BRPI0921162B1

BRPI0921162B1 - método e dispositivo de operação de uma máquina síncrona

Info

Publication number: BRPI0921162B1
Application number: BRPI0921162A
Authority: BR
Inventors: Runggaldier Diethard; Benecke Marcel
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 2008-11-17
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2020-05-05
Also published as: ES2527144T3; CN102217187B; WO2010054940A2; US20110225442A1; CN102217187A; EP2347502A2; US8704480B2; DE102008057701A1; EP2347502B1; WO2010054940A3; BRPI0921162A2

Abstract

método para a operação de motores síncronos e dispositivo associado a presente invenção refere-se a motores síncronos que são controlados usando-se um controlador de energia de ca de três fases. de acordo com a invenção, uma onda fundamental tendo a frequência desejada é definida para a primeira fase, e ondas fundamentais correspondentes que têm a mesma frequência que a frequência na primeira fase, mas estão fora de fase por valores específicos são definidas nas outras fases. os tempos de disparo durante os quais o pulso de corrente gerado simultaneamente tem a mesma polaridade que a onda fundamental respectiva em duas das fases, são determinados para cada fase e são usados. duas das três ondas fundamentais são geradas em oposição de fase quando a frequência desejada equivale a metade da frequência do sistema.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO E DISPOSITIVO DE OPERAÇÃO DE UMA MÁQUINA SÍNCRONA.

[001] A presente invenção refere-se a um método e um dispositivo associado para operação de motores síncronos com controladores polifásicos de três fases que são conectados a um sistema de suprimento de energia polifásica, preferivelmente sem conexão dos pontos estrela da bobinagem do estator do motor síncrono e do sistema de suprimento de energia polifásica, e que compreende pelo menos três pares de elementos de comutação semicondutores, por exemplo, tiristores conectados costas com costas em paralelo, que são disparados em tempos específicos.

[002] Os motores síncronos polifásicos, sem uma caixa de partida, são ligados pelo princípio de operação para a frequência do sistema de suprimento de energia polifásica que os alimenta. Motores tais como esses, por conseguinte, não podem ser iniciados, isto é, acelerados, diretamente do sistema de suprimento de energia. De fato, um dispositivo que produz uma tensão de frequência variável é exigido entre o sistema de suprimento de energia polifásica e a máquina síncrona. Um conversor de frequência é normalmente usado para esse propósito. O conversor de frequência consiste em um retificador, um circuito intermediário (capacitor) e um inversor.

[003] No documento US20030146722A1, os motores assíncronos são controlados por meio de antidutores bifásicos ou trifásicos que compreendem pelo menos dois pares de tiristores conectados em antiparalelo e disparados em determinados intervalos. De acordo com o método descrito no dito documento, uma onda fundamental com a frequência desejada é definida para a primeira fase e na outra fase é definida uma respectiva onda fundamental que tem a mesma frequência que a da primeira fase, mas com mudança de fase pelos valores cor

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2/14 respondentes. Para cada fase, são marcados intervalos de disparo com a mesma polaridade da respectiva onda fundamental. Esses intervalos dos intervalos de disparo em potencial são usados para todas as fases nas quais há um intervalo de disparo em potencial em uma das duas outras fases. Esses intervalos são usados como os intervalos de disparo reais.

[004] O objetivo da invenção é especificar um método e um dispositivo que permita uma máquina síncrona de ser operada de um sistema de suprimento de energia polifásica com muito pouca complexidade em termos de componentes eletrônicos de energia. Uma ajuda em particular nesse caso é também permitir a partida da máquina síncrona.

[005] Um controlador polifásico de três fases é usado para o método de acordo com a invenção para operação de um motor síncrono. O controlador polifásico é conectado a um sistema de suprimento de energia polifásica. Os pontos estrela da bobinagem do estator do motor síncrono e do sistema de suprimento de energia polifásica estão, nesse caso, preferivelmente conectados. O controlador polifásico compreende pelo menos três elementos de comutação semicondutores, expedientemente um deles por fase. A título de exemplo, os elementos de comutação semicondutores podem ser controladores de corrente alternada, por exemplo, na forma de três pares de tiristores conectados costas com costas em paralelo. Os controladores de corrente alternada são ativados ou disparados, isto é, ligados, em tempos específicos. No caso de tiristores, é vantajoso que eles se desliguem na passagem de corrente por zero. No entanto, seria também possível usar IGBTs ou outros tipos de comutadores semicondutores.

