ES2610813T3 - Sistema de arranque de motor con excitación AC en cuadratura - Google Patents

Sistema de arranque de motor con excitación AC en cuadratura Download PDF

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ES2610813T3
ES2610813T3 ES08157450.1T ES08157450T ES2610813T3 ES 2610813 T3 ES2610813 T3 ES 2610813T3 ES 08157450 T ES08157450 T ES 08157450T ES 2610813 T3 ES2610813 T3 ES 2610813T3
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Mingzhou Xu
Christian E. Anghel
Wayne T. Pearson
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Abstract

Un sistema de arranque de motor (100), que comprende: un generador de arranque principal (130), que tiene un rotor de generador de arranque principal (132), teniendo el rotor de generador de arranque principal a (132) arrollamientos de rotor de generador de arranque principal a (408) arrollados allí; un excitador (120) que tiene un rotor excitador (124) y un estator excitador (122), teniendo el rotor excitador (124) arrollamientos de rotor excitador (402) arrollados allí; donde el rotor excitador (124) está configurado para proporcionar corriente de excitación bifásica a los arrollamientos de rotor de generador de arranque principal (408); donde el sistema (100) se caracteriza por que: los arrollamientos de rotor de generador de arranque principal (408) son arrollamientos de rotor de generador de arranque principal a bifásicos, que están en cuadratura entre sí; los arrollamientos de rotor excitador (402) son arrollamientos de rotor excitador bifásicos que están en cuadratura entre sí; y una conexión entre los arrollamientos de rotor de generador de arranque principal (408) y los arrollamientos de rotor de excitador (402) se realiza en una secuencia de fase opuesta o en la misma secuencia de fase.

Description

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DESCRIPCION
Sistema de arranque de motor con excitacion AC en cuadratura Antecedentes de la invencion
La presente invencion se refiere a sistemas de arranque de motor y, mas particularmente, a sistemas de arranque de motores, que pueden utilizar una fuente de potencia de frecuencia constante facilmente disponibles, tal como una unidad de potencia auxiliar (APU) o potencia externa en tierra.
El uso de generadores electricos de arranque sin escobillas para el arranque del motor principal y para la generacion de potencia puede ahorrar peso del avion y mejorar la econoirna operativa como parte de las arquitecturas de sistemas de la nueva arquitectura mas electrica (MEA). El generador de arranque tiene que proporcionar par de arranque alto para arrancar el motor principal. Los sistemas convencionales de generador de arranque del motor implican el uso de inversores de alta potencia para proporcionar una fuente de potencia variable controlable que anade coste, peso y complejidad, reduciendo al mismo tiempo la fiabilidad del sistema.
Muchos aviones incluyen sistemas generadores de arranque para suministrar potencia AC de frecuencia relativamente constante. Muchos de los sistemas generadores de arranque en el avion incluyen tres generadores de arranque sin escobillas separados, a saber, un generador de arranque de iman permanente (PMG), un excitador y un generador de arranque principal. El PMG incluye un rotor que tiene imanes permanentes montado encima, y un roto que tiene una pluralidad de arrollamientos. Cuando el rotor PMG gira, los imanes permanentes inducen corrientes AC en arrollamientos del estator PMG. Estas corriente AC son alimentadas tipicamente a un regulador o un dispositivo de control que, a su vez, emite una corriente DC al excitador.
El excitador incluye tipicamente arrollamientos de estator monofasicos (por ejemplo, DC) y arrollamientos de rotor multifasicos (por ejemplo, trifasicos). La corriente DC desde el regulador o dispositivo de control es suministrada a arrollamientos de estator excitador, y como los arrollamientos del rotor excitador que tiene un numero diferenrte de polos o viceversa. Esto puede conducir a complejidad en diseno e implementacion.
La patente U. S. N° 7.064.455 a nombre de Lando emplea arrollamientos de rotor del excitador y el generador de arranque principal dispuesto sobre el mismo arbol primario, con un generador de arranque de iman permanente (PMG) dispuesto alrededor de un arbol secundario asociado, para determinar la velocidad de rotacion del arbol primario. Los rotores del excitador y del generador de arranque principal emplean arrollamientos trifasicos. Sin embargo, este diseno no ofrece ninguna mejora sobre la complejidad inherente en tales arrollamientos trifasicos.
