ES2881430T3 - Dispositivo de control de inversor y sistema de accionamiento de motor eléctrico - Google Patents

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ES2881430T3 ES17846506T ES17846506T ES2881430T3 ES 2881430 T3 ES2881430 T3 ES 2881430T3 ES 17846506 T ES17846506 T ES 17846506T ES 17846506 T ES17846506 T ES 17846506T ES 2881430 T3 ES2881430 T3 ES 2881430T3
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Kazuya Yasui
Tomoaki Shigeta
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Abstract

Un dispositivo de control de inversor que comprende: un circuito principal inversor; un detector de corriente (3) configurado para detectar una corriente de una línea de salida del circuito principal de inversor; un controlador de arranque (4) que comprende un estimador de ángulo de fase de rotación (45) configurado para calcular, en función de un valor de respuesta de corriente detectado por el detector de corriente (3), un valor correspondiente a un ángulo de fase de rotación de un motor (2) conectado al circuito principal de inversor en un marco de referencia estacionario, y un estimador de velocidad de rotación (46) configurado para calcular un valor correspondiente a una velocidad de rotación del motor (2) utilizando el valor correspondiente al ángulo de fase de rotación cuando se arranca el circuito principal de inversor; y un controlador de tiempo regular (5) configurado para calcular, con el valor correspondiente a la velocidad de rotación como valor inicial, un ángulo estimado de fase de rotación del motor (2) en un marco de referencia rotatorio, caracterizado por que el estimador de velocidad de rotación (46) del controlador de arranque (4) está configurado para contar un número de veces que el valor correspondiente al ángulo de fase de rotación cruza cero en un primer período predeterminado (T1), establecer el valor correspondiente a la velocidad de rotación en cero cuando el valor de recuento sea menor que un valor predeterminado, y calcular, cuando el valor de recuento es igual o superior al valor predeterminado, el valor correspondiente a la velocidad de rotación basado en un valor obtenido contando el número de veces que el valor correspondiente al ángulo de fase de rotación cruza cero en un segundo período predeterminado (T2) más largo que el primer período predeterminado (T1), y el segundo período predeterminado (T2).

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de control de inversor y sistema de accionamiento de motor eléctrico
Campo
Las realizaciones descritas en el presente documento se refieren, en general, a un dispositivo de control de inversor y a un sistema de accionamiento de motor.
Antecedentes
En un dispositivo inversor para controlar un motor, se ha propuesto un método de control sin sensor que no utiliza un sensor de ángulo de fase de rotación, tal como un resolver/codificador para reducir el tamaño, el peso, el coste y para aumentar la fiabilidad.
Por ejemplo, se ha propuesto un método para estimar el ángulo de fase de rotación utilizando información de tensión generada por un flujo magnético sin carga interconectado a un devanado, y un método sin sensor de uso de información de corriente de alta frecuencia generada a partir de un polo saliente de rotor superponiendo una tensión de alta frecuencia.
En los dispositivos inversores utilizados para ferrocarriles o aplicaciones industriales, se debe estimar el ángulo de fase de rotación al arrancar el inversor desde una operación de marcha por inercia, un fallo momentáneo de energía o similar. Para este caso, se han propuesto un método de control de los patrones de conmutación del dispositivo inversor cuando se reinicia, y estimar la posición de rotor observando la corriente generada al cortocircuitar el devanado, y un método de supresión de una corriente generada por una tensión inducida por imán a cero, y utilizar la cantidad de características así generadas para estimar el ángulo de fase de rotación.
Otro método propuesto está orientado a reinicios de funcionamiento libre en motores síncronos con imán permanente (PMSM, por las siglas en inglés de Permanent Magnet Synchronous Motors), en los que el inversor se conmuta de modo que se emite un vector de tensión distinto de cero, y en los que el ángulo de fase de rotación se estima mediante una fórmula única que no tiene en cuenta la velocidad de motor.
Así mismo, la literatura de patente anterior WO 2016/121237 A1 divulga un dispositivo de control de inversor que incluye un circuito principal de inversor, un generador de instrucciones de corriente, un generador de instrucciones de tensión, un estimador y un superponedor de alta frecuencia. El estimador calcula un ángulo de fase de rotación de estimación del objetivo de accionamiento de rotación.
Lista de citas
LITERATURA DE PATENTES
[Literatura de patente 1] Patente japonesa n.° 3692085
[Literatura de patente 2] Patente japonesa n.° 3719910
[Literatura de patente 3] Patente japonesa n.° 3636340
[Literatura de patente 4] Patente japonesa n.° 3508982
[Literatura de patente 5] Patente japonesa n.° 4139934
Sumario
Por ejemplo, al estimar el ángulo de fase de rotación de un motor síncrono de reluctancia (SynRM, por las siglas en inglés de Synchronous Reluctance Motor) que no utiliza un imán permanente, es difícil aplicar una estimación de ángulo de fase de rotación en la que se utiliza una tensión inducida sin carga, ya que la tensión inducida sin carga es pequeña.
También, si bien el ángulo de fase de rotación durante una rotación a baja velocidad se puede estimar con precisión utilizando el método de estimación del ángulo de fase de rotación mediante la superposición de las tensiones de alta frecuencia, el ángulo de fase de rotación durante una rotación de alta velocidad ha sido difícil de estimar porque se basa en la premisa de que la frecuencia de onda básica es suficientemente pequeña con respecto a la frecuencia de la tensión de alta frecuencia superpuesta.
Las realizaciones de esta invención tienen en cuenta las circunstancias anteriores y un objeto de esta invención es proporcionar un dispositivo de control de inversor y un sistema de accionamiento de motor que consiga un arranque estable. La invención está definida por la reivindicación independiente adjunta. Las realizaciones se exponen en las reivindicaciones dependientes adjuntas y en la siguiente descripción y dibujos.
Un dispositivo de control de inversor de acuerdo con una realización comprende un circuito principal de inversor; un detector de corriente configurado para detectar una corriente de una línea de salida del circuito principal de inversor; un controlador de arranque que comprende un estimador de ángulo de fase de rotación configurado para calcular, en función de un valor de respuesta de corriente detectado por el detector de corriente, un valor correspondiente a un ángulo de fase de rotación de un motor conectado al circuito principal de inversor en un marco de referencia estacionario, y un estimador de velocidad de rotación configurado para calcular un valor correspondiente a una velocidad de rotación del motor utilizando el valor correspondiente al ángulo de fase de rotación cuando se arranca el circuito principal de inversor; y un controlador de tiempo regular configurado para calcular, con el valor correspondiente a la velocidad de rotación como valor inicial, un ángulo estimado de fase de rotación del motor en un marco de referencia rotatorio.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama que muestra esquemáticamente un ejemplo de configuración de un dispositivo de control de inversor y un sistema de accionamiento de motor de una primera realización.
