ES2340322T3 - Procedimiento y dispositivo de conmutacion para la realimentacion de la energia de conmutacion en sistemas de accionamiento mediante motores de corriente trifasica con convertidor de circuito intermedio de corriente. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la realimentación de la energía de conmutación en sistemas de accionamiento por corriente trifásica con convertidor de circuito intermedio de corriente, cuyo convertidor comprende una fuente de corriente (1), un ondulador (2) y una unidad de conmutación (3), caracterizado por las dos etapas siguientes: - en una primera etapa, durante una primera conmutación del ondulador, la energía de conmutación creada es almacenada, en un condensador de conmutación (3), de manera adecuada mediante un circuito rectificador (7, 8, 9, 10) parcial o completamente constituido a base de semiconductores controlables y conectado a las tres salidas del rectificador del lado del motor, y - en una segunda etapa, después de la terminación de la primera conmutación del ondulador y antes del inicio de la siguiente conmutación del ondulador, la energía de conmutación es alimentada directamente desde el condensador de conmutación (3) al circuito intermedio de corriente por medio de dos semiconductores controlables (4, 5, 14) y un diodo (6) conectados en serie en el circuito intermedio de corriente, de manera que la corriente de circuito intermedio pasa solamente a través del condensador de conmutación (3) durante un tiempo controlado.
Description
Procedimiento y dispositivo de conmutación para
la realimentación de la energía de conmutación en sistemas de
accionamiento mediante motores de corriente trifásica con
convertidor de circuito intermedio de corriente.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y un dispositivo de conmutación para la realimentación
de la energía de conmutación en dispositivos de accionamiento
mediante motor trifásico, con convertidor de circuito intermedio de
corriente.
En utilizaciones prácticas para convertidores de
circuito intermedio de corriente se utilizan en la actualidad, casi
sin excepciones, los llamados ondulaciones de sucesión de fases (K.
P. Philips, "Current Source Converter for AC Motor Drives"
("Convertidor de fuente de corriente para accionamientos con motor
de corriente alterna"), IEEE Trans. Ind Appl., Vol.
IA-6, pg. 679-683 Nov/Dic. 972),
Figura 1.
En un ondulador con sucesión adaptado fases los
condensadores de conmutación son adecuados a la inductividad
parásita del motor utilizado. Por lo tanto, es muy problemático el
accionamiento, con un ondulador con sucesión de fases, de
diferentes motores con diferentes inductividades parásitas.
Es un objetivo de la presente invención
solucionar este inconveniente con una solución económica. Ello se
consigue mediante el procedimiento según la reivindicación 1 o bien
el dispositivo de conmutación según la reivindicación 3.
El ondulador no contiene condensadores de
conmutación. De acuerdo con la invención, la energía de conmutación
es conducida directamente al circuito intermedio de corriente.
La energía de conmutación será almacenada
preferentemente de modo sustancial en un circuito de choque
intermedio y en la conmutación siguiente en el ondulador esta
energía oscila en regreso a un condensador de conmutación
(conmutación de potencia reactiva).
La invención es utilizable de manera ventajosa
en accionamientos con motores de corriente alterna en los que se
desea una realimentación de la red y/o un posicionado simple sin
detectores con motores síncronos.
La técnica de los ascensores es un sector típico
de utilización para este tipo de accionamientos.
En base a un ejemplo de realización, la
invención se explicará con ayuda de figuras que muestran:
Figura 1: un ondulador con sucesión de fases,
clásico.
Figura 2: ejemplo de realización de un
dispositivo de conmutación para la realización de la invención.
Figura 3: otro ejemplo de realización.
Figura 4: dibujos explicativos del ejemplo de
realización según la figura 2.
La figura 2 muestra un circuito típico para la
realización del procedimiento descrito en la reivindicación 1.
\vskip1.000000\baselineskip
Los componentes representados RIGBT (4) y (5)
simbolizan un componente de bloqueo regresivo conectable y
desconectable del electrodo de puerta.
