ES2617703T3 - Instalación de suministro de aire con un convertidor electrónico - Google Patents

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Abstract

Instalación de suministro de aire que comprende un compresor (2) accionado por un motor (1) para la generación de aire a presión, de una instalación (3) de secado de aire para deshumedecer el aire a presión generado, un convertidor (4) electrónico para el control del compresor en función de la necesidad y varios sensores (5) analógicos y/o digitales para la generación de señales eléctricas, caracterizada porque las señales eléctricas pueden utilizarse para el control del convertidor (4) electrónico y para la monitorización y el control del compresor (2) y en el convertidor (4) electrónico tiene lugar un procesamiento de las señales eléctricas generadas por los sensores (5) en señales de bus, que pueden proporcionarse para la evaluación en una interfaz (6) de bus.

Description

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DESCRIPCION
Instalacion de suministro de aire con un convertidor electronico Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a una instalacion de suministro de aire que comprende un compresor accionado por un motor para la generacion de aire a presion, de una instalacion de secado de aire para deshumedecer el aire a presion generado, un convertidor electronico para el control del compresor en funcion de la necesidad y varios sensores analogicos y/o digitales para la generacion de senales electricas.
El campo de aplicacion de la invencion se extiende particularmente a vehlculos sobre carriles cuyo sistema de suministro de aire a presion sirve en primer lugar para la prevision de una presion de frenado para los frenos de vehlculo. Sin embargo tambien puede idearse disponer la instalacion de suministro de aire en vehlculos industriales de todo tipo, para mantener all! un circuito neumatico.
Antecedentes de la invencion
A partir del estado de la tecnica generalmente conocido se deduce que los accionamientos de compresor para instalaciones de suministro de aire en vehlculos sobre carriles se alimentan mediante los denominados convertidores auxiliares. A este respecto, un convertidor de entrada se ocupa de la adaptacion de la tension de entrada y una pluralidad de convertidores de salida realizan la adaptacion a los diferentes consumidores. Mediante el convertidor auxiliar no solo se maneja la instalacion de suministro de aire, sino tambien aparatos adicionales como por ejemplo ventiladores de enfriamiento e instalaciones de climatizacion.
Los convertidores separados que alimentan el accionamiento del compresor de la instalacion de suministro de aire son una excepcion, en particular en los vehlculos sobre carriles. Siempre y cuando se utilicen unidades de diagnostico para el compresor, estas se realizan como aparatos de control adicionales independientemente del convertidor. Ademas, los convertidores expuestos tienen, en particular para la explotacion ferroviaria, unas grandes dimensiones y exigen de este modo mucho espacio constructivo con un gran peso en la mayorla de los casos. Una tendencia que se impone de manera creciente en la tecnica de accionamiento es que cada consumidor mantiene su propio convertidor. De ese modo, surgen nuevas posibilidades de control, pudiendo implementarse, mediante electronica integrada en el convertidor adicional, el diagnostico de aparatos y el procesamiento de senales a traves del convertidor.
Por el documento DE 10 2009 050 720 A1 se deduce una unidad de compresor de un vehlculo sobre carriles, pudiendo conectarse el dispositivo de control con la unidad de compresor. Unos primeros medios de registro estan previstos para registrar la energla de frenado recuperada disponible. Ademas, estan previstos unos medios de control para activar la unidad de compresor independientemente de la energla de frenado registrada por los primeros medios de registro. Los medios de control estan configurados de tal manera que activan la unidad de compresor, en cuanto los primeros medios de registro registran una magnitud predeterminable de la energla de frenado disponible. Ademas, estan previstos unos segundos medios de registro para registrar la presion en un sistema de conduccion de aire a presion del vehlculo sobre carriles. El objetivo del dispositivo de control consiste en conseguir una reduccion del consumo de energla para una unidad de compresor de un vehlculo sobre carriles.
El documento DE 10 2010 020 266 A1 da a conocer una instalacion de suministro de aire a presion con un compresor para la generacion de aire a presion, de una instalacion de secado de aire para deshumedecer el aire a presion generado y sensores para la generacion de senales electricas. La instalacion se cambia mediante un aparato de control de frenado, que contiene dos microprocesadores que se monitorizan mutuamente, entre la fase de carga, la fase de limpieza y la fase de descarga.
