Aparato para controlar un inversor.

Se describe el aparato para controlar un inversor,

el cual detecta un ángulo de rotación de una carga utilizando una corriente suministrada a la carga cuando el inversor utiliza un control de tensión / frecuencia para controlar el accionamiento de la carga, y acciona de forma precisa la carga utilizando el ángulo de rotación detectado, de tal modo que la corriente suministrada a la carga por el inversor es detectada por un sensor de corriente, y se estima una velocidad de rotación de la carga por el detector de corriente para ser utilizada para el accionamiento de la carga.

Aparato para controlar un inversor.

Referencia cruzada a solicitud relacionada

La presente Solicitud está basada en, y reivindica la prioridad de, la Solicitud de Patente coreana número 10-2007-0139818, cuya descripción se incorpora aquí en su totalidad como referencia.

Antecedentes

La presente descripción se refiere a un aparato para control un inversor y, más particularmente, a un aparato para controlar un inversor, que es capaz de detectar un ángulo de rotación de una carga cuando se controla la carga utilizando un método de control de tensión/frecuencia, y controlar la carga en respuesta al ángulo de rotación detectado.

Un inversor es un circuito electrónico destinado a convertir la corriente alterna (CA - "AC" ("alternating current")) en corriente continua (CC - "DC" ("direct current")), conmutar la tensión de CC obtenida por conversión mediante el uso de elementos de conmutación tales como transistores e IGBTs (transistores bipolares de puerta aislada - "Insulated Gate Bipolar Transistors"), convertirla de nuevo en tensión alterna, suministrar la tensión de CA obtenida por conversión a una carga y accionar la carga. El inversor puede ajustar un espacio de separación para conmutación existente en los elementos de conmutación con el fin de permitir al usuario accionar la carga utilizando la frecuencia deseada.

El inversor puede clasificarse en una unidad de conversión, una unidad inversora y un controlador, de acuerdo con sus funcionamientos respectivos.

La unidad de conversión puede incluir un circuito rectificador trifásico y un circuito suavizador o de desrizado, de tal modo que una tensión de CA trifásica es rectificada por el circuito rectificador trifásico para su conversión en una tensión pulsante, y la tensión pulsante es suavizada o desrizada por el circuito suavizador para ser convertida en una tensión de CC que tiene una cantidad relativamente baja de pulsación u ondulación residual.

La unidad inversora sirve para conmutar la tensión de CC obtenida por conversión por la unidad de conversión, utilizando elementos de conmutación (por ejemplo, los transistores y los IGBTs), y convertirla en una tensión de CA. La unidad inversora suministra entonces la tensión de CA obtenida por conversión a una carga y acciona la carga. Puede ajustarse una frecuencia de la tensión de CA obtenida por conversión por la unidad inversora, en respuesta a la velocidad de conmutación del elemento de conmutación.

El controlador, que incluye un circuito aritmético, un circuito de detección y un circuito de excitación, puede llevar a cabo un control de conmutación de la unidad inversora, un control de tensión de la unidad de conversión y diversas operaciones para la función de protección.

La unidad inversora emplea un método de control convencional de tensión/frecuencia a la hora de controlar una carga accionada, sin detectar una velocidad de accionamiento de una carga mediante el uso de un sensor de detección de velocidad, tal como un codificador o un elemento similar. El método de control de tensión/frecuencia puede ajustar una tensión suministrada a una carga con el fin de accionar de forma controlable la carga utilizando una frecuencia deseada por un usuario.

En el caso de que se produzca un fallo momentáneo en la alimentación de energía en un estado en el que un inversor acciona un motor eléctrico utilizando el método de control de tensión/frecuencia, el motor eléctrico se hace funcionar en un estado de marcha libre o en vacío. En el caso de que se restablezca el suministro de potencia con el fin de permitir a un inversor accionar de nuevo el motor eléctrico utilizando el método de control de tensión/frecuencia en una situación en la que el motor eléctrico es accionado en un estado de marcha libre o en vacío, el inversor puede suministrar al motor eléctrico una tensión que no es consistente con una velocidad de rotación del motor eléctrico en curso o vigente en ese momento, por lo que es posible que fluya una intensidad excesiva o sobre-intensidad al inversor, que dañará el motor eléctrico.

De acuerdo con ello, existe la necesidad de averiguar la velocidad del motor eléctrico con vistas a la protección del motor eléctrico en caso de que se produzca un fallo momentáneo en el suministro de potencia mientras el motor eléctrico está siendo accionado por el método de control de tensión/frecuencia.

Sumario

La descripción está concebida para superar estos problemas y se propone proporcionar un aparato para controlar un inversor, capaz de detectar un ángulo de rotación de un motor eléctrico con el fin de permitir al inversor accionar de forma controlable y estable una carga utilizando el ángulo de rotación detectado.

El aparato para controlar un inversor, de acuerdo con la presente invención, está configurado de tal manera que un sensor de corriente puede detectar una corriente suministrada a una carga por el inversor, y la corriente detectada puede ser convertida en una corriente circulante de una carga por medio de un convertidor en corriente circulante. Puede estimarse un ángulo de rotación de la carga por la corriente circulante obtenida por conversión, y el error de ángulo de rotación estimado de la carga puede integrarse y convertirse en una velocidad de rotación. La velocidad de rotación puede integrarse de nuevo con el fin de detectar un ángulo de rotación de la carga, de tal manera que el ángulo de rotación detectado puede proporcionarse al inversor para accionar la carga.

