ES2829805T3 - Disposición con un interruptor eléctrico y un actuador electromagnético - Google Patents

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Abstract

Procedimiento para el funcionamiento de un interruptor eléctrico (20) con al menos un contacto de conmutación móvil, que es movido por un inducido móvil (60) de un actuador electromagnético (10) para la activación y desactivación del interruptor (20); - en donde entre el contacto de conmutación móvil y el inducido (60) está dispuesto un dispositivo de resorte (40); y - en donde para mover el inducido (60) desde una posición inicial predeterminada (Xa), en la cual los contactos de conmutación del interruptor están abiertos, a una posición final de inducido predeterminada (Xe), en la cual los contactos de conmutación están cerrados y la energía de resorte se almacena en el dispositivo de resorte (40), se genera un flujo magnético en un devanado de excitación (80) del actuador (10), en donde una corriente de excitación (I(t)) se alimenta al devanado de excitación (80), caracterizado porque, - el flujo magnético a través del devanado de excitación (80) o una variable de flujo que se correlaciona con el flujo magnético a través del devanado de excitación (80) se determina con la conformación de un valor de flujo (Φreal(t)); - el flujo magnético en el devanado de excitación (80) se determina considerando al menos la corriente de excitación (I(t)) que fluye a través del devanado de excitación (80) y el número de espiras del devanado de excitación (80), conformando un valor de flujo magnético (Θ (t)) y - considerando un registro de datos de posición (POS) que especifica la respectiva posición de inducido en función de los valores de flujo magnético y los valores de flujo, se determina aquella posición de inducido -20 en lo sucesivo denominada como posición de inducido de impacto por contacto (Xc)- en la cual se encuentran entre sí los contactos de conmutación durante el proceso de cierre antes de que el inducido (60) alcance su posición final de inducido (Xe), - en donde, para mover el inducido (60) desde la posición inicial (Xa) a la posición final el flujo magnético es regulado por el devanado de excitación (80) y ello de tal manera que el desarrollo del valor de flujo (Θreal(t)) presente un desarrollo de flujo objetivo predeterminado de forma fija - al menos en un intervalo de tiempo antes de que el inducido (60) alcance su posición de inducido de impacto de contacto (Xc)-. - en donde el flujo magnético a través del devanado de excitación (80) en el, al menos un, intervalo de tiempo antes de que el inducido (60) alcance su posición de inducido de impacto de contacto (Xc), se regula mediante un control de flujo constante en un flujo objetivo constante predeterminado (Θconst1); - en donde el control de flujo constante finaliza o se conmuta a otro flujo objetivo (Θconst2) tan pronto como el inducido (60) ha alcanzado su posición de inducido por impacto de contacto (Xc); - porque el flujo magnético se reduce mediante la reducción de la corriente de excitación (I(t)) que fluye a través del devanado de excitación (80).

Description

DESCRIPCIÓN
Disposición con un interruptor eléctrico y un actuador electromagnético
La presente invención hace referencia a un procedimiento con las características de acuerdo con el concepto general de la reivindicación 1.
Un procedimiento similar se conoce de la solicitud DE 102011 083 282 B3. La solicitud de patente describe un procedimiento para el funcionamiento de un interruptor eléctrico con al menos un contacto de conmutación móvil, que es movido por un inducido móvil de un actuador electromagnético para la activación y desactivación del interruptor; en donde entre el contacto de conmutación móvil y el inducido está dispuesto un dispositivo de resorte. Para mover el inducido desde una posición inicial predeterminada, en la cual los contactos de conmutación del interruptor están abiertos, a una posición final de inducido predeterminada, en la cual los contactos de conmutación están cerrados y la energía de resorte se almacena en el dispositivo de resorte, se genera un flujo magnético en un devanado de excitación del actuador, en donde una corriente de excitación se alimenta al devanado de excitación. La solicitud alemana DE 195 44 207 A1 describe un procedimiento de control para un actuador. En este procedimiento, para controlar el movimiento de un inducido del actuador durante el movimiento del inducido, se determinan las variables de movimiento, es decir, la aceleración, la velocidad y la respectiva ubicación del inducido, a saber, evaluando el flujo magnético que fluye a través de un devanado de excitación del actuador. Utilizando las variables de movimiento calculadas, la corriente a través del devanado de excitación se controla con miras a mantener una secuencia de movimiento específica para el actuador.
La solicitud DE 10 2008 040 668 A1 revela un procedimiento para la regulación de un flujo magnético de un electroimán.
