MXPA99001147A - Metodo y aparato para controlar un motor de induccion - Google Patents

Metodo y aparato para controlar un motor de induccion

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MXPA99001147A
MXPA99001147A MXPA/A/1999/001147A MX9901147A MXPA99001147A MX PA99001147 A MXPA99001147 A MX PA99001147A MX 9901147 A MX9901147 A MX 9901147A MX PA99001147 A MXPA99001147 A MX PA99001147A
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MX
Mexico
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motor
current
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stator
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MXPA/A/1999/001147A
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Inventor
T Branecky Brian
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A O Smith Corporation
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Abstract

La presente invención se refiere a un método y aparato para mejorar la eficiencia de un motor de inducción usado en aplicaciones de bomba de fluidos y soplador que incluye un controlador que reduce el flujo generado por el motor a cargas de motor menores que la máxima.

Description

MÉTODO Y APARATO PARA CONTROLAR UN MOTOR DE INDUCCIÓN SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama beneficio bajo C.F.R. S119 de la solicitud provisional compendiente número 60/073,238, presentada el 30 de Enero de 1998.
CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un método y aparato para controlar un motor de inducción, y particularmente a un método y aparato para proveer un control constante de flujo de aire, flujo de fluido, presión de fluido u otra salida física de un motor de inducción, de tal manera de aumentar la eficiencia del motor. Se sabe comunmente en la técnica cómo proveer un sistema de manejo de aire tal como un sistema calentador, ventilador o acondicionador de aire ("HVAC") con un soplador o bomba de fluido que empuja aire o extrae aire a través de un intercambiador de calor o serpentín enfriador para calentar o enfriar el aire, respectivamente, y transferir el aire a través de un sistema de conductos y ventilaciones hasta una habitación o habitaciones en donde está localizado un termostato. El termostato provee retroalimentación al sistema para indicar la temperatura en la habitación o habitaciones. De esta manera, la temperatura del aire en estas habitaciones está controlada. El soplador incluye típicamente un motor y el sistema HVAC también incluye usualmente un controlador para controlar el motor en respuesta a varios parámetros tales como la temperatura del aire de la habitación, velocidad de flujo de aire, velocidad del motor y momento de torsión del motor. También se sabe que la eficiencia de la transferencia de calor entre el aire y el serpentín enfriador intercambiador de calor depende directamente de la velocidad de flujo de aire a través del intercambiador de calor o el serpentín de enfriamiento. Además, se sabe que la eficiencia total del sistema puede aumentarse al máximo manteniendo la velocidad de flujo del aire en un punto fijo específico. Frecuentemente, el punto o velocidad de flujo en el cual es más eficiente el sistema, se determina de manera empírica (típicamente por parte del fabricante del sistema HVAC) , y se programa en el controlador del motor. Sin embargo, conforme las ventilaciones en el sistema se abren o se cierran, cambia la carga sobre el motor, cambiando con ello la velocidad del motor, la salida de energía del soplador y la corriente del estator. Las cargas cambiantes experimentadas por el motor hacen extremadamente difícil el control preciso de la salida de energía del soplador. Un método y aparato para controlar un motor soplador bajo tales condiciones se muestra y se describe en la patente de los E.U.A. No. 5,656,912 que se incorpora aquí por referencia.