Procedimiento de control de un convertidor y aparato para el mismo.

Un procedimiento de control de un convertidor para un convertidor que incluye un circuito de rectificaciónmonofásico (2) y un convertidor trifásico (4),

en el que el procedimiento comprende una etapa de determinación deuna capacitancia de un condensador (3) conectado entre los terminales de salida del circuito de rectificaciónmonofásico (2) para permitir que una tensión de salida del circuito de rectificación monofásico (2) pulse a unafrecuencia del doble con respecto a una frecuencia de red, y un paso de control del convertidor trifásico (4) parasuministrar tensiones de salida o corrientes de salida del convertidor trifásico (4) a un motor (5), estando elprocedimiento caracterizado porque comprende un paso de llevar a cabo el control para la supresión de unacorriente que fluye en el condensador (3) desde una fuente de energía a través de los circuitos de rectificaciónmonofásicos (2).

Procedimiento de control de un convertidor y aparato para el mismo

Campo técnico

La presente invención se refiere a un procedimiento de control de un convertidor y aparatos para el mismo. Más particularmente, la presente invención se refiere a un procedimiento y aparato para controlar un convertidor trifásico para suministrar tensiones de salida o energías de salida del convertidor trifásico a un motor, incluyendo dicho procedimiento y aparato para el mismo un circuito de rectificación de fase única y el convertidor trifásico y determinando una capacitancia de un condensador conectado entre los terminales de salida de los circuitos de rectificación de fase única para pulsar una tensión de salida de los circuitos de rectificación de fase única por una frecuencia que es el doble de la frecuencia de red.

Antecedentes de la técnica Como es conocido por el pasado, un circuito del convertidor es un circuito que transforma una energía continua en una CA con una frecuencia variable y tensión variable con alta eficiencia mediante el control de conmutación de los transistores.

Y, un circuito convertidor se aplica ampliamente a dispositivos eléctricos domésticos y dispositivos industriales a los que se requiere el control de números de rotación o un par de un motor, por ejemplo.

El documento EP 0 891 035 A2 se refiere a un circuito para suministrar energía a una carga de una sola o de múltiples fases, comprendiendo un circuito de rectificación 3 y un modulador trifásico 11. La señal a modo senoidal de la fuente de energía 2 es parcialmente rectificada por el circuito 3 y aplicada a los terminales 10, 12 del convertidor 11. Conectado entre terminales de salida 6, 7 del circuito de rectificación 3 así como los terminales 10, 12 de modulador 11, está dispuesto un condensador 9. El documento EP 0891 035 A2 se corresponde con el preámbulo de las reivindicaciones 1, 4 y 7.

En general, un circuito de diodo de puente que tiene una configuración de circuito simple se emplea para transformar una CA en una energía continua, y un condensador de filtrado que tiene una capacitancia grande se emplea para eliminar las ondulaciones de tensión que aparecen en tensión rectificada.

En este caso, existen inconvenientes de tal manera que un factor de energía en el lado de energía se reduce, y los armónicos se incrementan. Para la prevención o la supresión de tales desventajas, un reactor de mejora del factor de energía que tiene una gran inductancia está conectado al lado de entrada o lado de CC del circuito de puente de diodos (véase la figura 18) .

En los últimos años, se ha propuesto que un seccionador que comprende un transistor, diodo y similares, se proporciona en el lado de CC del circuito de puente de diodos, con el propósito de mejora en las características del factor de energía para la fuente de energía y de los armónicos de la fuente de energía (referirse a la figura 20) .

Cuando se emplea dicho circuito convertidor, se necesitan un condensador de filtrado que tiene una capacitancia grande y un reactor de mejora del factor de energía. Por lo tanto, las desventajas surgen de tal manera que un tamaño se hace mayor a raíz del uso de esos elementos, y se evidencia un aumento de los costes.

Para obtener un alto rendimiento en características de armónicos de la fuente de energía, un circuito seccionador es más necesario. Por lo tanto, se evidencia un mayor aumento en el coste.

Un condensador electrolítico se emplea generalmente como el condensador de filtrado que tiene una capacitancia grande. Por lo tanto, existen inconvenientes tales como que la vida útil de un circuito convertidor incluye un circuito de puente de diodo se acorta debido a una vida útil corta de un condensador electrolítico, y entorno de uso de un circuito del convertidor que incluye un circuito de puente de diodo limitado debido a las características térmicas de un condensador electrolítico.

