ES2969153T3 - Motor eléctrico lineal que comprende un estator - Google Patents

Motor eléctrico lineal que comprende un estator Download PDF

Info

Publication number
ES2969153T3
ES2969153T3 ES21162459T ES21162459T ES2969153T3 ES 2969153 T3 ES2969153 T3 ES 2969153T3 ES 21162459 T ES21162459 T ES 21162459T ES 21162459 T ES21162459 T ES 21162459T ES 2969153 T3 ES2969153 T3 ES 2969153T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
stator
drive
electric motor
linear electric
segment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES21162459T
Other languages
English (en)
Inventor
Marek Michalczuk
Marcin Nikoniuk
Pawel Radziszewski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyper Poland Electro S A
Original Assignee
Hyper Poland Electro S A
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyper Poland Electro S A filed Critical Hyper Poland Electro S A
Application granted granted Critical
Publication of ES2969153T3 publication Critical patent/ES2969153T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/06Linear motors
    • H02P25/064Linear motors of the synchronous type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/006Controlling linear motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/06Linear motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
    • H02P27/14Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation with three or more levels of voltage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61BRAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61B13/00Other railway systems
    • B61B13/08Sliding or levitation systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Linear Motors (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Abstract

Motor eléctrico lineal (1) que comprende un estator (3) que comprende una pluralidad de segmentos de estator (3a, 3b,...3n) y un sistema de accionamiento que comprende al menos un par de unidades de accionamiento (4), una primera unidad de accionamiento (4a) de dicho par conectado a un primer segmento de estator (3a) y una segunda unidad de accionamiento (4b) de dicho par conectada a un segundo segmento de estator (3b) adyacente al primer segmento de estator, las unidades de accionamiento (4a, 4b) conectadas a un Fuente de voltaje CC (6), comprendiendo cada unidad de accionamiento una sección de circuito de entrada CC (14) y un inversor multinivel (7) conectado a la fuente de voltaje CC a través de la sección de entrada CC, comprendiendo el inversor multinivel una salida multifásica (10) conectados a bobinas (5) del correspondiente segmento del estator. La sección del circuito de CC de las unidades de accionamiento comprende al menos dos condensadores de enlace (C1, C2) conectados entre una línea de suministro de tensión positiva y negativa (V+, V-) y que tienen un punto medio (8) entre ellas. El punto medio del primer inversor multinivel (7a) está conectado a través de una conexión de puente (9) a un punto medio del segundo inversor multinivel (7b) de manera que los puntos medios del primer y segundo inversor multinivel Los inversores de nivel están en un potencial eléctrico común. El extremo de conexión del circuito de accionamiento (12) del primer inversor multinivel está dispuesto adyacente al extremo de conexión del circuito de accionamiento del segundo inversor multinivel (7b), o un extremo de conexión en estrella de las bobinas (5) de un primer segmento de estator. (3a) está colocado adyacente a un extremo de conexión en estrella (11) de un segundo segmento de estator (3b). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Motor eléctrico lineal que comprende un estator
La presente invención se refiere a un motor eléctrico lineal que tiene un estator largo y un homólogo móvil corto, en particular para la conducción de trenes, tranvías y otros vehículos a lo largo de vías, incluidas las vías de levitación magnética.
Un motor lineal de estator largo tiene una impedancia mayor que uno de estator más corto y plantea diversos problemas técnicos en el diseño del sistema de accionamiento. Los estatores de alta impedancia requieren convertidores electrónicos de energía de alta tensión para suministrar una elevada energía reactiva, tienen un bajo rendimiento y un mayor coste de fabricación. El sistema de accionamiento de un elemento motor móvil mucho más corto que la longitud del estator tiene una eficiencia muy baja, porque sólo la parte del estator que está cubierta por el elemento motor móvil está activa en la generación del empuje.
