ES2710749T3

ES2710749T3 - Sistema y método para monitorizar y controlar un motor eléctrico sin escobillas

Info

Publication number: ES2710749T3
Application number: ES11773659T
Authority: ES
Inventors: Edson Jeske
Original assignee: Embraco Industria de Compressores e Solucoes em Refrigeracao Ltda
Current assignee: Nidec Global Appliance Compressores e Solucoes em Refrigeracao Ltda
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2011-09-27
Publication date: 2019-04-26
Anticipated expiration: 2031-09-27
Also published as: EP2622731B1; JP2013538034A; CN102570942B; WO2012040805A3; CN102570942A; EP2622731A2; US20130300329A1; TR201901790T4; BRPI1003901A2; KR20130108504A; US9160263B2; WO2012040805A2; BRPI1003901B1

Abstract

Sistema para la monitorización y control de un motor (100) sin escobillas, siendo el motor (100) trifásico y asociable con una fuente de energía eléctrica por medio de un rectificador, estando el sistema caracterizado por que comprende, por lo menos: - un conjunto de accionamiento (200) asociado operativamente al motor (100) y al rectificador, estando dispuesto el rectificador para proporcionar una tensión de la barra colectora (Vbar) y una tensión de referencia (Vref) al conjunto de accionamiento (200), siendo continuas la tensión de la barra colectora (Vbar) y la tensión de referencia (Vref), comprendiendo el conjunto de accionamiento (200) conmutadores (SW1-6) dispuestos para activar dos fases (FA, FB; FA, FC; FB, FC) del motor (100) de manera simultánea, siendo capaz además el conjunto de accionamiento (200) de mantener la tensión inducida en una fase no activada (FC; FB; FA) del motor (100) al valor de la tensión de la barra colectora (Vbar) o al valor de la tensión de referencia (Vref) cuando se produce una corriente transitoria en el motor (100); - un dispositivo de observación de la tensión (300) asociado operativamente al motor (100) y al conjunto de accionamiento (200), siendo capaz el dispositivo de observación de la tensión (300) de permitir la monitorización de una tensión inducida en una fase no activada (FC; FB; FA) del motor (100); y - una unidad de control (400) asociada operativamente al dispositivo de observación de la tensión (300), estando la unidad de control (400) dispuesta para permitir la detección de la caída de tensión por medio del dispositivo de observación de la tensión (300), estando dispuesta además la unidad de control (400) para ordenar la apertura de un determinado conmutador (SW1-6) del conjunto de accionamiento (200) para interrumpir durante un cierto intervalo de tiempo el suministro de energía al motor (100) cuando la lectura de la tensión inducida en la fase no activada (FC; FB; FA) del motor (100) presenta un valor comprendido dentro de un intervalo de tensión predeterminado (dV), estando relacionado el intervalo de tensión predeterminado (dV) con la caída de tensión e indicando la aparición de una corriente transitoria, por lo menos, en una fase no activada (FC; FB; FA) del motor (100).

Description

DESCRIPCION

Sistema y metodo para monitorizar y controlar un motor electrico sin escobillas

La presente invencion se refiere a un sistema de monitorizacion y control, capaz de impedir la formacion de sobrecorrientes transitorias no deseables en un motor electrico sin escobillas, con el objeto de optimizar su eficiencia operativa cuando esta sometido a cargas que presentan un transitorio del par relativamente elevado.

La presente invencion se refiere asimismo a un metodo para monitorizar y controlar un motor electrico sin escobillas, que esta dispuesto para evitar la desmagnetizacion de los imanes del motor y asimismo para impedir danos a sus componentes internos cuando se producen corrientes transitorias internas no deseables en dicho motor.

DESCRIPCION DE LA TECNICA ACTUAL

Hoy en dia, los motores electricos de iman permanente del tipo sin escobillas (Brushless DC o BLDC) son utilizados cada vez mas en aplicaciones que requieren robustez de funcionamiento acoplada con eficiencia elevada y bajo coste. El principio de funcionamiento de un motor BLDC es similar al de un motor convencional de corriente continua (DC) con escobillas; sin embargo, en el BLDC los imanes estan montados en el rotor del motor y en el estator esta instalado un conjunto de bobinas responsable de producir un campo giratorio capaz de proporcionar movimiento de rotacion al motor. Adicionalmente, a diferencia del motor DC convencional en el que las bobinas son anadidas de forma secuencial mediante un sistema de conmutacion con escobillas, en el motor BLDC las bobinas son activadas por medio de un sistema electronico y tienen que estar sincronizadas segun la posicion del rotor en relacion con el estator.

En este sentido, para que un motor BLDC pueda ser controlado por un sistema electronico, la posicion del rotor debe ser conocida con el objeto de permitir la determinacion de la conmutacion de las bobinas del motor. Dicha posicion del rotor puede ser obtenida con la utilizacion de sensores acoplados al motor, tales como por ejemplo los sensores de efecto Hall y codificadores adecuados que proporcionan un control preciso del motor, pero que tienen un coste elevado. En determinadas aplicaciones, tales como, por ejemplo, en compresores para refrigeracion, los factores de coste, construccion y fiabilidad hacen que la utilizacion de dichos sensores sea practicamente inviable.

Como contraste, una tecnica ampliamente conocida utilizada para controlar motores BLDC, consiste en utilizar la informacion procedente de las propias bobinas del motor para estimar la posicion del rotor con respecto al estator. Dicha tecnica es conocida como control sin sensores, dado que no utiliza ningun tipo de dispositivo de deteccion disenado especificamente para este fin. En terminos generales, esta tecnica se basa en la premisa de que en un motor trifasico con activacion simultanea de solamente dos bobinas, se producira una variacion del flujo magnetico capaz de inducir una tension en la fase no activada del motor, gracias a su movimiento de rotacion. La amplitud de esta tension esta, a su vez, relacionada directamente con la posicion del rotor con relacion al estator y, por consiguiente, puede ser utilizada para estimar el instante de la conmutacion para la siguiente posicion del motor. Existen actualmente ciertas tecnicas conocidas para el tratamiento de las tensiones inducidas en el control sin sensores, de modo que permiten la deteccion de la posicion con el objeto de permitir el control del motor.

Por ejemplo, la solicitud de Patente norteamericana US 2004/200263109 da a conocer una estrategia de control que tiene en cuenta las tensiones inducidas en un motor BLDC, pero que solamente funciona con el motor en movimiento, esto es, cuando el motor tiene ya una velocidad de rotacion suficiente en la que las tensiones inducidas tienen una amplitud minima para permitir la utilizacion de esta tecnica. Si el motor esta en otra situacion operativa, es necesario utilizar otras tecnicas capaces de proporcionar movimiento al mismo hasta que es posible detectar las tensiones inducidas.