Según el estado de la técnica, este componente
es alternativamente:
- un IGBT (RIGBT) de bloqueo regresivo; o
bien
- un IGBT con un diodo conectado en serie; o
bien
- un tiristor GTO.
\vskip1.000000\baselineskip
Un convertidor de corriente pilotado por la red,
conectado a una red de corriente alterna, constituye, junto con el
circuito intermedio de choque (12), la fuente de corriente (1). La
conexión de corriente positiva (P1) se debe conectar con la
conexión positiva (P2) del ondulador, estando conectado el motor de
corriente alterna (11) a la salida del lado del motor del ondulador
(2).
Las tres salidas del ondulador (2) del lado del
motor están conectadas en serie mediante los componentes de Triac
(7, 8, 9) con las tres conexiones medias del puente de diodos
(10).
El cátodo común de los tres diodos superiores
del puente de diodos (10) está conectado con la conexión positiva
del condensador de conmutación (3), el ánodo común de los tres
diodos inferiores del puente de diodos (10) está conectado con la
conexión negativa del condensador de conmutación (3).
La conexión positiva del condensador de
conmutación (3) está conectada con el colector del primer RIGBT (4),
la conexión negativa está conectada con el emisor del segundo RIGBT
(5), el emisor del primer RIGBT (4) está conectado al cátodo del
diodo (6) y el colector del segundo RIGBT (5) está conectado al
ánodo del diodo (6); el diodo (6) está conmutado en serie con la
barra de toma de corriente, el cátodo está conectado con la conexión
negativa (N1) de la fuente de corriente y el ánodo está conectado
con la conexión negativa (N2) del ondulador.
Las figuras 4a-4e muestran las
diferentes fases de una conmutación completa de un ondulador.
La figura 4a muestra las circunstancias antes de
la conmutación. La corriente pasa por las fases del motor (a) y
(b).
La conmutación del ondulador será realizada con
conexión simultánea del RIGBT (26), desconexión del RIGBT (25),
puesta en marcha del Triac (8) y Triac (9). Según la figura 4b la
corriente pasa ahora por el condensador de conmutación (3), que
absorbe la energía de conmutación.
La corriente en la fase (b) del motor disminuye
y la corriente en la fase (c) del motor aumenta. El condensador de
conmutación (3) se carga. El proceso termina mediante los diodos
(32) y (36), así como los Triac (8) y (9), tan pronto como la
corriente en la fase (b) del motor llega a cero. La energía de
conmutación se encuentra ahora almacenada en el condensador de
conmutación (3) (figura 4c).
Los RIGBT (4) y RIGBT (5) se conectan
simultáneamente. La corriente del circuito intermedio fluye a través
del condensador de conmutación (3) y lo descarga. El circuito
intermedio de choque (12) absorbe la energía de conmutación (figura
4d).
Si la tensión del condensador de conmutación (3)
alcanza nuevamente su valor inicial, los RIGBT (4) y RIGBT (5) se
desconectan simultáneamente. El proceso de conmutación entre las
fases (b) y (c) del motor ha terminado, el circuito está preparado
para la siguiente conmutación (figura 4e).
La figura 3 muestra otro ejemplo de realización
para conseguir el procedimiento descrito en la reivindicación 1.
En este circuito, en vez de un RIGBT se utiliza
un tiristor (14). El puente de tiristores (15) adopta la función de
los tres Triacs (7, 8, 9) y del Puente de diodos (10).
Claims (9)
1. Procedimiento para la realimentación de la
energía de conmutación en sistemas de accionamiento por corriente
trifásica con convertidor de circuito intermedio de corriente, cuyo
convertidor comprende una fuente de corriente (1), un ondulador (2)
y una unidad de conmutación (3), caracterizado por las dos
etapas siguientes:
- en una primera etapa, durante una primera
conmutación del ondulador, la energía de conmutación creada es
almacenada, en un condensador de conmutación (3), de manera adecuada
mediante un circuito rectificador (7, 8, 9, 10) parcial o
completamente constituido a base de semiconductores controlables y
conectado a las tres salidas del rectificador del lado del motor,
y
- en una segunda etapa, después de la
terminación de la primera conmutación del ondulador y antes del
inicio de la siguiente conmutación del ondulador, la energía de
conmutación es alimentada directamente desde el condensador de
conmutación (3) al circuito intermedio de corriente por medio de dos
semiconductores controlables (4, 5, 14) y un diodo (6) conectados en
serie en el circuito intermedio de corriente, de manera que la
corriente de circuito intermedio pasa solamente a través del
condensador de conmutación (3) durante un tiempo controlado.
