geeigneten Stan dard vorgesehen sein. Vorzugsweise ist die Kommunikationseinheit zu einer drahtlosen Datenübertragung zwischen der Aufstelleinheit und der Steuereinheit per NFC vorgese hen. Hierdurch kann vorteilhaft ein besonders zukunftsfähiges Induktionsenergieübertra gungssystem bereitgestellt werden, welches mit einer Vielzahl von Aufstelleinheiten kom patibel ist. Furthermore, it is proposed that the induction energy transmission system has a communication unit for wireless data transmission, in particular via NFC, between the installation unit and the control unit. Such a configuration can advantageously further improve operating convenience. A particularly simple, fast and reliable data transmission, in particular a simple, fast and reliable reception of the set of operating parameters by the control unit, can advantageously be made possible. The communication unit is preferably provided for bidirectional wireless data transmission, ie both for wireless reception and for wireless transmission of data. The communication unit preferably has at least one communication element, which is connected to the control unit and is provided in particular for receiving and sending data wirelessly. The communication unit preferably has at least one further communication element, which is arranged within the set-up unit and is provided in particular for receiving and sending data wirelessly is. The communication unit could be provided for wireless data transmission between the installation unit and the control unit via RFID, or via WIFI, or via Bluetooth, or via ZigBee, or for wireless data transmission according to another suitable standard. The communication unit is preferably provided for wireless data transmission between the set-up unit and the control unit via NFC. As a result, a particularly future-proof induction energy transmission system can advantageously be provided, which is compatible with a large number of installation units.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass der Betriebsparametersatz zumindest eine elektrische Kenngröße des Aufnahmeinduktionselements umfasst. Hierdurch kann vorteil haft ein Bedienkomfort weiter verbessert werden, insbesondere indem eine besonders präzise Steuerung der durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellten Energie an hand der elektrischen Kenngröße des Aufnahmeinduktionselements ermöglicht ist. Bei der elektrischen Kenngröße des Aufnahmeinduktionselements kann es sich beispielswei se um einen Betrag eines elektrischen Widerstands und/oder einer Impedanz und/oder einer Induktivität und/oder eine magnetische Flussdichte und/oder eine Resonanzfre quenz und/oder eine Materialkonstante, beispielsweise eine magnetische Permeabilität, der Sekundärspule und/oder eines die Sekundärspule beinhaltenden Schaltkreises der Aufstelleinheit handeln. In addition, it is proposed that the set of operating parameters includes at least one electrical parameter of the receiving induction element. As a result, operating comfort can advantageously be further improved, in particular by enabling particularly precise control of the energy provided inductively by the supply unit using the electrical characteristic of the receiving inductive element. The electrical parameter of the receiving inductive element can be, for example, an amount of an electrical resistance and/or an impedance and/or an inductance and/or a magnetic flux density and/or a resonance frequency and/or a material constant, for example a magnetic permeability the secondary coil and/or a circuit of the installation unit containing the secondary coil.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der Betriebsparametersatz zumindest eine geometrische Kenngröße des Aufnahmeinduktionselements umfasst. Hierdurch kann vorteilhaft ein Be dienkomfort weiter verbessert werden, insbesondere indem eine besonders präzise Steu erung der durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellten Energie anhand der ge ometrischen Kenngröße des Aufnahmeinduktionselements ermöglicht ist. Bei der geomet rischen Kenngröße kann es sich beispielsweise um eine Form und/oder Größe, insbeson dere einen Radius und/oder Durchmesser, und/oder eine Querschnittsfläche und/oder eine Wicklungszahl und/oder ein Material und/oder eine räumliche Position der Sekundär spule des Aufnahmeinduktionselements handeln. It is also proposed that the set of operating parameters includes at least one geometric parameter of the receiving induction element. As a result, operating comfort can advantageously be further improved, in particular by enabling particularly precise control of the energy provided inductively by the supply unit using the geometric parameter of the receiving induction element. The geometric parameter can be, for example, a shape and/or size, in particular a radius and/or diameter, and/or a cross-sectional area and/or a number of turns and/or a material and/or a spatial position of the secondary coil act of the recording induction element.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die geometrische Kenngröße einen Durchmesser des Aufnahmeinduktionselements kennzeichnet. Hierdurch kann vorteilhaft ein Bedienkomfort weiter verbessert werden. Insbesondere kann vorteilhaft eine Präzision bei der Steuerung der durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellten Energie durch die Steuereinheit
anhand des Betriebsparametersatzes weiter verbessert werden. Darunter, dass die geo metrische Kenngröße einen Durchmesser des Aufnahmeinduktionselements „kennzeich net“, soll verstanden werden, dass der Durchmesser des Aufnahmeinduktionselements aus der geometrischen Kenngröße zumindest näherungsweise, vorzugsweise genau, durch die Steuereinheit bestimmbar ist. Die geometrische Kenngröße könnte den Durch messer des Aufnahmeinduktionselements umfassen. Denkbar wäre alternativ oder zu sätzlich jedoch auch, dass die geometrische Kenngröße Angaben über beispielsweise einen Halbmesser, insbesondere einen Radius, und/oder über eine Breite und Tiefe des Aufnahmeinduktionselements und/oder über eine Gesamtlänge und Wicklungszahl eines das Aufnahmeinduktionselement ausbildenden elektrischen Leiters, umfasst, aus welchen der Durchmesser des Aufnahmeinduktionselements zumindest näherungsweise be stimmbar ist. In addition, it is proposed that the geometric parameter characterizes a diameter of the receiving induction element. As a result, operating comfort can advantageously be further improved. In particular, a precision in the control of the energy provided inductively by the supply unit can advantageously be achieved by the control unit can be further improved using the set of operating parameters. The fact that the geometric parameter “characterizes” a diameter of the receiving inductive element should be understood to mean that the diameter of the receiving inductive element can be determined at least approximately, preferably precisely, by the control unit from the geometric parameter. The geometric parameter could include the diameter of the recording induction element. Alternatively or additionally, however, it would also be conceivable for the geometric parameter to include information about, for example, a radius, in particular a radius, and/or about a width and depth of the receiving inductive element and/or about a total length and number of windings of an electrical conductor forming the receiving inductive element, from which the diameter of the receiving induction element can be determined at least approximately.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die geometrische Kenngröße einen Abstand zwi schen dem Aufnahmeinduktionselement und dem Versorgungsinduktionselement kenn zeichnet. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft ein Bedienkomfort weiter verbessert werden. Es kann insbesondere eine Präzision bei der Steuerung der durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellten Energie durch die Steuereinheit anhand des Betriebsparametersatzes vorteilhaft weiter verbessert werden. Darunter, dass die geomet rische Kenngröße einen Abstand zwischen dem Aufnahmeinduktionselement und dem Versorgungsinduktionselement „kennzeichnet“, soll verstanden werden, dass der Abstand zwischen dem Aufnahmeinduktionselement und dem Versorgungsinduktionselement aus der geometrischen Kenngröße, zumindest näherungsweise, vorzugsweise genau, durch die Steuereinheit bestimmbar ist. Die geometrische Kenngröße könnte den Abstand zwi schen dem Aufnahmeinduktionselement und dem Versorgungsinduktionselement umfas sen. Denkbar wäre alternativ oder zusätzlich jedoch auch, dass die geometrische Kenn größe Angaben bezüglich eines Abstands des Aufnahmeinduktionselements zu einer Un terseite der Aufstelleinheit, auf welcher die Aufstelleinheit in dem Betriebszustand, insbe sondere auf der Aufstellplatte, aufgestellt ist, umfasst, wobei der Abstand zwischen dem Aufnahmeinduktionselement und dem Versorgungsinduktionselement zumindest nähe rungsweise aus der Angabe bestimmbar ist. Furthermore, it is proposed that the geometric parameter characterizes a distance between the receiving induction element and the supply induction element. Such a configuration can advantageously further improve operating convenience. In particular, precision in the control of the energy provided inductively by the supply unit can be advantageously further improved by the control unit using the set of operating parameters. The fact that the geometric parameter "characterizes" a distance between the receiving inductive element and the supply inductive element is to be understood as meaning that the distance between the receiving inductive element and the supply inductive element can be determined at least approximately, preferably precisely, by the control unit from the geometric parameter. The geometric parameter could include the distance between the receiving inductive element and the supply inductive element. Alternatively or additionally, however, it would also be conceivable for the geometric parameter to include information about the distance between the receiving induction element and the underside of the installation unit on which the installation unit is installed in the operating state, in particular on the installation plate, with the distance between the Recording induction element and the supply induction element is at least approximately determined from the indication.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, einen Kopp lungskoeffizienten zwischen dem Versorgungsinduktionselement und dem Aufnahmein-