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En un motor de inducción de velocidad variable, la corriente ("I") abastecida al motor incluye tanto un componente generador de flujo ("Iflux")' como un componente generador de momento de torsión ( "Itorque" ) • En ^a práctica, If?ux e Itorque están aproximadamente 90° fuera de fase en relación uno con otro. El momento de torsión real ("T") producido por el motor está determinado por la relación: T = k[(Iflux)x(Itorque)] en donde k es una constante conocida. En solicitudes de la técnica anterior para motores de inducción de velocidad variable (incluyendo el método y aparato de la patente de los E.U.A. No. 5,656,912), se genera una salida de flujo que varía en relación con la velocidad a la que opera el motor. Sin embargo, a una carga de motor menor a la máxima (para motores de inducción de corriente alterna utilizados en aplicaciones de bomba de fluidos o soplador) , existe una reducción concomitante en el momento de torsión para la reducción de carga. De esta manera, usualmente se desgasta la energía ya que el motor está siendo abastecido con corriente para generar flujo en exceso del que es necesario para generar el momento de torsión necesario. Este fenómeno se ilustra claramente en las figuras 6 y 7. La figura 6 ilustra los componentes vectoriales de momento de torsión y flujo de la corriente del motor en la condición en la cual se demanda la salida máxima del motor. Se requiere tanto el componente completo de flujo como el componente completo del momento de torsión de la corriente del motor. Por lo tanto, hay menos pérdida de energía que a cargas menores a la capacidad de carga máxima del motor. La figura 7 ilustra los componentes vectoriales de momento de torsión y de flujo de la corriente de motor en un controlador de la técnica anterior. En el escenario de la figura 7, la salida de energía requerida del motor demanda un momento de torsión menor al máximo que sea capaz de generar el motor. Sin embargo, puesto que la cantidad de flujo generado permanece constante, se originan pérdidas de energía. La figura 8 ilustra los componentes vectoriales de momento de torsión y flujo de la corriente de un motor conectado al controlador de la presente invención en la condición en la cual, la salida de energía requerida del motor, demanda el momento de torsión máximo que sea capaz de generar el motor. En donde se requiere menor salida de energía máxima, la corriente abastecida por el controlador de la invención es manipulada para reducir las pérdidas de flujo que se originan en los controladores de la técnica anterior. Consecuentemente, la invención provee un método y aparato para controlar un motor, y particularmente un método y aparato para controlar un motor de inducción en un sistema HVAC, para proveer un control constante de salida de energía del soplador en una eficiencia incrementada. En lugar de la relación no lineal de voltaje a frecuencia utilizada en la patente de los E.U.A. No. 5,656,912, la invención provee un controlador para un motor de inducción que utiliza una relación lineal de voltaje a frecuencia y, para una salida de energía dada requerida por el termostato, la curva del controlador se adapta a la retroalimentación de corriente no lineal que es generada utilizando la relación lineal de voltaje a frecuencia. La invención también provee un controlador para un motor que tiene por lo menos una fase de estator, el controlador comprende medios de impulso de señal para producir un flujo de corriente en la fase de estator, de tal manera que el flujo de corriente varía en respuesta a condiciones de carga variables para el motor; medios de monitoreo para monitorear el flujo de corriente; medios de cambio de señal para producir un cambio de señal relacionado con los cambios en el flujo de corriente; medios de manipulación conectados eléctricamente a los medios de cambio de señal y a los medios de impulso de señal para cambiar la señal de impulso eléctrico en respuesta al cambio de señal; y medios para reducir el flujo generado por el controlador a cualquier carga de motor que sea menor que la capacidad de carga máxima del motor, para mejorar con ello la eficiencia de operación del motor. La invención provee además un método para controlar un motor que tiene por lo menos una fase de estator, el método comprende los pasos de (A) producir una señal de impulso eléctrico en la fase de estator dando como resultado un flujo de corriente en la fase de estator; (B) determinar una carga de motor requerida; y (C) reducir el flujo generado por el motor a las cargas de motor requeridas que son menores que la capacidad máxima de carga del motor. Una ventaja principal de la invención es proveer un controlador eficiente para cualquier motor, en donde la corriente tiene un perfil conocido en relación con la velocidad del motor. Otra ventaja de la invención es proveer una bomba de fluido para un sistema HVAC que provee flujo de fluido substancialmente constante o presión constante sin