BR112012017854B1

BR112012017854B1 - Método e dispositivo de controle de máquina elétrica multifásica

Info

Publication number: BR112012017854B1
Application number: BR112012017854-7A
Authority: BR
Inventors: Eric DE WERGIFOSSE
Original assignee: Hispano-Suiza
Priority date: 2010-01-28
Filing date: 2011-01-06
Publication date: 2020-09-01
Also published as: EP2529476B1; BR112012017854A2; JP5587432B2; US20130009580A1; RU2012136644A; JP2013518549A; FR2955719A1; RU2532415C2; EP2529476A1; CA2786410C; CN102771042B; US8810179B2; CA2786410A1; FR2955719B1; CN102771042A; WO2011092408A1

Abstract

"método e dispositivo de controle de máquina elétrica maltifásica" uma máquina elétrica polifásica (30) é controlada por meio de, pelo menos, dois inversores em paralelo (101, 102), cada inversor tem ramificações (101a, 101b, 102c, 102a,102b,102c) em número igual ao das fases da máquina e são controlados por modulação de largura de pulso (pwm). em resposta à detecção de um ramo do inversor defeituoso (102a), este último é isolado e a fase em questão é alimentada por outro, ou cada outro ramo do inversor correspondente (101a). o controle por pwm é modificado para retomar sucessivamente e sem comutação os interruptores de potência deste ou de cada outro ramo (101a), quando, em valor absoluto, a intensidade da corrente em questão (ia) é maior ou igual a um limiar entre 80% e 120% de n-1/n imax, onde n é o número de inversores e imax é a intesidade máxima da corrente de fase. pode-se assim conservar uma geração de tensão sensivelmente sinusoidal sobre cada fase, evitando sobredimensionamento dos interruptores de potência para que, em caso de defeito, eles possam alternar as correntes de amplitude mais elevada que em funcionamento normal.

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0001] A invenção refere-se a um sistema de controle de máquina elétrica multifásica através de diversos números de inversores paralelos.

[0002] A invenção aplica-se mais particularmente nos casos em que um tal controle deve apresentar um elevado grau de confiança, como por exemplo, no campo aeronáutico.

[0003] Um dispositivo conhecido para controlar uma máquina elétrica de três fases é mostrado na Figura 1. Este dispositivo comporta dois inversores trifásicos que fornecem correntes alternadas la, lb, lc para enrolamentos de fase da máquina elétrica 4, cada inversor fornecendo sensivelmente a metade das correntes de fase. Cada inversor compreende interruptores 5 conectados em um ponto, por exemplo, por transistores de potência. Cada inversor é composto por três ramos 6 cada um compreendendo dois interruptores de potência 5 montados em série entre dois terminais opostos + V e -V de corrente elétrica contínua e em cada lado de um ponto 7 ligado a uma fase respectiva da máquina elétrica. Um interruptor de isolamento de tripolar 8 está montado entre cada inversor e a máquina elétrica. Um circuito 9 controla a comutação dos interruptores de potência alterna 5 através de circuitos de ataque (drivers) para modular a fonte elétrica contínua a fim de produzir correntes alternadas la, lb, lc. Ele normalmente usa uma modulação por largura de pulso (PWM para "Pulse Width Modulation").

[0004] Em caso de falha ou defeito de um ramo (braço) do inversor (UPS), o inversor (UPS) com defeito é isolado por abertura do interruptor de isolamento associado e correntes de fase devendo então serem fornecidas integralmente por outro inversor. Cada braço deste outro inversor é então percorrido pela integralidade da corrente de fase e não mais pela metade da mesma. Os interruptores de potência devem então ser fornecidos para serem capazes de se alternar numa corrente tendo uma amplitude duas vezes maior do que a da corrente que conduzem normalmente (sem falhas).

[0005] Uma outra forma de realização de um dispositivo conhecido de controle de uma máquina elétrica de três fases, é mostrado na Figura 2. Esta outra forma de realização alternativa se difere daquela da figura 1, pela presença de um inversor suplementar com o seu interruptor de isolamento associado. Em funcionamento normal, dois inversores estão trabalhando fornecendo cada um, as metades das correntes de fase, estando o terceiro inversor isolado. Em caso de falha de um ramo do inversor, o inversor com defeito é isolado pela abertura do interruptor de isolamento associado e o inversor adicional é colocado em serviço com o fechamento do interruptor de isolamento associado.

