ES2340744T3 - Dispositivo de alimentacion de energia para unidades electronicas protegidas contra explosion. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para la alimentación de energía con una fuente de alimentación de la red (9), una pluralidad de unidades funcionales protegidas contra explosión, que representan en cada caso un módulo (5), y un soporte de módulo (4), en el que el soporte de módulo (4) presenta una pluralidad de conexiones de enchufe (14, 15, 16), sobre las que se puede enchufar en cada caso un módulo (5) configurado como elemento de enchufe y se puede extraer de nuevo libre de chispas o esencialmente libre de chispas, en el que la tensión de alimentación suministrada por la fuente de alimentación de la red (9) es transmitida desde la fuente de alimentación de la red (9) sobre el soporte de módulo (4) y desde el soporte de módulo (4) sobre el módulo, caracterizado porque la tensión de funcionamiento es una tensión alterna y el desacoplamiento de energía desde el soporte de módulo (4) en el módulo (5) se realiza de forma estrangulada por vía inductiva (33, 34, 35) o por vía capacitiva (23, 24, 19), en el que a cada módulo (5) está asociada individualmente una limitación de potencia en forma de una resistencia ciega en el circuito de corriente alterna.
Description
Dispositivo de alimentación de energía para
unidades funcionales electrónicas protegidas contra explosión.
La invención se refiere a un dispositivo para la
alimentación de energía para unidades funcionales protegidas contra
explosión de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
Tales dispositivos para la alimentación de
energía de una pluralidad de unidades funcionales electrónicas, que
se pueden enchufar sobre un soporte común, en una zona amenazada de
explosión, se conocen en el estado de la técnica. Los unidades
funcionales que forman módulos pueden ser enchufados sobre regletas
de enchufe de una pletina de soporte. A través de las regletas de
enchufe se cierran los contactos de las líneas de datos y los
contactos de la línea de alimentación de energía. Tales
dispositivos, utilizados en la alimentación de energía de buses de
campo, sirven también para la conversión de señales entre actuadores
o sensores, que están dispuestos en una zona amenazada de
explosión, y que reciben y emiten especialmente señales analógicas
a través de una línea de señales, y un ordenador de mando que recibe
y emite especialmente datos digitales a través de una línea de
datos. Hacia el dispositivo conducen una pluralidad de líneas de
señales, que están conectadas en cada caso con un actuador o
sensor. Los actuadores o bien sensores se encuentran en la zona
amenazada de explosión y están equipados de forma correspondiente,
para poder ser utilizados allí.
Si el dispositivo se encuentra igualmente en la
zona protegida contra explosión, la problemática de la alimentación
de energía de las unidades funcionales que representan módulos
consiste en que en el caso de separación de la unidad funcional
desde la alimentación de energía no se pueden producir chispas. En
el dispositivo conocido en el estado de la técnica, la energía a
transmitir es transmitida como corriente continua y se reduce a
través de resistencias a una medida tal que no se producen chispas
en el caso de apertura de la línea de alimentación. En este
dispositivo es un inconveniente, por una parte, el calor que se
producen en las resistencias y, por otra parte, la posibilidad
limitada de alimentar desde una fuente de alimentación de la red una
pluralidad de módulos con una tensión de servicio.
Por lo tanto, la invención tiene el cometido de
configurar el dispositivo descrito al principio para un
funcionamiento más seguro.
El cometido se soluciona a través de la
invención indicada en las reivindicaciones, porque se basa en que
la tensión de servicio es una tensión alterna. El desacoplamiento de
la energía desde el soporte de módulo en los módulos se realiza de
forma estrangulada por vía inductiva o por vía capacitiva. El
estrangulador utilizado para ello está asociado individualmente a
cada módulo y, en concreto, en forma de una resistencia ciega en el
circuito de corriente alterna. El estrangulador está configurado con
preferencia por un condensador o bien por una bobina. La capacidad
del condensador o bien la inductividad de la bobina están adaptadas
en este caso a la frecuencia de partida de la tensión alterna a
desacoplar, de tal manera que resulta una resistencia ciega
adecuada. Las resistencias ciegas adecuadas pueden estar en el
intervalo entre 1 y 1000 ohmios. Como capacidades se contemplan con
preferencia valores entre 1 nF y 10 nF. Como bobinas de
estrangulamiento se utilizan con preferencia bobinas desde 1 \muH
hasta 10 \muH. La tensión de salida tiene con preferencia una
frecuencia entre 200 y 300 kHz. Los miembros de estrangulamiento
pueden estar conectados en las dos líneas de alimentación de
energía, así por ejemplo el estrangulador puede estar constituido
por dos condensadores o dos bobinas.
Las unidades funcionales y el soporte o bien la
fuente de tensión de servicio y el soporte pueden presentar,
respectivamente, un núcleo y una parte que presenta un arrollamiento
de un transmisor inductivo separable. En particular, la pieza de
transmisión asociada al soporte o bien está conectada regulada por
corriente en serie o está conectada mecánicamente en serie
preconectada individualmente o bien está conectada eléctricamente
en paralelo. Con una alimentación de energía común se alimentan con
energía una pluralidad de unidades funcionales, de manera que las
unidades funcionales individuales son enchufadas o son retiradas de
forma discrecional durante el funcionamiento de las restantes
unidades funcionales. En el caso de las bobinas conectadas en serie
de las piezas del transmisor, la inductividad modificada durante el
enchufe o bien durante la extracción es compensada a través de una
regulación de la corriente, que compensa la elevación o la reducción
de la resistencia ciega.
Si se conectan las bobinas de las piezas del
transmisor en paralelo, entonces delante de cada bobina está
dispuesto un conmutador. Con esta disposición de circuito se puede
activar o desactivar individualmente cada bobina individual. Con
preferencia, la disposición de circuito se realiza a través de la
conexión o la retirada de la unidad funcional. El elemento
conectado delante de la bobina puede estar configurado como
conmutador magnético (contacto Reed). En este caso, la tarjeta de
enchufe lleva un imán que, cuando la tarjeta está enchufada, activa
el conmutador Reed, de manera que la bobina primaria del transmisor
es alimentada con corriente. Pero también está previsto que el
elemento antepuesto esté configurado por un estrangulador. Éste
puede modificar su resistencia ciega durante la inserción de la
tarjeta. A tal fin, especialmente el núcleo del estrangulador está
configurado a partir de un material que puede ser llevado a
saturación magnética. La tarjeta lleva entonces un imán que está
colocado en la proximidad del estrangulador y que lleva al núcleo a
saturación. Además, puede estar previsto que el núcleo del
estrangulador configure un intersticio. En este intersticio se
introduce una bobina durante la inserción de la tarjeta, que está
cortocircuitada. Esta bobina puede estar configurada como bobina
plana.
En una variante preferida de la invención, está
previsto que la alimentación de la tensión de servicio esté
constituida por dos fuentes de tensión alterna, que están separadas
galvánicamente. Los lados primarios de los transmisores poseen
entonces dos bobinas primarias, estando conectada cada bobina
primaria con una fuente de corriente alterna. En el caso de fallo
de una fuente de alimentación de la red, toda la potencia puede ser
suministrada a través de la otra fuente de alimentación de la red.
En un primer tipo de funcionamiento está previsto que el control de
la potencia de las dos fuentes de alimentación de la red se realice
a través de las posición de las fases de las dos tensiones
alternas. En un segundo tipo de funcionamiento, el control de la
potencia de las dos fuentes de alimentación de la red se realiza, en
fases rígidas, a través de la adición de las tensiones primarias.
