ES2325817T3 - Dispositivo para el mando de un motor de condensador y dispositivo de ventilacion con dicho dispositivo. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para el control de un motor de condensador (M) con un circuito rectificador (10) para rectificar una tensión de entrada y para emitir una tensión de salida y con dos circuitos de convertidor reductor (20, 25), a los cuales se puede aplicar respectivamente la tensión de salida del circuito rectificador (10), así como con un circuito de control (30) para generar las señales de control para los elementos de conmutación (T1, T2, T3, T4) en los circuitos de convertidor reductor (20, 25), con lo cual para una semionda de salida positiva con la forma de una tensión senoidal rectificada puede activarse un primer circuito de convertidor reductor (20) que ajusta una amplitud positiva por una modulación por amplitud de pulsos o modulación de pausa de impulsiones, con lo cual para una semionda de salida negativa con la forma de una tensión senoidal rectificada puede activarse un segundo circuito de convertidor reductor (25) que ajusta una amplitud negativa mediante una modulación por amplitud de pulsos o modulación de pausa de impulsiones, estando dispuesto el motor de condensador (M) entre los dos circuitos de convertidor reductor (20, 25), caracterizado por un circuito detector de pasaje por cero para generar una señal de detección de pasaje por cero (B) que presenta un nivel lógico alto en caso de una semionda de salida positiva y un nivel lógico bajo en caso de una semionda negativa, donde el circuito de control (30) genera las señales de control como modulación por amplitud de pulsos por combinación de la señal de detección de pasaje por cero (B) y una señal de modulación por amplitud de pulsos (A) o señal de modulación de pausa de impulsiones, que está a disposición del circuito de control (30) por una separación galvánica y que ajusta la amplitud de la tensión de salida de los circuitos de convertidor reductor (20, 25) y donde el circuito de control (30) genera la señal de control para un primer elemento de conmutación (T1) por enlace de señales ((/B y A) o (B y /A)) y emite la señal de detección de pasaje por cero (B) como señal de control para un segundo elemento de conmutación (T2), con lo cual el circuito de control (30) genera la señal de control para un tercer elemento de conmutación (T3) por enlace de señales ((B y A) o (/B y /A)) e invierte la señal de detección de pasaje por cero (B) y emite la señal invertida (/B) como señal de control para un cuarto elemento de conmutación (T1).
Description
Dispositivo para el mando de un motor de
condensador y dispositivo de ventilación con dicho dispositivo.
La invención se refiere a un dispositivo para
controlar un motor de condensador así como un dispositivo de
ventilación con un tal dispositivo.
La velocidad de los motores de condensador
conocidos se ajusta habitualmente controlando las amplitudes, por
lo cual se controla el número de revoluciones n por el
deslizamiento del motor s. En caso de una tensión inferior, también
el par de giro será más bajo y por ello el deslizamiento s será
mayor. El número de revoluciones producido es
n=(1-s)*n_{0}. Al motor se proporciona por lo tanto una tensión alterna senoidal con frecuencia de red y amplitud libremente regulable.
n=(1-s)*n_{0}. Al motor se proporciona por lo tanto una tensión alterna senoidal con frecuencia de red y amplitud libremente regulable.
En el estado actual de la técnica se emplean
esencialmente dos dispositivos o procedimientos para controlar los
motores de condensador. La Fig. 1 ilustra un dispositivo
convencional para controlar el rendimiento mediante resistencias en
serie R1 a R3 que son introducidas en un bucle por medio de
elementos de conmutación S1 a S4 entre el motor del condensador M y
una alimentación de tensión E1 o pueden ser puenteados. La Fig. 2
ilustra un dispositivo convencional para el control del rendimiento
por medio de una acometida de bobinado en un autotransformador, los
cuales pueden ser seleccionados por elementos de conmutación S1 a
S4. Ambas soluciones se caracterizan por una técnica robusta y
probada múltiples veces y presentan pocos componentes no
susceptibles a fallos. Particularmente la solución con el
autotransformador presenta escasas pérdidas y un alto rendimiento.
Ambas soluciones permiten sin embargo solamente una regulación de
potencia escalonada. Un arranque suave con una aceleración continua
no es posible. Además, en la solución con el autotransformador se
genera un elevado coste de cableado y un alto peso y volumen del
circuito electrónico. En caso de la solución con la resistencia
adicional se producen altas pérdidas y un rendimiento escaso en el
servicio con carga parcial.
