ES2205596T3 - Sistema de alimentacion electrica de un motor electrico de conmutacion electronica para dispositivos de aire acondicionado concebidos para ser instalados en vehiculos a motor. - Google Patents
Sistema de alimentacion electrica de un motor electrico de conmutacion electronica para dispositivos de aire acondicionado concebidos para ser instalados en vehiculos a motor.Info
- Publication number
- ES2205596T3 ES2205596T3 ES98964490T ES98964490T ES2205596T3 ES 2205596 T3 ES2205596 T3 ES 2205596T3 ES 98964490 T ES98964490 T ES 98964490T ES 98964490 T ES98964490 T ES 98964490T ES 2205596 T3 ES2205596 T3 ES 2205596T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- power supply
- motor
- solar panel
- electronic
- supply system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering
- H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00421—Driving arrangements for parts of a vehicle air-conditioning
- B60H1/00428—Driving arrangements for parts of a vehicle air-conditioning electric
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2105/00—Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load
- H02J2105/30—Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load the load networks being external to vehicles, i.e. exchanging power with vehicles
- H02J2105/33—Networks for supplying or distributing electric power characterised by their spatial reach or by the load the load networks being external to vehicles, i.e. exchanging power with vehicles exchanging power with road vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/88—Optimized components or subsystems, e.g. lighting, actively controlled glasses
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
Abstract
Combinación de un sistema de alimentación eléctrica y de un motor eléctrico de conmutación electrónica (4, 52) adecuado para su instalación dentro de dispositivos de aire acondicionado para vehículos a motor, comprendiendo el sistema de alimentación eléctrica por lo menos un panel solar (13) adecuado para ser eléctricamente cableado a dicho motor eléctrico (4, 52) y comprendiendo, a su vez, una pluralidad de células en serie, de tal manera que recojan la energía eléctrica disponible a un valor de tensión sustancialmente alto y a un valor bajo de la intensidad de la corriente en comparación con la técnica conocida, para poder permitir una menor disipación de energía dentro del sistema eléctrico del sistema de alimentación eléctrica, en comparación con el sistema de alimentación eléctrica tradicional, con la misma sección de cableado de dicho sistema eléctrico.
Description
Sistema de alimentación eléctrica de un motor
eléctrico de conmutación electrónica para dispositivos de aire
acondicionado concebidos para ser instalados en vehículos a
motor.
La presente invención se refiere a un sistema de
alimentación eléctrica de conmutación electrónica para dispositivos
de aire acondicionado concebidos para ser instalados en vehículos a
motor.
El enfriamiento del aire de compartimientos de
pasajeros del vehículo, cuando el vehículo está aparcado, está muy
limitado por la falta de una fuente autónoma que suministre energía
eléctrica cuando el motor está desconectado.
En realidad, la cantidad de energía eléctrica
suministrada por la batería de reserva, ya presente en el vehículo,
resulta insuficiente para garantizar dicho enfriamiento del aire
durante un período de tiempo prolongado.
Por otra parte, sería muy útil implantar tal
función en los vehículos a motor, con el fin de obtener ventajas
indudables en términos de comodidad para el usuario del vehículo;
asimismo, el sistema de aire acondicionado existente en el vehículo
podría hacerse todavía más eficiente, con respecto a la técnica
conocida, reduciendo al mínimo la cantidad de calor a disipar en el
encendido del motor térmico.
La instalación de una célula fotovoltaica en el
techo del vehículo, en la forma de un panel solar, permite superar
en parte las dificultades anteriormente mencionadas, puesto que el
ventilador del dispositivo de aire acondicionado es accionado por la
energía suministrada por los paneles solares.
Sin embargo, puesto que, por razones económicas,
se utiliza el mismo motor eléctrico del ventilador y dicho
ventilador también es alimentado por la batería de reserva del
vehículo, es necesario interponer por lo menos un adaptador de
dispositivo de energía entre el motor y el panel solar, de tal
manera que se utilice eficientemente la energía eléctrica
disponible, teniendo en cuenta el hecho de que se produzcan
oscilaciones de la alimentación de energía disponible, causadas por
las variaciones de la radiación solar y de la temperatura del
panel.
La Figura 1 ilustra un dibujo cartesiano de las
características V-I de un panel solar para uso en
vehículos a motor tradicionales, donde, en el eje de abscisas, los
valores de la tensión (V) se indican por voltios y, en el eje de
ordenadas, los valores de la intensidad de corriente (I) se indican
en amperios.
Resulta evidente que dicho panel solar es similar
a un generador de corriente sustancialmente hasta el eje indicado
por A, es decir, inmediatamente próximo al punto de inflexión de
las curvas, que se ilustra en el diagrama cartesiano de la Figura
1.
En dicha Figura 1 existe un punto en la curva
característica, indicado por la letra G, igual a un flujo de
radiación de 700W/m^{2} y a una temperatura de aproximadamente 25
grados centígrados, donde el panel tiene un rendimiento energético
máximo.
La posición de los puntos de rendimiento
energético máximo, que viene dado por el producto de la tensión de
salida por la corriente de salida, cuando cambia la potencia
incidente radiante es, en una buena aproximación, una línea recta
vertical (isotensión, indicada por la letra X en la figura 1),
mientras que, al cambiar la temperatura, la posición de los puntos
de rendimiento energético máximo es una línea recta horizontal
(isocorriente).
Asimismo, en el diagrama cartesiano de la figura
1, un punto de rendimiento máximo a la temperatura de 65ºC se
indica con la letra H.
