Induktionskochfeld mit Defekt

Dieses Induktions-Kochfeld des Typs Medion MD 15324 stellte plötzlich den Betrieb ein und ließ sich nicht mehr einschalten. War hier eine Sicherung durchgebrannt oder sollte sich der Defekt als ein wirtschaftlicher Totalschaden herausstellen? Um das herauszufinden, musste das Gerät erst einmal genauer unter die Lupe genommen werden. Wie man in der Abbildung schon erkennen kann, funktionierte es nachher wieder. Diese Kochfelder mit Induktion bzw. Induktions-Kochfelder im Allgemeinen sind heute sehr beliebt. Sie arbeiten recht effektiv, da sie im Gegensatz zu anderen Kochherden oder Kochplatten das Kochgeschirr direkt erhitzen und damit die elektrische Energie schnell im die gewünschte Wärme umwandeln. Bevor aber auf die grundlegende Technik der Induktions-Kochfelder bzw. Induktionsherde etwas näher eingegangen werden soll, zunächst mehr zu diesem Gerät und dessen Defekt.

Ein wichtiger Hinweis vorab: Dieser Beitrag hier soll keine Reparaturanleitung oder ähnliches darstellen, sondern beschreibt lediglich einen aufgetretenen Defekt und die Reparatur dieses Gerätes. Elektrogeräte wie dieses hier stellen ein erhebliches Sicherheitsrisiko dar, wenn diese nicht fachgerecht instandgesetzt werden. Sollten Sie also Reparaturen irgendwelcher Art an solchen oder anderen Geräten vornehmen wollen, geschieht dies auf Ihre eigene Gefahr.

Nach dem Öffnen des Kochfeldes Medion MD 15324 zeigte sich dieses Bild. Auffällig sind die beiden großen Kochfelder, die mithilfe zweier großer Spulen in Funktion gesetzt werden, um das auf den Platten befindliche Kochgeschirr zu erhitzen. Diese Spulen werden mithilfe einer jeweils für ein Kochfeld separat vorhandenen elektronischen Schaltung angesteuert, genauer gesagt werden sie mit einer elektrischen Wechselspannung gespeist, um das notwendige wechselnde Magnetfeld für die Erhitzung des Kochgeschirrs zu erzeugen. Hier werden relativ große Ströme und elektrische Leistungen verarbeitet. Immerhin haben die Kochfelder eine Leistung von 1400 (rechts) bzw. 2000 Watt (links). Man sieht bereits deutlich an der Größe der beiden Spulen, welches der Kochfelder die höhere Leistung erzeugt. Warum funktionierte das Gerät aber plötzlich nicht mehr und beide Platten fielen zur gleichen Zeit aus?

Hier ist die Spule für das linke Kochfeld zu sehen, also das mit der größeren Leistung. Direkt darunter befindet sich die Steuerplatine, in die auch die Netzspannung eingespeist wird. Da die Geräte mit höheren Leistungen arbeiten, benötigen Sie eine ausreichende Kühlung, die durch einen großen Lüfter pro Kochfeld sichergestellt wird. Um nun den Fehler zu finden, musste eben diese Steuerelektronik etwas genauer unter die Lupe genommen werden.

Hier ist die Platine zu sehen, die sich normalerweise unter der Spule befindet. Die beiden Schraubanschlüsse oben rechts im Bild werden mit dem Netzkabel verbunden. Links daneben befinden sich zwei Ausgänge, über die das zweite Kochfeld mit der geringeren Leistung mit der Stromversorgung verbunden wird. Im oberen Bereich finden sich einige Drosseln, die einen Netzfilter darstellen. Das Kochfeld selbst bzw. dessen Spule wird über die zwei Schraubanschlüsse rechts neben dem Kühlkörper und über den großen grauen Kondensator in der Mitte des Bildes mit der Elektronik verbunden. Vorne rechts an der Platine befinden sich weitere Anschlüsse für zwei Sensoren im Kochfeld, das Bedienteil für das linke Kochfeld und den Lüfter. Auf dieser Platine musste ein Defekt vorliegen, da trotz anliegender Betriebsspannung keine Funktion gegeben war.

Nach kurzer Fehlersuche und einigen Messungen stellte sich heraus, dass der Stromfluss über den Widerstand mit 22 Ohm (im Bild in der Markierung zu sehen) unterbrochen war. Direkt an diesem Widerstand angeschlossen ist ein Elektrolytkondensator, der eine leichte Delle an der Oberseite aufwies. Dieser Kondensator hatte offensichtlich eine zu hohe Stromaufnahme, wodurch der Widerstand durchbrannte. Möglicherweise handelt es sich bei diesem Widerstand um eine Art Sicherung, die hier ihre Funktion auch erfüllte. Widerstand und Elektrolytkondensator wurden ausgetauscht, um danach die Funktion des Induktions-Kochfeldes zu überprüfen.

