ES2349537T3

ES2349537T3 - Circuito de control por modulación por anchura de pulsos para máquina eléctrica giratoria multi modo y máquina eléctrica multi modo dotada de un tal circuito de control.

Info

Publication number: ES2349537T3
Application number: ES04767223T
Authority: ES
Inventors: Cedric Plasse; Paul Armiroli
Original assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Current assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2004-06-01
Publication date: 2011-01-04
Anticipated expiration: 2024-06-01
Also published as: FR2855677B1; US20070200531A1; ATE485621T1; US7391180B2; CN1799192A; FR2855677A1; EP1632019B1; CN1799192B; WO2005109624A1; EP1632019A1; KR20060022253A; DE602004029675D1

Abstract

Circuito de control por modulación de la anchura del pulso PWM para máquina eléctrica giratoria multi modo (1) dotada de un estator (2) polifásico y de un rotor bobinado (3), que comprende: - un circuito convertidor de corriente alterna/ continua reversible (4) conectado entre dos bornes de alimentación continua (29P, 29N) y dotado de bornes controlados (23 25), estando cada borne controlado (23 -25) destinado a ser conectado a al menos una fase del estator (2) de dicha máquina (1); -una pluralidad de sensores (6, 7) destinados a medir la corriente y/o la tensión en cada fase de dicha máquina (1); -un medio (9, 10) para producir una información instantánea sobre la posición y la velocidad de rotación del rotor (3) de dicha máquina (1); -un circuito de pilotaje (14) de las ramas del circuito convertidor de corriente alterna-continua (4) en función de las medidas eléctricas en las fases y de la posición y de la velocidad del rotor; caracterizado por el hecho de que comprende también un circuito (11) que produce por un lado una señal de control de conmutación por una línea (28) con destino a un circuito troceador (5) conectado a la excitación del rotor (3) y por otro lado una pluralidad de señales de referencia con destino a un circuito (13) generador de señales de pilotaje con destino al puente de alimentación (4) del estator (2) de la máquina eléctrica (1) en función del modo deseado de funcionamiento de la máquina eléctrica giratoria seleccionado de entre los modos de funcionamiento como motor de arranque, motor eléctrico de accionamiento, motor eléctrico de refuerzo, alternador o alternador de recuperación de energía mecánica de frenado.

Description

SECTOR DE LA INVENCIÓN

[0001] La presente invención se refiere a un circuito de control por Modulación por anchura de pulsos (PWM) para máquina eléctrica giratoria multi modo, tal como por ejemplo un alternador-motor de arranque y una máquina eléctrica multi modo dotada de un tal circuito de control.

ESTADO DE LA TÉCNICA

[0002] La solicitud de patente EP 1 219 493 describe un generador de potencia para un coche híbrido provisto de un motor-alternador y un circuito de control para controlar un convertidor AC/DC. [0003] La solicitud de patente US 2002/0007975 describe un vehículo híbrido que utiliza un motor y un motor/ alternador. [0004] Ha aparecido como una necesidad en el estado de la técnica que una misma máquina eléctrica multi modos pueda funcionar sucesivamente como un motor de arranque del motor térmico, como un motor, o incluso como generatriz de corriente continua para recargar la batería de alimentación de la red de a bordo, directamente como un alternador del estado de la técnica, o también indirectamente cooperando en un modo de funcionamiento del grupo motopropulsor que permite recuperar la energía mecánica de frenado. Sin embargo, la concepción electromecánica de la máquina eléctrica favorece o bien un funcionamiento en modo alternador o bien un funcionamiento en modo motor optimizado en par regulado. De ello resulta que el rendimiento global y las prestaciones de una máquina eléctrica que ha sido concebida para funcionar como generatriz de corriente y que trabaja en modo motor será siempre inferior al rendimiento global de una máquina eléctrica concebida para funcionar como motor, e inversamente. [0005] En el estado de la técnica, ya se ha propuesto, en especial en la solicitud FR-A

2.745.445 a nombre del solicitante, utilizar un alternador también como motor de arranque con ayuda de un circuito convertidor capaz de llevar una onda completa a los arrollamientos del estator de la máquina eléctrica solamente durante una secuencia de arranque. Pero un tal circuito de control no puede suministrar bastante corriente cuando se quiere trabajar a velocidad de rotación reducida, por ejemplo cuando la máquina eléctrica debe trabajar como motor de asistencia del grupo moto propulsor. [0006] La presente invención aporta una solución al problema de la concepción de una máquina única que permite funcionar como motor de arranque del motor térmico, como motor eléctrico de accionamiento acoplado al resto del grupo moto propulsor y a las ruedas de accionamiento del vehículo, en un modo de asistencia o de aumento (« boost ») del par o de la potencia motriz, o también como generatriz eléctrica, que funciona como alternador o recuperando energía mecánica de frenado. [0007] Especialmente, en la industria automóvil, la tensión continua de alimentación de la red de a bordo puede diferir según los modelos. Se conocen las alimentaciones en 6 voltios, 12 voltios, 24 V e incluso 48 voltios. La concepción electromecánica de una máquina eléctrica adaptada para funcionar en cualquier red de a bordo impone compromisos que modifican sus prestaciones. [0008] La presente invención aporta una solución al problema de la adaptación de una máquina eléctrica que puede funcionar como motor o generatriz en una red de alimentación continua de diversos estándares.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

[0009] Este problema se resuelve con un circuito de control según la reivindicación 1. [0010] Para dar remedio a estos inconvenientes del estado de la técnica la presente invención propone un circuito de control por modulación de anchura de pulsos PWM para máquina eléctrica polifásica destinada a ser montada en el grupo moto propulsor de un vehículo, circuito del tipo que comprende:

-un puente troceador conectado entre dos bornes de alimentación continua y en el cual cada borne controlado está destinado a ser conectado a al menos una fase del estator de la máquina eléctrica; -una pluralidad de sensores destinados a medir la corriente y/o la tensión en cada fase de dicha máquina eléctrica; -un medio para producir una información instantánea sobre la posición y la velocidad de rotación del rotor de la máquina eléctrica; -un circuito de pilotaje de las ramas del puente en función de las medidas eléctricas en las fases y/o de la posición y de la velocidad del rotor; [0011] El circuito de control de la invención comprende también un circuito generador de señales de configuración del circuito de pilotaje de las ramas del puente en función del modo deseado de funcionamiento de la máquina eléctrica seleccionado de entre los modos de funcionamiento como motor de arranque, motor eléctrico de accionamiento, motor eléctrico de asistencia del motor à combustión interno, alternador o alternador de recuperación de energía mecánica de frenado. [0012] La presente invención también se refiere a una nueva máquina eléctrica para vehículo, que puede funcionar como motor de arranque, motor eléctrico de accionamiento, motor eléctrico de asistencia del motor à combustión interno, alternador o alternador de recuperación de energía mecánica de frenado y adaptada para funcionar con un circuito de control según la invención. La invención consiste en que la máquina eléctrica comprende un estator bobinado cuyo número de espiras está calculado sobre la base de una energía de magnetización más reducida con un número de espiras en el estator más reducida y por el hecho de que para los modos de funcionamiento que solicitan una energía de magnetización más elevada se aplica un control en corriente del estator al medio del circuito de control.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0013] Otras ventajas y características de la presente invención se entenderán mejor con ayuda de la descripción y de los dibujos adjuntos entre los cuales:

-la figura 1 es un esquema de bloques que representa un modo de realización del circuito de la invención; -la figura 2 es un esquema de bloques que representa una parte del circuito de la figura 1; -las figuras 3 a 6 representan unos diagramas que definen diferentes modos de control del circuito de la invención.