importar las variaciones en la carga de la bomba de fluido, y a una eficiencia muy alta. Otra ventaja de la invención es proveer un controlador para un motor de inducción; este controlador cambia el voltaje abastecido al motor en respuesta a la corriente total abastecida al motor y la salida demandada por el controlador. Otra ventaja de la invención es proveer un método para controlar un motor de inducción en una bomba de fluido para proveer un flujo de fluido substancialmente constante sin importar las variaciones de carga del motor y a una eficiencia alta. Otras características y ventajas de la invención se indican en la descripción detallada y en las reivindicaciones.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es un diagrama esquemático de un motor controlado por un controlador que incorpora la invención. La figura 2 es una representación gráfica de la relación entre la corriente de estator y la frecuencia del estimulo eléctrico utilizado para activar el motor. La figura 3 es una representación gráfica de la relación lineal entre el voltaje de estator y la frecuencia del estimulo eléctrico que se utiliza para una velocidad de flujo de aire deseada determinada. La figura 4 es una representación gráfica de la relación entre la velocidad de flujo de fluido deseado y la correspondiente corriente de activación del motor. La figura 5 es un diagrama esquemático de un controlador que es otra modalidad de la invención. La figura 6 es una representación gráfica de vectores de la corriente del motor en la salida de energía o carga máxima del motor mostrado en las figuras 1 o 5. La figura 7 es una representación gráfica de vectores de la corriente de motores de inducción de la técnica anterior a una salida de energía o de carga comandada menor a la máxima. La figura 8 es una representación gráfica de vectores de la corriente del motor de las figuras 1 a 5 a una salida de energía o de carga comandada menor a la máxima. Antes de explicar en detalle una modalidad de la invención, se entiende que la invención no está limitada en su aplicación a los detalles de la construcción y las disposiciones de los componentes indicados en la siguiente descripción o ilustradas en los dibujos. La invención es susceptible de otras modalidades y de ser practicada o llevarse a cabo de maneras diferentes. También se entiende que la nomenclatura y terminología utilizadas aquí tienen el propósito de descripción y no deben considerarse como limitantes.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA En la figura 1 de los dibujos se ilustra esquemáticamente un controlador 10 de motor y un motor 14.
Aunque puede usarse el controlador para controlar cualquier motor en cualquier aplicación, el motor de la modalidad preferida es un motor de inducción trifásica empleado en una bomba de fluido. Más particularmente, la bomba de fluido de la modalidad preferida es un soplador para utilizarse en un sistema HVAC. Como se indicó antes, en sistemas HVAC, se ha mostrado que la eficiencia de la transferencia de calor entre el intercambiador de calor o el serpentín de enfriamiento y el aire que atraviesa el intercambiador de calor o el serpentín de enfriamiento, depende directamente de la velocidad de flujo del aire que pasa a través del intercambiador de calor o del serpentín de enfriamiento. Además, se ha determinado que la eficiencia del intercambio de calor es aumentada al máximo a una velocidad específica de flujo de aire (determinada usualmente por las características de diseño del elemento calentador o serpentín de enfriamiento) . El motor 14 incluye un estator (no mostrado) que tiene bobinados trifásicos, y un rotor (no mostrado) montado para rotación alrededor de un eje de rotor (tampoco mostrado) . Como es bien conocido comúnmente en la técnica, la activación de las bases del estator ocasiona la rotación del rotor. El motor 14 incluye también un árbol 18 conectado al rotor para rotación con el mismo. Un propulsor o ventilador 22 está montado sobre el árbol 18 de manera que conforme gira el ventilador 22, es extraído o forzado aire sobre la unidad de intercambio de calor (no mostrada) y desde ahí es liberado hacia un sistema de conductos (no mostrados) para distribuir el aire a una habitación o habitaciones. Una serie de interruptores 26 conectan eléctricamente de manera selectiva el motor 14 a la energía eléctrica (típicamente corriente directa derivada de línea de voltaje