ES2305372T3 - Detector de corriente electrica y dispositivo de accionamiento de motor que lo utiliza. - Google Patents
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Abstract
Detector de corriente eléctrica que comprende: una fuente de alimentación CC positiva (1); una primera resistencia (2), una segunda resistencia (3) y una tercera resistencia (4) conectadas en serie en este orden; y unos medios de amplificación diferencial (5) que son alimentados a partir de la fuente de alimentación CC positiva (1), para calcular la diferencia de voltaje (Vi) en el punto de conexión de dicha primera resistencia (2) y dicha segunda resistencia (3) con respecto a un voltaje específico determinado (Vref), caracterizado porque dicha tercera resistencia (4) forma parte por lo menos de la trayectoria de la corriente, en la que la corriente que se debe detectar fluye, siendo suministrada dicha corriente que se debe detectar al punto de conexión entre dicha segunda resistencia (3) y dicha tercera resistencia (4), dicha primera resistencia (2) está conectada a dicha fuente de alimentación CC positiva en el terminal que no está conectado con dicha segunda resistencia (3) dicha tercera resistencia (4) se conecta a tierra a través del terminal que no está conectado con dicha segunda resistencia (3), y los valores de resistencia de dicha primera resistencia (2), dicha segunda resistencia (3) y dicha tercera resistencia (4) y dicho voltaje específico determinado se establecen de tal forma que el término constante de la fórmula aritmética correspondiente a la función de transferencia de dichos medios de amplificación diferencial resulta positivo.
Description
Detector de corriente eléctrica y dispositivo de
accionamiento de motor que lo utiliza.
La presente invención se refiere a un detector
de corriente eléctrica de un sistema de control que presenta sólo
la fuente de alimentación CC positiva (es decir, un sistema de
control de fuente de alimentación única), siendo el detector de
corriente eléctrica de estructura simple y capaz de detectar
corriente eléctrica que fluye tanto en la dirección positiva como
en la dirección negativa. La presente invención da a conocer
asimismo un dispositivo de accionamiento de motor racionalizado que
comprende un detector de corriente eléctrica.
Con el propósito de detectar un flujo de
corriente eléctrica en una línea, generalmente se ha utilizado un
procedimiento para insertar una resistencia de detección de
corriente en la línea y comprobar la caída de tensión provocada por
el flujo de la corriente dentro de la resistencia. Cuando en este
procedimiento de detección la corriente que se pretende detectar
fluye en ambas direcciones, la caída de tensión de la resistencia de
detección se pone de manifiesto tanto en la polaridad positiva como
en la polaridad negativa. Por consiguiente, el circuito de
procesamiento de señales para la detección de corriente debe ser
capaz de procesar señales tanto de polaridad positiva como de
polaridad negativa. A continuación, se describe un ejemplo de dicho
circuito representado en la Figura 7.
En la Figura 7, se representa un circuito para
medir la corriente I que fluye entre la resistencia de detección de
corriente 14 y tierra, tanto en la dirección positiva como en la
dirección negativa. El circuito se compone de una fuente de
alimentación CC positiva 1, una fuente de alimentación CC negativa
17, un microordenador 7 que presenta una función de conversión AD
que se aplica a la fuente de alimentación CC positiva 1, una
resistencia de detección de corriente 14, un sumador aritmético 15
que se aplica a la fuente de alimentación CC positiva 1 y la fuente
de alimentación CC negativa 17 y un voltaje de referencia 16 para
ajustar el nivel de voltaje de salida del sumador aritmético 15. El
valor del voltaje de referencia 16 se designa por Vref3. El
funcionamiento se describe a continuación.
La corriente I que se pretende detectar fluye
hacia tierra por medio de la resistencia de detección de corriente
14, tanto en la dirección positiva como en la dirección negativa.
Cuando la corriente I fluye en la dirección indicada con una flecha
en el dibujo, el voltaje que entra en el sumador aritmético 15 es
positivo; mientras que, cuando la corriente I fluye en la dirección
opuesta, el voltaje que entra en el sumador aritmético 15 es
negativo. Por consiguiente, es necesario que el sumador aritmético
15 esté provisto de fuentes de alimentación de polaridad positiva y
negativa, es decir, la fuente de alimentación CC 1 positiva y la
fuente de alimentación CC negativa 17.