DESCRIPCIÓN DE MODOS PREFERENTIELS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

[0014] En la figura 1, se ha representado el esquema de bloques de un modo de realización particular del circuito de la invención. La máquina eléctrica 1 comprende esencialmente un estator 2 dotado de una pluralidad de arrollamientos de cables conductores, o fases, según geometrías de disposiciones de devanados eléctricos que permiten concebir, tal como sabe el experto en la materia, una máquina eléctrica giratoria particular dotada de un rotor 3 que gira en el interior del estator. [0015] En el ejemplo de realización de la figura 1, el estator 2 está dotado de tres arrollamientos, no representados, que pueden ser montados con un punto común (en estrella) o que están conectados sucesivamente entre sí (en triángulo), o incluso con unos devanados conectados en estrella triángulo. Cada punto de alimentación de un arrollamiento del estator 2 está conectado al borne controlado de una rama 16, 17 ó 18 de un puente 4. El puente 4 es un elemento esencial del convertidor de corriente alterna necesario para alimentar la máquina eléctrica en motor, o para convertir la corriente producida por esta cuando funciona como generatriz (alternador) de corriente continua gracias a su conexión a la red de a bordo conectada a la batería del vehículo por los bornes positivo 29P y negativo 29N. [0016] Una rama de puente 4, tal como la rama 16, está constituida por la puesta en serie de dos interruptores semi-conductores 16 y 16’ cuyos bornes de control de puesta en conducción son conectados a unas salidas de control P1 y P2 de un circuito de pilotaje 14. Clásicamente, un interruptor semi-conductor como el interruptor 16 está compuesto por un transistor de tipo MOS 20 cuyo camino de conducción entre los electrodos de drenaje y de fuente presenta un diodo en anti paralelo 21 intrínseco. El electrodo de control del interruptor semi-conductor está constituido por el electrodo de rejilla del transistor 20. Según las tensiones aplicadas a este electrodo de rejilla, el interruptor 16 está en un estado pasante o en un estado de elevada impedancia en el cual ninguna corriente atraviesa el camino directo del drenaje hacía la fuente. Sin embargo, debido al carácter fuertemente inductivo de los arrollamientos del estator 2, aparecen unas tensiones rápidamente variables entre las diversas polaridades continuas de alimentación del puente 4 y el borne controlado de cada rama del puente 4. Constituye una de las funciones del circuito de pilotaje 14 y de cada diodo intrínseco tal como el diodo 21 reducir el efecto de obstrucción de las tensiones de conmutación. Las medidas aplicadas al circuito de pilotaje 14 no se volverán a describir puesto que están al alcance del experto en la materia. [0017] Asimismo, el rotor 3 de la máquina eléctrica 1 está acoplado mediante un medio eléctrico a un circuito electrónico activo 5 que permite recortar la tensión continua de la red de a bordo de tal manera que suministre tensiones eléctricas variables de manera controlada de tal manera que produzca un modo de funcionamiento en motor o en generatriz de la máquina eléctrica 1. Un tal circuito de troceado está principalmente basado en un interruptor semi-conductor (no representado), cuyo electrodo de control de puesta en conducción es alternativamente llevado a un potencial de activación o a un potencial de reposo de tal manera que produzca una onda de frecuencia y de amplitud determinadas. En un modo de realización, el circuito 5 está combinado con la etapa de potencia del circuito de excitación del devanado del rotor 3. El circuito regulador de esta etapa de potencia puede ser integrada en el circuito 5. [0018] Un árbol de rotación 8 está montado en el rotor 3 de tal manera que transmita el movimiento mecánico del rotor a un dispositivo de acoplamiento (no representado) que comprende un engranaje y/o un dispositivo de polea y correa que están acoplados como es conocido por el experto en la materia al resto del grupo motopropulsor del vehículo, y especialmente al cigüeñal del motor térmico, en especial cuando la máquina eléctrica 1 funciona como un motor de arranque o como un alternador. [0019] El árbol de rotación 8 está acoplado a un sensor de rotación 9 que produce una señal representativa de la rotación instantánea de rotación del rotor 8, señal que es tratada por un circuito 10 de detección de rotación. El circuito 10 de detección de rotación produce una primera señal teta representativa del ángulo de rotación instantánea del rotor con respecto a una posición de referencia. El circuito 10 de detección de rotación produce una segunda señal omega representativa de la velocidad angular de rotación del rotor. [0020] Las dos señales producidas por el circuito 10 de detección de rotación son transmitidas a unas entradas de un circuito 11 que produce por un lado una señal de control de conmutación por una línea 28 con destino al circuito troceador 5 y por otro lado una pluralidad de señales de referencia con destino a un circuito 13 generador de señales de pilotaje con destino al puente de alimentación 4 del estator 2 de la máquina eléctrica 1. [0021] En cada una de las tres líneas de alimentación de las tres fases 23, 24 y 25 del estator 2 de la máquina eléctrica 1 están dispuestos unos sensores de corriente, tales como los sensores 6 y 7, cuyas señales son transmitidas a un circuito 12 de acondicionamiento y de medida de corriente en las fases estatóricas. El circuito 12 de acondicionamiento y de medida de corriente en las fases estatóricas produce al menos dos señales de medida de corriente estatórica M1 y M2 que son transmitidas a unas entradas convenientes del circuito 13 generador de señales de pilotaje. Según un modo de realización, la suma de las corrientes estatóricas es nula puesto que el estator está eléctricamente equilibrado. En el caso de una máquina con N fases estatóricas, el circuito de control de la invención comprende N-1 sensores de corriente y produce N-1 señales de referencia. En otros modos de realización, la máquina eléctrica no está equilibrada y se prevé un sensor de corriente para cada arrollamiento del estator. [0022] Se prevé un circuito 15 generador de una onda de base del cual una salida está conectada a un borne de entrada del circuito 13 generador de señales de pilotaje. En un modo particular de realización, la onda de base está constituida por una onda de forma triangular, que presenta un primer frente creciente a una primera velocidad y un segundo frente decreciente a una segunda velocidad. De manera preferida, la primera velocidad es más reducida que la segunda velocidad. Se pueden prever otras formas de onda de base en la presente invención. [0023] El circuito 13 generador de señales de pilotaje produce tres señales de pilotaje C1, C2 y C3 que son conectadas a unas entradas de un circuito de adaptación 14 esencialmente constituido por unos amplificadores que permiten a las señales de pilotaje controlar mediante unas señales de puesta en conducción P1 a P6 las rejillas de los diferentes interruptores semi-conductores del puente 4, y que son producidas por:

