PROCEDIMIENTO DE RECONOCIMIENTO DE CARGA PARA VARIADOR Y DISPOSITIVO PARA LLEVAR A CABO DICHO PROCEDIMIENTO.

Procedimiento de reconocimiento del tipo de carga para variador,

por comparación de la tensión (UV) en los bornes del variador con un valor umbral (US), caracterizado por el hecho de que consiste en realizar dicha comparación de la tensión (UV) en los bornes del variador, en modo corte en el ángulo, tras el flanco de corte, con un valor umbral (US) adaptado dinámicamente y cuya altura es dependiente del instante (t) en el cual se produce el flanco de corte (F)

Procedimiento de reconocimiento de carga para variador y dispositivo para llevar a cabo dicho procedimiento.

La presente invención se refiere al ámbito de los equipos eléctricos en medio doméstico, terciario o industrial, en especial los dispositivos de control y de gestión del nivel de luminosidad de diferentes tipos de cargas de iluminación, a saber cargas resistivas, capacitivas o inductivas, y tiene por objeto un procedimiento de reconocimiento de carga para variador.

La invención también tiene por objeto un variador provisto de un dispositivo de reconocimiento de carga para la realización de este procedimiento.

Actualmente, el control y la gestión del nivel de luminosidad de diferentes tipos de cargas de iluminación se realizan esencialmente por recorte de la fase de alimentación de la carga, ya sea por conducción en el ángulo, o bien por corte en el ángulo.

En modo conducción en el ángulo, se bloquea la primera parte de cada semi-alternancia y la segunda parte es transmitida a la carga, mientras que en modo corte en el ángulo, la primera parte de cada semi-alternancia es transmitida a la carga y la segunda parte es bloqueada. El modo conducción en el ángulo está adaptado a las cargas inductivas o resistivas, mientras que el modo corte en el ángulo está adaptado a las cargas capacitivas o resistivas.

Un corte en el ángulo de una carga inductiva provoca sobretensiones y una conducción en el ángulo de una carga capacitiva provoca sobreintensidades.

Cargas diferentes precisan procesos de control diferentes. Así, las lámparas halógenas de baja tensión con transformador electrónico son generalmente alimentadas en modo corte en el ángulo; las lámparas halógenas de baja tensión con transformador de núcleo de hierro son alimentadas en modo conducción en el ángulo, mientras que las lámparas de incandescencia o las lámparas halógenas de alta tensión pueden ser alimentadas con los dos modos.

Si una carga es alimentada con un modo erróneo, pueden producirse situaciones que pueden conducir a daños o a una destrucción del variador.

Si un transformador electrónico, que es generalmente una carga capacitiva, es alimentado en modo conducción en el ángulo, entonces la capacidad debe ser cargada durante el flanco de control, en un tiempo relativamente corto, a saber del orden de diez a algunas centenas de ms, lo cual vuelve a llevar a un impulso de tensión muy elevado, que puede conducir a una destrucción de los semiconductores de potencia.

En el caso contrario, si un transformador con núcleo de hierro es alimentado en modo corte en el ángulo, entonces la energía almacenada en el transformador, que es una carga inductiva, produce un pico de tensión en cada semi-onda tras el flanco de corte, que también puede tener como consecuencia una destrucción de los semiconductores de potencia.

Para obviar estos inconvenientes, se han propuesto diferentes procesos y dispositivos de auto-adaptación de un variador a una carga.

A tal efecto, se conoce, en especial por WO-A-92/15052, un variador, mediante el cual es posible ajustar la luminosidad de una carga, por ejemplo de una lámpara de incandescencia, de una lámpara halógena de alta tensión o de una lámpara halógena de baja tensión con núcleo de hierro o con transformador electrónico, por un control de fase, con realización de dos semiconductores de potencia controlados en tensión, conectados en oposición.

Este documento WO-A-92/15052 describe diferentes procesos destinados a permitir evitar estas situaciones poniendo en peligros estos aparatos. El variador opera, tras la puesta en tensión, en modo corte en el ángulo y, si se detecta una sobretensión, el aparato bascula al modo conducción en el ángulo.

También se describen procesos análogos de reconocimiento de la carga, entre otros, en EP-A-1 119 094, EP-B-0 932 274 DE-A-102 25 748.5, EP-B-0 618667 y DE-A-197 51 828.

El reconocimiento de picos de tensión consecutivos al flanco de corte, en modo corte en el ángulo es un procedimiento ampliamente extendido para reconocer cargas inductivas. En detalle, se produce, por ejemplo, en la semionda positiva, un corto periodo tras la interrupción de la corriente, un pico de tensión negativo en la carga. La altura de este pico de tensión se conforma prioritariamente en función de la inductividad del transformador y de la carga de las lámparas que lleva conectadas. De este modo, el pico de tensión es aún más elevado cuanto menor es la carga del transformador. Sin embargo, el momento del flanco de corte, es decir el ángulo del flujo de corriente, apenas tiene influencia sobre la altura del pico de tensión y está en unos límites muy restringidos en el conjunto del ámbito útil de ajuste de un variador. Son habituales flujos de corriente comprendidos entre aproximadamente 30º y aproximadamente 150º.

En EP-A-0 932 274, está previsto medir la tensión directamente en la carga y compararla con un valor umbral fijo. Sin embargo, esto solamente es posible con variadores llamados de tres conductores, en los cuales el conductor neutro también está conectado al variador. En el caso de variadores con dos conductores -mucho más extendidos en la técnica de instalación corriente-, que no tienen entrada de conductor neutro, la tensión en la carga no está directamente disponible, sino únicamente la tensión en los bornes del variador, a saber entre la entrada de fase y la salida de carga.

