Aparato y método para controlar un inversor con el fin de permitir a un inversor proporcionar una tensión de salida estable a un motor con independencia de un cambio en una tensión de entrada de corriente continua.

Se obtiene un valor de diferencia entre una tensión de referencia, de acuerdo con una tensión estimada predeterminada de un motor, y una tensión de corriente continua del inversor, se aplica al valor de diferencia una relación entre una frecuencia de orden o instrucción de salida y una frecuencia de referencia, a fin de obtener un valor de tensión de salida de compensación, se obtiene un valor de tensión de salida de compensación final al compensar el valor de tensión de entrada de corriente continua detectado, con la tensión de salida de compensación, y se aplica al motor una tensión de salida del valor de tensión de salida de compensación final, por parte del inversor. De esta forma, puede proporcionarse al motor la tensión de salida estable del inversor con independencia del cambio en la tensión de entrada

Aparato y método para controlar un inversor.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un aparato y a un método para controlar un inversor y, más particularmente, a un aparato y a un método para controlar un inversor, capaces de proporcionar una tensión de salida de corriente alterna estable a un motor de inducción con independencia de una variación en la tensión de entrada de corriente continua.

En un sistema que tiene un inversor y que acciona un motor con el uso del inversor, la tensión de entrada que se suministra al inversor es una tensión de corriente continua que se obtiene rectificando una corriente alterna procedente de una fuente de potencia alterna comercial, por medio de un circuito rectificador, y suavizándola a continuación mediante un condensador. Ésta se denomina también tensión de enlace de corriente continua. La tensión de entrada de corriente continua se ve modificada conforme la tensión de potencia de corriente alterna general se modifica con frecuencia de acuerdo con factores de actividad industrial (hora del día, durante la que se hacen funcionar las fábricas, y hora de la noche, durante la cual las fábricas no se hacen funcionar) o factores estacionales (la estación del verano, durante la cual los acondiciones de aire se hacen funcionar activamente, y otras estaciones).

La modificación de la tensión de entrada de corriente continua puede romper o interrumpir el recorrido de la corriente hasta el inversor como consecuencia de un salto o pico de tensión excesiva (en el caso de una sobretensión), o acarrear una situación en la que un motor no pueda ser arrancado (en el caso de una tensión insuficiente).

Es decir, cuando se modifica la tensión de entrada al inversor, la tensión de salida se ve modificada en la misma proporción, y cuando la tensión de entrada supera una tensión estimada en la que se hace saltar un disyuntor, un disyuntor de circuito, conectado a un circuito de potencia del inversor, se dispara para proteger el inversor y el motor con el fin de interrumpir el suministro de potencia al inversor. Y a la inversa, si la tensión de entrada es inferior al intervalo permisible para la tensión estimada, el motor no puede ser arrancado, al no conseguir generar un par de arranque del motor.

De esta forma, con el fin de compensar el hecho de que la tensión de entrada sea más baja que el intervalo permisible para la tensión estimada, se propone una técnica para proporcionar una tensión de refuerzo o impulso, ajustada por un usuario, al inversor. Es decir, si la tensión de entrada de corriente continua es una tensión insuficiente, la tensión de impulso se ajusta en una tensión positiva (+), en tanto que si la tensión de entrada de corriente continua es una sobretensión, la tensión de impulso se ajusta en una tensión negativa (-).

Se describirá un ejemplo de la técnica anterior con referencia a la Figura 1.

Como se muestra en la Figura 1, el inversor de la técnica anterior que controla el aparato incluye un detector 1 de tensión de entrada destinado a detectar una tensión de entrada de corriente continua introducida en un inversor; una unidad 2 de cómputo de relación de tensiones de salida, destinada a calcular la relación entre una frecuencia de instrucción u orden de salida y una frecuencia de referencia, y determinar una relación existente entre una tensión de salida y una tensión de entrada; una unidad 3 de cómputo de tensión de compensación, destinada a obtener un valor de tensión de compensación al añadir un valor de tensión de impulso predeterminado a un valor de tensión obtenido al multiplicar la relación proporcionada por la unidad 2 de cómputo de relación de tensiones de salida, por el valor de tensión de entrada de corriente continua proporcionado por el detector 1 de tensión de entrada, y a suministrarlo como salida; y el inversor 4, destinado a suministrar como salida una tensión de salida del valor de tensión de compensación recibido desde la unidad 3 de cómputo de tensión de compensación, a un motor.

Se explicará el funcionamiento del aparato de control de inversor de la técnica anterior, construido como se ha descrito anteriormente.

En primer lugar, se suministra como salida la frecuencia de orden de salida del inversor 4, desde una unidad central de procesamiento hasta la unidad 2 de cómputo de relación de tensiones de salida, de acuerdo con programa preestablecido.

