ALIMENTACION ININTERRUMPIDA Y PROCEDIMIENTO DE PUESTA EN PRACTICA DE DICHA ALIMENTACION.
Alimentación ininterrumpida que comprende:
- por lo menos una primera entrada (5) destinada a ser conectada a una primera fuente (6) de una tensión alterna (VACin1),
- una salida de alimentación (3) destinada a ser conectada a una carga eléctrica (4),
- un primer convertidor (1) de la tensión alterna en la primera entrada en una tensión continua (VDC),
- un segundo convertidor reversible (2) de la tensión continua en una tensión alterna en la salida de alimentación (VACout),
- un circuito de derivación y/o de selección (9) equipado con medios interruptores (10) para acoplar directamente, durante un funcionamiento en modo económico, una entrada (7) con la salida de alimentación (3), y
- medios de control (13) que comprenden un conjunto de unidades (21, 23, 41, 44, 71, 73) utilizadas durante un funcionamiento en modo normal durante el cual la entrada (7) se desacopla de la salida de alimentación (3) mediante la apertura de los medios interruptores (10) del circuito de derivación y/o de selección (9),
en la que, durante el funcionamiento en modo económico, se detiene el primer convertidor (1), caracterizada porque el conjunto de unidades comprende una primera unidad de regulación de tensión (41) equipada con una salida (42) para suministrar una primera corriente de referencia (Iref1) y una segunda unidad de regulación de corriente (23) del segundo convertidor (2) equipada con una entrada de corriente de referencia (24), y porque los medios de control (13) comprenden medios de conmutación (121, 122, 131) diseñados para conectar, durante el funcionamiento en modo económico, la salida de la primera unidad de regulación de tensión con la entrada de la segunda unidad de regulación de corriente, para regular, en el funcionamiento en modo económico, la calidad de la corriente en dicha entrada (7)
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08354020.
Solicitante: MGE-UPS SYSTEMS.
Nacionalidad solicitante: Francia.
Dirección: 140, AVENUE JEAN KUNTZMANN ZIRST - MONTBONNOT SAINT-MARTIN,38334 SAINT-ISMIER CEDEX.
Inventor/es: CHAMBON,PATRICK.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 14 de Marzo de 2008.
Fecha Concesión Europea: 3 de Marzo de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- H02J9/00S
- H02J9/06C
Clasificación PCT:
- H02J9/06 ELECTRICIDAD. › H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA. › H02J CIRCUITOS O SISTEMAS PARA LA ALIMENTACION O LA DISTRIBUCION DE ENERGIA ELECTRICA; SISTEMAS PARA EL ALMACENAMIENTO DE ENERGIA ELECTRICA. › H02J 9/00 Circuitos para alimentación de potencia de emergencia o de reserva, p. ej. para alumbrado de emergencia. › con conmutación automática.
- H02M5/458 H02 […] › H02M APARATOS PARA LA TRANSFORMACION DE CORRIENTE ALTERNA EN CORRIENTE ALTERNA, DE CORRIENTE ALTERNA EN CORRIENTE CONTINUA O DE CORRIENTE CONTINUA EN CORRIENTE CONTINUA Y UTILIZADOS CON LAS REDES DE DISTRIBUCION DE ENERGIA O SISTEMAS DE ALIMENTACION SIMILARES; TRANSFORMACION DE UNA POTENCIA DE ENTRADA EN CORRIENTE CONTINUA O ALTERNA EN UNA POTENCIA DE SALIDA DE CHOQUE; SU CONTROL O REGULACION (transformadores H01F; convertidores dinamoeléctricos H02K 47/00; control de los transformadores, reactancias o bobinas de choque, control o regulación de motores, generadores eléctricos o convertidores dinamoeléctricos H02P). › H02M 5/00 Transformación de una potencia de entrada en corriente alterna en una potencia de salida en corriente alterna, p. ej. para cambiar la tensión, para cambiar la frecuencia, para cambiar el número de fases. › utilizando solamente dispositivos semiconductores.
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
Alimentación ininterrumpida y procedimiento de puesta en práctica de dicha alimentación.
