ES2354983T3 - Aparato de control de motor. - Google Patents

Abstract

Aparato de control del motor (1) con un número de unidades parciales de potencia (17), en el que al menos una unidad parcial de potencia (17) presenta un elemento electrónico de conmutación (18) y un elemento electromecánico de conmutación (19) configurado como elemento de puente, y con una carcasa (5) para el alojamiento de las unidades parciales de potencia (17), en el que la carcasa (5) presenta cámaras (9) aisladas eléctricamente unas de las otras, que están configuradas en cada caso tanto a) para el alojamiento de una unidad parcial de potencia (17), como también, de manera alternativa a ello, b) para el alojamiento de un elemento conductor de corriente continua (32), en el que en el estado de montaje, respectivamente, unos carriles de contacto de la unidad parcial de potencia (17) y/o el elemento conductor de corriente continua (32) emergen en el lado frontal (13) así como en el lado trasero (12) de la carcasa (5) para la configuración de contactos de conexión desde la carcasa (5).

Description

Aparato de control de motor. [0001] La invención se refiere a un aparato de control de motor, en particular un aparato de control de motor con un puente interno (By-pass). [0002] En los aparatos de control de motor de semiconductores conocidos a partir del estado de la técnica 5 (arrancadores suaves) se conoce realización una función by-pass a través de un relé adicional. El arrancador suave asume en este caso la activación del relé. En estos aparatos es un inconveniente que son necesarios componentes adicionales. A partir del estado de la técnica se conocen, además, aparatos, en los que la función by-pass está integrada en el aparato de control del motor. Sin embargo, en estos aparatos es un inconveniente que éstos están configurados o bien sólo para una realización controlada de dos fases o, en cambio, están configurados solamente 10 para una realización controlada de tres fases. Aparatos de control de motor flexibles, modulares y de aplicación universal son objeto de diferentes documentos, como por ejemplo, US 2003119382 y US 2004056631. [0003] El cometido de la presente invención es preparar un aparato de control de motor con función by-pass integrada, que permite una aplicabilidad universa. Este cometido se soluciona a través de un aparato de control de motor de acuerdo con la reivindicación 1. 15 [0004] Una idea esencial de la invención es conseguir la aplicabilidad universal a través de una estructura de la carcasa de tipo nuevo. A tal fin, está previsto en particular prever varias cámaras dispuestas aisladas entre sí en la carcasa del aparato de control del motor. Estas cámaras están configuradas de tal forma que pueden alojar en cada caso una unidad parcial de potencia. Al mismo tiempo, la configuración de las cámaras permite que en lugar de una unidad parcial de potencial se pueda utilizar también un elemento de conducción de corriente continua para la 20 dotación de las cámaras. De esta manera, es posible con una única estructura de la carcasa posibilitar las más diferentes funcionalidades de los aparatos con un gasto muy reducido. De esta manera, se pueden ofrecer al usuario, utilizando solamente un único sistema de constitución, soluciones rápidas y económicas, que están adaptadas a los requerimientos específicos en el caso de aplicación respectivo. Además, en cada caso se puede trabajar con la misma técnica de ensayo y fabricación. 25 [0005] Las formas de realización ventajosas de la invención se indican en las reivindicaciones dependientes. En particular, está prevista una unidad de control central, que sirve para la activación separada de las unidades parciales de potencia individuales. A través de una disposición de esta unidad de control en la carcasa resulta un aparato de control del motor, que se puede utilizar para los más diferentes fines de aplicación. A través del empleo de una unidad de control correspondiente se puede formar especialmente tanto un aparato de control del motor 30 controlado con tres fases como también un aparato de control del motor controlado con dos fases utilizando un único tipo de carcasa. [0006] A continuación se describe la presente invención con la ayuda de ejemplos de realización, que se explican en detalle con la ayuda de dibujos. En este caso: La figura 1 muestra una representación en perspectiva de un aparato de control del motor en realización de 35 tres polos. La figura 2 muestra una representación en perspectiva de una sección de la carcasa del aparato de control del motor reproducido en la figura 1. La figura 3 muestra una representación en perspectiva de un módulo de conmutación para la configuración de un aparato de control del motor de tres polos controlado con tres fases. 40 La figura 4 muestra una representación en perspectiva de un módulo de conmutación para la configuración de un aparato de control del motor de tres polos, controlado con dos fases. La figura 5 muestra una representación esquemática de un aparato de control del motor controlado con tres fases. La figura 6 muestra una representación esquemática de un aparato de control del motor controlado con dos 45 fases. La figura 7 muestra una representación esquemática de un aparato de control del motor de cuatro polos, controlado con tres fases con cuarto polo separable aparte. La figura 8 muestra una representación esquemática de un arrancador reversible controlado con dos fases. La figura 9 muestra una representación esquemática de un arrancador reversible controlado con tres fases 50 con polos que se pueden montar en el lateral.