A continuación, la unidad 2 de cómputo de relación de tensiones de salida calcula la relación entre una frecuencia de orden de salida, por ejemplo, 30 Hz, y una frecuencia de referencia, por ejemplo, 60 Hz (Herz), que ha sido predeterminada y almacenada, determina el resultado , es decir, el 50%, como relación entre la tensión de salida y la tensión de entrada del inversor 4, y lo suministra como salida.

El detector 1 de tensión de entrada detecta un valor de tensión (también denominada tensión de enlace de corriente continua, como se ha mencionado anteriormente) a través de un condensador (no mostrado) perteneciente a un circuito de potencia de entrada (no mostrado) del inversor 4, como valor de tensión de entrada, y lo suministra. Aquí, el detector 1 de tensión de entrada puede darse sustancialmente en forma de un transformador de potencia.

Como se ha mencionado anteriormente, con el fin de compensar la sobretensión o la tensión insuficiente para la tensión de entrada, puede proporcionarse en la unidad 3 de cómputo de tensión de compensación, por parte de la unidad central de procesamiento, la tensión de impulso positiva (+) o negativa (-) que ha sido previamente establecida y almacenada en el aparato de control del inversor por parte de una unidad de entrada tal como un cargador de programa accionado por un usuario.

La unidad 3 de cómputo de tensión de compensación calcula un valor de tensión de compensación multiplicando la relación proporcionada desde la unidad 2 de cómputo de relación de tensiones de salida, por el valor de tensión de entrada proporcionado desde el detector 1 de tensión de entrada, y añade el valor de tensión de impulso preestablecido al valor de compensación obtenido, con el fin de obtener con ello un valor de tensión de compensación final y suministrarlo como salida al inversor 4.

A continuación, el inversor 4 suministra como salida una tensión de salida de corriente alterna de acuerdo con el valor de tensión de compensación proporcionado desde la unidad 3 de cómputo de tensión de compensación, al motor.

Sin embargo, en la técnica anterior, si una tensión de entrada existente llega a ser más pequeña que la tensión de entrada cuando se ajusta o establece la tensión de impulso, la tensión de salida del inversor es reducida en correspondencia. Entonces, el par de arranque no es suficiente para arrancar el motor.

Además, cuando la tensión de entrada de corriente llega a ser más grande que la tensión de entrada cuando se establece la tensión de impulso, el disyuntor de circuito lleva a cabo la operación de salto de sobreintensidad para cortar el suministro de potencia al motor.

Entretanto, en el caso de un funcionamiento a baja velocidad, especialmente cuando se arranca el motor, incluso cuando la tensión de entrada del inversor es modificada en un mero 10%, la corriente que fluye en el motor se altera en más del 10%. De esta forma, si la tensión de entrada presente se modifica de manera que sea mayor o menor que la tensión de entrada cuando se establece la tensión de impulso, se produce el problema del salto de sobreintensidad o del par de arranque.

Además, con el fin de evitar el problema, en la técnica anterior, el usuario ha de reajustar con frecuencia el valor de la tensión de impulso.

Breve descripción de la invención

Un propósito de la presente invención consiste en proporcionar un aparato para controlar un inversor, capaz de suministrar como salida automáticamente una tensión de salida estable de un inversor a un motor, incluso cuando se modifica una tensión de entrada de corriente continua del inversor.

Otro propósito de la presente invención consiste en proporcionar un aparato para controlar un inversor, capaz de seleccionar una compensación automática o una compensación manual de un cambio en una tensión de entrada de corriente continua.

Aún otro propósito de la presente invención consiste en proporcionar un método para...

1. Un aparato para controlar un inversor, que comprende:

un inversor, destinado a convertir una tensión de corriente continua suministrada como entrada en una tensión de salida de corriente alterna para accionar un motor, y a proporcionarla;

un detector de tensión de entrada, destinado a detectar la tensión de entrada de corriente continua suministrada como entrada al inversor;

una unidad de cómputo de relación de tensiones de salida, destinada a determinar una relación entre un valor de tensión de salida y el valor de tensión de entrada de corriente continua detectado, mediante el cálculo de una relación existente entre una frecuencia de orden de salida y una frecuencia de referencia;

un generador de tensión de referencia, destinado a proporcionar un valor de tensión de referencia que depende de un valor de tensión estimado de motor predeterminado;

una unidad de cómputo de tensión de diferencia, destinada a calcular un valor de diferencia entre el valor de tensión de referencia proporcionado por el generador de tensión de referencia, y el valor de tensión de entrada de corriente continua proporcionado por el detector de tensión de entrada, y a suministrarlo; y

una unidad de cómputo de tensión de compensación, destinada a obtener un valor de tensión de compensación al multiplicar la relación proporcionada por la unidad de cómputo de relación de tensiones de salida, por el valor de tensión de diferencia proporcionado por la unidad de cómputo de tensión de diferencia, de tal modo que se obtiene un valor de tensión de compensación final al añadir el valor de tensión de compensación obtenido al valor de tensión de entrada de corriente continua proporcionado desde el detector de tensión de entrada, y para proporcionar al inversor el valor de tensión de compensación final para salida al motor.