duktionselement anhand des Betriebsparametersatzes zu bestimmen. Hierdurch kann vorteilhaft ein Bedienkomfort weiter verbessert werden. Es kann insbesondere eine Präzi sion bei der Steuerung der durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellten Energie durch die Steuereinheit anhand des Betriebsparametersatzes vorteilhaft weiter verbessert werden. Darunter, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, einen Kopplungskoeffi zienten zwischen dem Versorgungsinduktionselement und dem Aufnahmeinduktionsele ment anhand des Betriebsparametersatzes „zu bestimmen“, soll verstanden werden, dass die Steuereinheit in einem Betriebszustand den Kopplungskoeffizienten anhand zumin dest eines Betriebsparameters des Betriebsparametersatzes zumindest näherungsweise abschätzt und/oder berechnet. Der Kopplungskoeffizient, welcher in der Fachliteratur teil weise auch als Kopplungsfaktor bezeichnet wird, beschreibt vorzugsweise den Anteil des durch das Versorgungsinduktionselement in dem Betriebszustand erzeugten magneti schen Flusses, welcher mit dem Aufnahmeinduktionselement verbunden ist. Der Kopp lungskoeffizient ist dimensionslos und kann Werte zwischen 0 und 1 annehmen, wobei ein Kopplungskoeffizient von 0 einen Zustand beschreibt, in welchem der durch das Versor gungsinduktionselement in dem Betriebszustand erzeugte magnetische Fluss nicht mit dem Aufnahmeinduktionselement verbunden und das Versorgungsinduktionselement und das Aufnahmeinduktionselement voneinander magnetisch isoliert sind, und ein Kopp lungskoeffizient von 1 beschreibt einen idealen Zustand, in welchem der durch das Ver sorgungsinduktionselement in dem Betriebszustand erzeugte magnetische Fluss vollstän dig mit dem Aufnahmeinduktionselement verbunden ist. Ein Wert des Kopplungskoeffi zienten ist neben den Induktivitäten des Versorgungsinduktionselements und des Auf nahmeinduktionselements, insbesondere von dem Abstand zwischen dem Versorgungs induktionselement und dem Aufnahmeinduktionselement sowie den Durchmessern des Versorgungsinduktionselements und des Aufnahmeinduktionselements abhängig. Die Steuereinheit ist vorzugsweise dazu vorgesehen, den Kopplungskoeffizienten basierend auf der zumindest einen geometrischen Kenngröße des Aufnahmeinduktionselements, welche in dem Betriebsparametersatz enthalten ist, zumindest näherungsweise, bei spielsweise mittels einer in der Speichereinheit gespeicherten und durch die Rechenein heit anwendbaren Näherungsformel, zu bestimmen. Furthermore, it is proposed that the control unit is provided to determine a coupling coefficient between the supply induction element and the receiving element. to determine the production element based on the set of operating parameters. As a result, operating comfort can advantageously be further improved. In particular, precision can advantageously be further improved when controlling the energy provided inductively by the supply unit by the control unit using the set of operating parameters. The fact that the control unit is intended to “determine” a coupling coefficient between the supply induction element and the receiving induction element using the operating parameter set should be understood to mean that the control unit in an operating state estimates the coupling coefficient using at least one operating parameter of the operating parameter set at least approximately and /or calculated. The coupling coefficient, which is sometimes also referred to as the coupling factor in the technical literature, preferably describes the proportion of the magnetic flux generated by the supply inductive element in the operating state, which is connected to the receiving inductive element. The coupling coefficient is dimensionless and can assume values between 0 and 1, with a coupling coefficient of 0 describing a state in which the magnetic flux generated by the supply inductive element in the operating state is not connected to the receiving inductive element and the supply inductive element and the receiving inductive element are magnetically isolated from one another and a coupling coefficient of 1 describes an ideal state in which the magnetic flux generated by the supply inductive element in the operating state is fully connected to the receiving inductive element. A value of the coupling coefficient is dependent not only on the inductances of the supply induction element and the receiving induction element, but also in particular on the distance between the supply induction element and the receiving induction element and the diameters of the supply induction element and the receiving induction element. The control unit is preferably provided to determine the coupling coefficient based on the at least one geometric parameter of the receiving induction element, which is contained in the set of operating parameters, at least approximately, for example by means of an approximation formula stored in the memory unit and applicable by the computing unit.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Aufstelleinheit zumindest zwei schaltbare elektrische Lasten aufweist. Hierdurch kann vorteilhaft eine Aufstelleinheit mit einem hohen Maß an Flexibilität und einem großem Funktionsspektrum bereitgestellt werden. Unter einer
„elektrischen Last“ der Aufstelleinheit soll hierbei zumindest ein elektrischer Verbraucher der Aufstelleinheit verstanden werden, welcher mit dem Aufnahmeinduktionselement elektrisch leitend verbunden ist und welcher in einem Betriebszustand der Aufstelleinheit, insbesondere zur Bereitstellung zumindest einer Funktion der Aufstelleinheit, eine durch das Aufnahmeinduktionselement von dem Versorgungsinduktionselement induktiv emp fangene elektrische Energie zumindest teilweise in zumindest eine weitere Energieform, beispielsweise in eine thermische Energie und/oder in eine Bewegungsenergie und/oder dergleichen, wandelt. Bei der elektrischen Last kann es sich um eine resistive Last han deln, welche beispielsweise zumindest ein Heizelement der Aufstelleinheit zur Bereitstel lung einer Heizfunktion umfassen könnte. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei der elektrischen Last um eine induktive Last, welche beispielsweise einen Elektromotor zu einem Antrieb einer Rühreinheit der Aufstelleinheit umfassen könnte, handeln. Zudem ist denkbar, dass es sich bei der elektrischen Last, alternativ oder zusätzlich, um eine kapa zitive Last, welche beispielsweise einen kapazitiven Sensor in der Aufstelleinheit oder einen Dämpfungskondensator innerhalb eines elektrischen Schaltkreises der Aufstellein heit umfassen könnte, handelt. Die elektrische Last kann sich aus einer oder mehreren resistiven und/oder induktiven und/oder kapazitiven Teillasten zusammensetzen, welche vorzugsweise in dem Betriebszustand zur Bereitstellung der Funktion der Aufstelleinheit Zusammenwirken. Die zumindest zwei schaltbaren elektrischen Lasten sind zumindest zu einer Bereitstellung einer ersten Funktion der Aufstelleinheit in zumindest zwei verschie denen Leistungsstufen, beispielsweise einer Bereitstellung einer Heizfunktion in zumin dest zwei verschiedenen Heizstufen, vorgesehen. Vorzugsweise sind die zumindest zwei schaltbaren elektrischen Lasten zu einer Bereitstellung von zumindest zwei verschiede nen Funktionen der Aufstelleinheit, beispielsweise einer ersten Funktion in Form einer Heizfunktion und einer zweiten Funktion in Form einer Rührfunktion, vorgesehen. Vor zugsweise weist die Aufstelleinheit zumindest ein Schaltelement auf, welches die schalt baren Lasten in einem geschlossenen Zustand elektrisch leitend miteinander verbindet. Mittels des Schaltelements ist zumindest eine der elektrischen Lasten zu oder abschalt bar. Denkbar ist auch, dass die elektrischen Lasten mittels des Schaltelements getrennt voneinander betreibbar sind. Beispielsweise könnte in einem ersten Betriebszustand der Aufstelleinheit eine erste Funktion mittels einer ersten elektrischen Last und in einem zweiten Betriebszustand eine zweite Funktion mittels einer zweiten elektrischen Last und/oder einer Kombination aus der ersten und der zweiten elektrischen Last bereitstell bar sein.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Betriebsparametersatz zumindest eine Kenn größe der elektrischen Lasten umfasst. Hierdurch kann vorteilhaft ein Bedienkomfort wei ter verbessert werden. Insbesondere ist vorteilhaft eine präzise Steuerung der durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellten Last je nach Betriebszustand der Aufstellein heit ermöglicht, wenn der Betriebsparametersatz zumindest eine Kenngröße der elektri schen Lasten umfasst. Bei der Kenngröße der elektrischen Lasten kann es sich, ohne darauf beschränkt zu sein, um einen Betrag eines elektrischen Widerstands und/oder ei ner Impedanz und/oder einer Induktivität und/oder einer Kapazität zumindest einer Teillast der elektrischen Lasten handeln. Denkbar ist auch, dass es sich bei der Kenngröße um eine in einem Betriebszustand erforderliche Leistung und/oder benötigte Spannung und/oder Stromstärke zumindest einer der elektrischen Lasten handelt. In addition, it is proposed that the installation unit has at least two switchable electrical loads. As a result, an installation unit with a high degree of flexibility and a large range of functions can advantageously be provided. under one "Electrical load" of the installation unit is to be understood here as at least one electrical consumer of the installation unit, which is electrically conductively connected to the receiving inductive element and which, in an operating state of the installation unit, in particular to provide at least one function of the installation unit, inductively receives an electrical load from the supply induction element through the receiving induction element received electrical energy at least partially in at least one other form of energy, for example in a thermal energy and / or in a kinetic energy and / or the like, converts. The electrical load can be a resistive load, which could, for example, include at least one heating element of the installation unit to provide a heating function. Alternatively or additionally, the electrical load can be an inductive load, which could include, for example, an electric motor for driving a stirring unit of the installation unit. It is also conceivable that the electrical load, alternatively or additionally, is a capacitive load, which could include, for example, a capacitive sensor in the installation unit or a damping capacitor within an electrical circuit of the installation unit. The electrical load can be composed of one or more resistive and/or inductive and/or capacitive partial loads, which preferably interact in the operating state to provide the function of the installation unit. The at least two switchable electrical loads are provided at least for providing a first function of the installation unit in at least two different power levels, for example providing a heating function in at least two different heating levels. The at least two switchable electrical loads are preferably provided to provide at least two different functions of the installation unit, for