ES2931198T3

ES2931198T3 - Método para controlar un inversor y sistema

Info

Publication number: ES2931198T3
Application number: ES13153290T
Authority: ES
Inventors: Hong Min Yun
Original assignee: LSIS Co Ltd
Current assignee: LS Electric Co Ltd
Priority date: 2012-02-01
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2022-12-27
Anticipated expiration: 2033-01-30
Also published as: KR101242857B1; EP2624436A2; JP2013162743A; EP2624436A3; CN103248308B; US9024554B2; JP5727529B2; US20130193882A1; CN103248308A; EP2624436B1

Abstract

Un método para controlar un inversor en un sistema que incluye una carga, un motor para impulsar la carga y un inversor para operar el motor comprende cuando una cantidad de carga de la carga se reduce por debajo de un nivel de sueño, verificar si un tiempo correspondiente a un el retraso del sueño ha caducado; cuando la cantidad de carga de la carga todavía está por debajo del nivel de dormir incluso después del retraso de dormir, variando la frecuencia de operación del motor, y si no hay cambios en la retroalimentación de la carga en respuesta a la variación en la frecuencia de operación, controlando el inversor para entrar en un modo de suspensión. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método para controlar un inversor y sistema

Antecedentes de la invención

1. Campo de la invención

La presente divulgación se refiere a un método para controlar un inversor, y a un sistema que incluye una carga eléctrica, un motor para accionar la carga, un inversor para operar el motor, y un controlador y, particularmente, a un método de control usado en un sistema de inversor que acciona una pluralidad de motores.

2. Antecedentes de la invención

En un campo de aplicación, tal como un ventilador, una bomba, o similares, en el que se controla principalmente un caudal y una presión de aceite, una pluralidad de motores controlan un caudal o una presión de aceite. En este punto, en general, un único controlador controla una pluralidad de motores.

Un controlador, tal como un inversor, o similar, recibe una realimentación de una cantidad de control de un proceso y controla una variación y, si es necesario, un motor auxiliar puede operarse selectivamente todo el tiempo para mantener uniformemente una cantidad de control de realimentación.

La Figura 1 es una vista que ilustra un sistema de motor controlado por un inversor general.

Como se ilustra en la Figura 1, el sistema de motor incluye una fuente de alimentación de corriente alterna (abreviada como CA en lo sucesivo) 1, un inversor 2 que controla un motor 3, el motor 3, y una carga eléctrica (abreviada como carga en lo sucesivo) 4.

El inversor 2 incluye un convertidor 21 que convierte la CA en corriente continua (abreviada como CC en lo sucesivo), una resistencia de carga inicial 22 que impide la entrada de una corriente de choque cuando se aplica la energía eléctrica, un conmutador 23 que separa la resistencia de carga inicial 22 de un circuito después de que restrinja la corriente de sobretensión, un filtro condensador 24 que suaviza una tensión de CC, una unidad inversora de modulación de anchura de impulsos (abreviada como PWM en lo sucesivo) 25 que incluye una pluralidad de elementos de conmutación y convierte una CC en una CA, una unidad de detección de corriente 26 que detecta una corriente eléctrica para cada una de las 3 fases, denominadas las fases U, V y W, un controlador 27 que recoge diversos tipos de información, tal como una tensión de CC, una corriente de fase, y similares, y que instruye diversas operaciones, y un controlador de PWM 28 que genera una señal de PWM usando un comando de tensión V* y un comando de frecuencia f* introducidos desde el controlador 27 y aplicando una señal de conmutación a cada elemento de conmutación para cada fase de la unidad inversora de ^pW ^m25.

La carga 4, que en realidad se opera por el motor 3, realimenta una cantidad de carga al controlador 27.

En la configuración anterior, tras recibir la energía eléctrica de la fuente de alimentación de CA 1, el inversor 2 convierte una tensión de salida y una frecuencia de salida mediante la conversión de potencia, y suministra las mismas al motor 3 para controlar una velocidad y un par de torsión del motor 3 de manera eficiente.

El inversor 2 controla con precisión una velocidad del motor 3 para ahorrar energía y mejorar la calidad de la energía, por lo que se usa comúnmente en instalaciones de automatización tal como diversos sopladores de aire, bombas, máquinas herramienta, maquinaria textil, y similares.

En general, el inversor 2 controla un motor principal usando un controlador proporcional integral y derivativo (abreviado como PID en lo sucesivo), tras recibir una cantidad de control, como una realimentación, de un proceso y, si es necesario, el inversor 2 controla una señal externa de tal manera que se selecciona un motor auxiliar para que opere todo el tiempo para mantener uniformemente la cantidad de control de realimentación.

