WO2020237341A1

WO2020237341A1 - Método e sistema de identificação de falha em um compressor de um sistema de refrigeração e compressor de sistema de refrigeração

Info

Publication number: WO2020237341A1
Application number: PCT/BR2020/050195
Authority: WO
Inventors: Claudio Eduardo Soares; Marcos Roberto De Souza; Alexandre CABRAL
Original assignee: Embraco Indústria De Compressores E Soluções Em Refrigeração Ltda.
Priority date: 2019-05-30
Filing date: 2020-06-01
Publication date: 2020-12-03
Also published as: EP3744982A1; BR102019011194A2; US20200378395A1; CN112012919A; JP2020197212A

Abstract

A presente invenção refere-se a um método e sistema de identificação de falha em um compressor (4) de um sistema de refrigeração por meio de uma implementação de ao menos uma lógica de identificação de falha e uma lógica de frenagem, baseadas no monitoramento de ao menos um dentre uma grandeza elétrica e uma grandeza mecânica, comparação destas grandezas com parâmetros compatíveis e possível ação de frenagem posterior em função desta comparação. A presente invenção refere-se ainda a um compressor (4) de sistema de refrigeração e a um sistema de refrigeração propriamente dito.

Description

"MÉTODO E SISTEMA DE IDENTIFICAÇÃO DE FALHA EM UM COMPRESSOR DE UM SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO E COMPRESSOR DE SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO"

[001]A presente invenção refere-se a um método e sistema de identificação de falha em um compressor de um sistema de refrigeração por meio de uma implementação de ao menos uma lógica de identificação de falha e uma lógica de frenagem, baseadas no monitoramento de parâmetros do sistema de refrigeração e possível atuação posterior em função do referido monitoramento. A presente invenção refere-se ainda a um compressor de sistema de refrigeração e a um sistema de refrigeração propriamente dito.

Descrição do Estado da Técnica

[002] A queda de energia em ambientes dotados de sistema de refrigeração é algo bastante comum. Uma frenagem inadequada ou até mesmo uma falta de frenagem na ocorrência desta queda de energia são fatores observados em muitos compressores de sistemas de refrigeração, o que traz inúmeros prejuízos ao sistema de refrigeração e seus componentes, dentre os quais destaca-se um choque do kit mecânico na carcaça do compressor.

[003]Além disso, quando a carga é muito elevada ou a tensão é muito baixa, a rotação do compressor caí até o limite onde não se consegue mais vencer a carga do ciclo de compressão. Então a tensão aplicada ao motor é desligada e o motor oscila dentro do compressor causando um deslocamento excessivo do kit mecânico.

[004] O documento PI 1100026-0, por exemplo, descreve a aplicação de uma frenagem em um motor de compressor após comandado o seu desligamento, quando há a detecção de que a rotação do eixo do motor está abaixo de determinado parâmetro .

[005] Para tal, esta solução propõe provocar uma desaceleração controlada do eixo do compressor após comandado seu desligamento, parando o eixo durante seu último giro mecânico. Todavia, esta solução não é configurada para operar quando da ocorrência de queda de energia.

[006]A solução descrita no documento US2017254575 visa a simplificação no projeto das molas e sistema de suspensão do compressor a fim de evitar geração de impactos e ruídos indesej ados .

[007] Sua ideia é frear o motor e evitar o deslocamento excessivo do kit mecânico durante uma parada convencional em que a energia é retirada e o motor vai reduzindo a velocidade gradualmente até parar.

[008] Porém, esta proposta depende de um sinal de comando para desligar o motor da forma adequada, não atuando no caso de um tombamento ou queda de energia, não podendo ser aplicada para identificar uma condição de tombamento em potencial, seja por carga elevada ou por uma alimentação insuficiente, e aplicar a técnica de frenagem antes do tombamento do compressor.

[009] Por sua vez, apesar do documento CN103852625A mencionar um monitoramento da tensão de alimentação e da carga a fim de evitar correntes elevadas devido ao tombamento do motor ou tensão de alimentação muito baixa, não é descrito que a solução monitora a tensão de entrada, a carga ou a velocidade do compressor a fim de identificar um tombamento iminente e muito menos que desliga o compressor através de um processo de frenagem a fim de evitar a geração de impactos ou ruídos indesej ados.

[0010] Sendo assim, não se observa no estado da técnica uma tecnologia que seja configurada para identificar a queda de energia e frear o motor antes mesmo dele tombar.

[0011] Mais especificamente, tampouco se observa no estado da técnica uma solução que atua na identificação de uma queda de energia ou tombamento iminente, aplicando assim a frenagem do motor antes da ocorrência do tombamento.

Obj etivos da Invenção

[0012] Um objetivo da presente invenção é prover um método e sistema de identificação de falha em um compressor de um sistema de refrigeração.

[0013] Um objetivo da presente invenção é prover um método e sistema de identificação de falha em um compressor de um sistema de refrigeração configurados para realizar uma frenagem de um motor do compressor.

[0014] Um objetivo da presente invenção é prover um método e sistema de identificação de falha em um compressor de um sistema de refrigeração configurados para realizar uma frenagem de um motor do compressor quando da identificação de uma falha iminente do compressor.

[0015] Um objetivo da presente invenção é prover um método e sistema de identificação de falha em um compressor de um sistema de refrigeração configurados para realizar uma frenagem de um motor do compressor antes da ocorrência (concretização) de um tombamento do motor do compressor.

