Dispositivo inversor y acondicionador de aire.

Un dispositivo inversor que comprende:

un medio de rectificación (2) que rectifica una tensión de CA de una fuente de alimentación de CA (1) y genera una tensión rectificada;

un medio de filtrado (3) que filtra la tensión rectificada y genera una tensión filtrada que contiene la forma de onda de un período de tensión filtrada correspondiente a la mitad del período de tensión de CA;

un medio de conversión de CC/CA (4) que convierte la tensión filtrada en una tensión de accionamiento que representa una corriente alterna modulada por anchura de impulsos y alimenta la tensión de accionamiento a un motor (5);

un medio de detección de corriente (6, 18) que detecta la corriente de motor que fluye al motor como consecuencia de la tensión de accionamiento, conteniendo la corriente de motor la forma de onda del período de tensión filtrada y una primera y una cuarta distorsión de forma de onda, y genera una señal de detección de corriente;

un medio de ajuste de velocidad objetivo (15) que genera una señal de velocidad objetivo que representa la velocidad objetivo del motor;

un medio de generación de órdenes de corriente (8) que genera una señal de órdenes de corriente que representa un valor de control de la corriente de motor en función de la señal de detección de corriente y de la señal de velocidad objetivo.

Dispositivo inversor y acondicionador de aire CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a tecnología para reducir la distorsión de un inversor y se refiere, más en particular, a un dispositivo inversor y a un acondicionador de aire.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La FIG. 14 muestra un dispositivo inversor que reduce la distorsión de la corriente alterna que fluye desde la fuente de alimentación de CA que acciona un motor, según se describe en la publicación de patente japonesa, abierta a consulta por el público, Nº H9-84385.

Como se muestra en la FIG. 14, dicho dispositivo inversor convencional tiene un convertidor de CC/CA 4p, un detector de corriente 6p, un operador de órdenes de corriente 8p, un operador de órdenes de tensión 9p, un generador de señales de PWM 10p y una unidad de compensación de órdenes de tensión 11p. El convertidor de CC/CA 4p convierte la tensión de salida de una unidad de filtrado (no se muestra en la figura) en una tensión de CA

deseada para accionar el motor 5p. El detector de corriente 6p detecta la corriente que fluye al motor 5p. El operador de órdenes de corriente 8p computa el valor de control de la corriente para accionar el motor 5p. El operador de órdenes de tensión 9p computa el valor de control de la tensión en función del valor de control calculado de la corriente y de la corriente detectada por el detector de corriente 6p. A continuación, el generador de señales de PWM 10p genera la señal para accionar el convertidor de CC/CA 4p a partir del valor de control de la tensión. La unidad de compensación de órdenes de tensión 11p superpone una señal de compensación en el valor de control de la tensión.

Por consiguiente, la distorsión se reduce, por lo general, corrigiendo la amplitud del valor de control de la tensión en función del valor de control de la corriente.

Sin embargo, los dispositivos inversores modernos tratan de reducir el coste, el tamaño y el peso reduciendo considerablemente la capacitancia y la escala de los capacitores y las reactancias que se usan en la unidad de filtrado.

No obstante, si se usa una unidad de filtrado con insuficiente capacitancia, la tensión de salida de la unidad de filtrado pulsa a una frecuencia dos veces superior a la frecuencia de alimentación de CA. En este caso, la pulsación de la tensión afecta al dispositivo inversor que usa una unidad de compensación de órdenes de tensión 11p, según la técnica relacionada, y no puede suprimir lo suficiente la distorsión de corriente del motor 5p.

En relación con otras técnicas anteriores, en el documento EP 1 603 226 A2 se describe un controlador de automóvil eléctrico, en el que se recoge potencia de CC de un cable aéreo y se filtra con un medio de filtrado que comprende un reactor y un capacitor. La potencia cogida se convierte en potencia de CA con un convertidor de potencia, alimentándose la potencia de CA a un motor de CA que acciona el vehículo. Se detectan las condiciones de funcionamiento del sistema detectando tensiones y corrientes. Se introducen señales de control que definen una 45 velocidad objetivo del motor y se generan señales de órdenes de tensión para obtener una tensión de alimentación al motor de CA. Se calculan los valores de corrección de órdenes de corriente y, por último, los componentes de frecuencia de una banda determinada contenidos en la cantidad de energía del capacitor se reducen por medio de valores de órdenes de corriente.

