ES2895119T3 - Controlador de motor síncrono de fase dividida - Google Patents

Abstract

Un circuito para un motor que comprende: al menos dos devanados de fase (2504, 2506) que forman una mitad (2512) de los devanados de fase del motor del circuito y al menos otros dos devanados de fase (2508, 2510) que forman otra mitad (2514) de los devanados de fase del motor del circuito; una fuente de alimentación de corriente continua (CC) (2532) para recibir la energía de corriente alterna (CA) transferida desde uno o más de los devanados de fase del motor y convertir la energía CA en energía CC; un circuito de interruptor de potencia de primera etapa (2524) que comprende al menos un interruptor de potencia fuera de una trayectoria de corriente entre los devanados de fase del motor y la fuente de alimentación de CC y conectado eléctricamente entre los al menos dos devanados de fase en la mitad de los devanados de fase del motor del circuito y entre los al menos otros dos devanados de fase en la otra mitad de los devanados de fase del motor del circuito; un circuito de interruptor de potencia de segunda etapa (2530) que comprende al menos otro interruptor de potencia fuera de la trayectoria de la corriente entre los devanados de fase del motor y la fuente de alimentación de CC y conectado eléctricamente entre la mitad de los devanados de fase del motor del circuito y la otra mitad de los devanados de fase del motor del circuito, el al menos otro interruptor de potencia para recibir energía de CA de los devanados de fase del motor; y al menos un componente de la fuente de alimentación de CC que no colapsa (2534, 2536) conectado a la fuente de alimentación de CC para evitar que la fuente de alimentación de CC colapse cuando el al menos un interruptor de potencia o el al menos otro interruptor de potencia está activado.

Description

DESCRIPCIÓN

Controlador de motor síncrono de fase dividida

Antecedentes

En vista de la creciente proliferación de leyes respetuosas con el medio ambiente, se requieren mejoras en varias clases de motores. Por ejemplo, los motores de los ventiladores de refrigeración de baja potencia, por ejemplo de 4 a 16 vatios, utilizados tanto en el mercado de la refrigeración comercial como en el residencial, han sido tradicionalmente de baja eficiencia, como por ejemplo del 12% al 26%. Sería deseable proporcionar tecnologías para abordar las mejoras necesarias en diferentes clases de motores.

La publicación estadounidense No. 2014/0152228 divulga un circuito que comprende devanados de fase divididos del motor, una fuente de alimentación de corriente continua (CC) en un punto medio de los devanados de fase divididos del motor, un circuito de interruptor de potencia que comprende al menos un interruptor de potencia aislado de la fuente de alimentación de CC y en el punto medio de los devanados de fase divididos del motor, un primer componente de la fuente de alimentación de corriente continua que no colapsa para evitar que la fuente de alimentación de corriente continua colapse cuando el al menos un interruptor de potencia está activado y conduciendo durante una primera parte de un ciclo, y un segundo componente de la fuente de alimentación de corriente continua que no colapsa para evitar que la fuente de alimentación de corriente continua colapse cuando el al menos un interruptor de potencia está activado y conduciendo durante una segunda parte del ciclo.

Sumario

Un circuito de devanados de fase divididos incluye devanados de fase divididos del motor, un circuito de interruptor de potencia que comprende al menos un interruptor de potencia y un circuito de suministro de corriente continua (CC), todo ello en un punto medio de los devanados de fase divididos del motor, y un componente de suministro de energía de CC que no colapsa para evitar que el suministro de energía de cC colapse cuando el al menos un interruptor de potencia está conectado y conduciendo. El componente de la fuente de alimentación de CC que no colapsa puede incluir, por ejemplo, una o más de una derivación de los devanados de fase dividida del motor conectada eléctricamente a la fuente de alimentación de CC, un devanado de fase secundaria conectado a la fuente de alimentación de CC para alimentar la fuente de alimentación, una o más resistencias entre los devanados de fase dividida y el circuito del interruptor de potencia, uno o más diodos Zener entre los devanados de fase dividida y el circuito del interruptor de potencia, y/o un componente eléctrico para crear una caída de tensión entre los devanados de fase dividida del motor y el circuito del interruptor de potencia para evitar que la fuente de alimentación colapse cuando el al menos un interruptor de potencia en el circuito del interruptor de potencia está conectado y conduciendo.

Se proporciona en la presente memoria un circuito para un motor según la reivindicación 1 anexa.

En otro ejemplo, un circuito para un motor comprende al menos dos devanados de fase que forman una mitad de los devanados de fase del motor del circuito y al menos otros dos devanados de fase que forman otra mitad de los devanados de fase del motor del circuito. Una fuente de alimentación de corriente continua (CC), situada al menos aproximadamente en un punto medio de los devanados de fase del motor, recibe la energía de corriente alterna (CA) transferida desde uno o más de los devanados de fase y convierte la energía de CA en energía de CC. Un circuito de interruptor de potencia de primera etapa comprende al menos un interruptor de potencia fuera de la fuente de alimentación de CC y está conectado eléctricamente al menos aproximadamente en un punto medio entre los al menos dos de los devanados de fase en cada mitad del circuito. Un circuito de interruptor de potencia de segunda etapa comprende al menos otro interruptor de potencia fuera de la fuente de alimentación de CC y está conectado eléctricamente al menos aproximadamente en el punto medio de los devanados de fase para recibir energía de CA de los devanados de fase del motor. Un controlador del motor controla el circuito del interruptor de potencia de la primera etapa y el circuito del interruptor de potencia de la segunda etapa. El controlador del motor está conectado eléctricamente en al menos uno de (i) al menos aproximadamente en el punto medio de los devanados de fase y (ii) al menos aproximadamente en el punto medio entre los al menos dos de los devanados de fase en cada mitad del circuito. Un componente de la fuente de alimentación de CC que no colapsa está conectado a la fuente de alimentación de CC para evitar que la fuente de alimentación de CC colapse cuando el al menos un interruptor de potencia o el al menos otro interruptor de potencia está conectado y conduciendo.

En otro ejemplo, un motor tiene múltiples fases de motor (es decir, devanados de fase de motor) y un voltaje de línea de suministro a través de las fases. Las fases del motor se dividen en cuatro partes (cuartas o cuartos), con dos devanados de fase del motor que forman una mitad de los devanados de fase del motor del circuito y otros dos devanados de fase del motor que forman la otra mitad de los devanados de fase del motor del circuito. El controlador de motor para el motor y la electrónica de potencia para el motor se sitúan en un "punto medio" o "punto central" de la tensión de la línea de alimentación entre las dos mitades de las fases divididas y/o en un punto medio o central entre dos de las fases del motor divididas en cada mitad del circuito (por ejemplo, "cuarto de punto"). La fuente de alimentación de corriente continua (CC) (por ejemplo, para la electrónica utilizada en el controlador del motor) también se encuentra entre las fases divididas, entre las dos mitades de las fases divididas y/o en un punto medio o central entre dos de las fases del motor divididas en cada mitad del circuito. Las fases del motor proporcionan la limitación de la corriente y la caída de tensión de las líneas de suministro de tensión de línea a CC de baja tensión a la fuente de alimentación de CC, reduciendo así el número de componentes de la fuente de alimentación de CC y permitiendo el uso de componentes de baja tensión para la fuente de alimentación de CC y para el controlador del motor.

En otro ejemplo, las fases del motor se dividen en cuatro partes (cuartas partes o cuartos), con dos devanados de fase del motor que forman una mitad de los devanados de fase del motor del circuito y otros dos devanados de fase del motor que forman la otra mitad de los devanados de fase del motor del circuito. El controlador del motor tiene dos etapas, con una primera etapa del controlador del motor situada en un "punto medio" o "punto central" de la tensión de la línea de alimentación entre las dos mitades de los devanados de fase del motor divididos, y una segunda etapa del controlador del motor situada en un "punto medio" o "punto central" de la tensión de la línea de alimentación entre las dos mitades de los devanados de fase del motor divididos. La electrónica de potencia para el motor tiene dos etapas, con una primera etapa de la electrónica de potencia colocada en un punto medio o central entre dos de los devanados de fase del motor divididos en cada mitad de los devanados de fase del motor (por ejemplo, "cuarto de punto") y una segunda etapa de la electrónica de potencia también colocada en un "punto medio" o "punto central" en la tensión de la línea de alimentación entre las dos mitades de los devanados de fase del motor divididos. La fuente de alimentación de corriente continua (CC) (por ejemplo, para la electrónica utilizada en el controlador del motor) también se encuentra entre los devanados de fase del motor divididos, entre las dos mitades de los devanados de fase del motor divididos y/o en un punto medio o central entre dos de los devanados de fase del motor divididos en cada mitad de los devanados de fase del motor.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra los devanados de fase del motor divididos con un circuito de control situado en un punto medio de los devanados de fase del motor.

La figura 2 muestra un motor monofásico de conmutación electrónica (ECM).

La figura 3 muestra un circuito de devanado de fase dividida.

La figura 4 muestra un circuito de devanado de fase dividida con una derivación de la bobina de devanado de fase dividida a la fuente de alimentación de corriente continua (CC).

La figura 5 muestra un circuito de devanado de fase dividido con resistencias entre los devanados de fase divididos y el(los) interruptor(es) de potencia.

La figura 6 representa un circuito de devanado de fase dividida con una bobina secundaria.

La figura 7 representa un control del sentido de la corriente de fase durante el arranque y el funcionamiento continuo por debajo de las velocidades síncronas en un circuito de devanado de fase dividida.

La figura 8 representa un control de la dirección de la corriente de fase a una velocidad sincrónica de 1800 revoluciones por minuto (RPM) en un circuito de devanado de fase dividida de cuatro polos.

La figura 9 representa un control de la dirección de la corriente de fase a una velocidad sincrónica de 3600 revoluciones por minuto (RPM) en un circuito de devanado de fase dividida de dos polos.

La figura 10 muestra los periodos de carga del condensador de almacenamiento de corriente continua. La figura 11 representa un circuito de devanado de fase dividida con una bobina secundaria y un interruptor de potencia.

La figura 12 representa un circuito de devanado de fase dividida con una bobina secundaria y un interruptor de potencia.

Las figuras 13 y 13A representan un circuito de devanado de fase dividida con una bobina secundaria y un interruptor de potencia.

La figura 14 muestra un circuito de devanado de fase dividida con dos interruptores de potencia.

La figura 15 muestra un circuito de devanado de fase dividida con un interruptor de potencia.

La figura 16 muestra un circuito de devanado de fase dividida con dos interruptores de potencia en serie.

La figura 17 muestra un circuito de devanado de fase dividida con una derivación de la bobina de devanado de fase dividida a la fuente de alimentación de corriente continua (CC) y dos interruptores de potencia en serie.

La figura 18 muestra un circuito de devanado de fase dividida con dos interruptores de potencia en paralelo. La figura 19 muestra un circuito de devanado de fase dividida con una derivación de la bobina de devanado de fase dividida a la fuente de alimentación de corriente continua (CC) y dos interruptores de potencia en paralelo.

La figura 20 representa un motor con un circuito de devanado de fase dividido que tiene un devanado de fase primaria de CA y un devanado secundario para crear una fuente de alimentación de CC que no colapsa.

La figura 21 muestra un motor con un circuito de devanado de fase dividido que tiene un devanado primario de fase de CA y un devanado secundario para crear una fuente de alimentación de CC que no colapsa enrollada en un solo polo.

La figura 22 muestra un motor con un circuito de devanado de fase dividido con un devanado de fase primario derivado para crear una fuente de alimentación de CC que no colapsa.

La figura 23 muestra un motor con un circuito de devanado de fase dividida con resistencias para crear una fuente de alimentación de CC que no colapsa.

La figura 24 muestra un motor con un circuito de devanado de fase dividida con diodos Zener para crear una fuente de alimentación de CC que no colapsa.

En las figuras 25-34 se muestran los circuitos de devanado de fase dividida con cuatro bobinas y dos etapas para la electrónica de potencia.

Descripción detallada

Se divulgan circuitos nuevos y útiles que proporcionan ventajas sobre el estado de la técnica para controlar motores síncronos de imanes permanentes sin escobillas. Una realización de la presente divulgación incluye uno o más circuitos para un motor conmutado electrónicamente (ECM). Otra realización de la presente divulgación incluye uno o más circuitos para un motor de polos sombreados. Otra realización de la presente divulgación incluye uno o más circuitos para otros tipos de motores.