[006] Uma pluralidade de etapas é executada no método de acordo com a invenção. Nesse caso, um primeiro sinusoidal fundamental é definido em uma frequência, a frequência correspondendo à

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3/14 velocidade de rotação desejada do motor, levando em consideração o número de pares de pólo. Além disso, são definidos dois fundamentais adicionais na mesma frequência. Os fundamentais adicionais são deslocados com respeito ao primeiro fundamental. Nesse caso, existem pelo menos duas opções para a frequência, que ocorrem individualmente ou em uma sequência de tempo:

a. a frequência é igual à frequência da tensão do sistema de suprimento de energia, e os fundamentais adicionais são deslocados por 120^o e 240^o com respeito ao fundamental. Os ângulos de fase dos fundamentais, por conseguinte, formam um sistema polifásico normal.

b. a frequência é igual à metade da frequência da tensão do sistema de suprimento de energia. Além do mais, os fundamentais têm um deslocamento com respeito um ao outro que não é o mesmo que o deslocamento polifásico através de 120^o ou 240^o. Por exemplo, existe um deslocamento de 180^o entre dois dos fundamentais, enquanto existe um deslocamento de 240 ^o entre o terceiro fundamental e o primeiro fundamental.

[007] Além do mais, os tempos de disparo são selecionados, e são usados para disparar os tiristores em que disparando ao mesmo tempo para duas das fases causaria uma corrente da mesma polaridade como o fundamental associado com a fase respectiva, em que os tempos de disparo ocorrem em um ângulo de disparo específico depois da respectiva passagem por zero da tensão do sistema de suprimento de energia. Nesse caso, o ângulo de disparo, por conseguinte, significa a separação da passagem por zero prévia.

[008] Por exemplo, no caso da invenção, todos os tempos de disparo potencialmente possíveis, que resultam para a passagem por zero da tensão em linha menos um ângulo de disparo, podem ser determinados primeiro de todos. A título de exemplo, tempos de disparo

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4/14 potenciais resultam para o disparo do par de tiristor no condutor externo A quando o ângulo de fase do sistema de suprimento de alimentação de energia leva à passagem por zero da tensão em linha UAB ou da tensão em linha UAC pelo ângulo de disparo. Nesse caso, a magnitude do ângulo de disparo é preferivelmente entre 120o e 150o. É então possível escolher dos tempos de disparo potenciais àqueles para os quais existem dois tempos de disparo potenciais em duas das três fases no mesmo tempo. Por conseguinte, em outras palavras, dois dos três controladores de corrente alternada, isto é, pares de tiristores, são sempre disparados. Nesse caso, a título de exemplo, é possível disparar somente um dos dois tiristores para os pares de tiristores. Alternativamente, ambos os tiristores em um par podem sempre ser disparados. Isso sempre resulta em corrente fluindo de uma das fases para a outra fase respectiva. Os fundamentais das duas fases que são usados em um tempo, por conseguinte, sempre têm polaridade oposta nesse tempo.

[009] Em particular, o método descrito é implementado em software. Ele pode, por conseguinte, ser facilmente implantado em controladores polifásicos existentes, sem complexidade de componente adicional.

[0010] O método de acordo com a invenção pode ser estendido para frequências adicionais para os fundamentais, com as frequências sendo iguais à frequência do sistema de suprimento de energia dividas por k > 1. Além da frequência do sistema de suprimento de energia e metade da frequência do sistema de suprimento de energia, é, por conseguinte, também possível produzir um terço, um quarto, etc. da frequência do sistema de suprimento de energia. Nesse caso, o ângulo de fase do primeiro fundamental está preferivelmente localizado de modo que a passagem por zero do primeiro fundamental coincida com aquela da tensão do sistema de suprimento de energia. As opções pa

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5/14 ra tempos de disparo são governadas pela posição relativa da real tensão do sistema de suprimento de energia e do fundamental respectivo a serem produzidos para a fase correspondente, e isso vantajosamente resulta em um grande número de tempos de disparo possíveis quando um dos fundamentais é sincronizado para a tensão do sistema de suprimento de energia.

