ES2259536A1

ES2259536A1 - Interruptor electronico que incorpora un rele y cuyo sistema de alimentacion esta en serie con la carga.

Info

Publication number: ES2259536A1
Application number: ES200500114A
Authority: ES
Inventors: Joaquin Aubert Capella
Original assignee: Simon SA
Current assignee: Simon SA
Priority date: 2005-01-21
Filing date: 2005-01-21
Publication date: 2006-10-01
Anticipated expiration: 2025-01-21
Also published as: EP1684318A1; ES2259536B1

Abstract

Interruptor electrónico que incorpora un relé y cuyo sistema de alimentación está en serie con la carga. Comprende un bloque (B) provisto de una entrada conectable al conductor de fase (F) o al de neutro (N) de manera indistinta y de una salida aplicable a la carga (C) que, a su vez, se conecta al neutro (N) o a fase (F) respectivamente, y que contiene: -un relé (R) de conmutación mono o biestable; -un sistema (SCC) para el control de la conmutación del relé (R), aplicado a una bobina (BR) de reactivación del propio relé y activado oportunamente por señales de mando (EEC) generadas por un dispositivo externo (M) y transmitidas por una línea entrante (SEEC); -un almacén y fuente de energía (E) con dos tipos de entrada, la primera formada por los conductores internos FASE Y CARGA, y la segunda formada por los conductores AS1 y AS2 las cuales forman el secundario (S) de un transformador TR, alimentando, a su vez al sistema de control de la conmutación (SCC). El interruptor incorpora un contacto semiconductor (CP).

Description

Interruptor electrónico que incorpora un relé y cuyo sistema de alimentación está en serie con la carga.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un interruptor electrónico que incorpora un relé y un sistema de alimentación en serie con la carga.

Campo de la invención

Es el del sector electrotécnico de la distribución de corriente, especialmente del suministro de corriente de alta intensidad a una carga.

Antecedentes de la invención

Son conocidos los circuitos de alimentación eléctrica de cargas con empleo de interruptores electrónicos. Estos últimos son principalmente de dos clases:

a): los que tienen su salida de relé o que incluyen un relé; y

b): los que tienen salida de semiconductor, incorporando dispositivos como TRIACs, IGBT o similares.

En los documentos JP 60 119.128, DE 19 917.214 y GB 2.284.100 se describen, además, realizaciones especiales que combinan ambos elementos de las dos clases anteriores de conmutadores.

Los interruptores con salida conmutada por un relé suelen tener una capacidad nominal de conducción eléctrica alta y una considerable capacidad de conducción térmica, pero necesitan un sistema de alimentación autónomo en paralelo con la carga, lo cual significa, a efectos prácticos, una instalación a tres
hilos.

Los interruptores electrónicos con salida de semiconductor tienen sólo dos terminales y la instalación es a dos hilos, pudiendo conectarse simplemente en serie con la alimentación de la carga. Pero su potencia nominal es relativamente baja en referencia a los anteriores.

Este segundo tipo de interruptor electrónico extrae la energía necesaria para su funcionamiento de un sistema de alimentación en serie con la carga.

Vistas las diferencias que distinguen ambas clases de dispositivos electrónicos, se comprende que un interruptor mecánico tradicional (2 terminales) no pueda ser substituido por un interruptor con salida de relé, por causa de la instalación a tres hilos, ni puede sersubstituido por un interruptor con salida de semiconductor, a dos hilos, si la potencia a controlar no es muy alta.

Breve descripción de la invención

Con objeto de disponer de un sistema para la alimentación de cargas importantes con empleo equivalente a un interruptor electrónico de semiconductor con dos terminales (montado en serie) pero en condiciones comparables a las del uso de un sistema de tres hilos, se ha diseñado el dispositivo que se describirá y que permite alcanzar eficazmente el resultado mencionado.

Se trata de un circuito que comprende un relé de conmutación controlada, gobernado por una señal de mando generada por un dispositivo exterior, y que incluye una fuente de energía proporcionada por la circulación de corriente de alimentación de la carga.

Para facilitar la explicación, se acompaña la presente descripción de unos dibujos en los que se ha representado los antecedentes y un caso de realización de un interruptor electrónico con relé y con un sistema de alimentación en serie con la carga, según los principios que se exponen en las reivindicaciones.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es un esquema de bloques funcional de la instalación tradicional de los dos tipos de interruptor electrónico según el anterior estado de la técnica; y

La figura 2 es un esquema de bloques funcional de un interruptor que incorpora un relé con un sistema de alimentación en serie, según la presente invención.

Descripción detallada de la invención

Los elementos designados con letras en los dibujos corresponden a las partes indicadas a continuación.

En los esquemas de la figura 1, según disposiciones conocidas, el primer dibujo representa la alimentación de una carga C en un circuito monofásico (fase F y neutro N) con empleo de un interruptor electrónico IR con relé (por ejemplo, un relé electromecánico) que requiere tres hilos.

El segundo dibujo de la figura 1 representa la alimentación de la carga C con empleo de un interruptor electrónico IS de semiconductores (tales como TRIACs) que requiere dos hilos y dispone de un sistema de alimentación en serie con la carga.

En la figura 2, según la invención, se representa el bloque B que equivale al relé IS del segundo caso anterior en cuanto se refiere al método de conexión, con una entrada aplicada al conductor de fase F y una salida aplicada a la carga C. Esta última se une por otra parte al conductor de neutro N.

El bloque B comprende característicamente un relé R de conmutación, que consta de un contacto interno CR que va montado en paralelo con un contacto CP, de naturaleza semiconductora, el cual está intercalado en el circuito de la carga.