Ámbito técnico de la invención
La invención se refiere a una alimentación ininterrumpida que comprende:
- por lo menos una primera entrada destinada a ser conectada a una primera fuente de una tensión alterna,
- una salida de alimentación destinada a ser conectada a una carga eléctrica,
- un primer convertidor de la tensión alterna en la primera entrada en una tensión continua,
- un segundo convertidor reversible de la tensión continua en una tensión alterna en la salida de alimentación,
- un circuito de derivación y/o de selección equipado con medios interruptores para acoplar directamente, durante un funcionamiento en modo económico, una entrada con la salida de alimentación, y
- medios de control que comprenden un conjunto de unidades utilizadas durante un funcionamiento en modo normal durante el cual la entrada se desacopla de la salida de alimentación mediante la apertura de los medios interruptores del circuito de derivación y/o de selección.
La invención se refiere asimismo a un procedimiento de alimentación eléctrica ininterrumpida que consta de:
- la aplicación de una primera tensión alterna por lo menos en una primera entrada,
- el suministro de una alimentación eléctrica ininterrumpida en una salida de alimentación,
- una primera conversión de la primera tensión alterna en una tensión continua,
- una segunda conversión de la tensión continua en una tensión de alimentación alterna, en un sentido o en el otro sentido,
- durante un funcionamiento en modo económico, el acoplamiento directo de una entrada con la salida de alimentación, y
- el control de dicha alimentación eléctrica ininterrumpida por un conjunto de funciones de regulación utilizadas durante un funcionamiento en modo normal durante el cual se interrumpe dicho acoplamiento directo.
Estado de la técnica
La patente estadounidense US6.295.215 describe una alimentación ininterrumpida que comprende una entrada destinada a ser conectada a una fuente de tensión alterna y una salida de alimentación destinada a ser conectada a una carga eléctrica. Esta alimentación ininterrumpida comprende medios de conversión de una tensión alterna en la entrada en una tensión continua, medios de conversión de la tensión continua en una tensión alterna en la salida y un circuito de derivación y/o de selección equipado con medios interruptores para acoplar la entrada a la salida de alimentación. Esta alimentación ininterrumpida además comprende medios de control equipados por lo menos con dos unidades, una dedicada a un modo de funcionamiento normal y dedicada la otra a un modo de funcionamiento económico.
En el modo de funcionamiento económico, la entrada se acopla a la salida de alimentación por mediación de los medios interruptores del circuito de derivación y/o de selección. En el modo de funcionamiento económico, se pone en marcha la unidad dedicada al modo de funcionamiento económico, de modo que los medios de conversión de la tensión continua en tensión alterna suministran corrientes reactivas y armónicas para mantener el factor de potencia y otros parámetros de calidad de la potencia en un nivel deseado.
Los medios de control de las alimentaciones ininterrumpidas de la técnica anterior no están optimizados y requieren un gran número de componentes y/o de etapas funcionales. De forma particular, el funcionamiento de las alimentaciones ininterrumpidas de la técnica anterior, en un modo económico, precisa de la puesta en práctica de módulos de regulación suplementarios.
Explicación de la invención
La invención tiene el propósito de solventar los inconvenientes de las alimentaciones ininterrumpidas de la técnica anterior al propugnar una alimentación ininterrumpida que comprende:
- por lo menos una primera entrada destinada a ser conectada a una primera fuente de una tensión alterna,
- una salida de alimentación destinada a ser conectada a una carga eléctrica,
- un primer convertidor de la tensión alterna en la primera entrada en una tensión continua,
- un segundo convertidor reversible de la tensión continua en una tensión alterna en la salida de alimentación,
- un circuito de derivación y/o de selección equipado con medios interruptores para acoplar directamente, durante un funcionamiento en modo económico, una entrada a la salida de alimentación, y
- medios de control que comprenden un conjunto de unidades utilizadas durante un funcionamiento en modo normal durante el cual la entrada se desacopla de la salida de alimentación mediante la apertura de los medios interruptores del circuito de derivación y/o de selección.
