ES2532643T3

ES2532643T3 - Phase inversion device with contact rings

Info

Publication number: ES2532643T3
Application number: ES10354077.9T
Authority: ES
Inventors: Grégory Dedina; Arnaud Brozek
Original assignee: Schneider Electric Industries SAS
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2010-11-15
Publication date: 2015-03-30
Anticipated expiration: 2030-11-15
Also published as: EP2337045B1; FR2954619B1; FR2954619A1; EP2337045A1

Abstract

Dispositivo (100) de inversión de fase que comprende: - un primer y un segundo borne (106i) de entrada ; - un primer y un segundo borne (108i) de salida ; caracterizado porque comprende: - un conjunto de inversión que comprende unos anillos (110) conductores comprendiendo cada uno unas láminas (116) de contacto flexibles en su cara (114) interna y unos medios para conectar entre sí de dos en dos los anillos (110) conductores, siendo dichos medios (120) móviles en traslación en el interior de los anillos (110) para alternar las conexiones entre los anillos (110); - unos conductores (140) que conectan cada uno de los bornes (106, 108) con un anillo (110); - unos medios (132) de accionamiento para realizar la traslación de los medios (120) que conectan los anillos (110) conductores; - permitiendo dichos medios (132) de accionamiento la alternancia entre la conexión de los primeros y de los segundos bornes (106i, 108i) y la conexión de los primeros bornes (106i) con los segundos bornes (108i).Phase inversion device (100) comprising: - a first and a second input terminal (106i); - a first and a second output terminal (108i); characterized in that it comprises: - an inversion set comprising conductive rings (110) each comprising flexible contact sheets (116) on its internal face (114) and means for connecting the rings (110) two by two ) conductors, said means (120) being mobile in translation inside the rings (110) to alternate the connections between the rings (110); - conductors (140) that connect each of the terminals (106, 108) with a ring (110); - drive means (132) for translating the means (120) connecting the conductive rings (110); - said actuation means (132) allowing the alternation between the connection of the first and second terminals (106i, 108i) and the connection of the first terminals (106i) with the second terminals (108i).

Description

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DESCRIPCIÓN DESCRIPTION

Dispositivo de inversión de fases con anillos de contacto Phase inversion device with contact rings

Campo técnico Technical field

La invención se refiere a un dispositivo que permite la inversión del sentido de la marcha de un motor eléctrico trifásico invirtiendo la conexión entre dos fases. De manera más general, la invención se refiere a un dispositivo mecánico de inversión de la conexión entre pares de conductores. The invention relates to a device that allows the reversal of the direction of travel of a three-phase electric motor by reversing the connection between two phases. More generally, the invention relates to a mechanical device for reversing the connection between pairs of conductors.

Estado de la técnica State of the art

Para cumplir con sus límites operativos, los motores van asociados a sistemas de protección que permiten, por ejemplo, aislar el motor de la red accionando un elemento de desconexión en caso de detección de un cortocircuito To comply with their operating limits, the motors are associated with protection systems that allow, for example, to isolate the motor from the network by activating a disconnection element in case of a short circuit detection.

o de una sobrecarga. De este modo se han desarrollado fusibles, disyuntores, relés de sobrecarga, o aparatos que ofrecen conjuntamente varios tipos de protección, para asociarse a los arranques de los motores. or of an overload. In this way, fuses, circuit breakers, overload relays, or devices that offer several types of protection, have been developed to be associated with motor starts.

Por otra parte, en un motor eléctrico trifásico, el sentido de rotación del motor está determinado por la secuencia de las fases de la fuente de alimentación eléctrica. Ahora bien, en algunas aplicaciones, el motor debe poder funcionar en los dos sentidos, por ejemplo para una compuerta o una bomba, un transportador o un ascensor, u otra máquinaherramienta. Para conseguir el sentido deseado de arranque del motor, se han diseñado dispositivos con el fin de invertir la conexión entre dos de las fases, manteniéndose la tercera sin cambios. On the other hand, in a three-phase electric motor, the direction of motor rotation is determined by the sequence of the phases of the power supply. However, in some applications, the motor must be able to operate in both directions, for example for a gate or a pump, a conveyor or an elevator, or another machine tool. To achieve the desired direction of starting the engine, devices have been designed to reverse the connection between two of the phases, keeping the third one unchanged.

De este modo, una solución es la integración de la función de inversión en el dispositivo de conmutación o de protección: se asocian dos contactores/disyuntores convencionales por medio de un enclavamiento mecánico que los bloquea a ambos con el fin de que se impida la activación simultánea de los dos contactores: véase, por ejemplo, el documento FR 2 756 412. Sin embargo, esta solución precisa un número importante de piezas, con la duplicación de los dispositivos de desconexión y sistema de bloqueo. Thus, one solution is the integration of the reversal function in the switching or protection device: two conventional contactors / circuit breakers are associated by means of a mechanical interlocking that blocks them both in order to prevent activation. simultaneous of the two contactors: see, for example, document FR 2 756 412. However, this solution requires a significant number of parts, with the duplication of the disconnecting devices and locking system.

