ES2233066T3 - Metodo para el arranque y el suministro de regimen permanente de un motor sincronico de imanes permanentes, particularmente para controlar una bomba hidraulica. - Google Patents
Metodo para el arranque y el suministro de regimen permanente de un motor sincronico de imanes permanentes, particularmente para controlar una bomba hidraulica.Info
- Publication number
- ES2233066T3 ES2233066T3 ES99941497T ES99941497T ES2233066T3 ES 2233066 T3 ES2233066 T3 ES 2233066T3 ES 99941497 T ES99941497 T ES 99941497T ES 99941497 T ES99941497 T ES 99941497T ES 2233066 T3 ES2233066 T3 ES 2233066T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- rotor
- current
- during
- initial
- permanent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 230000006870 function Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000006399 behavior Effects 0.000 claims description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 claims 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/20—Arrangements for starting
- H02P6/22—Arrangements for starting in a selected direction of rotation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Motor And Converter Starters (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Método para el arranque y suministro de régimen permanente de un motor sincrónico de imanes permanentes, particularmente para controlar una bomba hidráulica centrífuga, comprendiendo los siguientes pasos: 1) un paso de aprendizaje, durante el cual el rotor del motor es girado a través de dos giros consecutivos, cada uno de ellos cubriendo 180 grados mecánicos, aplicando al estator una corriente inicial continua durante los primeros 180 grados mecánicos e invirtiéndola durante los segundos 180 grados mecánicos después de que el rotor haya alcanzado los primeros 180 grados mecánicos y almacenando, mediante una memoria que reside en un circuito de suministro de tensión combinado con un sensor de posición magnético lineal, las características operativas en un número discreto de puntos que corresponden a posiciones angulares preestablecidas del rotor, determinando, durante dicho paso de aprendizaje, la corriente inicial y la posición cero real del rotor; 2) un paso inicial, durante el cual una corriente mayor que la corriente inicial determinada durante el primer paso es aplicada a una frecuencia inicialmente baja que entonces aumenta gradualmente, esperando y comprobando, mediante el sensor lineal, el tránsito del rotor a 80 y 100 grados mecánicos y subsiguientemente a 260 y 280 grados mecánicos; 3) un paso de régimen permanente, durante el cual una vez que una frecuencia de régimen permanente y por lo tanto una velocidad de régimen permanente han sido alcanzadas, la corriente aplicada es prácticamente sinusoidal y el rotor es esperado en tránsito a través de las posiciones cero antes de invertir la dirección de la corriente; estando provistas funciones de control las cuales, si el rotor se desacelera durante el paso de régimen permanente, devuelven el procedimiento al paso inicial y que, en caso de atasco del rotor, inversión de la dirección de rotación, fallo del sensor lineal o anomalías, devuelven el procedimiento al paso de aprendizaje.
Description
Método para el arranque y el suministro de
régimen permanente de un motor sincrónico de imanes permanentes,
particularmente para controlar una bomba hidráulica.
La presente invención hace referencia a un método
para el arranque y el suministro de régimen permanente de un motor
sincrónico de imanes permanentes, particularmente para controlar una
bomba hidráulica de tipo centrífugo.
Los motores sincrónicos de imanes permanentes son
altamente ventajosos, porque son altamente eficaces durante su
operación.
Sin embargo, el problema que surge
particularmente para motores de control de alta potencia con cargas
que tienen una inercia considerable es el paso inicial.
Se han adoptado medios mecánicos o procedimientos
de control electrónico con el fin de solucionar este problema según
la técnica anterior.
Los medios mecánicos consisten particularmente en
desacoplar los rodetes de las bombas hidráulicas controladas, de
modo que el rotor pueda comenzar libremente a través de un ángulo de
menos de 360º y entonces acoplar con el rodete y continuar su
rotación.
Es evidente que esta solución puede utilizarse
cuando el rotor tiene una inercia mecánica baja que en cualquier
caso le permite alcanzar el régimen permanente en una mitad de
periodo si, como ocurre normalmente, el rotor tiene dos polos.
En la práctica, esto significa que no es posible
utilizar estos dispositivos mecánicos con el fin de tener una bomba
de potencia mediana a alta que involucre rotores cuyas dimensiones e
inercia consiguiente son una función de dicha potencia.
Procedimientos de arranque electrónicos también
son conocidos en los que el rotor es controlado en su posición y la
corriente de red sinusoidal es "cortada" con interruptores
estáticos de modo que esté en una fase que no contraste el
movimiento del rotor.
Esta solución, que utiliza la corriente sin
modificar la frecuencia de red, no permite conseguir pares estáticos
elevados y por lo tanto sigue sin permitir suministrar motores de
potencia mediana a alta.