Con el fin de aumentar el rendimiento del sistema de accionamiento, por ejemplo para conducir vehículos como trenes a lo largo de la vía, es conocido separar el estator largo del motor lineal en segmentos de una longitud comparable (por ejemplo, de 1 a 3 veces) a la longitud del elemento móvil. La longitud del segmento depende de parámetros operativos como la velocidad, la frecuencia de funcionamiento, el empuje necesario y la aceleración.
Cada segmento se alimenta de un inversor de energía. Normalmente, para reducir el coste del sistema, el número de inversores es inferior al de segmentos. El variador de velocidad pasa al segmento adecuado siguiendo el movimiento del vehículo. Sin embargo, para evitar un vacío en la entrega de energía, durante el desplazamiento del vehículo de una sección a otra, se utilizan al menos dos inversores para alimentar dos segmentos consecutivos accionados por los elementos móviles del motor a medida que se desplaza de un segmento al segmento consecutivo.
Los inversores de energía multinivel en aplicaciones de accionamiento eléctrico ofrecen muchas ventajas en comparación con los inversores de dos niveles más comunes. Entre ellas se incluyen un bajo contenido de armónicos superiores de la corriente del estátor, una mayor eficiencia, menores requisitos para la tensión de bloqueo del transistor, una mejor distribución de las pérdidas y menores requisitos para el filtro de salida de CA. Los inversores de punto neutro (NPC) son la topología de inversores multinivel más utilizada en aplicaciones de alta energía. En la topología de tres niveles, el circuito de CC de entrada se divide en dos partes con un punto neutro NP situado entre dos condensadores de enlace. El mejor rendimiento del inversor se consigue con tensiones equilibradas en el circuito de CC. Sin embargo, la cuestión del equilibrado de la tensión se complica cuando el convertidor funciona con cargas reactivas elevadas, como ocurre en los motores de estator largo. Se conocen varias técnicas para mantener equilibradas las tensiones continuas, que pueden dividirse en dos categorías. El primero incluye algoritmos de modulación específicos, y el segundo, equipos de hardware adicionales. El inconveniente de los procedimientos de modulación es que tienen un intervalo limitado de funcionamiento efectivo, en particular, no son muy eficaces para el funcionamiento a alta tensión de salida. El inconveniente de utilizar hardware adicional para equilibrar las tensiones de CC es la mayor complejidad y coste del sistema.
En los documentos EP3528382, CN107395091 y US10454355 se describen ejemplos de motores eléctricos lineales con estatores largos. En los documentos EP3627677 y US10727774 se describen ejemplos de accionamientos de motor con inversores multinivel.
Un objeto de la invención es proporcionar un motor eléctrico lineal para aplicaciones que requieren un estator largo y una contraparte móvil corta, por ejemplo, para la conducción de trenes, tranvías y otros vehículos a lo largo de las vías, que sea rentable pero capaz de generar alta energía de manera eficiente.
Resulta ventajoso proporcionar un motor eléctrico lineal que sea fácil de accionar.
Resulta ventajoso proporcionar un motor eléctrico lineal que sea sencillo de instalar y manejar.
Resulta ventajoso proporcionar un motor eléctrico lineal que sea robusto y fiable.
Los objetos de la invención se han logrado proporcionando un estator para un motor eléctrico lineal según la reivindicación 1.
Se describe en esta invención un motor eléctrico lineal que comprende un estator que comprende una pluralidad de segmentos de estator y un sistema de accionamiento que comprende al menos un par de conjuntos de accionamiento, un primer conjunto de accionamiento de dicho par conectado a un primer segmento de estator y un segundo conjunto de accionamiento de dicho par conectado a un segundo segmento de estator adyacente al primer segmento de estator. Los conjuntos de accionamiento están conectados a una fuente de tensión de CC; cada conjunto de accionamiento comprende una sección de circuito de entrada de CC y un inversor multinivel conectado a la fuente de tensión de CC a través de la sección de circuito de entrada de CC; el inversor multinivel comprende una salida multifásica conectada a un extremo de conexión del circuito de accionamiento (12) de las bobinas del segmento del estator correspondiente.
