ES2347569T3 - Convertidor de potencia con un cable de salida ajustable. - Google Patents

Convertidor de potencia con un cable de salida ajustable. Download PDF

Info

Publication number
ES2347569T3
ES2347569T3 ES05007033T ES05007033T ES2347569T3 ES 2347569 T3 ES2347569 T3 ES 2347569T3 ES 05007033 T ES05007033 T ES 05007033T ES 05007033 T ES05007033 T ES 05007033T ES 2347569 T3 ES2347569 T3 ES 2347569T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
cable
output
power converter
controller
converter according
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
Application number
ES05007033T
Other languages
English (en)
Inventor
Soren Risgaard Dahl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ITW GSE ApS
Original Assignee
ITW GSE ApS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ITW GSE ApS filed Critical ITW GSE ApS
Application granted granted Critical
Publication of ES2347569T3 publication Critical patent/ES2347569T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64FGROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F1/00Ground or aircraft-carrier-deck installations
    • B64F1/30Ground or aircraft-carrier-deck installations for embarking or disembarking passengers
    • B64F1/305Bridges extending between terminal building and aircraft, e.g. telescopic, vertically adjustable
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/003Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Ac-Ac Conversion (AREA)
  • Laying Of Electric Cables Or Lines Outside (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

Un convertidor de potencia que comprende un alojamiento con una entrada para un voltaje de red de una frecuencia de red y que encierra un convertidor de frecuencia para generar un voltaje de salida alterno polifásico estabilizado y conectado a un cable de salida para suministrar el voltaje de salida a una carga, caracterizado porque el alojamiento encierra además un componente que sujeta el cable de salida y que proporciona una longitud ajustable del cable de salida permitiendo una distancia variable entre la carga y el convertidor.