La figura 2 es un diagrama de bloques que muestra esquemáticamente un ejemplo de configuración de un controlador de arranque para el dispositivo de control de inversor y el sistema de accionamiento de motor de la primera realización. La figura 3 es un diagrama que describe un ejemplo de un comando de tensión de alta frecuencia emitido desde un generador de comandos de tensión de alta frecuencia del controlador de arranque.
La figura 4 es un diagrama de bloques que muestra esquemáticamente un ejemplo de configuración de un controlador de tiempo regular para el dispositivo de control de inversor y el sistema de accionamiento de motor de la primera realización.
La figura 5 es un diagrama que describe un ejemplo de un comando de tensión superpuesta emitido desde el generador de comandos de tensión de alta frecuencia del controlador de tiempo regular.
La figura 6 es un diagrama de bloques que muestra esquemáticamente un ejemplo de configuración de un controlador de PI del controlador de tiempo regular.
La figura 7 es un diagrama de bloques que describe otro ejemplo del controlador de arranque para el dispositivo de control de inversor y el sistema de accionamiento de motor de la primera realización.
La figura 8 es un diagrama de bloques que describe otro ejemplo del controlador de tiempo regular para el dispositivo de control de inversor y el sistema de accionamiento de motor de la primera realización.
La figura 9 es un diagrama de bloques que muestra esquemáticamente un ejemplo de configuración del controlador de arranque para el dispositivo de control de inversor y el sistema de accionamiento de motor de una segunda realización.
La figura 10 es un diagrama de bloques que muestra esquemáticamente un ejemplo de configuración del controlador de arranque para el dispositivo de control de inversor y el sistema de accionamiento de motor de una tercera realización.
La figura 11 es un diagrama que describe un ejemplo de funcionamiento de un generador de PWM que se muestra en la figura 10.
Descripción detallada
En lo sucesivo en el presente documento, el dispositivo de control de inversor y el sistema de accionamiento de motor de las realizaciones se describirán con referencia a los dibujos.
La figura 1 es el diagrama que muestra esquemáticamente el ejemplo de configuración del dispositivo de control de inversor y el sistema de accionamiento de motor de la primera realización.
El sistema de accionamiento de motor de esta realización está configurado para accionar un motor 2 y comprende el motor 2 y el dispositivo de control de inversor. El dispositivo de control de inversor comprende un inversor 1, un detector de corriente 3, un controlador de arranque 4, un controlador de tiempo regular 5 y un conmutador 6.
El motor 2 es, por ejemplo, un motor síncrono de reluctancia (SynRM) que incluye un estator y un rotor. El motor 2 es accionado por corrientes alternas trifásicas alimentadas desde el inversor 1.
El inversor 1 comprende un circuito principal de inversor que comprende una fuente de alimentación de CC (carga de CC) y dos elementos de conmutación de cada uno de: una fase U, una fase V y una fase W (no se muestra ninguno de estos elementos). Los dos elementos de conmutación de cada una de las fases están conectados en serie entre una línea de CC conectada a un electrodo positivo de la fuente de alimentación de CC y una línea de CC conectada a un electrodo negativo de la fuente de alimentación de CC. Los elementos de conmutación del inversor 1 son controlados por un comando de puerta recibido desde el conmutador 6. El inversor 1 es un inversor de CA trifásico configurado para generar una corriente de fase U iu, una corriente de fase V iv y una corriente de fase W iw al motor 2. En otras palabras, una carga de CA. El inversor 1 puede cargar, además, la fuente de alimentación de CC con la energía eléctrica generada por el motor 2.
El detector de corriente 3 está configurado para detectar, entre las corrientes trifásicas (la corriente de fase U iu, la corriente de fase V iv y la corriente de fase W iw), unos valores de respuesta de corrientes de al menos dos fases (por ejemplo, la corriente de fase U iu y la corriente de fase W iw). Los valores de respuesta de corriente detectados por el detector de corriente 3 se suministran al controlador de arranque 4 o al controlador de tiempo regular 5 por medio del conmutador 6.
El conmutador 6 está configurado para conmutar las trayectorias de suministro para un comando de puerta emitido desde el controlador de arranque 4 y un comando de puerta emitido desde el controlador de tiempo regular 5 al inversor 1. El conmutador 6 está configurado, además, para conmutar las trayectorias de suministro para los valores de respuesta de corriente iu, iw detectados por el detector de corriente 3 al controlador de arranque 4 o al controlador de tiempo regular 5.
El conmutador 6 comprende un primer conmutador 61 y un segundo conmutador 62. El funcionamiento del primer conmutador 61 y el segundo conmutador 62 está controlado por, por ejemplo, un comando de "cambio de modo normal" suministrado desde el controlador de arranque 4.
El primer conmutador 61 comprende una primera unidad de entrada IN1, una segunda unidad de entrada IN2 y una primera unidad de salida OUT1. El comando de puerta emitido desde el controlador de arranque 4 se introduce en la primera unidad de entrada IN1. El comando de puerta emitido desde el controlador de tiempo regular 5 se introduce en la segunda unidad de entrada IN2. La primera unidad de salida OUT1 está conectada eléctricamente a una línea que suministra el comando de puerta a cada uno de los dos elementos de conmutación de cada una de las fases del inversor 1.
El primer conmutador 61 conecta eléctricamente la primera unidad de entrada IN 1 y la primera unidad de salida OUT1 cuando el comando de "cambio de modo normal" está en un nivel bajo (L), y conecta eléctricamente la segunda unidad de entrada IN2 y la primera unidad de salida OUT1 cuando el comando de "cambio de modo normal" está en un nivel alto (H).
El segundo conmutador 62 comprende una tercera unidad de entrada IN3, una segunda unidad de salida OUT2 y una tercera unidad de salida OUT3. Los valores de respuesta de corriente iu, iw se introducen desde el detector de corriente 3 a la tercera unidad de entrada IN3. La segunda unidad de salida OUT2 está conectada eléctricamente a una línea que suministra los valores de respuesta de corriente iu, iw a un convertidor de coordenadas 44 (que se describirá más adelante) del controlador de arranque 4. La tercera unidad de salida OUT3 está conectada eléctricamente a una línea que suministra los valores de respuesta de corriente iu, iw a un convertidor de coordenadas 56 (que se describirá más adelante) del controlador de tiempo regular 5.
El segundo conmutador 62 conecta eléctricamente la tercera unidad de entrada IN3 y la segunda unidad de salida OUT2 cuando el comando de "cambio de modo normal" está en el nivel bajo (L), y conecta eléctricamente la tercera unidad de entrada IN3 y la tercera unidad de salida OUT3 cuando el comando de "cambio de modo normal" está en el nivel alto (H).