[0006] Em ambos os casos acima, um sobredimensionamento significativo é requisitado seja em capacidade de comutação dos interruptores de potência, seja em número de inversores.

OBJETIVO E SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0007] A invenção tem por objetivo permitir que uma máquina elétrica polifásica possa ser comandada por diversos inversores em paralelo, com um elevado grau de confiança, sem requerer um tal sobredimensionamento.

[0008] Conforme um aspecto da invenção, este objetivo é atingido graças a um método de controle de máquina elétrica polifásica, por meio de, pelo menos, dois inversores polifásicos em paralelo, cada inversor compreendendo ramos em número igual ao que de uma das fases da máquina elétrica e cada ramo comportando dois interruptores de potência conectados em série entre dois terminais opostos de uma alimentação elétrica e contínua e de cada lado de um ponto ligado a uma fase elétrica da máquina elétrica, o método compreendendo o controle dos inversores pela modulação por largura de pulso e controlando a comutação dos interruptores de potência, e a detecção de falha do ramo inversor em que o método, conforme o qual, em resposta à detecção de um ramo do inversor com defeito, o ramo defeituoso é isolado, a fase da máquina elétrica correspondente ao ramo com defeito é alimentada por cada um do outro braço do inversor correspondente, e o controle por modulação de largura de pulsos é modificado em particular, para tornar condutores sucessivamente e sem comutação os interruptores de potência da carga de outro braço do inversor correspondente quando, em valor absoluto, a intensidade da corrente da fase concernente é maior ou igual a um nível compreendido entre 80% e 120% de ((n-1 )/n).(lmax) onde n é o número de inversores e Imax é a intensidade máxima de corrente de fase em valor absoluto, mantendo ao mesmo tempo um gerador de tensão substancialmente sinusoidal em cada fase da máquina.

[0009] Assim, em cada ramo do inversor que incorpora a fração da corrente de fase assumida previamente pelo ramo com defeito, não está imposta a comutação dos interruptores de potência quando a corrente que flui através de cada braço tem uma amplitude superior a um limiar sensivelmente igual (dentro de 20%) ao valor máximo da corrente na ausência de um defeito. Bem entendido que, para os outros ramos do inversor em serviço, uma modificação da PWM (MLI) é também necessária em comparação com aquela aplicada antes da detecção do defeito, a fim de continuar a emitir as correntes de fase alternativas equilibradas.

[0010] O método conforme a invenção é então notável pelo fato de que pode ser compensado quando ocorre um defeito de um ramo do inversor, sem excesso de dimensionamento dos interruptores de potência, para que eles possam alternar sob correntes de maior amplitude do que em uma operação normal e sem a necessidade de redundância ao nível do número de inversores.

[0011] De preferência, no caso de um controle de uma máquina elétrica de três fases por meio de dois inversores em paralelo, durante cada período da corrente de fase correspondente ao ramo do inversor com defeito, os interruptores de potência do outro ramo do inversor correspondente são tornados condutores sucessivamente e sem comutação durante cerca de 1/3 do referido período.

[0012] Conforme uma forma de realização, o isolamento do ramo do inversor defeituoso é feito através de uma abertura de um interruptor de isolamento do ramo ligado entre o ramo do inversor e a fase correspondente da máquina elétrica.

[0013] Conforme outra forma de realização, o isolamento do ramo do inversor defeituoso é feito através da inibição de circuitos de ataque dos interruptores de potência do ramo defeituoso.

[0014] Conforme outro aspecto da invenção, é também visado um dispositivo de controle da máquina elétrica polifásica próprio para implementar o processo acima descrito.

