ES2219204T3 - Circuito de arranque para motores, en concreto para compresores de refrigerador. - Google Patents
Circuito de arranque para motores, en concreto para compresores de refrigerador.Info
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Abstract
Circuito de arranque de motor, en concreto para un motor de compresor de refrigerador, que comprende medios para generar pulsos con amplitud decreciente en el tiempo adaptados para controlar medios de conmutación (6) conectados al motor (1) a arrancar, siendo dichos medios para generar pulsos con amplitud decreciente en el tiempo alimentados con corriente alterna, caracterizado por el hecho de que dichos medios para generar pulsos con amplitud decreciente en el tiempo comprenden una primera rama de circuito (2, 3, 13, 20) y una segunda rama de circuito (4, 5, 13, 20) constituidas respectivamente por una resistencia (3; 5) y un condensador (2; 4; C1) conectados mutuamente en serie, controlando cada una de dichas primera y segunda ramas de circuito medios amplificadores (8, 9, 10, 11) conectados respectivamente a dichos medios de conmutación (6) y por el hecho de que dicha primera rama de circuito y dicha segunda rama de circuito comprenden además respectivamente un diodo (13) conectado en serie con el condensador (2) de la rama correspondiente.
Description
Circuito de arranque para motores, en concreto
para compresores de refrigerador.
La presente invención se refiere a un circuito de
arranque para motores, en concreto para compresores de refrigerador.
Más concretamente, la presente invención se refiere a un circuito de
arranque para motores asíncronos, en concreto pero no exclusivamente
adaptados para motores de compresores de refrigerador.
Es conocido que en un refrigerador el compresor
se activa periódicamente para bombear el refrigerante dentro de los
serpentines del refrigerador.
Esta activación del compresor tiene lugar cuando
la temperatura interna del refrigerador aumenta por encima de un
umbral predeterminado. Por consiguiente, un elemento sensible al
calor detecta la temperatura interna del refrigerador, y cuando
dicha temperatura aumenta por encima del umbral establecido envía
una señal de activación a un circuito de arranque de compresor. El
circuito de arranque comprende un arrancador y un protector para el
motor del compresor.
El arrancador se encuentra constituido por un
elemento sensible al calor en el cual el flujo de corriente produce
un aumento de temperatura que causa que el elemento se comporte como
una resistencia de valor muy elevado. Puesto que dicha resistencia
se dispone en serie con el motor, el aumento de temperatura evita el
flujo de corriente a través del elemento sensible al calor para
alcanzar el bobinado de arranque del motor del compresor.
Sin embargo, aunque el elemento sensible al calor
es efectivo desde el punto de vista de la activación intermitente
del motor asíncrono monofásico del compresor, supone un consumo de
potencia continuo, aunque modesto, durante el periodo en el que el
motor se encuentra funcionando.
RU-C-2 000 650,
US-A-
4 801 858 y EP-A-0 571 956 describen todos un circuito de arranque de motor que comprende medios alimentados por corriente alterna para generar impulsos que decrecen en el tiempo adaptados para controlar medios de conmutación que se encuentran conectados al motor que se va a arrancar.
4 801 858 y EP-A-0 571 956 describen todos un circuito de arranque de motor que comprende medios alimentados por corriente alterna para generar impulsos que decrecen en el tiempo adaptados para controlar medios de conmutación que se encuentran conectados al motor que se va a arrancar.
El propósito de la presente invención es
proporcionar un circuito electrónico de arranque novedoso para
motores de corriente alterna, en concreto para compresores de
refrigerador, del tipo que excita el bobinado de arranque durante un
periodo controlado de tiempo con pulsos de amplitud decreciente en
el tiempo.
Dentro del ámbito de esta intención, un objeto de
la presente invención es proporcionar un circuito de arranque de
motor, en concreto para compresores de refrigerador, alimentado con
corriente alterna.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un circuito de arranque de motor, en concreto para
compresores de refrigerador, en el que el motor se pone en marcha
durante un tiempo predeterminado y el tiempo de restablecimiento
después de la parada se puede ajustar seleccionando dimensiones del
circuito adecuadas.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un circuito de arranque de motor, en concreto para
motores de compresores de refrigerador, que es altamente fiable,
relativamente sencillo de fabricar y de coste competitivo.