de corriente alterna estándar) en respuesta a señales de control producidas por el controlador 10. El controlador 10 incluye un termostato 30 que está localizado dentro de la habitación o habitaciones por calentar o enfriar. El termostato 30 monitorea la temperatura del aire de la habitación y genera, en respuesta a la temperatura del aire de la habitación, señales de control para iniciar la operación del motor 14. El controlador 10 incluye también un microprocesador 34 conectado al termostato 30 para recibir del mismo señales de control de termostato. El microprocesador 34 está conectado también con los interruptores 26 que abastecen energía al motor 14. El microprocesador 34 controla los interruptores 26 para activar el motor 14, de manera que el ventilador 22 libera un volumen de aire a velocidad de flujo constante a pesar de cualquier cambio en las condiciones de carga experimentadas por el motor 14. Típicamente, dichos cambios de carga ocurren conforme se abren o cierran las ventilaciones en el sistema de conductos. Como es conocido comúnmente en la técnica, están conectados una serie de impulsores 38 entre los interruptores de energía 26 y el microprocesador 34. El microprocesador 34 incluye un decodificador 42 para recibir las señales de control del termostato y generar en respuesta a las mismas una señal de velocidad de flujo de aire deseada ("CFM¿?"). El microprocesador 34 incluye también medios de impulso de señal o medios activadores conectados al decodificador 42 para producir una señal de impulso eléctrico o estímulo eléctrico dando como resultado flujo de corriente en la fase de estator. Aunque son apropiados varios medios para producir la señal de impulso eléctrico, los medios de impulso de señal de la modalidad preferida incluyen un convertidor 46 de frecuencia de corriente conectado al decodificador 42 y un calculador 50 de comando de corriente conectado al convertidor 46 de frecuencia de corriente. El microprocesador incluye también medios de cambio de señal para producir un cambio de señal relacionado con cambios en el flujo de corriente del estator. Aunque son apropiados varios medios para generar el cambio de señal, en la modalidad preferida, los medios de cambio de señal incluyen un comparador 54 conectado al calculador 50 de comando de corriente . El microprocesador incluye también medios de manipulación conectados al comparador y a los medios de impulso de señal para cambiar la señal de impulso eléctrico en respuesta a la salida de energía del comparador 54. Aunque son apropiados varios medios para cambiar la señal de impulso eléctrico, los medios de manipulación de la modalidad preferida incluyen un regulador o integrador de corriente 58 conectado al comparador 54, y un nodo de suma 62 conectado al regulador de corriente 58. El nodo de suma 62 tiene una salida que es retroalimentada a través de un elemento de retraso 66 a una entrada del nodo de suma 62 y al calculador 50 de comando de corriente. La salida del nodo de suma 62 está conectado también a un calculador 70 de frecuencia a voltaje. El calculador 70 de frecuencia a voltaje incluye una entrada conectada a la salida del decodificador 42 para recibir la señal CFM?j desde el decodificador 42. Un modulador 72 de amplitud de impulso está conectado al calculador 70 de frecuencia a voltaje. El modulador 72 de amplitud de impulso está conectado a los activadores 38 de interruptor para enviar señales a los mismos y conectar selectivamente las fases del motor 14 a la energía eléctrica. El controlador 10 incluye también medios de monitoreo para monitorear el flujo de corriente en la fase de estator. Son apropiados cualesquier medios para monitorear o medir la corriente de estator. En la modalidad mostrada en la figura 1, los medios de monitoreo son un detector de corriente 74 conectado a por lo menos una de las fases del motor para detectar la corriente de fase del motor. Durante la operación, el microprocesador 34 controla el motor 14 usando la relación entre la corriente de estator, la frecuencia de estator y la velocidad de flujo de aire mostrada en la figura 2. Esta relación ha sido determinada empíricamente y, como se muestra con claridad en la figura 2, para una velocidad de flujo de aire dada, la relación de la corriente de estator contra la frecuencia de estator, es generalmente no lineal y puede ser definida por la ecuación no lineal : y = ax + (mx + b) ; en donde