example a first function in the form of a heating function and a second function in the form of a stirring function. The installation unit preferably has at least one switching element which electrically conductively connects the switchable loads to one another in a closed state. At least one of the electrical loads can be switched on or off by means of the switching element. It is also conceivable that the electrical loads can be operated separately from one another by means of the switching element. For example, in a first operating state of the installation unit, a first function could be provided by means of a first electrical load and in a second operating state, a second function could be provided by means of a second electrical load and/or a combination of the first and second electrical loads. Furthermore, it is proposed that the set of operating parameters includes at least one parameter of the electrical loads. As a result, operating convenience can advantageously be further improved. In particular, precise control of the load provided inductively by the supply unit is advantageously made possible, depending on the operating state of the installation unit, if the set of operating parameters includes at least one parameter of the electrical loads. The parameter of the electrical loads can be, without being limited to an amount of an electrical resistance and/or an impedance and/or an inductance and/or a capacitance of at least one partial load of the electrical loads. It is also conceivable that the parameter is a power and/or voltage and/or current intensity required in an operating state of at least one of the electrical loads.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass der Betriebsparametersatz einen Umschaltzeit punkt zwischen den elektrischen Lasten umfasst. Hierdurch kann vorteilhaft ein Bedien komfort weiter verbessert werden. Insbesondere kann vorteilhaft ein besonders sanftes Umschalten zwischen den elektrischen Lasten erreicht werden und somit ein besonders schonender und störungsarmer Betrieb der Aufstelleinheit ermöglicht werden. Ferner kann vorteilhaft ein Induktionsenergieübertragungssystem mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer elektromagnetischen Verträglichkeit bereitgestellt werden. Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, den Umschaltzeitpunkt vorzeitig von der Aufstel leinheit zu empfangen und die durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellte Ener gie genau zu dem Umschaltzeitpunkt anhand der Veränderung des zumindest einen Be- triebsparametes des Betriebsparametersatzes anzupassen. In addition, it is proposed that the set of operating parameters include a switchover point between the electrical loads. As a result, operating comfort can advantageously be further improved. In particular, a particularly gentle switching between the electrical loads can advantageously be achieved and thus a particularly gentle and trouble-free operation of the installation unit can be made possible. Furthermore, an induction energy transmission system with improved properties with regard to electromagnetic compatibility can advantageously be provided. The control unit is preferably provided to receive the switchover time early from the set-up unit and to adjust the energy provided inductively by the supply unit precisely at the switchover time based on the change in the at least one operating parameter of the operating parameter set.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Aufstelleinheit als ein Haushaltskleingerät ausgebil det ist. Hierdurch kann vorteilhaft ein Induktionsenergieübertragungssystem mit beson ders hoher Funktionalität und Flexibilität bereitgestellt werden. It is also proposed that the set-up unit be designed as a small household appliance. As a result, an induction energy transmission system with particularly high functionality and flexibility can advantageously be provided.
In einerweiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Aufstelleinheit als ein Gargeschirr ausgebildet ist. Hierdurch kann vorteilhaft ein Induktionsenergieüber tragungssystem mit einem besonders hohen Bedienkomfort, insbesondere hinsichtlich einer präzisen Steuerung einer durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellten Energie zur Beheizung von in dem Gargeschirr angeordneten Lebensmitteln, zur Verfü gung gestellt werden.
Die Erfindung geht ferner aus von einem Verfahren zum Betrieb eines Induktionsenergie übertragungssystems, insbesondere nach einer der vorhergehenden beschriebenen Aus gestaltungen, mit einer Versorgungseinheit, welche zumindest ein Versorgungsindukti onselement zur induktiven Bereitstellung von Energie aufweist, und mit zumindest einer Aufstelleinheit, welche zumindest ein Aufnahmeinduktionselement zu einem Empfang der induktiv bereitgestellten Energie aufweist. In a further advantageous embodiment, it is proposed that the positioning unit be designed as a cooking utensil. As a result, an induction energy transmission system can advantageously be made available with a particularly high level of operating comfort, in particular with regard to precise control of energy provided inductively by the supply unit for heating foodstuffs arranged in the cooking utensil. The invention is also based on a method for operating an inductive energy transmission system, in particular according to one of the configurations described above, with a supply unit, which has at least one supply induction element for the inductive provision of energy, and with at least one installation unit, which has at least one receiving induction element having a reception of the inductively provided energy.
Es wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Betriebsparametersatz der Aufstelleinheit empfangen und die durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellte Energie basie rend auf dem Betriebsparametersatz gesteuert wird. Durch ein derartiges Verfahren kann vorteilhaft ein besonders komfortabler, sicherer und zuverlässiger Betrieb des Induktions energieübertragungssystems ermöglicht werden. It is proposed that at least one operating parameter set of the set-up unit is received and the energy provided inductively by the supply unit is controlled on the basis of the operating parameter set. A particularly convenient, safe and reliable operation of the induction energy transmission system can advantageously be made possible by such a method.
Das Induktionsenergieübertragungssystem soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann das Induktionse nergieübertragungssystem zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einhei ten abweichende Anzahl aufweisen. The induction energy transmission system should not be limited to the application and embodiment described above. In particular, the induction energy transmission system can have a number of individual elements, components and units that differs from a number specified here in order to fulfill a function described herein.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeich nung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Be schreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fach mann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Further advantages result from the following description of the drawings. In the undersigned voltage two embodiments of the invention are shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into further meaningful combinations.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 Ein Induktionsenergieübertragungssystem mit einer Versorgungseinheit, einer Steuereinheit, einer Aufstelleinheit und einerweiteren Aufstellein heit in einer schematischen Darstellung, Fig. 1 An induction energy transmission system with a supply unit, a control unit, a set-up unit and a further set-up unit in a schematic representation,
Fig. 2 ein schematisches elektrisches Ersatzschaltbild zur Darstellung einer in duktiven Energieübertragung zwischen einem Versorgungsinduktions element der Versorgungseinheit und einem Aufnahmeinduktionselement der Aufstelleinheit,
Fig. 3 ein schematisches elektrisches Schaltbild eines elektrischen Schaltkrei ses mit dem Aufnahmeinduktionselement und zwei schaltbaren elektri schen Lasten der Aufstelleinheit, 2 shows a schematic electrical equivalent circuit diagram for representing an inductive energy transmission between a supply inductive element of the supply unit and a receiving inductive element of the set-up unit, 3 shows a schematic electrical circuit diagram of an electrical circuit with the pick-up inductive element and two switchable electrical loads of the installation unit,
Fig. 4 ein schematisches Diagramm zur Darstellung eines Betriebsparameter satzes der Aufstelleinheit, 4 is a schematic diagram showing an operating parameter set of the installation unit,
Fig. 5 zwei schematische Diagramme zur Darstellung einer Leistungskurve des Versorgungsinduktionselements der Versorgungseinheit,5 two schematic diagrams to show a power curve of the supply induction element of the supply unit,
Fig. 6 ein schematisches Diagramm zur Darstellung eines Umschaltzeitpunk tes zwischen den elektrischen Lasten der Aufstelleinheit, 6 is a schematic diagram showing a switchover point in time between the electrical loads of the installation unit,
Fig. 7 ein schematisches Diagramm zur Darstellung eines Verfahrens zum Be trieb des Induktionsenergieübertragungssystems und Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Induktionsenergieübertragungs systems mit einer Versorgungseinheit, einer Steuereinheit einer Aufstel leinheit und einerweiteren Aufstelleinheit in einer schematischen Dar stellung. 7 shows a schematic diagram showing a method for operating the induction energy transmission system; and FIG.
Figur 1 zeigt ein Induktionsenergieübertragungssystem 10a in einer schematischen Dar stellung. Das Induktionsenergieübertragungssystem 10a weist eine Versorgungseinheit 12a auf. Die Versorgungseinheit 12a weist zumindest ein Versorgungsinduktionselement 14a zur induktiven Bereitstellung von Energie auf. Vorliegend umfasst die Versorgungs einheit 12a insgesamt vier Versorgungsinduktionselemente 14a, wobei jede beliebige andere Anzahl denkbar wäre. FIG. 1 shows an induction energy transmission system 10a in a schematic representation. The induction energy transmission system 10a has a supply unit 12a. The supply unit 12a has at least one supply induction element 14a for the inductive provision of energy. In the present case, the supply unit 12a comprises a total of four supply induction elements 14a, with any other number being conceivable.
Das Induktionsenergieübertragungssystem 10a weist eine Steuereinheit 16a zur Steue rung der Versorgungseinheit 12a auf. The induction energy transmission system 10a has a control unit 16a for controlling the supply unit 12a.