El microordenador 7 evalúa el valor de salida Vo
del sumador aritmético 15. Puesto que el microordenador 7 actúa
sobre la fuente de alimentación CC positiva 1 (voltaje Vcc) aplicada
al mismo o sobre el voltaje Vo del sumador aritmético 15, el valor
debe ser un valor positivo comprendido entre 0 y Vcc. Por
consiguiente, el sumador aritmético 15 ajusta el valor de salida Vo
sumando el voltaje Vref3 del voltaje de referencia 16 a la caída de
tensión provocada en la resistencia de detección de corriente
14.
La Figura 8 es un gráfico utilizado para
describir la relación entre la corriente I y la salida Vo del
esquema de conexiones representado en la Figura 7. En la Figura 8,
el eje lateral representa la corriente I y el eje longitudinal la
salida Vo. Si se designa por A la ganancia del sumador aritmético
15, la relación entre el valor de salida Vo y la corriente I se
representa mediante una línea recta oblicua. Si la corriente I es
cero, por ejemplo, significa que sólo se aplica el voltaje de
referencia 16 al sumador aritmético 15; entonces, la salida Vo del
sumador aritmético 15 es
(A \cdot Vref3). Es decir, la salida positiva Vo está disponible tanto para la corriente I de la dirección positiva como de la negativa. El procedimiento indicado se ha descrito en documentos tales como "Designing OP Amplifier Circuits" de Michio Okamura (1973, CQ Publishing Co, Ltd.).
(A \cdot Vref3). Es decir, la salida positiva Vo está disponible tanto para la corriente I de la dirección positiva como de la negativa. El procedimiento indicado se ha descrito en documentos tales como "Designing OP Amplifier Circuits" de Michio Okamura (1973, CQ Publishing Co, Ltd.).
La patente US nº 5.204.594 da a conocer un
circuito de detección de corriente según el preámbulo de la
reivindicación independiente 1. En particular, dicha patente US da
a conocer un circuito para proporcionar una señal proporcional a la
corriente media que se suministra a las bobinas de un motor
operativo tanto en modalidad lineal como en modalidad PWM, que
comprende una resistencia de detección a través de la cual se genera
un voltaje que representa el flujo de corriente aplicado a dichas
bobinas. El voltaje se aplica de forma selectiva a un circuito de
salida que funciona como un circuito de filtro pasabaja cuando se
suministra corriente excitadora a las bobinas, y como un circuito
de mantenimiento de tensión cuando no se suministra corriente
excitadora a las bobinas.
Aunque este circuito conocido es capaz de
procesar señales de polaridad positiva y polaridad negativa,
requiere un circuito de conmutación bastante complejo que, en
respuesta a señales PWM, es operativo para desconectar el voltaje
de la resistencia de detección del amplificador cuando no se aplica
corriente excitadora a las bobinas, para funcionar como un circuito
de mantenimiento de tensión.
El problema técnico subyacente de la presente
invención es la provisión de un detector de corriente para un
sistema de control de motor eléctrico que requiere una fuente de
alimentación CC única, presenta una topología simple y es capaz de
procesar señales de corriente de polaridades positivas y
negativas.
Un detector de corriente eléctrica según la
presente invención comprende:
una fuente de alimentación CC positiva;
una primera resistencia, una segunda resistencia
y una tercera resistencia conectadas en serie en el orden indicado;
y
unos medios de amplificación diferencial, que
están alimentados a partir de la fuente de alimentación CC positiva,
para calcular la diferencia de voltaje en el punto de conexión de
la primera resistencia y la segunda resistencia con respecto a un
voltaje específico determinado; en el que
la tercera resistencia forma parte por lo menos
de la trayectoria del flujo de la corriente que se pretende
detectar, siendo suministrada la corriente que se pretende detectar
al punto de conexión entre la segunda resistencia y la tercera
resistencia,
la primera resistencia está conectada, por el
terminal que no está conectado con la segunda resistencia, a la
fuente de alimentación CC positiva,
la tercera resistencia está conectada a tierra
por el terminal que no está conectado con la segunda resistencia
y
los valores de resistencia de la primera
resistencia, la segunda resistencia y la tercera resistencia y el
voltaje específico determinado se establecen de tal forma que el
término constante de la fórmula aritmética correspondiente a la
función de transferencia de los medios de amplificación diferencial
resulta positivo.