El controlador de arranque 4 está configurado para, al arrancar el inversor 1 (por ejemplo, al arrancar el motor 2 desde funcionamiento libre), calcular un ángulo estimado de fase de rotación 0est1 (valor correspondiente a un valor de ángulo de fase de rotación 0) utilizando un comando de tensión de alta frecuencia en el que un comando de tensión de alta frecuencia en un marco de referencia estacionario se superpone a un comando de tensión, y un valor de corriente de alta frecuencia (valor de respuesta de corriente) emitido desde el inversor 1 cuando el motor 2 se aplica con una tensión de alta frecuencia, y utilizarlo para calcular un valor estimado de velocidad de rotación inicial westO (valor correspondiente a una velocidad de rotación w). Como se describirá más adelante, el ángulo estimado de fase de rotación 0est1 (valor correspondiente al valor de ángulo de fase de rotación 0) incluye un valor estimado de ángulo de fase de rotación inicial 0estO.
El tiempo de arranque del inversor 1 es cuando el dispositivo de control de inversor comienza a accionar el inversor 1 cuando, por ejemplo, un usuario presiona un botón de arranque. En caso de realizar un control sin sensores del inversor, el dispositivo de control de inversor no reconoce la velocidad de rotación del rotor en el punto de arranque del inversor 1. Por lo tanto, cuando se arranca el inversor 1, el motor 2 puede estar en un estado de funcionamiento libre o en un estado en el que se detiene una rotación del motor 2.
El controlador de arranque 4 emite, además, un comando de "cambio de modo normal" al conmutador 6. El comando de "cambio de modo normal" está en el nivel bajo (L) cuando el dispositivo de control de inversor y el sistema de accionamiento de motor se activan mediante un comando de arranque externo. El controlador de arranque 4 eleva, en sincronización con el punto de suministro del valor estimado de velocidad de rotación inicial uiestO al controlador de tiempo regular 5, el comando de "cambio de modo normal" del nivel bajo (L) al nivel alto (H).
Cabe señalar que, cuando se detiene el circuito principal de inversor (por ejemplo, cuando el usuario presiona un botón de detención o el circuito principal de inversor se detiene mediante una operación para proteger en caso de mal funcionamiento), la sección de control de arranque 4 cambia el comando de "cambio de modo normal" del nivel alto (H) al nivel bajo (L).
El controlador de tiempo regular 5 está configurado para controlar el funcionamiento del motor 2 superponiendo un comando de tensión de alta frecuencia en un marco de referencia rotatorio en un comando de tensión, con el valor estimado de ángulo de fase de rotación inicial 9est0 y el valor estimado de velocidad de rotación inicial uiestO suministrados al controlador de tiempo regular 5 como valores iniciales, y calculando un ángulo estimado de fase de rotación 9est utilizando el valor de corriente de alta frecuencia (valor de respuesta de corriente) emitido desde el inversor 1 cuando el motor 2 se aplica con una tensión de alta frecuencia.
La figura 2 es el diagrama de bloques que muestra esquemáticamente el ejemplo de configuración del controlador de arranque para el dispositivo de control de inversor y el sistema de accionamiento de motor de la primera realización.
El controlador de arranque 4 comprende un generador de comandos de tensión de alta frecuencia 41, unos convertidores de coordenadas 42 y 44, un modulador de PWM 43, un estimador de ángulo de fase de rotación 45 y un estimador de velocidad de rotación 46.
El generador de comandos de tensión de alta frecuencia 41 genera un comando de tensión de alta frecuencia vah* de un marco de referencia fijo de ap.
La figura 3 es un diagrama que describe un ejemplo de un comando de tensión de alta frecuencia emitido desde el generador de comandos de tensión de alta frecuencia del controlador de arranque.
El comando de tensión de alta frecuencia vah*, como se muestra en la figura 3, es, por ejemplo, un comando de tensión de alta frecuencia que oscila entre Vh [V] y -Vh [V]. Cabe señalar que una frecuencia de la señal de alta frecuencia superpuesta dos veces o más el número máximo de revoluciones del motor 2 conectado al circuito principal de inversor es una componente de señal que no contribuye a la rotación del motor 2, razón por la cual la señal de alta frecuencia a superponer se establece al menos en el doble o más del número máximo de revoluciones del motor 2.
El convertidor de coordenadas 42 es un medio de conversión vectorial configurado para recibir el comando de tensión de alta frecuencia vah* en el marco de referencia fijo de ap emitido desde el generador de comandos de tensión de alta frecuencia 41, y realizar la conversión de coordenadas a este para convertirlas en comandos de tensión vu*, vv*, vw* en un marco de referencia fijo trifásico.
El modulador de PWM 43 está configurado para generar una señal de puerta de los elementos de conmutación de cada una de las fases del inversor 1, basada en el resultado de comparar los valores de comando de tensión (comando de factor de modulación) vu*, vv*, vw * emitidos desde el convertidor de coordenadas 42 contra una onda triangular, y emitirla.
El convertidor de coordenadas 44 es un medio de conversión vectorial configurado para recibir los valores de respuesta de corriente iu, iw en el marco de referencia fijo trifásico detectado por el detector de corriente 3, y realizar la conversión de coordenadas a este para convertirlas en un valor de respuesta de corriente ip en el marco de referencia fijo de ap.
El estimador de ángulo de fase de rotación 45 está configurado para calcular, a partir del valor de respuesta de corriente ip emitido desde el convertidor de coordenadas 44 y un comando de tensión superpuesta (comando de tensión de alta frecuencia) vah* generado por el generador de comandos de tensión de alta frecuencia 41, el ángulo estimado de fase de rotación 9est1 del motor 2.
Esto se puede expresar, por ejemplo, mediante la fórmula (1) siguiente que considera un modelo de ecuación de tensión del motor 2 en el marco de referencia estacionario.
[Matemática 1]
Figure imgf000005_0001
Fórmula (1)
Ld Lq Ld Lq
en donde L 0
2 , L 1 2^
Cabe señalar que, en la fórmula anterior (1), pia es un valor diferenciado de ia, y pip es un valor diferenciado de ip. Extrayendo únicamente las componentes de alta frecuencia de la fórmula anterior (1), únicamente se obtienen los diferenciales de corriente que se pueden expresar mediante la fórmula (2) siguiente.
[Matemática 2]
Vahf ¿ 00 ¿ ¿ 0m 1 P^ ahf f
Fórmula (2)
vm . ¿10 ¿ 11 - .Pifihf.
Cabe señalar que, en la fórmula anterior (2), el sufijo "hf" significa la componente de alta frecuencia.
De manera adicional, las matrices de inductancia L00, L01, L10, L11 se pueden expresar mediante la fórmula (3) siguiente.