Das Induktionsenergieübertragungssystem 10a weist eine Aufstellplatte 52a auf. The induction energy transmission system 10a has an installation plate 52a.
Das Induktionsenergieübertragungssystem 10a ist vorliegend als ein Induktionsgarsystem ausgebildet und umfasst ein Induktionskochfeld 54a. Vorliegend ist die Aufstellplatte 52a als eine Kochfeldplatte 56a ausgebildet. Die Kochfeldplatte 56a ist Teil des Induktions kochfelds 54a. The induction energy transmission system 10a is presently designed as an induction cooking system and includes an induction hob 54a. In the present case, the mounting plate 52a is designed as a hob plate 56a. The hob plate 56a is part of the induction hob 54a.
Das Induktionsenergieübertragungssystem 10a weist eine Aufstelleinheit 18a auf. Die Aufstelleinheit 18a weist ein Aufnahmeinduktionselement 22a zu einem Empfang der durch die Versorgungseinheit 12a induktiv bereitgestellten Energie auf. Vorliegend ist die
Aufstelleinheit 18a als ein Haushaltskleingerät 48a ausgebildet, und zwar als eine Kü chenmaschine. Das Induktionsenergieübertragungssystem 10a weist vorliegend eine wei tere Aufstelleinheit 20a auf. Die weitere Aufstelleinheit 20a umfasst ebenfalls ein Aufnah meinduktionselement 22a zu einem Empfang der durch die Versorgungseinheit 12a in duktiv bereitgestellten Energie. Die weitere Aufstelleinheit 20a ist vorliegend als ein weite res Haushaltskleingerät 58a ausgebildet, und zwar als ein Wasserkocher. The induction energy transmission system 10a has an installation unit 18a. The installation unit 18a has a receiving inductive element 22a for receiving the energy provided inductively by the supply unit 12a. Present is the Installation unit 18a designed as a small household appliance 48a, specifically as a kitchen machine. In the present case, the induction energy transmission system 10a has a further installation unit 20a. The further installation unit 20a also includes a receiving induction element 22a for receiving the energy provided inductively by the supply unit 12a. In the present case, the further set-up unit 20a is designed as a further small household appliance 58a, specifically as a kettle.
Die Steuereinheit 16a ist dazu vorgesehen, zumindest einen Betriebsparametersatz 24a (vgl. Figur 4) der Aufstelleinheit 18a zu empfangen und die durch die Versorgungseinheit 12a induktiv bereitgestellte Energie basierend auf dem Betriebsparametersatz 24a zu steuern. Die Steuereinheit 16a umfasst eine Recheneinheit 90a mit einem darin ausführ baren Programm (nicht dargestellt) zur Auswertung des Betriebsparametersatzes 24a.The control unit 16a is provided to receive at least one set of operating parameters 24a (see FIG. 4) of the installation unit 18a and to control the energy provided inductively by the supply unit 12a based on the set of operating parameters 24a. The control unit 16a includes a computing unit 90a with a program (not shown) that can be executed therein for evaluating the set of operating parameters 24a.
Das Induktionsenergieübertragungssystem 10a weist eine Kommunikationseinheit 30a auf. Die Kommunikationseinheit 30a ist zu einer drahtlosen Datenübertragung zwischen der Aufstelleinheit 18a und der Steuereinheit 16a vorgesehen. Vorliegend ist die Kommu nikationseinheit 30a außerdem auch zu einer drahtlosen Datenübertragung zwischen der weiteren Aufstelleinheit 20a und der Steuereinheit 16a vorgesehen. Die Kommunikations einheit 30a weist ein Kommunikationselement 60a auf, welches mit der Steuereinheit 16a verbunden und zu einem drahtlosen Senden und Empfangen von Daten vorgesehen ist. Die Kommunikationseinheit 30a weist ein weiteres Kommunikationselement 62a auf, wel ches in der Aufstelleinheit 18a angeordnet und zu einem drahtlosen Senden und Empfan gen von Daten vorgesehen ist. Die Kommunikationseinheit 30a weist außerdem ein weite res Kommunikationselement 64a auf, welches in der weiteren Aufstelleinheit 20a ange ordnet und zu einem drahtlosen Senden und Empfangen von Daten vorgesehen ist. Vor liegend ist die Kommunikationseinheit 30a als eine NFC-Kommunikationseinheit ausge bildet, und zu einer drahtlosen Datenübertagung per NFC zwischen der Steuereinheit 16a und der Aufstelleinheit 18a und/oder der weiteren Aufstelleinheit 20a vorgesehen. The inductive energy transmission system 10a has a communication unit 30a. The communication unit 30a is provided for wireless data transmission between the installation unit 18a and the control unit 16a. In the present case, the communication unit 30a is also provided for wireless data transmission between the further installation unit 20a and the control unit 16a. The communication unit 30a has a communication element 60a, which is connected to the control unit 16a and is provided for wireless transmission and reception of data. The communication unit 30a has a further communication element 62a, which is arranged in the set-up unit 18a and is provided for wireless transmission and reception of data. The communication unit 30a also has a further communication element 64a, which is arranged in the further set-up unit 20a and is provided for wireless transmission and reception of data. In the present case, the communication unit 30a is designed as an NFC communication unit and is intended for wireless data transmission via NFC between the control unit 16a and the installation unit 18a and/or the additional installation unit 20a.
In einem Betriebszustand des Induktionsenergieübertragungssystems 10a empfängt die Steuereinheit 16a den Betriebsparametersatz 24a (vgl. Figur 4) der Aufstelleinheit 18a drahtlos und zwar über die Kommunikationseinheit 30a. In an operating state of the induction energy transmission system 10a, the control unit 16a receives the operating parameter set 24a (cf. FIG. 4) of the installation unit 18a wirelessly, specifically via the communication unit 30a.
Die Steuereinheit 16a ist dazu vorgesehen, den Betriebsparametersatz 24a zeitlich wie derkehrend zu empfangen. Vorliegend empfängt die Steuereinheit 16a den Betriebspara-
metersatz 24a in regelmäßigen zeitlichen Abständen von der Aufstelleinheit 18a, und zwar drahtlos über die Kommunikationseinheit 30a. The control unit 16a is provided to receive the set of operating parameters 24a at regular intervals. In the present case, the control unit 16a receives the operating parameter meter set 24a at regular time intervals from the installation unit 18a, wirelessly via the communication unit 30a.
Figur 2 zeigt ein schematisches elektrisches Ersatzschaltbild zur Darstellung einer induk tiven Energieübertragung zwischen dem Versorgungsinduktionselement 14a und dem Aufnahmeinduktionselement 22a. Die Versorgungseinheit 12a weist zumindest eine Wechselrichtereinheit 88a zur Versorgung der Versorgungseinheit 12a mit einem Wech selstrom auf. In dem Betriebszustand steuert die Steuereinheit 16a die durch das Versor gungsinduktionselement 14a induktiv bereitgestellte Energie mittels einer Veränderung der Frequenz des durch die Wechselrichtereinheit 88a bereitgestellten Wechselstroms. In dem Betriebszustand erzeugt das Versorgungsinduktionselement 14a ein elektromagneti sches Wechselfeld, durch welches die Energie induktiv bereitgestellt wird. In dem Be triebszustand ist das Aufnahmeinduktionselement 22a in einem Abstand 36a zu dem Ver sorgungsinduktionselement 14a angeordnet. In dem Betriebszustand ist ein magnetischer Fluss des elektromagnetischen Wechselfelds, welches durch das Versorgungsinduktions element 14a erzeugt wird, zumindest teilweise mit dem Aufnahmeinduktionselement 22a gekoppelt, sodass eine Wechselspannung in dem Aufnahmeinduktionselement 22a indu ziert wird und so zumindest ein Teil der induktiv bereitgestellten Energie empfangen wird. Die Aufstelleinheit 18a weist zumindest eine elektrische Last 40a auf. In dem Betriebszu stand wird die elektrische Last 40a mit der in dem Aufnahmeinduktionselement 22a indu zierten Wechselspannung versorgt. FIG. 2 shows a schematic electrical equivalent circuit diagram for representing an inductive energy transmission between the supply inductive element 14a and the receiving inductive element 22a. The supply unit 12a has at least one inverter unit 88a for supplying the supply unit 12a with an alternating current. In the operating state, the control unit 16a controls the energy provided inductively by the supply inductive element 14a by changing the frequency of the alternating current provided by the inverter unit 88a. In the operating state, the supply induction element 14a generates an electromagnetic alternating field, through which the energy is provided inductively. In the operating state, the receiving inductive element 22a is arranged at a distance 36a from the supply inductive element 14a. In the operating state, a magnetic flux of the electromagnetic alternating field, which is generated by the supply inductive element 14a, is at least partially coupled to the receiving inductive element 22a, so that an AC voltage is induced in the receiving inductive element 22a and at least part of the inductively provided energy is received. The installation unit 18a has at least one electrical load 40a. In the operating state, the electrical load 40a is supplied with the AC voltage induced in the pickup inductance element 22a.
