Procedimiento y aparato para controlar y regular la operación de dispositivos accionados por motores eléctricos.

Un procedimiento para controlar y regular una maquina que prepara y/o distribuye bebidas o alimentos,

estando dotada dicha maquina de dispositivos accionados por medio de motores electricos, que comprende las siguientes etapas:

(a) operar dicho dispositivo (2) por medio de dicho motor (M);

(b) coder el suministro de energia electrica a dicho motor electric° (M) durante al menos un tiempo (ti) de parada;

(c) medir el valor de la tension generada por dicho motor electric° debido a la rotacion residual del rotor del motor electrico durante al menos una porci6n de dicho tiempo (t1) de parada;

(d) reanudar el suministro de energia electrica a dicho motor (M) para continuar la operaciOn del dispositivo (2);

(e) comparar los valores medidos de tension con al menos un valor de referencia;

(f) modificar al menos un parametro operativo del motor electric° (M) que acciona dicho dispositivo (2) y/o de dicha maquina en el que el motor opera, cuando es necesario, segun dichos resultados de la comparacion.

Procedimiento y aparato para controlar y regular la operación de dispositivos accionados por motores eléctricos. Campo de la invención

La presente invención versa acerca de un aparato y un procedimiento para controlar y regular la operación de dispositivos accionados por motores eléctricos. Más en particular, la invención versa acerca de un aparato y un procedimiento para controlar y regular los parámetros de operación de bombas, impulsores, transportadores de tornillo helicoidal, ventiladores, rotores o dispositivos similares accionados por medio de motores eléctricos en máquinas eléctricas pequeñas tales como electrodomésticos y máquinas para preparar y distribuir alimentos y bebidas, por ejemplo, aquellas conocidas como máquinas expendedoras y máquinas HoReCa.

Antecedentes técnicos

En los anteriores dispositivos, se utilizan motores eléctricos para transformar energía eléctrica en energía mecánica. Normalmente, los motores eléctricos están dotados de un rotor fijado al eje motor y los elementos giratorios están acoplados directa o indirectamente al eje motor. Al aplicar una tensión eléctrica al motor, se transmite un movimiento giratorio al rotor que transmite el movimiento a los impulsores, bombas, rotores, transportadores de tornillo helicoidal, álabes o dispositivos equivalentes. Se utilizan motores eléctricos, por ejemplo, para operar las bombas que suministran agua a un circuito hidráulico, para hacer rotar los impulsores de bombas o ventiladores, para operar intercambiadores de calor, mezcladores giratorios, etc. En muchos casos se requiere controlar y regular la operación de los dispositivos acoplados con motores eléctricos monitorizando el número de revoluciones. En otras palabras, a menudo es necesario conocer la velocidad de rotación del elemento accionado por el motor eléctrico. La monitorización de la velocidad de rotación permite establecer una regulación apropiada del dispositivo accionado o permite controlar su funcionamiento regular. Las razones que dan lugar a variaciones no deseadas en la velocidad de rotación del dispositivo accionado pueden ser distintas. Por ejemplo, la velocidad de rotación del rotor de una bomba hidráulica, configurada inicialmente a un valor de referencia, puede cambiar debido a una variación en la resistencia del circuito hidráulico relacionado, por ejemplo debido a una válvula en el circuito que no está regulada de forma apropiada, o debido a la acumulación de incrustaciones o restos en los cojinetes del rotor.

Los sistemas tradicionales de control y de regulación utilizan indicadores de velocidad (mecánicos, electrónicos, ópticos, etc.), codificadores, estroboscopios, etc. para detectar la velocidad angular de los dispositivos accionados por medio del motor eléctrico relacionado. Este tipo de instrumento proporciona una señal de salida proporcional al valor medido de la velocidad angular del eje al que es aplicado.

Los sistemas tradicionales de control y de regulación son difíciles de montar en las piezas giratorias, son complicados de calibrar y en algunos casos son dañados con facilidad; son difíciles de manejar y, por lo tanto, es necesario proporcionar sitio para su montaje en un eje o en un elemento giratorio. Además, su funcionamiento apropiado tiene que ser verificado periódicamente.