Otros métodos utilizan un inversor que genera una
forma de onda cuya frecuencia se eleva gradualmente, el
comportamiento de esta frecuencia siendo almacenada de antemano en
el circuito de suministro de tensión.
Esta solución, también sufre considerables
problemas, puesto que los motores eléctricos de imanes permanentes
son todos diferentes entre sí, particularmente en cuanto a las
características magnéticas del rotor, a pesar de ser fabricados con
dimensiones idénti-
cas.
cas.
Motores de este tipo también son diferentes en
cuanto al paquete del estator.
En el nivel del estator, el problema es modesto,
puesto que solamente puede haber diferencias debido al paquete de
laminaciones y a los devanados de la bobina.
Sin embargo, estas diferencias no son relevantes
particularmente ni importantes en términos de influencias sobre el
circuito magnético.
Las mayores diferencias en su lugar ocurren en
los rotores, porque no son idénticos y prácticamente nunca tienen
una dirección igual y uniforme de los campos norte y sur.
Siempre hay un norte y un sur, pero respecto de
la geometría del rotor las formas de campo por lo general son las
designadas por 10 y 11 en la Figura 2 respecto de un rotor de imán
permanente cilíndrico, designado por el número de referencia 12.
Esto conlleva en primer lugar una asimetría en el
movimiento del rotor, de modo que el motor funciona
desigualmente.
Un motor típico con un rotor de imanes
permanentes es por lo general designado por el número de referencia
13 en la Figura 1, donde el rotor es ahora designado por el número
de referencia 14 y es contenido entre dos polos hechos de
laminaciones 15 y 16 que son los extremos de un paquete de estator
17 en donde dos bobinas 18 y 19 son montadas que inducen el campo
del estator.
Con el fin de poder privilegiar una dirección de
rotación para el rotor, los polos tienen cavidades 20 y 21 que
establecen el eje de simetría 22 del rotor 14 en un ángulo respecto
al eje mediana de los polos 15 y 16.
También hay un sensor de posición 23 que está
dispuesto en la región intermedia entre los polos 15 y 16.
Esta estructura convencional sufre otro problema
debido al desplazamiento del eje neutral del rotor respecto de la
posición del sensor 23.
Todos estos problemas impiden el exacto
conocimiento de la estructura magnética del motor y de sus
verdaderas características.
Otro problema surge del hecho de que el método
inicial pretendido está enlazado con la combinación de un motor
sincrónico de imanes permanentes y una bomba hidráulica
centrífuga.
Las características
mecánico-hidráulicas de la bomba también determinan
problemas con el arranque, puesto que tampoco ellas son conocidas ni
exactamente predecibles.
Muchos factores de hecho están involucrados en el
arranque de una bomba hidráulica.
Por ejemplo, si la bomba ha estado parada durante
mucho tiempo, puede haber problemas en términos de depósitos de
productos transportados por el agua que producen cargas iniciales
desconocidas.
Este problema también puede ocurrir durante la
rotación, cuando objetos transportados se localizan en la cámara del
rodete, a veces llegando al punto de atascar y trabar la rotación de
la bomba.
El objetivo de la presente invención es proveer
un método para el arranque y el suministro de régimen permanente de
un motor sincrónico de imanes permanentes, particularmente para el
control de una bomba hidráulica centrífuga, que sea capaz de superar
todos los problemas propuestos y en particular adaptarse a los
problemas de cada motor individual.
Un objeto primario consiguiente es proveer un
método que permita iniciar motores eléctricos sincrónicos de imanes
permanentes, incluso del tipo de potencia mediana o mediana a alta y
en una dirección preestablecida.
Un objeto primario consiguiente es proveer un
método para iniciar y subsiguientemente suministrar un motor
sincrónico de imanes permanentes que minimice la potencia absorbida
durante el arranque y en el régimen permanente.
Otro objeto importante es proveer un método para
el suministro de régimen permanente de tensión de un motor
sincrónico de imanes permanentes en el que cos\Phi es
prácticamente igual a 1.