[0007] La figura 1 muestra un aparato de control del motor 1 de tres polos, que está constituido esencialmente por una unidad de carcasa 2 y una unidad de refrigeración 3 dispuesta debajo de la unidad de carcasa 2. La unidad de carcasa 2 está fabricada totalmente de un material de plástico. En la zona de base de la unidad de refrigeración 3 están previstos elementos de fijación 4 para la fijación del aparato de control del motor 1 en una pared de montaje o similar. 5 [0008] La unidad de carcasa 2 comprende un módulo básico de carcasa 5 así como una tapa de carcasa 6 montada encima del mismo, que está configurada para el alojamiento de una unidad de control central (no representada). La unidad de control central sirve para la activación de las unidades parciales de potencia individuales del aparato de control del motor 1. [0009] La unidad de refrigeración 3 sirve para el alojamiento de cuerpos de refrigeración de las unidades parciales 10 de potencia del aparato de control del motor 1. Además, están previstos ventiladores 7 para la refrigeración activa del aparato de control del motor 1. No obstante, es evidente que también es posible una forma de realización sin ventiladores adicionales. [0010] La figura 2 muestra una vista del módulo básico de carcasa 5 sin tapa de carcasa 6. En el interior del módulo básico de carcasa 5 están previstas tres cámaras 9 que se extienden en la dirección longitudinal de los conductores 15 8, que están separadas en cuanto a la construcción unas de las otras por medio de paredes de separación 10. En virtud del material de la carcasa utilizado, se garantiza un aislamiento eléctrico suficiente entre las cámaras 9, por una parte, y los elementos conductores de electricidad que se pueden incorporar en las cámaras 9, en particular las unidades parciales de potencia, por otra parte. [0011] Cada una de estas cámaras 9 sirve para el alojamiento de una fase del aparato de control del motor 1. El 20 presente módulo básico de la carcasa 5 es adecuado, por lo tanto, para la configuración de un aparato de control del motor 1 de tres polos. A cada cámara 9 está asociada una cavidad de la carcasa 11 para el alojamiento de un convertidor de corriente. En el ejemplo de realización mostrado, estas cavidades de la carcasa 11 están dispuestas fuera de las cámaras 9 propiamente dichas. No obstante, es igualmente posible prolongar las paredes de separación 10, que se extienden paralelamente a la dirección longitudinal de los conductores 8, desde el lado trasero 12 del 25 módulo básico de carcasa 5 hacia su lado frontal 13, de tal manera que el módulo básico de carcasa 5 está dividido totalmente en tres cámaras 9 sin la utilización de paredes transversales 14. [0012] Las cámaras 9 están configuradas para el alojamiento de unidades parciales de potencias o bien de elementos conductores de corriente continua. Para esta finalidad, presentan elementos de soporte y de retención o bien de apoyo 15. 30 [0013] La figura 3 muestra un módulo de conmutación 16, como se puede incorporar en un módulo básico de carcasa 5 representado en la figura 2 para la configuración de un aparato de control del motor 1 de tres polos, controlado con tres fases. Se reproducen tres unidades parciales de potencia 17, en las que a cada fase está asociada en cada caso una unidad parcial de potencia 17. Cada unidad parcial de potencia 17 comprende un elemento electrónico de conmutación 18 en forma de un tiristor y un puente electromecánico en forma de un 35 elemento electromecánico de conmutación 19 a modo de un relé monofásico así como cuerpos de refrigeración 20 correspondientes. Con otras palabras, a los elementos electrónicos de conmutación 18 está asociado un elemento electromecánico de conmutación 19. [0014] A cada fase está asociado un carril de contacto 21. Estos carriles de contacto 21 sobresalen en el estado final de montaje, respectivamente, en el lado frontal 13 así como en el lado trasero 12 del módulo básico de la 40 carcasa 5 para la configuración de contactos de conexión desde el módulo básico de carcasa 5. A cada carril de contacto 21 está asociado un convertidor de núcleo anular 22, que penetra en una cavidad de la carcasa 11, que suministra a la unidad de control con una información de corriente y de esta manera garantiza la protección del motor. [0015] Para el encendido de los tiristores, controlado por el ángulo de fase, durante la aceleración y la desconexión 45 del motor (no representado) conectado en el aparato de control del motor sirve la unidad de control central dispuesta en la tapa de la carcasa 6 de la unidad de carcasa 3, que está configurada en forma de un microcontrolador dispuesto sobre una palca de circuito impreso.