Description

Convertidor de potencia con un cable de salida ajustable.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un convertidor de potencia para el suministro de energía eléctrica a una aeronave en tierra. Más específicamente, se refiere a un convertidor de potencia con un cable para conectar la salida del convertidor al equipamiento que va a ser abastecido por el convertidor.
Antecedentes de la invención
Durante el vuelo, uno o más generadores acoplados a la salida del sistema de propulsión de la aeronave generan la energía eléctrica requerida en la aeronave. Sin embargo, en tierra es necesario un convertidor de potencia que convierta el voltaje de línea disponible en el aeropuerto en el voltaje de alimentación de CA requerido por el sistema eléctrico de la aeronave.
Los convertidores de potencia de este tipo son ampliamente conocidos. Normalmente, las unidades se accionan mediante un voltaje de entrada trifásico de 50 Hz o de 60 Hz y generan un voltaje de salida alterno trifásico deseado de 400 Hz.
La distancia entre un convertidor de potencia y la toma de energía de una aeronave aparcada varía con los diferentes tipos de aeronaves, con las diferentes posiciones de aparcamiento reales y con el posicionamiento del convertidor de potencia. Normalmente, se requieren cables de alimentación de una longitud de 20 a 30 metros para interconectar la aeronave con el convertidor de potencia. Se conocen aparejos de cables, recogedores de cables y enrolladores de cables para la interconexión entre la aeronave y el convertidor de potencia para la provisión de la longitud deseada de cable de alimentación y para recoger el cable cuando no se utiliza.
Las unidades conocidas ocupan una gran cantidad de espacio debajo de una pasarela de embarque de pasajeros.
Sumario de la invención
Un objeto de la presente invención es proporcionar un convertidor de potencia que ofrezca una conexión de cables con la aeronave mejorada y simplificada.
Según la presente invención, el objeto mencionado anteriormente y otros objetos se satisfacen mediante un convertidor de potencia que comprende un alojamiento con una entrada para un voltaje de red de una frecuencia de red y que encierra un convertidor de frecuencia para la generación de un voltaje de salida alterno polifásico estabilizado, donde el convertidor está conectado además a un cable de salida para suministrar el voltaje de salida a una carga, y donde el alojamiento encierra además un componente que sujeta el cable de salida y que proporciona una longitud ajustable del cable de salida permitiendo una distancia variable entre la carga, por ejemplo una toma de corriente de la aeronave, y el convertidor.
La alimentación de red disponible en los aeropuertos es normalmente la alimentación de red generalmente disponible en el país del aeropuerto, por ejemplo en Europa: 50 Hz, 400/230 V_{rms} y 60 Hz, 460 V_{rms} en EE.UU. El voltaje de salida es normalmente un voltaje de salida trifásico de 400 Hz, 200/115 V_{rms}.
El convertidor de frecuencia puede comprender un rectificador conectado al voltaje de red para la provisión de un voltaje de CC rectificado a la entrada de un inversor que genera el voltaje de salida deseado.
El cable de salida está provisto de un conector de aeronave para la conexión con una toma de corriente correspondiente de la aeronave para el suministro del voltaje de salida a la aeronave mientras que el otro extremo del cable está conectado de manera fija a la salida del convertidor de frecuencia.
El cable de salida presenta al menos un conductor para cada fase del voltaje de salida del convertidor y al menos un conductor neutro. Además, se proporciona un conductor para la señal de control de interbloqueo. La señal de control de interbloqueo, normalmente una señal de 28 V_{CC}, se transmite desde la aeronave hasta el convertidor de potencia e indica que la aeronave recibe la calidad de voltaje requerida. Si el convertidor de potencia no recibe la señal de interbloqueo, el convertidor de potencia se apaga.
También pueden proporcionarse conductores para otras señales de control, lo que facilita la comunicación de las señales de información y de control entre el conector de la aeronave y la parte restante del convertidor de potencia. Por ejemplo, el conector de la aeronave puede estar provisto de un panel de usuario que comprende botones pulsadores para la introducción de comandos de usuario en el convertidor de potencia.
En una realización preferida, el convertidor de potencia comprende además un tambor de cable dentro de su alojamiento para enrollar y desenrollar el cable de salida para la provisión de la longitud ajustable de cable de salida medida entre el conector de cable y el alojamiento del convertidor de potencia.
Cuando el convertidor de potencia no se utiliza, el cable de salida está enrollado en el tambor de cable, y el cable se desenrolla del tambor de cable cuando el cable de salida se saca del convertidor de potencia para conectarse a una aeronave.
El enrollamiento y desenrollamiento pueden llevarse a cabo de manera manual o el tambor de cable puede hacerse girar con un motor. En una realización, el desenrollamiento se lleva a cabo manualmente mientras que el enrollamiento se lleva a cabo mediante un motor.
Los conductores del cable de salida pueden estar conectados a las salidas correspondientes del convertidor de frecuencia mediante contactos deslizantes con un conjunto de contactos deslizantes concéntricos acoplados a un cubo estacionario en el alojamiento del convertidor de potencia y el conjunto correspondiente de contactos deslizantes concéntricos acoplados al cubo giratorio del tambor de cable. Un conjunto de los contactos deslizantes puede empujarse mediante resorte contra el otro conjunto. Como alternativa, el tambor de cable puede presentar un conjunto de contactos deslizantes concéntricos que gira con el tambor y un correspondiente conjunto de clavijas estacionarias de contacto respectivas que se muevan hacia delante y hacia atrás en la dirección del eje de rotación del tambor de cable para la conexión con los respectivos contactos deslizantes concéntricos. Por lo tanto, las clavijas de contacto se mueven hacia atrás y se separan de los contactos deslizantes cuando el tambor de cable gira, y se mueven hacia atrás haciendo contacto y presionando los anillos de contacto cuando el tambor de cable se detiene. El documento US 6.109.957 desvela un tambor de cable de este tipo.
En otra realización, el cable de salida del tambor de cable está conectado al convertidor de frecuencia con un cable de compensación que está más o menos torcido durante el enrollamiento y desenrollamiento del cable de salida. Por ejemplo, el tambor de cable puede ser hueco y el cable de compensación puede estar situado dentro del cilindro hueco del tambor de cable. El documento US 5.358.190 desvela un tambor de cable de este tipo.
Preferentemente, el tambor de cable presenta un eje vertical de rotación cuando el convertidor está colocado en su posición de funcionamiento. El eje vertical de rotación permite diseñar el convertidor de potencia según la invención con un tambor de cable con un gran diámetro manteniendo al mismo tiempo la altura del alojamiento de control de potencia dentro de límites deseables.