Este propósito, estos objetos y otros que se
harán aparentes de aquí en adelante se alcanzan por medio de un
circuito de arranque de motor, en concreto para un motor de
compresor de refrigerador, como se define en la reivindicación
1.
Otras características y ventajas de la presente
invención se harán aparentes a partir de la siguiente descripción
detallada de realizaciones preferidas pero no exclusivas del
circuito según la presente invención, las cuales se ilustran
solamente a modo de ejemplo no limitativo en las figuras adjuntas,
en las cuales:
La figura 1 es un diagrama de circuito de una
primera realización del circuito según la presente invención;
la figura 2 es un diagrama de circuito de una
segunda realización del circuito según la presente invención;
la figura 3 es un diagrama de circuito de una
tercera realización del circuito según la presente invención;
la figura 4 es un diagrama de circuito de una
cuarta realización del circuito según la presente invención.
En referencia a las figuras anteriores, el
circuito alimentado por corriente alterna según la presente
invención comprende, en una primera realización que se muestra en la
figura 1, medios para generar pulsos que decrecen a lo largo del
tiempo y que se encuentran adaptados para controlar por lo menos un
conmutador que cierra el circuito de suministro de potencia a un
motor 1. En concreto, dicho motor puede ser un motor para accionar
un compresor de un refrigerador.
Convenientemente, en la primera realización los
medios de generación de pulso decreciente comprenden una primera
rama de circuito y una segunda rama de circuito que se disponen en
paralelo una respecto a la otra; cada rama comprende un condensador,
una resistencia y un diodo, que se designan por medio de los números
de referencia 2, 3 y 13 en la primera rama y por medio de los
números de referencia 4, 5 y 13 en la segunda rama,
respectivamente.
En los terminales de las ramas de circuito
primera y segunda existe una fuente de tensión de alimentación V1,
la cual puede ser proporcionada por ejemplo por la red de
distribución eléctrica.
Cada una de las primera y segunda ramas de
circuito está adaptada para controlar medios amplificadores, los
cuales controlan respectivamente medios de conmutación, que disponen
convenientemente por ejemplo de un triac o de un rectificador
controlado de semiconductor y que se designan de forma general por
medio del número de referencia 6.
Los medios de conmutación 6 por tanto cierran el
circuito del motor 1 que se va a arrancar.
La figura 1 muestra que los medios amplificadores
relacionados con las ramas de circuito primera y segunda se
encuentran constituidos respectivamente por un transistor MOS de
canal p 8, interpuesto entre una resistencia 9 y un diodo 10.
El cátodo del diodo 10 se encuentra conectado con
el ánodo del diodo 10 de la segunda rama de circuito y ambos se
encuentran conectados con la entrada de puerta del triac 6 (en este
caso se muestra la utilización de un triac por razones de
simplicidad, pero los comentarios anteriores respecto a la
utilización de medios de conmutación alternativos son por supuesto
todavía válidos).
La segunda rama de circuito por el contrario
presenta un transistor MOS de canal n 11 interpuesto de nuevo entre
una resistencia 9 y un diodo 10.
Los transistores MOS 8 y 11 disponen de una
resistencia 12 para limitar la corriente de entrada en su terminal
de puerta para propósitos de protección.
Finalmente, las ramas de circuito primera y
segunda disponen también de diodos 13 dispuestos en serie respecto a
los condensadores 2 y 4 de forma que el cátodo del diodo 13 de la
primera rama de circuito se encuentra conectado con el ánodo del
diodo 13 de la segunda rama de circuito.
Las dos ramas de circuito se conciben por tanto
de forma que una permite pasar los semiperíodos positivos de la
corriente alterna de alimentación y la otra permite pasar los
semiperíodos negativos.
