Unidad reguladora para controlar la frecuencia y la tensión de una señal de salida.

Unidad reguladora (1) para proporcionar una señal de salida con una frecuencia de salida y una tensión de salida reguladas,

en la que la unidad reguladora (1) comprende:

una conexión de entrada para recibir una señal de entrada con una frecuencia de entrada y una tensión de entrada, siendo la conexión de entrada conectable con un generador eléctrico (10) accionado por un motor de un vehículo de carretera (2), estando el motor dispuesto para funcionar con una gama de velocidades variable en una gama operativa entre cero y una frecuencia máxima;

al menos una conexión de salida para proporcionar una señal de salida con una frecuencia de salida y una tensión de salida, en donde dicha al menos una conexión de salida es conectable con al menos un consumidor (3; 16; 17) que puede solamente ser controlado con un ancho de banda limitado, más pequeño que el ancho de banda operativo;

un regulador de frecuencia (12) dispuesto para controlar la frecuencia de salida, en el que la frecuencia de salida aumenta esencialmente de forma lineal con la velocidad creciente del motor, en una gama desde 0 hasta una frecuencia nominal, y por encima de la frecuencia nominal se mantiene esencialmente constante; en el que la unidad reguladora (1) comprende adicionalmente una conexión para recibir una señal externa desde dicho al menos un consumidor (3; 16; 17) y en el que la unidad reguladora está dispuesta de modo que, después de recibir la señal externa, la frecuencia de salida es regulada a la baja hasta una frecuencia inferior y luego, después de un periodo de tiempo predeterminado, se permite a la frecuencia de salida aumentar linealmente de nuevo.

Unidad reguladora para controlar la frecuencia y la tensión de una señal de salida Alcance de la invención

La presente invención se refiere a una unidad reguladora para proporcionar una señal de salida con una frecuencia de salida y una tensión de salida reguladas, en donde la unidad reguladora comprende una conexión de entrada para recibir una señal de entrada con una frecuencia de entrada y una tensión de entrada, siendo la conexión de entrada conectable con un generador eléctrico accionado por un accionador de potencia, y comprende al menos una conexión de salida para proporcionar una señal de salida con una frecuencia de salida y una tensión de salida, en donde dicha al menos una conexión de salida es conectable con al menos un consumidor (eléctrico).

Técnica anterior

La memoria descriptiva de la patente estadounidense US2003 / 0000236 describe un sistema de control para una instalación de refrigeración en camiones de carga. La tensión de alimentación entrante desde un generador está acondicionada por medio de las señales de retro-alimentación procedentes de la instalación de refrigeración. Se proporciona un inversor por separado para cada consumidor en la instalación de refrigeración. Tales retro-alimentación y control para cada consumidor parcial son complejos y requieren un inversor especialmente adaptado para cada consumidor.

La memoria descriptiva de la patente estadounidense US4.870.833 describe un procedimiento de regulación para un sistema de aire acondicionado para un vehículo, en el que se intenta hacer que la capacidad del sistema de acondicionamiento de aire sea independiente de las revoluciones del motor del vehículo. Sobre la base de una tensión medida suministrada por el generador, se determina si la frecuencia de un inversor de uno de los tres componentes del sistema (compresor, ventilador condensador y ventilador evaporador) ha de ser regulada a la baja, de modo que la capacidad requerida no supere la máxima capacidad suministrable.

Sumario de la invención

La presente invención intenta crear una unidad reguladora para un generador, que pueda ser aplicada de manera sencilla y eficaz cuando se usa un motor de combustión interna para producir energía eléctrica para uno o más consumidores.

De acuerdo a la presente invención, se proporciona una unidad reguladora del tipo especificado en la introducción, de acuerdo a la reivindicación 1. La unidad reguladora comprende una conexión para recibir una señal externa desde al menos un consumidor. La unidad reguladora también está dispuesta de modo que, después de recibir la señal externa, la frecuencia de salida sea regulada hasta una frecuencia inferior, por ejemplo 0 Hz (y la tensión de salida a un valor inferior, por ejemplo, 0 Vea), y luego, después de un periodo de tiempo predeterminado, se permita a la frecuencia de salida (y a la tensión) aumentar linealmente de nuevo. Una regulación de arranque suave de ese tipo tiene tanto una influencia benéfica sobre la vida de servicio del consumidor conectado como un efecto benéfico sobre el comportamiento del accionador de potencia (menos problemas con una reducción en las revoluciones o una pérdida de fuerza de par debido al encendido repentino de un consumidor). El periodo predeterminado es de más de 2 segundos en una realización, por ejemplo, de 5 segundos.

