Procedimiento para la determinación del paso por cero de corriente en un convertidor.

Procedimiento para la determinación del paso por cero de corriente en un convertidor con al menos dos brazos deconvertidor de corriente,

fluyendo la corriente de manera alterna por al menos un primer brazo de convertidor de corriente y por al menos un segundo brazo de convertidor de corriente y con un dispositivo para la determinación delmomento del paso por cero de corriente, caracterizado por que la corriente se mide por medio del dispositivo, apartir de los valores de corriente medidos se determina una amplitud máxima de la corriente Imáx en una semiondapositiva y/o negativa, el valor de corriente medido se compara en el dispositivo con un valor umbral de corriente Iset ymediante el momento en el que la corriente obtiene el valor del valor umbral de corriente Iset antes del paso por cerode corriente y del valor de la amplitud máxima de la corriente Imáx de una semionda se determina un periodoprevisible Δt desde la obtención del valor umbral de corriente Iset hasta la obtención del paso por cero de corrientepor medio del dispositivo.

Procedimiento para la determinación del paso por cero de corriente en un convertidor

Campo técnico La invención se refiere al campo de la electrónica de potencia. Ésta se refiere a un procedimiento para la determinación del momento del paso por cero de corriente en un convertidor con al menos dos brazos de convertidor de corriente, fluyendo la corriente de manera alterna por al menos un primer brazo de convertidor de corriente y por al menos un segundo brazo de convertidor de corriente, a un dispositivo para la realización de este procedimiento y a un convertidor.

Estado de la técnica Los convertidores conducidos por corriente sirven para la transformación de una corriente de entrada en una corriente alterna de una o múltiples fases. Los convertidores contienen dos brazos de convertidor de corriente, por los que puede fluir una corriente I (t) . Cada uno de los brazos de convertidor de corriente puede conectarse mediante una válvula de corriente en un estado de conducción o en un estado de bloqueo. Una primera válvula de corriente en el primer brazo de convertidor de corriente se conecta en estado de conducción durante una semionda de la corriente, en la que la corriente es positiva o negativa continuamente. Cuando la corriente cambia su signo de polaridad, se conecta la primera válvula de corriente en estado de bloqueo y una segunda válvula en el segundo brazo de convertidor de corriente que estaba en estado de bloqueo durante el periodo en el que la primera válvula de corriente estaba en estado de conducción, se conecta ahora en estado de conducción. Si se realiza la transición de un brazo de convertidor de corriente en el otro sin embargo no de manera exacta con respecto al momento en el

que la corriente cambia su signo de polaridad, se produce una zona de solapamiento en la que los dos brazos de convertidor de corriente conducen corriente o se produce una zona en la que en ninguno de los brazos de convertidor de corriente fluye corriente. Esta zona de solapamiento o la zona en la que en ninguno de los brazos de convertidor de corriente fluye corriente conduce sin embargo a grandes pérdidas de energía y fenómenos transitorios.

Para la determinación del momento en el que las válvulas de corriente deben conectarse se han desarrollado procedimientos complejos que implican una medición de la corriente. Un procedimiento de este tipo se describe en un documento de S. Väliviita, Ovaska S.J., Kyyrä J. (“adaptive signal processing system for accurate zerocrossing detection of cycloconverter phase currents”; IEEJ 1997 -PCC Nagoka, pág. 467-472) . En el procedimiento se usa un filtro previo de baja frecuencia para filtrar partes de frecuencia de baja frecuencia no deseadas de la señal de corriente y mediante un filtro digital adaptativo de múltiples fases se reconstruye un recorrido sinusoidal de la señal de corriente, a partir de la cual puede predecirse a continuación el momento del paso por cero de corriente.

Este procedimiento es, sin embargo, costoso y caro. Ciertos fallos en las mediciones de corriente y del desplazamiento de corriente disminuyen la fiabilidad y exactitud de la determinación del momento del paso por cero de corriente.

El documento US 6.535.402 B1 describe un procedimiento para la determinación del paso por cero de corriente para una compensación de tiempo muerto en un convertidor, añadiéndose una corriente adicional constante a la corriente 45 de la que ha de determinarse el paso por cero de corriente. De esta corriente total se determina el paso por cero. Mediante la adición de la corriente adicional se genera una asimetría de los periodos de la semionda positiva y negativa. La diferencia de los periodos de las dos semiondas se usa para corregir desde el paso por cero de corriente medido el supuesto momento real.

