ES2204021T3 - Dispositivo para proteger una resistencia de frenado para locomotoras. - Google Patents

Dispositivo para proteger una resistencia de frenado para locomotoras.

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ES2204021T3 ES99106367T ES99106367T ES2204021T3 ES 2204021 T3 ES2204021 T3 ES 2204021T3 ES 99106367 T ES99106367 T ES 99106367T ES 99106367 T ES99106367 T ES 99106367T ES 2204021 T3 ES2204021 T3 ES 2204021T3
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Abstract

DISPOSITIVO PARA PROTEGER UN RESISTOR DE FRENADO ALIMENTADO MEDIANTE CORRIENTE DE CA OBTENIDA INTERRUMPIENDO LA TENSION DE CC DE LA RED DE CORRIENTE. CONSTA DE AL MENOS UN CONJUNTO DE COMPONENTES RESISTIVOS DEL RESISTOR CON AL MENOS UN COMPONENTE RESISTIVO DE REFERENCIA HECHO DE UN MATERIAL DIFERENTE DE LOS OTROS COMPONENTES RESISTIVOS DEL CONJUNTO, PERO QUE SIRVE PARA REACCIONAR TERMICAMENTE DEL MISMO MODO QUE LOS OTROS COMPONENTES RESISTIVOS DEL CONJUNTO CUANDO LO CRUZA LA MISMA CORRIENTE, Y UN CIRCUITO DE CONTROL ASOCIADO AL CONJUNTO DE COMPONENTES RESISTIVOS QUE SIRVE PARA DETECTAR LA TEMPERATURA DETECTANDO LAS VARIACIONES DE LAS CARACTERISTICAS ELECTRICAS DEL COMPONENTE RESISTIVO DE REFERENCIA.

