PROCEDIMIENTO PARA REGULAR UN MOTOR DE RELUCTANCIA.

Procedimiento para regular un motor de reluctancia con un rotor (1) y un estator (10),

en donde el estator (10) presenta bobinas de estator individuales (22) y, según la carga del motor, circula una corriente predefinida en las bobinas (22), en donde, dependiendo del número de revoluciones del rotor (1), se aplican procedimientos de regulación diferentes, a saber, a menores números de revoluciones mediante el preestablecimiento de un campo giratorio fijo, y en donde, al arrancar el motor e iniciarse un giro de retroceso del rotor (1), que es reconocido por una electrónica de control por medio de emisores de posición existentes para cada fase, no se alimenta ya corriente a ninguna fase y se inicia un proceso de arranque renovado por parte de la electrónica

La invención concierne a un procedimiento para regular un motor de reluctancia con un rotor y un estator, en donde el estator presenta bobinas de estator individuales y, según la carga del motor, circula en las bobinas una corriente predefinida.

En motores de reluctancia conmutados, que son en general conocidos, la magnitud del par de giro depende de la posición del rotor con respecto al campo del estator. Para conseguir el par máximo en el motor se tienen que controlar las corrientes de estator y, por tanto, el campo del estator en función de la posición del rotor.

Se conoce por el documento WO97/50171 A un procedimiento para controlar un motor-generador eléctrico que funciona con corriente alterna, en el que se aplican procedimientos de regulación diferentes en función del número de revoluciones del rotor. Se conoce por el documento FR 2 590 423 A un procedimiento para regular el proceso de arranque de un motor eléctrico. Durante la fase de arranque del motor se alimenta siempre corriente a al menos una bobina.

En vista del estado de la técnica citado, la invención se plantea el problema de perfeccionar de manera ventajosa un motor de reluctancia en lo que concierne a su comportamiento de arranque.

Este problema se resuelve con el objeto de la reivindicación 1, en la que se estipula que se aplican procedimientos de regulación diferentes en función del número de revoluciones del rotor, a saber, a menores números de revoluciones mediante el preestablecimiento de un campo rotativo fijo, en el que, al arrancar el motor y al iniciarse un giro de retroceso del rotor, que es reconocido por la electrónica de control por medio de emisores de posición existentes para cada fase, no se alimenta ya corriente a ninguna fase y se inicia por una electrónica un proceso de arranque renovado. Como consecuencia de esto, después de reconocer un giro de retroceso del rotor se inicia por la electrónica un proceso de arranque renovado. Se consigue así una mejora del comportamiento de arranque. En particular, se suprime fiablemente la oscilación en un punto de conmutación de fase. Se ha previsto también que se apliquen procedimientos de regulación diferentes en función del número de revoluciones del rotor, a saber, a menores números de revoluciones mediante el preestablecimiento de un campo rotativo fijo. Particularmente en motores de reluctancia, que presentan un gran intervalo de números de revoluciones, no es ya suficiente emplear un procedimiento de regulación estándar. Por el contrario, es necesaria una regulación dependiente del intervalo. Especialmente a muy bajos números de revoluciones de, por ejemplo, aproximadamente 100 revoluciones por minuto se manifiesta como ventajoso el preestablecimiento de un campo rotativo fijo. A mayores números de revoluciones de, por ejemplo, más de 400 revoluciones por minuto se aplica según la invención un procedimiento de regulación de corriente por histéresis, en el que se prefiere también una adaptación de los parámetros de regulación. Se manifiesta como especialmente ventajoso también que, al preestablecer un campo rotativo, se efectúe la adaptación de la corriente del rotor o su reducción hasta un valor suficientemente grande. A mayores números de revoluciones del motor de reluctancia se ha previsto que se efectúe con el procedimiento de regulación de corriente por histéresis aquí empleado una conexión y desconexión de los devanados por medio de sensores que reconocen la posición del rotor. Asimismo, puede estar previsto respecto del procedimiento de regulación de corriente por histéresis que se alcance la corriente predefinida por aplicación de una tensión constante y que, al aplicar la tensión, se mida el tiempo transcurrido hasta alcanzar el valor de corriente máximo como medida de la carga del motor. La inductividad de una bobina de estator depende, entre otros factores, del entrehierro entre el rotor y el estator. Resulta de esto una variación constante de la inductividad durante el giro del rotor. Bajo carga, se desplaza el ángulo entre el rotor y el campo del estator, lo que tiene como consecuencia una reducción de la inductividad en la bobina del estator al conectar la tensión. Esta variación se capta durante el procedimiento de regulación de corriente por histéresis. Se propone también para ello que se conserve la corriente predefinida por desconexión y conexión de una tensión positiva. La corriente en la bobina del estator es controlada preferiblemente según el procedimiento de modulación de anchura de impulsos. En este procedimiento se conectan las bobinas alternativamente a unas tensiones constantes positiva y negativa. La corriente aumenta con la tensión positiva y, recíprocamente, disminuye con la tensión negativa. A partir de la relación de cadencia entre aumento y disminución de corriente se obtiene la intensidad de corriente deseada resultante en la respectiva bobina. En el presente procedimiento de regulación de corriente por histéresis se imparte una corriente de una intensidad definida conectando para ello la tensión positiva a la bobina hasta que se sobrepase un valor máximo. Después de esto, se desconecta y conecta alternativamente la tensión para obtener el valor de corriente predefinido. El tiempo que transcurre desde la conexión de la tensión hasta la consecución del valor máximo depende de la inductividad. Bajo carga, se reduce la inductividad en el instante de conexión. A partir de esta variación se puede determinar la carga del motor entre la conexión de la tensión y la señal de que se ha alcanzado la corriente máxima. En un perfeccionamiento del procedimiento se ha previsto que, al alcanzar una corriente límite, se efectúa una reducción del número de revoluciones para impedir una sobrecarga del motor. Según esto, se efectúa la reducción del número de revoluciones preferiblemente a un valor de corriente máximo tal que se marque especialmente también un límite superior de la capacidad de carga y que, por tanto, se denomina corriente límite. En consecuencia, para evitar una sobrecarga del motor se puede reducir el número de revoluciones bajo carga demasiado alta. Asimismo, se propone que la medición del tiempo se efectúe poniendo en marcha un contador interno al conectar la tensión y parando el contador al sobrepasarse un valor de corriente máximo. Esta medición del tiempo puede materializarse de manera sencilla por un sistema de control de