[0015] Este objetivo é conseguido através de um dispositivo de controle que comporta:

[0016] - pelo menos dois inversores polifásicos em paralelo, cada inversor compreendendo ramos em número igual a estes das correntes de fase a fornecer e cada ramo compreendendo dois interruptores de potência ligados em série entre dois terminais opostos de uma alimentação elétrica contínua e em ambos os lados de um ponto ligado a um terminal de saída da corrente fase respectiva,

[0017] - um circuito de controle dos inversores de modulação por largura de pulsos comandando a comutação dos interruptores de potência, e

[0018] - um sistema de detecção de defeitos dos ramos do inversor ligado ao circuito de controle, no qual o dispositivo, em resposta à detecção de um ramo do inversor com defeito, o circuito de controle dos inversores é orientado para:

[0019] - isolar o ramo do inversor defeituoso de modo que a corrente de fase correspondente seja fornecida por outro ramo correspondente do inversor, e

[0020] - modificar a modulação por largura de impulso, em particular, para ligar e conduzir sucessivamente e sem comutação os interruptores de potência de um ou outro ramo do inversor correspondente quando, em valor absoluto, a intensidade da corrente de fase em questão é superior ou igual a um limiar compreendido entre 80% e 120% de ((n-1 )/n).(lmax) onde n é o número de inversores e Imax é a intensidade n máxima da corrente de fase em valor absoluto, mantendo uma geração de tensão sensivelmente sinusoidal sobre cada fase da máquina.

[0021] Vantajosamente, no caso do controle de uma máquina elétrica de três fases por meio de dois inversores em paralelo, o circuito de controle está disposto para, em resposta à detecção de um ramo de inversor defeituoso, alterar a modulação de largura de pulsos, em particular para transformar sucessivamente condutores e sem comutação os interruptores de potência de outro ramo do inversor correspondente durante as durações respectivas iguais à cerca de 1/3 do período de corrente de fase.

[0022] Conforme uma forma de realização, o dispositivo de controle comporta interruptores de isolamento ligados, respectivamente, aos ramos dos inversores para poder isolar seletivamente um ramo do inversor em relação à saída da corrente de fase correspondente.

[0023] Conforme outra forma de realização, os interruptores de potência dos ramos do inversor são controlados através de circuitos de ataque e o circuito de controle dos inversores está disposto para, em resposta a uma detecção de defeito do ramo, inibir o funcionamento dos circuitos de ataque dos interruptores de potência do ramo defeituoso.

[0024] Conforme ainda outro dos seus aspectos, a invenção visa proporcionar um sistema de partida do motor de propulsão aeronáutico que compreende uma máquina elétrica polifásica controlada em modo motor elétrico para conduzir um eixo do motor de propulsão e um dispositivo tal que como definido acima é para comandar a máquina elétrica polifásica.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0025] Outras características e vantagens da invenção emergirão a partir da leitura da descrição feita abaixo, a título indicativo, mas não limitativo, e com referência aos desenhos anexos, sobre os quais;

[0026] - As figuras 1 e 2, já descritas mostram muito esquematicamente duas formas de realização de um dispositivo de controle com uma alta confiabilidade para uma máquina elétrica polifásica, conforme o estado da arte anterior;

[0027] - A figura 3 mostra muito esquematicamente uma forma de realização de um dispositivo de controle de uma máquina elétrica polifásica conforme a invenção

[0028] - A figura 4 é uma vista mais detalhada de um ramo do dispositivo do inversor da Fig. 3;

[0029] - A figura 5 mostra a variação da relação cíclica dos pulsos que controlam a comutação dos interruptores de potência dos ramos do dispositivo do inversor na Figura 3, na ausência de um defeito;

[0030] - A figura 6 mostra o dispositivo de controle da Figura 3 após a detecção de um ramo do inversor defeituoso;

[0031] - A figura 7 mostra a variação da relação cíclica dos pulsos que controlam a comutação dos interruptores dos ramos do dispositivo do inversor ativo no dispositivo da Figura 3 após a detecção de um ramo do inversor defeituoso e no isolamento deste;

[0032] - A figura 8 mostra as etapas sucessivas de uma sequência de detecção de defeito do ramo do inversor e do tratamento do defeito, e

[0033] - A figura 9 mostra esquematicamente um circuito de controle dos inversores em um dispositivo de controle conforme uma forma de realização da invenção, para controlar uma máquina elétrica sincrônica com regulação de binário.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO

[0034] A Figura 3 mostra esquematicamente uma forma de realização de um dispositivo de controle 10 conforme a invenção no caso do controle de uma máquina elétrica de três fases 30 por meio de dois inversores trifásicos 10i e 102 em paralelo.

