ES2822050T3 - Procedimiento y dispositivo para hacer funcionar un motor eléctrico - Google Patents

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Daniel Steiner
Philipp Steinberger
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Abstract

Procedimiento para hacer funcionar un motor eléctrico (EM), que comprende las etapas de: (a) detectar (S1) los cruces por cero y ángulos de fase de fases de tensión sinusoidal desfasadas (L) aplicadas de una red de alimentación de tensión multifásica (4); y (b) conectar (S2) medias ondas de las fases de tensión sinusoidal (L) aplicadas a través de interruptores semiconductores, de acuerdo con patrones de conmutación que se aplican a los interruptores semiconductores y que se sincronizan con los ángulos de fase detectados y cruces por cero, para generar fases de tensión tipo sinusoidal desfasadas (L') que se aplican directamente al motor eléctrico (5), la frecuencia (f) de las fases de tensión tipo sinusoidal (L') se desplaza hacia arriba progresivamente, para arrancar el motor eléctrico (5), cambiando el patrón de conmutación aplicado al interruptor semiconductor, hasta que se alcanza la frecuencia de red (f0) de la red de alimentación de tensión, el motor eléctrico (5) se alimenta directamente por la red de alimentación de tensión, a través de contactos mecánicos conectados en paralelo con los interruptores semiconductores, después de que se alcanza la frecuencia de red (f0) de la red de alimentación de tensión.

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento y dispositivo para hacer funcionar un motor eléctrico
[0001] La invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para hacer funcionar un motor eléctrico y, en particular, un medio de arranque del motor para arrancar un motor eléctrico.
[0002] Los medios de arranque de motor se usan típicamente en la tecnología de automatización y control para accionar bombas, ventiladores, cintas transportadoras, unidades de agitación, máquinas bobinadoras, herramientas de separación u otras herramientas. Se usan cada vez más motores eléctricos de mayor eficiencia. Por tanto, por ejemplo, los motores IE3 tienen una eficiencia mayor que los motores eléctricos IE2. Los motores IE3, que son más complejos de fabricar, tienen una mayor eficiencia, pero requieren corrientes de arranque mucho mayores en el funcionamiento del arrancador directo. Además, los motores IE2, que son menos complejos de fabricar, solo se pueden arrancar en el futuro usando un control de velocidad de rotación.
[0003] El documento DE 102008057701 Al describe un procedimiento para hacer funcionar un motor eléctrico, que comprende las siguientes etapas:
(a) determinar los cruces por cero y ángulos de fase de fases de tensión sinusoidal desfasadas aplicadas de una red de alimentación de tensión multifásica; y
(b) conmutar a través de medias ondas de las fases de tensión sinusoidal aplicadas mediante interruptores semiconductores correspondientes a patrones de conmutación aplicados a los interruptores semiconductores, que se sincronizan con los ángulos de fase detectados y cruces por cero, para producir fases de tensión sinusoidal desfasadas que se aplican directamente al motor eléctrico, donde la frecuencia de las fases de tensión sinusoidal se conmuta gradualmente para arrancar el motor eléctrico conmutando los patrones de conmutación aplicados a los interruptores semiconductores hasta que se alcanza la frecuencia de alimentación de la red de alimentación de tensión.
[0004] El documento WO 01/89074 A2 describe un control de motor en el que los contactos mecánicos se conectan en paralelo a los interruptores semiconductores.
[0005] Por lo tanto, un objetivo de la presente invención es proporcionar un dispositivo y un procedimiento que reducen las corrientes de arranque cuando se arrancan los motores eléctricos.
[0006] Este objetivo se consigue según la invención mediante un procedimiento para hacer funcionar un motor eléctrico que tiene las características establecidas en la reivindicación 1.
[0007] Como resultado del procedimiento según la invención, se reducen las corrientes de arranque que se producen cuando se arranca el motor eléctrico. Esto tiene la ventaja de que el motor eléctrico se arranca suavemente.
[0008] En una posible realización del procedimiento según la invención, las fases de tensión cuasi-sinusoidal desfasadas generadas tienen la misma frecuencia entre sí, esta es una fracción de la frecuencia de red de la red de alimentación de energía multifásica.
[0009] En una posible realización adicional del procedimiento según la invención, los interruptores semiconductores están formados por semiconductores de energía separados galvánicamente, que se accionan de acuerdo con un patrón de conmutación leído desde un almacén de datos.