El documento de Patente japonesa JP 55005035 da a conocer una tecnica para la puesta en marcha de motores BLDC con un control sin sensores. Dicha tecnica consiste en la aplicacion de una corriente a las bobinas del motor en una determinada secuencia, aumentando gradualmente la frecuencia de conmutacion entre las posiciones del motor, hasta que el motor alcanza una velocidad suficiente de modo que las tensiones inducidas pueden ser monitorizadas. En este momento, el motor entra en modo de autocontrol, en el que la conmutacion se produce a continuacion en base a las tensiones inducidas. Un inconveniente de este metodo es que durante el procedimiento de puesta en marcha se puede producir una perdida de sincronismo cuando las tensiones inducidas no estan monitorizadas. Esta perdida de sincronismo puede generar corrientes transitorias elevadas que pueden producir la desmagnetizacion del motor. Otro inconveniente es que esta tecnica es muy sensible a las variaciones de carga, perdiendo facilmente el sincronismo cuando funciona bajo diferentes condiciones del par de puesta en marcha. La Patente norteamericana US 5,019,756 da a conocer una tecnica que tiene cuatro etapas diferentes para el accionamiento de un motor BLDC hasta que esta funcionando en modo auto-piloto, en el que el control de la velocidad se realiza de acuerdo con las tensiones inducidas del motor. En la primera etapa, se aplica una corriente a una disposicion de las bobinas del motor, partiendo de cero hasta un valor maximo, y este procedimiento alinea el rotor del motor en una posicion ya conocida por el sistema de control. En la segunda etapa, la corriente es transferida a una segunda disposicion de las bobinas del motor, de modo que se genera una aceleracion del rotor del motor en la direccion deseada. Esta corriente se mantiene en la segunda bobina durante un tiempo especffico, y una vez transcurrido este tiempo, se produce de nuevo una conmutacion a una tercera disposicion de las bobinas, iniciandose la tercera etapa de la estrategia de puesta en marcha. A partir de este punto, el motor alcanza ya una velocidad suficiente y, a continuacion el control monitoriza las tensiones inducidas del motor. Si durante un intervalo de tiempo predefinido durante la tercera etapa el control detecta una posicion valida del motor, se produce una conmutacion y el motor entra en la cuarta etapa que se caracteriza por un funcionamiento basado en las tensiones inducidas del motor. Si no se detecta una posicion valida, se vuelve a iniciar el procedimiento de puesta en marcha en la primera etapa. No obstante, este metodo cuando es aplicado a cargas que requieren un par inicial elevado, puede no presentar buenos resultados. Dichas cargas consisten, por ejemplo, en compresores para refrigeracion que requieren una puesta en marcha bajo condiciones de presiones de aspiracion y descarga desiguales (par de puesta en marcha elevado). Bajo estas condiciones que se pueden producir durante el periodo transitorio de puesta en marcha, el accionamiento del motor se realiza fuera de sincronismo con las tensiones inducidas, lo que ocasiona la formacion de corrientes transitorias internas en el motor, y los imanes pueden desmagnetizarse o incluso danarse el circuito de accionamiento. En otras palabras, en la situacion de presion no equilibrada, se requiere un par elevado del motor hasta que el compresor consigue superar la presion transitoria inicial.

El par producido en un motor BLDC es proporcional a la corriente aplicada al mismo, y asimismo al flujo magnetico generado por los imanes permanentes. En base a este concepto, si se desea un par maximo durante el procedimiento de puesta en marcha del motor, es suficiente aumentar la corriente aplicada al mismo hasta el valor maximo, teniendo en cuenta que esta corriente es aplicada de manera sincronizada con las tensiones inducidas del motor. No obstante, esta tecnica puede producir la aparicion de corrientes transitorias internas en el motor, que no pueden ser medidas directamente por medio de tecnicas conocidas, dado que solamente se mide la corriente de la barra colectora del rectificador. Tal como ya se ha mencionado anteriormente, pueden surgir corrientes transitorias en el caso de una carga extrema en el eje del motor, las cuales son producidas por diferencias entre la deteccion de la posicion y el accionamiento del motor. Dichas diferencias se derivan del hecho de que las tensiones inducidas son muy reducidas para permitir una identificacion del instante exacto de la conmutacion.

En particular, durante el procedimiento de puesta en marcha de un motor BLDC, se pueden producir situaciones en las que es necesario un par de puesta en marcha elevado, de tal modo que el motor consigue adquirir una cierta velocidad y empieza a funcionar en base a la deteccion de la posicion determinada por las tensiones inducidas en sus bobinas. Los compresores de gas para aplicacion en la refrigeracion, cuando son utilizados en sistemas que tienen valvulas de bloqueo o de expansion, que requieren un par de puesta en marcha relativamente elevado, son susceptibles a importantes transitorios del par durante el procedimiento de puesta en marcha. En dichas situaciones, debido a la baja rotacion del motor, la deteccion de la posicion del motor queda afectada negativamente haciendo que el control del motor sea crftico en estas condiciones. En otras palabras, debido a la diferencia entre la posicion real del motor y la tension aplicada al motor, pueden aparecer corrientes transitorias en el interior del motor, que pueden alcanzar valores de una magnitud tal que son capaces de ocasionar danos a los componentes magneticos internos del motor. Del mismo modo, la aparicion de corrientes transitorias tambien se puede producir bajo un regimen operativo/de trabajo normal del motor, debido a la carga extrema requerida por la aplicacion, y debido asimismo a las variaciones instantaneas y repentinas en el par. Estas corrientes transitorias pueden afectar asimismo al tamano de los semiconductores de potencia, dado que deben estar disenados para hacer frente a los niveles de corriente requeridos por la aplicacion, ocasionando un incremento en el coste final de la solucion.

Por consiguiente, todavfa no se conoce un sistema/metodo de monitorizacion y control de un motor BLDC de bajo coste que tenga la capacidad de evitar la formacion de corrientes transitorias internas en la situacion y el regimen de puesta en marcha, aliado con la robustez frente a las variaciones de carga.

OBJETIVOS DE LA INVENCION

Por lo tanto, es un primer objetivo de esta invencion dar a conocer un sistema/metodo de bajo coste para monitorizar y controlar el funcionamiento de un motor electrico sin escobillas (BLDC - "Brushless DC"), que presenta la capacidad de evitar la formacion de corrientes transitorias internas en el motor y, que asimismo es seguro frente a potenciales variaciones de carga que se pueden producir en el sistema.

Es asimismo un segundo objetivo de esta invencion dar a conocer un sistema/metodo que es inmune a potenciales variaciones de carga que se pueden producir, que es capaz de estar dispuesto para la monitorizacion y el control del funcionamiento de un motor electrico sin escobillas (BLDC - "Brushless DC") de modo que optimiza su eficiencia operativa cuando es sometido a cargas que presentan un par transitorio relativamente elevado.

Es asimismo un tercer objetivo de esta invencion dar a conocer un sistema/metodo de bajo coste que esta dispuesto para la monitorizacion y el control de un motor electrico sin escobillas (BLDC - "Brushless DC"), capaz de evitar la desmagnetizacion de los imanes del motor y asimismo de evitar danos en sus componentes internos cuando en dicho motor se producen corrientes transitorias internas no deseables, mejorando las caracterfsticas de funcionamiento tanto en condiciones de regimen como en la puesta en marcha del motor, cuando este esta sometido a cargas con un par transitorio elevado.

Es asimismo un cuarto objetivo de esta invencion dar a conocer un sistema/metodo capaz de permitir la deteccion indirecta de corrientes transitorias internas de un motor electrico sin escobillas (BLDC - "Brushless DC") asf como un algoritmo para eliminar estas corrientes.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION

Uno o varios objetivos de la invencion es (o son) alcanzados proporcionando un sistema para la monitorizacion y control de un motor electrico sin escobillas, donde dicho motor es trifasico y puede ser asociado a una fuente de energfa electrica por medio de un rectificador. El sistema comprende, por lo menos, un conjunto de accionamiento asociado operativamente al motor y al rectificador que, a su vez, esta dispuesto para proporcionar una tension continua en la barra colectora y una tension continua de referencia a la tension al conjunto de accionamiento. Dicho conjunto de accionamiento comprende conmutadores dispuestos para activar simultaneamente dos fases del motor. El conjunto de accionamiento es ademas capaz de mantener la tension inducida en la fase no activada del motor al valor de la tension de la barra colectora o al valor de la tension de referencia cuando se produce una corriente transitoria en el motor. Adicionalmente, el sistema comprende asimismo, por lo menos, un dispositivo de observacion de la tension asociado operativamente al motor y al conjunto de accionamiento, capaz de permitir la monitorizacion de una tension inducida en una fase no activada del motor. Adicionalmente, el sistema comprende asimismo, por lo menos, una unidad de control asociada operativamente al dispositivo de observacion de la tension. Dicha unidad de control esta dispuesta para permitir una deteccion de la cafda de tension por medio del dispositivo de observacion de la tension. La unidad de control esta dispuesta ademas para ordenar la apertura de un determinado conmutador del conjunto de accionamiento durante un cierto intervalo de tiempo para interrumpir el suministro de energfa al motor cuando la medicion de la tension inducida en la fase no activada del motor presenta un valor comprendido dentro de un intervalo de tensiones predeterminado, estando el intervalo de tensiones predeterminado relacionado con la cafda de tension e indicando la aparicion de una corriente transitoria, por lo menos en una fase no activada del motor.

En una realizacion preferente, una unidad de control esta dispuesta asimismo para identificar la posicion del motor y/o monitorizar una alteracion en la posicion del motor en base a la informacion procedente del dispositivo de observacion de la tension.