La solicitud DE 102009 042 777 A1 revela un actuador electromagnético con un dispositivo de medición para la determinación de una posición de inducido; en donde el dispositivo de medición presenta al menos un sensor de corriente eléctrica y un sensor de campo magnético.
El objeto de la presente invención consiste en especificar un procedimiento para el funcionamiento de un interruptor eléctrico, con el cual se presente el menor desgaste posible.
Dicho objeto se resuelve conforme a la invención mediante un procedimiento con las características según la reivindicación 1. Las realizaciones ventajosas del procedimiento conforme a la invención están indicadas en las reivindicaciones relacionadas.
Según las mismas, conforme a la invención está previsto entre otras cosas que el flujo magnético a través del devanado de excitación o una variable de flujo correlacionada con el flujo magnético a través del devanado de excitación se determine con la conformación de un valor de flujo Oreal(t), el flujo magnético en el devanado de excitación se determina considerando al menos la corriente de excitación que fluye a través del devanado de excitación y el número de espiras del devanado de excitación, conformando un valor de flujo magnético 0(t) y considerando un registro de datos de posición que especifica la respectiva posición de inducido en función de los valores de flujo magnético y los valores de flujo, se determina aquella posición de inducido (en lo sucesivo denominada como posición de inducido de impacto por contacto) en la cual se encuentran entre sí los contactos de conmutación durante el proceso de cierre antes de que el inducido alcance su posición final de inducido; en donde para mover el inducido desde la posición inicial a la posición final el flujo magnético se regula por el devanado de excitación y ello de tal manera que el desarrollo del valor de flujo Oreal(t) presente un desarrollo de flujo objetivo predeterminado de forma fija (al menos en un intervalo de tiempo, antes de que el inducido alcance su posición de inducido de impacto de contacto).
Una ventaja fundamental del procedimiento conforme a la invención consiste en que en dicho procedimiento se determina la posición de inducido de impacto de contacto; esto permite modificar un flujo objetivo predeterminado antes del alcance de la posición de inducido de impacto de contacto en el momento en que se alcanza la posición de inducido de impacto de contacto y diseñar el desarrollo del movimiento posterior desde la posición de inducido de impacto de contacto hasta alcanzar la posición final de inducido de manera diferente que antes de alcanzar la posición del inducido de impacto de contacto. De este modo se puede optimizar la secuencia de movimientos hasta la posición final de inducido.
Preferentemente, el registro de datos de posición se determina de antemano en base a mediciones de calibración que se realizan respectivamente en el interruptor específico y se almacenan en una memoria del dispositivo de control. De manera alternativa, el registro de datos de posición también se puede determinar utilizando procedimientos de simulación por ordenador que consideran las propiedades mecánicas y electromagnéticas del interruptor.
En vistas a la ejecución de la regulación del flujo, el flujo magnético a través del devanado de excitación en el, al menos un, intervalo de tiempo antes de que el inducido alcance su posición de inducido de impacto de contacto, se regula mediante un control de flujo constante en un flujo objetivo constante predeterminado Oconstl. En otras palabras, la curva de flujo objetivo que está predefinido de forma fija en el, al menos un, intervalo de tiempo antes de que se alcance la posición de inducido de impacto de contacto consiste en un flujo objetivo constante predefinido de forma fija Oconstl.
El control de flujo constante también finaliza o se conmuta a otro flujo objetivo (Oconst2) tan pronto como el inducido ha alcanzado su posición de inducido por impacto de contacto. El flujo magnético se reduce mediante la reducción de la corriente de excitación que fluye a través del devanado de excitación. La posición de inducido de impacto por contacto se puede determinar de manera particularmente rápida y sencilla cuando a partir del registro de datos de posición para el flujo objetivo constante Oconstl se lee una curva de posición de inducido del valor de flujo magnético que indica la posición de inducido en función del respectivo flujo magnético para el flujo objetivo constante Oconstl, y la posición de inducido de impacto por contacto se determina (al menos también) en base a la curva de posición de inducido de valor de flujo magnético.
A partir del registro de datos de posición o de la curva de posición de inducido del valor de flujo magnético, para el flujo objetivo constante Oconst1, se lee preferiblemente un valor de flujo magnético de impacto ©a(Xc) para el cual el inducido alcanza su posición de inducido de impacto de contacto. En esta configuración, la determinación de la posición de inducido de impacto de contacto se realiza preferentemente en función del valor de flujo magnético de impacto ©a(Xc).
Cuando se tiene en cuenta el valor de flujo magnético de impacto ©a(Xc) antes mencionado, se considera ventajoso cuando el control de flujo constante finaliza o se conmuta a otro flujo objetivo (Oconst2) tan pronto como el valor de flujo magnético ©(t) es igual al valor de flujo magnético de impacto ©a(Xc).