La patente EP1560317A2 describe una maquina electrica sincronica que tiene un miembro rotor y un miembro estator con un numero de estator. La maquina electrica incluye, ademas, una maquina principal que tiene un arrollamiento de campo de rotor AC montado sobre el miembro rotor y un sistema de excitacion dual aC/DC para la maquina smcrona. El sistema de excitacion incluye un arrollamiento de inducido polifasico giratorio en comunicacion electrica con un conjunto rectificador para conducir corriente continua al arrollamiento de campo del rotor de la maquina principal, y una pluralidad de polos salientes DC y al menos un polo saliente AC, ambos incluidos en el nucleo del estator. Polos salientes AC respectivos del al menos un polo saliente AC estan dispuestos entre polos salientes DC adyacentes de la pluralidad de polos salientes DC. Una pluralidad de bobinas de campo DC estan dispuestas sobre polos salientes DC respectivos de la pluralidad de polos salientes DC, donde las bobinas de campo DC estan conectadas juntas para constituir al menos un arrollamiento de campo DC. La al menos una bobina de campo AC esta dispuesta, respectivamente, sobre el al menos un polo saliente AC. Al menos una bobina de campo AC esta conectada junta para constituir al menos un arrollamiento de campo de corriente alterna. Un eje magnetico de las bobinas de campo AC respectivas esta dispuesto en relacion de cuadratura de especio electromagnetico con respecto a ejes magneticos de bobinas de campo DC adyacentes. Cuando las bobinas de campo AC respectivas son energizadas, se induce una corriente alterna en el arrollamiento del inducido polifasicos para proporcional excitacion a la maquina principal.
Las patentes mencionadas anteriormente se refieren solo al modo de generacion y no hacen ninguna prevision como arrancador. Por lo tanto, se puede ver que existe una necesidad de un sistema y metodo para arrancar un motor principal desde un generador de arranque, que sea relativamente pequeno, de peso ligero, menos complejo y mas fiable, comparado con los sistemas y metodos actuales y que no se basan en numeros espedficos de polos de excitador y generador de arranque principal.
Sumario de la invencion
La presente invencion en sus varios aspectos se establece en las reivindicaciones anexas. En un aspecto de la presente invencion, un sistema de arranque del motor comprende un generador de arranque principal que tiene arrollamientos de rotor de generador de arranque arrollados allf, en el que el rotor excitador esta configurado para proporcionar corriente de excitacion bifasica a los arrollamientos de rotor del generador de arranque principal.
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Estos arrollamientos bifasicos sobre el rotor excitador, el rotor de generador principal, o ambos, pueden estar configurados para ser desplazados por un valor seleccionado a partir de un rango desde 80 grados electricos hasta 100 grados electricos en tiempo y espacio, con una eleccion de 90 arrollamientos que tiene un numero diferente de polos o viceversa. Esto puede conducir a complejidad en diseno e implementacion.
La patente U. S. N° 7.064.455 a nombre de Lando emplea arrollamientos de rotor del excitador y el generador de arranque principal dispuesto sobre el mismo arbol primario, con un generador de arranque de iman permanente (PMG) dispuesto alrededor de un arbol secundario asociado, para determinar la velocidad de rotacion del arbol primario. Los rotores del excitador y del generador de arranque principal emplean arrollamientos trifasicos. Sin embargo, este diseno no ofrece ninguna mejora sobre la complejidad inherente en tales arrollamientos trifasicos.
Ambas patentes mencionadas anteriormente se refieren solo al modo de generacion y no hacen ninguna prevision como arrancador. Por lo tanto, se puede ver que existe una necesidad de un sistema y metodo para arrancar un motor principal desde un generador de arranque, que sea relativamente pequeno, de peso ligero, menos complejo y mas fiable, comparado con los sistemas y metodos actuales y que no se basan en numeros espedficos de polos de excitador y generador de arranque principal.
Sumario de la invencion
En un aspecto de la presente invencion, un sistema de arranque del motor comprende un generador de arranque principal que tiene arrollamientos de rotor de generador de arranque arrollados allf, en el que el rotor excitador esta configurado para proporcionar corriente de excitacion bifasica a los arrollamientos de rotor del generador de arranque principal. Estos arrollamientos bifasicos sobre el rotor excitador, el rotor de generador principal, o ambos, pueden estar configurados para ser desplazados por un valor seleccionado a partir de un rango desde 80 grados electricos hasta 100 grados electricos en tiempo y espacio, con una eleccion de 90 grados electricos que es una forma de realizacion ejemplar. Las conexiones entre los arrollamientos del rotor principal y del rotor excitador se pueden realizar en la misma secuencia de fases o en secuencia de fases opuesta.