Preferentemente, la unidad de control esta dispuesta asimismo para proporcionar dicha orden del conjunto de accionamiento en base al resultado de la monitorizacion del dispositivo de observacion de la tension durante el periodo del procedimiento de puesta en marcha del motor y durante el periodo de regimen de trabajo del motor. Uno o varios objetivos de la invencion es (o son) conseguidos, mediante la disposicion de un metodo de monitorizacion y control de un motor trifasico sin escobillas y que puede ser asociado a una fuente de energfa electrica. Dicha fuente de energfa electrica es capaz de permitir disponer una tension continua en la barra colectora y de una tension continua de referencia en el motor. El metodo comprende las etapas siguientes:

i) suministrar energfa electrica simultaneamente a dos fases del motor;

ii) detectar el instante en que se produce un cambio en la posicion del motor;

iii) mantener la tension inducida en una fase no activada del motor al valor de la tension de la barra colectora o al valor de la tension de referencia cuando se produce una corriente transitoria en el motor;

iv) medir la tension inducida en una fase no activada del motor;

v) comparar la tension inducida en la fase no activada del motor medida en la etapa iv) con un intervalo de tensiones predeterminado, indicando el intervalo de tensiones predeterminado la aparicion de una corriente transitoria en, por lo menos, una fase no activada del motor; e

vi) interrumpir el suministro de energfa al motor durante un primer intervalo de tiempo predeterminado si la comparacion realizada en la etapa v) indica que la tension inducida en la fase no activada del motor presenta un valor comprendido dentro del intervalo de tensiones predeterminado, durante un segundo intervalo de tiempo predeterminado.

En otras palabras, la presente invencion da a conocer una tecnica de deteccion indirecta de corrientes transitorias internas del motor, con el fin de eliminarlas. Mas concretamente, las corrientes transitorias son evaluadas e identificadas en base al analisis de la tension de un terminal no activado del motor, en el que se realiza una comparacion de esta tension con la tension de DC de la barra colectora o con una tension de referencia. De este modo, teniendo en cuenta que la corriente es conducida al terminal positivo de la unidad rectificadora o a otra parte de la fuente de referencia, es posible identificar la existencia de corrientes transitorias internas del motor utilizando esta tecnica de deteccion indirecta. En ambos casos, la corriente circula a lo largo de un diodo libre del puente inversor del motor, forzando la tension en la bobina al valor de la tension de la barra colectora, o a la tension de referencia. Despues de identificar estas corrientes, se lleva a cabo una accion de control con el fin de interrumpir el suministro de energfa electrica al motor durante un cierto tiempo.

El procedimiento de deteccion indirecta y accion de control es realizado y repetido tanto durante el tiempo en el que el motor es mantenido en una posicion electrica, como en todas las posiciones electricas del motor, de modo que se impide el desarrollo de corrientes transitorias y, asimismo, preserva los componentes magneticos internos del motor ademas de los semiconductores de potencia utilizados para su accionamiento.

RESUMEN DESCRIPTIVO DE LOS DIBUJOS

A continuacion se describira la presente invencion con mayor detalle, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 muestra un diagrama de bloques de un sistema para monitorizar y controlar un motor sin escobillas (BLDC - "Brushless DC") segun una realizacion preferente de la presente invencion;

la figura 2 muestra un grafico representativo de las formas de onda caracteristicas del accionamiento del motor BLDC del sistema mostrado en la figura 1;

la figura 3 muestra un grafico representativo de todas las etapas operativas del motor BLDC del sistema mostrado en la figura 1, empezando por la etapa de alineacion del motor -S1-, el accionamiento en bucle abierto -S2- y, finalmente, el modo de auto piloto -S3- en el que el control de la velocidad del motor se realiza en bucle cerrado; la figura 4 muestra un grafico representativo de la aparicion de una sobrecorriente en el motor BLDC del sistema mostrado en la figura 1, en situaciones de transitorios del par elevados, y adicionalmente, de los efectos derivados de la aparicion de esta sobrecorriente en un punto de medicion de la tension en una fase no activada del motor BLDC;

la figura 5 muestra la circulacion de una corriente en el motor BLDC y en un conjunto de accionamiento del sistema mostrado en la figura 1, durante una posicion “3” del motor BLDC;

la figura 6 muestra la circulacion de una corriente de desmagnetizacion de fase -FC- del motor BLDC del sistema mostrado en la figura 1, cuando se produce un cambio en posicion, de la posicion “3” a la posicion “4” del motor BLDC, teniendo en cuenta el periodo de desconexion de la PWM en una conmutacion del motor;

la figura 7 muestra la circulacion de una corriente de desmagnetizacion de la fase -FC- del motor BLDC del sistema mostrado en la figura 1, cuando se produce un cambio en posicion, de la posicion “3” a la posicion “4” del motor BLDC, considerando el periodo de conexion de la PWM o en el conmutador -3- del motor;

la figura 8 muestra la circulacion de una corriente transitoria interna no deseable en el motor BLDC del sistema mostrado en la figura 1, producida tras el procedimiento de puesta en marcha a la posicion “4” del motor BLDC; la figura 9 ilustra un grafico que muestra el efecto de las corrientes transitorias internas del motor BLDC del sistema mostrado en la figura 1 en la tension inducida en la fase no activada del motor BLDC;

la figura 10 muestra un grafico que representa las etapas de ejecucion de un metodo de monitorizacion y control de un motor sin escobillas (BLDC - "Brushless DC") segun una realizacion preferente de la presente invencion, en la posicion “4” del motor BLDC en regimen de trabajo;

la figura 11 muestra un grafico que representa las etapas de ejecucion de un metodo de monitorizacion y control de un motor sin escobillas (BLDC - "Brushless DC") segun una realizacion preferente de la presente invencion, en la posicion “1 ” del motor BLDC en regimen de trabajo;

la figura 12 muestra la circulacion de una corriente en el motor BLDC y en el conjunto de accionamiento del sistema ilustrado en la figura 1 tras la ejecucion del metodo de monitorizacion y control de la presente invencion, en la posicion “4” del motor BLDC; y

la figura 13 muestra un grafico que representa las etapas de ejecucion de un metodo de monitorizacion y control de un motor sin escobillas (BLDC - "Brushless DC") segun una realizacion preferente de la presente invencion, durante un procedimiento de puesta en marcha del motor BLDC.

DESCRIPCION DETALLADA DE LOS DIBUJOS Y DE LA INVENCION

Sistema de monitorizacion y control de un motor sin escobillas (BLDC - "Brushless DC")

El sistema para la monitorizacion y control de un motor -100- sin escobillas (BLDC - "Brushless DC"), objeto de la presente invencion, se muestra esquematicamente en la figura 1 en forma de un diagrama de bloques.

El motor -100- sin escobillas, denominado asimismo motor DC sin escobillas - BLDC de tipo trifasico, esta configurado preferentemente en forma de estrella. Alternativamente, tambien se podria utilizar la configuracion de tipo triangulo. Es importante tener en cuenta que la presente invencion es aplicable asimismo a cualquier variante de motores de iman permanente del tipo BLDC.

El motor -100- puede estar asociado a una fuente de energia electrica de tension alterna por medio de un rectificador. Opcionalmente, se podria aplicar una fuente de energia electrica de tension o corriente continua al sistema de la presente invencion que podria prescindir de la utilizacion del rectificador. Un ejemplo ampliamente utilizado de una fuente de energia de tension continua consiste en una bateria DC.

Preferentemente, el sistema para la monitorizacion y control de la presente invencion es aplicado a un motor para su utilizacion en un compresor de gas para equipos de refrigeracion domesticos, comerciales o industriales. Naturalmente, el sistema de la presente invencion puede ser utilizado tambien en otras aplicaciones ademas de los motores para compresores de gas, siempre que sea implementada cualquier adaptacion que pueda ser necesaria.