y = corriente de comando deseada del estator para el período presente (I) ; a = una constante de ajuste de la curva; x = frecuencia de comando de estator para período anterior (omega]_) ; m = pendiente de la curva de frecuencia de corriente (la pendiente es determinada por las características del soplador, por ejemplo, tamaño de la caja, número de aspas, etc. ) ; y b = la frecuencia cero o corriente de estator sin carga de estado continuo (--2) • Conociendo la velocidad de flujo de aire deseada en la cual va a operar el sistema HVAC, la corriente de estator de frecuencia cero ?2 en esa velocidad de flujo de aire y la frecuencia de comando de estator omega para el período anterior, el microprocesador 34 puede calcular fácilmente la corriente I de comando de estator deseada en la cual el motor 14 debe ser activado para generar la salida deseada de velocidad de flujo de aire. Si la corriente I deseada de comando de estator difiere de la corriente real I± del estator, entonces la frecuencia ornega^ de comando del estator se puede ajustar para compensar la diferencia, la cual se supone que es el resultado de un cambio en la carga sobre el motor 14. En un sentido amplio, puede usarse el controlador para controlar cualquier motor en donde se conozca la relación entre la señal eléctrica usada para activar el motor y la salida de energía del motor. Más específicamente, y haciendo referencia a la figura 1, el decodificador 42 recibe las entradas del termostato y genera en respuesta a las entradas del termostato una salida que es indicativa de una salida de flujo deseada en pies cúbicos por minuto (CFM¿) para el soplador del motor. El convertidor de frecuencia de corriente 46 recibe la señal CFM¿ y genera en respuesta a la señal CFM¿, el valor de corriente de estator de frecuencia cero (12)- Sin embargo, en la modalidad preferida, el convertidor 46 de frecuencia de corriente puede generar I2 utilizando un cálculo de tiempo real, el convertidor 46 de frecuencia de corriente es simplemente una tabla de búsqueda a base de memoria que almacena valores de corriente de estator de frecuencia cero para varias velocidades de flujo. La relación entre CFM¿ e 12 se muestra en la figura 4. El convertidor 46 de frecuencia de corriente transmite la corriente de estator de frecuencia cero al calculador 50 de comando de corriente. Aproximadamente al mismo tiempo, la frecuencia de comando omega -? , esto es, la frecuencia de comando del período previo de 0.6 segundos, es retroalimentada al calculador 50 de comando de corriente desde la salida del nodo de suma 62. En respuesta a la recepción de la corriente I2 de estator de frecuencia cero y la señal de frecuencia de comando ornega^ , el calculador 50 de comando de corriente genera una corriente de comando I, esto es, la corriente en la cual el motor 14 debe ser activada para una salida de soplador dada. Como se indicó antes, la relación usada para esta determinación se muestra en la figura 2.
La corriente de comando I es alimentada al comparador 54 y se compara contra la corriente de fase real 1^ medida por el detector de corriente 7 . El comparador de corriente 54 envía un valor de error de corriente (deltal) que representa la diferencia entre la corriente real de fase de estator I]_ y la corriente de fase de estator deseada I2 para la velocidad de flujo de aire deseada CFM¿. El error de corriente (delta I) es transmitido al regulador de corriente 58 que integra la señal de error de corriente delta I para generar una salida de manipulación (delta omega) . La salida de manipulación delta omega es agregada a la frecuencia de comando anterior omega? para generar una frecuencia de comando actualizada omega2 • La frecuencia de comando actualizada ornega^ representa una señal de frecuencia actualizada que es requerida en la corriente de motor existente I]_ para mantener la salida deseada de velocidad de flujo de aire del soplador CFM¿. La frecuencia de comando omegja.2 es transmitida al calculador de frecuencia a voltaje 70 que genera un voltaje de comando actualizado. El calculador de frecuencia a voltaje 70 utiliza la relación mostrada en la figura 3 para generar el voltaje de comando y este voltaje es introducido hacia el modulador de amplitud de pulsación 72 junto con la frecuencia de comando actualizada. Aunque la relación de frecuencia a voltaje mostrada en la patente de los Estados Unidos No. 5,656,912 era no lineal, la