EQUIPO DE GENERACIÓN DE TENSIÓN TRIFÁSICA A ALTA FRECUENCIA.

Equipo de generación de una tensión trifásica a alta frecuencia que está alimentado desde una red de alimentación a 400 voltios y 50 Hz,

se emplea para máquinas desbastadoras y comprende una variador (10), que a su vez comprende un rectificador (12) de corriente alterna a continua, seguido de un filtro (13), que está conectado a un inversor (14), estando todos los elementos anteriores gobernados por un módulo de control (15), donde gracias a éste.

Equipo se logra, reducir el consumo energético, reducir los costes asociados al mantenimiento electromecánico, ausencia de perturbaciones de la red de distribución, ser un equipo de fácil y seguro manejo, adaptable a las exigencias de utilización requeridas, que ofrece protección y fiabilidad y permite una rápida amortización de la inversión.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201230338.

Solicitante: VITOELEC, S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: COBO VALENZUELA,Juan De Dios.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H02M5/40 SECCION H — ELECTRICIDAD.H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA.H02M APARATOS PARA LA TRANSFORMACION DE CORRIENTE ALTERNA EN CORRIENTE ALTERNA, DE CORRIENTE ALTERNA EN CORRIENTE CONTINUA O DE CORRIENTE CONTINUA EN CORRIENTE CONTINUA Y UTILIZADOS CON LAS REDES DE DISTRIBUCION DE ENERGIA O SISTEMAS DE ALIMENTACION SIMILARES; TRANSFORMACION DE UNA POTENCIA DE ENTRADA EN CORRIENTE CONTINUA O ALTERNA EN UNA POTENCIA DE SALIDA DE CHOQUE; SU CONTROL O REGULACION (transformación de la corriente o de la tensión especialmente adaptada para su uso en los relojes electrónicos sin partes móviles G04G 19/02; sistemas de regulacion de variables eléctricas o magnéticas en general, p. ej. utilizando transformadores, reactancias o bobinas de choque, combinacion de tales sistemas con convertidores estáticos G05F; para computadores digitales G06F 1/00; transformadores H01F; conexión o control de un convertidor teniendo en cuenta su unión funcional con una fuente similar u otra fuente de alimentación H02J; convertidores dinamoeléctricos H02K 47/00; control de los transformadores, reactancias o bobinas de choque, control o regulación de motores, generadores eléctricos o convertidores dinamoeléctricos H02P; generadores de impulsos H03K). › H02M 5/00 Transformación de una potencia de entrada en corriente alterna en una potencia de salida en corriente alterna, p. ej. para cambiar la tensión, para cambiar la frecuencia, para cambiar el número de fases. › con transformación intermedia en corriente continua.
  • H02P27/06 H02 […] › H02P CONTROL O REGULACION DE MOTORES ELECTRICOS, GENERADORES ELECTRICOS O CONVERTIDORES DINAMOELECTRICOS; CONTROL DE TRANSFORMADORES, REACTANCIAS O BOBINAS DE CHOQUE.H02P 27/00 Disposiciones o métodos para el control de motores de CA caracterizados por la clase de voltaje de alimentación (de dos o más motores H02P 5/00; de motores síncronos con conmutadores electrónicos H02P 6/00; de motores de CC H02P 7/00; de motores paso a paso H02P 8/00). › utilizando inversores o convertidores CC-CA (H02P 27/05 tiene prioridad).

Fragmento de la descripción:

Equipo de generación de tensión trifásica a alta frecuencia

OBJETO DE LA INVENCIÓN

Es objeto de la presente invención, tal y como el título de la invención establece, un equipo de generación de tensión trifásica a alta frecuencia, particularmente, será una tensión trifásica de 200 V y a una frecuencia de 300 Hz, que tiene su uso primordial en máquinas herramientas de desbaste que precisan de dicha alimentación y a dicha frecuencia.

Caracteriza a la presente invención, la especial configuración y disposición conjunto de una serie de elementos para conseguir el fin de generar una tensión trifásica a una frecuencia diferente de la de alimentación.

Por lo tanto, la presente invención se circunscribe dentro del ámbito de los equipos de generadores a una frecuencia y tensión diferentes de las de alimentación.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Las máquinas herramientas para desbaste, son máquinas que trabajan a un elevado número de revoluciones por minuto, del orden de entre 6.000 a 18.000 r.p.m., además generan picos de tensión muy elevados, por lo que se hace preciso su alimentación a una tensión de alimentación más reducida que la tensión de distribución, y a una frecuencia superior a la frecuencia de alimentación. Una tensión de alimentación típica es del orden de 200 Voltios trifásicos y 300 Hz de frecuencia.