El funcionamiento del circuito que se muestra
para la primera realización es por tanto el siguiente.
Después de la conexión del circuito a la tensión
de alimentación, fluye una corriente en las ramas de circuito
primera y segunda, dependiendo de su polaridad, y carga gradualmente
los condensadores 2 y 4.
En la figura 2 se muestra una segunda realización
del circuito según la presente invención, en la cual el transistor
MOS de canal p de la figura 1 se sustituye por un transistor de
canal n 15.
En la figura 3 se muestra una tercera realización
del circuito según la presente invención que utiliza un único
condensador C1 en lugar del par de condensadores 2 y 4; el
condensador C1 se inserta dentro de un puente de diodos formado por
cuatro diodos conectados respectivamente en parejas de forma que sus
terminales de cátodo y sus terminales de ánodo se encuentran
conectados mutuamente.
Los diodos del puente de diodos se designan por
medio de los números de referencia 16, 17, 18 y 19.
Los diodos 16 y 17 se conectan de forma que sus
terminales de cátodo se encuentran conectados mutuamente, mientras
que los diodos 18 y 19 se conectan de forma que sus terminales de
ánodo se encuentran conectados mutuamente.
Los terminales de cátodo de los diodos 18 y 19 se
conectan a resistencias respectivas 20 y 21.
En este caso, como de nuevo se muestra en la
figura 2, los medios amplificadores están constituidos por
transistores MOS de canal n. Convenientemente, para la descarga de
los condensadores 2 y 4 y para la descarga del condensador C1,
existen en todas las tres realizaciones resistencias de descarga,
que se designan respectivamente por medio de los números de
referencia 20, las cuales se disponen en paralelo con dichos
condensadores.
La figura 4 ilustra la cuarta realización del
circuito según la presente invención, que en este caso comprende los
medios de conmutación 6, constituidos convenientemente por un triac
y que se encuentran conectados en paralelo con el voltaje de
alimentación V1, el cual alimenta a la carga 1, la cual es similar a
las realizaciones anteriores.
De forma similar a la tercera realización, se
inserta un único condensador 30 dentro de un puente de diodos
formado por cuatro diodos conectados respectivamente en pares de
forma que sus terminales de cátodo y sus terminales de ánodo se
encuentran conectados mutuamente. Los diodos del puente de diodos se
designan por medio de los números de referencia 31, 32, 33 y 34.
Los diodos 31 y 33 se conectan de forma que sus
terminales de cátodo se encuentran conectados mutuamente, mientras
que los diodos 32 y 34 se conectan de forma que sus terminales de
ánodo se encuentran conectados mutuamente.
Los terminales de cátodo de los diodos 31 y 32,
respectivamente, se conectan a las resistencias 35 y 36. El terminal
de ánodo del diodo 33 y el terminal de cátodo del diodo 34 se
conectan a una resistencia adicional 37, la cual se conecta por
medio de uno de sus terminales al circuito de suministro de
potencia, y el terminal de cátodo del diodo 33 y el terminal de
ánodo del diodo 34 se conectan además a una resistencia 38 que se
conecta al terminal de puerta del triac 6.
Una resistencia 39 descarga el condensador 30 y
se conecta por tanto en paralelo con el mismo.
El funcionamiento del circuito arriba descrito es
el siguiente.
En una primera etapa, cuando se aplica tensión,
el triac 6 se encuentra en bloqueo y toda la tensión alterna de red
se encuentra presente entre los puntos del circuito designados por
medio de A y B. En los semiperíodos positivos de dicha tensión la
tensión pasa hasta la resistencia 35 y el diodo 31 que se encuentran
conectados en serie, hasta el condensador 30 y el diodo 34, y llega
hasta el punto del circuito que se designa por medio de E. En los
semiperíodos negativos de la onda la tensión pasa por el contrario a
la resistencia 36, al diodo 32, al condensador 30 y al diodo 33 y
alcanza, también, el punto E (la resistencia 39 es muy grande y no
tiene ningún efecto práctico durante esta etapa del
funcionamiento).