relación de voltaje a frecuencia de la modalidad preferida es lineal para un CFM¿ dado. La función desarrollada por el calculador de frecuencia a voltaje 70 es realizada usando un cálculo a base de software de tiempo real basado en la ecuación: V = Kf ornegao en donde V es el voltaje de comando actualizado, Kf es una constante de flujo para convertir las unidades de frecuencia en unidades de voltaje como una función de CFM¿, y omega2 es la frecuencia de comando para el estator. La relación lineal entre el voltaje de comando actualizado (V) y la frecuencia de comando ( mega^) para un CFM¿ dado, se muestra en la figura 3. Utilizando una relación lineal de voltaje a frecuencia y ajustando la curva de la retroalimentación de corriente no lineal, se ajusta la pendiente de la curva de voltaje a frecuencia, esto es, el flujo, para los varios CFM¿ comandados . En otras modalidades (no mostradas) , los resultados de la función pueden calcularse previamente y, como las funciones del convertidor de frecuencia de corriente 46 y el calculador de comando de corriente 50, la función del convertidor de frecuencia a voltaje puede ser guardada en una tabla de búsqueda a base de memoria. La frecuencia de comando (omega2) también es retroalimentada al calculador de comando de corriente 50 a través del elemento de retraso 66 que ocasiona un retraso de transmisión de aproximadamente 0.6 segundos. Este período de retraso es para compensar el hecho de que la carga en el sistema HVAC cambia lentamente en tanto las ventilaciones se abren o cierran y el retraso evita la inestabilidad del controlador. En respuesta a la frecuencia de comando actualizada omega.2 y el voltaje de comando actualizado V, el modulador de amplitud de pulsación 72 genera señales de control para los impulsores 38 que operan los interruptores 26 para generar una salida de corriente actualizada para el motor 14 y mantener la salida deseada de velocidad de flujo de aire. El detector de corriente 74 continuará midiendo la corriente de fase del estator. Si la carga del motor soplador permanece igual desde un intervalo de 0.6 segundos al siguiente, entonces la corriente de fase de estator I]_ no cambiará, y no habrá señal de error de corriente resultante deltal generada. Como resultado, la salida ome_a,2 de frecuencia de comando en el nodo de suma 62 no cambiará. Alternativamente, si la carga del motor soplador cambia de un intervalo de 0.6 segundos al siguiente, entonces será generada una nueva señal de error de corriente deltal para ocasionar un recálculo de la frecuencia de comando omega2 como se describió anteriormente. La figura 5 ilustra un controlador 100 que es una modalidad alternativa de la invención. Partes similares están identificadas utilizando números de referencia similares. En la modalidad mostrada en la figura 5, la corriente y el voltaje de la barra colectora de corriente directa, I cbus Y vdcbus' son medidos e introducidos a un calculador de corriente 104 junto con el voltaje de comando (V) generado por el calculador de voltaje a frecuencia 70. Estos parámetros se utilizan para calcular una corriente de fase aproximada ( I hase) cíue es introducida en el comparador 54. La ecuación usada para generar (?phase) eS: ?phasecssO = (vdcbusx idcbus^/V- El uso del calculador de corriente 104 para calcular una corriente de fase aproximada, elimina la necesidad de un detector de corriente de fase costoso. Además, el cálculo de la corriente de fase estimada a partir de la corriente y el voltaje de la barra colectora de corriente directa, elimina el error que pueda ser originado de la medición de corriente que está recirculando entre el inversor y el bobinaje de fase del motor. Varias características y ventajas de la invención se indican en las siguientes reivindicaciones:

Claims (31)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES
1. - Un controlador para producir una salida de energía constante de un motor bajo condiciones de carga variables, el motor tiene por lo menos una fase de estator, dicho controlador comprende: un detector de corriente conectado eléctricamente a dicho motor para medir cambios en el flujo de corriente en respuesta a cambios en la carga sobre el motor; y un circuito de control conectado a dicho detector de corriente para generar, en base a dicho cambio en flujo de corriente, una corriente de impulso actualizada requerida para mantener dicha salida de trabajo constante.