Este objetivo, estos objetos y otros que
resultarán aparentes a continuación se consiguen mediante un método
para el arranque y el suministro de régimen permanente de un motor
sincrónico de imanes permanentes, particularmente para controlar una
bomba hidráulica centrífuga, comprendiendo los siguientes pasos:
1) un paso de aprendizaje, durante el cual el
rotor es girado a través de dos giros consecutivos, cada uno
cubriendo 180 grados mecánicos, aplicando al estator una corriente
inicial continua para los primeros 180 grados mecánicos e
invirtiéndola para los segundos 180 grados mecánicos después de que
el rotor haya alcanzado los primeros 180 grados mecánicos y
almacenando, mediante una memoria que reside en un circuito de
suministro de tensión combinado con un sensor de posición magnético
lineal, las características operativas en un número discreto de
puntos que corresponden a posiciones angulares preestablecidas del
rotor, determinando durante dicho paso, la corriente inicial y la
posición cero real del rotor;
2) un paso de arranque, durante el cual una
corriente mayor que la corriente inicial determinada durante el
primer paso es aplicada a una frecuencia inicialmente baja que
entonces aumenta gradualmente, esperando y comprobando, mediante el
sensor lineal, el tránsito del rotor a 80 y 100 grados mecánicos y
subsiguientemente a 260 y 280 grados mecánicos;
3) un paso de régimen permanente, durante el cual
una vez que una frecuencia de régimen permanente y por lo tanto una
velocidad de régimen permanente han sido alcanzadas, la corriente
aplicada es prácticamente sinusoidal y el rotor es esperado en
tránsito a través de los ceros antes de invertir la dirección de la
corriente;
funciones de control siendo provistas que, si el
motor se desacelera durante el paso de régimen permanente, devuelven
el procedimiento al paso inicial y que, en caso de trabarse el
rotor, inversión de la dirección de rotación, fallo del sensor
lineal o anomalías, devuelven el procedimiento al paso de
aprendizaje.
Otras características y ventajas de la presente
invención resultarán aparentes a partir de la siguiente descripción
detallada de un ejemplo de realización preferido del método,
ilustrado en los dibujos que acompañan, en los que:
La figura 1, que ya ha sido descrita, es un
diagrama ejemplificador esquemático de la estructura de un motor
sincrónico de imanes permanentes al que es aplicado el método;
La figura 2, que ya ha sido descrita, muestra la
disposición anormal del campo magnético de un rotor de imanes
permanentes;
La figura 3 es un organigrama de los tres pasos
del método y de su concatenación;
La figura 4 es un organigrama del paso de
aprendizaje;
La figura 5 es un organigrama del paso
inicial;
La figura 6 es un organigrama del paso de régimen
permanente;
La figura 7 traza la corriente durante el paso de
aprendizaje, hasta que tiene lugar el primer movimiento del
rotor;
La figura 8 traza la corriente en las dos
primeras rotaciones a través de 180º;
El método según la invención se compone de tres
pasos, como se muestra esquemáticamente en la figura 3:
1) un paso de aprendizaje;
2) un paso inicial;
3) un paso de régimen permanente.
El diagrama de la figura 3 ilustra un organigrama
de realimentación, descrito en mayor detalle a continuación, que
muestra que si el rotor se desacelera durante el paso de régimen
permanente, el procedimiento vuelve al paso inicial, mientras que si
el rotor se detiene o tienen lugar otras anomalías durante el paso
de régimen permanente el procedimiento vuelve al paso de
aprendizaje.
Durante el paso de aprendizaje (figura 4), el
rotor es girado a través de 180 grados mecánicos mediante la
aplicación de una corriente continua de bajo valor sobre el campo
del estator.
Este paso es mostrado con mayor claridad en la
figura 7, que muestra que una corriente continua es suministrada,
alternándola con intensidades que aumentan gradualmente que, para
los intervalos 24 y 25, no producen movimiento alguno del rotor,
mientras que el intervalo 26 representa la corriente para la cual el
rotor gira de modo que alcance, tras una rotación a través de 180º,
la posición que corresponde a la determinada por el campo magnético
de los polos 15 y 16, mientras que subsiguiente rotación a través de
180 grados ocurre en el intervalo subsiguiente porque el campo se ha
invertido.
La razón para alternar la corriente en periodos
que pueden ser del orden de 200 milisegundos es que incluso si el
rotor estuviera en una posición concordante respecto del campo
magnético, en el intervalo subsiguiente es forzado a rotar a través
de 180º.
De este modo, en primer lugar el procedimiento
determina qué corriente mínima mueve el rotor a través de los
primeros 180º y qué corriente la mueve a través de los segundos
180º.
Por lo general, estos dos valores no son
mutuamente idénticos, desde luego debido a la
no-uniformidad y asimetría del rotor y el
estator.
Estos dos valores de corriente son considerados
como valores iniciales; el mayor de estos dos valores es almacenado
en una memoria que reside en un procesador que pertenece al
dispositivo de suministro de tensión, y tal valor mayor es
considerado a todos los efectos como el valor de la corriente
inicial del motor.
Forzando una corriente de este valor, uno está
seguro de que el motor conectado a la bomba hidráulica en esas
condiciones se moverá en cualquier caso.
Durante los pasos de rotación, el sensor de
posición magnético lineal 23 almacena una serie de valores, de nuevo
en el procesador, que corresponden con la posición angular del rotor
y se relacionan con los primeros 180 grados mecánicos de rotación y
con los subsiguientes 180 grados mecánicos de rotación, que como un
todo forman una rotación completa.