Descripcion de la invencion
Por tanto, el objetivo de la presente invencion es poner a disposicion una instalacion de suministro de aire, que controla la velocidad de giro del compresor en funcion de la necesidad, al igual que procesa senales del diagnostico del compresor.
El objetivo se alcanza partiendo de una instalacion de suministro de aire segun el preambulo de la reivindicacion 1 en conexion con sus caracterlsticas distintivas. Perfeccionamientos ventajosos de la invencion se deducen a partir de las siguientes reivindicaciones dependientes.
Segun la invencion, las senales electricas pueden utilizarse para el control del convertidor electronico y para la monitorizacion y el control del compresor, en el convertidor electronico tiene lugar un procesamiento de las senales electricas generadas por los sensores en senales de bus, que pueden proporcionarse para la evaluacion en una
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interfaz de bus. Preferiblemente, el convertidor electronico procesa las senales electricas en una senal de bus CAN. Pueden economizarse los aparatos de control separados para la monitorizacion electronica del compresor y del motor. Ademas, se crea la posibilidad de acoplar senales de diagnostico del control de compresor de manera inteligente con otras senales de diagnostico y control del convertidor, procesarlas y producir estados de funcionamiento ventajosos mediante la comunicacion entre los aparatos de control para el compresor y/o la instalacion de suministro de aire.
La invencion incluye la ensenanza tecnica de que el convertidor electronico es un convertidor de frecuencia con un control programable mediante almacenamiento. A traves del control programable mediante almacenamiento integrado se implementa un programa de control definido por el usuario en el convertidor electronico. Este programa lee las senales de entradas analogicas y digitales, las procesa y regula segun la programacion la frecuencia de salida. El convertidor electronico dispone preferiblemente de ocho entradas analogicas para el procesamiento de las senales de sensor para la monitorizacion del compresor.
Segun un ejemplo de realizacion preferido, el software que comprende instrucciones de control para el reconocimiento de valores llmite y la generation de senales de aviso esta almacenado en un aparato de control de frenado central. En una variante preferida, se realiza una funcion maestra directamente mediante el aparato de control de frenado central. De esta manera, no tiene lugar el desarrollo de un hardware de evaluation especlfico del compresor. Un programa que calcula el reconocimiento de valores llmite y que genera senales de aviso con un software de evaluacion se almacena preferiblemente en un maestro de bus.
Segun un ejemplo de realizacion preferido adicional, se implementa un software que comprende instrucciones de control para el reconocimiento de valores llmite y la generacion de senales de aviso en el control programable mediante almacenamiento del convertidor electronico. La ventaja de la realizacion con convertidor es una descarga del rendimiento de un maestro (BSG), dado que este ya solo transmite las senales y por consiguiente no tiene lugar un calculo.
Preferiblemente, el compresor es un compresor de piston lubricado con aceite o libre de aceite de dos etapas. Puede idearse igualmente un compresor lubricado con aceite o libre de aceite de una etapa. La monitorizacion del compresor esta compuesta, en el caso de compresores de piston libres de aceite de dos etapas, por sensores que monitorizan en particular al menos una temperatura de pared de cilindro, una temperatura de aire de refrigeration, una temperatura de aspiration, as! como presiones, como una presion final, una presion intermedia y una presion inferior en el filtro de aspiracion. Por el contrario, en el caso de compresores lubricados con aceite, es adicionalmente razonable monitorizar en particular una temperatura de aceite y una temperatura de salida de aire.
Por lo demas, es preferible que el compresor sea un compresor de rotation. El compresor es preferiblemente un compresor de tornillo de una etapa.
Segun una medida que mejora adicionalmente la invencion se propone que el convertidor electronico este fijado directamente al motor. De ese modo, puede implementarse un modo de construction compacto.
