ES2694672T3 - Convertidor de energía y acondicionador de aire - Google Patents

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ES2694672T3 ES14853770.7T ES14853770T ES2694672T3 ES 2694672 T3 ES2694672 T3 ES 2694672T3 ES 14853770 T ES14853770 T ES 14853770T ES 2694672 T3 ES2694672 T3 ES 2694672T3
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Shinichi Ishizeki
Kentarou TAOKA
Masahide Fujiwara
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Abstract

Convertidor de energía (20) que proporciona energía a un compresor (72) en un aparato de acondicionamiento de aire (70), comprendiendo el convertidor de energía: un rectificador (22) configurado para rectificar una corriente alterna (CA) de entrada desde una fuente de alimentación (91) de CA; un corrector de factor de potencia (25) que incluye un reactor (L25a, L25b, L25c) y un dispositivo de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c) que conmuta entre acumulación y descarga de energía, basándose en una tensión de entrada (V1) que se emite desde el rectificador (22), dentro y fuera del reactor (L25a, L25b, L25c), y configurado para ser capaz de realizar una operación de corrección de factor de potencia elevando la tensión de entrada (V1); un convertidor de energía (28) conectado a una salida del corrector de factor de potencia (25), y configurado para generar potencia de CA de salida (SU, SV, SW); y un controlador (31g) configurado para controlar la operación de corrección de factor de potencia por el corrector de factor de potencia (25), caracterizado porque el corrector de factor de potencia (25) incluye un condensador de aplanamiento (26) proporcionado próximo a una salida del reactor (L25a, L25b, L25c), y conectado en paralelo al dispositivo de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c), y el controlador (31g) está configurado para: apagar el dispositivo de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c) de modo que se detiene la operación de corrección de factor de potencia, si se produce una caída de tensión instantánea o un fallo de potencia instantánea en la fuente de alimentación (91) de CA mientras el corrector de factor de potencia (25) está realizando la operación de corrección de factor de potencia; dejar el compresor (72) en marcha sin descanso, si se produce la caída de tensión instantánea o el fallo de potencia instantánea mientras el compresor (72) está en marcha; dejar la operación de corrección de factor de potencia detenida cuando se recupera la fuente de alimentación (91) de CA; y permitir que el corrector de factor de potencia (25) realice la operación de corrección de factor de potencia, si el compresor (72) continúa en marcha desde la recuperación de la fuente de alimentación (91) de CA durante un periodo de tiempo predeterminado; en el que el periodo de tiempo predeterminado es más corto que un intervalo de tiempo desde la recuperación de la fuente de alimentación (91) de CA hasta un inicio de control para hacer caer una componente de ondulación de una tensión en el condensador de aplanamiento (26).

Description

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DESCRIPCION
Convertidor de energía y acondicionador de aire Campo técnico
La presente invención se refiere a un convertidor de energía y, en particular, a una técnica para reducir el mal funcionamiento de un dispositivo de conmutación incluido en un corrector de factor de potencia. La presente invención se refiere además a una reducción de tamaño y coste del dispositivo de conmutación.
Antecedentes de la técnica
Los compresores en acondicionadores de aire se alimentan mediante un motor que trabaja como una fuente de accionamiento. El motor se acciona por potencia de corriente alterna (CA) suministrada desde un convertidor de energía.
Un convertidor de energía típico incluye principalmente un rectificador, un corrector de factor de potencia elevador, y un convertidor de energía de inversor, tal como se da a conocer en el documento de patente 1. En primer lugar, el rectificador rectifica una tensión comercial de CA emitida desde una fuente de alimentación comercial. La tensión rectificada se eleva a una tensión deseada y aplanada por el corrector de factor de potencia, de modo que el factor de potencia de la tensión se corrige para mejorar. La tensión con el factor de potencia corregido se suministra al convertidor de energía. Al usar la tensión con el factor de potencia corregido, el convertidor de energía genera potencia de CA para accionar el motor.
Además, el documento de patente 2 describe un sistema y un método para limitar el aumento repentino de corriente de entrada en un suministro de energía de modo de conmutación. El suministro de energía comprende un detector de tensión de entrada que detecta una caída en la tensión de entrada que corresponde a una pérdida de tensión de entrada. El convertidor de energía está acoplado al detector de tensión de entrada. El convertidor de energía, que puede ser un convertidor elevador o un convertidor de corrección de factor de potencia, tiene un dispositivo de conmutación que se hace actuar según un ciclo de trabajo. Un dispositivo de ajuste de ciclo de trabajo es sensible a la detección de la caída en la tensión de entrada para ajustar el ciclo de trabajo del dispositivo de conmutación con el fin de limitar un aumento repentino de corriente de entrada a través del dispositivo de conmutación por debajo de un nivel deseado después de que retorne la tensión de entrada.
Además, el documento de patente 3 describe un dispositivo de control, un método de control y un dispositivo de suministro de energía. El dispositivo de control incluye una unidad de control, en el que la unidad de control está configurada para, cuando una primera vez, durante la cual un nivel de una tensión emitido desde un circuito de rectificador para rectificar una corriente alterna suministrada desde un suministro de energía de corriente alterna es más bajo que un nivel de una tensión umbral, ha alcanzado un tiempo umbral, emitido una señal de detención para detener una operación de un circuito de corrección de factor de potencia a un circuito de control que controla la operación del circuito de corrección de factor de potencia.
Además, el documento de patente 4 describe un circuito de protección anómalo de potencia. El circuito de protección anómalo de potencia incluye una unidad de detección de potencia, una unidad de corrección de caída de tensión, una unidad de detección de caída, una unidad de retardo y una unidad de enmascaramiento de retardo. Al detectar un valor promedio de potencia de entrada de un suministro de energía, puede determinarse la aparición de una condición de caída de tensión. El suministro de energía incluye una unidad de corrección de factor de potencia que tiene un condensador de salida. Al detectar la tensión del condensador de salida, puede determinarse una condición de caída. Cuando se produce una condición anómala de potencia, todas las unidades del suministro de energía pueden activarse secuencialmente según un tiempo de retardo para proteger elementos de circuito y un ordenador de conexión.
Además, el documento de patente 5 describe un circuito de detección y protección de tensión en tiempo real para convertidores elevadores de PFC. El circuito para la protección de la operación de convertidores de corrección de factor de potencia (PFC) impide condiciones tales como aumentos repentinos de tensión de entrada que, por otra parte, pueden provocar fallos e impedir un tiempo de indisponibilidad innecesario del convertidor elevador después de un fallo de potencia o en el arranque.
Además, el documento de patente 6 describe un acondicionador de aire. El acondicionador de aire tiene unos medios de detección de baja tensión para detectar si la tensión de salida de un filtro activo está o no a una tensión determinada o más alta, unos medios de control para detener una operación de conmutación de un elemento de conmutación cuando se detecta la tensión de salida mediante los medios de detección de baja tensión que es la tensión determinada o más baja, y unos medios para cambiar un valor detectado de unos medios de detección de tensión de salida.
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Documento de patente
Documento de patente 1: Publicación de patente no examinada japonesa n.° 2011-239547
Documento de patente 2: US 2011/006748 A1
Documento de patente 3: US 2012/195073 A1
Documento de patente 4: US 2008/304195 A1
Documento de patente 5: US 2005/269999 A1
Documento de patente 6: JP 2003 079050 A
Sumario de la invención
Problema técnico
Cuando se produce una caída de tensión instantánea o un fallo de potencia instantánea en la fuente de alimentación comercial mientras el corrector de factor de potencia está funcionando, disminuye la tensión de salida desde el corrector de factor de potencia. Sin embargo, la caída de tensión instantánea y el fallo de potencia instantánea duran un periodo muy corto, de manera que la fuente de alimentación comercial se recupera, por ejemplo, en de 10 ms a 100 ms tras la caída y comienza a producirse un fallo. Por tanto, inmediatamente después de la recuperación de la fuente de alimentación comercial, el corrector de factor de potencia realiza una operación de corrección de factor de potencia antes de que la tensión de salida del propio corrector de factor de potencia alcance un valor de tensión de salida definido. Entonces, el corrector de factor de potencia intenta elevar la tensión de salida al valor de tensión de salida definido. Como resultado, la tensión de salida desde el corrector de factor de potencia aumenta instantáneamente, provocando un flujo de una cantidad excesiva de corriente en un dispositivo de conmutación incluido en el corrector de factor de potencia. Esto puede provocar un mal funcionamiento del dispositivo de conmutación.
A la vista de los antecedentes anteriores un objeto de la presente invención es, por tanto, reducir el mal funcionamiento de un dispositivo de conmutación, incluido en un corrector de factor de potencia, cuando surge de una caída de tensión instantánea o un fallo de potencia instantáneo.
Solución al problema
Un primer aspecto de la presente invención se refiere a un convertidor de energía que proporciona energía a un aparato de acondicionamiento de aire según la reivindicación 1. El primer aspecto del aparato de conversión es un rectificador (22) configurado para rectificar una corriente alterna (CA) de entrada desde una fuente de alimentación (91) de CA; un corrector de factor de potencia (25) que incluye un reactor (L25a, L25b, L25c) y un dispositivo de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c) que conmuta entre acumulación y descarga de energía, basándose en una tensión de entrada (V1) que se emite desde el rectificador (22), dentro y fuera del reactor (L25a, L25b, L25c), y configurado para ser capaz de realizar una operación de corrección de factor de potencia elevando la tensión de entrada (V1); un convertidor de energía (28) conectado a una salida del corrector de factor de potencia (25), y configurado para generar potencia de CA de salida (SU, SV, SW); y un controlador (31g) configurado para controlar la operación de corrección de factor de potencia por el corrector de factor de potencia (25). El corrector de factor de potencia (25) incluye un condensador de aplanamiento (26) proporcionado próximo a una salida del reactor (L25a, L25b, L25c), y conectado en paralelo al dispositivo (Q25, Q25b, Q25c) de conmutación. El controlador (31g) está configurado para: apagar el dispositivo de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c) de modo que se detiene la operación de corrección de factor de potencia, si se produce una caída de tensión instantánea o un fallo de potencia instantánea en la fuente de alimentación (91) de CA mientras el corrector de factor de potencia (25) está realizando la operación de corrección de factor de potencia; dejar el compresor (72) en marcha sin descanso, si se produce la caída de tensión instantánea o el fallo de potencia instantánea mientras el compresor (72) está en marcha; dejar la operación de corrección de factor de potencia detenida cuando se recupera la fuente de alimentación (91) de CA; y permitir que el corrector de factor de potencia (25) realice la operación de corrección de factor de potencia, si el compresor (72) continúa en marcha desde la recuperación de la fuente de alimentación (91) de CA durante un periodo de tiempo predeterminado.