Para la mayoría de los usos, se conserva el dispositivo de desconexión que garantiza el arranque y la protección del motor, simplemente asociado aguas abajo a un dispositivo inversor de fases (véase por ejemplo, el documento FR 2 586 325); por tanto es importante que el dispositivo de inversión no impida el arranque después de la activación de los medios de desconexión y corrección del fallo. En referencia a la figura 1, el circuito 1 de alimentación trifásica L1, L2, L3 del motor 2, que está provisto en el marco ilustrado de un dispositivo 4 de desconexión aguas arriba, comprende tres bornes 6 de conexión en los que se conectan tres bornes 8 del motor 2 que alimentan cada una de las fases T1, T2, T3. Para permitir una inversión del sentido de rotación del motor 2, un dispositivo 10 inversor se conecta a los bornes 6, 8 de cada línea, y comprende unos contactos 12, 14 con desconexión doble o simple que permiten, en función de su posición, cruzar dos de las tres fases L1, L2 y T1, T2, conservándose una de las fases L3-T3. For most uses, the disconnecting device that guarantees the starting and protection of the motor, simply associated downstream with a phase inverter device (see for example, document FR 2 586 325) is retained; Therefore, it is important that the inversion device does not prevent starting after the activation of the disconnection and fault correction means. Referring to FIG. 1, the three-phase power circuit 1 L1, L2, L3 of the motor 2, which is provided in the illustrated frame of an upstream disconnection device 4, comprises three connection terminals 6 in which three terminals 8 of motor 2 that supply each of the phases T1, T2, T3. To allow an inversion of the direction of rotation of the motor 2, an inverter device 10 is connected to the terminals 6, 8 of each line, and comprises contacts 12, 14 with double or single disconnection that allow, depending on their position, to cross two of the three phases L1, L2 and T1, T2, keeping one of the phases L3-T3.

Para impedir la inversión de las fases en carga, el inversor 10 comprende habitualmente unos contactos auxiliares 16 controlados por el dispositivo 4 de desconexión presente aguas arriba y cuya posición permite o no el control 18 de la inversión de fase, es decir del movimiento de los contactos 12, 14. To prevent the inversion of the phases in charge, the inverter 10 usually comprises auxiliary contacts 16 controlled by the disconnection device 4 present upstream and whose position allows or not the control 18 of the phase inversion, that is to say the movement of the contacts 12, 14.

Para garantizar el paso de la corriente nominal del arranque de motor y la resistencia a los golpes y vibraciones, los contactos 12, 14 del dispositivo 10 de inversión pueden estar provistos de pastillas de plata, y están tradicionalmente unidos mediante muelles. Más aun, como las corrientes de alta intensidad, y en particular las corrientes de cortocircuito, tienen tendencia a separar los polos que unen las líneas de alimentación L y de transmisión T, para garantizar el funcionamiento en cortocircuito, los contactos 12, 14 también están provistos de un dispositivo electromagnético que, bajo el efecto del paso de la corriente de cortocircuito, provoca un aumento de la presión en los contactos de inversión de fases: véase, por ejemplo, el documento FR 2 795 226. De este modo, esta arquitectura precisa un gran número de piezas y conlleva, de hecho, un elevado coste de producción. In order to guarantee the passage of the nominal current of the motor start and the resistance to shocks and vibrations, the contacts 12, 14 of the reversing device 10 can be provided with silver pads, and are traditionally connected by means of springs. Moreover, as high-intensity currents, and in particular short-circuit currents, have a tendency to separate the poles that connect the power supply lines L and transmission lines T, to ensure short-circuit operation, contacts 12, 14 are also provided with an electromagnetic device which, under the effect of the passage of the short-circuit current, causes an increase in the pressure in the phase inversion contacts: see, for example, document FR 2 795 226. Thus, this architecture It requires a large number of pieces and entails, in fact, a high production cost.

Exposición de la invención Exhibition of the invention

Entre otras ventajas, la invención pretende optimizar el diseño de dispositivos inversores de fase y, en particular, disminuir el número de piezas con el fin de reducir su coste. A pesar de esta simplificación en el diseño, la invención pretende conservar la resistencia del inversor a los cortocircuitos de 10 kA, e incluso de 50 kA, y en particular soportar pasos de corriente de cortocircuito durante 2,5 ms. Among other advantages, the invention aims to optimize the design of phase inverter devices and, in particular, decrease the number of parts in order to reduce their cost. Despite this simplification in the design, the invention aims to preserve the inverter's resistance to short circuits of 10 kA, and even 50 kA, and in particular to withstand short-circuit current passages for 2.5 ms.

De este modo, un dispositivo inversor de acuerdo con la invención comprende al menos dos bornes de entrada y dos bornes de salida que están conectados a un conjunto de inversión; pueden estar presentes un tercer borne de entrada y un tercer borne de salida conectados de forma fija mediante un conductor. Thus, an inverter device according to the invention comprises at least two input terminals and two output terminals that are connected to an inversion set; a third input terminal and a third output terminal can be present fixedly connected by a conductor.

El conjunto de inversión comprende unos anillos múltiples contactos diseñados para conectarse a los bornes de entrada y de salida. Un anillo de múltiples contactos utilizado en un conjunto de inversión para un dispositivo de acuerdo con la invención comprende un anillo anular con una superficie interna y una superficie externa que puede estar conectada a un circuito eléctrico. La superficie interna del anillo está provista de láminas o de otros elementos The reversing assembly comprises multiple contact rings designed to be connected to the input and output terminals. A multi-contact ring used in an inversion assembly for a device according to the invention comprises an annular ring with an internal surface and an external surface that can be connected to an electrical circuit. The inner surface of the ring is provided with sheets or other elements

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flexibles solicitados hacia el centro del anillo de tal modo que garanticen un contacto con una varilla que atraviesa el anillo. Por otra parte, la conducción eléctrica está garantizada entre las láminas y la superficie externa y, de preferencia, el anillo es conductor. flexible requested towards the center of the ring in such a way as to guarantee a contact with a rod that crosses the ring. On the other hand, electrical conduction is guaranteed between the sheets and the external surface and, preferably, the ring is conductive.