La patente JP 7046886 A muestra un dispositivo
para el control de un motor con un circuito rectificador. Para el
accionamiento del motor se utiliza una modulación por amplitud de
pulsos. Cuatro transistores están previstos en un circuito de
puente a modo de un puente H con dos ramales de puente. La
modulación por amplitud de pulsos se ejerce con una detección de
pasaje por cero, en la cual tiene lugar una comparación con una
función de diente de sierra.
La tarea de la invención es indicar un
dispositivo económico para el control de un motor de condensador y
un dispositivo de ventilación provisto del mismo, en el cual el
volumen constructivo y el peso del circuito electrónico y el coste
de cableado sean claramente reducidos.
La invención resuelve la tarea con un
dispositivo para el control de un motor de condensador con las
características de la reivindicación 1 así como un dispositivo de
ventilación con las características de la reivindicación 2. Las
configuraciones ventajosas así como preferidas de la invención son
objeto de otras reivindicaciones y serán detalladamente descritas a
continuación. El texto de las reivindicaciones ha sido realizado
haciendo referencia explícita al contenido de la descripción.
Según la invención, en caso de un dispositivo
para el control de un motor condensador están previstos dos
circuitos de convertidor reductor, a los cuales se aplica
respectivamente la tensión de salida de un circuito rectificador.
Para una semionda de salida positiva se activa un primer circuito de
convertidor reductor que ajusta una amplitud positiva mediante una
modulación por amplitud de pulsos. Para una semionda de salida
negativa se activa un segundo circuito de convertidor reductor que
ajusta una amplitud negativa con respecto al motor mediante una
modulación por amplitud de pulsos. El motor de condensador está
dispuesto entre los dos circuitos de convertidor reductor. Por
ello, el dispositivo para controlar un motor de condensador según la
invención produce de una manera ventajosa, a partir de una tensión
alterna de entrada, una tensión alterna de salida de la misma
frecuencia, cuya amplitud es inferior o igual a la tensión de
entrada.
En los convertidores reductores utilizados, la
tensión de entrada es cortada de manera ventajosa a alta frecuencia
y la amplitud de la tensión de salida es ajustada por una
modulación por amplitud de pulsos o por un control de pausa de
impulsiones o modulación de pausa de impulsiones. Así se puede
ajustar continuamente el número de revoluciones y por tanto la
potencia del motor de condensador. La amplitud de la tensión de
salida se obtiene preferiblemente de la relación lineal simple:
U_{desconex} =
U_{conex}*t_{conex}/(t_{conex}+t_{desconex}).
Al aumentar la frecuencia se ahorra de manera
ventajosa en el volumen constructivo y el peso. Por ejemplo un
transformador de 20 kHz con la misma potencia es esencialmente
menor que un transformador de 50 Hz.
Puesto que se puede utilizar un circuito de
convertidor reductor individual sólo en caso de tensiones
senoidales, mientras estas sean superiores a cero, la tensión de
red es rectificada y se utilizan dos circuitos de convertidor
reductor que están dispuestos como circuito en puente completo. El
motor de condensador está dispuesto entre los ramales de semipuentes
y recibe una tensión alterna. El primer circuito de convertidor
reductor produce una tensión de salida senoidal regulable mediante
el factor de duración para la semionda de salida. El segundo
circuito de convertidor reductor produce a través del factor de
duración una tensión de salida senoidal regulable para la semionda
de salida.
En el dispositivo según la invención hay un
circuito de control que genera señales de control para elementos de
conmutación en los circuitos de convertidor reductor. Estos por
ejemplo se utilizan para conmutar entre los circuitos de
convertidor reductor. Así por ejemplo, en un pasaje por tensión
cero se puede conmutar siempre de un circuito de convertidor
reductor al otro.
En el dispositivo según la invención hay un
circuito detector de pasaje por cero que genera una señal de
detección de pasaje por cero B. Esta presenta un nivel lógico alto
en la semionda de salida positiva y un nivel lógico bajo en la
semionda negativa. Esta señal de detección de pasaje por cero
síncrona de red B, la cual tiene sus flancos en el pasaje por cero
de la tensión de red, es utilizada para conmutar entre los
circuitos de convertidor reductor.