Según el primer aspecto de la presente divulgación, el dispositivo de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c) del corrector de factor de potencia (25) elevador se apaga cuando se produce un fallo de potencia instantánea o una caída de tensión instantánea, de modo que la operación de corrección de factor de potencia (la operación de elevación) se detiene. Cuando se recupera la fuente de alimentación (91) comercial, también, se suspende la operación de corrección de factor de potencia. Por tanto, en el corrector de factor de potencia (25), se corta la trayectoria de corriente que incluye el dispositivo de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c). El corte de la trayectoria de corriente limita
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un aumento repentino temporal de la tensión de salida (V2), desde el corrector de factor de potencia (25), debido a la operación de corrección de factor de potencia realizada cuando se recupera la fuente de alimentación (91) comercial, y reduce una cantidad excesiva de corriente que fluye en el dispositivo de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c). Tales características posibilitan limitar el malfuncionamiento del dispositivo de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c), contribuyendo a una reducción de tamaño y coste del dispositivo de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c).
En el primer aspecto, un segundo aspecto de la presente divulgación puede comprender adicionalmente un detector de tensión de salida (27) configurado para detectar una tensión de salida (V2) desde el corrector de factor de potencia (25). El controlador (31g) puede configurarse para determinar la aparición de la caída de tensión instantánea o el fallo de potencia instantánea si una diferencia entre (i) un valor objetivo (Vcc ref) de la tensión de salida que va a emitirse por el corrector de factor de potencia (25) y (ii) un resultado de la detección (Vcc) por el detector de tensión de salida (27) es mayor que una diferencia predeterminada (DIF).
Según el segundo aspecto de la presente divulgación, se determina fácilmente si se ha producido la caída de tensión instantánea o el fallo de potencia instantánea, basándose en la diferencia entre el valor objetivo (Vcc ref) de la tensión de salida y el resultado de la detección (Vcc) por el detector de tensión de salida (27).
En el segundo aspecto, un segundo aspecto de la presente divulgación puede comprender adicionalmente un detector de tensión de entrada (24) configurado para detectar la tensión de entrada (V1). El controlador (31g) está configurado para determinar el valor objetivo (Vcc_ref) de la tensión de salida (V2), basándose en un resultado de detección (Vca_pico) por el detector de tensión de entrada (24). Un periodo de detección del detector de tensión de entrada (24) es más largo que un periodo de detección del detector de tensión de salida (27).
Cuando se produce la caída de tensión instantánea o el fallo de potencia instantánea, disminuye tanto la tensión de entrada (V1) como la tensión de salida (V2) reales. En el cuarto aspecto, por otra parte, el periodo de detección del detector de tensión de entrada (24) es más largo que el periodo de detección del detector de tensión de salida (27). Por tanto, la aparición de la caída de tensión instantánea o el fallo de potencia instantánea eleva el resultado de detección (Vca_pico) por el detector de tensión de entrada (24) de modo que es de valor más alto que el resultado de la detección (Vcc) por el detector de tensión de salida (27). Por consiguiente, la diferencia entre el resultado de la detección (Vcc) por el detector de tensión de salida (27) y el valor objetivo (Vcc ref) de la tensión de salida determinada basándose en el resultado de detección (Vca_pico) por el detector de tensión de entrada (24) es mayor que la diferencia predeterminada (DIF). Por consiguiente, el controlador (31g) puede determinar de manera fiable la caída de tensión instantánea o el fallo de potencia instantánea a pesar de que se varíe el valor objetivo (Vcc_ref) de la tensión de salida basándose en el resultado de detección (Vca_pico) por el detector de tensión de entrada (24).
En el tercer aspecto, el detector de tensión de entrada (24) en un cuarto aspecto de la presente divulgación puede estar configurado para muestrear una amplitud de pico (V11) de la tensión de entrada (V1), y determinar la amplitud de pico muestreada (V11) como el resultado de detección (Vca_pico).
En el primer aspecto, un quinto aspecto de la presente divulgación puede comprender adicionalmente un detector de tensión de entrada (24) configurado para detectar la tensión de entrada (V1). El controlador (31g) puede estar configurado para determinar si se ha producido la caída de tensión instantánea o el fallo de potencia instantánea, dependiendo de lo grande o pequeño que sea el resultado de detección (Vca_pico) por el detector de tensión de entrada (24).
A causa de estas características, el resultado de detección (Vca_pico) por el detector de tensión de entrada (24) se vuelve más pequeño tan pronto como, por ejemplo, se produce la caída de tensión instantánea, lo que contribuye a una fácil determinación de la caída de tensión instantánea o el fallo de potencia instantáneo.
En el primer aspecto, en el convertidor de energía en un sexto aspecto el controlador (31g) puede estar configurado para provocar que se detenga la operación de corrección de factor de potencia y que caiga la componente de ondulación de la tensión en el condensador de aplanamiento (26), si se produce la caída de tensión instantánea o el fallo de potencia instantánea mientras el compresor (72) está en marcha bajo sobrecarga.
Si el compresor (72) está en sobrecarga cuando se detiene la operación de corrección de factor de potencia debido a la aparición de la caída de tensión instantánea o el fallo de potencia instantánea, una cantidad excesiva de corriente fluye inevitablemente al interior de, por ejemplo, el rectificador (22), acompañada por un factor de potencia descendente debido a la detención de la operación de corrección de factor de potencia. En el décimo aspecto de la presente divulgación, sin embargo, el control de caída de componente de ondulación se realiza además de la detención de la operación de corrección de factor de potencia, si se produce la caída de tensión instantánea o el fallo de potencia instantánea cuando el compresor (72) está en sobrecarga. Una característica de este tipo limita el rendimiento del compresor (72) a pesar de que la operación de corrección de factor de potencia se detiene, lo que contribuye a limitar el flujo de la cantidad excesiva de corriente al interior de, por ejemplo, el rectificador (22).
Ventajas de la invención
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El primer aspecto posibilita limitar el mal funcionamiento del dispositivo de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c), contribuyendo a una reducción de tamaño y coste del dispositivo de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c).
El segundo aspecto posibilita determinar fácilmente si se ha producido la caída de tensión instantánea o el fallo de potencia instantánea.
El tercer aspecto permite que el controlador (31g) determine de manera fiable la caída de tensión instantánea o el fallo de potencia instantánea a pesar de que se varíe el valor objetivo (Vcc_ref) de la tensión de salida basándose en el resultado de detección (Vca_pico) por el detector de tensión de entrada (24).
El sexto aspecto permite limitar un flujo de la cantidad excesiva de corriente al interior de, por ejemplo, el rectificador (22).
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de accionamiento de motor que incluye un convertidor de energía.
La figura 2 es un diagrama de temporización que ilustra cambios temporales en: tensión de entrada; amplitud de pico de la tensión de entrada; periodo de detección de entrada; y resultado de detección por un detector de tensión de entrada.
La figura 3 es un diagrama esquemático que ilustra unidades funcionales de un controlador según una primera realización.
La figura 4 es un gráfico que ilustra conceptualmente un valor objetivo de salida variable según la primera realización.
La figura 5 es un diagrama de temporización que ilustra cambios temporales en: tensión de entrada; resultados de detección por un detector de tensión de entrada y un detector de tensión de salida; permiso y prohibición de una operación de corrección de factor de potencia por un corrector de factor de potencia; señal de instrucción de accionamiento de PFC; estado de salida de un accionador de corrección de factor de potencia; corriente de PFC; y potencia de CA de salida.
La figura 6 es una tabla de condiciones que organiza detalles de controles que van a llevarse a cabo principalmente por un controlador de fallo de potencia instantánea.
La figura 7 es un gráfico que ilustra conceptualmente un valor objetivo de salida fijo según una segunda realización.
La figura 8 es un diagrama esquemático que ilustra unidades funcionales de un controlador según la segunda realización.
La figura 9 es un diagrama general que ilustra una configuración de un acondicionador de aire.
Descripción de realizaciones
A continuación, en el presente documento, se describen realizaciones de la presente invención, con referencia a los dibujos. Obsérvese que las realizaciones son esencialmente ejemplos preferibles, y no pretenden limitar el alcance de la presente invención, de la aplicación de la presente invención o del uso de la presente invención.
«Primera realización»
<Idea general>
La figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema (100) de accionamiento de motor que incluye un Convertidor de energía (20) según la primera realización. El sistema (100) de accionamiento de motor de la figura 1 incluye un motor (11) y el Convertidor de energía (20).
El motor (11) es un motor de CC sin escobillas trifásico. Aunque no se muestra, el motor (11) incluye, por ejemplo, un estator, un rotor y un sensor de efecto Hall. El estator incluye múltiples bobinas de accionamiento. El rotor incluye un imán permanente. El sensor de efecto Hall se usa para detectar una posición del rotor con respecto al estator.