Puede demostrarse que el rendimiento disminuye en
aproximadamente 0,5% por cada grado Kelvin.
Dado que las máquinas eléctricas de corriente
continua, con un conmutador, sean optimizadas para funcionar a una
tensión de alimentación dada, cuando la fuente de alimentación
eléctrica es un elemento con una impedancia dinámica elevada, tal
como un generador de corriente, como en el caso de un panel solar,
el sistema de panel-motor funciona en condiciones
de bajo rendimiento, que se empeoran en condiciones de baja
irradiación solar.
Para superar este inconveniente, un convertidor
de corriente continua se interpone entre el panel solar y el motor,
tal como se ilustra en la figura 2, donde un bloque correspondiente
al panel solar se indica por el número 13, un bloque correspondiente
al motor por el número 4 y un bloque correspondiente al convertidor
de corriente continua por el número 2.
Un dispositivo de control de la potencia de
salida, indicado por el número 3 en la figura 2, puede
interconectarse con el cableado del vehículo, que se suele indicar
por la referencia numérica 6.
Dichas realizaciones eran necesarias para mejorar
la adaptación energética; sin embargo, este tipo de solución es
cara en términos económicos y en términos de tamaño y peso
globales.
Asimismo, es necesario considerar, en el
equilibrio energético global, las pérdidas de conversión
inevitablemente introducidas por el convertidor de corriente
continua 2.
En conclusión, si el convertidor 2 está instalado
en la proximidad del panel solar 13, como suele realizarse en los
vehículos a motor, un valor elevado de intensidad de corriente pasa
a través de la resistencia del cableado 5 y este hecho contribuye a
disminuir el rendimiento del sistema.
Por último, para trabajar el sistema en el punto
de rendimiento máximo, es necesario proporcionar un sensor de
temperatura en el panel 13, que inevitablemente, aumenta los gastos
de producción.
Un objetivo de la presente invención es superar
los inconvenientes anteriormente mencionados e indicar un sistema de
alimentación eléctrica de un motor eléctrico de conmutación
electrónica para dispositivos de aire acondicionado concebidos para
ser instalados en los vehículos, para poder tener el uso máximo de
la energía disponible en los terminales de salida del panel solar
para suministrar energía al motor, sin interponer ningún
dispositivo de control electrónico o conversión electrónica entre
los dos objetos.
Por ejemplo, la patente alemana nº
DE-C-195 38 946 se refiere a un
sistema de alimentación eléctrica para un motor de un dispositivo de
ventilación en un vehículo. En el sistema de alimentación
eléctrica, un panel solar está eléctricamente cableado a un
contacto de un conmutador inversor de corriente y el otro contacto
del conmutador inversor de corriente está conectado a la batería y
sistema eléctrico del vehículo. El terminal común del conmutador
inversor está conectado a la alimentación del motor. De este modo,
el motor es alimentado en uno de dos modos de alimentación
eléctrica, en donde la energía se suministra de forma alternativa
por la batería solar o por el
sistema eléctrico del vehículo. La conmutación entre los dos modos de alimentación eléctrica puede producirse automáticamente cuando se enciende/apaga la instalación, puede ser dependiente de la temperatura o puede resultar afectado por el accionamiento manual del conmutador inversor. El conmutador inversor está controlado por una unidad de control.
sistema eléctrico del vehículo. La conmutación entre los dos modos de alimentación eléctrica puede producirse automáticamente cuando se enciende/apaga la instalación, puede ser dependiente de la temperatura o puede resultar afectado por el accionamiento manual del conmutador inversor. El conmutador inversor está controlado por una unidad de control.
Otro objetivo de esta invención es obtener un
sistema de alimentación eléctrica de un motor eléctrico de
conmutación electrónica sin necesidad de utilizar componentes de
alto coste o tecnologías complejas.
Dichos objetivos se consiguen mediante un sistema
de alimentación eléctrica de un motor eléctrico de conmutación
electrónica para dispositivos de aire acondicionado concebidos para
instalación en los vehículos a motor, según la reivindicación 1, que
se toma como referencia.
Utilizando las características operativas de un
motor de conmutación electrónica con una máquina doble que utiliza,
en su unidad de control electrónico, un microprocesador y un
procedimiento de muy bajo rozamiento de suspensión del rotor, es
posible obtener el sistema de alimentación eléctrica según la
reivindicación 1, con el empleo del motor de conmutación
electrónica anteriormente mencionado en dos modos de funcionamiento
diferentes, uno relativo al sistema alimentado por la batería de
reserva y por el sistema eléctrico tradicional encontrado en los
vehículos a motor y el otro relativo a una energía eléctrica
generada por un panel solar.
La conmutación entre los dos modos de
funcionamiento es automática y no requiere ningún componente
adicional ni señales desde una fuente exterior, puesto que utiliza
un relé electromagnético que está ya presente en el tipo tradicional
de un motor de conmutación electrónica.
