ES2893243T3 - Disposición de circuito para hacer funcionar sistemas de accionamiento electromagnéticos - Google Patents

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Abstract

Disposición de circuito para la activación de un sistema de accionamiento electromagnético para dispositivos electromecánicos, en particular con posición final enclavada mecánicamente, con al menos una fuente de tensión de control con una tensión de alimentación (UB), con al menos un circuito de regulación y de control (1), con al menos un sistema de accionamiento (2), con al menos un transmisor (T1), con al menos un rectificador en puente (VD5, VD6, VD7, VD8), con al menos un condensador de filtro (C5), con al menos un transistor de conmutación principal (VT2), mediante el cual el sistema de accionamiento (2) puede controlarse en un sistema de tren de impulsos característico y en donde el transistor de conmutación principal (VT2) está conectado en serie a una derivación primaria del transmisor (T1), en donde el transmisor (T1) está conectado a la tensión de alimentación (UB) y el lado secundario del transmisor (T1) alimenta el rectificador en puente (VD5, VD6, VD7,VD8), caracterizada por que la tensión continua de salida del rectificador en puente (VD5, VD6, VD7, VD8) se filtra mediante el condensador de filtro (C5) y se añade a la tensión de alimentación (UB) de la fuente de tensión de control, de modo que se realiza una alimentación con tensión continua con una evolución de la alimentación en el tiempo.

Description

DESCRIPCIÓN
Disposición de circuito para hacer funcionar sistemas de accionamiento electromagnéticos
La presente invención se refiere a una disposición de circuito para la activación de un sistema de accionamiento electromagnético para dispositivos electromecánicos, así como un procedimiento para hacer funcionar una disposición de circuito para la activación de un sistema de accionamiento electromagnético para dispositivos electromecánicos.
Los sistemas de accionamiento electromagnéticos se utilizan con frecuencia en la ingeniería eléctrica, para realizar una aplicación de fuerza sobre piezas constructivas mecánicas móviles. Tales sistemas emplean, por ejemplo, electroimanes o también otros grupos constructivos que trabajan sobre base electromagnética. Estos sistemas de accionamiento se utilizan, entre otros, en contactores, interruptores de protección, relés, válvulas magnéticas, etc., en formas variadas.
En la activación de tales sistemas de accionamiento habitualmente el sistema magnético se excita directamente mediante la fuente de tensión de control; a este respecto tiene lugar una aceleración de piezas constructivas mecánicas, como, por ejemplo, inducidos o también sistemas de palanca. Estos provocan, por ejemplo, el cierre de contactos de conmutación. Sin embargo, en este caso, la trayectoria de la fuerza y velocidad de cierre dependen de la altura de la tensión aplicada.
Sin embargo también se sabe que el suministro de energía de los sistemas de accionamiento se controla a menudo mediante disposiciones electrónicas (balastos electrónicos), de modo que en el accionamiento, la característica de distancia-tiempo de la trayectoria de la fuerza se corresponde de manera óptima con los requisitos del sistema mecánico.
Por el documento DE 20 2011 051 972 U1 se conoce ya una disposición de circuito para controlar un equipo de conmutación, que presenta una primera posición de conmutación y una segunda posición de conmutación y puede conmutar entre la primer posición de conmutación y la posición de conmutación, con al menos un equipo de activación electromagnético para generar una fuerza de regulación para conmutar el equipo de conmutación entre la primera posición de conmutación y la segunda posición de conmutación, y un circuito de control para controlar el equipo de activación electromagnético.