[Matemática 3]
¿01 ¿o L1 cos20 L1 sen 20
Fórmula (3)
¿10 ¿ ii. Lí sen 20 ¿o — Lí cos20.
Aquí, transformando la fórmula (2), se obtiene la fórmula (4).
[Matemática 4]
Figure imgf000006_0001
Fórmula (4)
En caso de que la tensión de alta frecuencia se superponga únicamente en la dirección a, vphf se convierte en 0, por lo que la fórmula (4) se puede expresar mediante la fórmula (5) siguiente.
[Matemática 5]
PÍahf 1 ¿ii f Fórmula (5)
Piphf. LdLq —¿10. Jah
Al asignar la fórmula (3) a la fórmula (5), se obtiene la fórmula (6).
[Matemática 6]
Piahf 1 L0 — L± cos2 &
la (6)
Piphf. LdLq —^ lsen20 yahf Fórmu
Al centrarse en piphf en la fórmula (6), se obtiene la fórmula (7).
[Matemática 7]
sen 20 = - LdLi< Vl$hf Fórmula (7)
Li vahf
Resolviendo 0 en la fórmula (7), se obtiene la fórmula (8).
[Matemática 8]
Figure imgf000006_0002
? ÍB L \ Fórmula (8)
El estimador de ángulo de fase de rotación 45 está configurado para calcular el valor de ángulo de fase de rotación 0 utilizando la fórmula (8) anterior y establecerlo como el ángulo estimado de fase de rotación 0est1. Sin embargo, se supone que vahf se obtiene utilizando el comando de tensión superpuesta vah* y que piphf se obtiene diferenciando el valor de respuesta de corriente ip. Cabe señalar que el ángulo estimado de fase de rotación 0est1 en el punto en el que se calcula la velocidad inicial (punto en el que el comando de "cambio de modo normal" se eleva desde el nivel bajo (L) al nivel alto (H)) se emite como el valor estimado de ángulo de fase de rotación inicial 0est0.
El estimador de velocidad de rotación 46 está configurado para calcular el valor estimado de velocidad de rotación inicial westO utilizando el ángulo estimado de fase de rotación estl emitido desde el estimador de ángulo de fase de rotación 45.
El estimador de velocidad de rotación 46 cuenta el número de veces que el ángulo estimado de fase de rotación 0est1 cruza cero desde el comienzo del proceso de arranque hasta el final de un primer período predeterminado T1. Posteriormente, cuando el valor de recuento es igual o mayor que el valor predeterminado, el estimador de velocidad de rotación 46 cuenta, además, el número de veces que el ángulo estimado de fase de rotación 0est1 cruza cero desde el comienzo del proceso de arranque hasta el final de un segundo período predeterminado T2 (segundo período predeterminado T2 > primer período predeterminado T1).
En esta realización, por ejemplo, el valor predeterminado que se va a comparar con el valor de recuento es "2". En otras palabras, cuando el valor de recuento durante el primer período predeterminado T1 es igual o mayor que el valor predeterminado (por ejemplo, 2), el estimador de velocidad de rotación 46 cuenta, además, el número de veces que el valor estimado de ángulo de fase de rotación 0est1 durante el segundo período predeterminado T2 cruza cero.
El estimador de velocidad de rotación 46 utiliza el número KT2 de veces que el ángulo estimado de fase de rotación 0est1 cruza cero desde el inicio del proceso de arranque (inicio del primer período predeterminado T1) hasta el final del segundo período predeterminado T2 para calcular el siguiente valor estimado de velocidad de rotación inicial westO. Debido a que el número de veces que el valor 0 cruza cero es dos por ciclo, el número se divide por 2.
westO = 2n x (KT2 T2) 2 Fórmula (9)
Por otro lado, cuando el número de veces que el ángulo estimado de fase de rotación 0est1 cruza cero durante el primer período predeterminado T1 es menor que el valor predeterminado (por ejemplo, dos), el estimador de velocidad de rotación 46 establece el valor estimado de velocidad de rotación inicial westO en cero. Cuando, por ejemplo, el usuario presiona el botón de arranque en un estado en el que el inversor 1 está detenido, de modo que se inicie el proceso de arranque del inversor 1, el número de veces que el ángulo estimado de fase de rotación 0est1 cruza cero durante el primer período predeterminado T1 se vuelve menor que el valor predeterminado (por ejemplo, dos), y el valor estimado de velocidad de rotación inicial westO se vuelve cero.
El estimador de velocidad de rotación 46 calcula, como se ha descrito anteriormente, el valor estimado de velocidad de rotación inicial westO y suministra el resultado de cálculo al controlador de tiempo regular 5. El estimador de velocidad de rotación 46 eleva, en sincronización con el punto de suministro del valor estimado de velocidad de rotación inicial westO al controlador de tiempo regular 5, el comando de "cambio de modo normal" al conmutador 6 del nivel bajo (L) al nivel alto (H). Por lo tanto, en sincronización con el punto en el que el valor estimado de velocidad de rotación inicial westO se establece como un valor inicial de un controlador de PI 58 del controlador de tiempo regular 5, el primer conmutador 61 y el segundo conmutador 62 se conmutan, los valores de comando de corriente iu, iw se suministran al controlador de tiempo regular 5, y el comando de puerta calculado por el controlador de tiempo regular 5 se suministra al inversor 1.
En esta realización, el valor estimado de velocidad de rotación inicial westO se ha calculado utilizando el valor (ángulo estimado de fase de rotación 0est1) correspondiente al valor de ángulo de fase de rotación 0. Sin embargo, con respecto al valor estimado de ángulo de fase de rotación inicial 0estO, el valor estimado de ángulo de fase de rotación inicial 0estO no se tiene que preestablecer al controlador de estado normal 5, ya que su relevancia para la velocidad de rotación inicial es baja. En caso de que el valor estimado de ángulo de fase de rotación inicial 0estO no esté preestablecido al controlador de tiempo regular 5, el proceso de cálculo se puede simplificar, dado que piphf en la fórmula (6) anterior incluye la componente de sen20, contando el número de cruces por cero de piphf para calcular el valor estimado de velocidad de rotación inicial westO.
La figura 4 es el diagrama de bloques que muestra esquemáticamente el ejemplo de configuración del controlador de tiempo regular para el dispositivo de control de inversor y el sistema de accionamiento de motor de la primera realización.
El controlador de tiempo regular 5 comprende un controlador de corriente 51, un superponedor de tensión de alta frecuencia 52, un generador de comandos de tensión de alta frecuencia 53, unos convertidores de coordenadas 54 y 56, un modulador de PWM 55, un estimador de error de ángulo de fase de rotación 57, el controlador de PI 58 y un integrador 59.
