ES2581206T3 - Combinación de dispositivo conmutador para cargas capacitivas conectadas a corriente continua - Google Patents

Combinación de dispositivo conmutador para cargas capacitivas conectadas a corriente continua Download PDF

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ES2581206T3 ES04798260.8T ES04798260T ES2581206T3 ES 2581206 T3 ES2581206 T3 ES 2581206T3 ES 04798260 T ES04798260 T ES 04798260T ES 2581206 T3 ES2581206 T3 ES 2581206T3
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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Una combinación de dispositivo conmutador para cargas capacitivas (3) conectadas a corriente continua, dicha combinación de dispositivo conmutador incluye - un componente de conmutador real (1) para conectar la tensión a la carga capacitiva (3), - un componente de conmutador de carga (2) para conectar la tensión a la carga capacitiva (3) en el estado inicial de la conexión, dicho componente de conmutador de carga se dimensiona para una corriente más baja que el componente de conmutador real (1), - un componente de control (4) que tiene una palanca (5) conectada a un primer vástago (6), por medio del cual el componente de conmutador real (1) se controla desde un estado abierto a un estado cerrado y viceversa, - elementos de retraso (10), para retrasar la conexión del componente de conmutador real (1), de modo que el componente de conmutador de carga cerrado (2) tendrá tiempo para cargar la carga capacitiva (3), antes de que se conecte el conmutador real (1), y - un segundo vástago (7), que se conecta al primer vástago (6) con la ayuda de una holgura (15), con el fin de controlar el componente de conmutador de carga (2), caracterizado por que - en el extremo del primer vástago (6) y el segundo vástago (7) se conectan, en ángulo recto al eje longitudinal de los vástagos, palancas transversales (8, 9), que se extienden en cada lado de los extremos de los vástagos (6, 7) y los extremos de las palancas transversales (8, 9) se conectan por barras transversales (13, 14) equipadas con ranuras (15), con el fin de sincronizar los vástagos (6, 7) entre sí mientras se permite un margen.

Description

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DESCRIPCION
Combination de dispositivo conmutador para cargas capacitivas conectadas a corriente continua
La presente invention esta relacionada con una combination de dispositivo conmutador, segun el preambulo de la revindication 1, para cargas capacitivas conectadas a corriente continua.
Dispositivos de este tipo se usan, por ejemplo, en conexion con dispositivos de control de inversor de motores electricos.
El documento EP 1 202 305 A2 describe una combination de dispositivo conmutador para cargas capacitivas segun el preambulo de la reivindicacion 1.
Dispositivos similares segun la tecnica anterior se implementan de tal manera que la palanca mecanica que actua como control tiene unicamente dos posiciones, abierta y cerrada. Dicha solution se implementa en, por ejemplo, la patente de FI 109 558. Cuando se cierra el conmutador, se cierra uno de los dos contactos (-) del circuito principal y el contacto del circuito de carga, pero el otro de los contactos del circuito principal (+) se mantiene en la position abierta, preparado para ser liberado a la posicion cerrada por una bobina, cuando la tension del condensador aumenta suficientemente.
Con la solution basica de tres contactos se asocia el problema de que el fusible del segundo terminal (-) se dimensiona segun la corriente nominal del impulsor (p. ej. 1000 A), pero, en el momento de carga, hay un fusible pequeno (como mucho algunas decenas de amperios) unicamente para el terminal (+). Ademas, con grandes corrientes nominales, por ejemplo, 630 A, el contacto del circuito de carga se dimensiona de manera innecesariamente robusta, aumentando as! los costes y ocupando espacio innecesario en el equipo de conmutador.
En la solution en cuestion, se podrlan utilizar cuatro contactos, que darla fusibles pequenos a ambos terminales del circuito de carga, pero aumentarla aun mas los costes innecesarios y el requisito de espacio, ya que el circuito de carga tendrla dos elementos de contacto dimensionados para una corriente nominal grande.
La invention esta pensada para eliminar los defectos del estado de la tecnica descritos anteriormente y para esta finalidad crear un tipo enteramente nuevo de combination de dispositivo conmutador para cargas capacitivas conectadas a una corriente continua.
La invention se basa en controlar el componente de conmutador principal y el componente de conmutador de carga usando vastagos separados para ellos, cuya conexion funcional entre si incluye una holgura.
Segun una realization preferida de la invention, el vastago del circuito de carga y el vastago de conmutador se alinean en angulos esencialmente rectos entre si.
Mas especlficamente, la combination de dispositivo conmutador segun la invention se caracteriza por lo que se indica en la parte caracterizadora de la revindication 1.