[0011] O método de acordo com a invenção é particularmente vantajoso quando é usado para aceleração do motor síncrono para sua velocidade de rotação calculada. Uma sequência, de pelo menos duas frequências expedientemente em elevação é preferivelmente usada nesse caso. Por exemplo, uma sequência de frequências em que cada uma corresponde à frequência do sistema de suprimento de energia dividida por um divisor k, onde k passa através dos seguintes valores: 15, 13, 11, 9, 7, 5, 4, 3, 2, 1, poderia ser usada para aceleração de uma máquina síncrona. Nesse caso, é preferível não usar todos os valores inteiros de k entre o maior valor e unidade. No entanto, por causa da maior separação absoluta entre as frequências quando os divisores k são pequenos, é vantajoso para esses valores incluir pelo menos um terço, metade da frequência do sistema de suprimento de energia e a própria frequência do sistema de suprimento de energia. Alternativamente, todos os divisores inteiros entre a maior divisão usada e o divisor k = 1 podem ser usados. Em uma alternativa adicional, é também possível usar divisores não inteiros.

[0012] Quando comutando entre duas frequências, isto é, duas velocidades de rotação síncronas para a máquina síncrona, a máquina síncrona deve alcançar a velocidade de rotação aumentada em um curto tempo. Isso tipicamente envolve um maior ou menor número de oscilações, isto é, uma variação na velocidade de rotação do rotor em torno da velocidade de rotação síncrona e oscilação do rotor, associada à isso, em torno da sua posição nominal e, é claro, isso a própria

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6/14 dependente de tempo.

[0013] De modo a limitar a oscilação, é vantajoso definir um tempo para comutação entre duas frequências para os fundamentais, em que a comutação envolve tão pouco torque de oscilação quanto possível, e executar a comutação nesse tempo. A título de exemplo, é possível usar o tempo em que a posição angular do rotor corresponde à sua posição nominal como o tempo para comutar para uma frequência maior. Existem duas opções para essa pré-condição. Em uma dessas opções, o rotor irá nesse caso realmente ultrapassar sua posição nominal, isto é, ele irá girar um tanto mais rápido do que a velocidade de rotação síncrona. Na outra opção, ele irá girar um tanto mais lentamente, e, por conseguinte, realmente retirar-se. Se a primeira opção é especificamente e preferivelmente usada, isto é, a comutação é executada quando o rotor irá realmente exceder sua posição angular nesse caso, então a diferença entre sua velocidade rotação instantânea a ser alcançada é diminuída em comparação a outros tempos. A comutação nesse tempo leva à oscilação reduzida.

[0014] A operação da máquina síncrona bem abaixo da sua velocidade de rotação, calculada durante aceleração, resulta na rotação do rotor produzindo uma tensão oposta inferior no estator do que durante operação calculada. Correntes consideravelmente maiores, por conseguinte, fluem no estator se a tensão de alimentação não é reduzida. Por essa razão, durante a aceleração, a tensão é geralmente reajustada no conversor, em proporção à frequência. Durante operação no controlador polifásico, um valor quadrado médio da raiz reduzida da tensão é preferivelmente do mesmo modo alcançado nos terminais da máquina por uma alteração para o bloqueio de fase. Quando usando divisores k > 2, o ângulo de disparo dos tiristores é preferivelmente para esse propósito ajustado com relação à passagem por zero da tensão do sistema de suprimento de energia de modo que a corrente

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7/14 que flui é tão pouca quanto possível acima da corrente calculada da máquina síncrona. Por exemplo, onde quer que existam divisores k > 4, um ângulo de disparo grande pode ser usado para esse propósito, por exemplo, somente 165o, enquanto um ângulo de disparo inferior de, por exemplo, 150o é usado para todos os outros divisores onde k = 1...4.

