Procedimiento de control para controlar un motor eléctrico síncrono (12) de imán permanente de un ventilador (8),

comprendiendo dicho procedimiento las siguientes etapas:

- medir un ángulo de carga real (?car) mediante una señal que proviene de un sensor Hall (20) asociado con el rotor del motor, y

- medir el valor de tensión de alimentación de las bobinas del motor eléctrico,

caracterizado porque

dicho procedimiento comprende las siguientes etapas:

- proporcionar un flujo de masa de referencia (Pobjetivo) de un fluido que circula a través del ventilador y un ángulo de carga óptimo (?opt) correspondiente del rotor del motor, siendo dicho ángulo de carga óptimo el ángulo de carga mediante el cual el motor absorbe la corriente más baja según la potencia de carga,

- comparar el ángulo de carga real (?car) con el ángulo de carga óptimo (?opt),

- aplicar, en respuesta a la comparación del ángulo de carga real con el ángulo de carga óptimo, una modificación en un valor de tensión de alimentación aplicado a las bobinas del motor (Vbobinas) para modificar el ángulo de carga real de manera que se aproxime al ángulo de carga óptimo,

- determinar un flujo de masa en función de la tensión de alimentación modificada aplicada a las bobinas el motor,

- modificar una frecuencia de funcionamiento (f) del motor en función de la comparación del flujo de masa determinado con el flujo de masa de referencia

Procedimiento para controlar el ángulo de carga de un motor eléctrico síncrono, en particular para ventiladores.

Campo de aplicación

La presente invención se refiere, en su aspecto más general, a un motor eléctrico síncrono utilizado en particular en ventiladores de aspiración de humo montados en calderas murales.

En particular, la invención se refiere a un procedimiento de accionamiento de un motor eléctrico síncrono que comprende un rotor equipado con un imán permanente, el cual gira por el campo electromagnético creado por un estátor que está equipado con piezas polares y bobinas pertinentes.

Técnica anterior

Tal y como saben ampliamente los expertos en la técnica de este campo específico, las calderas murales están equipadas con ventiladores de extracción de humo, denominados comúnmente como extractores, los cuales funcionan generalmente mediante motores eléctricos asíncronos.

Los modelos de ventilador que funcionan mediante motores eléctricos síncronos se han introducido recientemente.

Las calderas murales comprenden generalmente, además de un quemador, una caja electrónica de accionamiento que permite encender y apagar el quemador, en última instancia mediante un temporizador, así como aumentar o disminuir la temperatura del agua de circulación de planta para su regulación.

El humo producido por el quemador presenta diferentes características físicas según la velocidad de funcionamiento de la caldera y, por lo tanto, con el fin de optimizar el funcionamiento de la caldera, el ventilador debe ajustar la aspiración del humo a esta velocidad de funcionamiento.

En particular, durante el encendido, se produce una etapa transitoria térmica inicial después de la cual comienza una etapa de estado estable que puede definirse como un estado de desplazamiento fijo. Durante la etapa inicial, el humo generado tiene una mayor densidad y, por lo tanto, el ventilador debe modificar las condiciones de funcionamiento del motor aumentando la aspiración con el fin de extraer humo y permitir que la caldera funcione de manera óptima.

Obviamente, se produce el mismo fenómeno transitorio térmico si cambia la temperatura de planta.

Es por tanto necesario colocar en la planta, aguas abajo del ventilador, una compuerta de regulación de flujo de humo que, según la posición de la caldera y, más en particular, la colocación del conducto de humos y el nivel de resistencia al flujo, permita mantener un flujo de masa de humo constante en el tiempo.

Esta compuerta se somete, para un buen funcionamiento, a un mantenimiento constante y preciso sin el cual podría apagarse el quemador y/o producirse una saturación de humos tóxicos extremadamente peligrosos en la sala de la caldera y, en última instancia, en salas adyacentes.

Cambios muy bruscos del flujo de carga también pueden provocar que se pare el motor temporalmente, lo que requeriría una rápida intervención manual o automática para un nuevo arranque.

También es conveniente que el motor eléctrico funcione siempre a una velocidad que se aproxime a la velocidad de mayor eficacia, definida por un punto de funcionamiento correspondiente a la potencia más baja absorbida por la línea, dando también como resultado que el usuario ahorre energía.

Con el fin de obtener una velocidad que se aproxime a la velocidad de mayor eficacia, resulta muy útil tener una medida de la carga, es decir, del flujo de humo, disponible en cualquier momento.

En la técnica anterior se conocen diferentes dispositivos para medir el flujo, incluso a través de una supervisión continua.