Descripción de la invención Es objetivo de la invención crear un procedimiento y un dispositivo del tipo mencionado anteriormente que posibiliten una predicción exacta y más sencilla del momento del paso por cero de corriente en un convertidor.

Este objetivo se soluciona de acuerdo con la invención mediante un procedimiento para la determinación del paso por cero de corriente en un convertidor con las características de la reivindicación 1, un dispositivo para la determinación del momento del paso por cero de corriente con las características de la reivindicación 8 y un convertidor con las características de la reivindicación 9.

En el procedimiento de acuerdo con la invención se mide la corriente en el convertidor por medio de un dispositivo para la determinación del momento del paso por cero de corriente, el valor de corriente medido se compara en el dispositivo con un valor umbral de corriente y mediante el momento en el que el valor de corriente obtiene el valor del valor umbral de corriente antes del paso por cero de corriente se determina un periodo previsible Δt desde la obtención del valor umbral de corriente hasta la obtención del paso por cero de corriente por medio del dispositivo.

Dado que sólo ha de determinarse una magnitud de medición y son necesarios sólo cálculos sencillos, esté procedimiento es fácil de realizar.

En caso de un recorrido sinusoidal o aproximadamente sinusoidal de la corriente puede dividirse la corriente en dos semiondas, de las que cada semionda comprende el periodo en el que la corriente es continuamente mayor o continuamente menor que cero. A partir de las corrientes medidas en una semionda positiva o las corrientes medidas en una semionda negativa se determina una amplitud máxima de la corriente de la semionda Imáx y se usa la amplitud máxima de la corriente para la determinación del momento del paso por cero de corriente. Mediante la determinación de la amplitud máxima de la corriente de una semionda aumenta la exactitud del procedimiento.

El periodo previsible Δt desde la obtención del valor umbral de corriente Iset hasta la obtención del paso por cero de corriente puede determinarse con la obtención del valor umbral de corriente antes del paso por cero de corriente a partir de una magnitud del valor umbral de corriente |Iset|, de la amplitud máxima de la corriente Imáx y de una Iset

frecuencia w de la corriente por medio de la ecuación: !t ∀∃ , usándose como valor umbral de corriente # Imáx Iset en la semionda negativa un valor umbral de corriente negativo Iset, n y en la semionda positiva un valor umbral de corriente positivo Iset, p. Es ventajoso de esta forma de realización que sólo algunos valores de medición fáciles de determinar entran en la determinación del paso por cero de corriente, y la determinación del momento del paso por cero de corriente se realiza por medio de una ecuación sencilla y por tanto rápidamente.

Otras variantes y formas de realización ventajosas resultan de las reivindicaciones dependientes.

Breve descripción del dibujo A continuación se explica en más detalle el procedimiento de acuerdo con la invención y el objeto de la invención por medio de un ejemplo de realización preferente que está representado en el dibujo adjunto. La figura muestra un recorrido de la corriente durante el tiempo en un convertidor y comportamiento de conexión de una primera válvula de corriente en un primer brazo de convertidor de corriente.

Modo de realizar la invención En el siguiente ejemplo se describe un convertidor con dos brazos de convertidor de corriente, sin embargo la invención puede usarse también en un convertidor de una o múltiples fases con al menos dos brazos de convertidor de corriente.