[0035] Como indicado acima, a invenção aplica-se em particular no campo aeronáutico. A máquina elétrica 30 pode ser uma unidade de um sistema de partida de motor aeronáutico de propulsão, por exemplo, motor de turbina. A máquina elétrica é então acoplada mecanicamente a um eixo do motor de propulsão para conduzi-lo à partida e sendo controlado por meio de um motor elétrico. A máquina elétrica 30 pode também ser uma máquina usada para dar partida a uma unidade auxiliar de potência (UPA) ou por ativação de acionadores.

[0036] O inversor 10i compreende três ramos 10ia, 10we 10ic que liberam as correntes alternativas ha, hb e hc em terminais de saída respectivos 12a, 12b e 12c do dispositivo de controle. De modo similar, o inversor IO2 tem três ramos 102a, 102b e 1Ü2C que emitem correntes alternativas La, hb e hc sobre os terminais de saída 12a, 12b e 12c, respectivamente. As correntes de fase la, lb e lc fornecidas para enrolamentos estatóricos de la da máquina elétrica 30 são tais que la = ha + ha, = hb + hb e lc = hc + hc. Os inversores 10i e W2 têm as construções semelhantes e, em funcionamento normal, e são controlados da mesma maneira, de modo que as correntes l1ae l2a são sensivelmente em fase e iguais a la/2. De maneira similar, hb e hb são sensivelmente em fase e iguais a lb/2 e hc e hc são substancialmente em fase e iguais à lc/2.

[0037] Os ramos do inversor são todos semelhantes. Cada ramo, por exemplo, o ramo 10ia (Figuras 3 e 4) compreende dois comutadores 102ia e 104ia, que são ligados em série entre as faixas de alimentação elétrica + V e -V e de uma parte à outra de um ponto 106ia onde a corrente ha é emitida. Os interruptores 102ia e 104ia são tipicamente interruptores eletrônicos e são formados por transistores de potência, por exemplo, transistores bipolares ou de porta isolada IGBT (Transistor de porta isolada bipolar). Outros tipos de interruptores de potência poderiam ser utilizados, tais como do tipo MOSFET, COOLMOS, JFET ou tiristores (thyristors). A fonte de alimentação contínua é modulada por comutação dos transistores de potência 102ia e 104ia para obter uma corrente ha alternada, de aparência sensivelmente sinusoidal.

[0038] Ela geralmente utiliza uma PWM (MLI). Os pulsos de comutação são aplicados entre a grade (porta) e o emissor dos transistores 102ia e 104ia, por meio de um circuito de acionamento (condutor) 108ia para comandar as comutações sucessivas dos transistores, a um outro, sendo o condutor, enquanto o outro é bloqueado. Os diodos de roda livre 110ia, 112ia são ramificados entre o coletor e o emissor dos transistores 102ia, 104ia a fim de permitir o funcionamento do ramo de ponte em 4 quadrantes definidos pelos eixos de tensão de saída e corrente de saída.

[0039] Um circuito de detecção de desaturação 114ia está ligado aos transistores de potência 102ia, 104ia para recolher uma informação representativa da tensão entre o coletor e o emissor, quando os transistores são controlados no estado condutivo. Quando esta informação indica a presença de uma tensão de coletor/emissor maior do que um limiar máximo, um sinal de defeito do transistor do ramo do inversor é emitido pelo circuito 114ia.

[0040] Os circuitos 108ia e 114ia estão ligados a um circuito 40 de comando de inversores que compreende um gerador de impulsos para produzir um exemplo de PWM (MLI), por exemplo, do tipo vetorial. A título de exemplo, a curva (a) da figura 5 mostra a variação do retomo cíclico dos impulsos de comutação correspondentes a uma fase A, por períodos de corrente elétrica nesta fase, quer dizer a variação do retorno cíclico dos impulsos aplicados a um dos transistores de potência dos ramos 10ia e 102a, o retomo cíclico dos impulsos que controlam a comutação do outro transistor de potência dos mesmos ramos sendo complementares. A duração T representa o período de correntes elétricas fornecidas pelos inversores. As curvas (b) e (c) representam as variações dos retornos cíclicos dos pulsos de comutação correspondentes às outras fases B e C da máquina elétrica, enquanto a curva (n) mostra o retorno cíclico que corresponde ao ponto neutro da máquina elétrica. As curvas (a), (b) e (c) têm a mesma aparência de variação, mas estão defasadas mutuamente de 2π/3. A aparência das curvas (a), (b) e (c) não é sinusoidal, a PWM (MLI) sendo selecionada para otimizar a utilização da fonte potencial de energia elétrica contínua. A variação do retorno cíclico no ponto neutro da máquina elétrica (curva (n)) mostra que são reconstituídas as tensões sensivelmente sinusoidais entre o neutro e cada fase.