En un aspecto, un motor tiene múltiples fases de motor (es decir, devanados de fase de motor) y un voltaje de línea de suministro a través de las fases. Las fases del motor se dividen por la mitad y tanto el controlador del motor como la electrónica de potencia del motor se sitúan en un "punto medio" o "central" de la tensión de la línea de alimentación entre las fases divididas. La alimentación de corriente continua (por ejemplo, para la electrónica utilizada en el controlador del motor) también se encuentra entre las fases divididas. Las fases del motor proporcionan la limitación de la corriente y la caída de tensión de las líneas de suministro de tensión de línea a CC de baja tensión a la fuente de alimentación de CC, reduciendo así el número de componentes de la fuente de alimentación de CC y permitiendo el uso de componentes de baja tensión para la fuente de alimentación de CC y para el controlador del motor.

Los sistemas anteriores utilizaban un diodo Zener u otro regulador de tensión situado en serie con un interruptor de potencia y las fases del motor, que limitaba la potencia máxima del motor al valor máximo de vatios del diodo Zener. Los circuitos de la presente divulgación eliminan el regulador de tensión del diodo Zener de la trayectoria de la corriente primaria para las fases del motor, de modo que un regulador de tensión del diodo Zener no se encuentra en serie con un interruptor de potencia y las fases del motor, lo que elimina la necesidad de reducir la especificación de vatios que de otro modo sería necesaria para un diodo Zener. En su lugar, el diodo Zener u otro regulador de voltaje se encuentra en paralelo con el interruptor(es) de potencia en algunas realizaciones de la presente divulgación.

En otro aspecto, un motor tiene múltiples fases de motor (es decir, devanados de fase de motor) y una tensión de línea de suministro a través de las fases de motor. Las fases del motor se dividen en cuatro partes (cuartas partes o cuartos), con dos devanados de fase del motor que forman una mitad de los devanados de fase del motor del circuito y otros dos devanados de fase del motor que forman la otra mitad de los devanados de fase del motor del circuito. El controlador del motor y la electrónica de potencia del motor se sitúan en un "punto medio" o "punto central" de la tensión de la línea de alimentación entre las dos mitades de las fases divididas y/o en un punto medio o central entre dos de las fases del motor divididas en cada mitad del circuito. La fuente de alimentación de corriente continua (CC) (por ejemplo, para la electrónica utilizada en el controlador del motor) también se encuentra entre las fases divididas, entre las dos mitades de las fases divididas y/o en un punto medio o central entre dos de las fases del motor divididas en cada mitad del circuito. Las fases del motor proporcionan la limitación de la corriente y la caída de tensión de las líneas de suministro de tensión de línea a CC de baja tensión a la fuente de alimentación de CC, reduciendo así el número de componentes de la fuente de alimentación de CC y permitiendo el uso de componentes de baja tensión para la fuente de alimentación de CC y para el controlador del motor.

En un ejemplo, las fases del motor se dividen en cuatro partes (cuartas partes o cuartos), con dos devanados de fase del motor que forman una mitad de los devanados de fase del motor del circuito y otros dos devanados de fase del motor que forman la otra mitad de los devanados de fase del motor del circuito. El controlador del motor tiene dos etapas, con una primera etapa del controlador del motor situada en un "punto medio" o "punto central" de la tensión de la línea de alimentación entre las dos mitades de los devanados de fase del motor divididos, y una segunda etapa del controlador del motor situada en un "punto medio" o "punto central" de la tensión de la línea de alimentación entre las dos mitades de los devanados de fase del motor divididos. La electrónica de potencia para el motor tiene dos etapas, con una primera etapa de la electrónica de potencia colocada en un punto medio o central entre dos de los devanados de fase del motor divididos en cada mitad de los devanados de fase del motor (es decir, "cuarto de punto") y una segunda etapa de la electrónica de potencia también colocada en un "punto medio" o "punto central" en la tensión de la línea de alimentación entre las dos mitades de los devanados de fase del motor divididos. La fuente de alimentación de corriente continua (CC) (por ejemplo, para la electrónica utilizada en el controlador del motor) también se encuentra entre los devanados de fase del motor divididos, entre las dos mitades de los devanados de fase del motor divididos y/o en un punto medio o central entre dos de los devanados de fase del motor divididos en cada mitad de los devanados de fase del motor.

Por ejemplo, la fuente de alimentación de CC está situada con la primera etapa cuando la fuente de alimentación de CC alimenta el controlador del motor de la primera etapa en el "cuarto de punto" Sin embargo, conceptualmente se puede considerar que la fuente de alimentación de CC está en un "punto medio" de los devanados de fase del motor porque cuando la electrónica de potencia de la primera etapa (etapa 1) está energizada y la de la segunda etapa (etapa 2) no lo está, la fuente de alimentación de CC está en el medio de las bobinas activas (devanados de fase del motor activos) y los otros dos devanados de fase del motor (bobinas) no están activos en ese momento. Las dos bobinas activas limitan la corriente. Cuando la segunda etapa está energizada mientras la primera está energizada, las bobinas de la primera etapa están en paralelo con las bobinas de la segunda etapa.

Los circuitos de la presente divulgación eliminan la necesidad de un optoaislador para permitir la conmutación entre la electrónica de detección/control de un controlador de motor y un interruptor de potencia del controlador de motor. Los sistemas anteriores tenían dos valores de referencia neutros, uno para la electrónica de detección/control y otro para el interruptor de potencia.

Los circuitos de la presente divulgación han mejorado la detección del ángulo de fase de la línea, eliminando la necesidad de un puente de resistencia de precisión vinculado a la entrada de un optoaislador. Así, los circuitos de este aspecto tienen una detección más precisa del ángulo de fase de la línea.

Los circuitos de la presente divulgación reducen los diferentes valores de neutro eléctrico de los interruptores de potencia y del controlador del motor a un solo valor. Esto garantiza que el interruptor o interruptores de potencia de los circuitos con este aspecto pasarán de forma fiable de estar completamente "desconectados" a estar totalmente saturados.

Los sistemas anteriores que incluían dos interruptores tienen dificultades para desconectar completamente un interruptor durante la mitad de un ciclo de CA. Los circuitos de la presente divulgación colocan uno o más interruptores fuera de una fuente de alimentación de CC y del circuito controlador del motor, lo que resulta en una conmutación adecuada.

Cada una de estas mejoras no sólo aumenta la fiabilidad del funcionamiento del controlador del motor, sino que también sirve para mejorar la eficiencia combinada del motor y del controlador del motor.

Los circuitos de devanado de fase dividida de la presente divulgación pueden utilizarse en una variedad de motores, tales como los motores de corriente continua sin escobillas/motores comunicados electrónicamente (ECM), motores de polos sombreados, otros motores síncronos, motores de condensadores permanentes (PSC), etc.

Por ejemplo, la figura 1 representa un motor 102 con devanados de fase de motor divididos 104, 106 y un circuito de control de motor 108 situado en un punto medio 110 en los devanados de fase de motor divididos. El motor 102 incluye un estator 112 y un rotor 114 montados en un eje 116. El rotor 114 está montado para su rotación en una estructura de núcleo, como una estructura de núcleo laminado u otra estructura de núcleo. El rotor 114 tiene una porción de cuerpo, que se muestra con forma cilíndrica. Alrededor de la periferia del cuerpo se encuentran porciones magnéticas permanentes de forma arqueada. La porción magnética tiene su polo magnético norte adyacente a la superficie exterior del rotor, y la porción magnética tiene su polo magnético sur situado adyacente a la periferia exterior del rotor 114. Uno o más devanados o pares de devanados están montados en la parte de conexión de la estructura del núcleo. El motor 102 también incluye un dispositivo de conmutación de efecto Hall, una parte del cual se extiende hasta la periferia del rotor 114 para responder a la polaridad magnética de las respectivas porciones magnéticas del rotor. En la construcción mostrada, el interruptor de efecto Hall está situado junto a la periferia exterior de la porción magnética durante la mitad de cada revolución del rotor 114 y junto a la periferia exterior de la porción magnética durante la mitad restante de cada revolución del rotor.

El motor 102 puede operar por debajo, en o por encima de las velocidades sincrónicas. Esto se debe a que por los devanados de fase pueden pasar fracciones de medio ciclo.

El circuito de devanado de fase dividida de la FIG. 1 incluye conexiones de entrada en los cables L1 y L2 conectadas a una fuente de energía de corriente alterna (CA) durante el funcionamiento, como la tensión de línea de CA. Los conductores L1 y L2 están conectados a través de un circuito en serie que incluye los devanados de fase dividida 104, 106 que se muestran conectados en serie a través de un circuito de control 108. Por ejemplo, el circuito de control 108 puede incluir un circuito de puente rectificador de diodos de onda completa conectado en serie a los devanados de fase dividida 104, 106 y un circuito de interruptor de potencia que tenga uno o más interruptores u otros dispositivos de interruptor controlables de potencia conectados a la salida del circuito de puente rectificador de diodos de onda completa.

Los devanados de fase dividida 104, 106 pueden ser bifilares o devanados de vuelta. La fuente de alimentación de corriente alterna tiene su cable L1 conectado al lado de arranque S1 del primer devanado 104. El otro extremo del bobinado 104, etiquetado como F1, está conectado a una de las entradas del circuito de control 108. El otro lado de entrada del circuito de control 108 está conectado al lado de inicio S2 del segundo devanado de fase dividida 106, y el lado de finalización del mismo devanado de fase dividida, etiquetado F2, está conectado al cable de entrada L2 de la fuente de alimentación de CA.

Como otro ejemplo, la Figura 2 representa un ECM 202 monofásico en el que los devanados de fase del motor están divididos, y un controlador del motor (circuito de control del motor) está situado en un punto medio de los devanados de fase del motor divididos.

La figura 3 revela un circuito de devanado de fase dividido 302 para dividir los devanados de fase del motor 304, 306 (también denominados fases del motor o bobinas de fase en el presente documento) de un motor por la mitad y colocar tanto un controlador de motor 308 para el motor como la electrónica de potencia para el motor, incluyendo la fuente de alimentación de CC 310 y un circuito de interruptor(es) de potencia 312 con uno o más interruptores de potencia, en un "punto medio" o "punto central" 314 en la tensión de la línea de alimentación entre las fases divididas 304, 306. En el ejemplo de la figura 3, el devanado de fase del motor está dividido por la mitad. Se permite alguna variación de la media división, como por ejemplo entre el cero y más/menos el 20% del punto medio.

El circuito de devanado de fase dividido 302 de la figura 3 incluye dos devanados de fase divididos 304, 306, cada uno conectado a la tensión de línea de CA L1 y L2 respectivamente. Una fuente de alimentación de CC 310 está conectada eléctricamente a los devanados de fase divididos 304, 306, como en el lado de finalización del devanado de primera fase 304 y el lado de inicio del devanado de segunda fase 306. El devanado de fase dividida 304, 306 opera para reducir la tensión de línea de CA a una tensión compatible con la fuente de alimentación de CC 310. Así, el número de devanados en el devanado de fase dividida 304, 306 puede seleccionarse para reducir la tensión de línea de CA recibida en L1 y L2 a una tensión inferior seleccionada para ser recibida por la fuente de alimentación de CC 310. El devanado de fase dividida 304, 306 también funciona para filtrar el ruido de la tensión de línea de CA recibida en L1 y L2.

La fuente de alimentación de CC 310 convierte la energía de CA de bajo voltaje recibida de los devanados de fase dividida 304, 306 en una tensión de CC configurada para alimentar los componentes alimentados por CC del circuito de devanado de fase dividida, incluido el controlador del motor 308. La fuente de alimentación de CC 310 suministra entonces energía al controlador del motor 308.

El controlador del motor 308 controla la puesta en marcha y el funcionamiento del circuito de devanado de fase dividida 302. Por ejemplo, el controlador del motor 308 controla el arranque, incluso cuando el motor es un motor síncrono. El controlador del motor 308 determina la ubicación del rotor con respecto al estator. El controlador del motor 308 también determina y monitoriza la velocidad del rotor, como por ejemplo en revoluciones por minuto (RPM), para determinar los parámetros operativos del motor, como por ejemplo cuando el motor ha alcanzado la velocidad de sincronización, y controla el motor basándose en la ubicación del rotor y/o la velocidad del motor. En un ejemplo, el controlador del motor 308 tiene un interruptor de efecto Hall y/o otro dispositivo de determinación de la rotación para determinar la posición del rotor y/o un dispositivo de conteo de la rotación o de determinación de la velocidad para determinar la velocidad del rotor.

El circuito de interruptor de potencia 312 incluye uno o más interruptores de potencia, como uno o más transistores de efecto de campo de semiconductores de óxido metálico (MOSFET), rectificadores controlados por silicio (SCR), transistores u otros interruptores o dispositivos de conmutación. Uno o más interruptores están conectados o desconectados o uno está conectado mientras el otro está desconectado. Por ejemplo, en un medio ciclo de un ciclo de CA, un primer interruptor de potencia está conectado y conduce mientras que el segundo interruptor está desconectado y no conduce. En la otra mitad del ciclo de CA, el segundo interruptor de potencia está conectado y conduce mientras que el primer interruptor está desconectado y no conduce. En los circuitos con un interruptor, éste puede estar conectado y conduciendo o desconectado y no conduciendo durante una o más porciones del ciclo de CA.