La alimentación ininterrumpida según la invención se caracteriza porque, durante el funcionamiento en modo económico, se detiene el primer convertidor, porque el conjunto de unidades comprende una primera unidad de regulación de tensión equipada con una salida para suministrar una primera corriente de referencia y una segunda unidad de regulación de corriente del segundo convertidor equipada con una entrada de corriente de referencia, y porque los medios de control comprenden medios de conmutación diseñados para conectar, durante el funcionamiento en modo económico, la salida de la primera unidad de regulación de tensión con la entrada de la segunda unidad de regulación de corriente, para regular, en el funcionamiento en modo económico, la calidad de la corriente en dicha entrada.
Con preferencia, el conjunto de unidades utilizado durante el funcionamiento en modo normal comprende una primera unidad de regulación de corriente del primer convertidor equipada con una entrada de corriente de referencia, siendo detenida la primera unidad de regulación de corriente durante el funcionamiento en modo económico.
Con preferencia, el conjunto de unidades utilizado durante el funcionamiento en modo normal comprende una segunda unidad de regulación de tensión equipada con una salida para suministrar una segunda corriente de referencia, durante el funcionamiento en modo normal, conectándose la salida de la primera unidad de regulación de tensión con la entrada de corriente de referencia de la primera unidad de regulación de corriente y conectándose la salida de la segundad unidad de regulación de tensión (44} con la entrada de corriente de referencia de la segunda unidad de regulación de corriente.
Con preferencia, los medios de conmutación comprenden un primer conmutador y un segundo conmutador para,
- durante el funcionamiento en modo normal, conectar la salida de la primera unidad de regulación de tensión con la entrada de la primera unidad de regulación de corriente con el concurso del primer conmutador, y conectar la salida de la segunda unidad de regulación de tensión con la entrada de la segunda unidad de regulación de corriente con el concurso del segundo conmutador, y
- durante el funcionamiento en modo económico, conectar la salida de la primera unidad de regulación de tensión a un medio de conexión intermedio con el concurso del primer conmutador, y conectar la entrada de la segunda unidad de regulación de corriente a dicho medio de conexión con el concurso del segundo conmutador.
De acuerdo con una forma de realización de la invención, el conjunto de unidades utilizado durante el funcionamiento en modo normal comprende por lo menos un primer generador de señal de alterna de referencia equipado con una salida y conectado a unos medios de medida de la tensión alterna en la primera entrada, permitiendo dicho primer generador la generación de una señal de alterna de referencia, en dicha salida, en fase con la tensión alterna en la primera entrada.
De acuerdo con una forma de realización, la alimentación ininterrumpida comprende una segunda entrada destinada a ser conectada a una segunda fuente de tensión alterna, permitiendo los medios interruptores del circuito de derivación y/o de selección, durante el funcionamiento en modo económico, acoplar directamente dicha segunda entrada con la salida de alimentación.
Con preferencia, el conjunto de unidades utilizado durante el funcionamiento en modo normal comprende un segundo generador de señal de alterna de referencia equipado con una salida y conectado a unos medios de medida de la tensión...
Reivindicaciones:
1. Alimentación ininterrumpida que comprende:
- por lo menos una primera entrada (5) destinada a ser conectada a una primera fuente (6) de una tensión alterna (VACin1),
- una salida de alimentación (3) destinada a ser conectada a una carga eléctrica (4),
- un primer convertidor (1) de la tensión alterna en la primera entrada en una tensión continua (VDC),
- un segundo convertidor reversible (2) de la tensión continua en una tensión alterna en la salida de alimentación (VACout),
- un circuito de derivación y/o de selección (9) equipado con medios interruptores (10) para acoplar directamente, durante un funcionamiento en modo económico, una entrada (7) con la salida de alimentación (3), y
- medios de control (13) que comprenden un conjunto de unidades (21, 23, 41, 44, 71, 73) utilizadas durante un funcionamiento en modo normal durante el cual la entrada (7) se desacopla de la salida de alimentación (3) mediante la apertura de los medios interruptores (10) del circuito de derivación y/o de selección (9),
en la que, durante el funcionamiento en modo económico, se detiene el primer convertidor (1), caracterizada porque el conjunto de unidades comprende una primera unidad de regulación de tensión (41) equipada con una salida (42) para suministrar una primera corriente de referencia (Iref1) y una segunda unidad de regulación de corriente (23) del segundo convertidor (2) equipada con una entrada de corriente de referencia (24), y porque los medios de control (13) comprenden medios de conmutación (121, 122, 131) diseñados para conectar, durante el funcionamiento en modo económico, la salida de la primera unidad de regulación de tensión con la entrada de la segunda unidad de regulación de corriente, para regular, en el funcionamiento en modo económico, la calidad de la corriente en dicha entrada (7).