El circuito de control combina la señal de
detección de pasaje por cero B con una señal de modulación por
amplitud de pulsos A. Esta es proporcionada al circuito de control
mediante una separación galvánica y ajusta la amplitud de la
tensión de salida del convertidor reductor. Aquel genera las señales
de control para los elementos de conmutación de los circuitos de
convertidor reductor mediante diferentes combinaciones de las
señales A, B citadas.
El circuito de control genera la señal de
control para un primer elemento de conmutación por enlace de
señales ((/B y A) o (B y /A)). En este caso /B significa el caso de
que la semionda de red es negativa, es decir la barra significa la
negación de la señal.
Como señal de control para un segundo elemento
de conmutación, el circuito de control emite la señal de detección
de pasaje por cero B.
El circuito de control genera la señal de
control para un tercer elemento de conmutación por el enlace de
señales ((B y A) o (/B y /A)).
El circuito de control invierte la señal de
detección de pasaje por cero B y emite la señal invertida /B como
señal de control para un cuarto elemento de conmutación.
El dispositivo arriba descrito para el control
de un motor de condensador es utilizado en un dispositivo de
ventilación según la invención. Se puede emplear generalmente para
otras unidades con regulación de velocidad, ventajosamente en una
campana extractora u otra unidad de accionamiento. Una campana
extractora con este dispositivo para el control del motor tiene la
ventaja de que junto a la posibilidad de una adaptación continua de
la campana extractora a la potencia de aspiración pueden lograrse
también ventajas de montaje y de costes. Además, gracias al
dispositivo de control según la invención puede conectarse
directamente cualquier motor de condensador de la clase de potencia
sin adaptación. Además el control del motor de condensador es
independiente de la carga.
Estas y otras características se deducen además
de las reivindicaciones también de la descripción y los dibujos,
pudiendo ser realizadas las características individuales en cada
caso por sí solas o varias en forma de combinaciones alternativas
en una forma de realización de la invención y pueden ser realizadas
en otros campos así como representar realizaciones ventajosas así
como aptas par su protección, protección que aquí se solicita. La
subdivisión de la solicitud en secciones únicas así como títulos
provisionales no limitan estas declaraciones hechas bajo este
concepto en su validez general.
Las formas de realización ventajosas descritas a
continuación de ejemplos de realización convencionales así como de
la invención están representadas esquemáticamente en los dibujos.
Se muestra:
Fig. 1 un esquema eléctrico esquemático de un
dispositivo convencional para el control de un motor por
resistencias en serie,
Fig. 2 un esquema eléctrico esquemático de un
dispositivo convencional para el control de un motor por un
autotransformador con acometidas de bobinado,
Fig. 3 un esquema principal de un circuito de
convertidor reductor convencional.
Fig. 4 un diagrama de bloques esquemático de un
dispositivo según la invención para el control de un motor de
condensador,
Fig. 5 un diagrama de bloques esquemático de un
circuito de control para el dispositivo para el control de un motor
de condensador de la Fig. 4 y
Fig. 6 un esquema eléctrico esquemático de una
disposición de puente completo de dos circuitos de convertidor
reductor con conmutación para el dispositivo de la Fig. 4.
La Fig. 4 ilustra un diagrama de bloques
esquemático de un dispositivo según la invención para el control de
un motor de condensador. Según se puede ver en la Fig. 4, el
dispositivo 100 para el control de un motor de condensador M
comprende un circuito rectificador 10 para rectificar una tensión
de entrada E1 y para emitir una tensión de salida. Además comprende
dos circuitos de convertidor reductor 20, 25, a los cuales se
aplica respectivamente la tensión de salida del circuito
rectificador 10, y un circuito de control 30 que genera señales de
control para elementos de conmutación que están dispuestos en los
circuitos de convertidor reductor 20, 25. El dispositivo según la
invención genera a partir de una tensión alterna de entrada E1 una
tensión alterna de salida de la misma frecuencia, cuya amplitud es
inferior o igual a la tensión de entrada E1. Esto se logra
rectificando la tensión de entrada E1. Esta tensión sirve a los dos
circuitos de convertidor reductor 20, 25 como tensión de entrada.
Para una semionda de salida positiva se activa un primer circuito de
convertidor reductor 20 que ajusta una amplitud positiva mediante
una modulación por amplitud de pulsos. Para una semionda de salida
negativa se activa un segundo circuito de convertidor reductor 25
que ajusta una amplitud negativa mediante una modulación por
amplitud de pulsos. El motor de condensador M está dispuesto entre
los dos circuitos de convertidor reductor 20, 25 y recibe así una
tensión alterna.