-un borne de salida de una señal de control P1 de puesta en conducción del interruptor semi-conductor 16 por el lado de tensión elevada de la primera rama del puente 4 asociada al primer arrollamiento 23 del estator 2 de la máquina eléctrica 1; -un borne de salida de una señal de control P3 de puesta en conducción del interruptor semi-conductor 17 por el lado de tensión elevada de la segunda rama del puente 4 asociada al segundo arrollamiento 24 del estator 2 de la máquina eléctrica 1; -un borne de salida de una señal de control P5 de puesta en conducción del interruptor semi-conductor 18 por el lado de tensión elevada de la tercera rama del puente 4 asociada al tercer arrollamiento 25 del estator 2 de la máquina eléctrica 1 y -los tres bornes de salida P2, P4 y P6 de control de conducción de los interruptores controlados como el interruptor 16’ de cada una de las tres ramas del puente que permiten la conexión de un arrollamiento a la línea de masa por el borne 29N que operan cada una según la ley de control aplicado al borne P1 ó P3 ó P5 tal como ya es conocido.

[0024] Se debe comprender que, para los tres interruptores dispuestos en el punto frío de cada rama del puente 4, el circuito 14 genera señales correspondientes basado en el mismo principio. Especialmente, estas señales se obtienen directamente en un borne de salida complementario de cada comparador 33, 36 ó 38. Esta disposición permite

también en función de las correcciones necesarias en los esquemas de conmutación del puente 4 añadir circuitos que añaden retardos en las conmutaciones en función de lazos de control suplementarios no representados aquí y suministrar un control de un nivel suficiente para hacer cambiar el estado de conducción de cada interruptor controlado en el electrodo de rejilla al cual el borne de salida del circuito 14 está conectado. [0025] En la figura 2, se ha representado un modo particular de realización de un circuito 13 generador de señales de pilotaje según la invención. En la figura 2, los elementos análogos a los de la figura 1 llevan los mismos números de referencia y no se volverán a describir. El circuito 13 presenta cinco bornes de entrada que son respectivamente:

-un borne de entrada de una señal de referencia S1 proveniente del circuito 11; -un borne de entrada de una señal de medida M1 proveniente del circuito de medida de corriente; -un borne de entrada de una señal de referencia S2 proveniente del circuito 11; -un borne de entrada de una señal de medida M2 proveniente del circuito de medida de corriente; -un borne de entrada de la señal de pilotaje proveniente del circuito 15 generador de señal de pilotaje.

[0026] El circuito 13 presenta tres bornes de salida que son respectivamente:

-un borne de salida de una señal de control C1 destinada a controlar la conmutación de la primera rama del puente 4 asociada al primer devanado estatórico 23; -un borne de salida de una señal de control C2 destinada a controlar la conmutación de la segunda rama del puente 4 asociada al segundo devanado estatórico 24; -un borne de salida de una señal de control C3 destinada a controlar la conmutación de la tercera rama del puente 4 asociada al tercer devanado estatórico 25.

[0027] El circuito 13 comprende un primer sustractor 31 del cual un primer borne de entrada positivo está conectado al borne de entrada de la primera señal de referencia S1 y del cual un segundo borne de entrada negativo está conectado al borne de entrada de la primera señal de medida. El borne de salida del primer sustractor 31 está conectado a un borne de entrada de un circuito de corrección 32 que aplica una función

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de corrección F1 () que se presenta a la salida del circuito de corrección 32 en la forma:

[0028] En un modo particular de realización, la función de corrección F1() aplica un factor de tipo multiplicativo F1, predeterminado y grabado en el circuito de corrección según las características electrodinámicas de la máquina eléctrica 1, según la relación:

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[0029] La señal de salida A1 (no representada) proveniente del circuito de corrección 32 se aplica a un primer borne de entrada de un comparador 33 del cual un segundo borne de entrada de comparación está conectado a la salida del circuito 15 generador de la señal de pilotaje, preferentemente de forma triangular. El borne de salida del comparador 33 suministra una señal que bascula de un estado inactivo por ejemplo de 0 V, a una señal activa por ejemplo correspondiente a la tensión de alimentación del comparador para hacer cambiar el estado de conducción del interruptor controlado 16 en el electrodo de rejilla al cual el borne de salida del comparador 33 está conectado. [0030] El circuito 13 comprende un segundo sustractor 34 del cual un primer borne de entrada positivo está conectado al borne de entrada de la segunda señal de referencia S2 y del cual un segundo borne de entrada negativo está conectado al borne de entrada de la segunda señal de medida M2. El borne de salida del segundo sustractor 34 está conectado a un borne de entrada de un circuito de corrección 35 que aplica una función de corrección F2() que se presenta a la salida del circuito de corrección 35 en la forma:

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[0031] En un modo particular de realización, la función de corrección F2() aplica un factor de tipo multiplicativo F2, predeterminado grabado en el circuito de corrección según las características electrodinámicas de la máquina eléctrica 1, según la relación:

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[0032] La señal de salida A2 (no representada) proveniente del circuito de corrección 35 se aplica a un primer borne de entrada de un comparador 36 del cual un segundo borne de entrada de comparación está conectado a la salida del circuito 15 generador de la señal de pilotaje, preferentemente de forma triangular. El borne de salida del comparador 36 suministra una señal que bascula de un estado inactivo por ejemplo de 0 V, a una señal activa por ejemplo correspondiente a la tensión de alimentación del comparador y de un nivel suficiente para hacer cambiar el estado de conducción del interruptor controlado 18 en el electrodo de rejilla al cual el borne de salida del comparador 36 está conectado. [0033] Los bornes de salida de los dos circuitos de corrección 32 y 35 también están conectados a unos bornes de entrada respectivos de un sumador 37 cuyo borne de salida se aplica a un primer borne de entrada de un comparador 38 del cual un segundo borne de entrada de comparación está conectado a la salida del circuito 15 generador de la señal de pilotaje, preferentemente de forma triangular. El borne de salida del comparador 38 suministra una señal que bascula de un estado inactivo por ejemplo de 0 V, a una señal activa por ejemplo correspondiente a la tensión de alimentación del comparador. [0034] En la figura 3, se han representado seis diagramas temporales (a) a (f) que explican el funcionamiento del circuito 13 generador de las señales de control aplicadas a los electrodos de control del puente 4 a través del circuito amplificador 14. Para cualquiera de las fases i de los arrollamientos estatóricos, la onda en forma de dientes de sierra representada en la figura 3(a) pasa lentamente de un valor nulo a un valor VPWM, M máximo, y vuelve a bajar con una velocidad tan rápida como sea posible al valor nulo durante un periodo T. Esta onda está conectada mediante el generador 15 al segundo borne de entrada de los comparadores del circuito 13. La onda en forma de dientes de sierra se genera idénticamente a si misma bajo una frecuencia F = 1/T determinada en función de las características electrodinámicas de la máquina eléctrica. [0035] Periódicamente, en cada periodo T, es decir sucesivamente en los instantes pT, (p+1)T, (p+2)T representados en abscisas, la señal de diferencia, afectada en este caso de su corrección, es decir:

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se compara en el transcurso de la duración del periodo correspondiente a la onda triangular en curso de aumento. Cuando los dos valores, es decir el valor V correspondiente al valor instantáneo de tensión de la onda triangular y el valor Ai,p de la señal de diferencia corregida durante el p-ésimo periodo, se detectan como iguales por el comparador en los bornes de entrada de los cuales seis valores son aplicados, el comparador lleva su salida al estado activo, lo cual se representa en los diferentes instantes tp, tp+1 y tp+2. Luego, el comparador vuelve a pasar casi instantáneamente al estado inactivo para el nuevo periodo tal como se representa en la figura 3b. [0036] En los diagramas (c) y (d), se ha representado un segundo modo de realización de una señal de control con ayuda de una onda de referencia en forma de una onda triangular en la cual, en función de las pendientes de subida y de bajada y del nivel máximo de referencia VPWM, M es posible hacer variar un instante de inicio de conducción tp y un instante de fin de conducción t’p en cada periodo p de la onda de referencia. Cuando la señal de medida Mi,p se vuelve superior a la señal de referencia el circuito 13 bascula una salida Ci a un valor activo en el instante tp y cuando la señal de referencia Mi, se vuelve inferior a la señal de referencia Si, el circuito 13 vuelve a poner su salida Ci al estado inactivo en el instante t’p. [0037] Esta forma de onda reduce los armónicos puesto que las conmutaciones entre fases dejan de ser simultáneas. [0038] En los diagramas (e) y (f), se ha representado un tercer modo de realización de una señal de control con ayuda de una onda de referencia en forma de una onda trapezoidal en la cual, en función de las pendientes de subida y de bajada y del nivel máximo de referencia VPWM, M es posible hacer variar un instante de inicio de conducción tp y un instante de fin de conducción t’p en cada periodo p de la onda de referencia según el mismo mecanismo que en los diagramas precitados. Sin embargo, la parte de tensión constante VPWM,i de cada señal de referencia Si garantiza que se garantice una determinada duración de no cambio de estado del puente 4 lo cual evita determinadas conmutaciones anárquicas. [0039] De este modo, se realiza una modulación de anchura de pulsos de frecuencia determinada que puede ser parametrizada durante la utilización y de relación cíclica variable en función de la corriente medida en la fase así como de una señal de referencia que corresponde al modo de funcionamiento de la máquina eléctrica en el instante de la comparación efectuada en el circuito 13. [0040] A tal efecto, el circuito 11 generador de señales de referencia aplicadas al circuito generador 13 así como de la señal de control 28 aplicada al circuito troceador 5 de alimentación de los arrollamientos del rotor 3 comprende un medio no representado de detección del modo de funcionamiento de la máquina eléctrica 1. Preferentemente, el medio de detección de un modo de funcionamiento comprende un medio de descodificación de un control aplicado a la máquina eléctrica a un ordenador de a bordo que decide sobre el funcionamiento seleccionado de entre uno de los modos siguientes: -un modo de funcionamiento como motor de arranque del motor térmico; -un modo de funcionamiento como alternador para recargar la batería eléctrica conectada a la red de a bordo de alimentación con tensión continua; -un modo de funcionamiento como un motor de accionamiento que trabaja directamente sobre las ruedas del vehículo o indirectamente añadiendo su potencia mecánica suministrada a la potencia mecánica suministrada por el resto del grupo motopropulsor; -un modo de funcionamiento como generatriz que trabaja recuperando la energía de frenado solicitada por el grupo motopropulsor.

[0041] En la práctica, un control por par positivo o negativo indica un modo alternador

o motor y el valor fija el nivel de potencia solicitada. En un modo particular de realización, una información que integra un dato tal como la velocidad del vehículo se detecta en la red de datos que circula en el vehículo como una red CAN y es detectada por un módulo conveniente conectado al bus CAN para descodificar dicha información que permite o no el paso en modo de motor de arranque del circuito de control. [0042] A cada modo de funcionamiento de la máquina eléctrica le corresponde en especial un programa diferente de generación de señales de referencia S1, S2 y de señal de control If del troceador 5 que permiten asegurar, en función de los parámetros de construcción eléctrica de la máquina eléctrica, un funcionamiento óptimo de la máquina eléctrica 1 en términos de par aplicado al árbol del rotor y/o de velocidad de rotación. [0043] Se describirán a continuación los principios de construcción de una máquina eléctrica adaptada al circuito de control de la invención. [0044] La máquina eléctrica debe trabajar y ser optimizada para los cuatro modos definidos más arriba de manera que se pueda aumentar el rendimiento y las prestaciones dinámicas de la máquina. [0045] El circuito de control de la máquina que ha sido descrito más arriba permite realizar un control interno completo de los parámetros de funcionamiento eléctrico de la máquina. La potencia suministrada por la máquina está solamente limitada por la energía eléctrica disponible en la red de a bordo (batería), el estado energético del motor térmico y el entorno del vehículo (pares resistentes sobre las ruedas del vehículo en especial).