Además, el documento FR 2 803 956 A1 divulga una disposición de circuito para la activación de un sistema de accionamiento electromagnético para dispositivos electromecánicos, con al menos una fuente de tensión de control, con al menos un circuito de regulación y de control, con al menos un sistema de accionamiento, con al menos un transmisor, con al menos un rectificador en puente, con al menos un condensador de filtro, con al menos un transistor de conmutación principal, mediante el cual el sistema de accionamiento puede controlarse en un sistema de tren de impulsos característico, y en donde el transistor de conmutación principal está conectado en serie a una derivación primaria del transmisor, en donde el transmisor está conectado a la tensión de alimentación y alimenta el lado secundario del transmisor el rectificador en puente. Además la tensión continua de salida del rectificador en puente se filtra mediante el condensador de filtro, de modo que se realiza una alimentación con tensión continua con una evolución de la alimentación en el tiempo.
Además, en el documento DE 19851 973 A1 se muestra una disposición de circuito para obtener energía auxiliar para hacer funcionar una unidad de control de un equipo de conmutación a partir de una corriente que fluye a través de una ruta de corriente principal del equipo de conmutación, caracterizado por que a partir de una tensión dependiente de la corriente en la ruta de corriente principal mediante sincronización, transformación en el lado secundario de un transmisor y rectificación se obtiene una tensión continua de suministro para la unidad de control, en donde la tensión citada está aplicada en un circuito en serie desde un transmisor y un interruptor semiconductor controlado por modulación de ancho de pulso dependiendo de su tensión secundaria mediante un circuito de control (PWM), y al circuito de control (PWM) puede aplicarse una tensión continua de inicio a través de un interruptor temporalmente.
Por lo demás el documento DE 19744202 A1 muestra un circuito de convertidor con oscilador de bloqueo, alimentado a partir de una fuente de tensión de alta inductancia en particular, con un transformador un transistor de conmutación, que está controlado mediante un circuito de modulador de ancho de pulso, y con una salida, en donde con respecto a las conexiones de entrada del convertidor con oscilador de bloqueo el circuito eléctrico primario de su transformador está conectado en serie galvánicamente a la salida en el lado secundario.
Por lo demás, el documento JP 3062707 B2 se refiere a un circuito de control para una carga inductiva, que debe detenerse, para reducir el retardo del funcionamiento de carga. Cuando se activa una carga, se generan señales de salida rectificadas, y una tensión alta, que se obtiene mediante la suma de ambas señales de salida, se alimenta a la carga. Cuando ha transcurrido un tiempo especificado después de la activación, la salida de un circuito diferenciador se para y como consecuencia se para también la salida rectificada; La carga se hace funcionar a una tensión baja, que resulta solo de la salida rectificada. Cuando el accionamiento de carga se para, la energía almacenada en la carga por tanto es más baja que la convencional, lo que reduce el retardo de la parada de funcionamiento. La integración de un diodo Zener en un circuito de suministro de carga puede reducir adicionalmente el retardo de la parada de funcionamiento.
La activación de los sistemas de accionamiento anteriormente mencionados mediante la aplicación directa de la tensión de control disponible en los sistemas magnéticos presenta la ventaja de que la corriente de control alimentada y con ello la fuerza magnética por regla general no está adaptada a la característica fuerza-distancia presente del sistema mecánico accionado.
Los balastos electrónicos conocidos para el funcionamiento de sistemas de accionamiento magnéticos sincronizan los sistemas magnéticos directamente a través de uno o varios interruptores electrónicos. A este respecto es desventajoso que la tensión de control presente pueda reducirse, pero no aumentarse.
En una serie de casos de utilización de estos sistemas de accionamiento sin embargo es ventajoso poder aumentar también la tensión de control para la activación en caso necesario. Si no, en estos casos de utilización, por ejemplo en situaciones de tensión mínima no es posible una activación segura.
Además, estos balastos electrónicos sirven preferentemente para la activación de equipos de conmutación en forma de contactores, en los que el consumo de fuerza inicialmente es alto, pero después decrece con el tiempo.
