PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA ACTIVAR UN MOTOR ELÉCTRICO EXCITADO POR IMÁN PERMANENTE.

La invención se refiere a un sistema de motor que comprende:

- un motor eléctrico (2) conmutado electrónicamente;

- un circuito de excitador (3) para hacer funcionar el motor eléctrico (2);

- una unidad de control (4) para activar el circuito de excitador (3), según el segmento de posición de rotor en el que se encuentra una posición de un rotor del motor eléctrico (2), conforme a un modelo de conmutación de señales de activación asociado al segmento de posición de rotor;

- un transmisor de posición de rotor con dos detectores de posición de rotor (5) para, en función de una modificación relativa de la posición de rotor, proporcionar señales de posición de rotor; en donde la unidad de control está configurada para, con base en las señales de posición de rotor, establecer una posición de rotor absoluta actual y asociar el modelo de conmutación a la posición de rotor absoluta.

Procedimiento y dispositivo para activar un motor eléctrico excitado por imán permanente

Campo técnico

La invención se refiere a un procedimiento y dispositivos para detectar la posición del rotor de un motor eléctrico excitado por imán permanente, así como a procedimientos y dispositivos para activar un motor eléctrico de este tipo.

Estado de la técnica

Los motores eléctricos multifásicos excitados por imán permanente necesitan para su funcionamiento tensiones de activación con niveles alternativos para cada fase, en donde las tensiones de activación para generar un momento de accionamiento se aplican en función de la posición momentánea del rotor. Para conseguir una conmutación adecuada en los motores eléctricos multifásicos de este tipo se requiere, para la generación de las tensiones de activación, una resolución de una posición de rotor del motor eléctrico (en el caso de motores eléctricos rotatorios) , que importe al menos 360º / número de polos de rotor / número de fases. En el caso de un motor eléctrico trifásico se requiere por lo tanto una resolución angular del ángulo eléctrico de la posición de rotor de posición de rotor eléctrica de 120º (la posición de rotor eléctrica se corresponde con la posición de rotor mecánica dividida por el número de polos de rotor) .

Un motor eléctrico excitado por imán permanente, conmutado electrónicamente, se activa normalmente a través de un circuito de excitador apropiado, que proporcione sobre líneas de fase las tensiones de activación correspondientes para activar las diferentes fases del motor eléctrico. Un motor eléctrico trifásico puede activarse por ejemplo a través de tres líneas de fase, que se alimentan con corriente alternativamente, en función de en qué segmento de posición de rotor se encuentra el rotor del motor eléctrico. El circuito de excitador puede estar estructurado por ejemplo en forma de un circuito en puente H o un circuito de inversor (circuito B6) . Para generar las tensiones de activación una unidad de control proporciona señales de activación, que se aplican a conmutadores de potencia del circuito de excitador para conectar o desconectar el mismo. La cantidad de señales de activación aplicadas simultáneamente se citan en el siguiente modelo de conmutación.

Para poder llevar a cabo una modificación del modelo de conmutación en un momento apropiado, la resolución de un transmisor de posición de rotor debe corresponderse al menos con la resolución indicada anteriormente. Debido a que un transmisor de posición de rotor normalmente presenta varios detectores de posición de rotor, que están dispuestos decalados con relación al rotor del motor eléctrico, se proporcionan varias señales de posición de rotor que indican la posición actual del rotor. Un cambio de una de las señales de posición de rotor proporcionadas por los detectores de posición de rotor, que indican la posición de rotor, conduce después de forma preferida a una modificación correspondiente del modelo de conmutación del circuito de excitador.

Los modelos de conmutación del circuito de excitador se proporcionan normalmente con ayuda de la unidad de control, que recibe las señales de posición de rotor. Para por ejemplo, en el caso de un motor trifásico, obtener la posición de rotor correspondiente mediante un transmisor de posición de rotor materializado con ayuda de sensores Hall o sensores GMR y de ello derivar la posición absoluta del rotor, se necesitan tres señales de posición de rotor para una resolución de posición de rotor de posición mecánica de 60º, es decir posición eléctrica de rotor de 30º (en el caso de dos parejas de polos de rotor) . Si se trata de un motor eléctrico con más de tres fases, el número de detectores de posición de rotor puede ser incluso superior a 3.

Para provocar un proceso de conmutación correspondiente en el circuito de excitador mediante una modificación del modelo de conmutación, lo más exactamente posible en el momento en el que una posición del rotor abandona un segmento de posición de rotor, se alimentan las señales de posición de rotor a la unidad de control. La unidad de control puede llevar a cabo el cálculo del nuevo modelo de conmutación con ayuda de una tabla de asociación o mediante la utilización de una función de asociación.

La unidad de control está configurada normalmente con ayuda de un microcontrolador, que presenta entradas de interrupción, a las que se aplican las señales de posición de rotor. En el caso de una modificación de al menos una de las señales de posición de rotor se acciona después una interrupción, que produce la conmutación correspondiente del modelo de conmutación en el circuito de excitador. En el caso de motores trifásicos se necesitan por ello ya tres entradas de interrupción del microcontrolador para el reconocimiento de posición de rotor, para materializar una activación correspondiente del motor eléctrico.

Aparte de esto, el circuito de excitador utilizado para la activación de este tipo de motores eléctricos presenta para cada fase al menos dos conmutadores de potencia, por ejemplo MOSFET o similares, que se activan a través de señales de activación respectivas. Es decir, en el caso de utilizarse un circuito de excitador B6 (un circuito de inversor por fase) para proporcionar tres tensiones de activación para un motor eléctrico trifásico se necesitan seis señales de activación, que la unidad de control debe proporcionar al circuito de excitador a través de salidas correspondientes. La activación se realiza normalmente hasta que en cada caso se alimentan con corriente dos de los ramales de fase del motor eléctrico (mediante la aplicación de la tensión de activación a la fase correspondiente a alimentar con corriente) , mientras que el tercer ramal de fase permanece sin corriente. La corriente a ajustar puede ajustarse para cada fase a través de una modulación en anchura de impulso.

