Procedimiento y dispositivo para la medición de la corriente.

Procedimiento para la medición de la corriente en una red de corriente polifásica,

en particular de corriente trifásica, en la que a través de elementos de conmutación (4) controlables por medio de señales de activación se lleva a cabo una alimentación de corriente deseada de un consumidor eléctrico (5), en el que la medición de la corriente se realiza con una única derivación (10) y a patrones de pulsos de reloj de las señales de activación están asociadas unas ventanas de medición para la medición secuencial de corrientes de fases y los patrones de pulsos de reloj son desplazados en el tiempo para obtener ventanas de medición de magnitud temporal suficiente y para determinar la posición del sector de un vector de medición de la corriente realizado a través de la medición de la corriente en función de la posición momentánea del sector del vector de fases, caracterizado porque después de realizar una medición de la corriente, en el caso de conmutación del vector de la corriente desde un sector a otro sector, los patrones de pulsos de reloj son desplazados en etapas parciales sobre varios pulsos de reloj y la medición de la corriente siguiente se realiza solamente cuando se alcanza el vector determinado de medición de la corriente.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/051576.

Solicitante: ROBERT BOSCH GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: POSTFACH 30 02 20 70442 STUTTGART ALEMANIA.

Inventor/es: ECKSTEIN,OLIVER, URBAN,STEPHAN, SCHILL,GEORG.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01R19/00 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01R MEDIDA DE VARIABLES ELECTRICAS; MEDIDA DE VARIABLES MAGNETICAS (indicación de la sintonización de circuitos resonantes H03J 3/12). › Disposiciones para proceder a las medidas de corrientes o tensión o para indicar su existencia o el signo (G01R 5/00 tiene prioridad; para la medida de corrientes o tensiones bioeléctricas A61B 5/04).
  • H02M7/5387 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 7/00 Transformación de una potencia de entrada en corriente alterna en una potencia de salida en corriente continua; Transformación de una potencia de entrada en corriente continua en una potencia de salida en corriente alterna. › en una configuración en puente.
  • H02P27/08 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). › con modulación del ancho de pulso.
  • H02P6/00 H02P […] › Disposiciones para controlar los motores sincronos u otros motores dinamoeléctricos con conmutadores electrónicos en función de la posición del rotor; Conmutadores electrónicos a este fin (control vectorial H02P 21/00).

PDF original: ES-2530347_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento y dispositivo para la medición de la corriente

La invención se refiere a un procedimiento para la medición de la corriente en una red de corriente polifásica, en particular de corriente trifásica, en la que a través de elementos de conmutación controlables por medio de señales de activación se lleva a cabo una alimentación de corriente deseada de un consumidor eléctrico, en el que la medición de la corriente se realiza con una única derivación y a patrones de pulsos de reloj de las señales de activación están asociadas unas ventanas de medición para la medición secuencial de corrientes de fases y los patrones de pulsos de reloj son desplazados en el tiempo para obtener ventanas de medición de magnitud temporal suficiente y para determinar la posición del sector de un vector de medición de la corriente realizado a través de la medición de la corriente en función de la posición momentánea del sector del vector de fases.

Además, la invención se refiere a un dispositivo para la medición de la corriente en una red de corriente polifásica, en particular de corriente trifásica, especialmente para la realización el procedimiento descrito anteriormente con varios elementos de conmutación controlables para la alimentación de corriente deseada de un consumidor, así como con una única derivación para la detección de la corriente y con una unidad de activación para la activación de los elementos de conmutación por medio de señales de activación, en el que a patrones de pulsos de reloj de las señales de activación están asociadas unas ventanas de medición para la medición secuencial de corrientes de fases y los patrones de pulsos de reloj son desplazados en el tiempo para obtener ventanas de medición de magnitud temporal suficiente y para determinar la posición del sector de un vector de medición de la corriente realizado a través de la medición de la corriente en función de la posición momentánea del sector del vector de fases.

Estado de la técnica

Se conocen a partir del estado de la técnica procedimientos y dispositivos del tipo mencionado al principio.

En motores electrónicos con activación polifásica existe a menudo el deseo se registrar las corrientes de las fases. Si se trata de una alimentación de corriente de un motor eléctrico por medio de un puente controlable, que presenta elementos de conmutación controlables en sus derivaciones de puente individuales, entonces el motor eléctrico puede ser alimentado con corriente e manera deseada. Para registrar las corrientes de fases, se dispone en cada conducto de fases una resistencia de baja impedancia, la llamada derivación. El gasto de esta disposición de medición polifásica es correspondientemente grande.