Puesto que el sensor lineal 23 está dispuesto en
una región intermedia entre los polos del estator, el valor del
campo magnético que detecta no es cero, como debería ser en teoría,
cuando el rotor no está en movimiento, porque, como se ha
mencionado, con el fin de iniciar el rotor en una dirección dada los
polos del estator 15 y 16 son asimétricos y están formados de modo
que el rotor se disponga con un ángulo de desplazamiento axial de
aproximadamente 5º, que produce en el arranque un desequilibrio ya
preestablecido que añadido al hecho de permitir al rotor arrancar
con más facilidad determina también su dirección de rotación.
Almacenando con el sensor lineal los dos valores
de campo que ocurren a 180 y 360 grados mecánicos es posible
determinar la posición exacta del rotor y estos datos son
almacenados en el procesador.
Durante este paso de aprendizaje, por lo tanto,
no sólo se ha determinado la corriente inicial, sino que el punto
cero real del rotor también se ha determinado y los parámetros a 90
grados mecánicos y 270 grados mecánicos también se han determinado
extrapolando los valores adquiridos durante el movimiento.
Este paso de autoaprendizaje tiene lugar en un
tiempo muy corto que puede ser aproximadamente de 400
milisegundos.
Este paso de autoaprendizaje es llevado a cabo
cada vez que el motor es reiniciado, de modo que cualquier
modificación o situación nueva del motor y de la bomba asociado a
ellos se compensa.
Nuevas situaciones, tales como una carga anormal
sobre el rodete, pueden determinar una corriente inicial diferente
en cada arranque; este es el motivo por el que el paso de
aprendizaje es realizado cada vez.
Además de esto, debería señalarse que el motor es
suministrado cada vez con la corriente mínima que es compatible con
su movimiento, reduciendo el consumo y evitando fuerzas innecesarias
sobre el estator.
Los datos aprendidos, tal como se ha mencionado,
rinden los valores a 90 grados mecánicos; restando aproximadamente
el 20-25% de esto, el procedimiento obtiene el valor
por el cual el rotor ha cubierto los primeros 80 grados mecánicos de
su rotación, y este valor es repetido a aproximadamente 100 grados
mecánicos de rotación.
Cuando el rotor ha cubierto los primeros 100
grados mecánicos, ya no puede retroceder y por lo tanto rota hasta
que alcanza 180 grados mecánicos (Figura 8).
Estos dos datos, a 80 y 100 grados mecánicos de
rotación, también son adquiridos por el microprocesador, que
subsiguientemente los utiliza para funciones de comprobación.
Una vez que se han almacenado estos datos, el
paso de aprendizaje es completado y el procedimiento continúa al
paso inicial (Figura 5).
El paso inicial comienza cuando el rotor ha
llegado al punto cero de la segunda media-rotación,
aplicando una corriente que es igual a la corriente inicial
determinada durante el paso de aprendizaje aumentada por
aproximadamente 25% y aplicada sinusoidalmente, reconstruyéndola
mediante el circuito de suministro de tensión controlado por el
microprocesador.
Esta corriente es aplicada y mantenida hasta que
el rotor ha alcanzado los primeros 180 grados mecánicos, donde el
procedimiento le espera si se ha retrasado respecto del tiempo
teórico preestablecido.
La espera más allá del tiempo teórico puede
convenientemente ser aproximadamente 1,5 segundos.
Si el rotor no alcanza 80 grados mecánicos dentro
de este tiempo, esto significa que por alguna razón o bien está
bloqueado o el autoaprendizaje no ha tenido lugar correctamente y
por lo tanto el paso inicial es interrumpido automáticamente y un
paso de aprendizaje es reanudado.
Si por el contrario el rotor alcanza 80 grados
mecánicos, la corriente es mantenida hasta que se alcancen los 100
grados mecánicos y entonces se sigue un patrón sinusoidal
decreciente.
Esta operación es realizada por un primer periodo
completo; de este modo uno está seguro, con los tiempos de espera,
de poder iniciar incluso rotores con una inercia alta, puesto que el
procedimiento siempre espera al rotor y su tránsito en las
posiciones angulares preestablecidas.
Después del primer ciclo completo, tras haber
asegurado que el rotor no se atasca, el procedimiento espera al
rotor exclusivamente en su tránsito por el punto cero y ya no en
ángulos intermedios.
La frecuencia es entonces aumentada, de nuevo
comprobando el tránsito de punto cero del rotor; de este modo,
aumentando o disminuyendo la frecuencia establecida giro a giro
según las esperas más largas o más cortas del rotor en el punto
cero, dicho rotor es gradualmente llevado a la velocidad de régimen
permanente preestablecida.