La sección del circuito de entrada de CC de cada conjunto de accionamiento comprende al menos dos condensadores de enlace conectados en serie entre una línea de alimentación de tensión positiva y una negativa (V+, V-) y con un punto medio entre ambas. El punto medio del primer inversor multinivel está conectado mediante una conexión en puente al punto medio del segundo inversor multinivel, de forma que los puntos medios del primer y del segundo inversor multinivel se encuentran a un potencial eléctrico común. El extremo de conexión del circuito de accionamiento del primer inversor multinivel está situado junto al extremo de conexión del circuito de accionamiento del segundo inversor multinivel, o un extremo de conexión en estrella de las bobinas del primer segmento del estator está situado junto a un extremo de conexión en estrella del segundo segmento del estator.
En una realización ventajosa, cada segmento del estator comprende una disposición de bobina trifásica.
En una realización ventajosa, el primer conjunto de accionamiento está conectado a una pluralidad de segmentos de estator impares sucesivos y el segundo conjunto de accionamiento está conectado a una pluralidad de segmentos de estator pares, intercalándose los segmentos de estator pares e impares, estando los segmentos de estator conectados al accionamiento correspondiente mediante interruptores que se conectan y desconectan en función del paso del elemento motor móvil de un segmento de estator al siguiente.
En una realización ventajosa, el primer y el segundo inversor multinivel son inversores de tres niveles.
En otras realizaciones, el primer y el segundo inversor multinivel pueden ser inversores con más de tres niveles, por ejemplo con cinco niveles.
En una realización ventajosa, el sistema de accionamiento eléctrico lineal comprende una pluralidad (n) de dicho par de conjuntos de accionamiento.
En una realización ventajosa, dicha pluralidad (n) de pares de conjuntos de accionamiento es de tres o más.
En una realización ventajosa, el sistema de accionamiento está configurado para controlar al menos un inversor multinivel como equilibrador externo para compensar las oscilaciones de tensión en las secciones de entrada de CC de al menos un par de inversores multinivel activos que generan empuje.
En una realización, una longitud Ls de cada segmento del estator es mayor que una longitudLmde un elemento motor móvil del motor eléctrico lineal.
En una realización alternativa, una longitud Ls de cada segmento del estator es inferior a una longitudLmde un elemento motor móvil del motor eléctrico lineal. En particular, la longitudLmdel elemento móvil del motor eléctrico lineal puede ser superior a dos veces la longitud Ls de cada segmento del estator.
Otros objetos y características ventajosas de la invención resultarán evidentes a partir de las reivindicaciones, de la descripción detallada y de los dibujos adjuntos, donde:
La Figura 1 es un esquema de un circuito de la técnica anterior de una sección de un estator largo, que muestra dos segmentos de estator consecutivos y dos accionamientos de inversor de tres niveles, cada segmento de estator conectado a uno de los accionamientos de inversor de tres niveles;
La Figura 2 muestra gráficos, a lo largo del tiempo, de las corrientes de salida y las fluctuaciones de la tensión en los condensadores de enlace en la porción del circuito de CC de los dos inversores de los accionamientos de la Figura 1;
Las Figuras 3a y 3b muestran cada una un esquema de un circuito de una sección de un estator largo, mostrando dos segmentos de estator consecutivos conectados cada uno a uno de un par de accionamientos de inversor de tres niveles, según realizaciones de la invención;
La Figura 4 muestra gráficos, a lo largo del tiempo, de las corrientes de salida y las fluctuaciones de la tensión en los condensadores de enlace en la porción del circuito de CC de los dos inversores de los accionamientos de las Figuras 3a y 3b según las realizaciones de la invención;
La Figura 5 muestra un esquema de un circuito de una sección de un estator largo, mostrando una pluralidad de segmentos de estator consecutivos conectados cada uno a un accionamiento inversor de tres niveles de un par similar a la configuración de las figuras 3a y 3b;