[0041] Um dispositivo de controle de máquina elétrica três fases, tal como descrito acima é bem conhecida em si mesma.

[0042] Conforme a invenção, no caso de defeito detectado em um ramo do inversor (UPS), o ramo defeituoso é seletivamente isolado e a PWM (MLI) é modificada para permitir ao ramo correspondente à mesma fase de um outro inversor, para que possa fornecer a integralidade da corrente da fase correspondente, mas, sem impor tamanho excessivo relacionado com a necessidade de comutar os interruptores de potência em uma corrente de magnitude maior, do que em funcionamento normal.

[0043] Para fins de isolamento seletivo de um ramo do inversor (UPS) defeituoso, contactadores de isolamento dos ramos monopolares 14ia, 14w e 14ic estão inseridos entre os ramos 10ia, 10ib e 10ic e as saídas 12a, 12b e 12c, respectivamente, e dos contactadores monopolares 142a, 142b e 142c que são inseridos entre os ramos 102a, 102b e 1Ü2c e as saídas 12a, 12b e 12c, respectivamente, estes diferentes contactadores sendo controlados seletivamente pelo circuito de controle 40.

[0044] No caso de detecção de um defeito em um ramo do inversor (UPS), por exemplo, o ramo 102a, o circuito 40 comanda a abertura do contactador de isolamento do ramo correspondente 142a, como mostrado na figura 6. A integralidade da corrente de fase plena la é então fornecida pelo ramo 10ia, enquanto que as correntes de fase lb e lc continuam a ser obtidas já partir das respectivas contribuições hb, hb e hc, hc dos ramos 10w, 1Ü2b e 10ic, 1Ü2c.

[0045] A ILM (MLI) é modificada de maneira que os transistores de potência do ramo 10ia sejam mantidos condutores sem comutação tanto que a corrente la que lhe atravessa, esteja em valor absoluto superior a um limiar sensivelmente igual à lmax/2 onde Imax é o valor máximo absoluto da corrente de fase atual. O limiar poderá ser, por exemplo, compreendido entre 0,8 et 1,2 (Uax/2).

[0046] A curva (a1) da figura 7 mostra a variação no tempo do retorno cíclico dos impulsos de comutação correspondentes à fase A conforme a PWM (MLI) modificada após a detecção do defeito em um ramo do inversor (UPS) correspondente à fase A. Cada transistor de potência do ramo do inversor retomando a integralidade da corrente da fase A é mantida condutora sem comutação durante um período correspondente sensivelmente a um terço do período T (que corresponde a um valor acima ao limiar de lmax/2). As faixas t+ e t- correspondem, por exemplo, as durações de condução sem comutação do transistor de potência 11 Chá localizado ao lado do fornecimento de alimentação do trilho + V e do transistor de potência 112ia localizado no lado do fornecimento de alimentação do trilho - V, respectivamente. Assim, ao longo de um período T, durante T/3 (faixa), o transistor de potência 110ia está em condução permanente e o transistor 112ia é não condutor (relação cíclica igual a 1) durante a duração T/6 seguinte, o retorno cíclico decresce de 1 a 0, durante T/3 seguinte, o transistor 112ia está em condução permanente e o transistor 110ia é não condutor (relação cíclica igual a 0) e durante o período T6 restante, a relação cíclica cresce de 0 a 1.