Tal como se puede ver en la figura 3, el motor -100- presenta tres etapas operativas, en las que en la primera etapa -S1- se aplica gradualmente una corriente electrica a dos de sus bobinas o fases, hasta el instante en que la alineacion del rotor del motor -100- se produce en una posicion conocida. En una segunda etapa -S2- se activa una nueva disposicion del motor -100-, de modo que produce el movimiento del motor -100-. En lo que se refiere a la etapa -S3-, el motor -100- alcanza ya la velocidad suficiente, de modo que existen tensiones inducidas y, debido a ello, se puede iniciar el funcionamiento en bucle cerrado, proporcionando el control de la velocidad del motor -100-. El sistema y el metodo de la presente invencion pueden ser aplicados en las etapas -S2- y -S3- antes mencionadas, de un modo que permite la identificacion y la eliminacion de las corrientes transitorias no deseables.

Tal como se puede ver en la figura 1, el sistema de la presente invencion comprende, por lo menos, un conjunto de accionamiento -200- asociado operativamente al motor -100- y al rectificador, el cual a su vez, esta dispuesto para proporcionar una tension continua Vbar en la barra colectora y una tension continua de referencia Vref a dicho conjunto de accionamiento -200-. Si la fuente de energia es de tipo continuo, deberia estar dispuesta para proporcionar la tension continua Vbar en la barra colectora y la tension continua de referencia Vref directamente al conjunto de accionamiento -200-.

Ademas, segun la figura 1, el conjunto de accionamiento -200- comprende una pluralidad de conmutadores -SW¹-⁶- dispuestos para activar dos fases -FA-, -FB-; -FA-, -FC-; -FB-, -FC- del motor -100- de manera simultanea, con el objeto de producir el movimiento del motor -100-. Los conmutadores -SW¹-⁶- pueden consistir en reles, diodos o transistores de potencia disenados segun las necesidades requeridas por la aplicacion.

El conjunto de accionamiento -200- comprende asimismo una pluralidad de diodos libres -DI¹-⁶-, estando cada uno de los diodos libres -DI¹-⁶- asociado electricamente en paralelo a cada uno de los conmutadores -SW¹-⁶- del conjunto de accionamiento -200-. Dicho diodo libre -DI¹-⁶- es capaz de limitar y mantener (“fijar”) la tension en la fase no activada -FC-; -FB-; -FA- del motor -100- al valor de la tension Vbar de la barra colectora o al valor de la tension de referencia Vref (dependiendo de la posicion del motor -100- tras la aparicion de una corriente transitoria en el motor -100-.

Preferentemente, el conjunto de accionamiento -200- comprende seis conmutadores -SW¹-⁶- agrupados en tres grupos de parejas, y las parejas de conmutadores -SW¹-⁶- estan asociadas entre si en paralelo, tal como se puede ver en la figura 1. En este caso el conjunto de accionamiento -200- comprende asimismo seis diodos libres -DI¹-⁶-. Adicionalmente, el sistema de la presente invencion comprende asimismo, por lo menos, un dispositivo de observacion de la tension -300- (sensor de tension o medidor de tension) asociado operativamente al motor -100- y al conjunto de accionamiento -200-, capaz de permitir la monitorizacion de una tension inducida en una fase no activada -FC-; -FB-; -FA- del motor -100-.

Las mediciones realizadas por medio del dispositivo de observacion de la tension -300- permiten asimismo la deteccion de una caida de tension, por lo menos en un diodo libre -DI¹-⁶- asociado operativamente a la fase no activada -FC-; -FB-; -FA- del motor -100-. Naturalmente, la obtencion del valor de esta caida de tension es ordenada por la unidad de control -400-, de modo que puede ser procesado a continuacion.

Segun la figura 1, el dispositivo de observacion de la tension -300- comprende tres barras colectoras de medicion independientes, en las que cada linea de medicion esta asociada electricamente a una fase del motor -100-. En otras palabras, el dispositivo de observacion de la tension -300- es capaz de permitir la monitorizacion de cada fase del motor -100- de forma independiente.

Adicionalmente, el sistema de la presente invencion comprende tambien, por lo menos, una unidad de control -400-, asociada operativamente al dispositivo de observacion de la tension -300-, que se compone de un microcontrolador, un microprocesador o incluso un circuito electronico equivalente dotado de componentes discretos, circuitos integrados, u otros componentes electronicos digitales que realizan la misma funcion que un microcontrolador o un microprocesador.

Merece la pena tener en cuenta que el sistema de la presente invencion utiliza como base para controlar la posicion del motor -100- la tecnica descrita en el documento de Patente US 2004/0263109. En terminos generales, la unidad de control -400- esta dispuesta para analizar las mediciones del dispositivo de observacion de la tension y para accionar los conmutadores -SW1-, -SW2-, -SW3-, ... -SW6- del conjunto de accionamiento -200- en la secuencia indicada en la figura 2, con arreglo a la posicion detectada del motor -100-. En particular, la figura 2 muestra como formas de onda ideales las que existen en el accionamiento de un motor de iman permanente de tipo trifasico sin escobillas DC, con onda trapezoidal.

La unidad de control -400- esta dispuesta para ordenar la apertura de un determinado conmutador -SW¹-⁶- del conjunto de accionamiento -200- durante un cierto intervalo de tiempo para interrumpir el suministro de energia al motor -100- cuando la medicion de la tension inducida en la fase no activada -FC-; -FB-; -FA- del motor presenta un valor comprendido dentro de un intervalo de tensiones predeterminado dV, que indica la aparicion de una corriente transitoria, por lo menos en una fase del motor -100-.

Adicionalmente, la unidad de control -400- esta dispuesta asimismo para identificar la posicion del motor -100- y/o monitorizar un cambio en la posicion del motor -100- en base a la informacion procedente del dispositivo de observacion de la tension -300-.

Por consiguiente, en base a la identificacion de la posicion del motor -100- y en base a la deteccion de una alteracion en la posicion del motor -100-, se puede determinar que conmutador -SW¹-⁶- del conjunto de accionamiento -200- deberia ser abierto con el objeto de interrumpir el suministro de energia al motor -100-.

El intervalo de tension predeterminado dV consiste en una gama de valores de tension que comprende un limite superior de tension y un limite inferior de tension. Dichos limites son determinados preferentemente en base a la posicion del motor -100- (para una cierta disposicion de activacion del motor -100-, en la que la diferencia entre el limite superior de tension y el limite inferior de tension consiste en el valor relativo a la caida de tension en el diodo libre -DI¹-⁶-. Naturalmente, el intervalo de tension predeterminado dV puede ser determinado por medio de valores limite obtenidos experimentalmente.

Preferentemente, el intervalo de tension dV esta comprendido entre el limite superior de tension Vbar y el limite inferior de tension Vref.

Por lo tanto, la unidad de control -400- esta dispuesta para determinar si la comparacion de la tension en la fase no activada -FC-; -FB-; -FA- del motor -100- debe ser realizada con el intervalo de tension predeterminado dV que comprende la tension de la barra colectora Vbar o con el intervalo de tension predeterminado dV que comprende la tension de referencia Vref, en la que dicha decision esta basada en la posicion del motor -100- para una cierta disposicion de activacion del motor -100-.

En otras palabras, el modulo del intervalo de tension predeterminado dV es sustancialmente constante y esta determinado por la caida de tension en un diodo libre -DI¹-⁶-, sin bien los valores numericos de la tension de los limites (inferior y superior) de este intervalo dV varian de acuerdo con la posicion del motor -100-. Por ejemplo, en la figura 10, se observa que el intervalo de tension predeterminado dV comprende una tension de referencia Vref para la posicion “4” del motor -100- cuando la bobina de la fase -FC- no esta activada. En la figura 11, se observa que el intervalo de tension predeterminado dV comprende una tension en la barra colectora Vbar para la posicion “1” del motor -100- cuando la bobina de la fase -FC- no esta activada. Por consiguiente, se puede afirmar que el intervalo de tension predeterminado dV esta “desplazado” de acuerdo con el movimiento del motor -100-.

Preferentemente, para determinar el intervalo de tension predeterminado dV, es importante tener en cuenta un margen de seguridad que consiste en un valor de desplazamiento predeterminado. Este valor de desplazamiento puede ser calculado, por ejemplo, en base al ruido existente en la red electrica y al porcentaje de tolerancia de los componentes.