El conjunto de inversión comprende, además, unos medios que permiten conectar eléctrica y alternativamente los anillos de dos en dos; dichos medios son móviles en traslación y están adaptados para solicitar las láminas internas de los anillos. The inversion set also comprises means that allow the two and two rings to be electrically and alternatively connected; said means are mobile in translation and are adapted to request the inner sheets of the rings.

De acuerdo con una primera forma de realización, el conjunto de inversión comprende un árbol móvil entre un grupo de cinco anillos de múltiples contactos separados entre sí por una distancia sustancialmente igual, siendo dicha distancia de separación superior o igual al espesor de un anillo considerado a lo largo de su eje y respetando las distancias de aislamiento. El árbol es aislante en sus extremos, y comprende dos partes conductoras separadas por una parte aislante, siendo la longitud de las partes conductoras superior o igual a la distancia que separa las láminas de dos anillos, y siendo la suma de las longitudes de una parte conductora y de la parte aislante sustancialmente igual a la distancia que separa tres anillos. El árbol está, por otra parte, adaptado para poder desplazarse fácilmente entre los anillos conservando al mismo tiempo un contacto entre su superficie externa y las láminas de los anillos. According to a first embodiment, the reversing assembly comprises a moving shaft between a group of five multi-contact rings separated from each other by a substantially equal distance, said separation distance being greater than or equal to the thickness of a ring considered to be along its axis and respecting the isolation distances. The shaft is insulating at its ends, and comprises two conductive parts separated by an insulating part, the length of the conductive parts being greater than or equal to the distance between the sheets of two rings, and the sum of the lengths of one part being conductive and insulating part substantially equal to the distance that separates three rings. The tree is, on the other hand, adapted to be able to easily move between the rings while retaining a contact between its outer surface and the sheets of the rings.

De acuerdo con una segunda forma de realización, el conjunto de inversión comprende dos árboles móviles cada uno entre un grupo de tres anillos de múltiples contactos, separados entre sí para cada grupo por una distancia sustancialmente igual. Los árboles son aislantes en sus extremos, y comprenden una parte conductora cuya longitud es sustancialmente idéntica a la distancia que separa dos anillos del grupo en el que está situado el árbol; de manera ventajosa, las partes conductoras de los dos árboles y las distancias que separan los anillos de cada grupo son idénticas. Por otra parte, los árboles están adaptados para poder desplazarse fácilmente entre los anillos conservando al mismo tiempo un contacto entre su superficie externa y las láminas de los anillos. According to a second embodiment, the inversion set comprises two moving shafts each between a group of three multi-contact rings, separated from each other for each group by a substantially equal distance. The trees are insulating at their ends, and comprise a conductive part whose length is substantially identical to the distance that separates two rings from the group in which the tree is located; advantageously, the conductive parts of the two trees and the distances that separate the rings of each group are identical. On the other hand, the trees are adapted to be able to move easily between the rings while retaining a contact between their outer surface and the sheets of the rings.

De manera ventajosa, los anillos de los conjuntos de inversión son idénticos entre sí, y las partes conductoras de los árboles están formadas por un revestimiento, por ejemplo de cobre o de bronce, de un árbol aislante que puede ser de politetrafluoroetileno para minimizar las fricciones; de preferencia, la superficie externa del árbol es sustancialmente plana. Advantageously, the rings of the inversion assemblies are identical to each other, and the conductive parts of the trees are formed by a coating, for example of copper or bronze, of an insulating shaft that can be made of polytetrafluoroethylene to minimize friction. ; preferably, the outer surface of the tree is substantially flat.

El movimiento de cada árbol entre los anillos es de traslación, y el conjunto de inversión está acoplado a unos medios de accionamiento, por ejemplo un cilindro, lo que permite que cada árbol adopte una primera posición y una segunda posición separada de la primera mediante una traslación equivalente a la distancia de separación entre dos anillos del grupo en el que está situado, y la alternancia de la conexión entre bornes de entrada y de salida. The movement of each tree between the rings is translational, and the inversion set is coupled to drive means, for example a cylinder, which allows each tree to adopt a first position and a second position separated from the first by a translation equivalent to the separation distance between two rings of the group in which it is located, and the alternation of the connection between input and output terminals.

De este modo, en la primera forma de realización, los medios de accionamiento arrastran al árbol desde una primera posición en la que su primera parte conductora conecta un primer anillo de extremo con un segundo anillo adyacente, hasta una segunda posición en la que su primera parte conductora conecta el segundo anillo adyacente con el anillo central del grupo; la segunda parte conductora experimenta el mismo desplazamiento entre los anillos del otro lado del anillo central. A partir de un anillo de extremo, cuatro anillos se conectan de forma alterna con los bornes de entrada y de salida del dispositivo de inversión mediante unos conductores, de manera ventajosa flexibles; el quinto anillo de extremo está por su parte acoplado al primer anillo de extremo mediante un elemento conductor. De este modo, entre la primera y la segunda posición del árbol, hay inversión de las conexiones entre los bornes de entrada y de salida. Thus, in the first embodiment, the drive means drag the shaft from a first position in which its first conductive part connects a first end ring with a second adjacent ring, to a second position in which its first conductive part connects the second adjacent ring with the central ring of the group; the second conductive part experiences the same displacement between the rings on the other side of the central ring. From an end ring, four rings are connected alternately with the input and output terminals of the inversion device by means of advantageously flexible conductors; the fifth end ring is in turn coupled to the first end ring by means of a conductive element. Thus, between the first and the second position of the tree, there is an inversion of the connections between the input and output terminals.