[0015] Um aperfeiçoamento adicional para a aceleração da máquina síncrona pode ser alcançado através de ajuste dos ângulos de disparo depois da comutação para uma frequência aumentada para os fundamentais de modo que os torques de frenagem para o rotor são minimizados. Para esse propósito, a título de exemplo, a posição do rotor com respeito ao vetor no espaço da corrente pode ser avaliada de modo a determinar o torque. Um fator nesse caso é que o campo polifásico gira mais rápido do que o rotor depois de comutar a frequência dos fundamentais. Esse efeito é particularmente evidente para pequenos divisores k e está no seu melhor quando comutando da metade da frequência do sistema de suprimento de energia para a frequência do sistema de suprimento de energia inteira, isto é, do divisor k = 2 para o divisor k = 1 uma vez que a maior alteração de frequência absoluta ocorre subitamente, especificamente da metade da frequência do sistema de suprimento de energia. Durante esse processo de comutação em particular, o rotor inicialmente gira somente em torno da metade tão rápido quanto ele deve. Com relação à posição do rotor, o vetor no espaço das correntes do estator que formam o campo giratório, por conseguinte, inicialmente passam rapidamente através de todos os ângulos possíveis, por conseguinte, também resultando em um grande número de tempos em que o rotor está até sendo freado, além da aceleração do rotor.

[0016] De modo a superar esse problema, é possível, por exemplo, determinar o vetor no espaço da corrente e ao mesmo tempo a

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8/14 posição do rotor. A posição do rotor pode ser determinada, por exemplo, usando um transmissor de posição que é fornecido na máquina síncrona. Se a posição relativa é tal que um torque positivo pode ser esperado, isto é, a aceleração do rotor, o ângulo de disparo é ajustado, por exemplo, de modo a alcançar um torque alto. Isso é feito por seleção de grande ângulo de disparo, por exemplo, 40 o. Um torque positivo é alcançado quando o vetor no espaço da corrente não leva o rotor muito excessivamente com respeito à direção de rotação, isto é, na região de um ângulo de, por exemplo, 30o em relação à posição do rotor. Em outras palavras, é escolhido um pequeno ângulo de controle, por exemplo, de 15o, com uma tensão correspondentemente pequena e um pequeno torque produzido, quando o ângulo do rotor e o vetor no espaço da corrente estão desfavoravelmente situados isto é, quando o vetor no espaço da corrente segue a posição do rotor, isto é, na região de um ângulo de, por exemplo, -60o com respeito à posição do rotor.

[0017] Um dispositivo que é projetado para executar o método descrito tem um controlador polifásico compreendendo três controladores de corrente alternada, isto é, pares de tiristores conectados costas com costas em paralelo. Além do mais, é fornecido um dispositivo de controle, que pode executar o método descrito. A título de exemplo, um dispositivo de medição de tensão pode ser fornecido entre duas das três fases conectadas de modo a obter os valores de entrada exigidos. É vantajoso para uma unidade de controle, que é fornecida na máquina síncrona e é hoje em dia expedientemente na forma de um microprocessador, para controlar o controlador polifásico. Nesse caso, os dados estão automaticamente disponíveis, por exemplo, simplesmente de um transmissor de posição integrado na máquina síncrona. Além do mais, uma máquina síncrona tal como essa já pode ter o controlador polifásico, isto é, ela pode ser na forma de uma unidade total que pode, por conseguinte, ser diretamente conectada a um sistema

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9/14 de suprimento de energia polifásica.

[0018] Preferidas, mas de modo algum restritivas, as modalidades exemplares da invenção serão agora explicadas em mais detalhes com referência ao desenho. Nesse caso, as características são esquematicamente ilustradas, e características correspondentes são marcadas com os mesmos símbolos de referência. Nesse caso, em detalhes, nas figuras:

[0019] a figura 1 mostra um dispositivo para controlar um motor síncrono usando o método de acordo com a invenção;

[0020] a figura 2 mostra diagramas para ilustrar os tempos de disparo;

[0021] a figura 3 mostra diagramas para ilustrar os tempos de disparo na metade da frequência do sistema de suprimento de energia.

[0022] Na figura 1, uma máquina síncrona polifásica 1 é conectada às fases A, B, C de um sistema de suprimento de energia polifásico via um controlador polifásico de três fases 4. Cada das fases tem um par de tiristor associado 2 composto de dois tiristores 6 conectados costas com costas em paralelo. Os eletrodos de disparo dos tiristores 6 são conectados a um dispositivo de controle 3, que fornece os sinais de disparo para disparar os tiristores 6, em uma sequência de tempo predeterminada. O dispositivo de controle 3 também controla o ângulo de bloqueio de fase. O dispositivo de controle 3 é preferivelmente formado por um microcontrolador. Um dispositivo de medição de tensão 5 é conectado entre dois condutores externos do sistema de suprimento de energia, por exemplo, entre os terminais A e B do sistema de suprimento de energia mostrado na figura 1, e a tensão do sistema de suprimento de energia UAB, que ocorre entre esses dois terminais A e B, é produzida na saída do dispositivo de medição de tensão 5.