Ademas, la unidad de control -400- esta dispuesta para monitorizar el dispositivo de observacion de la tension -300- tanto durante el tiempo en el que el motor -100- se mantiene en una posicion durante un cierto periodo de tiempo, como asimismo durante el tiempo de transicion entre dos posiciones del motor -100-. Por consiguiente, la apertura de dicho conmutador -SW¹-⁶- del conjunto de accionamiento -200-, capaz de interrumpir el suministro de energia al motor -100- puede ser ordenada en estos dos momentos distintos.

Por lo tanto, el sistema de la presente invencion puede ser aplicado para impedir la formacion de corrientes transitorias internas en el motor -100-, tanto durante su periodo de procedimiento de puesta en marcha como asimismo durante su periodo de regimen de trabajo. Para clarificar esto, cuando el motor -100- es utilizado, por ejemplo en un compresor de gas, se tiene en cuenta lo siguiente:

A) Puesta en marcha: cuando el compresor de gas es activado, aumenta gradualmente la rotacion del motor -100- hasta alcanzar la rotacion de trabajo.

B) Regimen de trabajo: cuando el compresor de gas funciona en una situacion sustancialmente estable (regimen permanente).

C) Detencion: cuando el compresor electrico de gas es desconectado, la rotacion del motor -100- disminuye gradualmente hasta llegar a cero.

La unidad de control -400- permite la identificacion del instante en el que el motor -100- inicia el procedimiento de puesta en marcha y el instante en que el motor -100- alcanza el regimen de trabajo en base a la tension inducida de las fases no activadas -FC-; -FB-; -FA- del motor -100- medidas mediante el dispositivo de observacion de la tension -300-.

De manera simultanea a la apertura del conmutador -SW¹-⁶- del conjunto de accionamiento -200-, capaz de interrumpir el suministro de energia al motor -100-, la unidad de control -400- controla el comportamiento de la apertura y cierre de un segundo conmutador -SW¹-⁶- del conjunto de accionamiento -200- mediante aplicar una modulacion del tipo PWM, y la determinacion del conmutador -SW¹-⁶- que puede ser asignado como segundo conmutador -SW¹-⁶- es realizada por medio de la unidad de control -400- en base a la posicion del motor -100-. La siguiente tabla 1 incluye todas las posibles combinaciones de accionamiento de los conmutadores -SW¹-⁶- del conjunto de accionamiento -200- durante el procedimiento operativo del motor -100-. Esta tabla puede estar almacenada en una memoria interna de la unidad de control -400- o en una memoria externa, y se accede a la misma dependiendo del resultado de la deteccion de la posicion del motor -100-. Tal como se puede observar en la tabla, se varia el conmutador -SW¹-⁶-, en el que se aplica modulacion PWM, siempre que se produce un cambio en la posicion del motor -100-.

Tabla1: el motor

Ademas, segun la figura 1, el sistema de la presente invencion comprende asimismo, por lo menos, un dispositivo de observacion de la corriente -500-, asociado operativamente a la unidad de control -400-, capaz de permitir la monitorizacion de la corriente total del motor -100- por medio de la unidad de control -400- mediante, por ejemplo, una resistencia de tipo derivacion.

Como mediciones realizadas por medio del dispositivo de observacion de la corriente -500, junto con las lecturas tomadas por el dispositivo de observacion de la tension -300-, pueden ser utilizadas por la unidad de control -400- para regular la tension aplicada al motor -100- y para controlar la corriente maxima del motor -100-. Para una mejor comprension del funcionamiento del sistema de la presente invencion antes descrito, a continuacion se exponen algunos ejemplos practicos de funcionamiento

Ejemplos

Los graficos ilustrados en la figura 4 muestran la aplicacion de la presente invencion en un motor BLDC durante su procedimiento de puesta en marcha. El detalle -D00- destaca una curva de corriente “Ic” que circula por la bobina de la fase -FC- del motor -100- durante la posicion numero “3”. Dicha corriente ”Ic” circulara a traves de la bobina de la fase -FC- del motor -100- hasta que se produzca un cambio en la posicion del motor -100-. A partir de este momento de cambio en la posicion, tal como se presenta en el detalle -D01-, la corriente “Ic” empieza una etapa de desmagnetizacion, dado que en esta posicion del motor -100- la bobina de la fase -FC- ya no esta activada. En la posicion “4” del motor -100-, la corriente que circula a traves de la bobina de la fase -FC- permanece a cero despues de la etapa de desmagnetizacion, pero, tal como se puede ver en el detalle -D02-, en ciertos casos puede aparecer una corriente transitoria en esta bobina, indicando unas condiciones operativas no deseables. Esta corriente es anadida a la corriente del motor y, tal como se presenta en el detalle -D03-, el resultado es la aparicion de un pico de corriente en el motor -100-, en el cual el componente de la corriente que genera este pico no puede ser detectado por medio del procedimiento habitual de deteccion de la corriente, utilizando unicamente un sensor de corriente. El detalle -D04- consiste en valores medidos en la bobina de la fase -FC- no activada del motor, mostrando que su valor esta vinculado a la tension de referencia Vref, dado que el diodo libre -D16- (en paralelo con el conmutador “SW6”) esta conduciendo una corriente transitoria en la bobina de la fase -FC-. En el detalle -D05- se observa que la corriente transitoria eliminada y, en consecuencia, como el diodo libre -D16- ya no esta siendo conducido, se puede medir una tension inducida, tal como se puede ver en el detalle -D06-.

Los detalles -D07-, -D08-, -D09- y -D10- de la figura 4 muestran una situacion analoga, pero en el caso de la posicion “1” del motor. Por lo tanto, en -D07-, se advierte la aparicion de una corriente transitoria en la bobina de la fase -FC-, vinculando la tension medida en esta bobina a la tension Vbar de la barra colectora Vbar, debido a la conduccion del correspondiente diodo libre, tal como se puede ver en -D08-. En -D09- es posible advertir que no existe corriente transitoria, por lo tanto se puede medir una tension inducida en la bobina no activada de la fase -FC- tal como se muestra en -D10-.

El analisis presentado anteriormente es aplicable asimismo a las demas fases -FA- y -FB- del motor -100-.

La figura 5 presenta el recorrido de la circulacion de la corriente “Ic” del detalle -D00- de la figura 4 en el motor -100- y en el conjunto de accionamiento -200- cuando el motor esta en la posicion “3”. Se puede observar que la corriente “Ic” parte de la fuente de energia y es aplicada a las bobinas de las fases -FB- y -FC- del motor -100-, de modo que se genera el par necesario para moverlo.

Las figuras 6 y 7 muestran ambas el recorrido de la circulacion de la corriente “Ic” del detalle -D01- de la figura 4, en el instante en que se produce un cambio de la posicion “3” a la posicion “4” del motor -100-. Dicha corriente esta compuesta por la corriente de desmagnetizacion de la bobina, generada en base a su caracteristica de induccion. La figura 6 tiene en cuenta el ciclo inactivo de PWM (conmutador -SW3- conectado). Por el contrario, la figura 7 tiene en cuenta el ciclo activo de PWM 5 (conmutador -SW3- desconectado).

La figura 8 muestra el recorrido de la corriente “Ic” en -D02- de la figura 4 (corriente transitoria) durante la posicion “4” del motor -100-. La caida de tension en el diodo libre -DI6- (en paralelo al conmutador -SW6- es utilizada para identificar la existencia de esta corriente transitoria que, en condiciones operativas normales, no deberia estar circulando en el motor -100-. El principal problema ocasionado por esta corriente es que es anadida a la corriente aplicada a la bobina de la fase -FA- del motor -100-, ocasionando la formacion de una sobrecorriente, tal como se puede ver en el detalle -D03- de la figura 4.

En resumen, las figuras 5, 6, 7 y 8 muestran el comportamiento de la corriente que circula en el conjunto de accionamiento -200- y en una fase del motor -100- durante un instante antes de un cambio en la posicion del motor -100-, durante el cambio de posicion y, finalmente, durante un instante a continuacion del cambio en la posicion del motor -100-. El comportamiento de la corriente para todas las demas posiciones y fases del motor -100- puede ser deducido de forma analoga.