2. Procedimiento, según la reivindicación 1, en
el que el correspondiente semiconductor controlable es un RIGBT (4,
5), un IGBT con un diodo conectado en serie o un tiristor (14), más
particularmente un tiristor GTO.
3. Disposición del circuito para la
realimentación de la energía de conmutación en sistema de
accionamiento con corriente trifásica, con un convertidor de
circuito intermedio de corriente que comprende una fuente de
corriente (1), un ondulador (2) y una unidad de conmutación (13),
caracterizada porque la disposición de circuito comprende
además:
un condensador de conmutación (3) para almacenar
la energía de conmutación creada durante la conmutación del
ondulador, y
para alimentar la energía de conmutación
almacenada al circuito intermedio de corriente, dos semiconductores
controlables (4, 5, 14), así como un diodo (6) conectado en serie en
el circuito intermedio de corriente.
4. Disposición de circuito, según la
reivindicación 3, en la que el respectivo semiconductor controlable
es un RIGBT (4, 5), un IGBT con un diodo conectado en serie o un
tiristor (14), más particularmente un tiristor GTO.
5. Disposición de circuito, según la
reivindicación 4, caracterizada porque el terminal positivo
(+) del condensador de conmutación (3) está conectado al colector
del primer RIGBT (4), el terminal negativo (-) está conectado al
emisor del segundo RIGBT (5), el emisor del primer RIGBT (4) está
conectado al cátodo del diodo (6) y el colector del segundo RIGBT
(5) está conectado al ánodo del diodo (6), y porque el diodo (6)
está conectado en serie en la línea del conductor negativo, de
manera que el cátodo del diodo (6) está conectado al terminal (N1)
negativo de la fuente de corriente y el ánodo el diodo (6) está
conectado al terminal negativo (N2) del inversor.
6. Disposición de circuito, según la
reivindicación 4, caracterizada porque el diodo (6) está
conectado en serie en la barra de corriente positiva, de manera que
el ánodo del diodo (6) está conectado al terminal de conexión de
corriente positiva (P1) y el cátodo del diodo (6) está conectado al
terminal positivo (P2) del ondulador.
7. Disposición de circuito, según una de las
reivindicaciones 3 a 6, que comprende un circuito rectificador (7,
8, 9, 10) que está conectado preferentemente a las tres salidas de
ondulador del lado del motor y/o constituido parcialmente o por
completo mediante semiconductores controlables.
8. Disposición de circuito, según la
reivindicación 7, caracterizado porque el circuito
rectificador comprende un puente de diodos trifásico (10) y el
cátodo común de los tres diodos superiores del puente de diodos (10)
está conectado al terminal positivo (+) del condensador de
conmutación (3), el ánodo común de los tres diodos inferiores del
puente de diodos (10) está conectado al terminal negativo (-) del
condensador de conmutación (3) y las tres conexiones intermedias del
puente de diodos (10) están conectadas a las tres salidas del lado
del motor mediante respectivos Triacs (7, 8, 9).
9. Disposición de circuito, según la
reivindicación 7, caracterizada porque el circuito
rectificador es un puente de tiristores trifásico (15) que comprende
seis tiristores, estando conectado el cátodo común de los tres
tiristores superiores al terminal positivo del condensador de
conmutación (3), estando conectado el ánodo común de los tres
tiristores inferiores al terminal negativo del condensador de
conmutación (3), y estando conectadas las tres conexiones
intermedias del puente de tiristores (15) con las tres salidas del
ondulador del lado del motor.
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