El controlador de corriente 51 está configurado para recibir valores de respuesta de corriente idc, iqc y comandos de corriente idc*, iqc* en un marco de referencia rotatorio dcqc, calcular los comandos de tensión fundamental vdcf*, vqcf* de modo que la diferencia entre los valores de respuesta de corriente idc, iqc y los comandos de corriente idc*, iqc* se convierta en cero, y los emite.
El generador de comandos de tensión de alta frecuencia 53 está configurado para generar un comando de tensión superpuesta vdch* en el marco de referencia rotatorio dcqc.
La figura 5 es el diagrama que describe el ejemplo del comando de tensión superpuesta emitido desde el generador de comandos de tensión de alta frecuencia del controlador de tiempo regular.
El comando de tensión superpuesta vdch* es, como se muestra en, por ejemplo, la figura 5, un comando de tensión de alta frecuencia que oscila entre Vh [V] y -Vh [V].
El superponedor de tensión de alta frecuencia 52 está configurado para sumar el comando de tensión superpuesta vdch* a los comandos de tensión fundamental vdcf*, vqcf* para generar comandos de tensión vdc*, vqc*.
El convertidor de coordenadas 54 es un medio de conversión vectorial configurado para realizar, utilizando el ángulo estimado de fase de rotación 0est, la conversión de coordenadas a los comandos de tensión vdc*, vqc* en el marco de referencia rotatorio dcqc para convertirlas en los comandos de tensión vu*, vv*, vw* en un marco de referencia fijo trifásico.
El modulador de PWM 55 está configurado para generar una señal de puerta de los elementos de conmutación de cada una de las fases del inversor 1, basada en el resultado de comparar los valores de comando de tensión (comando de tasa de modulación) vu*, vv*, vw * emitidos desde el convertidor de coordenadas 54 contra una onda triangular, y emitirla.
El convertidor de coordenadas 56 es un medio de conversión vectorial configurado para recibir el ángulo estimado de fase de rotación 0est y los valores de respuesta de corriente iu, iw detectados por el detector de corriente 3, y realizar, utilizando el ángulo estimado de fase de rotación 0est, la conversión de coordenadas a los valores de respuesta de corriente iu, iw en el marco de referencia fijo trifásico para convertirlos a los valores de respuesta de corriente idc, iqc en el marco de referencia rotatorio dcqc.
Esto se puede expresar, por ejemplo, mediante la fórmula (10) siguiente que considera un modelo de ecuación de tensión del motor 2 en el marco de referencia rotatorio.
[Matemática 9]
ld X0 L1cos2A9 L1sen2A9 "I \p id]
El- R Fórmula (10)
Lí sen2A9 L0 — L1cos2A9\ [p iq\
en d ,ond ,e L , n — - L - d -- + - L -- q ,A ,-¡ — - L - d -- ~ -- L - q -.u 2 1 2
Extrayendo únicamente las componentes de alta frecuencia de la fórmula anterior (10), únicamente se obtienen los diferenciales de corriente que se pueden expresar mediante la fórmula (11) siguiente.
[Matemática 10]
v dhn _ \L0 L1cos2A9 Lí sen2A9 1 \p idhf
Fórmula (11)
Vqhfi [ Lí sen2A9 L0 — Lí cos2A9\ \p iqhf
Aquí, transformando la fórmula (11), se obtiene la fórmula (12).
[Matemática 11]
Pldhf 1 X 0 — Lí cos2A9 —Lí sen2A9 1 fv dhfl
-Piqhf- LdLq —Lí sen2A9 L0 L1cos2A9\ Fórmula (12)
Asimismo, cuando la tensión de alta frecuencia se superpone únicamente en la dirección d, vqhf se convierte en 0, por lo que la fórmula (12) se puede expresar mediante la fórmula (13) siguiente.
[Matemática 12]
Pidhf 1 X0 — L1cos2A9
mula (13)
Piqhf. LdLq —Lí sen2A9 v dhf Fór
Al centrarse en piqhf en la fórmula (13) anterior, se obtiene la fórmula (14).
[Matemática 13]
sen2A9 = - LdLq Plqhf Fórmula (14)
Li vdhf
Resolviendo A9 en la fórmula (14), se obtiene la fórmula (15).
[Matemática 14]
A9 = - - s e n -1 \~~rí P qhf\ Fórmula (15)
2 L ¿i Vdhf J ' '
El estimador de error de ángulo de fase de rotación 57 está configurado para calcular, utilizando la fórmula (15) anterior, un error de ángulo de fase de rotación A9est entre el valor de ángulo de fase de rotación y el ángulo estimado de fase de rotación 9est del motor 2 utilizado para la conversión de coordenadas del marco de referencia rotatorio, y lo emite. Sin embargo, se supone que vdhf emitido desde el generador de comandos de tensión de alta frecuencia 53 se obtiene utilizando el comando de tensión superpuesta vdch*, y que piqhf se obtiene diferenciando el valor de respuesta de corriente iqc emitido desde el convertidor de coordenadas 56.
El controlador de PI 58 está configurado para recibir el error de ángulo de fase de rotación A9est y el valor estimado de velocidad de rotación inicial westO, calcular, utilizando el valor estimado de velocidad de rotación inicial westO como valor inicial, una velocidad estimada de rotación west de modo que el error de ángulo de fase de rotación A9est se convierta en cero, y lo emite.
La figura 6 es el diagrama de bloques que muestra esquemáticamente el ejemplo de configuración del controlador de PI del controlador de tiempo regular. El controlador de PI 58 es un circuito de bucle de enganche de fase (PLL, por las siglas en inglés de Phase Locked Loop).
El controlador de PI 58 comprende un multiplicador de ganancia proporcional 581, un multiplicador de ganancia integral 582, un integrador 583 y un sumador 584.
El multiplicador de ganancia proporcional 581 está configurado para recibir el error de ángulo de fase de rotación A9est, multiplicarlo por una ganancia proporcional Kp y emitirlo al sumador 584.
El multiplicador de ganancia integral 582 está configurado para recibir el error de ángulo de fase de rotación A9est, multiplicarlo por una ganancia integral Ki y emitirlo al integrador 583.
El integrador 583 está configurado para integrar el valor de salida del multiplicador de ganancia integral 582, con el valor estimado de velocidad de rotación inicial westO suministrado desde el controlador de arranque 4 como un valor inicial, y lo emite al sumador 584.
El sumador 584 está configurado para sumar el valor de salida del multiplicador de ganancia proporcional 581 y el valor de salida del integrador 583, y emitir la velocidad estimada de rotación west.
En otras palabras, la velocidad estimada de rotación west se calcula de la siguiente manera.
west = (Kp Ki/s) x A9est Fórmula (16)
Aquí, el valor inicial introducido en el integrador 583 es el valor estimado de velocidad de rotación inicial westO calculado por el controlador de tiempo de arranque 4.