Las características y las ventajas de la presente
invención se pondrán de manifiesto en la siguiente descripción, por
medio de ejemplos no limitativos y haciendo referencia a los
dibujos adjuntos, en los que:
la Figura 1 ilustra un diagrama cartesiano que
muestra las características de tensión-corriente de
un panel solar para vehículos a motor de un tipo conocido;
la Figura 2 ilustra un diagrama de bloques de un
sistema de alimentación de energía para motores eléctricos de
escobillas y conmutador con convertidor-adaptador
para dispositivos de aire acondicionado de tipo tradicional;
la Figura 3 ilustra un diagrama de bloques
general de un sistema de alimentación eléctrica con motor eléctrico
de conmutación electrónica que ha de instalarse dentro de los
dispositivos de aire acondicionado del vehículo a motor, según la
presente invención;
la Figura 4 representa un diagrama de bloques
general de un motor de conmutación electrónica accionado por un
sistema de alimentación eléctrica, según la presente invención;
la Figura 5 ilustra un diagrama de bloques de una
realización alternativa de una alimentación eléctrica de motor
eléctrico de conmutación electrónica que ha de instalarse en
dispositivos de aire acondicionado en vehículos a motor, según la
presente invención;
la Figura 6 ilustra un circuito electrónico
esquemático de otro tipo de realización de la alimentación
eléctrica de motor eléctrico de conmutación electrónica, según la
presente invención.
Haciendo referencia a las figuras anteriormente
mencionadas, un panel solar que ha de instalarse dentro del sistema
de alimentación eléctrica se indica de manera esquemática por la
referencia numérica 13, según la presente invención. Un convertidor
de corriente continua, del tipo "CC-CC"
utilizado para mejorar la adaptación de potencia, se indica por la
referencia numérica 2, un dispositivo eléctrico de control de
potencia se indica por la referencia numérica 3, un motor eléctrico
de conmutación electrónica se indica por la referencia numérica 4,
el cableado de alimentación eléctrica del vehículo a motor se indica
por la referencia numérica 5, el cableado de motor se indica por la
referencia numérica 6, mientras que un sensor de temperatura que ha
de aplicarse al panel solar 13 se indica por la referencia numérica
7.
Con referencia particular a la figura 4, que
ilustra el diagrama básico de un motor eléctrico de conmutación
electrónica 4 con una máquina doble, el plan de trabajo del sistema
de alimentación eléctrica, según la presente invención, es como
sigue.
En la apertura del contacto eléctrico que puede
activarse por la llave de bloqueo de encendido o enviando una señal
equivalente correcta 10, el relé k1, contenido en el motor 4, se
libera por la unidad de control electrónico 12 y la alimentación del
motor 4, a través de un contacto en reposo del relé k1, está
proporcionada por un panel solar, indicado por la referencia
numérica 13 en el conductor eléctrico 3.
El relé k1 comprende, en una realización
preferible, un conmutador inversor electrónico o electromecánico,
con un contacto de reposo cableado al panel solar 13 y un contacto
de excitación cableado a la batería 54 del sistema eléctrico del
vehículo, de tal manera que, sin un control, el motor 4 se
preajusta automáticamente a un modo de funcionamiento que utiliza
la energía eléctrica del panel solar 13, sin necesidad de utilizar
señales ni intercambios de potencia con el resto del sistema
eléctrico del vehículo a motor.
El relé inversor k1, integrado en la estructura
del motor eléctrico 4 y no añadido intencionadamente para conseguir
los fines de la presente invención, se utiliza también para
proteger el panel solar 13 de la aplicación de la tensión inversa de
la batería 54, cuando la batería 54 alimenta el motor eléctrico 4
anteriormente mencionado.
En el caso de que las condiciones de irradiación
sean adecuadas, un microprocesador de la unidad de control 12
reconoce la capacidad de servicio del panel solar 13, sobre la base
del valor de la tensión presente en el conductor 41, cuando se
libera el relé k1.
De otro modo, si el valor de la tensión
anteriormente citado no es suficiente, el circuito de reposición 14
del microprocesador mantiene el circuito en una condición de reposo
hasta que la tensión de alimentación no haya alcanzado un valor para
que el sistema funcione de manera adecuada.
El circuito 14 proporciona también energía
eléctrica a la unidad de control electrónico 12.
La tensión, disponible en los terminales del
panel solar 13, se aplica a través de las bobinas L1 y L3 del motor
4, al condensador C1, lo que es necesario para que funcione el
motor 4, proporcionando así energía a la máquina de alta tensión 22
que, puesto que está situada corriente abajo de un convertidor
"elevador", tiene un generador de corriente como su fuente de
alimentación, estando representado dicho generador, en un modo
normal, por las bobinas L2 y L3 en el modo de conmutación y por los
diodos D3 y D4 y, en el caso de que el microprocesador de la unidad
de control 12 detecte la presencia del panel solar 13, por el
propio panel solar.
Tiene que resaltarse además que los diodos D3 y
D4 son componentes estructurales del sistema de alimentación
eléctrica del motor eléctrico 4 y que no son elementos añadidos
para la finalidad de conseguir los fines de la presente invención;
sin embargo, pueden utilizarse, en este caso, para proteger el
panel solar 13 del fenómeno de la tensión inversa, inducido por la
rotación del motor 4 causada por efectos aerodinámicos o inerciales,
cuando el panel solar 13 funciona como la fuente de alimentación
eléctrica, en condiciones de baja iluminación.
El control de funcionamiento de la máquina 22
tiene lugar a través del microprocesador que excita, en el modo de
modulación por anchura de usos ("PWM"), los transistores
"Mosfet", TR2 y TR4, y estabiliza la tensión en el condensador
C1 a un valor de rendimiento óptimo para el panel solar 13 que se
utiliza.
La estabilización de la tensión se consigue
modificando el valor del "ciclo de servicio" de la señal
modulada en el modo "PWM".