Figur 3 zeigt ein schematisches elektrisches Schaltbild der Aufstelleinheit 18a. Die Auf stelleinheit 18a weist vorliegend zumindest zwei schaltbare elektrische Lasten und zwar die elektrische Last 40a und eine weitere elektrische Last 42a auf. Die Aufstelleinheit 18a weist ein Schaltelement 72a auf. Das Schaltelement 72a ist zu einem Zu- und Abschalten der weiteren elektrischen Last 42a vorgesehen. In einem ersten Schaltzustand ist das Schaltelement 72a geschlossen und sowohl die elektrische Last 40a als auch die weitere elektrische Last 42a sind jeweils elektrisch leitend mit dem Aufnahmeinduktionselement 22a verbunden. In einem zweiten Schaltzustand ist die elektrische Last 40a elektrisch leitend mit dem Aufnahmeinduktionselement 22a verbunden und die weitere elektrische Last 42a ist nicht mit dem Aufnahmeinduktionselement 22a verbunden.
Figur 4 zeigt ein schematisches Diagramm zur Darstellung des Betriebsparametersatzes 24a. Der Betriebsparametersatz 24a umfasst einen Betriebsparameter 26a sowie mehrere weitere Betriebsparameter 28a, 66a, 68a, 70a. FIG. 3 shows a schematic electrical circuit diagram of the positioning unit 18a. In the present case, the positioning unit 18a has at least two switchable electrical loads, specifically the electrical load 40a and a further electrical load 42a. The positioning unit 18a has a switching element 72a. The switching element 72a is provided for switching the further electrical load 42a on and off. In a first switching state, the switching element 72a is closed and both the electrical load 40a and the further electrical load 42a are each electrically conductively connected to the receiving inductive element 22a. In a second switching state, the electrical load 40a is electrically conductively connected to the receiving inductive element 22a and the further electrical load 42a is not connected to the receiving inductive element 22a. FIG. 4 shows a schematic diagram for representing the operating parameter set 24a. The set of operating parameters 24a includes an operating parameter 26a and several other operating parameters 28a, 66a, 68a, 70a.
Der Betriebsparametersatz 24a umfasst zumindest eine elektrische Kenngröße 32a des Aufnahmeinduktionselements 22a der Aufstelleinheit 18a. Vorliegend beinhaltet der Be triebsparameter 26a die elektrische Kenngröße 32a. Die elektrische Kenngröße 32a um fasst zumindest eine Induktivität des Aufnahmeinduktionselements 22a. The operating parameter set 24a includes at least one electrical parameter 32a of the receiving inductive element 22a of the installation unit 18a. In the present case, the operating parameter 26a includes the electrical parameter 32a. The electrical parameter 32a includes at least one inductance of the receiving inductive element 22a.
Der Betriebsparametersatz 24a umfasst außerdem zumindest eine geometrische Kenn größe 34a des Aufnahmeinduktionselements 22a. Die geometrische Kenngröße 34a kennzeichnet einen Durchmesser (nicht dargestellt) des Aufnahmeinduktionselements 22a. Die geometrische Kenngröße 34a kennzeichnet außerdem den Abstand 36a (vgl. Figur 2) zwischen dem Aufnahmeinduktionselement 22a und dem Versorgungsindukti onselement 14a. The set of operating parameters 24a also includes at least one geometric parameter 34a of the receiving induction element 22a. The geometric parameter 34a characterizes a diameter (not shown) of the receiving induction element 22a. The geometric parameter 34a also characterizes the distance 36a (see FIG. 2) between the receiving inductive element 22a and the supply inductive onselement 14a.
Die Steuereinheit 16a ist dazu vorgesehen, einen Kopplungskoeffizienten 38a zwischen dem Versorgungsinduktionselement 14a und dem Aufnahmeinduktionselement 22a an hand des Betriebsparametersatzes 24a zu bestimmen. Vorliegend bestimmt die Steuer einheit 16a in dem Betriebszustand den Kopplungskoeffizienten 38a aus der elektrischen Kenngröße 32a und der geometrischen Kenngröße 34a. Die Steuereinheit 16a bestimmt den Kopplungskoeffizienten 38a mittels einer Näherungsformel in dem Programm der Recheneinheit 90a. Der Kopplungskoeffizient 38a beschreibt den Anteil des durch das Versorgungsinduktionselement 14a in dem Betriebszustand erzeugten magnetischen Flusses, welcher mit dem Aufnahmeinduktionselement 22a gekoppelt ist (vgl. Figur 2).The control unit 16a is provided to determine a coupling coefficient 38a between the supply inductive element 14a and the receiving inductive element 22a using the operating parameter set 24a. In the present case, the control unit 16a determines the coupling coefficient 38a from the electrical parameter 32a and the geometric parameter 34a in the operating state. The control unit 16a determines the coupling coefficient 38a by means of an approximation formula in the program of the arithmetic unit 90a. The coupling coefficient 38a describes the proportion of the magnetic flux generated by the supply inductive element 14a in the operating state, which is coupled to the receiving inductive element 22a (cf. FIG. 2).
Der Kopplungskoeffizient 38a ist dimensionslos und kann Werte zwischen 0 und 1 an nehmen. Je größer der Kopplungskoeffizient 38a ist, desto größer ist der Anteil der durch das Versorgungsinduktionselement 14a induktiv bereitgestellten Energie, welche von dem Aufnahmeinduktionselement 22a in dem Betriebszustand empfangen werden kann. The coupling coefficient 38a is dimensionless and can assume values between 0 and 1. The greater the coupling coefficient 38a, the greater the proportion of the energy provided inductively by the supply inductive element 14a, which can be received by the receiving inductive element 22a in the operating state.
Der Betriebsparameter 66a umfasst eine aktuelle elektrische Leistung, welche von der Aufstelleinheit 18a in dem Betriebszustand angefordert wird. The operating parameter 66a includes a current electrical power, which is requested by the installation unit 18a in the operating state.
Der Betriebsparametersatz 24a umfasst zumindest eine Kenngröße 44a der elektrischen Lasten 40a, 42a. Vorliegend umfasst die Kenngröße 44a jeweils eine aktuelle Information bezüglich der Art sowie bezüglich eines Betrags eines elektrischen Widerstands der aktu-
eil zu betreibenden elektrischen Gesamtlast, welche sich je nach Schaltzustand des Schaltelements 72a (vgl. Figur 3) nur aus der elektrischen Last 40a oder aus einer Kom bination der elektrischen Last 40a mit der weiteren elektrischen Last 42a zusammensetzt.The set of operating parameters 24a includes at least one parameter 44a of the electrical loads 40a, 42a. In the present case, parameter 44a includes current information regarding the type and amount of an electrical resistance of the current eil to be operated total electrical load, which depending on the switching state of the switching element 72a (see FIG. 3) consists only of the electrical load 40a or of a combination of the electrical load 40a with the additional electrical load 42a.
Der Betriebsparametersatz 24a umfasst einen Umschaltzeitpunkt 46a zwischen den elektrischen Lasten 40a, 42a. Der Umschaltzeitpunkt 46a definiert einen Zeitpunkt, an dem das Schaltelement 72a umgeschaltet wird. Für den zweiten Schaltzustand des Schaltelements 72a, wenn das Schaltelement 72a geschlossen ist, bestimmt die Steuer einheit 16a in dem Betriebszustand anhand des Betriebsparametersatzes 24a einen ers ten Betriebspunkt 80a zur Steuerung der durch die Versorgungseinheit 12a induktiv be reitgestellten Energie. The operating parameter set 24a includes a switchover time 46a between the electrical loads 40a, 42a. The switching point 46a defines a point in time at which the switching element 72a is switched. For the second switching state of switching element 72a, when switching element 72a is closed, control unit 16a in the operating state uses operating parameter set 24a to determine a first operating point 80a for controlling the energy provided inductively by supply unit 12a.
Im Falle einer Veränderung zumindest eines Betriebsparameters 26a, 28a, 66a, 68a, 70a des Betriebsparametersatzes 24a ist die Steuereinheit 16a dazu vorgesehen, die durch die Versorgungseinheit 12a induktiv bereitgestellte Energie automatisch anzupassen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel hätte ein Umschalten des Schaltelements von dem ersten Schaltzustand in den zweiten Schaltzustand eine Veränderung des Betriebspara meters 68a, und zwar eine Veränderung der Kenngröße 44a im Hinblick auf eine zu be treibende Gesamtlast, zur Folge. Die Steuereinheit 16a bestimmt in dem Betriebszustand ausgehend von dem ersten Betriebspunkt 80a einen zweiten Betriebspunkt 86a, anhand dessen eine Steuerung der durch die Versorgungseinheit 12a induktiv bereitgestellten Energie ab dem Umschaltzeitpunkt 46a erfolgen soll. In the event of a change in at least one operating parameter 26a, 28a, 66a, 68a, 70a of the operating parameter set 24a, the control unit 16a is provided to automatically adapt the energy provided inductively by the supply unit 12a. In the present exemplary embodiment, switching the switching element from the first switching state to the second switching state would result in a change in the operating parameter 68a, specifically a change in the characteristic variable 44a with regard to a total load to be operated. In the operating state, starting from the first operating point 80a, the control unit 16a determines a second operating point 86a, based on which the energy provided inductively by the supply unit 12a is to be controlled from the switchover time 46a.