[0016] Um objetivo da presente invenção é prover um método e sistema de identificação de falha em um compressor de um sistema de refrigeração configurados para identificar o tombamento tanto devido a uma falha na alimentação como na ocorrência de cargas elevadas.

Breve Descrição da Invenção

[0017] Os objetivos da presente invenção são alcançados por meio de um método de identificação de falha em um compressor de um sistema de refrigeração por meio de uma implementação de ao menos uma lógica de identificação de falha e uma lógica de frenagem, em que a lógica de identificação de falha compreende principalmente o monitoramento de parâmetros do compressor e a lógica de frenagem compreende principalmente a frenagem do motor do compressor .

Descrição Resumida dos Desenhos

[0018] A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descrita com base em um exemplo de execução representado nos desenhos. As figuras mostram:

[0019] Figura 1 - é uma representação de uma configuração de sistema para identificação de falha iminente de um compressor em um sistema de refrigeração de acordo com a presente invenção;

[0020] Figura 2 - é uma representação de etapas de um método para identificação de falha iminente de um compressor em um sistema de refrigeração de acordo com a presente invenção;

[0021] Figura 3 - é um gráfico que exemplifica uma detecção de uma falha iminente devido à queda de energia;

[0022] Figura 4 - é uma representação de uma configuração de sistema para identificação de falha iminente de um compressor em um sistema de refrigeração de acordo com a presente invenção, ilustrando uma medição da tensão do barramento num retificador com filtro capacitivo;

[0023] Figura 5 - é uma representação de uma configuração de sistema para identificação de falha iminente de um compressor em um sistema de refrigeração de acordo com a presente invenção, ilustrando uma medição da tensão de entrada através de sensores de tensão isolados;

[0024] Figura 6 - é uma representação de uma configuração de sistema para identificação de falha iminente de um compressor em um sistema de refrigeração de acordo com a presente invenção, ilustrando uma medição da tensão de entrada num conversor do tipo boost.

Descrição Detalhada das Figuras

[0025] A principio, a presente invenção refere-se a um método de identificação de falha em um compressor de um sistema de refrigeração. Por sistema de refrigeração, deve ser entendido preferencialmente um sistema configurado em aparelhos e equipamentos tais como geladeiras, freezers, refrigeradores em geral tanto para uso doméstico (eletrodomésticos) quanto para uso comercial, em que seu compressor é configurado de maneira a ser compatível com as características do método e sistema também objeto da presente invenção .

[0026] De maneira geral, a presente invenção é configurada preferencialmente por meio de uma implementação de ao menos uma lógica de identificação de falha e uma lógica de frenagem, as quais serão melhor descritas posteriormente .

[0027] Em uma configuração da presente invenção, exemplificada especialmente na figura 2, a lógica de identificação de falha compreende uma etapa 101 de obter ao menos um conjunto de habilitação de frenagem Chf, em que este conjunto é estipulado por um usuário. Tal usuário pode ser, por exemplo, um programador, um fabricante do sistema de refrigeração ou do compressor e seus componentes, um usuário do sistema de refrigeração ou do compressor, dentre outros .

[0028] Em relação ao conjunto de habilitação de frenagem Chf, tem-se em uma configuração que este é relacionado ao conjunto de identificação de tombamento Cit e compreende ao menos um dentre um limite de tensão de barramento Vbus_mín, um limite de tensão de entrada Vin_mín, um limite de tensão aplicada ao motor Vm_máx e um limite de velocidade angular w_mín do motor.

[0029] O conjunto de habilitação de frenagem Chf é configurado para compreender ainda ao menos um dentre um componente obtido em função da tensão de barramento Vbus e um componente obtido em função da velocidade angular w do motor .

[0030] Como exemplo, tem-se que o conjunto de habilitação de frenagem Chf é composto ainda pela derivada da velocidade angular w do motor no tempo e pela derivada da tensão de barramento Vbus no tempo.

[0031] Obviamente que conjuntos Chf, Cit descritos acima podem conter componentes adicionais, tal como torque gerado pelo motor, corrente que circula pelo motor, tensão induzida pelo motor, posição do eixo do motor, temperaturas, pressões e outros dados que possam vir a ser solicitados posteriormente, por exemplo.

[0032] A lógica de identificação de falha compreende ainda uma etapa 102 de obter ao menos um conjunto de identificação de tombamento Cit do compressor composto por ao menos uma dentre uma grandeza elétrica e uma grandeza mecânica .

[0033] Assim, conforme será melhor descrito a seguir, a presente invenção é configurada, por exemplo, para atuar de maneira optativa, ou seja, com base em uma grandeza elétrica, uma grandeza mecânica ou ambas.

[0034] Preferencialmente, o conjunto de identificação de tombamento Cit do compressor compreende ao menos um dentre uma tensão de barramento Vbus, uma tensão de entrada Vin, uma tensão aplicada ao motor Vm e uma velocidade angular w do motor.

[0035] Dotado de ao menos um componente de cada conjunto tal como mencionado acima, em uma configuração o método é configurado para realizar uma etapa 103 de comparar componentes do conjunto de identificação de tombamento Cit ao menos entre si e com ao menos um componente do conjunto de habilitação de frenagem Chf.