El control de la potencia de las dos fuentes de alimentación de la
red se puede realizar a través de la posición de las fases de las
dos tensiones alternas. Las dos tensiones primarias se pueden
sumar. Las amplitudes de las dos tensiones primarias pueden ser de
la misma magnitud. Pero las amplitudes de las dos tensiones
primarias se pueden restar también parcialmente. En el caso de que
una fuente de alimentación de la red suministre, por error, toda la
potencia, la otra puede compensar la potencia excesiva a través de
la sustracción de las tensiones primarias. El incremento de la
potencia se puede realizar también a través de una combinación de
ambos tipos de funcionamiento, siendo variadas tanto la amplitud
como también la fase.
La tensión primaria aplicada puede ser
sinusoidal. De la misma manera está previsto un funcionamiento con
tensiones triangulares o trapezoidales o rectangulares. Los impulsos
individuales pueden presentar intersticios de exploración o bien
pueden presentar relaciones de impulso/pausa variables. En el caso
de varios abollamientos primarios, la forma de las curvas de las
tensiones primarias puede ser también diferente. Sobre el lado
secundario pueden estar previstas una o varias bobinas secundarias.
Si se accionan las bobinas primarias en serie, entonces está
previsto que fluya una corriente mínima al menos a través de una
bobina secundaria.
En este caso, está previsto que el soporte del
módulo esté alimentado con una tensión alterna como tensión de
servicio y que la conexión de la tensión de servicio se pueda
esenciar esencialmente libre de chispas. Debido a esta
configuración, los módulos individuales se pueden separar también en
la zona amenazada de explosión fuera del soporte del módulo, sin
que se produzcan chispas perjudiciales, que provoquen una explosión,
especialmente en el caso de separación de la conexión de la tensión
de servicio. Si se prevé este tipo de transmisión de potencia entre
la fuente de alimentación de la red y el soporte del módulo,
entonces se pueden extraer las tarjetas de la fuente de
alimentación de la red sin que se produzcan chispas fuera del
dispositivo, por ejemplo con fines de mantenimiento. La
alimentación de energía se configura con preferencia por un
transmisor inductivo separable. En este caso, el transmisor
separable puede presentar un primer semi-núcleo
conectado fijamente con el soporte del módulo y que recibe un
arrollamiento primario y un segundo semi-núcleo que
está conectado fijamente con el módulo y que presenta un
arrollamiento secundario. Si está prevista esta conexión entre la
fuente de alimentación de la red y el soporte del módulo, entonces
los arrollamientos primarios se encuentran sobre las tarjetas de la
fuente de alimentación de la red. Los arrollamientos secundarios se
encuentran sobre a pletina de soporte del módulo. La conexión de la
tensión de servicio está constituida, por lo tanto, por un
transformador de dos partes, en el que una de las mitades del
transformador está asociada al soporte del módulo y la otra mitad
del transformador está asociada al módulo. Si se enchufa el módulo
sobre el soporte del módulo, se configura entonces, especialmente a
través de la puesta en contacto de las dos partes del núcleo en el
punto de intersección un transformador totalmente funcional, que
transmite la tensión alterna de servicio sobre el módulo. En
particular, puede estar previsto que el arrollamiento primario esté
constituido por dos semi-arrollamientos, de manera
que los semi-arrollamientos de cada uno de los
semi-núcleos primarios adyacentes entre sí en serie
están conectados en serie y los semi-arrollamientos
del último semi-núcleo primario de la serie están
conectados entre sí. Además, puede estar previsto que el
arrollamiento secundario configura una pluralidad de arrollamientos
individuales separados galvánicamente. Esto tiene la ventaja de que
sobre un módulo se pueden disponer una pluralidad de canales de
conmutación, que están separados galvánicamente unos de los otros
como consecuencia de la pluralidad de los arrollamientos primarios.
El transmisor separable puede transformar la tensión de servicio
también hacia arriba o hacia abajo. En particular, está previsto que
la tensión primaria sea una tensión alterna, por ejemplo de 20
voltios aproximadamente y la tensión secundaria sea una tensión
transformada hacia arriba, por ejemplo de 30 voltios
aproximadamente. Para garantizar una transmisión de potencia lo más
eficiente posible, la tensión alterna está con preferencia en la
zona de alta frecuencia y allí en el intervalo de 200 a 300 kHz.
Además, puede estar previsto que la tensión de servicio esté
limitada en la potencia a través de resistencias ciegas. También a
través de esta medida se garantiza que se suprima una formación de
chispas durante la extracción de la tarjeta. Las resistencias ciegas
pueden estar en este caso en el circuito de corriente de los
arrollamientos secundarios. A partir de la tensión alterna de
servicio se puede obtener sobre los módulos de nuevo una tensión
continua de servicio. Además, puede estar previsto que ambas líneas
de la alimentación de la tensión presenten, respectivamente, un
condensador para la limitación de la potencia. En los módulos se
trata especialmente de soportes de circuitos electrónicos. Pero
también puede estar previsto que los módulos sean solamente
elementos de conector, que están conectados por cable con soportes
de circuitos dispuestos a distancia del dispositivo de conversión de
las señales. La tensión alterna de servicio, que se transmite sobre
los módulos, se puede obtener a partir de una tensión continua.
Otra variante de la invención prevé que los
módulos sean alimentados con la tensión de servicio a través de
líneas conductoras de electricidad por parte del soporte del módulo.
En este caso, delante de los contactos del lado de la fuente de
alimentación de la red está conectado un estrangulador. Este
estrangulador está constituido por una bobina y un núcleo de
ferrita. A cada puesto de enchufe del módulo puede estar asociado un
estrangulador sobre el soporte del módulo. El estrangulador puede
estar configurado como bobina plana, de manera que la bobina
respectiva está asociada esencialmente sólo a los dos brazos
exteriores del núcleo de la bobina especialmente en forma de E,
cuyos brazos atraviesan orificios de la pletina de soporte del
módulo. La bobina de estrangulamiento se configura, además, con
preferencia por una banda de conductores totalmente aislada de una
pletina de varias capas. La banda de conductores está aislada en
cada caso con una capa de epóxido de aproximadamente 1 mm de
espesor hacia fuera y con una capa de epóxido de aproximadamente 0,5
mm de espesor con respecto a la otra banda de conductores. Los
núcleos de las bobinas esencialmente en forma de E están colocados
adyacentes en serie sobre la pletina de soporte. Esto posibilita
una fijación favorable del colector. A tal fin, toda la serie es
recubierta y retenida por un listón en forma de U. El montaje se
simplifica cuando uno de los dos semi-núcleos del
núcleo de la bobina está unido con adhesivo con la pletina. De
manera que los brazos pasan por zonas a través de los orificios de
la pletina. A continuación se cierran os núcleos desde el otro lado
a través de encolado de las piezas opuestas correspondientes del
núcleo. A uno y otro lado de la pletina se realiza entonces la
aplicación del listón en forma de U sobre los
semi-núcleos respectivos. Los listones están unidos
entre sí en el extremo por medio de elementos de unión en forma de
remaches o de tornillos. Los parámetros de la bobina de
estrangulamiento, como por ejemplo el material del núcleo, el
diámetro de las bobinas y el número de los arrollamientos se
seleccionan para que la permeabilidad sea esencialmente constante a
temperatura y, en concreto, sobre toda la zona de activación de la
alimentación de la tensión de servicio, por lo tanto especialmente
con el valor máximo del campo B que se produce en caso de
cortocircuito.