En la práctica, uno trabaja como si hubiera un
motor de arranque virtual que gradualmente controla el rotor hasta
la velocidad de régimen permanente.
Es conveniente esperar al rotor en el punto cero
también debido al hecho de que se ha descubierto que los rotores no
uniformes o asimétricos, a los cuales se les espera en puntos
diferentes a cero, pueden producir complicaciones y falsas lecturas
y la saturación del paquete del estator.
Si se asignaran valores diferentes en las dos
mitades de periodo, se generarían componentes de corriente continua
que saturarían el paquete del estator, al cual solamente se le puede
aplicar valores B de inducción relativamente bajos.
En esta situación, el suministro de tensión, que
es un inversor, se comporta como un dispositivo sincrónico, es
decir, es el suministro de tensión que se adapta al movimiento del
rotor en vez de al revés.
Esta situación también ocurre en el paso de
régimen permanente (Figura 6), en el que el proceso de suministro de
tensión continúa de forma controlada.
Esto significa que si el rotor por ejemplo se
desacelerara por cualquier motivo, el procedimiento es retrocedido
como si al paso inicial se tratara, es decir, el inversor reduce la
frecuencia de suministro de tensión, ya que no puede aplicar una
medio onda negativa si la positiva no ha sido completada o si no ha
esperado a que el rotor alcance el punto cero.
En esta situación de frecuencia reducida, el
inversor gradualmente aumenta la corriente, de modo acorde
devolviendo el rotor a la frecuencia que corresponde a la velocidad
preestablecida, aunque bajo diferentes condiciones de corriente.
En el paso de régimen permanente, si por
cualquier razón el rotor llega pronto al punto cero, esta situación
reduce la corriente suministrada de modo que devuelva el rotor a las
condiciones que proveen el tránsito cero correcto; en la práctica,
esto significa que la corriente de suministro es siempre la adecuada
y que está en fase, proveyendo un coseno \Phi igual a 1.
Como medida de seguridad en caso de que el rotor
se atasque o que falle el sensor o que la dirección de rotación se
invierta, el suministro de tensión del motor se cierra
inmediatamente.
En este caso, el procedimiento de aprendizaje es
repetido hasta que el motor se arranca; si el motor no se arrancara
debido a que está atascado, hay un límite para la corriente que está
establecido con el fin de determinar la corriente inicial de
arranque.
En este caso es posible proveer el paro total o
temporal del procedimiento inicial.
La inversión de la curva sinusoidal puede hacerse
que ocurra un tiempo corto antes de que el rotor alcance el punto
cero real.
De este modo, por un periodo corto de tiempo el
motor sincrónico se convierte en un alternador.
Con este procedimiento, el rotor está de modo
seguro en fase al final de cada periodo.
Esto permite aumentar la frecuencia por encima de
los 50 Hz nominales de la frecuencia de red, alcanzando por ejemplo
60 Hz.
De este modo, puesto que la cabeza de la bomba es
una función del cuadrado de la velocidad y puesto que la velocidad
de flujo también varía de modo acorde, es posible conseguir
velocidades de flujo mayores sin aumentar sustancialmente el consumo
de
\hbox{corriente.}
En este caso también, el cos\Phi permanece
igual a 1, con gran beneficio para la tensión resultante.
A partir de la anterior descripción y de las
figuras resulta claro que el objetivo y todos los objetos
pretendidos se han conseguido, y que en particular un método para
iniciar y mantener el régimen permanente ha sido provisto lo que
permite un arranque asegurado incluso con motores de potencia
mediana y alta y con inercias considerables debido tanto al rotor
como al rodete de la bomba.
Además, puesto que el cos\Phi es siempre
prácticamente igual a 1, se consigue la máxima eficacia del motor y
por lo tanto la corriente absorbida es siempre mínima, con gran
beneficio en términos de consumo de tensión.
Por supuesto, mientras se mantenga la misma
secuencia de pasos operativos y operaciones dentro de cada paso, el
método puede realizarse utilizando suministros de tensión con
diferentes tipos de circuitos y también con diversos tipos de
componentes que están adaptados para realizar las operaciones
requeridas.
