PROCEDIMIENTO Y SISTEMA DE DETECCION DE AL MENOS UN FALLO DE AL MENOS UN INTERRUPTOR EN UN CONVERTIDOR ELECTRONICO.

Procedimiento de detección de al menos un fallo de al menos un interruptor controlable a verificar presente en un convertidor electrónico (2) que comprende unos generadores (Ti) conectados entre sí mediante interruptores controlables (Pi,

P'i, Si, S'i), para conectar los mismos generadores o bien en paralelo, o en serie, caracterizado por el hecho de que el procedimiento comprende las etapas de: -controlar (en 76 ; 94 ; 114) los interruptores controlables del convertidor electrónico (2) para formar un circuito eléctrico cerrado unidireccional en corriente que conecta entre sí los bornes del o de cada interruptor controlable a verificar, -controlar la aparición (en 78 ; 96 ; 110) de una corriente en el circuito eléctrico cerrado, capaz de atravesar el interruptor controlable a verificar, a partir de una fuente de alimentación conectada entre o bien unos bornes de entrada, o bien unos bornes de salida del convertidor electrónico (2), y -analizar (en 80 ; 98 ; 118) en los bornes del convertidor electrónico a las cuales está conectada la fuente de alimentación los valores de un parámetro representativo de la intensidad de la corriente en el circuito eléctrico cerrado para deducir a partir de esta una información de fallo de dicho al menos un interruptor controlable a verificar

La invención se refiere a un procedimiento y a un sistema de detección de al menos un fallo de al menos un interruptor a verificar presente en un convertidor electrónico que comprende unos generadores conectados entre sí mediante interruptores controlables, para conectar los mismos generadores o bien en paralelo, o en serie. [0002] Estos convertidores son conocidos bajo el término de convertidor SPARC (Serial and Parallel Auto-Regulated Configuration) y divulgados por ejemplo en la solicitud de patente francesa FR 2 820 561. Se emplean por ejemplo, en los circuitos de alimentación de máquinas eléctricas giratorias utilizadas para la tracción ferroviaria. Estos convertidores comprenden un elevado número de interruptores y es necesario poder detectar rápidamente y simplemente un fallo de estos. A tal efecto, clásicamente, se utiliza un procedimiento de test por retorno de estado. Este procedimiento consiste en leer el valor de la tensión en los bornes del interruptor a verificar y en comparar este valor con el valor teórico que debería leerse en ausencia de fallo de este interruptor a verificar. La diferencia entre el valor realmente leído y el valor teórico permite detectar un fallo del interruptor. Sin embargo, la realización de este procedimiento es onerosa. Efectivamente, para leer la tensión en los bornes de cada interruptor a verificar, es necesario utilizar conductores eléctricos suplementarios especialmente dedicados a este uso. La presencia de estos conductores suplementarios aumenta el coste de realización del circuito electrónico. [0003] Además, los conductores suplementarios establecen una conexión eléctrica entre un lado de elevada tensión representado por el convertidor SPARC y un lado de baja tensión en el que se realiza la comparación entre los valores leídos y teóricos. Esta conexión eléctrica entre un lado de elevada tensión y un lado de baja tensión necesita la presencia de muchos circuitos de aislamiento eléctrico. Estos circuitos de aislamiento eléctrico también aumentan el coste de la realización de los procedimientos conocidos. [0004] US 5 266 891 A divulga un ondulador en el cual cada interruptor está asociado a un sensor de corriente y a un sensor de tensión respectivos. [0005] La invención se propone dar remedio a este inconveniente proponiendo un procedimiento de detección de fallo de al menos un interruptor de realización menos costosa.