El accionamiento del relé R se efectúa mediante un sistema de control de la conmutación (SCC), que actúa sobre una bobina BR de activación incluida en el propio relé R.

El accionamiento y control del contacto semiconductor CP se efectúa mediante el sistema de control de la conmutación (SCC).

Dicho sistema de control de la conmutación (SCC) se gobierna desde el exterior del bloque B mediante señales de mando EEC generadas por el dispositivo de entrada M y conducidas por la línea SEEC.

El interruptor electrónico constituido por el relé R, el contacto semiconductor CP y su sistema de control de la conmutación SCC, obtiene la energía necesaria para su funcionamiento a partir de un dispositivo de almacenamiento y fuente de energía E. Éste presenta dos tipos de entrada, la primera formada por los conductores internos FASE y CARGA, y la segunda formada por los conductores AS1 y AS2, las cuales forman el secundario (S) de un transformador TR, alimentando, a su vez, la salida de dicho almacén y fuente de energía (E) al aludido sistema de control de la conmutación (SCC) a través de unos conductores de tensión de alimentación (Vs) y de referencia
(Ref).

A continuación se describirán los procesos gracias a los cuales el interruptor electrónico de la invención se alimenta en cada una de las situaciones en las que el dispositivo de conmutación puede encontrarse, a saber, abierto o cerrado.

Caso de circuito abierto

El interruptor extrae la energía necesaria para su funcionamiento del dispositivo de almacenamiento y fuente de energía E, de configuración convencional (análogo al utilizado por los interruptores electrónicos con salida semiconductora). La alimentación de la carga se verifica mediante entrada (FASE) unida al conductor de fase (F) y de la entrada CARGA unida a un terminal de la carga (C).

Caso de circuito cerrado

La energía necesaria para el interruptor se obtiene mediante el conjunto de transformador TR cuyo primario P se halla conectado en serie con el paralelo de los contactos CP y CR y con la línea de alimentación de la carga C. El paso de corriente por dicho primario provoca una variación del flujo magnético en el núcleo del acoplamiento primario/secundario de TR que, a su vez, da lugar, como consecuencia, a una tensión en los bornes AS1 y AS2 del secundario S.

Dicha tensión es de naturaleza alterna y está aplicada a la entrada del dispositivo E de almacenamiento y fuente de energía. El conjunto formado por TR y E es capaz de generar y almacenar la energía suficiente para la alimentación del sistema de control de la conmutación (SCC) y para la realización de la conmutación del par formado por el contacto paralelo CP (de naturaleza semiconductora) y el relé R.

Esa conmutación lleva al conjunto a una situación de circuito abierto en la que el dispositivo se alimentaría según lo dicho en el párrafo anterior.

El relé R puede ser monoestable o biestable.

Descrito suficientemente el objeto de la presente invención, debe indicarse que toda variación en dimensiones, formas, aspecto y decorado exterior, así como tipos de materiales empleados en la realización práctica del interruptor electrónico que incorpora un relé, en nada alterarán la esencialidad de la invención, que queda resumida en las reivindicaciones que siguen.

Claims

1. Interruptor electrónico que incorpora un relé y cuyo sistema de alimentación está en serie con la carga, destinado a la conmutación de corrientes de alta intensidad sobre dicha carga, caracterizado por comprender un bloque (B) provisto de una entrada conectable al conductor de fase (F) o al de neutro (N) de manera indistinta y de una salida aplicable a la carga (C) que, a su vez, se conecta al neutro (N) o a fase (F) respectivamente, y que contiene:

-: un relé (R) de conmutación mono o biestable, que incluye un contacto interno (CR);

-: un sistema (SCC) para el control de la conmutación del relé (R), aplicado a una bobina (BR) de reactivación del propio relé y activado oportunamente por señales de mando (EEC) generadas por un dispositivo externo (M) y transmitidas por una línea entrante (SEEC);

-: un almacén y fuente de energía (E) con dos tipos de entrada, la primera formada por los conductores internos FASE y CARGA, y la segunda formada por los conductores AS 1 y AS2 las cuales forman el secundario (S) de un transformador TR, alimentando, a su vez, la salida de este almacén y fuente de energía (E) al sistema de control de la conmutación (SCC) a través de unos conductores de tensión de alimentación (Vs) y de referencia (Ref).

2. Interruptor electrónico según la reivindicación 1, caracterizado porque, en derivación con el contacto interno CR del relé (R), el interruptor incorpora un contacto semiconductor (CP) gobernado y controlado por el sistema de control de conmutación
(SCC).

3. Interruptor electrónico según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque, en estado de circuito abierto para el circuito formado por fase (F), el bloque B, carga (C) y el conductor neutro (N), el interruptor (B) extrae la energía necesaria para su funcionamiento del almacén y fuente de energía (E) formado por dispositivos semiconductores y provisto, para este caso de circuito abierto, de la entrada (FASE) unida al conductor de fase (F) y de la entrada CARGA unida a un terminal de la carga
(C).

4. Interruptor electrónico según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque, en estado de circuito cerrado para el circuito formado por fase (F), el bloque B, carga (C) y el conductor neutro (N), el interruptor extrae la energía necesaria para su funcionamiento del transformador (TR) cuyo primario (P) se halla conectado en serie con el relé de conmutación (R) y cuyo secundario (S) es la entrada de la fuente de alimentación (E), siendo controlados el relé (R) y, si existe, el contacto CP por el dispositivo de control de la conmutación (SCC) alimentado por el almacén y fuente de energía (E) y activado mediante señales exteriores de mando del dispositivo externo (EEC) y transmitidas por una línea de entrada
(SEEC).