En los convertidores de potencia que están adaptados para estar suspendidos por debajo de una pasarela de embarque de pasajeros, se prefiere proporcionar acceso al interior del alojamiento del convertidor desde la parte inferior del alojamiento, por ejemplo mediante la provisión de una compuerta en la parte inferior del alojamiento, para un sencillo mantenimiento y reparación del convertidor de potencia. De esta manera, los convertidores de potencia pueden montarse de manera yuxtapuesta y próxima entre sí y proporcionar todavía un fácil acceso a los componentes internos de la unidad. Además, tales unidades pueden ser atendidas sin necesidad de desmontar las unidades de la pasarela de embarque de pasajeros o sin necesidad de un sistema de carriles para llevar la unidad a una posición adecuada para su mantenimiento.
Además, se prefiere colocar un motor y otros componentes de accionamiento para la rotación del tambor de cable en la parte inferior de la unidad para un fácil acceso para el mantenimiento.
El cable de salida puede salir del alojamiento del convertidor de potencia a través de una ranura en el alojamiento que se extiende en paralelo con el eje de rotación del tambor de cable. El convertidor de potencia puede comprender además un elemento de guiado que soporta una parte del cable próxima al tambor de cable que sale de o entra en el alojamiento del convertidor de potencia, mediante el cual enrollamientos sucesivos del cable de salida estarán perfectamente colocados de manera yuxtapuesta y contigua, preferentemente en una única capa, en el tambor de cable. Por ejemplo, el elemento de guiado puede presentar una abertura para suministrar a través de la misma el cable de salida. Preferentemente, el elemento de guiado puede moverse a lo largo de la ranura del alojamiento. El desplazamiento del elemento de guiado a lo largo de la ranura está preferentemente sincronizado con la rotación del tambor de cable de manera que el elemento de guiado está situado en la zona del tambor de cable en la que el cable de salida se desenrolla del o se enrolla en el tambor de cable, es decir, la rotación del tambor de cable y el desplazamiento del elemento de guiado son síncronos. La sincronización puede obtenerse mecánica o electrónicamente utilizando electromotores para la rotación del tambor de cable y el desplazamiento del elemento de guiado, respectivamente, controlados en sincronismo mediante un controlador de electromotor.
El convertidor de potencia puede comprender además dos tambores de cable para enrollar y desenrollar dos cables de salida, cada uno de los cuales está conectado a la salida del convertidor de frecuencia, por lo que el voltaje de salida puede suministrarse a dos tomas de corriente distintas.
En una realización preferida de la presente invención, el convertidor de potencia comprende además un controlador que está adaptado para controlar el convertidor de frecuencia y que está adaptado además para controlar la rotación del tambor de cable para enrollar y desenrollar el cable de salida.
Por ejemplo, el conector de cable puede contener botones pulsadores para la activación mediante el usuario del convertidor de potencia. Los botones pulsadores están conectados al controlador del convertidor de potencia a través de conductores de control contenidos en el cable. Un botón pulsador puede pulsarse para desenrollar el cable de salida del tambor de cable. Puede pulsarse otro botón pulsador para enrollar el cable de salida en el tambor de cable. Puede pulsarse aún otro botón pulsador para aplicar el voltaje de salida a la aeronave tras la conexión con la aeronave, y puede pulsarse un botón pulsador para interrumpir el voltaje de salida antes de desconectar el conector de la aeronave. El controlador de convertidor de potencia controla el funcionamiento de los botones pulsadores. Además, si el convertidor de potencia no recibe la señal de interbloqueo, el controlador apagará el convertidor.
El conector de cable de salida puede comprender un detector que proporciona una señal de control cuando el conector esté enganchado a la toma de corriente de la aeronave. El controlador puede estar adaptado para controlar el suministro del voltaje de salida de tal manera que el suministro se inhabilite hasta que se reciba la señal de control. Además, puede proporcionarse la señal de control al controlador de pasarela de embarque de pasajeros de manera que el movimiento de la pasarela de embarque de pasajeros se inhabilite hasta la desconexión del cable de salida de la toma de corriente de la aeronave.
También puede estar provista una caja de interfaz de usuario estacionaria en la pasarela de embarque de pasajeros para que el usuario haga funcionar el convertidor de potencia. Además, puede proporcionarse una caja de interfaz de usuario extraíble, por ejemplo destinada para utilizarse por un técnico de mantenimiento, para una conexión temporal con el convertidor de potencia durante la realización de una tarea de mantenimiento.
Puede estar provista una interfaz de sistema para la interconexión del convertidor de potencia con un sistema informático remoto, por ejemplo para supervisar el convertidor de potencia, la facturación, etc.
En una realización en la que el tambor de cable presenta un conjunto de contactos deslizantes concéntricos que giran con el tambor y un conjunto correspondiente de respectivas clavijas estacionarias de contacto que pueden moverse haciendo contacto y dejando de hacer contacto con los contactos deslizantes concéntricos respectivos, el controlador puede controlar además el movimiento de las clavijas de contacto de tal manera que las clavijas se mueven hacia atrás dejando de hacer contacto con los contactos deslizantes cuando el tambor de cable gira, y haciendo contacto con los contactos deslizantes cuando el tambor de cable se ha parado y el operador ha pulsado un botón de encendido del conector de cable. Cuando las clavijas de contacto hagan contacto con los contactos deslizantes, el controlador activa la salida del convertidor de frecuencia. Cuando el operador pulsa el botón de apagado del conector de cable, el controlador, de manera secuencial, apaga la salida del convertidor de frecuencia y hace que las clavijas de contacto dejen de hacer contacto con los contactos deslizantes, tras lo cual puede comenzar el enrollamiento del cable. Este esquema de control garantiza que no fluya corriente a través de los contactos durante el proceso de conexión o desconexión, por lo que se elimina la formación de chispas destructivas. Además, las clavijas de contacto pueden llevarse contra los contactos deslizantes para minimizar la resistencia de contacto ya que el esquema de control garantiza que el contacto
solo tiene lugar durante la parada del tambor de cable.
El controlador puede estar adaptado además para reducir la velocidad de rotación del tambor de cable antes de enrollar la última longitud predeterminada del cable de salida en el tambor de cable. Por lo tanto, se evita sustancialmente un balanceo excesivo del conector de cable cuando se sube desde el nivel del suelo hasta el nivel del convertidor de potencia.
El controlador puede estar adaptado además para realizar un seguimiento de la longitud de cable actualmente desenrollada del tambor de cable y detener la rotación del tambor de cable cuando se ha desenrollado una longitud máxima predeterminada del cable de salida. Asimismo, el controlador puede estar adaptado para detener la rotación del tambor de cable durante el enrollamiento del cable en el tambor de cable cuando una longitud máxima predeterminada de cable esté presente en el tambor de cable. El controlador puede supervisar la longitud de cable presente en el tambor de cable supervisando el número de rotaciones realizadas por el electromotor que hace girar al tambor de cable.