Bei einer ersten Funktionsprobe nach dem Austausch der beiden Bauteile gab das Gerät die ersten Lebenszeichen von sich. Natürlich zeigte das Display gleich eine Fehlermeldung, da sich nach dem Einschalten kein Kochgeschirr auf der Platte befand. Bei einer weiteren Überprüfung nach dem Aufsetzen des Kochfeldes und nachdem ein Kochtopf mit Wasser auf das Kochfeld gestellt wurde, funktionierte das Gerät aber ohne weitere Fehlermeldung.

Die zweite Platine im Gerät für das rechte Kochfeld beinhaltet eine ähnliche Schaltung wie die Platine auf der linken Seite. Sie wird über die Ausgänge auf der linken Platine mit Spannung versorgt. Beim genaueren Hinsehen bemerkt man, dass auch hier die gleiche Konstellation aus Widerstand und Elektrolytkondensator vorhanden ist (siehe vorne links im Bild). Zwar war hier der Kondensator noch nicht so stark ausgebeult wie auf der anderen Platine, auch der Widerstand war noch intakt. Allerdings wurde der Elektrolytkondensator sicherheitshalber gleich mit ausgewechselt. Es würde wahrscheinlich nur eine Frage der Zeit sein, bis auch dieser Kondensator aufgrund eines Defekts eine zu hohe Stromaufnahme haben würde und dadurch möglicherweise den Widerstand (auch hier mit einem Wert von 22 Ohm) durchbrennen ließe.

Die Leistung lässt sich in mehreren Stufen bis hin zur Maximalleistung einstellen und wird direkt in Watt auf dem Display angezeigt. Wie viele dieser Induktions-Kochfelder, besitzt auch dieses Jahr eine Timer-Funktion und die Möglichkeit einer Temperaturwahl, um zum Beispiel Speisen auf eine bestimmte Temperatur zu erhitzen und diese zuvor eingestellte Temperatur zu halten..

Die Temperaturregelung erfolgt mithilfe eines Temperaturfühlers, der in der Mitte des Kochfeldes angebracht wurde und der sich direkt unter der Glaskeramikplatte und dem Kochgeschirr befindet. Mit diesem Temperaturfühler erhält die Elektronik eine Rückmeldung über die aktuelle Temperatur des Kochfeldes. Ebenfalls dort zu finden ist eine Temperatursicherung. Durch die Elektronik wird auch festgestellt, ob sich überhaupt ein magnetisches Kochgeschirr auf der Platte befindet. Ist dies nicht der Fall, wird die Induktionsspule nicht aktiviert. Außerdem erfolgt eine Fehlermeldung und es ertönt ein deutlich zu hörendes Signal.

Im Wesentlichen besteht ein solches Induktions-Kochfeld aus Stromversorgung, Steuerelektronik, Leistungsstufe mit Lüftung, der Induktionsspule und einigen Sensoren für die aktuelle Temperatur und das Vorhandensein des Kochgeschirrs. Die einzelnen Komponenten waren bereits im praktischen Aufbau im Beispiel zu sehen. Die Spule besteht aus einer Hochfrequenzlitze und bildet zusammen mit mehreren Kondensatoren in der Steuerelektronik einen Schwingkreis. Gespeist wird dieser Schwingkreis aus der Netzspannung, die Spule wird mithilfe eines oder zweier elektronischer Schalter (Transistoren oder Thyristoren) angesteuert. Die Ansteuerung erfolgt mit hoher Frequenz, die in den meisten Fällen variabel ist, um die Heizleistung zu regulieren. Am höchsten ist die Ausgangsleistung der Kochplatte in der Regel dann, wenn die Frequenz in Resonanz mit der des aus Spule und Kondensatoren bestehenden Schwingkreises liegt.

