BRMU8701723U2

BRMU8701723U2 - disposição construtiva em chave de partida estática

Info

Publication number: BRMU8701723U2
Application number: BRMU8701723-7U
Authority: BR
Inventors: Martin Brand
Original assignee: Weg Automacao S A
Priority date: 2007-11-01
Filing date: 2007-11-01
Publication date: 2009-06-23
Also published as: US20090121670A1; DE102008048837A1

Abstract

DISPOSIçãO CONSTRUTIVA EM CHAVE DE PARTIDA ESTáTICA. Que dispõe de um conjunto de tiristores (10) e os contatos (30, 31) do by-pass junto aos dissipadores (201, 202, 203) que, por sua vez, estão interligados entre si por barramento (41) e conectados à rede de alimentação via o barramento (401) e ao motor via o barramento (402); sendo que os contatos (30, 31) do by-pass são acionados por meio de uma bobina (35) ativada pela passagem de uma corrente elétrica.

Description

"DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA EM CHAVE DE PARTIDA ESTÁTICA".

O presente relatório trata de uma disposição construtiva em chave de partida estática, que propõe uma montagem inovadora da chave de partida estática com pontes de tiristores e contatores de by-pass incorporados.

Como é de conhecimento dos técnicos no assunto, no mercado atual existem várias chaves de partida estáticas com by-pass incorporado. Essas chaves de partida estática contêm tiristores que controlam a tensão aplicada ao motor de indução, durante a partida ou a desaceleração do mesmo. Geralmente, os tiristores são conectados em antiparalelo (conexão W1C) e existem chaves de partida estática com uma, duas ou três fases controladas.

Existe um tipo de chave de partida com by-pass, objeto da patente US6,531,940 B1, a qual trata de softstarter e contatores definidos em duas peças, que podem ser montadas juntas. Essa solução além não ser compacta é mais complexa apresenta um custo de produção diferenciado.

Outros tipos de montagem de chaves de partida são conhecidas e definidas em processos norte-americanos US6,351,113 e US6,087,800, que tratam de montagem compacta de soft-starters com by-pass.

No entanto, o contator e os tiristores com o dissipador são montados em série e de modo a formarem dois grupos. Essa forma construtiva traz como inconveniente o surgimento de uma elevada resistência térmica entre o contato do by-pass e o dissipador.

Existe ainda uma chave de partida Soft-starter produzida pela Siemens® (3RW40/3RW44) que usa o conceito de montar o contator de by-pass dedicado, que não usa a vantagem da resistência térmica baixa entre o contato e os dissipadores.

Assim, os principais componentes de potência de uma chavede partida são os tiristores e os contatores de by-pass. Usa-se barramentos para fazer as conexões elétricas destes componentes e para disponibilizar as conexões externas da chave de partida estática. Dessa forma, os tiristores são grampeados entre dissipadores, enquanto os contatores comuns podem ser montados em cima dos dissipadores ou em linha com os dissipadores.

Apesar de ser uma construção satisfatória, estas montagens aumentam o tamanho do produto, além de elevar a resistência térmica entre o contatar e o dissipador.

Isso se deve ao fato de que durante a partida do motor o nível de corrente nos tiristores é elevado e as perdas produzem uma elevação de temperatura no conjunto. Geralmente, usam-se dissipadores montados perto dos tiristores para manter a temperatura de junção dos tiristores dentro da faixa permitida. Os dissipadores podem ser utilizados com ventilação natural ou com ventilação forçada, o que interfere no dimensional do conjunto.

Ainda, quando o motor está em tensão plena, o by-pass fecha e os tiristores ficam sem corrente e sem tensão e, conseqüentemente, sem perdas. Porém os contatos do by-pass apresentam uma elevação de temperatura, quando há condução da corrente do motor, sendo esse aspecto um inconveniente a ser considerado nessa construção.

É pois um dos objetivos da presente inovação prover uma disposição construtiva em chave de partida estática, cuja topologia apresente a característica de redução dimensional do conjunto.

Outro objetivo da presente inovação é prover uma disposição construtiva em chave de partida estática que apresente uma baixa resistência térmica entre os contatos do by-pass e os dissipadores.

Outro objetivo da presente inovação é prover uma disposição construtiva em chave de partida estática que permita que os contatos do by-pass trabalhem com sobrecorrentes sem prejuízo a sua concepção física.Outro objetivo da presente inovação é prover uma disposição construtiva em chave de partida estática que apresente uma robustez maior ao conjunto, apesar de sua estrutura compacta, que suporta sobrecargas instantâneas provenientes do motor. Esses e outros objetivos e vantagens da presente inovação

são alcançados com uma disposição construtiva em chave de partida estática ' que compreende em dispor o conjunto de tiristores e os contatos do by-pass junto aos dissipadores que, por sua vez, estão interligados entre si por barramentos; sendo que os contatos do by-pass são acionados por meio de uma bobina ativada pela passagem de uma corrente elétrica.

