Procedimiento de mando de una máquina eléctrica rotatoria polifásica.

Procedimiento de mando de una máquina eléctrica rotatoria polifásica reversible,

en la que al menos un circuitobobinado (12) se alimenta a través de un puente (10) de interruptores, caracterizado por las siguientes etapas:

- mando (P1) del puente (10) para liberar en el circuito bobinado (12) una tensión periódica con un desajuste (d) defase con respecto a una fuerza electromotriz inducida en el circuito bobinado, tal que se genera un par motor,teniendo el desajuste de fase inicialmente un valor primero (d0);

- mando (P2) del puente (10) para liberar en dicho circuito bobinado (12) una tensión periódica con dicho desajuste(d) de fase que conlleva la realización de un par comprendido entre dicho par motor y el opuesto de dicho par motor,tomando el desajuste de fase una pluralidad de valores durante este mando;

- basculación (T2) del puente (10) en modo rectificación;

- reducción de la corriente de inducción (Irotor), estando comprendida dicha etapa de reducción entre la etapa (P2) demando del puente con un desajuste segundo de fase y la etapa (T2) de basculación del puente en modo rectificación.

Procedimiento de mando de una máquina eléctrica rotatoria polifásica

Campo de la invención La invención se refiere a un procedimiento de mando de una máquina eléctrica rotatoria polifásica reversible, en la que al menos un circuito bobinado se alimenta a través de un puente de interruptores, tal como por ejemplo un alternador-arrancador.

Estado de la técnica Una máquina eléctrica rotatoria comprende clásicamente un rotor y un estator. Uno de estos elementos es recorrido por una corriente continua y genera así un campo magnético constante y de orientación fija con respecto a este elemento. El otro elemento comprende una pluralidad de devanados distintos y espaciados angularmente; cada devanado es recorrido por una corriente desfasada con respecto a la de los otros devanados de manera que crea un campo magnético rotatorio. La coexistencia del campo de orientación fijo del elemento primero y del campo rotatorio del elemento segundo conllevan la rotación de estos elementos uno con respecto al otro, es decir, la rotación del rotor con respecto al estator.

Las diferentes corrientes se inyectan generalmente en los devanados del elemento polifásico a través de un puente formado por interruptores de potencia (en general diodos asociados a transistores de potencia) .

Este puente de potencia es pilotado en general por un módulo electrónico que fija los instantes de apertura y de 25 cierre de los interruptores y mando así como la fase de las diferentes corrientes a través de los devanados.

Con el fin de determinar los instantes de mando de los interruptores, el módulo electrónico utiliza normalmente señales representativas de la posición del rotor con respecto al estator, tal como por ejemplo sensores de posición regularmente repartidos por la circunferencia de la máquina rotatoria, que envía cada uno señales periódicas con la frecuencia de rotación del rotor y desfasadas una con respecto a la otra.

El documento FR-A-2026121 describe un procedimiento de mando de una máquina eléctrica rotatoria polifásica reversible (2) , en la que al menos un circuito bobinado se alimenta a través de un puente (4) de interruptores, con las siguientes etapas:

- mando del puente (4) para liberar en el circuito bobinado una tensión periódica con un desajuste (α) de fase con respecto a una fuerza electromotriz inducida en dicho circuito bobinado, tal como se genera un par motor (+Mn) , teniendo el desajuste (α) de fase inicialmente un valor primero (x) ;

- mando del puente (4) para liberar en el circuito bobinado una tensión periódica con un desajuste (α) de fase que conlleva la realización de un par comprendido entre dicho par motor (+Mn) y el opuesto (-Mn) de dicho par motor, tomando el desajuste una pluralidad de valores durante este mando;

- basculación del puente (4) en modo rectificación.

El documento FR-A-0260176 describe un procedimiento de mando de una máquina eléctrica reversible que puede funcionar ya sea con generador (alternador) ya sea con motor, destinada a un vehículo automóvil, comprendiendo esta máquina un inducido (4) y un inductor (1) bobinados, el inductor (1) siendo controlado, durante el funcionamiento con alternador por un regulador (2a) . Durante el funcionamiento con motor, se controla la tensión de alimentación del inducido (4) y/o la excitación (1) con el fin de obtener las características deseadas en fuerzavelocidad.

En el caso en que la máquina eléctrica rotatoria es reversible, el puente de potencia juega el papel de un puente rectificador durante el funcionamiento en modo rectificación del puente de potencia que corresponde a un 55 funcionamiento de tipo alternador de la máquina.

Con el fin de acercarse a un par óptimo en una zona más importante de velocidades de rotación, el documento WO 2004/100351 propone tratar las señales resultantes de los sensores por ponderación y suma, en la práctica por medio de un circuito analógico compuesto de condensadores y de resistencias, lo que permite realizar desajustes de fase continuamente variables en toda la zona de las velocidades de rotación.

Gracias a este tipo de solución, es posible suministrar un par consecuente igual para velocidades de rotación importantes, lo que puede ser por ejemplo utilizado para ayudar a un motor térmico durante las fases de aceleración de un vehículo.

No obstante, cuando se cambia directamente al funcionamiento en modo alternador en estas condiciones, por ejemplo al final de la fase de aceleración del vehículo, la fuerza electromagnética aplicada al puente de potencia conlleva sin precauciones particulares un caudal importante en la red que puede revelarse inaceptable a velocidades de rotación elevadas.