El circuito de interruptor(es) de potencia 312 está aislado de (fuera de) la fuente de alimentación de CC 310, lo que hace que el circuito de devanado de fase dividida 302 sea más estable que los circuitos que tienen el circuito de interruptor(es) de potencia dentro de (y no aislado de) la fuente de alimentación de CC.

Cuando el(los) interruptor(es) de potencia de un circuito se conecta(n), sólo hay una ligera caída de tensión a través del(los) interruptor(es) de potencia debido a la menor resistencia del(los) interruptor(es) de potencia. Por lo tanto, si la tensión de entrada de la fuente de alimentación de CC se desarrolla conectando los cables de la fuente de alimentación de CC a ambos lados de un interruptor de potencia (o interruptores de potencia), esto daría lugar a que la fuente de alimentación de CC colapsara (es decir, que la tensión de CC de la fuente de alimentación de CC se redujera a un nivel de tensión igual o inferior a la resistencia de "conectado" del interruptor multiplicada por la corriente que pasa por el interruptor de potencia (o los interruptores de potencia), que es cercana a cero) cuando el interruptor de potencia está en estado de "conectado" o no puede recibir energía y alimentar los componentes de CC del circuito.

Por ejemplo, si el interruptor de potencia está conectado directamente a través de la fuente de alimentación de CC o a través del lado de CC de un puente rectificador y si no hay uno o más componentes en serie con el interruptor de potencia para crear una caída de tensión cuando el interruptor de potencia está conduciendo o "conectado", el interruptor de potencia conductor "cortocircuita" o conecta los terminales positivo y negativo del puente rectificador para la fuente de alimentación de CC, que colapsa la tensión de CC (lo que hace que la tensión de CC se reduzca a un nivel igual o inferior a la resistencia de "conectado" del interruptor de potencia multiplicada por la corriente que pasa por el interruptor de potencia, que es casi cero). Dado que la resistencia de encendido del interruptor de potencia es extremadamente baja, normalmente de miliohmios, la tensión de CC es muy cercana a cero.

El circuito de devanado de fase dividida 302 incluye uno o más componentes de alimentación de CC que no colapsan 316, 318 (componentes para evitar que la tensión de CC de la fuente de alimentación de CC se reduzca a o por debajo de la resistencia de "conectado" multiplicada por la corriente a través del/los interruptor/es de alimentación, que es cercana a cero), incluyendo componentes de caída de tensión o componentes de alimentación directa de CC para crear una fuente de alimentación de CC que no colapsa. Ejemplos de componentes de la fuente de alimentación de CC que no colapsan 316, 318 incluyen una derivación del devanado de fase primaria 304, 306 conectada eléctricamente a la fuente de alimentación de CC 310, un devanado de fase secundaria conectado a la fuente de alimentación de CC para alimentar la fuente de alimentación, resistencias entre los devanados de fase divididos y el circuito de interruptor(es) de potencia 312, uno o más diodos Zener entre los devanados de fase divididos y el circuito de interruptor(es) de potencia, un semiconductor no saturado u otro componente resistivo entre los devanados de fase dividida y el circuito de interruptor(es) de potencia 312 en el que la resistencia es lo suficientemente alta como para crear una caída de tensión significativa y en el que esta caída de tensión hace que la fuente de alimentación de CC cuando el interruptor está "conectado", u otros componentes para crear una caída de tensión entre los devanados de fase dividida primarios y el circuito de interruptor(es) de potencia para evitar que la fuente de alimentación de CC colapse cuando el(los) interruptor(es) de potencia del circuito de interruptor(es) de potencia está(n) conectado(s) y conduciendo. Por lo tanto, el circuito de devanado de fase dividida 302 proporciona un flujo constante de energía, independientemente de si el circuito de interruptor(es) de potencia está conectado y conduciendo o desconectado y no conduciendo.

Muchos motores síncronos controlados electrónicamente tienen circuitos que detectan el cruce por cero de la tensión de CA aplicada a los devanados de fase. Este circuito de detección de paso por cero envía una señal al controlador del motor 308 para determinar cuándo el motor está a velocidad sincrónica. Si la tensión de alimentación de CA tiene ruido eléctrico, normalmente debido a otros equipos que operan en el mismo circuito, este ruido eléctrico puede hacer que el detector de paso por cero funcione de forma incorrecta afectando al control del motor, que normalmente aparece como ruido acústico en el motor.

En un ejemplo, el circuito de devanado de fase dividida 302 forma parte de un motor síncrono. El motor síncrono recibe la energía de la línea (es decir, la energía de CA con una corriente y una tensión) en L1 y L2. Un motor síncrono que utiliza un devanado de fase dividida con el circuito asociado de la presente divulgación no depende de la detección del cruce por cero de la tensión de CA aplicada para controlar el motor, sino que detecta la polaridad de la tensión, es decir, si la polaridad L2 es mayor o menor que L1, lo que permite un funcionamiento silencioso incluso cuando hay ruido eléctrico en el suministro de CA.

La fuente de alimentación de CC 310 de la figura 3 está conectada eléctricamente de forma directa a los devanados de fase dividida 304, 306. De este modo, la fuente de alimentación de CC 310 es alimentada por los devanados de fase dividida 304, 306 independientemente del estado del circuito de alimentación 312.

La figura 4 divulga otro circuito de devanado de fase dividido 402 para dividir los devanados de fase de motor 404, 406 de un motor por la mitad y colocar tanto un controlador de motor 408 para el motor como la electrónica de potencia para el motor, incluyendo la fuente de alimentación de CC 410 y un circuito de interruptor(es) de potencia 412 con uno o más interruptores de potencia, en un "punto medio" o "punto central" 414 en la tensión de la línea de alimentación entre las fases divididas. El circuito de devanado de fase dividida 402 de la figura 4 incluye una derivación 416, 418 del devanado de fase dividida primario 404, 406 conectada eléctricamente a la fuente de alimentación de CC 410 para crear una fuente de alimentación de CC que no colapsa (una fuente de alimentación de CC en la que la tensión de CC no se reduce a o por debajo de la resistencia de "conectado" del circuito del interruptor o interruptores de alimentación, que es cercana a cero).

En algunos circuitos, cuando el motor alcanza la velocidad de sincronización, el (los) interruptor(es) de potencia se desconecta(n) y, por lo tanto, hace(n) que la potencia de bajo voltaje deje de fluir hacia el controlador del motor. En un ejemplo, la trayectoria de un devanado de fase dividida a través del interruptor o interruptores de potencia a otro devanado de fase dividida está en cortocircuito, como en la velocidad sincrónica. Esto hace que la fuente de alimentación de CC y el controlador del motor dejen de recibir la baja tensión de alimentación de los devanados de fase, como en el caso de que no haya ningún condensador para mantener una carga durante el cortocircuito o un condensador que esté presente no sea lo suficientemente grande para mantener una carga suficiente durante el cortocircuito. El circuito 402 de la figura 4 incluye una derivación 416, 418 desde las bobinas de los devanados de fase 404, 406 a la fuente de alimentación de CC 410, de modo que la alimentación de baja tensión fluye directamente desde los devanados de fase a la fuente de alimentación de CC, evitando el/los interruptor/es de alimentación para el controlador del motor 408 ("controlador de fase del motor dividido"). El circuito 402 de la figura 4 garantiza así que la alimentación de baja tensión se suministre a la fuente de alimentación de CC 410, por ejemplo, a velocidad sincrónica.

En un ejemplo, una fuente de alimentación de CC 410 para un controlador de fase de motor dividido está formada por un diodo Zener y un condensador de almacenamiento que recibe energía durante una porción de un ciclo de corriente alterna (CA) cuando el/los interruptor/es de alimentación están desconectados. Cuando el motor funciona a velocidad sincrónica, el/los interruptor/es de potencia están continuamente conduciendo. Por lo tanto, la cantidad de tensión que se suministra a la fuente de alimentación de CC es igual a la caída de tensión a través del interruptor o interruptores, lo que puede dar lugar a una baja tensión cuando se utilizan MOSFET de potencia de baja resistencia de conectado (RDS(on)).

La figura 5 divulga otro circuito de devanado de fase dividido 502 para dividir los devanados de fase del motor 504, 506 de un motor por la mitad y colocar tanto un controlador de motor 508 para el motor como la electrónica de potencia para el motor, incluyendo la fuente de alimentación de CC 510 y un circuito de interruptor(es) de potencia 512 con uno o más interruptores de potencia, en un "punto medio" o "punto central" 514 en la tensión de la línea de alimentación entre las fases divididas. El circuito 502 de la figura 5 incluye resistencias R1 y R2 entre los devanados de fase del motor 504, 506 y el circuito de interruptor(es) de potencia 512 para sostener y, por lo tanto, mantener el suministro de energía de bajo voltaje suministrado desde los devanados de fase a la fuente de alimentación de CC 510 y crear una fuente de alimentación de CC que no colapsa (una fuente de alimentación de CC en la que el voltaje de CC no se reduce a o por debajo de la resistencia de "conectado" del circuito de interruptor(es) de potencia por la corriente a través del circuito de interruptor(es) de potencia, que es cercana a cero). El circuito de la figura 5 mantiene así la alimentación de baja tensión de la fuente de alimentación de CC 510, por ejemplo, a velocidad sincrónica.

La figura 6 divulga otro circuito de devanado de fase dividido 602 para dividir los devanados de fase de motor 604, 606 de un motor por la mitad y colocar tanto un controlador de motor 608 para el motor como la electrónica de potencia para el motor, incluyendo la fuente de alimentación de CC 610 y un circuito de interruptor(es) de potencia 612 con uno o más interruptores de potencia, en un "punto medio" o "punto central" 614 en la tensión de la línea de suministro entre las fases divididas. El devanado primario de fase dividida 604, 606 limita la corriente que puede fluir a la fuente de alimentación de CC 610, eliminando así la necesidad de componentes limitadores de corriente que desperdician energía. El circuito de devanado de fase dividido 602 de la figura 6 incluye un devanado de fase secundario 616, 618 conectado eléctricamente a la fuente de alimentación de CC 610 para crear una fuente de alimentación de CC que no colapsa (una fuente de alimentación de CC en la que el voltaje de CC no se reduce a o por debajo de la resistencia de "conectado" del interruptor o interruptores de alimentación, que es cercana a cero). En un ejemplo, el circuito de interruptor(es) de potencia 612 incluye un diodo Zener u otro regulador de voltaje y un interruptor de potencia en paralelo. Mientras que los sistemas anteriores incluían el circuito de potencia en serie con otros componentes. Como el interruptor de potencia está en paralelo con el diodo Zener y no en serie, puede estar siempre conectado. Sin embargo, si el interruptor de potencia está desconectado, la corriente puede seguir pasando por el diodo Zener.

El circuito de la figura 6 incluye una o más bobinas secundarias (también denominadas devanado secundario) 616, 618 que proporcionan un suministro de energía de bajo voltaje a la fuente de alimentación de CC 610, como cuando el motor está en el arranque. La una o más bobinas secundarias 616, 618 también actúan como un filtro de ruido de alta frecuencia para filtrar el ruido de alta frecuencia de la tensión de baja potencia suministrada a la fuente de alimentación de CC 610.

El devanado secundario 616, 618 puede estar distribuido en cualquier lugar, como por ejemplo de manera uniforme entre el primer y el segundo devanado de fase dividida 604, 606, todos en un polo, o de manera desigual entre el primer y el segundo devanado de fase dividida, como por ejemplo un mayor número de vueltas o bobinas en un devanado secundario que en otro devanado secundario.

En el ejemplo de la Figura 6, el circuito de devanado de fase dividida 602 puede desconectar la electrónica de CC, incluyendo el controlador del motor 608, cuando el motor está conectado y a velocidad sincrónica. Así, el controlador del motor 608 del circuito de devanado de fase dividida 602 determina la velocidad del motor y si el motor está o no en velocidad sincrónica. Por ejemplo, 1800 RPM puede ser la velocidad de sincronización para un motor con cuatro polos del estator (dos polos del estator norte y dos polos del estator sur). Cada medio ciclo de CA, se suministra energía a uno de los polos magnéticos. Por lo tanto, se necesitan dos ciclos para proporcionar energía a los cuatro polos magnéticos. Así, la velocidad sincrónica es de 1800 RPM si el motor está sincronizado con la línea de CA. Del mismo modo, la velocidad de sincronización para un estator de ocho polos sería de 900 RPM.

La figura 7 representa un control de la dirección de la corriente de fase durante el arranque y el funcionamiento continuo por debajo de las velocidades síncronas en un circuito de devanado de fase dividida 702.