La invención tiene por lo tanto por objeto un procedimiento de detección conforme a la reivindicación 1. [0007] En el procedimiento de más arriba, un circuito eléctrico cerrado que permite verificar uno o varios interruptores se caracteriza por el hecho de que conecta entre sí los propios conductores del convertidor. De este modo, el establecimiento de este circuito eléctrico cerrado no precisa de ningún conductor eléctrico suplementario. [0008] A continuación, una corriente es generada con ayuda de una fuente de alimentación conectada a unos bornes de entrada o de salida del convertidor. Por lo tanto ya no es necesario utilizar conductores eléctricos suplementarios. [0009] Finalmente, un parámetro de funcionamiento, leído en los bornes de entrada o de salida del convertidor, se utiliza para el análisis y la detección eventual de fallos de un interruptor. Puesto que este parámetro se mide en los bornes del convertidor, y no en los bornes de cada interruptor a verificar, necesita, como máximo, uno o dos conductores eléctricos suplementarios, para conectar un aparato de análisis. De este modo, el número de conductores eléctricos suplementarios necesarios para llevar a cabo este procedimiento es claramente inferior al necesario para llevar a cabo los procedimientos conocidos. El procedimiento de más arriba es por lo tanto menos costoso y más simple. [0010] Otras características opcionales del procedimiento según la invención aparecen en las reivindicaciones dependientes. [0011] La invención también tiene por objeto un sistema de detección conforme a la reivindicación 10. [0012] La invención también tiene por objeto un soporte de grabación de información conforme a la reivindicación 11 y que comprende instrucciones para la ejecución de un procedimiento de detección de al menos un fallo de al menos un interruptor según la invención cuando dichas instrucciones son ejecutadas por un calculador electrónico. [0013] La invención será mejor comprendida con la lectura de la descripción siguiente, ofrecida únicamente a título de ejemplo, y hecha haciendo referencia a los dibujos, en los cuales:

- la figura 1 es una ilustración esquemática parcial de un convertidor SPARC al cual se aplica un sistema de detección de fallo de al menos un interruptor según la invención; -la figura 2 es un organigrama de un procedimiento de detección de un interruptor en corto-circuito según la invención; -la figura 3 es un organigrama de un procedimiento de detección de un interruptor bloqueado en un estado abierto según la invención; y -la figura 4 es un organigrama de una variante de un procedimiento de detección de un fallo de un interruptor según la invención.

La figura 1 representa un convertidor que realiza las funciones de un transformador con relación de transformación variable, designado por la referencia general 2. Está asociado a un sistema 4 de detección de fallo de los interruptores del transformador 2. [0015] El convertidor 2 se conoce por el término de "convertidor SPARC" cuya estructura general está, por ejemplo, divulgada en la solicitud de patente FR 2 820 561. Al ser el convertidor 2 conocido, aquí solamente se describirán los detalles necesarios para comprender el sistema de detección 4. [0016] En la figura 1, los trazos discontinuos en el espacio de los conductores eléctricos indican que una parte del esquema eléctrico se ha omitido para simplificar la ilustración. [0017] El convertidor 2 está constituido por un conjunto de transformadores independientes magnéticamente entre sí. En esto, el convertidor SPARC se distingue de los transformadores con relación de transformación variable conocidos. Los arrollamientos de los transformadores son conectados entre sí mediante interruptores. Estos interruptores son controlables para conectar estos arrollamientos en paralelo y/o en serie, para hacer variar la relación de transformación global del convertidor SPARC. [0018] La relación de transformación global del convertidor SPARC se define aquí como siendo la relación de la tensión de salida UC con respecto a la tensión de entrada USPARC. [0019] El convertidor 2 comprende aquí N transformador designados respectivamente T1, T2, ... Ti ... TN, donde N es un número entero superior a 2 y, preferentemente, superior a 10, 20 o 30. [0020] El convertidor 2 está constituido por un circuito eléctrico primario 10 y un circuito eléctrico secundario 12 aislados eléctricamente entre sí. [0021] El circuito eléctrico primario 10 presenta una estructura general en forma de escala vertical en la cual dos montantes verticales están constituidos por unos conductores eléctricos 12 y 14 y las barras horizontales son cada una constituidas por un arrollamiento primario de uno de los transformadores Ti conectado de parte y otra a los conductores eléctricos 12, 14 por cada una de sus extremos. Por lo tanto, los N arrollamientos primarios de los transformadores Ti están conectados en paralelo entre los conductores 12 y 14. [0022] Los conductores 12 y 14 están cortocircuitados entre sí en cada uno de sus extremos. [0023] Estos extremos cortocircuitados están conectados respectivamente a unos bornes de entrada 16, 18 del convertidor 2 entre los cuales se establece la tensión USPARC. [0024] Cada conductor 12, 14 lleva un juego de N+1 interruptores, estando cada interruptor colocado entre dos puntos respectivos de conexión de arrollamientos primarios, con excepción de los interruptores situados en los extremos de los conductores 12, 14 que están conectados entre un punto de conexión de un arrollamiento primario y los extremos cortocircuitados de los conductores 12, 14. [0025] Los N+1 interruptores del conductor 12 se designan en el orden P1 a PN+1 y los N+1 interruptores del conductor 14 se designan en el orden P'1 a P'N+1, designando el índice 1 y el índice N+1 los interruptores de los extremos. [0026] En lo que sigue de la descripción, se designará por "etapa elemental" el circuito formado por dos arrollamientos primarios consecutivos conectados en paralelo y los dos interruptores dispuestos en los conductores 12, 14 entre los puntos de conexión de estos dos arrollamientos primarios. [0027] El circuito eléctrico secundario 12 también presenta una estructura en forma de escala, pero, esta vez, horizontal. Los dos montantes horizontales de la escala están constituidos por unos...

