ES2263196T3 - Dispositivo electronico de regulacion del estado termico de un motor. - Google Patents
Dispositivo electronico de regulacion del estado termico de un motor.Info
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Abstract
LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A UN DISPOSITIVO ELECTRONICO DE MODELIZACION DEL ESTADO TERMICO DE UN MOTOR (M) A PARTIR DE LAS SEÑALES DE DETECTORES DE CORRIENTE (CU, CV, CW) DISPUESTOS EN LAS FASES DE ALIMENTACION DEL MOTOR Y QUE COMPRENDE UN CIRCUITO DE MODELIZACION (C4) DE TIPO RC QUE PUEDE SERVIR A UNA FUNCION DE DETECCION, CARACTERIZADO PORQUE LAS SEÑALES DE LOS DETECTORES DE CORRIENTES SON ENVIADAS A MEDIOS DE INTERFAZ (C1, C2) QUE PROPORCIONAN UNA TENSION (VR) IMAGEN DE LA RELACION DE LA CORRIENTE DE MOTOR (LM) Y DE LA CORRIENTE DE AJUSTE (LR) Y PORQUE UNOS MEDIOS DE CALCULO (C3) PROPORCIONAN, A PARTIR DE DICHA TENSION (VR) AL CIRCUITO DE MODELIZACION (C4), UN TREN DE ONDAS DE CORRIENTE DE CARGA (LG) CUYA AMPLITUD Y DURACION SON, UNA Y OTRA, PROPORCIONALES A DICHA RELACION.
Description
Dispositivo electrónico de regulación del estado
térmico de un motor.
La presente invención se relaciona con un
dispositivo electrónico que regula el calentamiento de un motor, a
partir de señales de sensores de corriente dispuestos en las fases
de alimentación del mo-
tor.
tor.
Un calentamiento peligroso para un motor puede
ser provocado por una baja sobrecarga prolongada, un bajo
desequilibrio de las fases, arranques demasiado lentos o demasiado
frecuentes, el ahogamiento del motor, regímenes intermitentes. Un
relé de protección electrónico interviene calculando el
calentamiento del motor, a partir de señales proporcionadas por
sensores situados en cada una de las fases de alimentación. Este
cálculo es efectuado teniendo en cuenta las inercias térmicas.
El relé electrónico que describe la patente US 3
808 503 comprende, en cada fase de alimentación del motor, un
sensor de corriente que envía una señal "imagen" de la
corriente de fase a un circuito electrónico de tratamiento que
entrega una corriente proporcional al cuadrado de la corriente del
motor, a un circuito de regulación del calentamiento del motor
constituido por un circuito R-C.
La invención tiene específicamente como objetivo
evitar inyectar, en el circuito de regulación del calentamiento del
motor, como en las soluciones conocidas, una corriente proporcional
al cuadrado de la corriente del motor. Esta solución procura un
intervalo de regulación " cliente " más importante que aquel
obtenido con las soluciones conocidas.
Según la invención, el dispositivo electrónico
de regulación del estado térmico de un motor a partir de señales de
sensores de corriente dispuestos en las fases de alimentación del
motor comprende,
- -
- un circuito de regulación de tipo RC que puede servir para una función de detección,
- -
- medios de interfase que reciben las señales de los sensores de corriente y entregan una tensión imagen de la relación de la corriente del motor y de una corriente de regulación y,
- -
- medios de cálculo que proporcionan, a partir de dicha tensión, al circuito de regulación, un tren de onda de corriente de carga cuya amplitud y la duración son, la una y la otra, proporcionales a la relación de aquí arriba y,
se caracteriza por el hecho de que
la corriente de regulación es definida por una resistencia
variable.
La invención será ahora descrita con más
detalles refiriéndose a un modo de realización dado a título de
ejemplo y representado por los dibujos anexos en los que:
- la figura 1 es un esquema general del
dispositivo de regulación según la invención;
- la figura 2 representa un circuito llamado de
normalización que forma parte del dispositivo de la figura 1;
- la figura 3 representa un circuito de suma de
las corrientes que forman parte del dispositivo de la figura 1;
- la figura 4 representa un circuito de calculo
y un circuito de regulación asociado que forma parte del dispositivo
de la figura 1;
- la figura 5 representa cronogramas que
ilustran el funcionamiento del dispositivo.