Como se muestra en la Figura 7, la corriente siempre fluirá a través de ambos devanados de fase dividida 704, 706 y el(los) interruptor(es) de potencia 708 en la misma dirección. Los devanados de fase dividida 704, 706, al estar en serie con el(los) interruptor(es) de potencia 708, representan un devanado con el(los) interruptor(es) de potencia 708 colocado en el punto medio o central entre los devanados de fase dividida. La corriente y el voltaje aplicados a los devanados de fase dividida estarán siempre en la misma dirección a través de ambas bobinas, y la polaridad magnética de los devanados de fase dividida será igualmente la misma.

Como se discute más adelante, el circuito de control puede incluir un circuito de puente rectificador de diodos cuya salida está conectada a uno o más interruptores de potencia. Como se muestra en la figura 7, si los terminales de salida del puente rectificador de diodos del circuito de interruptor de potencia 708 están en cortocircuito cuando la tensión en el cable L1 es positiva, la corriente sólo fluirá a través del devanado 704, 706 en una dirección, pero en incrementos de medio ciclo. Si la tensión a través de los conductores L1 y L2 es de 60 ciclos, las salidas del circuito rectificador de puente de diodos en el circuito de control estarán en cortocircuito sólo cuando el conductor L1 sea positivo, y la corriente fluirá sólo en una dirección y durante 8 milisegundos. No circulará corriente durante 8 milisegundos en los semiciclos alternos. Luego la corriente fluiría durante otros 8 milisegundos y así sucesivamente. Si la salida del circuito de puente de diodos del circuito de control está en cortocircuito cuando el conductor L2 es positivo, la energía fluirá de la misma manera. Si el cortocircuito de la salida del puente se realiza de forma selectiva, es decir, en función de la posición angular del rotor magnético, se producirá una acción continua del motor. Si la salida del circuito rectificador de puente de diodos en el circuito de control se pone en cortocircuito durante una fracción de medio ciclo de forma selectiva en función de la posición angular del rotor magnético, como se ha descrito anteriormente, y sólo cuando el cable L1 es positivo, entonces se puede lograr cualquier velocidad deseada, incluyendo velocidades superiores a la velocidad sincrónica. Las características de este motor serían similares a las de un motor de corriente continua con corriente pulsante aplicada a las entradas. Sin embargo, en lugar de tener múltiples componentes de interruptor de potencia para lograr la conmutación de los devanados de fase dividida, el circuito de devanado de fase dividida hace uso del hecho de que la corriente alterna en conjunto con un componente de interruptor de potencia puede lograr la conmutación.

La figura 8 representa un ejemplo de control de la dirección de la corriente de fase a una velocidad sincrónica de 1800 revoluciones por minuto (RPM) en un circuito de devanado de fase dividida de cuatro polos. A velocidad sincrónica, la fase controlada se sincroniza con la entrada de la línea de CA.

La figura 9 representa un control de la dirección de la corriente de fase a una velocidad sincrónica de 3600 revoluciones por minuto (RPM) en un circuito de devanado de fase dividida de dos polos. A velocidad sincrónica, la fase controlada se sincroniza con la entrada de la línea de CA.

La figura 10 representa un ejemplo de períodos de carga del condensador de almacenamiento de la fuente de alimentación de CC en un circuito de devanado de fase dividida. Obsérvese la correlación con la forma de onda de la figura 7.

La figura 11 representa un circuito de devanado de fase dividida 1102 con una bobina secundaria 1104, 1106 y un interruptor de potencia 1108. El devanado primario de fase dividida 1110, 1112 limita la corriente que puede fluir a la fuente de alimentación de CC.

El circuito de control 1114 controla la conmutación del (los) interruptor(es) de potencia 1115 basándose en la sincronización de la frecuencia de entrada y la posición del rotor. El circuito de control 1114 controla la puesta en marcha y el funcionamiento del circuito de devanado de fase dividida. Por ejemplo, el circuito de control 1114 controla el arranque, incluso cuando el motor es un motor síncrono. El circuito de control 1114 determina la ubicación del rotor con respecto al estator. El circuito de control 1114 también determina y monitoriza la velocidad del rotor, como por ejemplo en revoluciones por minuto (RPM), para determinar los parámetros operativos del motor, como por ejemplo cuando el motor ha alcanzado la velocidad de sincronización, y controla el motor basándose en la ubicación del rotor y/o la velocidad del motor. En un ejemplo, el circuito de control 1114 tiene un interruptor de efecto Hall y/o otro dispositivo de determinación de la rotación para determinar la posición del rotor y/o un dispositivo de conteo de la rotación o de determinación de la velocidad para determinar la velocidad del rotor.

En un ejemplo, el circuito de interruptor(es) de potencia 1115 incluye un diodo Zener 1116 u otro regulador de voltaje y un interruptor de potencia 1108 en paralelo. Mientras que los sistemas anteriores incluían el interruptor de potencia en serie con otros componentes. Como el interruptor de potencia 1108 está en paralelo con el diodo Zener 1116 y no en serie, puede estar siempre conectado. Sin embargo, si el interruptor de potencia está desconectado, la corriente puede seguir pasando por el diodo Zener.

El circuito de la figura 11 incluye una o más bobinas secundarias (también denominadas devanado secundario) 1104, 1106 que proporcionan una alimentación de bajo voltaje a la fuente de alimentación de CC, como cuando el motor está en el arranque. La una o más bobinas secundarias 1104, 1106 también actúan como un filtro de ruido de alta frecuencia para filtrar el ruido de alta frecuencia de la tensión de baja potencia suministrada a la fuente de alimentación de CC.

El devanado secundario 1104, 1106 puede estar distribuido en cualquier lugar, como por ejemplo de forma uniforme entre el primer y el segundo devanado de fase dividida 1110, 1112, todos en un polo, o de forma desigual entre el primer y el segundo devanado de fase dividida, como por ejemplo un mayor número de vueltas o bobinas en un devanado secundario que en otro devanado secundario.

La forma en que las bobinas están conectadas al circuito a través del puente rectificador de diodos 1118 permite que la corriente fluya a través de las bobinas en una sola dirección en cualquier momento.

Las mejoras que se han realizado en este motor y controlador mejoran en gran medida la fuente de alimentación lógica de CC que permite un circuito de control lógico más fiable. Las bobinas secundarias 1104, 1106 se enrollan con las bobinas del motor en un procedimiento que crea un transformador utilizando las bobinas del motor como bobinas primarias 1110, 1112. El ejemplo de la figura 11 utiliza una relación de 20:1. El ejemplo de la figura 11 incluye 1000 vueltas por bobina primaria del motor y 50 vueltas por bobina secundaria que se enrollan en el mismo polo del estator. Sin embargo, se pueden utilizar otras relaciones de giro, más altas o más bajas. La relación entre las bobinas primarias del motor 1110, 1112 y las bobinas secundarias 1104, 1106 puede cambiar con la energía de entrada de Ca y/o los requisitos de energía de CC. Este circuito no sólo aísla todos los circuitos de CC de las altas tensiones de la línea, sino que también crea una fuente de alimentación de CC que no colapsa para el circuito de control 1114 cuando se aplica energía a las entradas L1 y L2.

El circuito de interruptor(es) de potencia 1115 tiene un puente rectificador de onda completa 1118 además del interruptor de potencia MOSFET 1108. El puente rectificador de onda completa 1118 garantiza que no se suministre tensión negativa al drenaje (superior) del interruptor de potencia 1108. El puente rectificador de onda completa 1118 también garantiza que no se suministrará ningún voltaje positivo a la fuente (inferior) del interruptor de potencia 1108, de modo que la corriente sólo puede fluir desde el drenaje a la fuente del interruptor de potencia 1108 cuando está sesgada por un voltaje positivo en la puerta del interruptor de potencia 1108 a través de la resistencia R1. Simultáneamente, como una fuente de alimentación de CA rectificada positiva está presente en el drenaje del interruptor de potencia 1108, el interruptor de potencia 1108 está polarizado por la misma señal de voltaje a través de la resistencia R1. El diodo 1116 protege la puerta del interruptor de potencia 1108 garantizando que cualquier tensión en la puerta del interruptor de potencia 1108 será mayor que -0,7 VCC, ya que cualquier cosa menor podría dañar o destruir el interruptor de potencia 1108. La resistencia R11 y el condensador C5 se utilizan como "snubber" para filtrar los transitorios o el ruido de alta frecuencia. R11 y C5 proporcionan una protección adicional para el interruptor de potencia MOSFET 1108, especialmente en entornos ruidosos.

La figura 12 representa un circuito de devanado de fase dividida 1202 con una bobina secundaria 1104, 1106 y un interruptor de potencia 1108. El circuito de la figura 12 incluye el mismo circuito de interruptor(es) de potencia de la figura 11 y las mismas bobinas secundarias 1104, 1106. Además, el circuito de control 1114A de la figura 12 incluye un circuito de control lógico 1204 para controlar el funcionamiento del motor, incluso a través de la velocidad sincrónica, un circuito de desconexión de control lógico 1206 para controlar cuándo se desconecta el circuito de interruptor(es) de alimentación, y una fuente de alimentación de CC que no colapsa 1208 para suministrar alimentación de CC al circuito de control lógico y al circuito de desconexión de control de acceso. El circuito de control lógico 1204 y el circuito de cierre de control lógico 1206 pueden configurarse como un único circuito de control lógico.

En una realización, uno de los propósitos del circuito de devanados de fase dividida 1202 es permitir que un motor funcione de forma sincronizada con la frecuencia de la línea de alimentación de CA (por ejemplo, para un motor de 4 polos, 60Hz = 1800 rpm y 50Hz = 1500 rpm). Sin ningún circuito de control, el circuito del interruptor de potencia permitiría que la corriente fluyera como si los pares de bobinas L1 y L2 estuvieran en cortocircuito a través del circuito del interruptor de potencia. El circuito de control desactiva el circuito del interruptor o interruptores de potencia hasta que el rotor se encuentra en la posición adecuada en comparación con la tensión de línea. Por este motivo, en un aspecto, el circuito del interruptor o interruptores de potencia está dimensionado para la tensión de la línea de alimentación de CA. Los componentes del circuito de control pueden estar todos a nivel de tensión lógica (VCC).

La energía lógica es suministrada por las bobinas secundarias 1104, 1106 que están enrolladas en los mismos polos que las bobinas primarias del motor 1110, 1112. Las bobinas secundarias 1104, 1106 podrían estar enrolladas en cualquier número de polos siempre que la potencia secundaria cumpla con los requisitos de potencia lógica. En un ejemplo, el circuito de control sólo es necesario para arrancar el motor y llevarlo a la velocidad de sincronización, y el circuito de cierre de control lógico se incluye opcionalmente para desconectar el circuito de control principal. El circuito de cierre del control lógico es opcional. Al desconectar el circuito de control, el circuito del interruptor de potencia permitirá que el motor reciba toda la potencia de la línea menos las pérdidas en el circuito del interruptor de potencia. Esto aumentará la eficiencia total y la vida útil de los componentes, especialmente cuando el motor funciona durante largos períodos.

Las figuras 13 y 13A representan un circuito de devanado de fase dividida con una bobina secundaria y un interruptor de potencia. El circuito tiene dos entradas de línea de alimentación de CA L1 y L2, que se conectan a una fuente de alimentación de CA durante el funcionamiento del motor.

Circuito de interruptores de potencia

El circuito del interruptor de potencia tiene un puente rectificador de onda completa BR1 y un interruptor de potencia MOSFET Q1. El puente rectificador de onda completa BR1 garantiza que no se suministre tensión negativa al drenaje (superior) del interruptor de potencia Q1. El puente rectificador de onda completa BR1 también garantiza que no se suministrará ninguna tensión positiva a la fuente (inferior) del interruptor de potencia Q1, de modo que la corriente sólo puede fluir desde el drenaje a la fuente del interruptor de potencia Q1 cuando está polarizada por una tensión positiva en la puerta del interruptor de potencia Q1 a través de la resistencia R1. Una fuente de alimentación de CA rectificada positiva está presente en el drenaje del interruptor de potencia Q1, el interruptor de potencia Q1 está polarizado por la misma señal de tensión a través de la resistencia R1. El diodo D5 protege la puerta del interruptor de potencia Q1 garantizando que cualquier tensión en la puerta del interruptor de potencia Q1 sea superior a -0,7 VCC, ya que cualquier cosa inferior podría dañar o destruir el interruptor de potencia Q1. La resistencia R11 y el condensador C5 se utilizan como "snubber" para filtrar los transitorios o el ruido de alta frecuencia. R11 y C5 proporcionan una protección adicional para el interruptor de potencia MOSFET Q1, especialmente en entornos ruidosos.