Mediante esta sincronización directa del sistema de accionamiento eléctrico surge además un espectro de tensión parásita, que puede repercutir negativamente en otros sistemas electrónicos. También la velocidad de subida de los impulsos provoca una carga elevada de la estructura de bobinado de los sistemas de imanes, que generalmente están concebidos para el funcionamiento de tensión continua o el funcionamiento de tensión alterna de baja frecuencia. El modo de funcionamiento sincronizado puede provocar por consiguiente daños en el bobinado del sistema magnético.
Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es perfeccionar ventajosamente un disposición de circuito y un procedimiento para hacer funcionar una disposición de circuito, en particular en el sentido de que en toda la gama de tensión de entrada y de temperatura quede garantizado un funcionamiento seguro y cuidadoso con la mecánica sin interferencia electromagnética, y es posible activar tales sistemas de accionamiento, que durante la activación presentan un consumo de fuerza en intenso crecimiento en el tiempo, así como una posición final estable, enclavada mecánicamente.
Este objetivo se consigue de acuerdo con la invención mediante una disposición de circuito con las características de la reivindicación 1 o de la reivindicación 12, o mediante un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7. Según esto está previsto que se facilite una disposición de circuito para la activación de un sistema de accionamiento electromagnético para dispositivos electromecánicos, en particular con posición final enclavada mecánicamente, con al menos una fuente de tensión de control, con al menos un circuito de regulación y de control, con al menos un sistema de accionamiento, con al menos un transmisor, con al menos un rectificador en puente, con al menos un condensador de filtro, con al menos un transistor de conmutación principal, mediante el cual el sistema de accionamiento puede controlarse en un sistema de tren de impulsos característico, y en donde el transistor de conmutación principal está conectado en serie a una derivación primaria del transmisor, en donde el transmisor está conectado a la tensión de alimentación y el lado secundario del transmisor alimenta el rectificador en puente, cuya tensión continua de salida se filtra mediante el condensador de filtro y se añade a la tensión de la fuente de tensión de control, de modo que se realiza una alimentación con tensión continua con una evolución de la alimentación en el tiempo.
La invención se basa en la idea fundamental de que una etapa de convertidor con transformador sincronizado mediante un circuito de control y de regulación facilita la característica de alimentación eléctrica necesaria para el funcionamiento específico del sistema de accionamiento electromagnético en toda la gama de tensión de entrada y de temperatura sin aplicación de pulsos de las bobinas de sistema de accionamiento. Las ventajas mostradas por el estado de la técnica de los controles conocidos se evitan y se facilita una disposición de circuito, que hace funcionar el sistema de imanes de sistemas de accionamiento mencionados, en particular aquellos con bobinas de excitación de corriente continua, de modo que en toda la gama de tensión de entrada y de temperatura quede garantizado un funcionamiento seguro y cuidadoso con la mecánica sin interferencia electromagnética, y también permite activar tales sistemas de accionamiento, que durante la activación presentan un consumo de fuerza en intenso crecimiento en el tiempo, así como una posición final estable, enclavada mecánicamente.
En el funcionamiento de equipos de conmutación con sistema de accionamiento electromagnético, por ejemplo, interruptores de protección de batería con electroimanes en el sistema de accionamiento y posición final enclavada mecánicamente, bobinas de protección y de relé, así como válvulas magnéticas con control de válvula electromagnético, resultan gamas de tensión de servicio limitadas por la estructura interna y un desgaste elevado de los componentes mecánicamente móviles. En el funcionamiento con una tensión sincronizada aparece una interferencia electromagnética, que pueden influir en circuitos electrónicos.