En la segunda forma de realización, se obtiene el mismo resultado mediante un arrastre por unos medios de accionamiento de cada árbol desde una primera posición en la que su parte conductora conecta un primer anillo de extremo con el anillo central y una segunda posición en la que la parte conductora conecta el anillo central con el segundo anillo de extremo; los primeros anillos de extremos están conectados cada uno con un borne de entrada (respectivamente de salida) y los anillos centrales están conectados cada uno con un borne de salida (respectivamente de entrada) mediante unos conductores de manera ventajosa flexibles; los segundos anillos de extremo de cada grupo están conectados mediante unos elementos conductores con el primer anillo de extremo del otro grupo. De preferencia, los árboles son paralelos; se pueden desplazar en el mismo sentido, en cuyo caso los elementos conductores entre los dos grupos se cruzan, o en sentido contrario. In the second embodiment, the same result is obtained by means of a drive by means of actuation of each shaft from a first position in which its conductive part connects a first end ring with the central ring and a second position in which the conductive part connects the central ring with the second end ring; the first end rings are each connected with an input terminal (respectively output) and the central rings are each connected with an output terminal (respectively input) by advantageously flexible conductors; the second end rings of each group are connected by conductive elements with the first end ring of the other group. Preferably, the trees are parallel; they can move in the same direction, in which case the conductive elements between the two groups intersect, or in the opposite direction.

De manera ventajosa, el dispositivo de inversión comprende, además, unos medios de control de los medios de accionamiento, por ejemplo asociados a unos contactos auxiliares que pueden estar acoplados a un equipo de desconexión. De preferencia, se prevén unos sensores en el dispositivo de inversión de tal modo que se optimice el funcionamiento de los medios de control y de los medios de accionamiento. En particular, un sensor de posición puede determinar si el árbol está en la primera o en la segunda posición; el sensor de posición puede ser un sensor de sentido de rotación si los medios de accionamiento ponen al árbol en rotación para llevar a cabo la traslación. Se pueden asociar unos sensores de carga y/o del número de maniobras al dispositivo de inversión de acuerdo con la invención. Advantageously, the inversion device further comprises control means for the actuation means, for example associated with auxiliary contacts that may be coupled to a disconnecting device. Preferably, sensors are provided in the inversion device in such a way as to optimize the operation of the control means and of the actuation means. In particular, a position sensor can determine if the shaft is in the first or second position; The position sensor can be a sense of rotation sensor if the drive means rotates the shaft to carry out the translation. Load sensors and / or the number of maneuvers can be associated with the inversion device according to the invention.

Breve descripción de las figuras Brief description of the figures

Se mostrarán de manera más clara otras ventajas y características en la descripción que sigue de unas formas particulares de realización de la invención, que se dan a título ilustrativo y en modo alguno limitativo, que se Other advantages and features will be shown more clearly in the following description of particular embodiments of the invention, which are given by way of illustration and in no way limiting, that

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representan en las figuras adjuntas. they represent in the attached figures.

La figura 1, ya descrita, ilustra un arranque de motor provisto de un inversor de fase. Figure 1, already described, illustrates a motor start equipped with a phase inverter.

La figura 2 muestra de forma esquemática un anillo que se puede utilizar en un dispositivo de acuerdo con la invención. Figure 2 schematically shows a ring that can be used in a device according to the invention.

Las figuras 3A y 3B muestran la primera posición y la segunda posición de un conjunto de inversión para un dispositivo de acuerdo con una forma de realización de la invención. Figures 3A and 3B show the first position and the second position of an inversion assembly for a device according to an embodiment of the invention.

La figura 4 representa un dispositivo de inversión de acuerdo con una forma de realización de la invención. Figure 4 represents an inversion device according to an embodiment of the invention.

La figura 5 muestra otro conjunto de inversión para un dispositivo de acuerdo con la invención. Figure 5 shows another inversion set for a device according to the invention.

Descripción detallada de una forma preferente de realización Detailed description of a preferred embodiment

En un dispositivo 100 inversor de acuerdo con la invención, los contactos entre los conductores Li, Tj de fase se realizan por medio de anillos de múltiples láminas, también llamados anillos de múltiples contactos o conectores cilíndricos, lo que permite, sin añadir piezas adicionales, garantizar una presión de contacto durante el paso de la corriente. In an inverter device 100 according to the invention, the contacts between the phase conductors Li, Tj are made by means of multi-sheet rings, also called multi-contact rings or cylindrical connectors, which allows, without adding additional parts, guarantee a contact pressure during the passage of the current.