Además, se conocen procedimientos y dispositivos, en los que la medición de la corriente se realiza solamente con una única derivación, determinando las corrientes de fases en sucesión secuencial. En este caso, es suficiente, por ejemplo en una disposición de tres fases, medir solamente dos fases y calcular la corriente de la tercera fase con la ayuda de la Ley de Kirchhoff. A tal fin, se emplean elementos de conmutación controlables en forma de un circuito puente, que presenta un circuito intermedio de corriente continua, de manera que la corriente fluye a través de la derivación común en la línea de alimentación o bien en la línea de retorno desde/hacia el circuito intermedio y corresponde a la corriente de fases a medir.

Se conocen a partir del documento WO 28/55741, por ejemplo, un procedimiento así como un dispositivo para la medición de la corriente en una red de corriente polifásica, en los que los patrones de pulso de reloj son desplazados de manera correspondiente en el tiempo, con lo que se reducen especialmente la carga del circuito intermedio de corriente continua así como el desarrollo de ruido. A través del desplazamiento de los patrones de pulsos de reloj se obtienen ventanas de tiempo de tamaño temporal suficiente, que permiten, por lo tanto, medir las corrientes de fases. Además, los patrones de pulsos de reloj son desplazados de tal manera que se determina o bien se ajusta la posición del sector de un vector de medición de la corriente provocado a través de la medición de la corriente en función de la posición momentánea del sector del vector de fases, en particular de la posición momentánea del ángulo de giro del vector de fases. Por sectores se entienden en este caso especialmente sectores posibles de un diagrama de flechas que representa los vectores de medición de la corriente y el vector de fases. En los procedimientos y dispositivos conocidos es un inconveniente el desarrollo de ruido, que aparece a través de la conmutación del vector de medición de la corriente. Especialmente en máquinas eléctricas de baja inductividad, la conmutación directa conduce a un ruido perceptible perturbador, puesto que el motor es excitado a través de la excitación de la tensión. Especialmente en el caso de motores síncronos, en particular máquinas síncronas permanentes, esta excitación puede actuar con efecto perturbador.

Publicación de la invención

El procedimiento de acuerdo con la invención se caracteriza por las características de la reivindicación 1 y tiene la ventaja de que se reduce adicionalmente el desarrollo de ruido. A tal fin está previsto de acuerdo con la invención que después de realizar una medición de la corriente, en el caso de conmutación del vector de la corriente desde un sector a otro sector, los patrones de pulsos de reloj son desplazados en etapas parciales sobre varios pulsos de reloj y la medición de la corriente siguiente se realiza solamente cuando se alcanza el vector determinado de medición de

la corriente. También está previsto que no se realice una medición de la corriente en cada pulso de reloj o bien en cada periodo de conmutación, y que en los pulsos de reloj libres de medición de la corriente se realice la conmutación del vector de corriente lentamente o bien en varias etapas parciales, de manera que el desplazamiento completo se distribuye con preferencia de manera uniforme sobre los pulsos de reloj que se encuentran entre las dos mediciones de la corriente. En conexión con la presente solicitud, un desplazamiento significa siempre un desplazamiento de tiempo. El vector de medición de la corriente se conmuta, por lo tanto, en adelante en función del vector de fases de vector a vector, de manera que de acuerdo con la invención se realiza una conmutación suave o bien lenta. De esta manera, el consumidor eléctrico, en particular el motor eléctrico, no se excita o menos fuertemente, de manera que se reduce sobre todo el desarrollo de ruido.

Con preferencia, la medición de la corriente se realiza cada x + 1 pulsos de reloj, con x >. De manera especialmente preferida, la medición de la corriente se realiza cada cuatro pulsos de reloj, de manera que la conmutación del vector de la corriente se distribuye de manera más conveniente sobre cuatro pulsos de reloj. A tal fin, se distribuye el desplazamiento total de tiempo en las etapas parciales de tiempo o bien en los desplazamientos parciales sobre los cuatro pulsos de reloj.