Un dispositivo de accionamiento de motor según
la presente invención comprende:
el detector de corriente eléctrica descrito
anteriormente;
una segunda fuente de alimentación CC cuyo polo
negativo (tierra) es común con la fuente de alimentación CC
positiva;
un grupo de conmutadores semiconductores, que
está alimentado a partir de la segunda fuente de alimentación CC,
constituido por una pluralidad de unidades de conmutadores
semiconductores y diodos conectados en inverso paralelo en la
disposición de puente;
unos medios de accionamiento para accionar el
grupo de conmutadores semiconductores;
un motor conectado al extremo de salida del
grupo de conmutadores semiconductores y
unos medios de comparación para comparar el
voltaje generado en la tercera resistencia con un segundo voltaje
específico, y suministrar la salida a los medios de accionamiento;
en el que
el objetivo de la detección es la corriente que
fluye entre la línea CC negativa del grupo de conmutadores
semiconductores y el polo negativo (tierra) de la segunda fuente de
alimentación CC, y la tercera resistencia forma parte por lo menos
de la trayectoria del flujo de la corriente.
\vskip1.000000\baselineskip
La Figura 1 representa una estructura según un
primer ejemplo de forma de realización de la presente invención.
La Figura 2 es un gráfico de características de
la primera forma de realización.
La Figura 3 representa una estructura práctica
de la primera forma de realización.
La Figura 4 representa una estructura según un
segundo ejemplo de forma de realización de la presente
invención.
La Figura 5 representa una estructura práctica
de la segunda forma de realización.
La Figura 6 representa una estructura según un
tercer ejemplo de forma de realización de la presente invención.
La Figura 7 representa una estructura de un
ejemplo convencional.
La Figura 8 es un gráfico de características de
un ejemplo convencional.
La presente invención se describe por medio de
algunos ejemplos de formas de realización y haciendo referencia a
los dibujos.
Forma de realización
1
La Figura 1 representa la estructura de un
detector de corriente eléctrica según una primera forma de
realización de la presente invención. La primera resistencia 2, la
segunda resistencia 3 y la tercera resistencia 4 están conectadas
en serie en el orden indicado. De los dos terminales de la primera
resistencia 2, el que no está conectado con la segunda resistencia
3 está conectado al polo positivo de la fuente de alimentación CC 1.
El voltaje de la fuente de alimentación CC es Vcc. De los dos
terminales de la tercera resistencia 4, el que no está conectado
con la segunda resistencia 3 está conectado a tierra.
La corriente I que se pretende detectar se
suministra al punto de conexión entre la segunda resistencia 3 y la
tercera resistencia 4. Es decir, la tercera resistencia 4 forma la
trayectoria de la corriente I, y la tercera resistencia 4 desempeña
el papel de resistencia de detección de corriente. Los medios de
amplificación diferencial 5 son abastecidos por la fuente de
alimentación CC positiva 1. El terminal de entrada positivo de los
medios de amplificación diferencial 5 recibe un voltaje en el punto
de conexión entre la primera resistencia 2 y la segunda resistencia
3. Mientras tanto, el terminal de entrada negativo de los medios de
amplificación diferencial 5 recibe un voltaje específico
determinado 6 como voltaje de referencia. El potencial del voltaje
específico determinado 6 es Vref. La salida de los medios de
amplificación diferencial 5 es idéntica a la salida de un detector
de corriente eléctrica.
Los medios de amplificación diferencial 5 pueden
consistir en un amplificador diferencial, un amplificador
aritmético, un circuito de amplificación que genera ganancia
positiva para una señal de entrada recibida en un terminal de
entrada y ganancia negativa para una señal de entrada recibida en el
otro terminal de entrada o un amplificador de otro tipo.
La Figura 2 es un gráfico de características del
detector de corriente de la Figura 1. Dicho gráfico representa la
relación entre la corriente I que se debe detectar y la salida Vo
del detector de corriente. En la Figura 2, el eje lateral
representa la corriente I, mientras que el eje longitudinal
representa la salida Vo de los medios de amplificación diferencial
5. La línea recta oblicua representa la relación entre I y Vo. La
Figura 2 será tratada de nuevo a continuación con mayor
detalle.