El controlador puede estar adaptado además para detener la rotación del tambor de cable si la tensión del cable de salida supera una tensión predeterminada para garantizar la salud y la seguridad del personal.
El controlador de convertidor de potencia puede estar adaptado además para controlar varios parámetros del convertidor de potencia según las condiciones de funcionamiento actuales, tales como la carga real, cambios de carga bruscos, etc., por ejemplo para la provisión de un voltaje de salida de alta calidad, etc.
Los parámetros controlados por el controlador pueden incluir al menos uno de los siguientes: ángulo de fase individual del voltaje de salida, amplitud de voltaje de fase individual, frecuencia, etc.
Las aeronaves actuales pueden comprender cargas monofásicas significativas que hacen asimétrica la carga total de la aeronave. Preferentemente, el convertidor de frecuencia facilita la regulación de fase individual de cada una de las fases del voltaje de salida, y el controlador está adaptado para la regulación de fase individual de cada una de las fases del voltaje de salida de manera que la salida de voltaje de cada una de las fases permanece sustancialmente independiente de la carga incluyendo la asimetría de la carga y la asimetría del cable de salida. Un procedimiento de este tipo se desvela en el documento US 6.628.014.
Para una mejora adicional de la calidad de la salida de voltaje del convertidor de potencia según la presente invención, el controlador puede estar adaptado además para una supresión activa de la distorsión armónica del voltaje de salida, por ejemplo debida a una carga no lineal.
En una realización preferida, el controlador determina el tercer y el quinto armónico de la salida de voltaje, y el controlador está adaptado para controlar el convertidor de frecuencia para generar el tercer y el quinto armónico en fase opuesta al tercer y al quinto armónico determinados, cancelando sustancialmente de ese modo el tercer y el quinto armónico del voltaje de salida del convertidor de potencia.
En una realización preferida de la invención, el controlador está adaptado además para controlar la fase de la salida del convertidor de frecuencia para una conexión de transferencia de potencia no interrumpida con la carga. Normalmente, en algunas aeronaves en tierra, el suministro de energía se transfiere desde los sistemas de generación de energía a bordo, tales como generadores accionados por motor, al convertidor de potencia cuando ambos sistemas están funcionando simultáneamente durante un breve periodo de tiempo. Debido a una posible desalineación de fase entre la aeronave y el convertidor de potencia, el convertidor de potencia debe poder ajustar su fase de salida para corresponderse con la fase generada a bordo cuando se establece realmente la conexión, para permanecer en línea durante todo el proceso de conexión y para proporcionar el voltaje y la frecuencia apropiados a la aeronave, impidiendo al mismo tiempo cualquier fallo o daño a cualquier sistema de energía. En una realización, el voltaje de salida se detecta para determinar si el convertidor de potencia está adelantado o retrasado con respecto a la potencia a bordo. Después, se ajusta la frecuencia del inversor de manera correspondiente hasta que las fases de los dos sistemas estén alineadas, preferentemente en menos de 100 \mus, por lo que se lleva a cabo una transferencia de potencia sin interrupciones.
Un proceso de desconexión similar puede llevarse a cabo tras activar el sistema de generación de energía a bordo de la aeronave.
Además, el controlador puede estar adaptado para controlar la fase de la salida del convertidor de frecuencia para la conexión en paralelo con otros convertidores de potencia.
Por ejemplo, se ha comprobado que un flujo de potencia activa entre dos unidades acopladas en paralelo se genera esencialmente por diferencias de ángulo de fase, mientras que el flujo de potencia reactiva se genera esencialmente por diferencias de amplitud de voltaje. Por lo tanto, el controlador de los convertidores individuales de potencia puede estar adaptado para ajustar el voltaje de salida ligeramente en función de la carga reactiva de tal manera que el voltaje disminuye ligeramente y dentro de tolerancias permisibles en respuesta a un aumento de la carga reactiva. Asimismo, los controladores individuales pueden estar adaptados para ajustar la frecuencia de salida ligeramente en función de la carga activa de tal manera que la frecuencia disminuye ligeramente y dentro de tolerancias permisibles en respuesta a un aumento de la carga activa. En caso de que dos unidades acopladas en paralelo no compartan una carga de manera equitativa, la unidad que suministra la menor cantidad de potencia tendrá el voltaje de salida más alto y la frecuencia de salida más alta y, por lo tanto, intentará asumir el control de la carga hasta que se obtenga el mismo reparto de carga.
El convertidor de potencia según la presente invención tiene un rendimiento mejorado en comparación con las unidades conocidas. Por ejemplo, una importante ventaja de la presente invención es que el convertidor de potencia proporciona un voltaje de salida de alta calidad debido a su capacidad de proporcionar un voltaje estable y robusto contra los cambios de carga, a su capacidad de controlar individualmente cada voltaje de fase para proporcionar un voltaje estable y robusto contra una carga asimétrica y cables asimétricos, y a su capacidad de eliminar la distorsión armónica del voltaje de salida, por ejemplo, provocada por una carga no lineal.
El controlador puede estar adaptado además para compensar la impedancia del cable de salida para la provisión de un voltaje de alimentación de mayor calidad en la conexión con la carga. De esta manera, la caída de voltaje del cable puede compensarse mediante un aumento controlado y apropiado del voltaje de salida del convertidor de frecuencia. Asimismo, puede controlarse la fase del voltaje de salida del convertidor de frecuencia para compensar los cambios de fase en el cable de salida. Un procedimiento para compensar la caída de voltaje en un cable multiconductor se desvela en el documento EP 1 278 284. En el procedimiento desvelado, la matriz de impedancia del cable se determina cortocircuitando el conductor de cable en el extremo remoto del cable.
La compensación de la impedancia del cable de salida hace posible utilizar cables multiconductores asimétricos y de bajo coste proporcionando aún así un voltaje de alimentación en la carga de la calidad deseada.
En comparación con una fuente de alimentación separada convencional y un tambor de cable convencional que suministran energía eléctrica a una aeronave en tierra, el convertidor de potencia inventivo proporciona las siguientes ventajas principales:
\bullet
El volumen del convertidor de potencia es aproximadamente la mitad (el 60%) del volumen de una fuente de alimentación y de un tambor de cable convencionales comparables, dejando más espacio disponible debajo de la pasarela de embarque de pasajeros para otros convertidores de potencia u otros equipos,
\bullet
el peso (por ejemplo, entre 600 y 700 kg aproximadamente) es menor que la suma del peso de una fuente de alimentación (por ejemplo, de 500 kg aproximadamente) y de un tambor de cable (por ejemplo, de 500 kg aproximadamente) convencionales comparables debido al alojamiento común, los circuitos de control comunes, la ausencia de cables y conectores de interconexión, los mecanismos de montaje comunes, etc. Debido al menor peso, la posición de montaje de la unidad puede elegirse con mayor libertad,