Fuente de alimentación de CC

Tan pronto como se aplica energía al motor y la corriente fluye a través de los devanados de fase del motor (bobinas primarias del motor), hay energía en los devanados secundarios (bobinas secundarias) de la misma manera que el funcionamiento de un transformador. El valor de la tensión en las bobinas secundarias es directamente proporcional a la tensión de entrada y a la relación de número de vueltas de las bobinas primarias a las secundarias. Utilizando el ejemplo de la Fig. 11, si la tensión de entrada a las bobinas primarias es de 120VCA y la relación de número de vueltas de las bobinas primarias a las secundarias es de 20:1, entonces la tensión en las bobinas secundarias se calcularía en aproximadamente 6VCA menos las pérdidas. La energía de las bobinas secundarias se suministra directamente desde las bobinas secundarias a la fuente de alimentación de CC. El puente rectificador de onda completa BR2 rectifica la alimentación de CA de baja tensión de las bobinas secundarias. El puente rectificador de onda completa BR2 puede ser un componente de baja potencia en función de los requisitos de alimentación de CC. Los diodos Zener Z1 y Z2 están conectados en serie entre sí ánodo a ánodo, y cada cátodo está conectado a las entradas de alimentación de CA del puente rectificador de onda completa BR2. Este procedimiento se utiliza para proteger el puente rectificador de onda completa BR2 de las entradas de alimentación de CA que podrían exceder los valores máximos del componente. La salida negativa del puente rectificador de onda completa BR2 está conectada a la tierra del circuito, que también está conectada a la misma tierra que el bloque de interruptores de potencia. La salida positiva del puente rectificador de onda completa BR2 se conecta al regulador de baja caída LDO1 y al condensador C1. El condensador C1 se proporciona para suavizar la señal de alimentación de CA rectificada que va a la entrada del regulador de baja caída LDO1. Se podría utilizar un condensador de derivación C7 en la salida del regulador de baja caída LDO1 para ayudar a reducir el ruido en el carril positivo de CC (VCC). Además, se podría utilizar un condensador C10 más grande en la salida del regulador de baja caída LDO1 para suavizar el raíl positivo de CC y asegurar la alimentación durante algunas situaciones de baja tensión. C7 y C10 no son necesarios, pero se proporcionan para añadir fiabilidad y protección a los componentes de CC de baja tensión, especialmente en un entorno ruidoso.

Circuito de control lógico/Controlador de motor

El circuito de control lógico (controlador del motor) controla la conmutación del circuito del interruptor o interruptores de potencia basándose en la sincronización de la frecuencia de entrada de la línea de alimentación de CA y la posición del rotor. La temporización de la frecuencia de entrada de la línea de alimentación de CA se detecta mediante un amortiguador de CA formado por los transistores de unión bipolar (BJT) Q2 y Q3 y los diodos D6 y D7. La corriente a la entrada del buffer de CA está limitada por una resistencia de alto valor R3. El diodo D6 garantiza que la entrada del buffer de CA no sea mayor que la tensión de alimentación de CC positiva. El diodo D7 asegura que la entrada del buffer de CA sea mayor que -0,7 voltios referidos a la tierra de la alimentación de CC.

Cuando la entrada al buffer de CA es lógicamente alta, el BJT Q2 es polarizado, y la salida del buffer de CA es también lógicamente alta. Cuando la entrada del buffer de CA es lógicamente baja, el BJT Q3 está polarizado, y la salida del buffer de CA es lógicamente baja. La salida del buffer de CA se conecta a un filtro formado por el condensador C6 y la resistencia R13. El filtro no es necesario, pero proporciona protección y fiabilidad en entornos ruidosos.

La polaridad del imán del rotor se detecta mediante el interruptor de efecto Hall IC1. Sin embargo, se puede utilizar otro interruptor o dispositivo de detección para detectar la polaridad del imán del rotor y/o la posición del rotor y/o determinar la velocidad y/o determinar las revoluciones del rotor. El interruptor de efecto Hall IC1 es una salida de colector abierto y, por lo tanto, requiere un pull-up a la banda positiva de CC (VCC). La resistencia R2 proporciona el pull-up necesario para la salida de colector abierto.

La salida del interruptor de efecto Hall IC1 y la salida del buffer de CA se comparan usando un circuito lógico XOR IC2. La salida del x Or IC2 es la diferencia entre el interruptor de efecto Hall IC1 y el búfer de CA, que alimentará el interruptor de potencia MOSFET Q1 del circuito del interruptor de potencia. Cuando la salida del interruptor de efecto Hall IC1 es lógicamente baja, el interruptor de potencia Q1 sólo se polarizará cuando la entrada de alimentación de CA L1 al motor sea negativa. Cuando la salida del interruptor de efecto Hall IC1 es lógicamente alta, el interruptor de potencia Qlw sólo estará polarizado cuando la entrada de alimentación de CA L1 al motor sea positiva. Durante el arranque del motor, puede haber múltiples ciclos de entrada de CA en los que sólo las entradas positivas o negativas de la entrada de alimentación de CA L1 pasen por el interruptor de potencia Q1.

Utilizando el interruptor de potencia Q1, las formas de onda pueden ser "cortadas" o desconectadas en cualquier momento cuando el voltaje de drenaje y puerta del interruptor de potencia Q1 está por encima del voltaje de polarización. Por ejemplo, véase la figura 7. La puerta del interruptor de potencia Q1 se mantiene lógicamente baja cuando la salida del XOR IC2 es lógicamente alta mediante la polarización del BJT Q4. Cuando el BJT Q4 está polarizado, cualquier corriente que fluya desde la resistencia R1 pasará por la puerta del interruptor de potencia Q1 y fluirá a través del BJT Q4 desde el colector al emisor conectando eléctricamente la puerta del interruptor de potencia Q1 a su fuente y desconectará el interruptor de potencia Q1.

Cuando la frecuencia del interruptor de efecto Hall IC1 coincide con la frecuencia de la alimentación de CA de entrada, el motor funciona de forma sincronizada. Si el motor funciona de forma sincronizada, el circuito de control no es necesario hasta que el motor se desincronice o hasta que el motor se detenga y vuelva a arrancar. Cuando el regulador de voltaje IC3 detecta la velocidad sincrónica o mayor del interruptor de efecto Hall IC1, la salida del XOR IC2 se mantiene lógicamente baja a través de la salida de colector abierto del regulador de voltaje IC3. Cuando el regulador de voltaje IC3 detecta una velocidad que es menor que la del suministro de CA de entrada, la salida de colector abierto del regulador de voltaje IC3 se desconecta, lo que dejará la salida del XOR IC2 sin afectar.

Este procedimiento asegura que cuando el motor está funcionando a una velocidad sincrónica, el interruptor de potencia Q1 no es desconectado por el control lógico. Pero, si el motor se ralentiza por debajo de las velocidades de sincronización, entonces el controlador lógico controlará la temporización del motor como lo hace para el arranque. El uso de este procedimiento mejora la eficiencia general del motor y la vida útil prevista de los componentes del circuito.

Se utilizan componentes externos para ajustar la temporización del regulador de tensión IC3. Las resistencias R4, R5, R6 y R7 pueden tener una tolerancia del 1% para que el regulador de tensión IC3 funcione dentro de unos parámetros precisos. El condensador C1 funciona junto con las resistencias R6 y R7 para fijar la frecuencia a la que se encenderá la salida de colector abierto del regulador de tensión IC3. El condensador C3 se utiliza para una bomba de carga interna en el regulador de tensión IC3. El condensador C4 se utiliza para acoplar la entrada al regulador de voltaje IC3, ya que el regulador de voltaje IC3 sólo detectará las frecuencias que tengan un cruce de voltaje cero. La resistencia R8 limita la corriente hacia el condensador de par CA C4 en la entrada del regulador de tensión IC3.

La figura 14 representa un circuito de devanado de fase dividida con dos interruptores de potencia.

La figura 15 representa un circuito de devanado de fase dividida con un interruptor de potencia.

La figura 16 representa un circuito de devanado de fase dividida con dos interruptores de potencia en serie. Los diodos D1 y D2 son diodos 1N4003 y los diodos D3 y D4 son diodos 1N914. Los transistores Q3 y Q4 son 2N3904. IC1 es un interruptor/sensor de efecto Hall. Los diodos D5 y D6 se utilizan para aumentar la capacidad de corriente de los diodos internos en los interruptores Q1 y Q2 (d1 y d2) si la corriente de fase supera la capacidad de corriente de avance de los diodos internos. Los condensadores C2 y C3 se utilizan para crear un retardo de "conectado" para los interruptores Q1 y Q2 para añadir tiempo de carga adicional para el condensador C1 si es necesario para asegurar una alimentación sólida de 3,3 VCC o 5 VCC para el interruptor/sensor Hall IC1, dependiendo de la elección del dispositivo para el interruptor/sensor Hall IC1. En los sistemas anteriores, se necesitaban 5 VCC para encender el interruptor MOSFET de potencia de nivel lógico. Los condensadores C2 y C3 son opcionales en una realización.

Los diodos D1, D2, d1 y d2 realizan la rectificación de la alimentación de CA para la fuente de alimentación de CC para el interruptor/sensor Hall IC1.

El diodo Zener ZD1 proporciona el regulador de voltaje para la fuente de alimentación de CC del interruptor/sensor Hall IC1.

RL proporciona la limitación de corriente para la fuente de alimentación de CC. En un ejemplo, se ajusta para limitar aproximadamente la corriente a 10 mA. El interruptor/sensor Hall IC1 utiliza 6 mA de corriente continua, incluyendo la corriente de accionamiento de la base para el transistor de salida de colector abierto interno. La corriente continua adicional se utilizará para encender el interruptor Q3 y se suministra a través de la resistencia pull up R3. La corriente de colector a emisor para el interruptor Q3 y la corriente de base y colector a emisor para el interruptor Q4 no es suministrada por la fuente de alimentación de CC, sino que es suministrada por la corriente a través de los devanados de fase del motor. Es preferible asegurar que los transistores Q3 y Q4 se apaguen completamente en los momentos adecuados. En una realización, los interruptores se conectan completamente o se saturan en los momentos adecuados para lograr la máxima eficiencia operativa.

La figura 17 representa un circuito de devanado de fase dividida con una derivación de la bobina de devanado de fase dividida a la fuente de alimentación de corriente continua (CC) y dos interruptores de potencia en serie.

La figura 18 representa un circuito de devanado de fase dividida con dos interruptores de potencia en paralelo. La figura 19 representa un circuito de devanado de fase dividida con una derivación de la bobina de devanado de fase dividida a la fuente de alimentación de corriente continua (CC) y dos interruptores de potencia en paralelo. La figura 20 representa un motor 2002 con un circuito de devanado de fase dividido que tiene un devanado primario de fase de CA 2004 y un devanado secundario 2006 (es decir, una o más bobinas secundarias) para crear una fuente de alimentación de CC que no colapsa. En el motor de la figura 20, el devanado secundario 2006 está enrollado en todos los polos. Sin embargo, el devanado secundario 2006 puede estar enrollado en un solo polo, dos polos, tres polos u otro número de polos. El devanado secundario está conectado en serie con el devanado de fase primaria 2004 en el motor 2002 de la figura 20. Sin embargo, el devanado secundario 2006 también puede conectarse en paralelo o con una combinación de serie y paralelo. El motor de la figura 20 es un motor síncrono de imanes permanentes de cuatro polos. La velocidad sincrónica del motor cuando funciona a 60 Hz CA es de 1800 RPM.

La figura 21 representa un motor 2102 con un circuito de devanado de fase dividido que tiene un devanado de fase de CA primario 2104 y un devanado secundario 2106 (es decir, una o más bobinas secundarias) para crear una fuente de alimentación de CC que no colapsa enrollada en un solo polo. El motor 2102 de la figura 21 es un motor síncrono de imanes permanentes de cuatro polos. La velocidad sincrónica del motor cuando funciona a 60 Hz CA es de 1800 RPM.

La figura 22 representa un motor 2202 con un circuito de devanado de fase dividido con un devanado de fase primario derivado para crear una fuente de alimentación de CC que no colapsa. El motor 2202 de la figura 22 es un motor síncrono de imanes permanentes de cuatro polos. La velocidad sincrónica del motor cuando funciona a 60 Hz CA es de 1800 RPM.

El motor tiene un estator 2204 con 4 polos 2206-2212 y un rotor 2214 con 4 imanes N, S, N, S 2216-2222 orientados hacia el estator. El motor 2202 tiene un eje (círculo central) 2224 y el dorso del rotor (el área entre el eje y los imanes) 2226. Los devanados primarios de fase dividida 2228, 2230 están conectados a una fuente de alimentación de CA en L1 y L2, respectivamente. Un devanado secundario 2232, 2234 está conectado a la fuente de alimentación de CC 2236.