La Fig. 3 ilustra un esquema principal de un
circuito de convertidor reductor que funciona también con una
tensión senoidal, mientras esta sea superior a cero. Esto sin
embargo es sólo el caso para una semionda de la tensión de entrada
E1, por ej. de la tensión de red. La semionda negativa daría lugar
a un cortocircuito por un diodo D y un contacto de conmutación S. De
este modo se rectifica la tensión de entrada E1, por lo cual se
aplica una tensión senoidal al circuito de convertidor reductor. El
circuito de convertidor reductor produce mediante el factor de
duración una tensión inicial de entrada regulable, por lo cual el
motor sin embargo sólo tiene disponible una tensión senoidal
rectificada. En el dispositivo según la invención de la Fig. 4 se
utiliza por lo tanto otro circuito de convertidor reductor para la
semionda negativa.
La Fig. 5 ilustra un diagrama de bloques
esquemático del circuito de control 30 para el dispositivo 100 para
el control de un motor de condensador M de la Fig. 4. Según se
puede ver en la Fig. 5, el circuito de control 30 genera las
señales de control para los elementos de conmutación T1, T2, T3, T4
a través de medios de enlace lógicos. Estos comprenden dos
inversores 31, 32, cuatro enlaces Y 33 a 36 y dos enlaces O 37,
38.
La Fig. 6 ilustra un esquema eléctrico
esquemático de la disposición de puentes completos de los dos
circuitos de convertidor reductor 20, 25 con conmutación para el
dispositivo 100 para el control del motor de condensador M de la
Fig. 4. Según se puede deducir de la Fig. 6 son necesarias cuatro
señales de control para el accionamiento de cuatro elementos de
conmutación T1, T2, T3 y T4 de la disposición de puente completo de
los dos circuitos de convertidor reductor 20, 25. La
predeterminación del valor teórico se efectúa por ejemplo a través
de un microcontrolador. Este proporciona una señal de modulación
por amplitud de pulsos A, con la cual se puede ajustar la amplitud
de la tensión de salida de los circuitos de convertidor reductor 20,
25. Esta señal de modulación por amplitud de pulsos A provee el
microcontrolador galvánicamente por separado, ya que el
microcontrolador debe satisfacer la exigencia propia por motivos de
seguridad. En el caso de que ahora las cuatro señales de
accionamiento sean generadas por el microcontrolador para los
cuatro elementos de conmutación T1, T2, T3 y T4 de la disposición de
puente completo, entonces se precisa una separación galvánica para
cada señal de control. Esta es convertida por ejemplo por los
acopladores ópticos correspondientes. Puesto que esta solución es
bastante cara, la señal de modulación por amplitud de pulsos A es
enlazada ventajosamente con una señal de detección de pasaje por
cero para la generación de las cuatro señales de control para los
cuatro elementos de conmutación T1, T2, T3 y T4 de la disposición
de puente completo B. Así es necesaria una separación galvánica
sólo para la señal de modulación por amplitud de pulsos A.
La señal de detección de pasaje por cero B, la
cual tiene sus flancos en el pasaje por cero de la tensión de
entrada E1, es generada por un circuito detector de pasaje por cero
no representado. La señal de detección de pasaje por cero B
presenta un nivel lógico alto en la semionda de salida positiva y un
nivel lógico bajo en la semionda negativa.
Según se puede deducir de la Figura 5, el
circuito de control 30 genera las señales de control para los
cuatro elementos de conexión T1, T2, T3 y T4 de la disposición de
puente completo con los correspondientes medios de enlace lógicos
31 a 38. Estos realizan las funciones de enlace precisas de la
señal de detección de pasaje por cero B y de la señal de modulación
por amplitud de pulsos A. La señal de control para un primer
elemento de conmutación T1 es generada por el enlace de señales
((/B y A) o (B y /A)). La misma corresponde en la semionda de
tensión de entrada negativa a la señal de modulación por amplitud
de pulsos A de alta frecuencia generada por el microcontrolador y
en la semionda de tensión de entrada positiva a la señal de
modulación por amplitud de pulsos A complementaria o al valor O.
Como señal de control para un segundo elemento de conmutación T2 se
emite la señal de detección de pasaje por cero B. Así se
interconecta el segundo elemento de conmutación T2 en la semionda
de tensión de entrada positiva.