[0046] En los modos de funcionamiento motor, que comprenden entre otras las funciones de asistencia en par, la máquina eléctrica debe mantener un nivel de potencia mecánica máxima en un amplio intervalo de velocidades de rotación de la máquina eléctrica. De este modo, el par mecánico en modo motor no solo es necesario para asistir al motor térmico, sino también a mayor velocidad en modo asistencia al motor térmico y en la zona donde el par máximo es necesario. Especialmente, los parámetros de construcción de la máquina eléctrica dependerán de la relación de reducción aplicada por el dispositivo de acoplamiento de la máquina eléctrica al resto de nuestro propulsor. [0047] El par aplicado depende directamente de la corriente que atraviesa el rotor If y de la corriente que atraviesa el estator Ir. Según la invención, las ecuaciones que permiten determinar el número ns de vueltas de los devanados del estator están determinadas por:

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[0048] Así, para aumentar el par disponible en el rotor, hay que aumentar la corriente en el estator para un número ns de vueltas de los devanados en el estator determinado. Sin embargo, para una potencia disipada determinada, el aumento de la corriente estatórica exige la reducción de la resistencia de bobina reduciendo el número de vueltas y aumentando la sección conductora de los cables de los arrollamientos del estator. [0049] Al mismo tiempo, la reducción del número de vueltas ns de los arrollamientos en el estator conlleva una reducción del valor de la fuerza electromotriz que permite aceptar una corriente más elevada en los devanados del estator a causa de la relación:

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en la cual k1 depende del número ns de vueltas al estator. La expresión del par C disponible en el rotor está entonces determinada por la relación:

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donde Ub representa la tensión entre los bornes 29P y 29N conectadas a la red de a bordo, e es la fuerza electromotriz y r es la resistencia en el estator. La reducción del número de vueltas ns en el estator conlleva una modificación del circuito magnético.

[0050] En el modo motor, la reducción del número de vueltas ns en el estator aumenta la potencia a velocidades elevadas de rotación que van de 3000 a 7000 vueltas por minuto en máquinas eléctricas clásicamente utilizadas para un vehículo, aunque esta reducción del número de espiras disminuye la potencia mecánica y por lo tanto el par a baja velocidad inferior a 1800 vueltas por minuto o el par de arranque está determinado por la relación:

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en este caso también, es posible dar remedio a un tal inconveniente de estructura de máquina eléctrica reforzando la corriente en el estator con ayuda del circuito de control de la invención tal como se ha descrito con ayuda de las figuras anteriores. [0051] En el modo de funcionamiento como motor de arranque, la corriente en el estator está determinada por la relación:

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[0052] Esta corriente es importante y está impuesta por la resistencia muy reducida de los arrollamientos del estator. Por ello, un control de la alimentación del estator en onda completa impondría un calentamiento demasiado elevado. Según la invención, el circuito 11 propone entonces un programa que permite trabajar en onda modulada por anchura de pulsos PWM limitando la corriente a unos valores aceptables. [0053] En el modo de funcionamiento como alternador, más allá de una velocidad de rotación determinada, la existencia de un reducido número de vueltas ns en el estator aumentará la potencia disponible en el estator, pero reducirá la fuerza electromotriz a baja velocidad según la relación:

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a) esta fuerza electromotriz ya no es suficiente a velocidad reducida y queda inferior a la tensión suministrada por la batería y por lo tanto no permite crear corriente en modo alternador.

b) a velocidades de rotación elevadas, la reducida fuerza electromotriz e reduce la reacción de inducido lo cual aumenta la potencia y el rendimiento. [0054] Según la invención, una vez que la máquina eléctrica queda determinada por estos parámetros principales, el circuito de control de la invención permite gestionar tres parámetros para controlar el funcionamiento y el modo de funcionamiento de la máquina eléctrica que son:

•: la corriente de excitación al rotor If;

•: la corriente en el estator Is; y

•: La fase eléctrica en el estator ψ que es el ángulo entre la corriente en la fase al estator y la tensión y la tensión en la misma fase del estator.

[0055] El control de estos tres parámetros permite obtener valores precisos deseados de par y de potencia mecánica. El circuito de control de la invención limitará la corriente solicitada a la batería especialmente en el modo de motor de arranque y mantendrá la tensión de la batería por encima de la mitad de su valor nominal. En este caso, la batería suministra su potencia máxima. [0056] El par positivo máximo se obtiene cuando la fuerza electromotriz está en fase con la corriente impuesta al estator sabiendo que en el conjunto del intervalo de funcionamiento de la máquina eléctrica en modo motor la fase eléctrica ψ en el estator puede variar de 0 a 90 grados de ángulo. Según las notaciones utilizadas aquí, un valor positivo de par significa que la máquina transforma potencia eléctrica en potencia mecánica. [0057] En la figura 4, se ha representado un diagrama de funcionamiento de una máquina eléctrica conectada a un circuito de control según la invención, cuyo circuito 11 generador de señales de referencia comprende un programa para su funcionamiento en modo motor según dos zonas denominadas zona A y zona B. En el modo de funcionamiento en motor, la separación entre las dos zonas está determinada por una velocidad límite ΩL, por ejemplo de 1.500 vueltas por minuto. [0058] El medio para generar señales de referencia para el control de la modulación por anchura de pulsos está por lo tanto programado según al menos dos modos motores: Un modo de motor de arranque representado típicamente por una curva de tipo DEM; Un modo de ayuda al grupo motopropulsor representado típicamente por una curva de tipo ASS. [0059] En modo motor de arranque DEM, el circuito de control de la invención determina una modulación por anchura de pulsos que presenta un par de salida constante para una velocidad de rotación W que varía desde la velocidad nula hasta una velocidad límite, y que presenta un decrecimiento a potencia constante hasta una velocidad máxima. [0060] En modo de ayuda ASS, el circuito de control de la invención determina una modulación por anchura de pulsos que presenta un par de salida decreciente linealmente a partir de una velocidad determinada, llamada velocidad de separación ΩL entre dos zonas A y B en el gráfico de la figura 4, velocidad correspondiente ventajosamente al ralentí del motor térmico, hasta aproximadamente 7.000 vueltas por minuto. [0061] En la figura 5, se ha representado una configuración del circuito de control de la invención en el modo de arranque cuando la máquina empieza a funcionar en modo motor que comprende además un circuito 53 para detectar cuando la tensión generada por la batería 50 es superior a la mitad de un valor nominal U0 de funcionamiento de la batería 50 con una tensión de salvaguardia ΔU predeterminada. [0062] El circuito 53 de detección está conectado mediante un borne de entrada a la línea positiva de alimentación 55 entre la batería 50 y la parte de corriente continua del circuito de conversión utilizada en el circuito de control de la invención y mediante un borne de salida a un borne de entrada de configuración del circuito de control. [0063] En modo alternador, cuando la fuerza electromotriz no permite sobrepasar la tensión en la red de a bordo debido a la debilidad relativa o del número de espiras en el estator y a la reducida velocidad, el circuito de control está programado para generar una sobretensión de compensación en los arrollamientos para sobrepasar la tensión batería y permitir así al alternador encauzar la corriente. El medio para controlar la modulación en anchuras de impulsión comprende un medio para producir señales de referencia para el control del estator que explota como argumentos de entrada la corriente en cada fase del estator, la corriente de excitación en el rotor y el ángulo eléctrico en cada fase del estator. [0064] En un modo particular de realización, el medio para producir señales de referencia para el control del estator comprende también un medio para recibir un control de configuración de carga, que puede ser suministrado por un ordenador de control del grupo motopropulsor y/o del vehículo completo para determinar si el alternador debe trabajar a plena carga o a carga reducida. [0065] En un modo particular de realización, el medio para producir señales de referencia para el control del estator comprende también un medio para colocar el circuito de control 13 en un estado tal de modo que el puente 4 produzca una onda sinusoidal que presente un avance de fase ψ comprendido entre 90 y 180° de ángulo.

