Wolna strefa indukcyjna – jak działa, budowa, marki Bosch, Siemens, AEG, Electrolux, Samsung

Pytanie

co to jest wolna strefa indukcyjna ?

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Wolna strefa indukcyjna (ang. free-/flex-/total induction zone) to specjalnie zaprojektowany fragment płyty indukcyjnej, w którym nie ma stałych, okrągłych pól grzewczych – zamiast nich pod szklaną powierzchnią znajduje się gęsta matryca niewielkich cewek, sterowanych indywidualnie przez układ mikroprocesorowy.
• Użytkownik może postawić na tej powierzchni jedno bardzo duże lub kilka mniejszych naczyń o dowolnym kształcie; płyta automatycznie wykrywa ich położenie, rozmiar oraz kształt i zasila tylko te cewki, które znajdują się bezpośrednio pod dnem każdego naczynia.

Kluczowe punkty
• Matryca wielu małych cewek zamiast kilku dużych.
• Inteligentne czujniki rozpoznające naczynie w czasie rzeczywistym.
• Dowolność ustawiania garnków, patelni, brytfann.
• Równomierne, energooszczędne grzanie wyłącznie tam, gdzie jest metalowe dno.

Szczegółowa analiza problemu

1. Budowa i zasada działania

1.1 Matryca cewek
Najczęściej prostokątna siatka 24–60 cewek Ø 45–70 mm (w zależności od producenta). Cewki wykonane są z miedzi, nawinięte płasko (pancake coils), połączone w grupy przez wielokanałowy falownik IGBT/GaN.
1.2 System detekcji naczyń
• Czujniki indukcyjne lub pojemnościowe w układzie X-Y ustalają obecność ferromagnetycznego dna.
• Algorytmy w czasie < 50 ms mapują obszar styku naczynia i dobierają, które cewki mają zostać załączone.
1.3 Sterowanie mocą
• Układ PWM z modulacją częstotliwości 18–40 kHz.
• Dynamiczna regulacja: po przesunięciu garnka płyta odłącza aktywowane cewki i przełącza energię pod nowe położenie.

2. Różnice względem klasycznych pól

3. Korzyści techniczne

• Efektywność – minimalizuje straty przy dopasowaniu do kształtu garnka.
• Równomierność – brak gorących/zimnych stref przy dużych naczyniach.
• Ergonomia – swoboda ustawiania, łatwiejsze czyszczenie (płaska tafla szkła).

4. Ograniczenia

• Wyższa cena (o ~20-40 % względem modeli z czterema klasycznymi polami).
• Maksymalna łączna moc nadal ograniczona (typ. 7,2 kW przy zasilaniu 2-f 400 V; przy wielu naczyniach moc dzielona).
• Minimalna średnica wykrywania ~10–12 cm – bardzo małe garnki mogą być niewidoczne.

Aktualne informacje i trendy

• Producenci (Bosch, Siemens, AEG, Electrolux, Samsung, Whirlpool) rozwijają pełnopowierzchniowe płyty (tzw. total induction), gdzie cała tafla ≈ 60×60 cm to wolna strefa.
• Wzrost częstotliwości kluczowania do 40–50 kHz dzięki tranzystorom GaN poprawia sprawność oraz zmniejsza gabaryty cewek.
• Interfejsy TFT lub OLED umożliwiają wizualizację położenia garnków oraz sterowanie gestami.
• Integracja z IoT (Matter, HomeConnect) pozwala zdalnie monitorować i aktualizować firmware sterownika mocy.

Wspierające wyjaśnienia i detale

Przykład: model Siemens iQ700 freeInduction.
• 48 cewek po 2,0 mH, zasilane mostkami półmostkowymi IGBT 1200 V.
• Samokalibrujący algorytm impedancyjny rozpoznaje, czy dno garnka jest ferromagnetyczne, a jeśli nie – natychmiast wyłącza zasilanie (norma IEC 60335-2-6).
Analogia: matryca LED RGB – włącza się jedynie te diody (cewki), które odpowiadają „kształtowi” garnka.

Aspekty etyczne i prawne

• Bezpieczeństwo EMF – normy EN 62233 ograniczają gęstość strumienia magnetycznego w przestrzeni użytkownika (< 0,2 µT przy 30 cm).
• Zużycie energii – etykieta UE (2019/2016) klasyfikacja A+++–D; wolna strefa pomaga obniżyć roczne KWh.
• Utylizacja – większa liczba elektroniki (cewki, inwertery) wymaga selektywnej zbiórki wg WEEE.

Praktyczne wskazówki

• Używaj naczyń ferromagnetycznych o płaskim dnie > 10 cm.
• Jeśli gotujesz na kilku garnkach, sprawdź w menu „podział mocy” (Power Management), aby nie przekroczyć zabezpieczenia prądowego domowej instalacji.
• Do czyszczenia używaj skrobaka i miękkiej ściereczki – pod powierzchnią nie ma wystających ramek.
• W razie przegrzania (kod E-x) pozwól elektronice ostygnąć; czujnik NTC mierzy temperaturę szkła.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Silne pola mogą zakłócać rozruszniki serca – producenci zalecają odległość 30 cm.
• Nie wszystkie modele umożliwiają jednoczesne gotowanie w więcej niż czterech garnkach (ograniczenie kanałów falownika).
• Termin „wolna strefa indukcyjna” bywa mylony z „strefą wolną od indukcji” (ekranowanie EM) – to całkowicie odmienne pojęcia.

Sugestie dalszych badań

• Optymalizacja topologii cewek (spirala vs. hairpin) dla pełnopowierzchniowych płyt > 80 cm.
• Zastosowanie tranzystorów SiC/GaN dla wyższej częstotliwości i mniejszych radiatorów.
• Systemy adaptacyjnego rezonansu, które automatycznie dostrajają się do impedancji różnego dna gar nków.
• Integracja kamer IR monitorujących temperaturę sosu bez użycia sondy kontaktowej.

Krótkie podsumowanie

Wolna strefa indukcyjna to nowoczesna technologia płyt kuchennych, w której gęsta matryca małych cewek i układ inteligentnych czujników umożliwiają swobodne rozmieszczanie naczyń, oszczędzając energię i zapewniając równomierne grzanie. Rozwiązanie to podnosi komfort gotowania, lecz wiąże się z wyższą ceną i pewnymi ograniczeniami mocy. Trend rynkowy zmierza w stronę pełnopowierzchniowych płyt, wyższych częstotliwości kluczowania i integracji z systemami smart-home, co w perspektywie kilku lat może jeszcze bardziej zwiększyć efektywność i funkcjonalność tej technologii.