En un sistema de este tipo, mientras se controla una pluralidad de motores, cuando un caudal o una presión de aceite preestablecidos son insuficientes o excesivos, por lo que la carga no puede controlarse sólo por un motor principal, el inversor 2 acciona el motor auxiliar.

En este caso, cuando se controla el motor principal, se realiza el control de PID. Cuando una cantidad de carga es pequeña, una pluralidad de motores controlados por el inversor 2 entra en modo de reposo para ahorrar energía. En un sistema ilustrado en la Figura 1, las referencias para determinar una aplicación de un modo de reposo y las secuencias son las siguientes.

(1) La pluralidad de motores controlados por el motor auxiliar deben estar en estado de parada.

(2) Las frecuencias operativas de una pluralidad de motores deben ser inferiores a una frecuencia de reposo que satisfaga una condición de reposo.

(3) Una realimentación debe ser inferior a un nivel de reposo (en concreto, la cantidad de carga debe ser pequeña). (4) Ha transcurrido más de un tiempo de retardo en un sistema estable (Hay una banda con respecto a un cambio en la cantidad de carga).

En el sistema de la técnica relacionada, cuando se cumplen las condiciones anteriores, se puede ahorrar energía mediante una operación de reposo y una operación de reactivación.

Si el controlador 27 del inversor 2 determina que una cantidad de control requerida para la carga 4 es suficiente, el controlador 27 deja de emitir y el inversor 2 puede detener el sistema. En este punto, un sensor (no mostrado) para detectar una cantidad de carga se verifica periódicamente, y cuando la cantidad de carga vuelve a aumentar, el controlador 27 comienza a realizar una operación apropiada para la carga 4 poniendo en marcha el inversor 2.

La Figura 2 es una vista de temporización que ilustra una secuencia con respecto a las operaciones de reposo y reactivación del inversor, en la que la operación de reposo y la operación de reactivación se repiten de acuerdo con el método anterior.

En concreto, en el sistema de la técnica relacionada, en general, la operación de reposo y la operación de reactivación se realizan sólo a través de las operaciones de la Figura 2, en la carga 4 que generalmente es insensible a un cambio en una cantidad de carga en la mayoría de los casos.

Sin embargo, en el caso de una carga sensible a un cambio en una cantidad de carga, o en el caso de una carga que no puede gestionar un cambio en una cantidad de carga sólo por la banda con respecto a un cambio en la cantidad de carga, se repite la operación de reposo y la operación de reactivación.

También, de acuerdo con las circunstancias, incluso cuando un nivel de reposo y un nivel de reactivación configurados para ser relativos al nivel de reposo no están apropiadamente configurados, se produce una operación anormal continua de un modo.

El documento CN 102220961 A divulga un sistema de control de ahorro de energía y estabilización de la presión de un compresor de aire. El sistema comprende un dispositivo de detección de presión, un controlador y un convertidor de frecuencia, que se usan para accionar un motor principal de un compresor. El controlador controla la frecuencia de salida del convertidor de frecuencia de acuerdo con la presión de escape establecida y una válvula de detección del dispositivo de detección de presión.

El documento JP 2003278659 A divulga un dispositivo de suministro de agua que puede realizar de forma estable la operación de parada, sin repetir con frecuencia la operación de arranque/parada de una bomba, en un dispositivo de suministro de agua de velocidad variable de tipo acoplado directo. El dispositivo de suministro de agua comprende un medio de accionamiento de velocidad variable para accionar de forma variable la bomba de presurización y un medio de control para controlar la bomba de presurización. El medio de control realiza la operación de comprobación de la situación basándose en el tiempo desde la parada anterior de una pequeña cantidad de agua cambiada hasta el estado de la pequeña cantidad de agua, y detiene la bomba presurizadora después de acumular presión.

El documento US 2003/174450 A1 divulga un aparato de suministro de agua, que comprende una célula solar, y un inversor para convertir una salida de corriente continua de dicha célula solar en una salida de corriente alterna. El aparato de suministro de agua comprende además una bomba accionada en respuesta a una salida del inversor por un motor de CC sin escobillas que no tiene sensor y un tanque de almacenamiento de agua para almacenar temporalmente el agua. El aparato de suministro de agua comprende además un controlador para controlar la operación de dicha bomba.

Sumario de la invención

Por lo tanto, un aspecto de la descripción detallada es proporcionar un método para controlar un inversor que puede reducir la energía requerida para un sistema de inversor mediante el control de una operación de reposo en consideración de las características de la carga.