[0036] Mais especificamente, como a invenção é configurada para realizar ao menos uma identificação de falha em um compressor de um sistema de refrigeração, tal comparação é do tipo que identifica esta falha, como um tombamento, por exemplo, conforme será melhor descrito a seguir .

[0037] Um exemplo de falha é mostrado na figura 3, a qual obviamente apresenta valores especialmente de tensão (V) e tempo (ms) que não devem ser interpretados como limitações da presente invenção.

[0038] Neste exemplo, observa-se uma curva referente à tensão de fase/neutro 201, uma tensão de barramento Vbus, um limite de tensão de barramento Vbus_mín e uma frenagem 202 a qual é realizada devido à ocorrência de uma queda de energia 203 que caracteriza um tombamento.

[0039] O tombamento ocorre devido a uma falta de torque no acionamento do compressor. Quando o torque é baixo, a velocidade do motor começa a diminuir de acordo com a equação 1 abaixo, na qual o torque do motor é representado por Tmotor e o torque requerido por uma carga é representado por Tload:

[0040] Assim, nota-se que se Tmotor < Tload, então dw/dt < 0, ou seja, o motor está desacelerando . Sendo assim, pode-se utilizar a velocidade do motor w como uma grandeza para monitorar o tombamento do motor.

[0041] Pode-se também analisar tanto uma função relacionada à velocidade, como sua derivada, por exemplo, como a velocidade em si, definindo uma velocidade mínima abaixo da qual consideramos que não seria mais possível recuperar o motor de um tombamento iminente e assim disparar a frenagem do motor antes do tombamento.

[0042] Já o torque no motor Tmotor é proporcional a uma corrente elétrica que é nele aplicada, conforme mostra a equação 2 a seguir:

Tmotor— kt í-motor (Eq. 2)

[0043] Considerando, por exemplo, um acionamento do motor através de um inversor de tensão alimentado por um barramento CC, tem-se que a máxima corrente que conseguimos injetar no motor é limitada pela tensão do barramento do inversor Vbus .

[0044] Não é possível aplicar corrente no motor se a tensão do barramento Vbus é menor do que uma tensão induzida do motor Emotor.

[0045] Esta relação é demonstrada pela equação 3 abaixo :

V_{bus— E} tmotor

motor = R - imotor L (Eq. 3)

dt [0046] Sendo assim, se a tensão Vbus do barramento diminui, a capacidade de injeção de corrente no motor também irá diminuir e consequentemente irá diminuir também o torque máximo do motor.

[0047] A queda no torque do motor poderá levar ao tombamento conforme descrito previamente. Sendo assim, uma configuração permite monitorar a tensão do barramento Vbus para prever o tombamento do motor, pois se a tensão do barramento Vbus é muito baixa e/ou está diminuindo rapidamente isso acarretará no tombamento do motor.

[0048] A tensão do barramento Vbus, por sua vez, é função da tensão de entrada da eletrónica e da carga drenada pelo motor. No caso de uma topologia do tipo ponte retificadora (conversor CC-CA) , o pico da tensão do barramento Vbus é igual ao pico da tensão de alimentação e a sua redução é proporcional a carga do motor no momento em que a tensão de alimentação (CA) é menor do que tensão de barramento (CC) , como mostra o gráfico da figura 3.

[0049] Conforme exemplifica a figura 3, no caso de uma queda de energia, a tensão de barramento Vbus cai, podendo, portanto, uma queda de energia ser detectada via monitoramento da referida tensão do barramento Vbus.

[0050] Com isso, tem-se que a tensão do barramento Vbus também pode ser utilizada para identificar uma falha em uma tensão de alimentação Vin, a qual acarretaria num tombamento .

[0051] Portanto, uma configuração da presente invenção compreende identificar uma falha na alimentação através da medição da tensão de alimentação Vin diretamente. Nota-se, porém, que esta medição direta requer isolação do sensor, visto que a tensão de alimentação Vin poderia estar num potencial diferente.

[0052] Há várias topologias de entrada para conversão da energia CC-CA. A mais simples é o principio do retificador com filtro capacitivo, compatível com a presente invenção .

[0053] Uma outra configuração possível compreende um conversor do tipo boost. Neste caso, pode-se medir de forma simples tanto a tensão do barramento Vbus como uma tensão de entrada retificada Vret sem necessidade de isolação.

[0054] Desta maneira, observa-se que uma configuração permite que os parâmetros monitorados podem ser a tensão do barramento Vbus, a sua taxa de variação (dVbus/dt) , a tensão de alimentação Vin, a velocidade do motor w e sua taxa de variação (dw/dt), conforme descrito acima .

[0055] A falha na alimentação (Vin = 0 V ou muito baixo) poderia ser identificada por um Vbus muito baixo associado a uma queda constante da tensão de barramento (dVbus/dt < 0) . Uma carga elevada também poderia levar ao tombamento, isto poderia ser identificado por uma rotação w muito baixa associada a uma desaceleração do motor (dw/dt < 0) .

[0056] Uma configuração bastante robusta da presente invenção compreende associar a análise da tensão do barramento Vbus e a análise da velocidade do motor w na tomada de decisão.