[0010] En una posible realización adicional del procedimiento según la invención, la primera media onda y/o la última media onda de una fase de tensión sinusoidal, que se conecta a través de los interruptores semiconductores de acuerdo con el patrón de conmutación aplicado, se truncan para generar las fases de tensión cuasi-sinusoidal.
[0011] En otra posible realización del procedimiento según la invención, las fases de tensión cuasi-sinusoidal se encuentran en un ángulo de fase de aproximadamente 120° entre sí.
[0012] En una posible realización adicional del procedimiento según la invención, cuando se cambia el patrón de conmutación aplicado a los interruptores semiconductores, se mantiene la dirección de rotación de un campo giratorio para accionar el motor eléctrico.
[0013] La invención proporciona además un dispositivo para hacer funcionar un motor eléctrico que tiene las características establecidas en la reivindicación 7.
[0014] En una posible realización del dispositivo según la invención, se proporciona una unidad de control, que acciona interruptores semiconductores de la unidad de conmutación de acuerdo con los patrones de conmutación leídos desde un almacén de datos.
[0015] En una posible realización adicional del dispositivo según la invención, se proporciona una etapa de inversión para establecer una dirección de rotación de un campo giratorio para accionar el motor eléctrico.
[0016] En una posible realización adicional del dispositivo según la invención, se proporciona una etapa de protección contra sobrecarga.
[0017] En lo sucesivo, se describen más detalladamente posibles realizaciones del procedimiento según la invención y del dispositivo según la invención para hacer funcionar un motor eléctrico, así como el medio de arranque del motor para arrancar un motor eléctrico con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 es un diagrama de bloques simple que ilustra una realización del dispositivo según la invención para hacer funcionar un motor eléctrico;
la figura 2 es un diagrama de bloques que ilustra una realización de un medio de arranque de motor según la invención que usa un dispositivo para hacer funcionar un motor eléctrico;
la figura 3 es un diagrama de circuito que ilustra una realización de una etapa de inversión que se puede usar en el medio de arranque de motor según la invención;
la figura 4 es un diagrama de flujo simple que ilustra una realización del procedimiento según la invención para hacer funcionar un motor eléctrico;
la figura 5 es un gráfico que ilustra el arranque de un motor eléctrico que se ha hecho funcionar usando el dispositivo según la invención;
las figuras 6A, 6B, 6C son gráficos de señales que describen el modo de funcionamiento del procedimiento según la invención y el dispositivo según la invención para hacer funcionar un motor eléctrico;
la figura 7 es un gráfico de señales que ilustra una tensión de red de una red de alimentación de energía trifásica; las figuras 8A a 8F son gráficos de señales que ilustran el modo de funcionamiento del procedimiento según la invención y del dispositivo según la invención para hacer funcionar un motor eléctrico.
[0018] la figura 1 muestra esquemáticamente un dispositivo 1 para hacer funcionar un motor eléctrico 5. El dispositivo 1 comprende una unidad de detección 2 y una unidad de conmutación 3. La unidad de detección 2 detecta cruces por cero y ángulos de fase de fases de tensión sinusoidal desfasadas L aplicadas de una red de alimentación de energía multifásica 4, como se muestra en la figura 1. El dispositivo 1 contiene además una unidad de conmutación 3 para conectar medias ondas de las fases de tensión sinusoidal L aplicadas a través de interruptores semiconductores de acuerdo con patrones de conmutación aplicados a los interruptores semiconductores. Estos patrones de conmutación se sincronizan con los cruces por cero y los ángulos de fase detectados por la unidad de detección 2 , se generan fases de tensión cuasi-sinusoidal L' que se aplican directamente al motor eléctrico 5. En una posible realización, el motor eléctrico 5 puede ser un motor asíncrono trifásico. Este motor asíncrono trifásico 5 consiste en un estátor estacionario y un rotor giratorio. La red de alimentación de energía multifásica 4 es preferentemente una red de alimentación de energía trifásica que tiene tres fases de tensión L1, L2, L3, como se muestra en la figura 1. El estátor del motor eléctrico 5 preferentemente tiene un bobinado trifásico alimentado con corriente trifásica. No hay conexión eléctrica entre el estátor y el rotor dentro del motor eléctrico 5. El estátor del motor asíncrono trifásico 5 forma un campo magnético que induce corrientes en el rotor del motor asíncrono trifásico a través de un espacio de aire. Preferentemente, tanto el estátor como el rotor se fabrican con acero eléctrico altamente magnetizable. Esto garantiza una histéresis baja y pérdidas bajas de corriente parásita. Una pluralidad de bobinados individuales forma el bobinado del estátor. Estos bobinados individuales se disponen preferentemente desplazados entre sí en un ángulo de aproximadamente 120°. En una posible realización, el rotor del motor eléctrico asíncrono puede consistir en un paquete de lámina de rotor cilíndrico ranurado. En una posible realización, estas ranuras del rotor se pueden llenar con varillas de aluminio. Usando anillos unidos en las caras de extremo, estas varillas se conectan para formar una jaula cerrada. En un motor asíncrono trifásico 5, se induce una tensión en el rotor por medio del campo magnético.