Las herramientas de desbaste pueden ser, entre otras, amoladoras rectas, amoladoras angulares, lijadoras, pulidoras, y todo tipo de herramientas de alta frecuencia utilizadas principalmente en la industria siderometalúrgica en su proceso final de acabado (p.e. rebarbado de piezas de fundición) .

En el estado de la técnica, la solución adoptada para la consecución de una tensión determinada con una frecuencia precisa, ha sido la de acoplar un motor alimentado de la red distribución, a un alternador o generador que genera la tensión y frecuencia deseada.

Esta solución, si bien consigue generar la tensión y frecuencia deseadas, presenta algunos inconvenientes, como por ejemplo, la introducción de armónicos en la red, generación de picos de tensión y variaciones de frecuencia en la red, un elevado consumo de energía, independientemente del número de herramientas que se encuentren conectadas al equipo generador, ya que se hace necesario que el motor accionador esté trabajando a la potencia nominal siempre. Otra dificultad añadida es el mantenimiento electromecánico que la instalación requiere.

Por lo tanto, es objeto de la presente invención desarrollar un equipo de generación de tensión trifásica a una tensión y frecuencia diferente de la tensión de alimentación, que supere los inconvenientes apuntados, desarrollando un Equipo como el que a continuación se describe y queda recogido en su esencialidad en la reivindicación 1.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un Equipo de generación de tensiones trifásicas a una tensión y frecuencia diferente de la tensión de alimentación o distribución, que en general en Europa al menos, es de 400 Voltios entre fases, y 50 Hz de frecuencia.

El equipo de generación comprende un variador de frecuencia que a su vez comprende:

-Un rectificador de corriente, que convierte la corriente alterna de entrada en una corriente continua

-Un filtro, formado por bobinas y condensadores, que elimina cualquier posible rizado de la tensión una vez filtrada

-Un inversor, encargado de realizar la conversión de la corriente continua de entrada en una tensión alterna de salida

-Un módulo de control, encargado de controlar los elementos anteriores y de manera particular el inversor.

Gracias al equipo descrito se logra reducir de una manera considerable el consumo energético, consiguiendo consumir estrictamente lo necesario en cada momento en función de las herramientas conectadas al equipo, al contrario de la solución convencional en la que el consumo energético es constante en todo momento e igual al máximo que permite el equipo.

Por otro lado, y adicionalmente, gracias al equipo descrito se logran reducir los costes de mantenimiento mecánico, que mediante la solución electromecánica se hace necesario debido al desgaste que sufren por su continuo funcionamiento (sustitución de rodamientos del eje del motor asíncrono y del generador asociado, sustitución de escobillas desgastadas del generador, y sustitución de los anillos rozantes del generador) . Esto hace que, preventivamente, ante una eventual avería del conjunto, se deba contar en existencias en el almacén repuestos de estos elementos, con sus consiguientes gastos. También se ha de valorar el coste de la mano de obra requerida para los trabajos de sustitución así como los tiempos de parada no productiva prevista e imprevista que ocasiona.

Con la tecnología de la invención descrita también se logra evitar el impacto negativo que produce en la red de distribución eléctrica la generación de corriente por el método convencional, minimizando las inversiones necesarias para evitar las sanciones que la compañía suministradora impone por este concepto.

El equipo generador de energía objeto de la propuesta es de sencilla utilización. En manos del personal que lo utilice sólo queda la acción de dar la orden de marcha o la de paro del equipo. La tecnología utilizada permite que el propio equipo se auto-controle dependiendo de las condiciones de funcionamiento, desconectándose automáticamente cuando exista alguna alteración en la mismas que pueda implicar un daño grave para el equipo y conectándose automáticamente cuando el problema desaparece.

El equipo generador de energía objeto de la propuesta se adapta completamente a las exigencias de utilización requeridas. Independientemente del número de herramientas conectadas al conjunto éste responderá de igual manera, siempre y cuando no se sobrepase la potencia nominal de funcionamiento para la que ha sido diseñado. Y existen configuraciones de potencia nominal de salida de hasta 45 KW., existiendo la posibilidad de configuraciones de mayor potencia nominal de salida previo estudio.