El pico de tensión negativo en la carga, descrito más arriba, se traduce al nivel del variador en forma de un pico de tensión positivo, que es superior a la tensión de red.

Las implementaciones conocidas en los variadores de dos conductores tienen todas un valor umbral constante para el reconocimiento de la sobretensión, que debe ser definida de tal manera que no se sobrepase en funcionamiento normal. En el caso de una tensión de red de, por ejemplo, 230 V pm 10%, el valor de pico se establece en un máximo de 358 V y se siguen teniendo en cuenta señales de telecontrol centralizado, por ejemplo para el control de un determinado número de usuarios, tales como una iluminación pública o un contador de corriente de noche, que pueden tener una tensión que puede alcanzar hasta 20 V_eff y que se superpone a la tensión de red, el valor umbral debe establecerse en al menos 400 V.

Sin embargo, esta tensión no se alcanza a menudo, ni con ángulos de flujo de corriente muy reducidos ni con ángulos muy grandes, de manera que la carga inductiva, eventualmente, solamente es reconocida en el caso de una luminosidad media y puede, por eso, ser alimentada en modo corte en el ángulo. De ello resulta, ciertamente, ningún riesgo para el variador o para sus partes constitutivas, pero sin embargo, los picos de corriente pueden conllevar perturbaciones inadmisibles en la red de baja tensión, así como una generación de ruidos molestos en el transformador.

Según EP-A-1 119 094, se prevé un procedimiento, en el cual la luminosidad aumenta lentamente a partir del ángulo de corte mínimo, hasta que se detecte un determinado número de sobretensiones, luego la alimentación bascula al modo conducción en el ángulo. Este procedimiento evita, ciertamente, un funcionamiento prolongado en un modo erróneo, pero sin embargo el reconocimiento de modo solamente se efectúa más allá de una punta de tensión de aproximadamente de más de 400 V.

Por otro lado, se conoce por EP-A-1 784 059, WO2007/042598 y WO2007/068040 un procedimiento y un dispositivo, respectivamente según el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 7.

La presente invención tiene como objeto dar remedio a estos inconvenientes proponiendo un procedimiento de reconocimiento de carga para variador según la reivindicación 1 y un variador provisto de un dispositivo de reconocimiento de carga para la realización de este procedimiento según la reivindicación 7 que permite, también en variadores de dos conductores, realizar un reconocimiento del tipo de carga en presencia de pequeños ángulos de flujo de corriente.

La invención será mejor comprendida, gracias a la siguiente descripción, que se refiere a un modo de realización preferido, ofrecida a título de ejemplo no limitativo, y explicada con referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos, en los cuales:

las figuras 1 a 5 son unos diagramas temporales que representan el valor umbral dinámico U_St...

1. Procedimiento de reconocimiento del tipo de carga para variador, por comparación de la tensión (U_V) en los bornes del variador con un valor umbral (U_S), caracterizado por el hecho de que consiste en realizar dicha comparación de la tensión (U_V) en los bornes del variador, en modo corte en el ángulo, tras el flanco de corte, con un valor umbral (U_S) adaptado dinámicamente y cuya altura es dependiente del instante (t) en el cual se produce el flanco de corte (F).

2. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la duración (t_d) de la medida de una punta de tensión tras el flanco de corte (F) en los bornes del variador (U_V) se establece en un valor fijo, por ejemplo del orden de 300 μs.

3. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el valor umbral (U_S) se escoge de tal manera que en condiciones normales de funcionamiento, no se sobrepase en ningún caso durante la medida.

4. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el valor umbral (U_S) adaptado dinámicamente se calcula por realización de las ecuaciones siguientes:

en las cuales:

U_Max = tensión efectiva máxima de la red (por ejemplo 230 V_eff + 10% = 253 V_eff)

Û_Max = valor de pico de la tensión de la red (por ejemplo 253 V_eff • surd{2} = 358 V

ΔU = margen de seguridad para señales de telecontrol (por ejemplo 35 V).

T = duración de un semi periodo de la red (por ejemplo 10 ms para f = 50 Hz)

t = instante en el cual se produce el flanco de corte durante la semi-onda de red

t_d = duración de medida (por ejemplo 300 μs)

U_S = valor umbral dinámico

U_STR = tensión de referencia en el comparador

R8/R9 = resistencia del divisor de tensión.

5. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicación 1 a 4, caracterizado por el hecho de que el valor umbral (U_S) permanece constante durante la medida.

6. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que el variador, durante la primera puesta en marcha tras la aplicación de la tensión de red, arranca en modo corte en el ángulo y, en caso de reconocimiento de una sobretensión durante la duración de la medida, en varias semi ondas sucesivas, bascula en modo conducción en el ángulo.

7. Variador (1) provisto de un dispositivo de reconocimiento del tipo de una carga (2) para la realización del procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el cual el dispositivo de reconocimiento del tipo de la carga (2) está esencialmente constituido por un interruptor de potencia (3), por un microcontrolador (4), por un circuito (5) de reconocimiento del paso a cero y por un circuito (6) de reconocimiento de sobreintensidad o de corto-circuito, caracterizado por el hecho de que comprende, además, un circuito (7) de reconocimiento de sobretensión, tras el flanco de corte (F) en modo corte en el ángulo, con adaptación dinámica del valor umbral, de modo que la altura de dicho umbral es dependiente del instante en el cual se produce el flanco de corte (F).