Figur 5 zeigt zwei schematische Diagramme zur Darstellung einer Leistungskurve 74a der durch das Versorgungsinduktionselement 14a induktiv bereitgestellten Energie. Auf einer Ordinate 76a eines linken Diagramms ist eine Leistung der durch das Versorgungsinduk tionselement 14a induktiv bereitstellbaren Energie in Watt aufgetragen. Auf einer Abszis se 78a des linken Diagramms ist eine Frequenz des Wechselstroms, mit dem die Wech selrichtereinheit 88a (vgl. Figur 2) durch die Steuereinheit 16a betreibbar ist, in Kilohertz aufgetragen. In dem linken Diagramm ist der erste Betriebspunkt 80a eingetragen. Der erste Betriebspunkt 80a entspricht einer Frequenz, mit der die Steuereinheit 16a die Wechselrichtereinheit 88a zur Versorgung des Versorgungsinduktionselements 14a in dem ersten Schaltzustand des Schaltelements 72a der Aufstelleinheit 18a betreibt.
Auf einer Ordinate 82a eines rechten Diagramms ist die Leistung der durch das Versor gungsinduktionselement 14a induktiv bereitstellbaren Energie in Watt aufgetragen. Auf einer Abszisse 84a des rechten Diagramms ist die Frequenz des Wechselstroms, mit der die Wechselrichtereinheit 88a durch die Steuereinheit 16a betreibbar ist, in Kilohertz auf getragen. In dem rechten Diagramm sind der erste Betriebspunkt 80a und der zweite Be triebspunkt 86a eingetragen. Der zweite Betriebspunkt entspricht einer Frequenz, mit der die Steuereinheit 16a die Wechselrichtereinheit 88a zur Versorgung des Versorgungsin duktionselements 14a in dem zweiten Schaltzustand des Schaltelements 72a der Aufstel leinheit 18a betreibt. Wie dem rechten Diagramm zu entnehmen ist, ist die Leistung der durch das Versorgungsinduktionselement 14a induktiv bereitgestellten Energie bei dem zweiten Betriebspunkt 86a, entsprechend der in dem zweiten Schaltzustand des Schalt elements 72a geringeren elektrischen Gesamtlast der Aufstelleinheit 18a, geringer als die Leistung der bei dem ersten Betriebspunkt 80a durch das Versorgungsinduktionselement 14a induktiv bereitgestellten Energie. FIG. 5 shows two schematic diagrams for representing a power curve 74a of the energy provided inductively by the supply induction element 14a. A power of the energy that can be inductively provided by the supply induction element 14a is plotted in watts on an ordinate 76a of a diagram on the left. A frequency of the alternating current, with which the inverter unit 88a (cf. FIG. 2) can be operated by the control unit 16a, is plotted in kilohertz on an abscissa 78a of the left-hand diagram. The first operating point 80a is entered in the left-hand diagram. The first operating point 80a corresponds to a frequency at which the control unit 16a operates the inverter unit 88a to supply the supply inductive element 14a in the first switching state of the switching element 72a of the installation unit 18a. The power of the energy that can be provided inductively by the supply induction element 14a is plotted in watts on an ordinate 82a of a diagram on the right. The frequency of the alternating current, with which the inverter unit 88a can be operated by the control unit 16a, is entered in kilohertz on an abscissa 84a of the right-hand diagram. The first operating point 80a and the second operating point 86a are entered in the diagram on the right. The second operating point corresponds to a frequency with which the control unit 16a operates the inverter unit 88a to supply the supply induction element 14a in the second switching state of the switching element 72a of the installation unit 18a. As can be seen from the diagram on the right, the power of the energy provided inductively by the supply inductive element 14a at the second operating point 86a, corresponding to the lower overall electrical load of the installation unit 18a in the second switching state of the switching element 72a, is lower than the power of the first Operating point 80a inductively provided energy by the supply induction element 14a.
Figur 6 zeigt ein schematisches Diagramm zur Darstellung des Umschaltzeitpunktes 46a zwischen den schaltbaren elektrischen Lasten 40a, 42a der Aufstelleinheit 18a. Auf einer Abszisse 92a des Diagramms ist eine Zeit in Millisekunden aufgetragen. Eine Kurve 94a zeigt einen Verlauf einer gleichgerichteten Netzspannung, mit der die Steuereinheit 16a die Wechselrichtereinheit 88a (vgl. Figur 2) betreibt. FIG. 6 shows a schematic diagram to show the switching time 46a between the switchable electrical loads 40a, 42a of the installation unit 18a. A time in milliseconds is plotted on an abscissa 92a of the diagram. A curve 94a shows a profile of a rectified mains voltage with which the control unit 16a operates the inverter unit 88a (cf. FIG. 2).
Die Steuereinheit 16a ist dazu vorgesehen, den Betriebsparametersatz 24a zeitlich wie derkehrend zu empfangen. Vorliegend empfängt die Steuereinheit 16a den Betriebspara metersatz 24a in regelmäßigen zeitlichen Abständen von der Aufstelleinheit 18a, und zwar drahtlos über die Kommunikationseinheit 30a (vgl. Figur 1). Die Steuereinheit 16a empfängt den Betriebsparametersatz 24a vorliegend zeitlich wiederkehrend zu Beginn jeder Periode der gleichgerichteten Netzspannung, im Falle einer in Europa üblichen Netzfrequenz von 50 Hertz also alle 20 Millisekunden. Zu einem Empfangszeitpunkt 96a empfängt die Steuereinheit 16a in dem Betriebszustand den Betriebsparametersatz 24a. Zu dem Umschaltzeitpunkt 46a passt die Steuereinheit 16a die durch die Versorgungs einheit 12a induktiv bereitgestellte Energie automatisch an, und zwar anhand der Verän derung des Betriebsparameters 68a (vgl. Figur 4). Während des Empfangszeitpunkts 96a betreibt die Steuereinheit 16a die Versorgungseinheit 12a an dem ersten Betriebspunkt 80a (vgl. Figur 5). Während der Periode zwischen dem Empfangszeitpunkt 96a und dem
Umschaltzeitpunkt 46a bestimmt die Steuereinheit 16a den zweiten Betriebspunkt 96a. Ab dem Umschaltzeitpunkt 46a betreibt die Steuereinheit 16a die Versorgungseinheit 12a an dem zweiten Betriebspunkt 86a. The control unit 16a is provided to receive the set of operating parameters 24a at regular intervals. In the present case, the control unit 16a receives the set of operating parameters 24a at regular time intervals from the installation unit 18a, specifically wirelessly via the communication unit 30a (cf. FIG. 1). In the present case, the control unit 16a receives the operating parameter set 24a chronologically at the beginning of each period of the rectified mains voltage, ie every 20 milliseconds in the case of a mains frequency of 50 Hertz which is usual in Europe. At a receiving time 96a, the control unit 16a receives the operating parameter set 24a in the operating state. At the switching time 46a, the control unit 16a automatically adjusts the energy provided inductively by the supply unit 12a, based on the change in the operating parameter 68a (cf. FIG. 4). During the reception time 96a, the control unit 16a operates the supply unit 12a at the first operating point 80a (cf. FIG. 5). During the period between the reception time 96a and the At the switchover time 46a, the control unit 16a determines the second operating point 96a. From the switching time 46a, the control unit 16a operates the supply unit 12a at the second operating point 86a.
Figur 7 zeigt ein schematisches Diagramm zur Darstellung eines Verfahrens zum Betrieb des Induktionsenergieversorgungssystems 10a. In dem Verfahren wird der Betriebspara metersatz 24a empfangen und die durch die Versorgungseinheit 12a induktiv bereitge stellte Energie basierend auf dem Betriebsparametersatz 24a gesteuert. Das Verfahren umfasst zwei Verfahrensschritte. In einem ersten Verfahrensschritt 98a wird der Betriebs parametersatz 24a empfangen, und zwar drahtlos mittels der Kommunikationseinheit 30a. Die Aufstelleinheit 18a sendet in dem ersten Verfahrensschritt 98a den Betriebsparame tersatz 24a mittels des weiteren Kommunikationselements 62a an das Kommunikations element 60a, welches mit der Steuereinheit 16a verbunden ist (vgl. Figur 1). In einem zweiten Verfahrensschritt 100a wird der Betriebsparametersatz 24a durch die Steuerein heit 16a verarbeitet, und zwar mittels der Recheneinheit 90a, und die Steuereinheit 16a betreibt die Versorgungseinheit 12a anschließend basierend auf dem Betriebsparameter satz 24a. FIG. 7 shows a schematic diagram for representing a method for operating the induction energy supply system 10a. In the method, the set of operating parameters 24a is received and the energy provided inductively by the supply unit 12a is controlled based on the set of operating parameters 24a. The process comprises two process steps. In a first method step 98a, the operating parameter set 24a is received, wirelessly by means of the communication unit 30a. In the first method step 98a, the installation unit 18a sends the operating parameter set 24a by means of the further communication element 62a to the communication element 60a, which is connected to the control unit 16a (cf. FIG. 1). In a second method step 100a, the operating parameter set 24a is processed by the control unit 16a, specifically by means of the arithmetic unit 90a, and the control unit 16a then operates the supply unit 12a based on the operating parameter set 24a.