Segun un ejemplo de realizacion preferido, el motor y el compresor estan dispuestos en una envoltura metalica, disponiendo las llneas de sensor dispuestas entre la envoltura metalica y el convertidor electronico, y que discurren por consiguiente fuera de la envoltura metalica, de un blindaje para el blindaje frente a perturbaciones electromagneticas. Un convertidor electronico genera por razones de diseno perturbaciones electromagneticas. Estas pueden conducir a perturbaciones en las llneas de sensor de las senales de diagnostico y dar como resultado senales falsas. Las llneas de sensor blindadas se fijan a la envoltura metalica preferiblemente por medio de conectores. En el interior de la envoltura metalica, los cables siguen sin estar blindados, dado que la propia envoltura sirve como blindaje. En funcion del espacio constructivo disponible, puede idearse tambien ubicar el convertidor en el interior de la envoltura.
Preferiblemente, las llneas de sensor estan compuestas por hilos individuales con blindaje. Desde la envoltura metalica se conducen senales de sensor de manera blindada al convertidor. Usando un cable blindado multipolar no puede conducirse el blindaje hasta las regletas de conectores en el convertidor electronico. Se demuestra como especialmente ventajoso conducir cada senal de sensor individual a traves de un cable preferiblemente mediante uniones roscadas colectivas a un alojamiento del convertidor electronico.
Por lo demas es preferible que el motor sea un motor trifasico. Los motores trifasicos presentan en comparacion con los motores de corriente continua un tamano constructivo reducido y por consiguiente una densidad de potencia mas alta. Ademas, los motores trifasicos trabajan sin desgaste, dado que no tiene lugar un desgaste de las escobillas. Ademas, los motores electricos presentan emisiones de ruido reducidas en funcionamiento.
Breve descripcion de los dibujos
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Adicionalmente, se explican mas en detalle las medidas que mejoran la invencion a continuacion junto con la descripcion de un ejemplo de realizacion preferido de la invencion mediante las figuras. Muestran:
la figura 1 un diagrama de bloques simplificado de una instalacion de secado de aire segun la invencion con una envoltura metalica, y
la figura 2 un diagrama de bloques simplificado de una instalacion de secado de aire segun la invencion con un convertidor electronico dispuesto en un motor.
Descripcion detallada de una realizacion preferida
Segun la figura 1, una instalacion de suministro de aire segun la invencion presenta un compresor 2 accionado por un motor 1. Al compresor 2 esta asociada una instalacion 3 de secado de aire para deshumedecer el aire a presion generado. El motor 1 es un motor trifasico y el compresor 2 es un compresor de tornillo de una etapa. La instalacion 3 de secado de aire trabaja segun el principio de secado por adsorcion. Ademas, al compresor 2 estan asociados diferentes sensores 5 analogicos y digitales, que reciben informacion diferente y se alimentan a traves de una llnea 9 de sensor en el convertidor 4 electronico. El motor 1 as! como el compresor 2 y los sensores 5 estan dispuestos en el interior de una envoltura 8 metalica. La llnea 9 de sensor dispuesta entre los sensores 5 y el convertidor 4 electronico presenta un blindaje 10 entre la envoltura 8 metalica y el convertidor 4 electronico. Las senales electricas generadas por los sensores 5 se utilizan para el control del convertidor 4 electronico y la monitorizacion del compresor 2. En el convertidor 4 electronico tiene lugar un procesamiento de las senales electricas generadas por los sensores 5 en senales de bus. Estas senales de bus se proporcionan para la evaluacion en una interfaz 6 de bus. En un aparato 7 de control de frenado central esta almacenado el software que comprende instrucciones de control para el reconocimiento de valores llmite y la generacion de senales de aviso.
En la figura 2 se representa una instalacion de secado de aire segun la invencion adicional, estando fijado el convertidor 4 electronico directamente al motor 1. El motor acciona el compresor 2 para la generacion de aire a presion. La instalacion 3 de secado de aire tiene el objetivo de deshumedecer el aire a presion generado. Al contrario que la figura 1, el software que comprende instrucciones de control para el reconocimiento de valores llmite y la generacion de senales de aviso esta implementado en el control programable mediante almacenamiento del convertidor 4 electronico. La conexion electrica entre los sensores 5 y el convertidor 4 electronico tiene lugar a traves de la llnea 9 de sensor que presenta el blindaje 10.