Obsérvese que el motor (11) según esta primera realización es una fuente de accionamiento para un compresor (72) incluido en un acondicionador de aire (70) en la figura 9. La figura 9 es un diagrama general que ilustra una configuración del acondicionador de aire (70). Tal como se ilustra en la figura 9, una unidad (71) de exterior incluye el compresor (72) que comprime un refrigerante, y el motor (11). La unidad (71) de exterior incluye además: una
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válvula de conmutación (73) de cuatro vías que conmuta un flujo del refrigerante; un intercambiador (74) de calor de exterior que intercambia calor entre el refrigerante y el aire de exterior; una válvula (75) de expansión que descomprime el refrigerante; un ventilador (76) de exterior que suministra el aire de exterior al intercambiador (74) de calor de exterior, y un motor (77) de ventilador. Una unidad (80) de interior incluye: un intercambiador (81) de calor de interior que intercambia calor entre el refrigerante y aire de interior; un ventilador (82) de interior que sopla el aire después del intercambio de calor al interior de la sala; y un motor (83) de ventilador.
El Convertidor de energía (20) está conectado al motor (11) ya una fuente de alimentación (91) comercial por medio de múltiples arneses. El Convertidor de energía (20) convierte potencia de CA de entrada, proporcionada desde la fuente de alimentación (91) comercial, en potencia de CA de salida (SU, SV, SW), y suministra la potencia de CA de salida convertida al motor (11). En este caso, la fuente de alimentación (91) comercial es una fuente de alimentación de CA. Tales características posibilitan que funcione el motor (11).
Obsérvese que la primera realización presenta, como ejemplo, un caso en el que la fuente de alimentación (91) comercial es una fuente de alimentación monofásica.
<Configuración de convertidor de energía>
El Convertidor de energía (20) incluye principalmente: un filtro (21); un rectificador (22); un relé (23) de fuente de alimentación principal; un detector de tensión de entrada (24); un corrector de factor de potencia (25); un detector de tensión de salida (27); un convertidor de energía (28); un detector (29) de corriente; un accionador (30) de corrección de factor de potencia; y un controlador (31).
-Filtro-
El filtro (21) está ubicado entre la fuente de alimentación (91) comercial y el rectificador (22). El filtro (21) es un filtro de paso bajo que incluye una bobina (21a) y un condensador (21b), y reduce el ruido de alta frecuencia, generado por el corrector de factor de potencia (25) y el convertidor de energía (28), que entra accidentalmente en la fuente de alimentación (91) comercial.
-Rectificador-
El rectificador (22) está conectado a una etapa posterior al filtro (21). El rectificador (22) incluye cuatro diodos (22a, 22b, 22c, 22d).
Específicamente, los terminales de cátodo de los diodos (22a 22c) están conectados a una línea (41) de fuente de alimentación. Los terminales de ánodo de los diodos (22b, 22d) están conectados a una línea (42) de GND. Un punto de conexión entre el terminal de ánodo del diodo (22a) y el terminal de cátodo del diodo (22b) y otro punto de conexión entre el terminal de ánodo del diodo (22c) y el terminal de cátodo del diodo (22d) están conectados cada uno a una diferente de las salidas de la fuente de alimentación (91) comercial.
Tal como se ilustra en la figura 2, el rectificador (22) realiza rectificación de onda completa en una CA de entrada desde la fuente de alimentación (91) comercial, y emite la CA de entrada rectificada. La figura 2 ilustra cambios temporales en: tensión rectificada (es decir, una tensión de entrada) (V1); amplitud de pico (V11) de la tensión de entrada (V1); periodo de detección de entrada que va a comentarse más adelante; y resultado de detección (Vca_pico) por el detector de tensión de entrada (24).
Para facilitar la descripción, la tensión de la CA de entrada se denomina a continuación en el presente documento “tensión comercial (V0)”.
-Relé de fuente de alimentación principal-
El relé (23) de fuente de alimentación principal está conectado en serie, en la línea (41) de fuente de alimentación, entre el rectificador (22) y el corrector de factor de potencia (25). El relé (23) de fuente de alimentación principal es normalmente un contacto cerrado. El relé (23) de fuente de alimentación principal se abre para parar el suministro de energía desde la fuente de alimentación (91) comercial hasta el motor (11), en el caso en el que, por ejemplo, el motor (11) tiene que dejar de estar en marcha urgentemente.
Ejemplos de un caso de este tipo incluyen los casos en los que el compresor (72) genera una presión anómalamente alta y el motor (11) recibe una cantidad excesivamente grande de corriente.
Obsérvese que el relé (23) de fuente de alimentación principal puede estar situado en una etapa anterior al rectificador (22), en lugar de una etapa posterior al rectificador (22).
-Detector de tensión de entrada-
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El detector de tensión de entrada (24) detecta la tensión (V1) que se emite desde el rectificador (22) como la tensión de entrada al corrector de factor de potencia (25).
Específicamente, tal como se ilustra en las figuras 1 y 3, el detector de tensión de entrada (24) incluye principalmente dos resistencias (24a, 24b) conectadas en serie entre sí, un circuito (24c) de mantenimiento de pico, y el controlador (31) que funciona como un muestreador (31a) de tensión de entrada. Las dos resistencias (24a, 24b) se proporcionan entre el relé (23) de fuente de alimentación principal y el corrector de factor de potencia (25), y están conectadas en las salidas del rectificador (22). Un valor de tensión en el punto de conexión entre las resistencias (24a, 24b) se introduce en el circuito (24c) de mantenimiento de pico. Tal como se ilustra en la figura 2, el circuito (24c) de mantenimiento de pico mantiene una amplitud de pico (V11), que representa el valor máximo de la tensión de entrada (V1), durante un periodo de tiempo determinado. Esta amplitud de pico (V11) se introduce en el controlador (31), se muestrea y se convierte de analógica a digital por el muestreador (31a) de tensión de entrada durante un periodo de detección de entrada tal como se ilustra en la figura 2, y se identifica por el detector de tensión de entrada (24) como el resultado de detección (Vca_pico).
En este caso, la figura 3 ilustra esquemáticamente unidades funcionales del controlador (31) según la primera realización.
Además, la figura 2 ilustra un caso en el que un periodo de detección de entrada, que representa un periodo de detección del detector de tensión de entrada (24), es más largo que un periodo (es decir, frecuencia de potencia) en el que la tensión de entrada (V1) alcanza el valor máximo.
-Corrector de factor de potencia-
Tal como se ilustra en la figura 1, el corrector de factor de potencia (25) está conectado a través del relé (23) de fuente de alimentación principal a las salidas del rectificador (22). El corrector de factor de potencia (25) es un circuito de corrección de factor de potencia elevador, y realiza una operación de corrección de factor de potencia elevando y aplanando la tensión de entrada (V1).
Específicamente, el corrector de factor de potencia (25) según la primera realización incluye un convertidor elevador trifásico y un condensador de aplanamiento (26). En este caso, el convertidor elevador es un convertidor intercalado trifásico. Más específicamente, el corrector de factor de potencia (25) incluye tres reactores (L25a, L25b, L25c), tres dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c), tres resistencias (R25a, R25b, R25c), tres diodos (D25a, D25b, D25c) y un condensador de aplanamiento (26).
El reactor (L25a) está conectado en serie en la línea (41) de fuente de alimentación. Al usar la tensión de entrada (V1) como energía eléctrica, el reactor (L25a) convierte la tensión de entrada (V1) en energía de flujo magnético y almacena la energía de flujo magnético. Un valor de inductancia del reactor (L25a) se determina apropiadamente basándose en, por ejemplo, un valor de corriente que fluye a través de la línea (41) de fuente de alimentación, y una frecuencia de conmutación del dispositivo (Q25a) de conmutación.
El dispositivo (Q25a) de conmutación es un transistor bipolar de puerta aislada n-ch, y conectado en paralelo al reactor (L25a). El dispositivo (Q25a) de conmutación conmuta entre acumulación y descarga de la energía, basándose en la tensión de entrada (V1), dentro y fuera del reactor (L25a). El encendido y apagado del dispositivo (Q25a) de conmutación se controla por el accionador (30) de corrección de factor de potencia.
La resistencia (R25a) es una resistencia de derivación para detectar una corriente de PFC (Ipfc) que fluye a través del dispositivo (Q25a) de conmutación, y se conecta entre el dispositivo (Q25a) de conmutación y la línea (42) de GND. Una tensión (Vdl) en la resistencia (R25a) se convierte de analógica a digital, y luego se introduce en el controlador (31) que funciona como un calculador (31b) de corriente de PFC tal como se ve en la figura 3. La tensión (Vdl) se usa para calcular la corriente de PFC (Ipfc). La corriente de PFC (Ipfc) se usa para controlar el accionamiento del corrector de factor de potencia (25). Esto es para suministrar energía estable a una etapa posterior al corrector de factor de potencia (25) aunque la tensión de salida (V2) fluctúa en cierta medida. Se determina que la resistencia de la resistencia (R25a) es un valor apropiado que no obstaculiza una operación por el corrector de factor de potencia (25) para elevar una tensión.
Obsérvese que, en la figura 1, la tensión (Vdl) en la resistencia (R25c) sola se introduce en el controlador (31). Las tensiones (Vdl) en las resistencias (R25a, R25b) también se introducen en el controlador (31).
El diodo (D25a) se proporciona próximo a una salida del reactor (L25a), y se conecta en serie en la línea (41) de fuente de alimentación. Específicamente, el diodo (D25a) tiene un terminal de ánodo proporcionado más aguas abajo en dirección de flujo de corriente que un punto de conexión entre el reactor (L25a) y el dispositivo (Q25a) de conmutación. El diodo (D25a) permite que la corriente fluya sólo desde el reactor (L25a) hacia el convertidor de energía (28).