La Figura 3 representa la estructura de la
Figura 1 desde un punto de vista más práctico. En el dibujo, las
partes idénticas a las de la Figura 1 no se describen. Los medios de
amplificación diferencial 5 se componen del amplificador aritmético
5a, el amplificador aritmético 5b, la resistencia 5c, la resistencia
5d, la resistencia 5e y la resistencia 5f. El amplificador
aritmético 5a y el amplificador aritmético 5b son abastecidos por
la fuente de alimentación CC 1. La resistencia 6a y la resistencia
6b se conectan en serie. De los dos terminales de la resistencia
6a, el que no está conectado con la resistencia 6b está conectado a
la fuente de alimentación CC positiva 1. De los dos terminales de
la resistencia 6b, el que no está conectado a la resistencia 6a está
conectado a tierra. El voltaje en el punto de conexión entre la
resistencia 6a y la resistencia 6b es el voltaje específico
determinado 6. Es decir, el voltaje en el punto de conexión entre la
resistencia 6a y la resistencia 6b es Vref.
En primer lugar, se describe el funcionamiento
de la estructura representada en la Figura 1. El voltaje de salida
Vo de los medios de amplificación diferencial 5 se calcula mediante
la fórmula 1, en la que el voltaje aplicado al terminal de entrada
positivo de los medios de amplificación diferencial 5 es Vi y la
ganancia en los medios de amplificación diferencial 5 es A:
Definiendo los respectivos valores de la primera
resistencia 2, la segunda resistencia 3 y la tercera resistencia 4
como R1, R2 y R3, respectivamente, el valor Vi anterior se obtiene
mediante la fórmula 2 siguiente:
A partir de la fórmula 1 y la fórmula 2, se
obtiene el voltaje de salida Vo según la fórmula 3 siguiente:
El primer término de la fórmula 3 es un término
constante, y es posible seleccionar los valores de R1, R2, R3, Vcc
y Vref para que el término constante adopte un valor positivo.
Seleccionando los valores adecuados para que el
primer término de la fórmula 3 tome el valor Vcc/2, la relación
entre la corriente I y el voltaje de salida Vo adopta la forma de
una línea recta oblicua como la representada en la Figura 2. De
esta manera, puede calcularse el voltaje de salida positivo Vo
frente a la corriente I de las direcciones positiva y negativa. Por
ejemplo, si la corriente es cero, Vo es Vcc/2. Además, puesto que
la constante se ha seleccionado para que el primer término de la
fórmula 3 sea Vcc/2, entonces resulta posible detectar la corriente
eléctrica para el mismo rango de la dirección positiva y la
dirección negativa. En la práctica, cada una de las constantes se
selecciona de tal forma que el voltaje de salida Vo desciende
dentro de un margen de variación admisible (0 - Vcc) frente al rango
variable de la corriente I que se debe detectar, tanto en la
dirección positiva como en la dirección negativa.
La siguiente descripción es más práctica y hace
referencia a la Figura 3. Los valores de las resistencias 5c, 5d,
5e, 5f, 6a y 6b se representan como R4, R5, R6, R7, R8 y R9,
respectivamente. Suponiendo que los respectivos valores de R4 y R7,
así como los de R5 y R6, sean iguales, las características de los
medios de amplificación diferencial 5 representados en la Figura 3
se obtienen por medio de la fórmula 4:
El voltaje específico determinado 6, o el
voltaje de referencia (Vref)), se representa mediante la fórmula
5:
Así pues, se implementa un detector de corriente
eléctrica con la estructura y el funcionamiento descritos
anteriormente y con características idénticas a las de la Figura
2.
Forma de realización
2
La Figura 4 representa la estructura de un
detector de corriente eléctrica según una segunda forma de
realización de la presente invención. Las partes idénticas a las de
la Figura 1 no se describen. Los medios de compensación 7 compensan
los errores contenidos en la salida Vo de los medios de
amplificación diferencial 5. Los medios de compensación 7 presentan
una función de conversión AD y una función de compensación
aritmética. Los medios de compensación 7 del ejemplo representado
en la Figura 4 comprenden un convertidor AD 7a y unos medios de
compensación aritmética 7b. Los medios de compensación 7 son
abastecidos por la fuente de alimentación CC positiva 1 mencionada
anteriormente, y el rango de entrada admisible es el rango de 0 a
Vcc positivo.