Según un aspecto general de la presente invención, un aparato para controlar un inversor puede comprender: un integrador, que integra una velocidad de error que se calcula restando una velocidad deseada de una velocidad de objetivo; un controlador de deceleración/aceleración, que genera la velocidad deseada para accionar una carga en respuesta a una señal de salida procedente del integrador; un convertidor de tensión/frecuencia, que convierte la señal de salida procedente del controlador de deceleración/aceleración en una tensión de accionamiento; un sensor de corriente, que detecta una corriente suministrada a la carga; un buscador de velocidad, que detecta un ángulo de rotación de la carga utilizando la corriente detectada por el sensor de corriente; y una unidad de conmutación de Modulación por Anchura de Impulsos (PWM - "Pulse Width Modulation"), que acciona la carga en respuesta a la tensión de accionamiento, obtenida por conversión por el convertidor de tensión/frecuencia, y al ángulo de rotación de la carga detectado por la velocidad deseada y el buscador de velocidad.

Las implementaciones de este aspecto pueden incluir una o más de las siguientes características.

El sensor de corriente puede ser un transformador de corriente.

El buscador de velocidad puede comprender: un convertidor en corriente circulante, que convierte una corriente detectada por el sensor de corriente en una corriente circulante; y un estimador de velocidad, que detecta un ángulo de rotación real de la carga por la corriente circulante, obtenida por conversión por el convertidor en corriente circulante, y suministra como salida el ángulo de rotación real a la unidad de conmutación de PWM.

El estimador de velocidad puede comprender: un estimador de ángulo de rotación, que estima un ángulo de rotación de la carga utilizando la corriente circulante que se hace circular por el convertidor en corriente circulante; un convertidor en velocidad, que convierte el ángulo de rotación de la carga estimado por el estimador de ángulo de rotación, en una velocidad de rotación de la carga; un convertidor en ángulo de rotación, que convierte la velocidad de rotación obtenida por conversión por el convertidor en velocidad, en un ángulo de rotación real de la carga, y suministra como salida el ángulo de rotación real obtenido por conversión a la unidad de conmutación de PWM.

El convertidor en velocidad puede ser un integrador que integra el error en el ángulo de rotación de la carga, estimado por el estimador de ángulo de rotación, y convierte el error del ángulo de rotación integrado en una velocidad de rotación de la carga.

El convertidor en ángulo de rotación puede ser un integrador que integra la velocidad de rotación, integrada por el convertidor en velocidad, y convierte la velocidad de rotación integrada en un ángulo de rotación de la carga.

Breve descripción de los dibujos

En lo...

1. Un aparato para controlar un inversor, que comprende: un integrador, que integra una velocidad de error que se calcula restando una velocidad deseada de una velocidad de objetivo; un controlador de deceleración/aceleración, que genera la velocidad deseada para accionar una carga en respuesta a una señal de salida procedente del integrador; un convertidor de tensión/frecuencia, que convierte la señal de salida procedente del controlador de deceleración/aceleración en una tensión de accionamiento; un sensor de corriente, que detecta una corriente suministrada a la carga; un buscador de velocidad, que detecta un ángulo de rotación de la carga utilizando la corriente detectada por el sensor de corriente; y una unidad de conmutación de Modulación por Anchura de Impulsos (PWM), que acciona la carga en respuesta a la tensión de accionamiento, obtenida por conversión por el convertidor de tensión/frecuencia, y al ángulo de rotación de la carga detectado por la velocidad deseada y el buscador de velocidad.

2. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el sensor de corriente es un transformador de corriente.

3. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el buscador de velocidad comprende: un convertidor en corriente circulante, que convierte una corriente detectada por el sensor de corriente en una corriente circulante; y un estimador de velocidad, que detecta un ángulo de rotación real de la carga mediante la corriente circulante, obtenida por conversión por el convertidor en corriente circulante, y suministra como salida el ángulo de rotación real a la unidad de conmutación de PWM.

4. El aparato de acuerdo con la reivindicación 3, en el cual el estimador de velocidad comprende: un estimador de ángulo de rotación, que estima un ángulo de rotación de la carga utilizando la corriente circulante que se hace circular por el convertidor en corriente circulante; un convertidor en velocidad, que convierte el ángulo de rotación de la carga estimado por el estimador de ángulo de rotación en una velocidad de rotación de la carga utilizando el ángulo de rotación de la carga estimado por el estimador de ángulo de rotación; un convertidor en ángulo de rotación, que convierte la velocidad de rotación obtenida por conversión por el convertidor en velocidad, en un ángulo de rotación real de la carga, y suministra como salida el ángulo de rotación real obtenido por conversión, a la unidad de conmutación de PWM.

5. El aparato de acuerdo con la reivindicación 4, en el cual el convertidor en ángulo de rotación es un integrador que integra la velocidad de rotación integrada por el convertidor en velocidad, y convierte la velocidad de rotación integrada en un ángulo de rotación de la carga.