[0019] La figura 2 es un diagrama de bloques de un realizacióna de ejemplo de un medio de arranque de motor que usa el dispositivo 1 según la invención para hacer funcionar un motor eléctrico según la figura 1. Como se puede ver a partir de la figura 2 , se proporciona una unidad de control 6 que acciona los interruptores de la unidad de conmutación 3 en el dispositivo 1 mostrado. En la realización mostrada en la figura 2, la unidad de conmutación 3 es una unidad de conmutación híbrida o una etapa híbrida, que tiene contactos mecánicos que se conectan en paralelo con los interruptores semiconductores de la unidad de conmutación 3. En una posible realización, la unidad de control 6 está formada por un microcontrolador, que alimenta una unidad de energía 7 con una tensión de alimentación. El medio de arranque de motor, como se muestra en la figura 2 , tiene funciones protectoras para proteger el motor eléctrico 5 que se está haciendo funcionar. Para hacer funcionar el motor eléctrico 5 de forma segura, se debe proteger de sobrecargas y apagarse en caso de cortocircuito. Una unidad 8 tiene fusibles para proteger contra corrientes de cortocircuito. Se proporciona además una etapa de protección contra sobretensión 9. Por debajo de esta hay una unidad 2 para medir la tensión. La unidad 2 sirve para detectar cruces por cero y ángulos de fase de las fases de tensión sinusoidal desfasadas L1, L2, L3 aplicadas de la red de alimentación de energía trifásica 4. En la realización mostrada en la figura 2, la unidad de detección 2 se conecta a una etapa de inversión 10 para un funcionamiento inverso. En la salida, esta etapa de inversión 10 se conecta a la unidad de conmutación 3, como se muestra en la figura 2. La etapa de inversión 10 se proporciona opcionalmente. Además, en una realización alternativa, la etapa de inversión 10 puede estar por debajo de la etapa de conmutación 3. La unidad de conmutación 3 es preferentemente una unidad de conmutación híbrida que, además de los interruptores semiconductores, en particular, semiconductores de energía, tiene contactos mecánicos. Estos contactos mecánicos se conectan en paralelo con los interruptores semiconductores de la unidad de conmutación 3. Si la frecuencia f de las fases de tensión cuasi-sinusoidal L' alcanza la frecuencia de red de la red de alimentación de energía 4 cuando arranca el motor eléctrico 5, los contactos mecánicos puentean los interruptores semiconductores de la unidad de conmutación 3, que se conectan en paralelo con la misma, durante un funcionamiento continuo. En una posible realización, los interruptores semiconductores de la unidad de conmutación híbrida 3 son TRIAC. De forma alternativa, el interruptor semiconductor también puede comprender otros semiconductores de energía, en particular, tiristores o IGBT. En una posible realización de la unidad de conmutación híbrida 3, cada uno de los contactos mecánicos de conmutación se implementa usando un relé. Un interruptor semiconductor, por ejemplo, un TRIAC, se conecta en paralelo con el contacto de relé y evita que un arco se encienda durante el proceso de conmutación. Como resultado, se reduce en gran medida el desgaste mecánico en los contactos de relé o contactos mecánicos. Debido a los contactos mecánicos de relé, se reduce en gran medida la pérdida de energía durante un funcionamiento continuo. Para cargas altamente inductivas, en particular, motores eléctricos, se pueden producir arcos grandes o intensos en los contactos tras la separación como resultado de la inductividad. Esto lo evita la función híbrida en la unidad de conmutación 3.