El circuito por tanto funciona durante los dos
semiperíodos de la tensión alterna.
Desde el punto E, los semiperíodos positivo y
negativo llegan al terminal de puerta del triac a través del divisor
de corriente constituido por las resistencias 37 y 38 y ponen en
estado de conducción al triac, el cual puede por consiguiente
transferir corriente a la carga 1.
En el arranque, la tensión entre los puntos A y B
cae desde el valor de la tensión de red hasta un valor muy pequeño y
se interrumpe el flujo de corriente en la red de diodos,
resistencias y condensadores. El triac 6 conduce hasta que la
corriente de la carga 1, que es alterna, pasa por un cruce de cero.
En este punto el triac 6 entra automáticamente en bloqueo, y la
tensión entre sus terminales, y por tanto entre los puntos A y B,
vuelve a ser la tensión de red y vuelve a empezar la etapa anterior.
El condensador 30, sin embargo, queda cargado por el semiperíodo
anterior, y esta tensión residual reduce la corriente que fluye a
través del mismo y alcanza al punto E.
En cada semiperíodo, el condensador 30 se carga
progresivamente y la corriente que llega al punto E y a continuación
al terminal de puerta del triac 6 se hace progresivamente menor. Los
pulsos de corriente del terminal de puerta del triac 6 disminuyen de
forma continua hasta que, a partir de un cierto momento, son
demasiado pequeños para poner al triac 6 en estado de conducción, el
cual queda en bloqueo desde ese momento aunque se aplique una
tensión.
En este punto el condensador 30 permanece cargado
a un valor constante y evita que el triac 6 entre en conducción
hasta que la tensión de red se aplica a todo el circuito. El tiempo
que se requiere para lograr la desconexión se puede ajustar por
medio de hacer variar de forma adecuada el valor del condensador C y
de todas las resistencias.
Cuando se quita la tensión de red, el condensador
30 se descarga a través de la resistencia 39 en un tiempo ajustable;
cuando se ha descargado el condensador completamente, el circuito se
encuentra preparado para volver a arrancar.
Por tanto, el circuito según la presente
invención, en sus cuatro realizaciones, permite controlar el medio
de conmutación 6 mediante pulsos que disminuyen a lo largo del
tiempo, utilizando un suministro de alimentación alterna común con
la alimentación requerida por el motor asíncrono.
El tiempo de arranque del motor y el tiempo de
restablecimiento del circuito son ajustables y por tanto el circuito
según la presente invención debe proporcionar pulsos de tensión
decreciente con el tiempo hasta que los condensadores de las ramas
del circuito se cargan completamente. Los condensadores comienzan a
descargarse cuando se quita la tensión del circuito; la duración de
esta descarga determina el tiempo de restablecimiento del
circuito.
En la práctica se ha observado que el circuito
según la presente invención alcanza totalmente el objetivo
pretendido, puesto que su consumo de potencia se encuentra limitado
al tiempo de arranque del motor por medio de la conexión con el
circuito de arranque según la invención. Cuando el motor debe estar
apagado, el circuito según la presente invención no consume
potencia, logrando por consiguiente un ahorro de energía respecto a
los circuitos de arranque convencionales.
Además, un único modelo de circuito de arranque
se puede adaptar a muchos tipos de compresores diferentes, como
máximo con la única restricción de tener que sustituir los medios de
conmutación para adaptar el circuito a los diferentes tipos de
compresor.
El circuito concebido de esta forma es
susceptible de numerosas modificaciones y variaciones, encontrándose
todas ellas dentro del ámbito de las reivindicaciones adjuntas;
todos los detalles del circuito se pueden también sustituir por
otros elementos equivalentes técnicamente.
Allí donde las características técnicas
mencionadas en cualquier reivindicación van seguidas por signos de
referencia, dichos signos de referencia se han incluido con el único
propósito de aumentar la inteligibilidad de las reivindicaciones y
por consiguiente, dichos signos de referencia no tienen ningún
efecto limitativo sobre la interpretación de cada elemento
identificado solamente a modo de ejemplo por medio de dichos signos
de referencia.