[0047] A corrente atravessando o ramo 10ia, no exemplo acima de um defeito detectado no ramo 102a, é aumentada, geralmente dobrada, com relação à operação nominal sem defeitos. No entanto, esta não conduz a uma duplicação da dissipação, já que as perdas por comutação são reduzidas, em comparação com a operação nominal. Com os transistores de potência do tipo IGBT, para os quais as perdas por condução são da mesma ordem de grandeza que as perdas por comutação, a dissipação total de cada transistor de potência é aumentada em uma proporção de cerca de 1,4. O aumento correspondente na temperatura de junção é aceitável sob o ponto de vista da confiança, já que é normalmente compreendido em uma margem de segurança de funcionamento do transistor de potência, uma vez que o funcionamento no modo de defeito é limitado ao tempo de resposta para a manutenção. Além disso, por causa da presença de faixas sem comutação, a dissipação dos diodos de roda livre do ramo do inversor que retoma à integralidade da corrente de fase inteira é fortemente diminuída.

[0048] Na figura 7, as curvas (b1) e (c1) representam a variação dos retornos cíclicos correspondentes às fases B e C da máquina elétrica e a curva (rf) representa a variação do retomo cíclico da máquina para neutro. As curvas (b1) e (c1) representam os andamentos das variações similares que são modificadas por retornos aos andamentos das curvas de variação (b) e (c) da Figura 5, a fim de poder reconstituir as variações sensivelmente sinusoidais das tensões entre neutro e as fases. Assim, a modificação do PWM (MLI) deve envolver não somente a fase correspondente ao ramo do inversor defeituoso, mas também, as outras fases, de modo a conservar estas variações sensivelmente sinusoidais. De preferência, com o PWM (MLI) modificado, nenhum impulso de comutação é aplicado ao ramo defeituoso e a tensão de porta dos transistores de potência deste ramo é mantida a um nível correspondente a um estado de bloqueio.

[0049] Bem entendido que, a figura 7 representa um exemplo entre muitos possíveis de uma PWM (MLI) modificada após um defeito.

[0050] A Figura 8 mostra as etapas sucessivas de um exemplo de um processo de detecção e de gestão de defeito que podem ser implementadas pelo circuito de controle 40.

[0051] A etapa 51 de detecção de defeito do controle comporta o monitoramento dos sinais potenciais emitidos pelos circuitos de detecção de desaturação, associados aos ramos do inversor (UPS), tais como o circuito 114ia da figura 4. Alternativamente, um defeito do ramo do inversor (UPS) poderia ser detectado, também, por monitoramento do nível de corrente produzida por este ramo.

[0052] Quando um defeito é detectado (teste 52), este pode ser confirmado (etapa 53). A confirmação do defeito pode ser obtida pela interrupção da operação dos inversores mais o reinicio dos mesmos, para constatar o potencial de persistência eventual. Quando os defeitos são detectados por detecção de desaturação dos transistores de potência, a medição da corrente produzida pelo ramo do inversor suspeita de falha, pode ser utilizada a título de confirmação.

[0053] Quando o defeito é confirmado (teste 54), a operação dos inversores e o seu controle são inibidos, por exemplo, pela interrupção da PWM (etapa 55) e o interruptor de isolamento associado ao ramo com defeito é aberto (etapa 56). Será notado que a presença de interruptores de isolamento é a preferida para evitar, no caso de defeito de curto-circuito de um interruptor de potência, que este defeito afete o funcionamento do resto do dispositivo. No entanto, a presença de tais interruptores poderá ser omitida se a probabilidade de um curto-circuito é insignificante comparada com a confiabilidade de funcionamento esperada.

[0054] Em seguida, o PWM é reconfigurado e o PWM assim modificado, é aplicado para colocar em marcha os ramos do inversor, com exceção daqueles com defeito (etapa 57).

[0055] A Figura 9 mostra um exemplo de implantação do dispositivo de controle da figura 3 em um regulador de binário 60 para controlar uma máquina elétrica sincrônica 30.

[0056] Um circuito 62 está ligado a um sensor de posição angular 32 associado a um eixo da máquina elétrica 30, ou a um eixo solidário em rotação sobre si mesmo, para fornecer as informações representativas da velocidade de rotação e a posição angular do motor da máquina elétrica 30.