Con la ayuda de la invention se obtienen considerables ventajas.
Con la ayuda de la invention, el componente de conmutador principal y el componente de conmutador de carga pueden estar separados mecanicamente entre si y as! usar soluciones que son mas economicas tanto en dimensiones como en coste. Particularmente, el componente de conmutador de carga se puede implementar de manera considerablemente mas economica que cuando se usa la tecnica anterior. Los fusibles de ambos terminales del circuito de carga, que tienen una corriente nominal mas pequena, dan al dispositivo mayor protection que la tecnica anterior en situaciones de fallo, por ejemplo, en el caso de fugas a tierra desde el terminal negativo. Como se usa un conmutador-fusible en el circuito de carga, el fusible se puede cambiar en un estado no energizado. Si se necesita aumentar la potencia del componente de conmutador principal, segun la invention no se necesitan cambios en el componente de conmutador de carga. Cuando se utiliza una disposition preferida de vastago de la disposition de dispositivo conmutador, se pueden conectar hasta tres cargas en paralelo a la misma carcasa de dispositivo, sin tener que aumentar el tamano de la carcasa.
A continuation, la invention se examina con la ayuda de ejemplos y con referencia a los dibujos adjuntos.
La figura 1a muestra una vista en perspectiva de una combination de dispositivo conmutador segun la invention, en un estado de conmutacion-0.
La figura 1b muestra una vista en perspectiva de la combination de dispositivo conmutador segun la figura 1a, en un estado de conmutacion-1.
La figura 2 muestra un diagrama de bloques del circuito electrico del aparato segun la invention.
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La figura 3 muestra el elemento de resorte aplicado a la invencion. La figura 4 muestra el elemento de retraso aplicado a la invencion. En esta solicitud se utiliza la siguiente terminologla:
1
componente de conmutador real 23 resortes de ritmo
2
componente de conmutador de carga 25 pieza excentrica
3
carga capacitiva 26 resorte
4
componente de controlador 27 punto de pivote excentrico
5
palanca de controlador 28 punto de pivote de resorte
6
primer vastago 30 palanca de retraso
7
segundo vastago 31 1a palanca auxiliar
8
palanca transversal 32 2a palanca auxiliar
9
palanca transversal 33 1er punto de pivote
10
elementos de retraso mecanico 34 2° punto de pivote
11
disposicion de resorte 35 3er punto de pivote
12
engranaje en angulo 36 resistencias en serie
13
barra transversal 37 fusibles
14
barra transversal 38 rele
15
ranura 40 contactos principales
20
vastago de conmutador de carga 41 contactos de carga
21
vastago de conmutador
Segun la figura 1a, el sistema segun la invencion se examina en una situacion en la que los contactos principales 40 del componente de conmutador real 1 y los contactos de carga 41 del componente de conmutador de carga 2 estan abiertos. En esta situacion, la palanca de controlador 5 del componente de controlador 4 esta en la posicion horizontal e indica el estado-0. Con la ayuda de los resortes de ritmo 23, el primer vastago 6 se mantiene firmemente en el estado-0 mientras que los resortes de ritmo 23 impiden que el primer vastago 6 se quede en las posiciones entre el estado-0 y el estado-1. En el extremo del vastago 6, hay una palanca transversal 8 permanentemente conectada, que se extiende transversalmente en ambos lados del eje longitudinal del vastago 6 y que se monta en apoyos en las barras transversales 13 y 14. Las barras transversales 13 y 14, a su vez, se ponen en apoyos deslizantes en la segunda palanca transversal 9, que, a su vez, se conectan permanentemente de manera transversal al segundo vastago 7, respecto a ella de la misma manera que la palanca transversal 8. La conexion de las barras transversales 13 y 14 al segundo vastago 7 se implementa con la ayuda de un apoyo semejante a una ranura 15.
La ranura 15 permite a pasadores de apoyo de la palanca transversal 9 deslizar a lo largo de las ranuras 15. En el estado-0 de la palanca 5, hay un margen, determinado por su longitud, en las ranuras 15 cuando el vastago 6 empieza a girar al estado-1. Este margen actua para crear una tolerancia mecanica en el control de los contactos de carga 41. En otras palabras, la disposicion de ranura 15 se puede utilizar para tener en cuenta la diferencia mecanica entre el componente de conmutador real 1 y el componente de conmutador de carga 2. Vastagos adicionales se conectan al primer vastago 6 y al segundo vastago 7 a traves de un engranaje en angulo 12. El vastago de conmutador 21 se conecta al primer vastago 6 y el vastago de conmutador de carga 20 se conecta al segundo vastago 7. Tambien se usan resortes de ritmo 23 en el vastago de conmutador de carga 20, o como alternativa en el segundo vastago 7, con el fin de retener su position claramente ya sea en el estado-0 o estado-1. En lugar de, o adicionalmente a, los resortes de ritmo 23, un elemento de resorte 11 se puede conectar al vastago 20, con el fin de diferenciar claramente entre si el estado-0 y el estado-1 y as! controlar el componente de conmutador de carga 2 con tanta precision como sea posible.