[0023] Em uma primeira modalidade exemplar, o dispositivo de controle 3 e o controlador polifásico 4 são uma unidade que é separa

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10/14 da da máquina síncrona polifásica 1, isto é, na forma de um dispositivo de controle de motor separado. Em uma segunda modalidade exemplar, o dispositivo de controle 3 e o controlador polifásico 4 são parte da máquina síncrona polifásica 1. Nesse caso, as funções do dispositivo de controle 3 são expedientemente integradas em um microprocessador já existente na máquina síncrona polifásica 1.

[0024] No presente caso, o dispositivo de controle 3 é usado para operar um programa adequado, por meio do que o dispositivo pode ser operado por software. Isso é baseado em um método padrão, por meio do qual quaisquer partes desejadas da velocidade de rotação calculada da máquina síncrona polifásica 1 podem ser alcançadas.

[0025] A figura 2 mostra uma situação resultante quando uma opção de modalidade exemplar da invenção é usada em uma velocidade de rotação de máquina síncrona polifásica 1/6 da velocidade de rotação calculada. Nesse caso, a parte mais superior do diagrama mostra uma forma de onda sinusoidal da tensão UAB entre a primeira e a segunda fases A, B. Essa forma de onda indica a frequência do sistema de suprimento de energia, é claro.

[0026] Cada uma da segunda, terceira e quarta partes do diagrama mostra três formas de onda para as três correntes nas fases A, B, C. Nesse caso, a segunda parte do diagrama indica, do topo, as possíveis correntes que seriam alcançáveis no evento de disparo em todos os tempos de disparo possíveis, em cujo caso o nível de corrente é mostrado somente esquematicamente, e sempre o mesmo. Correspondendo à tensão de entrada na fase respectiva, pares de pulsos de corrente 8 nas direções positivas e negativas são possíveis alternadamente, com o deslocamento normal de 120o sendo fornecido entre as fases.

[0027] Como mostrado do topo na terceira parte do diagrama, um fundamental 7 (imaginário) é agora aplicado a cada uma das fases,

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11/14 com esse fundamental 7 estando na frequência que corresponde à velocidade de rotação desejada para a máquina síncrona polifásica 1. Isso é baseado em máquina síncrona polifásica 1/6 da frequência do sistema de suprimento de energia. O deslocamento de fase típico de 120o para as fases individuais do sistema polifásico é produzido entre os fundamentais 7, com o deslocamento de fase sendo relacionado à frequência dos fundamentais 7. Essa parte do diagrama agora somente mostra, além dos fundamentais 7, os tempos de disparo em que o fluxo de corrente resultante tem a mesma polaridade que o fundamental 7 no tempo respectivo e na fase respectiva. Isso resulta no desaparecimento de cerca da metade dos tempos de disparo possíveis, já que os fundamentais 7 não podem ser sintetizados por um fluxo de corrente na direção errada.

[0028] Na parte mais baixa do diagrama, são outra vez mostrados os fundamentais 7 para todas as três fases A, B, C. Além disso, os pulsos de corrente 8 são agora mostrados somente para aqueles tempos de disparo para os quais um pulso de corrente 8 da polaridade correta pode ser produzido ao mesmo tempo em duas das três fases. Isso outra vez resulta em algum desaparecimento de tempos de disparo. Os pulsos de disparo restantes, que são mostrados nessa parte do diagrama, são realmente usados, por conseguinte, no final sintetizando um fluxo de corrente nos fundamentais 7.

[0029] Se a frequência for igual à metade da frequência do sistema de suprimento de energia, então, quando usando os deslocamentos padrões de fase de 120o e 240o entre os fundamentais 7 para uma das fases, não existem tempos de disparo potenciais para uma direção de corrente. Se a máquina síncrona for mesmo assim operada desse modo, então ela é freada analogamente para freagem de corrente direta.