La señal de control para un tercer elemento de
conmutación T3 es generada por el enlace de señal ((B y A) o
(/B
y /A)). La misma corresponde en la semionda de tensión de entrada positiva de alta frecuencia a la señal de modulación por amplitud de pulsos A generada por el microcontrolador y en la semionda de tensión de entrada negativa a la señal de modulación por amplitud de pulsos A complementaria o al valor O. Como señal de control para un cuarto elemento de conmutación T4 se emite una señal invertida /B de la señal de detección de pasaje por cero B. Así el cuarto elemento de conmutación T4 interconecta en la semionda de tensión de entrada negativa.
y /A)). La misma corresponde en la semionda de tensión de entrada positiva de alta frecuencia a la señal de modulación por amplitud de pulsos A generada por el microcontrolador y en la semionda de tensión de entrada negativa a la señal de modulación por amplitud de pulsos A complementaria o al valor O. Como señal de control para un cuarto elemento de conmutación T4 se emite una señal invertida /B de la señal de detección de pasaje por cero B. Así el cuarto elemento de conmutación T4 interconecta en la semionda de tensión de entrada negativa.
\newpage
A través del circuito de control 30 se puede
realizar de manera ventajosa un accionamiento muy complicado de dos
circuitos de convertidor reductor 20, 25 con conmutación en
disposición de puente completo con sólo una señal de modulación por
amplitud de pulsos A de alta frecuencia generada por el
microcontrolador y la señal de detección de pasaje por cero B. Sólo
es necesaria una interfaz entre la unidad de microcontrolador y la
unidad de potencia.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de documentos citados por el
solicitante ha sido recopilada exclusivamente para la información
del lector y no forma parte del documento de patente europea. La
misma ha sido confeccionada con la mayor diligencia; la OEP sin
embargo no asume responsabilidad alguna por eventuales errores u
omisiones.
\bullet JP 7046886 A [0004]
Claims (2)
1. Dispositivo para el control de un motor de
condensador (M) con un circuito rectificador (10) para rectificar
una tensión de entrada y para emitir una tensión de salida y con
dos circuitos de convertidor reductor (20, 25), a los cuales se
puede aplicar respectivamente la tensión de salida del circuito
rectificador (10), así como con un circuito de control (30) para
generar las señales de control para los elementos de conmutación
(T1, T2, T3, T4) en los circuitos de convertidor reductor (20, 25),
con lo cual para una semionda de salida positiva con la forma de
una tensión senoidal rectificada puede activarse un primer circuito
de convertidor reductor (20) que ajusta una amplitud positiva por
una modulación por amplitud de pulsos o modulación de pausa de
impulsiones, con lo cual para una semionda de salida negativa con la
forma de una tensión senoidal rectificada puede activarse un
segundo circuito de convertidor reductor (25) que ajusta una
amplitud negativa mediante una modulación por amplitud de pulsos o
modulación de pausa de impulsiones, estando dispuesto el motor de
condensador (M) entre los dos circuitos de convertidor reductor
(20, 25), caracterizado por un circuito detector de pasaje
por cero para generar una señal de detección de pasaje por cero (B)
que presenta un nivel lógico alto en caso de una semionda de salida
positiva y un nivel lógico bajo en caso de una semionda negativa,
donde el circuito de control (30) genera las señales de control
como modulación por amplitud de pulsos por combinación de la señal
de detección de pasaje por cero (B) y una señal de modulación por
amplitud de pulsos (A) o señal de modulación de pausa de
impulsiones, que está a disposición del circuito de control (30) por
una separación galvánica y que ajusta la amplitud de la tensión de
salida de los circuitos de convertidor reductor (20, 25) y donde el
circuito de control (30) genera la señal de control para un primer
elemento de conmutación (T1) por enlace de señales ((/B y A) o (B y
/A)) y emite la señal de detección de pasaje por cero (B) como
señal de control para un segundo elemento de conmutación (T2), con
lo cual el circuito de control (30) genera la señal de control para
un tercer elemento de conmutación (T3) por enlace de señales ((B y
A) o (/B y /A)) e invierte la señal de detección de pasaje por cero
(B) y emite la señal invertida (/B) como señal de control para un
cuarto elemento de conmutación (T1).
2. Dispositivo de ventilación, particularmente
una campana extractora, con un motor de condensador (M),
caracterizado por el hecho de que presenta un dispositivo
(100) según la reivindicación 1 para el control del motor del
condensador (M).
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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