El condensador de aplanamiento (26) es, por ejemplo, un condensador electrolítico. Se proporciona un condensador
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de aplanamiento (26) en común a los convertidores elevadores para todas las fases. El condensador de aplanamiento (26) se proporciona próximo a las salidas de los reactores (L25a, L25b, L25c), y conectado en paralelo a los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c). El condensador de aplanamiento (26) genera una tensión de corriente continua (CC) que tiene una componente de ondulación relativamente baja, cargándose a sí mismo con energía liberada desde los reactores (L25a, L25b, L25c) y descargando la energía desde sí mismo.
Se describe una operación de elevación de este tipo (es decir, la operación de corrección de factor de potencia) por el corrector de factor de potencia (25), con referencia a un convertidor elevador para una fase como ejemplo. En primer lugar, cuando el dispositivo (Q25a) de conmutación se enciende, se forma una trayectoria de corriente en el orden de la línea (41) de fuente de alimentación, el reactor (L25a), el dispositivo (Q25a) de conmutación, la resistencia (R25a) y la línea (42) de GND. La corriente de PFC (Ipfc) fluye en este orden. A continuación, la corriente de PFC (Ipfc) fluye al interior del reactor (L25a) de manera que el reactor (L25a) se carga con la energía. Después, cuando el dispositivo (Q25a) de conmutación se apaga, la trayectoria de corriente se corta por el dispositivo (Q25a) de conmutación. Por consiguiente, una corriente equivalente a la cantidad de la energía almacenada en el interior del reactor (L25a) fluye a través del diodo (D25a) al interior del condensador de aplanamiento (26). Como resultado, aumenta la tensión en el condensador de aplanamiento (26).
Obsérvese que los convertidores elevadores para las otras dos fases están conectados en paralelo al convertidor elevador para la primera fase, y los funcionamientos de los convertidores anteriores son similares al funcionamiento del último convertidor.
El número de los elementos constituyentes tales como los reactores (L25a, L25b, L25c) en el corrector de factor de potencia (25) es un ejemplo, y no se limitará tal como se describió anteriormente. Además, en lugar de las resistencias (R25a, R25b, R25c), un sensor de corriente no mostrado puede detectar las corrientes de PFC (Ipfc).
-Detector de tensión de salida-
El detector de tensión de salida (27) detecta la tensión de salida (V2).
Tal como se ilustra en las figuras 1 y 3, el detector de tensión de salida (27) incluye principalmente: dos resistencias (27a, 27b) conectadas en serie entre sí; y el controlador (31) que funciona como una muestreador (31c) de tensión de salida. Las dos resistencias (27a, 27b) se proporcionan entre el corrector de factor de potencia (25) y el convertidor de energía (28), y se conectan en el condensador de aplanamiento (26). Una tensión (V21) en un punto de conexión entre las resistencias (27a, 27b) se introduce en el controlador (31), se muestrea y se convierte de analógica a digital por el muestreador (31c) de tensión de salida durante un periodo de detección de salida, y se identifica por el detector de tensión de salida (27) como el resultado de la detección (Vcc) de la tensión de salida (V2).
El periodo de detección de salida es más corto que el periodo de detección de entrada que es un periodo de detección por el detector de tensión de entrada (24). Por ejemplo, el periodo de detección de salida puede ser de aproximadamente 10 ms cuando el periodo de detección de entrada es de aproximadamente 1 s.
-Convertidor de energía-
El convertidor de energía (28) está conectado a una salida del corrector de factor de potencia (25) en paralelo a los reactores (L25a, L25b, L25c). Cuando se recibe la tensión de salida (V2) desde el corrector de factor de potencia (25), el convertidor de energía (28) genera la potencia de CA de salida (SU, SV, SW).
El convertidor de energía (28) incluye un circuito de inversor y un accionador de inversor ninguno de los cuales se muestra. El circuito de inversor incluye, por ejemplo, dos o más de lo siguiente: dispositivos de potencia cada uno de los cuales es un transistor bipolar de puerta aislada; y diodos de circulación libre conectados cada uno de manera paralelo inversa a uno correspondiente de los dispositivos de potencia. El accionador de inversor es, por ejemplo, un circuito integrado, y está conectado a un terminal de puerta de cada dispositivo de potencia. Basándose en una señal de control de motor (Pwm) que va a emitirse desde el controlador (31), el accionador de inversor controla la aplicación de una tensión de puerta a cada dispositivo de potencia para encender y apagar el dispositivo de potencia, y provoca que el circuito de inversor genere la potencia de CA de salida (SU, SV, SW).
-Detector de corriente-
El detector (29) de corriente detecta un valor de una corriente de entrada (Im) que fluye al corrector de factor de potencia (25). La corriente de entrada (Im) fluye desde la fuente de alimentación (91) comercial a través de la línea (41) de fuente de alimentación, y el convertidor de energía (28), al interior del motor (11). La corriente de entrada (Im) fluye entonces de nuevo al convertidor de energía (28), a través de la línea (42) de GND, al interior del corrector de factor de potencia (25).
Tal como se ilustra en las figuras 1 y 3, el detector (29) de corriente incluye principalmente, por ejemplo, una
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resistencia (29a) de derivación conectada en serie en la línea (42) de GND, y el controlador (31) que funciona como un calculador (31d) de corriente de entrada. Una tensión (Vd2) en la resistencia de derivación (29a) se introduce en el controlador (31), y se muestrea y se convierte de analógica a digital mediante el calculador (31d) de corriente de entrada durante un periodo de muestreo predeterminado. La tensión (Vd2) se usa para el cálculo de la corriente de entrada (Im).
-Accionador de corrección de factor de potencia-
El accionador (30) de corrección de factor de potencia está conectado al controlador (31) y los terminales de puerta de los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c). El accionador (30) de corrección de factor de potencia es, por ejemplo, un circuito integrado. Basándose en la señal de instrucción de accionamiento de PFC (Cpfc) desde el controlador (31), el accionador (30) de corrección de factor de potencia controla la aplicación de una tensión de puerta a cada uno de los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c) para encender y apagar el corrector de factor de potencia (25).
Específicamente, cuando se enciende el corrector de factor de potencia (25) para la operación de corrección de factor de potencia, el accionador (30) de corrección de factor de potencia emite señales de control de puerta (G1, G2, G3) a los respectivos dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c) de modo que las señales de control de puerta (G1, G2, G3) encienden y apagan repetidamente los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c) en un periodo de tiempo corto. Al contrario, cuando se apaga el corrector de factor de potencia (25) de modo que se detiene la operación de corrección de factor de potencia, el accionador (30) de corrección de factor de potencia emite señales de control de puerta (G1, G2, G3) a los respectivos dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c) de modo que las señales de control de puerta (G1, G2, G3) dejan apagados todos los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c).
-Controlador-
El controlador (31) incluye una memoria y una unidad central de procesamiento (CPU). Dependiendo de diversos programas almacenados en la memoria, el controlador (31) funciona como las unidades anteriores tal como se ilustra en la figura 3: concretamente, el muestreador (31a) de tensión de entrada, el calculador (31b) de corriente de PFC; el muestreador (31c) de tensión de salida; y el calculador (31d) de corriente de entrada. Además, el controlador (31) funciona como un controlador (31e) de accionamiento de motor.
El controlador (31e) de accionamiento de motor determina la señal de control de motor (Pwm) basándose en información de posición de rotor en el motor (11), y emite la señal de control de motor (Pwm) determinada al accionador de inversor del convertidor de energía (28). La información de posición de rotor incluye, por ejemplo, el resultado de detección por el sensor de efecto Hall en el motor (11), y la corriente de entrada (Im) que es el resultado de detección por el detector (29) de corriente. Además, mientras el motor (11) está en marcha, el controlador (31e) de accionamiento de motor realiza un control de realimentación en el accionamiento del motor (11) usando, por ejemplo, la información de posición de rotor y un resultado de detección en un momento (Vca_pico, Vcc) por cada uno de los detectores (24, 27).
Además, el controlador (31) según esta primera realización realiza un control para el corrector de factor de potencia (25). El control incluye: control de encendido-apagado del corrector de factor de potencia (25) cuando el motor (11) está funcionando a una velocidad regular; control variable del valor objetivo de salida (Vcc_ref) que indica un valor objetivo de la tensión de salida (Vcc) que va a emitirse por el corrector de factor de potencia (25); y control de encendido-apagado, del corrector de factor de potencia (25), asociado con la aparición de la caída de tensión instantánea o el fallo de potencia instantánea.
El control de encendido-apagado del corrector de factor de potencia (25) realizado cuando el motor (11) está funcionando a una velocidad regular implica encender y apagar el corrector de factor de potencia (25), basándose en, por ejemplo, la corriente de entrada (Im), cuando no se produce ni caída de tensión instantánea ni fallo de potencia instantánea. En el control, por ejemplo, el corrector de factor de potencia (25) se enciende cuando la corriente de entrada (Im) excede un primer valor umbral, y se apaga cuando la corriente de entrada (Im) cae por debajo de un segundo valor umbral que está por debajo del primer valor umbral. En lugar de la técnica de control basándose en la corriente de entrada (Im), pueden adoptarse las siguientes técnicas de control: una técnica de control basándose en el nivel de potencia de salida desde el corrector de factor de potencia (25); y una técnica de control para encender el corrector de factor de potencia (25) tan pronto como se arranca el motor (11).
A continuación, se describen en detalle el control variable del valor objetivo de salida (Vcc_ref) y el control de encendido-apagado, del corrector de factor de potencia (25), asociados con la caída de tensión instantánea o el fallo de potencia instantánea.
<Control variable de valor objetivo de salida>
Este control se realiza por el controlador (31) que funciona como un determinador (31f) de valor objetivo.