Para lograr estas y otras ventajas y de acuerdo con el fin de esta divulgación, la presente invención se define mediante la reivindicación 1 del método independiente y la reivindicación 5 del sistema independiente.

El método puede comprender además la operación del motor en un estado normal, cuando una realimentación de la cantidad de carga se cambia en respuesta a la variación de la frecuencia de operación.

En el control del inversor para entrar en un modo de reposo, cuando la realimentación de la cantidad de carga no se cambia en respuesta a la variación de la frecuencia de operación, el inversor se controla para que entre en modo de reposo.

El método puede comprender, además: cuando la cantidad de carga de la carga está por encima del nivel de reposo después del retardo de reposo, operar el motor en un estado normal.

Un método, que no forma parte del alcance de protección, para controlar un inversor en un sistema que incluye una carga, un motor para accionar la carga, y un inversor para operar el motor, que comprende: cuando se reduce una cantidad de la carga por debajo de un nivel de reposo, comprobar si ha transcurrido un tiempo correspondiente a un retardo de reposo;

cuando la cantidad de la carga sigue por debajo del nivel de reposo incluso después del retardo de reposo, acelerar una frecuencia de operación del motor para aumentar una realimentación de la carga hasta un nivel predeterminado; y

cuando la cantidad de la carga está por debajo del nivel de reposo, controlar el inversor para entrar en el modo de reposo.

El método, que no forma parte del alcance de protección, puede comprender, además: cuando la realimentación de la carga ha aumentado hasta el nivel predeterminado y la cantidad de la carga está por encima del nivel de reposo, operar el motor en un estado normal.

El método puede incluir, además: cuando la cantidad de la carga está por encima del nivel de reposo después del retardo de reposo, operar el motor en un estado normal.

El alcance adicional de la aplicabilidad de la presente solicitud se hará más evidente a partir de la descripción detallada que se proporciona a continuación. Sin embargo, debe entenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, si bien indican realizaciones preferidas de la invención, se dan sólo a modo de ilustración, ya que resultarán evidentes varios cambios y modificaciones dentro del alcance de la invención, tal como se define en las reivindicaciones adjuntas, para los expertos en la materia a partir de la descripción detallada.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos adjuntos, que se incluyen para proporcionar un entendimiento adicional de la invención y se incorporan en y constituyen una parte de esta divulgación, ilustran realizaciones ilustrativas y junto con la descripción sirven para explicar los principios de la invención.

En los dibujos:

La Figura 1 es una vista que ilustra una configuración de un sistema de motor controlado por un inversor;

La Figura 2 es un diagrama de temporización que ilustra las secuencias con respecto a una operación de reposo y una operación de reactivación del inversor de acuerdo con la técnica relacionada;

La Figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra un método para controlar un inversor de acuerdo con una realización de la presente invención; y

La Figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra un método, que no forma parte del alcance de protección, para controlar un inversor de acuerdo con otra realización de la presente invención.

Descripción detallada de la invención

Ya que las realizaciones ilustrativas pueden implementarse en varias formas sin apartarse de las características de las mismas, debería entenderse además que las realizaciones antes descritas no están limitadas por ninguno de los detalles de la anterior descripción, a menos que se especifique lo contrario, sino que deben interpretarse ampliamente dentro de su alcance, como se define en las reivindicaciones adjuntas. Por lo tanto, diversos cambios y modificaciones que entran dentro del alcance de las reivindicaciones, o equivalentes de dicho alcance, se pretende por lo tanto que queden comprendidos en las reivindicaciones adjuntas.

Aunque los términos tales como "primero" y "segundo", etc., pueden usarse para describir diversos componentes, tales componentes no deben entenderse como que están limitados a los términos anteriores. Los términos anteriores se usan sólo para distinguir un componente de otro. Por ejemplo, un primer componente puede denominarse como un segundo componente sin apartarse del alcance de los derechos de la presente invención, e igualmente un segundo componente puede denominarse como un primer componente. El término "y/o" abarca tanto combinaciones de la pluralidad de elementos relacionados divulgados como cualquier elemento de entre la pluralidad de elementos relacionados divulgados.

Cuando se menciona que un componente está "conectado" o "accede" a otro componente, esto puede significar que está conectado directamente o que accede al otro componente, pero debe entenderse que puede existir otro componente entre ellos. Por otro lado, cuando se menciona que un componente está "directamente conectado" o "accede directamente" a otro componente, debe entenderse que no hay otros componentes intermedios.

