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