DISPOSICIÓN DE CIRCUITO Y PROCEDIMIENTO PARA EL CONTROL DE UN MOTOR ELÉCTRICO, EN PARTICULAR DE UNA LAVADORA.

Disposición de circuito para la activación de un motor eléctrico (M),

en particular de una lavadora, con - conmutadores de potencia (108a, 108b, 109a, 109b, 110a, 110b), que están conectados con terminales de conexión (u, v, w) del motor eléctrico (M) y con un circuito intermedio de tensión; - un circuito de excitación (200), que está conectado con el circuito intermedio de tensión y con los conmutadores de potencia (108a, 108b, 109a, 109b, 110a, 110b); y - una unidad de control (112), en particular un microcontrolador ( C), que está conectada con el circuito de excitación (200) y que está configurada e instalada para generar señales de control (113a, 113b, 114a, 114b, 115a, 115b) para el control de al menos una velocidad de giro del motor eléctrico (M), que activan los conmutadores de potencia (108a, 108b, 109a, 109b, 110a, 110b) a través del circuito de excitación (200), caracterizada porque el circuito de excitación (200) está configurado para generar señales de control de cortocircuito para la activación de los conmutadores de potencia (108a, 108b, 109a, 109b, 110a, 110b) que, independientemente de las señales de control de la unidad de control (112) provocan un cortocircuito de los terminales de conexión (u, v, w) del motor eléctrico (M) que están conectados con los conmutadores de potencia (108a, 108b, 109a, 109b, 110a, 110b); y el circuito de excitación (200) está configurado para generar las señales de control de cortocircuito en función de una detección de una sobretensión del circuito intermedio de tensión por encima de la zona de tensión teórica

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E05023720.

Solicitante: DIEHL AKO STIFTUNG & CO. KG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: PFANNERSTRASSE 75 88239 WANGEN ALEMANIA.

Inventor/es: WEINMANN, MARTIN.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 29 de Octubre de 2005.

Clasificación PCT:

  • H02P25/02 ELECTRICIDAD.H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA.H02P CONTROL O REGULACION DE MOTORES ELÉCTRICOS, GENERADORES ELECTRICOS O CONVERTIDORES DINAMOELECTRICOS; CONTROL DE TRANSFORMADORES, REACTANCIAS O BOBINAS DE CHOQUE.H02P 25/00 Disposiciones o métodos para el control de motores de corriente alterna caracterizados por la clase de motor de corriente alterna o por detalles estructurales. › caracterizados por el tipo de motor.
  • H02P6/22 H02P […] › H02P 6/00 Disposiciones para el control de motores síncronos u otros motores dinamoeléctricos mediante conmutación electrónica en función de la posición del rotor; Conmutadores electrónicos a este fin (control vectorial H02P 21/00). › en una dirección seleccionada de rotación.
  • H02P6/24 H02P 6/00 […] › Disposiciones para la parada.

Clasificación antigua:

  • H02P25/02 H02P 25/00 […] › caracterizados por el tipo de motor.
  • H02P6/22 H02P 6/00 […] › en una dirección seleccionada de rotación.
  • H02P6/24 H02P 6/00 […] › Disposiciones para la parada.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2355903_T3.pdf

 

DISPOSICIÓN DE CIRCUITO Y PROCEDIMIENTO PARA EL CONTROL DE UN MOTOR ELÉCTRICO, EN PARTICULAR DE UNA LAVADORA.
DISPOSICIÓN DE CIRCUITO Y PROCEDIMIENTO PARA EL CONTROL DE UN MOTOR ELÉCTRICO, EN PARTICULAR DE UNA LAVADORA.
DISPOSICIÓN DE CIRCUITO Y PROCEDIMIENTO PARA EL CONTROL DE UN MOTOR ELÉCTRICO, EN PARTICULAR DE UNA LAVADORA.

Fragmento de la descripción:

La presente invención se refiere a una disposición de circuito y a un procedimiento para el control de un motor eléctrico, en particular de una lavadora.