A seguir a presente inovação será descrita com referência aos desenhos anexos, nos quais:

A figura 1a representa um diagrama elétrico com uma chave de partida estática, determinando a fase controlada;

A figura 1b representa um diagrama elétrico com uma chave de partida estática, determinando as duas fases controladas;

A figura 1c representa um diagrama elétrico com uma chave de partida estática, determinando as três fases controladas;

A figura 2a representa uma vista esquemática da montagem de um braço controlado de uma chave de partida estática segundo a presente inovação;

A figura 2b representa uma vista esquemática de outra montagem de um braço controlado de uma chave de partida estática, também segundo a presente inovação;

A figura 3 representa a montagem da chave de partida estática, segundo a figura 2a, mostrando os contatos em estado fechado; e

A figura 4 representa uma vista em perspectiva de um braço controlado de uma chave de partida estática segundo a configuração construtivaobjeto da presente inovação.

De acordo com essas ilustrações a disposição construtiva em chave de partida estática, objeto da presente inovação, é compreendida por dispor o conjunto de tiristores (10) e os contatos do by-pass (30, 31)junto aos dissipadores (201, 202 e 203) que, por sua vez, estão interligados entre si por barramento (41 )e conectada a rede de alimentação via barramento (401) e ao motor, não ilustrado, via o barramento (402); sendo os contatos do by-pass (30, 31) acionados por meio de uma bobina (35).

* A bobina (35), é submetida a uma corrente elétrica que causa uma força magnética que puxa o seu núcleo móvel (33) contra o seu núcleo fixo (32). Assim o cabeçote (34) da bobina (35) que se encontra solidário em um de seus -extremos ao núcleo móvel (33) e em seu outro extremo aos contatos móveis (31), desloca-se juntamente com o núcleo móvel (33) no sentido do núcleo fixo (32) e, simultaneamente, empurra os contatos móveis (31) de encontro com os contatos fixos (30), dispostos solidariamente aos barramentos (401, 402), fechando assim o contator de by-pass, conforme ilustrado na figura 3.

O deslocamento simultâneo e relativo do núcleo (32, 33) da bobina (35) e dos contatos (30, 31) do contator by-pass é possível devido ao fato de cabeçote (34) estar montado ortogonalmente aos barramentos (401, 402), que em seu ponto de interseção com o cabeçote (34) apresenta uma janela de passagem (36) alinhada ao vão dos dissipadores (201, 202), através dos quais o extremo do cabeçote (34) avança entre os barramentos (401, 402) e os dissipadores (201, 202) até os contatos (30, 31) apresentarem-se na posição fechada. A abertura entre os dissipadores (201, 202) é definida pela altura dos tiristores (10).

A disposição construtiva acima definida garante uma resistência térmica baixa, já que os contatos (30) são soldados nos barramentosde cobre (401, 402), que são fixados diretamente nos dissipadores (201, 202).

Desta forma os contatos do by-pass (30, 31) podem ser otimizados em tamanho, o que juntamente com sua montagem junto aos dissipadores (201, 202) possibilitam ainda que sobrecorrentes maiores sejam suportadas pelos referidos contatos (30, 31). Isto aumenta a robustez do produto contra sobrecargas instantâneas no motor.

Como pode ser visto na figura 2b a chave de partida apresenta uma conexão W1C, onde os tiristores (10) são montados entre três 'dissipadores (201, 202, 203), dois dos quais estão conectados ao barramento (401, 402) fazendo as conexões elétricas e servindo como terminais da chave de partida estática. Um barramento (41) faz a conexão W1C, interligando um terceiro dissipador (203) ao dissipador (202).

Apesar de terem sido descritas e ilustradas configurações construtivas preferidas cabe salientar que outras opções compactas de construção são possíveis e realizáveis sem que se fuja do escopo da presente inovação.

Claims

1. "DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA EM CHAVE DE PARTIDA ESTÁTICA", caracterizada pelo fato de dispor o conjunto de tiristores (10) e os contatos (30, 31) do by-pass junto aos dissipadores (201, 202, 203) que, por sua vez, estão interligados entre si por barramento (41) e conectados à rede de alimentação via o barramento (401) e ao motor via o barramento (402); sendo que os contatos (30, 31) do by-pass são acionados por meio de uma bobina (35) ativada pela passagem de uma corrente elétrica.

2.- "DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA EM CHAVE DE PARTIDA ESTÁTICA", de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato da bobina (35) ter seu cabeçote (34) solidário em um de seus extremos ao núcleo móvel (33) e em seu outro extremo aos contatos móveis (31) do contato do by-pass, estando o cabeçote (34) montado ortogonalmente aos barramentos (401, 402), entre' os quais há uma janela (36) de passagem alinhada ao vão dos dissipadores (201, 202), através dos quais o extremo do cabeçote (34) avança entre os barramentos (401, 402) e os dissipadores (201, 202) até os contatos (30, 31) apresentarem-se na posição fechada.

3.- "DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA EM CHAVE DE PARTIDA ESTÁTICA", de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato da abertura entre os dissipadores (201, 202) ser definida pela altura dos tiristores (10)e à forma dos dissipadores (201, 202).

4.- "DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA EM CHAVE DE PARTIDA ESTÁTICA", de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato dos tiristores (10) serem montados entre três dissipadores (201, 202, 203), dois dos quais estão conectados aos barramentos (401, 402) fazendo as conexões elétricas e servindo como terminais da chave de partida estática, enquanto que um barramento (41) faz a conexão W1C, interligando um terceiro dissipador (203) ao dissipador (202).

5.- "DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA EM CHAVE DE PARTIDA ESTÁTICA", de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato da chave de partida estática ter uma, duas ou três fases controladas.