Alternativa o adicionalmente, el valor de posición apropiado o aproximadamente apropiado se puede leer del registro de datos de posición para el respectivo valor de flujo magnético determinado y para el valor de flujo respectivamente determinado y la posición de inducido de impacto de contacto se puede reconocer en base a los valores de posición. Con referencia a la última configuración mencionada se considera ventajoso cuando el desarrollo del movimiento de inducido se determina a partir del registro de datos de posición determinando una información de posición que depende del tiempo; con la información de posición que depende del tiempo se determina una especificación de aceleración que depende del tiempo; y se infiere que se ha alcanzado la posición del inducido de impacto de contacto cuando el valor de la especificación de aceleración dependiente del tiempo alcanza o supera un valor umbral predeterminado.
La presente invención hace referencia también a una disposición con un interruptor según la reivindicación 7.
Con respecto a las ventajas de la disposición conforme a la invención, se hace referencia a las ejecuciones mencionadas anteriormente en relación con el procedimiento conforme a la invención, ya que las ventajas del procedimiento según la invención se corresponden con las de la disposición según la invención.
El dispositivo de control presenta preferentemente un microprocesador o microcontrolador, así como la memoria en la cual está almacenado el registro de datos de posición. El microprocesador o microcontrolador está programado preferentemente de tal manera que el mismo pueda ejecutar el procedimiento antes mencionado para el funcionamiento del interruptor.
A continuación, la presente invención se explica en detalle mediante ejemplos de ejecución; a modo de ejemplo en las figuras se muestra:
Figura 1: un ejemplo de ejecución de una disposición con un actuador y un interruptor eléctrico conectado con el actuador; en donde el actuador presenta un devanado de excitación, un dispositivo de control y una bobina auxiliar conectada con el dispositivo de control para la medición del flujo magnético.
Figura 2: un primer ejemplo de ejecución de una curva de flujo objetivo, con la cual el dispositivo de control según la figura 1 puede regular el flujo magnético.
Figura 3: un segundo ejemplo de ejecución de una curva de flujo objetivo, con la cual el dispositivo de control según la figura 1 puede regular el flujo magnético.
Figura 4: un ejemplo de ejecución de un registro de datos de posición en forma de una familia de curvas característica.
Figura 5: un ejemplo de ejecución de una disposición con un actuador y un interruptor eléctrico; en donde el actuador presenta un devanado de excitación, un dispositivo de control y un sensor Hall conectado con el dispositivo de control para la medición del flujo magnético.
Por razones de claridad en la representación, en las figuras se utilizan siempre los mismos símbolos de referencia para los componentes idénticos o bien, comparables.
En la figura 1 se reconoce un actuador en forma de accionamiento electromagnético 10 para un interruptor eléctrico 20; el interruptor 20 puede ser, por ejemplo, un disyuntor eléctrico. El interruptor eléctrico 20 comprende un contacto de conmutación móvil 21, así como, un contacto de conmutación fijo 22.
El contacto de conmutación móvil 21 está conectado con una varilla de accionamiento 30 del accionamiento electromagnético 10, que actúa conjuntamente con un dispositivo de resorte 40. Además, al dispositivo de resorte 40 también está acoplada otra varilla de accionamiento 50, que está conectada con un inducido móvil 60 del accionamiento electromagnético 10.
El inducido 60 puede ejecutar un movimiento de elevación a lo largo de una dirección de deslizamiento P predeterminada y moverse así en la dirección de un yugo 70 del accionamiento 10. La figura 1 muestra el inducido 60 con líneas continuas en una posición abierta (en lo sucesivo también denominada como posición inicial), en la cual el inducido está separado del yugo 70. En la posición abierta del inducido 60, el contacto de conmutación móvil 21 se encuentra en una posición abierta, que también está representada en la figura 1 con líneas continuas. La posición cerrada (en lo sucesivo también denominada como posición final) del inducido 60, en la cual el mismo descansa sobre el yugo magnético 70, y la posición cerrada del contacto de conmutación móvil se muestran con líneas discontinuas y con los números de referencia 61 y 21a.
La función del dispositivo de resorte 40 consiste, entre otras cosas, en proporcionar una fuerza de presión de contacto predeterminada cuando el interruptor 20 se encuentra en el estado cerrado; en el ejemplo de ejecución según la figura 1, el dispositivo de resorte 40 empuja hacia arriba la otra varilla de accionamiento 50 de la figura 1, de tal modo que el inducido 60 siempre recibe una fuerza de resorte que lo lleva a la posición abierta y que en el estado cerrado se debe compensar por una fuerza de sujeción correspondientemente elevada.