La figura 9 demuestra que dependiendo de la posicion del motor -100-, la corriente transitoria que circula en el mismo a traves del diodo libre fija la tension de la bobina no activada a la tension Vbar de la barra colectora o a la tension de referencia Vref. Si dichas corrientes transitorias no existen, la tension medida esta compuesta por la tension inducida en el motor -100- que puede tener una tendencia ascendente o descendente, dependiendo de la posicion del motor -100-. Tal como se ha explicado ya anteriormente, para identificar dichas corrientes, la unidad de control -400- utiliza una ventana de comparacion en la que la tension de la bobina no activada debe estar fuera de la ventana de tension delimitada “dV” (intervalo de tension predeterminado). Es importante recordar que el valor del intervalo de tension predeterminado -dV- esta ajustado teniendo en cuenta el valor de la caida de tension en el diodo libre, mas un valor de desplazamiento que garantiza un margen de seguridad para un funcionamiento fiable del algoritmo. La indicacion hecha mediante “V inducida” en la figura 9, muestra que cuando no existen corrientes transitorias, las tensiones inducidas permanecen fuera de la ventana de tension delimitada “dV”.

La tabla 2 presenta a continuacion todas las combinaciones de las condiciones para la deteccion de las corrientes transitorias en el motor -100-, indicando la tension medida en la fase no activada -FC-; -FB-; -FA- con la posicion del motor -100-. Adicionalmente, la tabla 2 presenta asimismo los conmutadores -SW¹-⁶- correspondientes a cada posicion del motor -100- que deberian ser abiertos para proporcionar la eliminacion de la corriente transitoria. En la tabla, las indicaciones “Va”, “Vb” y “Vc” relativas a las tensiones medidas en las bobinas de las fases no activadas, “Vbar” consiste en la tension de la barra colectora, y “dV” consisten en la ventana de tension (intervalo de tension predeterminado -dV-) utilizado para determinar la existencia de las corrientes transitorias. Tabla 2: tabla que es un listado de las mediciones de las tensiones en la bobina de la fase no activada del motor con la identificacion de las corrientes transitorias internas y la presentacion del conmutador

rr n i n r i r r l l rim limin i n.

Por consiguiente, en base a la identificacion de las corrientes transitorias, la unidad de control -400- ejecuta una tecnica para la eliminacion de dichas corrientes, actuando para impedir su evolucion a valores relativamente elevados.

La figura 10 muestra las etapas de la accion relativas a esta tecnica en la posicion “4” del motor -100-, tal como se describe a continuacion: siempre que se produce un cambio en la posicion del motor -100-, se identifica la nueva posicion y las condiciones de ensayo para identificar la existencia de la corriente transitoria se cargan en la unidad de control -400-, segun la tabla 2 anterior.

En secuencia, la unidad de control -400- espera a la finalizacion del tiempo “T3”, que consiste en el tiempo necesario para eliminar la corriente de desmagnetizacion de la bobina, especificado mediante “lc” en la figura 10. Este tiempo puede ser definido experimentalmente o puede ser definido mediante la monitorizacion de la tension en la bobina de la fase no activada del motor -100- o incluso puede ser desactivado, dado que la situacion de la corriente de desmagnetizacion fija la tension en la bobina no activada en la referencia opuesta, lo que no conduce al algoritmo a un funcionamiento incorrecto.

Una vez ha finalizado el tiempo “T3”, la unidad de control -400- empieza a monitorizar la tension inducida “Vc” en la bobina no activada. Cuando la tension “Vc” esta dentro de la ventana “dV” se considera que existe alguna corriente transitoria no deseable circulando en el motor -100-. Por el contrario, si la tension “Vc” esta fuera de la ventana “dV” se considera que no existen corrientes transitorias no deseables. Si es este el caso, si la tension “Vc” esta dentro de la ventana “dV”, se inicia el recuento del tiempo y, en cuanto la tension “Vc” sale de la ventana “dV” se restablece el recuento del tiempo.

Si la tension medida en la bobina permanece dentro de la ventana “dV” durante un tiempo igual o mayor que “T2”, la unidad de control -400- desactiva uno de los conmutadores -SW¹-⁶- dependiendo de la posicion del motor -100-, de modo que interrumpe momentaneamente el suministro de energia al motor -100-. La interrupcion del conmutador -SW¹-⁶- se produce durante un tiempo indicado por medio de “T1 ” en la figura 11, en la que transcurrido este tiempo, se activa de nuevo el conmutador -SW¹-⁶- y se inicia nuevamente la monitorizacion de la tension inducida “Vc”.

Este proceso de monitorizacion y control se produce, no obstante, cuantas veces sea necesario cuando el motor -100- permanece en una cierta posicion, y asimismo en todas las posiciones del motor -100-.

En particular, en la figura 10, en -E01- surge una pequena corriente transitoria en la bobina “Ic” que asegura la tension “Vc” en la tension de referencia Vref de la fuente de energia, gracias a su circulacion a traves del diodo libre. Despues de detectar este caso, se inicia un recuento del tiempo que llega al valor de “T2”. Con el objetivo de impedir un aumento de la corriente transitoria en “Ic”, la unidad de control -400- abre el conmutador -SW2- durante un periodo de tiempo “T1”. Despues de esta accion, se puede observar que ya no aparecen corrientes transitorias en “Ic” y, por consiguiente, no son necesarias acciones de la unidad de control -400- en esta posicion del motor -100-.

El funcionamiento de esta tecnica para las otras posiciones del motor -100- es analogo al descrito anteriormente, y puede ser deducido en base al proceso descrito.

La figura 11 presenta una curva que muestra el resultado de la aplicacion de la tecnica de la presente invencion, pero para la posicion “1” del motor. Tal como se puede observar, la referencia de la ventana “dV” fue alterada en el caso de la tension de la barra colectora Vbar y el conmutador utilizado para la accion del metodo es el “SW1”, pero su funcionamiento es similar a todas las posiciones del motor -100-.

La figura 12 demuestra el recorrido de la corriente transitoria presentado en el detalle “D02” de la figura 4, en la posicion “4” del motor -100-, tras la accion de la tecnica y la eliminacion de la corriente transitoria de la presente invencion. La linea de puntos “Trip” indica la apertura del conmutador como resultado de la accion del metodo para la eliminacion de la corriente transitoria. La figura 12 presenta el recorrido de la corriente en el ciclo de desconexion de PWM.

Por el contrario, la figura 13 presenta el recorrido de la corriente en el ciclo activo de PWM. La tecnica puede ser ajustada o adaptada para permitir la apertura de dos conmutadores en relacion con una posicion del motor -100- durante el tiempo “T1” permitiendo de este modo que el comportamiento de la corriente sea siempre analogo al presentado en la figura 12.

La figura 14 ilustra un grafico que muestra la accion de la tecnica y la eliminacion de corrientes transitorias de la presente invencion, siendo aplicada a la puesta en marcha de un compresor de gas en un sistema con presiones desiguales. En -F03- se puede ver una pluralidad de pequenas tendencias de aparicion de corrientes transitorias que son detectadas inmediatamente por medio de la tecnica de eliminacion/proteccion. En respuesta a estas corrientes transitorias, en -F01- es posible observar la accion de control de la tecnica para eliminar estas corrientes, de modo que se impide su evolucion. Del mismo modo, en -F02-, en la siguiente posicion del motor -100-, la tecnica esta actuando para impedir la evolucion de las corrientes transitorias. Por lo tanto, la accion de la tecnica garantiza que la corriente del motor -100- permanezca siempre dentro de un lHmite maximo, tal como se puede observar en -F04-. Metodo para la monitorizacion y el control de un motor sin escobillas (BLDC, "Brushless DC")

En base a la descripcion del sistema y a los ejemplos mostrados anteriormente, es posible definir las etapas del metodo de monitorizacion y control de un motor -100- sin escobillas, que asimismo constituye el tema de la presente invencion:

i) suministrar energfa electrica a dos fases -FA-, -FB-; -FA-, -FC-; -FB-, -FC- del motor -100-, de manera simultanea;

ii) detectar el instante en el que se produce un cambio en la posicion del motor -100-. Esta etapa comprende una sub-etapa para identificar la posicion del motor -100-;

iii) medir una tension inducida en una fase no activada -FC-; -FB-; -FA- del motor -100-;

iv) comparar la tension inducida en la fase no activada -FC-; -FB-; -FA- del motor -100- medida en la etapa iii) con un intervalo de tension predeterminado -dV-;

v) interrumpir el suministro de energfa al motor -100- durante un primer intervalo de tiempo predeterminado -T1- si la comparacion realizada en la etapa iv) indica que la tension inducida en la fase no activada -FC-; -FB-; -FA- del motor -100- presenta un valor comprendido dentro del intervalo de tension predeterminado -dV- durante un segundo intervalo dV de tiempo -T2- predeterminado. Esta etapa se compone de una etapa de apertura de un conmutador -SW¹-⁶- del conjunto de accionamiento -200- asociado operativamente al motor -100-. Esta etapa comprende una sub-etapa de conduccion de corriente electrica en un diodo libre -DI¹-⁶- comprendido en el conjunto de accionamiento -200-, asociado electricamente en paralelo a un conmutador -SW¹-⁶-.

