ITRM990603A1 - Dispositivo e procedimento di controllo per produrre una coppia frenante in un complesso motore in corrente alternata. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di Brevetto d'invenzione, avente per titolo:

"Dispositivo e procedimento di controllo per produrre una coppia frenante in un complesso motore in corrente alternata"

La presente invenzione si riferisce alla frenatura di un motore e del suo carico associato in un complesso di pilotaggio per motore in corrente alternata- Il complesso di pilotaggio del motore utilizza un controllo di frequenza regolabile per almeno una porzione del controllo di un motore in corrente alternata. Esso è particolarmente adattabile ai complessi di pilotaggio di tipo non rigenerativo.

I complessi di pilotaggio a frequenza variabile sono stati spesso usati per variare la velocità di un motore ad induzione in corrente alternata. Tali complessi di pilotaggio possono operare da una alimentazione di energia elettrica in corrente alternata a frequenza fissa disponibile da una attrezzatura elettrica per creare per il motore una potenza di uscita a frequenza variabile. Tali complessi di pilotaggio possono utilizzare dei semiconduttori di potenza, controllati come interruttori aperto (ON) o chiuso (OFF) per fornire un controllo di velocità regolabile. Molti di questi complessi di pilotaggio possono permettere soltanto un flusso di potenza nel motore. Come risultato, essi non possono fornire una frenatura a ricupero o rigenerativa. Fra i complessi di pilotaggio non rigenerativi, molti utilizzano una conversione di potenza in due stadi. Il primo stadio converte la potenza di ingresso in corrente alternata in una sorgente in corrente continua intermedia. Il secondo stadio utilizza interruttori a semiconduttore per agire come un invertitore che converte l'energia elettrica in corrente continua in una uscita in corrente alternata a frequenza regolabile. E' pratica comune quella secondo la quale il secondo stadio o stadio di uscita di conversione da corrente continua a corrente alternata sia capace di far passare la potenza nominale nell'uno o nell'altro senso. Tuttavia, molto spesso i circuiti usati nel primo stadio o stadio di ingresso di conversione da corrente alternata a corrente continua sono soltanto capaci di far passare energia in una direzione, precisamente dalla linea in corrente alternata di arrivo all'uscita di allacciamento in corrente continua.

In molti casi, la applicazione del complesso di pilotaggio del motore richiede un flusso di potenza occasionale nel senso opposto, per esempio per frenare o decelerare un carico di forte inerzia. In tali casi, è pratica comune quella di aggiungere un resistere di potenza ed un altro interruttore a semiconduttore in una disposizione di frenatura dinamica. In tale disposizione, l'interruttore può collegare il resistore attraverso la tensione di allacciamento in corrente continua per assorbire l'energia di ritorno dalla conversione da corrente continua a corrente alternata. La frenatura dinamica utilizza un resistore che assorbe l'energia che è stata accumulata nel motore e nell'inerzia del carico. L'energia derivante dal carico viene convertita in calore nel resistore. La frenatura rigenerativa basata sull'impiego di resistori richiede un interruttore per elevata corrente che può essere costituito da semiconduttori e da un resistore di dimensione sufficiente per assorbire il calore generato.

In altre soluzioni nelle quali si richiede una frenatura del motore, il controllo può essere progettato in modo da rigenerare la potenza di frenatura, alimentando l'energia elettrica o potenza in ritorno alla linea in arrivo in corrente alternata. Nei casi in cui vi è un convertitore di ingresso da corrente alternata a corrente continua, il convertitore da corrente alternata a corrente continua può essere progettato con l'impiego di ulteriori interruttori a semiconduttori per rendere il convertitore capace di far passare energia in ambedue le direzioni. Tuttavia, questo procedimento è anche più costoso, dato che richiede ulteriori dispositivi di commutazione per gestire la elevata corrente. Poiché i complessi di pilotaggio a potenza superiore generalmente utilizzano corrente trifase, i procedimenti di cui sopra per fornire la frenatura possono richiedere un maggior numero di interruttori, poiché si desidera che tutte le tre fasi siano bilanciate. Una tale frenatura dinamica o frenatura a rigenerazione può essere costosa a causa della necessità di ulteriori elementi circuitali di potenza.

Quando il requisito del flusso di potenza in senso inverso è infrequente o modesto, alcuni complessi di pilotaggio hanno evitato questi costi utilizzando la corrente di uscita dell'alimentatore di energia elettrica a frequenza zero, essenzialmente una alimentazione elettrica in corrente continua agli avvolgimenti del motore. Ciò crea un campo magnetico stazionario nell'interspazio o traferro di aria del motore. Quando gli avvolgimenti rotorici girevoli interagiscono con questo campo, una tensione viene indotta negli avvolgimenti e provoca un flusso di corrente nel rotore. Le correnti rotoriche, a loro volta, interagiscono con il campo magnetico per produrre una coppia frenante negativa. Una tale soluzione è talvolta denominata "frenatura ad iniezione in corrente continua". Nei complessi di pilotaggio nei quali le funzioni di controllo vengono eseguite in un microprocessore guidato da un software, l'iniezione della corrente alternata non introduce ulteriori componenti ed aggiunge uno scarso costo supplementare al costo del complesso di pilotaggio di base. Tuttavia, vi sono due inconvenienti specifici per la frenatura basata sulla iniezione di corrente continua. Il primo inconveniente è che la coppia disponibile a velocità elevate è molto bassa. Ciò è dovuto all'elevato scorrimento nel motore ed alla consequenziale scarsa coppia disponibile per ampere. Per. esempio, se la corrente continua iniettata viene limitata al 100% della corrente nominale del motore (per proteggere il complesso di pilotaggio), la coppia prodotta alla velocità nominale può anche essere soltanto il 3% della coppia nominale del motore. Il secondo inconveniente è costituito dal fatto che il controllo non può stimare la velocità del motore mentre si verifica l'iniezione della corrente continua; in tal modo, se si desidera un improvviso ritorno alla coppia di avanzamento mentre il motore è in corso di rotazione, è necessario un ritardo per rideterminare la velocità del motore prima che una tensione in corrente alternata a frequenza regolabile con funzione acceleratrice possa ancora essere applicata ai terminali del motore. La frenatura basata sulla iniezione di corrente continua, pertanto, non è desiderabile quando si richiedono elevati livelli di coppia frenante in coincidenza o in prossimità della normale velocità di funzionamento, neanche nel caso in cui si desideri frenare soltanto il motore ad una velocità di funzionamento inferiore diversa da zero.

La presente invenzione per frenare un motore elettrico in corrente alternata si riferisce ad un mezzo elettrico per fornire la coppia frenante, in contrapposizione alla frenatura meccanica o per attrito. Uno scopo dell'invenzione può essere quello di fornire uno schema di frenatura elettrica che possa essere realizzato in modo da fornire elevati livelli di coppia frenante alla velocità nominale. Un altro scopo dell'invenzione può essere quello di fornire una coppia frenante in convertitori non rigenerativi, senza la necessità di utilizzare ulteriori dispositivi a semiconduttore costosi. Un altro scopo della invenzione può essere quello dì fornire un mezzo per dissipare l'energia di frenatura sotto forma di calore, senza la necessità di resistori di frenatura dinamica. Lo scopo dell'invenzione è quello di fornire un procedimento di frenatura elettrica ad elevata coppia che possa essere utilizzato poco frequentemente come un mezzo per ridurre la velocità del motore.