En el documento DE 195 37 526 A1, de técnica anterior, se describe un vehículo eléctrico (tal como un motor eléctrico) , en el que los motores se accionan por medio de convertidores situados detrás de un circuito de enlace de CC. Un medio de filtrado incluye al menos un condensador y proporciona filtros de red. Una resistencia de desconexión está básicamente en paralelo al filtro de red junto con un medio de accionamiento en forma de controlador de freno. El controlador de freno se acciona por medio de una unidad de control que actúa según valores 55 de corriente o de tensión definidos en el circuito intermedio. Se detectan componentes de perturbación de la corriente introducidos en el vehículo eléctrico y se hace funcionar el controlador de freno para compensar dichos componentes de perturbación. Un primer y un segundo medio de control o medio de control de retroalimentación se usan para hacer funcionar en consecuencia el controlador de freno.

En el documento JP 2005/168 115 se describe un controlador para un motor de un automóvil, en el que se reduce la degradación del par de salida de un motor. Se detectan las condiciones de funcionamiento del motor y una parte de corrección de órdenes de corriente determina valores de corrección de órdenes de corriente para obtener, tras una evaluación adicional de los datos, valores de órdenes de corriente definitivos para determinar la fuente de

alimentación al motor.

En el documento JP 2004/135 410 se describe un dispositivo de control de corriente para un motor eléctrico, en el que el funcionamiento adecuado del motor eléctrico se garantiza en combinación con una reducción de las ondulaciones de corriente. En función de las condiciones de funcionamiento del motor eléctrico y, específicamente, correspondientes a valores de corriente, un inversor para alimentar potencia eléctrica al motor eléctrico se acciona con valores de órdenes de corriente y, asimismo, se usan señales de PWM. Además, se definen las cantidades de corrección de corriente eléctrica.

Según el documento JP 2001/007228 se describe un controlador para accionar un motor eléctrico, en el que se detectan las corrientes del motor y se lleva a cabo un control de las condiciones de funcionamiento del motor en combinación con valores de corrección de órdenes de corriente. Se corrige un valor de órdenes de corriente de par y un valor de órdenes de corriente inductora.

En el documento JP 2004/343 837 se describe un controlador para un convertidor de potencia, en el que se reduce la distorsión de una corriente de salida del convertidor. El convertidor de potencia incluye un rectificador de tipo corriente conectado con una fuente de alimentación de CA y un inversor de tipo corriente conectado al rectificador de tipo corriente a través de un reactor de CC. Se detecta la corriente de la fuente de alimentación a un motor eléctrico y se calculan valores de corrección de órdenes de corriente para obtener un control adecuado de la fuente de alimentación al motor.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Un objetivo, según la presente invención, es proporcionar un dispositivo inversor y un acondicionador de aire que es capaz de suprimir la distorsión de forma de onda del motor, a la vez que se usa una unidad de filtrado desde la que la tensión de salida pulsa más.

Según la presente invención dicho objetivo se logra con un dispositivo inversor y un acondicionador de aire que incluye el dispositivo inversor según se expone en las reivindicaciones adjuntas.

El dispositivo inversor de la presente invención, según la reivindicación 1, tiene un medio de rectificación que rectifica una tensión de CA de una fuente de alimentación de CA y genera una tensión rectificada; un medio de filtrado que filtra la tensión rectificada y genera una tensión filtrada que contiene la forma de onda de un período de tensión filtrada correspondiente a la mitad del período de tensión de CA; un medio de conversión de CC/CA que convierte la tensión filtrada en una tensión de accionamiento que representa una corriente alterna modulada por anchura de impulsos y alimenta la tensión de accionamiento a un motor; un medio de detección de corriente que detecta la corriente de motor que fluye al motor como consecuencia de la tensión de accionamiento, conteniendo la corriente de motor la forma de onda del período de tensión filtrada y una primera distorsión de forma de onda, y genera una señal de detección de corriente; un medio de ajuste de velocidad objetivo que genera una señal de velocidad objetivo que representa la velocidad objetivo del motor; un medio de generación de órdenes de corriente que genera una señal de órdenes de corriente que representa un valor de control de la corriente de motor en función de la señal de detección de corriente y de la señal de velocidad objetivo; un primer medio de corrección de órdenes de corriente que genera una primera señal de corrección de órdenes de corriente que corrige la primera distorsión de forma de onda en función de la señal de detección de corriente y de la señal de órdenes de corriente; un medio de salida de órdenes de tensión que genera y envía una señal de órdenes de tensión en función de la señal de detección... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo inversor que comprende:

