Procedimiento y dispositivo para medir la corriente en una red de corriente multifase.

Procedimiento para medir la corriente con un circuito amplificador de medición en una red de corriente multifase,

en el que mediante en cada caso al menos un elemento conmutador controlable de una fase se produce una alimentación de corriente deseada a un consumidor eléctrico, y una unidad de control genera una señal de activación que presenta un modelo de sincronización que controla la duración de conexión del elemento conmutador respectivo, para alcanzar la alimentación de corriente deseada, en donde a los modelos de sincronización de las señales de activación están asociadas unas ventanas de medición para medir la corriente, en especial para medir corrientes de fase, y los modelos de sincronización se desplazan en el tiempo para obtener ventanas de medición con una magnitud de tiempo suficiente, caracterizado porque los modelos de sincronización se desplazan clasificados según la duración de conexión ascendente, en donde en primer lugar se conecta el elemento conmutador con la menor duración de conexión.

Procedimiento y dispositivo para medir la corriente en una red de corriente multifase

La invención se refiere a un procedimiento para medir la corriente con un circuito amplificador de medición en una red de corriente multifase, en el que mediante en cada caso al menos un elemento conmutador controlable de una 5 fase se produce una alimentación de corriente deseada a un consumidor eléctrico, y una unidad de control genera una señal de activación que presenta un modelo de sincronización que controla la duración de conexión del elemento conmutador respectivo, para alcanzar la alimentación de corriente deseada, en donde a los modelos de sincronización de las señales de activación están asociadas unas ventanas de medición para medir la corriente, en especial para medir corrientes de fase, y los modelos de sincronización se desplazan en el tiempo para obtener 10 ventanas de medición con una magnitud de tiempo suficiente.

Estado de la técnica

En los motores eléctricos con activación multifase existe a menudo el deseo de detectar las corrientes de fase. Si se trata de la alimentación de corriente a un motor eléctrico mediante un puente controlable, que en sus ramales de puente individuales presenta elementos conmutadores controlables, el motor eléctrico puede alimentarse con 15 corriente de la forma deseada. Para detectar las corrientes de fase se dispone en cada línea de fase una resistencia de bajo valor (shunt). La complejidad de esta disposición de medición multifase es correspondientemente grande.

De la publicación para información de solicitud de patente alemana DE 10 2008 001 025 A1 se conoce asimismo llevar a cabo la medición de la corriente con solamente un único shunt. Para hacer esto posible es necesario desplazar en el tiempo el modelo de sincronización, para obtener ventanas de medición con una magnitud de tiempo 20 suficiente, dentro del cual pueda realizarse una detección de corriente mediante el shunt. Conforme al procedimiento conocido está previsto que, si es posible, se lleve a cabo una exploración doble para detectar un segundo valor de corriente de la misma fase. Si no es posible la exploración doble una memoria proporciona un valor correspondiente al segundo valor de corriente, lo que sin embargo conduce a que se produzca una compensación del offset-ripple con valores "congelados". Una restitución automática del ripple-offset a través del margen angular de motor no es 25 aquí posible.

Se conocen procedimientos similares de los documentos DE 10 2005 062759 A1, EP 1 347 567 A1, US 5 309 349 A, US 2004/056661 A1 y WO 96/23347 A1.

Manifiesto de la invención

Conforme a la invención está previsto que los modelos de sincronización se desplacen clasificados según la 30 duración de conexión ascendente, en donde en primer lugar se conecta el elemento conmutador con la menor duración de conexión. Por lo tanto está previsto, conforme a la invención, que los modelos de sincronización se desplacen siguiendo una regla determinada. El desplazamiento se realiza con ello de tal manera, que los modelos de sincronización se desplazan en función de la duración de conexión del elemento conmutador a activar. El desplazamiento se realiza con ello clasificado según la duración de conexión ascendente o creciente. Esto significa 35 que el modelo de sincronización con la menor duración de conexión se desplaza en primer lugar o no se desplaza, de tal manera que en primer lugar se conecta el elemento de conexión con la menor duración de conexión. Los modelos de sincronización con mayores duraciones de conexión se siguen desplazando de forma correspondiente, de tal modo que los elementos de conexión con la siguiente duración de conexión más alta (más larga) se conectan consecutivamente, con lo que se obtiene una secuencia que se prefija mediante la respectiva duración de conexión. 40 Mediante este ventajoso desplazamiento clasificado según la duración de conexión ascendente o creciente de los modelos de sincronización se garantiza que, incluso después de la desconexión del respectivo elemento conmutador, se disponga de una ventana de medición con una magnitud de tiempo suficiente, dentro de la cual mediante uno de los shunts pueda medirse una segunda vez la corriente en la fase respectiva. El desplazamiento clasificado conduce a que el elemento conmutador conectado en primer lugar también se desconecte en primer 45 lugar, el elemento conmutador conectado a continuación se desconecte a continuación y un elemento conmutador conectado en último lugar también se desconecte de nuevo en último lugar. Por medio de esto se garantiza que sea posible una exploración doble en cada margen angular de motor.

En el caso de una red de corriente trifásica se conecta a continuación el elemento conmutador con la duración de conexión media y por último el elemento conmutador con la mayor duración de conexión. Por medio de esto es 50 posible establecer en cada punto de trabajo el ripple-offset real, con lo que es posible una restitución (o compensación) automática del ripple-offset en todo el margen de trabajo. De este modo puede aumentarse la exactitud de la medición de corriente. Esta ventaja es sobre todo visible cuando los ripple-offsets no son constantes.