La Figura 5a muestra la secuencia de conmutación de los sucesivos segmentos del estator de la realización de la figura 5;
La Figura 5b muestra gráficos, a lo largo del tiempo, de las corrientes de salida y las fluctuaciones de la tensión en los condensadores de enlace en la porción del circuito de CC de los inversores de los accionamientos de la Figura 5<;>
Las Figuras 6a y 5b muestran cada una un esquema de un circuito de una sección de un estator largo, mostrando dos segmentos de estator consecutivos conectados cada uno a un accionamiento inversor multinivel de un par de accionamientos, según realizaciones de la invención, cada accionamiento con más de tres niveles, por ejemplo, un accionamiento inversor de 5 niveles, o un accionamiento inversor de 7 niveles;
La Figura 7 muestra gráficos, a lo largo del tiempo, de las corrientes de salida y las fluctuaciones de la tensión en los condensadores de enlace en la porción del circuito de CC de los inversores de los accionamientos de las figuras 6a y 6b según las realizaciones de la invención;
La Figura 8 muestra un esquema de un circuito de una sección de un estator largo, que muestra una pluralidad de segmentos de estator consecutivos, y una pluralidad n de pares de accionamientos de inversor multinivel, cada segmento de estator conectado a un accionamiento de inversor multinivel de uno de la pluralidad de pares, junto con un gráfico que muestra la secuencia de conmutación de segmentos de estator sucesivos, por lo que hay una pluralidad de accionamientos de inversor multinivel según una realización de la invención.
Si nos remitimos a las figuras, comenzando por las figuras 1 y 2, se ilustra un diagrama esquemático del circuito de un motor eléctrico convencional 1'. El motor eléctrico lineal 1' comprende un estator 3' que tiene una pluralidad de segmentos de estator 3a', 3b', etc. (otros segmentos no mostrados) conectados a inversores multinivel 7', un primer inversor multinivel 7a' conectado a un primer segmento de estator 3a' y un segundo inversor multinivel 7b' conectado a un segundo segmento de estator 3b'. Un conjunto de accionamiento 4' del estator 3' comprende al menos dos inversores multinivel 7', incluyendo un primer inversor multinivel 7a' y un segundo inversor multinivel 7b'. El primer y el segundo inversor multinivel son idénticos y cada uno está conectado a un segmento del estator 3a', 3b' respectivamente. Cada uno de los inversores multinivel 7a', 7b' puede estar conectado a una pluralidad de segmentos de estator (no mostrados) a través de conmutadores, de manera que un inversor multinivel 7' puede utilizarse para accionar sucesivamente segmentos de estator sucesivos en función del avance del elemento motor móvil 2' del motor eléctrico lineal a medida que avanza a lo largo del estator largo del motor eléctrico lineal.
En el sistema convencional ilustrado en la Figura 1, los segmentos del estator están dispuestos sucesivamente y son esencialmente idénticos y orientados todos de la misma manera.
Si nos remitimos a la figura 2, se ilustran las corrientes de salida del primer y segundo inversores para cada una de las tres fases del estator convencional. A medida que el elemento móvil del motor es impulsado a lo largo del segmento del estator, la energía reactiva provoca una oscilación en la tensión a través de cada uno de los condensadores de enlace C1' y C2'. Aunque la tensión de CC total es constante, las oscilaciones de tensión a través de los condensadores de enlace de CC C1', C2' deterioran la calidad de la corriente de salida y, por tanto, el empuje, y dan lugar a una utilización menos eficaz del intervalo de tensión del circuito de CC.
Haciendo referencia ahora a las figuras 3 y 4, se ilustran realizaciones de la invención que superan el inconveniente antes mencionado de los sistemas de accionamiento lineal convencionales. El motor eléctrico lineal 1 comprende un estator 3 que tiene una pluralidad de segmentos de estator 3a, 3b, conectados a inversores multinivel 7, un primer inversor multinivel 7a conectado a un primer segmento de estator 3a y un segundo inversor multinivel 7b conectado a un segundo segmento de estator 3b.