El integrador 59 está configurado para integrar la velocidad estimada de rotación west emitida desde el controlador de PI 58 para calcular el ángulo estimado de fase de rotación 9est. El valor inicial del integrador 59 es el valor estimado de ángulo de fase de rotación inicial 9est0 calculado por el controlador de arranque 4. El ángulo estimado de fase de rotación 9est calculado por el integrador 59 se suministra a los convertidores de coordenadas 54, 56.
Aquí, el error de ángulo de fase de rotación A9est introducido en el controlador de PI 58 es la delta entre la velocidad de rotación real y el valor estimado de velocidad de rotación inicial westO. Por lo tanto, al iniciar la rotación de alta velocidad y configurar, cuando se estima el ángulo de fase de rotación/velocidad de rotación en el marco de referencia rotatorio, el valor inicial de la velocidad de rotación a cero, el control no puede seguir el cambio en el error de ángulo de fase de rotación A9est a menos que la velocidad de respuesta del controlador de PI 58 sea suficientemente alta con respecto a la velocidad de rotación, lo que significa que la velocidad estimada de rotación west no se puede calcular con precisión.
Por otro lado, en el dispositivo de control de inversor y el sistema de accionamiento de motor de esta realización, el valor estimado de velocidad de rotación inicial westO se puede calcular con mayor precisión incluso cuando la respuesta de control es lenta, ya que el controlador de arranque 4 calcula el valor estimado de ángulo de fase de rotación en el marco de referencia estacionario y calcula el valor estimado de velocidad de rotación inicial aproximado westO a partir del número de veces que el valor estimado de ángulo de fase de rotación cruza cero en el período predeterminado.
Así mismo, el error de ángulo de fase de rotación A9est introducido en el controlador de PI 58 es la delta entre la velocidad de rotación real y el valor estimado de velocidad de rotación inicial westO. Por lo tanto, al calcular el ángulo estimado de fase de rotación 9est y la velocidad estimada de rotación west en el marco de referencia rotatorio en un estado en el que el valor estimado de velocidad de rotación inicial westO y el valor de velocidad de rotación real coinciden aproximadamente, la velocidad estimada de rotación se puede calcular con precisión sin tener que aumentar la velocidad de respuesta del controlador de PI 58.
Como se ha descrito anteriormente, en el dispositivo de control de inversor y el sistema de accionamiento de motor de esta realización, incluso si no se puede realizar un proceso de cálculo de alta velocidad, se puede realizar un arranque estable en una rotación de alta velocidad. En otras palabras, de acuerdo con esta realización, se puede proporcionar un dispositivo de control de inversor y un sistema de accionamiento de motor que realizan un arranque estable.
En la realización anterior, el estimador de velocidad de rotación 46 determina si el motor 2 está rotando o no, en función de si el ángulo estimado de fase de rotación 9est1 cruza cero dos o más veces durante el período predeterminado T1. De esta manera, cuando el motor 2 está en un estado detenido o en un estado en el que el motor 2 rota a una velocidad muy alta, el tiempo requerido para un arranque se puede acortar, dado que la rutina de arranque para calcular el valor estimado de velocidad de rotación inicial westO se completa dentro del período predeterminado T1.
En la realización anterior, el estimador de velocidad de rotación 46 calcula el valor estimado de velocidad de rotación inicial westO basándose en el número de veces que el ángulo estimado de fase de rotación 9est1 cruzó cero en los períodos predeterminados T1, T2. Sin embargo, el valor estimado de velocidad de rotación inicial westO puede, por ejemplo, calcularse a partir del período (período desde el punto en el que el ángulo estimado de fase de rotación 9est1 es cero (primera vez) hasta el siguiente punto en el que se convierte en cero (segunda vez)) en el que el ángulo estimado de fase de rotación 9est1 cruza cero el número predeterminado de veces (por ejemplo, dos veces). De manera alternativa, el valor estimado de velocidad de rotación inicial westO se puede calcular a partir del comportamiento del ángulo estimado de fase de rotación 9est1. En cualquiera de los casos, el valor estimado de velocidad de rotación se convierte aproximadamente igual a la velocidad de rotación real calculando el valor estimado de velocidad de rotación utilizando el valor estimado de ángulo de fase de rotación calculado en el marco de referencia estacionario. Por lo tanto, se puede realizar un arranque estable del dispositivo de control de inversor y del sistema de accionamiento de motor utilizando el valor estimado de velocidad de rotación calculado en el marco de referencia estacionario como valor inicial cuando se realiza un control sin sensor en el marco de referencia rotatorio.
Cabe señalar que, en la realización anterior, el motor síncrono de reluctancia se adopta como motor 2. Sin embargo, se puede lograr un efecto similar adoptando el motor síncrono con imán permanente que tiene un pequeño flujo magnético como motor 2.
Así mismo, en la realización anterior, se utiliza el método de superposición de la tensión de alta frecuencia para estimar el ángulo de fase de rotación en el marco de referencia estacionario. En el método de superposición de la tensión de alta frecuencia, dado que únicamente se aplica la tensión de alta frecuencia al arrancar, únicamente fluye la corriente de alta frecuencia, y el arranque es posible sin generar un par.
En la realización anterior, el ángulo de fase de rotación se estima utilizando la corriente de alta frecuencia generada mediante la superposición de la tensión de alta frecuencia. Sin embargo, se puede obtener un efecto similar adoptando el método de estimación del ángulo de fase de rotación a partir de la tensión de alta frecuencia aplicado cuando se da el comando de corriente de alta frecuencia y se realiza el control.
La figura 7 es el diagrama de bloques que describe el otro ejemplo del controlador de arranque para el dispositivo de control de inversor y el sistema de accionamiento de motor de la primera realización anterior.
En este ejemplo, un controlador de arranque 4A comprende un generador de comandos de corriente de alta frecuencia 41' en lugar del generador de comandos de tensión de alta frecuencia 41 anterior, y un controlador de corriente 47. Cabe señalar que las configuraciones de la siguiente descripción que son similares a las de la primera realización anterior reciben los mismos símbolos de referencia y no se describen con más detalle.
El generador de comandos de corriente de alta frecuencia 41' está configurado para generar comandos de corriente de alta frecuencia iah*, iph* y emitirlos al controlador de corriente 47.
El controlador de corriente 47 está configurado para generar comandos de tensión de alta frecuencia vah*, vph* de modo que la diferencia entre los comandos de corriente de alta frecuencia iah*, iph* y valores de respuesta de corriente ia, ip se convierta en cero, y los emite.
1O
El estimador de ángulo de fase de rotación 45 está configurado para calcular el ángulo estimado de fase de rotación 0est10 a partir de los valores de respuesta de corriente ia, ip emitidos desde el convertidor de coordenadas 44, y los comandos de tensión de alta frecuencia vah*, vph* emitidos desde el controlador de corriente 47.