La Figura 5 ilustra la estructura descrita
anteriormente desde un punto de vista más práctico. La estructura
representada en la Figura 5 es la de la Figura 3 con la adición de
un microordenador que funciona como unos medios de compensación 7.
El resto se mantiene igual que en la Figura 3; por lo tanto, la
descripción de las partes idénticas se omite. El funcionamiento se
describirá haciendo referencia a la Figura 5.
Como se ha indicado anteriormente, el voltaje de
salida Vo de los medios de amplificación diferencial 5 se obtiene
mediante la fórmula 4, el voltaje Vi comprendido en la fórmula se
obtiene mediante la fórmula 2 y el voltaje Vref se obtiene mediante
la fórmula 5.
El voltaje Vo se obtiene mediante la fórmula 4
descrita anteriormente, con la condición de que los respectivos
valores R4 y R7, y R5 y R6 sean iguales. En realidad, sin embargo,
cada una de las respectivas resistencias contiene errores. Por
consiguiente, en sentido estricto, el voltaje de salida Vo no se
obtiene mediante la fórmula 4, ya que contiene errores.
De la misma manera, el valor Vcc de la fuente de
alimentación CC positiva 1, así como el valor Vref del voltaje
específico determinado 6, contiene errores. A continuación, aunque
cada una de las constantes se ha seleccionado de tal forma que el
primer término de la fórmula 3 sea Vcc/2 en la forma de realización
1, el error también afecta a dichas constantes. El microordenador,
que actúa como unos medios de compensación 7, almacena en su
memoria el valor de diferencia Voff, que es la diferencia entre el
voltaje de salida Vo de los medios de amplificación diferencial 5
cuando la corriente I es cero y el valor ideal Vcc/2 en ausencia de
errores con las constantes descritas anteriormente. A continuación,
el microordenador, que desempeña las funciones de unos medios de
compensación 7, resta el valor Voff del voltaje de salida de los
medios de amplificación diferencial 5 cuando se establece un flujo
de corriente I. Por lo tanto, es posible compensar los errores
contenidos en el primer término de la fórmula 3.
Aunque en la descripción anterior los medios de
compensación 7 utilizados consisten en un microordenador, esto no
constituye ninguna limitación, sino que en lugar de los medios de
compensación 7 es posible utilizar otros circuitos o procesadores,
en la medida en que éstos puedan almacenar en memoria el valor de
diferencia Voff y restarlo del voltaje de salida de los medios de
amplificación diferencial 5 cuando se establece un flujo de
corriente I.
Forma de realización
3
La Figura 6 representa la estructura de un
dispositivo de accionamiento de motor según un tercer ejemplo de
forma de realización de la presente invención. La segunda fuente de
alimentación CC 8 es operativa para accionar el motor 11, y el polo
negativo de dicha fuente de alimentación comparte un potencial común
(potencial de tierra) con el polo negativo de la fuente de
alimentación CC positiva 1. El grupo de conmutadores semiconductores
9 consta de seis unidades. Cada una de las unidades se compone de
un transistor de potencia 9a que funciona como un conmutador
semiconductor, y un diodo 9b conectado en inverso paralelo. La
conexión inverso paralela se refiere a una conexión paralelo en la
que el transistor de potencia 9a y el diodo 9b se conectan en
paralelo de tal forma que la dirección de sus corrientes
conductivas son opuestas entre sí. Las seis unidades del grupo de
conmutadores semiconductores 9 constituyen un puente de tres fases.
El extremo de entrada CC del puente de tres fases está conectado a
la segunda fuente de alimentación CC 8, mientras que el extremo de
salida CA está conectado al motor 11.
La resistencia 4 está conectada entre la línea
CC negativa del grupo de conmutadores semiconductores 9 y el polo
negativo (tierra) de la segunda fuente de alimentación CC 8 y forma
parte del detector de corriente eléctrica descrito anteriormente.
Se omite la descripción de las partes que son idénticas a las de los
detectores de corriente eléctrica de la forma de realización 1 ó
2.