Un conjunto de accionamiento 4 del estator 3 comprende al menos dos inversores multinivel 7, incluyendo un primer inversor multinivel 7a y un segundo inversor multinivel 7b. El primer y el segundo inversor multinivel están conectados cada uno a un segmento estator separado 3a, 3b respectivamente. Cada uno de los inversores multinivel 7a, 7b está conectado a una pluralidad de segmentos del estator a través de conmutadores, de manera que el primer inversor multinivel 7a se utiliza para accionar sucesivos segmentos del estator de número impar y el segundo inversor multinivel 7b se utiliza para accionar sucesivos segmentos del estator de número par, en función del avance del elemento motor móvil 2 del motor eléctrico lineal a medida que avanza a lo largo del estator.
Por ejemplo, el elemento motor móvil puede comprender imanes permanentes o electroimanes montados en una locomotora de un tren o elemento de una grúa, un robot, o cualquier otra maquinaria que tenga un estator lineal largo y un elemento motor móvil relativamente corto accionado a lo largo del mismo.
Según la invención, los puntos medios 8 entre los condensadores de enlace de CC C1 y C2 del primer y segundo inversores multinivel 7a, 7b están interconectados mediante una conexión de puente de punto medio 9. Las líneas de alimentación de tensión positiva y negativa V+, V- del primer y segundo inversor multinivel 7a, 7b también están conectadas entre sí.
La salida multifásica 10 de los inversores está conectada a los devanados o bobinas 5 de cada segmento del estator 3a, 3b. El otro extremo de las bobinas 5 del accionamiento multifásico, en este ejemplo un accionamiento trifásico, comprende tres bobinas que están conectadas en sus extremos terminales en una conexión en estrellaper sebien conocida en la técnica. Sin embargo, en la invención, los devanados del estator 5 se conectan de forma alterna, de manera que las conexiones de los devanados 3 de los segmentos 3 del estator adyacentes se disponen para formar una configuración opuesta, como se ve mejor en las figuras 3a y 3b. De este modo, los sucesivos segmentos de estator 3a, 3b alimentados desde dos inversores diferentes 7a, 7b se disponen uno al lado del otro en simetría de imagen especular, bien con los lados con terminales de entrada 12 uno al lado del otro, como se muestra en la figura 3a, bien con los extremos de conexión en estrella uno al lado del otro, como se muestra en la figura 3b. Estas disposiciones opuestas se encuentran entonces en un estator largo con una pluralidad de segmentos como se ve mejor en la figura 5. La disposición opuesta conduce a la generación de energía reactiva con tensiones de signos opuestos (direcciones opuestas) en segmentos de estator adyacentes 3a, 3b a medida que el elemento de motor móvil 9 pasa sucesivamente de un estator 3a al siguiente estator adyacente 3b, de tal forma que las oscilaciones de tensión se anulan entre sí, al menos parcialmente, reduciendo así la pérdida de energía y aumentando la eficiencia.
La configuración del circuito de las realizaciones de la invención tiene el efecto de reducir significativamente las variaciones de tensión en la porción del circuito de CC del conjunto de accionamiento 4 a través de los condensadores de enlace C1, C2 como se ilustra en la figura 4, lo que lleva a una mayor eficiencia y energía que un sistema convencional.
La figura 4 ilustra una situación ideal, sin embargo, cuando el elemento móvil del motor pasa de un segmento del estator a un segmento sucesivo del estator, como se muestra en la figura 5, el paso del elemento móvil del motor de un segmento al segmento siguiente, que se conmutan sucesivamente de forma solapada, como se ve mejor en la figura 5, provoca cierta oscilación de tensión a través de los condensadores de enlace, como se ilustra en la figura 5b, sin embargo, de amplitud significativamente menor que en la configuración convencional.