Por lo tanto, gracias a la solución ahora propuesta se logra, por un lado, reducir el consumo energético, por otro lado, reducir los costes asociados al mantenimiento electromecánico, al no existir equipos electromecánicos, ausencia de perturbaciones de la red de distribución con armónicos no deseados, ser un equipo de fácil y seguro manejo, adaptable a las exigencias de utilización requeridas, que ofrece protección y fiabilidad y permite una rápida amortización de la inversión.

EXPLICACIÓN DE LAS FIGURAS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente.

La figura 1, muestra una representación del estado de la técnica La figura 2, muestra una representación en detalle de cómo sería el equipo generador de tensión trifásica a alta frecuencia.

La figura 3, muestra dos ondas de tensión, una generada con la solución conocida con el estado de la técnica y otra con la solución ahora adoptada.

La figura 4, muestra un cuadro de control en el que integrar las salidas de alimentación a las máquinas desbastadoras.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN.

A la vista de las figuras se describe seguidamente un modo de realización preferente de la invención propuesta.

Con objeto de poner de manifiesto las ventajas que supone el objeto de la invención frente al estado de la técnica, en la figura 1, se muestra la solución adoptada hasta ahora conocida, en la que puede observarse un motor asíncrono (1) alimentado desde una red trifásica de 400 V, y 50 Hz, protegido mediante una interruptor magnetotérmico (3) , y accionado mediante un arranque estrella triángulo (5, 6 y 7) . El motor asíncrono se encuentra conectado con un generador trifásico (2) , que suministra una tensión de 200 Voltios trifásicos a una frecuencia de 300 Hz, a través de una protección de salida (4) .

Los inconvenientes de esta solución son los ya apuntados en el apartado de antecedentes de la invención.

En la figura 2, se puede observar cómo se logra la generación de una tensión trifásica a frecuencia elevada por medios electrónicos, sin necesidad de emplear medios electromecánicos.

El equipo comprende una variador (10) , alimentado desde una red de alimentación a 400...

 


Reivindicaciones:

1. Equipo de generación de una tensión trifásica a alta frecuencia caracterizado porque está alimentado desde una red de alimentación a 400 voltios y 50 Hz, se emplea para máquinas desbastadoras y comprende un variador (10) , que a su vez comprende un rectificador (12) de corriente alterna a continua, seguido de un filtro (13) , que está conectado a un inversor (14) , estando todos los elementos anteriores gobernados por un módulo de control (15) .

2. Equipo de generación de una tensión trifásica a alta frecuencia, según la reivindicación 1 caracterizado porque el filtro (13) está formado por unas reactancias (13.1) y por una batería de condensadores (13.2) .

3. Equipo de generación de una tensión trifásica a alta frecuencia, según la reivindicación 2 caracterizado porque la salida del inversor (14) y por lo tanto del variador (10) , está conectada a un transformador de tensión (16) , seguido por unos medios de protección, por ejemplo, unos fusibles (17) ,

4. Equipo de generación de una tensión trifásica a alta frecuencia, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque se obtiene una tensión trifásica de 200 V y 300 Hz.

5. Equipo de generación de una tensión trifásica a alta frecuencia, según la reivindicación 4, caracterizado porque se integra dentro de un cuadro de mando y operación que comprende un fusible de protección (20) , seguido de un pulsador de emergencia (21) y de un pulsador de parada (22) , que alimenta a un pulsador de marcha (23) , que tiene en paralelo un contacto de un relé (k1) dispuesto en serie con el pulsador de marcha (23) , también cuenta el cuadro con un ventilador monofásico (25) .

6. Equipo de generación de una tensión trifásica a alta frecuencia, según la reivindicación 5, caracterizado porque adicionalmente cuenta con una salida digital KVF1 del variador de frecuencia (10) conectada en serie con un piloto de señalización H1, con salida digital KVF2 del variador de frecuencia (10) conectada en serie con un relé auxiliar KR2 y un contacto del relé auxiliar KR2 dispuesto en serie con un piloto de señalización de parada H2.

7. Equipo de generación de una tensión trifásica a alta frecuencia, según la reivindicación 5, caracterizado porque el ventilador monofásico (25) está dispuesto en serie con un termostato (26) y con unos medios de protección contra cortocircuitos y sobrecargas con un fusible de protección (27) .


 

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