[0057] Esta solução mostra-se bastante eficiente, pois vantajosamente evita desligamentos desnecessários em transitórios de carga que podem ser recuperados através da ação de controle, conforme será explanado a seguir. [0058] Neste caso, adiciona-se na análise a tensão aplicada ao motor, de acordo com a equação 4 abaixo:

V_m— dc V_fo_us (E . 4 )

[0059] De acordo com uma caracteristica da presente invenção, tem-se que uma máxima tensão que pode ser aplicada ao motor Vm_max é igual a tensão do barramento Vbus . Assim, se a tensão aplicada ao motor Vm for menor que a tensão do barramento Vbus e a tensão de barramento Vbus for maior que a tensão induzida do motor Em, ainda é possível recuperar a velocidade do motor aumentando a tensão aplicada ao motor Vm. Caso contrário, é mais vantajoso desligar o motor de forma apropriada através da frenagem antes do tombamento .

[0060] De acordo com o descrito acima, tem-se que a lógica de frenagem do método de identificação de falha iminente de um compressor em um sistema de refrigeração é configurada, portanto, para realizar uma frenagem de um motor do compressor ao menos quando da identificação de uma falha iminente do compressor pela lógica de identificação de falha descrita .

[0061] Neste caso, nota-se que a falha iminente é tal como um tombamento e pode ser identificada, por conseguinte, ao menos quando um componente do conjunto de identificação de tombamento Cit do compressor ultrapassa ao menos um componente do conjunto de habilitação de frenagem Chf .

[0062] Com isso, a presente invenção é configurada para vantajosamente identificar o tombamento tanto devido a uma falha na alimentação como na ocorrência de cargas elevadas, permitindo evitar o tombamento do motor sem a aplicação da rotina de frenagem especifica.

[0063] Assim, pode-se prever o tombamento e frear o motor antes que ele se concretize, parando o compressor de forma adequada sem a geração de ruídos ou forçando demais os componentes e mecanismos do compressor, como sua suspensão e amortecimento.

[0064] Considerando o acima exposto, especificamente em relação à etapa do método da presente invenção que compreende comparar componentes do conjunto de identificação de tombamento Cit ao menos entre si e com ao menos um componente do conjunto de habilitação de frenagem Chf realizada pelo método da presente invenção, tem-se que esta compreende ao menos uma dentre as etapas que serão descritas abaixo .

[0065] Uma etapa do presente método compreende comparar a tensão de barramento Vbus a ao menos um dentre o limite de tensão de barramento Vbus_mín e uma tensão induzida no motor Em.

[0066] Matematicamente, tem-se que esta etapa pode ser descrita conforme mostrado abaixo:

^bus “í Vbus nin ^ou ^bus ^ E_m

[0067] Uma etapa do presente método compreende verificar se há uma queda constante na tensão de barramento Vbus. Uma possível implementação dessa etapa se dá, por exemplo, verificando se a derivada da tensão de barramento Vbus no tempo é menor que uma taxa máxima de redução da tensão de barramento dVbus_max, o que caracteriza uma queda de tensão constante da tensão de barramento Vbus ao longo do tempo . [0068] Matematicamente, tem-se que esta etapa pode ser descrita conforme mostrado abaixo:

[0069] Uma etapa do presente método compreende comparar a tensão aplicada ao motor Vm a ao menos um dentre o limite de tensão aplicada ao motor Vm_máx e a tensão de barramento Vbus .

[0070] Matematicamente, tem-se que esta etapa pode ser descrita conforme mostrado abaixo:

[0071] Uma etapa do presente método compreende comparar a velocidade angular w do motor ao limite de velocidade angular w_mín do motor.

[0072] Matematicamente, tem-se que esta etapa pode ser descrita conforme mostrado abaixo: w < w_min

[0073] Uma outra etapa compreende ainda verificar se há uma desaceleração do motor dw_max .

[0074] Matematicamente, tem-se que esta etapa pode ser descrita conforme mostrado abaixo:

[0075] Nota-se nesta etapa que não é realizada simplesmente uma comparação com um valor fixo, mas sim com um valor configurável e que pode ser parametrizado, permitindo que seja feita a comparação de acordo com necessidades especificas de cada aplicação da presente invenção .

[0076] Ademais, considerando especialmente as duas etapas anteriores, a presente invenção é vantajosamente configurada para apresentar alta robustez e evitar ao máximo realizar detecções falsas decorrentes de transitórios.

[0077] Em outras palavras, cumpre notar que as comparações descritas especialmente em relação à tensão Vbus e à velocidade angular w, não são realizadas com valores fixos como, por exemplo, zero, ou seja, não são do tipo: dVbus/dt <0 ou dw/dt < 0, mas sim comparadas a valores dVbus_max e dw_max que podem assumir quaisquer valores.

[0078] Em uma outra configuração, a verificação de desaceleração do motor poderia ser realizada com base em outras grandezas, tal como aceleração por exemplo, onde uma aceleração negativa caracterizaria uma diminuição da velocidade ao longo do tempo (ou seja, desaceleração) .

[0079] Uma etapa do presente método compreende comparar a tensão de entrada (Vin) ao limite de tensão de entrada (Vin_mín) .

[0080] Matematicamente, tem-se que esta etapa pode ser descrita conforme mostrado abaixo: n ^ n_mín

[0081] Considerando as etapas acima descritas, à luz do método da presente invenção, tem-se que a falha iminente tal como um tombamento pode ser identificada quando da ocorrência de ao menos um dentre: [0082] - a tensão de barramento Vbus é menor que o limite de tensão de barramento Vbus_mín;

[0083] - há uma queda constante na tensão de barramento Vbus;

[0084] - a velocidade angular w do motor é menor que o limite de velocidade angular w_mín do motor;

[0085] - há uma desaceleração constante do motor;

[0086] - a tensão aplicada ao motor Vm é igual a ao menos um dentre o limite de tensão aplicada ao motor Vm_máx e a tensão de barramento Vbus;

[0087] - a tensão de entrada Vin é menor que o limite de tensão de entrada (Vin_mín) .