El dispositivo según la invención, tal como es
ilustrado en la figura 1, está destinado a regular el calentamiento
de un motor eléctrico trifásico M que es alimentado por líneas de
fase U, V, W.
En cada línea de fase U o V o W está dispuesto
un sensor de corriente Cu o Cv o Cw que entrega, a su salida, una
tensión imagen de la corriente del motor Im de la fase
correspondiente.
Cada tensión de salida de un sensor de corriente
Cu, Cv, Cw es entregado a un circuito de normalización C1 que
entrega, a la salida, una corriente llamada "normada" que es
proporcional a la relación de la corriente del motor y de la
corriente de regulación Ir, esto para las tres fases.
Las tres corrientes "normadas" Inu, Inv,
Inw son enviadas a un circuito de suma C2 que proporciona, a la
salida, una tensión Vr proporcional a la suma de las tres corrientes
Inu, Inv, Inw, imágenes de las relaciones Im/Ir.
La tensión Vr que es la imagen de la relación
Im/Ir es enviada a un circuito de cálculo C3 que entrega, a la
salida, un tren de onda de corriente Ig cuya amplitud y la duración
son, la una y la otra, proporcionales a dicha tensión de entrada
Vr.
El tren de onda de corriente Ig es inyectado a
un circuito de regulación C4 de tipo RC que tiene como función
regular el calentamiento del motor.
El circuito C1 llamado de normalización tal como
es ilustrado en la figura 2 comprende, para cada fase, un
comparador 11 donde una entrada recibe la señal de un sensor de
corriente (tal como Cw) que es una tensión proporcional a la
corriente de motor Im en la fase. Este comparador pilotea, por medio
de un circuito rectificador 12, un circuito 13 asociado a una
resistencia variable 14 que define la corriente de regulación Ir y
que genera una corriente llamada "normada" (Inw por ejemplo)
que es proporcional a la relación Im/Ir. Las diferentes corrientes
"normadas" Inu, Inv, Inw son enviadas por un espejo de
corriente al circuito C2 de suma de las corrientes.
El circuito C2 de suma de las corrientes
"normadas" tal como es ilustrado en la figura 3 recibe en una
resistencia 21 las diferentes corrientes "normadas" Inu, Inv,
Inw. La tensión Vr en los bornes de la resistencia 21 es del tipo
trifásica, rectificada, de doble alternancia y es proporcional a la
suma de las corrientes "normadas" Inu, Inv, Inw.
La tensión Vr, imagen de la relación Im/Ir, es
enviada, al circuito de cálculo C3 que es ilustrado en la figura 4,
a la vez a un comparador 33 y a un comparador 32. El comparador 33
recibe la tensión "imagen" Vr y controla la corriente
suministrada a una resistencia 34, esta corriente siendo
proporcional a la suma de las corrientes "normadas". Una imagen
de esta corriente es aplicada, por medio de un espejo de corriente,
a una vía de corriente en la cual está colocado un interruptor
estático de muestreo 35. El comparador 32 recibe por una parte una
tensión en dientes de sierra triangulares generada por un generador
de rampas 31 y por otra parte la tensión "imagen" Vr y pilotea
el interruptor estático de muestreo 35 que corta una corriente Ig,
imagen de la suma de las corrientes "normadas".
La corriente cortada Ig es inyectada en un
circuito C4 llamado de regulación del calentamiento del motor que
se compone de un condensador 41 y de una resistencia 42. Un diodo 36
evita que las cargas del condensador 41 sean inyectadas hacia el
circuito C3. Este circuito C4 permite accionar un circuito de
accionamiento C5.
El funcionamiento del dispositivo será ahora
explicado.
Cada sensor de corriente Cu, Cv, Cw entrega una
tensión alterna cuya amplitud es proporcional a la corriente del
motor Im que circula en la fase correspondiente.