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La figura 4 ilustra conceptualmente el valor objetivo de salida variable (Vcc_ref) según esta primera realización. En la figura 4, la abscisa representa el intervalo de una variación predictiva en la tensión comercial (V0), y la ordenada representa (i) un resultado de detección (Vca_pico) por el detector de tensión de entrada (24) para cada tensión comercial (V0) y (ii) un valor objetivo de salida (Vcc_ref). Tal como se ilustra en la figura 4 y se representa por la expresión (1) a continuación, el determinador (31f) de valor objetivo determina, como el valor objetivo de salida (Vcc_ref), el resultado de añadir una cantidad de elevación constante (Va) a un resultado de detección en un momento (Vca_pico) por el detector de tensión de entrada (24).
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Dicho de otro modo, la figura 4 y la expresión (1) muestran que, aunque la tensión de entrada (V1) al corrector de factor de potencia (25) varía, el valor objetivo de salida (Vcc_ref) no siempre se mantiene en un valor determinado, y la tensión de salida (Vcc) desde el corrector de factor de potencia (25) varía dependiendo de la tensión de entrada (V1). Específicamente, la figura 4 ilustra que, a medida que la tensión comercial (V0) pasa a ser más baja, el resultado de detección (Vca_pico) por el detector de tensión de entrada (24) se desplaza hacia una tensión más baja, y el valor objetivo de salida (Vcc_ref) resultante pasa a ser más pequeño. Al contrario, a medida que la tensión comercial (V0) pasa a ser más alta, el resultado de detección (Vca_pico) por el detector de tensión de entrada (24) se desplaza hacia un valor más alto, y el valor objetivo de salida (Vcc_ref) resultante pasa a ser mayor. Tal control variable del valor objetivo de salida (Vcc_ref) es beneficioso cuando varía la tensión comercial (V0); esto es, cuando se produce “variación de tensión de suministro de energía”.
La variación de tensión de suministro de energía se provoca por diversos motivos. Uno de tales motivos es que, cuando funcionan simultáneamente diversos aparatos, al usar la fuente de alimentación (91) comercial como fuente de alimentación, la carga en la capacidad de la fuente de alimentación (91) comercial excede una carga regular. En un caso de este tipo, fluyen corrientes excesivas desde la fuente de alimentación (91) comercial hasta cada uno de los aparatos, y la fuente de alimentación (91) comercial no puede soportar la influencia de las corrientes excesivas. Por tanto, la tensión comercial (V0) cae desde su valor de referencia. Otro motivo es que cuando la mayoría de los aparatos no están funcionando, la carga es más baja que la carga regular y, por tanto, la tensión comercial (V0) sube por encima del valor de referencia.
Tal variación de tensión de suministro de energía puede producirse de manera temporal así como de manera permanente.
Cuando se produce la variación de tensión de suministro de energía, el resultado de detección (Vca_pico) por el detector de tensión de entrada (24) también varía. Por ejemplo, cuando la tensión comercial (V0) pasa a ser más baja con respecto al valor de referencia si la tensión de salida (V2) desde el corrector de factor de potencia (25) es constante independientemente de la presencia o ausencia de la variación de tensión de suministro de energía, la cantidad de elevación de corrector de factor de potencia (25) aumenta en comparación con el caso en el que la tensión comercial (V0) es el valor de referencia. Después, la cantidad de energía que va a almacenarse en los reactores (L25a, L25b, L25c) del corrector de factor de potencia (25) aumenta y, naturalmente, así lo hace la cantidad de corrientes que fluyen al interior de los reactores (L25a, L25b, L25c) y los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c). Como resultado, aumentan la pérdida de potencia de los reactores (L25a, L25b, L25c) y los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c).
Después, tal como se representa por la expresión (1) y se ilustra en la figura 4, el determinador (31f) de valor objetivo realiza un control que implica mantener constante la cantidad de elevación (Va) del corrector de factor de potencia (25), y determinar el valor objetivo de salida (Vcc_ref) basándose en el resultado de detección (Vca_pico) por el detector de tensión de entrada (24). Por tanto, la propia cantidad de elevación (Va) permanece inalterada aunque se produzca la variación de tensión de suministro de energía, de manera que las corrientes que fluyen a través de los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c) permanecen aproximadamente constantes. Por consiguiente, la pérdida de potencia de los reactores (L25a, L25b, L25c) y los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c), incluidos en el corrector de factor de potencia (25), también permanece aproximadamente constante.
<Control de encendido-apagado por corrector de factor de potencia asociado con caída de tensión instantánea y fallo de potencia instantánea>
Este control se lleva a cabo por el controlador (31) que funciona como un controlador (31g) de fallo de potencia instantánea equivalente a un controlador.
En la variación de tensión de suministro de energía anterior, una variación que se produce temporalmente incluye unos denominados caída de tensión instantánea y fallo de potencia instantánea. Provocada, por ejemplo, por un rayo, la caída de tensión instantánea es una caída instantánea de la tensión comercial (V0). Provocado, por ejemplo, por un rayo, el fallo de potencia instantánea es un corte instantáneo del suministro de la tensión comercial (V0) al Convertidor de energía (20). La caída instantánea o el fallo de potencia instantánea de la tensión comercial (V0)
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dura, por ejemplo, desde 10 ms hasta 100 ms.
Para facilitar la explicación, la caída de tensión instantánea y el fallo de potencia instantánea se denominan a continuación en el presente documento colectivamente “interferencia de potencia instantánea”.
En este caso, se estudia un caso en el que se produce una interferencia de potencia instantánea en la fuente de alimentación (91) comercial mientras el corrector de factor de potencia (25) está realizando la operación de corrección de factor de potencia. En este caso, a pesar de que el corrector de factor de potencia (25) está realizando la operación de corrección de factor de potencia, la tensión de salida (V2) desde el corrector de factor de potencia (25) disminuye con una disminución en la tensión de entrada (V1) al corrector de factor de potencia (25). En la interferencia de potencia instantánea, la tensión comercial (V0) cae o el suministro de energía se detiene durante un periodo de tiempo muy corto, tal como se describió anteriormente, de manera que la fuente de alimentación (91) comercial se recupera en, por ejemplo, de 10 ms a 100 ms. En este caso, el corrector de factor de potencia (25) eleva la tensión de entrada (V1) al tiempo que la tensión de salida (V2) desde el proprio corrector de factor de potencia (25) no ha alcanzado el valor objetivo de salida (Vcc_ref). La tensión de salida (V2) resultante puede aumentar de manera repentina y transitoria. Después, fluye una corriente excesiva a través de los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c) del corrector de factor de potencia (25) para generar calor, provocando posiblemente la avería (es decir, la denominada avería por calor transitoria) de los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c). La selección de los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c) puede hacerse en vista de la corriente excesiva; sin embargo, los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c) seleccionados tienden a ser de gran tamaño, lo que aumenta inevitablemente sus costes.
Tal como se ilustra en la figura 5, si se determina la aparición de una interferencia de potencia instantánea en la fuente de alimentación (91) comercial (sección B) mientras el corrector de factor de potencia (25) está realizando la operación de corrección de factor de potencia (sección A), el controlador (31g) de fallo de potencia instantánea según esta primera realización apaga los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c) de modo que se detiene la operación de corrección de factor de potencia (sección C). En particular, tal como se ilustra en la sección C, el controlador (31g) de fallo de potencia instantánea deja detenida la operación de corrección de factor de potencia por el corrector de factor de potencia (25) cuando se recupera la fuente de alimentación (91) comercial.
En este caso, la figura 5 es un diagrama de temporización que ilustra cambios temporales en: la tensión de entrada (V1); los resultados de detección (Vca_pico, Vcc) por el detector de tensión de entrada (24) y el detector de tensión de salida (27); el permiso y la prohibición de una operación de corrección de factor de potencia por el corrector de factor de potencia (25); la señal de instrucción de accionamiento de PFC (Cpfc); el estado de salida del accionador (30) de corrección de factor de potencia; la corriente de PFC (Ipfc); y la potencia de CA de salida (SU, SV, SW).
Específicamente, dado que la interferencia de potencia instantánea no se produce en la sección A de la figura 5, los resultados de detección (Vca_pico, Vcc) por el detector de tensión de entrada (24) y el detector de tensión de salida (27) permanecen, en general, constantes. En la sección A, el controlador (31) emite la señal de instrucción de accionamiento de PFC (Cpfc) para accionar el corrector de factor de potencia (25). Basándose en las señales de control de puerta (G1, G2, G3) desde el accionador (30) de corrección de factor de potencia, el corrector de factor de potencia (25) realiza la operación de corrección de factor de potencia. Por tanto, las corrientes de PFC (Ipfc) fluyen a través de los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c). Además, el convertidor de energía (28) emite la potencia de CA de salida (SU, SV, SW), que acciona el motor (11). Por tanto, se acciona el compresor (72), y el acondicionador de aire (70) realiza una operación de acondicionamiento de aire que incluye, por ejemplo, operación de enfriamiento y operación de calentamiento.
La interferencia de potencia instantánea se produce cuando la sección A transita a la sección B en la figura 5. En este caso, en la sección B, se realiza una operación para determinar la presencia o ausencia de la interferencia de potencia instantánea.
En este caso, se describe cómo detectar la interferencia de potencia instantánea con referencia a la figura 6. La figura 6 ilustra una tabla de condiciones (Ta1) que organiza detalles de controles que van a realizarse principalmente por el controlador (31g) de fallo de potencia instantánea. La tabla de condiciones (Ta1) en la figura 6 asocia nombres de operación (Tall), condiciones de operación (Ta12) y detalles de operación (Ta13) entre sí.
Como condición de operación (Ta12) que tiene el número de registro “1” que se muestra en la figura 6, el controlador (31g) de fallo de potencia instantánea resta el resultado de la detección (Vcc) por el detector de tensión de salida (27) al valor objetivo de salida (Vcc_ref) determinado basándose en la expresión (1), con el fin de calcular una diferencia entre un resultado de la detección (Vcc) en un momento por el detector de tensión de salida (27) y el valor objetivo de salida (Vcc_ref). Tal como se representa por la expresión (2) a continuación, si la diferencia es mayor que una diferencia predeterminada (DIF), el controlador (31g) de fallo de potencia instantánea determina la aparición de la interferencia de potencia instantánea:
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donde la diferencia predeterminada (DIF) se determina apropiadamente basándose en, por ejemplo, el valor de referencia de la tensión comercial (V0), y las capacitancias del condensador de aplanamiento (26) y los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c).