Naturalmente, las etapas i) a v) se repiten mediante ciclos de iteraciones del metodo hasta el instante de la puesta en marcha del motor -100-.

Preferentemente, el metodo de la presente invencion comprende una etapa de desmagnetizacion de la fase -FC-; -FB-; -FA- del motor -100- activada previamente, limitando el valor en la bobina al valor de la tension Vbar en la barra colectora o al valor de la tension Vref de referencia Vref, en que dicha etapa de limitacion es ejecutada antes de ejecutar la etapa iii) y despues de ejecutar la etapa ii).

La etapa iv) comprende una sub-etapa de definicion de un lHmite superior de tension y un lHmite inferior de tension del intervalo de tension predeterminado dV. Dichos Smites superior e inferior de tension estan definidos en base a la posicion identificada del motor -100- (teniendo en cuenta una cierta disposicion de activacion del motor -100- en la que la diferencia entre el lHmite superior de tension y el lHmite inferior de tension del intervalo de tension predeterminado dV se compone de un margen de valores correspondientes a la cafda de tension en un diodo libre -DI¹-⁶-.

Preferentemente, la tension Vbar de la barra colectora o la tension de referencia Vref estan comprendidas entre el lHmite superior de tension y el lHmite inferior de tension del intervalo de tension predeterminado dV. En este caso, el metodo de la presente invencion comprende asimismo la etapa de decidir si la comparacion de la tension inducida en la fase no activada -FC-; -FB-; -FA- del motor -100- debe ser realizada con el intervalo de tension predeterminado dV que comprende la tension Vbar de la barra colectora o con el intervalo de tension predeterminado dV que comprende la tension de referencia Vref, en el que dicha decision esta basada en la posicion del motor -100-, teniendo en cuenta una cierta disposicion de activacion del motor-100-, tal como se ha explicado anteriormente. Dicha etapa de decision es ejecutada antes de ejecutar la etapa iv) y despues de ejecutar la etapa iii).

La etapa de definir el lHmite superior de tension y el lHmite inferior de tension del intervalo de tension predeterminado dV tiene en cuenta un margen de seguridad que, a su vez, se compone de un valor de desplazamiento predeterminado.

Ademas, el metodo de la presente invencion comprende la etapa de esperar un tercer intervalo de tiempo predeterminado -T3- ejecutado antes de ejecutar la etapa iii). El tercer intervalo de tiempo -T3- puede ser determinado experimentalmente o definido mediante la tension inducida en una fase no activada del motor -100- que es medida en la etapa iii) en una iteracion futura del ciclo del metodo.

Adicionalmente, el metodo de la presente invencion comprende asimismo la etapa de recuento del tiempo, cuando la comparacion realizada en la etapa iv) indica que la tension inducida en la fase no activada -FC-; -FB-; -FA- del motor -100- presenta un valor comprendido dentro del intervalo de tension predeterminado dV. Cuando el recuento del tiempo llega a un tiempo equivalente al segundo intervalo de tiempo predeterminado -T2-, se produce la finalizacion de la etapa de recuento del tiempo.

Ademas, el metodo de la presente invencion comprende una etapa de restablecimiento del tiempo (recuento) cuando la comparacion realizada en la etapa iv) indica que la tension inducida en la fase no activada -FC-; -FB-; -FA- del motor -100- presenta un valor no comprendido dentro del intervalo de tension predeterminado dV.

Todas las etapas descritas anteriormente del metodo de la presente invencion tienen lugar durante el procedimiento de puesta en marcha o durante el regimen de trabajo del motor -100-.

Por consiguiente, la presente invencion es capaz de evitar la aparicion, formacion y evolucion de corrientes transitorias internas en el motor, que pueden desmagnetizar los imanes del motor o incluso danar los semiconductores de potencia que accionan el motor BLDC, permitiendo su aplicacion en situaciones en las que es necesario poner en marcha los compresores bajo condiciones de presion de aspiracion y de descarga desiguales, tales como, por ejemplo, aplicaciones que utilizan valores de bloqueo o valvulas de expansion.

Adicionalmente, la presente invencion permite tambien la utilizacion de semiconductores de potencia de menor capacidad de corriente en el dispositivo electronico de accionamiento, reduciendo de este modo los costes.

Habiendo descrito un ejemplo de una realizacion preferente, se comprendera que el alcance de la presente invencion abarca otras posibles variantes, que estan limitadas solamente por el contenido de las reivindicaciones adjuntas, estando incluidos en las mismas los posibles equivalentes.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema para la monitorizacion y control de un motor (100) sin escobillas, siendo el motor (100) trifasico y asociable con una fuente de energfa electrica por medio de un rectificador, estando el sistema caracterizado por que comprende, por lo menos:

- un conjunto de accionamiento (200) asociado operativamente al motor (100) y al rectificador, estando dispuesto el rectificador para proporcionar una tension de la barra colectora (Vbar) y una tension de referencia (Vref) al conjunto de accionamiento (200), siendo continuas la tension de la barra colectora (Vbar) y la tension de referencia (Vref), comprendiendo el conjunto de accionamiento (200) conmutadores (SW¹-⁶) dispuestos para activar dos fases (FA, FB; FA, FC; FB, FC) del motor (100) de manera simultanea, siendo capaz ademas el conjunto de accionamiento (200) de mantener la tension inducida en una fase no activada (FC; FB; F^a) del motor (100) al valor de la tension de la barra colectora (Vbar) o al valor de la tension de referencia (Vref) cuando se produce una corriente transitoria en el motor (100);

- un dispositivo de observacion de la tension (300) asociado operativamente al motor (100) y al conjunto de accionamiento (200), siendo capaz el dispositivo de observacion de la tension (300) de permitir la monitorizacion de una tension inducida en una fase no activada (FC; FB; FA) del motor (100); y

- una unidad de control (400) asociada operativamente al dispositivo de observacion de la tension (300), estando la unidad de control (400) dispuesta para permitir la deteccion de la cafda de tension por medio del dispositivo de observacion de la tension (300),

estando dispuesta ademas la unidad de control (400) para ordenar la apertura de un determinado conmutador (SW¹-⁶) del conjunto de accionamiento (200) para interrumpir durante un cierto intervalo de tiempo el suministro de energfa al motor (100) cuando la lectura de la tension inducida en la fase no activada (FC; FB; Fa ) del motor (100) presenta un valor comprendido dentro de un intervalo de tension predeterminado (dV), estando relacionado el intervalo de tension predeterminado (dV) con la cafda de tension e indicando la aparicion de una corriente transitoria, por lo menos, en una fase no activada (FC; FB; FA) del motor (100).

2. Sistema segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la unidad de control (400) esta dispuesta para identificar la posicion del motor (100) y/o monitorizar una alteracion de la posicion del motor (100) en base a informacion procedente del dispositivo de observacion de la tension (300), estando dispuesta la unidad de control (400) para determinar que conmutador (SW¹-⁶) del conjunto de accionamiento (200) deberfa ser abierto para interrumpir el suministro de energfa al motor (100) en base a la identificacion de la posicion del motor (100) y/o en base a la deteccion de una alteracion en la posicion del motor (100).