un medio de rectificación (2) que rectifica una tensión de CA de una fuente de alimentación de CA (1) y genera una tensión rectificada;

un medio de filtrado (3) que filtra la tensión rectificada y genera una tensión filtrada que contiene la forma de onda de un período de tensión filtrada correspondiente a la mitad del período de tensión de CA;

un medio de conversión de CC/CA (4) que convierte la tensión filtrada en una tensión de accionamiento que representa una corriente alterna modulada por anchura de impulsos y alimenta la tensión de accionamiento a un motor (5) ;

un medio de detección de corriente (6, 18) que detecta la corriente de motor que fluye al motor como consecuencia de la tensión de accionamiento, conteniendo la corriente de motor la forma de onda del período de tensión filtrada y una primera y una cuarta distorsión de forma de onda, y genera una señal de detección de corriente;

un medio de ajuste de velocidad objetivo (15) que genera una señal de velocidad objetivo que representa la velocidad objetivo del motor;

un medio de generación de órdenes de corriente (8) que genera una señal de órdenes de corriente que representa un valor de control de la corriente de motor en función de la señal de detección de corriente y de la señal de velocidad objetivo;

un primer medio de corrección de órdenes de corriente (13) que genera una primera señal de corrección de órdenes de corriente que corrige la primera distorsión de forma de onda en función de la señal de detección de corriente y de la señal de órdenes de corriente (S13) ;

un medio de salida de órdenes de tensión (9, 17) que genera y envía una señal de órdenes de tensión (S17) en función de la señal de detección de corriente, de la señal de órdenes de corriente y de la primera señal de corrección de órdenes de corriente;

un medio de generación de señales de modulación de impulsos en anchura (10) que genera la señal de modulación de impulsos en anchura (S10) en función de la señal de órdenes de tensión;

un medio de corrección de órdenes de tensión (11) que genera una señal de corrección de órdenes de tensión que corrige la cuarta distorsión de forma de onda en función de la señal de detección de corriente y de la señal de velocidad objetivo; y

un medio de generación de señales que se van a modular (16) que suma la señal de órdenes de tensión y la señal de corrección de órdenes de tensión y envía la señal de suma resultante como señal que se va a modular;

en el que:

dicho medio de generación de señales de modulación de impulsos en anchura (10) genera la señal de modulación de impulsos en anchura (S10) en función de la señal que se va a modular (S16) , y

en el que dicho medio de conversión de CC/CA (4) genera la tensión de accionamiento en función de la señal de modulación de impulsos en anchura (S10) ,

dicho medio de corrección de órdenes de tensión (11)

incluye una unidad de control (43) que genera una señal de período de corrección que representa un período de corrección de longitud cero o un período de corrección de longitud distinta de cero de cada período de tensión filtrada; y

genera una señal de corrección de órdenes de tensión cuando la señal de período de corrección está en el período de corrección distinto de cero; y

la unidad de control (43) ajusta al menos uno del punto de inicio o de fin del período de corrección distinto de cero a un tiempo deseado de cada período de tensión filtrada.

2. El dispositivo inversor que se ha descrito en la reivindicación 1, en el que dicho medio de detección de corriente (6) detecta una corriente de motor que contiene una segunda distorsión de forma de onda y una tercera distorsión de forma de onda;

dicho medio de generación de señales de modulación de impulsos en anchura (10) genera una señal de conmutación que indica los tiempos de conmutación de la corriente de motor; y

dicho primer medio de corrección de órdenes de corriente (13) incluye un segundo medio de corrección de órdenes de corriente que genera una segunda señal de corrección de órdenes de corriente que corrige la segunda distorsión de forma de onda en función de la señal de detección de corriente y de la señal de órdenes de corriente, y

un tercer medio de corrección de órdenes de corriente que genera una tercera señal de corrección de órdenes de corriente que corrige la tercera distorsión de forma de onda en función de la señal de detección de corriente, de la señal de órdenes de corriente y de la señal de conmutación.