Generalmente, estos medidores de flujo son dispositivos que se colocan en correspondencia con la zona de suministro de aire de un ventilador y, utilizando diferentes principios, determinan el volumen de gas que fluye a través de una sección dada en un tiempo predeterminado; en particular puede proporcionarse, por ejemplo, un regulador de presión diferencial colocado entre la zona de aspiración y la zona de suministro de aire de un ventilador.

Todos estos medidores, aunque satisfacen el objetivo de proporcionar una medida del flujo, presentan algunas desventajas.

En primer lugar, deben alojarse en un área determinada prevista en la zona de descarga.

Además, debe indicarse que con el fin de comprobar el funcionamiento de los mismos, estos dispositivos deben someterse a tareas de mantenimiento preventivas periódicas.

Otras soluciones pueden proporcionar la utilización de sensores de corriente con el fin de determinar indirectamente el flujo del ventilador detectando una mayor o menor absorción de corriente por parte de las bobinas del estátor.

Sin embargo, esta solución no proporciona medidas precisas y fiables.

Una solución adicional de la técnica anterior se describe en la solicitud de patente europea número 0 403 806 referente a un ventilador o bomba centrífugos para permitir un flujo de fluido de temperatura controlada, particularmente en sistemas de calefacción. Se proporcionan sensores para determinar el flujo del fluido y sensores de temperatura para determinar la temperatura del fluido. Un dispositivo de control asociado al motor eléctrico procesa los valores recibidos por los sensores para el accionamiento del motor con el fin de obtener una temperatura de fluido casi cons-tante.

Además, esta solución requiere controlar sensores caros, complicando la estructura del ventilador y del dispositivo que acciona el motor eléctrico pertinente.

Otra técnica anterior se desvela en el documento US 4.740.738. Desvela un procedimiento de accionamiento de un motor eléctrico síncrono que utiliza como un parámetro de control un ángulo de carga operativo.

El problema técnico subyacente a la presente invención es proporcionar un procedimiento de accionamiento de un motor eléctrico síncrono, en particular para el funcionamiento de un ventilador, que permita solucionar todas las desventajas mencionadas con referencia a la técnica anterior de una manera sencilla y económica.

En particular, este procedimiento de accionamiento debe poder minimizar la potencia absorbida en todas las velocidades de funcionamiento del motor, solucionando posibles situaciones críticas de cambio de carga que podrían calar el motor eléctrico síncrono.

Resumen de la invención

La solución subyacente a la presente invención es proporcionar un procedimiento de accionamiento que permita mantener constante el flujo de masa de un motor eléctrico síncrono cuando cambie la carga.

En base a esta solución, el problema técnico se resuelve, según la presente invención, mediante un procedimiento como el indicado anteriormente y definido en la parte caracterizadora de la reivindicación 1 adjunta en este documento.

Las características y ventajas del procedimiento según la invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción de una realización de la misma proporcionada a modo de ejemplo no limitativo con referencia a los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es un diagrama de bloques del principio de un algoritmo para llevar a cabo el procedimiento realizado según la presente invención;

la figura 2 es un diagrama de flujo general que muestra las etapas de un procedimiento para accionar un motor eléctrico síncrono según la presente invención;

la figura 3 muestra una realización de un ventilador para una caldera mural utilizando el procedimiento de la presente invención;

la figura 4 muestra esquemáticamente un motor eléctrico síncrono para hacer funcionar el ventilador de la figura 3;

la figura 5 muestra un circuito de regulación de potencia incorporado, según la invención, en un circuito de accionamiento de motor eléctrico síncrono.

Descripción detallada

Con referencia particular al ejemplo de la figura 1, se muestra un diagrama de bloques del principio de procesamiento de un algoritmo en el que se basa el procedimiento de accionamiento realizado según la presente invención. Este diagrama está indicado de manera global como 1 y es adecuado para accionar un motor eléctrico síncrono 12, como el mostrado en las figuras 3 y 4, en particular para hacer funcionar un ventilador 8.

El ventilador 8 presenta un cuerpo 9 para alojar un impulsor 10 acoplado a un extremo del rotor del motor 12, permitiendo que...

1. Procedimiento de control para controlar un motor eléctrico síncrono (12) de imán permanente de un ventilador (8),

comprendiendo dicho procedimiento las siguientes etapas:

caracterizado porque

dicho procedimiento comprende las siguientes etapas:

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha modificación de la frecuencia (f) tarda más tiempo que la modificación de la tensión (Vbobinas).

3. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha modificación de la frecuencia (f) se produce cuando la tensión de las bobinas (Vbobinas) está estable.

4. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque interrumpe el suministro de energía del motor cuando se detecta una parada del rotor.