VARIADOR DE VELOCIDAD CON SUPERCONDENSADOR.

La presente invención se refiere a un variador de velocidad que comprende medios de almacenado de la energía generada en un frenado de la carga eléctrica. Estos medios de almacenado se presentan por ejemplo en forma de uno o varios supercondensadores, llamados igualmente supercapacidades o ultracapacidades. De forma conocida, un variador de velocidad está conectado a la red eléctrica de suministro y destinado para controlar una carga eléctrica. Comprende en la entrada un módulo rectificador de tensión que genera una tensión continua a partir de una tensión alterna proporcionada por la red y que alimenta río abajo un bus de potencia continuo dotado de una línea positiva y de una línea negativa. Un condensador de filtrado, llamado corrientemente condensador de bus, está montado entre una línea positiva y una línea negativa del bus continuo. En la salida, el variador comprende un módulo ondulador alimentado por el bus continuo, permitiendo generar, a partir de la tensión continua, una tensión variable que puede ser de amplitud y de frecuencia variables utilizando interruptores electrónicos por ejemplo de tipo transistor IGBT controlados por Modulación de Impulsos en duración (MLI ó PWM). Es conocido por el documento EP 1833158 un método y un sistema para gestionar la salida eléctrica de un turbogenerador. Para ello el documento propone utilizar un convertidor DC-DC (CC-CC), conectado en paralelo con relación al bus continuo. Es conocido por el documento US 6.742.630 un dispositivo implantado en un variador de velocidad para recuperar la energía de frenado de instalaciones de tipo ascensor o elevación. Este tipo de dispositivo está compuesto por una unidad de almacenado de energía formada por supercondensadores y por un regulador de energía capaz de ajustar el flujo de energía entre los diferentes niveles de tensión del bus continuo y de la unidad de almacenado y cargar la unidad de almacenado a partir del sobrante de energía. Por otro lado, cuando la demanda de energía de la carga es importante, los supercondensadores se descargan en el bus continuo. Este tipo de dispositivo descrito en la técnica anterior permite por consiguiente almacenar la energía de frenado, proporcionar energía en el inicio de la carga, compensar caídas de tensión y cumplir en un corto periodo de tiempo una función de alimentación sin interrupción (llamada UPS por Uninterruptible Power Supply). Este tipo de dispositivo presenta la ventaja de ser particularmente sencillo, robusto y de ser perfectamente compatible con redes de suministro mono- o trifásicas. Sin embargo, presenta algunos inconvenientes pues no permite reducir el THDI (Porcentaje de Armónicos de distorsión en corriente) en la entrada del módulo rectificador. El fin de la invención es proponer un variador de velocidad que permita cumplir las funciones del dispositivo de la técnica anterior y en el cual el THDI en la entrada del variador es reducido. Este fin es alcanzado mediante un variador de velocidad que comprende: - un bus continuo de alimentación de potencia dotado de una línea positiva y de una línea negativa, - un condensador de bus, que forma una fuente de tensión, conectado entre la línea positiva y la línea negativa del bus continuo, - un módulo ondulador alimentado por el bus continuo y controlado para proporcionar una tensión variable en una carga eléctrica, - medios de almacenado de la energía eléctrica recuperada en un frenado de la carga eléctrica, - un convertidor continuo/continuo conectado río arriba y en paralelo al condensador de bus, entre la línea positiva y la línea negativa del bus continuo, - un dispositivo montado en la línea positiva o la línea negativa del bus continuo entre el convertidor continuo/continuo y el condensador de bus, permitiendo el indicado dispositivo transformar la fuente de tensión constituida por el condensador de bus en una fuente de corriente, - medios de medición o de estimación de la corriente que pasa por la línea del bus continuo que lleva el indicado dispositivo, - un módulo de control del convertidor continuo/continuo para controlar la corriente que atraviesa los medios de almacenado de energía en función de la corriente medida o estimada que circula por la línea del bus continuo que lleva el dispositivo. Según la invención, el dispositivo que permite transformar la fuente de tensión constituida por el condensador de bus en fuente de corriente es una primera inductancia. El variador comprende además una segunda inductancia montada en serie con la primera inductancia. Esta segunda inductancia está montada en serie con la primera inductancia en la línea positiva o negativa del bus continuo, conectándose el convertidor continuo/continuo en la línea correspondiente del bus continuo entre la primera inductancia y la segunda inductancia. Según otra particularidad, los medios de medición se colocan río arriba o río abajo del punto de conexión del convertidor continuo/continuo en la línea del bus continuo que lleva la primera inductancia. 