En particular, como se ilustra en la figura 2, un anillo 110 utilizado en el sistema de contacto de acuerdo con la invención se conecta por su superficie 112 externa con cualquier tipo de circuito, y está equipado en su cara 114 interna con múltiples láminas 116 flexibles conductoras, u otros medios formando muelle, que definen un diámetro Ø116 inferior al diámetro Ø114 interno del anillo 110. Esta configuración permite conectar, con posibilidad de movimiento relativo, una varilla 120 conductora localizada en el interior del anillo 110, y con un diámetro Ø120 comprendido entre los diámetros Ø114 y Ø116 definidos por la cara 114 interna y las láminas 116 del anillo 110, y el circuito conectado con la superficie 112 externa por medio de las láminas 116 que están conectadas ahí; de manera ventajosa, el anillo 110 es totalmente conductor. De acuerdo con la elección de los materiales y el guiado del movimiento relativo de la varilla 120 y del anillo 110, el número de movimientos de traslación entre los dos elementos 110, 120 puede ser consecuente, y alcanzar por ejemplo 1 millón de maniobras. In particular, as illustrated in Figure 2, a ring 110 used in the contact system according to the invention is connected on its external surface 112 with any type of circuit, and is equipped on its internal face 114 with multiple sheets 116 flexible conductors, or other means forming a spring, which define a diameter Ø116 smaller than the internal diameter Ø114 of the ring 110. This configuration allows to connect, with the possibility of relative movement, a conductive rod 120 located inside the ring 110, and with a diameter Ø120 between the diameters Ø114 and Ø116 defined by the internal face 114 and the sheets 116 of the ring 110, and the circuit connected to the external surface 112 by means of the sheets 116 that are connected there; advantageously, the ring 110 is fully conductive. According to the choice of materials and the guidance of the relative movement of the rod 120 and the ring 110, the number of translation movements between the two elements 110, 120 can be consistent, and reach, for example, 1 million maneuvers.

El dispositivo 100 de acuerdo con la invención utiliza como principio de inversión un movimiento en traslación de un árbol 120 cilíndrico entre los anillos 110i de múltiples contactos; el árbol 120 aislante, por ejemplo de politetrafluoroetileno, comprende para la aplicación preferente dos partes 122 conductoras alejadas de los extremos, por ejemplo un recubrimiento de cobre, estañado o no, o de bronce, separadas por una parte 124 aislante; de preferencia, para evitar los desgastes, la superficie externa de los tres segmentos 1221, 124, 1222 es sustancialmente plana. Se alinean cinco anillos 110i de espesor al, de preferencia idénticos, a lo largo del árbol 120, separados entre sí por una distancia d; la longitud l de las partes 1221, 1222 conductoras es superior a la distancia que separa la parte de las láminas 116 que definen el diámetro inferior o igual al del árbol Ø120 de dos anillos adyacentes, y de preferencia corresponde sustancialmente a la distancia d+ 2h que separa la primera cara de un anillo 110i y la cara opuesta del anillo 110i+1 adyacente; la longitud l’ de la parte 124 aislante es tal que la primera cara de cada parte conductora está separada sustancialmente por la distancia 2d + 2h que separa tres anillos. Los anillos 110 están conectados alternativamente con los bornes 106, 108 de entrada y de salida del inversor 100, con uno de los bornes 1081 conectado con los dos anillos 1101, 1105 de extremo de la alineación; los dos anillos 1101, 1105 de extremo están, además, conectados entre sí, por ejemplo mediante una varilla o una trenza 126 conductora. The device 100 according to the invention uses as translation principle a movement in translation of a cylindrical shaft 120 between the multi-contact rings 110i; the insulating shaft 120, for example of polytetrafluoroethylene, comprises for the preferred application two conductive parts 122 away from the ends, for example a copper coating, tinned or not, or bronze, separated by an insulating part 124; preferably, to avoid wear, the outer surface of the three segments 1221, 124, 1222 is substantially flat. Five rings 110i of thickness are aligned to, preferably identical, along the shaft 120, separated from each other by a distance d; the length 1 of the conductive parts 1221, 1222 is greater than the distance that separates the part of the sheets 116 which define the diameter less than or equal to that of the Ø120 shaft of two adjacent rings, and preferably corresponds substantially to the distance d + 2h that separates the first face of a ring 110i and the opposite face of the adjacent ring 110i + 1; The length l ’of the insulating part 124 is such that the first face of each conductive part is substantially separated by the distance 2d + 2h that separates three rings. The rings 110 are alternately connected to the input and output terminals 106, 108 of the inverter 100, with one of the terminals 1081 connected to the two alignment end rings 1101, 1105; the two end rings 1101, 1105 are further connected to each other, for example by a rod or a conductive braid 126.

El conjunto 130 de inversión ilustrado en las figuras 3 permite clarificar el principio de funcionamiento. En una primera posición del árbol 120 ilustrada en la figura 3A, la primera parte 1221 conductora está situada entre el primer anillo 1101 de extremo que corresponde a la fase T1 del motor 2 y el anillo 1102 adyacente que corresponde a la fase L1 de alimentación; la segunda parte 1222 conductora está localizada entre el anillo 1103 central que corresponde a la fase T2 del motor 2 y el anillo 1104 adyacente que corresponde a la fase L2 de alimentación. En la segunda posición del eje 120 ilustrada en la figura 3B, la primera parte 1221 conductora está situada entre el anillo 1102 que corresponde a la fase L1 de alimentación y el anillo 1103 central que corresponde a la fase T2 del motor 2; la segunda parte 1222 conductora está situada entre el segundo anillo 1105 de extremo que corresponde a la fase T1 del motor 2 y el anillo 1104 adyacente que corresponde a la fase L2 de alimentación. De este modo, entre la primera y la segunda posición, se ha invertido la conexión entre las fases. The inversion assembly 130 illustrated in Figs. 3 allows clarifying the principle of operation. In a first position of the shaft 120 illustrated in Figure 3A, the first conductive part 1221 is located between the first end ring 1101 corresponding to the phase T1 of the motor 2 and the adjacent ring 1102 corresponding to the feeding phase L1; The second conductive part 1222 is located between the central ring 1103 corresponding to the phase T2 of the motor 2 and the adjacent ring 1104 corresponding to the supply phase L2. In the second position of the shaft 120 illustrated in Figure 3B, the first conductive part 1221 is located between the ring 1102 corresponding to the supply phase L1 and the central ring 1103 corresponding to the phase T2 of the motor 2; the second conductive part 1222 is located between the second end ring 1105 corresponding to the phase T1 of the motor 2 and the adjacent ring 1104 corresponding to the supply phase L2. Thus, between the first and second positions, the connection between the phases has been reversed.