La invencion no se limita al ejemplo de realizacion preferido descrito anteriormente. Mas bien pueden idearse ademas modificaciones del mismo, que tambien estan comprendidas por el campo de proteccion de las siguientes reivindicaciones. De este modo tambien es posible, por ejemplo, configurar la llnea 9 de sensor a partir de varios hilos individuales, que mientras sea necesario presentan un blindaje 10. Ademas, el compresor puede ser un compresor de piston lubricado con aceite o libre de aceite de dos etapas.
Adicionalmente, debe indicarse que “que comprende” no excluye ningun otro elemento o etapa y “una” o “uno” no excluye ninguna pluralidad. Ademas, debe indicarse que las caracterlsticas o etapas que se describieron con referencia a uno de los ejemplos de realizacion anteriores, tambien pueden usarse en combination con otras caracterlsticas o etapas de ejemplos de realizacion distintos de los descritos anteriormente. Los numeros de referencia en las reivindicaciones no deben considerarse como una limitation.
Lista de numeros de referencia
1
motor
2
compresor
3
instalacion de secado de aire
4
convertidor electronico
5
sensor
6
interfaz de bus
7
aparato de control de frenado
8
envoltura metalica
9
10
ilnea de sensor blindaje

Claims (10)

  1. 5
    10
    15
    20
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    35
    REIVINDICACIONES
    1. Instalacion de suministro de aire que comprende un compresor (2) accionado por un motor (1) para la generation de aire a presion, de una instalacion (3) de secado de aire para deshumedecer el aire a presion generado, un convertidor (4) electronico para el control del compresor en funcion de la necesidad y varios sensores (5) analogicos y/o digitales para la generacion de senales electricas,
    caracterizada porque las senales electricas pueden utilizarse para el control del convertidor (4) electronico y para la monitorizacion y el control del compresor (2) y en el convertidor (4) electronico tiene lugar un procesamiento de las senales electricas generadas por los sensores (5) en senales de bus, que pueden proporcionarse para la evaluation en una interfaz (6) de bus.
  2. 2. Instalacion de suministro de aire segun la reivindicacion 1,
    caracterizada porque el convertidor (4) electronico es un convertidor de frecuencia con un control programable mediante almacenamiento.
  3. 3. Instalacion de suministro de aire segun la reivindicacion 1 o 2,
    caracterizada porque un software que comprende instrucciones de control para el reconocimiento de valores llmite y la generacion de senales de aviso esta implementado en el control programable mediante almacenamiento del convertidor (4) electronico.
  4. 4. Instalacion de suministro de aire segun la reivindicacion 1,
    caracterizada porque el software que comprende instrucciones de control para el reconocimiento de valores llmite y la generacion de senales de aviso se almacena en un aparato (7) de control de frenado central.
  5. 5. Instalacion de suministro de aire segun la reivindicacion 1,
    caracterizada porque el compresor (2) es un compresor de piston lubricado con aceite o libre de aceite de dos etapas.
  6. 6. Instalacion de suministro de aire segun la reivindicacion 1, caracterizada porque el compresor (2) es un compresor de rotation.
  7. 7. Instalacion de suministro de aire segun la reivindicacion 1,
    caracterizada porque el convertidor (4) electronico esta fijado directamente al motor (1).
  8. 8. Instalacion de suministro de aire segun la reivindicacion 1,
    caracterizada porque el motor (1) y el compresor (2) estan dispuestos en una envoltura (8) metalica, disponiendo las llneas (9) de sensor dispuestas entre la envoltura (8) metalica y el convertidor (4) electronico y que discurren por consiguiente fuera de la envoltura (8) metalica, de un blindaje (10) para el blindaje frente a perturbaciones electromagneticas.
  9. 9. Instalacion de suministro de aire segun la reivindicacion 8,
    caracterizada porque las llneas (9) de sensor estan compuestas por hilos individuales con blindaje.
  10. 10. Instalacion de suministro de aire segun la reivindicacion 1, caracterizada porque el motor (1) es un motor trifasico.
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