Otra variante de la invención se refiere a la
limitación de la potencia de la alimentación de energía sobre el
módulo. El estrangulador que sirve para la limitación de la potencia
no tiene que estar presente corporalmente de forma autónoma de
acuerdo con esta variante. En su lugar está previsto que la acción
del estrangulador sea proporcionada por un transmisor. A tal fin,
se utiliza un transmisor con una derivación magnética. En este
caso, las inductividades parasitarias del transmisor están
configuradas correspondientemente grandes. La inductividad de
dispersión del transmisor puede ser en este caso, por ejemplo, de 4
a 10% de la inductividad total o más. Para la realización de un
transmisor de este tipo, el núcleo del transmisor puede estar
constituido por dos mitades en U extendidas alargadas. El núcleo en
forma de anillo rectangular, de cuatro brazos configurado de esta
manera lleva en sus brazos estrechos, respectivamente, la bobina
primaria y la bobina secundaria, de manera que éstas se encuentran
distanciadas relativamente mucho una de la otra. Entre los dos
brazos que conectan estos brazos entre sí se puede establecer un
campo de derivación. En un desarrollo de la invención, puede estar
previsto que la bobina primaria y la bobina secundaria, que están
constituidas en cada caso como bobina plana, se solapen por zonas.
A tal fin, por ejemplo, la bobina primaria puede estar formada por
una primera capa de banda de conductores y la bobina secundaria
puede estar configurada por una segunda capa de banda de
conductores.
Otra variante de la invención se refiere a un
desarrollo de la fuente de alimentación de la red. La tensión de
alimentación de dos fuentes de alimentación de la red es alimentada
al soporte, respectivamente, por la vía de un transmisor separable,
de manera que la bobina secundaria del transmisor está asociada al
soporte y la bobina primera está asociada a la pletina de la fuente
de alimentación de la red, estando conectada, además, la bobina
secundaria en el circuito secundario solamente cuando la fuente de
alimentación de la red está insertada y suministra tensión. Sobre
el soporte puede estar previsto en este caso un conmutador, que
solamente conecta la bobina cuando es impulsada por un campo alterno
inductivo. Este conmutador puede estar configurado como relé, que
es alimentado con corriente por un transformador auxiliar conectado
en el circuito primario de la fuente de alimentación de la red. La
tensión y la potencia reducida suministradas por el transformador
auxiliar son alimentadas a través de contactos conductores a la
pletina de soporte. De manera alternativa, el transformador
auxiliar puede ser un transmisor separable. La bobina primaria puede
estar asociada a la fuente de alimentación de la red y la bobina
secundaria puede estar asociada al soporte del módulo. Entonces se
pueden suprimir los conectados de enchufe.
A continuación se explican ejemplos de
realización de la invención con la ayuda de los dibujos adjuntos. En
este caso:
La figura 1 muestra una representación
esquemática de un sistema de bus de campo de acuerdo con la
invención.
La figura 2 muestra una representación
esquemática de un módulo.
La figura 3 muestra una representación
esquemática de un soporte de módulo.
La figura 4 muestra una representación
esquemática de un transmisor separable.
La figura 5 muestra un primer ejemplo de
circuito.
La figura 6 muestra un segundo ejemplo de
circuito.
La figura 7 muestra un tercer ejemplo de
circuito.
La figura 8 muestra un primer diagrama de
conexiones de una limitación de la potencia.
La figura 9 muestra un segundo diagrama de
conexiones de una limitación de la potencia.
La figura 10 muestra un segundo ejemplo de
realización de un soporte de módulo.
La figura 11 muestra una sección ampliada de
acuerdo con la línea XI-XI en la figura 10.
La figura 12 muestra un fragmento de un soporte
de módulo de otro ejemplo de realización en representación
ampliada.
La figura 13 muestra una sección de acuerdo con
la línea XIII-XIII en la figura 12.
La figura 14 muestra otro ejemplo de realización
de un circuito de un soporte de módulo.
La figura 15 muestra un ejemplo de realización
de un elemento antepuesto.
La figura 16 muestra otro ejemplo de realización
de un elemento antepuesto.
La figura 17 muestra otro ejemplo de circuito de
un dispositivo de conversión de señales.
La figura 18 muestra otro ejemplo de realización
de un dispositivo de conversión de señales.
La figura 19 muestra un ejemplo de realización
de una alimentación de tensión de servicio con dos fuentes de
alimentación de la red redundantes.
La figura 20 muestra la representación de la
posición de las fases de las dos fuentes de alimentación de la red
en el ejemplo de realización según la figura 19 en una primera
variante de funcionamiento.
La figura 21 muestra una representación según la
figura 20 en una segunda variante de funcionamiento.
La figura 22 muestra una representación de
acuerdo con la figura 20 en una tercera variante de
funcionamiento.
La figura 23 muestra la representación
esquemática de un estrangulador limitador de potencia durante la
alimentación de tensión de los puestos de enchufe del módulo.
La figura 24 muestra una variante para un
estrangulador limitador de potencia para la alimentación de
corriente de los puestos de enchufe del módulo.
La figura 25 muestra el ejemplo de una tensión
alterna o bien de una corriente alterna, con la que se impulsa el
estrangulador.
La figura 26 muestra la representación
esquemática de la estructura de un estrangulador.
La figura 27a muestra la configuración de una
bobina plana para un estrangulador sobre una primera banda de
conductores.
La figura 27b muestra una representación de
acuerdo con la figura 23a de la prolongación de la bobina plana
sobre una segunda banda de conductores.
La figura 28 muestra una sección a través de una
placa de circuitos impresos de varias capas.
La figura 29 muestra la representación
esquemática de un núcleo de estrangulador montado en sección.
La figura 30 muestra la representación
esquemática del montaje de una pluralidad de estranguladores
yuxtapuestos en serie.
La figura 31 muestra la representación
esquemática de un transmisor con derivación magnética grande.
La figura 32 muestra el diagrama eléctrico
equivalente.
La figura 33 muestra el ejemplo de una forma de
realización de un transmisor similar al estrangulador representado
en las figuras 27a y 27b.
La figura 34 muestra el diagrama de flujo de una
alimentación de la tensión al módulo.
La figura 35 muestra un fragmento de un circuito
de soporte de módulo que se refiere a las bobinas secundarias de
una alimentación de tensión redundante que está constituida por dos
tarjetas de la red.
La figura 36 muestra un ejemplo de circuito para
una tarjeta de la fuente de alimentación de la red enchufada en un
soporte de módulo.
La figura 37 muestra un sistema de bus de campo,
en el que el estrangulador está dispuesto sobre un terminal de
conexión dispuesto en la zona protegida de explosión.
La figura 38 muestra un ejemplo de circuito de
un estrangulador.
La figura 39 muestra otro ejemplo de circuito de
un estrangulador.
La figura 40 muestra un primer ejemplo de una
alimentación de energía de acuerdo con la invención.
La figura 41 muestra un segundo ejemplo de
realización de una alimentación de energía de acuerdo con la
invención.
La figura 42 muestra un ejemplo de circuito para
una alimentación de energía de acuerdo con la invención, y
La figura 43 muestra otro ejemplo de circuito
para un estrangulador.