In Figur 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funk tionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Figuren 1 bis 7 verwiesen wer den kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Be zugszeichen des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 bis 7 durch den Buchstaben b in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels der Figur 8 ersetzt. Bezüglich gleich be- zeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des Ausfüh rungsbeispiels der Figuren 1 bis 7 verwiesen werden. Another exemplary embodiment of the invention is shown in FIG. The following descriptions are essentially limited to the differences between the exemplary embodiments, with regard to components, features and functions that remain the same, reference may be made to the description of the exemplary embodiment in FIGS. To distinguish between the exemplary embodiments, the letter a in the reference numerals of the exemplary embodiment in FIGS. 1 to 7 is replaced by the letter b in the reference numerals of the exemplary embodiment in FIG. With regard to components with the same designation, in particular with regard to components with the same reference symbols, reference can in principle also be made to the drawings and/or the description of the exemplary embodiment in FIGS.
Figur 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Induktionsenergieübertragungssys tems 10b in einer schematischen Darstellung. Das Induktionsenergieübertragungssystem 10b weist eine Versorgungseinheit 12b auf. Die Versorgungseinheit 12b weist zumindest ein Versorgungsinduktionselement 14b zur induktiven Bereitstellung von Energie auf. Vor liegend umfasst die Versorgungseinheit 12b insgesamt zwei Versorgungsinduktionsele mente 14b.
Das Induktionsenergieübertragungssystem 10b weist eine Steuereinheit 16b zur Steue rung der Versorgungseinheit 12b auf. FIG. 8 shows a further exemplary embodiment of an induction energy transmission system 10b in a schematic representation. The induction energy transmission system 10b has a supply unit 12b. The supply unit 12b has at least one supply induction element 14b for the inductive provision of energy. In the present case, the supply unit 12b comprises a total of two supply induction elements 14b. The induction energy transmission system 10b has a control unit 16b for controlling the supply unit 12b.
Das Induktionsenergieübertragungssystem 10b weist eine Aufstellplatte 52b auf. Im Un terschied zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist die Aufstellplatte 52b als eine Küchenarbeitsplatte 102b ausgebildet. The induction energy transmission system 10b has an installation plate 52b. In contrast to the previous exemplary embodiment, the mounting plate 52b is designed as a kitchen worktop 102b.
Das Induktionsenergieübertragungssystem 10b ist vorliegend als ein Induktionsgarsystem ausgebildet und umfasst ein unsichtbares Induktionskochfeld 54b. Die Küchenarbeitsplat te 102b ist Teil des unsichtbaren Induktionskochfelds 54b. The induction energy transmission system 10b is presently designed as an induction cooking system and includes an invisible induction hob 54b. The kitchen worktop 102b is part of the invisible induction hob 54b.
Das Induktionsenergieübertragungssystem 10b weist eine Aufstelleinheit 18b auf. Im Un terschied zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist die Aufstelleinheit 18b als ein Gargeschirr 50b ausgebildet. Das Gargeschirr 50b ist zu einer Beheizung von Lebensmit teln (nicht dargestellt) vorgesehen. Das Gargeschirr 50b weist außerdem eine weitere Einheit 104b zur Bereitstellung zumindest einerweiteren Funktion, welche über eine reine Beheizung von Lebensmitteln hinausgeht, auf. Vorliegend ist die weitere Einheit 104b als eine Rühreinheit ausgebildet und zum Rühren von Lebensmitteln vorgesehen. Die als Gargeschirr 50b ausgebildete Aufstelleinheit 18b weist ein Aufnahmeinduktionselement 22b zu einem Empfang der durch die Versorgungseinheit 12b induktiv bereitgestellten Energie auf. The induction energy transmission system 10b has an installation unit 18b. In contrast to the previous exemplary embodiment, the installation unit 18b is designed as a cooking utensil 50b. The cooking utensil 50b is provided for heating foodstuffs (not shown). The cooking utensil 50b also has a further unit 104b for providing at least one further function which goes beyond simply heating food. In the present case, the further unit 104b is designed as a stirring unit and is provided for stirring food. The positioning unit 18b designed as a cooking utensil 50b has an inductive receiving element 22b for receiving the energy provided inductively by the supply unit 12b.
Das Induktionsenergieübertragungssystem 10b weist eine weitere Aufstelleinheit 20b auf. Die weitere Aufstelleinheit 20b weist ein Aufnahmeinduktionselement 22b zu einem Emp fang der durch die Versorgungseinheit 12b induktiv bereitgestellten Energie auf. Die wei tere Aufstelleinheit 20b ist als ein Hauhaltskleingerät 48b ausgebildet, und zwar als eine Küchenmaschine. The induction energy transmission system 10b has a further installation unit 20b. The further set-up unit 20b has a receiving inductive element 22b for receiving the energy provided inductively by the supply unit 12b. The other set-up unit 20b is designed as a small household appliance 48b, specifically as a food processor.
Die Steuereinheit 16b ist dazu vorgesehen, zumindest einen Betriebsparametersatz (nicht dargestellt) der Aufstelleinheit 18b zu empfangen und die durch die Versorgungseinheit 12b induktiv bereitgestellte Energie basierend auf dem Betriebsparametersatz zu steuern. Das Induktionsenergieübertragungssystem 10b umfasst eine Kommunikationseinheit 30b zur drahtlosen Datenübertragung zwischen der Steuereinheit 16b und der Aufstelleinheit 18b und/oder der weiteren Aufstelleinheit 20b. Die Kommunikationseinheit 30b umfasst ein Kommunikationselement 60b, welches mit der Steuereinheit 16b verbunden ist. Die Kommunikationseinheit 16b umfasst ein weiteres Kommunikationselement 62b, welches
in der Aufstelleinheit 18b angeordnet ist, und ein weiteres Kommunikationselement 64b, welches in der weiteren Aufstelleinheit 20b angeordnet ist. The control unit 16b is provided to receive at least one set of operating parameters (not shown) of the installation unit 18b and to control the energy provided inductively by the supply unit 12b based on the set of operating parameters. The induction energy transmission system 10b includes a communication unit 30b for wireless data transmission between the control unit 16b and the installation unit 18b and/or the additional installation unit 20b. The communication unit 30b comprises a communication element 60b which is connected to the control unit 16b. The communication unit 16b includes a further communication element 62b, which is arranged in the installation unit 18b, and a further communication element 64b, which is arranged in the further installation unit 20b.
In einem Betriebszustand des Induktionsenergieübertragungssystems 10b wird der Be triebsparametersatz drahtlos von dem weiteren Kommunikationselement 62b in der Auf- Stelleinheit 18b an das Kommunikationselement 60b und somit an die Steuereinheit 16b übertragen. In an operating state of the induction energy transmission system 10b, the operating parameter set is transmitted wirelessly from the further communication element 62b in the positioning unit 18b to the communication element 60b and thus to the control unit 16b.
Die Steuereinheit 16b umfasst eine Recheneinheit 90b mit einem darin ausführbaren Pro gramm (nicht dargestellt) zur Auswertung des Betriebsparametersatzes. Hinsichtlich einer prinzipiellen Funktionsweise der Steuerung der Versorgungseinheit 12b basierend auf dem Betriebsparametersatz der Aufstelleinheit 18b durch die Steuereinheit 16b kann auf die obige Beschreibung des vorhergehenden Ausführungsbeispiels der Figuren 1 bis 7 verwiesen werden.
The control unit 16b includes a computing unit 90b with a program (not shown) that can be executed therein for evaluating the set of operating parameters. With regard to a basic functioning of the control of the supply unit 12b based on the operating parameter set of the installation unit 18b by the control unit 16b, reference can be made to the above description of the previous exemplary embodiment of FIGS.