El documento US 5811946 da a conocer un sistema y un procedimiento para un control de realimentación de la velocidad de un motor de CC de tipo escobilla al que se aplica una tensión para el movimiento. Se inhibe periódicamente dicha tensión para medir la tensión del motor generada internamente, es decir la fuerza contraelectromotriz (FEM). De hecho, cuando se interrumpe la tensión aplicada al motor, el motor actúa como un generador y se utiliza el muestreo de la tensión del motor (FEM) generada internamente como un control de realimentación de la velocidad.

En máquinas de distribución de bebidas las bombas operadas para hacer circular agua u otros fluidos alimenticios, tales como jarabes, deben tener un coste y dimensiones reducidos. En estas máquinas el suministro de agua al circuito de distribución se lleva a cabo normalmente por medio de una bomba que comprende un impulsor sumergido en un depósito que contiene agua. Como es muy normal para este tipo de bomba, cuando la velocidad de rotación del impulsor ser reduce debido a una acumulación de incrustaciones y de depósitos dentro de los cojinetes respectivos, la cantidad de fluido, por ejemplo agua o jarabe, suministrada en una cantidad dada de tiempo (por ejemplo, 1 segundos) por la bomba, es menor que el valor óptimo para el mismo tiempo de distribución, siendo la consecuencia cambios negativos en las características organolépticas de la bebida.

Por lo tanto, existe la necesidad de un sistema para controlar y regular la operación del impulsor en el caso mencionado anteriormente y, en general, para controlar y regular la operación de un dispositivo operado por medio del motor para compensar las variaciones no deseadas en los parámetros de operación, tales como la velocidad angular del eje motor, y garantizar el funcionamiento correcto del dispositivo operado.

El documento JP-A-62213594 da a conocer un procedimiento y un dispositivo para volver a poner en marcha sin altibajos un motor de CA después de una interrupción de la energía que permiten la medición de la tensión residual del motor durante la rotación libre y la operación de un interruptor dado cuando el valor de tensión residual alcanza un valor predeterminado o menor para volver a poner en marcha el motor con la ayuda de un circuito inversor. El documento JP-A-698594 da a conocer un sistema similar. El documento JP-A-67593 también da a conocer un

sistema similar, que comprende, además, medios para controlar la alimentación de energía cuando la tensión residual es nula.

Sumario de la invención

Un objeto de la presente invención es solucionar el problema mencionado anteriormente proporcionando un procedimiento y un aparato para controlar la operación de dispositivos accionados por medio de motores eléctricos que obvian los inconvenientes de los sistemas conocidos de una forma sencilla y eficaz, proporcionando el aparato un tamaño mínimo sin la necesidad de cableados complicados. El procedimiento y el aparato según la presente invención son para permitir el control y la regulación eficaces de bombas, impulsores, transportadores de tornillo helicoidal, ventiladores, rotores o dispositivos similares operados por medio de motores eléctricos, en particular en el interior de máquinas concebidas para preparar y/o distribuir alimentos y bebidas.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento y un aparato para controlar y regular dispositivos giratorios operados por medio de motores eléctricos que permitan la detección de la velocidad angular del dispositivo girado por medio del motor y que permitan el control de realimentación del mismo motor en función del valor de la velocidad medida.

También es un objeto de la presente invención proporcionar un procedimiento y un aparato para controlar y regular de forma sencilla y fiable máquinas para distribuir bebidas o alimentos (también alimentos precocinados), máquinas que están dotadas de dispositivos operados por medio de motores eléctricos.

Se consiguen estos y otros objetos por medio de la presente invención que versa sobre un procedimiento según la reivindicación 1, una máquina según la reivindicación 7 y un uso según la reivindicación 11.

El procedimiento según la presente invención permite que el motor que hace girar el dispositivo al que está acoplado, por ejemplo un impulsor, sea parado temporalmente al menos una vez durante un intervalo preestablecido de tiempo, que puede ser definido como un "tiempo de interrupción, mientras se opera el dispositivo. En otras palabras, el motor no está alimentado con la energía necesaria para su operación mientras es accionado para llevar a cabo una tarea, por ejemplo bombear agua a una caldera. Durante el tiempo de interrupción el motor opera como un generador de tensión: su rotor sigue girando (con una rotación residual") junto con el dispositivo al que está acoplado.