El sistema de bus de campo representado en la
figura 1 está constituido por un ordenador de mando 1, que está
conectado por medio de una línea de datos digital 7 con un
dispositivo para la conversión de señales 2. En el convertidor de
señales 2 se encuentra una fuente de alimentación de la red 9 y un
soporte de módulo 4. El soporte de módulo 4 posee una pluralidad de
orificios de enchufe de conexión 14, 16 de la transmisión de datos
y un elemento 15 para la conexión de la tensión de servicio. El
soporte de módulo 4 está, además, en condiciones de llevar una
pluralidad, con preferencia dieciséis módulos, en forma de tarjetas
de enchufe. Las tarjetas de enchufe 5 individuales son enchufadas
por medio de conectores 10, 12 sobre las conexiones de enchufe 14,
16 correspondientes del soporte de módulo 4. Las tarjetas 5 se
pueden enchufar y/o extraer durante el funcionamiento del sistema
de bus de campo.
Están previstas dos conexiones de transmisión de
datos 14, 16 diferentes. Existen primeras conexiones de transmisión
de datos 14, en las que se insertan conectores 10 de la tarjeta 5.
Los datos transmitidos a través de ella son transmitidos a través
de la línea de datos digital 7 hacia el ordenador de mando y
proceden desde el ordenador de mando 1. Los conectores 12 de la
tarjeta modular 5 encajan en orificios del conector 16 del soporte
de módulo 4. Los datos transmitidos a través de esta conexión de
datos 12, 16 son señales analógicas o digitales, que proceden desde
los sensores 3 o bien llegan a los actuadores 3 a través de una
línea de señales analógicas o digitales 6.
En general, el dispositivo de conversión de
señales pude estar configurado en forma de una carcasa totalmente
metálica o de una carcasa de plástico. En la pared trasera de la
carcasa está dispuesto el soporte de módulo 4 en forma de una
pletina con conexiones de enchufe 14, 15, 16 dispuestas en serie
para la inserción de los módulos 5. Para el acondicionamiento de la
tensión de servicio está previsto un aparato de red 9. El aparato
de red 9 genera una tensión alterna. Los sensores/actuadores 3 se
encuentran, de la misma manera que el dispositivo de conversión de
señales en una zona 8 amenazada de explosión.
En un primer ejemplo de realización, se
transmite la tensión alterna de funcionamiento a través de un
convertidor inductivo, que está constituido por dos mitades 11, 15,
sobre el soporte de módulo. Las dos mitades del convertidor 11, 15
están constituidas en cada caso por un semi-módulo
17, 18 esencialmente en forma de E, en el que los
semi-módulos 17 asociados al módulo 5 están
dispuestos en el borde del módulo, apuntando con sus brazos libres
de la E hacia fuera. Los semi-núcleos 18 asociados
al soporte del módulo 4 apuntan con los brazos libres de la E en la
dirección de inserción de la tarjeta, de manera que cuando se
inserta la tarjeta, los extremos de los brazos de la E de los
semi-núcleos 17, 18 se tocan. El brazo central de la
E de cada semi-núcleo 17, 18 lleva en cada caso una
bobina 19, 20. La bobina primaria 20, que se asienta sobre el
semi-núcleo 18 del soporte de módulo 4, es
impulsada con preferencia con una tensión alterna de algunos voltios
y con una frecuencia de 200 kHz. La bobina secundaria 19 puede
estar constituida por una pluralidad de bobinas secundarias 19'. La
tensión alterna 22 inducida en la bobina secundaria 19 puede ser
rectificada en el soporte de módulo 5 por medio de rectificadores
no representados. Con esta tensión rectificada se pueden alimentar
con corriente unos elementos del circuito que están dispuestos
sobre el módulo de soporte.
En el ejemplo de realización reprensado en la
figura 5, una tensión alterna primaria 21 se encuentra en el
arrollamiento primario 20 del transmisor de dos partes. En el
arrollamiento secundario 19 es inducida una tensión alterna 22
especialmente de 30 voltios. Esta tensión alterna inducida es
transmitida a través de condensadores 23, 24 conectados en cada una
de las dos líneas de la tensión de alimentación a un circuito 25. El
circuito 25 se refiere a un canal de un sensor 3 o de un actuador
3. Sobre la tarjeta 5 están dispuestos una pluralidad de canales
25. Cada canal 25 está conectado a través de una pareja de
condensadores 23, 24 en el arrollamiento secundario 19. A través de
estos condensadores 23, 24 se genera una limitación de la
potencia.
En el ejemplo de realización representado en la
figura 6, el arrollamiento secundario del transmisor de dos partes
está configurado de varias partes. Solamente a modo de ejemplo se
representan, en total, cuatro arrollamientos secundarios 19'
separados galvánicamente, en los que se induce en cada caso una
tensión alterna 22. La tensión alterna inducida es alimentada,
respectivamente, a través de parejas de condensadores 23, 24, a un
circuito de evaluación de la señal 25.
En el ejemplo de realización representado en la
figura 7, la tensión alterna de servicio no se transmite a través
de un transmisor separable sobre el módulo 5. En el ejemplo de
realización según la figura 7, entre el soporte del módulo 4 y el
módulo 5 está prevista una conexión de enchufe 27 para la
transmisión de una tensión alterna limitada en la potencia. El
circuito representado en la figura 7 posee en primer lugar un
generador de tensión alterna 22, que genera una tensión alterna 26
especialmente de alta frecuencia. Delante de cada conexión de
enchufe 27 para la transmisión de la tensión de servicio está
dispuesto un limitador de potencia en forma de una pareja de
condensadores 23, 24. En este caso, en cada una de las dos líneas de
la tensión de alimentación está conectado el condensador 23, 24. la
altura de la potencia a transmitir a través de la conexión de
enchufe 27 se determina a través de la capacidad de la pareja de
condensadores 23, 24. La potencia está limitada de tal forma que
durante la extracción de la tarjeta fuera de la conexión de enchufe
27 no se produce esencialmente ninguna formación de chispas. La
limitación de la potencia se puede conseguir también a través de
una bobina. Sobre la tarjeta no representada se encuentra un
circuito 25 para la evaluación de la señal del canal. La señal
asociada al canal 25 es emitida a través de una conexión de
desacoplamiento de señales 28, igualmente limitada en la potencia,
sobre una línea de señales analógicas 6 y procede desde una línea
de señales 6 de este tipo.
En la figura 8 se representa un circuito de
limitación de la potencia, por medio del cual se transfiere una
tensión alterna, generada por un generador de corriente alterna de
alta frecuencia 26, a una tensión continua limitada en la potencia.
A tal fin sirve un condensador 29 conectado en el circuito de
corriente alterna, que se asienta delante de un rectificador 30.
Detrás del rectificador 30 se encuentra un condensador de filtro 31
y una pluralidad de diodos Zener 32.
En el ejemplo de realización de la figura 9, la
corriente alterna generada por el generador de corriente alterna 26
está limitada por medio de un estrangulador 33. Detrás del
estrangulador 33 se encuentra el rectificador 30. Los circuitos
representados en las figuras 8 y 9, respectivamente, pueden estar
dispuestos especialmente sobre el soporte de módulo y pueden
limitar en la potencia la tensión alterna generada por una
alimentación de la tensión central 26 individualmente para un
módulo y transmitirla como tensión continua sobre el módulo.