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Una disposicion de resorte 11 tambien se instala en el vastago de conmutador 21, con el fin de separar entre si el estado-0 y el estado-1. Ademas, un elemento de retraso mecanico 10, que se describira mas adelante con mayor detalle, que tiene un retraso regulado por un rele 38 de una manera que se describira mas adelante, tambien se conecta al vastago 21. El elemento 10 esta pensado para retrasar la rotacion final del vastago de conmutador 21 desde la posicion-0 a la posicion-1, en otras palabras, para retrasar el cierre de los contactos 40 del componente de conmutador 1 respecto al cierre de los contactos de carga 41.
La figura 1b muestra la fase intermedia, en la que la palanca 5 se gira al estado-1, cuando las barras transversales 13 y 15 han movido la palanca transversal 9 a su posicion extrema debido a la influencia de los resortes de ritmo 23 y/o el elemento de resorte 11. El pasador de la palanca transversal 9 esta entonces en el canto del lado derecho de la ranura 15 de la barra transversal 13 mientras correspondientemente el pasador de gula inferior de la palanca transversal 9 esta en el canto del lado izquierdo de la ranura 15 de la barra transversal 14.
Esta posicion ha sido precedida por un estado, en el que el vastago de conmutador de carga 20 no ha girado a su posicion final, y as! no ha rotado pasando el centro muerto determinado por los resortes de ritmo 23 y/o el elemento de resorte 11. En esta posicion intermedia, el pasador de la palanca transversal 9 todavla esta en el canto del lado izquierdo de la ranura 15 de la barra transversal 14. Tras pasar el centro muerto, los resortes de ritmo 23 y/o el elemento de resorte 11 giran el vastago 20 a su posicion final, segun la figura 1b.
Segun la figura, los contactos de carga 41 estan ahora en el estado cerrado y cargan la carga capacitiva (figura 2). Gracias al elemento de retraso mecanico 10, los contactos principales del componente de conmutador real 1 todavla estan abiertos, hasta que llega una orden de control al rele de control 38 desde el inversor y el vastago 21 rota, cerrando los contactos principales 40.
Cuando la palanca 5 gira de nuevo a la posicion 0, la situacion vuelve a la de la figura 1a.
El diagrama de bloques del sistema segun la figura 2 consiste en el componente de conmutador real 1 y el componente de conmutador de carga 2, en el que el componente de conmutador real 1 se controla con la ayuda de un elemento de retraso mecanico 10 bajo el control de un rele de control electromecanico 38. El rele de control 38 recibe su senal de control de circuito de determinacion/especificacion de estado de carga, que tlpicamente esta ubicado en un inversor 3. El inversor 3 controla a su vez el motor M, cuando el estado de carga del inversor 3, que se alimenta a traves del circuito de carga 2, ha llegado a un valor predefinido. Los fusibles 37 se disponen entre los contactos del componente de conmutador real 1 y el componente de conmutador de carga 2. Hay resistencias en serie 36 en el circuito de carga, con el fin de limitar la corriente de carga.
La figura 3 muestra con mayor detalle un elemento de resorte 11 que es adecuado para el aparato segun la invencion. El elemento 11 consiste en una pieza excentrica 25 colocada alrededor del vastago 20 o del vastago 21, en la que se conecta un resorte 26 al punto de pivote 27. El otro extremo del resorte 26 se conecta, a su vez, a un punto de pivote 28, que se conecta a una pieza fija de bastidor. Asl, en el estado intermedio mostrado por la figura entre el estado-0 y el estado-1, el resorte 26 ha almacenado la maxima cantidad de energla mientras cuando el vastago 20 o 21 giran alegandose de la posicion vertical mostrada en la figura 3, el resorte 26 libera la energla, ayudando asl al vastago 20 o 21 a moverse desde el estado-0 al estado-1, o viceversa.
