R IL CIBO CON L ELETTROMAGNETICA - ElectroYou · 2014-03-30 · stefanob70 RISCALDARE IL CIBO CON...
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stefanob70 RISCALDARE IL CIBO CON L'INDUZIONE ELETTROMAGNETICA 30 March 2014 Premessa Dopo i fornelli a Gas e a resistenza, e penultimi quelli a tecnologia alogena, ecco che da un po' di tempo sul mercato italiano vengono venduti piani cottura ad induzione. Mentre in Germania e' diventata quasi normale questa tecnologia, in Italia ancora non c'e' una grande espansione. Infatti qualche tempo fa' sono stato contattato da una ditta di manutenzione elettrodomestici di Roma per visionare un apparecchio conosciuto per sentito dire...(almeno per me). Era tutto smontato, ed i tecnici un po' perplessi sul funzionamento di questa nuova tecnologia, si chiedevano come funzionasse e l'eventualita' di successo nella riparazione. Il costo delle schede elettroniche di potenza si aggira intorno ai 180,00 euro cadauno. La curiosita' mi ha spinto a tal punto che ho deciso di ritirarlo e portarlo nel mio piccolo laboratorio. E cosi mi sono messo d'accordo con il responsabile della ditta che gli avrei fatto un preventivo del lavoro qualora lo avessi riparato. N.b. A differenza di qualche articolo precedente, non intendo spiegare passo passo le eventuali riparazioni per questo tipo di elettrodomestico, vista la pericolosita' delle tensioni di induzione alle bobine. Soprattutto i circuiti non sono separati dalla rete elettrica mediante trasformatori,quindi non tentate di affrontare il problema come fosse tutto facile. Affidatevi ad esperti del settore. ELECTROYOU.IT RISCALDARE IL CIBO CON L'INDUZIONE ELETTROMAGNETICA 1
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RISCALDARE IL CIBO CON L'INDUZIONEELETTROMAGNETICA
30 March 2014
Premessa
Dopo i fornelli a Gas e a resistenza, e penultimi quelli a tecnologia alogena, ecco cheda un po' di tempo sul mercato italiano vengono venduti piani cottura ad induzione.
Mentre in Germania e' diventata quasi normale questa tecnologia, in Italia ancoranon c'e' una grande espansione.
Infatti qualche tempo fa' sono stato contattato da una ditta di manutenzioneelettrodomestici di Roma per visionare un apparecchio conosciuto per sentitodire...(almeno per me).
Era tutto smontato, ed i tecnici un po' perplessi sul funzionamento di questa nuovatecnologia, si chiedevano come funzionasse e l'eventualita' di successo nellariparazione.
Il costo delle schede elettroniche di potenza si aggira intorno ai 180,00 euro cadauno.
La curiosita' mi ha spinto a tal punto che ho deciso di ritirarlo e portarlo nel miopiccolo laboratorio.
E cosi mi sono messo d'accordo con il responsabile della ditta che gli avrei fatto unpreventivo del lavoro qualora lo avessi riparato.
N.b.
A differenza di qualche articolo precedente, non intendo spiegare passopasso le eventuali riparazioni per questo tipo di elettrodomestico, vista lapericolosita' delle tensioni di induzione alle bobine.
Soprattutto i circuiti non sono separati dalla rete elettrica mediantetrasformatori,quindi non tentate di affrontare il problema come fosse tuttofacile.
Affidatevi ad esperti del settore.
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Foto del piano cottura
Questa e' l'immagine del piano cottura in vetro ceramico.
La superficie e' interamente liscia e facilmente pulibile dopo l'uso.
In basso e' evidente la serigrafia del touch screen del pannello comandi.
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touch screen copia.jpg
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Vantaggi del piano cottura ad induzione
- Permette di cucinare in meno tempo, in modo più sicuro e pulito
- Tempi di riscaldamento più brevi e fino al 50% in più di potenza, grazie alla funzioneBoost
- impostazione ritardata di cottura mediante timer digitale programmabile
- Controllo molto preciso della variazione di temperatura
- Se si dispone di impianto fotovoltaico risparmio energetico assicurato
- il piano in vetroceramica viene scaldato unicamente dal calore del pentolamestesso,alla temperatura di soli 110° nei piani cottura ad induzione,rispetto ai 400° deipiani di cottura a gas.
Svantaggi
- Il costo varia da 600,00 euro fino e oltre 1200,00 euro.
- Anche il costo dell'energia elettrica e' da mettere in conto, anche se in tal caso e'previsto un limitatore di corrente per acuni modelli in commercio.
- Pentole costose
- se il contratto di fornitura e' di 3 kW, potrebbe essere necessario disattivare altreutenze se si prevede l'accensione di piu' piastre contemporaneamente.
Quali tipi di pentole?
Non tutti i tipi di pentole funzionano con il piano cottura ad induzione.
E' necessario che siano costruite con acciai ad alto contenuto ferroso.
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Simbolo rappresentante pentolame adatto per piani cottura ad induzione:
Funzionamento
La tecnologia di riscaldamento ad induzione elettromagnetica non e' una novita' nelcampo della fisica.
La scoperta e' da attribuire al fisico inglese Michal Faraday che nel 1831 formulo'ed inquadro' in termini matematici, che i fenomeni elettromagnetici vanno visti comeil risultato di una interazione, nello spazio delle diverse forze provenienti sia dallecorrenti sia dalla materia magnetizzata. (cit.treccani.it)
Tanto per fare un esempio, se attorno ad un magnete avviciniamo una spira di rame,tanto piu' sara' vicina al magnete piu' aumentera' la variazione del flusso magnetico.