2 ES 2 367 950 T3 Según la invención, el convertidor continuo/continuo comprende dos interruptores electrónicos en serie montados entre la línea positiva y la línea negativa del bus continuo y un condensador montado en paralelo y río arriba de los dos interruptores. Los interruptores electrónicos del convertidor continuo/continuo son por ejemplo de tipo IGBT. Según otra particularidad, el variador comprende una tercera inductancia conectada entre el punto medio formado por los dos interruptores electrónicos del convertidor continuo/continuo y un borne de los medios de almacenado de energía. Según otra particularidad, el variador comprende igualmente medios de medición de la corriente que circula a través de los medios de almacenado de energía. Según otra particularidad, el variador comprende un interruptor montado río arriba del convertidor continuo/continuo, en una línea conductora que conecta el convertidor continuo/continuo con el bus continuo. Según otra particularidad, el módulo de control comprende un bucle externo que controla un bucle interno de corriente destinado para el control del convertidor continuo/continuo. Según otra particularidad, los medios de almacenado de energía comprenden uno o varios supercondensadores. Otras características y ventajas aparecerán en la descripción detallada que sigue haciendo referencia a un modo de realización dado a título de ejemplo y representado por los dibujos adjuntos en los cuales: - la figura 1 representa esquemáticamente un variador de velocidad según la invención. Haciendo referencia a la figura 1, un variador de velocidad 1 comprende en la entrada un módulo rectificador 12 que está destinado para rectificar una tensión trifásica alterna procedente de una red de alimentación exterior A (por ejemplo una red eléctrica trifásica de 380Vac (Vca)). Este módulo rectificador 12 utiliza ventajosamente diodos 120 que son más económicos y más fiables que los tiristores. Este tensión rectificada puede ser filtrada para obtener una tensión continua Vdc (Vcc) (por ejemplo del orden de 200 a 800 Vcc o más, según las condiciones de utilización) aplicada a un bus continuo de alimentación de potencia compuesto por una línea positiva 10 y por una línea negativa 11. Un condensador de bus Cb se utiliza habitualmente para mantener constante la tensión Vcc del bus continuo. Este condensador de bus Cb está conectado entre la línea positiva 10 y la línea negativa 11 del bus y generalmente es de tipo electrolítico en los variadores convencionales. El variador de velocidad 1 comprende a la salida un módulo ondulador 13 que permite, a partir del bus continuo, controlar una carga eléctrica C con una tensión variable que puede ser de amplitud y de frecuencia variables. El módulo ondulador 13 utiliza para ello un control por Modulación de Impulsos en duración (MLI ó PWM) para controlar interruptores electrónicos de potencia 130 montados en cada fase. Estos interruptores son transistores de potencia, por ejemplo de tipo IGBT, controlados por una unidad de control (no representada) que realiza la MLI. En la figura 1, el módulo ondulador 13 comprende tres brazos para proporcionar una tensión variable trifásica en la carga eléctrica C, estando cada brazo dotado de dos transistores de potencia 130 en serie entre un borne positivo y un borne negativo del bus de potencia, o sea un total de seis transistores de potencia. La invención consiste particularmente en contactar medios de almacenado de energía entre la línea positiva 10 y la línea negativa 11 del bus continuo y en colocar un convertidor continuo/continuo 14 (denominado a continuación convertidor DC/DC (CC/CC)) entre los medios de almacenado de energía y el bus continuo. Los medios de almacenado de energía están por ejemplo compuestos por uno o varios condensadores, más particularmente... [Seguir leyendo]