[0020] En una posible realización, hay una etapa de separación 11 por debajo de la etapa de conmutación híbrida 3 para una separación segura, como se muestra en la figura 2. En una posible realización, esta etapa de separación 11 comprende al menos un relé en serie, que se proporciona, por ejemplo, para la separación segura de la fase L2. Además, como se muestra en la figura 2, se proporciona una unidad 12 para medir la corriente, que mide la corriente cuando se está acelerando o arrancando el motor eléctrico 5 e informa a la unidad de control o microcontrolador 6. Usando la corriente medida, en una posible realización, se puede determinar mediante una curva de desconexión cuándo y a partir de qué sobrecorriente se debe apagar el motor eléctrico 5. El motor eléctrico 5 se apaga preferentemente antes de que dicho motor eléctrico 5 se pueda dañar por la corriente excesiva.
[0021] La figura 3 es un diagrama de circuito de una etapa de inversión 10 que se puede usar en el dispositivo según la invención. La etapa de inversión 10 proporciona una función de inversión y determina la dirección de la rotación del motor eléctrico 5 mediante el intercambio de las fases L1 y L3. La etapa de inversión 10 permite establecer la dirección de rotación del motor eléctrico 5 y, si corresponde, cambiar al funcionamiento normal. La unidad de control 6 acciona la etapa de inversión 10 y la etapa híbrida 3 a través de líneas de control. Esto se produce como función de las señales transmitidas a la unidad de control 6 por la unidad de detección 2 y/o por la unidad de medición de corriente 12.
[0022] La figura 5 es un gráfico de señales que ilustra el modo de funcionamiento del dispositivo según la invención para hacer funcionar un motor eléctrico 5 y el modo de funcionamiento de un medio de arranque de motor según la invención. La figura 5 muestra esquemáticamente un motor eléctrico bipolar 5 que se acelera con el tiempo, la velocidad de rotación n del motor eléctrico 5 aumenta progresivamente. Para cada fase L de la red de alimentación de energía 4, se instala un semiconductor de energía, por ejemplo, un TRIAC, en la unidad de conmutación híbrida 3. Por medio de este interruptor semiconductor, la progresión de tensión se ve influenciada de modo que solo se conecten partes particulares de las fases de tensión sinusoidal. Para que el motor eléctrico 5 gire de forma uniforme, las tres fases de la red trifásica L1, L2, L3 están en un ángulo de fase de aproximadamente 120° entre sí. El orden de las fases de tensión también es importante, ya que determina la dirección de rotación del motor eléctrico 5. En el procedimiento según la invención y el dispositivo según la invención, las fases de tensión cuasi sinusoidal L', correspondientes a las fases de tensión sinusoidal a una frecuencia inferior, se generan usando medias ondas de las fases de tensión sinusoidal L aplicadas a una frecuencia de red predeterminada de, por ejemplo, 50 Hz. Las partes de señal o medias ondas de las fases de señal sinusoidal L se conectan como función de patrones de conmutación y forman las fases de tensión cuasi sinusoidal L', cuya frecuencia es una fracción de la frecuencia de red fü. Las fases de tensión cuasisinusoidal L' generadas, que están desfasadas entre sí, tienen la misma frecuencia f entre sí, esta es una fracción de la frecuencia de red f0 de la red de alimentación de energía multifásica. Como se puede ver a partir del gráfico de la figura 5, en la realización mostrada, se genera inicialmente una fase de tensión cuasi-sinusoidal L' que tiene una frecuencia de 3,846 Hz, correspondiente a una séptima parte de la frecuencia de red f0 de 50 Hz. Posteriormente, se genera una fase de tensión cuasi-sinusoidal L' que tiene una tensión sinusoidal de 7,14 Hz, en otras palabras, que tiene una frecuencia correspondiente a una sexta parte de la frecuencia normal de red fo. Las fases de tensión cuasisinusoidal desfasadas L' generadas, en otras palabras L1', L2', que tienen la misma frecuencia entre sí durante cada fase de conmutación, esto corresponde a una fracción de la frecuencia de red f0 = 50 Hz de la red de alimentación de energía multifásica 4. Por tanto, en la primera etapa de