3. El dispositivo inversor que se ha descrito en la reivindicación 1, que comprende además:

un medio de detección de fases de rotación (7) que detecta una señal de fase de rotación que representa la fase de rotación del motor (5) en función de la señal de detección de corriente (S6) ;

en el que dicho medio de corrección de órdenes de tensión (11) genera una señal de corrección de órdenes de tensión (S11) en función de la señal de fase de rotación (S7) y de la señal de órdenes de corriente (S8) .

4. El dispositivo inversor que se ha descrito en la reivindicación 1, que comprende además:

un medio de detección de fases de tensión (12) que detecta una señal de fase de tensión (S12) que representa la fase de la tensión filtrada;

en el que dicho medio de corrección de órdenes de tensión (11) genera la señal de corrección de órdenes de tensión (S11) en función de la señal de fase de tensión (S12) .

5. El dispositivo inversor que se ha descrito en la reivindicación 1, en el que

dicho medio de corrección de órdenes de tensión (11) cambia al menos una de la amplitud o la fase de la señal de corrección de órdenes de tensión (S11) .

6. El dispositivo inversor que se ha descrito en la reivindicación 1, que comprende además:

un medio de detección de fases de rotación (7) que detecta una señal de fase de rotación (S7) que representa la fase de rotación del motor (5) en función de la señal de detección de corriente (S6) ;

en el que dicho medio de generación de órdenes de corriente (8) genera una señal de órdenes de corriente (S8) en función de la señal de fase de rotación y de la señal de velocidad objetivo,

dicho primer medio de corrección de órdenes de corriente (13) genera la primera señal de órdenes de corriente en función de la señal de fase de rotación (S7) y de la señal de órdenes de corriente, y

dicho medio de salida de órdenes de tensión (9, 17) envía la señal de órdenes de tensión en función de la señal de fase de rotación (S7) , de la señal de órdenes de corriente y de la primera señal de corrección de órdenes de corriente.

7. El dispositivo inversor que se ha descrito en la reivindicación 1, en el que: dicho medio de salida de órdenes de tensión (9, 17) incluye un medio de generación de señales de suma (17) que suma la primera señal de corrección de órdenes de corriente a la señal de órdenes de corriente y genera la señal de suma, y un medio de generación de órdenes de tensión (9) que genera una señal de órdenes de tensión (S9) en función de la señal de detección de corriente y de la señal de suma.

8. El dispositivo inversor que se ha descrito en la reivindicación 1, que comprende además:

un medio de detección de fases de tensión (12) que detecta una señal de fase de tensión (S12) que representa la fase de la tensión filtrada.

9. El dispositivo inversor que se ha descrito en la reivindicación 8, en el que

dicho medio de generación de órdenes de corriente (8) genera la señal de órdenes de corriente en función de la señal de fase de tensión (S12) .

10. El dispositivo inversor que se ha descrito en la reivindicación 8, en el que

dicho primer medio de corrección de órdenes de corriente (13) genera la primera señal de corrección de órdenes de corriente en función de la señal de fase de tensión (S12) .

11. El dispositivo inversor que se ha descrito en la reivindicación 1, en el que

dicho primer medio de corrección de órdenes de corriente (13)

incluye una unidad de control (43) que genera una señal de período de corrección que representa un período de corrección de longitud cero o un período de corrección de longitud distinta de cero de cada período de tensión filtrada; y

genera una primera señal de corrección de órdenes de corriente cuando la señal de período de corrección está en el período de corrección distinto de cero; y

la unidad de control (43) ajusta al menos uno del punto de inicio o de fin del período de corrección distinto de cero a un tiempo deseado de cada período de tensión filtrada.

12. El dispositivo inversor que se ha descrito en la reivindicación 1, en el que dicho primer medio de corrección de órdenes de corriente (13) cambia al menos una de la amplitud o la fase de la primera señal de corrección de órdenes de corriente.

13. El dispositivo inversor que se ha descrito en la reivindicación 1, en el que dicho medio de filtrado incluye un capacitor de filtrado y un reactor; y la frecuencia de resonancia del capacitor de filtrado y del reactor es al menos cuarenta veces la frecuencia de la

fuente de alimentación de CA (1) .

14. El dispositivo inversor que se ha descrito en la reivindicación 13, en el que el capacitor de filtrado es un capacitor de película.

15. Un acondicionador de aire que comprende: el dispositivo inversor que se ha descrito en la reivindicación 1; y un compresor que incluye un motor (5) .