La tarea de la invención consiste en prever un sistema de motor para hacer funcionar un motor eléctrico, que pueda materializarse de forma más sencilla y en el que en especial se reduzca el número de conexiones utilizadas para hacer funcionar el motor eléctrico.

Manifiesto de la invención Esta tarea es resuelta mediante el sistema de motor para hacer funcionar un motor eléctrico conforme a la reivindicación 1.

En las reivindicaciones subordinadas se indican configuraciones ventajosas adicionales.

Conforme a un primer aspecto está previsto un sistema de motor. El sistema de motor comprende:

- un motor eléctrico conmutado electrónicamente;

- un circuito de excitador para hacer funcionar el motor eléctrico;

- una unidad de control para activar el circuito de excitador, según el segmento de posición de rotor en el que se encuentra una posición de un rotor del motor eléctrico, conforme a un modelo de conmutación de señales de activación asociado al segmento de posición de rotor;

- un transmisor de posición de rotor con dos detectores de posición de rotor para, en función de una modificación relativa de la posición de rotor, proporcionar señales de posición de rotor; en donde la unidad de control está configurada para, con base en las señales de posición de rotor, establecer una posición de rotor absoluta actual y asociar el modelo de conmutación a la posición de rotor absoluta actual.

Una idea del sistema de motor anterior para hacer funcionar un motor eléctrico consiste en prever en lugar de una resolución de posición de rotor absoluta una resolución de posición de rotor relativa, que funciona con ayuda de sólo dos detectores de posición de rotor. Por medio de esto puede reducirse el número de entradas para la detección de la posición de rotor que necesita la unidad de control.

Asimismo la unidad de control puede estar configurada con un microcontrolador, en donde las señales de posición de rotor están conectadas a entradas de interrupción del microcontrolador, para después de cada modificación de una de las señales de posición de rotor interrumpir el tratamiento en la unidad de control y actualizar la posición del rotor.

El transmisor de posición de rotor puede presentar una resolución que indique un número entero de modificaciones de la posición de rotor dentro de un segmento de posición de rotor.

La unidad de control puede estar configurada en especial para calibrar la posición de rotor después de la conexión del sistema de motor.

Conforme a una forma de ejecución para calibrar puede estar previsto un transmisor de posición de rotor adicional, que esté equipado para discriminar al menos un segmento de posición de rotor.

Puede estar...

1. El sistema de motor comprende:

- un motor eléctrico conmutado electrónicamente (2) ;

- un circuito de excitador (3) para hacer funcionar el motor eléctrico (2) ;

- una unidad de control (4) para activar el circuito de excitador (3) , según el segmento de posición de rotor en el que se encuentra una posición de un rotor del motor eléctrico (2) , conforme a un modelo de conmutación de señales de activación asociado al segmento de posición de rotor;

- un transmisor de posición de rotor con dos detectores de posición de rotor (5) para, en función de una modificación relativa de la posición de rotor, proporcionar señales de posición de rotor;

en donde la unidad de control está configurada para, con base en las señales de posición de rotor, establecer una posición de rotor absoluta actual y asociar el modelo de conmutación a la posición de rotor absoluta actual.

2. Sistema de motor (1) según la reivindicación 1, en donde la unidad de control (4) está configurada con un microcontrolador, en donde las señales de posición de rotor están conectadas a entradas de interrupción del microcontrolador, para después de cada modificación de una de las señales de posición de rotor interrumpir el tratamiento en la unidad de control (4) y actualizar la posición del rotor.

3. Sistema de motor (1) según la reivindicación 1 ó 2, en donde la unidad de control (4) está configurada para calibrar la posición de rotor después de la conexión del sistema de motor (1) .

4. Sistema de motor (1) según una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el transmisor de posición de rotor presenta una resolución que indica un número entero de modificaciones de la posición de rotor dentro de un segmento de posición de rotor.

5. Sistema de motor (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la unidad de control (4) está configurada para calibrar la posición de rotor después de la conexión del sistema de motor (1) .

6. Sistema de motor (1) según la reivindicación 5, en donde para calibrar está previsto un transmisor de posición de rotor adicional con varios detectores de posición de rotor adicionales (6) , para discriminar al menos un segmento de posición de rotor.

7. Sistema de motor (1) según una de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el circuito de excitador (3) está dotado de varios circuitos de inversor (31) , que están asociados en cada caso a una fase de la máquina eléctrica (1) , en donde cada uno de los circuitos de inversor (31) presenta dos conmutadores (32, 33) conectados en serie que se activan con ayuda de solamente una de las señales de activación, de tal modo que sólo puede emitirse un primer potencial de alimentación (VH) o un segundo potencial de alimentación (VL) para la fase del motor eléctrico (1) .

8. Sistema de motor (1) según la reivindicación 7, en donde la unidad de control (4) está configurada para proporcionar las señales de activación conforme a una relación de exploración moduladas en anchura de impulso.

9. Sistema de motor (1) según la reivindicación 7 u 8, en donde la unidad de control (4) genera un modelo de conmutación para el circuito de excitador, en donde sólo se modulan en anchura de impulso los conmutadores (32) de los circuitos de inversor (31) unidos al primer potencial de alimentación (VH) o los conmutadores (33) de los circuitos de inversor (31) unidos al segundo potencial de alimentación (VL) .