Se conoce a partir del documento DE-A1 44 19 351 un procedimiento para el frenado de un motor síncrono, 5 que gira en sentido inverso, alimentado en una red de corriente continua. A tal fin, está previsto que una tensión inducida durante el giro inverso del rotor en las fases del arrollamiento del estator sea compara con un valor umbral y en función de la comparación se realice una alimentación definida con corriente de las fases del arrollamiento a través de medios de conmutación, que son activados por un dispositivo de conmutación. A través del procedimiento descrito en el documento DE-A1 44 19 351 es posible frenar el rotor a partir de cualquier giro invertido discrecional y en particular 10 desde cualquier número de revoluciones discrecional exactamente a una posición determinada del rotor y a partir de ésta iniciar la aceleración en el sentido de giro correcto.

Además, se conoce accionar motores síncronos para la elevación del número de revoluciones por encima del número de revoluciones límite prescrito en el funcionamiento orientado al campo en la zona débil del campo. El funcionamiento de motores síncronos en la zona débil del campo se conoce, por ejemplo, a partir de los documentos 15 DE-A1 32 03 911, DE-C1 34 24 402, DE-A1 40 21 098 y también EP 0 662 266 B1.

Para la explicación de la problemática en el estado de la técnica se muestra en la figura 1 a modo de ejemplo el diagrama de principio de un motor síncrono de tres fases, de seis impulsos convencional con excitación permanente, como sirve de base para la presente invención. Las tres fases de arrollamiento 2, 3 y 4 del estator son alimentadas de manera conocida en sí a través de los seis elementos de conmutación 8-10 del puente de potencia 7-11 con la tensión 20 de circuito intermedio UZK alimentada, por ejemplo, por un rectificador no mostrado. Los elementos de conmutación 8-10 son activados por un control de motor o dispositivo de conmutación no mostrado. Si se acciona el motor síncrono mostrado en la zona débil del campo, entonces se pueden conseguir a través de corrientes ciegas que debilitan el campo en muchas aplicaciones números de revoluciones hasta el múltiplo del número de revoluciones límite natural predeterminado. 25

En estados críticos, como por ejemplo con una tensión del circuito intermedio UZK demasiado alta, o en el caso de un fallo de la electrónica de control, habitualmente todos los elementos de conmutación 8-10 retornan a su estado básico abierto. En este estado de conexión, el condensador de circuito intermedio 7 del puente de potencia 7-11 se cargan a través de los diodos de marcha libre 11 conectado en paralelo a los elementos de conmutación 8-10. Si se acciona el motor síncrono en la zona orientada al campo, entonces se carga el condensador de circuito intermedio 7 30 desde el convertidor de frecuencia como máximo a la tensión del circuito intermedio UZK. Durante el funcionamiento en la zona débil del campo, el condensador de circuito intermedio 7 se puede cargar, con número de revoluciones máximo, de acuerdo con la elevación del número de revoluciones implicada con el funcionamiento débil del campo, hasta el múltiplo de la tensión nominal del circuito intermedio. Por este motivo, en controles convencionales de motor síncrono, el puente de potencia 7-11 mostrado en la figura 1 y en particular el condensador del circuito intermedio 7 deben estar 35 diseñados para tensiones muy grandes, lo que provoca costes de fabricación elevados.

Se conoce a partir del documento EP 0 935 336 B1 un procedimiento para el funcionamiento de un motor síncrono equipado con un rotor de imán permanente a través de un circuito de puente conmutado electrónicamente, que se puede activar a partir de un control del motor para operación de debilitamiento del campo y para operación de frenado a través de un cortocircuito por medio de alguitas de las fases del arrollamiento del motor. En este caso, se 40 lleva a cabo una conmutación del control del motor a cortocircuito, tan pronto como y mientras se establecen estados de funcionamiento críticos, en particular debido a fallo momentáneo u otros comportamiento erróneo del control del motor.