En este caso, además, puede satisfacerse una condición (el resultado de la detección (Vcc) por el detector de tensión de salida (27) es mayor que un límite inferior predeterminado (LVP)) (Vcc > LVP) de modo que el controlador (31g) de fallo de potencia instantánea puede determinar de manera fiable que el fallo de potencia no es un fallo de potencia común sino la interferencia de potencia instantánea. En el fallo común, el resultado de la detección (Vcc) por el detector de tensión de salida (27) sigue siendo más bajo durante un tiempo que el límite inferior predeterminado (LVP), y la tensión de salida (V2) desde el corrector de factor de potencia (25) pasa a ser suficientemente baja durante el fallo de potencia. Por tanto, a pesar de que se inicia inmediatamente la operación de corrección de factor de potencia cuando se recupera la fuente de alimentación (91) comercial, no se produce un fenómeno en el que aumenta de manera repentina la tensión de salida (V2) desde el corrector de factor de potencia (25).
Además, en esta primera realización, se satisface la condición (el periodo de detección de entrada del detector de tensión de entrada (24) es más largo que el periodo de detección de salida del detector de tensión de salida (27)) tal como se describió anteriormente. Esto es para determinar de manera fiable si se ha producido la interferencia de potencia instantánea. Específicamente, a pesar de que la amplitud de pico (V11) de la tensión de entrada (V1) cae realmente de manera instantánea debido a la aparición de la interferencia de potencia instantánea, se produce un fenómeno para mostrar que el propio resultado de detección (Vca_pico) por el detector de tensión de entrada (24) no cae al grado al que se determina la aparición de la interferencia de potencia instantánea, puesto que el periodo de detección de entrada es más largo que el periodo de detección de salida. Mientras tanto, el resultado de la detección (Vcc) por el detector de tensión de salida (27) cae casi tan bajo como la tensión de salida (V2) real. Cuando se produce la interferencia de potencia instantánea, en contraposición al caso en el que no se produce el fallo de potencia instantánea, la diferencia entre el valor objetivo de salida (Vcc_ref) y el resultado de la detección (Vcc) por el detector de tensión de salida (27) es mayor que o igual a la diferencia predeterminada (DIF). En este caso, el valor objetivo de salida (Vcc_ref) es la suma del resultado de detección (Vca_pico) por el detector de tensión de entrada (24) y la cantidad de elevación (Va). Como resultado, el controlador (31g) de interferencia de potencia instantánea puede determinar de manera fiable la interferencia de potencia instantánea mientras realiza el control variable del valor objetivo de salida (Vcc_ref).
Obsérvese que si se satisface o no la condición para la diferencia predeterminada (DIF), si el resultado de la detección (Vcc) por el detector de tensión de salida (27) es más pequeño que el límite inferior predeterminado (LVP) (Vcc < LVP) como una condición de operación (Ta 12) que tiene el número de registro “2” que se muestra en la figura 6, el controlador (31g) de fallo de potencia instantánea determina que la tensión de salida (V2) queda corta. En este caso, el relé (23) de fuente de alimentación principal en la figura 1 se abre, y el convertidor de energía (28) detiene el suministro de la potencia de CA de salida (SU, Sv, SW) al motor (11). Por consiguiente, el compresor (72) deja de estar en marcha, y el acondicionador de aire (70) detiene la operación de acondicionamiento de aire. En este caso, por ejemplo, en la pantalla de visualización de un controlador remoto (no mostrado) para el acondicionador de aire (70), aparece un mensaje para indicar la anomalía de la tensión de salida (V2).
Tras determinar la aparición de la interferencia de potencia instantánea en la sección B en la figura 5, el controlador (31g) de fallo de potencia instantánea después, en la sección C, conmuta (i) el estado de la operación de corrección de factor de potencia realizada por el corrector de factor de potencia (25) de “permitida” a “prohibida”, y (ii) la señal de instrucción de accionamiento de PFC (Cpfc) de “accionar” a “detener”. El accionador (30) de corrección de factor de potencia detiene entonces la emisión de las señales de control de puerta (G1, G2, G3) al corrector de factor de potencia (25), y los dispositivos (Q25a, Q25b,Q25c) de conmutación del corrector de factor de potencia (25) se apagan. Las trayectorias de corriente en los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c) se cortan, y las corrientes de PFC (Ipfc) dejan de fluir. Como resultado, la operación de corrección de factor de potencia se detiene tal como se muestra en un detalle de operación (Ta13) que tiene el número de registro “1” en la figura 6.
Obsérvese que, en la sección C, sólo el corrector de factor de potencia (25) se apaga. El compresor (72) no se detiene y continúa en marcha dado que la potencia de CA de salida (SU, SV, SW) se suministra al motor (11). En este caso, la tensión de entrada (V1) entra en el convertidor de energía (28) sin elevarse por el corrector de factor de potencia (25).
Suponiendo que, en la sección C, la interferencia de potencia instantánea se ha superado y la fuente de alimentación (91) comercial se ha recuperado. Como una condición de operación (Ta12) que tiene el número de registro “3” que se muestra en la figura 6, el controlador (31g) de fallo de potencia instantánea determina la recuperación de la fuente de alimentación (91) comercial si se satisfacen las siguientes condiciones: el resultado de la detección (Vcc) por el detector de tensión de salida (27) es mayor que el límite inferior predeterminado (LVP) (Vcc > LVP); y han pasado aproximadamente 100 ms desde la aparición de la interferencia de potencia instantánea. Cuando se recupera la fuente de alimentación (91) comercial, el controlador (31g) de fallo de potencia instantánea monitoriza si el compresor (72) está en marcha normalmente según el accionamiento del motor (11) tal como se
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muestra en un detalle de operación (Ta13) que tiene el número de registro “3” en la figura 6. El controlador (31g) de fallo de potencia instantánea inicia entonces la medición, desde la recuperación de la fuente de alimentación (91) comercial, de un periodo de tiempo en el que el compresor (72) está en marcha normalmente.
Cuando la sección C transita a la sección D, suponiendo que el periodo de tiempo que se ha medido ha alcanzado un periodo de tiempo predeterminado tal como se muestra en una condición de operación (Ta12) que tiene el número de registro “4” en la figura 6. En este caso, tal como se muestra en la sección D en la figura 5 y un detalle de operación (Ta13) que tiene el número de registro “4” en la figura 6, el controlador (31g) de fallo de potencia instantánea conmuta el estado de la operación de corrección de factor de potencia realizada por el corrector de factor de potencia (25) de “prohibida” a “permitida”. Luego, inmediatamente después de conmutar el estado de la operación de corrección de factor de potencia a “permitida”, el controlador (31g) de fallo de potencia instantánea determina si realizar realmente la operación de corrección de factor de potencia, dependiendo de, por ejemplo, la corriente de entrada (Im). Si se determina realizar la operación de corrección de factor de potencia, el controlador (31g) de fallo de potencia instantánea conmuta las señales de instrucción de accionamiento de PFC (Cpfc) de “detener” a “accionar”. Por tanto, el accionador (30) de corrección de factor de potencia reanuda la emisión de las señales de control de puerta (G1, G2, G3), y los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c) repiten el encendido y apagado. Por consiguiente, los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c) inician la conducción de las corrientes de PFC (Ipfc), seguidas por el inicio de la operación de corrección de factor de potencia. El compresor (72) continúa en marcha también en la sección D.
Obsérvese que si se observa una anomalía en el accionamiento del motor (11) desde la recuperación de la fuente de alimentación (91) comercial a lo largo del periodo de tiempo predeterminado, el controlador (31) puede apagar el relé (23) de fuente de alimentación principal para detener el accionamiento del motor (11). En este caso, la “anomalía” incluye una sobrecorriente del motor (11), por ejemplo.
Se establece, de manera beneficiosa, un periodo de tiempo predeterminado más corto que un intervalo de tiempo desde la recuperación de la fuente de alimentación (91) comercial hasta el inicio de control de caída de ondulación. El control de caída de ondulación implica reducir las componentes de ondulación de la tensión en el condensador de aplanamiento (26).
Cuando se produce la interferencia de potencia instantánea en esta primera realización, el corrector de factor de potencia (25) se apaga temporalmente para suspender la operación de corrección de factor de potencia. Durante la suspensión, la tensión de entrada (V1), que no está elevada, se aplica al condensador de aplanamiento (26). A pesar de la suspensión de la operación de corrección de factor de potencia, la interferencia de potencia instantánea, que dura un periodo de tiempo muy corto, permite que la carga (es decir, el motor de accionamiento (11)) en el convertidor de energía (28) permanezca relativamente invariable antes y después de la operación de corrección de factor de potencia. Como resultado, dependiendo del nivel de la carga, puede haber un aumento en las componentes de ondulación de la tensión en el condensador de aplanamiento (26), provocando la reducción de la vida útil del condensador de aplanamiento (26). Sin embargo, cuando aumentan las componentes de ondulación, el controlador (31) realiza un control en, por ejemplo, 30 s después de la recuperación de la fuente de alimentación (91) comercial para, por ejemplo, disminuir la velocidad del motor (11) para hacer caer las componentes de ondulación (es decir, el control de caída de ondulación), reduciendo de ese modo la carga. Sin embargo, el control de caída de ondulación también provocaría un descenso en el rendimiento de accionamiento del compresor (72), que, inevitablemente, da como resultado un descenso en el rendimiento del acondicionador de aire (70). Por tanto, cuando se recupera la fuente de alimentación (91) comercial en esta primera realización, el corrector de factor de potencia (25) se enciende para reanudar la operación de corrección de factor de potencia antes del inicio del control de caída de ondulación. Esto minimiza satisfactoriamente el descenso en el rendimiento de acondicionamiento de aire.