Claims (15)
1. Método para el arranque y suministro de
régimen permanente de un motor sincrónico de imanes permanentes,
particularmente para controlar una bomba hidráulica centrífuga,
comprendiendo los siguientes pasos:
- 1)
- un paso de aprendizaje, durante el cual el rotor del motor es girado a través de dos giros consecutivos, cada uno de ellos cubriendo 180 grados mecánicos, aplicando al estator una corriente inicial continua durante los primeros 180 grados mecánicos e invirtiéndola durante los segundos 180 grados mecánicos después de que el rotor haya alcanzado los primeros 180 grados mecánicos y almacenando, mediante una memoria que reside en un circuito de suministro de tensión combinado con un sensor de posición magnético lineal, las características operativas en un número discreto de puntos que corresponden a posiciones angulares preestablecidas del rotor, determinando, durante dicho paso de aprendizaje, la corriente inicial y la posición cero real del rotor;
- 2)
- un paso inicial, durante el cual una corriente mayor que la corriente inicial determinada durante el primer paso es aplicada a una frecuencia inicialmente baja que entonces aumenta gradualmente, esperando y comprobando, mediante el sensor lineal, el tránsito del rotor a 80 y 100 grados mecánicos y subsiguientemente a 260 y 280 grados mecánicos;
- 3)
- un paso de régimen permanente, durante el cual una vez que una frecuencia de régimen permanente y por lo tanto una velocidad de régimen permanente han sido alcanzadas, la corriente aplicada es prácticamente sinusoidal y el rotor es esperado en tránsito a través de las posiciones cero antes de invertir la dirección de la corriente;
- estando provistas funciones de control las cuales, si el rotor se desacelera durante el paso de régimen permanente, devuelven el procedimiento al paso inicial y que, en caso de atasco del rotor, inversión de la dirección de rotación, fallo del sensor lineal o anomalías, devuelven el procedimiento al paso de aprendizaje.
2. El método según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que durante el paso de
aprendizaje el estator es suministrado con una corriente continua
cuya intensidad aumenta gradualmente, periódicamente invirtiendo
dicha corriente hasta que el rotor realiza una primera rotación a
través de 180 grados mecánicos y una segunda rotación, tras la
inversión de corriente, a través de otros 180 grados mecánicos.
3. El método según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que durante el paso de
aprendizaje los valores de corriente mínimos que producen la
rotación a través de los primeros y segundos 180 grados mecánicos
son almacenados y el que tiene el valor mayor es considerado como la
corriente inicial.
4. El método según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que durante dicho paso de
aprendizaje, las características detectadas en un número discreto de
posiciones angulares del rotor son almacenadas e interpoladas de
modo que se obtenga una curva continua que es similar a una
sinusoidal que describe el comportamiento real del rotor en todas
las posiciones del primer y segundo medio periodo, las posiciones
siendo detectadas ocurriendo mediante el sensor de posición
magnético lineal.
5. El método según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que durante dicho primer paso
de aprendizaje las posiciones cero reales del rotor tras 180 y 360
grados mecánicos son determinadas mediante el sensor lineal.
6. El método según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que durante dicho primer paso
de aprendizaje los valores de corriente a 80 y 100 grados mecánicos
del primer medio periodo y a 260 y 280 grados mecánicos del segundo
medio periodo son determinados mediante extrapolación.
7. El método según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que en el paso inicial, después
de que el rotor ha completado un segundo medio periodo del paso de
aprendizaje, una corriente alterna es aplicada cuyo signo es
invertido respecto de la corriente del segundo medio periodo y cuyo
valor es considerablemente mayor, por ejemplo en un
20-25%, respecto a dicha corriente inicial.
8. El método según la reivindicación 7,
caracterizado por el hecho de que el rotor es esperado en su
tránsito a través de los primeros 80 grados mecánicos y luego la
corriente es mantenida estable hasta los 100 grados, en donde el
rotor es de nuevo esperado, y entonces es disminuida hasta 180
grados mecánicos, en donde el rotor es de nuevo esperado antes de
invertir la corriente con un comportamiento igual en el segundo
medio periodo, hasta que se alcanzan los 360 grados mecánicos, el
punto cero inicial.
9. El método según la reivindicación 8,
caracterizado por el hecho de que el tiempo de espera máximo
está sobre el orden de los 1,5 segundos.
10. El método según la reivindicación 9,
caracterizado por el hecho de que en la primera referencia
angular no alcanzada por el rotor dentro del tiempo de espera
preestablecido los pasos del método son interrumpidos y reiniciados
con el paso de aprendizaje.
11. El método según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que al final del segundo medio
periodo del paso inicial, una corriente sinusoidal es aplicada que
gradualmente aumenta en valor y frecuencia hasta que se alcanza la
velocidad de régimen permanente, comprobando el rotor solamente
cuando pasa a través de las posiciones cero y opcionalmente
esperando a dicho rotor por un tiempo preestablecido antes de
invertir la fase.
12. El método según la reivindicación 11,
caracterizado por el hecho de que en caso de retraso del
rotor debido a un aumento en la carga aplicada, el método retorna
como si fuera al paso de arranque, reduciendo la frecuencia y
aumentando la corriente hasta que se alcance de nuevo la velocidad
de régimen permanente, posiblemente con un valor mayor de la
corriente.