[0016] Después de que el motor activado por el aparato de control del motor 1 se ha acelerado utilizando el elemento electrónico de conmutación 18 y ha alcanzado su punto de funcionamiento, es decir, el número de 50 revoluciones nominal o la corriente nominal, se activa la función de puente o by-pass a través de la unidad de control. Con otras palabras, entonces se lleva a cabo un puenteo del elemento electrónico de conmutación 18 a través del elemento electromecánico de conmutación 19. Si el motor debe desconectarse de nuevo, se desactiva con la ayuda de la unidad de control el elemento electromecánico de conmutación 19 y se activa el elemento electrónico de conmutación 18. La conexión y desconexión del motor se realiza, por lo tanto, a través del elemento 55 electrónico de conmutación 18, mientras que la conducción de la corriente se realiza a través del elemento electromecánico de conmutación 19. La unidad de control sirve en este caso para el control de la colaboración del tiristor y del puente.

[0017] Al mismo tiempo, la unidad de control evalúa las informaciones de los niveles de la corriente de los convertidores de núcleo anular 22 asociados a las fases individuales y calcula la carga de los tiristores para una protección propia suficiente de los tiristores. Además, a la unidad de control compete la protección del motor. [0018] Puesto que el elemento electromecánico de conmutación 19 presenta una pérdida de potencia más reducida aproximadamente en el factor 10 que el elemento electrónico de conmutación 18, con otras palabras las pérdidas de 5 calor producidas durante el funcionamiento a través del elemento electromecánico de conmutación 19 están reducidas de esta manera en un múltiplo, se pueden diseñar esencialmente más pequeños los cuerpos de refrigeración 20 previstos para la refrigeración del elemento electrónico de conmutación 18. Además, también el elemento electrónico de conmutación 18 propiamente dicho puede estar dimensionado más pequeño, puesto que no está expuesto a carga duradera. 10 [0019] El elemento electromecánico de conmutación 19 comprende un yugo fijo 23, debajo del cual está dispuesta una bobina magnética 24. Debajo de la bobina 24 está dispuesto un inducido móvil 25. Un soporte de contacto 26 de plástico conectado con el inducido 25, dos contactos fijos 27, 28 y una pieza de conmutación móvil 29, que se apoya sobre un muelle 30 en el soporte de contacto 26, forman la pieza de unión. [0020] Los contactos fijos 27, 28 configurados en forma de carriles de contacto 21, que están previstos para la 15 conexión de cables de conexión, disponen de soportes de plata. Si se aplica a través de la unidad de control una tensión en el elemento de conmutación 19, se lleva a cabo un flujo de corriente a través de la bobina magnética 24 y el inducido 25 se mueve en la dirección del yugo 23 hasta que el inducido 25 y el yugo 23 se colocan uno encima del otro. Durante este movimiento se arrastra el soporte de contacto 26 y presiona a través del muelle 30 la pieza de conmutación 29 sobre los dos contactos fijos 27, 28. De esta manera, se establece una conexión conductora. 20 [0021] La figura 4 muestra un módulo de conmutación 31, que se puede incorporar en el módulo básico de la carcasa 5 mostrado en la figura 2 para la formación de un aparato de control del motor de tres polos, controlado con dos fases. Para la fase media no está previsto ningún elemento electrónico de conmutación 18. En su lugar, en el estado final de montaje, un elemento conductor de corriente continua 32, aquí en forma de un carril de cobre, entra en la cámara central. 25 [0022] Las figuras 5 a 9 muestran en representaciones esquemáticas una selección de las formas de realización posibles de la invención. En este caso, la representación en la figura 5 corresponde a una forma de realización de un aparato controlado con tres fases, como se describe en las figuras 2 y 3. La figura 6 muestra una forma de realización, que corresponde a la configuración descrita con la ayuda de las figuras 2 y 4 de un aparato controlado con dos fases con un elemento conductor de corriente continua 32. 