El estimador de ángulo de fase de rotación 45 está configurado para utilizar las componentes de alta frecuencia anteriores para calcular el ángulo de fase de rotación. En primer lugar, el modelo de ecuación de tensión del motor 2 en el marco de referencia estacionario se expresa mediante la fórmula (17) siguiente.
[Matemática 15]
Figure imgf000011_0001
Fórmula (17)
en donde L 0 = —— ¿i = —— -.u 2 1 2
Extrayendo únicamente las componentes de alta frecuencia de la fórmula anterior (17), únicamente se obtienen los diferenciales de corriente que se pueden expresar mediante la fórmula (18) siguiente.
[Matemática 16]
Figure imgf000011_0002
Fórmula (18)
De manera adicional, las matrices de inductancia L00, L01, L10, L11 se expresan mediante la siguiente fórmula (19).
[Matemática 17]
¿ 01 L 0 L 1cos2Q L 1sen29
Fórmula (19)
¿10 ¿ii. L 1sen29 L 0 — L 1cos29_
Aquí, por ejemplo, si el comando de corriente de alta frecuencia se da únicamente a una corriente p, un comando de tensión de alta frecuencia a se convierte en una componente de sen20, y se puede calcular el valor de ángulo de fase de rotación 0. De manera alternativa, si el comando de corriente de alta frecuencia se da únicamente a una corriente a, un comando de tensión de alta frecuencia p se convierte en una componente de sen20, y se puede calcular el valor de ángulo de fase de rotación 0 de manera similar.
La figura 8 es un diagrama de bloques que describe el otro ejemplo del controlador de tiempo regular para el dispositivo de control de inversor y el sistema de accionamiento de motor de la primera realización anterior.
En este ejemplo, un controlador de tiempo regular 5A comprende un generador de comandos de corriente de alta frecuencia 53' en lugar del generador de comandos de tensión de alta frecuencia 53, y un superponedor de comandos de corriente de alta frecuencia 52' en lugar del superponedor de tensión de alta frecuencia 52.
El generador de comandos de corriente de alta frecuencia 53' está configurado para generar comandos de corriente de alta frecuencia idch*, iqch* y emitirlos al superponedor de comandos de corriente de alta frecuencia 52'.
El superponedor de comandos de corriente de alta frecuencia 52' calcula los comandos de corriente idc*, iqc* sumando los comandos de corriente de alta frecuencia idch*, iqch* a los comandos de corriente fundamental suministrados externamente idcf*, iqcf* y emitirlos al controlador de corriente 51.
El controlador de corriente 51 recibe los comandos de corriente idc*, iqc* y los valores de respuesta de corriente idc, iqc, calcula los comandos de tensión vdc*, vqc* de modo que la diferencia entre los comandos de corriente idc*, iqc* y los valores de respuesta de corriente idc, iqc se convierta en cero y los emite al convertidor de coordenadas 54. El estimador de error de ángulo de fase de rotación 57 calcula el error estimado de ángulo de fase de rotación A0est a partir de los valores de respuesta de corriente idc, iqc y los comandos de tensión vdc*, vqc*.
Como se ha descrito anteriormente, se puede lograr un efecto similar al de la realización anterior adoptando el método de estimación del ángulo de fase de rotación a partir de la tensión de alta frecuencia aplicado cuando se da el comando de corriente de alta frecuencia y se realiza el control.
A continuación, el dispositivo de control de inversor y el sistema de accionamiento de motor de la segunda realización se describirán con referencia a los dibujos. Cabe señalar que las configuraciones de la siguiente descripción que son similares a las de la primera realización anterior reciben los mismos símbolos de referencia y no se describen con más detalle.
La figura 9 es el diagrama de bloques que muestra esquemáticamente el ejemplo de configuración del controlador de arranque para el dispositivo de control de inversor y el sistema de accionamiento de motor de la segunda realización. En esta realización, un controlador de arranque 4B y el controlador de tiempo regular 5 comparten el modulador de PWM 55, los convertidores de coordenadas 54 y 56, el estimador de error de ángulo de fase de rotación 57, el superponedor de tensión de alta frecuencia 52, y el generador de comandos de tensión de alta frecuencia 53.
En otras palabras, el controlador de arranque 4B comprende un generador de comandos de tensión de alta frecuencia 53, el superponedor de tensión de alta frecuencia 52, los convertidores de coordenadas 54 y 56, el modulador de PWM 55, el estimador de error de ángulo de fase de rotación 57, y el estimador de velocidad de rotación 46.
En esta realización, los convertidores de coordenadas 54, 56 del controlador de tiempo regular 5 se utilizan en el controlador de arranque 4B estableciendo el ángulo estimado de fase de rotación 0est utilizado para los convertidores de coordenadas 54, 56 a cero.
Así mismo, en esta realización, el superponedor de tensión de alta frecuencia 52 del controlador de tiempo regular 5 se utiliza en el controlador de arranque 4B estableciendo los comandos de tensión fundamental vdcf*, vqcf* introducidos en el superponedor de tensión de alta frecuencia 52 a cero.
Al establecer el ángulo estimado de fase de rotación 0est en cero, el error estimado de ángulo de fase de rotación A0est calculado por el estimador de error de ángulo de fase de rotación 57 en el controlador de arranque 4B se establece como el ángulo estimado de fase de rotación 0est.
Las configuraciones del dispositivo de control de inversor y el sistema de accionamiento de motor de esta realización, excepto las mencionadas anteriormente, son similares a las configuraciones en la primera realización anterior, y los efectos logrados son similares a los logrados en la primera realización anterior.
Asimismo, puesto que, como se ha descrito anteriormente, el controlador de arranque 4B y el controlador de tiempo regular 5 comparten la configuración, se puede reducir la cantidad de componentes para controlar el inversor 1 y el motor 2, y se pueden simplificar las configuraciones del dispositivo de control de inversor y el sistema de accionamiento de motor.
A continuación, el dispositivo de control de inversor y el sistema de accionamiento de motor de la tercera realización se describirán con referencia a los dibujos.
La figura 10 es el diagrama de bloques que muestra esquemáticamente el ejemplo de configuración del controlador de arranque para el dispositivo de control de inversor y el sistema de accionamiento de motor de la tercera realización. En esta realización, un controlador de arranque 4C comprende un generador de PWM redundante 48, el convertidor de coordenadas 44, el estimador de ángulo de fase de rotación 45, y el estimador de velocidad de rotación 46. La sección de generación de PWM redundante 48 está configurada para generar los comandos de tensión vu*, vv*, vw*, y para emitirlos y, además, para generar, basado en los comandos de tensión vu*, vv*, vw*, un comando de puerta al inversor 1.