1. Procedimiento de detección de al menos un fallo de al menos un interruptor controlable a verificar presente en un convertidor electrónico (2) que comprende unos generadores (Ti) conectados entre sí mediante interruptores controlables (Pi, P'i, Si, S'i), para conectar los mismos generadores o bien en paralelo, o en serie, caracterizado por el hecho de que el procedimiento comprende las etapas de: -controlar (en 76 ; 94 ; 114) los interruptores controlables del convertidor electrónico

(2) para formar un circuito eléctrico cerrado unidireccional en corriente que conecta entre sí los bornes del o de cada interruptor controlable a verificar, -controlar la aparición (en 78 ; 96 ; 110) de una corriente en el circuito eléctrico cerrado, capaz de atravesar el interruptor controlable a verificar, a partir de una fuente de alimentación conectada entre o bien unos bornes de entrada, o bien unos bornes de salida del convertidor electrónico (2), y -analizar (en 80 ; 98 ; 118) en los bornes del convertidor electrónico a las cuales está conectada la fuente de alimentación los valores de un parámetro representativo de la intensidad de la corriente en el circuito eléctrico cerrado para deducir a partir de esta una información de fallo de dicho al menos un interruptor controlable a verificar.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que, en el caso en que el fallo a detectar es un bloqueo de dicho al menos un interruptor controlable a verificar en un estado conductor que permite la aparición de la corriente en el circuito eléctrico cerrado, el procedimiento comprende la etapa de controlar (en 75 ; 116) dicho al menos un interruptor controlable a verificar hacia un estado no-conductor que no permite la aparición de la corriente en el circuito eléctrico cerrado, y en deducir, durante el análisis (en 80 ; 118), que dicho al menos un interruptor a verificar es deficiente si los valores del parámetro representativo de la intensidad de la corriente corresponde a una corriente de corto-circuito en el circuito eléctrico cerrado.

3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que, en el caso en que el fallo a detectar es un bloqueo de dicho al menos un interruptor controlable en el estado no-conductor que no permite la aparición de la corriente en el circuito eléctrico cerrado, el procedimiento comprende la etapa de controlar (en 94 ; 116) dicho al menos un interruptor controlable a verificar hacia el estado conductor que permite la aparición de la corriente en el circuito eléctrico

cerrado, y en deducir, durante el análisis (en 98; 118), que dicho al menos un interruptor controlable a verificar es deficiente si los valores de dicho parámetro representativo de la intensidad de la corriente corresponde a una ausencia de corriente de corto-circuito en el circuito eléctrico cerrado.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, para el convertidor electrónico en el cual:

- los generadores están constituidos por unos arrollamientos de transformadores (Ti) independientes magnéticamente entre sí, -el convertidor electrónico (2) comprende un circuito eléctrico primario (10) que conecta entre si los arrollamientos primarios de los transformadores (Ti), y un circuito eléctrico secundario (12) que conecta entre sí los arrollamientos secundarios, estando los circuitos eléctricos primario y secundario eléctricamente aislados uno del otro, y caracterizado por el hecho de que el procedimiento comprende la etapa de controlar (en 75 ; 94) determinados interruptores controlables de un único de estos circuitos eléctricos primario y secundario (10 ; 12) para formar dicho circuito eléctrico cerrado y de controlar (en 76 ; 96) determinados interruptores controlables del otro circuito eléctrico primario o secundario para crear una diferencia de potencial capaz de generar una corriente en el circuito eléctrico cerrado.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que consiste en alimentar al menos dos arrollamientos de transformador para crear en el circuito eléctrico cerrado dicha diferencia de potencial.