Alcune preferite forme di realizzazione della invenzione utilizzano almeno una unità di conversione di energia elettrica avente un convertitore di ingresso da corrente alternata a corrente continua ed un convertitore di uscita da corrente continua a corrente alternata con frequenza regolabile. Un tale tipo di complesso di pilotaggio è descritto nel brevetto statunitense 5.625.545 e questo brevetto viene citato nella presente a titolo di riferimento.

In alcuni apparecchi di collaudo della tecnica precedente (per esempio Grantham et al; "Dynamic Braking of Induction Motors" (Frenatura dinamica di motori ad induzione), Journal of Electrical and Electronics Engineering Australia, Voi. 6, No. 3, Settembre 1986) frequenze multiple vengono applicate ad un motore in corrente alternata per simulare il carico durante il collaudo. Un tale apparecchio di collaudo non utilizza le frequenze multiple iniettate per controllare la velocità di un motore, per esempio per frenare la velocità di un motore in corso di rotazione per portarla ad una velocità inferiore oppure all' arresto.

Altri, -specificamente Jansen et al nel brevetto statunitense 5.729.113, utilizzano due frequenze in un controllo PWM per la rivelazione ed il calcolo della velocità.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE

Quando si desidera ridurre la velocità di un motore in corrente alternata mediante applicazione di una coppia frenante derivante da un complesso di pilotaggio a frequenza variabile, i procedimenti usuali utilizzano una frenatura dinamica con un resistore oppure un circuito di potenza rigenerativo. La invenzione consiste nel fornire una coppia frenante ad un motore in corrente alternata mediante la simultanea applicazione di due diverse frequenze al motore quando si desidera la frenatura. Il risultato è che l'energia usata per frenare il motore/l'inerzia del carico viene dissipata nello stesso motore. Non sì richiede alcun resistore esterno di frenatura, neanche si richiede un circuito di potenza completamente rigenerativo. Essa è particolarmente desiderabile quando utilizzata con un circuito di potenza non rigenerativo. Le pulsazioni di coppia vengono prodotte sulla differenza fra la frequenza normale e la frequenza di frenatura induttrice di perdita, però con appropriato controllo, essa può essere mantenuta ad una frequenza di pulsazione generalmente costante. La frequenza di pulsazione può essere scelta in modo da essere non critica e può essere regolabile per "sintonizzare" il controllo di frenatura ad un apparecchio specifico. Nei complessi di pilotaggio aventi una uscita controllabile, l'ammontare della frenatura può anche essere controllato. L'invenzione permette di stimare la velocità del motore anche durante l'operazione di frenatura.

DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La Figura la mostra un circuito di pilotaggio in corrente alternata a frequenza regolabile modulare per più elevati livelli di potenza, simile a quello rappresentato nel brevetto statunitense 5.625.545. Tuttavia, la Figura la comprende dei controlli per fornire una frenatura elettrica al motore ad induzione. La Figura lb mostra i dettagli delle celle di potenza o di alimentazione della Figura la.

La Figura 2 rappresenta un tipico complesso di pilotaggio in corrente alternata a frequenza regolabile non modulare, comunemente usato per livelli di potenza inferiori, ma avente un controllo di frenatura elettrico.

La Figura 3 rappresenta uno schema che mostra un circuito equivalente al lato di carico di un complesso di pilotaggio in corrente alternata che produce delle semplici sinusoidi.

La Figura 4 rappresenta un circuito equivalente al lato di carico di un complesso di pilotaggio in corrente alternata che produce due sinusoidi simultanee .

La Figura 5 rappresenta un grafico che mostra le perdite in funzione della frequenza della tensione induttrice di perdite in un motore ad induzione in corrente alternata da 1.000 HP.

La Figura 6 rappresenta la assegnazione delle tensioni normali ed induttrici di perdita in funzione della velocità per fornire le prestazioni di frenatura ottimali.

La Figura 7 rappresenta le correnti normali ed induttrici di perdita in funzione della velocità risultanti dalla assegnazione di tensione della Figura 6.

La Figura 8 rappresenta le coppie normali, induttrici di perdita e totali in funzione di velocità, derivanti dalla allocazione di tensione della Figura 6.

La Figura 9 confronta la coppia di frenatura disponibile con la presente invenzione alla iniezione di corrente alternata.

La Figura 10 è una rappresentazione schematica di una preferita forma di realizzazione del controllo che utilizza lo schema di frenatura elettrica della presente invenzione.

La Figura 11 è una rappresentazione schematica di una alternativa forma di realizzazione di controllo che utilizza lo schema di frenatura elettrica della presente invenzione.

La Figura 12 rappresenta un'altra forma di realizzazione di una seconda alternativa forma di realizzazione di controllo che utilizza lo schema di frenatura elettrica della presente invenzione.

La Figura 13 rappresenta un'altra forma di realizzazione di una terza forma di realizzazione alternativa di controllo che utilizza lo schema di frenatura elettrica della presente invenzione con una modulazione del vettore spaziale.

La Figura 14 rappresenta un grafico sperimentale dei segnali di comando, della velocità del motore e della corrente.

La Figura 15 rappresenta un grafico espanso dei segnali della Figura 14.

La Figura 16 rappresenta un diagramma di una forma di realizzazione di un tipo di schema di controllo .

DESCRIZIONE DELLE FORME DI REALIZZAZIONE

Mentre l'invenzione verrà descritta così come essa può essere utilizzata su una specifica topologia di pilotaggio, come rappresentata nella Figura 1 o nella Figura 2, deve essere compreso che lo apparecchio ed il procedimento della presente invenzione possono essere utilizzati in altre configurazioni di pilotaggio in corrente alternata. I complessi di pilotaggio rappresentati nella Figura 1 e nella Figura 2 sono non rigenerativi e pertanto presentano certi requisiti vantaggiosi per la utilizzazione della invenzione, è chiaro che l'invenzione può essere utilizzata su altre configurazioni e topografie di pilotaggio.

La Figura 1 rappresenta un complesso di pilotaggio in corrente alternata modulare avente un trasformatore di arrivo 2. Gli avvolgimenti primari 1 eccitano un numero di avvolgimenti secondari 3-11. L'uscita di ciascun avvolgimento secondario viene alimentata ad una separata cella di potenza 12-20.

Queste celle di potenza sono Gollegate in una disposizione in serie in ciascun ramo che, a sua volta, alimenta un motore ad induzione in corrente alternata trifase 21. Un sistema di controllo centrale 22 tra<s >smette segnali di comando ai controlli locali 23 in ciascuna cella attraverso un complesso di fibre ottiche 95. La topografia appare simile a quella rappresentata nel brevetto statunitense 5.625.545, però un sistema di controllo dì frenatura 24 per realizzare una frenatura elettrica come descritta nella presente descrizione è stato aggiunto al complesso di controllo normale 22. Il funzionamento dei circuiti di potenza nella Figura 1 è descritto nel brevetto statunitense 5.625.545. Il convertitore di ingresso in ciascuna cella, come rappresentata nella Figura 1, presenta un allacciamento in corrente continua (ponte raddrizzatore a diodi) che non permette all'energìa di rifluire nella linea di potenza o di alimentazio-

La Figura 2 rappresenta un tipico complesso di pilotaggio -in corrente alternata non modulare avente una linea di arrivo trifase la quale viene raddrizzata dal ponte di diodi 51a-51c, 52a-52c. I condensatori 53a e 53b sull'uscita del ponte raddrizzatore forniscono un effetto di livellamento ed accumulano energia in modo da offrire una sorgente di alimentazione elettrica in corrente continua ad un invertito— re 49. L'invertitore utilizza elementi interruttori a semiconduttore Q1-Q6. Ciascun elemento interruttore έ shuntato da un diodo D1-D6. Questo controllo a frequenza regolabile presenta una uscita trifase 54-56. La Figura 2 mostra una uscita trifase, però altre forma di realizzazione del complesso di pilotaggio potrebbero utilizzare altri numeri di uscite di fase. Come rappresentato, l'uscita trifase della Figura 2 alimenta un motore ad induzione 60. Nella Figura 2, un controllo di frenatura 66 viene aggiunto al complesso di controllo nonnele 65. 11 convertitore di ingresso rappresentato nella Figura 2 presenta un allacciamento in corrente continua (ponte raddrizzatore a diodi) che non permette all'energia di rifluire nella linea di alimentazione.