30 [0023] En la figura 7 se reproduce de forma esquemática un aparato de cuatro polos, controlado con tres fases, con cuarto polo que se puede separar aparte. A tal fin, se utiliza una unidad de carcasa 3 que se puede constituir de forma modular, en la que en un módulo de carcasa 5, que presenta tres cámaras 9, se pueden montar, según las necesidades, otras cámaras 33. Las cámaras 33 que se pueden montar se encuentran en este caso con preferencia paralelas a las cámaras 9 ya existentes. De manera alternativa a esta forma de realización de la unidad de carcasa 3 35 es igualmente posible emplear, en lugar de un módulo básico de carcasa 5 de tres cámaras, una unidad de cámara que se compone, de acuerdo con las necesidades, del número correspondiente de cámaras. De esta manera, son posibles también, por ejemplo, unidades de carcasa con menos de tres cámaras. A tal fin, las cámaras individuales se conectan entre sí con preferencia de forma desprendible. [0024] La forma de realización mostrada en la figura 7 presenta un cuarto polo adicional, estando equipada esta 40 fase solamente con un sistema de contacto mecánico a conectar por separado, por ejemplo un relé 34. De esta manera se posibilita una separación previa o posterior de un conductor N en una red de cuatro conductores. [0025] La figura 8 muestra otra forma de realización de la invención con cuatro cámaras 9 para la configuración de un arrancador reversible controlado con dos fases. La figura 9 muestra finalmente un arrancador reversible controlado con tres fases con polos que se pueden montar lateralmente. En esta forma de realización, un módulo 45 básico de carcasa 5 de tres cámaras está ampliado con otras dos cámaras 33. [0026] En las figuras 5 a 9 se representa de forma esquemática la unidad de control central 35, que sirve para la activación de los elementos de conmutación 18, 19.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES 1.- Aparato de control del motor (1) con un número de unidades parciales de potencia (17), en el que al menos una unidad parcial de potencia (17) presenta un elemento electrónico de conmutación (18) y un elemento electromecánico de conmutación (19) configurado como elemento de puente, y con una carcasa (5) para el alojamiento de las unidades parciales de potencia (17), en el que la carcasa (5) presenta cámaras (9) aisladas 5 eléctricamente unas de las otras, que están configuradas en cada caso tanto

   a) para el alojamiento de una unidad parcial de potencia (17), como también, de manera alternativa a ello,

   b) para el alojamiento de un elemento conductor de corriente continua (32),

   en el que en el estado de montaje, respectivamente, unos carriles de contacto de la unidad parcial de potencia (17) y/o el elemento conductor de corriente continua (32) emergen en el lado frontal (13) así como en el lado trasero (12) 10 de la carcasa (5) para la configuración de contactos de conexión desde la carcasa (5). 2.- Aparato de control del motor (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos a una unidad parcial de potencia (17) está asociado un elemento sensor (21), que está dispuesto en la misma cámara (9) que la unidad parcial de potencia (17). 3.- Aparato de control del motor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado por una 15 unidad de control central (35), configurada de acuerdo con el número de las fases utilizadas, para la activación de las unidades parciales de potencia (17). 4.- Aparato de control del motor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las cámaras (9) están dispuestas en una unidad de carcasa (2) de una sola pieza. 5.- Aparato de control del motor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque 20 el número de las cámaras (9) se puede adaptar de manera variable a los requerimientos funcionales en el aparato de control del motor (1). 6.- Aparato de control del motor (1) de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque la carcasa (5) se puede formar a partir de módulos de carcasa (5, 33) individuales, de manera que cada módulo de carcasa (5, 33) presenta al menos una cámara (9). 25