\bullet
debido al menor volumen y peso, la unidad puede montarse en una posición más cercana a la aeronave que las unidades conocidas y, por lo tanto, utilizar un cable de salida más corto que las unidades conocidas,
\bullet
menor coste de fabricación,
\bullet
se reduce el coste de instalación de la unidad ya que solo hay que montar y conectar una única unidad,
\bullet
el ajuste de compensación para la caída de voltaje en el cable de salida puede realizarse durante la fabricación reduciendo adicionalmente el tiempo de puesta en servicio y eliminando la necesidad de bancos de cargas, y
\bullet
el coste de mantenimiento se reduce ya que solo hay que mantener una única unidad y se ha mejorado el acceso para el mantenimiento.
Breve descripción de los dibujos
la Fig. 1 muestra un convertidor de potencia según la invención montado debajo de una pasarela de embarque de pasajeros,
la Fig. 2 ilustra esquemáticamente la colocación de los componentes dentro de una realización de la invención vista de lado,
la Fig. 3 ilustra esquemáticamente la colocación de los componentes dentro de una realización de la invención vista desde abajo,
la Fig. 4 muestra una representación esquemática de bloques de una realización preferida de la invención,
la Fig. 5 muestra una representación esquemática de bloques del convertidor de frecuencia,
la Fig. 6 muestra una representación esquemática de bloques de los circuitos de conmutación de una realización del convertidor de frecuencia,
la Fig. 7 muestra una representación esquemática de bloques de los circuitos de conmutación de otra realización del convertidor de frecuencia, y
la Fig. 8 muestra representaciones gráficas de frecuencia y de voltaje de salida en función de una carga activa y de una carga reactiva, respectivamente.
Descripción detallada de realizaciones preferidas
La Fig. 1 ilustra una posición de montaje típica de un convertidor 10 de potencia según la presente invención, concretamente debajo de una pasarela 12 de embarque de pasajeros. El cable 14 de salida se muestra con una longitud máxima enrollada en un tambor de cable (no visible) con su conector 16 colgando en una posición alcanzable. El conector tiene cuatro botones pulsadores, concretamente, enrollar, desenrollar, encender y apagar. La unidad pesa 700 kg aproximadamente y sus dimensiones son 0,7 m x 1,5 m x 0,9 m (alto x largo x ancho) aproximadamente. El cable tiene un diámetro de 4 cm aproximadamente y contiene además de conductores de cable para el suministro de energía de CA trifásica de 400 Hz una pluralidad de conductores para señales de control, por ejemplo señales de interbloqueo y de comunicación desde los botones pulsadores hasta el controlador del convertidor de potencia. El cable 14 de salida entra en el alojamiento del convertidor de potencia a través de una ranura vertical 18 en el alojamiento.
Las Figs. 2 a 4 ilustran esquemáticamente la colocación mecánica de los componentes de una realización de la invención. Las conexiones eléctricas se ilustran esquemáticamente en la Fig. 4. El convertidor 10 de potencia ilustrado presenta un alojamiento 20 con una entrada 22 para un voltaje de red de una frecuencia de red, por ejemplo 50 Hz, 400/230 V_{rms} o 60 Hz, 460 V_{rms}, y encierra un convertidor 24 de frecuencia para la generación de un voltaje 26 de salida alterno polifásico estabilizado, en la realización ilustrada un voltaje de salida trifásico de 400 Hz/115 V_{rms}. El convertidor 10 está conectado a un cable 14 de salida para suministrar el voltaje de salida a una carga (no mostrada). El cable 14 de salida está enrollado en un tambor 28 de cable encerrado en su alojamiento 20 para enrollar y desenrollar el cable 14 de salida para la provisión de una longitud ajustable de cable de salida medida entre el conector 16 de cable y el alojamiento 20 de convertidor de potencia.
Cuando el convertidor 10 de potencia no está en uso, el cable de salida está enrollado en el tambor 28 de cable tal y como se muestra en la Fig. 1. El operador desenrolla de manera controlada una longitud deseada del cable 14 del tambor 28 de cable utilizando los botones pulsadores en el conector 16 de cable, y el conector 16 de cable se inserta en un receptáculo correspondiente de la aeronave para conectarse con el convertidor 10 de potencia. El tambor 28 de cable se gira mediante un motor 30. El cable 14 de salida del tambor 28 de cable está conectado al convertidor 24 de frecuencia con un cable 32 de compensación (mostrado en la Fig. 4) que está más o menos torcido durante el enrollamiento y el desenrollamiento del cable 14 de salida. Por ejemplo, el tambor 28 de cable puede ser hueco y el cable 32 de compensación puede estar situado dentro del cilindro hueco del tambor de cable. El documento US 5.358.190 desvela un tambor de cable de este tipo.
El tambor 28 de cable presenta un eje vertical 34 de rotación cuando el convertidor 10 está colocado en su posición de funcionamiento. El eje vertical 34 de rotación permite colocar el motor 30 y los componentes de accionamiento para el tambor 28 de cable en la parte inferior del convertidor 10 de potencia para un fácil acceso desde la parte inferior de la unidad 10. Una compuerta (no mostrada) está provista en la parte inferior del alojamiento 20 para un sencillo mantenimiento y reparación del convertidor de potencia. De esta manera, los convertidores de potencia pueden montarse de manera yuxtapuesta y próxima entre sí proporcionando todavía un fácil acceso a los componentes internos de la unidad sin necesidad de desmontar las unidades de la pasarela de embarque de pasajeros, o sin necesidad de un sistema de carriles para llevar la unidad a una posición adecuada para su mantenimiento.
El convertidor 10 de potencia también presenta un elemento 35 de guiado que soporta una parte 36 del cable 14 próxima al tambor 28 de cable que sale de o entra en el convertidor de potencia y un alojamiento 20 de tambor de cable mediante el cual sucesivos enrollamientos 38 del cable 14 de salida estarán perfectamente colocados de manera yuxtapuesta y contigua, preferentemente en una única capa, en el tambor 28 de cable. El elemento 35 de guiado presenta una abertura para suministrar a través de la misma el cable 14 de salida. Preferentemente, el elemento de guiado puede moverse a lo largo de la ranura del alojamiento. El desplazamiento del elemento 35 de guiado a lo largo de la ranura 18 está sincronizado con la rotación del tambor 28 de cable de manera que el elemento 35 de guiado está situado en la zona del tambor 28 de cable en la que el cable 14 de salida se desenrolla del o se enrolla en el tambor 28 de cable, es decir, la rotación del tambor 28 de cable y el desplazamiento del elemento 35 de guiado son síncronos.
El convertidor 24 de frecuencia comprende un rectificador 40 conectado al voltaje 22 de red para la provisión de un voltaje 42 de CC rectificado a la entrada de un inversor 44 que incluye una parte de transformador-filtro que genera el voltaje 26 de salida
deseado.
El convertidor 10 de potencia comprende además un controlador 46 que está adaptado para controlar 48 el convertidor 24 de frecuencia y que está adaptado además para controlar 50 la rotación del tambor 28 de cable para enrollar y desenrollar el cable 14 de salida.