Para evitar estas desventajas se facilita ahora de acuerdo con la invención una disposición de circuito, que facilita una tensión continua regulada con un curso de alimentación ventajoso para el sistema de accionamiento mediante una etapa de conmutación y disposición de transmisor con rectificador conectado aguas abajo y también hace posible, en caso necesario aumentar la tensión de accionamiento a lo largo de toda la tensión de control afectada por intensas tolerancias, dado el caso. Con ello se garantiza su conexión segura, como en el caso a modo de ejemplo de un interruptor de protección de batería con electroimanes en el sistema de accionamiento e instalación de suministro eléctrico respaldada por baterías con la presencia de una ancha gama de tensión de entrada. Además la disposición de circuito hace posible un modo de funcionamiento cuidadoso y con ello de vida útil prolongada de las piezas mecánicamente móviles. Mediante la alimentación de los sistemas de accionamiento con una tensión continua la emisión con interferencias, en particular en tendidos de línea largos entre la disposición de circuito descrita y el sistema de accionamiento, se evita en gran medida.
Puede estar previsto un diodo adicional, que en el lado del ánodo está conectado al nodo transmisor - transistor de conmutación principal y en el lado del cátodo está conectado al nodo de los cátodos del rectificador en puente.
El rectificador en puente puede estar configurado por varios diodos. Estos diodos pueden ser por ejemplo diodos rápidos para la rectificación de salida.
Por lo demás, puede estar previsto que esté previsto un segundo transistor y que la disposición de circuito pueda conmutarse de tal modo que un circuito de mantenimiento pueda activarse mediante un segundo transistor en el circuito de potencia con ayuda de la energía de puesta a cero del transmisor para el tiempo de conexión mediante el procesamiento de una tensión de puerta, por lo que el segundo transistor se controla, y una vez transcurrido el tiempo de conexión, se bloquea mediante la desconexión del transistor de conmutación principal y la supresión de la energía de puesta a cero.
Además es posible que el circuito de regulación y de control presente un circuito PWM (PWM = modulación por ancho de pulsos) con limitación de tiempo de conexión y que mediante el circuito PWM esté almacenado un modelo de impulso que se corresponde con la especificidad del sistema de accionamiento, que mediante una selección correspondiente puede asignarse al uso previsto respectivo.
Además puede estar previsto que la disposición de circuito presente un circuito de microcontrolador y que para el control coordinado y procesamiento de impulsos se utilice el circuito de microcontrolador.
Además, es posible que un termofusible, en particular un termofusible reversible, y un resistor en serie para el suministro de corriente de control, que están dispuestos de tal modo que para el caso de fallo en la ruta de corriente principal la combinación del termofusible y del resistor en serie se dispone de tal modo que mediante la conexión térmica de termofusible y resistor en serie puede interrumpirse la ruta de corriente principal.
Por lo demás puede estar previsto que la disposición de circuito presente adicionalmente un circuito de seguridad con un optoacoplador y con un diodo Z, que puede conectarse de tal modo que en el caso de la interrupción de la carga de salida se evita una tensión de salida inadmisiblemente alta al reaccionar el circuito de seguridad de tal modo que el optoacoplador se controla a través del diodo Z de la tensión de salida demasiado alta en caso de fallo y por consiguiente la salida del optoacoplador actúa sobre el circuito de control y de regulación, y por consiguiente la duración de conexión para el transistor potencia se reduce de modo que la tensión de salida queda limitada a un nivel admisible.
Por lo demás la presente invención se refiere a un procedimiento para hacer funcionar una disposición de circuito.
A este respecto en un procedimiento para hacer funcionar una disposición de circuito para la activación de un sistema de accionamiento electromagnético para dispositivos electromecánicos, en particular con posición final enclavada mecánicamente, con al menos una fuente de tensión de control, con al menos un circuito de regulación y de control, con al menos un sistema de accionamiento, con al menos un transmisor, con al menos un rectificador en puente, con al menos un condensador de filtro, con al menos un transistor de conmutación principal, mediante el cual el sistema de accionamiento se controla en un sistema de tren de impulsos característico en al menos un estado operativo y en donde el transistor de conmutación principal está conectado en serie a una derivación primaria del transmisor, se procede de tal modo que el transmisor está conectado a la tensión de alimentación y el lado secundario del transmisor alimenta el rectificador en puente, cuya tensión continua de salida se filtra mediante el condensador de filtro y se añade a la tensión de la fuente de tensión de control, de modo que se realiza una alimentación con tensión continua con una evolución de la alimentación en el tiempo.