La Figura 3 rappresenta il circuito equivalente per il lato<' >di carico di un complesso dì pilotaggio in corrente alternata, per esempio quello della Figura 1 o della Figura 2. L'effetto del pilotaggio sul motore è equivalente ad una serie di sorgenti di tensione a tre fasi VAI, VB1 e VC1. Il motore assorbe le correnti trifase IA1, IBI e IC1 in risposta a queste tensioni. Per il normale funzionamento del motore, queste correnti dovrebbero essere Gost.ifcviite da sinusoidi trifase bilanciate. Tuttavia, l'uno o l'altro circuito di alimentazione nelle Figure 1 o 2 è capace di produrre altre forme d'onda.

La Figura 4 rappresenta una possibile serie di alternative forme d'onda. Il complesso di pilotaggio può applicare al motore tensioni che sono equivalenti alla somma di due sinusoidi separate; su diverse frequenze. L'effetto sul motore è equivalente ad avere una serie di sorgenti di tensione trifase VAI, VE1 e vci in serie con un'altra serie di sorgenti di tensione trifase VA2; VB2 e VC2. Il valore di picco delle tensioni sommate non deve superare la capacità di tensione del complesso di pilotaggio. Il motore assorbirà correnti che sono la somma delle componenti dovute a ciascuna delle sorgenti, precisamente IA1+IA2, IB1+IB2 e IC1+IC2, Il valore dì picco delle correnti sommate non deve neanche superare la capacità della corrente di detto complesso di pilotaggio.

La presente invenzione utilizza questa capacità del complesso di pilotaggio di applicare due tensioni simultanee per fare in modo che l'energia di frenatura venga dissipata nel motore stesso. Perdite supplementari vengono indotte nel motore mediante applicazione di una seconda serie di tensioni trifase induttrici di perdite nel motore* in aggiunta alle tensioni normali usate per il controllo di velocità. L'energia restituita all'allacciamento in corrente continua (per esempio nei condensatori 53a-b nella Figura 2) dalla serie delle tensioni normali viene usata per creare la seconda serie di tensioni induttrici di perdite, per cui l'energia viene quindi dissipata nel motore sotto forma di calore. Molti moderni complessi di pilotaggio utilizzano una uscita a modulazione in larghezza di impulso (PWM) nello stadio invertitore per convertire la corrente continua in corrente alternata. Questi controlli basati sulla modulazione in larghezza di impulso sono capaci di seguire complessi comandi di tensione che permettono di utilizzare l'invenzione senza la complessità derivante dall'aggiunta di ulteriori componenti di potenza. Molti complessi di pilotaggio potranno essere in grado di utilizzare l'invenzione con soltanto lievi modificazioni in soft-ware. Il modulatore in larghezza di impulso riceve le forme d'onda di comando per ciascuna fase che sono la somma della serie delle tensioni normali desiderate e della serie delle tensioni induttrici di perdif.fi- La somma di quesf.fi forme d'onda in generale non deve superare la capacità di tensione di picco del convertitore di uscita.

La seconda serie di tensioni induttrici di perdita dovrebbe essere scelta in modo da minimizzare le pulsazioni di coppia dovute alla interazione della seconda serie delle correnti del motore con le cor= rent-i normali g con la prima serie delle correnti del motore ed in modo da ridurre al minimo il disturbo provocato nel funzionamento del sistema di controllo esistente. In molte applicazioni, sarà desiderabile scegliere la seconda serie di tensioni induttrici di perdita in modo da massimizzare le perdite prodotte nel motore, senza superare la capacità di corrente del complesso di pilotaggio. Un preferito procedimento per eseguire in pratica l'invenzione consiste nell'utilizzare una singola serie di tensioni trifase bilanciate a frequenza superiore per indurre le perdite, la sequenza delle fasi essendo opposta al senso di rotazione. La Figura 5 rappresenta un grafico dell'effetto di una tale serie di tensioni in controrotazione su un motore quadripolare da 60 Hz a 4.000 volt avente una potenza di 1.000 HP, con una rotazione di 1.800 rpm. Queste perdite rappresentano ima potenziale frenatura del carico meccanico imposto sul motore. Il grafico rappresenta il comportamento in stato stazionario del motore, con inclusione degli effetti delle elevate frequenze, ed è stato derivato da un modello in stato stazionario empirico per un motore ad induzione, comprendente un effetto di deephar non lineare. Il grafico rappresentato nella Figura 5 rappresenta una singola serie di tensioni in contro-rotazione che έ stata simulata a 0,1, 1, 2, 10, 30, 60, 120, 180 e 240 Hz. In ogni caso, l'ampiezza è stata regolata in modo da ottenere una intensità di corrente nominale espressa in ampere efficaci (RMS) (approssimativamente 127 amp). La Figura 5 rappresenta l'ampiezza della tensione richiesta per realizzare la corrente nominale e le perdite così ottenute. E' chiaro che le perdite aumentano consister.-temente con l'aumentare della frequenza da circa 17,5 kilowatt in corrispondenza di una frequenza di 0,1 Hz fino a più di 100 kilowatt per una frequenza di 240 Hz. Cento kilowatt sono più del 13% della potenza nominale. Essa consentirà una coppia di frenatura del 13% alla velocità nominale ovvero una coppia di frenatura del 100% ad una velocità corrispondente al 13%. La ragione di questo incremento delle perdite per ampere in funzione della frequenza è quella dell'effetto pelle nei conduttori del rotore. Per una frequenza superiore, la corrente non penetra uniformemente attraverso un conduttore e può essere considerata come concentrata sulla o in prossimità della superficie o "pelle" del conduttore. Ciò diminuisce l'area di sezione retta effettiva del conduttore e pertanto aumenta la resistenza apparente del conduttore. Il rotore di un motore ad induzione è avvolto per bassa tensione ed alta corrente, per cui i conduttori del rotore presentano un'area di sezione retta più estesa di quella dei conduttori dello statore. Pertanto, l'effetto pelle è molto più importante nei conduttori del rotore di un motore ad induzione di quanto non sia nei conduttori dello statore. Una più elevata resistenza conduce a perdite più forti {migliore frenatura) a parità di livello di corrente. Utilizzando una serie di tensioni in contro-rotazione per indurre le perdite, la frequenza della corrente retorica viene aumentata ancora ulteriormente fino alla somma della frequenza applicata e della frequenza corrispondente alla velocità effettiva (rpm moltiplicato per il numero di poli e diviso per 120).