La tensión eléctrica generada por la rotación residual es una medida de la velocidad de rotación del eje motor y es indicativa de la velocidad angular del dispositivo acoplado al motor. Durante la etapa de parada de la fuente de alimentación, el motor actúa como un generador de tensión. La tensión suministrada por el motor es indicativa del número de revoluciones (por minuto) del rotor. En otras palabras, al medir la tensión generada por el motor eléctrico, se detecta la velocidad de rotación del rotor y, por lo tanto, se detecta la velocidad... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para controlar y regular una máquina que prepara y/o distribuye bebidas o alimentos, estando dotada dicha máquina de dispositivos accionados por medio de motores eléctricos, que comprende las siguientes etapas:

(a) operar dicho dispositivo (2) por medio de dicho motor (M);

(b) cortar el suministro de energía eléctrica a dicho motor eléctrico (M) durante al menos un tiempo (ti) de parada;

(c) medir el valor de la tensión generada por dicho motor eléctrico debido a la rotación residual del rotor del motor eléctrico durante al menos una porción de dicho tiempo (ti) de parada;

(d) reanudar el suministro de energía eléctrica a dicho motor (M) para continuar la operación del dispositivo (2);

(e) comparar los valores medidos de tensión con al menos un valor de referencia;

(f) modificar al menos un parámetro operativo del motor eléctrico (M) que acciona dicho dispositivo (2) y/o de dicha máquina en el que el motor opera, cuando es necesario, según dichos resultados de la comparación.

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que se repiten las etapas (a)-(f) para controlar y regular en tiempo real dichos parámetros operativos del dispositivo (2) durante su funcionamiento en una pluralidad de tiempos (ti-tn) de parada y de mediciones.

3. Un procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en el que cada tiempo (t) de parada se encuentra en el intervalo de ,1 a 5 milisegundos.

4. Un procedimiento según la reivindicación 3, en el que la suma de los tiempos (Zti-tn) de parada se encuentra entre un 1% y un 5% del tiempo total de operación del dispositivo (2).

5. Un procedimiento según cualquier reivindicación precedente, que comprende, además, la etapa de detectar la velocidad angular de dicho rotor (4) del motor y/o del dispositivo (2) acoplado a dicho motor, procesando la señal relacionada con el valor de dicha tensión medida.

6. Un procedimiento según cualquier reivindicación precedente, en el que se escoge dicho parámetro operativo del dispositivo entre rpm, par, potencia, el tiempo de operación, el tiempo de parada o sus combinaciones.

7. Una máquina para preparar y/o distribuir bebidas o alimentos, caracterizada porque comprende al menos un aparato para controlar y regular la operación de un dispositivo (2) de distribución accionado por medio de un motor eléctrico, comprendiendo dicho aparato un medio de medición de la tensión para detectar la tensión generada por un motor (M), durante el tiempo de parada de la fuente de alimentación eléctrica, comprendiendo, además, un medio para cortar temporalmente el suministro de energía eléctrica a dicho motor, una unidad de control (CU) para comparar el valor medido de la tensión con al menos un valor de referencia y, en función de la posible diferencia entre dichos valores, para modificar al menos un parámetro operativo de la máquina en la que opera el motor y/o para enviar una señal de regulación a dicho motor (M) para modificar al menos un parámetro operativo de dicho motor (M) que acciona dicho dispositivo (2).

8. Una máquina según la reivindicación 7, en la que dicha unidad de control (CU) está configurada para accionar reiteradamente dicho medio de interrupción temporal de la energía eléctrica al motor (M) y dicho medio de medición de la tensión.

9. Una máquina según la reivindicación 7 u 8, en la que dichos medios para cortar temporalmente el suministro de energía comprenden al menos un transistor (T).

1. Una máquina según cualquier reivindicación precedente 7 a 9, que comprende, además, un convertidor analógico/digital (A/D) para convertir la señal detectada de tensión.

11. El uso de un aparato, que comprende un medio de medición de la tensión para detectar la tensión generada por un motor, durante el tiempo de parada de la fuente de alimentación eléctrica, que comprende, además, un medio para cortar temporalmente el suministro de energía eléctrica a dicho motor, una unidad de control (CU) para comparar el valor medido de la tensión con al menos un valor de referencia y, en función de la posible diferencia entre dichos valores, para enviar una señal de regulación a dicho motor (M) para modificar al menos un parámetro operativo de dicho motor (M) que acciona dispositivos (2) proporcionados en una máquina para preparar y/o distribuir bebidas o alimentos y/o para modificar al menos un parámetro operativo de dicha máquina en la que opera el motor.