En esta situación, el motor eléctrico 4 trabaja
bajo condiciones de isotensión, es decir, la característica de
tensión-corriente del panel solar 13 se desplaza a
lo largo de la posición de los puntos de rendimiento máximo,
cuando cambia la intensidad de la irradiación solar.
La característica de torsión estática baja de
este tipo de motor 4 permite que el motor arranque incluso con
niveles muy bajos de la irradiación solar.
En cualquier caso, si no arranca el motor 4,
debido a que está naturalmente posicionado en un punto de torsión
cero, el microprocesador puede controlar una operación de
posicionamiento del rotor, operando los transistores "Mosfet"
TR1 y TR3 de la máquina 111.
Para permitir variaciones del rendimiento del
panel solar 13, debido a temperaturas, teniendo así constantes de
tiempo muy largas, un programa de aplicación contenido en el
microprocesador de la unidad de control 12 controla periódicamente
pequeñas variaciones del "ciclo de servicio" alrededor de los
puntos de trabajo, comprobando cómo estas variaciones tienen efecto
sobre la velocidad de rotación del motor 4.
En realidad, la medición de la velocidad de
rotación es una función normalmente realizada por el microprocesador
para el control de las operaciones correctas del motor 4 y si se
produce un incremento de la condición de rotación, el programa de
aplicación considerará este nuevo punto como un nuevo punto de
trabajo adecuado; en el caso opuesto, mantendrá invariable el punto
de trabajo anterior.
El programa de aplicación del microprocesador de
control está realizado, en realidad, de tal manera que permite las
operaciones con solamente la máquina de alta tensión 22,
comprendiendo los componentes de dicha máquina los transistores
"Mosfet" TR2 y TR4 y las inductancias L2 y L4, optimizando
dicha máquina la adaptación energética con el panel solar 13.
De esta manera, es posible cubrir la
característica completa del panel solar 13 utilizando su capacidad
completa, gracias a la modificación del punto de trabajo, bajo
condiciones de isocorriente.
Debe señalarse que, cuando el microprocesador
está en funcionamiento y detecta la presencia del panel solar 13,
no se intercambian señales con el sistema eléctrico tradicional del
vehículo, garantizando así las funciones operativas del motor
eléctrico 4 y un drenaje de corriente nulo o despreciable por la
fuente de alimentación 54 del vehículo a motor, que suele incluir
una batería de reserva.
Asimismo, debe señalarse que la conmutación
automática, en la presencia del panel solar 13, trae consigo que el
motor 4 deba soportar una duración de vida útil comparable a la de
un vehículo a motor, igual a unas 30.000 horas de trabajo.
Una realización del motor eléctrico sin
escobillas 4, 52 con un soporte de rotor de alta fiabilidad es la
mejor solución técnica y económica que consigue el objetivo de
duración predefinido.
Es posible, si la tensión disponible en los
terminales del panel solar 13 es baja, interponer una fuente de
alimentación 51 del tipo "elevador" entre el propio panel
solar 13 o la batería de reserva 54 y un motor eléctrico de
conmutación electrónica 52 diseñado para funcionar a alta tensión,
por ejemplo a 60 voltios y con una unidad de control técnico
adicional 53 adecuada para ajustar sus funciones.
La figura 5 ilustra el diagrama de bloques de
aplicación de dicha realización, donde el relé k1 es destacado,
pudiendo dicho relé conmutar entre dos modos de funcionamiento
diferentes, que corresponden al modo de funcionamiento normal y al
modo de funcionamiento con panel solar 13.
Otro circuito de control electrónico 55 se excita
desde el vehículo a motor y ajusta adecuadamente la
"elevación" de la fuente de alimentación eléctrica 51, que
funciona como un reforzador de la tensión, para adaptar la tensión
de la batería de reserva 54, conectada al conductor 411, con la
tensión de funcionamiento nominal del motor a una alta tensión
52.
En el caso de que se desee dirigir la energía del
panel solar 13 hacia un elemento de carga 60, es decir, no motor
52, la unidad de control electrónico 53 del motor 52 desconecta el
propio motor y, accionando el conmutador I, que puede ser un relé
electromagnético o un conmutador electrónico, a través del control
de circuito electrónico 55, es posible generar energía desde el
panel solar 13 al valor de tensión deseado, para una carga exterior
60, es decir, por ejemplo, la batería de reserva 54 del vehículo
que, en este caso, se mantendría cargada incluso cuando esté parado
el motor térmico del vehículo a motor.
Asimismo, el mismo resultado puede conseguirse
utilizando los circuitos ya existentes dentro de un motor del tipo
"sin escobillas", simplemente añadiendo el conmutador I.
Una aplicación del circuito se ilustra en la
figura 6, donde se subraya que la máquina 22 está desconectada y no
se utiliza, mientras que los dos transistores Mosfet, TR1 y TR3,
son excitados en paralelo, a través de un control de modulación por
anchura de pulsos ("PWM"), accionado por medio de componentes
electrónicos ya existentes en el motor 52 (L1, L3, D3, D4, C1, C2,
microprocesador de la unidad de control 12), como fuente de
alimentación elevadora, que alimenta una carga exterior 60, a
través de un conmutador electromagnético o electrónico I
adecuadamente controlado por la unidad de lógica de control de la
unidad de control 12.
La carga 60, también en este caso, podría ser la
batería de reserva del vehículo a motor 54.
El microprocesador de la unidad de control 12
optimiza la conversión de energía midiendo la tensión en los
terminales del condensador C2 y haciendo así que el panel solar 13
funcione en un punto de rendimiento máximo.