La frecuencia nominal en una realización es esencialmente igual a 50 Hz. La presente unidad reguladora posibilita suministrar efectivamente a uno o más consumidores una tensión de alimentación regulada, en la que, sobre una amplia gama de velocidades del accionador de potencia, es posible un buen funcionamiento de cada uno de los consumidores.

En una realización adicional, la unidad reguladora también comprende un regulador de tensión dispuesto para controlar la tensión de salida, en donde la tensión de salida aumenta esencialmente de forma lineal con la velocidad creciente del accionador de potencia, en una gama desde 0 a una tensión nominal y, por encima de la tensión nominal, se mantiene esencialmente constante. La tensión nominal en una realización es esencialmente igual a 400 Vea. Regulando no solamente la frecuencia, sino también la tensión de una señal de salida, es posible un funcionamiento aún más eficaz de los consumidores. Como alternativa, pueden seleccionarse otros valores nominales, por ejemplo, según el país de uso, también pueden escogerse 60 Hz y 500 Vea como valores nominales.

En una realización adicional, el generador y la unidad reguladora están dispuestos para lograr una frecuencia mínima (y una tensión mínima) con una velocidad fija del accionador de potencia. En esta mínima frecuencia (y tensión), el funcionamiento de los consumidores conectados está asegurado, si bien en un nivel inferior al normal. La unidad reguladora, por ejemplo, puede estar dispuesta para suministrar ya una señal de salida de 30 Hz (y 240 Vea) a una velocidad fija de 600 rpm, por lo cual una instalación de refrigeración conectada puede proporcionar el 60% de su capacidad de refrigeración. En la práctica, esto significa que toda vez que un vehículo tiene el motor en funcionamiento, siempre puede suministrarse una capacidad mínima a los consumidores.

A fin de asegurar el funcionamiento de un consumidor por tanto tiempo como sea posible, la unidad reguladora también está dispuesta para ajustar la frecuencia de salida (y la tensión de salida) a la baja proporcionalmente, en caso de carga de un consumidor por encima de un valor de consumo predeterminado. En el caso de sobrecarga por parte de los consumidores, la señal de salida es por tanto restringida proporcionalmente, hasta que se logre una situación equilibrada entre la capacidad generada y la usada.

A fin de lograr la frecuencia y la tensión de salida correctas, la unidad reguladora tiene uno o más inversores. También pueden usarse otros convertidores y conmutadores de regulación.

En una realización adicional, la unidad reguladora está alojada en una carcasa dotada de medios de refrigeración pasivos, tales como aletas de refrigeración. Esto facilita la conexión con una instalación existente (entre el generador y los consumidores). Haciendo uso de medios de refrigeración pasivos, la unidad reguladora es más robusta, ya que no hay elementos que sean sensibles a influencias externas, tales como las vibraciones. En otra realización más, los componentes de la unidad reguladora, por lo tanto, están moldeados en la carcasa. Particularmente en el caso del montaje sobre un camión de carga, tiene ventajas una unidad reguladora resistente a sacudidas de ese tipo.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención se expondrá ahora en más detalle con ayuda de un cierto número de ejemplos de realizaciones y con referencia a los dibujos adjuntos.

La fig. 1 muestra un diagrama de bloques de una instalación en la cual se usa la presente invención.

La fig. 2 muestra un gráfico de la frecuencia de salida en la salida de la unidad reguladora, como una función de la velocidad del accionador de potencia, y la correspondiente capacidad de refrigeración de una instalación de refrigeración conectada.

La fig. 3 muestra un diagrama de bloques detallado de una realización de la presente invención.

La fig. 4 muestra el curso en el tiempo de un cierto número de valores característicos en el ejemplo de realización de la fig.

3.

Las figs. 5a y 5b muestran, respectivamente, el curso de la fuerza de par y el curso de la corriente consumida por un consumidor, como una función de la velocidad de los motores de los consumidores durante el arranque, con un control de acuerdo a la técnica anterior; y

las figs. 6a y 6b muestran, respectivamente, el curso de la fuerza de par y el curso de la corriente consumida por un consumidor, como una función de la velocidad de los motores de los consumidores durante el arranque, con un control de acuerdo a la presente invención.