[0066] En la figura 6, se ha representado un diagrama de la potencia eléctrica disponible en los bornes 29P y 29N del circuito convertidor cargado por el estator 2 de la máquina eléctrica 1 cuando funciona en un modo de generatriz, alternador o recuperación de energía de frenado. El circuito de control de la invención determina mediante un medio de grabación de un valor límite ΩD de la velocidad de rotación del rotor dos zonas de funcionamiento en velocidades: una zona C para las velocidades inferiores a la velocidad límite ΩD y una zona D para las velocidades superiores a ΩD. La velocidad límite está determinada por el régimen común cuando la máquina trabaja en modulación de anchura de pulsos (parte de curva 60) y cuando trabaja en rectificación pasiva o síncrona con diodos intrínsecos solamente (parte de curva 62). [0067] El circuito de control de la invención comprende también un medio para hacer trabajar el circuito de conversión o bien en un régimen en modulación de anchura de pulsos para los regímenes inferiores a ΩD y solamente en rectificación por diodos para los regímenes superiores. [0068] Volviendo a hacer referencia a la figura 1, el medio 11 para generar las señales de referencia S1 y S2 para el control del estator y la señal de control If de la corriente rotórica ha sido representado en un modo particular de realización en el cual un circuito 27 comprende una memoria de datos dotada de un medio para generar secuencias de datos en función de un argumento basado en la velocidad de rotación instantánea del rotor y del modo de funcionamiento escogido de la máquina eléctrica. Especialmente, este circuito puede ser programado según las transformadas de Clarke y de Park para determinar el triplete de parámetros {Ip, If, ψ} que describe el estado eléctrico del estator y del rotor en diversas referencias giratorias con la velocidad de rotación instantánea del rotor elaborada por el borne de salida correspondiente del circuito 10. El triplete {Ip, If, ψ} es entonces transformado en un triplete {Is, Ir, ψ} para un control analógico o en un triplete {Id, Iq, Ir} para un control numérico. A tal efecto, el circuito 27 comprende un puerto de entrada de una determinada instantánea de velocidad de rotación del rotor que está conectado a un borne de salida conveniente del circuito 10 y que produce una señal de control representativo de la corriente en el estator: Is, una indicación del ángulo eléctrico representativo del estado relativo del estator con respecto al rotor y una señal de control If representativa de la excitación al rotor. [0069] Este última señal If es transmitida al circuito 5 de control de la excitación al rotor. Las dos primeras señales Is y ψ son transmitidas a dos primeras puertas de entrada de un circuito 26 del cual una tercera puerta está conectada a la salida correspondiente del circuito 10 que elabora una señal representativa del ángulo instantáneo de rotación del rotor θ. [0070] El circuito 26 comprende un medio para producir una pluralidad de señales de referencia S1, S2, ... Para determinar la modulación en anchura de pulsos con ayuda de la onda de troceado producida por el circuito 15 tal como se ha descrito anteriormente, modulación que permite construir una onda sinusoidal completa, una onda sinusoidal parcial, una onda en relación angular determinada para cada fase de los arrollamientos del estator en respuesta al triplete de control aplicado a las tres puertas de entrada del circuito 26. Por lo tanto el circuito comprende medios para generar señales de referencia según la relación corriente definida por:

imagen1

[0071] Donde Si() es una función predeterminada que está en un primer modo de realización realizada en forma de un programa ejecutado por un circuito de tratamiento de señal de tipo DSP (Digital Signal Processing de tipo Harvard). En un segundo modo de realización, la señal de referencia corriente Si() se genera mediante un secuenciador que proporciona, en función del triplete de argumentos (Is, ψ, IR), una tabla de valores numéricos que representa una cartografía determinada previamente durante la carga del circuito de control de la invención. [0072] La máquina eléctrica puede ser una máquina con rotor de garras de tipo Lundel

o de polos salientes, una máquina de imanes permanentes en el rotor (en cuyo caso, el circuito 5 y la señal If no están implicados) una máquina de inducción o de reluctancia variable, una máquina de garras de imanes interpolares, una máquina con rotor híbrido hecho con chapas laminadas y de polos lisos con devanado de excitación e imanes permanentes. [0073] El circuito de control de modulación de anchura de pulsos de la invención permite controlar la máquina eléctrica en toda la gama velocidades de rotación del rotor. Coopera separadamente o en combinación con:

-un medio para impedir el calado del motor térmico; -un medio de regulación de la velocidad del vehículo en el modo de arranque, -un medio de regulación de la potencia eléctrica disponible en la red de a bordo del vehículo en el cual la máquina eléctrica y el circuito de control de la invención están montados;

-un medio de regulación de la potencia mecánica del grupo motopropulsor del vehículo en el cual la máquina eléctrica y el circuito de control de la invención están montados; -un medio de alisado de las separaciones de deceleración y de parada del vehículo en el cual la máquina eléctrica y el circuito de control de la invención están montados; -un medio de alisado de las variaciones de par solicitado al grupo motopropulsor del vehículo en el cual la máquina eléctrica y el circuito de control de la invención están montados; -un medio para adaptar la corriente en las fases de la máquina eléctrica en función de al menos el estado de carga de la batería del vehículo, del nivel de energía térmica y de cualquier otro parámetro de medida del entorno del vehículo.

[0074] Se destaca que el control aportado por la invención garantiza un comportamiento dinámica rápido de la máquina, una reducción del ruido magnético de la máquina eléctrica en todos sus modos de funcionamiento, una reducción de las emisiones de radiofrecuencia EMC, especialmente en función de la resolución de un compromiso entre las pérdidas y la velocidad de conmutación de los interruptores controlados utilizados en el circuito convertidor. [0075] Se destaca que el circuito de control de la invención garantiza la producción de corriente en todo el intervalo de funcionamiento de velocidades en modo generatriz incluso para bajas velocidades de rotación. [0076] Se destaca que el circuito de control de la invención garantiza el arranque y la asistencia en los modos DEM y ASS incluso a velocidades de rotación elevadas del orden de 7.000 vueltas por minuto. [0077] El conjunto de estas ventajas es posible incluso con una máquina eléctrica que presente un número reducido de vueltas en los arrollamientos del estator lo cual garantiza una reducción de las pérdidas resistivas de potencia. [0078] La forma de onda triangular puede ser variada en especial al nivel de las pendientes de sus frentes de subida y de bajada. Puede ser sustituida por una forma de onda trapezoidal o también con un control vectorial de tipo FOC. La forma de onda también puede ser combinada con un medio para producir un efecto de histéresis en los frentes de onda. Este medio para producir un efecto histéresis en los frentes de onda produce un avance temporal durante la activación de un frente de ondas y/o un retardo temporal durante la desactivación de un frente de ondas.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

Esta lista de referencias citadas por el solicitante está prevista únicamente para ayudar al lector y no forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto el 5 máximo cuidado en su realización, no se pueden excluir errores u omisiones y la OEP declina cualquier responsabilidad al respecto.