[0088] Preferencialmente, uma configuração considera apenas a tensão de barramento Vbus para detectar o tombamento . A partir da medição de Vbus, é calculada sua derivada no tempo (dVbus/dt) e verificado se há ou não o tombamento, conforme já descrito. A principio, não é necessário utilizar informações relacionadas à velocidade angular w do motor na identificação do tombamento, mas esta configuração é possível de ser implementada e atinge os objetivos da presente invenção.

[0089] Caso se opte por utilizar a velocidade angular w, é possível medi-la diretamente através de um sensor hall ou de um encoder, onde ambos podem ser montados no motor e conectados eletricamente à unidade de processamento de dados 6 para medição da referida velocidade.

[0090] Outra alternativa para medição de velocidade angular w se dá através da medição de tensões induzidas do motor através de sensores de tensão (divisor resistivo) conectados eletricamente às fases do motor e à unidade de processamento de dados 6. Neste caso, a velocidade w pode ser estimada pelo módulo de processamento 6 através de um modelo matemático do motor que é alimentado com as tensões de fase do motor.

[0091] Outra alternativa compreende realizar uma medição de correntes de fase do motor, por exemplo através de sensores de corrente (shunt ou indutivos) conectados eletricamente às fases do motor e ao módulo de processamento de dados 6, juntamente com a tensão a ser aplicada ao motor que é definida pelo próprio módulo de processamento de dados 6 e aplicada pelo módulo de atuação 7. Neste caso a velocidade w pode ser estimada pelo módulo de processamento de dados 6 através de um modelo matemático do motor que seria alimentado com as correntes e as tensões de fase do motor.

[0092] Por fim, pode-se medir a tensão de entrada Vin via um sensor de tensão não isolado (divisor resistivo) no caso de uma topologia do tipo boost ou através de um sensor de tensão isolado que conectaria a unidade de alimentação ao módulo de processamento de dados.

[0093] Estas configurações são ilustradas principalmente nas figuras 4 a 6, que serão melhor descritas posteriormente .

[0094] Levando em consideração as verificações supracitadas, a presente invenção é configurada para realizar uma frenagem de um motor do compressor em uma lógica de frenagem, caso seja detectada uma falha iminente do compressor pela lógica de identificação de falha.

[0095] Em referência à frenagem propriamente dita, ao anteciparmos o tombamento, a presente invenção é configurada para vantajosamente aplicar um procedimento de frenagem adequado, evitando a oscilação do motor e o deslocamento excessivo do kit mecânico. [0096] Isto é possível porque a energia utilizada na frenagem não vem de uma fonte de alimentação externa (como da rede elétrica, por exemplo) , mas sim da própria energia armazenada no rotor do motor ao menos em forma de energia cinética .

[0097] A frenagem aplicada neste caso pode ser: reostática ou regenerativa, sendo ambas as possibilidades compatíveis com a presente invenção.

[0098] Na frenagem reostática, tem-se que a energia armazenada no rotor em forma de energia cinética é dissipada nas bobinas do motor em forma de calor.

[0099] Já na frenagem regenerativa, a energia é transferida para o inversor, ou seja, o motor passa a operar como um gerador.

[00100] Independente da forma com que a frenagem é realizada, desde que seja compatível com os princípios da presente invenção, tem-se que esta deve ocorrer até a parada do motor.

[00101] Com o método acima descrito, garante-se, portanto, a antecipação de um tombamento no motor e sua frenagem anterior à concretização deste tombamento.

[00102] A presente invenção compreende ainda um sistema de identificação de falha iminente de um compressor em um sistema de refrigeração.

[00103] O sistema é compreendido basicamente por uma unidade de alimentação 1, um módulo de medição 2, um módulo de processamento de dados 6, um módulo de atuação 7, um compressor 4 e um ambiente a ser refrigerado 3, em que o módulo de medição 2 e o módulo de processamento de dados 6 são eletricamente conectados entre si e compatíveis com as etapas do método descrito anteriormente . [00104] Em outras palavras, os componentes do sistema objeto da presente invenção são configurados de forma a permitir a realização das etapas do método também objeto da presente invenção.

[00105] Mais especificamente, em relação a estes componentes do presente sistema, o módulo de medição 2 é configurado para obter ao menos um conjunto de identificação de tombamento Cit do compressor, composto por ao menos um dentre uma grandeza elétrica e uma grandeza mecânica e configurado com as caracteristicas já descritas anteriormente, ou seja, compreende ao menos um dentre uma tensão de barramento Vbus, uma tensão de entrada Vin, uma tensão aplicada ao motor Vm e uma velocidade angular w do motor .

[00106] Para exemplificar uma configuração possível do módulo de medição 2, este é dotado de um componente medidor 5, um módulo de atuação 7, um retificador 8, 9, um filtro capacitivo 10 eletricamente conectados entre si, em que o módulo de medição 2 está ainda eletricamente conectado com o módulo de processamento de dados 6, tal como ilustrado principalmente nas figuras 1, 4, 5 e 6.