Con referencia al circuito C1, la resistencia 14
es proporcional a la corriente de regulación Ir y la corriente
rectificada, de doble alternancia, denotada Inu, Inv o Inw, que
salen de ese circuito, es proporcional a la relación de la corriente
del motor y de la corriente de regulación. Este es llamado
"normado".
Las diferentes corrientes "normadas" son
adicionadas en el circuito de suma C2 que entrega una tensión
continua "imagen" Vr que es proporcional a la suma de las tres
corrientes "normadas" Inu, Inv,
Inw.
Inw.
La tensión "imagen" Vr es entregada al
circuito de cálculo C3 que proporciona a la salida un tren de ondas
de corriente en el que cada onda de corriente presenta una amplitud
proporcional a la tensión "imagen" Vr y presenta una duración
igualmente proporcional a esta tensión "imagen" Vr.
Consideremos el cronograma de la figura 5. El
generador de rampas 31 entrega una tensión E en dientes de sierra
cuyo período constante es denotado T. La duración variable durante
la cual el interruptor estático de muestreo 35 está abierto es
denotada t. Es durante este tiempo t que la corriente de carga Ig es
entregada a la salida del circuito de cálculo C3.
El tren de ondas de corriente de carga Ig
presenta una amplitud y una duración que son, la una y la otra,
proporcionales a la tensión Vr, imagen de la relación Im/Ir. El
tiempo de abertura del interruptor 35 es también proporcional a
Vr.
Comparando la parte izquierda y la parte derecha
de la figura 5, se ve que la amplitud y la duración aumentan
simultáneamente, cuando la tensión Vr aumenta.
Cuando el interruptor estático 35 está cerrado,
la corriente Ig es nula y el condensador 41 no se carga. Cuando el
interruptor estático 35 está abierto, la corriente Ig es inyectada
en el condensador 41 que se carga. A la mitad del tiempo, la
cantidad de cargas enviada al condensador 41 es igual al producto de
la corriente de carga Ig por el tiempo de inyección. La misma es por
lo tanto proporcional al cuadrado de la tensión Vr. Gracias al diodo
36, el condensador 41 no se descarga hacia el interruptor 35.
Es claro que se puede sin apartarse del marco de
la invención imaginar variantes y perfeccionamientos en detalle e
incluso considerar el empleo de medios equivalentes.
Claims (4)
1. Dispositivo electrónico de regulación del
estado térmico de un motor (M) a partir de señales de sensores de
corriente (Cu, Cv, Cw) dispuestos en las fases de alimentación del
motor que comprende:
- -
- un circuito de regulación (C4) de tipo RC que puede servir para una función de detección,
- -
- medios de interfase (C1, C2) que reciben las señales de los sensores de corriente y entregan una tensión (Vr) imagen de la relación de la corriente motor (Im) y de una corriente de regulación (Ir) y,
- -
- medios de cálculo (C3) que proporcionan, a partir de dicha tensión (Vr), al circuito de regulación (C4), un tren de onda de corriente de carga (Ig) cuya amplitud y la duración son, la una y la otra, proporcionales a la relación de aquí arriba,
caracterizado por el hecho
de que la corriente de regulación es definida por una resistencia
variable.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que los medios de interfase
(C1, C2) se componen de un circuito de "normalización" (C1)
que proporciona corrientes "normadas" (Inu, Inv, Inw)
proporcionales a las relaciones de la corriente del motor (Im) y de
la corriente de regulación (Ir) y de un circuito de suma (C2) que
proporciona, después de la suma de las corrientes "normadas",
una tensión imagen (Vr) proporcional a la suma de esas corrientes
"normadas".
3. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de
que los medios de cálculo (C3) pilotean un interruptor de muestreo
(35) que corta una corriente proporcional a la suma de las
corrientes "normadas" de manera de proporcionar el tren de
ondas de la corriente de carga.
4. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de
que los medios de cálculo (C3) comprenden un comparador (32) que
recibe, a la entrada, la señal de un generador (31) de tensión en
dientes de sierra (31) y la tensión (Vr) proporcional a la relación
de la corriente del motor (Im) y de la corriente de regulación (Ir)
y que pilotea el interruptor de muestreo (35).
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