conmutación según la figura 5, las tres fases de tensión cuasisinusoidal L1 ', L2', L3', que están desfasadas entre sí, tienen una frecuencia de red de 3,856 Hz, en otras palabras, una decimotercera parte de la frecuencia de red. En la segunda fase de conmutación, las tres fases de tensión cuasisinusoidal desfasadas L1 ', L2', L3' tienen la misma frecuencia, específicamente 7,14 Hz, en otras palabras, una séptima parte de la frecuencia de red, etc. Para arrancar el motor eléctrico 5, la frecuencia f de las fases de tensión cuasi-sinusoidal L1', L2', L3' se incrementa progresivamente cambiando los patrones de conmutación aplicados a los interruptores semiconductores de la unidad de conmutación 3 hasta alcanzar la frecuencia de red f0 = 50 Hz de la red de alimentación de energía 4. En la realización mostrada en la figura 5, el motor eléctrico 5 se arranca en siete fases de conmutación, la frecuencia de las fases de tensión cuasi-sinusoidal L1' se incrementa en cada fase de conmutación, específicamente de 3,85 Hz a 7,14 Hz, a 10 Hz, a 12,5 Hz, a 16,67 Hz, a 25 Hz y, finalmente, a 50 Hz. Al incrementar la velocidad de rotación gradualmente de esta manera, como se muestra en la figura 5, es posible arrancar el motor eléctrico 5 suavemente. Esto también reduce las corrientes de arranque. Los interruptores de la unidad de conmutación 3 están formados preferentemente por semiconductores de energía separados galvánicamente, en particular TRIAC, que se accionan de acuerdo con un patrón de conmutación leído desde un almacén de datos. En una posible realización, la unidad de control 6 o el microcontrolador tiene acceso a un almacén de datos de este tipo, en el que se almacenan patrones de conmutación predeterminados. En una posible realización, un almacén de datos programable se ubica en la unidad de conmutación 6 y se puede programar con patrones de conmutación correspondientes a través de una interfaz. Después de alcanzar la frecuencia de red de f0 = 50 Hz de la red de alimentación de energía 4, el motor eléctrico 5 se alimenta preferentemente con fases de tensión L directamente a través de contactos mecánicos conectados en paralelo con los interruptores semiconductores de la unidad de conmutación 3. Cuando se conmuta el patrón de conmutación aplicado a los interruptores semiconductores de la unidad de conmutación 3, se mantiene la dirección de rotación de un campo de rotación para accionar el motor eléctrico 5. Cada una de las fases de tensión cuasi-sinusoidal L' está en un ángulo de fase de 120° entre sí.
[0023] Las figuras 6A, 6B, 6C ilustran el modo de funcionamiento del procedimiento según la invención y del dispositivo según la invención para hacer funcionar un motor eléctrico. La figura 6A muestra una tensión de red de 50 Hz no afectada de una red de alimentación de energía 4. La longitud del periodo es de 20 ms y la fase de tensión L es una señal sinusoidal uniforme, como se puede ver en la figura 6A. La figura 6B muestra una tensión sinusoidal deseada que tiene una frecuencia de 7,14 Hz, en otras palabras, una séptima parte de la frecuencia de red. En este caso, la duración del periodo es de 140 ms. Para generar una fase de tensión cuasi-sinusoidal L' que tiene una frecuencia de 7,14 Hz a partir de la fase de tensión sinusoidal L de la red de alimentación de energía, se usan patrones de conmutación, como se muestra en la figura 6C. El patrón de conmutación para 7,14 Hz comprende cuatro medias ondas positivas y cuatro negativas, como se muestra en la figura 6C. Estas ocho medias ondas dan lugar a una imitación de la tensión sinusoidal deseada a una frecuencia de 7,14 Hz. En una posible realización, para optimización, la primera media onda y/o la última media onda de la fase de tensión cuasi-sinusoidal L, que se conecta a través de acuerdo con el patrón de conmutación aplicado mediante un semiconductor de energía, por ejemplo TRIAC, se truncan para generar la fase de tensión cuasi-sinusoidal L1'. En el ejemplo mostrado en la figura 6C, cada una de la primera y última media onda de cada paquete de media onda se puede truncar en una fase de 90°. Esto hace que la progresión de tensión sea aún más similar a una progresión de tensión sinusoidal.