Las formas singulares "uno", "una" y "el/la" en la presente divulgación pretenden incluir también las formas plurales, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Se entenderá además que los términos tales como "que incluye" o "que tiene", etc., están destinados a indicar la existencia de las características, números, operaciones, acciones, componentes, partes, o combinaciones de los mismos divulgadas en la divulgación, y no pretenden excluir la posibilidad de que una o más características, números, operaciones, acciones, componentes, partes o combinaciones de los mismos pueden existir o añadirse.

En lo sucesivo, las realizaciones de la presente invención se describirán en detalle con referencia a los dibujos adjuntos.

La Figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra un método para controlar un inversor de acuerdo con una realización de la presente invención, que muestra el control de la entrada en el modo de reposo, realizado por el controlador del sistema inversor de la Figura 1.

El controlador 27 del inversor 2 de la Figura 1 controla una pluralidad de motores de acuerdo con diversos métodos, tal como el control multimotor (MMC), y similares, y opera los motores de acuerdo con diversos métodos, tal como la operación de MMC, o similares, en un estado normal (S31).

En este caso, cuando se reduce una cantidad de carga (S32), en concreto, en caso de que ya no se requiera una operación normal, el inversor 2 en el sistema de inversor de la técnica relacionada se controla para entrar en un modo de reposo. Sin embargo, como se ha mencionado anteriormente, el inversor 2 puede no entrar realmente en el modo de reposo según una situación de la carga 4 o, aunque el inversor 2 entre en el modo de reposo, pueden producirse diversos errores que provocan que el inversor 2 se reactive, por lo que la presente invención se ha ideado para resolver el problema.

En un punto en el que una cantidad de carga comienza a reducirse (S32), no hay mucha diferencia entre una presión preestablecida y una presión realimentada por la carga 4 en muchos casos. En la actualidad, el aumento o disminución de la cantidad de control en la operación se repite de acuerdo con una ligera diferencia de presión en la carga 4. Sin embargo, cuando se varía la frecuencia de operación, puede determinarse si la operación en el punto correspondiente se encuentra en un estado normal o si se trata de una operación repetida en una situación de caudal cero. Por tanto, en el método de control de acuerdo con una realización de la presente invención, la entrada en un modo de reposo se determina comprobando una cantidad de carga real.

En concreto, con referencia a la Figura 3, cuando se reduce la cantidad de carga por debajo de un nivel de reposo (S32), se comprueba si ha transcurrido (S33) un tiempo correspondiente a un retardo de reposo.

Cuando la cantidad de carga está por debajo del nivel de reposo incluso después del retardo de reposo (S34), se determina que la cantidad de carga se ha reducido realmente. En concreto, la cantidad de carga puede volver a aumentar después del retardo de reposo, por lo que, en una realización de la presente invención, el motor 3 opera continuamente en un estado normal (S31).

Cuando la cantidad de carga de la carga 4 está por debajo del nivel de reposo incluso después del retardo de reposo (S34), el controlador 27 varía arbitrariamente la frecuencia de operación del motor 3 (S35). Cuando hay un cambio en la realimentación de la carga 4 (S36), el controlador 27 sigue operando el motor 3 en un estado normal. Por ejemplo, cuando se acelera una frecuencia de operación del motor 3, si se aumenta una realimentación de la carga 4, o cuando se desacelera la frecuencia de operación del motor 3, si se reduce una realimentación de la carga 4, el controlador 27 determina que el motor 3 se opera normalmente y continúa la operación en estado normal.

Aunque una frecuencia de operación del motor 3 se varía arbitrariamente (S35), si no hay cambios en la realimentación de la carga 4 (S36), el controlador 27 determina que el motor está en una operación sin carga, por lo que el inversor 2 entra en el modo de reposo (S37). En concreto, el inversor 2 está parado.

La Figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra un método para controlar un inversor de acuerdo con otra realización de la presente invención.

En una realización alternativa de la presente invención, las etapas S31 a S34 de la Figura 4 son las mismas que las de la Figura 3. En concreto, en un estado en el que el controlador 27 del inversor 2 opera el motor 3 en un estado normal, cuando se reduce una cantidad de carga de la carga 4 por debajo del nivel de reposo (S32), el controlador 27 comprueba si ha transcurrido (S33) un tiempo correspondiente a un retardo de reposo.