La figura muestra el recorrido de corriente durante el tiempo y el comportamiento de conexión de una primera válvula de corriente en un primer brazo de convertidor de corriente. La corriente en el convertidor se mide por medio de un dispositivo para la determinación del momento del paso por cero de corriente del convertidor. Por medio de la curva 1 se muestra que por la semionda negativa partiendo de los valores de corriente medidos del convertidor se determina la amplitud máxima de la corriente Imáx de la semionda negativa (no representada en la figura por motivos de claridad) . La determinación se realiza con un procedimiento de cálculo corriente. Con la obtención de un valor umbral de corriente negativo Iset, n tras el recorrido de la amplitud máxima de la corriente y antes del paso por cero de corriente 2 se determina un periodo previsible Δt desde la obtención del valor umbral de corriente hasta la obtención del paso por cero de corriente. En la semionda positiva se determina la amplitud máxima de la corriente Imáx y con la obtención de un valor umbral de corriente positivo Iset, p tras el recorrido de la amplitud máxima de la corriente y antes del... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la determinación del paso por cero de corriente en un convertidor con al menos dos brazos de convertidor de corriente, fluyendo la corriente de manera alterna por al menos un primer brazo de convertidor de 5 corriente y por al menos un segundo brazo de convertidor de corriente y con un dispositivo para la determinación del momento del paso por cero de corriente, caracterizado por que la corriente se mide por medio del dispositivo, a partir de los valores de corriente medidos se determina una amplitud máxima de la corriente Imáx en una semionda positiva y/o negativa, el valor de corriente medido se compara en el dispositivo con un valor umbral de corriente Iset y mediante el momento en el que la corriente obtiene el valor del valor umbral de corriente Iset antes del paso por cero de corriente y del valor de la amplitud máxima de la corriente Imáx de una semionda se determina un periodo previsible Δt desde la obtención del valor umbral de corriente Iset hasta la obtención del paso por cero de corriente por medio del dispositivo.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la corriente presenta un recorrido sinusoidal. 15

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que el periodo previsible Δt desde la obtención del valor umbral de corriente Iset hasta la obtención del paso por cero de corriente se determina dentro de la misma semionda desde la que se determina la amplitud máxima de la corriente Imáx.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado por que el periodo previsible Δt desde la obtención del valor umbral de corriente Iset hasta la obtención del paso por cero de corriente se determina a partir de una magnitud del valor umbral de corriente |Iset|, de la amplitud máxima de la corriente Imáx y de una frecuencia w de Iset

la corriente por medio de la ecuación: !t ∀∃ , usándose como valor umbral de corriente Iset en la semionda # Imáx

negativa un valor umbral de corriente negativo Iset, n y en la semionda positiva un valor umbral de corriente positivo 25 Iset, p.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por que una magnitud del valor umbral de corriente negativo |Iset, n| y una magnitud del valor umbral de corriente positivo |Iset, p| son iguales de grande.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que tras el transcurso del periodo previsible Δt desde la obtención del valor umbral de corriente hasta la obtención del paso por cero de corriente en al menos un brazo de convertidor de corriente se conecta respectivamente una válvula de corriente que conmuta respectivamente un brazo de convertidor de corriente entre un estado de conducción y un estado de bloqueo.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por que la al menos una válvula de corriente tras un proceso de conexión no bloquea o abre el respectivo brazo de convertidor de corriente hasta un retraso temporal y el valor umbral de corriente Iset es tan grande que el periodo previsible Δt desde la obtención del valor umbral de corriente hasta la obtención del paso por cero de corriente es mayor o igual al retraso temporal hasta el bloqueo o la apertura y se considera el retraso temporal en la determinación del periodo previsible Δt desde la obtención del valor

umbral de corriente hasta la obtención del paso por cero de corriente de manera que la respectiva válvula se conecta en un momento antes de un paso por cero de corriente que corresponde al retraso temporal y la válvula se bloquea o se abre en el momento del paso por cero de corriente.

8. Dispositivo para la determinación del momento del paso por cero de corriente, caracterizado por que el

dispositivo para la determinación del momento del paso por cero de corriente comprende medios para la medición de la corriente en la entrada de un brazo de convertidor de corriente, medios para la comparación del valor de corriente medido con un valor umbral de corriente, medios para la determinación de una amplitud máxima de la corriente Imáx en una semionda positiva y/o negativa a partir de los valores de corriente medidos y medios para la determinación del periodo previsible Δt desde la obtención del valor umbral de corriente hasta la obtención del paso 50 por cero de corriente mediante el momento en el que la corriente obtiene el valor del valor umbral de corriente antes del paso por cero de corriente y del valor de la amplitud máxima de la corriente Imáx de una semionda.

9. Convertidor que contiene al menos dos brazos de convertidor de corriente, fluyendo la corriente de manera alterna por un primer brazo de convertidor de corriente y por un segundo brazo de convertidor de corriente, caracterizado 55 por que el convertidor comprende un dispositivo para la determinación del momento del paso por cero de corriente según la reivindicación 8.