Description

Dispositivo para proteger una resistencia de frenado para locomotoras.
Memoria descriptiva
La presente invención se refiere a un dispositivo y a un método para proteger une resistencia de frenado para locomotoras.
Es sabido que la temperatura que alcanza una resistencia por sus componentes resistivos es generalmente detectada por termostatos dispuestos cerca de o en contacto con uno o varios componentes resistivos.
De hecho, la temperatura de los componentes resistivos de una resistencia tiende a subir cuando dichos componentes son cruzados por una corriente predeterminada independientemente de si los componentes resistivos a través de los cuales circula la corriente están conectados en serie o en paralelo y si son enfriados por ventilación natural o forzada.
La utilización de termostatos dispuestos en contacto con o cerca de uno o varios de los componentes resistivos lleva consigo el hecho de que la temperatura que se detecte puede estar influida por muchos factores externos y, por consiguiente, no corresponde a la temperatura real alcanzada por los componentes resistivos, por lo que se averían.
Si un termostato está directamente asociado a uno o varios de los componentes resistivos, las características técnicas de funcionamiento de los componentes pueden verse modificadas ya que su estructura y configuración son alteradas.
Si, en cambio, se instala simplemente un termostato cerca de uno o de varios componentes resistivos, éste no detecta la temperatura exacta alcanzada por los componentes resistivos, debido igualmente a un desfase entre el momento en el que los componentes resistivos alcanzan la temperatura predeterminada y el momento en el que se informa de la temperatura.
En este caso, la demora en informar de que se ha alcanzado la temperatura puede permitir que los componentes resistivos alcancen una temperatura superior, que puede ser fatal para su estructura, haciendo que se queme y, por lo tanto, se averíen.
Se conocen técnicas alternativas de medición de temperatura, en las cuales se controla la resistencia a la temperatura de las resistencias de frenado a través de la patente US 4 035 692A y DE 25 41 249 A.
El objeto de la presente invención es eliminar los inconvenientes que anteceden de la técnica anterior.
Dentro del ámbito de dicho objetivo, un objeto importante de la invención es proporcionar un dispositivo para proteger una resistencia de frenado para locomotoras que sea capaz de detectar instantáneamente la temperatura de los componentes resistivos presentes en la resistencia instantánea y constantemente todo el tiempo, es decir, sin desfases entre el momento en el que se detecta la temperatura real y aquél en el que se informa de ésta.
Otro objeto de la invención es proporcionar un dispositivo para proteger una resistencia de frenado de locomotoras que permita que se informe de un recalentamiento anormal de dicha resistencia independientemente de su causa, por ejemplo ventilación insuficiente, corriente anormal en la resistencia, etcétera.
Otro objeto de la invención es proporcionar un dispositivo para proteger una resistencia de frenado para locomotoras que permita detectar una tensión filtrada de modo que la tensión esté en función de la temperatura únicamente y no se vea afectada por la corriente que circula por los componentes resistivos de la resistencia.
Otro objeto de la invención es proporcionar un dispositivo para proteger una resistencia de frenado para locomotoras que tenga un sistema para la autocomprobación de eficiencia para localizar cualquier anomalía de funcionamiento.
Este objetivo, estos objetos y otros que se deducirán a continuación se logran con un dispositivo para proteger una resistencia de frenado para locomotoras según la reivindicación 1.
Otras características y ventajas de la presente invención se deducirán de la siguiente descripción de un modo de realización preferido pero no exclusivo del dispositivo según la invención, ilustrado en un ejemplo no limitativo del dibujo adjunto en el cual:
la única figura es una vista esquemática de la parte del circuito del dispositivo apto para detectar una temperatura predeterminada en una pluralidad de componentes resistivos de una resistencia según la presente invención.
Con referencia a la figura que antecede, el dispositivo para proteger una resistencia de frenado para locomotoras alimentada con corriente alterna producida por interrupción de tensión de corriente continua de la potencia de la red generalmente designada por la referencia numérica 1, comprende una pluralidad de conjuntos de componentes resistivos, de los que solamente uno será considerado por motivo de simplificación.
El conjunto de componentes resistivos de la resistencia presenta una pluralidad de componentes resistivos, cada uno designado con la referencia numérica 3, entre los cuales al menos un componente de resistencia de referencia 4 está dispuesto en una posición en la cual puede variar según las necesidades; el componente de referencia está ventajosamente fabricado con un material diferente del material de los demás componentes resistivos 3 del conjunto pero es apto para reaccionar térmicamente de la misma manera que los componentes resistivos 3 del conjunto cuando es cruzado por la misma corriente que circula a través de éstos.
En otras palabras, el componente resistivo de referencia 4 tiene el mismo comportamiento térmico que cada uno de los componentes resistivos 3 que componen el conjunto ya que ambos están sujetos a las mismas normas de intercambio de calor, tales como conducción, convección y radiación.
No obstante, aunque el componente resistivo de referencia 4 tenga el mismo comportamiento térmico que cada uno de los componentes resistivos 3, su coeficiente de temperatura \alpha que es el coeficiente de temperatura de la resistencia que expresa la variación de resistividad con la temperatura es diferente del coeficiente de los componentes resistivos 3 del conjunto.
En particular, \alpha designa el coeficiente de temperatura de la resistencia que expresa la variación de resistividad a medida que varía la temperatura, según la fórmula conocida R=RO(1+\alpha\deltaT).