Para resolver esas desventajas, se propone el procedimiento de control del convertidor (ver "Inverter controlling method of a PM motor having a diode rectification circuitr y with a high input power factor", Isao Takahashi, Heisei 12 nen (2000) denkigakkai (Electrónica Institute) zennkoku taikai (convención nacional) , p1591, que se refiere como el artículo 1, en lo sucesivo) . El procedimiento de control del convertidor percibe el factor de energía de entrada creciente y la mejora en el rendimiento de las características de los armónicos de la fuente de energía, permitiendo corrientes de motor que fluyen en un motor incluso cuando un pulso de tensión de CC y disminuido en gran medida, y en consecuencia ampliando una anchura de conducción de una entrada del convertidor (entrada de un rectificación de circuitos) que se deben a la omisión de un condensador de filtrado que tiene una capacitancia grande en una sección de rectificación, variando de una corriente de eje d con una frecuencia que es el doble de una frecuencia de red, la reducción de tensiones de terminal de motor por control de debilitamiento de campo.

Cuando se emplea este procedimiento, un factor de energía de entrada de un circuito de rectificación se mejora mediante el control de una salida de un convertidor conectado a los circuitos de rectificación para tener una forma de

onda deseada. La disminución en los armónicos de la fuente de energía se puede esperar. Por lo tanto, un condensador electrolítico que tiene una capacitancia grande, reactor, y el seccionador se vuelven innecesarios lo que es convencionalmente necesario para realizar dichas ventajas.

Además, "High efficiency inverter controlling method of IPM motor with weak field", Jin Haga, Isao Takahashi, Heisei 13 nen (2001) denkigakkai (Electronics Institute) Zennkoku taikai (convención nacional) , p1214 (referido como artículo 2, en lo sucesivo) se propone como un procedimiento de control basado en el artículo 1.

Cuando se emplea el circuito del convertidor que tiene la disposición de la figura 18, una energía de CA se rectifica por el circuito de rectificación de puente de diodos, y se filtra mediante el condensador electrolítico que tiene un condensador de gran tamaño (por ejemplo, sobre 2000!F para la capacitancia de motor de 2, 2 kW) . Esta salida filtrada se suministra al convertidor para accionar el motor.

Cuando se emplea un circuito del convertidor para los dispositivos de inicio, un reactor (aproximadamente 3, 5 mH cuando una capacitancia de un condensador es 2000 !F) se conecta entre un circuito de rectificación y un condensador, o entre la energía de CA y un circuito de rectificación, para la mejora de un factor de energía.

La figura 19 muestra la tensión de CC (la tensión entre ambos terminales del condensador electrolítico) Vdc, la corriente de fuerza motriz (la corriente fluye desde la energía de CA al circuito de rectificación) i1, el valor absoluto | vi | de la tensión CA obtenida por la rectificación de los circuitos de rectificación, y un componente fundamental de la corriente de fuerza motriz i1 del circuito del convertidor de la figura 18. El valor absoluto | vi | de la tensión de CA y el componente fundamental de la corriente de fuerza motriz i1 no son valores que se miden directamente desde el circuito del convertidor.

e en la figura19 representa una diferencia de fase entre la tensión CA de vi y la onda fundamental de la corriente de fuerza motriz i1, que es un factor de energía.

El factor de energía cose del circuito del convertidor de la figura 18 es bajo y es de hasta aproximadamente 80 % (e = 37°. Cuando la magnitud del valor absoluto | vi | de la tensión de CA supera la tensión filtrada Vdc entre los terminales del condensador electrolítico, el diodo del circuito de rectificación se enciende y la corriente de fuerza motriz i1 fluye en el mismo. Por lo tanto, la forma de onda de la corriente de fuerza motriz i1 se deforma, y las magnitudes de los armónicos bajos (tercero, 5º, 7º, y similares) son extremadamente grandes que se obtienen mediante el análisis de armónicos de la corriente de fuerza motriz i1, que no se ilustran. Se necesita un reactor que tiene un valor de inductancia grande para un filtro para eliminar los armónicos bajos. Por lo tanto, existen inconvenientes tales que incremento del coste, y aumento en el tamaño total del dispositivo convertidor.

Un circuito del convertidor de la figura 20 incluye además un circuito interruptor que comprende un transistor Tc y el diodo Dc. Al controlar el transistor Tc para encenderse, la energía eléctrica puede fluir en el mismo aún por un período en que la corriente de fuerza motriz i1 no fluye en el mismo para el circuito del convertidor de la figura 18 (un período en que la tensión Vdc entre... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de control de un convertidor para un convertidor que incluye un circuito de rectificación monofásico (2) y un convertidor trifásico (4) , en el que el procedimiento comprende una etapa de determinación de una capacitancia de un condensador (3) conectado entre los terminales de salida del circuito de rectificación monofásico (2) para permitir que una tensión de salida del circuito de rectificación monofásico (2) pulse a una frecuencia del doble con respecto a una frecuencia de red, y un paso de control del convertidor trifásico (4) para suministrar tensiones de salida o corrientes de salida del convertidor trifásico (4) a un motor (5) , estando el procedimiento caracterizado porque comprende un paso de llevar a cabo el control para la supresión de una corriente que fluye en el condensador (3) desde una fuente de energía a través de los circuitos de rectificación monofásicos (2) .

