WO2006003228A1 - Unidad de control - Google Patents

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WO2006003228A1
WO2006003228A1 PCT/ES2005/070037 ES2005070037W WO2006003228A1 WO 2006003228 A1 WO2006003228 A1 WO 2006003228A1 ES 2005070037 W ES2005070037 W ES 2005070037W WO 2006003228 A1 WO2006003228 A1 WO 2006003228A1
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control unit
unit according
progression
motor
pwm
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PCT/ES2005/070037
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French (fr)
Inventor
Ferran ESCANES GARCÍA
Original Assignee
Appliances Components Companies Spain, S.A.
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Publication date
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators

Definitions

  • the present invention relates to an electronic control unit suitable for operating an electric motor connectable to a compressor. [0002] More specifically, the present invention relates to an electronic control unit that controls the operation of an electric motor that is capable of driving a tightly encapsulated refrigeration compression unit.
  • An electronic control unit for controlling the operation of a motor / compressor combination is known, for example, from US Pat. No. 5,801,500, which describes a compressor having a periodically functioning displacement element. and the rotor is rotated by asynchronous switching from any given rest position to a starting position that facilitates starting, and is then started from that starting position.
  • an electronic control unit controls the switching of switching means including a three-phase inverter so that the rotor is brought to the starting position before the actual start, by additionally rotating it by a predetermined angle, by executing asynchronous switching guidelines provided from the electronic control unit.
  • a disadvantage of the described motor / compressor system is that it lacks, in the synchronous mode of operation, switching patterns to govern the switching of the switching elements of the three-phase inverter, so that the electronic control unit has to wait a certain time to ensure that the demagnetizing current of the inactive winding has been eliminated and then carry out the position measurements on said inactive winding. [0006] Therefore, it is necessary to develop an electronic control unit that executes an active phase demagnetization pattern inactive, so as to reduce the time needed to eliminate residual current.
  • the present invention seeks to reduce or solve one or more of the aforementioned problems by means of an electronic control unit that governs the supply of electric current to a motor-compressor arrangement connected to an investment means.
  • the control unit also comprises a PWM pulse width regulator to generate switching signals that are applied to switching elements both at start-up, asynchronous mode, and during normal operation of the motor-compressor assembly, synchronous mode, so that during the conduction period the switching signal is divided into two half periods, a first part in which the switching element is in permanent driving mode and a second part in which said switching element is modulated according to a cycle of work predetermined by the PWM pulse width regulator, in order to regulate the motor speed and simultaneously create a discharge path for the residual current of an idle motor winding.
  • An object of the present invention is to implement active governance guidelines applicable to the switching elements of a three-phase inverter to regulate the speed of the brushless DC motor and simultaneously enable a discharge path for the residual current of the idle motor winding.
  • Another object of the present invention is to know as soon as possible the relative position of the rotor based on a measure of the counter-electromotive force measured on the inactive winding when the residual current has ceased to circulate.
  • Still another object of the present invention is to increase the working current of the DC motor and / or higher rotational speeds. [0011] Still another object of the present invention is to establish a switching pattern for the switching elements of the three-phase inverter during start-up, that is, asynchronous mode or open loop.
  • Figure 1 shows in an block diagram an electronic control unit connected to a motor combination.
  • Hermetically encapsulated compressor according to the invention shows the current flow in the three motor windings in the positioning stage, in which the switching element Tl is governed by a modulation signal according to the invention
  • Figure 3 shows an arrangement of the magnetic field, in the case of a six-pole motor, when the motor rotor is aligned with the winding A according to the invention
  • Figure 4 shows the waveforms of the duty cycle of each switching element of a three-phase inverter during the positioning stage according to the invention
  • Figure 5 shows the cycle waveforms of each switching element of the three-phase inverter according to the invention.
  • Figure 1 shows a block diagram of an electronic control means 11 connected to a combination of an electric motor 12 and a compression means 13, both assemblies being connected through an interface means.