Tal y como se ha mencionado anteriormente, el conector 16 de cable contiene botones pulsadores para la activación mediante el usuario del convertidor de potencia. Los botones pulsadores están conectados al controlador 46 del convertidor 10 de potencia a través de conductores de control contenidos en el cable 14. Se pulsa un botón pulsador para desenrollar el cable de salida del tambor de cable. Se pulsa otro botón pulsador para enrollar el cable de salida en el tambor de cable. Se pulsa otro botón pulsador adicional para aplicar el voltaje de salida a la aeronave tras la conexión con la aeronave, y se pulsa un botón pulsador para interrumpir el voltaje de salida antes de desconectar el conector de la aeronave. El controlador 46 de convertidor de potencia controla el funcionamiento de los botones pulsadores.
El controlador 46 está adaptado para reducir la velocidad de rotación del tambor 28 de cable antes de enrollar la última longitud predeterminada del cable 14 de salida en el tambor 28 de cable. Por lo tanto, se evita sustancialmente un balanceo excesivo del conector 16 de cable cuando se sube desde el nivel del suelo hasta el nivel del convertidor de potencia.
El controlador 46 está adaptado además para detener la rotación del tambor 28 de cable si la tensión del cable de salida supera una tensión predeterminada, por ejemplo de 400 N, para garantizar la salud y la seguridad del personal.
El controlador 48 está adaptado para realizar un seguimiento de la longitud de cable 14 actualmente desenrollada del tambor 28 de cable y detener la rotación del tambor 28 de cable cuando se ha desenrollado una longitud máxima predeterminada del cable 14 de salida. Asimismo, el controlador 48 puede estar adaptado para detener la rotación del tambor 28 de cable durante el enrollamiento del cable 14 en el tambor 28 de cable cuando una longitud máxima predeterminada de cable 14 esté presente en el tambor 28 de cable. El controlador 46 supervisa la longitud de cable 14 presente en el tambor 28 de cable supervisando el número de rotaciones realizadas por el electromotor 30 que hace girar al tambor 28 de cable.
El controlador 46 de convertidor de potencia también está adaptado para controlar varios parámetros del convertidor 24 de potencia según las condiciones de funcionamiento actuales, tales como la carga real, cambios bruscos de carga, etc., por ejemplo para la provisión de un voltaje de salida de alta calidad.
Los parámetros controlados por el controlador pueden incluir al menos uno de los siguientes: ángulo de fase individual del voltaje de salida, amplitud de voltaje de fase individual, frecuencia, etc.
El controlador 46 está conectado a una interfaz 52 de operador con botones pulsadores, luces y dispositivos de visualización para introducir comandos de operador en la unidad y para que el operador visualice diversos estados del convertidor de potencia.
Para la gestión del convertidor de potencia, el controlador 46 presenta al menos una salida 48 de control para controlar el convertidor 24 de frecuencia, tal como frecuencia de conmutación, y una salida 50 de control para controlar la rotación del tambor 28 de cable. Además, el controlador 46 puede controlar el ángulo de fase de la salida 26 y controlar de manera individual cada uno de los voltajes de salida de las fases 26 de salida.
La Fig. 5 ilustra esquemáticamente el convertidor 24 de frecuencia en mayor detalle. El controlador 46 incluye sistemas 54, 56 de circuitos de control en el convertidor 24 de frecuencia adaptados para compensar la impedancia del cable de salida para la provisión de un voltaje 58 de alimentación de mayor calidad en la conexión con la carga 50. De esta manera, la caída de voltaje del cable 14 puede compensarse mediante un aumento controlado y apropiado del voltaje 26 de salida del convertidor 24 de frecuencia. Asimismo, la fase del voltaje 26 de salida del convertidor 24 de frecuencia puede controlarse para compensar los cambios de fase en el cable 14 de salida. Un procedimiento para compensar la caída de voltaje en un cable multiconductor se desvela en el documento EP 1 278 284. La Fig. 5 de este documento corresponde a la Fig. 1 del documento EP 1 278 284. Se hace referencia a la parte correspondiente de la descripción del documento EP 1 278 284. En el procedimiento desvelado, la matriz de impedancia del cable 14 se determina cortocircuitando el conductor de cable en el extremo remoto del cable. La matriz determinada 202 se almacena en el sistema 54 de circuitos de control.
La compensación de la impedancia del cable de salida hace posible utilizar cables multiconductores asimétricos de bajo coste proporcionando aún así un voltaje 58 de alimentación en la carga 60 de la calidad deseada.
Las Fig. 7 y 8 ilustran esquemáticamente dos topologías de circuito del convertidor 24 de frecuencia. La topología de circuito se selecciona de manera que las salidas de fase individuales del convertidor de frecuencia puedan controlarse independientemente de las otras salidas de fase. Por lo tanto, no pueden utilizarse las topologías de inversor más comunes con transformadores trifásicos acoplados en estrella o en triángulo debido a la ausencia de un conductor físico neutro. En tales acoplamientos, una carga asimétrica hará que las tres fases del voltaje de salida se vuelvan correspondientemente asimétricas. En la realización mostrada en la Fig. 6, está provista una derivación central a partir del voltaje de CC generado por el rectificador 40, y los conmutadores que generan el voltaje de salida alterno de 400 Hz están dispuestos para un control individual del voltaje de salida de cada una de las fases de salida mediante una modulación de ancho de impulso apropiada de los conmutadores tal y como se conoce ampliamente en la técnica. En una topología alternativa mostrada en la Fig. 7, están dispuestos doce conmutadores en tres puentes en H conectados al voltaje de CC sin una derivación central para la provisión de voltajes de fase de salida controlables individualmente. Tal y como se muestra en la Fig. 7, la topología de puentes en H requiere un transformador.
Además, el controlador está adaptado para controlar la fase de la salida del convertidor de frecuencia para la sincronización con otros convertidores de potencia.
En la realización ilustrada, la sincronización se lleva a cabo acoplando simplemente en paralelo las salidas de los convertidores de potencia. Se ha comprobado que un flujo de potencia activa entre dos unidades acopladas en paralelo se genera esencialmente por diferencias de ángulo de fase, mientras que el flujo de potencia reactiva se genera esencialmente por diferencias de amplitud de voltaje. Por lo tanto, tal y como se muestra en la Fig. 8, en la realización ilustrada, el controlador 46 está adaptado para ajustar el voltaje de salida ligeramente en función de la carga reactiva de tal manera que el voltaje disminuye ligeramente y dentro de tolerancias permisibles en respuesta a un aumento de la carga reactiva. Asimismo, el controlador está adaptado para ajustar la frecuencia de salida ligeramente en función de la carga activa de tal manera que la frecuencia disminuye ligeramente y dentro de tolerancias permisibles en respuesta a un aumento de la carga activa. En caso de que dos unidades acopladas en paralelo no compartan una carga de manera equitativa, la unidad que suministra la menor cantidad de potencia tendrá el voltaje de salida más alto y la frecuencia de salida más alta y, por lo tanto, intentará asumir el control de la carga hasta que se obtenga el mismo reparto de carga.