La traslación del árbol 120 se puede realizar mediante cualquier medio 132 adaptado, por ejemplo de tipo motor o electroimán; el medio 132 de accionamiento puede ser biestable, o puede ser monoestable y combinarse con un sistema de cremallera. Además, se puede reducir al máximo el coeficiente de rozamiento anillo 110/árbol 120, lo que permite utilizar un actuador de bajo esfuerzo. En particular, en una forma preferente de realización ilustrada en la figura 4, el arrastre se realiza mediante un cilindro 132 eléctrico. The translation of the shaft 120 can be carried out by any adapted means 132, for example of the motor or electromagnet type; the drive means 132 may be bistable, or it may be monostable and combined with a rack system. In addition, the coefficient of friction ring 110 / shaft 120 can be reduced to the maximum, allowing a low-stress actuator to be used. In particular, in a preferred embodiment illustrated in Figure 4, the drive is carried out by means of an electric cylinder 132.

Tal como se ilustra en la figura 4, el conjunto 130 de inversión está alojado dentro de una caja 134, que tiene de preferencia una forma y tamaño similares a los de los aparatos 10 de protección de la línea 1 y el mismo sistema de montaje, en particular para un carril DIN. El conjunto 130 de inversión, asociado a sus medios 132 de accionamiento, está montado solidario con la caja 134, estando el árbol 120 colocado en el interior de los medios 136 de guiado lo As illustrated in Figure 4, the inversion assembly 130 is housed within a box 134, which preferably has a similar shape and size to those of the protection devices 10 of line 1 and the same mounting system, in particular for a DIN rail. The reversing assembly 130, associated with its actuation means 132, is assembled integral with the case 134, the shaft 120 being placed inside the guiding means 136

5 5

10 10

15 fifteen

20 twenty

25 25

30 30

35 35

40 40

45 Four. Five

50 fifty

E10354077 E10354077

11-03-2015 03-11-2015

que permite un desplazamiento en traslación con una menor holgura por lo que no solicita los anillos 110 de forma innecesaria. La caja 134 comprende, de forma clásica, tres bornes 106 de entrada y tres bornes 108 de salida; un borne 1063 de entrada y un borne 1083 de salida están conectados entre sí mediante un conductor 138 fijo, por ejemplo una trenza o una lámina de cobre. Los demás bornes 1061, 1062, 1081, 1082 están conectados con los anillos 110i del conjunto 130 de inversión, de manera ventajosa mediante unas trenzas 140 flexibles para no someter los anillos 110 a las fuerzas de apriete en los bornes 106, 108 durante el montaje eléctrico. which allows a displacement in translation with a smaller clearance so it does not request rings 110 unnecessarily. The box 134 comprises, in a classic way, three input terminals 106 and three output terminals 108; an input terminal 1063 and an output terminal 1083 are connected to each other by a fixed conductor 138, for example a braid or a copper foil. The other terminals 1061, 1062, 1081, 1082 are connected to the rings 110i of the inversion assembly 130, advantageously by means of flexible braids 140 so as not to subject the rings 110 to the clamping forces on the terminals 106, 108 during assembly electric.

El diseño del contacto de acuerdo con la invención, mediante el cilindro 120 y múltiples láminas 116, permite prescindir de cualquier muelle, o similar, destinado a evitar una nueva apertura de los contactos 12, 14 durante la repulsión causada por el paso de corriente de cortocircuito; en particular, desaparece el coste de las bobinas u otro circuito magnético. Por otra parte, el medio 132 de accionamiento del inversor 100 puede ser de tamaño reducido: de este modo se puede integrar el conjunto 130 de inversión de acuerdo con la invención dentro de una caja 134 con una anchura An = 45 mm para aplicaciones hasta 7.000 A, e incluso al menos 10 kA, de cortocircuito. The design of the contact according to the invention, by means of the cylinder 120 and multiple sheets 116, makes it possible to dispense with any spring, or the like, intended to prevent a new opening of the contacts 12, 14 during the repulsion caused by the passage of current from short circuit; in particular, the cost of the coils or other magnetic circuit disappears. On the other hand, the actuator means 132 of the inverter 100 can be of reduced size: in this way the inverter assembly 130 according to the invention can be integrated into a box 134 with a width W = 45 mm for applications up to 7,000 A, and even at least 10 kA, short circuit.

El inversor 100 de acuerdo con la invención comprende de manera ventajosa un sistema 142 de control electrónico que permite situar el conjunto 130 de inversión en la primera o la segunda posición de forma controlada. La simplicidad del movimiento que implica el cambio de fase permite una gestión óptima del tiempo de inversión, de tal modo que se puede racionalizar la alimentación de los medios 132 de accionamiento y su consumo. The inverter 100 according to the invention advantageously comprises an electronic control system 142 which allows the investment assembly 130 to be placed in the first or second position in a controlled manner. The simplicity of the movement implied by the phase change allows an optimal management of the investment time, so that the power supply of the drive means 132 and its consumption can be rationalized.