Nella Figura 5, la tensione richiesta per ottenere la corrente nominale a 240 Hz è di circa 2.080 volt. Ciò risulta ugnale a circa 8,7 volt per Hz, in confronto con 67 volt per Hz per le condizioni nominali (4.000 volt a 60 Hz). Ciò significa che il flusso magnetico prodotto nel motore dalla serie delle tensioni induttrici di perdite sarà soltanto il 13% del flusso nominale e supporterà gli obiettivi di minimizzazione del disturbo al controllo normale e di minimizzazione delle pulsazioni di coppia. Ciò significa inoltre che la capacità di tensione supplementare rimane nel complesso di pilotaggio per produrre le tensioni normali.

La presenza di due serie di correnti nel motore a due diverse frequenze provocherà una interazione fra di esse, producendo delle pulsazioni di coppia. La frequenza delle pulsazioni è data dalla differenza fra le due frequenze applicate. Poiché una frequenza è positiva e l'altra è negativa, la differenza sarà uguale alla somma dei valori assoluti. Per esempio, con una sequenza in avanti (normale) di 60 Hz e con una sequenza in senso inverso (induttrice di perdite) di 240 Hz, la frequenza delle pulsazioni sarà di 300 Hz. A mano a mano che la velocità del motore rallenta a causa della frenatura, anche la frequenza delle pulsazioni si ridurrà se la frequenza induttrice di perdite rimane costante, mentre la frequenza normale diminuisce. Una elevata frequenza di pulsazioni tenderà a ridurre la probabilità di eccitare una risonanza torsionale nel carico condotto, anche se tale risonanza meccanica può non essere un problema in alcune configurazioni. Tuttavia, per limitare la risonanza, si preferisce che la frequenza negativa induttrice di perdite debba aumentare con il diminuire della velocità (e della frequenza normale), mantenendo così costante la frequenza delle pulsazioni. Nella forma di realizzazione che utilizza una frequenza di pulsazioni generalmente fissa, può essere desiderabile che i singoli complessi di pilotaggio abbiano la capacità di regolare la frequenza costante delle pulsazioni (attraverso uno stretto intervallo), in modo da permettere la regolazione del complesso di pilotaggio specifico, per cui una qualsiasi risonanza torsionale possa essere evitata sintonizzando o accordando il complesso di pilotaggio su una frequenza non risonante.

I dati nella Figura 5 sono ottimistici poiché essi suppongono che la piena corrente nominale possa essere dedicata alla induzione delle perdite. In pratica, una parte della capacità di corrente di pilotaggio deve essere assegnata alla corrente normale. Le limitazioni di prestazioni del procedimento della presente invenzione, pertanto, sono state investigate per mezzo dello stesso modello di motore ad induzione in stato stazionario, come quello usato per la Figura 5. I parametro del modello usato rappresentano lo stesso motore della Figura 5, vale a dire a funzionamento nominale a 1.000 HP, 4.000 volt, 60 Hertz e 1.780 rpm (rotazioni per minuto). La frequenza delle pulsazioni di coppie è stata impostata a 300 Hertz. La frequenza induttrice di perdite, pertanto, era uguale alla frequenza delle pulsazioni meno la frequenza normale; per esempio, 300 Hertz a condizione di fermo, 240 Hertz alla velocità nominale e 180 Hertz al doppio della velocità nominale. Per ciascuna velocità, le ampiezze delle tensioni normali ed induttrici di perdite sono state regolare per ottenere la massima coppia di frenatura, mentre nello stesso tempo le perdite indotte venivano adattate alla potenza di frenatura assorbita e mentre nello stesso tempo si impediva alla tensione totale ed alla corrente totale di superare il livello del 100% dei valori nominali (4.000 volt, 127 amp). I risultati di questo studio delle limitazioni sono riportati nelle Figure 6, 7 e 8 per una massima corrente totale corrispondente al 100% del valore nominale.

La Figura 6 rappresenta due ampiezze di tensione in funzione della velocità. Per una qualsiasi velocità al disopra del 60% del valore nominale, è chiaro che la tensione totale è sempre il 100%. Al disotto del 60% della velocità nominale, la tensione normale segue la velocità per mantenere il rapporto nominale di volt per Hertz. La Figura 7 mostra le due correnti risultanti dalla tensione della Figura 6 in funzione della velocità. Per tutte le velocità, è chiaro che la corrente totale è sempre il 100%. Ad elevata velocità, la maggior parte della corrente disponibile è allocata alla frequenza induttrice di perdite, poiché anche una piccola coppia frenante richiede grandi perdite. Su misura che la velocità diminuisce, la corrente induttrice di perdite viene progressivamente ridotta e viene aumentata la corrente normale. Una volta che il flusso nominale sia stato realizzato nel motore, il procedimento continua ma con una diversa incidenza. La Figura 8 rappresenta le due coppie, più la coppia totale, in funzione della velocità. A tutte le velocità, la maggior parte della coppia viene prodotta dalla frequenza normale, anche se la coppia derivante dalla frequenza induttrice di perdite diventa significativa a velocità elevata. La coppia frenante totale disponibile è circa il 6% al 200% della velocità, dell'11% al 100% di velocità e del 30% al 20% di velocità.

L'impedenza del motore alla frequenza induttrice di perdite è determinata dalla reattanza di perdita. Ad elevata velocità, la frequenza induttrice di perdita e quindi l'impedenza viene ridotta, diminuendo la tensione necessaria per forzare la intensa corrente induttrice di perdite. A mano a mano che la velocità diminuisce, la frequenza induttrice di perdite aumenta, però la corrente richiesta diminuisce. Questi effetti tendono a cancellarsi ed a produrre una tensione induttrice di perdite approssimativamente costante attraverso la maggior parte dell'intervallo delle velocità.

Lo stesso modello può anche essere usato per prevedere la coppia di frenatura prodotta dalla applicazione di una corrente continua al motore. La Figura 9 mette la coppia derivante dalla iniezione di corrente continua a confronto con la iniezione in corrente alternata a doppia frequenza secondo la presente invenzione, quando ambedue i procedimenti sono limitati ad una corrente di picco corrispondente al 100% del valore nominale. Attraverso la maggior parte dell'intervallo di velocità, la coppia frenante derivante dalla iniezione di corrente alternata a doppia frequenza è da quattro a cinque volte il valore derivante dall'iniezione di corrente continua.

La Figura 10 rappresenta una preferita forma di realizzazione per introdurre i comandi induttori di perdite nel controllo del complesso di pilotaggio. Essa potrebbe essere utilizzata su un complesso di pilotaggio come quello rappresentato nelle Figure 1 o 2. L'invenzione può essere implementata in hardware oppure in software, però la maggior parte dei moderni progetti utilizzeranno il software per produrre i segnali di comando. In aggiunta, la maggior parte dei complessi di pilotaggio contengono anche un regolatore di corrente oppure altra apparecchiatura che offre la funzione di controllare la tensione applicata al motore in maniera tale da forzare le correnti del motore a seguire una serie di comandi di corrente. La Figura 10 rappresenta una linea di arrivo 25 in corrente alternata trifase, la quale alimenta un convertitore da corrente alternata a corrente continua 26. Il livellamento e l'accumulo di energia sono ottenuti attraverso la utilizzazione di uno o più condensatori 27. Il convertitore comprende anche una porzione di uscita la quale è costituita da un invertitore per convertire la corrente continua in corrente alternata, 28. La corrente alternata controllabile viene alimentata al motore ad induzione 29. I sensori di corrente 30a, 30b, 30c alimentano un convertitore da trifase a bifase 34 che, a sua volta, presenta una uscita che è bifase. Questa uscita viene alimentata ad un convertitore da stazionario a rotante 35. Nel funzionamento normale, una prima serie o serie normale di comandi di corrente di controllo 37 vengono confrontati con il segnale di corrente del motore ottenuto dal convertitore 35 e gli errori o scarti vengono alimentati ad un regolatore di corrente 36. Nella Figura 10, i comandi di tensione 38 induttrici di perdite o della seconda serie sono sommati all'uscita del regolatore di corrente 36. I comandi di tensione combinati vengono quindi alimentati ad un convertitore da rotatorio a stazionario 33 e quindi vengono convertiti dai segnali bifase a segnali trifase dal convertitore 32. I segnali trifase alimentano un controllo 31 di modulazione in larghezza di impulso il quale viene fatto funzionare in ben nota maniera per controllare gli interruttori, per esempio Q1-Q6 nella Figura 2.