En otro aspecto de la invencion, un sistema de arranque del motor comprende un arbol, en el que rotacion suficiente del arbol arranca el motor; un estator generador de arranque principal con una pluralidad de arrollamientos de estator arrollados allf; un rotor de generador de arranque principal montado sobre el arbol y dispuesto al menos parcialmente dentro del estator generador de arranque principal, teniendo el rotor de generador de arranque principal una pluralidad de arrollamientos de rotor de generador de arranque principal arrollados allf para generar un flujo de intersticio de aire cuando se excitan electricamente; un rotor excitador montado sobre el arbol, teniendo el rotor excitador una pluralidad de arrollamientos de rotor excitador arrollados allf; un estator excitador que rodea al menos una porcion del rotor excitador arrollados allf; y un controlador de excitador acoplado electricamente a los arrollamientos del estator de excitador, estando configurado el controlador de excitador para proporcionar excitacion electrica a los arrollamientos de estator de excitador.
Todavfa en otro aspecto de la invencion, un sistema generador de arranque de avion pata arrancar un motor de turbina de gas de avion como la fuerza motriz comprende una carcasa; un arbol de accionamiento montado de forma giratoria dentro de la carcasa y que transmite potencia a la fuerza motriz; un estator generador de arranque principal montado dentro de la carcasa y que tiene una pluralidad de arrollamientos de estator de generador de arranque arrollados allf; un rotor de generador de arranque principal montado sobre el arbol de accionamiento y dispuesto dentro del estator generador de arranque principal, teniendo el rotor de generador de arranque principal una pluralidad de arrollamientos de rotor de generador de arranque principal arrollados allf configurados para recibir una corriente de excitacion bifasica, donde los arrollamientos del rotor de generador de arranque principal generan un flujo de intersticio de aire despues de su excitacion; un rotor de excitacion montado sobre el arbol de accionamiento, teniendo el rotor de excitador una pluralidad de arrollamientos de rotor de excitador arrollados allf; estando conectados los arrollamientos de rotor de excitador electricamente al rotor de generador de arranque principal; un estator de excitador que rodea el rotor de excitador, teniendo el estator de excitador una pluralidad de arrollamientos de estator de excitador arrollados allf; estando configurados los arrollamientos de estator de excitador, despues de su excitacion electrica, para excitar electricamente los arrollamientos de rotor de excitador, donde la interaccion en los arrollamientos rotor de generador de arranque principal y los arrollamientos del estator generador de arranque principal, que pueden ser alimentados por una fuente de potencia de frecuencia constante disponible, tal como APU o potencia externa en tierra, crea un par de arranque para girar el arbol para arrancar el motor, y la tension suministrada al arrollamiento de estator excitador controla la corriente en el rotor de generador de arranque principal y el par de arranque. Se apreciara tambien que el generador de arranque descrito aqrn puede proporcionar par de arranque para arrancar un motor alimentando los arrollamientos de estator principal solo con una fuente de potencia de frecuencia constante, sin alimentar los arrollamientos de estator del excitador.
Estas y otras caractensticas, aspectos y ventajas de la presente invencion se comprenderan mejor con referencia a los siguientes dibujos, descripcion y reivindicaciones.
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Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 es un diagrama de bloques funcional de un sistema generador de arranque de alta velocidad ejemplar de acuerdo con una forma de realizacion de la presente invencion.
La figura 2 es un diagrama de bloques funcional de un sistema generador de arranque de alta velocidad ejemplar de acuerdo con una forma de realizacion alternativa de la presente invencion.
La figura 3 es una representacion esquematica de una forma de realizacion de los generadores de arranque de alta velocidad de las figuras 1 y 2.
La figura 4 es una representacion esquematica de otra forma de realizacion de los generadores de arranque de alta velocidad de las figuras 1 y 2; y
La figura 5 es un diagrama de flujo que describe un metodo de acuerdo con la presente invencion.