Debido al dispositivo de resorte 40, el inducido 60 alcanzará, durante su movimiento desde la posición inicial hasta la posición final de inducido, una posición intermedia (en lo sucesivo denominada como posición de inducido por impacto de contacto), en la cual los contactos de conmutación ya se encuentran durante el proceso de cierre, aunque el inducido aún no ha alcanzado su posición final de inducido. La posición inicial de inducido 60 está indicada en la figura 1 con el símbolo de referencia Xa, la posición de inducido de impacto de contacto con el símbolo de referencia Xc y la posición final de inducido con el símbolo de referencia Xe.
Cuando el interruptor eléctrico 20 con el accionamiento electromagnético 10 se cierran se alimenta una corriente eléctrica I(t) al devanado de excitación 80 mediante un dispositivo de control 100, que provoca un flujo magnético dentro del devanado de excitación y lleva el inducido 60 contra la fuerza de resorte del dispositivo de resorte 40 a su posición cerrada. El dispositivo de control 100 comprende preferentemente un microprocesador o microcontrolador 110, que regula la corriente eléctrica I(t) de tal manera que el desarrollo del valor de flujo Oreal(t) del flujo magnético corresponde a una curva de flujo objetivo predeterminada de forma fija, pero sólo hasta el punto en el tiempo en el cual el inducido 60 alcanza la posición de inducido de impacto de contacto Xc; dicho punto en el tiempo se denomina en lo sucesivo como el momento de impacto. De manera particularmente preferida, el flujo magnético a través del devanado de excitación 80 se regula a un flujo objetivo constante Oconstl por medio de un control de flujo constante en el intervalo de tiempo que se encuentra inmediatamente antes del momento del impacto.
Para permitir esta regulación del flujo magnético, el dispositivo de control 100 está conectado con una bobina auxiliar 200 que rodea el yugo magnético 70 y es atravesada por el mismo flujo magnético que el devanado de excitación 80. El dispositivo de control 100 o su microcontrolador 110 mide la tensión eléctrica Uh(t) que recae en la bobina auxiliar 200 conformando un valor de medición de la tensión de la bobina y utiliza dicho valor para determinar, considerando la ley de inducción:
üh (t} = N - dtI>isL (t) /dt
el flujo magnético que pasa a través del devanado de excitación 80 y de la bobina auxiliar 200; en la fórmula, N indica el número de espiras de la bobina auxiliar 200, Uh(t) la tensión que recae en la bobina auxiliar 200 y t el tiempo.
Teniendo en cuenta el respectivo valor de flujo Oreal(t), el microcontrolador 110 del dispositivo de control 100 controla la corriente eléctrica I(t) a través del devanado de excitación 80 de tal manera que el valor de flujo Oreal(t) del flujo magnético presenta una curva de tiempo predeterminada antes de que el inducido alcance la posición de inducido de impacto de contacto. En otras palabras, la regulación del movimiento del actuador o la regulación del movimiento del inducido 60 se realiza en principio independiente de sus parámetros de movimiento reales, pero exclusivamente sobre la base del valor de flujo Oreal(t) del flujo magnético que penetra en el devanado de excitación 80 y la bobina auxiliar 200, y ello, hasta que el inducido 60 alcanza su posición de inducido de impacto de contacto. Para poder desconectar el control de flujo objetivo o conmutar el control de flujo objetivo a un flujo objetivo diferente al flujo objetivo Oconst1 tan pronto como el inducido 60 alcanza la posición de inducido de impacto de contacto Xc, el dispositivo de control 100 determina adicionalmente el flujo magnético en el devanado del excitador 80 durante el movimiento del inducido, por ejemplo, considerando la corriente de excitación I(t) que fluye a través del devanado de excitación y el número de espiras W del devanado de excitación 80 conformando un valor de flujo magnético 0(t), preferentemente, según:
0(t) ^ W * l(t)
Por tanto, el flujo magnético corresponde a la tensión magnética como la integral de trayectoria de la intensidad del campo magnético cuando el circuito magnético está cerrado.
Teniendo en cuenta un registro de datos de posición POS, que está almacenado en una memoria 120 del dispositivo de control 100 y que especifica la respectiva posición del inducido X en función de los valores de flujo magnético 0(t) y los valores de flujo magnético Oreal(t), el microcontrolador 110 puede determinar la posición de inducido de impacto de contacto Xc, en la cual los contactos de conmutación se encuentran durante el proceso de cierre antes de que el inducido 60 alcance su posición final de inducido.