microcontrolador. Se manifiesta aquí también como ventajoso que, iniciado por la consecución de un valor mínimo del contador, se controle una reducción del número de revoluciones. Además, se propone que se efectúe un control de las corrientes del estator en función del tiempo medido, siendo variable también la corriente predefinida. Por otra parte, se propone que la corriente predefinida sea variable sin escalones y que el control de las corrientes del estator 5 se efectúe por medio de un convertidor de frecuencia. Respecto de la realización anteriormente descrita de un procedimiento de regulación de corriente por histéresis, se hace referencia en lo que sigue al documento DE-A1 198 25 926. Para captar la ubicación de la posición del rotor se ha previsto en un perfeccionamiento ventajoso del procedimiento que se detecte la posición del rotor por medio de una barrera óptica de luz refleja, estando dispuesta la fuente de luz en el estator y aprovechándose directamente la reflexión del rotor para la medición por alineación 10 con el rotor. Para cada fase está presente un emisor de posición, por ejemplo correspondientemente tres sensores de posición en el caso de un motor trifásico. Para detectar la ubicación se pueden emplear barreras ópticas de luz refleja. De manera ventajosa, las barreras ópticas de luz refleja están orientadas directamente hacia el rotor, de modo que se eliminan automáticamente tolerancias de un disco emisor y su decalaje angular. Al arrancar el motor de reluctancia se pueden producir oscilaciones en función del par de carga. Esto se presenta tan pronto como se conmuta de una fase a la siguiente. Sí el par de carga es grande, no se alcanza la nueva ubicación; por el contrario, el motor es hecho girar hacia atrás por la contrafuerza. Por tanto, debido a la pequeña masa del rotor se pueden producir oscilaciones entre estos dos estados. Por parte de la electrónica de regulación se reconoce el giro de retroceso del rotor.

A continuación, se explica la invención con más detalle ayudándose del dibujo adjunto, que representa únicamente 20 ejemplos de realización. Muestran:

La figura 1, un alzado lateral de un rotor para un motor de reluctancia según la invención;

La figura 2, un alzado lateral de una... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para regular un motor de reluctancia con un rotor (1) y un estator (10), en donde el estator (10) presenta bobinas de estator individuales (22) y, según la carga del motor, circula una corriente predefinida en las bobinas (22), en donde, dependiendo del número de revoluciones del rotor (1), se aplican procedimientos de regulación diferentes, a saber, a menores números de revoluciones mediante el preestablecimiento de un campo giratorio fijo, y en donde, al arrancar el motor e iniciarse un giro de retroceso del rotor (1), que es reconocido por una electrónica de control por medio de emisores de posición existentes para cada fase, no se alimenta ya corriente a ninguna fase y se inicia un proceso de arranque renovado por parte de la electrónica.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque a mayores números de revolución se aplica un procedimiento de regulación de corriente por histéresis.

3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque, en caso de que se preestablezca un campo giratorio, se efectúa una adaptación de la corriente del rotor o una reducción de la misma a un valor suficientemente grande.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque, en el caso de un procedimiento de regulación de corriente por histéresis, se efectúa una conexión y desconexión de los devanados

(22) por medio de sensores que reconocen la posición del rotor.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la corriente predefinida se consigue aplicando una tensión constante y porque, al aplicar la tensión, se mide, como medida de la carga del motor, el tiempo transcurrido hasta alcanzar el valor máximo de la corriente.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se conserva la corriente predefinida mediante la desconexión y conexión de una tensión positiva.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, al alcanzarse una corriente límite, se efectúa una reducción del número de revoluciones para impedir una sobrecarga del motor.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque la medición de tiempo se efectúa poniendo en marcha un contador interno al conectar la tensión y parando el contador al sobrepasarse un valor máximo de la corriente.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se controla una reducción del número de revoluciones desencadenada por la llegada a un valor mínimo del contador.

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se efectúa un control de las corrientes del estator en función del tiempo medido.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la corriente predefinida es variable.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque la corriente predefinida es variable sin escalones.

13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se efectúa el control de las corrientes del estator por medio de un convertidor de frecuencia.

14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se detecta la posición del rotor por medio de una barrera óptica de luz refleja, aprovechándose para la medición directamente la reflexión del rotor (1) por medio de una alineación de la fuente de luz con dicho rotor (1),

15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está presente un emisor de posición para cada fase.