Descripcion detallada de la invencion
La siguiente descripcion detallada es de los mejores modos de realizacion contemplados actualmente de la invencion. La descripcion no debe tomarse en un sentido de limitacion, sino que es meramente para la finalidad de ilustrar los principios generales de la invencion, puesto que el alcance de la invencion se define mejor por las reivindicaciones anexas.
En sentido amplio, la presente invencion proporciona un sistema y metodos que pueden utilizar una fuente de potencia de frecuencia constante disponible, tal como la APU o fuente de potencia externa en tierra para arrancar el motor principal de un avion. Estos sistemas y metodos, junto con el diseno inteligente del control de excitacion y del nuevo generador de arranque, pueden permitir adaptar el perfil de la velocidad de par del generador de arranque. Por ejemplo, en una forma de realizacion de la presente invencion, el arrollamiento de estator de generador de arranque principal se puede conectar a una fuente de potencia de frecuencia constante (CF) para crear un campo de rotacion en el intersticio de aire del generador de arranque principal. Este flujo, a su vez, puede inducir corriente sobre el arrollamiento de rotor principal, que puede ser un circuito cerrado formado por el arrollamiento de campo de rotor principal y el arrollamiento del inducido del excitador. La interaccion entre la corriente de rotor principal y el flujo de intersticio de aire puede dar lugar a que el par de arranque ponga en marcha el motor principal. La tension suministrada al arrollamiento de campo de estator de excitador se puede ajustar para modificar la tension y corriente inducidas sobre el circuito de rotor para controlar la corriente del rotor y el par de arranque. La presente invencion puede ser util para arrancar un motor principal, por ejemplo, de un avion, vehfculo terrestre, un generador industrial y similar.
Un generador de arranque de rotor arrollado smcrono tradicional tiene tfpicamente un arrollamiento monofasico sobre el rotor principal que crea un campo de flujo que esta bloqueado a la rotacion del rotor. La presente invencion puede crear un esquema de arrollamiento del rotor utilizando arrollamientos bifasicos que estan en cuadratura entre sf y estan controlados de tal manera que permiten al flujo de intersticio de aire girar a una velocidad que esta sincronizada con la frecuencia de la potencia del estator. Mas espedficamente, el generador de arranque descrito aqrn puede emplear el uso de corriente bifasica para transferir energfa desde el rotor de excitador hasta el rotor de generador de arranque principal, mientras que en la tecnica anterior, se utiliza corriente trifasica entre el rotor de excitador y el rotor de generador de arranque principal. Utilizando transferencia de potencia bifasica en lugar de trifasica entre los rotores, se puede utilizar un esquema de arrollamiento sencillo para los polos del rotor, estando los arrollamientos de fase en cuadratura entre sf, lo que reduce en gran medida la complejidad de la construccion general del generador de arranque.
Volviendo ahora a la descripcion y con referencia primero a la figura 1, se muestra un diagrama de bloques esquematico funcional de un sistema generador de arranque de alta velocidad 100 ejemplar para uso, por ejemplo, con un motor de turbina de gas de avion. Este sistema generador de arranque 100 ejemplar puede incluir un generador de arranque de iman permanente (PMG) 110, un excitador 120, un generador de arranque principal 130, y un controlador de excitador 140. Se apreciara que el sistema generador de arranque 100 puede incluir uno o mas componentes adicionales, sensores, o controladores. No obstante, una descripcion de estos componentes, sensores y controladores, si se incluye, no es necesaria para una descripcion de la invencion y, por lo tanto, no se ilustrara o describira en detalle.
En la forma de realizacion ilustrada, un rotor PMG 112 del PMG 110, un rotor excitador 124 del excitador 120, y un rotor de generador de arranque principal 132 del generador de arranque principal 130 se pueden montar sobre un arbol de accionamiento comun 150. El arbol de accionamiento 150 puede proporcionar una fuerza de accionamiento de rotacion a una fuerza motriz 160, tal como un motor de turbina de gas de avion, que puede hacer que el rotor de
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PMG 112, el rotor de excitador 124, y el rotor de generador de arranque 132 giren todos a la misma velocidad de rotacion.