En la presente forma de realización, el valor
del voltaje específico determinado 6 descrito anteriormente se
designa por Vref1. Los medios de comparación utilizados consisten en
un comparador 12. El comparador 12 que desempeña las funciones de
los medios de comparación es abastecido por la fuente de
alimentación CC positiva 1. El voltaje en el punto de conexión
entre la segunda resistencia 3 y la tercera resistencia 4 se
introduce en el terminal negativo del comparador 12, mientras que
el segundo voltaje específico 13 que corresponde al valor de
corriente admisible en el grupo de conmutadores semiconductores 9 se
introduce en el terminal positivo del comparador 12. El segundo
voltaje específico 13 se designa por Vref2. La salida del comparador
12 se suministra a los medios de accionamiento 10. Los medios de
accionamiento 10 accionan los seis transistores de potencia 9a del
grupo de conmutadores semiconductores 9.
A continuación, se describe el funcionamiento de
la estructura mencionada anteriormente. Los medios de accionamiento
10 generan señales de accionamiento para accionar el grupo de
conmutadores semiconductores 9. Mientras el motor 11 está accionado
como consecuencia del funcionamiento del grupo de conmutadores
semiconductores 9, se establece un flujo determinado de corriente
eléctrica, relacionado con la corriente que fluye en el motor 11, a
través de la tercera resistencia 4. Dicha corriente eléctrica
determinada puede seguir la dirección positiva o la dirección
negativa dependiendo del estado operativo del motor 11. Utilizando
un detector de corriente eléctrica como el descrito en las formas
de realización 1, 2 para detectar la corriente determinada, puede
llevarse un control continuo del tamaño de la carga del motor 11.
Los medios de accionamiento 10 generan señales de accionamiento
adecuadas según los resultados de la detección, y el motor 11 es
accionado de una manera estable.
El comparador 12 compara la caída de tensión en
la tercera resistencia 4 debida a la corriente I que se debe
detectar con el segundo voltaje específico 13 (Vref2). Tan pronto
como la caída de tensión sobrepasa el voltaje específico 13 (Vref2)
mencionado anteriormente, el comparador 12 invierte la salida para
interrumpir la señal de accionamiento de los medios de
accionamiento 10. Puesto que el voltaje específico 13 (Vref2) se ha
establecido en un voltaje que corresponde al valor de la corriente
admisible del grupo de conmutadores semiconductores 9, el circuito
en cuestión puede detectar la sobreintensidad del grupo de
conmutadores semiconductores 9 a alta velocidad y tomar medidas de
precaución.
Aunque en la descripción anterior el comparador
12 es utilizado para los medios de comparación, no se limita al
comparador 12. Los medios de comparación son operativos para
comparar el voltaje en el punto de conexión entre la segunda
resistencia 3 y la tercera resistencia 4 con el segundo voltaje
específico 13, y suministrar señales de control a los medios de
accionamiento 10 según los resultados de la comparación. Por lo
tanto, los medios de comparación pueden estar constituidos por un
circuito aritmético, un circuito lógico, un amplificador
diferencial, un amplificador aritmético, un procesador, etc.,
siempre y cuando éstos puedan realizar las funciones indicadas.
Como se ha descrito anteriormente, la presente
invención permite fabricar un dispositivo de accionamiento de motor
empleando solamente una fuente de alimentación CC positiva 1, en el
que dicho dispositivo de accionamiento de motor detecta la
corriente del motor 11 que fluye en ambas direcciones para controlar
de manera continua las cargas sobre el motor 11 y accionar el motor
11 correctamente, y al mismo tiempo funciona como un dispositivo de
protección reduciendo la sobreintensidad del grupo de conmutadores
semiconductores 9 a alta velocidad. Además, la resistencia de
detección de corriente se utiliza de una manera común en la presente
invención, con lo cual se aumenta la eficacia y se reduce el tamaño
y el coste de los dispositivos.
Como se ha descrito anteriormente, se implementa
un sistema de detección de corriente eléctrica que puede detectar
corriente eléctrica que fluye en la dirección positiva y la
dirección negativa y que emplea sólo la fuente de alimentación CC
positiva, prescindiendo de la fuente de alimentación CC negativa,
utilizando un detector de corriente eléctrica y un dispositivo de
accionamiento de motor según la presente invención.
Además, en el detector de corriente eléctrica y
el dispositivo de accionamiento de motor de la presente invención,
los errores generados en los respectivos elementos que componen el
detector pueden ser compensados en una magnitud sustancial. Así
pues, es posible llevar a cabo una detección de corriente
bidireccional de gran precisión empleando únicamente la fuente de
alimentación CC positiva, sin añadir ningún circuito de compensación
dedicado. A continuación, es posible implementar un detector de
corriente de alta precisión y un dispositivo de accionamiento de
motor de tamaño y precio reducido.