[0024] La figura 7 muestra esquemáticamente las fases de tensión sinusoidal L1, L2, L3 proporcionadas por una red de alimentación de energía trifásica 4, que está cada una desfasada a través de 120° entre sí.
[0025] Las figuras 8A a 8F ilustran las fases de tensión cuasi-sinusoidal L', generadas usando el procedimiento según la invención y el dispositivo según la invención, para las diversas fases de conmutación y los patrones de conmutación usados en este contexto. La figura 8A muestra la primera fase de conmutación para generar fases de tensión cuasi-sinusoidal L' a una frecuencia de 3,846 Hz, en otras palabras, una decimotercera parte de la frecuencia de red fü = 50 Hz. La figura 8B muestra las fases de tensión cuasi-sinusoidal L' a una frecuencia de 7,14 Hz, en otras palabras, una séptima parte de la frecuencia de red, en la segunda fase de conmutación para arrancar el motor eléctrico 5. La figura 8C muestra las fases de tensión cuasi-sinusoidal en la tercera fase de conmutación, que tienen una frecuencia de 10 Hz, en otras palabras, una quinta parte de la frecuencia de red f0. La figura 8D muestra las fases de tensión cuasi-sinusoidal en la cuarta fase de conmutación, que tienen una frecuencia de 12,5 Hz, en otras palabras, una cuarta parte de la frecuencia de red f0. La figura 8E muestra las fases de tensión cuasi-sinusoidal en la quinta fase de conmutación, que tienen una frecuencia de 16% Hz, en otras palabras, una tercera parte de la frecuencia de red f0. La figura 8F muestra las fases de tensión cuasi-sinusoidal L' en la sexta fase de conmutación, que tienen una frecuencia de 25 Hz, en otras palabras, una media parte de la frecuencia de red f0.
[0026] Usando el procedimiento según la invención y el dispositivo según la invención, las fases de tensión cuasi-sinusoidal L1' se generan a partir de las fases de tensión puramente sinusoidal L de la red pública de alimentación de energía trifásica 4 y se aplican directamente al motor eléctrico 5. El dispositivo según la invención no requiere ni un circuito intermedio de CC ni un almacenamiento de energía.
[0027] La figura 4 muestra esquemáticamente una realización del procedimiento según la invención para hacer funcionar un motor eléctrico 5.
[0028] En una primera etapa S1, se detectan cruces por cero y ángulos de fase de las fases de tensión sinusoidal desfasadas L aplicadas de una red de alimentación de energía multifásica 4, en particular, una red de alimentación de energía trifásica.
[0029] En una etapa adicional S2, las medias ondas de las fases de tensión sinusoidal L aplicadas se conectan a través de interruptores semiconductores de acuerdo con los patrones de conmutación aplicados a los interruptores semiconductores, dichos patrones se sincronizan con los ángulos de fase detectados y cruces por cero, se generan fases de tensión cuasi-sinusoidal desfasadas L' y se aplican directamente al motor eléctrico 5. Usando el procedimiento según la invención, las corrientes de arranque se reducen cuando se arranca un motor eléctrico 5. Asimismo, el motor eléctrico 5 se arranca suavemente. Usando el procedimiento según la invención, es posible, por ejemplo, hacer funcionar motores IE3 usando corrientes de arranque limitadas. Los motores eléctricos IE2 también se pueden hacer funcionar usando el dispositivo según la invención. Mediante el dispositivo según la invención, se puede usar un circuito electrónico (circuito de ajuste de frecuencia) que extrae porciones definidas de la red pública de alimentación de energía trifásica y las alimenta a la carga o al motor eléctrico. En los circuitos eléctricos principales del circuito de ajuste de frecuencia, no hay conexiones entre las fases de corriente, por lo que la red de alimentación de energía pública no se interrumpe en caso de fallo. El dispositivo según la invención usa preferentemente tecnología híbrida. Los procedimientos de conmutación se llevan a cabo mediante elementos semiconductores, mientras que las corrientes continuas pasan a través de contactos mecánicos.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para hacer funcionar un motor eléctrico (EM), que comprende las etapas de:
(a) detectar (S1) los cruces por cero y ángulos de fase de fases de tensión sinusoidal desfasadas (L) aplicadas de una red de alimentación de tensión multifásica (4); y
(b) conectar (S2) medias ondas de las fases de tensión sinusoidal (L) aplicadas a través de interruptores semiconductores, de acuerdo con patrones de conmutación que se aplican a los interruptores semiconductores y que se sincronizan con los ángulos de fase detectados y cruces por cero, para generar fases de tensión tipo sinusoidal desfasadas (L') que se aplican directamente al motor eléctrico (5), la frecuencia (f) de las fases de tensión tipo sinusoidal (L') se desplaza hacia arriba progresivamente, para arrancar el motor eléctrico (5), cambiando el patrón de conmutación aplicado al interruptor semiconductor, hasta que se alcanza la frecuencia de red (fo) de la red de alimentación de tensión, el motor eléctrico (5) se alimenta directamente por la red de alimentación de tensión, a través de contactos mecánicos conectados en paralelo con los interruptores semiconductores, después de que se alcanza la frecuencia de red (fo) de la red de alimentación de tensión.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
donde las fases de tensión tipo sinusoidal desfasadas (L') generadas tienen la misma frecuencia (f) entre sí, que es una fracción de la frecuencia de red (fo) de la red de alimentación de tensión multifásica.