Un ejemplo de ejecución de una familia de curvas características que pueden conformar el registro de datos de posición POS en la memoria 120 del dispositivo de control 100 se muestra, a modo de ejemplo, en la figura 4. Se reconoce una pluralidad de procesos funcionales de la forma:
Figure imgf000005_0001
para diferentes posiciones de inducido X; en donde la posición inicial en la cual los contactos de conmutación están abiertos está indicada con el símbolo de referencia Xa y la posición final de inducido en la cual los contactos de conmutación están cerrados y la energía de resorte está almacenada en el dispositivo de resorte 40 está indicada con el símbolo de referencia Xe. La curva X(t) muestra un ejemplo de una posible trayectoria del inducido a lo largo del tiempo a través de la familia de curvas características durante el movimiento desde la posición inicial Xa a través de la posición de inducido por impacto de contacto Xc hasta la posición final del inducido Xe.
En la regulación de flujo constante que se realiza del lado del dispositivo de control 80 de manera que el valor de flujo Oreal(t) presenta el flujo objetivo constante Oconst1 antes de alcanzar la posición de inducido de impacto de contacto Xc, el dispositivo de control 80 o su microcontrolador 110 puede leer o conformar una curva de posición de inducido de valor de flujo magnético 0a (X) a partir del registro de datos de posición POS para el flujo objetivo constante Oconst1, que indica la posición de inducido X en función del respectivo valor de flujo magnético 0 (t) para el flujo objetivo constante Oconst1. A partir de esta curva de posición de inducido de valor de flujo magnético 0a (X), el dispositivo de control 80 o su microcontrolador 110 puede leer a su vez el valor de flujo magnético de impacto 0a(Xc) para el cual el inducido 60 alcanza su posición de inducido de impacto de contacto Xc.
Tan pronto como el dispositivo de control 80 determina que el valor de flujo magnético 0(t) es igual al valor de flujo magnético de impacto 0a(Xc), deduce que el inducido 60 ha alcanzado su posición de inducido de impacto de contacto Xc y reduce el flujo magnético Oreal(t) reduciendo la corriente de excitación I(t) que fluye a través del devanado de excitación. Tal reducción del flujo magnético se puede realizar, por ejemplo, conmutando el control de flujo constante a otro flujo objetivo Oconst2, específicamente, más bajo.
La figura 2 muestra un ejemplo de ejecución de una curva de flujo con valores de flujo O (t) a lo largo del tiempo t, que el microcontrolador 110 puede ajustar para el control del devanado de excitación 80. Se puede observar que la curva de flujo según la figura 2 presenta una sección de rampa de ascenso 300, en la cual los valores de flujo O(t) se incrementan preferentemente de forma lineal desde 0 hasta un valor final de rampa predeterminado.
La sección de rampa de acenso 300 va seguida de una primera sección de flujo constante 310, en la cual el flujo magnético presenta un primer flujo objetivo constante Oconst1 mediante una regulación de flujo constante. La primera sección de flujo constante 310 se usa en la fase inicial de la aceleración del inducido móvil 60 para generar fuerzas de aceleración particularmente elevadas con el fin de aumentar la velocidad del inducido 60 de manera particularmente rápida en la fase inicial.
Tan pronto como el inducido 60 ha alcanzado su posición de inducido de impacto de contacto Xc en punto en el tiempo tc, el control de flujo objetivo se conmuta a un segundo flujo objetivo constante Oconst2, que es adecuado para mantener el inducido 60 en la posición final del inducido. De esta manera, resulta una segunda sección de flujo constante, que está indicada con el número de referencia 320 en la figura 2.
La figura 3 muestra otro ejemplo de ejecución de una curva de flujo con valores de flujo O(t) a lo largo del tiempo t, que puede ajustar el microcontrolador 110 para el control del devanado de excitación 80. Se observa una sección de rampa ascendente 400, una primera sección de flujo constante 410 con un primer flujo objetivo constante Oconstl, una segunda sección de flujo constante 420 con un segundo flujo objetivo constante Oconst2 y una tercera sección de flujo constante 430 con un tercer flujo objetivo constante Oconst3.
La segunda sección de flujo constante 420 actúa como una sección de frenado y se encuentra temporalmente entre la primera sección de flujo constante 410, que actúa como una sección de aceleración, y la tercera sección de flujo constante 430 adecuada para mantener el inducido en la posición final de inducido 60. La segunda sección de flujo constante 420 sirve para permitir que la velocidad del inducido 60 caiga a un valor antes de que golpee el yugo magnético 70, lo que asegura el menor desgaste posible de las partes de actuador del actuador 10. En la segunda sección de flujo constante 420, el flujo objetivo constante Oconst2 es preferentemente menor que el tercer flujo objetivo constante Oconst3, con el cual el inducido 60 se puede mantener en su posición final en el yugo 70.