A través del cortocircuito de los teminales del motor por medio del puente de potencia para el frenado del motor y/lo en estados críticos por medio de un circuito de protección se puede evitar que el condensador de circuito intermedio del puente de potencia sea cargado a través de las tensiones inducidas en las fases del arrollamiento del estator por 45 medio de la rotación del rotor. En virtud de estas tensiones inducidas, en las fases del arrollamiento del estator y a través de los medios de conmutación solamente fluye, además, una corriente que es limitada por la impedancia del motor. En diseños usuales del motor, este corriente permanece en el marco del diseño nominal del sistema de accionamiento, de manera que los elementos del puente de potencia y en particular del condensador de circuito intermedio se pueden diseñar con coste favorable. 50

En particular, es importante que el cortocircuito de los terminales del motor se establezca de forma permanente en estados críticos, es decir, que el grupo de conmutadores, que establece el cortocircuito (es decir, el grupo inferior de conmutadores 8b, 9b, 10b o el grupo superior de conmutadores 8a, 9a, 10a) permanecen conectados de forma permanente y no se sincronizan, es decir, en la terminología de Modulación de Vector del Espacio, que se aplica el vector cero sin interrupción. Solamente es concebible que, para la distribución mejorada de la potencia de pérdida sobre 55 los conmutadores y válvulas en la fase final de potencia, de los dos vectores cero posibles –grupo de conmutadores 8b, 9b, 10b o grupo de conmutadores 8a, 9a, 10a- se aplique uno de ellos alternando, respectivamente.

En el documento EP 0 935 336 B1, a continuación del control del motor está conectado un circuito por defecto que, en el caso de señales de salida de alta impedancia, es decir, en particular en el caso de un fallo del control del motor, se cortocircuitas los terminales del motor de forma automática. El estado de la técnica del documento EP 0 935 336 B1 se describe en detalle a continuación con la ayuda de las figuras 1 y 2.

En la figura 1 se representa el diagrama equivalente de un motor síncrono conmutado electrónicamente. El 5 motor síncrono presenta en su estator no representado tres fases de arrollamiento 2, 3 y 4 conectadas en estrella, que están conectadas, por una parte, en una punta de la estrella 5 y, por otra parte, respectivamente, con un terminal de conexión u, v, w del motor. Los terminales de conexión u, v y w están conectados, además, en cada caso con la toma central entre dos medios de conmutación del puente de potencia 8a y 8b o bien 9a y 9b o bien 10a y 10b. Las conexiones de control de los transistores de potencia 8 a 10 están conectadas eléctricamente con las salidas 13-15 de 10 un control del motor 12 (figura 2), de manera que las conexiones de control de los medios de conmutación 8 a 10 son activadas con preferencia a través de MOS-Gate Driver 18. Los MOS-Gate Driver 18 sirven en este caso esencialmente para la adaptación del nivel de la tensión de las salidas 13 a 15 del control del motor 12 a las conexiones de control de los transistores de potencia 8 a 10.

En el circuito intermedio de tensión está conectado un condensador de circuito intermedio 7, que sirve como 15 condensador de filtrado para la tensión del circuito intermedio UZK. Además, en paralelo con los medios de conmutación 8 a 10 está conectado en cada caso un diodo de marcha libre 11 con dirección de paso opuesta.

En el control del motor 12 está integrado un circuito de protección 17 representado de forma esquemática en la figura 2, que cortocircuita los terminales del motor u, v y w para el frenado del motor y en estados críticos, siendo cerrados o bien los tres medios de conmutación superiores 8a, 9a y 10a o los tres medios de conmutación inferiores 8b, 20 9b y 10b. En la terminología de la Modulación de Vector de Espacio, se aplica uno de los dos vectores cero [000] o [111]. Los estados críticos pueden ser, por ejemplo, una tensión del circuito intermedio UZK demasiado alta o demasiado baja o una sobrecorriente ILB en el circuito del puente de potencia 7-11. Para la detección de tales estados críticos se supervisa tanto la tensión del circuito intermedio UZK como también la corriente ILB... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Disposición de circuito para la activación de un motor eléctrico (M), en particular de una lavadora, con

- conmutadores de potencia (108a, 108b, 109a, 109b, 110a, 110b), que están conectados con terminales de conexión (u, v, w) del motor eléctrico (M) y con un circuito intermedio de tensión;