Bezugszeichen Reference sign
10 Induktionsenergieübertragungssystem10 induction power transmission system
12 Versorgungseinheit 12 supply unit
14 Versorgungsinduktionselement 14 supply induction element
16 Steuereinheit 16 control unit
18 Aufstelleinheit 18 installation unit
20 weitere Aufstelleinheit 20 additional set-up units
22 Aufnahmeinduktionselement 22 pickup inductor
24 Betriebsparametersatz 24 operating parameter set
26 Betriebsparameter 26 operating parameters
28 Betriebsparameter 28 Operating Parameters
30 Kommunikationseinheit 30 communication unit
32 elektrische Kenngröße 32 electrical parameter
34 geometrische Kenngröße 34 geometric parameter
36 Abstand 36 distance
38 Kopplungskoeffizient 38 coupling coefficient
40 elektrische Last 40 electrical load
42 weitere elektrische Last 42 more electrical load
44 Kenngröße 44 parameter
46 Umschaltzeitpunkt 46 switching point
48 Haushaltskleingerät 48 small household appliance
50 Gargeschirr 50 cookware
52 Aufstellplatte 52 installation plate
54 Induktionskochfeld 54 induction hob
56 Kochfeldplatte 56 hob plate
58 weiteres Haushaltskleingerät 58 other small household appliance
60 Kommunikationselement 60 communication element
62 weiteres Kommunikationselement62 additional communication element
64 weiteres Kommunikationselement
Betriebsparameter Betriebsparameter Betriebsparameter Schaltelement Leistungskurve Ordinate Abszisse erster Betriebspunkt Ordinate Abszisse zweiter Betriebspunkt Wechselrichtereinheit Recheneinheit Abszisse Kurve Empfangszeitpunkt erster Verfahrensschritt zweiter Verfahrensschritt Küchenarbeitsplatte weitere Einheit
64 additional communication element Operating parameters Operating parameters Operating parameters Switching element Power curve Ordinate, abscissa, first operating point, ordinate, abscissa, second operating point, inverter unit, computing unit, abscissa curve, time of receipt, first method step, second method step, kitchen worktop, further unit
Claims
1. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b), insbesondere Induktionsgar system, mit einer Versorgungseinheit (12a; 12b), welche zumindest ein Versor gungsinduktionselement (14a; 14b) zur induktiven Bereitstellung von Energie aufweist, mit einer Steuereinheit (16a; 16b) zur Steuerung der Versorgungsein heit (12a; 12b), und mit zumindest einer Aufstelleinheit (18a, 20a; 18b, 20b), wel che zumindest ein Aufnahmeinduktionselement (22a; 22b) zu einem Empfang der induktiv bereitgestellten Energie aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16a, 16b) dazu vorgesehen ist, zumindest einen Betriebspa rametersatz (24a) der Aufstelleinheit (18a, 20a; 18b, 20b) zu empfangen und die durch die Versorgungseinheit (12a; 12b) induktiv bereitgestellte Energie basie rend auf dem Betriebsparametersatz (24a) zu steuern. 1. Induction energy transmission system (10a; 10b), in particular induction cooking system, with a supply unit (12a; 12b) which has at least one supply induction element (14a; 14b) for the inductive provision of energy, with a control unit (16a; 16b) for controlling the Supply unit (12a; 12b), and with at least one installation unit (18a, 20a; 18b, 20b), which has at least one receiving inductive element (22a; 22b) for receiving the inductively provided energy, characterized in that the control unit (16a , 16b) is provided to receive at least one set of operating parameters (24a) of the installation unit (18a, 20a; 18b, 20b) and to control the energy provided inductively by the supply unit (12a; 12b) based on the set of operating parameters (24a). .
2. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16a; 16b) dazu vorgesehen ist, den Betriebsparametersatz (24a) der Aufstelleinheit (18a, 20a; 18b, 20b) zeitlich wie derkehrend zu empfangen. 2. Inductive energy transmission system (10a; 10b) according to claim 1, characterized in that the control unit (16a; 16b) is provided to receive the operating parameter set (24a) of the installation unit (18a, 20a; 18b, 20b) at regular intervals.
3. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16a; 16b) dazu vorgesehen ist, im Falle einer Veränderung von zumindest einem Betriebsparameter (26a, 28a, 66a, 68a, 70a) des Betriebsparametersatzes (24a) die durch die Versor gungseinheit (12a; 12b) induktiv bereitgestellte Energie automatisch anzupassen. 3. Inductive energy transmission system (10a; 10b) according to claim 1 or 2, characterized in that the control unit (16a; 16b) is provided in the event of a change in at least one operating parameter (26a, 28a, 66a, 68a, 70a) of the operating parameter set (24a) automatically adjust the energy provided inductively by the supply unit (12a; 12b).
4. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kommunikationseinheit (30a; 30b) zur drahtlosen Datenübertragung, insbesondere per NFC, zwischen der Aufstel leinheit (18a, 20a; 18b, 20b) und der Steuereinheit (16a; 16b).
4. Induction energy transmission system (10a; 10b) according to one of the preceding claims, characterized by a communication unit (30a; 30b) for wireless data transmission, in particular via NFC, between the installation unit (18a, 20a; 18b, 20b) and the control unit (16a ; 16b).
5. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparametersatz (24a) zumindest eine elektrische Kenngröße (32a) des Aufnahmeinduktionsele ments (18a, 20a; 18b, 20b) umfasst. 5. Induction energy transmission system (10a; 10b) according to one of the preceding claims, characterized in that the operating parameter set (24a) comprises at least one electrical parameter (32a) of the receiving induction element (18a, 20a; 18b, 20b).
6. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparametersatz (24a) zumindest eine geometrische Kenngröße (34a) des Aufnahmeinduktions elements (22a; 22b) umfasst. 6. Induction energy transmission system (10a; 10b) according to one of the preceding claims, characterized in that the operating parameter set (24a) comprises at least one geometric parameter (34a) of the receiving induction element (22a; 22b).
7. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Kenngröße (34a) einen Durchmesser des Aufnahmeinduktionselements (22a; 22b) kennzeichnet. 7. Induction energy transmission system (10a; 10b) according to claim 6, characterized in that the geometric parameter (34a) characterizes a diameter of the receiving induction element (22a; 22b).
8. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Kenngröße (34a) einen Ab stand (36a) zwischen dem Aufnahmeinduktionselement (22a; 22b) und dem Ver sorgungsinduktionselement (14a; 14b) kennzeichnet. 8. Inductive energy transmission system (10a; 10b) according to claim 6 or 7, characterized in that the geometric parameter (34a) indicates a distance (36a) between the receiving induction element (22a; 22b) and the supply induction element (14a; 14b).
9. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16a; 16b) dazu vorgesehen ist, einen Kopplungskoeffizienten (38a) zwischen dem Versor gungsinduktionselement (14a; 14b) und dem Aufnahmeinduktionselement (22a; 22b) anhand des Betriebsparametersatzes (24a) zu bestimmen. 9. Inductive energy transmission system (10a; 10b) according to any one of the preceding claims, characterized in that the control unit (16a; 16b) is provided to determine a coupling coefficient (38a) between the supply induction element (14a; 14b) and the receiving induction element (22a; 22b) based on the set of operating parameters (24a).
10. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufstelleinheit (18a; 18b) zumindest zwei schaltbare elektrische Lasten (40a, 42a) aufweist. 10. Induction energy transmission system (10a; 10b) according to one of the preceding claims, characterized in that the installation unit (18a; 18b) has at least two switchable electrical loads (40a, 42a).
11. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparametersatz (24a) zumindest eine Kenn größe (44a) der elektrischen Lasten (40a, 42a) umfasst.
11. Induction energy transmission system (10a; 10b) according to claim 10, characterized in that the set of operating parameters (24a) comprises at least one parameter (44a) of the electrical loads (40a, 42a).
12. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparametersatz (24a) einen Um schaltzeitpunkt (46a) zwischen den elektrischen Lasten (40a, 42a) umfasst. 12. Induction energy transmission system (10a; 10b) according to claim 10 or 11, characterized in that the set of operating parameters (24a) includes a switchover time (46a) between the electrical loads (40a, 42a).
13. Induktionsenergieübertragungssystem (10a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufstelleinheit (18a, 20a) als ein13. induction energy transmission system (10a) according to any one of the preceding claims, characterized in that the installation unit (18a, 20a) as a
Haushaltskleingerät (48a, 58a) ausgebildet ist. Small household appliance (48a, 58a) is formed.
14. Induktionsenergieübertragungssystem (10b) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufstelleinheit (18b) als ein Gargeschirr (50b) ausgebildet ist. 14. Induction energy transmission system (10b) according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the installation unit (18b) is designed as a cooking utensil (50b).
15. Verfahren zum Betrieb eines Induktionsenergieübertragungssystems (10a; 10b), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Versor gungseinheit (12a; 12b), welche zumindest ein Versorgungsinduktionselement (14a; 14b) zur induktiven Bereitstellung von Energie aufweist, und mit zumindest einer Aufstelleinheit (18a, 20a; 18b, 20b), welche zumindest ein Aufnahmeinduk- tionselement (22a; 22b) zu einem Empfang der induktiv bereitgestellten Energie aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Betriebsparametersatz (24a) der Aufstelleinheit (18a, 20a; 18b, 20b) empfangen und die durch die Ver sorgungseinheit (12a; 12b) induktiv bereitgestellte Energie basierend auf dem Betriebsparametersatz (24a) gesteuert wird.
15. Method for operating an inductive energy transmission system (10a; 10b), in particular according to one of the preceding claims, with a supply unit (12a; 12b) which has at least one supply induction element (14a; 14b) for the inductive provision of energy, and with at least one Installation unit (18a, 20a; 18b, 20b), which has at least one receiving induction element (22a; 22b) for receiving the inductively provided energy, characterized in that at least one operating parameter set (24a) of the installation unit (18a, 20a; 18b, 20b) is received and the energy provided inductively by the supply unit (12a; 12b) is controlled based on the set of operating parameters (24a).
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