Obsérvese que el periodo de tiempo predeterminado puede tomar un valor fijo, así como un valor variable determinado dependiendo del periodo y el grado de la interferencia de potencia instantánea.
Obsérvese que, como ejemplo, la figura 5 ilustra un caso en el que hay una diferencia de temporización entre (i) cuando el estado de la operación de corrección de factor de potencia conmuta de “prohibida” a “permitida” y (ii) cuando la operación de corrección de factor de potencia se reanuda realmente. Esto muestra que la conmutación del estado de “prohibida” a “permitida” no inicia inmediatamente la operación de corrección de factor de potencia. Por tanto, si la condición ya era correcta para llevar realmente a cabo la operación de corrección de factor de potencia cuando el estado de la operación de corrección de factor de potencia conmuta de “prohibida” a “permitida”, el controlador (31g) de fallo de potencia instantánea puede encender inmediatamente el corrector de factor de potencia (25).
<Efectos de la primera realización>
En el Convertidor de energía (20) según esta primera realización, los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c) en el corrector de factor de potencia (25) elevador se apagan cuando se produce la interferencia de potencia instantánea, y la operación de corrección de factor de potencia (la operación de elevación) se suspende. Cuando se
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recupera la fuente de alimentación (91) comercial, se suspende la operación de corrección de factor de potencia. Por tanto, en el corrector de factor de potencia (25), las trayectorias de corriente que incluyen los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c) se cortan. El corte de las trayectorias de corriente limita un aumento repentino temporal de la tensión de salida (V2) desde el corrector de factor de potencia (25), debido a la operación de corrección de factor de potencia realizada cuando se recupera la fuente de alimentación (91) comercial, y reduce una cantidad excesiva de corriente que fluye en los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c). Tales características posibilitan limitar el mal funcionamiento de los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c), contribuyendo a una reducción de los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c) en tamaño y coste.
Además, en el Convertidor de energía (20) según esta primera realización, el controlador (31g) de fallo de potencia instantánea puede determinar la aparición de la interferencia de potencia instantánea si la diferencia entre el valor objetivo de salida (Vcc_ref) y el resultado de la detección (Vcc) por el detector de tensión de salida (27) es mayor que la diferencia predeterminada (DIF). Una característica de este tipo permite que el controlador (31g) de fallo de potencia instantánea determine fácilmente si se ha producido la interferencia de potencia instantánea.
Además, cuando se produce la interferencia de potencia instantánea, disminuye tanto la tensión de entrada (V1) como la tensión de salida (V2) reales. Mientras tanto, en esta primera realización, el periodo de detección de entrada es más largo que el periodo de detección de salida. Si se ha producido la interferencia de potencia instantánea, el resultado de detección (Vca_pico) por el detector de tensión de entrada (24) es de valor más alto que el resultado de la detección (Vcc) por el detector de tensión de salida (27). Por tanto, la diferencia entre el valor objetivo de salida (Vcc_ref) y el resultado de la detección (Vcc) por el detector de tensión de salida (27) es mayor que la diferencia predeterminada (DIF). En este caso, el valor objetivo de salida (Vcc_ref) es la suma del resultado de detección (Vca_pico) por el detector de tensión de entrada (24) y la cantidad de elevación (Va). Como resultado, el controlador (31g) de fallo de potencia instantánea puede determinar de manera fiable la interferencia de potencia instantánea incluso cuando se realiza el control variable en el valor objetivo de salida (Vcc_ref).
Además, en esta primera realización, el corrector de factor de potencia (25) se apaga cuando se produce la interferencia de potencia instantánea; sin embargo, el compresor (72) continúa en marcha. Una característica de este tipo permite que un usuario se encuentre cómodo en una sala acondicionada por aire mediante el acondicionador de aire (70).
Además, en esta primera realización, el corrector de factor de potencia (25) puede reanudar la operación de corrección de factor de potencia cuando el compresor (72) está en marcha normalmente.
Además, en esta primera realización, se permite que el corrector de factor de potencia (25) realice una corrección de factor de potencia entre la recuperación de la fuente de alimentación (91) comercial y el inicio del control de caída de ondulación. Tales características minimizan un descenso de rendimiento, del acondicionador de aire (70), debido al control de caída de ondulación.
<Ejemplo modificado 1 de la primera realización>
Tal como muestran la figura 4 y la expresión (1), el valor objetivo de salida (Vcc_ref) del corrector de factor de potencia (25) se determina mediante la suma del resultado de detección (Vca_pico) por el detector de tensión de entrada (24) y la cantidad de elevación constante (Va).
Sin embargo, el valor objetivo de salida (Vcc_ref) puede variar dependiendo del resultado de detección (Vca_pico) por el detector de tensión de entrada (24). El controlador (31g) de fallo de potencia instantánea puede determinar el valor objetivo de salida (Vcc_ref) basándose en una técnica, distinto de los obtenidos mediante la figura 4 y la expresión (1).
<Ejemplo modificado 2 de la primera realización>
El detector de tensión de entrada (24) también puede muestrear, en lugar de la amplitud de pico (V11) de la tensión de entrada (V1), valores tales como un valor efectivo y un valor promedio de la tensión comercial (V0) o la tensión de entrada (V1), basándose en el periodo de detección de entrada.
En las declaraciones anteriores, el periodo de detección de entrada es más largo que el periodo de detección de salida; sin embargo, el periodo de detección de entrada no tiene que ser más largo que el periodo de detección de salida si la interferencia de potencia instantánea se detecta satisfactoriamente sin dificultad.
<<Segunda realización>>
Esta segunda realización describe un caso en el que el valor objetivo de salida (Vcc_ref) es un valor fijo. A continuación se describen características diferentes sólo a partir de las de la primera realización.
<Cómo determinar el valor objetivo de salida>
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La figura 7 es un gráfico que ilustra conceptualmente un valor objetivo de salida fijo (Vcc_ref) según esta segunda realización. En la figura 7, la abscisa representa el intervalo de una variación predictiva en la tensión comercial (V0), y la ordenada representa (i) un resultado de detección (Vca_pico) por el detector de tensión de entrada (24) para una tensión comercial (V0) y (ii) un valor objetivo de salida (Vcc_ref). La figura 8 es un diagrama esquemático que ilustra unidades funcionales del controlador (31) según la segunda realización.
Tal como se ilustra en la figura 7, el valor objetivo de salida (Vcc_ref) se fija previamente constante, a pesar del resultado de detección (Vca_pico) por el detector de tensión de entrada (24). Como ejemplo, la figura 8 ilustra un caso en el que el controlador (31) no funciona como el determinador (31f) de valor objetivo en la primera realización.
El valor objetivo de salida (Vcc_ref) según esta segunda realización se determina basándose en el estado de la fuente de alimentación (91) comercial en un entorno en el que está instalado el acondicionador de aire (70). En particular, teniendo en cuenta las circunstancias (específicamente, por ejemplo, la variación de tensión de suministro de energía) de los países en los que probablemente se instala el acondicionador de aire (70), el valor objetivo de salida (Vcc_ref) se determina preferiblemente para ser más alto que la amplitud de pico (V11) de la tensión de entrada (V1) basándose en la tensión comercial (V0) de cualquier fuente de alimentación (91) comercial. Esto es porque si se produce una inversión (la amplitud de pico (V11) de la tensión de entrada (V1) pasa a ser más alta que el valor objetivo de salida (Vcc_ref)), el corrector de factor de potencia (25) detiene la elevación de la tensión de entrada (V1) de manera que el factor de potencia pasa a ser más bajo.
<Control de encendido-apagado por el corrector de factor de potencia asociado con la aparición de una caída de tensión instantánea y un fallo de potencia instantánea>
De manera similar a la primera realización, cuando se detecta una interferencia de potencia instantánea que incluye una caída de tensión instantánea y un fallo de potencia instantánea mientras el corrector de factor de potencia (25) está realizando una operación de corrección de factor de potencia, el controlador (31g) de fallo de potencia instantánea apaga los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c) de modo que se detiene la operación de corrección de factor de potencia. Cuando se recupera la fuente de alimentación (91) comercial, la operación de corrección de factor de potencia por el corrector de factor de potencia (25) también se suspende.
El modo de detectar la interferencia de potencia instantánea y las operaciones detalladas del controlador (31g) de fallo de potencia instantánea son similares a los descritos en la primera realización, y se omitirá la descripción de los mismos.
Obsérvese que, en la primera realización, se satisface la condición (el periodo de detección de entrada es más largo que el periodo de detección de salida) de modo que se logra el control variable en el valor objetivo de salida (Vcc_ref). La condición puede incluirse como una condición para detectar la interferencia de potencia instantánea también en esta segunda realización en la que el valor objetivo de salida (Vcc_ref) es un valor fijo. Esto es porque la aparición de la interferencia de potencia instantánea se detecta satisfactoriamente sin problemas.
<Efectos de la segunda realización>
En el Convertidor de energía (20) según esta segunda realización, así como la primera realización, los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c) en el corrector de factor de potencia (25) elevador se apagan cuando se produce la interferencia de potencia instantánea y se recupera la fuente de alimentación (91) comercial, y la operación de corrección de factor de potencia (la operación de elevación) se suspende. Por tanto, en el corrector de factor de potencia (25), las trayectorias de corriente que incluyen los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c) se cortan. A pesar de que el valor objetivo de salida (Vcc_ref) es fijo, el corte de las trayectorias de corriente limita un aumento repentino temporal de la tensión de salida (V2), desde el corrector de factor de potencia (25), debido a la operación de corrección de factor de potencia realizada cuando se recupera la fuente de alimentación (91) comercial, y reduce una cantidad excesiva de corriente que fluye en los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c). Tales características posibilitan limitar el mal funcionamiento de los dispositivos de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c).