En la variante de un soporte de módulo
representada en la figura 10, se representan con el signo de
referencia 18 los semi-núcleos asociados al soporte
de módulo 4. El arrollamiento primario 20 puede estar configurado
en este caso como banda de conductores sobre la pletina que forma el
soporte de módulo 4 y puede rodear en cada caso en forma de
semicírculo a modo de semi-arrollamientos 20' el
brazo central del núcleo. Las dos líneas de la tensión de servicio
configuran en cada caso un semi-arrollamiento 20',
de manera que los dos semi-arrollamientos 20' están
colocados opuestos. Los semi-arrollamientos 20'
individuales están colocados adyacentes en serie, de tal manera que
los semi-arrollamientos 20'' colocados en último
lugar en la serie están conectados entre sí. En este ejemplo de
realización, la tensión alterna de servicio tiene aproximadamente 1
voltio.
Los diodos Zener representados en las figuras 8
y 9 se pueden completar también por medio de la adición de un
transistor de potencia. El convertidor de señales de acuerdo con la
invención genera solamente temperaturas superficiales reducidas en
los módulos, de manera que se puede disponer directamente en la zona
amenazada de explosión. Debido a las resistencias ciegas, las
potencias de pérdidas térmicas se reducen. Como consecuencia de la
configuración de acuerdo con la invención se asegura que se pueda
realizar una extracción y un enchufe de los módulos 5 individuales
sin formación de chispas. En este caso, no tiene importancia si
sobre los propios módulos 5 están dispuestos circuitos 13 o si los
módulos son solamente parte del conector y están conectados a
través de una conexión de cable con soportes de circuitos.
La novedad del dispositivo de acuerdo con la
invención reside en que a través del transformador divisible se
garantiza una conexión de enchufe libre de chispas y se consigue una
limitación de la corriente en el circuito de corriente alterna a
través de resistencias ciegas, que pueden estar formadas por
condensadores o por bobinas. En esta red de resistencias pueden
estar presentes tanto resistencias complejas como también
resistencias reales. Además, es importante que se realice una
transmisión de energía común sobre el soporte de módulo, estando
conectadas todas las bobinas primaras o bien en paralelo o en serie.
Los circuitos primarios pueden estar realizados como bobina plana
sobre el soporte de módulo.
En una configuración preferida, están previstas
dos fuentes de alimentación de la red 9 redundantes. Para
introducir la energía desde las dos fuentes de alimentación de la
red en los "contactos de enchufe magnéticos" de forma separada
galvánicamente, el arrollamiento primario puede estar constituido
por dos bobinas primarias que trabajan de manera independiente
entre sí y que se suman en la acción. En la figura 11, un primer
arrollamiento primario se representa con al número de referencia
20', que está constituido por una bobina plana sobre un lado de la
pletina del soporte 4. Sobre el lado trasero de esta pletina se
encuentra otra bobina plana 34, que pertenece a la segunda fuente
de alimentación de la red. En el ejemplo de realización de la figura
12, una bobina plana 35 rodea en forma de espiral el brazo central
del núcleo 18. A través de un contacto pasante 36, la bobina plana
35 se proyecta sobre el lado opuesto de la
pletina.
pletina.
En la alimentación paralela, representada en la
figura 14, de los arrollamientos primarios 20, delante de cada
arrollamiento 20 está conectado un elemento antepuesto 37. En estos
elementos antepuestos 37 se puede tratar de conmutadores, por
ejemplo de un conmutador Reed. La unidad funcional 5 a insertar en
el contacto de enchufe puede poseer un imán que activa el
conmutador Reed, de manera que cuando la unidad funcional 5 está
insertada, se cierra el conmutador 37, de manera que la bobina 20
puede ser alimentada con corriente alterna. Pero también es posible
que el soporte funcional 5 lleve un imán 40 que, cuando el módulo 5
está insertado, se encuentra en la proximidad inmediata de un
estrangulador 37, que configura el elemento antepuesto 37. El
estrangulador 37 puede presentar un núcleo de un material que puede
ser impulsado a saturación magnética. Durante el funcionamiento
normal, este estrangulador se puede utilizar como limitación de la
corriente. Está prevista otra alternativa de una inductividad de
control de este tipo. Esta inductividad se representa en la figura
16. Allí el estrangulador 37 posee un núcleo 39 con un intersticio.
En este intersticio puede proyectarse una sección de la unidad
funcional 5. Esta sección puede llevar una bobina plana 41, que está
cortocircuitada.
En el ejemplo de realización, que se representa
en la figura 17, la alimentación de la tensión 9 está constituida
por una fuente de alimentación de la red 30, que suministra una
tensión continua, que está limitada en la tensión por medio de
diodos Zener 32. A través de un variador 26 se genera una tensión
alterna de forma trapezoidal con una frecuencia de aproximadamente
200 kHz. A través de un puente de enchufe se alimenta esta tensión
alterna a las bandas de conductores del soporte de módulo 4. Sobre
el soporte de módulo 4 se encuentran en circuito en paralelo (ver
la figura 14) una pluralidad de arrollamientos primarios 20 de las
mitades de transformador separables. Delante de cada uno de estos
arrollamientos primarios 20 está conectado un elemento
antepuesto.
Los lados secundarios de los transmisores
configuran bobinas secundarias 19' individuales, que están
conectadas a través de un estrangulador 44 delante de un
rectificador 30, cuyo rectificador 30 configura una alimentación de
corriente individual y separada galvánicamente para un circuito
25.
En el ejemplo de realización representado en la
figura 18, los arrollamientos primarios 20 están conectados en
serie. A continuación del rectificador 30 está dispuesta una
limitación de la corriente 42. A continuación de la limitación de
la corriente 42 está dispuesto un variador 26. Detrás del variador
26 se encuentra una regulación de la corriente 43, para corregir la
corriente en el circuito de corriente alterna sobre el soporte de
módulo 4, de manera que a través de los arrollamientos primarios 20
fluye siempre una corriente suficiente, independientemente de la
cantidad de módulos 5 que estén enchufados. En este circuito está
previsto que fluya una corriente mínima al menos a través de una
bobina secundaria.
La figura 19 muestra un ejemplo de circuito de
una alimentación de tensión, que está constituida por dos fuentes
de alimentación de la red redundantes. Cada mitad de transmisor
asociada al soporte de módulo 4 posee dos bobinas primarias 20
separadas galvánicamente, que están conectadas con tensión,
respectivamente, con una fuente de alimentación de la red. En esta
solución técnica, las dos tensiones primarias pueden estar acopladas
en fase rígida, de manera que se suma la acción de los dos
arrollamientos primarios. Las amplitudes de las tensiones primarias
pueden, pero no deben ser de la misma magnitud. Los ángulos de fase
de las dos tensiones primarias pueden estar desplazados uno con
respecto al otro de tal forma que se restan los efectos. Cuando,
por ejemplo, una fuente de alimentación de la red trabaja de forma
defectuosa y, por ejemplo, suministra plena potencia, la segunda
fuente de alimentación de la red que trabaja correctamente puede
compensar la potencia excesiva. También esto favorece la protección
contra explosión. Tanto los arrollamientos primarios como también
los arrollamientos secundarios pueden estar configurados como bobina
plana.