Es importante subrayar que los condensadores C1 y
C2 y la inductancia resultante de la máquina 112 son componentes
estructurales de un sistema de alimentación eléctrica de un motor
eléctrico de conmutación electrónica y que no son elementos añadidos
para el objetivo de esta invención.
Asimismo, puede utilizarse como filtro
electromagnético en \sqcap para interferencias
electromagnéticas ("EMI") con el objetivo de proteger el
sistema eléctrico del vehículo a motor contra los problemas
causados por el motor de trabajo 52 del tipo "sin escobillas"
. De nuevo se señala que es necesario suministrar alimentación
estabilizada a otras cargas 60, que presentan una tensión operativa
más baja que la tensión de salida del panel solar, pudiendo
realizarse, de nuevo, esta operación mediante el relé I y la máquina
22 proporcionará la estabilización, mientras que funciona como un
regulador lineal montado en paralelo "shunt".
A partir de la descripción anterior, resultan
evidentes las características, así como las ventajas de un sistema
de alimentación eléctrica de un motor eléctrico de conmutación
electrónica, concebido para ser instalado en dispositivos de aire
acondicionado en vehículos a motor.
En particular, se caracterizan por:
- \sqbullet
- posibilidad de alimentar un ventilador de una unidad de aire acondicionado de un vehículo a motor por la batería del vehículo o por un panel solar, como una parte integral del vehículo, sin la necesidad de interponer cualquier elemento exterior al motor para la conversión de energía o para la adaptación eléctrica entre el motor y el panel solar;
- \sqbullet
- posibilidad de utilizar paneles solares a una alta tensión, que realicen la recogida de energía eléctrica disponible a alta tensión y a baja intensidad de corriente para permitir, con secciones iguales de cableado, la mínima disipación de energía en dichas secciones;
- \sqbullet
- posibilidad de proteger el sistema eléctrico del vehículo a motor contra los problemas causados por el motor de trabajo;
- \sqbullet
- posibilidad de proteger el panel solar de una aplicación de tensión inversa de batería durante las operaciones del sistema;
- \sqbullet
- posibilidad de proteger el panel solar contra la tensión inversa causada por la rotación del motor debido a efectos aerodinámicos o inerciales, cuando el sistema está en funcionamiento con el panel solar en condiciones de iluminación baja;
- \sqbullet
- búsqueda automática del punto de rendimiento máximo de los paneles solares, cuando cambien las condiciones de irradiación y las condiciones de la temperatura, sin necesidad de utilizar sensores ni conexiones eléctricas a medida;
- \sqbullet
- estructura simple similar a un diagrama de circuito eléctrico de motor tradicional, no alimentado por paneles solares;
- \sqbullet
- el sistema funciona como un "elevador" del suministro de energía, transportando una energía del panel solar sobre una carga exterior, comprendiendo, por ejemplo, la batería de reserva del vehículo, haciendo máximo el rendimiento de la conversión de energía, a través de un algoritmo matemático a medida, controlado por un microprocesador de una unidad de control;
- \sqbullet
- posibilidad de suministrar una tensión estabilizada en un valor absoluto bajo a una carga exterior, cuando el sistema funcione con paneles solares.
Es evidente que pueden realizarse otros cambios,
además de los anteriormente mencionados, en el sistema de
alimentación eléctrica de los motores eléctricos de conmutación
electrónica, según la presente invención, sin desviarse del ámbito
de protección proporcionado por las reivindicaciones.
Claims (12)
1. Combinación de un sistema de alimentación
eléctrica y de un motor eléctrico de conmutación electrónica (4,
52) adecuado para su instalación dentro de dispositivos de aire
acondicionado para vehículos a motor, comprendiendo el sistema de
alimentación eléctrica por lo menos un panel solar (13) adecuado
para ser eléctricamente cableado a dicho motor eléctrico (4, 52) y
comprendiendo, a su vez, una pluralidad de células en serie, de tal
manera que recojan la energía eléctrica disponible a un valor de
tensión sustancialmente alto y a un valor bajo de la intensidad de
la corriente en comparación con la técnica conocida, para poder
permitir una menor disipación de energía dentro del sistema
eléctrico del sistema de alimentación eléctrica, en comparación con
el sistema de alimentación eléctrica tradicional, con la misma
sección de cableado de dicho sistema eléctrico; comprendiendo el
motor eléctrico (4, 52) un dispositivo de conmutación (K1) que puede
conmutar entre por lo menos dos posiciones diferentes
correspondientes a dos modos de funcionamiento del sistema de
alimentación eléctrica por medio de un control proporcionado por,
como mínimo una unidad de control (12) para conectar el motor
eléctrico de manera alternativa con una batería de reserva de
energía (54) o con el panel solar (13); un condensador (C2)
conectado entre el dispositivo de conmutación (K1) y masa; una
primera bobina (L1) conectada en un extremo al dispositivo de
conmutación (K1) y en el otro extremo, a un primer transistor (TR1)
que está conectado a masa a través de un montaje en paralelo
"shunt" (SH1); una segunda bobina (L3) conectada en un extremo
al dispositivo de conmutación (K1) y en el otro extremo a un
segundo transistor (TR3) que está conectado a masa a través de dicho
montaje en paralelo "shunt" (SH1); un primer diodo (D4) cuyo
ánodo está conectado entre la primera bobina (L1) y el primer
transistor (TR1); un segundo diodo (D3) cuyo ánodo está conectado