Documentos de patente citados en la descripción

10 • EP 1219493 A [0002]

•: US 20020007975 A [0003]

•: FR 2745445 A [0005]

Claims

Reivindicaciones

1.

Circuito de control por modulación de la anchura del pulso PWM para máquina eléctrica giratoria multi modo (1) dotada de un estator (2) polifásico y de un rotor bobinado (3), que comprende:

-un circuito convertidor de corriente alterna/ continua reversible (4) conectado entre dos bornes de alimentación continua (29P, 29N) y dotado de bornes controlados (23 25), estando cada borne controlado (23 -25) destinado a ser conectado a al menos una fase del estator (2) de dicha máquina (1); -una pluralidad de sensores (6, 7) destinados a medir la corriente y/o la tensión en cada fase de dicha máquina (1); -un medio (9, 10) para producir una información instantánea sobre la posición y la velocidad de rotación del rotor (3) de dicha máquina (1); -un circuito de pilotaje (14) de las ramas del circuito convertidor de corriente alterna-continua (4) en función de las medidas eléctricas en las fases y de la posición y de la velocidad del rotor; caracterizado por el hecho de que comprende también un circuito (11) que produce por un lado una señal de control de conmutación por una línea (28) con destino a un circuito troceador (5) conectado a la excitación del rotor (3) y por otro lado una pluralidad de señales de referencia con destino a un circuito (13) generador de señales de pilotaje con destino al puente de alimentación (4) del estator (2) de la máquina eléctrica (1) en función del modo deseado de funcionamiento de la máquina eléctrica giratoria seleccionado de entre los modos de funcionamiento como motor de arranque, motor eléctrico de accionamiento, motor eléctrico de refuerzo, alternador o alternador de recuperación de energía mecánica de frenado.
2.

Circuito según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el circuito

(10) de detección de rotación produce una primera señal (θ) representativa del ángulo de rotación instantánea del rotor con respecto a una posición de referencia y una segunda señal (ω) representativa de la velocidad angular de rotación del rotor.
3.

Circuito según la reivindicación 1 ó la 2, caracterizado por el hecho de que comprende también un circuito (15) generador de una onda de base conectada a un borne de entrada del circuito (13) generador de señales de pilotaje.
4.

Circuito según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que la onda de base está constituida por una onda de forma triangular, que presenta un primer frente creciente a una primera velocidad y un segundo frente decreciente a una segunda velocidad.
5.

Circuito según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que el circuito

(13) generador de señales de pilotaje produce una pluralidad de señales de pilotaje (C1, C2 y C3) que son conectadas a unas entradas de un circuito de adaptación (14) para producir señales de puesta en conducción (P1 a P6) de las rejillas de los diferentes interruptores semi-conductores del puente (4).
6. Circuito según la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que el circuito

(13) comprende al menos en parte de las fases del estator un sustractor (31, 34) del cual un primer borne de entrada positivo está conectado al borne de entrada de una de las llamadas señales de referencia (S1, S2) y del cual un segundo borne de entrada negativo está conectado al borne de entrada de una de las llamadas señales de medida (M1, M2), y cuyo borne de salida está conectado a un borne de entrada de un circuito de corrección (32, 35) que aplica una función de corrección F1 () ó F2() que se presenta a la salida del circuito de corrección (32) en la forma:

imagen1
7.

Circuito según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que la señal de salida (A1) proveniente del circuito de corrección (35) se aplica a un primer borne de entrada de un comparador (33, 36) del cual un segundo borne de entrada de comparación está conectado a la salida del circuito (15) generador de la señal de pilotaje y que permite hacer cambiar el estado de conducción del interruptor controlado (16, 17) en el electrodo de rejilla al cual el borne de salida del comparador (33, 36) está conectado.
8.

Circuito según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que los bornes de salida de los dos circuitos de corrección (32, 35) también están conectados a unos bornes de entrada respectivos de un sumador (37) cuyo borne de salida se aplica a un primer borne de entrada de un comparador (38) del cual un segundo borne de entrada

de comparación está conectado a la salida del circuito (15) generador de la señal de pilotaje, y por el hecho de que el borne de salida del comparador (38) suministra una señal para hacer cambiar el estado de conducción del interruptor controlado (18) en el electrodo de rejilla al cual el borne de salida del comparador (38) está conectado.
9.

Circuito según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que coopera con un medio de detección de un modo de funcionamiento tal como un medio de descodificación de un control aplicado a la máquina eléctrica a un ordenador de a bordo decide sobre el funcionamiento seleccionado de entre uno de los modos siguientes:

-un modo de funcionamiento como motor de arranque del motor térmico; -un modo de funcionamiento como alternador para recargar la batería eléctrica conectada a la red de a bordo de alimentación con tensión continua; -un modo de funcionamiento como un motor de accionamiento que trabaja directamente sobre las ruedas del vehículo o indirectamente combinando su potencia mecánica suministrada con la potencia mecánica suministrada por el resto del grupo motopropulsor; -un modo de funcionamiento como generatriz que trabaja recuperando la energía de frenado solicitada por el grupo motopropulsor.
10.

Circuito según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que, en uno de los modos de motor, para aumentar el par disponible sobre el rotor comprende un medio para aumentar la corriente en el estator para un número ns de vueltas de los devanados del estator determinado y un medio para reforzar la corriente en el estator cuando la velocidad de rotación del rotor es elevada.
11.

Circuito según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que, en uno de los modos de funcionamiento en alternador:

(a)

para poder volcar una corriente en la red creando una fuerza electromotriz e superior a la tensión de la batería para velocidades reducidas hasta una velocidad suficiente para pasar en modo de rectificación de diodos;

(b)

más allá de una velocidad de rotación determinada, comprende un medio para limitar la corriente solicitada a la batería.
12.

Circuito según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el circuito (11) generador de señales de referencia comprende un programa para su funcionamiento en modo motor según dos zonas (zona A y zona B) determinadas por una velocidad límite (ΩL).
13.

Circuito según la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que, en modo de motor de arranque DEM, comprende un medio para determinar una modulación por anchura de pulsos que presenta un par de salida constante para una velocidad de rotación W que varía desde la velocidad nula hasta una velocidad límite, y que presenta un decrecimiento a potencia constante hasta una velocidad máxima.
14.