2. Un procedimiento de control de un convertidor según la reivindicación 1, en el que el procedimiento controla el motor (5) para la supresión de una corriente que fluye en el condensador (3) desde una fuente de energía a través del circuito de rectificación monofásico (2) .

3. Un procedimiento de control de un convertidor según la reivindicación 1, en el que el procedimiento controla un par o corriente del par para la supresión de una corriente que fluye en el condensador (3) desde una fuente de energía a través del circuito de rectificación monofásico (2) .

4. Un aparato de control de un convertidor, que incluye un circuito de rectificación monofásico (2) y un convertidor trifásico (4) , determina una capacitancia de un condensador (3) conectado entre terminales de salida del circuito de rectificación monofásico (2) para permitir que una tensión de salida del circuito de rectificación monofásico (2) pulse a una frecuencia del doble con respecto a una frecuencia de red, y controla el convertidor trifásico (4) para suministrar tensiones de salida o corrientes de salida del convertidor trifásico (4) a un motor (5) , estando el aparato caracterizado porque comprende medios de control (12) (13) (14) (20) (22a) (28) (29) (31) (31a) (31b) (31c) (31d) (31e) (32) (32') (33) adaptados para llevar a cabo un control para la supresión de una corriente que fluye en el condensador (3) desde una fuente de energía a través del circuito de rectificación monofásico (2) .

5. Un aparato de control de un convertidor según la reivindicación 4, en el que los medios de control (12) (13) (14)

(20) (22a) (28) (29) (31) (31a) (31b) (31c) (31d) (31e) (32) (32') (33) controlan el motor (5) para la supresión de una corriente que fluye en el condensador (3) desde una fuente de energía a través del circuito de rectificación monofásico (2) .

6. Un aparato de control de un convertidor según la reivindicación 4, en el que los medios de control (12) (13) (14)

(20) (22a) (28) (29) (31) (31a) (31b) (31c) (31d) (31e) (32) (32') (33) controlan un par o una corriente para el par para la supresión de una corriente que fluye en el condensador (3) desde una fuente de energía a través del circuito de rectificación monofásico (2) .

7. Un aparato de control de un convertidor, que incluye un circuito de rectificación monofásico (2) y un convertidor trifásico (4) , determina una capacitancia de un condensador (3) conectado entre terminales de salida del circuito de rectificación monofásico (2) para permitir que una tensión de salida del circuito de rectificación monofásico (2) pulse a una frecuencia del doble con respecto a una frecuencia de red, y controla el convertidor trifásico (4) para suministrar tensiones de salida o corrientes de salida del convertidor trifásico (4) a un motor (5) , estando el aparato caracterizado porque comprende:

medios de operación para la corriente del condensador (31) (31a) (31b) (31c) (31d) adaptados para calcular una corriente del condensador que fluye en el condensador (3) desde una fuente de energía a través del circuito de rectificación monofásico (2) ; y medios de corrección de corriente para el par (32) (32') (33) adaptados para corregir una corriente para el par restando la corriente del condensador obtenida de la corriente para el par.

8. Un aparato de control de un convertidor según la reivindicación 7, en el que los medios de operación de corriente del condensador (31a) llevan a cabo el análisis de armónicos de la corriente de fuerza motriz.

9. Un aparato de control de un convertidor según la reivindicación 8, en el que como el resultado del análisis armónico se emplea un componente armónico de una frecuencia doble con respecto a la frecuencia de red .

10. Un aparato de control de un convertidor según la reivindicación 7, en el que los medios de operación de corriente del condensador (31d) producen la corriente del condensador basado en el patrón almacenado.

11. Un aparato de control de un convertidor según la reivindicación 10, que también comprende medios de corrección (31e) para corregir la salida de corriente del condensador basado en el patrón almacenado, basándose en un valor de detección de tensión de corriente continua.

12. Un aparato de control de un convertidor según la reivindicación 6, en el que los medios de control (22a) incluyen un medio de determinación de fase (22a) para determinar que una fase de la corriente de par sea una fase retardada.

convertidor de corriente para par

o comando de corriente finalconvertidor sin condensadorcnvencional

sección de sustracción

Comando de parprovisional o corriente para comando de paro comando de corriente final para el par

Convertidor sin condensadorconvencional

fase de red

fase de red

red