Il regolatore di corrente 36 viene usualmente configurato nel modo rappresentato per operare su quantità bifase in un sistema di coordinate che ruota alla velocità delle variabili del motore. Questo procedimento è denominato controllo vettoriale e consente di suddividere la corrente in una componente che produce la coppia ed in una componente che produce il flusso. Esso inoltre permette al regolatore di corrente di operare con variabili a frequenza zero, permettendo una buona accuratezza con ragionevoli guadagni. La forma di realizzazione illustrata nella Figura 10 introduce i comandi induttori di perdite nella uscita dei comandi di tensione dei regolatori di corrente 36. Ciò viene effettuato immediatamente prima che i segnali vengano ritrasformati alle coordinate stazionarie e vengano convertiti in una forma trifase. Questa forma di realizzazione evita di richiedere che i regolatori di corrente rispondano alla frequenza superiore dei comandi induttori di perdite. Questa forma di realizzazione inoltre permette che i comandi induttori di perdite vengano applicati alla frequenza fissa scelta per le pulsazioni di coppia, poiché la conversione dalla forma rotatoria alla forma stazionaria automaticamente sommerà la frequenza alla velocità effettiva alla frequenza induttrice di perdita. Quando questa frequenza corrispondente alla velocità effettiva viene quindi sottratta all'interno del motore, come precedentemente descritto, il risultato sarà una frequenza di pulsazioni generalmente fisse al valore stabilito. Il controllo può essere collocato, per esempio, nel modulo di controllo principale 22 o 65.

La Figura 10 non rappresenta diverse funzioni di controllo di livello superiore che possono essere presenti. Generalmente vi sarà un rivelatore per indicare quando si richiedono i comandi induttori di perdite. Questo controllo dei comandi induttori di perdite regolerà l'ampiezza dei comandi induttori di perdite nel modo richiesto dalla specifica applicazione di frenatura. Sarà inclusa anche una circuiteria oppure un software per limitare i comandi normali, in modo tale che la tensione o corrente totale di picco applicata al motore non superi le capacità dei convertitori di potenza. Ulteriori funzioni di controllo possono facilmente essere realizzati in sistemi basati su software mediante l'aggiunta di una ulteriore codificazione per fornire queste funzioni. In altri sistemi non basati su software, elementi di controllo noti possono essere utilizzati come hardware per svolgere queste operazioni desiderabili.

La Figura 11 rappresenta come i comandi induttori di perdite potrebbero essere aggiunti ad una diversa configurazione di controllo. La configurazione di controllo della Figura 11 non utilizza le trasformazioni dalla forma trifase alla forma bifase e neanche dalle coordinate stazionarie alle coordinate rotanti.

La configurazione della Figura 11 utilizza i regolatori di corrente 39 per operare su quantità in corrente alternata trifase. Pertanto, i comandi di corrente induttori di perdite 40 sono semplicemente aggiunti direttamente alla serie normale dei comandi di corrente trifase 37. Come è stato precedentemente discusso, funzioni di controllo di livello superiore, per esempio il controllo delle pulsazioni, il controllo dei comandi induttori di perdite, la regolazione in ampiezza del segnale del motore e le funzioni collegate alle tensioni di picco sono state omesse dallo schema a blocchi rappresentato nella Figura 11 per motivi di chiarezza.

La Figura 12 rappresenta una forma di realizzazione in cui i comandi induttori di perdite possono essere aggiunti ad una terza configurazione di controllo. Questa configurazione di controllo non utilizza regolatori di corrente, neanche la trasformazione dalla forma trifase alla forma bifase e neanche la trasformazione dalle coordinate stazionare alle coordinate rotanti. In questa configurazione, la tensione sul motore 29 è controllata al posto della corrente, alla maniera di un circuito aperto. La serie 38 dei comandi di tensione induttori di perdite viene semplicemente sommata direttamente alla serie normale dei comandi di tensione 41 e la somma risultante viene alimentata al controllo 31 di modulazione in larghezza di impulso. Le stesse funzioni di controllo di livello superiore che sono state precedentemente descritte sarebbero anche incluse nelle forme di realizzazione della Figura 12.

La Figura 13 rappresenta un'altra forma di realizzazione basata sulla utilizzazione dei comandi induttori di perdite. In questa configurazione di controllo, viene utilizzato il procedimento dello Spacevector o vettore spaziale. Nella configurazione della Figura 13, vengono controllati i volt-secondi applicati al motore. I comandi in volt-secondi induttori di perdite 43 vengono semplicemente sommati direttamente alla serie normale dei comandi in volt-secondi 42. Le somme delle due serie di comandi vengono quindi alimentate al modulatore vettoriale 44 che controlla l'uscita della sezione convertitrice 28 da corrente continua a corrente alternata. Funzioni che sono state precedentemente descritte con riferimento ai controlli di livello superiore possono anche essere aggiunte alla configurazione della Figura 13.

Il diagramma di controllo della Figura 16 mostra una preferita forma di realizzazione del controllo di frenatura (blocco 98), simile alla Figura 10, ma in maggiore dettaglio, con inclusione delle funzioni di livello superiore e del controllo per il funzionamento normale del motore (blocco 99). I segnali di retroazione consistono delle tensioni del motore e delle correnti del motore in un quadro di riferimento stazionario. I segnali di retroazione misurati sono stati convertiti da quantità trifase a quantità bifase (contrassegnate con le lettere sottoscritte a e β nella Figura 16) con i mezzi rappresentati nella Figura 10. I volt-secondi del motore sono derivati dalle tensioni e dalle correnti del motore (blocco 122) in accordo con le seguenti equazioni:

in cui Rs rappresenta la resistenza statorica del motore. I volt-secondi del motore sono anche riferiti come flusso dello statore. Un circuito ad anello sincronizzato in fase o PLL (blocco 100) viene usato per stimare la grandezza Xds, la frequenza ωs e l'angolo θs del flusso dello statore. Ciò è descritto in varie pubblicazioni [R1]. I segnali di corrente del motore nel quadro di riferimento stazionario vengono convertiti in un quadro di riferimento (blocco 101) che ruota sincronicamente con il flusso statorico. Questa trasformazione è descritta dalle seguenti equazioni:

Le uscite del blocco 101 rappresentano la corrente Ids di magnetizzazione del motore e la corrente Iq= della coppia del motore. Queste componenti di corrente sono indipendentemente controllate attraverso i regolatori 102 e 103. L'ingresso al regolatore 102 consiste della differenza fra il comando Ids,ref ed il valore misurato della corrente di magnetizzazione. Il comando di corrente di magnetizzazione viene calcolato (nel blocco 104) dal flusso statorico desiderato alla maniera a circuito aperto e può essere determinato con un regolatore che controlla il flusso statorico misurato ad un livello desiderato. Il regolatore 103 opera sulla differenza fra la componente di corrente di coppia comandata (Iqs,ref) e la componente di corrente di coppia misurata (Iqs). Il comando di corrente di coppia viene generato da un regolatore di velocità (blocco 105) che mette un comando corrispondente alla velocità stabilita ωr,ref a confronto con la velocità stimata ωr. Un semplice procedimento di stima della velocità dello statore, con mezzi non rappresentati nella Figura 16, può essere descritto come:

in cui ωsiip rappresenta la velocità di scorrimento (slip) del motore e kt rappresenta una costante. Altri procedimenti per stimare la velocità del motore sono stati pubblicati ed in essi kt non è una costante, ma è una variabile che viene modificata in dipendenza dalle condizioni di funzionamento [R2].