La tensión primaria aplicada puede ser de forma
sinusoidal. Igualmente concebible es un funcionamiento con tensión
triangular o trapezoidal o rectangular. Los impulsos individuales
pueden presentar -como se representa en la figura 22- pausas de
exploración o bien relaciones variables de pulso/pausa. En
particular, puede estar previsto que -como se representa en la
figura 21- una fuente de alimentación de la red suministre la
semionda positiva y la otra fuente de alimentación de la red
suministre la semionda negativa desfasada.
De acuerdo con la invención, el elemento
antepuesto 37 está integrado como propiedad del contacto de enchufe
magnético (figura 23). El contacto de enchufe magnético puede estar
configurado también como se representa en la figura 16. En esta
versión, no está constituido por un transformador separable, que
tiene después del cierre un intersticio de aire más pequeño que en
el estado abierto. El contacto de enchufe magnético está
constituido entonces por un transformador con intersticio de aire
constante. En este intersticio se inserta como parte de la pletina
del módulo 5 un arrollamiento secundario en forma de una bobina
plana durante la inserción del módulo. A diferencia de lo
representado en la figura 16, en la bobina plana 41 no se trata
entonces de una bobina cortocircuitada, sino de la bobina
secundaria 19. Pero en lugar de los estranguladores o bien
inductividades conectados en paralelo al arrollamiento primario, se
pueden conectar entonces también condensadores como resistencias
ciegas en paralelo a la limitación de la corriente.
El ejemplo de realización representado en la
figura 23 muestra de forma esquemática un desarrollo de una
alimentación de tensión para un módulo. En la línea de la tensión
de alimentación sobre el soporte de módulo 4 están conectadas
derivaciones para cada puesto de enchufe de un módulo 5 para la
alimentación de tensión del módulo 5 respectivo. La potencia es
alimentada al módulo 5 a través de contactos eléctricos, de manera
que estos contactos eléctricos se sueltan durante la extracción del
módulo. Para prevenir una formación de chispas durante la extracción
de la tarjeta de enchufe del módulo 5, individualmente delante del
contacto de enchufe está conectado un estrangulador 37. A
continuación, el estrangulador puede estar conectado tanto en una de
las dos líneas de alimentación como también en las dos líneas de
alimentación (figura 24). La tensión de alimentación es en el
ejemplo de realización una tensión rectangular, de manera que la
corriente que fluye a través del estrangulador posee una forma
rectangular (figura
16).
16).
La figura 26 muestra un ejemplo de realización
de un estrangulador 37 de este tipo. El estrangulador poseer un
núcleo que está constituido por dos semi-núcleos 39
en forma de E. Los dos brazos centrales del núcleo se encuentran a
distancia entre sí y forman un intersticio de aire. Los dos brazos
exteriores del núcleo se tocan. Todos los tres brazos del núcleo se
proyectan a través de orificios 45 de la pletina del soporte de
módulo. Solamente alrededor de los brazos exteriores del núcleo 39
están colocados los arrollamientos de bobina 38 del estrangulador.
La bobina 38 es una bobina plana y se configura por dos bandas de
conductores adyacentes a distancia entre sí.
La placa de circuitos impresos 47 posee en este
caso, en total, tres capas de aislamiento 48 (figura 28). Éstas
configuran capas de aislamiento exteriores, con un espesor de 1 mm,
respectivamente, y una capa de aislamiento central con un espesor
de ½ mm. Entre estas capas de aislamiento, que están constituidas de
epóxido, se encuentran las bandas de conductores 46.
Durante el montaje, los primeros
semi-núcleos 39 se encolan por medio de adhesivo 51
sobre la pletina de tal forma que los brazos de los
semi-núcleos pasan a través de los orificios 45 de
la pletina (figura 29). A continuación, los
semi-núcleos traseros 39 son encolados contra las
superficies frontales 52 de los brazos exteriores. Se realiza una
fijación a través de un listón 49 en forma de U, que se coloca sobre
una pluralidad de núcleos 39 colocados unos detrás de los otros en
serie. Sobre un lado respectivo de la pletina 47 se encuentra un
listón 49 de este tipo en forma de U. En sus dos extremos, los
listones 49 están unidos entre sí por medio de pasadores de
fijación 50, de manera que los pasadores de fijación pasan a través
de la pletina (figura 30).
La figura 31 muestra de forma esquemática un
transmisor, que se puede montar, por ejemplo, sobre una pletina del
módulo 5 o del soporte de módulo 4 o también de la fuente de
alimentación de la red. También aquí, como se representa en la
figura 33, el soporte del núcleo 55 del transmisor es la propia
pletina. La bobina primaria 54 y la bobina secundaria 56 son
configuradas también aquí de nuevo por bandas de conductores de la
pletina. Este transmisor no sólo tiene la función de separar el
lado secundario galvánicamente del lado primario o de transformar
la tensión primaria en una tensión secundaria. Este transmisor tiene
también la función de un estrangulador en el lado secundario o en
el lado primario. Con preferencia, este transmisor se utiliza en un
módulo 5 de la manera representada en la figura 17 o también de la
manera representada en la figura 18. El transmisor sirve para la
alimentación de tensión del módulo. El núcleo, que está compuesto
por dos semi-núcleos, tiene una forma de anillo
esencialmente rectangular, en el que los brazos estrechos 55' del
núcleo 55 están asociados al arrollamiento primario 54 o bien al
arrollamiento secundario 56. Los brazos longitudinales 55''
conectan los dos brazos 55' asociados a los arrollamientos 55, 56.
La anchura B, es decir, la distancia entre los dos brazos 55' que
se encuentran en el centro de las bobinas 54, 56, es con preferencia
mayor que la altura H, es decir, la distancia de los otros dos
brazos 55''. Esta forma del núcleo del transmisor y de la
disposición de bobinas tiene como consecuencia que las
inductividades parasitarias representadas con 54' y 56' en el
diagrama equivalente llegan a ser relativamente grandes y de esta
manera tienen el efecto de un estrangulador.
La figura 33 representa un ejemplo de
realización, en el que la bobina primaria 54 y la bobina secundaria
56 configuradas como bobinas planas no se solapan una sobre la otra.
Es posible, pero actualmente no es preferido, también un solape de
la bobina primaria 54 con la bobina secundaria 56. La inductividad
de dispersión puede estar en un intervalo entre 4 y 10% de la
inductividad total. Se prefiere una inductividad de dispersión del
4%. Pero también puede ser mayor del 10%.
En la figura 34 se representa un circuito, en el
que una tensión rectangular de 300 kHz es transmitida sobre un
estrangulador 37 y sobre contactos de enchufe siguientes sobre un
módulo 5. Los contactos de enchufe conducen hacia el lado primario
de un transmisor, como se representa en la figura 33. La
inductividad del estrangulador representada allí con 56' es una
inductividad parasitaria y se provoca a través de la derivación
magnética del transmisor que está constituido por los
arrollamientos 54 y 56. En el arrollamiento secundario 56 limitado
de esta manera en la potencia está conectado un rectificador 30 con
un condensador de tamiz 31 para el acondicionamiento de una tensión
continua de salida, que se encuentra en los bornes de salida.