[00107] Na figura 1 é exemplificada uma configuração genérica da presente invenção.

[00108] Na figura 4, nota-se que o componente medidor 5 é configurado para realizar uma medição da tensão de barramento Vbus num retificador 9 com filtro capacitivo 10. De maneira geral, este componente medidor 5 é do tipo que realiza medições elétricas e, para tal, é configurado como um sensor de tensão de barramento, sensor de tensão de entrada isolado, ou qualquer outro medidor adequado para realizar esta função. [00109] Na figura 5, tem-se que o componente medidor 5 é um sensor de tensão isolado e configurado para realizar uma medição da tensão de entrada Vin.

[00110] Na figura 6, o componente medidor 5 é configurado para realizar uma medição da tensão de entrada Vin num conversor tipo boost 11.

[00111] Cumpre observar que estas são apenas configurações possíveis da presente invenção, de modo que não devem ser entendidas como limitações da mesma. Neste sentido, outras configurações especialmente de circuitos elétricos podem ser implementadas para realizar a medição, aferição e detecção dos dados ora citados.

[00112] Por sua vez, o módulo de processamento de dados 6 é configurado para obter ao menos um conjunto de habilitação de frenagem Chf estipulado por um usuário, da mesma maneira a qual já foi aqui descrita.

[00113] Resumidamente, o conjunto de habilitação de frenagem Chf é relacionado ao conjunto de identificação de tombamento Cit e compreende ao menos um dentre um limite de tensão de barramento Vbus_mín, um limite de tensão de entrada Vin_mín, um limite de tensão aplicada ao motor Vm_máx, um limite de velocidade angular w_mín do motor e ao menos um componente obtido em função da tensão de barramento Vbus e ao menos um componente obtido em função da velocidade angular w do motor como, por exemplo, uma taxa máxima de decaimento da tensão de barramento no tempo ( dVbus_max/dt ) e um limite de desaceleração do motor (dw_max/dt) .

[00114] Além disso, o módulo de processamento de dados 6 é também configurado para comparar componentes do conjunto de identificação de tombamento Cit ao menos entre si e com ao menos um componente do conjunto de habilitação de frenagem Chf.

[00115] O módulo de processamento de dados 6 é ainda configurado para identificar uma falha iminente, em que a falha iminente é tal como um tombamento . Este módulo 6 pode identificar a falha iminente ao menos quando um componente do conjunto de identificação de tombamento Cit do compressor ultrapassa ao menos um componente do conjunto de habilitação de frenagem Chf, conforme já foi explicado previamente.

[00116] Quando da identificação desta falha (tombamento) iminente, o módulo de atuação 7 pode realizar uma frenagem do motor de um compressor 4, ou seja, a frenagem ocorre ao menos quando da identificação de uma falha iminente do compressor.

[00117] Mais especificamente, tem-se que o módulo de processamento de dados 6 é configurado para realizar ao menos uma dentre as seguintes etapas já descritas detalhadamente acima :

[00118] - comparar a tensão de barramento Vbus a ao menos um dentre o limite de tensão de barramento Vbus_mín e uma tensão induzida no motor Em;

[00119] - verificar se há uma queda constante na tensão de barramento Vbus;

[00120] - comparar a tensão aplicada ao motor Vm a ao menos um dentre o limite de tensão aplicada ao motor Vm_máx e a tensão de barramento Vbus;

[00121] - comparar a velocidade angular w do motor ao limite de velocidade angular w_mín do motor;

[00122] - verificar se há uma desaceleração constante do motor;

[00123] - comparar a tensão de entrada Vin ao limite de tensão de entrada Vin min. [00124] Cumpre mencionar que estas etapas são similares àquelas descritas para o método de identificação de falha iminente de um compressor 4 em um sistema de refrigeração, de modo que, feitas as devidas adaptações, as caracteristicas do método descrito são também válidas para o presente sistema.

[00125] Ademais, o módulo de processamento de dados é também configurado para identificar uma falha iminente, em que esta identificação se dá quando da ocorrência de ao menos um dentre:

[00126] - a tensão de barramento Vbus é menor que o limite de tensão de barramento Vbus_min;

[00127] - há uma queda constante na tensão de barramento Vbus;

[00128] - a velocidade angular w do motor é menor que o limite de velocidade angular w_mín do motor;

[00129] - há uma desaceleração constante do motor;

[00130] - a tensão aplicada ao motor Vm é igual a ao menos um dentre o limite de tensão aplicada ao motor Vm_máx e a tensão de barramento Vbus;

[00131] - a tensão de entrada Vin é menor que o limite de tensão de entrada Vin_mín.

[00132] Similarmente, cumpre mencionar que estas condições são similares àquelas descritas para o método de identificação de falha iminente de um compressor em um sistema de refrigeração, de modo que, feitas as devidas adaptações, as caracteristicas do método descrito são também válidas para o presente sistema.

[00133] Em relação à frenagem propriamente dita, tem- se que o módulo de atuação 7 é configurado para realizar tal frenagem do motor do compressor. Em uma configuração, esta frenagem é feita utilizando energia proveniente do próprio motor do compressor, em que a energia é armazenada em um rotor do motor ao menos na forma de energia cinética.

[00134] Assim, a presente invenção permite que a frenagem pode ser realizada de ao menos uma forma dentre reostática e regenerativa, realizada até a parada do motor do compressor, conforme já citado.