2. Alimentación ininterrumpida según la reivindicación 1, caracterizada porque el conjunto de unidades utilizado durante el funcionamiento en modo normal comprende una primera unidad de regulación de corriente (21) del primer convertidor (1) equipada con una entrada de corriente de referencia (22), siendo detenida la primera unidad de regulación de corriente durante el funcionamiento en modo económico.
3. Alimentación ininterrumpida según la reivindicación 2, caracterizada porque el conjunto de unidades utilizado durante el funcionamiento en modo normal comprende una segunda unidad de regulación de tensión (44) equipada con una salida (45) para suministrar una segunda corriente de referencia (Iref2), durante el funcionamiento en modo normal, conectándose la salida (42) de la primera unidad de regulación de tensión (41) con la entrada de corriente de referencia de la primera unidad de regulación de corriente y conectándose la salida (45) de la segundad unidad de regulación de tensión (44) con la entrada de corriente de referencia de la segunda unidad de regulación de corriente.
4. Alimentación ininterrumpida según la reivindicación 3, caracterizada porque los medios de conmutación comprenden un primer conmutador (121) y un segundo conmutador (122) para,
- durante el funcionamiento en modo normal, conectar la salida (42) de la primera unidad de regulación de tensión con la entrada (22) de la primera unidad de regulación de corriente con el concurso del primer conmutador (121), y conectar la salida (45) de la segunda unidad de regulación de tensión con la entrada (24) de la segunda unidad de regulación de corriente con el concurso del segundo conmutador (122), y
- durante el funcionamiento en modo económico, conectar la salida (42) de la primera unidad de regulación de tensión a un medio de conexión intermedio (12 3) con el concurso del primer conmutador (121), y conectar la entrada (24) de la segunda unidad de regulación de corriente a dicho medio de conexión con el concurso del segundo conmutador (122).
5. Alimentación ininterrumpida según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el conjunto de unidades utilizado durante el funcionamiento en modo normal comprende por lo menos un primer generador (71) de señal de alterna de referencia equipado con una salida (72) y conectado a unos medios de medida (28) de la tensión alterna (VACin1) en la primera entrada (5), permitiendo dicho primer generador la generación de una señal de alterna de referencia, en dicha salida, en fase con la tensión alterna sobre la primera entrada.
6. Alimentación ininterrumpida según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque comprende una segunda entrada (7) destinada a ser conectada a una segunda fuente (8) de tensión alterna (VACin2), permitiendo los medios interruptores (10) del circuito de derivación y/o de selección (9), durante el funcionamiento en modo económico, acoplar directamente dicha segunda entrada con la salida de alimentación (3).
7. Alimentación ininterrumpida según la reivindicación 6, caracterizada porque el conjunto de unidades utilizado durante el funcionamiento en modo normal comprende un segundo generador (73) de señal de alterna de referencia equipado con una salida (74) y conectado a unos medios de medida (76) de la tensión alterna (VACin2) en la segunda entrada, permitiendo dicho segundo generador la generación de una señal de alterna de referencia, en dicha salida, en fase con la tensión alterna en la segunda entrada.
8. Alimentación ininterrumpida según la reivindicación 7, caracterizada porque los medios de conmutación comprenden un tercer conmutador (131) que permite,
- durante el funcionamiento en modo normal, conectar una entrada de sincronización (43) de la primera unidad de regulación de tensión (41) con la salida (72) del primer generador (71), y
- durante el funcionamiento en modo económico, conectar dicha entrada de sincronización de la primera unidad de regulación de tensión con la salida (74) del segundo generador (73).
9. Alimentación ininterrumpida según una de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizada porque las unidades utilizadas durante el funcionamiento en modo normal son circuitos electrónicos, y porque los conmutadores son multiplexores o conmutadores analógicos controlados por una unidad de tratamiento.