  • the control unit 11 receives power from a direct current power source such as a battery, a car battery, photovoltaic cell panel, a rectified alternating current source or the like.
  • a direct current power source such as a battery, a car battery, photovoltaic cell panel, a rectified alternating current source or the like.
  • the control unit 11 receives the electrical energy supplied from the direct current source and an investment means 15 such as a three-phase inverter supplies it to the windings A, B and C of the brushless and direct current motor 12 rotor position sensors.
  • the three-phase inverter 15 comprises six switching elements Tl to T6, connected in three-phase double bridge, therefore, three complementary pairs of switches Tl, T2 are formed; T3, T4; T5, T6, the three switching pairs being connected in parallel.
  • the switches Tl to T6 can be field effect transistors MOSFET, IGBT or the like that operate in cut and drive mode. Each switch has, in antiparallel, a free-flowing diode Dl to D6.
  • a capacitor 14 is connected in parallel to the input of the three-phase inverter 15. It should be noted that an input terminal of the three-phase inverter 15 is connected to a voltage greater than the other terminal, for example, a first terminal at a positive voltage and a second terminal at neutral or ground. Consequently, there are three switching elements Tl, T3, T5 of the three-phase inverter 15 connected to a higher voltage, namely switches of the high part and three switching elements T2, T4, T6 of the three-phase inverter 15 connected to a lower voltage . As a result, each pair of the inverter 15 is composed of a high switch connected in series to a low switch, for example, Tl, T2.
  • the control unit 11 also comprises a pulse width modulation regulator 16, PWM, which is connected to the switching elements Tl to T6 of the control unit 11, to generate the PWM signals that determine its duty cycle, shown in figure 5.
  • PWM pulse width modulation regulator
  • duty cycle of each switching element is a function of the operating regime of the desired motor-compressor assembly 12, 13.
  • modulator 16 PWM also applies an algorithm for generating duty cycles to each switch Tl to T6, respectively, to provide a path for unloading or demagnetizing the winding through which the flow has stopped flowing. current, that is, becomes an idle winding for a period of time.
  • each switch has a driving period followed by a non-driving period. If a first high switch of a couple and a second low switch of an alternative couple Tl and T4 are taken, for example, a 60 ° gap can be seen between the period of driving and non-driving or cutting of Tl and T4 respectively.
  • each conduction period is divided into two half periods, so that in the first half period each switch remains in permanent driving mode and during the second half period, period of modulation of the switch, the switch is switched, based in the duty cycle determined by the modulator 16 PWM, to regulate the speed of the motor 12, simultaneously, a discharge path is created for the idle winding current.
  • the switch T4 During the second part of the conduction period of the switch Tl, namely modulation period, the switch T4 remains in cut-off mode and a low switch of the next switching pair T3, T6 goes into permanent driving mode, that is , the switch T6 and, in turn, the switch Tl is switched on the basis of the duty cycle determined by the modulator 16 PWM, therefore, it is in a modulation period.
  • the demagnetization of the idle winding B is carried out, since the switch T4 is cut and the switch T6 is in permanent conduction.
  • the modulation period of the switch Tl successively, it is in conduction ON and in the cut OFF; The duration of each state is a function of the duty cycle determined by the 16 PWM modulator.
  • each switch is divided into two half-cycles of equal duration, namely, during the first 60 ° electric it is driving permanently and, during the next 60 ° electric, the 16 PWM modulator applies a cycle of desired job to each switch Tl to T6.
  • the 16 PWM modulator is responsible for applying the active pattern to enable a discharge path to the demagnetizing current of the inactive winding, while the commutation of the switch that will then go into the cut-off state is governed, since the winding to which is connected will become the next idle winding. It should be noted that the PWM modulator 16 applies the same type of wave to both the high and low switches of the three-phase inverter 15, that is, they are first in driving, then, in modulation and finally to the cut.