Con preferencia, el desplazamiento mínimo de tiempo de las ventanas de medición se compone de la suma de un tiempo muerto mínimo del elemento de conmutación, de un tiempo mínimo de estabilización de un circuito amplificador de la medición y de un tiempo mínimo de exploración de un convertidor analógico-digital. El circuito amplificador de la medición y el convertidor analógico-digital son asociados a una derivación, para tomar la corriente registrada por la derivación. Con preferencia, como señales de activación se emplean señales de modulación de la amplitud del impulso. La activación de los elementos de conmutación controlables se realiza de acuerdo con ello por medio de modulación de la amplitud del impulso, de manera que en virtud del procedimiento de acuerdo con la invención no existe una modulación simétrica sino una modulación asimétrica de la amplitud del impulso (PWM).

Con preferencia, como consumidor se alimenta con corriente un motor asincrono especialmente polifásico o un motor síncrono de imán permanente especialmente polifásico. El consumidor, especialmente los motores mencionados, están conectados con preferencia en serie.

Además, es ventajoso que en una ventana de medición respectiva se realice la medición de una corriente de fases del consumidor. La medición de las corrientes de fases individuales se realiza de acuerdo con ello de forma sucesiva en el tiempo.

De manera especialmente ventajosa, el vector de medición de la corriente se conmuta de tal manera que gira al mismo tiempo con el vector de fases o... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1.- Procedimiento para la medición de la corriente en una red de corriente polifásica, en particular de corriente trifásica, en la que a través de elementos de conmutación (4) controlables por medio de señales de activación se lleva a cabo una alimentación de corriente deseada de un consumidor eléctrico (5), en el que la medición de la corriente se realiza con una única derivación (1) y a patrones de pulsos de reloj de las señales de activación están asociadas unas ventanas de medición para la medición secuencial de corrientes de fases y los patrones de pulsos de reloj son desplazados en el tiempo para obtener ventanas de medición de magnitud temporal suficiente y para determinar la posición del sector de un vector de medición de la corriente realizado a través de la medición de la corriente en función de la posición momentánea del sector del vector de fases, caracterizado porque después de realizar una medición de la corriente, en el caso de conmutación del vector de la corriente desde un sector a otro sector, los patrones de pulsos de reloj son desplazados en etapas parciales sobre varios pulsos de reloj y la medición de la corriente siguiente se realiza solamente cuando se alcanza el vector determinado de medición de la corriente.

2.- Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la medición de la corriente se realiza cada x + 1 pulsos de reloj, con x >.

3.- Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la conmutación el vector de corriente en otro sector se realiza sobre al menos cuatro pulsos de reloj.

4.- Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como señales de activación se emplean señales de modulación de la amplitud del impulso.

5.- Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como consumidor se alimenta un motor asincrono (6) especialmente polifásico o un motor síncrono de imán permanente especialmente polifásico.

6.- Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en una ventana de medición respectiva se realiza la medición de una corriente de fases de los consumidores.

7.- Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el vector de medición de la corriente se conmuta de tal manera que gira al mismo tiempo con el vector de fases.

8 - Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el vector de fases resulta a partir de la combinación de un vector que establece momentos y forma campo.

9 - Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como elementos de conmutación (4) se emplean componentes electrónicos, en particular transistores y/o tiristores, que forman especialmente un circuito puente (1).

1.- Dispositivo para la medición de la corriente en una red de corriente polifásica, en particular de corriente trifásica, especialmente para la realización el procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, con varios elementos de conmutación (4) controlables para la alimentación de corriente deseada de un consumidor (5), así como con medios para la medición de la corriente, en el que los medios comprenden una única derivación (1) así como una unidad de activación para el control de los elementos de conmutación (4) por medio de señales de activación, en el que para la medición de la corriente a patrones de pulsos de reloj de las señales de activación están asociadas al menos dos ventanas de medición para la medición secuencial de corrientes de fases y los patrones de pulsos de reloj son desplazados en el tiempo para obtener ventanas de medición de magnitud temporal suficiente y para determinar la posición del sector de un vector de medición de la corriente realizado a través de la medición de la corriente en función de la posición momentánea del sector del vector de fases, caracterizado porque después de realizar una medición de la corriente, en el caso de conmutación del vector de la corriente desde un sector a otro sector, los patrones de pulsos de reloj son desplazados en etapas parciales sobre varios pulsos de reloj y la medición de la corriente siguiente se realiza solamente cuando se alcanza el vector determinado de medición de la corriente.


 

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