Claims (14)
1. Circuito de arranque de motor, en concreto
para un motor de compresor de refrigerador, que comprende medios
para generar pulsos con amplitud decreciente en el tiempo adaptados
para controlar medios de conmutación (6) conectados al motor (1) a
arrancar, siendo dichos medios para generar pulsos con amplitud
decreciente en el tiempo alimentados con corriente alterna,
caracterizado por el hecho de que dichos medios para generar
pulsos con amplitud decreciente en el tiempo comprenden una primera
rama de circuito (2, 3, 13, 20) y una segunda rama de circuito (4,
5, 13, 20) constituidas respectivamente por una resistencia (3; 5) y
un condensador (2; 4; C1) conectados mutuamente en serie,
controlando cada una de dichas primera y segunda ramas de circuito
medios amplificadores (8, 9, 10, 11) conectados respectivamente a
dichos medios de conmutación (6) y por el hecho de que dicha primera
rama de circuito y dicha segunda rama de circuito comprenden además
respectivamente un diodo (13) conectado en serie con el condensador
(2) de la rama correspondiente.
2. Circuito según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dicho medio para generar
pulsos con amplitud decreciente en el tiempo controla dichos medios
de conmutación (6) gracias a los medios amplificadores (8, 9, 10,
11, 15).
3. Circuito según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dicho medio amplificador
relacionado con dicha primera rama del circuito comprende un
transistor MOS de canal p (8) y de que dicho medio amplificador
relacionado con dicha segunda rama del circuito comprende un
transistor MOS de canal n (11).
4. Circuito según la reivindicación 3,
caracterizado por el hecho de que dicho medio amplificador
comprende además una resistencia (9) y un diodo (10) conectados
respectivamente a dichos transistores MOS (8, 11).
5. Circuito según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dichos medios
amplificadores comprenden respectivamente un transistor MOS de canal
n (15) para dichas primera y segunda ramas de circuito.
6. Circuito según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que los condensadores (2, 4) de
dichas primera y segunda ramas de circuito disponen de resistencias
de descarga (20) conectadas en paralelo con los mismos.
7. Circuito según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dichos medios para generar
pulsos con amplitud decreciente con el tiempo comprenden un puente
de diodos (16, 17, 18, 19; 31, 32, 33, 34) y un condensador
(30).
8. Circuito según la reivindicación 7,
caracterizado por el hecho de que dicho puente de diodos se
encuentra conectado respectivamente al primer medio amplificador y
al segundo medio amplificador los cuales están constituidos por
transistores MOS de canal n (11, 15) que a su vez se encuentran
conectados a dichos medios de conmutación (6).
9. Circuito según la reivindicación 7,
caracterizado por el hecho de que dicho condensador de los
medios para generar pulsos con amplitud decreciente con el tiempo
dispone de una resistencia de descarga (20) conectada en paralelo
con el mismo.
10. Circuito según una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que dichos medios de conmutación (6) comprenden un triac.
11. Circuito según una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que dichos medios de conmutación (6) comprenden un rectificador
controlado de semiconductor.
12. Circuito según la reivindicación 7,
caracterizado por el hecho de que dicho puente de diodos (31,
32, 33, 34) se encuentra conectado a los terminales de dichos medios
de conmutación (6) gracias a un divisor de tensión (37, 38).
13. Circuito según la reivindicación 12,
caracterizado por el hecho de que dicho divisor de tensión
comprende una primera resistencia (37) conectada entre dicho puente
de diodos (31, 32, 33, 34) y dichos medios de conmutación (6), y una
segunda resistencia (38) conectada entre dicho puente de diodos (31,
32, 33, 34) y la tensión de alimentación (V1).
14. Circuito según la reivindicación 7,
caracterizado por el hecho de que dicho condensador (30)
dispone de una resistencia de descarga (39) conectada en paralelo
con el mismo.
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