  • the PWM modulator 16 generates a sequence of current application patterns in asynchronous switching consisting of circulating current, simultaneously, through the three windings A, B, C so that two switches T4 T6, for example, are in permanent driving mode and a third switch T 1 is in modulation. As a result, greater torque is achieved.
  • the starting sequence is initiated.
  • the rotor is aligned with the winding A.
  • the 16 PWM modulator applies current patterns to circulate current simultaneously through the other two windings B, C, acting on switches T3 and T6, according to the synchronous mode described above, the idle winding A being demagnetized.
  • the three windings A, B and C are activated simultaneously, so that a switch of each pair is in permanent modulation or conduction while its complement of the same branch remains to the cut.
  • the high side switches work according to the modulation signal generated by the 16 PWM modulator and the low side switches work in permanent driving, see figure 4.
  • asynchronous mode starts, by generating 16 PWM modulators of current application guidelines to two stator windings similar to those applied during synchronous mode of operation, shown in the figure 5.
  • each switch during its driving period is in permanent driving for 60 ° electrical
  • the next 60 ° electrical is modulating and in cutting mode during the following 240 ° electrical.
  • the duration of each pulse of the duty cycle applied by the 16 PWM modulator follows an essentially geometric progression, of variable ratio and less than the unit, being a function of the time obtained from Zero crossing of the idle winding voltage at each instant.
  • the output voltage applied at each instant responds to a PID algorithm, where the error function is calculated on the basis of the set speed and the speed read through the zero crossing over the idle winding.
  • the 16 PWM modulator progressively increases the output voltage and the activation frequency of the MOSFETS until the motor reaches the desired operating regime so that a voltage and frequency ramp is made from the start to the regime of desired operation.
  • the transition from asynchronous mode to synchronous mode is considered to be made when the zero-crossing time of the idle winding voltage is greater than a predetermined value of the expected zero-crossing time.

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  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

Unidad de control electrónica que gobierna el suministro de energía eléctrica de corriente desde una fuente de corriente continua a una disposición motor-compresor (12, 13); la unidad de control electrónica comprende un medio (15) inversor trifásico conectado por un extremo a la fuente y por el otro está conectado al motor-compresor (12, 13), un regulador (16) de ancho de pulso PWM genera señales de commutación que se aplican a los elementos de conmutación del inversor (15) trifásico para regular el régimen de funcionamiento del motor-compresor (12, 13) y, simultáneamente, crear un camino de descarga a la corriente residual del arrollamiento inactivo del motor (12).

Description

TTNTfiAn DF r ONTR OT ,
ORTFTO nr T A TNVFNΓTÓN
[0001] La presente invención se refiere a una unidad de control electrónica adecuada para hacer funcionar un motor eléctrico conectable a un compresor. [0002] Más concretamente, la presente invención se refiere a una unidad de control electrónica que controla el funcionamiento de un motor eléctrico que es capaz de accionar una unidad de compresión de refrigeración encapsulada herméticamente.
FSTAno nF, T , A TFΓNTΓA
[0003] Una unidad de control electrónica para controlar el funcionamiento de una combinación motor/compresor es conocida, por ejemplo, de la patente americana US-A-5.801.500, donde se describe un compresor que tiene un elemento de desplazamiento que funciona periódicamente y el rotor se hace girar mediante conmutación asincrona desde una posición de reposo dada cualquiera hasta una posición de arranque que facilita la puesta en marcha, y se arranca a continuación desde esa posición de arranque.
[0004] También describe dicho documento que una unidad de control electrónico controla la conmutación de unos medios de conmutación que incluye un inversor trifásico de manera que el rotor es llevado a la posición de arranque antes del arranque real, haciéndole girar adicionalmente un ángulo predeterminado, mediante la ejecución de unas pautas de conmutación asincrona proporcionadas desde la unidad de control electrónica.