Al contrario piu' la spira si allontana dal magnete e ci sara' meno variazione di flussomagnetico.
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simbolo piano induzione.png
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La forma generale della teoria di Faraday afferma che:
la differenza di potenziale(ddp) che si forma ai capi di un conduttore (spira) pereffetto dell'induzione elettromagnetica, e' direttamente proporzionale alla variazionedel flusso attraverso il conduttore stesso, ed inversamente proporzionale al tempo incui avviene tale variazione.
Dato che la spira e' agli effetti un circuito aperto, la ddp ai suoi capi e' detta forzaelettromotrice(fem):
La formula matematica esprime che la forza elettromotrice indotta ai capi di unconduttore e' data dalla variazione di flusso concatenato:
e dalla velocita' in cui avviene tale variazione:
Uno sguardo all'interno
Rimosso il piano in vetro, l'unita' si presenta con 4 grossi dischi... Ma cosa sono?
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Come si puo' vedere in primo piano ogni disco e' una grande bobina dove e' avvolto inmodo radiale del rame smaltato. Mentre si possono notare i sei magneti permanenti.
L'elettronica di potenza
Nella parte in basso a sinistra e' alloggiata la scheda di potenza.
main-board-e-bobine.jpg
bobina-e-magneti.jpg
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In primo piano i grossi toroidi usato come filtri per la rete di ingresso.
Ancora in primo piano l'array di 4 IGBT, per alimentare le 4 bobine, ed i sensori ditemperatura avvitati sul socket.
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Morsettiera di uscita alimentazione bobine:
Il grosso Condensatore che vedete e' fornito da un produttore cinese CG- Elecproduct, che produce componenti particolari.
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"Scheda su banco"
Dopo aver smontato le due schede di potenza, ho cominciato a testare le variefunzioni per comprendere al meglio il funzionamento di questa tecnica ad induzioneelett.
Ho distinto due parti di alimentazione:
-la parte di potenza che alimenta le bobine,che e' sottoposta a tensione di reteopportunamente raddrizzata a doppia semionda,dal ponte di graetz montato suldissipatore. La tensione continua e' diretta verso i 4 IGBT di grossa potenza.
-la parte di alimentazione AUX. Questa parte di alimentatore fornisce tutte le tensioniausiliare ai rele' di protezione che nel caso ci fosse un problema di "avaria circuito"impediscono l'avvio di alimentazione alla scheda.
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"Tecniche di verifica induzione magnetica"
Dopo aver riparato le due schede ho fatto un Test all'oscilloscopio, mettendo sullasonda un piccolo trasformatore per applicazioni switching.
Il perché lo spiego: Anziché rischiare di collegare la sonda ai capi del Draindell'IGBT,poiche' le pulsazioni superano i 310 V ho cercato per quanto possibiledi indurre in accoppiamento il segnale proveniente dalle bobine in fase difunzionamento.
E' bastato regolare alla portata di 200 mV il segnale all'ingresso dell'oscilloscopio, hopotuto misurare il segnale.
Il segnale viene inviato alle bobine circa 30 volte al minuto.
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Il primo video mostra il segnale all'uscita del trasformatore a contatto con la piastra:
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il secondo video mostra il procedimento in chiaro:
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"IGBT TOSHIBA"
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Lo stadio finale usa dei potenti IGBT (Insulated-gate bipolar transistor). E' in gradodi commutare alte tensioni Fino A 600V e alte correnti 50A (e massimo 100A per unms)
IGBT non ha nulla da invidiare in quanto a velocita' di commutazione dei Mosfet.
Le caratteristiche piu' importanti sono:
- Fast switching (FS): Operating frequency up to 50 kHz
- Collector-emitter voltage VCES 600V
- Collector current 50A ,(for 1ms 100A)
"Touch Screen"
Non poteva mancare il Tocuh screen a tocco capacitivo.
Gestito da una schiera di sensori rivestiti da un materiale conduttivo, che quandoviene toccato ne modifica' la capacita' ed un microcontrollore a bordo della scheda,ne riconosce il contatto ed associarlo alla funzione.
Sensore di temperatura piastra
Ogni piastra ha un sensore che invia al micro la temperatura impostata dal pannellodi controllo.
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Livelli di potenza
Per il piano cottura preso in esame i livelli di potenza sono visualizzati da un piccolodisplay a 7 segmenti:
1 livello=90W
2 Livello=144W
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3 Livello=225W
4 Livello=324W
5 Livello=409W
6 Livello=648W
7 Livello=1080W
8 Livello=1548W
Raffreddamento forzato dissipatore
Una volta accesa l'unita', l'elettronica di bordo provvede ad mettere a "on" ilventilatore convogliato per smaltire il calore generato dai 4 IGBT.
"Riparazione eseguita con successo"
Il test finale l'ho eseguito per mezzo di un magnete di un altoparlante provvisto delnucleo ferroso.
Ho messo una sonda termica all'interno, ma a causa dell'elevato riscaldamentoche subisce il magnete esterno la prova e' molto breve, ma evidenzia l'effettodell'innalzamento della temperatura all'interno.
Video del test finale:
flusso-d
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A seguito della riparazione del piano cottura, ho avuto modo di procedere con altreschede di pari livello.
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![Compatibilità Elettromagnetica Sfide Attuali [Modalità Compatibilità]](https://static.fdocumenti.com/doc/165x107/5484b85fb47959050d8b4ca1/compatibilita-elettromagnetica-sfide-attuali-modalita-compatibilita.jpg)