Circuito según la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que, en modo de ayuda ASS, comprende un medio para determinar una modulación por anchura de pulsos que presenta un par de salida decreciente linealmente a partir de una velocidad determinada de separación (ΩL) entre unas zonas (A y B) correspondiente ventajosamente al ralentí del motor térmico hasta aproximadamente 7.000 vueltas por minuto.
15.

Circuito según la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que cuando la máquina empieza a funcionar en modo motor comprende un circuito suplementario

(53) para detectar cuando la tensión generada por la batería (50) es superior a la mitad de un valor nominal U0 de funcionamiento de la batería (50) con una tensión de salvaguardia ΔU predeterminada.
16.

Circuito según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el medio para producir señales de referencia para el control del estator comprende también un medio para recibir un control de configuración de carga, que puede ser suministrado por un ordenador de control del grupo motopropulsor y/o del vehículo completo para determinar si la máquina debe trabajar a plena carga o a carga reducida.
17.

Circuito según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el medio para producir señales de referencia para el control del estator comprende también un medio para colocar el circuito de control 13 en un estado tal de

modo que el puente 4 produzca una onda sinusoidal que presente un avance de fase comprendido entre 90 y 180° de ángulo en modo alternador.
18.

Circuito según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que, en modo alternador, comprende un medio para determinar por un medio de grabación de un valor límite ΩD de la velocidad de rotación del rotor dos zonas de funcionamiento en velocidades: una zona C para las velocidades inferiores a la velocidad límite ΩD y una zona D para las velocidades superiores a ΩD, estando la velocidad límite determinada por el régimen común cuando la máquina trabaja en modulación de anchura de pulsos (parte de curva 60) y cuando trabaja en rectificación pasiva con diodos intrínsecos solamente (parte de curva 62).
19.

Circuito según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que, en modo alternador, comprende un medio para hacer trabajar el circuito de conversión o bien en un régimen en modulación de anchura de pulsos para los regímenes inferiores a ΩD o bien solamente en rectificación por diodos para los regímenes superiores a ΩD.
20.

Circuito según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el medio (11) para generar las señales de referencia (S1 y S2) para el control del estator y/o la señal de control (If) de la corriente rotórica comprende un circuito (27) que comprende una memoria de datos dotada de un medio para generar secuencias de datos en función de un argumento basado en la velocidad de rotación instantánea del rotor y del modo de funcionamiento escogido de la máquina eléctrica.
21.

Circuito según la reivindicación 20, caracterizado por el hecho de que el circuito

(27) con memoria está programado según las transformadas de Clarke y de Park para determinar el triplete de parámetros {Is, IR, ψ} que describe el estado eléctrico del estator y del rotor en diversas referencias giratorias con la velocidad de rotación instantánea del rotor elaborada por el borne de salida correspondiente del circuito (10).
22.

Circuito según la reivindicación 21, caracterizado por el hecho de que las señales representativas de la corriente en el estator y del ángulo eléctrico (Is y ψ) son transmitidas a dos primeras puertas de entrada de un circuito (26) del cual una tercera puerta está conectada a la salida correspondiente del circuito 10 que elabora una señal

representativa del ángulo instantáneo de rotación del rotor (θ) y por el hecho de que el circuito (26) comprende un medio para producir una pluralidad de señales de referencia (S1, S2, ...) para determinar la modulación en anchura de pulsos con ayuda de la onda de troceado producida por el circuito 15.
23.

Circuito según la reivindicación 22, caracterizado por el hecho de que el circuito

(26) para producir señales de referencia comprende medios para generar señales de referencia según la relación corriente definida por:

imagen1

donde Si() es una función predeterminada.
24. Circuito según la reivindicación 22, caracterizado por el hecho de que el circuito

(26) para producir señales de referencia comprende medios realizados en forma de un programa ejecutado por un circuito de tratamiento de señal de tipo DSP (Digita la señal Processing de tipo Harvard).
25. Circuito según la reivindicación 22, caracterizado por el hecho de que el circuito

(26) para producir señales de referencia comprende medios para generar la señal de referencia corriente Si() por un secuenciador que proporciona, en función del triplete de argumentos (Is, ψ, IR), una tabla de valores numéricos que representan una cartografía determinada previamente durante la carga del circuito de control.
26.

Circuito según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la máquina eléctrica puede ser una máquina con rotor de garras de tipo Lundell, de polos salientes, una máquina de imanes permanentes en el rotor una máquina de inducción o de reluctancia variable, una máquina de garras de imanes interpolares o una máquina con rotor híbrida hecha con chapas laminadas y de polos lisos con devanado de excitación e imanes permanentes.
27.

Circuito según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que comprende medios para controlar la máquina eléctrica en toda la gama de velocidades de rotación del rotor.
28.

Circuito según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que coopera separadamente o en combinación con:

-un medio para impedir el calado del motor térmico; -un medio de regulación de la velocidad del vehículo en el modo de arranque, -un medio de regulación de la potencia eléctrica disponible en la red de a bordo del vehículo en el cual la máquina eléctrica y el circuito de control de la invención están montados; -un medio de regulación de la potencia mecánica del grupo motopropulsor del vehículo en el cual la máquina eléctrica y el circuito de control de la invención están montados; -un medio de alisado de las separaciones de deceleración y de parada del vehículo en el cual la máquina eléctrica y el circuito de control de la invención están montados; -un medio de alisado de las variaciones de par solicitado al grupo motopropulsor del vehículo en el cual la máquina eléctrica y el circuito de control de la invención están montados; -un medio para adaptar la corriente en las fases de la máquina eléctrica en función de al menos el estado de carga de la batería del vehículo, del nivel de energía térmica y de cualquier otro parámetro de medida del entorno del vehículo.
29.

Circuito según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el circuito (15) generador de forma de ondas produce una forma de onda en forma de dientes de sierra (Figura 4, (a) y (b)), en triángulo (Figura 3, (c) y (d)) o trapezoidal (Figura 3, (g y (f)) o incluso con un control vectorial de tipo FOC, o por el hecho de que la forma de onda se combina con un medio para producir un efecto histéresis en los frentes de ondas.
30.

Máquina eléctrica para vehículo, que puede funcionar como motor de arranque, motor eléctrico de accionamiento, motor eléctrico de refuerzo, alternador o alternador de recuperación de energía mecánica de frenado y adaptada para funcionar con un circuito de control según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que comprende un estator bobinado cuyo número de espiras está calculado sobre la base de una energía de magnetización más reducida y por el hecho de que para los modos de funcionamiento que solicitan una energía de magnetización más elevada, se aplica un control en corriente al medio del circuito de control.