Se debe esperar de este hecho una disminución suficientemente importante de la corriente continua (“debilitamiento de flujo” de la parte recorrida por esta corriente, a saber en general el rotor) antes de volver al modo alternador y el cambio de modo por lo tanto depende de la constante de tiempo de debilitamiento de flujo, lo que ya no es deseable.

Objeto de la invención Con el fin de evitar particularmente estos problemas, la invención propone un procedimiento de mando de una máquina eléctrica rotatoria polifásica reversible según la reivindicación 1.

El modo de funcionamiento “motor” es así separado del modo “alternador” clásico (el puente funciona con rectificador) por un modo en el que el puente es controlado (con un par resistente) , que puede por lo tanto ser denominado “modo alternador pilotado”. La transición entre los dos modos se atenúa así.

La invención permite particularmente, durante el paso del modo de funcionamiento “motor” al modo de funcionamiento “alternador”, controlar el decrecimiento de la corriente absorbida por el puente de interruptores y/o limitar un pico de tensión en un borne de la batería.

Según unos modos de realización, el dispositivo según la invención puede comprender una o varias de las siguientes características:

El desajuste de fase de la tensión liberada puede tomar una pluralidad de valores decrecientes en el tiempo entre el valor primero de desajuste de fase y un valor segundo de desajuste de fase, lo que permite hacer variar por etapas el par y atenúa incluso la transición entre los dos modos.

La utilización del primer desajuste de fase y la utilización del segundo desajuste se separan durante un tiempo comprendido entre 1 μs y 100 μs. El paso en modo alternador pilotado se hace por lo tanto muy rápidamente (particularmente con respecto al tiempo del debilitamiento de flujo mencionado más arriba) .

La etapa de basculación puede ser posterior más de 10 ms a la etapa de reducción para aprovechar una parte del fenómeno de debilitamiento de flujo.

La etapa de basculación es no obstante preferentemente posterior menos de 0, 5 s en la etapa de reducción, lo que permite un basculación más rápido que la solución clásica que consiste en alcanzar el debilitamiento de flujo total.

La velocidad de rotación de la máquina rotatoria es en general (pero no necesariamente) esencialmente constante en el curso del conjunto de las etapas precitadas.

Por otro lado, se puede prever que dicho par de señal opuesto equivale al par ejercido por la máquina rotatoria en modo rectificación, lo que limita incluso los fenómenos transitorios.

Breve descripción de las figuras Otras características y ventajas de la invención aparecerán a la luz de la descripción que sigue, hechas en referencia a los dibujos adjunto en los que:

- la figura 1 representa los elementos de circuito eléctrico de una máquina eléctrica rotatoria polifásica;

- la figura 2 representa un modo de realización del bloque de avance de fase de la figura 1;

- las figuras 3 y 4 representan modos posibles de realización de un circuito mezclador de la figura 2; 55

- la figura 5 representa una variante de realización del circuito mezclador;

- la figura 6 representa un ejemplo de transición de un modo motor a un modo alternador conforme a las enseñanzas de la invención.

Descripción detallada de modos de realización no limitativos de la invención La figura 1 representa los elementos esenciales del circuito eléctrico de una máquina eléctrica rotatoria polifásica, por ejemplo reversible del tipo alternador-arrancador.

Tal máquina comprende un puente 10 de potencia que alimenta las tres fases de un estator trifásico 12 a partir de una tensión generada entre los dos bornes B+, B-de una batería de alimentación.

El puente 10 de potencia está formado... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de mando de una máquina eléctrica rotatoria polifásica reversible, en la que al menos un circuito bobinado (12) se alimenta a través de un puente (10) de interruptores, caracterizado por las siguientes etapas: 5

-mando (P1) del puente (10) para liberar en el circuito bobinado (12) una tensión periódica con un desajuste (δ) de fase con respecto a una fuerza electromotriz inducida en el circuito bobinado, tal que se genera un par motor, teniendo el desajuste de fase inicialmente un valor primero (δ0) ;

- mando (P2) del puente (10) para liberar en dicho circuito bobinado (12) una tensión periódica con dicho desajuste (δ) de fase que conlleva la realización de un par comprendido entre dicho par motor y el opuesto de dicho par motor, tomando el desajuste de fase una pluralidad de valores durante este mando;

- basculación (T2) del puente (10) en modo rectificación; 15

- reducción de la corriente de inducción (Irotor) , estando comprendida dicha etapa de reducción entre la etapa (P2) de mando del puente con un desajuste segundo de fase y la etapa (T2) de basculación del puente en modo rectificación.

2. Procedimiento de mando según la reivindicación 1, caracterizado porque el desajuste (δ) de fase de la tensión 20 liberada toma una pluralidad de valores decrecientes en el tiempo entre el valor primero de desajuste (δ0) de fase y un valor segundo de desajuste (δ2) de fase.

3. Procedimiento de mando según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la utilización del desajuste primero (δ0) de fase y la utilización del desajuste segundo (δ2) se separan por un tiempo comprendido entre 1 μs y 100 μs.

2.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la etapa (T2) de basculación es posterior más de 10 ms a la etapa (T1) de reducción.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la etapa (T2) de basculación 30 es posterior menos de 0, 5 s a la etapa (T1) de reducción.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la velocidad de rotación de la máquina rotatoria es esencialmente constante en el transcurso del conjunto de las etapas precitadas.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho par de señal opuesto vale entorno a un par ejercido por la máquina rotatoria en modo rectificación.

8. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que el desajuste (δ) de fase disminuye por cojinetes sucesivos entre los valores primero y segundo de desajuste de fase.