entre la segunda bobina (L3) y el segundo transistor (TR3) y cuyo
cátodo está conectado al cátodo de dicho primer diodo (D4); un
condensador (C1) conectado entre los cátodos de dichos diodos
primero y segundo (D4, D3) y la masa a través de un montaje en
paralelo "shunt" (SH1); una tercera bobina (L2) y un tercer
transistor (TR2) conectados en serie a través del condensador (C1);
una cuarta bobina (L4) y un cuarto transistor (TR4) conectados en
serie a través del condensador (C1); formando dichas bobinas primera
y segunda (L1, L3), dichos transistores primero y segundo (TR1,
TR3), dichos diodos primero y segundo (D4, D3) y dicho condensador
(C1) una fuente de alimentación eléctrica en la forma de un
convertidor elevador y formando dichas bobinas tercera y cuarta (L2,
L4) y dichos transistores tercero y cuarto (TR2, TR4) una primera
parte (22) de un circuito electrónico de alta tensión alimentado
por dicha fuente de alimentación eléctrica; estando el motor
eléctrico (4, 52) alimentado, de manera alternativa, por la batería
de reserva de energía (54) o por el panel solar (13) y
controlándose automáticamente la conmutación entre dichas fuentes de
energía eléctrica por la unidad de control (12) controlando el
elemento de conmutación (K1) sin necesitar ningún componente
adicional interpuesto entre cualquiera de dichas fuentes de
alimentación eléctrica y dicho motor para adaptar las diferentes
características energéticas de cualquier fuente de alimentación
eléctrica a la del motor; teniendo la primera parte (22) del
circuito electrónico de alta tensión, como su fuente de alimentación
eléctrica en un primer modo de funcionamiento del sistema, un
generador de corriente que comprende dicha batería de reserva (54),
una pluralidad de bobinas (L1, L3) en modo de conmutación y una
pluralidad de diodos (D3, D4); como alternativa, la primera parte
(22) del circuito electrónico de alta tensión que tiene, en un
segundo modo de funcionamiento del sistema, dicho panel solar
conectado a través de por lo menos una bobina (L1, L3) y por lo
menos un condensador (C1), de tal manera que alimente la primera
parte (22) misma.
2. Sistema de alimentación eléctrica según la
reivindicación 1, caracterizado porque dicha unidad de
control electrónico (12) comprende por lo menos un microprocesador,
que controla las operaciones de dicha primera parte (22) del
circuito electrónico excitando con una modulación por anchura de
pulsos (PWM) dichos transistores (TR3, TR4), estabilizando así la
tensión en dicho condensador (C1) a un valor de rendimiento máximo
para el panel solar utilizado (13).
3. Sistema de alimentación eléctrica según la
reivindicación 1, caracterizado porque dicho microprocesador
utiliza un programa de aplicación para ordenadores que ejecuta
periódicamente pequeños cambios del "ciclo de servicio"
alrededor de un punto de trabajo (G, H) de dicho panel solar (13),
comprobando cómo dichos cambios tienen un impacto sobre la
velocidad de rotación de dicho motor (4) para tener en cuenta los
cambios de rendimiento de dicho panel solar (13) debido a la
temperatura y/o condiciones de los cambios de irradiación.
4. Sistema de alimentación eléctrica según la
reivindicación 3, caracterizado porque dicho conmutador (K1)
se utiliza para proteger el panel solar (13) contra la tensión
inversa de dicha batería (54), cuando el sistema funciona en uno de
los dos modos de funcionamiento.
5. Sistema de alimentación eléctrica según la
reivindicación 3, caracterizado porque dichos diodos (D3,
D4) se utilizan para proteger el panel solar (13) contra la tensión
inversa causada por la rotación de dicho motor (4) debido a efectos
aerodinámicos o inerciales, cuando el sistema funciona en uno de
los dos modos de funcionamiento.
6. Sistema de alimentación eléctrica según la
reivindicación 5, caracterizado porque el microprocesador es
capaz de controlar una operación de posicionamiento rotacional
activando una pluralidad de transistores (TR1, TR3) de una segunda
parte (111, 112) del circuito electrónico de dicho sistema de
alimentación eléctrica, si el motor (4) no se mueve debido a que
está situado en un punto de funcionamiento que presenta una torsión
estática igual a cero.
7. Sistema de alimentación eléctrica según las
reivindicaciones 1 y 6, caracterizado porque dicha primera
parte (22) del circuito electrónico está desactivada, mientras que
los transistores de la segunda parte (111, 112) del circuito
electrónico son excitados en paralelo a través de un control de
modulación por anchura de impulso (PWM) por dicha unidad de control
electrónico.
8. Sistema de alimentación eléctrica según la
reivindicación 7, caracterizado porque la unidad de control
electrónico (12) y la fuente de alimentación eléctrica (14), junto
con los componentes electrónicos existentes (L1, L3, D3, D4, C1, C2)
en dicho motor (4, 52) funciona como un sistema de alimentación
eléctrica "elevador", capaz de alimentar por lo menos una
carga exterior (60), a través de un dispositivo de conmutación
electromecánico o electrónico (I), controlado por dicho
microprocesador de la unidad de control electrónico (12).
9. Sistema de alimentación eléctrica según la
reivindicación 8, caracterizado porque la carga exterior
(60) comprende dicha batería de reserva del vehículo a motor
(54).
10. Sistema de alimentación eléctrica según la
reivindicación 8, caracterizado porque el microprocesador
optimiza la conversión de energía midiendo el valor de la tensión
en los terminales de por lo menos un condensador (C2) en el circuito
electrónico, poniendo dicho panel solar (13) a funcionar en un
punto de rendimiento máximo.