[0030] Por conseguinte, quando usando metade da frequência do

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12/14 sistema de suprimento de energia, um sistema polifásico diferente é produzido por seleção de um deslocamento de fase de 180o entre duas das fases, por exemplo, as fases A e B, outra vez com respeito à metade da frequência do sistema de suprimento de energia. Isso é ilustrado junto com os tempos de disparo que então resultam, na figura

3. De modo a auxiliar na clareza, a figura 3 também mostra os pulsos de disparo que não são usados, representados por linhas pontilhadas. [0031] Quando a frequência do sistema de suprimento de energia é usada como a frequência para os fundamentais 7, é possível operar a máquina síncrona diretamente do sistema de suprimento de energia sem ser influenciada pelos tiristores. No entanto, o controle de disparo é também usado durante operação calculada, de modo a regular a corrente e a tensão. Nesse caso, um sistema polifásico normal pode ser mais uma vez usado para o ângulo de fase dos fundamentais 7, isto é, um ângulo de fase 120o e 240o com respeito um ao outro.

[0032] De modo a acelerar a máquina síncrona para a velocidade de rotação calculada, uma sequência de frequências é usada para os fundamentais 7 na modalidade exemplar presente. Um exemplo de uma sequência de frequências é mostrado na tabela a seguir, que mostra um divisor respectivo para a frequência do sistema de suprimento de energia para uma velocidade de rotação em revoluções por minuto de um exemplo de uma máquina síncrona, em cujo caso a frequência para os fundamentais 7 então corresponde à frequência do sistema de suprimento de energia dividida pelo divisor:

Divisor: 15 13 11 9 7 5 4 3 2 1

Velocidade de rotação 50 58 68 83 107 150 188 250 375 750 [0033] Nesse caso, pode ser visto que a mudança súbita na velocidade de rotação é alta, particularmente quando os divisores são pequenos. Experimentalmente, foi percebido que, quando a comutação

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13/14 entre metade da frequência do sistema de suprimento de energia e a frequência do sistema de suprimento de energia como a frequência para os fundamentais 7, a máquina síncrona não pode acelerar suficientemente com rapidez, e no fim se torna dessincronizada e é freada.

[0034] De modo a superar esse problema, é usada uma regulação adicional nesse exemplo, que assegura que torques que se contrapõem à aceleração do rotor são minimizados, isto é, tanto quanto possível, somente torques de aceleração atuam depois da comutação da frequência.

[0035] Para esse propósito, nesse exemplo, é considerada a posição do vetor no espaço da corrente do estator no diagrama do vetor do rotor. De modo a determinar isso para uma máquina síncrona, é necessário saber por um lado a posição do rotor e por outro lado o fluxo de corrente nas fases. A título de exemplo, é fornecida uma medição de corrente apropriada para esse propósito. Além do mais, um transmissor de posição é fornecido para a máquina síncrona polifásica 1. Se for evidente da posição do vetor na corrente com relação à posição do rotor que um torque positivo pode ser esperado no sentido de aceleração do rotor, então, nesse exemplo, o ângulo de disparo é ajustado para um valor amin, por exemplo, amin = 150°. Em outras palavras, os tiristores são disparados 150° depois de uma passagem por zero da tensão. Outros valores podem também ser usados para αmin, por exemplo, 130° ou 110°. No entanto, se um torque negativo, isto é, um torque de freagem, pode ser esperado na base da posição do vetor na corrente com relação à posição do rotor, então um ângulo de disparo maior, por exemplo, αmax = 167°, é escolhido. Com um ângulo de disparo maior, uma corrente inferior flui totalmente até o tiristor ser desligado, e o torque resultante para o rotor se torna consideravelmente menor.

[0036] A regulação adicional para a otimização do torque é usada

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14/14 em particular quando comutando da metade da frequência do sistema de suprimento de energia para a própria frequência do sistema de suprimento de energia, mas tem um efeito vantajoso em todas as operações de comutação. Quando a velocidade de rotação do rotor da máquina síncrona alcança a velocidade de rotação calculada, então a regulação adicional para o torque é expedientemente desligada.

[0037] Em ordem em geral para elevar o torque do motor, o disparo pode ser avançado, resultando, por conseguinte, em um tempo de fluxo de corrente mais longo para cada processo de disparo. Por exemplo, um valor de 140°, 130° ou de outra maneira 120° ou menos pode ser usado para disparar em geral, ou para amin.