Un inversor de tres niveles constituye la realización preferida de la invención en vista de la mayor simplicidad del circuito de accionamiento; no obstante, la invención puede emplearse según principios similares en inversores de cinco niveles o de niveles superiores, como se ilustra en las figuras 6 y 7. En un inversor multinivel con cinco o más niveles, como se ilustra en las figuras 6a y 6b, los puntos medios 8 entre los condensadores de enlace correspondientes C1, C2, C3, ...Cn están interconectados con conexiones puente 9 según el mismo principio que el inversor de tres niveles descrito anteriormente y las líneas de alimentación de tensión V+, V- también están interconectadas.
La figura 8 ilustra un ejemplo de secuencia de conmutación de un segmento al siguiente en un sistema que utiliza una pluralidad n de pares de inversores multinivel. En el presente ejemplo, los inversores son inversores de tres niveles, pero también podrían ser inversores de niveles superiores, por ejemplo, los inversores multinivel descritos en relación con la figura 6. En la figura 8 se presentan las señales de conmutación para el caso en que la longitud del elemento móvilLmes mayor que la longitud del segmento del estator Ls y el número de pares de inversores multinivel es mayor que el número de segmentos activos del estator. Esta configuración ofrece más posibilidades de compensar el desequilibrio de tensión en las secciones de entrada de CC de los inversores multinivel activos utilizando inversores multinivel no activos como equilibrador externo. Por ejemplo, para un sistema de accionamiento que comprende tres pares de inversores multinivel (es decir, seis inversores multinivel) y una longitud de elemento móvilLmentre dos y tres longitudes de segmento de estatorLs (2Ls<Lm < 3Ls),dos pares de inversores multinivel (es decir, cuatro inversores multinivel) pueden estar activos en términos de generación de empuje y un par de inversores multinivel (es decir, dos inversores multinivel) puede utilizarse para compensar las oscilaciones de tensión. Esto es especialmente ventajoso porque los inversores que no participan en la generación de empuje no se ven afectados por la calidad de la corriente de salida y, por lo tanto, pueden controlarse para compensar el desequilibrio de tensión con mayor eficacia.
Lista de referencias
[0035]
Motor eléctrico lineal 1
Elemento móvil 2
Imanes permanentes
Estator 3
Sistema de accionamiento
Conjunto de accionamiento 4
Fuente de tensión de CC 6
Sección de entrada de CC 14
Inversores multinivel 7
Primer inversor multinivel 7a
Segundo inversor multinivel 7b
Condensadores de enlace C1, C2
Punto medio (punto neutro NP para un inversor de 3 niveles) 8
Conexión de puente de medio punto (puente NP para inversor de 3 niveles) 9
Salida multifase 10
Conmutadores 13
Segmento estator 3a, 3b, ... 3n
Bobinas 5
Extremo de conexión en estrella 11
Extremo de conexión del circuito de accionamiento 12
Armadura
Longitud del segmento estatorLs
Longitud del elemento móvilLm

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1.Motor eléctrico lineal(1) que comprende un estator (3) con una pluralidad de segmentos de estator (3a, 3b, ... 3n) y un sistema de accionamiento que comprende al menos un par de conjuntos de accionamiento (4), un primer conjunto de accionamiento (4a) de dicho par conectado a un primer segmento del estator (3a) y un segundo conjunto de accionamiento (4b) de dicho par conectado a un segundo segmento del estator (3b) adyacente al primer segmento del estator, los conjuntos de accionamiento (4a, 4b) conectados a una fuente de tensión de CC (6), comprendiendo cada conjunto de accionamiento una sección del circuito de entrada de CC (14) y un inversor multinivel (7) conectado a la fuente de tensión de CC a través de la sección del circuito de entrada de c C, el inversor multinivel que comprende una salida multifásica (10) conectada a un extremo de conexión del circuito de accionamiento (12) de las bobinas (5) del segmento del estator correspondiente, la sección del circuito de entrada de CC de cada conjunto de accionamiento que comprende al menos dos condensadores de enlace (C1, C2) conectados en serie entre una línea de alimentación de tensión positiva y una negativa (V+, V-) y que tiene un punto medio (8) entre ellas, el inversor multinivel del primer conjunto de accionamiento es un primer inversor multinivel y el inversor multinivel del segundo conjunto de accionamiento es un segundo inversor multinivel,caracterizado porqueel punto medio del primer inversor multinivel (7a) está conectado mediante una conexión en puente (9) al punto medio del segundo inversor multinivel (7b) de tal manera que los puntos medios del primer inversor multinivel y del segundo están a un potencial eléctrico común, yporqueel extremo de conexión del circuito de accionamiento (12) de las bobinas conectadas al primer inversor multinivel está dispuesto adyacente al extremo de conexión del circuito de accionamiento de las bobinas conectadas al segundo inversor multinivel (7b), o un extremo de conexión en estrella de las bobinas (5) del primer segmento del estator (3a) está situado adyacente a un extremo de conexión en estrella (11) del segundo segmento del estator (3b).