Con el fin de evitar las maniobras en carga, las líneas aguas arriba L pueden estar provistas de sensores 154 de carga. Por otra parte, se puede dotar al inversor 100 de sensores que permitan la obtención de información adicional a la altura del árbol 120 con un menor coste. Por ejemplo, un sensor 156 puede totalizar el número de inversiones, lo que permite conocer el desgaste del conjunto 130 de inversión para garantizar un mantenimiento preventivo y limitar los tiempos de inactividad. La posición relativa del árbol 120 se puede controlar mediante unos sensores 160 de posición; esta posición relativa permite verificar que el control 142 no es erróneo y/o redundante con la última maniobra del conjunto 130 de inversión y, en particular, utilizarse para desempeñar la función de contacto auxiliar. Estos diferentes medios, considerados juntos o de forma individual, permiten una optimización del sistema 142 de control y, en particular, mediante una programación adecuada, impedir o permitir la inversión de carga según los casos. In order to avoid loading maneuvers, the upstream lines L may be provided with load sensors 154. On the other hand, the inverter 100 can be provided with sensors that allow obtaining additional information at the height of the tree 120 at a lower cost. For example, a sensor 156 can total the number of inversions, which makes it possible to know the wear of the investment set 130 to ensure preventive maintenance and limit downtime. The relative position of the shaft 120 can be controlled by position sensors 160; This relative position makes it possible to verify that the control 142 is not erroneous and / or redundant with the last maneuver of the inversion set 130 and, in particular, be used to perform the auxiliary contact function. These different means, considered together or individually, allow an optimization of the control system 142 and, in particular, by means of adequate programming, prevent or allow load inversion according to the cases.

Por otra parte, en caso de un tamaño demasiado grande, ocasionado por ejemplo por un aumento de las distancias de aislamiento necesario y/o una anchura al superior de los anillos 110, se puede modificar el conjunto 130 de inversión de acuerdo con la invención para un diseño « en dos fases » ilustrado en la figura 5. Se colocan seis anillos 110’, 110’’, en dos grupos, en dos árboles 120’, 120’’ comprendiendo cada uno una parte 122’, 122’’ conductora; de manera ventajosa, los árboles 120’, 120’’ son paralelos, y las partes 122’, 122’’ conductoras tienen la misma longitud. Dos anillos 110’ adyacentes de un primer (respectivamente segundo) grupo están conectados con los primeros (respectivamente segundos) bornes 1061, 1081 de entrada y de salida (respectivamente 1062, 1082) y los anillos de extremo de cada grupo están conectados entre sí. Los dos árboles 120’, 120’’ se pueden desplazar en el mismo sentido o en sentido opuesto siguiendo a los medios 132 de accionamiento. En particular, en el marco ilustrado, los conductores 126’ de conexión entre anillos 110’, 110’’ de cada grupo se cruzan; en una primera posición, las primeras (respectivamente segundas) fases están conectadas entre sí, y en una segunda posición en la que los dos árboles 120, 120’’ se desplazan en el mismo sentido de la misma distancia, las fases se cruzan. On the other hand, in the case of a size that is too large, caused for example by an increase in the necessary insulation distances and / or a width greater than the rings 110, the inversion assembly 130 according to the invention can be modified to a "two-phase" design illustrated in Figure 5. Six rings 110 ', 110' 'are placed, in two groups, in two trees 120', 120 '' each comprising a conductive part 122 ', 122' '; Advantageously, the 120 ’, 120’ ’trees are parallel, and the 122’, 122 ’’ conductive parts are the same length. Two adjacent 110 ’rings of a first (respectively second) group are connected to the first (respectively second) input and output terminals 1061, 1081 (respectively 1062, 1082) and the end rings of each group are connected to each other. The two trees 120 ’, 120’ ’can be moved in the same or opposite direction following the drive means 132. In particular, within the framework illustrated, the conductors 126 ’between rings 110’, 110 ’of each group intersect; in a first position, the first (respectively second) phases are connected to each other, and in a second position in which the two trees 120, 120 ’move in the same direction of the same distance, the phases intersect.

De este modo el dispositivo 100 de acuerdo con la invención permite realizar una función de inversión de dos fases mediante un número limitado de piezas, lo que reduce el coste de montaje del dispositivo. Más aun, el diseño permite el uso de algunas piezas varias veces, lo que reduce aún más los costes de realización: por ejemplo, cinco anillos idénticos para la inversión de dos fases. In this way the device 100 according to the invention allows a two-phase inversion function to be carried out by means of a limited number of parts, which reduces the cost of mounting the device. Moreover, the design allows the use of some parts several times, which further reduces the costs of realization: for example, five identical rings for the reversal of two phases.