2. Un aparato para controlar un inversor, que comprende:

un inversor, destinado a convertir una tensión de corriente continua suministrada como entrada, en una tensión de salida de corriente alterna para accionar un motor, y a proporcionarla;

un detector de tensión de entrada, destinado a detectar la tensión de entrada de corriente continua suministrada como entrada al inversor;

una unidad de cómputo de relación de tensiones de salida, para determinar una relación entre un valor de tensión de salida con el valor de tensión de entrada de corriente continua detectado, basada en una relación entre una frecuencia de orden o instrucción de salida y una frecuencia de referencia;

una primera unidad de cómputo de tensión de compensación, destinada a obtener un primer valor de tensión de compensación añadiendo un valor de tensión de refuerzo o impulso predeterminado a un valor de tensión obtenido al multiplicar una relación proporcionada por la unidad de cómputo de relación de tensiones de salida, por el valor de tensión de entrada de corriente continua proporcionado por el detector de tensión de entrada, y a proporcionar el primer valor de tensión de compensación;

un generador de tensión de referencia, destinado a proporcionar un valor de tensión de referencia que depende de un valor de tensión estimado de motor predeterminado;

una unidad de cómputo de tensión de diferencia, destinada a calcular un valor de diferencia entre el valor de tensión de referencia proporcionado por el generador de tensión de referencia y el valor de tensión de entrada de corriente continua proporcionado por el detector de tensión de entrada, y a proporcionarlo;

una segunda unidad de cómputo de tensión de compensación, destinada a obtener un valor de tensión de compensación al multiplicar la relación proporcionada por la unidad de cómputo de relación de tensiones de salida, por el valor de tensión de diferencia proporcionado por la unidad de cómputo de tensión de diferencia, obtener un segundo valor de tensión de compensación al añadir el valor de tensión de compensación obtenido al valor de tensión de entrada de corriente continua proporcionado desde el detector de tensión de entrada, y a proporcionarlo;

un selector de tensión de compensación, destinado a proporcionar selectivamente el primer valor de tensión de compensación, proporcionado desde la primera unidad de cómputo de tensión de compensación, y el segundo valor de tensión de compensación, proporcionado desde la segunda unidad de cómputo de tensión de compensación, al inversor, de acuerdo con el establecimiento de una selección predeterminada para salida al motor.

3. Un método para controlar un inversor, que comprende:

detectar un valor de tensión de entrada de corriente continua de un inversor;

calcular una relación existente entre una frecuencia de orden o instrucción de salida y una frecuencia de referencia, y determinar una relación entre un valor de tensión de salida y el valor de tensión de entrada de corriente continua detectado;

generar una tensión de referencia dependiendo de un valor de tensión estimado de motor predeterminado;

calcular un valor de diferencia entre la tensión de referencia calculada y el valor de tensión de entrada de corriente continua;

obtener un valor de tensión de compensación multiplicando una relación entre un valor de tensión de salida y el valor de tensión de entrada de corriente continua detectado, por el valor de diferencia calculado, y añadir el valor de tensión de compensación obtenido al valor de tensión de entrada de corriente continua, para obtener un valor, de tensión de compensación final; y

proporcionar al motor una tensión de salida del valor de tensión de compensación final.

4. Un método para controlar un inversor, que comprende:

detectar un valor de tensión de entrada de corriente continua de un inversor;

calcular una relación existente entre una frecuencia de orden o instrucción de salida y una frecuencia de referencia, y determinar una relación entre un valor de tensión de salida y el valor de tensión de entrada de corriente continua detectado;

multiplicar una relación entre el valor de tensión de salida y el valor de tensión de entrada de corriente continua determinado, por el valor de tensión de entrada de corriente continua, a fin de obtener un valor al que se añade un valor de tensión de impulso predeterminado para obtener un primer valor de tensión de compensación;

generar una tensión de referencia dependiendo de un valor de tensión estimado de motor predeterminado;

calcular un valor de diferencia entre la tensión de referencia generada y el valor de tensión de entrada de corriente continua;

obtener un valor de tensión de compensación multiplicando una relación entre un valor de tensión de salida y el valor de tensión de entrada de corriente continua determinado, por el valor de diferencia calculado, y añadiendo el valor de tensión de compensación obtenido al valor de tensión de entrada de corriente continua, para obtener un segundo valor de tensión de compensación; y

proporcionar a un motor, de acuerdo con el ajuste de una selección predeterminada, una tensión de salida del primer valor de tensión de compensación, o bien una tensión de salida del segundo valor de tensión de compensación.