La figura 23 representa un motor con un circuito de devanado de fase dividido 2302 con resistencias 2304, 2306 entre los devanados de fase divididos 2308, 2310 y el(los) circuito(s) de alimentación 2312 para crear una fuente de alimentación de CC que no colapsa. El motor de la figura 23 es un motor síncrono de imanes permanentes de cuatro polos. La velocidad sincrónica del motor cuando funciona a 60 Hz CA es de 1800 RPM.

La figura 24 representa un motor con un circuito de devanado de fase dividida 2402 con diodos Zener 2404, 2406 entre los devanados de fase dividida 2408, 2410 y el(los) circuito(s) de alimentación 2412 para crear una fuente de alimentación de CC que no colapsa. El motor de la figura 24 es un motor síncrono de imanes permanentes de cuatro polos. La velocidad sincrónica del motor cuando funciona a 60 Hz CA es de 1800 RPM.

Los circuitos de las Figuras 25-34 representan circuitos de devanado de fase dividida que pueden utilizarse con uno o más motores, como uno o más motores descritos en el presente documento. Estos circuitos incluyen devanados de fase de motor para un motor que se dividen en cuatro partes, con dos devanados de fase de motor que forman una mitad de los devanados de fase de motor del circuito y otros dos devanados de fase de motor que forman la otra mitad de los devanados de fase de motor del circuito. Añadiendo una conexión entre dos devanados de fase del motor (bobinas) en cada mitad de los devanados de fase del motor desde el controlador del motor/circuito de control del motor, el motor puede funcionar utilizando sólo 2 de las 4 bobinas para el arranque. Esto es beneficioso para la puesta en marcha porque disminuye la impedancia general de la bobina del motor, lo que aumentará la corriente y el par. Dado que la corriente aumenta, la eficiencia puede reducirse hasta un porcentaje aceptable seleccionado. Los circuitos de devanado de fase dividida proporcionan, en algunas realizaciones, un par de arranque a bajas tensiones de entrada.

Refiriéndose al circuito de la figura 25, el circuito de devanado de fase dividido 2502 tiene cuatro devanados de fase de motor divididos 2504-2510. Dos de los devanados de fase del motor 2504-2506 forman una mitad 2512 de los devanados de fase del motor del circuito 2502, y otros dos devanados de fase del motor 2508-2510 forman la otra mitad 2514 de los devanados de fase del motor del circuito. El controlador de motor 2516 para el motor tiene dos etapas, con una primera etapa (etapa 1) 2518 del controlador de motor situada en un "punto medio" o "punto central" 2520 en la tensión de la línea de suministro entre las dos mitades 2512-2514 de los devanados de fase del motor divididos 2504-2510, y una segunda etapa (etapa 2) 2522 del controlador de motor situada en un "punto medio" o "punto central" en la tensión de la línea de suministro entre las dos mitades de los devanados de fase del motor divididos.

La electrónica de potencia del motor tiene dos etapas, con un circuito/electrónica de potencia de la primera etapa (etapa 1) 2524 colocado en un punto medio o central 2526, 2528 entre dos de los devanados de fase del motor divididos 2504-2506 y 2608-2610, respectivamente, en cada mitad 2512-2514 de los devanados de fase del motor (es decir, "cuarto de punto"). El circuito del interruptor de potencia de la etapa 1 activa las bobinas primera (L1) y cuarta (L4) 2504, 2510. El circuito de alimentación de la etapa 1 2524 puede ser, por ejemplo, uno o más interruptores, como uno o más MOSFETs u otros interruptores, y es controlado por el controlador del motor de la etapa 12518.

Un circuito/electrónica de potencia de segunda etapa (etapa 2) 2530 se sitúa en un "punto medio" 2520 de la tensión de la línea de alimentación entre las dos mitades 2512, 2514 de los devanados de fase del motor divididos 2504­ 2510. El circuito 2530 del interruptor de potencia de la etapa 2 activa las bobinas segunda (L2) y tercera (L3) 2506­ 2508. El circuito de alimentación de la etapa 22530 puede ser, por ejemplo, uno o más interruptores, como uno o más relés de estado sólido (SSR), relés de estado sólido cuádruples (QSSR), u otros interruptores, y es controlado por el controlador del motor de la etapa 22518. La fuente de alimentación de corriente continua (CC) 2532 (por ejemplo, para la electrónica utilizada en el controlador del motor) también está situada entre los devanados de fase del motor divididos 2504-2510, entre las dos mitades 2512-2514 de los devanados de fase del motor divididos y/o en un punto medio o central 2526-2528 entre dos de los devanados de fase del motor divididos 2504-2506 o 2508-2510 en cada mitad 2512, 2514 de los devanados de fase del motor.

El circuito de devanado de fase dividida 2502 incluye uno o más componentes de alimentación de CC que no colapsa 2534, 2536 (componentes para evitar que la tensión de CC de la fuente de alimentación de CC se reduzca a o por debajo de la resistencia de "conectado" multiplicada por la corriente a través del/los interruptor/es de alimentación, que es cercana a cero), incluyendo componentes de caída de tensión o componentes de alimentación directa de CC para crear una fuente de alimentación de CC que no colapsa. Los ejemplos de componentes de la fuente de alimentación de CC que no colapsan 2534, 2536 incluyen una derivación de uno o más de los devanados de fase primaria 2504-2510 conectada eléctricamente a la fuente de alimentación de CC 2532, una derivación de los devanados de fase primaria dividida exteriores (bobina L1 y bobina L4) 2504 y 2510 conectada eléctricamente a la fuente de alimentación de CC 2532, un devanado de fase secundaria conectado a la fuente de alimentación de CC para alimentar la resistencias entre los devanados de fase dividida y uno o más de los circuitos del interruptor o interruptores de potencia, una o más resistencias entre los devanados de fase dividida primero y segundo (bobina L1 y bobina L2) y una o más resistencias entre los devanados de fase dividida tercero y cuarto (bobina L3 y bobina L4) 2506 y 2508, donde la fuente de alimentación de CC también está conectada eléctricamente un lado entre los devanados de fase dividida primero y segundo (bobina L1 y bobina L2) y otro lado entre los devanados de fase dividida tercero y cuarto (bobina L3 y bobina L4) uno o más diodos Zener entre los devanados de fase dividida y uno o más de los circuitos del interruptor o interruptores de potencia, uno o más diodos Zener entre los devanados de fase dividida primero y segundo (bobina L1 y bobina l2) y uno o más diodos Zener entre los devanados de fase dividida tercero y cuarto (bobina L3 y bobina L4), donde la fuente de alimentación de corriente continua también está conectada eléctricamente un lado entre los devanados de fase dividida primero y segundo (bobina L1 y bobina L2) y otro lado entre los devanados de fase dividida tercero y cuarto (bobina L3 y bobina L4), un semiconductor no saturado u otro componente resistivo entre los devanados de fase divididos y uno o varios de los circuitos de interruptor de potencia (por ejemplo, en lugar de uno o varios de los circuitos de interruptor de potencia).por ejemplo, en lugar de uno o más resistivos o diodos anteriores) donde la resistencia es lo suficientemente alta como para crear una caída de tensión significativa y donde esta caída de tensión hace que la fuente de alimentación de CC cuando el interruptor está "conectado", u otros componentes para crear una caída de tensión entre los devanados primarios de fase dividida y uno o más de los circuitos de interruptor(es) de potencia para evitar que la fuente de alimentación de CC colapse cuando el(los) interruptor(es) de potencia está(n) conectado(s) y conduciendo. Por lo tanto, el circuito de devanado de fase dividida 2502 proporciona un flujo constante de energía, independientemente de si el circuito de interruptor(es) de potencia está conectado y conduciendo o desconectado y no conduciendo.

Las figuras 26 y 27 representan ejemplos de circuitos de devanado de fase dividida 2602 y 2702 con una o más bobinas secundarias (también denominadas devanado secundario) conectadas eléctricamente a la fuente de alimentación de CC para alimentar la fuente de alimentación de CC y crear una fuente de alimentación de CC que no colapsa (una fuente de alimentación de CC en la que la tensión de CC no se reduce a o por debajo de la resistencia de "conectado" del interruptor(es) por la corriente a través del interruptor(es) de alimentación, que es cercana a cero). La una o más bobinas secundarias proporcionan un suministro de energía de bajo voltaje a la fuente de alimentación de CC 2632, como cuando el motor está en el arranque. La una o más bobinas secundarias también actúan como un filtro de ruido de alta frecuencia para filtrar el ruido de alta frecuencia de la tensión de baja potencia suministrada a la fuente de alimentación de CC.

Refiriéndose a la figura 26, el circuito de devanado de fase dividido 2602 tiene cuatro devanados de fase de motor divididos 2604-2610. Dos de los devanados de fase del motor 2604-2606 forman una mitad 2612 de los devanados de fase del motor del circuito 2602, y otros dos devanados de fase del motor 2608-2610 forman la otra mitad 2614 de los devanados de fase del motor del circuito. El controlador lógico/motor 2616 para el motor tiene dos etapas, con una primera etapa (etapa 1) 2618 del controlador del motor colocada en un "punto medio" o "punto central" 2620 en la tensión de la línea de suministro entre las dos mitades 2612-2614 de los devanados de fase del motor divididos 2604-2610, y una segunda etapa (etapa 2) 2622 del controlador del motor también colocada en un "punto medio" o "punto central" en la tensión de la línea de suministro entre las dos mitades de los devanados de fase del motor divididos.

La electrónica de potencia del motor tiene dos etapas, con un circuito/electrónica de potencia de la primera etapa (etapa 1) 2624 colocado en un punto medio o central 2626, 2628 entre dos de los devanados de fase del motor divididos 2604-2606 y 2608-2610, respectivamente, en cada mitad 2612-2614 de los devanados de fase del motor (es decir, "cuarto de punto"). El circuito 2618 del interruptor de potencia de la etapa 1 activa las bobinas primera (L1) y cuarta (L4) 2604, 2610. El circuito de alimentación de la etapa 1 2624 puede ser, por ejemplo, uno o más interruptores, como uno o más MOSFETs u otros interruptores, y es controlado por el controlador del motor de la etapa 12218. En un ejemplo, el circuito de interruptor(es) de potencia de la etapa 12618 incluye uno o más diodos Zener u otro regulador de tensión y un interruptor de potencia en paralelo. Mientras que los sistemas anteriores incluían el circuito de potencia en serie con otros componentes. Como el interruptor de potencia está en paralelo con uno o más diodos Zener y no en serie, puede estar siempre conectado. Sin embargo, si el interruptor de potencia está desconectado, la corriente puede seguir pasando por el diodo Zener.

Un circuito/electrónica de potencia de segunda etapa (etapa 2) 2630 se coloca en un "punto medio" 2620 de la tensión de la línea de suministro entre las dos mitades 2612, 2614 de los devanados de fase del motor divididos 2604-2610. El circuito 2630 del interruptor de potencia de la etapa 2 está conectado eléctricamente a los devanados primarios internos de fase dividida (segunda bobina L2 y tercera bobina L3) 2606 y 2608, y el circuito del interruptor de potencia de la etapa 2 activa las bobinas segunda (L2) y tercera (L3). El circuito 2630 de interruptor(es) de potencia de la etapa 2 puede ser, por ejemplo, uno o más interruptores, como uno o más relés de estado sólido (SSR), relés de estado sólido cuádruples (QSSR), u otros interruptores, y es controlado por el controlador 2618 del motor de la etapa 2.

En un ejemplo de la figura 26, el circuito de devanado de fase dividida 2602 puede desconectar uno o más de los componentes electrónicos de CC, como la etapa 1 del controlador del motor 2618, cuando el motor está conectado y a velocidad sincrónica. Así, la etapa 1 del controlador del motor 2618 determina la velocidad del motor y si el motor está o no en velocidad sincrónica. Por ejemplo, 1800 RPM puede ser la velocidad de sincronización para un motor con cuatro polos del estator (dos polos del estator norte y dos polos del estator sur). Cada medio ciclo de CA, se suministra energía a uno de los polos magnéticos. Por lo tanto, se necesitan dos ciclos para proporcionar energía a los cuatro polos magnéticos. Así, la velocidad sincrónica es de 1800 RPM si el motor está sincronizado con la línea de CA. Del mismo modo, la velocidad de sincronización para un estator de ocho polos sería de 900 RPM.

La fuente de alimentación de corriente continua (CC) 2632 (por ejemplo, para la electrónica utilizada en el controlador del motor) también está situada entre los devanados de fase del motor divididos 2604-2610, entre las dos mitades 2612-2614 de los devanados de fase del motor divididos y/o en un punto medio o centro 2626-2628 entre dos de los devanados de fase del motor divididos 2604-2606 o 2608-2610 en cada mitad 2612, 2614 de los devanados de fase del motor. El devanado primario de fase dividida 2604-2610 limita la corriente que puede fluir a la fuente de alimentación de CC 2632, eliminando así la necesidad de componentes limitadores de corriente que desperdician energía.