Aunque se haya descrito la invención en referencia a un dispositivo para invertir dos fases en el arranque de un motor trifásico, esta no está limitada a ello: la invención puede concernir a otros elementos; por ejemplo, el diseño del dispositivo de acuerdo con la invención está adaptado para una inversión de la corriente monofásica, suprimiendo la tercera fase. En particular, el dispositivo de acuerdo con la invención está adaptado para el frenado eléctrico contracorriente y/o mediante la inversión del sentido de marcha de los motores asíncronos trifásicos. El dispositivo de acuerdo con la invención también se puede adaptar, por ejemplo alineando siete u ocho anillos y conectándolos de forma adaptada, para los pasos de la configuración « estrella » a la configuración « triángulo » de arranque de los motores trifásicos. Although the invention has been described in reference to a device for reversing two phases in the starting of a three-phase motor, it is not limited thereto: the invention may concern other elements; for example, the design of the device according to the invention is adapted for an inversion of the single phase current, suppressing the third phase. In particular, the device according to the invention is adapted for countercurrent electric braking and / or by reversing the direction of operation of three-phase asynchronous motors. The device according to the invention can also be adapted, for example, by aligning seven or eight rings and connecting them in an adapted way, for the steps of the "star" configuration to the "triangle" configuration of three-phase motor starting.

Claims

5

10

fifteen

twenty

25

30

35

40

Four. Five

fifty

1. Phase inversion device (100) comprising:

-a first and a second input terminal (106i); -a first and a second output terminal (108i);

characterized in that it comprises:

-a reversing assembly comprising conductive rings (110) each comprising flexible contact sheets (116) on its internal face (114) and means for connecting the conductive rings (110) together, two by two, being said mobile means (120) in translation inside the rings (110) to alternate the connections between the rings (110); -a few conductors (140) that connect each of the terminals (106, 108) with a ring (110); -a drive means (132) for translating the means (120) that connect the rings

(110) drivers; - said actuation means (132) allowing the alternation between the connection of the first and second terminals (106i, 108i) and the connection of the first terminals (106i) with the second terminals (108i).

2. 2.: Dispositivo (100) de inversión de fase de acuerdo con la reivindicación 1 en el que el conjunto de inversión comprende: Phase inversion device (100) according to claim 1 wherein the inversion set comprises:

- a shaft (120) comprising two conductive parts (122) with a substantially identical length (1) separated by an insulating part (124); -five conductive rings (110) located around the tree (120) and adapted so that the tree (120) is mobile in translation with the sheets (116) in contact with the external surface of the tree (120); - a conductor element (126) that connects the two end rings (1101, 1105); and wherein: - the conductors (140) connect two adjacent rings (110i, 110i + 1) alternately with an input terminal (106) and an output terminal (108); - allowing the drive means (132) for the shaft (120) to adopt a first position in which the first conductive part (1221) of the shaft (120) connects a first end ring (1101) and the second ring (1102) adjacent, and a second position in which the first conductive part (1221) connects said adjacent second ring (1102) and the central ring (1103).

3. 3.: Dispositivo (100) de inversión de fase de acuerdo con la reivindicación 1 en el que el conjunto de inversión comprende: Phase inversion device (100) according to claim 1 wherein the inversion set comprises:

-a first and a second tree (120 ’, 120’) insulators each comprising a conductive part (122 ’, 122’); -a first and a second group of three conductive rings (110 ', 110' '), the rings (110') of the first, respectively of the second, group located around the first, respectively of the second, tree (120 ') of such that the shaft (120 ') is movable in translation with the sheets (116) in contact with the outer surface of the shaft (120'), the rings (110 ') of the first, respectively of the second, being further separated between groups yes for a distance (d) substantially equal to the length (1) of the conductive part (122 ', 122' ') of the first, respectively second, shaft (120', 120 ''); -two elements (126 ’) conductors that connect the end rings of each group to each other;

and in which:

-the conductors connect the first terminals (1061, 1081) with two adjacent rings (110'i, 110'i + 1) of the first group and the second terminals (1062, 1082) with two rings (110''i, 110 ' 'i + 1) adjacent to the second group; -the actuation means (132) allow the shafts (120 ', 120' ') to adopt a first position in which the conductive part (122') of each tree (120 ') connects an end ring and the central ring , and a second position in which the conductive part connects the other end ring and the center ring.

4. Four.: Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 3 en el que los dos árboles (120’, 120’’) son paralelos y sus partes (122‘, 122’’) conductoras tienen la misma longitud (1). Device according to claim 3 wherein the two trees (120 ’, 120’) are parallel and their conductive parts (122, 122 ’) are the same length (1).

5. 5.: Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4 en el que los anillos (110) son idénticos entre sí. Device according to one of claims 1 to 4 wherein the rings (110) are identical to each other.

6.6.: Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5 en el que el árbol (120) es aislante y comprende dos anillos de revestimiento que forman las partes (122) conductoras. Device according to one of claims 1 to 5 wherein the shaft (120) is insulating and comprises two lining rings that form the conductive parts (122).

7. 7.: Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6 en el que los conductores (140) que conectan los bornes (106, 108) con los anillos (110) son al menos parcialmente flexibles. Device according to one of claims 1 to 6, wherein the conductors (140) connecting the terminals (106, 108) with the rings (110) are at least partially flexible.

8.8.: Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7 que comprende, además, un tercer borne (1063) de entrada y un tercer borne (1064) de salida conectados entre sí mediante un conductor (138). Device according to one of claims 1 to 7, further comprising a third input terminal (1063) and a third output terminal (1064) connected to each other by means of a conductor (138).

6

9. 9.: Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8 que comprende, además, unos medios (142) de control de los medios (132) de accionamiento. Device according to one of claims 1 to 8, further comprising control means (142) for the actuation means (132).

10. 10.: Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9 que comprende, además, unos sensores (156) Device according to one of claims 1 to 9, further comprising sensors (156)

(160) that allow determining the position of the tree (120).

7