[0005] Una desventaja del sistema motor/compresor descrito es que carece, en el modo de funcionamiento síncrono, de pautas de conmutación para gobernar la conmutación de los elementos de conmutación del inversor trifásico, de manera que la unidad de control electrónica tiene que esperar un cierto tiempo para asegurarse que la corriente desmagnetizante de la arrollamiento inactiva ha sido eliminada y, entonces, llevar a cabo las medidas de posición sobre dicha arrollamiento inactiva. [0006] Por tanto, se hace necesario desarrollar una unidad de control electrónica que ejecute una pauta activa de desmagnetización de la fase inactiva, de manera que se reduzca el tiempo necesario para eliminar la corriente residual.
CARAΓTFRTZAΓTÓN DF Ϊ ,A TNVFNΓTΠN
[0007] La presente invención busca reducir o resolver uno o más de los problemas mencionados por medio de una unidad de control electrónica que gobierna el suministro de corriente eléctrica a una disposición motor- compresor conectada a un medio de inversión. La unidad de control también comprende un regulador de ancho de pulso PWM para generar señales de conmutación que se aplican a elementos de conmutación tanto en el arranque, modo asincrono, como durante la operación normal del conjunto motor- compresor, modo síncrono, de manera que en el periodo de conducción de la señal de conmutación está dividido en dos semiperiodos, una primera parte en la cual el elemento de conmutación está en modo conducción permanente y una segunda parte en la cual dicho elemento de conmutación es modulado de acuerdo a un ciclo de trabajo predeterminado por el regulador de ancho de pulso PWM, a fin de regular la velocidad del motor y crear, simultáneamente, un camino de descarga para la corriente residual de un arrollamiento inactivo del motor.
[0008] Un objeto de la presente invención es implementar pautas activas de gobierno aplicables a los elementos de conmutación de un inversor trifásico para regular la velocidad del motor de corriente continua sin escobillas y habilitar, simultáneamente, un camino de descarga para la corriente residual del arrollamiento inactivo del motor.
[0009] Otro objeto de la presente invención es conocer lo antes posible la posición relativa del rotor basándose en una medida de la fuerza contraelectromotriz medida sobre el arrollamiento inactivo cuando ha dejado de circular la corriente residual.
[0010] Aún otro objeto de la presente invención es aumentar la corriente de trabajo del motor de corriente continua y/o regímenes de giro más elevados. [0011] Aún otro objeto de la presente invención es establecer una pauta de conmutación para los elementos de conmutación del inversor trifásico durante el arranque, esto es, modo asincrono o lazo abierto. RRFVF FNTTNCTA DO TlF T AS FTCTTRAS
[0012] Ahora serán descritos dispositivos que materializan la invención, a modo de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos, en los que: la figura 1 muestra en un diagrama de bloques una unidad de control electrónica conectada a una combinación motor-compresor encapsulado herméticamente de acuerdo a la invención, la figura 2 muestra el flujo de corriente en los tres arrollamientos del motor en la etapa de posicionamiento, en la cual el elemento de conmutación Tl es gobernado por una señal de modulación de acuerdo a la invención, la figura 3 muestra una disposición del campo magnético, para el caso de un motor de seis polos, cuando el rotor del motor está alineado con el arrollamiento A de acuerdo a la invención, la figura 4 muestra las formas de onda del ciclo de trabajo de cada elemento de conmutación de un inversor trifásico durante la etapa de posicionamiento de acuerdo a la invención, y la figura 5 muestra las formas de onda del ciclo de trabajo de cada elemento de conmutación del inversor trifásico de acuerdo a la invención.
DFSCRTPCTÓN fíF T A TNVFNΓTÓN [0013] La figura 1 muestra un diagrama de bloques de un medio 11 de control electrónico conectado a una combinación de un motor 12 eléctrico y un medio 13 de compresión, estando ambos conjuntos conectados a través de un medio interfaz.