La figura 11 es el diagrama que describe el ejemplo del funcionamiento del generador de PWM que se muestra en la figura 10. La figura 11 muestra esquemáticamente ocho tipos de vectores de tensión en el marco de referencia fijo de ap que pueden ser emitidos por el inversor 1.
En el motor 2, cuando la corriente es cero, la contratensión es cero, independientemente de la velocidad. En caso de realizar una modulación de PWM general, cuando el comando de corriente es cero, se selecciona un vector de tensión cero de V0 o V7 como vector de tensión de salida del inversor.
Puesto que, en este punto, la diferencia entre el vector de tensión de salida y la contratensión se convierte en cero, no se genera corriente armónica. Por otro lado, el generador de PWM redundante 48 está configurado para generar un comando de puerta de modo que, por ejemplo, los vectores de tensión distintos de cero V1, V6 se repitan de manera alterna en un corto tiempo. En este punto, mientras se establece un promedio del vector de tensión emitido desde el inversor 1 a cero, una corriente armónica como respuesta del motor 2 es generada por el vector de tensión distinto de cero. Al generar la corriente armónica, el ángulo estimado de fase de rotación 0est1 se puede calcular mediante la saliencia del rotor del motor 2.
En otras palabras, el generador de PWM redundante 48 emite, de manera alterna, por ejemplo, los comandos de tensión vu*, vv*, vw* correspondientes al vector de tensión distinto de cero V1 y los comandos de tensión vu*, vv*, vw* correspondientes al vector de tensión distinto de cero V6, al convertidor de coordenadas 44.
El convertidor de coordenadas 44 está configurado para convertir los comandos de tensión vu*, vv*, vw* en el marco de referencia fijo trifásico suministrados desde el generador de PWM redundante 48 en comandos de tensión va*, vp* en el marco de referencia fijo de ap y emitirlos al estimador de ángulo de fase de rotación 45. Cabe señalar que los comandos de tensión va*, vp* en el marco de referencia fijo de ap son valores correspondientes al comando de tensión superpuesta (comando de tensión de alta frecuencia) emitido desde el generador de comandos de tensión de alta frecuencia 41 de la primera realización.
El convertidor de coordenadas 44 está configurado para recibir los valores de respuesta de corriente iu, iw en el marco de referencia fijo trifásico detectados por el detector de corriente 3, convertirlos en los valores de respuesta de corriente ia, ip en el marco de referencia fijo de ap y emitirlos al estimador 45.
Las configuraciones del dispositivo de control de inversor y el sistema de accionamiento de motor de esta realización, excepto las mencionadas anteriormente, son similares a las configuraciones en la primera realización anterior, y los efectos logrados son similares a los logrados en la primera realización anterior.
Mientras que se han descrito varias realizaciones de esta invención, estas realizaciones se han presentado a modo de ejemplo y no pretenden limitar el alcance de la invención.
En las realizaciones anteriores primera a tercera, el dispositivo de control de inversor se puede configurar desde hardware, software, o una combinación de hardware y software. Por ejemplo, el dispositivo de control de inversor puede incluir uno o más procesadores y una memoria, y los cálculos ejecutados por cada uno de los elementos se pueden realizar mediante software. En cualquiera de los casos, se puede lograr un efecto similar al de las realizaciones anteriores primera a tercera.

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo de control de inversor que comprende:
un circuito principal inversor;
un detector de corriente (3) configurado para detectar una corriente de una línea de salida del circuito principal de inversor;
un controlador de arranque (4) que comprende un estimador de ángulo de fase de rotación (45) configurado para calcular, en función de un valor de respuesta de corriente detectado por el detector de corriente (3), un valor correspondiente a un ángulo de fase de rotación de un motor (2) conectado al circuito principal de inversor en un marco de referencia estacionario, y un estimador de velocidad de rotación (46) configurado para calcular un valor correspondiente a una velocidad de rotación del motor (2) utilizando el valor correspondiente al ángulo de fase de rotación cuando se arranca el circuito principal de inversor; y
un controlador de tiempo regular (5) configurado para calcular, con el valor correspondiente a la velocidad de rotación como valor inicial, un ángulo estimado de fase de rotación del motor (2) en un marco de referencia rotatorio, caracterizado por que el estimador de velocidad de rotación (46) del controlador de arranque (4) está configurado para contar un número de veces que el valor correspondiente al ángulo de fase de rotación cruza cero en un primer período predeterminado (T1), establecer el valor correspondiente a la velocidad de rotación en cero cuando el valor de recuento sea menor que un valor predeterminado, y calcular, cuando el valor de recuento es igual o superior al valor predeterminado, el valor correspondiente a la velocidad de rotación basado en un valor obtenido contando el número de veces que el valor correspondiente al ángulo de fase de rotación cruza cero en un segundo período predeterminado (T2) más largo que el primer período predeterminado (T1), y el segundo período predeterminado (T2).
2. El dispositivo de control de inversor de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además, un generador de comandos de tensión de alta frecuencia (41, 53) configurado para generar un comando de tensión de alta frecuencia en el marco de referencia estacionario.
3. El dispositivo de control de inversor de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además:
un generador de comandos de corriente de alta frecuencia (41', 53') configurado para generar un comando de corriente de alta frecuencia en el marco de referencia estacionario para ser suministrado al motor (2); y
un controlador de corriente (47, 51) configurado para calcular un comando de tensión de alta frecuencia basado en el comando de corriente de alta frecuencia y el valor de respuesta de corriente.
4. El dispositivo de control de inversor de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el estimador de ángulo de fase de rotación (45) está configurado para calcular el valor correspondiente al ángulo de fase de rotación del motor (2) basado en el comando de corriente de alta frecuencia y el comando de tensión de alta frecuencia en lugar del valor de respuesta de corriente.
5. El dispositivo de control de inversor de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende, además, un generador de PWM (48) configurado para generar un comando de puerta al circuito principal de inversor para provocar que se emita una corriente armónica desde el circuito principal de inversor y el comando de tensión de alta frecuencia basado en el comando de puerta.
6. El dispositivo de control de inversor de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el controlador de tiempo regular (5) comprende un convertidor vectorial configurado para realizar, basado en el ángulo estimado de fase de rotación en el marco de referencia rotatorio, la conversión vectorial de una coordenada fija trifásica y una coordenada de rotación, y en donde el convertidor vectorial realiza, con el ángulo estimado de fase de rotación en el marco de referencia rotatorio establecido en cero al arrancar el circuito principal de inversor, una conversión vectorial del marco de referencia estacionario.
7. Un sistema de accionamiento de motor que comprende:
el dispositivo de control de inversor de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, y
un motor síncrono de reluctancia como el motor (2).
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