Conectando los arrollamientos de un estator de generador de arranque principal 134 a una fuente de alimentacion de frecuencia constante (CF) (tal como una APU o potencia externa, no mostrada, pero conectada a traves de una lmea de potencia) se puede crear un campo de rotacion en un intersticio de aire del generador de arranque principal 130. Este flujo de intersticio de aire puede inducir corriente sobre el arrollamiento del rotor de generador de arranque principal 132. La interaccion entre la corriente en el arrollamiento del rotor de generador de arranque principal 132 y el flujo de intersticio de aire puede dar lugar al par de arranque para arrancar el motor principal (no mostrado) a traves de la potencia motriz 160.
Despues del arranque del motor, el sistema generador de arranque 100 puede operar como un generador de arranque, Se apreciara que a medida que el rotor PMG 112 gira, el PMG 110 puede generar y suministrar potencia AC al controlador del excitador 140 desde un estator de PMG 114. En respuesta, el controlador de excitador 140 puede acoplarse electricamente a un estator de excitador 122 del excitador 120 para suministrar potencia AC al estator de excitador 122. A su vez, esto puede inducir al rotor del excitador 124 a suministrar una corriente alterna inducida al rotor de generador de arranque principal 132. A medida que el rotor de generador de arranque principal 132 gira, puede inducir corriente AC en un estator de generador de arranque 134, que puede ser alimentada, a su vez, a una o mas cargas.
Antes de continuar, se apreciara que aunque el sistema generador de arranque 100 descrito anteriormente esta implementado con un PMG 110, el sistema generador de arranque 100 podna implementarse alternativamente con otros dispositivos en lugar del PMG 110, que respondan a la velocidad de rotacion del arbol de accionamiento 150. En tal forma de realizacion alternativa, como se muestra en la figura 2, el sistema generador de arranque 100 puede incluir un sensor de velocidad 202 en lugar del PMG 110. El sensor de velocidad 202, que puede ser implementado utilizando cualquiera de numerosos tipos de sensores giratorios de velocidad, puede estar configurado para detectar la velocidad de rotacion del arbol de accionamiento 150 y suministrar una senal de velocidad (NCS) representativa de la velocidad de rotacion del arbol de accionamiento 150 al controlador de excitador 140. El controlador de excitador 140 puede utilizar esta senal de la velocidad NCS para modular una fuente de energfa (no mostrada) que es independiente del sistema generador de arranque 100, por ejemplo, otro generador asociado con la fuerza motriz, pero desacoplado del arbol o un generador accionado con batena. Aunque el controlador de excitador 140 en esta forma de realizacion alternativa puede suministrar tambien potencia AC al estator de excitador 122, puede hacerlo en respuesta a la senal de velocidad desde el sensor de velocidad 202 en lugar de en respuesta a la potencia AC suministrada desde el PMG 110, cuya frecuencia puede ser indicativa de la velocidad de rotacion del arbol de accionamiento 150. Todavfa en otra forma de realizacion (no mostrada), el controlador de excitador 140 puede utilizar una senal de frecuencia desde los arrollamientos del estator de generador principal 404 para determinar la frecuencia de entrada correcta a los arrollamientos del estator del excitador 406 para conseguir la frecuencia de salida constante predeterminada en el generador principal 130. En todas las formas de realizacion, sin embargo, debena observarse que la senal suministrada al controlador del excitador 140, independientemente de si es la senal de potencia AC desde el PMG 110 o la senal de potencia AC desde el sensor de velocidad 202, puede ser representativa de la velocidad de rotacion del arbol.
Con referencia ahora a la figura 3, se puede ver, por ejemplo, que el rotor de excitador 124 y el rotor del generador de arranque principal 132 pueden estar configurados diferentes de los sistemas de generador de arranque AC sin escobillas convencionales, y el estator del excitador 122 y el estator del generador de arranque principal 134 pueden estar configurados diferentes de los sistemas de generador SC sin escobillas convencionales. En particular, el rotor de excitador 124 y el rotor del generador de arranque principal 132 pueden implementarse con arrollamientos de estator de excitador bifasicos 402 y arrollamientos de rotor principal bifasicos 408, respectivamente. Estos arrollamientos bifasicos pueden estar configurados para des desplazados en un valor en un rango desde aproximadamente 80 grados electricos hasta 100 grados electricos en tiempo y espacio, siendo 90 grados electricos una cantidad ejemplar (que resulta en arrollamientos de fase que estan en cuadratura entre sf). A la inversa, el estator del excitador 122 puede estar implementado con arrollamientos de estator de excitador trifasicos 406 como se muestra en la figura 3 o arrollamientos de estator de excitador bifasicos 406 como se muestra en la figura 4, mientras que el estator de generador de arranque principal 134 puede ser implementado con arrollamientos de estator principal trifasicos convencionales 404. Se apreciara que el nucleo del estator de excitador 122 puede estar configurado para utilizar o bien polos cilmdricos ranurados o polos salientes. Otra diferencia de los sistemas de generador AC sin escobillas convencionales puede ser que pueden existir conjuntos rectificadores no rotatorios acoplados entre el rotor de excitador 124 y el rotor principal 132. En su lugar, los arrollamientos del rotor de excitador 402 pueden estar acoplados directamente a los arrollamientos de rotor principal 408.
