PROCEDIMIENTO DE MANDO DE UNA MÁQUINA ELÉCTRICA ROTATIVA POLIFÁSICA Y REVERSIBLE PARA VEHÍCULO AUTOMÓVIL DE MOTOR TÉRMICO.

Procedimiento de mando de una máquina eléctrica rotativa polifásica y reversible para vehículo automóvil de motor térmico Campo de la invención La presente invención se refiere a una máquina eléctrica rotativa reversible tal como un alternador - motor de arranque de vehículo, en particular automóvil. Una máquina de este tipo se describe, por ejemplo, en los documentos EP-A-0260176 (US-A-4803376), FR-A- 2745444 y FR-A-2745445 (US-A-6002219) que se podrán consultar para más detalles. Esta máquina de tipo polifásica y reversible funciona, por lo tanto, como alternador, es decir, como generador eléctrico, para cargar en particular la batería del vehículo, y como motor de arranque, es decir, como motor eléctrico, para arrastrar en particular el motor de combustión interna, también denominado motor térmico, del vehículo automóvil para su arranque. Para ello, el puente rectificador a la salida del inducido del alternador también sirve de puente de mando de las fases del estator del alternador. Estado de la técnica De manera habitual esta máquina rotativa se asocia, en un modo de realización, al volante motor del vehículo automóvil, estando por ejemplo integrado en este, y gira, por lo tanto, a la misma velocidad de giro que el cigüeñal del motor térmico del vehículo automóvil, arrastrando en rotación al volante motor eventualmente en dos partes para la formación de un volante de inercia provisto de elementos elásticos que intervienen entre las dos partes o de un volante flexible. En ambos casos al rotor de la máquina lo lleva una de estas partes. De forma alternativa, a la máquina reversible la arrastra en rotación el cigüeñal por medio de un dispositivo de transmisión de movimiento, tal como un sistema de poleas y correas. En este caso la máquina gira a una velocidad superior a la del cigüeñal. En todos los casos la máquina eléctrica rotativa comprende: - un rotor bobinado, esto es, provisto de al menos un bobinado de excitación, que constituye, cuando la máquina funciona como alternador, el inductor asociado de manera habitual a dos anillos colectores y dos escobillas por las cuales se lleva la corriente de excitación; - un estator polifásico que lleva varias bobinas o devanados a razón de al menos un devanado por fase, que constituye, cuando la máquina funciona como alternador, el inducido y que están conectadas en estrella o en triángulo en el caso más frecuente de una estructura trifásica y que transmiten hacia el puente rectificador, funcionando como alternador, la potencia eléctrica convertida. El puente se conecta a las diferentes fases del rotor y se monta entre la masa y un terminal de alimentación de la batería. Este puente presenta, por ejemplo, varios brazos con unos diodos asociados a unos transistores de tipo MOSFET o, de forma más general, a unos interruptores. El funcionamiento en modo motor eléctrico de una máquina de este tipo se realiza imponiendo, por ejemplo, una corriente continua en el inductor y transmitiendo de manera síncrona en las fases del estator unas señales desfasadas 120º, idealmente sinusoidales, pero que pueden ser eventualmente trapezoidales o cuadradas. Este puente rectificador y de mando se controla mediante un módulo electrónico de mando y de control. El puente y el módulo de mando pertenecen a una unidad, denominada unidad de mando y de control, implantada de forma más habitual en el exterior de la máquina. El puente, asociado a los devanados de las fases del estator, pertenece a una etapa de potencia y el módulo a una etapa de menor potencia. Esta unidad se asocia a la máquina y su módulo electrónico incluye un ordenador, como un microcontrolador. Se prevén, por otra parte, unos medios para el seguimiento de la posición angular del rotor para, en modo motor eléctrico, inyectar en el momento adecuado corriente eléctrica en la fase apropiada y, por lo tanto, en el bobinado o devanado correspondiente del estator. Estos medios, de forma ventajosa de tipo magnético, de forma alternativa de tipo óptico, envían datos al módulo electrónico de mando y de control y se describen, por ejemplo, en el documento WO 01/69762 (US-A- 2002/0158523) registrado el 9 de marzo de 2001. 2 E04742647 14-11-2011   Estos medios incluyen, por lo tanto, un blanco fijo en rotación sobre el rotor o la polea de la máquina y de al menos un sensor del tipo de efecto Hall o magnetorresistivo que detecta el paso del blanco de forma ventajosa de tipo magnético. De preferencia, se prevén al menos tres sensores, llevándolos el cojinete delantero o trasero que incluye la máquina eléctrica rotativa para soportar de manera fija al estator y, girando, al rotor. En el documento EP-A-0715979 se ha previsto que la máquina trabaje como motor auxiliar para, cuando el vehículo está parado, poner en marcha el dispositivo de climatización del vehículo automóvil y arrastrar al compresor de este dispositivo. En el documento WO 01/45250 también se ha previsto que la máquina trabaje como motor auxiliar en particular en cuando el motor térmico del vehículo se para en un semáforo en rojo. En todos los casos, se ha previsto una unidad de mando y de control que incluye un conmutador que permite, por una parte, conectar el rotor bobinado de la máquina a un dispositivo regulador de tensión que controla la intensidad que circula por el inductor cuando la máquina funciona como generador eléctrico (modo alternador) y, por otra parte, conectar el estator de la máquina a un dispositivo de mando, como un ondulador, que gobierna de manera secuencial las fases del inducido con la intervención de los sensores de la posición angular del rotor cuando la máquina funciona como motor eléctrico en particular en modo de arranque. En el documento US-A-5182500, se describe un procedimiento concebido