2.Motor eléctrico linealsegún la reivindicación 1, donde cada segmento del estator comprende una disposición de bobina trifásica.
3.Motor eléctrico linealsegún cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el primer conjunto de accionamiento (4) está conectado a una pluralidad de segmentos de estator impares sucesivos (3a, 3c, 3e....) y el segundo conjunto de accionamiento (4b) está conectado a una pluralidad de segmentos pares del estator (3b, 3d, 3f), intercalándose los segmentos pares e impares del estator, estando los segmentos del estator conectados al accionamiento correspondiente mediante interruptores (13) que se conectan y desconectan según el paso del elemento móvil del motor (2) de un segmento del estator al siguiente.
4.Motor eléctrico linealsegún cualquier reivindicación anterior, donde el primer y segundo inversores multinivel son inversores de tres niveles.
5.Motor eléctrico linealsegún cualquiera de las reivindicaciones 1-3 anteriores, donde el primer y segundo inversores multinivel son inversores con más de tres niveles, por ejemplo con cinco niveles.
6.Motor eléctrico linealsegún cualquier reivindicación anterior que comprende una pluralidad (n) de dicho par de conjuntos de accionamiento.
7.Motor eléctrico linealsegún la reivindicación anterior donde dicha pluralidad (n) de pares de conjuntos de accionamiento es de tres o más.
8.Motor eléctrico linealsegún cualquiera de las dos reivindicaciones directamente anteriores, donde el sistema de accionamiento está configurado para controlar al menos un inversor multinivel como equilibrador externo para compensar las oscilaciones de tensión en las secciones de entrada de CC de al menos un par de inversores multinivel activos que generan empuje.
9.Motor eléctrico linealsegún cualquier reivindicación anterior, donde una longitudLsde cada segmento del estator es mayor que una longitudLmde un elemento móvil del motor del motor eléctrico lineal.
10.Motor eléctrico linealsegún cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-8, donde una longitudLsde cada segmento del estator es menor que una longitudLmde un elemento móvil del motor del motor eléctrico lineal.
11.Motor eléctrico linealsegún la reivindicación anterior, donde la longitudLmdel elemento móvil del motor eléctrico lineal es mayor que dos veces la longitudLsde cada segmento del estator.
