ES2642014T3

ES2642014T3 - Dispositivo, método y programa para controlar un convertidor y un acondicionador de aire

Info

Publication number: ES2642014T3
Application number: ES13833735.7T
Authority: ES
Inventors: Kiyotaka Sumito; Tetsuo Kanie; Kenji Shimizu; Atsuyuki SUMIYA; Junichi Yoshida; Masayuki Miyata
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2012-08-30
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2017-11-14
Anticipated expiration: 2033-05-31
Also published as: CN104508967A; AU2013310606A1; EP2869451B1; CN104508967B; JP2014064447A; EP2869451A4; WO2014034207A1; AU2013310606B2; EP2869451A1

Description

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La figura 3 es un diagrama de bloques funcional del dispositivo de control de convertidor 4. Como se ilustra en la figura 3, el dispositivo de control de convertidor 4 incluye una unidad de cálculo de corriente reactiva 21, una unidad de cálculo de cantidad de corrección 22, una unidad de corrección de fase 23, una unidad de determinación de órdenes de tensión trifásica 24 y una unidad de generación de PWM (medio de generación de señales de excitación) 25 como componentes principales.

La unidad de cálculo de corriente reactiva 21 recibe una entrada de los valores de detección de corriente de la fase R y de la fase T Ir e It medidos por los sensores de corriente 16a y 16b, y la fase de tensión  de la fase R detectada por la unidad de detección de cruce por cero 17.

La unidad de cálculo de corriente reactiva 21 calcula una corriente reactiva Iq mediante estas piezas de información de entrada y una expresión (1) mostrada a continuación:

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En la expresión (1), Ir representa un valor de detección de corriente de la fase R, It representa un valor de detección de corriente de la fase T, y  representa una fase de tensión de la fase R detectada por la unidad de detección de cruce por cero 17. La corriente reactiva Iq calculada por la unidad de cálculo de corriente reactiva 21 se emite a la unidad de cálculo de cantidad de corrección 22.

La unidad de cálculo de cantidad de corrección 22 calcula una diferencia de fase de tensión de la fase R, que pone a cero la corriente reactiva Iq, como una cantidad de corrección de fase . Específicamente, la unidad de cálculo de cantidad de corrección 22 realiza un control integral para calcular la cantidad de corrección de fase  que pone a cero la corriente reactiva Iq. Por ejemplo, la cantidad de corrección de fase se calcula mediante la siguiente expresión (2):

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La cantidad de corrección de fase puede calcularse mediante el control proporcional más integral en lugar del control integral.

La unidad de corrección de fase 23 corrige la fase de tensión  de la fase R detectada por la unidad de detección de cruce por cero 17 con el uso de la cantidad de corrección de fase calculada por la unidad de cálculo de cantidad de corrección 22 para obtener una fase corregida ’. Específicamente, la unidad de corrección de fase 23 corrige la fase de tensión  sustrayendo la cantidad de corrección de fase de la fase de tensión  de la fase R introducida desde la unidad de detección de cruce por cero 17 como se expresa por la expresión (3) mostrada a continuación:

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La unidad de determinación de órdenes de tensión trifásica 24 determina las órdenes de tensión de fase correspondientes a las fases respectivas usando un valor de orden de tensión predeterminado k y la entrada de fase de tensión corregida ’ a partir de la unidad de corrección de fase 23. Específicamente, las órdenes de tensión de fase respectivas Vr*, Vs* y Vt* de la fase R, la fase S y la fase T se determinan respectivamente basándose en las siguientes expresiones (4) a (6):

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En este caso, como se ilustra en la figura 4, por ejemplo, el valor de orden de tensión k se fija en k = 1,5 en el momento del arranque del convertidor 3. Se cambia el valor de orden de tensión k con el fin de disminuirse a k = 1,0 en las etapas a lo largo del tiempo.

Después de iniciarse el convertidor 3, un valor obtenido, por ejemplo, realizando el control proporcional más integral en una diferencia ∆Vcc entre una tensión objetivo Vcc* que es una tensión de convertidor especificada preestablecida (ambas tensiones extremas del condensador de amortiguamiento 15) y una tensión de convertidor

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En las expresiones (11), (12) y (13), r, s, y t son los coeficientes de corrección y sus valores iniciales se establecen en 1. Los coeficientes de corrección tienen un límite superior preestablecido en 1 y un límite inferior preestablecido a un valor especificado. Los coeficientes de corrección se ajustan dentro del intervalo de estos límites superior e inferior.

Los valores de amplitud de las órdenes de tensión de fase Vr*, Vs* y Vt* determinadas por la unidad de determinación de órdenes de tensión trifásica 24 se corrigen ajustando los coeficientes de corrección r, s, y t de acuerdo con la relación de tamaño entre los valores de corriente de las fases respectivas.