[0014] La unidad 11 de control recibe energía desde una fuente de alimentación de corriente continua tal como una batería, batería de un automóvil, panel de células fotovoltaicas, una fuente de corriente alterna rectificada o similar.
[0015] La unidad 11 de control recibe la energía eléctrica suministrada desde la fuente de corriente continua y un medio 15 de inversión tal como un inversor trifásico la suministra a los arrollamientos A, B y C del motor 12 de corriente continua sin escobillas y sin sensores de la posición del rotor. [0016] El inversor 15 trifásico comprende seis elementos de conmutación Tl a T6, conectados en doble puente trifásico, por tanto, se forman tres parejas complementarias de conmutadores Tl, T2; T3, T4; T5, T6, estando las tres parejas de conmutación conectadas en paralelo. [0017] Los conmutadores Tl a T6 pueden ser transistores de efecto campo MOSFET, IGBT o similar que funcionan en modo corte y conducción. Cada conmutador tiene conectado, en antiparalelo, un diodo de libre circulación Dl a D6.
[0018] Un condensador 14 está conectado en paralelo a la entrada del inversor 15 trifásico. Se ha de observar que un terminal de entrada del inversor 15 trifásico está conectado a una tensión mayor que el otro terminal, por ejemplo, un primer terminal a una tensión positiva y un segundo terminal a neutro o tierra. Consecuentemente, hay tres elementos de conmutación Tl, T3, T5 del inversor 15 trifásico conectados a una tensión mayor, a saber, conmutadores de la parte de alta y tres elementos de conmutación T2, T4, T6 del inversor 15 trifásico conectados a una tensión menor. Como un resultado, cada pareja del inversor 15 está compuesta de un conmutador de alta conectado en serie a un conmutador de baja, por ejemplo, Tl, T2.
[0019] La unidad 11 de control comprende, también, un regulador 16 de modulación de anchura de pulso, PWM, que es conectado a los elementos de conmutación Tl a T6 de la unidad 11 de control, para generar las señales PWM que determinan su ciclo de trabajo, mostrado en figura 5.
[0020] Se ha de observar que el ciclo de trabajo de cada elemento de conmutación es función del régimen de funcionamiento del conjunto motor- compresor 12, 13 deseado.
[0021] En modo síncrono, el modulador 16 PWM aplica, también, un algoritmo de generación de ciclos de trabajo a cada conmutador Tl a T6, respectivamente, para proporcionar un camino de descarga o desmagnetización del arrollamiento por el cual ha dejado de fluir la corriente, esto es, pasa a ser un arrollamiento inactivo durante un periodo de tiempo.
[0022] Se ha de observar que cuando la corriente es nula en el arrollamiento inactivo, la medida de la fuerza contraelectromotriz inducida en el mismo arrollamiento permite conocer la posición eléctrica del rotor con respecto al estator.
[0023] A continuación, se describe la desmagnetización de un arrollamiento que pasa a ser inactivo, a modo de ejemplo se describe la creación del camino de desmagnetización del arrollamiento B. Análogamente, se desmagnetizarían los otros dos arrollamientos A y C cuando pasen a ser inactivos.
[0024] Volviendo a la figura 5, cada conmutador tiene un periodo de conducción seguido por un periodo de no-conducción. Si se toma un primer conmutador de alta de una pareja y un segundo conmutador de baja de una pareja alternativa Tl y T4, por ejemplo, se aprecia un desfase de 60° entre el periodo de conducción y no-conducción o corte de Tl y T4 respectivamente.
[0025] Se ha de observar que cada periodo de conducción se divide en dos semiperiodos, de manera que en el primer semiperiodo cada conmutador permanece en modo conducción permanente y durante el segundo semiperiodo, periodo de modulación del conmutador, el conmutador es conmutado, basándose en el ciclo de trabajo determinado por el modulador 16 PWM, para regular la velocidad del motor 12, simultáneamente, se crea un camino de descarga para la corriente del arrollamiento inactivo.