Está claro que el número de componentes resistivos de referencia 4 introducidos en un conjunto de componentes resistivos 3 varía desde un mínimo de 1 hacia arriba, según los requisitos de diseño y el uso industrial al que se destinen los componentes resistivos, dispuestos en serie o en paralelo con ventilación natural o forzada.
En virtud de esta solución, como se verá claramente a continuación, es posible detectar la temperatura de los componentes resistivos 3 utilizando para ello un circuito de control 5 que está asociado al conjunto de componentes resistivos detectando las variaciones de las características eléctricas del componente resistivo de referencia 4 cuando la misma corriente eléctrica circula a través del componente resistivo de referencia 4 y los componentes resistivos 3.
El circuito de control 5 tiene un primer medio 6 y un segundo medio 7 para filtrar la tensión a través de los terminales m1 y m2 del dispositivo.
Asimismo, el circuito de control 5 tiene un tercer medio 8 para determinar un tiempo de descarga que es más largo que el tiempo de carga del segundo medio 7, de modo que tenga una tensión que esté en función de la temperatura solamente y no esté afectada por la corriente que circula en los componentes resistivos 3.
Ventajosamente, el circuito de control 5 es autoalimentado, de modo que no causa problemas durante su funcionamiento y que el primer medio de filtrado de tensión incluye un inductor 10.
En particular, el segundo medio de filtrado de tensión puede incluir un condensador 11 o un diodo de marcha libre, dependiendo de las condiciones requeridas.
El tercer medio que determina un tiempo de descarga más largo que el tiempo de carga del inductor 10 y del condensador 11 incluye un diodo de bloqueo 12.
Tal como se representa en la figura única, el circuito de control 5 comprende asimismo un contacto de vacío o un relé de láminas 20 y puede estar provisto de una bobina de prueba o de comprobación 14 apta para comprobar la eficiencia de funcionamiento del circuito de control antes de usarlo.
En particular, el dispositivo, tal como muestra la figura está constituido por una pluralidad de componentes resistivos 3 y por uno o más componentes resistivos 4, cruzado por la misma corriente pero fabricados con materiales que tengan un coeficiente térmico diferente de resistividad o coeficiente de temperatura \alpha.
Los terminales A, B y C están entre los componentes resistivos 3 y el o los componentes resistivos de referencia 4; A es el terminal negativo y C es el terminal positivo.
El circuito comprende asimismo unas resistencias de medición y de ajuste que son externas a la resistencia de frenado y se designan RA, RA1, RB y RB1; el terminal de control D está dispuesto entre éstas.
La dirección de la corriente está representada por las flechas I en la figura.
En la figura, la referencia numérica 20 designa el contacto de vacío o el relé de láminas y la referencia numérica 21 designa el ejemplo de un indicador situado en el interior de la locomotora y conectado a la bobina de control 14.
En particular, el circuito de control, en virtud del condensador 11 y del inductor 10, es capaz de filtrar la tensión a través de los terminales m1 y m2 mientras que el diodo de bloqueo 12 permite que se tengan constantes de tiempo diferentes T1 y T2 para cargar y descargar el condensador 11, en el cual T1, es decir la constante de tiempo de carga debe ser tan pequeña como sea posible, mientras que T2, el coeficiente de tiempo de descarga debe ser tan grande como sea posible.
La presente invención se refiere igualmente a un método para proteger una resistencia de frenado para locomotoras alimentada con corriente alterna producida por interrupción de tensión de corriente continua de la potencia de la red según la reivindicación 7.
El método consiste en disponer, en al menos un conjunto de componentes resistivos de la resistencia, al menos un componente resistivo de referencia que sea apto para reaccionar térmicamente de la misma manera que los demás componentes resistivos del conjunto cuando es cruzado por la misma corriente que circula a través del conjunto de componentes resistivos.
El componente resistivo de referencia está fabricado con un material diferente del de los demás componentes resistivos del conjunto de modo que en el componente resistivo de referencia, el coeficiente de temperatura de la resistencia que expresa la variación de resistividad con la temperatura es diferente del coeficiente de los componentes resistivos del conjunto.
De esta manera es posible detectar la temperatura de los componentes resistivos del conjunto simplemente detectando las variaciones de las características eléctricas del componente resistivo de referencia por medio del circuito de control.
Ventajosamente, el circuito de control permite leer una tensión que esté en función de la temperatura solamente y que no esté afectada por la corriente que circula en los componentes resistivos, en virtud de la presencia de un inductor, un condensador y un diodo de bloqueo en el circuito.
Asimismo, el circuito de control es autoalimentado de modo que resulte extremadamente simple y seguro.
En la práctica, se ha observado que el dispositivo según la presente invención es particularmente ventajoso porque permite conocer en todo momento el valor de la temperatura de la pluralidad de componentes resistivos y por lo tanto, impedir que alcancen o sobrepasen una temperatura predeterminada que pudiera causarles posibles quemaduras.
Este método de detección de temperatura, además de ser muy simple y funcional, es totalmente inmune a las influencias externas o casuales.
La invención concebida de este modo es susceptible de aceptar numerosas modificaciones y variaciones, dentro del ámbito de las reivindicaciones adjuntas.
En la práctica, los materiales utilizados, así como las dimensiones, puede ser los que se requieran y según el estado de la técnica.
Donde las particularidades técnicas mencionadas en cualquiera de las reivindicaciones va seguida de un signo de referencia, dichos signos de referencia solamente se han incluido para una mejor comprensión de las reivindicaciones y por lo tanto no tienen ningún efecto limitador para la interpretación de cada particularidad identificada a modo de ejemplo por dichos signos de referencia.