[0057] Os circuitos 64ia, 64w e 64ic, estão ligados a sensores de corrente montados nas linhas de saída dos ramos do inversor 10i para fornecer as informações representativas das correntes, la, lb e lc. Do mesmo modo, os circuitos 642a, 642b e 642c estão ligados a sensores de corrente montados nas linhas de saída dos ramos do inversor 102 para fornecer as informações representativas das correntes, ha, hb e hc. Os circuitos de soma 66 fornecem as informações representativas das correntes de fase la, lb e lc. Estas informações são recebidas por um circuito de cálculo 68, que elabora, a partir dos valores das correntes de fase, as informações lqm e Idm representando a corrente binária medida e a corrente de fluxo medida da máquina elétrica.

[0058] Um circuito regulador 70 fornece ao circuito de controle dos inversores 40 as informações de níveis de tensão e o ângulo para cada fase da máquina, a fim de dominar os valores de lqm e Idm a valores de ajuste lqc (representando o binário do ajuste) e ldc, assegurando ao mesmo tempo uma posição ótima do fluxo estatórico em relação à posição angular do rotor da máquina elétrica 30. Para este fim, o circuito regulador 70 recebe as informações, lqm, Idm fornecidas pelo circuito de cálculo 68, as informações do ajuste lqc e ldc e as informações sobre a velocidade e a posição angular são fornecidas pelo circuito 62.

[0059] Um regulador de binário (TCU) como descrito acima é bem conhecido em si mesmo, e em seu próprio princípio.

[0060] As informações de ajuste das tensões e da frequência recebida pelo circuito de controle dos inversores 40 são utilizadas por uma unidade de controle numérico 42 para dirigir um conjunto 44 da largura de impulsos modulados gerando na ausência da detecção de defeitos, um gerador nominal PWM (MLI), e os impulsos sendo aplicados em paralelo aos ramos respectivos dos inversores 10i e W2.

[0061] Uma comutação do modo PWM entre PWM nominal PWM modificado pode ser controlado pela unidade de controle numérico 42 para desligar o gerador PWM nominal 44 e colocar em serviço um gerador PWM modificado 46, a comutação entre os dois modos de geradores PWM sendo simbolizada por um alternador 48. O gerador PWM modificado tem as saídas associadas aos ramos dos inversores 10i e W2. Em caso de detecção de uma falha, o gerador PWM nominal 44 é desativado, o gerador PWM modificado 46 é programado sob o comando de uma unidade de controle numérico 42 para gerar as suas larguras de saídas de impulsos modulados em função do ramo do inversor defeituoso e comutá-lo ao gerador PWM modificado 46 sendo controlado.

[0062] No exemplo acima, considerou-se o caso do controle de uma máquina de três fases com pelo menos dois inversores em paralelo.

[0063] Naturalmente, a invenção é aplicada às máquinas polifásicas tendo um número de fases superior a três se adaptando ao número de ramos dos inversores.

[0064] A invenção é igualmente aplicável ao controle de uma máquina polifásica com pelo menos mais de dois inversores paralelos, cada ramo do inversor, produzindo em seguida sensivelmente, cerca de 1/n de corrente de fase correspondente, n sendo o número de inversores. Em caso de defeito de um ramo do inversor, a corrente da fase em questão deve então ser assumida pelos outros ramos n-1 de outros ramos correspondentes de outros inversores. A PWM é modificada de modo que, em cada um dos outros ramos, os interruptores de potência sejam mantidos como condutores de energia sem comutação, tanto que a intensidade da corrente que lhe atravessa, seja em seu valor absoluto, superior a um limiar substancialmente igual a ((n - 1)/n).(lmax) onde Imax é o valor máximo n da corrente de fase, em valor absoluto. Poderemos selecionar um limiar, por exemplo, compreendido entre 80% e 120% de ((n - 1)/n).(lmax).