Claims (17)

1. Un convertidor de potencia que comprende un alojamiento con una entrada para un voltaje de red de una frecuencia de red y que encierra
un convertidor de frecuencia para generar un voltaje de salida alterno polifásico estabilizado y conectado a un cable de salida para suministrar el voltaje de salida a una carga,
caracterizado porque
el alojamiento encierra además un componente que sujeta el cable de salida y que proporciona una longitud ajustable del cable de salida permitiendo una distancia variable entre la carga y el convertidor.
2. Un convertidor de potencia según la reivindicación 1, en el que el componente comprende un tambor de cable para enrollar y desenrollar el cable de salida para la provisión de la longitud ajustable.
3. Un convertidor de potencia según la reivindicación 2, en el que el tambor de cable presenta un eje vertical de rotación cuando el convertidor está colocado en su posición de funcionamiento.
4. Un convertidor de potencia según la reivindicación 2 ó 3, que comprende además un motor para la rotación del tambor de cable para enrollar el cable de salida.
5. Un convertidor de potencia según la reivindicación 4, en el que el motor está adaptado además para la rotación del tambor de cable para desenrollar el cable de salida.
6. Un convertidor de potencia según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, que comprende además un elemento de guiado que soporta una parte del cable próxima al tambor de cable y que puede moverse en paralelo con el eje de rotación del tambor de cable.
7. Un convertidor de potencia según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, que comprende además un controlador que está adaptado para controlar el convertidor de frecuencia y que está adaptado además para controlar el enrollamiento y el desenrollamiento del cable de salida.
8. Un convertidor de potencia según la reivindicación 7, en el que el controlador está adaptado además para reducir la velocidad de rotación del tambor de cable antes de enrollar la última longitud predeterminada del cable de salida en el tambor de cable.
9. Un convertidor de potencia según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los conectores de cable de salida comprenden además un panel de usuario para la generación de señales de control para el controlador en respuesta a respectivas entradas de usuario.
10. Un convertidor de potencia según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el controlador está adaptado además para una regulación individual de fase de cada una de las fases del voltaje de salida.
11. Un convertidor de potencia según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el controlador está adaptado además para la supresión activa de la distorsión armónica del voltaje de salida.
12. Un convertidor de potencia según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el controlador está adaptado además para controlar la fase de la salida del convertidor de frecuencia para una conexión de transferencia de potencia ininterrumpida con la carga.
13. Un convertidor de potencia según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el controlador está adaptado además para controlar la amplitud de voltaje y la salida de frecuencia para conectar la unidad en paralelo con otros convertidores de potencia.
14. Un convertidor de potencia según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el controlador está adaptado además para compensar la caída de voltaje del cable de salida.
15. Un convertidor de potencia según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el controlador está adaptado además para compensar la impedancia del cable de salida.
16. Un convertidor de potencia según la reivindicación 14 ó 15, en el que la impedancia del cable de salida se determina durante la fabricación y se almacena en el controlador para compensar la impedancia durante el funcionamiento del convertidor de potencia.
17. Un convertidor de potencia según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además dos tambores de cable para enrollar y desenrollar dos cables de salida, cada uno de los cuales está conectado a la salida del convertidor de frecuencia para suministrar el voltaje de salida a una carga
respectiva.
ES05007033T 2005-03-31 2005-03-31 Convertidor de potencia con un cable de salida ajustable. Expired - Lifetime ES2347569T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP05007033A EP1708348B1 (en) 2005-03-31 2005-03-31 A power converter with an adjustable output cable