11. Sistema de alimentación eléctrica según la
reivindicación 8, caracterizado porque el motor (4, 52)
suministra tensión estabilizada a otras cargas exteriores (60)
funcionando como un regulador lineal montado en paralelo
"shunt", siendo dicha tensión estabilizada drenada también
desde por lo menos un condensador (C1) del circuito de alimentación
eléctrica electrónico de dicho motor (4, 52).
12. Sistema de alimentación eléctrica según la
reivindicación 6, caracterizado porque dicha segunda parte
(111, 112) del circuito electrónico comprende una pluralidad de
elementos electrónicos (C1, C2, L1, L3) utilizados para la
protección del sistema eléctrico del vehículo a motor contra los
problemas causados por el funcionamiento del motor eléctrico.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITTO971092 | 1997-12-15 | ||
| IT001092 IT1296642B1 (it) | 1997-12-15 | 1997-12-15 | Sistema di alimentazione di un motore elettrico a commutazione elettronica per dispositivi climatizzatori da installare all'interno |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2205596T3 true ES2205596T3 (es) | 2004-05-01 |
Family
ID=11416200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES98964490T Expired - Lifetime ES2205596T3 (es) | 1997-12-15 | 1998-12-07 | Sistema de alimentacion electrica de un motor electrico de conmutacion electronica para dispositivos de aire acondicionado concebidos para ser instalados en vehiculos a motor. |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6426601B1 (es) |
| EP (1) | EP1048104B1 (es) |
| JP (1) | JP2002509416A (es) |
| CN (1) | CN1281594A (es) |
| AT (1) | ATE246413T1 (es) |
| BR (1) | BR9815337A (es) |
| CA (1) | CA2314258C (es) |
| DE (1) | DE69816867T2 (es) |
| ES (1) | ES2205596T3 (es) |
| IT (1) | IT1296642B1 (es) |
| PL (1) | PL341148A1 (es) |
| PT (1) | PT1048104E (es) |
| TR (1) | TR200001754T2 (es) |
| WO (1) | WO1999031780A1 (es) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9805476D0 (en) * | 1998-03-13 | 1998-05-13 | Cambridge Display Tech Ltd | Electroluminescent devices |
| WO2002061929A2 (en) * | 2001-01-30 | 2002-08-08 | True Solar Autonomy Holding B.V. | Voltage converting circuit |
| US6861820B2 (en) * | 2002-09-09 | 2005-03-01 | Ford Global Technologies, Llc | Control strategy for an electric motor using real time predictions of motor capability based on thermal modeling and measurements |
| DE10335907A1 (de) * | 2003-08-06 | 2005-03-03 | Robert Bosch Gmbh | Spannungshochsetzteller |
| DE102004007348A1 (de) * | 2004-02-16 | 2005-09-01 | Volkswagen Ag | Gerät zur Überprüfung der Wirkung einer Klimaanlage |
| US7429837B2 (en) * | 2004-12-23 | 2008-09-30 | Brown Fred A | Apparatus and method of driving a light powered system |
| TWI344258B (en) * | 2005-08-19 | 2011-06-21 | Delta Electronics Inc | Motor driving method and device thereof |
| US20080247879A1 (en) * | 2005-10-12 | 2008-10-09 | Pietro De Filippis | Cooling Fan Module for a Motor Vehicle |
| DE102005058140A1 (de) * | 2005-11-29 | 2007-06-14 | Thai-German Solar Co., Ltd. | Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Energieflusses zwischen einer Solarenergiequelle und einem elektrischen Motor |
| US7598683B1 (en) | 2007-07-31 | 2009-10-06 | Lsi Industries, Inc. | Control of light intensity using pulses of a fixed duration and frequency |
| US8903577B2 (en) | 2009-10-30 | 2014-12-02 | Lsi Industries, Inc. | Traction system for electrically powered vehicles |
| US8604709B2 (en) | 2007-07-31 | 2013-12-10 | Lsi Industries, Inc. | Methods and systems for controlling electrical power to DC loads |
| ITBO20070776A1 (it) * | 2007-11-23 | 2009-05-24 | Spal Automotive Srl | Unita' di ventilazione in particolare per autoveicoli. |
| US20110105004A1 (en) * | 2009-10-30 | 2011-05-05 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Fan system for venting a vehicle |
| EP2343790B1 (en) * | 2010-01-08 | 2012-08-22 | Agence Spatiale Européenne | Electrical power conditioning unit and system |
| DE102017206254B4 (de) * | 2016-04-13 | 2024-07-11 | Dialog Semiconductor (Uk) Limited | DC-DC-Umwandlung für Mehrzellen-Batterien |
| CN106864205B (zh) * | 2017-03-31 | 2019-12-10 | 徐州皇浦世味食品有限公司 | 一种车辆用太阳能空调的温度补偿方法及系统 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3971454A (en) * | 1971-04-20 | 1976-07-27 | Waterbury Nelson J | System for generating electrical energy to supply power to propel vehicles |
| JPH0233525B2 (ja) * | 1982-02-12 | 1990-07-27 | Nippon Denso Co | Kankisochi |
| JP3291011B2 (ja) * | 1990-11-30 | 2002-06-10 | ナルデック株式会社 | 太陽電池を有する車両の電子デバイスのための保護装置 |