[00135] Por fim, a presente invenção compreende ainda um compressor 4 de sistema de refrigeração e um refrigerador, ambos configurados com as caracteristicas descritas previamente e compatíveis com o método e sistema ora descritos .

[00136] Considerando o acima exposto, a presente invenção vantajosamente atinge seus objetivos por meio de um método e sistema de identificação de falha em um compressor de um sistema de refrigeração e compressor 4 de sistema de refrigeração .

[00137] Para tal, em concordância com os ensinamentos anteriores, a presente invenção se dá principalmente através de uma configuração que realiza o monitoramento, por exemplo, de uma tensão de alimentação (de forma direta ou indireta) , de uma carga (diretamente através do torque ou potência, ou indiretamente através da corrente) ou da velocidade (instantânea ou média) e compara esses valores e/ou suas variações com valores limites, acionando a frenagem quando uma condição de tombamento iminente é verificada.

[00138] De maneira bastante benéfica, a presente invenção é configurada, portanto, para frear o motor e evitar a geração de impactos indesejados em condições de queda de energia ou tombamento iminente.

[00139] Tendo sido descrito um exemplo de concretização preferido, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.

Claims

RE IVINDICAÇÕES

1. Método de identificação de falha em um compressor (4) de um sistema de refrigeração por meio de uma implementação de ao menos uma lógica de identificação de falha e uma lógica de frenagem, o método de identificação de falha em um compressor (4) de um sistema de refrigeração sendo caracterizado pelo fato de que

a lógica de identificação de falha compreende ao menos as etapas de:

- obter ao menos um conjunto de habilitação de frenagem (Chf) estipulado por um usuário;

obter ao menos um conjunto de identificação de tombamento (Cit) do compressor (4) composto por ao menos um dentre uma grandeza elétrica e uma grandeza mecânica;

- comparar componentes do conjunto de identificação de tombamento (Cit) ao menos entre si e com ao menos um componente do conjunto de habilitação de frenagem (Chf) ; a lógica de frenagem compreende ao menos a etapa de:

- realizar uma frenagem de um motor do compressor (4); em que a etapa de realizar a frenagem de um motor do compressor (4) é realizada ao menos quando da identificação de uma falha iminente do compressor pela lógica de identificação de falha.

2. Método de identificação de falha iminente de um compressor (4) em um sistema de refrigeração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a falha iminente é configurada como um tombamento e pode ser identificada ao menos quando um componente do conjunto de identificação de tombamento (Cit) do compressor (4) ultrapassa ao menos um componente do conjunto de habilitação de frenagem (Chf) .

3. Método de identificação de falha iminente de um compressor (4) em um sistema de refrigeração, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o conjunto de identificação de tombamento (Cit) do compressor (4) compreende ao menos um dentre uma tensão de barramento (Vbus), uma tensão de entrada (Vin) , uma tensão aplicada ao motor (Vm) e uma velocidade angular (w) do motor, e

o conjunto de habilitação de frenagem (Chf) é relacionado ao conjunto de identificação de tombamento (Cit) e compreende ao menos um dentre um limite de tensão de barramento (Vbus_mín) , uma taxa máxima de decaimento (dVbus_max) , um limite de tensão de entrada (Vin_mín) , um limite de tensão aplicada ao motor (Vm_máx) , um limite de velocidade angular (w_mín) do motor e um limite de desaceleração do motor (dw_max) .

4. Método de identificação de falha iminente de um compressor (4) em um sistema de refrigeração, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o conjunto de habilitação de frenagem (Chf) é configurado para compreender ainda ao menos um dentre um componente obtido em função da tensão de barramento (Vbus), um componente obtido em função da tensão de entrada (Vin) e um componente obtido em função da velocidade angular (w) do motor.

5. Método de identificação de falha iminente de um compressor (4) em um sistema de refrigeração, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a etapa de comparar componentes do conjunto de identificação de tombamento (Cit) ao menos entre si e com ao menos um componente do conjunto de habilitação de frenagem (Chf) compreende ao menos uma dentre: - comparar a tensão de barramento (Vbus) a ao menos um dentre o limite de tensão de barramento (Vbus_mín) e uma tensão induzida no motor (Em) ;

- verificar se há uma queda constante na tensão de barramento (Vbus);

- comparar a tensão aplicada ao motor (Vm) a ao menos um dentre o limite de tensão aplicada ao motor (Vm_máx) e a tensão de barramento (Vbus);

- comparar a velocidade angular (w) do motor ao limite de velocidade angular (w_mín) do motor;

- verificar se há uma desaceleração do motor;

- comparar a tensão de entrada (Vin) ao limite de tensão de entrada (Vin_mín) .

6. Método de identificação de falha iminente de um compressor (4) em um sistema de refrigeração, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a falha iminente pode ser identificada quando da ocorrência de ao menos um dentre:

- a tensão de barramento (Vbus) é menor que o limite de tensão de barramento (Vbus_mín) ;

- há uma queda constante na tensão de barramento (Vbus) ;

- a velocidade angular (w) do motor é menor que o limite de velocidade angular (w_mín) do motor;

- há uma desaceleração constante do motor do compressor

(4) ;

- a tensão aplicada ao motor (Vm) é igual a ao menos um dentre o limite de tensão aplicada ao motor (Vm_máx) e a tensão de barramento (Vbus);

- a tensão de entrada (Vin) é menor que o limite de tensão de entrada (Vin min) .