Come un complesso di pilotaggio per motore di prestazioni medie, le uscite dei regolatori di corrente (blocchi 102 e 103) formano i comandi di tensione nel quadro in rotazione sincrona. Essi vengono trasformati nel riferimento stazionario utilizzando una trasformazione inversa (blocco 107), come specificato nel seguito:

Per complessi di pilotaggio di elevate prestazioni, i termini di feed-forward o previsionali possono essere aggiunti alle uscite dei regolatori di corrente per migliorare le prestazioni transitorie del complesso di pilotaggio. Nella Figura 16, un termine previsionale è rappresentato soltanto nella uscita del regolatore di corrente di coppia (Vr-f) e viene sommato all'uscita del regolatore di corrente di coppia utilizzando il blocco 106.

Il controllo (blocco 98) per la frenatura dinamica utilizza gli stessi segnali di retroazione come nel controllo normale, però elabora questi segnali ulteriormente per estrarre informazioni relative al motore in corrispondenza della frequenza induttrice di perdite. Durante la frenatura a doppia frequenza, i segnali misurati contengono due frequenze di interesse, precisamente la frequenza di funzionamento normale ωs e la frequenza induttrice di perdita oinj. La trasformazione di questi segnali di retroazione al quadro del flusso di rotazione sincrona (flusso statorico) comporta uno scorrimento delle frequenze normali alla corrente continua e della frequenza induttrice di perdite alla frequenza di pulsazione ωp(=ωs-ωίnj). Ciò significa che, durante la frenatura, i segnali λds, ωs, Ids e Iqs contengono una componente continua che corrisponde alla frequenza di funzionamento normale ed una componente alla frequenza di pulsazione che corrisponde alla frequenza che induce le perdite. Una ulteriore rotazione a partire dall'angolo θp corrispondente alla frequenza di pulsazione trasforma le componenti alla frequenza di pulsazione in quantità continue. Ciò viene effettuato utilizzando i blocchi 108 e 109 che sono simili al blocco 101. L'angolo della frequenza di pulsazione θp è determinato dalla frequenza di pulsazione ωp utilizzando un semplice integratore 115. Notare che ωp è un numero che è stato scelto dall'utente.

Uno degli ingressi al blocco 108, vale a dire λqs, è essenzialmente zero perchè l'anello circuitale sincronizzato in fase (blocco 100) (PLL) allinea il flusso statorico completamente lungo l'asse d. I filtri da 110 a 113 eliminano le quantità alternate negli ingressi, comportando delle uscite che rappresentano le componenti alla frequenza che induce le perdite (indicate con la sottoscrizione fil). D'altra parte, i filtri 118 e 119 rimuovono le componenti alla frequenza induttrice di perdita (corrente alternata) e presentano le uscite che indicano le componenti alla normale frequenza di funzionamento. Questi filtri possono essere filtri passa basso oppure filtri sincroni che mediano i dati lungo un ciclo della frequenza di pulsazione.

La frequenza induttrice di perdite ωinj viene calcolata utilizzando il blocco sommatore 123 in cui gli ingressi sono il valore filtrato della frequenza di funzionamento normale e della frequenza di pulsazione ωp. La potenza dissipata nel motore alla frequenza induttrice di perdite Pinj e la resistenza equivalente Rinj e la reattanza Xinj del motore a quella frequenza vengono calcolate utilizzando i valori medi del flusso e della corrente, nonché della frequenza induttrice di perdite (blocco 114). Sulla base della potenza che viene assorbita alla normale frequenza di funzionamento e dal circuito equivalente del motore in corrispondenza della frequenza induttrice di perdite, vengono calcolati i comandi di tensione induttori di perdite (Vdp,ref e (nel blocco 116). Senza perdita di generalità (e per facilità di calcolo), la componente Vqp,ref lungo l'asse q può essere fatta zero e tutta la tensione calcolata induttrice di perdite può essere assegnata alla componente associata all'asse d. Il comando di tensione induttore di perdite è limitato (nel blocco 116) ad essere superiore ad un valore prestabilito, per esempio il 50% della tensione nominale dell'invertitore. Questi comandi vengono trasformati nel quadro di riferimento di rotazione sincrona (flusso statorico) come rappresentato nel blocco 117 e vengono sommati con i comandi alla frequenza di funzionamento, similmente alla Figura 10, per formare i comandi di tensione. Questi vengono quindi ulteriormente trasformati nel blocco 107 al quadro di riferimento stazionario e vengono inviati al modulatore PWM, modulazione in larghezza di impulso.

La potenza dissipata nel motore viene usata nel blocco 120 per stabilire un comando 121 di primo limite minimo della corrente di frenatura applicato nell'uscita del regolatore di velocità (blocco 105). Quando la frenatura è iniziata e la grandezza della tensione induttrice di perdite è piccola, il primo limite viene calcolato utilizzando un valore per Pinj che è superiore al suo valore calcolato tramite il Pdelta· Ciò consente al controllo di iniziare la iniezione e di raggiungere la frenatura massima che è necessaria. Un secondo limite di corrente di frenatura viene derivato dalla capacità di corrente dello invertitore disponibile per la corrente di coppia. Questo secondo limite è determinato dalla corrente nominale dell'invertitore e dalla corrente stimata in corrispondenza della frequenza induttrice di perdite. Il limite minimo della corrente di coppia (121) che si traduce nella minima corrente dell'invertitore viene scelto fra questi due limiti.

Quando si richiede la frenatura a velocità più elevate, il flusso del motore può dover essere ridotto allo scopo di lasciare spazio per la tensione induttrice di perdita. Ciò viene effettuato riducendo la corrente di magnetizzazione ad un valore conveniente che è una funzione della velocità di funzionamento prima della frenatura. Una volta che questa operazione sia stata completata, i guadagni del regolatore di corrente vengono ridotti nei blocchi 102 e 103 in modo da rendere i regolatori immuni nei confronti delle componenti alternate nei segnali di retroazione. Con il diminuire della velocità, vi è spazio crescente per le tensioni di funzionamento normali e quindi il comando di corrente di magnetizzazione viene aumentato per utilizzare il convertitore nel modo ottimale (blocco 104).