[0026] Como resultado de lo anteriormente descrito, en el semiperiodo de conducción permanente del conmutador Tl, el conmutador T4 del par alternativo está simultáneamente en periodo de modulación, la corriente está circulando por los arrollamientos A y B y la fuerza contraelectromotriz se mide sobre el arrollamiento inactivo C.
[0027] Durante la segunda parte del periodo de conducción del conmutador Tl, a saber, periodo de modulación, el conmutador T4 permanece en modo corte y pasa a modo conducción permanente un conmutador de baja del siguiente par de conmutación T3, T6, esto es, el conmutador T6 y, a su vez, el conmutador Tl se conmuta sobre la base del ciclo de trabajo determinado por el modulador 16 PWM, por tanto, está en un periodo de modulación. [0028] En dicho periodo de modulación del conmutador Tl, se lleva a cabo la desmagnetización del arrollamiento B inactivo, ya que el conmutador T4 está al corte y el conmutador T6 está en conducción permanente. [0029] En el periodo de modulación del conmutador Tl, sucesivamente, está en conducción ON y al corte OFF; la duración de cada estado es función del ciclo de trabajo determinado por el modulador 16 PWM.
[0030] Cuando el conmutador Tl está en modo conducción ON, se genera un camino de circulación de la corriente a través del conmutador Tl, arrollamientos A y C y conmutador T6. Simultáneamente, se genera un camino de descarga para la corriente del arrollamiento inactivo B a través del conmutador Tl, arrollamientos A y B y diodo D3 antiparalelo del conmutador T3. [0031] Cuando el conmutador Tl está al corte OFF, la corriente circula a través del diodo D2 antiparalelo del conmutador T2, arrollamientos A y C y conmutador T6. Asimismo, solapado con dicho camino de corriente hay establecido otro camino de descarga para la energía magnetizante almacenada en el arrollamiento inactivo B que comprende el diodo D3 antiparalelo del conmutador T3, el condensador conectado en paralelo a la entrada del inversor 15 trifásico, el diodo D2 antiparalelo del conmutador T2 y los arrollamientos A y B.
[0032] Generalmente, el periodo de conducción de cada conmutador se divide en dos semiciclos de igual duración, a saber, durante los primeros 60° eléctricos está conduciendo permanentemente y, durante los siguientes 60° eléctricos, el modulador 16 PWM aplica un ciclo de trabajo deseado a cada conmutador Tl a T6.
[0033] Como resultado del modo de funcionamiento descrito, la corriente residual o desmagnetizante del arrollamiento inactivo se elimina rápidamente y, una vez desmagnetizado dicho arrollamiento inactivo, la fuerza contraelectromotriz se mide sobre el mismo.
[0034] El modulador 16 PWM es el encargado de aplicar la pauta activa para habilitar un camino de descarga a la corriente desmagnetizante del arrollamiento inactivo, mientras se gobierna la conmutación del conmutador que pasará seguidamente al estado de corte, ya que el arrollamiento al que está conectado pasara a ser el siguiente arrollamiento inactivo. Se ha de observar que el modulador 16 PWM aplica el mismo tipo de onda a los conmutadores tanto de alta como de baja del inversor 15 trifásico, esto es, primero están en conducción, seguidamente, en modulación y por último al corte.
[0035] Al aplicar una pauta activa de desmagnetización se reduce el tiempo en que no se puede medir la fuerza contraelectromotriz en el arrollamiento inactivo y, consecuentemente, permite trabajar con corrientes más elevadas y/o regímenes de giro más elevados.
[0036] A continuación se explica el funcionamiento durante el arranque, a saber, modo asincrono o lazo de control abierto, inicialmente en este periodo no es posible determinar con precisión la posición del rotor a partir de la fuerza contraelectromotriz, por lo cual, la unidad 11 de control aplica un predeterminado algoritmo de arranque que gobierna el suministro de corriente a cada arrollamiento.