- un circuito de excitación (200), que está conectado con el circuito intermedio de tensión y con los 5 conmutadores de potencia (108a, 108b, 109a, 109b, 110a, 110b); y

- una unidad de control (112), en particular un microcontrolador (C), que está conectada con el circuito de excitación (200) y que está configurada e instalada para generar señales de control (113a, 113b, 114a, 114b, 115a, 115b) para el control de al menos una velocidad de giro del motor eléctrico (M), que activan los conmutadores de potencia (108a, 108b, 109a, 109b, 110a, 110b) a través del circuito de excitación (200), 10

caracterizada porque el circuito de excitación (200) está configurado para generar señales de control de cortocircuito para la activación de los conmutadores de potencia (108a, 108b, 109a, 109b, 110a, 110b) que, independientemente de las señales de control de la unidad de control (112) provocan un cortocircuito de los terminales de conexión (u, v, w) del motor eléctrico (M) que están conectados con los conmutadores de potencia (108a, 108b, 109a, 109b, 110a, 110b); y

el circuito de excitación (200) está configurado para generar las señales de control de cortocircuito en función de una 15 detección de una sobretensión del circuito intermedio de tensión por encima de la zona de tensión teórica.

2. Disposición de circuito de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el circuito de excitación (200) presenta una entrada (In1, In2) para la medición de la tensión del circuito intermedio (UZK).

3. Disposición de circuito de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el circuito de excitación (200) presenta un divisor de la tensión (R1, R2), en particular formado por resistencias, que está 20 conectado con el circuito intermedio de tensión, y que genera una tensión de medición esencialmente proporcional a la tensión del circuito intermedio (UZK).

4. Disposición de circuito de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por una fuente de alimentación conmutada (210), que es alimentada desde el circuito intermedio de tensión y que genera una tensión de alimentación para la unidad de control (112) y para el circuito de excitación (200). 25

5. Disposición de circuito de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la unidad de control (112) está configurada, adicionalmente al circuito de excitación (200), para medir la tensión del circuito intermedio (UZK) y para controlar los conmutadores de potencia (108a, 108b, 109a, 109b, 110a, 110b) en función del resultado de la medición por medio de las señales de control.

6. Procedimiento para el control de un motor eléctrico (M), en particular de una lavadora, en el que una unidad 30 de control (112) genera señales de control (113a, 113b, 114a, 114b, 115a, 115b) para el control de al menos una velocidad de giro del motor eléctrico (M), que activan a través de un circuito de excitación (200) unos conmutadores de potencia (108a, 108b, 109a, 109b, 110a, 110b) para la alimentación de corriente del motor eléctrica (M), caracterizado porque simultáneamente con la generación de las señales de control, el circuito de excitación (200) mide una tensión del circuito intermedio (UZK) que se aplica en los conmutadores de potencia (108a, 108b, 109a, 109b, 110a, 110b), y el 35 circuito de excitación (200) genera señales de control de cortocircuito que, independientemente de las señales de control de la unidad de control (112), cortocircuitan los terminales del motor (u, v, w) conectados con los conmutadores de potencia (108a, 108b, 109a, 109b, 110a, 110b), cuando la tensión medida del circuito intermedio (UZK) excede una zona de tensión teórica.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque las señales de cortocircuito activan 40 de forma alterna un primer grupo de conmutadores de potencia (108a, 109a, 110a), que están conectados con un primer polo de conexión (201) de un circuito intermedio de tensión, y un segundo grupo de conmutadores de potencia (108b, 109b, 110b), que están conectados con un segundo polo de conexión (202) del circuito intermedio de tensión.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado porque el circuito de excitación (200) genera señales de control de apertura que, independientemente de las señales de control de la unidad 45 de control (112), abren todos los conmutadores de potencia (108a, 108b, 109a, 109b, 110a, 110b), cuando la tensión medida del circuito intermedio (UZK) no alcanza la zona de tensión teórica.

9. Utilización de una disposición de circuito de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, y/o de un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 8 para el control de las funciones de una lavadora, en particular para el control de la velocidad del tambor. 50


 

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