- un bus continuo de alimentación de potencia dotado de una línea positiva (10) y de una línea negativa (11), - un condensador de bus (Cb), que forma una fuente de tensión, conectado entre la línea positiva (10) y la línea negativa (11) del bus continuo, - un módulo ondulador (13) alimentado por el bus continuo y controlado para proporcionar una tensión variable en una carga eléctrica (C), - medios de almacenado (UC) de la energía eléctrica recuperada en un frenado de la carga eléctrica (C), - un convertidor continuo/continuo (14) conectado río arriba y en paralelo al condensador de bus, entre la línea positiva y la línea negativa del bus continuo, caracterizado porque el variador comprende igualmente: - un dispositivo (L2) montado en la línea positiva (10) o la línea negativa (11) del bus continuo entre el convertidor continuo/continuo (14) y el condensador de bus (Cb), permitiendo el indicado dispositivo transformar la fuente de tensión constituida por el condensador de bus (Cb) en una fuente de corriente, - medios de medición o de estimación de la corriente (I1, I2) que pasa por la línea del bus continuo que lleva el indicado dispositivo, - un módulo de control (2) del convertidor continuo/continuo (14) para controlar la corriente (luc) que atraviesa los medios de almacenado de energía (UC) en función de la corriente (I1, I2) medida o estimada que circula por la línea del bus continuo que lleva el dispositivo. 2. Variador según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo que permite transformar la fuente de tensión constituida por el condensador de bus (Cb) en fuente de corriente es una primera inductancia (L2). 3. Variador según la reivindicación 2, caracterizado porque comprende una segunda inductancia (L1) montada en serie con la primera inductancia (L2). 4. Variador según la reivindicación 3, caracterizado porque la segunda inductancia (L1) está montada en serie con la primera inductancia (L2) en la línea positiva o negativa del bus continuo, estando el convertidor continuo/continuo (14) conectado a la línea correspondiente del bus continuo entre la primera inductancia (L2) y la segunda inductancia (L1). 5. Variador según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque los medios de medición están colocados río arriba o río abajo del punto de conexión del convertidor continuo/continuo (14) en la línea del bus continuo que lleva la primera inductancia (L2). 6. Variador según la reivindicación 1, caracterizado porque el convertidor continuo/continuo (14) comprende dos interruptores electrónicos (T1, T2) en serie montados entre la línea positiva (10) y la línea negativa (11) del bus continuo y un condensador (C1) montado en paralelo y río arriba de los dos interruptores (T1, T2). 7. Variador según la reivindicación 6, caracterizado porque comprende una inductancia (L3) conectada entre el punto medio formado por los dos interruptores electrónicos (T1, T2) del convertidor continuo/continuo (14) y un borne de los medios de almacenado de energía. 8. Variador según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque comprende medios de medición de la corriente circulante a través de los medios de almacenado de energía (UC) 9. Variador según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque los interruptores electrónicos (T1, T2) del convertidor continuo/continuo (14) son de tipo IGBT. 10. Variador según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque comprende un interruptor (S1) montado río arriba del convertidor continuo/continuo (14), en una línea conductora que conecta el convertidor continuo/continuo (14) con el bus continuo. 11. Variador según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el módulo de control (2) comprende un bucle externo (21) que controla un bucle interno (22) de corriente destinado para el control del convertidor continuo/continuo (14). 12. Variador según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque los medios de almacenado de energía comprenden uno o varios supercondensadores. 7 ES 2 367 950 T3 8 REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN Esta lista de referencias citada por el solicitante es únicamente para la comodidad del lector. No forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha tenido gran cuidado al recopilar las referencias, no pueden excluirse errores u omisiones, y la OEP renuncia a cualquier obligación a este respecto. Documentos patentes citados en la descripción ES 2 367 950 T3 EP 1833158 A [0003] US 6742630 B [0004] 9