3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 2,
donde los interruptores semiconductores están formados por semiconductores de energía, que están separados galvánicamente de la red y se accionan de acuerdo con un patrón de conmutación leído desde un almacén de datos.
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
donde la primera media onda y/o la última media onda de una fase de tensión sinusoidal (L), que se conecta a través del interruptor semiconductor de acuerdo con el patrón de conmutación aplicado, se trunca para generar las fases de tensión tipo sinusoidal (L').
5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 4,
donde cada una de las fases de tensión tipo sinusoidal (L') está en un ángulo de fase de 120° entre sí.
6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 5,
donde, cuando se cambia el patrón de conmutación aplicado a los interruptores semiconductores, se mantiene la dirección de rotación de un campo giratorio para accionar el motor eléctrico (5).
7. Dispositivo (1) para hacer funcionar un motor eléctrico (EM), que tiene:
una unidad de detección (2) para detectar los cruces por cero y ángulos de fase de fases de tensión sinusoidal desfasadas (L) aplicadas de una red de alimentación de tensión multifásica (4); y
una unidad de conmutación (3) para conectar medias ondas de las fases de tensión sinusoidal (L) aplicadas a través de interruptores semiconductores, de acuerdo con patrones de conmutación que se aplican a los interruptores semiconductores y que se sincronizan con los ángulos de fase detectados y cruces por cero, para generar fases de tensión tipo sinusoidal desfasadas (L') que se aplican directamente al motor eléctrico (5), la unidad de conmutación (3) es una unidad de conmutación híbrida que tiene contactos mecánicos conectados en paralelo con los interruptores semiconductores de la unidad de conmutación,
se proporciona una unidad de control (6) que acciona interruptores semiconductores de la unidad de conmutación (3) de acuerdo con los patrones de conmutación leídos desde un almacén de datos,
la unidad de conmutación (3) desplaza hacia arriba progresivamente la frecuencia (f) de las fases de tensión tipo sinusoidal (L'), para arrancar el motor eléctrico (5), cambiando el patrón de conmutación aplicado al interruptor semiconductor, hasta que se alcanza la frecuencia de red (f0) de la red de alimentación de tensión, el motor eléctrico (5) se alimenta directamente por la red de alimentación de tensión (4), a través de contactos mecánicos, después de que se alcanza la frecuencia de red (fo) de la red de alimentación de tensión.
8. Dispositivo según la reivindicación 7,
donde, una vez que la frecuencia de las fases de tensión tipo sinusoidal (L') alcanza la frecuencia de red (f0) de la red de alimentación de tensión durante el arranque del motor eléctrico (5), los contactos mecánicos puentean los interruptores semiconductores de la unidad de conmutación (3) que se conectan en paralelo con la misma, durante un funcionamiento continuo.
9. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 7 a 8,
donde se proporciona una etapa de giro (10) para establecer la dirección de rotación de un campo giratorio para accionar el motor eléctrico (5).
10. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 7 a 9,
donde se proporciona una etapa de protección contra sobretensiones.
11. Dispositivo arrancador de motor para arrancar un motor eléctrico (5), que comprende un dispositivo (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 7 a 10.
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