2. - Un controlador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho motor incluye una barra colectora de corriente directa, en donde dicho detector de corriente está conectado a dicha barra colectora de corriente directa, y en donde dicho detector de corriente mide cambios en el flujo de corriente en dicha barra colectora de corriente directa.
3. - Un controlador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho detector de corriente es un detector de corriente de fase conectado con dicha fase de estator, y en donde dicho detector de corriente mide cambios en el flujo de corriente en dicha fase de estator.
4. - Un controlador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho motor está conectado a un ventilador para generar un flujo de aire a una velocidad, y en donde dicho circuito de control impulsa dicho motor para generar flujo de aire desde dicho ventilador a una velocidad constante bajo condiciones de carga variables.
5. - Un controlador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho circuito de control incluye un comparador para producir una señal eléctrica relacionada con dicho cambio de flujo de corriente en dicha fase de estator.
6. - Un controlador de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque dicho circuito de control incluye un regulador de corriente conectado a dicho comparador para generar dicha corriente de impulso actualizada en respuesta a dicha señal eléctrica.
7.- Un controlador para un motor que tiene una barra colectora de corriente directa y por lo menos una fase de estator conectada a dicha barra colectora de corriente directa, dicho controlador comprende: medios de impulso de señal para producir un flujo de corriente en dicha fase de estator de manera que dicho flujo de corriente varíe en respuesta a condiciones de carga variables para dicho motor; medios de monitoreo para monitorear dicho flujo de corriente; medios de cambio de señal para producir un cambio de señal relacionado con los cambios en dicho flujo de corriente; medios de manipulación conectados eléctricamente a dichos medios de cambio de señal y a dichos medios de impulso de señal para cambiar dicha señal de impulso eléctrico en respuesta a dicho cambio de señal; y medios para reducir el flujo generado por el controlador a cualquier carga de motor que sea menor que la capacidad de carga máxima de dicho motor, para mejorar con ello la eficiencia de operación de dicho motor.
8. - Un controlador de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque dicho motor está conectado a un ventilador para generar un flujo de aire a una velocidad, y en donde dicho cambio de señal impulsa dicho motor para generar flujo de aire desde dicho ventilador a una velocidad constante en respuesta a condiciones de carga variables .
9.- Un controlador de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque dichos medios de cambio de señal incluyen un comparador.
10. - Un controlador de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque dichos medios de manipulación incluyen un regulador de corriente conectado a dichos medios de cambio de señal .
11.- Un controlador de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque dichos medios de monitoreo incluyen un detector de corriente que mide flujo de corriente en dicha barra colectora de corriente directa.
12. - Un método de control de un motor para producir una salida de energía constante bajo condiciones de carga de motor variables, el motor tiene por lo menos una fase de estator, dicho método comprende: A) determinar una salida de energía de motor requerida; B) producir una señal de impulso eléctrico en dicha fase de estator para generar dicha salida de energía del motor; C) determinar variaciones en dicha carga de motor; D) cambiar dicha señal de impulso eléctrico en respuesta a dichas variaciones en dicha carga de motor para mantener la salida de energía de motor requerida.
13. - Un método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque dicha acción (D) comprende reducir el componente de flujo de dicha señal de impulso eléctrico a cargas de motor requeridas que son menores que la capacidad de carga máxima del motor.
14.- Un método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque dicho motor está conectado a un ventilador para producir flujo de aire, en donde dicha salida de energía de motor es flujo de aire, y en donde dicha acción (A) incluye la acción de medir la temperatura del aire utilizando un termostato.