La Figura 14 rappresenta le variabili del motore durante il collaudo sperimentale dell'operazione di frenatura a frequenze multiple. Il complesso di pilotaggio ed il motore avevano valori nominali di 10 HP a 460 volt, 60 Hz. La struttura di controllo seguiva la Figura 10. Il grafico include un primo canale che mostra il comando di tensione applicato al modulatore. Il secondo canale mostra la stima della velocità del motore. Il terzo canale mostra la corrente del motore. Il motore, come illustrato nella Figura 14, era fatto funzionare senza carico a 45 Hz quando veniva iniziata la frenatura. Questa figura mostra la intera decelerazione da approssimativamente 1.350 rpm (motore quadripolare a 45 Hz) fino ad uno stato di fermo. Il motore era collegato ad una macchina in corrente continua di<’ >grandezza generalmente uguale, per cui l'inerzia totale era almeno il 200% dell'inerzia del motore. La decelerazione, canale 2, inizia a circa 1/2 divisione (100 millisecondi) a partire dal bordo di sinistra del grafico ed occupa nove divisioni rappresentative di 1,8 secondi.

La Figura 15 rappresenta i primi duecento millisecondi dello stesso evento, ampliati in modo da riempire l'intero grafico. Il diagramma della Figura 15 dimostra che, anche prima della frenatura, il comando di tensione normale (canale 1) non è sinusoidale, poiché contiene una componente di sequenza zero (modo comune) dalla funzione di riduzione di picco. Il motore non risponde alla componente di sequenza zero a causa del collegamento a tre fili, per cui la corrente del motore è sinusoidale prima della frenatura (canale 3). Al momento in cui la frenatura inizia, la tensione induttrice di perdite (approssimativamente 150 volt a 240 Hz) viene sovrapposta alla tensione normale (approssimativamente 345 volt a 45 Hz). Ciò è dimostrato sul canale 1 della Figura 15. Questa sovrapposizione provoca anche il fatto che la corrente del motore presenti anche ambedue frequenze sul canale 3. La stima di velocità del motore sul canale 2 è derivata dalla tensione del motore. Quando la tensione induttrice di perdite viene sovrapposta alla tensione di pilotaggio normale, essa disturba la stima di velocità, provocando la comparsa di una ondulazione approssimativamente a 240 Hz. Tuttavia, il valore medio della stima di velocità è ancora corretto in questo tipo di disposizione.

Come è stato precedentemente descritto, la invenzione comprende un procedimento in cui una seconda serie di valori di tensione vengono sovrapposti ad un motore funzionante in aggiunta alle tensioni normali, in modo da produrre una coppia frenante effettiva in cui l'energia viene dissipata nello stesso motore. La invenzione è stata descritta con riferimento a certe forme di realizzazione e a date topografie. Deve essere compreso che la presente invenzione può essere eseguita in pratica utilizzando altre topografie di pilotaggio, che utilizzano il controllo del motore con frenatura a frequenze multiple. Certe forme di realizzazione sono state rappresentate con la comprensione che gli esperti nel ramo riconosceranno prontamente che la presente invenzione può essere utilizzata in altre topografie di pilotaggio o con altre strutture di controllo oltre a quelle finora rappresentate. Deve essere inoltre compreso che le limitazioni di corrente e di tensione descritte sono state date come esempi e che non è necessario che le capacità del complesso di pilotaggio siano uguali ai valori nominali del motore per poter utilizzare questo procedimento.

Claims (42)