7. Método de identificação de falha iminente de um compressor (4) em um sistema de refrigeração, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a energia utilizada para realizar a etapa de frenagem do motor do compressor (4) é proveniente do próprio motor do compressor (4), em que a energia é armazenada em um rotor do motor do compressor (4) ao menos na forma de energia cinética, sendo que a frenagem realizada é ao menos uma dentre reostática e regenerativa .

8. Método de identificação de falha iminente de um compressor (4) em um sistema de refrigeração, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a etapa de realizar a frenagem de um motor do compressor (4) é realizada até a parada do motor.

9. Sistema de identificação de falha iminente de um compressor (4) em um sistema de refrigeração, o sistema sendo composto ao menos por uma unidade de alimentação (1), um módulo de medição (2), um componente medidor (5), um módulo de processamento de dados (6), um módulo de atuação (7) e um ambiente a ser refrigerado (3), em que o módulo de medição (2), o componente medidor (5), o módulo de processamento de dados (6) e o módulo de atuação (7) são eletricamente conectados entre si, o sistema de identificação de falha iminente de um compressor (4) em um sistema de refrigeração sendo caracterizado pelo fato de que

o módulo de medição (2) é configurado para obter ao menos um conjunto de identificação de tombamento (Cit) do compressor (4) composto por ao menos um dentre uma grandeza elétrica e uma grandeza mecânica,

o módulo de processamento de dados (6) é configurado para obter ao menos um conjunto de habilitação de frenagem (Chf) estipulado por um usuário e comparar componentes do conjunto de identificação de tombamento (Cit) ao menos entre si e com ao menos um componente do conjunto de habilitação de frenagem (Chf) ,

o módulo de atuação (7) é configurado para realizar uma frenagem de um motor do compressor (4) ao menos quando da identificação de uma falha iminente do compressor (4) .

10. Sistema de identificação de falha iminente de um compressor (4) em um sistema de refrigeração, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o módulo de processamento de dados (6) é configurado para identificar a falha iminente, em que a falha iminente é tal como um tombamento, o módulo de processamento de dados (6) sendo configurado para identificar a falha iminente ao menos quando um componente do conjunto de identificação de tombamento (Cit) do compressor (4) ultrapassa ao menos um componente do conjunto de habilitação de frenagem (Chf) .

11. Sistema de identificação de falha iminente de um compressor (4) em um sistema de refrigeração, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o conjunto de identificação de tombamento (Cit) do compressor (4) compreende ao menos um dentre uma tensão de barramento (Vbus), uma tensão de entrada (Vin) , uma tensão aplicada ao motor (Vm) e uma velocidade angular (w) do motor, e

o conjunto de habilitação de frenagem (Chf) é relacionado ao conjunto de identificação de tombamento (Cit) e compreende ao menos um dentre um limite de tensão de barramento (Vbus_mín) , uma taxa máxima de decaimento (dVbus_max/dt ) , um limite de tensão de entrada (Vin_min) , um limite de tensão aplicada ao motor (Vm_máx) , um limite de velocidade angular (w_mín) do motor e um limite de desaceleração do motor (dw_max) .

12. Sistema de identificação de falha iminente de um compressor (4) em um sistema de refrigeração, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o conjunto de habilitação de frenagem (Chf) é configurado para compreender ainda ao menos um componente obtido em função da tensão de barramento (Vbus), um componente obtido em função da tensão de entrada (Vin) e um componente obtido em função da velocidade angular (w) do motor.

13. Sistema de identificação de falha iminente de um compressor (4) em um sistema de refrigeração, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o módulo de processamento de dados (6) é configurado para realizar ao menos uma dentre:

- comparar a tensão de barramento (Vbus) a ao menos um dentre o limite de tensão de barramento (Vbus_mín) e uma tensão induzida no motor (Em) ;

- verificar se há uma queda constante na tensão de barramento (Vbus);

verificar se há uma desaceleração do motor do compressor ( 4 ) ;

14. Sistema de identificação de falha iminente de um compressor (4) em um sistema de refrigeração, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o módulo de processamento de dados (6) é configurado para identificar uma falha iminente tal como um tombamento quando da ocorrência de ao menos um dentre:

- há uma queda constante na tensão de barramento (Vbus) ;

- há uma desaceleração constante do motor do compressor

(4) ;

- a tensão de entrada (Vin) é menor que o limite de tensão de entrada (Vin_mín) .

15. Sistema de identificação de falha iminente de um compressor (4) em um sistema de refrigeração, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o módulo de atuação (7) é configurado para realizar a frenagem do motor do compressor (4) utilizando energia proveniente do próprio motor do compressor (4), em que a energia é armazenada em um rotor do motor do compressor (4) ao menos na forma de energia cinética, sendo que a frenagem realizada é ao menos uma dentre reostática e regenerativa.

16. Sistema de identificação de falha iminente de um compressor (4) em um sistema de refrigeração, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o módulo de atuação (7) é configurado para realizar a frenagem de um motor do compressor (4) até sua parada.

17. Compressor (4) de sistema de refrigeração, caracterizado pelo fato de que é configurado tal como o método e sistema de controle como definidos nas reivindicações 1 a 16.

18. Refrigerador, caracterizado pelo fato de que é configurado tal como o método e sistema de controle como definidos nas reivindicações 1 a 16.