[0038] Além do mais, uma ação é do mesmo modo obtida nos ângulos de disparo para divisores k > 5. O dispositivo de controle 3 fornece ângulos de disparo inferiores para frequências correspondentes, isto é, para velocidades de rotação inferiores. Por exemplo, um valor de amin = 165° pode ser fornecido para divisores k > 7, um valor de amin = 155° para divisores k de controlador polifásico 4 a 7, e um valor de amin = 145° for k < 4. Integralmente, o dispositivo de controle 3, por conseguinte, expedientemente regula o valor para o ângulo de disparo para todos os divisores, por um lado como uma função da velocidade de rotação síncrona instantânea, isto é, a frequência dos fundamentais 7, e por outro lado, como uma função do torque instantaneamente resultante.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de operação de uma máquina síncrona (1) tendo um controlador polifásico de três fases (4), que é conectado a um sistema de suprimento de energia polifásica (A, B, C) e tem pelo menos três elementos de comutação semicondutores, que são ligados em tempos específicos, tendo as seguintes etapas do método:

- definição de um fundamental sinusoidal (7) em uma frequência que corresponde à velocidade de rotação desejada da máquina síncrona (1),

- definição de dois fundamentais (7) adicionais na mesma frequência, que são deslocados da fase com respeito ao primeiro fundamental (7), caracterizado pelo fato de que,

a) a frequência é igual à frequência da tensão do sistema de suprimento de energia, e os fundamentais (7) adicionais são deslocados de fase através de 120^o e 240^o com respeito ao fundamental (7), ou

b) a frequência é igual à metade da frequência da tensão do sistema de suprimento de energia, e os fundamentais (7) têm um deslocamento com respeito um ao outro que não é o mesmo que o deslocamento de fase polifásico através de 120^o ou 240^o, sendo que as duas opções para a frequência ocorrem individualmente ou em uma sequência de tempo,

- seleção e uso de tempos de disparo para disparar, em que o disparo ao mesmo tempo para duas das fases (A, B, C) causaria uma corrente da mesma polaridade como o fundamental (7) associado à fase respectiva (A, B, C), em que os tempos de disparo ocorrem em um ângulo de disparo específico depois da passagem por zero respectiva da tensão do sistema de suprimento de energia.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um par dos fundamentais (7) tem um deslocamento

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2/3 de fase de 180^o com respeito um ao outro na metade da frequência da tensão do sistema de suprimento de energia.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a frequência do sistema de suprimento de energia dividida por k é usada como a frequência para os fundamentais (7), onde k > 1.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a passagem por zero para o fundamental (7) é sincronizada com a tensão do sistema de suprimento de energia.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que uma sequência de pelo menos duas frequências é usada para acelerar a máquina síncrona (1) para sua velocidade de rotação calculada.
6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a sequência contém uma terça parte e metade da frequência do sistema de suprimento de energia, bem como a própria frequência do sistema de suprimento de energia.
7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um tempo no qual a comutação envolve tão pouco quanto possível o torque de oscilação é definido para comutar entre duas frequências para os fundamentais (7), e a comutação ocorre nesse tempo.
8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o tempo em que a posição angular do rotor corresponde a sua posição nominal é usado como o tempo para comutar para uma frequência maior.
9. Método, de acordo com uma das reivindicações 3 a 7, caracterizado pelo fato de que o ângulo de disparo dos tiristores (6) é ajustado com relação à passagem por zero da tensão do sistema de suprimento de energia quando k > 2 de modo que a corrente que flui é

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3/3 tão pouca quanto possível acima da corrente calculada da máquina síncrona (1).
10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que depois de comutar para uma frequência mais alta para os fundamentais (7), os ângulos de disparo são ajustados de modo que torques de freagem para o rotor são minimizados.
11. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a posição do rotor com respeito ao vetor no espaço da corrente é avaliada de modo a determinar a magnitude do torque.
12. Dispositivo de operação de uma máquina síncrona (1), caracterizado pelo fato de que apresenta,

- um controlador polifásico de três fases (4), que pode ser conectado a um sistema de suprimento de energia polifásica (A, B, C) e tem pelo menos três pares (2) de tiristores (6) conectados costas com costas em paralelo,

- uma unidade de controle (3) para controlar os tiristores (6), que é projetada para executar o método como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes.
13. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (3) é um microprocessador fornecido para a máquina síncrona (1).
14. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que a máquina síncrona (1) tem um transmissor de posição.