6. Procedimiento según la reivindicación 4 o la 5, para el convertidor eléctrico en el cual el o cada circuito eléctrico primario o secundario (10, 12) comprende varias etapas eléctricas constituidas cada una por dos arrollamientos consecutivos capaces de ser conectados en paralelo, y por los interruptores controlables que conectan entre sí estos dos arrollamientos, caracterizado por el hecho de que el procedimiento comprende la etapa de controlar (en 76 ; 94) únicamente el o cada interruptor controlable de la misma etapa que el que contiene a dicho al menos un interruptor controlable a verificar para formar el circuito eléctrico cerrado.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, para el convertidor eléctrico en el cual el circuito eléctrico secundario (12) comprende:

- N arrollamientos secundarios conectados en serie, -unos juegos primero y segundo de N+1 interruptores (Si, S'i) controlables, estando los N+1 interruptores controlables de un mismo juego directamente conectados entre sí por un borne común y conectados cada uno por el otro borne entre dos arrollamientos secundarios respectivos del circuito eléctrico secundario (12), caracterizado por el hecho de que el procedimiento comprende la etapa de controlar (en 76 ; 96) únicamente un interruptor controlable del primer juego y dos interruptores controlables del segundo juego para crear dicha diferencia de potencial en el circuito eléctrico cerrado.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, para el convertidor eléctrico en el cual el circuito eléctrico secundario (12) comprende:

- N arrollamientos secundarios conectados en serie, -unos juegos primero y segundo de N+1 interruptores (Si, S'i) controlables, estando los N+1 interruptores controlables de un mismo juego directamente conectados entre sí por un borne común y conectados cada uno por el otro borne entre dos arrollamientos secundarios respectivos del circuito electrónico secundario (12), caracterizado por el hecho de que comprende las etapas consistentes en : -controlar (en 114) únicamente al menos un interruptor controlable del circuito eléctrico secundario (12) para formar dicho circuito eléctrico cerrado, -conectar (en 110) la fuente de alimentación (42) entre bornes de salida de dicho circuito eléctrico secundario (12), y -analizar (en 118) dicho parámetro representativo de la intensidad de la corriente generado al nivel de los mismos bornes que los utilizados para conectar la fuente de alimentación.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el cual los interruptores controlables controlados comprenden al menos un dispositivo de conmutación bidireccional en corriente y monodireccional en tensión en el estado conductor y unidireccional en corriente en el estado no conductor.

10. Sistema de detección de al menos un fallo de al menos un interruptor controlable (Pi, P'i, Si, S'i) a verificar presente en un convertidor electrónico (2) que comprende unos generadores (Ti) conectados entre sí mediante interruptores (Pi, P'i, Si, S'i) controlables para conectar los mismos generadores o bien en paralelo, o en serie,

5 caracterizado por el hecho de que el sistema de detección comprende un calculador electrónico (50) capaz de: -controlar los interruptores controlables del convertidor electrónico (2) para formar un circuito eléctrico cerrado unidireccional en corriente que conecta entre sí los bornes del

o de cada interruptor controlable a verificar, -controlar la creación de una diferencia de potencial capaz de generar una corriente en el circuito eléctrico cerrado, capaz de atravesar el interruptor controlable a verificar, a partir de una fuente de alimentación conectada entre o bien unos bornes de entrada, o bien unos bornes de salida del convertidor electrónico (2), y -analizar en los bornes del convertidor electrónico a los cuales está conectada la fuente de alimentación (2) los valores de un parámetro representativo de la intensidad de la corriente generada por la diferencia de potencial en el circuito eléctrico cerrado para deducir a partir de esta una información de fallo de dicho al menos un interruptor controlable a verificar.

11. Soporte (52) de grabación de información que comprende instrucciones que tienen como consecuencia que un calculador electrónico (50) lleva a cabo etapas de un procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, cuando dichas instrucciones son ejecutadas por el calculador electrónico (50).