La conmutación del control de flujo constante para la transición de la primera sección de flujo constante 410 a la segunda sección de flujo constante 420 tiene lugar tan pronto como el inducido 60 ha alcanzado su posición de inducido de impacto de contacto Xc en el tiempo te. El microcontrolador 110 reconoce preferentemente la posición de inducido de impacto de contacto Xc basándose en el registro de datos de posición POS.
La conmutación del control de flujo constante para la transición desde la segunda sección de flujo constante 420 a la tercera sección de flujo constante 430 tiene lugar preferentemente cuando el inducido ha alcanzado su posición final del inducido Xe en el tiempo te. La posición final de inducido Xe es reconocida por el microcontrolador 110 preferentemente en base al registro de datos de posición POS, que se almacena en la memoria 120 del dispositivo de control 100, en función de los valores de flujo magnético 0(t) y los valores de flujo magnético Oreal(t), por ejemplo, de la misma manera que la posición del inducido de impacto de contacto Xc se determina en función de los valores de flujo magnético 0(t) y los valores de flujo magnético Oreal(t). Con respecto a la detección de la posición final de inducido Xe, resultan consecuentemente válidas las explicaciones anteriores.
De manera alternativa, el dispositivo de control 100 o su microcontrolador 110 también pueden determinar la posición de inducido de impacto de contacto Xc y/o la posición final del inducido Xe de la siguiente manera: En primer lugar, se lee el respectivo valor de posición X(t) del inducido 60 adecuado o aproximadamente adecuado del registro de datos de posición POS para el valor de flujo magnético respectivamente determinado 0(t) y para el valor de flujo respectivamente determinado Oreal(t). Con la información de posición que depende del tiempo se determina una especificación de aceleración que depende del tiempo a(t) según:
Figure imgf000006_0001
y se infiere respectivamente que se ha alcanzado la posición de inducido de impacto de contacto Xc o la posición final de inducido Xe cuando el valor |a(t)| de la especificación de aceleración dependiente del tiempo a(t) alcanza o supera un valor umbral predeterminado M, es decir, cuando se aplica:
Figure imgf000006_0002
Por lo demás, las explicaciones anteriores con respecto al modo de funcionamiento del dispositivo de control 100 y su microcontrolador 110 se aplican en consecuencia.
La figura 5 muestra un segundo ejemplo de ejecución de un actuador 10 y un interruptor eléctrico 20, en el cual un dispositivo de control 100 del actuador 10 realiza la regulación del valor de flujo Oreal(t) del flujo magnético a través del yugo 70 y del inducido móvil asociado 60. El diseño constructivo de la disposición según la figura 5 corresponde esencialmente al ejemplo de ejecución según la figura 1 con la diferencia de que no está proporcionada ninguna bobina auxiliar para la medición del valor de flujo Oreal(t), sino un sensor Hall 500, que está conectado al dispositivo de control 100 y al microcontrolador 110. El sensor Hall 500 genera una señal de medición S(t), que se transmite del sensor Hall 500 al dispositivo de control 100 y al microcontrolador 110. Mediante la señal de medición S(t), el microcontrolador 110 puede determinar el flujo magnético en el yugo magnético 70 o el flujo magnético a través del devanado de excitación 80 y establecer la corriente I(t) a través del devanado de excitación 80 de manera que el flujo magnético en el devanado de excitación 80 o en el yugo magnético 70 corresponde a una curva de flujo objetivo predeterminada a lo largo del tiempo, tal como se ha mostrado a modo de ejemplo en relación con las figuras 2 a 4 anteriores.
En resumen, el ejemplo de ejecución según la figura 5 difiere del ejemplo de ejecución según la figura 1 sólo en la detección del valor de flujo Óreal(t) del flujo magnético que fluye a través del devanado de excitación 80, el yugo magnético 70 y el inducido 60.
Aunque la invención ha sido descrita e ilustrada en detalle mediante ejemplos de ejecución preferidos, dicha invención no está limitada por los ejemplos revelados y, sin abandonar el alcance de la presente invención, el especialista puede derivar de aquí otras variaciones.