El controlador de excitador 140 puede estar implementado, al menos en parte, como un circuito convertidor de potencia que esta configurado, en respuesta a la senal suministrada al mismo o bien desde el PMG 110 o los arrollamientos de estator del generador de arranque 404, para suministrar excitacion trifasica de frecuencia variable a los arrollamientos de estator del excitador 406, como se muestra en la figura 3, con secuencia de fases relativamente positiva o negativa o para suministrar una corriente DC en el modo operativo smcrono.
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Alternativamente, el controlador de excitador 140 puede ser implementado para suministrar excitacion bifasica de frecuencia variable a los arrollamientos del estator del excitador 406, como se muestra en la figura 4. En cualquier caso, los arrollamientos del rotor de excitador 402 pueden estar configurados para proporcionar corriente de excitacion bifasica a los arrollamientos de rotor de generador de arranque principal 408. Estos arrollamientos bifasicos estan desviados 90 grados electricos en tiempo y espacio. Se puede apreciar que la excitacion de secuencia de fase relativamente negativa, como se utiliza aqrn, es excitacion que se suministra en una direccion opuesta a la que el rotor de excitador 124 esta girando, y la excitacion de secuencia relativamente positiva, como se utiliza aqrn, es excitacion que se suministra en una la misma direccion en la que el rotor de excitador 124 esta girando. Se puede apreciar tambien que el excitador puede ser operativo en tres modos diferentes, a saber, sub- sincronico (secuencia de fase negativa), super-sincronico (secuencia de fase negativa) y smcrona (corriente DC).
La frecuencia de excitacion y la secuencia de fases que el controlador de excitador 140 puede suministrar a los arrollamientos de estator de excitador 406 pueden depender del par y de la velocidad de rotacion deseadas, que son necesarias para girar la fuerza motriz 160 para aumentar el estator generador de arranque principal 134. Alternativamente, el controlador de excitador 140 puede suministrar a los arrollamientos del estator de excitador 406 una frecuencia de excitacion y secuencia de fases para controlar el arranque del motor principal (no mostrado) y evitar alta corriente de entrada que es generada en los arrollamientos de estator principal 404 y las unidades de suministro de potencia (no mostradas). En otras palabras, el controlador de excitador 140 puede controlar la fase y la frecuencia de la corriente en el estator excitador 122 para producir el par de arranque apropiado de la fuerza motriz 160 para cumplir el perfil del par de arranque del motor principal. Esto puede eliminar el requerimiento de suministro de electronica de potencia controlada al estator del generador de arranque principal 134.
Con referencia ahora a la figura 5, la presente invencion incluye tambien un metodo 500 para arrancar un motor de avion. Tal metodo 500 puede incluir tambien, por ejemplo una etapa 510 para crear un esquema de arrollamiento del rotor utilizando arrollamientos bifasicos, que estan en cuadratura entre sf y son controlados de tal manera que permiten al flujo de intersticio de aire girar a una velocidad que esta sincronizada con la frecuencia de la potencia del estator. El metodo puede incluir tambien una etapa 520 para controlar la velocidad de flujo del rotor por un estator de excitador que induce una corriente en los arrollamientos del rotor de amplitud, fase y frecuencia apropiadas. Ademas, los metodos de la presente invencion pueden incluir tambien una etapa 530 para controlar, con un controlador electronico, por ejemplo, la fase y frecuencia de la corriente en un estator de excitador que tiene una pluralidad de arrollamientos arrollados a su alrededor, para producir la corriente de arranque y el par de arranque apropiados del rotor para cumplir los requerimientos del perfil del par de arranque apropiados del motor principal. Se puede apreciar que un generador de arranque con la figuracion descrita en esta invencion puede arrancar tambien un motor principal u otro tipo de cargas conectando directamente sus arrollamientos de estator principal 404 a una fuente de alimentacion CF facilmente disponible, sin excitar el estator de excitador 122.