[0037] Durante el arranque y debido a la existencia del compresor 13, es conveniente realizar un cierto número de pasos en sentido inverso al de funcionamiento a fin de que la propia presión del sistema de compresión ayude a iniciar el movimiento en el arranque.
[0038] En relación con las figuras 2 y 3, para alinear el rotor según el arrollamiento A, se conectaría dicho arrollamiento A al lado de alta del inversor 15 trifásico y los otros dos arrollamientos B y C al lado de baja del inversor 15, de manera que el campo magnético se dispondría según la figura 3.
[0039] En relación con la figura 4, el modulador 16 PWM genera una secuencia de pautas de aplicación de corriente en conmutación asincrona que consiste en hacer circular corriente, simultáneamente, por los tres arrollamientos A, B, C de modo que dos conmutadores T4 T6, por ejemplo, están en modo de conducción permanente y un tercer conmutador T 1 está en modulación. Como resultado, se consigue un mayor par.
[0040] Se ha de observar que en esta etapa, no hay que leer ninguna fuerza contraelectromotriz. Resultando que dos conmutadores del lado de alta pueden estar, simultáneamente, modulando y uno del lado de baja en conducción permanente. Análogamente, dos conmutadores del lado de baja del inversor trifásico pueden estar, simultáneamente, en conducción permanente y uno del lado de alta en modulación. [0041] Lo mismo se aplica para los otros dos arrollamientos B, C. Después de unos impulsos, es posible conocer la posición del rotor del motor 12, ya que el rotor seguirá al campo magnético giratorio a la velocidad de sincronismo con un ángulo de desfase. [0042] Así, conmutando sucesivamente los conmutadores en grupos de tres es posible orientar el rotor sucesivamente con todos los arrollamientos A, B, C del estator.
[0043] Una vez que se conoce la posición del rotor con respecto al estator, desde un punto de vista eléctrico, se inicia la secuencia de arranque. A modo de ejemplo, el rotor está alineado con el arrollamiento A.
[0044] El modulador 16 PWM aplica unas pautas de corriente para que circule corriente simultáneamente por los otros dos arrollamientos B, C, actuando sobre los conmutadores T3 y T6, según el modo síncrono anteriormente descrito, siendo desmagnetizado el arrollamiento A inactivo. [0045] Resumiendo, como no hay necesidad de leer la fuerza contraelectromotriz de ningún arrollamiento durante el posicionamiento, se hace que los tres arrollamientos A, B y C se activen simultáneamente, de manera que un conmutador de cada pareja está en modulación o conducción permanente mientras que su complementario de la misma rama permanece al corte. Los conmutadores del lado de alta trabajan según la señal de modulación generada por el modulador 16 PWM y los conmutadores del lado de baja trabajan en conducción permanente, ver figura 4.
[0046] Una vez posicionado, se inicia el arranque, modo asincrono, mediante la generación por parte del modulador 16 PWM de unas pautas de aplicación de corriente a dos arrollamientos del estator similares a las aplicadas durante el modo síncrono de funcionamiento, mostradas en la figura 5.
[0047] Consiguientemente, cada conmutador durante su periodo de conducción está en conducción permanente durante 60° eléctricos, los siguientes 60° eléctricos está modulando y en modo de corte durante los 240° eléctricos siguientes. La duración de cada pulso del ciclo de trabajo aplicado por el modulador 16 PWM sigue una progresión esencialmente geométrica, de razón variable e inferior a la unidad, siendo función del tiempo obtenido de paso por cero de la tensión del arrollamiento inactivo en cada instante.