Claims (12)

1. Un dispositivo (1) para proteger una resistencia de frenado para locomotoras alimentadas con corriente alterna producida por interrupción de la tensión de corriente continua de la potencia de la red, caracterizado porque comprende al menos un conjunto de componentes resistivos (3) de la resistencia que está conectada en serie con al menos un componente resistivo de referencia (4) que está fabricado con un material diferente del de los demás componentes resistivos (3) del conjunto pero que es apto para reaccionar térmicamente de la misma manera que los demás componentes resistivos (3) del conjunto cuando es cruzado por la misma corriente que circula a través del conjunto de componentes resistivos de modo que en el componente resistivo de referencia (4) el coeficiente de temperatura de la resistencia es diferente del coeficiente de dichos componentes resistivos (3) del conjunto, comprendiendo asimismo dicho dispositivo resistencias de medición y de ajuste (RA, RA1, RB, RB1), conectadas a través de la combinación de series de los componentes resistivos (3) y los componentes resistivos de referencia (4) y un terminal de control (D) dispuestos entre ellos y un circuito de control (5) que está asociado a dicho conjunto de componentes resistivos (3) y es apto para detectar su temperatura detectando las variaciones de las características eléctricas de dicho componente resistivo de referencia (4), teniendo dicho circuito de control (5) un primer medio (6) y un segundo medio (7) para filtrar la tensión entre el punto de control (D) y la unión (B) entre el componente resistivo de referencia (4) y el al menos un conjunto de componentes resistivos (3) y un tercer medio (8) para determinar un tiempo de descarga que sea mayor que el tiempo de carga de dicho segundo medio (7) de modo que se tenga una tensión que esté en función de la temperatura solamente y no esté afectada por la corriente que circula a través de dichos componentes resistivos (3).
2. El dispositivo (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho circuito de control (5) es autoalimentado.
3. El dispositivo (1) según una o más de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque dichos primeros medios de filtrado de tensión (5) comprenden un inductor (10).
4. El dispositivo según una o más de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque dichos segundos medios de filtrado de tensión (7) comprenden un condensador (11).
5. El dispositivo según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos terceros medios (8) comprenden un diodo de bloqueo (12).
6. El dispositivo (1) según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende al menos una bobina de control (14) para comprobar su eficiencia de funcionamiento antes de utilizarlo.
7. Un método para proteger una resistencia de frenado para locomotoras alimentadas con corriente alterna producida por interrupción de la tensión de corriente continua de la potencia de la red caracterizado porque consiste en conectar en serie al menos un conjunto de componentes resistivos (3) de la resistencia con al menos un componente resistivo de referencia (4) apto para reaccionar térmicamente de la misma manera que los demás componentes resistivos (3) del conjunto cuando es cruzado por la misma corriente que circula a través del conjunto de componentes resistivos (3) estando dicho componente resistivo de referencia (4) fabricado con un material diferente que el de los demás componentes resistivos (3) del conjunto de modo que en dicho componente resistivo de referencia (4) el coeficiente de temperatura de la resistencia es diferente del coeficiente de los componentes resistivos (3) del conjunto; detectando la temperatura de dichos componentes resistivos (3) del conjunto mediante la detección de las variaciones de las características eléctricas del componente resistivo de referencia (4) por medio de un circuito de control (5) que tiene un primer medio (6) y un segundo medio (7) para filtrar la tensión entre un punto de control (D) dispuesto entre las resistencias de medición y de ajuste (RA, RA1, RB, RB1) y una unión (B) entre el componente resistivo de referencia (4) y el al menos un conjunto de componentes resistivos (3) en el cual las resistencias de medición y de control (RA, RA1, RB, RB1) están conectadas a través de la combinación en serie de los componentes resistivos (3) y los componentes resistivos de referencia (4) y un tercer medio (8) para determinar un tiempo de descarga que sea más largo que el tiempo de carga de dicho segundo medio de modo que se tenga una tensión que esté en función de la temperatura solamente y que no esté afectada por la corriente que circula en dichos componentes resistivos (3).
8. Método según la reivindicación 7, caracterizado porque cuando se alcanza una temperatura predeterminada, la fuente de alimentación de la resistencia con una tensión constante interrumpida, se desconecta.
9. El método según una o más de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque dicho circuito de control (5) está autoalimentado.
10. El método según una o más de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque dichos primeros medios de filtrado de tensión (6) comprenden un inductor (10).
11. El método según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos segundos medios de filtrado nivelador de tensión (7) comprenden un condensador (11).
12. El método según una o más de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque dichos terceros medios (8) comprenden un diodo de bloqueo (12).
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