Debena entenderse, naturalmente, que lo anterior se refiere a formas de realizacion ejemplares de la invencion y que se puede realizar modificaciones sin apartarse del alcance de la invencion como se indica en las reivindicaciones siguientes.

Claims (9)

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    REIVINDICACIONES
    1. - Un sistema de arranque de motor (100), que comprende:
    un generador de arranque principal (130), que tiene un rotor de generador de arranque principal (132), teniendo el rotor de generador de arranque principal a (132) arrollamientos de rotor de generador de arranque principal a (408) arrollados allf;
    un excitador (120) que tiene un rotor excitador (124) y un estator excitador (122), teniendo el rotor excitador (124) arrollamientos de rotor excitador (402) arrollados allf;
    donde el rotor excitador (124) esta configurado para proporcionar corriente de excitacion bifasica a los arrollamientos de rotor de generador de arranque principal (408);
    donde el sistema (100) se caracteriza por que:
    los arrollamientos de rotor de generador de arranque principal (408) son arrollamientos de rotor de generador de arranque principal a bifasicos, que estan en cuadratura entre sf;
    los arrollamientos de rotor excitador (402) son arrollamientos de rotor excitador bifasicos que estan en cuadratura entre sf; y
    una conexion entre los arrollamientos de rotor de generador de arranque principal (408) y los arrollamientos de rotor de excitador (402) se realiza en una secuencia de fase opuesta o en la misma secuencia de fase.
  2. 2. - El sistema de arranque del motor (100) de la reivindicacion 1, en el que:
    el rotor de generador de arranque principal (132) y el rotor de excitador (124) estan configurados para girar en una primera direccion a una velocidad de rotacion variable;
    la excitacion electrica suministrada al estator excitador (122) es excitacion AC o DC multifasica; y un controlador de excitador (140) suministra la excitacion electrica AC o DC multifasica a una pluralidad de arrollamientos de estator de excitador (406) en la secuencia de fase que o bien esta en la primera direccion o en una segunda direccion opuesta a la primera direccion.
  3. 3. - El sistema de arranque del motor (100) de la reivindicacion 2, en el que:
    los arrollamientos de rotor excitador (402) tienen un desfase en espacio y tiempo.
  4. 4. - El sistema de arranque del motor (100) de la reivindicacion 3, en el que:
    la cantidad de desfase es un valor dentro de un rango desde aproximadamente 80 grados electricos hasta aproximadamente 100 grados electricos.
  5. 5. - El sistema de arranque del motor (100) de la reivindicacion 4, en el que la cantidad de desfase es 90 grados electricos.
  6. 6. - El sistema de arranque del motor (100) de la reivindicacion 5, en el que los arrollamientos de rotor de generador de arranque principal (408) tienen un desfase en espacio y tiempo.
  7. 7. - El sistema de arranque del motor (100) de la reivindicacion 6, en el que la cantidad de desfase es un valor dentro de un rango desde aproximadamente 80 grados electricos hasta aproximadamente 100 grados electricos.
  8. 8. - El sistema de arranque del motor (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el que el controlador de excitador (140) recibe una senal de la velocidad desde un dispositivo (202) que detecta la velocidad de un arbol (150) del generador de arranque principal (130), en el que el dispositivo (202) esta seleccionado del grupo que consta de un generador de arranque de iman permanente, un sensor de velocidad, y los arrollamientos de estator principal.
  9. 9. - El sistema de arranque del motor (100) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende, ademas: un generador de arranque de iman permanente (110) montado sobre un arbol (150) del generador de arranque principal (130) y configurado, despues de su rotacion, para proporcionar una senal de la velocidad a un controlador de excitador (140), siendo la senal de la velocidad representativa de la velocidad de rotacion del arbol (150), en el que el controlador de excitador (140) proporciona excitacion electrica que tiene una amplitud de suministro, una frecuencia, y una secuencia de fases basada en la senal de la velocidad.
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