La alimentación de tensión del soporte de módulo
4 se realiza con preferencia a través de dos fuentes de alimentación
de la red 9 redundantes (figura 34). Cada fuente de alimentación de
la red 9 puede estar configurada como tarjeta de enchufe y, por lo
tanto, es sustituible. La redundancia de las dos fuentes de
alimentación de la red 9 tiene como consecuencia que se puede
realizar una sustitución de las fuentes de alimentación de la red
durante el funcionamiento. También la sustitución de las tarjetas de
la red debe realizarse libre de chispas. Con esta finalidad, la
transmisión de la potencia desde la tarjeta de la red 9 sobre el
soporte de módulo 4 se realiza de la misma manera por la vía de un
transmisor separado, cuyo arrollamiento primario 59 se asienta
sobre la tarjeta de la red 9 y cuyo arrollamiento secundario 57 se
asienta sobre el soporte de módulo 4. Para la configuración de un
transformador de este tipo se remite a la figura 4 y a la
descripción correspondiente.
Sobre el soporte de módulo 4, los dos
arrollamientos secundarios 57 están conectados paralelos entre sí,
respectivamente, pero bajo la intercalación de un conmutador 58
(figura 35). Este conmutador 58 solamente se conecta cuando en la
bobina secundaria 57 se induce una tensión o cuando la tarjeta de la
red 9 está insertada y la bobina primaria 59 es alimentada con
corriente. En el ejemplo de circuito representado en la figura 36,
sobre la fuente de alimentación de la red 9, en serie con la bobina
primaria 59 está conectada la bobina primaria de un transformador
auxiliar 60. Las conexiones de la bobina secundaria de este
transformador auxiliar 60 son transmitidas sobre un rectificador
del soporte de módulo. Detrás del rectificador se asienta un relé
61, que activa el conmutador 58. El transformador auxiliar 60 está
configurado de tal forma que suministra muy poca potencia, de
manera que cuando se sueltan los contactos conductores no se produce
ninguna chispa hacia el soporte de módulo 4. Si se suelta la
conexión, entonces se suelta el relé 61, se abre el conmutador 58 y
se abre la bobina 57. También el transformador auxiliar puede estar
configurado como transformador separable.
La figura 37 muestra una unidad de evaluación
62, desde la que parten líneas de datos en forma de un bus. A estas
líneas de datos accede uno o varios terminales de conexión 63, que
se encuentran en la zona protegida de explosión. En paralelo con el
bus de datos se extiende una línea de alimentación de energía, que
es alimentada a través de un aparato de la red 9. El terminal de
conexión 63 toma la tensión de funcionamiento desde esta línea de
alimentación de energía. La energía desacoplada es conducida a
través de un estrangulador 44. De esta manera, desde el terminal de
conexión 63 se puede desacoplar una tensión alterna estrangulada.
Ésta se encuentra en una regleta de enchufe, sobre la que se puede
enchufar un conector de un aparato de campo 3.
La configuración del estrangulador 44
representado en la figura 37 se muestra en las figuras 38 y 39. En
el estrangulador 44 representado en la figura 38 se trata de un
estrangulador capacitivo. En las dos líneas de alimentación de la
tensión de funcionamiento están conectados, respectivamente,
condensadores 23 y 24. Los condensadores pueden presentar un valor
tal que la resistencia ciega está entre 50 y 100 ohmios. Como
condensadores se contemplan, por ejemplo, capacidades entre 1 nF y
10 nF con una tensión alterna entre 200 kHz y 300 kHz.
El estrangulador 44 representado en la figura 39
posee una bobina 33. Pero aquí se puede prever también de manera
alternativa que en paralelo con la bobina 33, otra bobina 33 esté
conectada en la otra línea de la tensión de funcionamiento. Las
inductividades de las bobinas se encuentran con preferencia entre 1
y 10 nF. Una resistencia ciega puede tener aquí entre 1 y 20
ohmios.
La tensión de alimentación está con preferencia
entre 20 y 30 voltios.
En la figura 40 se representa un aparato de red
de acuerdo con la invención, como sirve para la alimentación de una
unidad funcional protegida contra explosión. El desacoplamiento de
energía se realiza aquí a través de la bobina 33.
En el caso representado en la figura 42, el
desacoplamiento de la energía se realiza a través de los dos
condensadores 23 y 24.
El diagrama de bloques representado en la figura
42 muestra una fuente de alimentación de la red de acuerdo con las
figuras 40 ó 41, que está conectada con un terminal de conexión 63.
El terminal de conexión 63 está conectado por cable con un aparato
de campo 3 y suministra al aparato de campo 3 una tensión de
funcionamiento acondicionada por el aparato de la red 9 o bien
realiza un intercambio de datos entre el aparato de campo 3 y una
unidad de evaluación 62. La fuente de alimentación de la red 9 puede
estar fuera de la zona 8 protegida de explosión.
En el ejemplo de circuito representado en la
figura 43, una caja de conexiones 2 junto con un ordenador de mando
1 se encuentra fuera de la zona 8 protegida de explosión. En la caja
de conexiones 2 se encuentran una pluralidad de terminales de
conexión 63. Para mayor claridad, solamente se representa un
terminal de conexión 63. Los terminales de conexión pueden estar
formados, respectivamente, sobre una pletina separada. Pero también
es posible que los terminales de conexión 63 se asienten sobre una
pletina común. Al terminal de conexión 63 está asociado un
estrangulador 44, como se muestra en las figuras 38 y 39,
respectivamente.
El estrangulador 44 es alimentado con energía
por una fuente de alimentación de la red 9. La energía estrangulada
como consecuencia del estrangulador 44 es desacoplado en un aparato
de campo 3. El aparato de campo 3 se encuentra en la zona protegida
de explosión.
Claims (46)
1. Dispositivo para la alimentación de energía
con una fuente de alimentación de la red (9), una pluralidad de
unidades funcionales protegidas contra explosión, que representan en
cada caso un módulo (5), y un soporte de módulo (4), en el que el
soporte de módulo (4) presenta una pluralidad de conexiones de
enchufe (14, 15, 16), sobre las que se puede enchufar en cada caso
un módulo (5) configurado como elemento de enchufe y se puede
extraer de nuevo libre de chispas o esencialmente libre de chispas,
en el que la tensión de alimentación suministrada por la fuente de
alimentación de la red (9) es transmitida desde la fuente de
alimentación de la red (9) sobre el soporte de módulo (4) y desde
el soporte de módulo (4) sobre el módulo, caracterizado
porque la tensión de funcionamiento es una tensión alterna y el
desacoplamiento de energía desde el soporte de módulo (4) en el
módulo (5) se realiza de forma estrangulada por vía inductiva (33,
34, 35) o por vía capacitiva (23, 24, 19), en el que a cada módulo
(5) está asociada individualmente una limitación de potencia en
forma de una resistencia ciega en el circuito de corriente
alterna.
2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque la resistencia ciega está entre 1 y
1000 ohmios.
3. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la tensión
de funcionamiento es una frecuencia entre 200 y 300 kHz.
4. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una
inductividad de desacoplamiento tiene un valor entre 1 y 10
\muH.
5. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una
capacidad de desacoplamiento tiene un valor entre 1 y 10 nF.
6. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por miembros de
estrangulamiento conectados, respectivamente, en una de las dos
líneas de alimentación de energía, en forma de una bobina o de un
condensador.
7. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el módulo
(5) y el soporte (4) o la fuente de alimentación de la red (9) y el
soporte (4) presentan, respectivamente, una parte (11, 15) de un
transmisor inductivo separable.
8. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
7, caracterizado porque las partes (15) de los transmisores,
asociadas al soporte (4) o bien están conectadas reguladas por
corriente en serie o están conectadas en paralelo preconectadas
individualmente.
9. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
8, caracterizado porque un elemento (37), conectado delante
de cada bobina (20) conectada en serie de una parte del transmisor
(15), está influenciado en la actuación a través de la conexión de
la unidad funcional (5).
10. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
7, caracterizado porque las bobinas (20) conectadas
eléctricamente en paralelo están preconectadas con un conmutador
magnético (contacto Reed), que se cierra durante la inserción de la
unidad funcional asociada.
11. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
9 ó 10, caracterizado porque delante de las bobinas (20)
está conectado, respectivamente, un estrangulador.
12. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
8, caracterizado porque un núcleo (39) de los estranguladores
(33, 37, 44) está formado por un material que puede ser impulsado a
saturación por un campo magnético y la unidad funcional (5) lleva
un imán (40).
13. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un núcleo
(39) de los estranguladores (33, 37, 44) presenta un intersticio
para la inserción de una bobina (41) cortocircuitada de la unidad
funcional (5).
14. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la bobina
(41) está configurada como bobina plana.
15. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por una fuente de
tensión de funcionamiento, que está constituida por dos fuentes de
alimentación de la red (9), en el que cada fuente de alimentación
de la red alimenta a una bobina primaria de cada parte del
transmisor asociada al soporte de módulo.
16. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
15, caracterizado porque las fuentes de alimentación de la
red (9) están controladas por potencia, en el que el control de la
potencia se realiza a través de la posición de las fases de las dos
tensiones alternas.
17. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
15, caracterizado porque las fuentes de alimentación de la
red (9) están controladas por potencia, en el que el control de la
potencia se realiza a través de la adición o la sustracción de
amplitudes de las dos tensiones alternas.
18. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 7 a 17, caracterizado porque una de las
partes del transmisor presenta un arrollamiento y un núcleo en el
intersticio y la otra parte del transmisor presenta una bobina que
se puede insertar en el intersticio.
19. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 7 a 18, caracterizado porque la conexión de
la tensión de funcionamiento (11, 15) está formada por un
transmisor inductivo separable.
20. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 7 a 19, caracterizado porque el transmisor
separable presenta una primera mitad de núcleo (18) conectada
fijamente con el soporte de módulo (4) y que recibe un
arrollamiento primario (20) y una segunda mitad de módulo (17)
conectada fijamente con el módulo (5) y que presenta un
arrollamiento secundario (19).
21. Dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 20, caracterizado porque el arrollamiento
primario está constituido por dos
semi-arrollamientos (20'), en el que los
semi-arrollamientos (20') de cada una de las
mitades de núcleo primario (18) adyacentes entre sí en forma de
serie están conectados individualmente en serie y los
semi-arrollamientos (20') de las últimas mitades de
núcleo primario (18) de la serie están conectados entre sí.
22. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 20 ó 21, caracterizado porque los
arrollamientos secundarios configuran una pluralidad de
arrollamientos individuales (19') separados galvánicamente.
23. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 20 a 22, caracterizado porque la tensión
primaria es aproximadamente 1 voltio y la tensión secundaria es
aproximadamente 30 voltios.
24. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la tensión
alterna es una tensión de alta frecuencia con preferencia entre 200
y 300 kHz.
25. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
resistencia ciega se encuentra en el circuito de corriente del
arrollamiento secundario (19).
26. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la tensión
alterna de funcionamiento se obtiene a partir de una tensión
continua.
27. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las dos
líneas de alimentación de la tensión presentan, respectivamente, un
condensador (23, 24) o un estrangulador (44) para la limitación de
la potencia.
28. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los módulos
(5) son soportes de circuitos eléctricos.
29. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la tensión
de funcionamiento es rectificada sobre los módulos.
30. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la conexión
de la tensión de funcionamiento entre la fuente de alimentación de
la red (9), que acondiciona la tensión de funcionamiento, y el
módulo (5) se realiza a través de contactos conductores de
electricidad separables y delante de los contactos del lado de la
fuente de alimentación de la red está conectado un estrangulador
(37).
31. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
30, caracterizado porque los estranguladores (37) que están
saciados en cada caso a un puesto de enchufe del módulo se asientan
sobre la pletina de soporte de módulo y están configurados como
bobinas planas.
32. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
31, caracterizado porque la bobina (38) está configurada por
una banda de conductores totalmente aislada de una pletina de varias
capas.
33. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
31, caracterizado porque la bobina (38) respectiva está
asociada esencialmente sólo a los dos brazos exteriores de un
núcleo de bobina (39) especialmente en forma de E, cuyos brazos
atraviesan orificios (45) de la pletina, en el que los núcleos de
bobina (39) dispuestos en una serie pueden ser recubiertos y
retenidos por un listón (49) en forma de U.
34. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
33, caracterizado porque una de las dos mitades del núcleo
(39) está conectada con adhesivo (51) con la pletina y los dos
núcleos están retenidos, respectivamente, por un listón (49), que
están conectados entre sí por medio de un elemento de unión (50) que
atraviesa la pletina.
\newpage
35. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los
parámetros de los estranguladores (37), por ejemplo, material del
núcleo, diámetro de las bobinas y número de espiras están
seleccionados para que la permeabilidad se mantenga esencialmente a
temperatura constante sobre toda la activación de la alimentación
de la tensión de funcionamiento.
36. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la acción
de los estranguladores (53), que sirven pata la limitación de la
potencia, es proporcionada por un transmisor (54, 56, 56') con un
flujo magnético secundario.
37. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
36, caracterizado porque la inductividad de dispersión del
transmisor (53) es al menos del 4 al 10% de la inductividad
total.
38. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el núcleo
(55) del transmisor (53) está constituido por dos
semi-núcleos en U extendidos alargados.
39. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
38, caracterizado por los brazos (55'), que conectan entre
sí los dos brazos del núcleo (55'') que presentan arrollamientos (54
y 56) separados en el espacio, del núcleo esencialmente en forma de
anillo rectangular.
40. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
39, caracterizado porque las bobinas (54 y 56) son bobinas
planas que se solapan, dado el caso, parcialmente.
41. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la tensión
de funcionamiento suministrada por dos fuentes de alimentación de
la red (9) es alimentada al soporte (4) por la vía de un transmisor
(59, 57) separable, respectivamente, en el que la bobina secundaria
(57) del transmisor está asociada al soporte (4) y la bobina
primaria (59) está asociada a la pletina de la red, en el que la
bobina secundaria (57) está conectada en el circuito secundario
solamente cuando la fuente de alimentación de la red está enchufada
y está suministrando tensión.
42. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por un relé (61)
alimentado con corriente por un transformador auxiliar conectado en
el circuito primario de la fuente de alimentación de la red (9)
para la conexión de una bobina secundaria (57) de un transmisor (57,
59) de la fuente de alimentación de la red (9).
43. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque varios
arrollamientos secundarios (57) de fuentes de alimentación de la
red (9) asociadas en cada caso están conectadas en paralelo sobre
el soporte (4).
44. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 43, caracterizado porque los
arrollamientos secundarios (57) de fuentes de alimentación de la
red (9) asociadas en cada caso están conectados en serie sobre el
soporte (4).
45. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
estrangulamiento (44) está asociado a un Terminal de conexión
dispuesto en la zona protegida contra explosión para al menos un
aparato de campo (3).
46. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 44, caracterizado porque el
estrangulamiento (44) está asociado a una caja de conexiones (2)
dispuesta en la zona no explosiva.
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DE19859715 | 1998-12-23 | ||
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