13. El método según la reivindicación 11,
caracterizado por el hecho de que si el rotor llega pronto
debido a un descenso en la carga aplicada, el procedimiento retorna
como si fuera al paso inicial, reduciendo la corriente hasta que el
rotor está de nuevo en la fase, dicho rotor siendo comprobado en su
transición por las posiciones cero.
14. El método según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que en el paso de régimen
permanente el atasco del rotor, la inversión de la dirección de
rotación, el fallo del sensor de posición magnético lineal y otras
anomalías detienen el suministro de tensión y devuelven el método al
paso de aprendizaje.
15. El método según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que la corriente es generada
con frecuencias y valores instantáneos por un inversor que está
controlado por un procesador en el cual residen las memorias de
aprendizaje y control.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITMI981876 | 1998-08-07 | ||
| IT1998MI001876A IT1301915B1 (it) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | Procedimento per l'avviamento e l'alimentazione a regime di un motoresincrono a magneti permanenti particolarmente per l'azionamento di una |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2233066T3 true ES2233066T3 (es) | 2005-06-01 |
Family
ID=11380644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES99941497T Expired - Lifetime ES2233066T3 (es) | 1998-08-07 | 1999-08-02 | Metodo para el arranque y el suministro de regimen permanente de un motor sincronico de imanes permanentes, particularmente para controlar una bomba hidraulica. |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1020020B1 (es) |
| JP (1) | JP4271860B2 (es) |
| KR (1) | KR20010024405A (es) |
| CN (1) | CN1160846C (es) |
| AT (1) | ATE283573T1 (es) |
| AU (1) | AU5509199A (es) |
| BR (1) | BR9906688A (es) |
| CA (1) | CA2305457A1 (es) |
| DE (1) | DE69922140T2 (es) |
| ES (1) | ES2233066T3 (es) |
| HU (1) | HUP0004302A3 (es) |
| IL (1) | IL135497A0 (es) |
| IT (1) | IT1301915B1 (es) |
| PL (1) | PL200692B1 (es) |
| RU (1) | RU2222862C2 (es) |
| WO (1) | WO2000008746A1 (es) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2406004B (en) * | 2003-09-12 | 2005-08-17 | Nicholas Paul Shepherd | Water pump |
| DE10355287B4 (de) * | 2003-11-18 | 2011-04-21 | Dr. Fritz Faulhaber Gmbh & Co. Kg | Ansteuereinrichtung für elektrische Maschinen |
| DE102008029910C5 (de) * | 2008-06-24 | 2020-03-05 | BSH Hausgeräte GmbH | Verfahren zur Lastzustandserkennung einer Pumpe |
| DE102010030239A1 (de) * | 2010-06-17 | 2011-12-22 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Anlassen eines Elektromotors |
| CN102751922B (zh) * | 2011-04-19 | 2014-10-29 | 江门市地尔汉宇电器股份有限公司 | 一种微型永磁同步电动机 |
| CN103595322B (zh) * | 2013-11-20 | 2016-10-19 | 南车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种永磁同步电机的起动方法及装置 |
| DE102017112485A1 (de) * | 2017-06-07 | 2018-12-13 | Miele & Cie. Kg | Ansteuerung für 1-Phasen-Synchronmotor |
| RU2680287C1 (ru) * | 2018-01-09 | 2019-02-19 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" | Способ запуска газотурбинного двигателя |
| CN109538462B (zh) * | 2018-11-29 | 2021-01-01 | 江苏江海润液设备有限公司 | 一种立式直流泵的快速启动测试方法 |
| CN112983845B (zh) * | 2021-03-02 | 2023-01-24 | 中核核电运行管理有限公司 | 一种循环水泵正反转检测装置及方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2704057B2 (ja) * | 1991-03-29 | 1998-01-26 | 株式会社東芝 | スピンドルモータの起動制御回路 |
| US5323094A (en) * | 1992-02-24 | 1994-06-21 | Nippon Densen Corporation | Method of starting a sensorless multiphase dc motor |
| IT1286191B1 (it) * | 1996-08-05 | 1998-07-08 | Tait Srl | Metodo e relativo dispositivo di comando e controllo, in particolare per motori sincroni a magneti permanenti. |
-
1998
- 1998-08-07 IT IT1998MI001876A patent/IT1301915B1/it active IP Right Grant
-
1999
- 1999-08-02 EP EP99941497A patent/EP1020020B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-08-02 AT AT99941497T patent/ATE283573T1/de not_active IP Right Cessation