El circuito de devanado de fase dividida 2602 de la figura 26 incluye unas bobinas secundarias 2634, 2636 (también denominadas devanado secundario o devanado de fase secundario) conectadas eléctricamente desde o entre los devanados primarios exteriores de fase dividida (bobina L1 y bobina L4) 2604 y 2610 a la fuente de alimentación de CC 2632 para crear una fuente de alimentación de CC que no colapsa (una fuente de alimentación de CC en la que el voltaje de CC no se reduce a o por debajo de la resistencia de "conectado" del interruptor(es) multiplicada por la corriente a través del interruptor(es) de alimentación, que es cercana a cero). Las bobinas del devanado de fase secundaria 2634, 2636 proporcionan una alimentación de bajo voltaje a la fuente de alimentación de CC 2632, como cuando el motor está en el arranque. La una o más bobinas secundarias 2634, 2636 también actúan como un filtro de ruido de alta frecuencia para filtrar el ruido de alta frecuencia de la tensión de baja potencia suministrada a la fuente de alimentación de Cc 2632. Las bobinas secundarias 2634, 2636 pueden estar distribuidas en cualquier lugar, como por ejemplo de manera uniforme entre los devanados de fase divididos 2604, 2610, en uno o más de los devanados de fase divididos 2604-2610, todos en un polo, o de manera desigual entre los devanados de fase divididos 2604 y 2610, como un mayor número de vueltas o bobinas en un devanado secundario que en otro devanado secundario.

La figura 27 representa un circuito de fase dividida 2702 similar al circuito de devanado de fase dividida 2602 de la figura 6. Sin embargo, el circuito de fase dividida 2702 de la figura 27 representa un puente rectificador completo, un interruptor MOSFET y un diodo para el circuito 2624A de la etapa 1 de potencia. El circuito de fase dividida 2702 también representa valores particulares para algunos componentes, incluyendo 435 vueltas, 30AWG para los devanados de fase dividida (bobinas) 2604A-2610A, y 70 vueltas, 30AWG para las bobinas secundarias 2634A-2336A.

Refiriéndose aún a las Figuras 26 y 27, en un aspecto, el circuito de interruptor(es) de potencia de la etapa 12630 sólo es operativo durante el arranque. Cuando el motor alcanza la velocidad de sincronización, la lógica de control/el controlador del motor 2616 desconecta el circuito de alimentación de la etapa 12624 y conecta el circuito de alimentación de la etapa 22630. El controlador del motor de la etapa 12618 controla la dirección en que fluye la corriente a través de las bobinas en función de la posición del rotor. En un ejemplo, un tiempo de conmutación más preciso es un factor para la puesta en marcha. El circuito 2630 del interruptor de potencia de la etapa 2 está conectado o desconectado y no utiliza la posición del rotor para determinar la dirección del flujo de corriente.

Como se muestra en el ejemplo de las Figuras 26 y 27, el circuito de interruptor(es) de potencia de la etapa 12624 está conectado entre un devanado de fase exterior (bobina L1) 2504 y un devanado de fase interior (bobina L2) 2506 en un lado 2512 del circuito y entre el otro devanado de fase exterior (bobina L5) 2510 y otro devanado de fase interior (bobina L3) 2508 en un lado 2514 del circuito. El circuito 2624 del interruptor(es) de potencia de la etapa 1 completa una ruta de corriente para los dos devanados de fase exterior (bobina L1 y bobina L4) 2604, 2610. Los devanados de fase 2604, 2610 pueden configurarse de varias maneras diferentes para adaptarse a las necesidades de la aplicación del motor. El circuito 2624 del interruptor de potencia de la etapa 1 también podría configurarse para energizar tres de los devanados de fase 2604-2610 o sólo uno de los devanados de fase para adaptarse a los requisitos de par y potencia de arranque.

Cuando el circuito 2624 del interruptor de potencia de la etapa 1 se desconecta y el circuito 2630 del interruptor de potencia de la etapa 2 se conecta, se completa el recorrido de la corriente para los cuatro devanados de fase 2604­ 2610. Dado que el circuito 2630 del interruptor de potencia de la etapa 2 tiene una velocidad de conmutación más lenta que el circuito 2624 del interruptor de potencia de la etapa 1 en el arranque, se puede utilizar un componente como un relé o un relé de estado sólido para el circuito del interruptor de potencia de la etapa 2 y requerir menos piezas que si se utiliza un interruptor de potencia como el MOSFET para el circuito del interruptor de potencia de la etapa 2.

Si el bajo coste es un objetivo, podría ser beneficioso construir un circuito equivalente utilizando componentes discretos más baratos. En uno de los circuitos que se describen a continuación, el uso de componentes discretos da buenos resultados en cuanto a rango de tensión, rango de corriente, caída de tensión a través y velocidad de conmutación. También puede construirse por un coste igual o inferior al de un relé de estado sólido que cumpla los mismos requisitos de potencia.

Las figuras 28 y 29 muestran ejemplos de elementos activos para los circuitos de interruptor de potencia de la etapa 1 y la etapa 2. Para la etapa 1 (arranque), los elementos activos para el circuito 2602A de la etapa 1 se representan en la Fig. 28 e incluyen un puente rectificador de onda completa 2802 y un MOSFET 2804. El circuito 2602A de interruptor(es) de potencia de la etapa 1 también tiene un diodo Zener 2806 en paralelo con el MOSFET 2804. La corriente fluye a través del diodo Zener 2806 cuando el MOSFET 2804 está conectado y desconectado. Los devanados de fase (bobinas) 2604A, 2610A para la etapa 1 (Figura 28) se conectan al puente rectificador de onda completa 2802 para que el motor funcione equilibrado. Alimentar dos devanados de fase adyacentes (bobinas) puede tirar del rotor con más fuerza hacia un lado y podría causar una tensión excesiva en el circuito, en la estructura del motor o en ambos. Dependiendo de cómo se enrollen los polos y de cómo se alineen los polos con el rotor, puede ser necesario configurar diferentes bobinas para el arranque, ya que la mayor parte del par está presente en el arranque. Los devanados de fase (bobinas) conectados en una configuración desequilibrada con el par motor más alto podrían causar una tensión excesiva en el circuito, en la estructura del motor o en ambos. Para la etapa 2, los elementos activos para el circuito 2630A de interruptor(es) de potencia de la etapa 2 se representan en la Fig. 29 e incluyen un SSR o QSSR. Sin embargo, se puede utilizar otro relé u otro interruptor.

Las figuras 30A-30B representan otro ejemplo de circuito de devanado de fase dividida 3002, 3002A para un motor en forma esquemática. El circuito tiene dos entradas de línea LI1 o Line_inland LI2 o Line_in2, que se conectan a la fuente de alimentación de CA durante el funcionamiento del motor. Al igual que los circuitos de las figuras 25-29, los circuitos de las figuras 30A-30B incluyen devanados de fase de motor que se dividen en cuatro partes, con dos devanados de fase de motor L1, L2 que forman una mitad 3004 de los devanados de fase de motor del circuito y otros dos devanados de fase de motor L3, L4 que forman la otra mitad 3006 de los devanados de fase de motor del circuito.

También incluye uno o más devanados de bobina de fase secundaria L1-1, L4-1 (Fig. 30A) o L1-1, L3-1 (Fig. 30B) conectados eléctricamente a la fuente de alimentación de CC para alimentar la fuente de alimentación y crear una fuente de alimentación de CC que no colapsa (una fuente de alimentación de CC en la que la tensión de CC no se reduce a o por debajo de la resistencia de "conectado" del interruptor(es) por la corriente a través del interruptor(es) de alimentación, que es cercana a cero). Los uno o más devanados de fase secundaria (bobinas) (también denominados devanados secundarios) proporcionan una alimentación de bajo voltaje a la fuente de alimentación de CC, como cuando el motor está en fase de arranque. Los uno o más devanados de fase secundaria (bobinas) también actúan como un filtro de ruido de alta frecuencia para filtrar el ruido de alta frecuencia de la tensión de baja potencia suministrada a la fuente de alimentación de C^c . El devanado secundario puede estar distribuido en cualquier lugar, como por ejemplo de forma uniforme entre el primer (L1) y el cuarto (L4) devanado de fase dividido, todo en un polo, o de forma desigual entre el primer (L1) y el cuarto (L4) devanado de fase dividido, como por ejemplo un mayor número de vueltas o bobinas en un devanado secundario que en otro devanado secundario. El devanado secundario puede estar distribuido en cualquier lugar, de manera uniforme o desigual, entre cualquiera de los devanados de fase dividida primero (L1), segundo (L2), tercero (L3) y cuarto (L4).

Circuito de Interruptor(es) de alimentación de la etapa 1

El bloque del interruptor de potencia tiene un puente rectificador de onda completa BR1 y un MOSFET Q1. El puente rectificador de onda completa BR1 garantiza que no se suministrará ninguna tensión negativa al drenaje (superior) del MOSFET Q1 y garantiza que no se suministrará ninguna tensión positiva a la fuente (inferior) del MOSFE^t Q1, de modo que la corriente sólo puede fluir del drenaje a la fuente del MOSFET Q1 cuando se polariza mediante una tensión positiva en la puerta del MOSFET Q1 a través de una resistencia R1 o de un circuito controlador de puerta independiente. En el ejemplo de la Figura 31, simultáneamente como la tensión de CA positiva rectificada está presente en el drenaje del MOSFET Q1, el MOSFET Q1 está polarizado por la misma señal de tensión a través de la resistencia R1. El diodo D1 protege la puerta del MOSFET Q1 garantizando que cualquier tensión en la puerta del MOSFET Q1 sea superior a -0,7 VCC, ya que cualquier cosa inferior podría dañar o destruir o degradar el MOSFET Q1. En el ejemplo descrito anteriormente, la compuerta es conducida esencialmente por la tensión de drenaje. En ese tipo de configuración anterior, cuando el MOSFET Q1 se energiza, colapsa la señal de accionamiento de la puerta, lo que hace que el MOSFET Q1 funcione como si tuviera la mayor resistencia del drenaje a la fuente (Rds (on)). Dado que la resistencia es mayor, la caída de tensión a través del MOSFET Q1 también es mayor, que se toma directamente de la potencia a los devanados (bobinas) de fase dividida del motor (L1-L4). Añadiendo un simple circuito controlador de puerta, se aumenta la tensión en la puerta del MOSFET Q1 y se disminuye Rds (on). En la Figura 32 se muestra un ejemplo de un controlador de puerta que utiliza componentes discretos como los descritos en el presente documento. Las resistencias R1 y R12, el diodo Zener Z1 y los diodos D1 y D2 conforman un sencillo controlador de puerta.

Refiriéndose de nuevo a las Figuras 30A-30B, se podría conectar un condensador desde la puerta del MOSFET Q1 a la fuente del MOSFET Q1 para ayudar a mantener un nivel de tensión continua. Dado que las entradas del controlador de puerta están conectadas al otro lado de los devanados de fase dividida del motor (bobinas), hay una diferencia de tensión que es aproximadamente igual a (Línea de tensión en) / (número de bobinas activas). En el ejemplo de la Figura 32, si la entrada de línea es de 120 VCA, como hay 2 bobinas activas que tienen valores iguales, la tensión en las entradas del controlador de puerta es de aproximadamente 120/2 = 60 voltios cada una.

El diodo Zener Z1 regulará los voltajes más altos y debe tener un valor dentro del rango de operación normal del MOSFET. El diodo Zener Z1 regulará la cantidad de tensión igual a la tensión nominal del diodo Zener; las tensiones superiores a la tensión nominal del diodo Zener caen a través del diodo Zener. El diodo Zener Zl puede actuar como regulador de tensión. En este caso, la tensión se regula para estar dentro de la tensión de funcionamiento del MOSFET Q1.

En una configuración como la del ejemplo de la Figura 31, una caída de voltaje a través del MOSFET Q1 puede ser de unos 5 voltios o lo suficiente para mantener el MOSFET Q1 polarizado. En el ejemplo de la Figura 32, la caída de tensión en el MOSFET Q1 puede ser inferior a 1 voltio.

