Inductiekoken - waarom zou je geen gas-pan mogen gebruiken?

[HansH]

Het elektronische gedeelte van de powerconverter (resonante kring) moet ervoor zorgen dat het vermogen overgebracht wordt in de bodem van de pan. Een pan met ijzeren bodem zorgt voor een grotere inductiestroom in de bodem van de pan bij gegeven amplitude van de spanning over de resonante kring. Dat werkt alsvolgt:
Die resonante kring bestaat uit een spoel en een condensator. Het deel wat vermogen kan opnemen is een weerstand die afhankelijk van het elektrische vervangingsschema wat je gebruikt in serie staat met de spoel of condensator of parallel met de spoel en condensator. Maar in alle gevallen betekent het dat een pan met een magnetische bodem een lagere weerstand geeft in de resonante tank vergeleken met een bodem van niet geleidend metaal. en dat komt weer door de factor u in de formule B=u x H en de daardoor ontstane magnetische koppeling van de spoel met de bodem van de pan (= 2e spoel).
B is de spanning (flux= B x oppervlak =integraal van de spanning over de spoel) en H is gerelateerd aan de stroom door de spoel. een hogere u geeft bij gelijkblijvende spanning dus minder stroom (= blindstroom in de spoel), maar door de beter koppeling wel een veel hogere reele stroom. en de reele stroom (in fase met de spanning) is hetgene dat de warmte ontwikkelt in de bodem van de pan, maar ook in de componenten. Een hogere u geeft ook een betere inductieve koppeling tussen spoel en bodem. Daarnaast bepaalt de u ook nog de waarde van de spoel, dus de resonantiefrequentie, maar dat is minder van belang.

uiteindelijk betekent het dat een hogere weerstand (= aluminium bodem) meer spanning vraagt over de spoel en condensator dan bij een ijzeren bodem met dus een lage weerstand waarbij dus maar een kleine spanning nodig is om het vermogen te maken in de weerstand. Verder is de spanning over de spoel 180 graden uit fase met de spanning over de condensator. (daarom resoneert het). Maar dat betekent wel dat meer spanning ook meer blindstroom door de spoel en condensator geeft en die blindstroom moet weer geleverd worden door de powerswitches van de drivertrap (halve brug schakeling) Dat geeft dus meer warmteontwikkeling in die switches.
Het is simpel de maximale toegestane spanning over de condensator en spoel en de daarbij horende maximale stroom in de switches die de limiet bepaalt.

met een aluminium pan krijg je dus hete switches, hete spoelen, veel spanningsstress over spoel en condensator maar nog steeds maar weinig warmte in de bodem van je pan. Er zit daarom een detectieschakelng in het systeem die detecteert of je in zo,n situatie zit en dan zet die de pan weer uit. Dat hoor je als herhaald brommen. Het is dus een beveiliging die dan inkomt.

[HansH]

nog even over de kromgetrokken bodem:
het hele systeem is feitelijk een transformator met een kortgesloten secundaire wikkeling (de pan) op een relatief hoge frequentie (boven de 20kHz, bv 50-100kHz. De afstand tussen de spoelen onder de glasplaat en de bodem bepaald hoe goed de primaire kant van de trafo (= spoel onder het glas) gekoppelt is met de secundaire spoel (= de bodem van de pan) zowel het feit dat de bodem van ijzer is (hoge u) maar ook de afstand (= glasdikte+ extra afstand door kromme bodem) zal die koppeling beinvloeden. hoe beter de koppeling, hoe meer flux van de spoel in de bodem van de pan komt. dus een kromgetrokken bodem maakt de afstand een paar mm groter, dus de koppeling iets kleiner. Daardoor krijg je een kleiner deel van flux die in de spoel wordt opgewekt in de bodem van de pan. voor een bepaald vermogen heb je een hoeveelheid flux nodig om een spanning op te wekken in de bodem. dus hoe verder je de pan omhoog brengt (bv door een kromme bodem) hoe meer flux je primair moet gaan maken dus meer blindstroom, meer spanning en dus meer verlies en eerder tegen de maxima aanlopen. Maar een paar mm krom maakt volgens mij niet heel veel uit. Het glas is immers ook al een paar mm dik en het gaat feitelijk om de effectieve omtrek rond een koperdraad (kringintegraal Hx dl= Iomvat) van de spoel waar het magneetveld opgewekt wordt. ijzer in de bodem maakt door de hoge u effectief dat stukje lengte (integraal dl)=0, maar op de totale omtrek rond de wikkeling maakt dat misschien maar 10 of 20% uit. optillen van de pan maakt echter wel al snel iets uit. integraal H x dl verdubbelen betekent de dubbele blindstroom in je spoel en al snel dominante RMS verliezen in je spoel en switches.

[Petra :-)]

Ik heb ook een inductie kookplaat. Heb er nieuwe pannen voor moeten kopen.
Mijn gewone gas koekenpan was idd een beetje gebold in het centrum en ging a.h.w. dansen op die kookplaat.

[HansH]

wisselende magneetvelden zoals in een inductiekookplaat worden gebruikt leveren ook krachten op tussen de pan en de inuctiespoel onder het glas. Daardoor hoor je ook altijd een beetje brommend geluid. Dat komt omdat de 50Hz van het lichtnet via de powerconverter die de sploelen aanstuurt een klein beetje invloed heeft op de hoogfrequent signaalamplitude in de spoelen. Maar kan dus ook blijkbaar de pan zelf laten dansen. Zelf heb ik wel eens met een hamer en een cirkelvormig stukje hout de bodem weer een beetje recht getikt zodat die weer vlak is. dat kan door de pan op zijn kop op iets vlaks te leggen en dan voorzichting met een hamer via de ronde plaat hout de bodem weer in de rechte stand te tikken.