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2347569T3 true ES2347569T3 (es) 2010-11-02

Family

ID=35520829

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES05007033T Expired - Lifetime ES2347569T3 (es) 2005-03-31 2005-03-31 Convertidor de potencia con un cable de salida ajustable.

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7558085B2 (es)
EP (1) EP1708348B1 (es)
JP (1) JP5085876B2 (es)
CN (1) CN1848576B (es)
AT (1) ATE472848T1 (es)
CA (1) CA2539050C (es)
DE (1) DE602005022048D1 (es)
DK (1) DK1708348T3 (es)
ES (1) ES2347569T3 (es)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112008001348T5 (de) * 2007-05-25 2010-04-15 Axa Power Aps Flugzeugwartungsgrube mit einem Bodenstromaggregat
NL2001644C2 (nl) 2008-06-02 2009-12-03 Nuon Tecno B V Elektriciteitsdistributiesysteem, Transportmiddelverblijf, en Werkwijze.
US8120363B2 (en) * 2008-11-24 2012-02-21 Cummins Power Generation Ip, Inc. Voltage drop compensation for an electric power storage device charging system
US8058745B2 (en) * 2008-12-16 2011-11-15 General Electric Company Systems and methods providing a power converter
JP5678537B2 (ja) * 2010-09-16 2015-03-04 シンフォニアテクノロジー株式会社 航空機用静止型電源装置ユニット
JP2012223032A (ja) * 2011-04-13 2012-11-12 Yaskawa Electric Corp 電力変換装置
US10014790B2 (en) * 2012-04-19 2018-07-03 Illinois Tool Works Inc. Dual function solid state converter
JP2014003763A (ja) * 2012-06-15 2014-01-09 Sinfonia Technology Co Ltd 静止型空港電源
DE102015207400A1 (de) * 2014-05-12 2015-11-12 Heidelberger Druckmaschinen Ag Intellectual Property Kabelaufwickelvorrichtung mit Übertrager
RU2572822C1 (ru) * 2014-09-24 2016-01-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Способ удаленного проводного электропитания объектов
KR102427195B1 (ko) * 2020-04-21 2022-08-02 현대자동차주식회사 차량이 도킹되는 오피스 시스템 및 그 제어방법

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3304276C1 (de) * 1983-02-08 1984-08-02 Schabmüller, Heinz, 8132 Tutzing Verstauvorrichtung fuer das Anschlusskabel einer zentralen Bordnetzversorgungsanlage auf Flughaefen
DE9010213U1 (de) * 1990-07-05 1990-10-18 Manfred Fladung GmbH, 63776 Mömbris Vorrichtung zum Verstauen eines dicken Kabels
GB9622585D0 (en) * 1996-10-30 1997-01-08 Ipr Investment Ltd Battery charging unit
DE29704035U1 (de) 1997-03-06 1997-05-22 Manfred Fladung GmbH, 63776 Mömbris Vorrichtung zur Aufnahme bzw. zum Verstauen eines Kabels
US6125048A (en) * 1998-12-28 2000-09-26 Lucent Technologies, Inc. Method and apparatus for adjusting power delivered from a central power unit to a remote unit via a supply cable
JP2001004454A (ja) * 1999-06-18 2001-01-12 Yamari Sangyo Kk 測温センサー繰り出し装置
ES2234794T3 (es) 2001-07-16 2005-07-01 Axa Power A/S Compensacion de la caida de tension del cable en un sistema de alimentacion de energia electrica.
CN1219484C (zh) * 2001-12-18 2005-09-21 乐金电子(天津)电器有限公司 电源线长度调整装置
US6849962B2 (en) * 2003-01-21 2005-02-01 Honeywell International Inc. Ground based aircraft electrical power generation system having a voltage regulator that selects from multiple points of regulation

Also Published As

Publication number Publication date
EP1708348B1 (en) 2010-06-30
JP2006282165A (ja) 2006-10-19
US7558085B2 (en) 2009-07-07
ATE472848T1 (de) 2010-07-15
CN1848576A (zh) 2006-10-18
CA2539050C (en) 2010-10-05
DK1708348T3 (da) 2010-10-04
US20060220468A1 (en) 2006-10-05
EP1708348A1 (en) 2006-10-04
DE602005022048D1 (de) 2010-08-12
JP5085876B2 (ja) 2012-11-28
CA2539050A1 (en) 2006-09-30
CN1848576B (zh) 2010-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2347569T3 (es) Convertidor de potencia con un cable de salida ajustable.
ES2234794T3 (es) Compensacion de la caida de tension del cable en un sistema de alimentacion de energia electrica.
AU2009256991B9 (en) Test arrangement for AC voltage testing of electrical high voltage components
KR101816803B1 (ko) 드론의 전원공급시스템
CN101425758B (zh) 1600kV/50mA户外移动式直流电压发生器
KR20170104578A (ko) 선박 상에서의 전력 분배
MX2013003655A (es) Sistema de panel movible de pared con conexiones electricas.
KR102681863B1 (ko) 전기 자동차 충전기용 멀티 충전 어댑터
US20100171373A1 (en) Aircraft service pit with a ground power unit
WO2019113143A1 (en) Overhead evse with cable management
ES2648341T3 (es) Módulo de derivación basado en contenedor para líneas de energía eléctrica
CN101699736A (zh) 可收放电缆的静态电源
CN209571828U (zh) 一种适应水位变化的船舶岸基供电系统
JP2008042998A (ja) 直流配電システム
CN113572057B (zh) 用于电动工程机械的配电系统及在线充电系统
CN206076953U (zh) 一种船舶上建区域ac220v负载供电系统
CN106655178A (zh) 一种免切换及专用母线的动车组检修电源系统
RU139486U1 (ru) Устройство для электропитания авиационного средства при его контроле и обслуживании на земле
CN219085123U (zh) 一种城市轨道交通高压交直流组合验电复验装置
JP2000295701A (ja) 車両の非常用バッテリ接続システム、及び車両用の非常用バッテリ
CN212749069U (zh) 一种铁路接触网短路试验装置
JP3656801B2 (ja) 架空地線利用電源装置
RU142024U1 (ru) Устройство для питания электропоездов в зоне обслуживания
CN202917849U (zh) 配变台区模拟数据采集标准装置
CN118231112A (zh) 一种平衡绕组结构