3. Sistema segun la reivindicacion 2, caracterizado por que la unidad de control (400) esta dispuesta para monitorizar el dispositivo de observacion de la tension (300) para ordenar la apertura del conmutador (SW¹-⁶) capaz de interrumpir el suministro de energfa al motor (100), durante el tiempo en que el motor (100) permanece en una posicion durante un cierto periodo y durante el tiempo de transicion entre dos posiciones del motor (100).

4. Sistema segun la reivindicacion 3, caracterizado por que la unidad de control (400) esta dispuesta, simultaneamente a la apertura del conmutador (SW¹-⁶), capaz de interrumpir el suministro de energfa al motor (100), para controlar el comportamiento de la apertura y el cierre de un segundo conmutador (SW¹-⁶) del conjunto de accionamiento (200) mediante la aplicacion de la modulacion del tipo PWM, estando asimismo dispuesta la unidad de control (400) para determinar que conmutador (SW¹-⁶) del conjunto de accionamiento (200) deberfa ser asignado como segundo conmutador (SW¹-⁶) en base a la posicion del motor (100).

5. Sistema segun la reivindicacion 4, caracterizado por que el conjunto de accionamiento (200) comprende diodos libres (DI¹-⁶), en el que cada uno de los diodos libres (DI¹-⁶) esta asociado electricamente en paralelo a cada uno de los conmutadores (SW¹-⁶) del conjunto de accionamiento (200), siendo capaz el diodo libre (DI¹-⁶) de mantener la tension inducida en la fase no activada (FC; FB; FA) del motor (100), siendo detectada la cafda de tension, por lo menos en un diodo libre (DI¹-⁶) asociado operativamente a la fase no activada (FC; FB; FA) del motor (100).

6. Sistema segun la reivindicacion 5, caracterizado por que el intervalo de tension predeterminado (dV) consiste en una gama de valores de tension que comprende un lfmite superior de tension y un lfmite inferior de tension, estando determinados dichos lfmites superior e inferior de tension en base a la posicion del motor (100), consistiendo la diferencia entre el lfmite superior de tension y el lfmite inferior de tension en el valor relativo a la cafda de tension en un diodo libre (DI¹-⁶), comprendiendo ademas el intervalo de tension predeterminado (dV) un valor relativo a la tension de la barra colectora (Vbar) o a la tension de referencia (Vref).

7. Sistema segun la reivindicacion 6, caracterizado por que la unidad de control (400) esta dispuesta para determinar si la comparacion de la tension en la fase no activada (FC; FB; FA) del motor (100) debe ser realizada con el intervalo de tension predeterminado (dV) que comprende la tension de la barra colectora (Vbar) o con el intervalo de tension predeterminado (dV) que comprende la tension de referencia (Vref), basandose la decision en la posicion del motor (100).

8. Sistema segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por comprender, por lo menos, un dispositivo de observacion de la corriente (500) asociado operativamente a la unidad de control (400), siendo capaz el dispositivo de observacion de la corriente (500) de permitir la monitorizacion de la corriente total del motor (100) por medio de la unidad de control (400), estando dispuesta la unidad de control (400) para regular la tension aplicada al motor (100) y para controlar la corriente maxima del motor (100) en base a las mediciones realizadas por el dispositivo de observacion de la tension (300) y por el dispositivo de observacion de la corriente (500), estando ademas dispuesta la unidad de control (400) para proporcionar la orden de apertura del conmutador (SW1-6) capaz de interrumpir el suministro de energia al motor (100), en base al resultado de monitorizar el dispositivo de observacion de la tension (300) durante un periodo del procedimiento de puesta en marcha del motor (100) y durante el periodo de regimen de trabajo del motor (100).

9. Metodo para monitorizar y controlar un motor (100) sin escobillas, siendo el motor (100) trifasico y asociable a una fuente de energia electrica, siendo la fuente de energia electrica capaz de permitir el suministro de una tension (Vbar) de la barra colectora y una tension de referencia (Vref) al motor (100), siendo continuas la tension (Vbar) de la barra colectora y la tension de referencia (Vref), estando el metodo caracterizado por que comprende las etapas siguientes:

i) suministrar energia electrica a dos fases (FA, FB; FA, FC; FB, FC) del motor (100) de manera simultanea; ii) detectar el instante en el que se produce un cambio en la posicion del motor (100) y mantener la tension inducida en la fase no activada (FC; FB; FA) del motor (100) al valor de la tension (Vbar) de la barra colectora o al valor de la tension de referencia (Vref) cuando se produce una corriente transitoria en el motor (100);

iii) medir la tension inducida en una fase no activada (FC; FB; FA) del motor (100);

iv) comparar la tension inducida en la fase no activada (FC; FB; F^a) del motor (100) medida en la etapa iii con el intervalo de tension predeterminado (dV), indicando el intervalo de tension predeterminado (dV) la aparicion de una corriente transitoria, al menos en una fase no activada (FC; FB; FA) del motor (100); e

v) interrumpir el suministro de energia al motor (100) durante un primer intervalo de tiempo predeterminado (T1) si la comparacion realizada en la etapa iv indica que la tension inducida en la fase no activada (FC; FB; FA) del motor (100) presenta un valor comprendido dentro del intervalo de tension predeterminado (dV) durante un segundo intervalo de tiempo (T2) predeterminado.

10. Metodo, segun la reivindicacion 9, caracterizado por que comprende una etapa de limitacion de la tension inducida en la fase no activada (FC; FB; FA) del motor (100) al valor de la tension (Vbar) de la barra colectora o al valor de la tension de referencia (Vref), siendo ejecutada dicha etapa de limitacion antes de ejecutar la etapa iii y despues de ejecutar la etapa ii.

11. Metodo, segun la reivindicacion 9 o 10, caracterizado por que la etapa ii comprende una sub-etapa de identificacion de la posicion del motor (100) y la etapa iv comprende una sub-etapa de definicion de un limite superior de tension y un limite inferior de tension del intervalo de tension predeterminado (dV), estando definidos los limites superior e inferior de tension en base a la posicion identificada del motor (100).

12. Metodo, segun la reivindicacion 11, caracterizado por que comprende una etapa de espera para un tercer intervalo de tiempo (T3) predeterminado, siendo ejecutada dicha etapa de espera antes de ejecutar la etapa iii.

13. Metodo, segun la reivindicacion 12, caracterizado por que comprende una etapa de recuento del tiempo, cuando la comparacion realizada en la etapa iv indica que la tension inducida en la fase no activada (FC; FB; FA) del motor (100) presenta un valor comprendido dentro del intervalo de tension predeterminado (dV) y comprende una etapa de restablecimiento del tiempo, cuando la comparacion realizada en la etapa iv indica que la tension inducida en la fase no activada (FC; FB; FA) del motor (100) presenta un valor no comprendido dentro del intervalo de tension predeterminado (dV).

14. Metodo, segun la reivindicacion 13, caracterizado por que comprende una etapa de finalizacion del recuento del tiempo, cuando el recuento del tiempo alcanza un tiempo equivalente al segundo intervalo de tiempo (T2) predeterminado.

15. Metodo, segun cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14, caracterizado por que la etapa v) que interrumpe el suministro de energia consiste en una etapa de apertura de un conmutador (SW¹-⁶) comprendido por un conjunto de accionamiento (200) asociado operativamente al motor (100).

16. Metodo, segun la reivindicacion 15, caracterizado por que la etapa vi) que interrumpe el suministro de energia comprende una sub-etapa de conduccion de corriente electrica en un diodo libre (DI¹-⁶) comprendido por el conjunto de accionamiento (200), estando el diodo libre (DI¹-⁶) asociado en paralelo a un conmutador (SW¹-⁶).

17. Metodo, segun las reivindicaciones 11 a 16, caracterizado por que la diferencia entre el limite superior de tension y el limite inferior de tension del intervalo de tension predeterminado (dV) consiste en un valor correspondiente a la caida de tension en un diodo libre (DI¹-⁶), comprendiendo el intervalo de tension predeterminado (dV) la tension de la barra colectora (Vbar) o una tension de referencia (Vref).

18. Metodo, segun cualquiera de las reivindicaciones 9 a 17, caracterizado por que las etapas i a v se producen durante un procedimiento de puesta en marcha o durante el regimen de trabajo del motor (100) y son repetidas mediante ciclos de iteracion hasta el instante de detencion del motor (100).