para proporcionar un mando de motor equilibrado con unas amplitudes de señales de fase respectivas que se vuelven idénticas. Se describe un bucle de contra-reacción que se prevé para modificar las amplitudes de las señales. El funcionamiento de este bucle de regulación reside en las igualdades Hc x Ha - Hb 2 = constante o Hc x Ha + Hb 2 = constante, y se utilizan unos coeficientes que toman unos valores constantes +1 o -1. En el documento WO 02/060711 (US-A-2003/0038482) se describe un procedimiento de mando de la máquina, en el que, en el funcionamiento como motor eléctrico dicha máquina funciona de acuerdo con dos modos correspondientes a unas curvas de características velocidad/par diferentes, es decir, un primer modo, denominado modo motor de arranque, que permite arrastrar al motor térmico del vehículo para arrancarlo con unos pares elevados para unas velocidades bajas, mientras que el segundo modo, denominado modo motor auxiliar, permite arrastrar solo a la máquina o al menos a un consumidor de potencia, como el compresor de un dispositivo de climatización o una bomba de asistencia para dirección hidráulica asistida, y/o al motor térmico con unas velocidades más altas y unos pares más bajos que los del modo arranque de motor, estando provista dicha máquina eléctrica de un estator que presenta unas fases, de un rotor y de unos medios para el seguimiento del giro del rotor; incluyendo dichos medios unos sensores adaptados para enviar unas señales al módulo electrónico ya citado de la unidad de mando y de control de las fases del estator. Los datos en forma de señales que envían los sensores al módulo electrónico de dicha unidad se utilizan, por una parte, en una primera orden, denominada orden directa, mientras la máquina eléctrica funciona en modo motor de arranque y, por otra parte, en una orden modificada con respecto a la orden directa cuando la máquina eléctrica funciona en modo motor auxiliar. En modo motor auxiliar, con respecto a dicha orden directa, se realiza al menos una permutación y una inversión de las señales enviadas por los sensores a dicha unidad. El modo motor auxiliar se activa cuando en modo motor de arranque la velocidad de giro de la máquina eléctrica alcanza un umbral, denominado velocidad de activación, antes de que la potencia de dicha máquina se anule tal y como se observa en n en la figura 1. La permutación y la inversión de las señales que envían los sensores a dicha unidad se realizan de tal forma que se cree una diferencia de fase de al menos un paso eléctrico de -60º con respecto a dicha orden directa. La inversión y la permutación de las señales que envían los sensores a dicha unidad se realizan por medio de elementos discretos, como unas puertas lógicas del tipo ET asociadas a cada sensor tal y como se puede ver en la figura 2, en la que C1, C2 y C3 son las señales activas transmitidas por los nuevos sensores tras la inversión y la permutación de las señales para la velocidad n. Gracias a estas disposiciones la máquina eléctrica rotativa y reversible se utiliza como... [Seguir leyendo]

1.Procedimiento de mando de una máquina eléctrica rotativa polifásica y reversible, llamada alternador - motor de arranque, para vehículo automóvil de motor térmico que puede funcionar bien como generador eléctrico (modo alternador) o bien como motor eléctrico, incluyendo dicha máquina un rotor (4), un estator (8) polifásico que lleva varios devanados, una unidad de mando y de control que incluye un puente rectificador y de mando (201) asociado a la máquina eléctrica rotativa y conectado a los devanados del estator de esta máquina y medios para el seguimiento de la posición angular del rotor, estando estos medios dotados de un blanco y de sensores (52) que detectan el paso del blanco, medios para desfasar señales transmitidas por los sensores y medios para enviar las señales desfasadas a la unidad de mando y de control con el fin de obtener una respuesta mejorada de par de dicha máquina cuando funciona como motor eléctrico, caracterizado porque, partiendo de sensores de tipo lineal que transmiten señales de tipo sinusoidal, tras la lectura del blanco, se introducen desajustes de fase variables de forma continua en dichas señales desfasadas, siendo dichos desajustes de fase función de la velocidad de rotación del rotor y obteniéndose dichos desajustes mediante una suma en una unidad de tratamiento 300 de señales transmitidas por los sensores, asignando a cada uno de ellos un coeficiente variable que otorga un respectivo peso a la correspondiente señal antes de la suma. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque, para cada señal desfasada, la suma de los coeficientes es nula. 3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque los medios para el seguimiento de la posición angular del rotor son de tipo magnético. 4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la unidad de tratamiento (300) incluye unos comparadores con unas entradas con inversión (-) y sin inversión (+) y porque para los coeficientes () negativos se utilizan las entradas con inversión (-) de los comparadores, mientras que para los coeficientes () positivos se utilizan las entradas sin inversión (+) de los comparadores. 5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque la unidad de tratamiento incluye un microcontrolador (302) unido mediante unas conexiones eléctricas (303) a un convertidor numérico analógico (304) conectado a su vez a los comparadores (305 a 306). 6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque se comparan las señales de los sensores de dos en dos en los comparadores. 7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque la máquina incluye tres fases y porque se prevén tres sensores a razón de un sensor por fase. 12 E04742647 14-11-2011   13 E04742647 14-11-2011   14 E04742647 14-11-2011   E04742647 14-11-2011   16 E04742647 14-11-2011