Además, en el detector de corriente eléctrica y
el dispositivo de accionamiento de motor de la presente invención,
la detección de la corriente del motor que se necesita para
controlar el motor y la detección de la corriente del grupo de
conmutadores semiconductores que se necesita para el control de
protección del grupo de conmutadores semiconductores se realiza
mediante una única resistencia de detección de corriente, y dicho
sistema puede adoptar una estructura que comprende sólo la fuente
de alimentación CC positiva. Por lo tanto, es posible aumentar la
eficacia y el nivel de precisión y reducir el tamaño y el coste de
los detectores de corriente eléctrica y los dispositivos de
accionamiento motorizado.
Claims (3)
1. Detector de corriente eléctrica que
comprende:
una fuente de alimentación CC positiva (1);
una primera resistencia (2), una segunda
resistencia (3) y una tercera resistencia (4) conectadas en serie
en este orden; y
unos medios de amplificación diferencial (5) que
son alimentados a partir de la fuente de alimentación CC positiva
(1), para calcular la diferencia de voltaje (Vi) en el punto de
conexión de dicha primera resistencia (2) y dicha segunda
resistencia (3) con respecto a un voltaje específico determinado
(Vref),
caracterizado porque dicha tercera
resistencia (4) forma parte por lo menos de la trayectoria de la
corriente, en la que la corriente que se debe detectar fluye,
siendo suministrada dicha corriente que se debe detectar al punto
de conexión entre dicha segunda resistencia (3) y dicha tercera
resistencia (4),
dicha primera resistencia (2) está conectada a
dicha fuente de alimentación CC positiva en el terminal que no está
conectado con dicha segunda resistencia (3)
dicha tercera resistencia (4) se conecta a
tierra a través del terminal que no está conectado con dicha segunda
resistencia (3), y
los valores de resistencia de dicha primera
resistencia (2), dicha segunda resistencia (3) y dicha tercera
resistencia (4) y dicho voltaje específico determinado se establecen
de tal forma que el término constante de la fórmula aritmética
correspondiente a la función de transferencia de dichos medios de
amplificación diferencial resulta positivo.
2. Detector de corriente eléctrica según la
reivindicación 1, que comprende asimismo:
unos medios de compensación (7) que restan Voff,
que es la diferencia entre el valor de salida real de dichos medios
de amplificación diferencial (5) cuando dicha corriente que se debe
detectar es cero y el valor de salida ideal en ausencia de errores
en los elementos componentes, del valor de salida de dichos medios
de amplificación diferencial (5) generado mientras está fluyendo
dicha corriente que se debe detectar; siendo alimentados dichos
medios de compensación (7) por dicha fuente de alimentación CC
positiva (1).
3. Dispositivo de accionamiento de motor que
comprende:
el detector de corriente eléctrica según la
reivindicación 1 ó 2;
una segunda fuente de alimentación CC (8) que
presenta un polo negativo (tierra) en común con dicha fuente de
alimentación CC positiva (1);
un grupo de conmutadores semiconductores (9),
que está alimentado a partir de dicha segunda fuente de alimentación
CC (8), constituido por una pluralidad de unidades que comprenden
unos conmutadores semiconductores (9a) y unos diodos (9b)
conectados en inverso paralelo en una disposición de puente;
unos medios de accionamiento (10) para accionar
dicho grupo de conmutadores semiconductores (9);
un motor (11) conectado al terminal de salida de
dicho grupo de conmutadores semiconductores (9); y
unos medios de comparación (12) para comparar el
voltaje generado en dicha tercera resistencia (4) con un segundo
voltaje específico y suministrar la salida a dichos medios de
accionamiento (10);
en el que dicha corriente que se pretende
detectar es corriente eléctrica que fluye entre la línea CC negativa
de dicho grupo de conmutadores semiconductores (9) y el polo
negativo (tierra) de dicha segunda fuente de alimentación CC (8), y
dicha tercera resistencia (4) forma parte por lo menos de la
trayectoria de corriente eléctrica por la cual fluye dicha
corriente que se debe detectar.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002290069A JP3753120B2 (ja) | 2002-10-02 | 2002-10-02 | 双方向電流検出装置およびモータ駆動装置 |
JP2002-290069 | 2002-10-02 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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