En lo sucesivo en el presente documento, el procesamiento ejecutado por la unidad de procesamiento de corrección de desequilibrio 26 se describe haciendo referencia a la figura 18. Por ejemplo, la unidad de procesamiento de corrección de desequilibrio 26 ejecuta repetidamente el siguiente procesamiento en un período especificado.

En primer lugar, la unidad de procesamiento de corrección de desequilibrio 26 adquiere los valores de detección de corriente de la fase R y de la fase T Ir e It medidos por los sensores de corriente 16a y 16b (etapa SA1), y calcula un valor de corriente estimado Is de la fase S a través de un cálculo aritmético usando los valores de detección de corriente Ir e It de estas dos fases (etapa SA2). A continuación, entre los valores de corriente de las tres fases, se identifican un valor de corriente máximo y un valor de corriente mínimo, y se calcula una diferencia entre el valor de corriente máximo y el valor de corriente mínimo (etapa SA3). A continuación, se determina si la diferencia es o no igual o mayor que un valor umbral especificado preestablecido (etapa SA4). Si la diferencia es menor que el valor umbral, se determina que el suministro de alimentación 2 no está en el estado de desequilibrio de tensión, y este procesamiento se termina (“NO” en la etapa SA4).

Por el contrario, si la diferencia es igual o mayor que el valor umbral (“SI” en la etapa SA4), entonces se determina si el coeficiente de corrección a que corresponde a la fase de corriente máxima (la fase que indica el valor de corriente máximo) es o no 1, es decir, si el coeficiente de corrección  se establece o no en el valor máximo (etapa SA5). Por ejemplo, cuando la fase de corriente máxima es la fase S, se determina si el coeficiente de corrección s que corresponde a la fase S es o no 1.

Si el coeficiente de corrección  que corresponde a la fase de corriente máxima no es 1 (“NO” en la etapa SA5) como un resultado de la determinación, entonces el coeficiente de corrección  correspondiente a la fase de corriente máxima se incrementa en una cantidad especificada (etapa SA6), y este procesamiento se termina. Si el coeficiente de corrección correspondiente a la fase de corriente máxima es 1 (límite superior) (“SI” en la etapa SA5), el coeficiente de corrección correspondiente a la fase de corriente mínima se reduce en una cantidad especificada (etapa SA7), y este procesamiento se termina.

Cuando el procesamiento de las etapas SA1 a SA6 como se ha indicado anteriormente se ejecuta repetidamente por la unidad de procesamiento de corrección de desequilibrio 26, la diferencia entre los valores de corriente de las tres fases, si se genera debido al estado de desequilibrio de tensión, puede suprimirse.

Por ejemplo, el control de tensión siguiente se realiza mediante la ejecución repetida del procesamiento anterior.

Se supone el caso donde se cambia la tensión del suministro de alimentación de CA trifásica desde un estado de equilibrio a un estado de desequilibrio, y una relación de tamaño expresado por Ir > Is > It se produce entre los valores de corriente de las fases respectivas a condición de que los coeficientes de corrección  de las fases respectivas se establezcan, por ejemplo, a un valor inicial de 1. En este caso, en primer lugar, un coeficiente de fase T t se disminuye gradualmente (disminuido gradualmente en unidades de 0,01). Como el coeficiente t disminuye, la tensión de elevación de fase T aumenta gradualmente. Si la tensión de elevación de fase T coincide con las tensiones de elevación de la fase R y de la fase S cuando, por ejemplo, t es igual a 0,904, el valor de orden de tensión Vt*’ corregido t = 0,904 se emite continuamente a la fase T posteriormente.

Bajo esta condición, si el estado de desequilibrio de tensión se devuelve al estado de equilibrio de tensión, la tensión de suministro de alimentación de la fase T aumenta. Sin embargo, ya que la tensión de la fase T se eleva basándose en el valor de orden de tensión Vt*’ corregido con el coeficiente de corrección t = 0,904, la corriente de la fase T se hace más grande que las otras corrientes de la fase S y de la fase R en este momento. Una vez que se produce este giro de los acontecimientos, se determina si el coeficiente de corrección t de la fase T, que es la fase de corriente máxima, es o no 1. Ya que t no es igual a 1, como un resultado, el coeficiente de corrección t se aumenta gradualmente desde t = 0,904, y la tensión de elevación de fase T disminuye gradualmente. Por consiguiente, la corriente de fase T disminuye, y cuando la corriente de fase T alcanza sustancialmente el mismo valor que las corrientes de la fase S y de la fase R o cuando t se convierte en igual a 1, se termina el ajuste del coeficiente de corrección t.

Como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con el dispositivo de control de convertidor 4’, el método y el programa de acuerdo con la presente realización, cuando se produce el estado de desequilibrio de tensión, los coeficientes de corrección r, s, y t de las fases respectivas se aumentan o se disminuyen gradualmente de

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