<Modificación de la segunda realización>
El Convertidor de energía (20) según la segunda realización puede incluir o bien el detector de tensión de entrada (24) o bien el detector de tensión de salida (27). En este caso, se cambia la condición de operación (Ta12) que tiene el número de registro “1” en la figura 6.
Si el Convertidor de energía (20) incluye el detector de tensión de entrada (24), el detector de tensión de entrada (24) muestrea el valor de la tensión de entrada (V1) en un periodo de tiempo más corto (por ejemplo, 10 ms cada vez) que el periodo de detección de entrada según la primera realización, y obtiene el valor muestreado como resultado de detección. Si el Convertidor de energía (20) incluye el detector de tensión de salida (27), el detector de tensión de salida (27) muestrea el valor de la tensión de salida (V2) en un periodo (por ejemplo, 10 ms cada vez)
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similar al periodo de detección de salida según la primera realización, y obtiene el valor muestreado como resultado de detección. En este caso, el controlador (31g) de interferencia de potencia instantánea puede determinar si se ha producido la interferencia de potencia instantánea y se ha recuperado la fuente de alimentación (91) comercial, dependiendo de lo grande o pequeño que sea el resultado de detección por el detector de tensión de entrada (24) o el detector de tensión de salida (27).
<<Otras realizaciones»
Las realizaciones primera y segunda pueden incluir las configuraciones a continuación.
El parámetro que va a usarse para detectar la interferencia de potencia instantánea no tiene que estar limitado a los resultados de detección por el detector de tensión de entrada (24) y el detector de tensión de salida (27). Puede adoptarse cualquier parámetro y técnica de detección siempre y cuando pueda detectarse la interferencia de potencia instantánea. Otros parámetros incluyen la corriente de PFC (Ipfc) y la corriente de entrada (Im).
Cuando se produce la interferencia de potencia instantánea, el compresor (72) también puede dejar de estar en marcha.
La condición en la que se permite la operación de corrección de factor de potencia para el corrector de factor de potencia (25) puede ser una condición distinta al caso en el que el compresor (72) continúa en marcha desde la recuperación de la fuente de alimentación (91) comercial a lo largo del periodo de tiempo predeterminado. Por ejemplo, puede permitirse la operación de corrección de factor de potencia cuando la corriente de PFC (Ipfc) o la corriente de entrada (Im) exceden un valor predeterminado después de la recuperación de la fuente de alimentación (91) comercial.
Además, el periodo de tiempo predeterminado no tiene que ser más corto que el intervalo de tiempo observado hasta el inicio del control de caída de ondulación. Puede establecerse un periodo de tiempo predeterminado más largo que el intervalo de tiempo.
Si el acondicionador de aire (70) (es decir, más específicamente, el compresor (72)) está en marcha bajo sobrecarga cuando se produce la interferencia de tensión instantánea, la detención del corrector de factor de potencia (25) disminuye un factor de potencia de entrada. Como resultado, una cantidad excesiva de corriente fluye inevitablemente al interior del rectificador (22) y el relé (23) de fuente de alimentación principal. En un caso de este tipo, puede realizarse el control de caída de ondulación casi simultáneamente con el control de apagado del corrector de factor de potencia (25) con el fin de proteger, por ejemplo, el rectificador (22). Una característica de este tipo limita el rendimiento del compresor (72) a pesar de que la operación de corrección de factor de potencia esté detenida, lo que contribuye a limitar el flujo de la cantidad excesiva de corriente al interior de, por ejemplo, el rectificador (22). Obsérvese que la condición de sobrecarga del compresor (72) se da cuando la carga (por ejemplo, la velocidad de giro del motor (11)) excede el valor de referencia. El valor de referencia incluye, por ejemplo, el valor máximo de la carga (por ejemplo, la velocidad de giro del motor (11)) con el que el compresor (72) puede accionarse normalmente con respecto a la tensión, en el condensador de aplanamiento (26), observada cuando se detiene el corrector de factor de potencia (25).
Además, el motor (11) también puede accionar otras unidades, tales como el ventilador (76) de exterior y el ventilador (82) de interior, distintas al compresor (72).
Además, un circuito de rectificación independiente del rectificador (22) puede conectarse a la fuente de alimentación (91) comercial, y el detector de tensión de entrada (24) puede detectar la tensión de salida a partir del circuito de rectificación.
Aplicabilidad industrial
Tal como puede observarse, la presente invención es útil para un convertidor de energía que incluye un corrector de factor de potencia elevador, y un acondicionador de aire equipado con el convertidor de energía.
Descripción de caracteres de referencia
20 Convertidor de energía 22 Rectificador
24 Detector de tensión de entrada
25 Corrector de factor de potencia
26 Condensador de aplanamiento
5
10
15
20
25
30
L25a, L25b, L25c Reactor
Q25a, Q25b, Q25c Dispositivo de conmutación
27 Detector de tensión de salida
28 Convertidor de energía
31g Controlador de fallo de potencia instantánea (Controlador)
70 Acondicionador de aire 72 Compresor
91 Fuente de alimentación comercial (fuente de alimentación de CA)
VI Tensión de entrada
VII Amplitud de pico V2 Tensión de salida
Vca_pico Resultado de detección mediante detector de tensión de entrada Vcc Resultado de detección mediante detector de tensión de salida Vcc_ref Valor objetivo de salida (Valor objetivo de tensión de salida)
DIF Diferencia predeterminada

Claims (2)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    REIVINDICACIONES
    Convertidor de energía (20) que proporciona energía a un compresor (72) en un aparato de acondicionamiento de aire (70), comprendiendo el convertidor de energía:
    un rectificador (22) configurado para rectificar una corriente alterna (CA) de entrada desde una fuente de alimentación (91) de CA;
    un corrector de factor de potencia (25) que incluye un reactor (L25a, L25b, L25c) y un dispositivo de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c) que conmuta entre acumulación y descarga de energía, basándose en una tensión de entrada (V1) que se emite desde el rectificador (22), dentro y fuera del reactor (L25a, L25b, L25c), y configurado para ser capaz de realizar una operación de corrección de factor de potencia elevando la tensión de entrada (V1);
    un convertidor de energía (28) conectado a una salida del corrector de factor de potencia (25), y configurado para generar potencia de CA de salida (SU, SV, SW); y
    un controlador (31g) configurado para controlar la operación de corrección de factor de potencia por el corrector de factor de potencia (25), caracterizado porque
    el corrector de factor de potencia (25) incluye un condensador de aplanamiento (26) proporcionado próximo a una salida del reactor (L25a, L25b, L25c), y conectado en paralelo al dispositivo de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c), y
    el controlador (31g) está configurado para:
    apagar el dispositivo de conmutación (Q25a, Q25b, Q25c) de modo que se detiene la operación de corrección de factor de potencia, si se produce una caída de tensión instantánea o un fallo de potencia instantánea en la fuente de alimentación (91) de CA mientras el corrector de factor de potencia (25) está realizando la operación de corrección de factor de potencia;
    dejar el compresor (72) en marcha sin descanso, si se produce la caída de tensión instantánea o el fallo de potencia instantánea mientras el compresor (72) está en marcha;
    dejar la operación de corrección de factor de potencia detenida cuando se recupera la fuente de alimentación (91) de CA; y
    permitir que el corrector de factor de potencia (25) realice la operación de corrección de factor de potencia, si el compresor (72) continúa en marcha desde la recuperación de la fuente de alimentación (91) de CA durante un periodo de tiempo predeterminado; en el que el periodo de tiempo predeterminado es más corto que un intervalo de tiempo desde la recuperación de la fuente de alimentación (91) de CA hasta un inicio de control para hacer caer una componente de ondulación de una tensión en el condensador de aplanamiento (26).
    Convertidor de energía según la reivindicación 1, que comprende además
    un detector de tensión de salida (27) configurado para detectar una tensión de salida (V2) del corrector de factor de potencia (25), en el que
    el controlador (31g) está configurado para determinar la aparición de la caída de tensión instantánea o el fallo de potencia instantánea si una diferencia entre (i) un valor objetivo (Vcc_ref) de la tensión de salida que va a emitirse por el corrector de factor de potencia (25) y (ii) un resultado de la detección (Vcc) por el detector de tensión de salida (27) es mayor que una diferencia predeterminada (DIF).
    Convertidor de energía según la reivindicación 2, que comprende además
    un detector de tensión de entrada (24) configurado para detectar la tensión de entrada (V1), en el que
    el controlador (31g) está configurado para determinar el valor objetivo (Vcc_ref) de la tensión de salida (V2), basándose en un resultado de detección (Vca_pico) por el detector de tensión de entrada (24), y
    un periodo de detección del detector de tensión de entrada (24) es más largo que un periodo de detección del detector de tensión de salida (27).
    Convertidor de energía según la reivindicación 3, en el que
    el detector de tensión de entrada (24) está configurado para mostrar una amplitud de pico (V11) de la tensión de entrada (V1), y determinar la amplitud de pico muestreada (V11) como el resultado de detección (Vca_pico).
    5 5. Convertidor de energía según la reivindicación 1, que comprende además
    un detector de tensión de entrada (24) configurado para detectar la tensión de entrada (V1), en el que
    el controlador (31g) está configurado para determinar si se ha producido la caída de tensión instantánea o 10 el fallo de potencia instantánea, dependiendo de lo grande o pequeño que sea el resultado de detección
    (Vca_pico) por el detector de tensión de entrada (24).
  2. 6. Convertidor de energía según la reivindicación 1, en el que
    15 el controlador (31g) está configurado para provocar que se detenga la operación de corrección de factor de
    potencia y caiga la componente de ondulación de la tensión en el condensador de aplanamiento (26), si se produce la caída de tensión instantánea o el fallo de potencia instantánea mientras el compresor (72) está en marcha bajo sobrecarga.
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