Descripción detallada de realizaciones ejemplares

La unidad reguladora de acuerdo a la presente invención puede ser usada con ventaja para aparatos alimentados eléctricamente que se usan, por ejemplo, en vehículos, tales como instalaciones de refrigeración para camiones de carga. En la fig. 1 se muestra un diagrama de bloques de los elementos implicados. Un accionador de potencia 2 está acoplado con un generador 10 que produce energía eléctrica. El accionador de potencia 2, por ejemplo, es un motor de combustión interna de un camión de carga, que acciona mecánica, directamente o mediante una transmisión, el generador 10. La energía eléctrica producida por el generador 10 se adecúa, mediante una unidad reguladora 1, para uno o más consumidores (eléctricos)... [Seguir leyendo]

1. Unidad reguladora (1) para proporcionar una señal de salida con una frecuencia de salida y una tensión de salida reguladas, en la que la unidad reguladora (1) comprende:

una conexión de entrada para recibir una señal de entrada con una frecuencia de entrada y una tensión de entrada, siendo la conexión de entrada conectable con un generador eléctrico (10) accionado por un motor de un vehículo de carretera (2), estando el motor dispuesto para funcionar con una gama de velocidades variable en una gama operativa entre cero y una frecuencia máxima;

al menos una conexión de salida para proporcionar una señal de salida con una frecuencia de salida y una tensión de salida, en donde dicha al menos una conexión de salida es conectable con al menos un consumidor (3; 16; 17) que puede solamente ser controlado con un ancho de banda limitado, más pequeño que el ancho de banda operativo;

un regulador de frecuencia (12) dispuesto para controlar la frecuencia de salida, en el que la frecuencia de salida aumenta esencialmente de forma lineal con la velocidad creciente del motor, en una gama desde 0 hasta una frecuencia nominal, y por encima de la frecuencia nominal se mantiene esencialmente constante; en el que la unidad reguladora (1) comprende adicionalmente una conexión para recibir una señal externa desde dicho al menos un consumidor (3; 16; 17) y en el que la unidad reguladora está dispuesta de modo que, después de recibir la señal externa, la frecuencia de salida es regulada a la baja hasta una frecuencia inferior y luego, después de un periodo de tiempo predeterminado, se permite a la frecuencia de salida aumentar linealmente de nuevo.

2. Unidad reguladora de acuerdo a la reivindicación 1, en la que el periodo de tiempo predeterminado es de más de 2 segundos, por ejemplo, de 5 segundos.

3. Unidad reguladora de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en la que la frecuencia nominal es esencialmente igual a 50 Hz.

4. Unidad reguladora de acuerdo a la reivindicación 1, 2 o 3, en donde la unidad reguladora comprende además un regulador de tensión (11) que está dispuesto para controlar la tensión de salida, en la que la tensión de salida aumenta esencialmente de forma lineal con la velocidad creciente del accionador de potencia, en una gama desde 0 hasta una tensión nominal y, por encima de la tensión nominal, se mantiene esencialmente constante.

5. Unidad reguladora de acuerdo a la reivindicación 4, en la que la tensión nominal es esencialmente igual a 400 Vea.

6. Unidad reguladora de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el generador (10) y la unidad reguladora (12) están dispuestos para lograr una frecuencia mínima a una velocidad fija del accionador de potencia (2).

7. Unidad reguladora de acuerdo a la reivindicación 6, en la que la frecuencia mínima es esencialmente igual a 30 Hz.

8. Unidad reguladora de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la unidad reguladora (1) está adicionalmente dispuesta para regular proporcionalmente la frecuencia de salida a la baja, en caso de carga del consumidor (3; 16; 17) por encima de un valor de consumo predeterminado.

9. Unidad reguladora de acuerdo a las reivindicaciones precedentes, en donde la unidad reguladora (1) comprende uno o más inversores.

10. Unidad reguladora de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la unidad reguladora (1) está alojada en una carcasa dotada de medios refrigerantes pasivos.

11. Unidad reguladora de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que los componentes de la unidad reguladora (1) están moldeados en forma de una carcasa.