Lista de símbolos de referencia
10 Accionamiento/ actuador electromagnético
20 Interruptor
21 Contacto de conmutación móvil
21a Contacto de conmutación en posición cerrada/ posición final
22 Contacto de conmutación fijo
30 Varilla de accionamiento
40 Dispositivo de resorte
50 Otra varilla de accionamiento
60 Inducido
61 Inducido en posición cerrada/ posición final
70 Yugo
80 Devanado de excitación
100 Dispositivo de control
110 Microcontrolador
120 Acumulador
200 Bobina auxiliar
300 Sección de rampa de ascenso
310 Primera sección de flujo constante
320 Segunda sección de flujo constante
400 Sección de rampa de ascenso
410 Primera sección de flujo constante
420 Segunda sección de flujo constante
430 Tercera sección de flujo constante
500 Sensor Hall
I(t) Corriente de bobina
P Dirección de deslizamiento
POS Registro de datos de posición
S(t) Señal de medición
t Tiempo
tc Punto en el tiempo
te Punto en el tiempo
Uh(t) Tensión
X Posición de inducido
Xa Posición inicial
Xc Posición de inducido de impacto por contacto Xe Posición final de inducido
X(t) Información de posición dependiente del tiempo Oreal(t) Valor de flujo
O(t) Valor de flujo
Oconstl Flujo objetivo
Oconst2 Flujo objetivo
Oconst3 Flujo objetivo
© Flujo magnético

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para el funcionamiento de un interruptor eléctrico (20) con al menos un contacto de conmutación móvil, que es movido por un inducido móvil (60) de un actuador electromagnético (10) para la activación y desactivación del interruptor (20);
- en donde entre el contacto de conmutación móvil y el inducido (60) está dispuesto un dispositivo de resorte (40); y
- en donde para mover el inducido (60) desde una posición inicial predeterminada (Xa), en la cual los contactos de conmutación del interruptor están abiertos, a una posición final de inducido predeterminada (Xe), en la cual los contactos de conmutación están cerrados y la energía de resorte se almacena en el dispositivo de resorte (40), se genera un flujo magnético en un devanado de excitación (80) del actuador (10), en donde una corriente de excitación (I(t)) se alimenta al devanado de excitación (80), caracterizado porque,
- el flujo magnético a través del devanado de excitación (80) o una variable de flujo que se correlaciona con el flujo magnético a través del devanado de excitación (80) se determina con la conformación de un valor de flujo (Oreal(t));
- el flujo magnético en el devanado de excitación (80) se determina considerando al menos la corriente de excitación (I(t)) que fluye a través del devanado de excitación (80) y el número de espiras del devanado de excitación (80), conformando un valor de flujo magnético (0 (t)) y
- considerando un registro de datos de posición (POS) que especifica la respectiva posición de inducido en función de los valores de flujo magnético y los valores de flujo, se determina aquella posición de inducido -en lo sucesivo denominada como posición de inducido de impacto por contacto (Xc)- en la cual se encuentran entre sí los contactos de conmutación durante el proceso de cierre antes de que el inducido (60) alcance su posición final de inducido (Xe),
- en donde, para mover el inducido (60) desde la posición inicial (Xa) a la posición final el flujo magnético es regulado por el devanado de excitación (80) y ello de tal manera que el desarrollo del valor de flujo (Oreal(t)) presente un desarrollo de flujo objetivo predeterminado de forma fija - al menos en un intervalo de tiempo antes de que el inducido (60) alcance su posición de inducido de impacto de contacto (Xc)-.
- en donde el flujo magnético a través del devanado de excitación (80) en el, al menos un, intervalo de tiempo antes de que el inducido (60) alcance su posición de inducido de impacto de contacto (Xc), se regula mediante un control de flujo constante en un flujo objetivo constante predeterminado (Oconstl);
- en donde el control de flujo constante finaliza o se conmuta a otro flujo objetivo (Oconst2) tan pronto como el inducido (60) ha alcanzado su posición de inducido por impacto de contacto (Xc);
- porque el flujo magnético se reduce mediante la reducción de la corriente de excitación (I(t)) que fluye a través del devanado de excitación (80).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque,
- a partir del registro de datos de posición (POS) para el flujo objetivo constante (Oconstl) se lee una curva de posición de inducido del valor de flujo magnético(0a(X)), que indica la posición de inducido en función del respectivo flujo magnético para el flujo objetivo constante (Oconstl), y
- la posición de inducido de impacto por contacto (Xc) se determina al menos también en base a la curva de posición de inducido de valor de flujo magnético 0a(X).