10. Alimentación ininterrumpida según una de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizada porque las unidades utilizadas durante el funcionamiento en modo normal y los conmutadores son medios de equipo lógico de una unidad de tratamiento.
11. Alimentación ininterrumpida según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque comprende medios de almacenamiento (11) de energía eléctrica dispuestos entre el primer y el segundo convertidor.
12. Procedimiento de alimentación eléctrica ininterrumpida que comprende:
- la aplicación (201) de una primera tensión alterna (VACin1) por lo menos en una primera entrada (5),
- el suministro (202) de una alimentación eléctrica ininterrumpida en una salida de alimentación (3),
- una primera conversión (AC/DC, 203) de la primera tensión alterna en una tensión continua (VDC),
- una segunda conversión (DC/AC, 204) de la tensión continua en una tensión de alimentación alterna (VACout), en un sentido o en el otro sentido,
- durante el funcionamiento en modo económico, el acoplamiento directo de una entrada (7) con la salida de alimentación, y
- el control (CTRL, 208) de dicha alimentación eléctrica ininterrumpida por un conjunto de funciones de regulación (209) utilizadas durante un funcionamiento en modo normal durante el cual se interrumpe dicho acoplamiento directo,
en el que, durante el funcionamiento en modo económico, éste comprende la detención (212) de la primera conversión, caracterizado porque el control (213) de la alimentación eléctrica ininterrumpida comprende una primera función de regulación de tensión para suministrar una primera corriente de referencia y una segunda función de regulación de corriente del segundo convertidor a partir de una corriente de referencia, y porque, durante el funcionamiento en modo económico, unas conmutaciones (214) permiten aplicar la primera corriente de referencia a la segunda función de regulación de corriente, para regular la calidad de la corriente en la entrada (7).
13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque el conjunto de funciones utilizado durante el funcionamiento en modo normal comprende una primera función de regulación de corriente del primer convertidor a partir de una corriente de referencia, siendo detenida la primera función de regulación de corriente durante el funcionamiento en modo económico.
14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque el conjunto de funciones utilizado durante el funcionamiento en modo normal comprende una segunda función de regulación de tensión para suministrar una segunda corriente de referencia, durante el funcionamiento en modo normal, siendo aplicada la primera corriente de referencia, suministrada por la primera función de regulación de tensión, a la primera función de regulación de corriente y siendo aplicada la segunda corriente de referencia, suministrada por la segunda función de regulación de tensión, a la segunda función de regulación de corriente.
15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque las conmutaciones permiten,
- durante el funcionamiento en modo normal, aplicar la primera corriente de referencia a la primera función de regulación de corriente y aplicar la segunda corriente de referencia a la segunda función de regulación de corriente, y
- durante el funcionamiento en modo económico, aplicar la primera corriente de referencia a la segunda función de regulación de corriente.
16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado porque el conjunto de funciones utilizado durante el funcionamiento en modo normal comprende la generación de una primera señal de alterna de referencia sincronizada con la primera tensión alterna para suministrar una señal de alterna de referencia en fase con la primera tensión alterna.
17. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizado porque consta de la aplicación de una segunda tensión alterna en una segunda entrada, durante el funcionamiento en modo económico, estando acoplada la segunda entrada con la salida de alimentación.
18. Procedimiento según la reivindicación 17, caracterizado porque el conjunto de funciones utilizado durante el funcionamiento en modo normal comprende la generación de una segunda señal de alterna de referencia sincronizada con la segunda tensión alterna para suministrar una señal de alterna de referencia en fase con la segunda tensión alterna.
19. Procedimiento según la reivindicación 18, caracterizado porque las conmutaciones permiten,
- durante el funcionamiento en modo normal, la sincronización de la primera corriente de referencia con la primera señal de alterna de referencia, y
- durante el funcionamiento en modo económico, la sincronización de la primera corriente de referencia con la segunda señal de alterna de referencia.
20. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 19, caracterizado porque consta del almacenamiento de energía eléctrica,
- mediante la primera conversión de la primera tensión alterna en tensión continua, durante el funcionamiento en modo normal, y
- mediante la segunda conversión, en el otro sentido, de la tensión de alimentación alterna en tensión continua durante el funcionamiento en modo económico.
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