[0048] La tensión de salida aplicada a cada instante responde a un algoritmo PID, donde la función error se calcula sobre la base de la velocidad consigna y a la velocidad leída a través del paso por cero sobre el arrollamiento inactivo. [0049] Consiguientemente, el modulador 16 PWM aumenta progresivamente la tensión de salida y la frecuencia de activación de los MOSFETS hasta que el motor alcanza el régimen de funcionamiento deseado de manera que se realiza una rampa de tensión y frecuencia desde el inicio hasta el régimen de funcionamiento deseado. [0050] La transición del modo asincrono al modo síncrono se considera realizada cuando el tiempo de paso por cero de la tensión del arrollamiento inactivo es superior a un valor predeterminado del tiempo de paso por cero esperado.

Claims

R F T VTTVΠTΓ A ΓTΠNF .S
1. Unidad de control (11) adecuada para suministrar corriente continua a una disposición motor-compresor (12, 13) conectable a un medio (15) de inversión, un regulador de ancho de pulso (16) PWM está adaptado para generar señales de conmutación que se aplica a elementos de conmutación (Tl a T6) del medio (15) de inversión; caracterizada porque el regulador de ancho de pulso (16) PWM está configurado para generar señales de conmutación que se aplican a los elementos de conmutación (Tl a T6) para gobernar la velocidad variable del motor (12) y crear un camino de descarga a la corriente residual de un arrollamiento inactivo del motor (12), de manera que cada elemento de conmutación está un periodo predeterminado de tiempo en conducción permanente y, seguidamente, en modulación de acuerdo al ciclo de trabajo determinado por el regulador de ancho de pulso (16) PWM y, a continuación, en modo corte.
2. Unidad de control de acuerdo a la reivindicación 1; caracterizada porque el camino de descarga incluye un diodo antiparalelo (Dl a D6) que está conectado al elemento de conmutación que forma pareja con el elemento de conmutación que es modulado.
3. Unidad de control de acuerdo a la reivindicación 2; caracterizada porque los elementos de conmutación (Tl a T6) son transistores de efecto campo MOSFET.
4. Unidad de control de acuerdo a la reivindicación 2; caracterizada porque los elementos de conmutación (Tl a T6) son IGBT o similar.
5. Unidad de control de acuerdo a la reivindicación 2; caracterizada porque el regulador de ancho de pulso (16) PWM aplica señales de conmutación del mismo tipo durante el arranque, modo asincrono, que durante la operación normal de la disposición motor-compresor (12, 13), modo síncrono.
6. Unidad de control de acuerdo a la reivindicación 5; caracterizada porque el regulador de ancho de pulso (16) PWM genera ciclos de trabajo cuya duración sigue una progresión matemática de razón variable e inferior a la unidad, siendo función del tiempo obtenido de paso por cero de la tensión del arrollamiento inactivo en cada instante.
7. Unidad de control de acuerdo a la reivindicación 6; caracterizada porque la progresión matemática es una progresión esencialmente geométrica o geométrica.
8. Unidad de control de acuerdo a la reivindicación 6; caracterizarla porque la progresión matemática es una progresión esencialmente exponencial o exponencial.
9. Unidad de control de acuerdo a la reivindicación 6; caracterizada porque la progresión matemática es una progresión esencialmente aritmética o aritmética.
10. Unidad de control de acuerdo a la reivindicación 6; caracterizada porque la progresión matemática es una progresión esencialmente potencial o potencial.
11. Unidad de control de acuerdo a la reivindicación 6; caracterizarla porque la progresión matemática es una progresión esencialmente racional o racional.
12. Unidad de control de acuerdo a la reivindicación 1; caracterizada porque la tensión de salida aplicada a cada instante responde a un algoritmo PID.
13. Unidad de control de acuerdo a la reivindicación 12; caracterizada porque la función error del algoritmo PID se calcula sobre la base de la velocidad consigna y a la velocidad leída a través de la fuerza contraelectromotriz inducida sobre el arrollamiento inducido.
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CN106063115B (zh) * 2014-03-18 2018-03-02 大金工业株式会社 功率转换装置

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