ES21162459T 2021-03-12 2021-03-12 Motor eléctrico lineal que comprende un estator Active ES2969153T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21162459.8A EP4057495B1 (en) 2021-03-12 2021-03-12 Linear electric motor comprising a stator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2969153T3 true ES2969153T3 (es) 2024-05-16

Family

ID=74874644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES21162459T Active ES2969153T3 (es) 2021-03-12 2021-03-12 Motor eléctrico lineal que comprende un estator

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11973446B2 (es)
EP (1) EP4057495B1 (es)
CN (1) CN116982249A (es)
ES (1) ES2969153T3 (es)
PL (1) PL4057495T3 (es)
WO (1) WO2022189310A1 (es)

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012203528A1 (de) * 2012-03-06 2013-09-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fahrzeug mit elektrischer Maschine und Verfahren zum Betreiben dieser
EP3077316A4 (en) * 2013-12-05 2017-09-13 Otis Elevator Company Motor drive for linear machines with distributed windings
EP3107195A1 (de) * 2015-06-16 2016-12-21 InDriveTec AG Linearmotorantriebssystem
US10727774B2 (en) * 2016-03-11 2020-07-28 General Atomics Multi-level high-speed adjustable speed drive
CN205647283U (zh) * 2016-03-22 2016-10-12 山东大学 一种采用shepwm的多台t型三电平逆变器并联系统
AT520089B1 (de) * 2017-06-29 2019-01-15 B & R Ind Automation Gmbh Langstatorlinearmotor und Verfahren zum Bewegen einer Transporteinheit eines Langstatorlinearmotors
CN107395091B (zh) * 2017-07-24 2019-05-31 东南大学 一种直线电机牵引系统定位力削减方法
US10164555B1 (en) * 2018-02-14 2018-12-25 Rockwel Automation Technologies, Inc. Virtual mid-bus generation in a power system for industrial control
EP3547512A1 (en) * 2018-03-28 2019-10-02 KONE Corporation Electric linear motor
EP3627677A1 (en) * 2018-09-18 2020-03-25 Drivetek AG Multi-level inverter

Also Published As

Publication number Publication date
EP4057495C0 (en) 2023-10-18
CN116982249A (zh) 2023-10-31
EP4057495A1 (en) 2022-09-14
US20240097591A1 (en) 2024-03-21
WO2022189310A1 (en) 2022-09-15
EP4057495B1 (en) 2023-10-18
PL4057495T3 (pl) 2024-04-22
US11973446B2 (en) 2024-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101264884B1 (ko) 전기 모터 시스템
US9036379B2 (en) Power converter based on H-bridges
US10439506B2 (en) Matryoshka converter
ES2664494T3 (es) Procedimiento para controlar un convertidor de potencia multifásico con almacenamiento de energía distribuido a bajas frecuencias de salida
JP5974516B2 (ja) 5レベル電力変換装置
EP0852425B1 (en) Power converter and power converting method
US9214878B2 (en) Multilevel power converter circuit
US5703457A (en) Power supply to a stator of a polyphase reluctance machine
CN108292896B (zh) 中压无变压器多电平变换器及用于控制中压无变压器多电平变换器的方法
ES2346772T3 (es) Convertidores matriarcales.
Nallamekala et al. A fault-tolerant dual three-level inverter configuration for multipole induction motor drive with reduced torque ripple
ES2735723T3 (es) Convertidor de potencia multinivel
KR960004060A (ko) 전기차용 전력 변환장치
JP2007325480A (ja) パワー集積化回路
ES2969153T3 (es) Motor eléctrico lineal que comprende un estator
RU2741318C1 (ru) Устройство преобразования мощности и электрическое железнодрожное транспортное средство, оборудованное устройством преобразования мощности
US20090016089A1 (en) Electromechanical power transfer system with even phase number dynamoelectric machine and three level inverter
JP2016226223A (ja) 7レベル電力変換器
EP3966909A1 (en) A system and method for supplying ac driving voltages to a plurality of electric motors by using a modular energy storage direct converter system
CN108418386B (zh) 大功率直线电磁加速系统
JP2018029412A (ja) 電力変換装置、および電力変換システム
JP5040249B2 (ja) 電力変換装置
JP2021090274A (ja) 多相電動機駆動装置
CN114466765B (zh) 中间电路和具有中间电路的车辆侧充电电路
EP1096658A2 (en) Permanent magnet 2-phase DC-brushless motor