- 1999-08-02 KR KR1020007003639A patent/KR20010024405A/ko not_active Application Discontinuation
- 1999-08-02 HU HU0004302A patent/HUP0004302A3/hu unknown
- 1999-08-02 BR BR9906688-2A patent/BR9906688A/pt not_active IP Right Cessation
- 1999-08-02 CN CNB998013161A patent/CN1160846C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1999-08-02 JP JP2000564287A patent/JP4271860B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1999-08-02 RU RU2000111468/09A patent/RU2222862C2/ru not_active IP Right Cessation
- 1999-08-02 DE DE69922140T patent/DE69922140T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-08-02 IL IL13549799A patent/IL135497A0/xx unknown
- 1999-08-02 WO PCT/EP1999/005554 patent/WO2000008746A1/en active IP Right Grant
- 1999-08-02 CA CA002305457A patent/CA2305457A1/en not_active Abandoned
- 1999-08-02 ES ES99941497T patent/ES2233066T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1999-08-02 AU AU55091/99A patent/AU5509199A/en not_active Abandoned
- 1999-08-02 PL PL339696A patent/PL200692B1/pl not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1275257A (zh) | 2000-11-29 |
| PL339696A1 (en) | 2001-01-02 |
| HUP0004302A3 (en) | 2001-07-30 |
| BR9906688A (pt) | 2000-08-08 |
| DE69922140D1 (de) | 2004-12-30 |
| KR20010024405A (ko) | 2001-03-26 |
| JP2002523007A (ja) | 2002-07-23 |
| AU5509199A (en) | 2000-02-28 |
| RU2222862C2 (ru) | 2004-01-27 |
| WO2000008746A1 (en) | 2000-02-17 |
| DE69922140T2 (de) | 2005-12-15 |
| JP4271860B2 (ja) | 2009-06-03 |
| CA2305457A1 (en) | 2000-02-17 |
| EP1020020B1 (en) | 2004-11-24 |
| IL135497A0 (en) | 2001-05-20 |
| HUP0004302A2 (hu) | 2001-04-28 |
| PL200692B1 (pl) | 2009-01-30 |
| EP1020020A1 (en) | 2000-07-19 |
| ITMI981876A0 (it) | 1998-08-07 |
| CN1160846C (zh) | 2004-08-04 |
| ATE283573T1 (de) | 2004-12-15 |
| ITMI981876A1 (it) | 2000-02-07 |
| IT1301915B1 (it) | 2000-07-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2233066T3 (es) | Metodo para el arranque y el suministro de regimen permanente de un motor sincronico de imanes permanentes, particularmente para controlar una bomba hidraulica. | |
| ES2426607T3 (es) | Procedimiento para arrancar un motor eléctrico síncrono monofásico de imán permanente y dispositivo electrónico para poner en práctica dicho procedimiento | |
| ES2360843T3 (es) | Sistema de control sin sensores de posición para motor eléctrico simultáneo. | |
| ES2229078T3 (es) | Dispositivo electronico para arrancar un motor sincrono de iman permanente. | |
| ES2241836T3 (es) | Maquina de flujo transversal unipolar. | |
| BR102016011534A2 (pt) | motor sem escova de fase única, e, aparelho elétrico | |
| ES2222648T3 (es) | Maquina electrica de reluctancia subsincrona. | |
| BRPI0706700A2 (pt) | sistema e método de girar rodas em sistemas giratórios de desumidificação dessecante e recuperação de energia de ar para ar | |
| KR930005311A (ko) | 변위극을 갖는 단상 가변 리럭턴스 모터 | |
| BR102016011420A2 (pt) | motor sem escova de fase única, e, aparelho elétrico | |
| JP2017523768A5 (es) | ||
| BR102016020024A2 (pt) | Single-without brush motor, and, electric tool | |
| JP2000125584A5 (es) | ||
| ES2777975T3 (es) | Motor eléctrico monofásico | |
| ES2207764T3 (es) | Procedimiento y dispositivo para el arranque y el funcionamiento de un motor sincrono monofasico de imanes permanentes. | |
| BR102015018999A2 (pt) | circuito de acionamento para um motor elétrico | |
| ES2429876T3 (es) | Dispositivo de vibración | |
| ES2229389T3 (es) | Metodo de activacion y control y al dispositivo correspondiente, particularmente para motores sincronicos de imanes permanentes. | |
| BR102016019647A2 (pt) | motor monofásico | |
| BR102016017919A2 (pt) | aparelho de geração de fluido | |
| BR102016017910A2 (pt) | aparelho de refrigeração | |
| US6150790A (en) | Method for the starting and steady-state supply of a permanent-magnet synchronous motor particularly for driving a hydraulic pump | |
| KR20070070067A (ko) | 회전자(回轉子) 구동목적으로 자기력을 이용한 모터장치 | |
| BR112013019584B1 (pt) | Motor de relutância assimétrica equilibrada trifásico | |
| JPS59139883A (ja) | 電動機の制御方法 |