| US5205781A (en) | 1991-01-18 | 1993-04-27 | Naldec Corporation | Preliminary ventilation device for vehicles |
| DE4409704A1 (de) * | 1994-03-22 | 1995-09-28 | Hans Kurt Dipl Ing Dr I Koethe | Komponenten, Schaltungsanordnung und Steckverbindersystem für ausbaufähige photovoltaische Stromversorgungen |
| US5779817A (en) * | 1995-06-30 | 1998-07-14 | Webasto-Schade Gmbh | Circuit arrangement of solar cells |
| DE19538946C1 (de) * | 1995-10-19 | 1997-04-03 | Webasto Karosseriesysteme | Elektronisch kommutierter Elektromotor für Solaranwendung |
| US5950752A (en) * | 1997-11-21 | 1999-09-14 | Lockheed Martin Corp. | Heating system for a hybrid electric vehicle |
-
1997
- 1997-12-15 IT IT001092 patent/IT1296642B1/it active IP Right Grant
-
1998
- 1998-12-07 BR BR9815337A patent/BR9815337A/pt not_active IP Right Cessation
- 1998-12-07 WO PCT/EP1998/007930 patent/WO1999031780A1/en not_active Ceased
- 1998-12-07 TR TR200001754T patent/TR200001754T2/xx unknown
- 1998-12-07 PT PT98964490T patent/PT1048104E/pt unknown
- 1998-12-07 US US09/581,354 patent/US6426601B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-12-07 PL PL34114898A patent/PL341148A1/xx unknown
- 1998-12-07 AT AT98964490T patent/ATE246413T1/de not_active IP Right Cessation
- 1998-12-07 DE DE1998616867 patent/DE69816867T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-12-07 JP JP2000539563A patent/JP2002509416A/ja active Pending
- 1998-12-07 EP EP19980964490 patent/EP1048104B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-12-07 CN CN98811914A patent/CN1281594A/zh active Pending
- 1998-12-07 CA CA 2314258 patent/CA2314258C/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-12-07 ES ES98964490T patent/ES2205596T3/es not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2314258A1 (en) | 1999-06-24 |
| DE69816867D1 (de) | 2003-09-04 |
| CN1281594A (zh) | 2001-01-24 |
| CA2314258C (en) | 2004-02-10 |
| IT1296642B1 (it) | 1999-07-14 |
| EP1048104A1 (en) | 2000-11-02 |
| EP1048104B1 (en) | 2003-07-30 |
| ATE246413T1 (de) | 2003-08-15 |
| WO1999031780A1 (en) | 1999-06-24 |
| TR200001754T2 (tr) | 2000-11-21 |
| BR9815337A (pt) | 2001-07-03 |
| US6426601B1 (en) | 2002-07-30 |
| JP2002509416A (ja) | 2002-03-26 |
| PL341148A1 (en) | 2001-03-26 |
| DE69816867T2 (de) | 2004-04-15 |
| ITTO971092A1 (it) | 1999-06-15 |
| PT1048104E (pt) | 2003-12-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2205596T3 (es) | Sistema de alimentacion electrica de un motor electrico de conmutacion electronica para dispositivos de aire acondicionado concebidos para ser instalados en vehiculos a motor. | |
| ES2827798T3 (es) | Sistema de regulación de energía mejorado para una unidad móvil de control ambiental y método de control de la misma | |
| ES2306310T3 (es) | Dispositivo generador de energia solar. | |
| US5166538A (en) | Dual or single voltage vehicular power supply with improved switch driver and load dump | |
| US6454053B2 (en) | Elevator apparatus including rechargeable power supply and temperature sensitive charging control | |
| ES2352338T3 (es) | Sistema de supervisión automática de carga de una batería de acumuladores de una unidad de alimentación de reserva accionada por motor. | |
| ES2608759T3 (es) | Sistema de control para un aparato elevador | |
| US4992672A (en) | Dual or single voltage vehicular power supply with improved switch driver and load pump | |
| ES2756707T3 (es) | Inversor fotovoltaico | |
| WO2000077916A1 (es) | Sistema de distribucion electrica de tension dual | |
| CN105827177B (zh) | 引擎冷却模组 | |
| JPH04229100A (ja) | 発電機を調整する装置 | |
| WO2016135352A1 (es) | Dispositivo y procedimiento de gestión de carga y descarga de ultracondensadores sin cableado de control | |
| ES2864504T3 (es) | Dispositivo de conversión de potencia | |
| SE0001179L (sv) | Anordning för att tillföra värme till ett motorfordon då fordonets motor inte är i drift | |
| US6760237B2 (en) | Inverter for alternating current generator-motor | |
| JP2011079399A (ja) | 車両用電源制御装置及び車両用電源装置 | |
| JP2019013074A (ja) | 車両用太陽電池の制御装置、車両用太陽電池の制御装置の制御方法及び車両用太陽電池システム | |
| JP4143648B2 (ja) | 界磁巻線式交流回転電機装置 | |
| ES2295715T3 (es) | Circuito electrico para vehiculos con acumulacion de corriente del generador independiente de la bateria. | |
| ES2259847T3 (es) | Unidad motriz para un vehiculo a motor. | |
| ES2366105T3 (es) | Sistema de control y procedimiento para controlar un motor eléctrico excitado de manera permanente. | |
| JP3818962B2 (ja) | 電源システム | |
| WO2018211164A1 (es) | Sistema y método de caldeo activo para convertidores de potencia | |
| CN211981487U (zh) | 变频器硬件热保护电路结构 |