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes 1-2,
caracterizado porque,
- a partir del registro de datos de posición (POS) o de la curva de posición de inducido del valor de flujo magnético ©a(X) para el flujo objetivo constante (Oconstl) se lee un valor de flujo magnético de impacto (0a (Xc)) para el cual el inducido (60) alcanza su posición de inducido de impacto de contacto (Xc), y - la determinación de la posición del inducido de impacto de contacto (Xc) se realiza al menos también en base al valor del flujo magnético de impacto ©a (Xc).
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque el control de flujo constante finaliza o se conmuta a otro flujo objetivo (Oconst2) tan pronto como el valor de flujo magnético (0 (t)) es igual al valor de flujo de impacto (0a (Xc)).
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque,
- el valor de posición adecuado o aproximadamente adecuado se lee a partir del registro de datos de posición (POS) para el valor de caudal determinado respectivo (0 (t)) y para el valor de flujo determinado respectivamente (Oreal(t)) y
- la posición de inducido de impacto de contacto (Xc) se reconoce en función de los valores de posición.
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque,
- el desarrollo del movimiento de inducido (60) se determina a partir del registro de datos de posición (POS) determinando una información de posición que depende del tiempo (X (t));
- con la información de posición que depende del tiempo (X (t)) se determina una especificación de aceleración que depende del tiempo (a(t)); y
- se infiere que se ha alcanzado la posición del inducido de impacto de contacto (Xc) cuando el valor (|a(t)|) de la especificación de aceleración dependiente del tiempo (a(t)) alcanza o supera un valor umbral predeterminado (M).
7. Disposición con un interruptor eléctrico (20), con al menos un contacto de conmutación móvil, que es movido por un inducido móvil (60) de un actuador electromagnético (10) desde la disposición para la activación y desactivación del interruptor (20);
- en donde entre el contacto de conmutación móvil y el inducido (60) está dispuesto un dispositivo de resorte (40) de la disposición; y
- en donde para mover el inducido (60) desde una posición inicial predeterminada (Xa), en la cual los contactos de conmutación del interruptor están abiertos, a una posición final de inducido predeterminada (Xe), en la cual los contactos de conmutación están cerrados y la energía de resorte se almacena en el dispositivo de resorte (40), se genera un flujo magnético en un devanado de excitación (80) del actuador (10), en donde una corriente de excitación (I(t)) se alimenta al devanado de excitación (80), caracterizada porque,
- el interruptor (20) presenta un dispositivo de control (100) que determina aquella posición del inducido, en lo sucesivo denominada como posición de inducido por impacto de contacto (Xc), en la cual los contactos de conmutación se encuentran entre sí durante el proceso de cierre antes de que el inducido (60) alcance su posición final de inducido (Xe),
- en donde el dispositivo de control (100) está diseñado de tal manera que determina el flujo magnético a través del devanado de excitación (80) o una variable de flujo que se correlaciona con el flujo magnético a través del devanado de excitación (80) se determina con la conformación de un valor de flujo (Oreal(t)); - en donde el dispositivo de control (100) está diseñado de tal manera que el mismo regula el flujo magnético en el devanado de excitación (80) considerando al menos la corriente de excitación (I(t)) que fluye a través del devanado de excitación (80) y el número de espiras del devanado de excitación (80), conformando un valor de flujo magnético (0 (t)) y
- en donde el dispositivo de control (100) está diseñado de tal manera que determina la posición de inducido de impacto de contacto (Xc) considerando un registro de datos de posición (POS) almacenado en una memoria (120) del dispositivo de control (100), el cual especifica la respectiva posición de inducido en función de los valores de flujo magnético y los valores de flujo;
- en donde el dispositivo de control (100) está diseñado de tal manera que, para mover el inducido (60) desde la posición inicial (Xa) a la posición final del inducido (Xe) el mismo regula el flujo magnético a través del devanado de excitación (80) a un flujo objetivo constante mediante un control de flujo constante en al menos un intervalo de tiempo antes de que el inducido (60) alcance su posición de inducido de impacto de contacto (Xc);
- en donde dispositivo de control (100) está diseñado de tal manera que el mimo desactiva el control de flujo constante o conmuta a otro flujo objetivo (Oconst2) tan pronto como el inducido (60) alcanza su posición de inducido de impacto de contacto (Xc) reduciendo el flujo magnético a través de la reducción de la corriente de excitación (I (t)) que fluye a través del devanado de excitación (80).
8. Disposición con un interruptor (20) según la reivindicación 7,
caracterizada porque,
- el dispositivo de control (100) presenta un microprocesador o microcontrolador, así como la memoria en la cual se almacena el registro de datos de posición (POS), y
- el microprocesador o el microcontrolador está programado de tal forma que pueda realizar uno de los procedimientos según las reivindicaciones 1 a 6.
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