15.- Un método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque dicha acción (B) incluye la acción de abastecer corriente a dicha fase de estator.
16.- Un método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque dicha acción (C) comprende además la acción de medir dicho flujo de corriente en dicha fase de estator para detectar variaciones en dicho flujo de corriente en dicha fase de estator.
17.- Un método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque dicha acción (C) comprende además la acción de medir la corriente de la barra colectora de corriente directa abastecida a dicho motor, y la acción de calcular una corriente de fase aproximada de dicha corriente de barra colectora de corriente directa.
18.- Un método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque dicha acción (D) comprende la acción de determinar un cambio deseado de la señal de impulso eléctrico para producir dicha salida de energía de motor deseada.
19.- Un método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque dicha acción de determinar un cambio deseado para la señal de impulso eléctrico, utiliza la relación entre la corriente de estator, la frecuencia de estator y la salida de energía del motor.
20.- Un sistema de manejo de aire que comprende: un soplador que incluye un motor que tiene por lo menos una fase de estator, y un ventilador conectado al motor; y un controlador para producir una salida de energía constante de dicho soplador bajo condiciones de carga variables, dicho controlador incluye un detector de corriente conectado eléctricamente a dicha fase de estator para medir un cambio en el flujo de corriente en dicha fase de estator en respuesta a un cambio en la carga sobre dicho soplador, y un circuito de control conectado a dicho detector de corriente para generar en base a dicho cambio en flujo de corriente en la fase de estator, una corriente de impulso actualizada requerida para mantener dicha salida de trabajo constante.
21.- Un sistema de manejo de aire de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque dicho circuito de control incluye un comparador para producir una señal eléctrica relacionada con dicho cambio en flujo de corriente en dicha fase de estator.
22.- Un sistema de manejo de aire de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque dicho circuito de control incluye un regulador de corriente conectado a dicho comparador para generar dicha corriente de impulso actualizada en respuesta a dicha señal eléctrica.
23.- Un método de control de un sistema de manejo de aire que tiene un soplador que incluye un motor con por lo menos una fase de estator, y un ventilador conectado al motor, de manera que dicho motor está bajo una carga, dicho método comprende: A) determinar una salida de energía de motor requerida; B) producir una señal de impulso eléctrico en dicha fase de estator para generar dicha salida de energía del motor; C) determinar variaciones en dicha carga de motor; D) cambiar dicha señal de impulso eléctrico en respuesta a dichas variaciones en dicha carga de motor para mantener la salida de energía de motor requerida.
24. - Un método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque dicha acción (D) comprende reducir el componente de flujo de dicha señal de impulso eléctrico a cargas de motor requeridas que sean menores que la capacidad máxima de carga del motor. 25.- Un método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque dicha acción (A) incluye la acción de medir la temperatura del aire utilizando un termostato. 26.- Un método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque dicha acción (B) incluye la acción de generar un flujo de corriente en dicha fase de estator. 27.- Un método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque dicha acción (C) comprende la acción de medir dicho flujo de corriente hacia dicho motor para detectar variaciones en dicho flujo de corriente en dicha fase de estator. 28.- Un método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado además porque dicha acción de medir dicho flujo de corriente comprende la acción de medir la corriente de la barra colectora de corriente directa y calcular de la misma una corriente de fase estimada. 29.- Un método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado además porque dicha acción de medir dicho flujo de corriente comprende la acción de medir el flujo de corriente en dicho bobinaje de fase. 30.- Un método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque dicha acción (D) comprende además la acción de determinar un cambio deseado para la señal de impulso eléctrico para producir dicha salida de energía de motor deseada . 31.- Un método de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque dicha acción de determinar un cambio deseado para la señal de impulso eléctrico utiliza la relación entre la corriente de estator, la frecuencia de estator y la salida de energía del motor.
MXPA/A/1999/001147A 1998-01-30 1999-02-01 Metodo y aparato para controlar un motor de induccion MXPA99001147A (es)

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