Claims

1. Método de controle da máquina elétrica polifásica por meio de, pelo menos, dois inversores polifásicos em paralelo, cada inversor compreendendo ramos em número igual àqueles das fases da máquina elétrica e cada ramo comportando dois interruptores de potência ligados em série entre dois terminais opostos de uma alimentação elétrica contínua e de uma parte oposta à outra de um ponto ligado a uma fase elétrica da máquina elétrica, o método compreendendo o controle dos inversores por modulação de largura de impulso comandando a comutação dos interruptores de potência, e a detecção de um defeito do ramo do inversor, o método sendo caracterizado pelo fato de que, em resposta à detecção de um ramo do inversor com defeito, o ramo com defeito é isolado, a fase da máquina elétrica correspondente ao ramo defeituoso é alimentada por um outro ramo do inversor correspondente, e a modulação por largura de impulso é alterada notadamente para tornar condutores sucessivamente e sem comutação os interruptores de potência do ou cada outro ramo do inversor correspondente quando, em valor absoluto, a intensidade da corrente de fase for superior ou igual a um limiar compreendido entre 80% e 120% de ((n-1)/n).(lmax), onde n é o número de inversores e Imax é a intensidade máxima da corrente de fase em valor absoluto, mantendo ao mesmo tempo uma geração de tensão sensivelmente sinusoidal sobre cada fase da máquina.

2. Método de acordo com a reivindicação 1 para controlar uma máquina elétrica trifásica por meio de dois inversores trifásicos em paralelo, caracterizado pelo fato de que, durante cada período da corrente de fase correspondente ao ramo do inversor com defeito, os interruptores de potência (UPS) de outro ramo do inversor correspondente são tornados condutores sucessivamente e sem comutação cada um durante cerca de 1/3 do referido período.

3. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o isolamento do ramo do inversor com defeito é feito através da abertura de um interruptor de isolamento do ramo ligado entre o ramo do inversor e a fase correspondente da máquina elétrica.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o isolamento do ramo do inversor com defeito é feito através da inibição de circuitos de ataque dos interruptores de potência do ramo com defeito.

5. Dispositivo de controle de máquina elétrica polifásica, compreendendo: - pelo menos dois inversores polifásicos em paralelo (10i, W2), cada inversor compreendendo ramos em número igual aqueles das correntes de fase a fornecer e cada ramo comportando dois interruptores de potência ligados em série entre dois terminais opostos de uma fonte de alimentação elétrica continua em ambos os lados de um ponto ligado a um terminal de saída de corrente de fase respectiva, - um circuito (40) de controle dos inversores de modulação de largura de impulso controlando a comutação dos interruptores de potência, e - um sistema de detecção de defeito dos ramos do inversor ligados ao circuito de controle, caracterizado pelo fato de que, em resposta à detecção de um ramo do inversor com defeito, o circuito de controle dos inversores é disposto para: - isolar 0 ramo do inversor com defeito de modo que a corrente de fase correspondente seja fornecida por um outro ramo do inversor correspondente, e - modificar a modulação de largura de impulso, em particular, para tornar condutores sucessivamente e sem comutação os interruptores de potência de um outro ramo do inversor correspondente quando, em valor absoluto, a intensidade da fase da corrente em questão é maior ou igual a um limiar compreendido entre 80% e 120% de ((n-1 )/n).(lmax), onde n é o número de inversores e Imax é a intensidade máxima da corrente de fase em valor absoluto, mantendo ao mesmo tempo uma geração de tensão sensivelmente sinusoidal em cada fase da máquina.

6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 5, para controlar uma máquina elétrica trifásica por meio de dois inversores trifásicos (10i,102) em paralelo, caracterizado pelo fato de que, em resposta à detecção de um ramo do inversor com defeito, o circuito de controle (40) dos inversores é disposto para alterar a modulação de largura de impulso, em particular, para tornar condutores sucessivamente e sem comutação os interruptores de potência de outro ramo do inversor correspondente durante os períodos respectivos de tempo iguais a aproximadamente 1/3 do período da corrente de fase atual.

7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que compreende interruptores de isolamento (14) ligados, respectivamente, aos ramos dos inversores para poder isolar seletivamente um ramo do inversor de potência em relação à saída de corrente de fase correspondente.

8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que os interruptores de potência dos ramos do inversor são controlados através de circuitos de ataque e o circuito (40) de controle dos inversores é disposto para, em resposta a uma detecção de defeito do ramo, inibir o funcionamento dos circuitos de ataque dos interruptores de potência do ramo defeituoso,

9. Sistema de arranque do motor de propulsão de aeronaves caracterizado pelo fato de que compreende uma máquina elétrica polifásica (30) controlada em modo motor para conduzir um eixo do motor de propulsão e um dispositivo como definido em qualquer uma das reivindicações 5 a 8 para controlar a máquina elétrica polifásica.