Asimismo está previsto que el tiempo de desplazamiento se corresponda al menos con el tiempo que necesita el circuito amplificador de medición hasta alcanzar un estado de estabilidad. El estado de estabilidad debe alcanzarse

para poder medir un valor de corriente significativo. De esta forma los modelos de sincronización se desplazan al menos en el tiempo de respuesta, de forma correspondiente a la secuencia descrita anteriormente.

En cada caso en una ventana de medición se realiza ventajosamente la medición de una corriente de fase del consumidor. La medición de las corrientes de fase individuales se realiza según esto consecutivamente en el tiempo.

Como señal de activación se genera o usa convenientemente una señal de modulación por ancho de pulso (PWM), en donde a causa del desplazamiento clasificado de los modelos de sincronización no se lleva a cabo una modulación por ancho de pulso simétrica, sino una asimétrica.

La medición de la corriente de fase en un periodo de modulación por ancho de pulso se realiza convenientemente dos veces. Esto significa que por cada periodo de modulación por ancho de pulso de un modelo de sincronización se prevén dos ventanas de medición, dentro de las cuales se realiza la medición de la corriente de fase. Mediante la secuencia conforme a la invención descrita anteriormente de los modelos de sincronización desplazados se garantiza que en ambas ventanas de medición se disponga de tiempo suficiente para que se presente en el amplificador de medición un estado de estabilidad.

Como consumidor se alimenta con corriente de forma preferida un motor síncrono de imanes permanentes (PSM). En los motores síncronos de imanes permanentes se modifican las inductividades de bobina en su aspecto mecánico, lo que conduce a unos ripple-offsets no constantes. Más bien los ripple-offsets dependen del ángulo de giro e influyen de este modo en la precisión de la medición de corriente. Especialmente aquí se aprecia la ventaja del procedimiento ventajoso para medir la corriente, en el que se mide dos veces la corriente de fase dentro de un periodo de modulación por ancho de pulso y esto es posible en todo el margen angular de motor. Los offset-ripples pueden detectarse y compensarse de este modo en todo el margen angular de motor. Alternativamente se alimenta con corriente como consumidor una máquina asincrona.

Asimismo está previsto que la alimentación de corriente a un consumidor se realice mediante un circuito puente controlable, que comprende como elementos conmutadores piezas constructivas electrónicas, en especial transistores y/o tiristores. Estos elementos conmutadores presentan unas entradas de control a las que se aplican las señales de activación, con lo que se modifican los estados de conmutación de los elementos conmutadores. Como transistores se utilizan de forma preferida transistores de efecto de campo, de forma especialmente preferida MOSFETs. El consumidor, en especial el llamado motor síncrono de imanes permanentes, presenta de forma preferida un circuito estrella. Los elementos conmutadores se encuentran en los diferentes ramales del circuito puente, en donde se usa en especial un circuito puente con una topología B6 y el consumidor es por ejemplo un motor síncrono de imanes permanentes trifásico o una máquina asincrona. El circuito puente se alimenta ventajosamente desde un circuito de corriente continua, en especial un circuito intermedio de corriente continua.

Por último está previsto que la medición... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para medir la corriente con un circuito amplificador de medición en una red de corriente multifase, en el que mediante en cada caso al menos un elemento conmutador controlable de una fase se produce una alimentación de comente deseada a un consumidor eléctrico, y una unidad de control genera una señal de activación que presenta un modelo de sincronización que controla la duración de conexión del elemento conmutador respectivo, para alcanzar la alimentación de corriente deseada, en donde a los modelos de sincronización de las señales de activación están asociadas unas ventanas de medición para medir la corriente, en especial para medir corrientes de fase, y los modelos de sincronización se desplazan en el tiempo para obtener ventanas de medición con una magnitud de tiempo suficiente, caracterizado porque los modelos de sincronización se desplazan clasificados según la duración de conexión ascendente, en donde en primer lugar se conecta el elemento conmutador con la menor duración de conexión.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en el caso de una red de corriente trifásica se conecta a continuación el elemento conmutador con la duración de conexión media y por último el elemento conmutador con la mayor duración de conexión.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tiempo de desplazamiento se corresponde al menos con el tiempo que necesita el circuito amplificador de medición hasta alcanzar un estado de estabilidad.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en cada caso en una ventana de medición se realiza la medición de una corriente de fase del consumidor

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como señal de activación se genera una señal de modulación por ancho de pulso

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la medición de la corriente de fase en un periodo de modulación por ancho de pulso se lleva a cabo dos veces

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como consumidor se alimenta con corriente un motor síncrono de ¡manes permanentes o una máquina asincrona.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la alimentación de corriente a un consumidor se realiza mediante un circuito puente controlable, que comprende como elementos conmutadores piezas constructivas electrónicas, en especial transistores y/o tiristores.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la medición de corriente se realiza mediante un shunt, dispuesto en el circuito de corriente continua que alimenta el circuito puente

10. Dispositivo para medir la corriente, con una red de corriente multifase que comprende un circuito amplificador de medición así como en cada caso al menos un elemento conmutador controlable de una fase y una unidad de control, en donde la unidad de control genera una señal de activación que presenta un modelo de sincronización que controla la duración de conexión del elemento conmutador respectivo, para alcanzar una alimentación de corriente deseada a un consumidor eléctrico, en donde a los modelos de sincronización de las señales de activación están asociadas unas ventanas de medición para medir la corriente, en especial para medir corrientes de fase, y los modelos de sincronización se desplazan en el tiempo para obtener ventanas de medición con una magnitud de tiempo suficiente, caracterizado por una instalación que desplaza los modelos de sincronización clasificados según la duración de conexión ascendente, en donde en primer lugar se conecta el elemento conmutador con la menor duración de conexión.