Cuando la cantidad de carga de la carga 4 sigue aún por debajo del nivel de reposo incluso después del retardo de reposo (S34), el controlador 27 acelera la frecuencia de operación del motor 3 (S41). En este caso, se incrementa una realimentación de la carga 4 (S42), y cuando la realimentación de la carga 4 se incrementa hasta un valor preestablecido, el controlador 27 comprueba de nuevo si la cantidad de carga de la carga 4 está por debajo del nivel de reposo (S43). Cuando la cantidad de carga de la carga 4 está por debajo del nivel de reposo (S43), el inversor entra en el modo de reposo (S44) y se detiene.

Cuando la cantidad de carga de la carga 4 no está por debajo del nivel de reposo en S43, el controlador 27 opera normalmente el motor 3 (S31).

De acuerdo con realizaciones de la presente invención, el motor, que se gira en vacío tras determinar que hay una carga real, se controla para entrar en el modo de reposo, ahorrando energía. Además, puede evitarse un error debido a una banda, que es problemático en la realimentación.

Por tanto, de acuerdo con realizaciones de la presente invención, se proporcionan condiciones óptimas de operación a un sistema en términos de ahorro de energía, por lo que se puede evitar una operación sensible de acuerdo con un cambio de una cantidad de carga.

Las realizaciones de la presente invención pueden implementarse mediante la grabación de un código de programa legible por ordenador en un medio de grabación legible por ordenador. Cuando las realizaciones de la presente invención se ejecutan usando el software, los elementos constituyentes de la presente invención son segmentos de código. El programa o los segmentos de código pueden almacenarse en un medio legible por un procesador de un ordenador o pueden transmitirse por una señal de datos informática combinada con una señal de onda portadora de un medio de transmisión o una red de comunicación.

El medio de grabación legible por ordenador incluye todos los tipos de dispositivos de grabación que almacenan datos legibles por sistemas informáticos. Entre los ejemplos del medio de grabación legible por ordenador se encuentra la ROM, ^rA^m, CD-ROM, cintas magnéticas, disquetes, dispositivos ópticos de almacenamiento de datos, y similares. El medio de grabación legible por ordenador puede distribuirse a través de sistemas informáticos acoplados en red, de modo que el código legible por ordenador pueda almacenarse y ejecutarse de forma distribuida.

Las realizaciones y ventajas anteriores son meramente ilustrativas y no deben considerarse como limitantes de la presente divulgación. Las presentes enseñanzas pueden aplicarse fácilmente a otros tipos de aparatos. Esta descripción pretende ser ilustrativa y no limitar el alcance de las reivindicaciones.

Ya que los presentes elementos pueden incorporarse en varias formas sin apartarse de las características de los mismos, debería entenderse además que las realizaciones antes descritas no están limitadas por ninguno de los detalles de la anterior descripción, a menos que se especifique lo contrario, sino que deberían considerarse ampliamente dentro de su alcance como se define en las reivindicaciones adjuntas, y por tanto todos los cambios y modificaciones que entran dentro de los límites y fronteras de las reivindicaciones pretenden por lo tanto abarcarse por las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para controlar un inversor (2) en un sistema que incluye una carga eléctrica (4), un motor (3) para accionar la carga (4), y el inversor (2) para operar el motor (3), comprendiendo el método:

cuando se reduce una cantidad de carga de la carga (4) por debajo de un nivel de reposo, comprobar si ha transcurrido un tiempo correspondiente a un retardo de reposo (S32, S33);

cuando la cantidad de carga de la carga (4) sigue por debajo del nivel de reposo incluso después del retardo de reposo, variar (S35) una frecuencia de operación del motor (3);

caracterizado por que la variación comprende decelerar;

comprendiendo además el método:

si, en respuesta a la variación de la frecuencia de operación, no hay cambios en una realimentación de la carga (4), controlar el inversor para que entre en un modo de reposo en donde el inversor está parado (S36, S37).

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además: cuando la cantidad de carga de la carga está por encima del nivel de reposo después del retardo de reposo, operar el motor en un estado normal (S31).

3. El método de la reivindicación 1, que comprende, además:

cuando la realimentación de la carga ha aumentado hasta el nivel predeterminado y la cantidad de carga de la carga está por encima del nivel de reposo, operar el motor en un estado normal (S31).

4. El método de la reivindicación 1 o la reivindicación 3, que comprende, además: cuando la cantidad de carga de la carga está por encima del nivel de reposo después del retardo de reposo, operar el motor en un estado normal (S31).

5. Un sistema que incluye una carga eléctrica (4), un motor (3) para accionar la carga (4), y un inversor (2) para operar el motor (3), en donde el sistema comprende un controlador (27) configurado para operar el inversor (2), y en donde el sistema está configurado para operar el inversor (2) de acuerdo con el método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.