La figura 4 muestra una posible manera para implementar el elemento de retraso mecanico 10. Los elementos funcionan de la siguiente manera: la palanca de retraso 30 se conecta al vastago 21 de tal manera que, cuando se rota en sentido horario, el orificio en la palanca de retraso 30 reservado para el vastago 21 permite al vastago 21 rotar bastante de modo que el elemento de resorte 11 pase su centro muerto y permanezca en un estado tensionado, pero los contactos principales 40 no se cierren aun. Esto se puede implementar, por ejemplo, utilizando un orificio octogonal en la palanca 30. Una primera palanca auxiliar 31, que a su vez se une a una segunda palanca auxiliar 32 en un segundo punto de pivote 34, se conecta al extremo superior de la palanca 30, por medio de un primer punto de pivote 33. La segunda palanca auxiliar 32 se une, a su vez, a un punto fijo de bastidor 35.
Las palancas auxiliares forman juntas la llamada articulacion de rodilla, que impide que la palanca de retraso 30 gire en sentido horario. Cuando el rele de control 38 recibe un impulso de control del circuito de definicion de estado de carga mostrado en la figura 2, el rele de control 38 empuja el punto de pivote 34 sobre el centro muerto por las palancas auxiliares, de modo que la palanca de retraso 30 puede girar en sentido horario y al mismo tiempo el vastago 21 rota debido a la fuerza del elemento de resorte 11 y cierra los contactos principales 40.
El elemento de resorte 11 y el elemento de retraso 10 se pueden implementar naturalmente utilizando muchos tipos diferentes de mecanismo, o de una manera electromecanica.
Los vastagos 6, 7, 20 y 21 preferiblemente tienen una seccion transversal cuadrada. Segun la invencion, tambien son posibles otras secciones transversales rectangulares, poligonales, circulares u ovaladas. Con una seccion transversal circular, naturalmente se debe tener cuidado para asegurar que la conexion a los otros elementos sea suficientemente fiable de manera mecanica, por ejemplo, con la ayuda de rugosidad, pinzamiento o salientes.

Claims (6)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
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    REIVINDICACIONES
    1. Una combinacion de dispositivo conmutador para cargas capacitivas (3) conectadas a corriente continua, dicha combinacion de dispositivo conmutador incluye
    - un componente de conmutador real (1) para conectar la tension a la carga capacitiva (3),
    - un componente de conmutador de carga (2) para conectar la tension a la carga capacitiva (3) en el estado inicial de la conexion, dicho componente de conmutador de carga se dimensiona para una corriente mas baja que el componente de conmutador real (1),
    - un componente de control (4) que tiene una palanca (5) conectada a un primer vastago (6), por medio del cual el componente de conmutador real (1) se controla desde un estado abierto a un estado cerrado y viceversa,
    - elementos de retraso (10), para retrasar la conexion del componente de conmutador real (1), de modo que el componente de conmutador de carga cerrado (2) tendra tiempo para cargar la carga capacitiva (3), antes de que se conecte el conmutador real (1), y
    - un segundo vastago (7), que se conecta al primer vastago (6) con la ayuda de una holgura (15), con el fin de controlar el componente de conmutador de carga (2),
    caracterizado por que
    - en el extremo del primer vastago (6) y el segundo vastago (7) se conectan, en angulo recto al eje longitudinal de los vastagos, palancas transversales (8, 9), que se extienden en cada lado de los extremos de los vastagos (6, 7) y los extremos de las palancas transversales (8, 9) se conectan por barras transversales (13, 14) equipadas con ranuras (15), con el fin de sincronizar los vastagos (6, 7) entre si mientras se permite un margen.
  2. 2. Una combinacion de dispositivo conmutador segun la reivindicacion 1, caracterizada por que el primero vastago (6) y el segundo vastago (7) estan esencialmente paralelos entre si.
  3. 3. Una combinacion de dispositivo conmutador segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizada por que los componentes de conmutador real (1) se conectan al primer vastago (6) con la ayuda de un engranaje en angulo (12) y un vastago de conmutador (21).
  4. 4. Una combinacion de dispositivo conmutador segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizada por que las barras transversales (13, 14) se conectan al segundo vastago (6) por una disposition de ranuras (15, 16), de tal manera que la disposicion de ranuras (15, 16) se ubican en los extremos de las barras transversales (13, 14) proximas al segundo vastago (7), con el fin de adaptar la sincronizacion de los vastagos (6, 7) a diversos elementos mecanicos, cuando se rota el primer vastago (6) desde la position de apertura a la position de cierre y viceversa.
  5. 5. Una combinacion de dispositivo conmutador segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizada por que los vastagos (6, 7) se conectan funcionalmente entre si electricamente.
  6. 6. Una combinacion de dispositivo conmutador segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizada por que los componentes de conmutador de carga (2) se conectan al segundo vastago (7) con la ayuda de un engranaje en angulo (12) y un vastago de conmutador de carga (20).
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WO2005045864A1 (en) 2005-05-19
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