1. RIVENDICAZIONI 1. Controllo di frenatura in complesso di pilotaggio per produrre una coppia contro-rotante in un motore in corrente alternata, comprendente: un convertitore che alimenta energia elettrica in corrente alternata a frequenze multiple a detto motore; detto controllo fornendo una uscita a frequenza normale a detto motore ad una prima frequenza; detto controllo fornendo simultaneamente una seconda uscita a frequenza induttrice di perdite a detto motore per produrre un livello di desiderata frenatura sulla velocità del motore; e detta seconda frequenza essendo diversa da detta prima frequenza.
2. 2. Complesso di pilotaggio secondo la rivencìicazione 1, in cui detta seconda frequenza è superiore a detta prima frequenza.
3. 3. Complesso di pilotaggio secondo la rivendicazione 2, in cui detta seconda frequenza è in contro-rotazione da detta prima frequenza.
4. 4. Complesso di pilotaggio secondo la rivendicazione 1, in cui detto controllo comprende ulteriormente il controllo della differenza fra detta prima frequenza e detta seconda frequenza ad un valore precedentemente determinato.
5. 5. Complesso di pilotaggio secondo la rivendicazione 1, in cui le correnti e le tensioni di uscita combinate da detta prima frequenza e da detta seconda frequenza sono mantenute al disotto di limiti prestabiliti .
6. 6. Complesso di pilotaggio secondo la rivendicazione 1, in cui detto controllo comprende ulteriormente l'operazione nella quale l'ampiezza corrispondente a detta seconda frequenza viene controllata per consumare generalmente l'energia assorbita durante la frenatura .
7. 7 . Complesso di pilotaggio secondo la rivendicazione 1, in cui vengono simultaneamente impiegate due o più frequenze induttrici di perdite.
8. 8. Complesso di pilotaggio secondo la rivendicazione 1, in cui la stima continua della velocità del motore viene mantenuta durante la frenatura per permettere un pronto ritorno ad una produzione di coppia positiva.
9. 9. Complesso di pilotaggio secondo la rivendicazione 3, in cui le ampiezze delle tensioni sia di detta prima e sia di detta seconda frequenza sono controllate in modo da massimizzare la coppia di contro-rotazione, pur adattando le perdite indotte alla energia assorbita.
10. 10. Complesso di pilotaggio secondo la rivendicazione 1, in cui comandi induttori di perdite vengono introdotti in un sistema di coordinate rotanti, utilizzando la desiderata frequenza di pulsazione di coppia generalmente corrispondente ad una data pulsazione di coppia, per cui la frequenza induttrice di perdite effettivamente applicata al motore varia automaticamente con la velocità del motore, in modo da mantenere la differenza fra la frequenza normale e la frequenza induttrice di perdite generalmente uguali alla desiderata frequenza delle pulsazioni di coppia.
11. 11. Complesso di pilotaggio secondo la rivendicazione 3, in cui detto controllo prevede ulteriormente il controllo della differenza fra detta prima frequenza e detta seconda frequenza ad un valore precedentemente determinato.
12. 12. Complesso di pilotaggio secondo la rivendicazione 3, in cui dette correnti e tensioni di uscita combinate da detta prima e da detta seconda frequenza vengono mantenute al disotto di limiti prestabiliti.
13. 13. Complesso di pilotaggio secondo la rivendicazione 3, in cui l'ampiezza alla seconda frequenza viene controllata in modo da consumare generalmente l'energia assorbita durante la frenatura.
14. 14. Complesso di pilotaggio secondo la rivendicazione 3, in cui una stima continua della velocità del motore viene mantenuta durante la frenatura per permettere un pronto ritorno alla produzione di coppia positiva.
15. 15. Complesso di pilotaggio secondo la rivendicazione 4, in cui le ampiezze delle tensioni sia della prima e sia della seconda frequenza vengono controllate in modo da massimizzare la coppia di controrotazione, mentre si adattano le perdite indotte all'energia assorbita e mentre generalmente non vengono superate le capacità di corrente e di tensione del complesso di pilotaggio.
16. 16. Complesso di pilotaggio secondo la rivendicazione 3, in cui i comandi induttori di perdite vengono introdotti in un sistema di coordinate rotanti, utilizzando una desiderata frequenza di pulsazione di coppia generalmente corrispondente ad una data pulsazione di coppia, per cui la frequenza induttrice di perdite effettivamente applicata al motore varia automaticamente con la velocità del motore in modo da mantenere la differenza fra le frequenze normali e le frequenze induttrici di perdite uguali alla desiderata frequenza di pulsazione di coppia.
17. 17. Complesso di pilotaggio secondo la rivendicazione 4, in cui le correnti e le tensioni di uscita combinate da detta prima e da detta seconda frequenza vengono mantenute al disotto di limiti prestabiliti.
18. 18. Complesso di pilotaggio secondo la rivendicazione 17, in cui l'ampiezza corrispondente alla seconda frequenza viene controllata in modo da consumare generalmente l'energia assorbita durante la frenatura .
19. 19. Complesso di pilotaggio secondo la rivendicazione 6, in cui una stima continua della velocità del motore viene mantenuta durante la frenatura per permettere un pronto ritorno ad una produzione dì coppia positiva.
20. 20. Complesso di pilotaggio secondo la rivendicazione 19, in cui le ampiezze delle tensioni sia della prima e sia della seconda frequenza vengono controllate in modo da massimizzare la coppia di contro-rotazione, mentre generalmente le perdite indotte vengono adattate all'energia assorbita e mentre generalmente non si superano le capacità di corrente e di tensione del complesso di pilotaggio.
21. 21. Complesso di pilotaggio secondo la rivendicazione 19, in cui i comandi induttori di perdite vengono introdotti in un sistema di coordinate rotanti, utilizzando una desiderata frequenza di pulsazione di coppia generalmente corrispondente ad una data pulsazione di coppia, per cui la frequenza induttrice di perdite effettivamente applicata al motore varia automaticamente con la velocità del motore in modo da mantenere generalmente la differenza fra le frequenze normali ed induttrici di perdita generalmente uguale alla desiderata frequenza di pulsazione di coppia.
22. 22. Procedimento di frenatura per produrre una coppia di contro-rotazione in un motore in corrente alternata, comprendente le seguenti operazioni: fornire una uscita a frequenza normale a detto motore con una prima frequenza; fornire simultaneamente una seconda uscita a frequenza induttrice di perdita a detto motore per produrre una coppia frenante per il motore; e detta seconda frequenza essendo fornita ad una frequenza diversa da detta prima frequenza.
23. 23. Procedimento secondo la rivendicazione 22, in cui la seconda frequenza è più elevata di detta prima frequenza.
24. 24. Procedimento secondo la rivendicazione 23, in cui detta seconda frequenza è fornita come una frequenza di contro-rotazione rispetto a detta prima frequenza.
25. 25. Procedimento secondo la rivendicazione 22, ulteriormente comprendente il controllo della differenza fra detta prima frequenza e detta seconda frequenza ad un valore precedentemente determinato.
26. 26. Procedimento secondo la rivendicazione 22, ulteriormente comprendente il mantenimento delle correnti e delle tensioni di uscita combinate da detta prima frequenza e da detta seconda frequenza al disotto di limiti prestabiliti.
27. 27. Procedimento secondo la rivendicazione 22, ulteriormente comprendente il controllo dell'<' >ampiezza della seconda frequenza in modo da consumare generalmente l'energia assorbita durante la frenatura.
28. 28. Procedimento secondo la rivendicazione 22, ulteriormente comprendente l'impiego di due o più frequenze induttrici di perdite in maniera simultanea .
29. 29. Procedimento secondo la rivendicazione 22, ulteriormente comprendente una stima continua della velocità del motore durante la frenatura in modo da permettere un pronto ritorno ad una produzione di coppia positiva.
30. 30. Procedimento secondo la rivendicazione 25, ulteriormente comprendente il controllo delle ampiezze delle tensioni sia alla prima e sia alla seconda frequenza per massimizzare la coppia di controrotazione, mentre le perdite indotte vengono adattate all'energia assorbita ad un valore tale da non superare generalmente le capacità di corrente e di tensione del complesso di pilotaggio.
31. 31. Procedimento secondo la rivendicazione 22, ulteriormente comprendente la introduzione di comandi induttori di perdite in un sistema di coordinate rotanti, l'impiego di una desiderata frequenza di pulsazione di coppia generalmente corrispondente ad una data pulsazione di coppia, per cui la frequenza induttrice di perdite effettivamente applicata al motore varia automaticamente con la velocità del motore in modo da mantenere la differenza fra la frequenza normale e la frequenza induttrice di perdite generalmente uguale alla desiderata frequenza di pulsazione di coppia.
32. 32. Procedimento secondo la rivendicazione 24, ulteriormente comprendente il controllo della differenza fra detta prima frequenza e detta seconda frequenza ad un valore precedentemente determinato.
33. 33. Procedimento secondo la rivendicazione 24, in cui dette correnti e dette tensioni di uscita combinate da detta prima e da detta seconda frequenza vengono mantenute al disotto di limiti prestabiliti.
34. 34. Procedimento secondo la rivendicazione 24, ulteriormente comprendente il controllo dell'ampiezza della seconda frequenza in modo da consumare generalmente l'energia assorbita durante la frenatura.
35. 35. Procedimento secondo la rivendicazione 24, ulteriormente comprendente la stima continua della velocità del motore durante la frenatura in modo da permettere un pronto ritorno ad una produzione di coppia positiva.
36. 36. Procedimento secondo la rivendicazione 25, ulteriormente comprendente il controllo delle ampiezze delle tensioni sia alla prima e sia alla seconda frequenza in modo da massimizzare la coppia di contro-rotazione, mentre generalmente si armonizzano le perdite indotte all'energia assorbita e mentre generalmente non si superano le capacità di corrente e di tensione del complesso di pilotaggio.
37. 37. Procedimento secondo la rivendicazione 24, ulteriormente comprendente la introduzione di comandi induttori di perdite in un sistema di coordinate rotanti, l'impiego di una desiderata frequenza di pulsazione di coppia generalmente corrispondente ad una data pulsazione di coppia, per cui la frequenza induttrice di perdite praticamente applicata al motore varia automaticamente con la velocità del motore in modo da mantenere la differenza fra la frequenza normale e la frequenza induttrice di perdite uguale alla desiderata frequenza di pulsazione di coppia.
38. 38. Procedimento secondo la rivendicazione 25, ulteriormente comprendente il mantenimento delle corrente e delle tensioni di uscita combinate da detta prima e da detta seconda frequenza al disotto di limiti prestabiliti.
39. 39. Procedimento secondo la rivendicazione 38, ulteriormente comprendente il controllo dell'ampiezza della seconda frequenza in modo da consumate generalmente l'energia assorbita durante la frenatura.
40. 40. Procedimento secondo la rivendicazione 27, ulteriormente comprendente il mantenimento di una stima continua della velocità del motore durante la frenatura in modo da permettere un pronto ritorno ad una produzione di coppia positiva.
41. 41. Procedimento secondo la rivendicazione 40, ulteriormente comprendente il controllo delle ampiezze delle tensioni sia della prima e sia della seconda frequenza in modo da massimizzare la coppia di contro-rotazione, mentre generalmente si adattano o armonizzano le perdite indotte all'energia assorbita e mentre generalmente non si superano le capacità di corrente e di tensione del complesso di pilotaggio.
42. 42. Procedimento secondo la rivendicazione 40, ulteriormente comprendente la introduzione di comandi induttori di perdite in un sistema di coordinate rotanti, l'impiego di una desiderata frequenza di pulsazione di.coppia generalmente corrispondente ad una data pulsazione di coppia, per cui la frequenza induttrice di perdite praticamente applicata al motore varia automaticamente con la velocità del motore cosi da mantenere generalmente la differenza fra la frequenza normale e la frequenza induttrice di perdite generalmente uguale alla desiderata frequenza di pulsazione di coppia.