Circuito de Interruptor(es) de alimentación de la etapa 2

El propósito del circuito del interruptor de potencia de la etapa 2 es hacer funcionar el motor de la manera más eficiente posible. Como la etapa 2 rara vez tiene que desconectarse y encenderse o encenderse y desconectarse en un ciclo de entrada, puede diseñarse para que funcione de forma muy sencilla. La única entrada que se necesita de la lógica de control de la etapa 1 / controlador del motor es una entrada de desconectado síncrono, SYNC SD. La entrada SYNC SD se utiliza para desconectar el MOSFET Q1 de la etapa 1 tirando de su puerta hacia su fuente. La entrada SYNC SD también se utiliza para encender el circuito de alimentación de la etapa 2 mientras la velocidad del motor funcione de forma sincronizada con la frecuencia de entrada. En el circuito de ejemplo de las figuras 30A-30B, la entrada SYNC SD es una lógica alta para el arranque. Cuando el tiempo de ciclo de la frecuencia en la entrada del regulador de voltaje IC2 en el pin 1 coincide con la constante de tiempo establecida por el condensador C4 y la resistencia R7, la entrada SYNC SD se lleva a un nivel lógico bajo a través de una salida de colector abierto. Mientras la velocidad de sincronización es detectada por el regulador de tensión IC2, la entrada SYNC SD es lógicamente baja. Si el motor está muy cargado o por alguna otra razón el motor "se desincroniza", la entrada SYNC SD volverá a pasar de lógica baja a lógica alta. La etapa 2 (por ejemplo, el circuito del interruptor de potencia de la etapa 2) se desconectará y la etapa 1 (por ejemplo, el circuito del interruptor de potencia de la etapa 1) funcionará hasta que se detecte la velocidad de sincronización. Dado que la Etapa 1 necesita un nivel lógico alto en la entrada SYNC SD para operar, y la Etapa 2 necesita un nivel lógico bajo en la entrada SYNC SD para operar, la Etapa 1 y la Etapa 2 no pueden ser energizadas simultáneamente en los ejemplos de las Figuras 30A-30B.

La figura 33 representa una versión del circuito de interruptor(es) de potencia de la etapa 2 que utiliza una entrada aislada, salida de triac, relé de estado sólido (SSR) SSR1. Esta configuración sólo requiere 2 componentes. El ánodo del LED de entrada del SSR está conectado a una tensión positiva VCC a través de una resistencia limitadora de corriente R2. El cátodo del LED de entrada SSR está conectado a la entrada SYNC SD. Cuando la entrada SYNC SD pasa a un nivel lógico bajo, se completa un camino para la corriente a través del LED de entrada, y el SSR se conecta. Igualmente, cuando la entrada SYNC SD es un alto lógico, no hay camino para la corriente a través del LED de entrada, y el SSR se desconecta.

La figura 34 representa un circuito que sustituye un SSR del circuito de interruptor(es) de potencia utilizando componentes discretos. El circuito de la Figura 34 funciona de forma muy similar al circuito del interruptor o interruptores de potencia de la etapa 1. Una de las diferencias es que el circuito del interruptor(s) de potencia está normalmente desconectado para la etapa 2, ya que una resistencia de alto valor R14 está conectada entre el drenaje del interruptor Q2 y la base del interruptor Q6. Cuando hay una tensión positiva en el drenaje del interruptor Q2, el interruptor Q6 se energiza, lo que pone en cortocircuito la puerta del interruptor Q2 con su fuente, desconectando el interruptor Q2. Otra diferencia es la entrada aislada al circuito del interruptor o interruptores de potencia a través del aislador ISO1. La entrada del aislador ISO1 funciona igual que la entrada del SSR (SSR1) descrita anteriormente, y la salida es un colector abierto. Cuando la entrada SYNC SD pasa a un nivel lógico bajo, la salida del aislador ISO1 se energiza, lo que conmuta la base del interruptor Q6 a su emisor, desconectando el interruptor Q6. Cuando el interruptor Q6 está desconectado, el interruptor Q2 funcionará cuando haya una tensión positiva por encima del umbral en la puerta del interruptor Q2. Otra diferencia es que el condensador C2 puede tener un valor más alto, ya que el circuito de interruptor de la etapa 2 no requiere una conmutación tan rápida. El aumento del valor del condensador C2 permitirá una versión más sencilla del circuito controlador de puerta (diodo D1 y resistencia R6).

Claims (17)

REIVINDICACIONES

1. Un circuito para un motor que comprende:

al menos dos devanados de fase (2504, 2506) que forman una mitad (2512) de los devanados de fase del motor del circuito y al menos otros dos devanados de fase (2508, 2510) que forman otra mitad (2514) de los devanados de fase del motor del circuito;

una fuente de alimentación de corriente continua (CC) (2532) para recibir la energía de corriente alterna (CA) transferida desde uno o más de los devanados de fase del motor y convertir la energía CA en energía CC;

un circuito de interruptor de potencia de primera etapa (2524) que comprende al menos un interruptor de potencia fuera de una trayectoria de corriente entre los devanados de fase del motor y la fuente de alimentación de CC y conectado eléctricamente entre los al menos dos devanados de fase en la mitad de los devanados de fase del motor del circuito y entre los al menos otros dos devanados de fase en la otra mitad de los devanados de fase del motor del circuito;

un circuito de interruptor de potencia de segunda etapa (2530) que comprende al menos otro interruptor de potencia fuera de la trayectoria de la corriente entre los devanados de fase del motor y la fuente de alimentación de CC y conectado eléctricamente entre la mitad de los devanados de fase del motor del circuito y la otra mitad de los devanados de fase del motor del circuito, el al menos otro interruptor de potencia para recibir energía de CA de los devanados de fase del motor; y

al menos un componente de la fuente de alimentación de CC que no colapsa (2534, 2536) conectado a la fuente de alimentación de CC para evitar que la fuente de alimentación de CC colapse cuando el al menos un interruptor de potencia o el al menos otro interruptor de potencia está activado.

2. El circuito de la reivindicación 1 comprende además un controlador de motor (2516) para controlar el circuito de interruptor de potencia de la primera etapa y el circuito de interruptor de potencia de la segunda etapa, el controlador de motor conectado eléctricamente al menos a uno de (i) entre la mitad de los devanados de fase del motor del circuito y la otra mitad de los devanados de fase del motor del circuito o (ii) entre los al menos dos devanados de fase en la mitad de los devanados de fase del motor del circuito y entre los al menos otros dos devanados de fase en la otra mitad de los devanados de fase del motor del circuito.

3. El circuito de la reivindicación 2, en el que el controlador del motor comprende:

un controlador del motor de primera etapa (2518) para controlar el circuito del interruptor de potencia de la primera etapa; y

un controlador del motor de segunda etapa (2522) para controlar el circuito del interruptor de potencia de la segunda etapa.

4. El circuito de la reivindicación 2, en el que el controlador del motor (2516) desconecta el circuito del interruptor de potencia de la primera etapa (2524) y conecta el circuito del interruptor de potencia de la segunda etapa (2530) cuando el motor alcanza la velocidad de sincronización.

5. El circuito de la reivindicación 4, en el que los al menos otros dos devanados de fase (2508, 2510) que forman la otra mitad (2514) de los devanados de fase del motor del circuito están activos cuando el circuito del interruptor de potencia de la segunda etapa está conectado.

6. El circuito de la reivindicación 2, en el que el circuito de interruptor de potencia de la primera etapa (2524) activa al menos dos devanados exteriores de fase del motor de los devanados de fase del motor.

7. El circuito de la reivindicación 2, en el que el circuito de interruptor de potencia de la segunda etapa (2530) activa al menos dos devanados interiores de fase del motor de los devanados de fase del motor.

8. El circuito de la reivindicación 1, en el que el al menos un componente de la fuente de alimentación de CC que no colapsa (2534, 2536) comprende al menos una de una o más resistencias entre los devanados de fase del motor y uno o más de los circuitos del primer y segundo interruptor de potencia o uno o más diodos Zener entre los devanados de fase del motor y uno o más de los circuitos del primer y segundo interruptor de potencia.

9. El circuito de la reivindicación 1, en el que el al menos un componente de la fuente de alimentación de CC que no colapsa (2534, 2536) comprende al menos una derivación de al menos uno de al menos dos devanados exteriores de fase del motor conectada eléctricamente a la fuente de alimentación de CC para suministrar energía de CA a la fuente de alimentación de CC y derivar los circuitos de interruptor de potencia primero y segundo.

10. El circuito de la reivindicación 1, en el que el al menos un componente de la fuente de alimentación de CC que no colapsa (2534, 2536) comprende al menos un devanado de bobina de fase secundaria enrollado en relación con al menos uno de los al menos dos devanados exteriores de fase del motor y conectado eléctricamente a la fuente de alimentación de CC para suministrar energía de CA a la fuente de alimentación de CC y derivar los circuitos de interruptor de potencia primero y segundo.

11. El circuito de la reivindicación 1, en el que el circuito del interruptor de potencia de la primera etapa (2524) comprende un regulador de tensión en paralelo con el al menos un interruptor de potencia, en el que la corriente fluye a través del regulador de tensión cuando el al menos un interruptor de potencia está conectado y desconectado.

12. El circuito de la reivindicación 1 comprende además el motor, en el que el motor puede funcionar a velocidad sincrónica, por debajo de la velocidad sincrónica y por encima de la velocidad sincrónica.

13. El circuito de la reivindicación 1, en el que el al menos un componente de la fuente de alimentación de CC que no colapsa comprende:

un primer componente de la fuente de alimentación de CC que no colapsa (2534) para evitar que la fuente de alimentación de CC colapse cuando el al menos un interruptor de potencia está activado durante una primera parte de un ciclo; y

un segundo componente de la fuente de alimentación de CC que no colapsa (2536) para evitar que la fuente de alimentación de CC colapse cuando el al menos un interruptor de potencia está activado durante una segunda parte del ciclo.

14. El circuito de la reivindicación 13, en el que el primer y el segundo componentes de la fuente de alimentación de CC que no colapsan (2534, 2536) comprenden cada uno una derivación de un devanado de fase del motor exterior y están conectados eléctricamente a la fuente de alimentación de CC para recibir energía de corriente alterna (CA) del devanado de fase del motor exterior y suministrar la energía de CA a la fuente de alimentación de CC y derivar los circuitos de interruptor de potencia primero y segundo.

15. El circuito de la reivindicación 13, en el que el primer y el segundo componentes de la fuente de alimentación de CC que no colapsan (2534, 2536) comprenden cada uno un devanado de bobina de fase secundaria enrollado en relación con un devanado de fase del motor exterior y conectado eléctricamente a la fuente de alimentación de CC para recibir energía de corriente alterna (CA) del devanado de fase del motor exterior y suministrar la energía de CA a la fuente de alimentación de CC y derivar los circuitos de interruptor de potencia primero y segundo.

16. Un procedimiento para un circuito de un motor que comprende:

proporcionar al menos dos devanados de fase (2504, 2506) que forman una mitad (2512) de los devanados de fase del motor del circuito y al menos otros dos devanados de fase (2508, 2510) que forman otra mitad (2514) de los devanados de fase del motor del circuito;

conectar una fuente de alimentación de corriente continua (2532) para recibir la energía de corriente alterna (CA) transferida desde uno o más de los devanados de fase del motor y convertir la energía de CA en energía de CC;

conectar eléctricamente un circuito de interruptor de potencia de primera etapa (2524) entre los al menos dos devanados de fase en la mitad de los devanados de fase del motor del circuito y entre los al menos otros dos devanados de fase en la otra mitad de los devanados de fase del motor del circuito, comprendiendo el circuito de interruptor de potencia de primera etapa al menos un interruptor de potencia fuera de una trayectoria de corriente entre los devanados de fase del motor y la fuente de alimentación de CC;

conectar eléctricamente un circuito de interruptor de potencia de segunda etapa (2530) entre la mitad de los devanados de fase del motor del circuito y la otra mitad de los devanados de fase del motor del circuito, comprendiendo el circuito de interruptor de potencia de segunda etapa al menos otro interruptor de potencia fuera de la trayectoria de la corriente entre los devanados de fase del motor y la fuente de alimentación de CC, el al menos otro interruptor de potencia para recibir energía de CA de los devanados de fase del motor; y

conectar al menos un componente de la fuente de alimentación de CC que no colapse (2534, 2536) a la fuente de alimentación de Cc para evitar que la fuente de alimentación de CC colapse cuando el al menos un interruptor de potencia o el al menos otro interruptor de potencia esté activado.

17. El procedimiento de la reivindicación 16 comprende además conectar eléctricamente un controlador de motor (2516) en al menos uno de (i) entre la mitad de los devanados de fase del motor del circuito y la otra mitad de los devanados de fase del motor del circuito o (ii) entre los al menos dos devanados de fase en la mitad de los devanados de fase del motor del circuito y entre los al menos dos otros devanados de fase en la otra mitad de los devanados de fase del motor del circuito, el controlador de motor para controlar el circuito de interruptor de potencia de la primera etapa y el circuito de interruptor de potencia de la segunda etapa.