Voraussetzung für die Funktion solcher Induktions-Kochfelder ist die Verwendung von ferromagnetischem Kochgeschirr. Sie funktionieren also nur mit magnetisierbarem Kochgeschirr. Ob das Geschirr für Induktions-Kochfelder geeignet ist, kann mit einem kleinen Magneten überprüft werden. Die durch die Elektronik angesteuerte Spule im Kochfeld erzeugt ein starkes magnetisches Wechselfeld und im Kochgeschirr bzw. dessen Boden sogenannte Wirbelströme. Man kann sich das Ganze in etwa so vorstellen, dass die Spule und das Kochgeschirr zusammen ähnlich funktionieren wie ein Transformator, da im Kochgeschirr wie auf der Sekundärseite eines Transformators durch wechselnde magnetische Felder ein Strom erzeugt wird. Die Magnetisierbarkeit ist genau wie in einem Trafo nötig, um durch die wechselnden Magnetfelder eine Energieübertragung ins Kochgeschirr möglich zu machen. Die wegen ihres Verlaufs innerhalb des Topfbodens so bezeichneten Wirbelströme entstehen durch zeitlich ändernde Magnetfelder innerhalb eines elektrischen Leiters. Der Verlauf dieser Ströme innerhalb des relativ gut elektrisch leitenden Bodens des Kochgeschirrs führt zu einer sehr schnellen Wärmeentwicklung. Diese Wärmeentwicklung entsteht in einem elektrischen Leiter immer dann, wenn ein sehr hoher Strom aufgrund eines nur geringen elektrischen Widerstandes fließen kann. Bei der Erwärmung des Kochgeschirrs durch Induktionsströme ist diese hohe Wärmeentwicklung gewünscht, ähnlich wie in einem Heizwendel in einem Heizgerät oder einer konventionellen elektrischen Kochplatte, auch wenn diese hier statt der direkten Wirkung des elektrischen Stroms durch Induktion und die damit verbundenen Wirbelströme entsteht. Der Vorteil dieser Technik besteht im Wesentlichen darin, dass nicht wie bei einem konventionellen Elektroherd zunächst ein Kochfeld oder eine Kochplatte erhitzt werden muss, sondern die Wärme direkt im Boden des Topfes oder der Pfanne entsteht.

Die Wärme entsteht beim Kochen mit Induktion direkt im Boden des Kochgefäßes, ähnlich wie beim Kochen mit Gas. Deshalb zeichnet sich diese Technik durch eine genaue Regulierbarkeit der Temperatur, schnelles Erhitzen des Kochgutes und eine ebenso schnelle Reaktionszeit aus. Eine weitere Besonderheit besteht darin, dass das Kochfeld sich nur relativ gering erhitzt. Die Wärme im Kochfeld entsteht hauptsächlich durch die Abstrahlung vom Kochgeschirr. Wichtig für die Funktion ist die Verwendung geeigneter Kochtöpfe, Kochgefäße und Bratpfannen. Es funktioniert nur magnetisierbares Material mit einem flachen Boden und mit einer gewissen Größe für eine gute Wärmeerzeugung. Die Hitzeerzeugung arbeitet im Vergleich mit anderen Technologien sehr effizient, was gerade in der heutigen Zeit gefragt ist, in der eine Energiekrise die nächste jagt. Es entstehen nicht so hohe Verluste durch die Wärmeübertragung, durch zu große Herdplatten oder zu kleines Kochgeschirr. Ebenfalls praktisch ist der Temperaturfühler, der eine Einstellung des Kochfeldes nach gewünschter Temperatur erlaubt und der eine Überhitzung des Kochgutes und damit das Anbrennen verhindert. Wird das Kochgeschirr von der Platte genommen, reagiert das Kochfeld sofort und schaltet den Strom ab. Die meisten Kochfelder schalten sich zudem nach einiger Zeit (meist nur wenige Sekunden) komplett ab, wenn sich kein Kochgeschirr darauf befindet. Hier noch einige weitere Hinweise zur Verwendung der Kochfelder:

• Zu kleines Geschirr sollte nicht verwendet werden, da die Spule in der Regel ringförmig angeordnet ist und direkt in der Mitte keine oder nur geringe Leistung übertragen wird.
• Größeres Geschirr kann generell verwendet werden, allerdings erfolgt dann eine Wärmeerzeugung im äußeren Bereich des Kochgeschirrs nur indirekt
• Generell wird nur in den Bereichen eine Leistung übertragen, die durch einen magnetisierbaren Boden des Kochgeschirrs bedeckt werden.
• Häufig entstehen bei der Verwendung der Kochfelder surrende oder zirpende Geräusche. Einerseits verursacht der Lüfte einen gewissen Geräuschpegel, was häufig als Nachteil gesehen wird. Andererseits erzeugen die hochfrequenten Magnetfelder Schwingungen und damit Geräusche, die durch das Funktionsprinzip bedingt sind.
• Nach der Umstellung von Ceran-Kochfeldern oder Kochplatten auf Induktion ist gegebenenfalls etwas Umgewöhnung notwendig, da das Kochgeschirr sich wesentlich schneller erhitzt, die Hitze aber auch schneller als bei anderen Arten der Erhitzung wieder verschwindet.