Por lo demás, puede estar previsto que esté previsto un segundo transistor y que la disposición de conmutación pueda conmutarse de tal modo que un circuito de mantenimiento pueda activarse mediante un segundo transistor en el circuito de potencia con ayuda de la energía de puesta a cero del transmisor para el tiempo de conexión mediante el procesamiento de una tensión de puerta, por lo que se controla un segundo transistor, y una vez transcurrido el tiempo de conexión, se bloquea mediante la desconexión del transistor principal y la supresión de la energía de puesta a cero.
Además puede estar previsto que el circuito de regulación y de control presenta un circuito PWM con limitación de tiempo de conexión y que mediante el circuito PWM esté almacenado un modelo de impulso que se corresponde con la especificidad del sistema de accionamiento, que mediante una selección correspondiente puede asignarse al uso previsto respectivo.
Adicionalmente es posible que un termofusible, en particular un termofusible reversible, y un resistor en serie para el suministro de corriente de control, que están dispuestos de tal modo que, para el caso de fallo en la ruta de corriente principal, la combinación del termofusible y del resistor en serie se conecta de tal modo que mediante la conexión térmica de termofusible y resistor en serie se interrumpe la ruta de corriente principal.
Adicionalmente puede estar previsto que la disposición de circuito presente adicionalmente un circuito de seguridad con un optoacoplador y con un diodo Z, que en caso de fallo se conecta de tal modo que, en el caso de la interrupción de la carga de salida, se evita una tensión de salida inadmisiblemente alta al reaccionar el circuito de seguridad de tal modo que el optoacoplador se controla a través del diodo Z de la tensión de salida demasiado alta en caso de fallo y por consiguiente la salida del optoacoplador actúa sobre el circuito de control y de regulación, y por consiguiente la duración de conexión para el transistor potencia se reduce de modo que la tensión de salida queda limitada a un nivel admisible.
Otros detalles y ventajas de la invención van a explicarse con más detalle ahora mediante un ejemplo de realización representado en los dibujos.
Muestran:
figura 1 un diagrama de circuito para un ejemplo de realización de una disposición de circuito para la activación de un sistema de accionamiento electromagnético, así como un procedimiento correspondiente; y figura 2 la evolución cuantitativa de la característica fuerza-distancia del mecanismo de conexión de la disposición de circuito de acuerdo con la figura 1.
La figura 1 muestra un diagrama de circuito de un ejemplo de realización de una disposición de circuito, en este caso realizado como interruptor de protección de batería con un electroimán, cuyo principio de conexiones y de funcionamiento está representado con detalle en la figura 1, así como a continuación.
El disposición de circuito presenta un circuito de regulación y de control 1, que individualmente presenta un circuito de estabilización para la tensión de control interna Us con ZD 1.1, un registro de datos medidos 1.2, un circuito PWM (circuito de modulación por ancho de pulso) con limitación de conexión t 1.3, así como un circuito de excitador 1.4 para el disyuntor (VT2).
Por lo demás la disposición de circuito presenta un sistema de accionamiento 2 electromagnético.
La disposición de circuito está conectada a una fuente de tensión de control con una tensión de servicio (Ub).
Con la referencia MB se señala el potencial negativo (corriente principal).
Por lo demás la disposición de circuito presenta un pulsador de conexión S1, un resistor en serie R1 para el suministro de corriente Us, un resistor de resistencia al sangrado de puerta R2 para el transistor de conmutación VT1, un resistor de descarga R3 en la red de descarga del transistor de conexión para el circuito de automantenimiento VT2, un resistor de resistencia al sangrado de puerta R4 para el transistor de conexión VT2 así como un resistor de soporte R5 para el registro de la corriente principal para generar la variable controlada. Adicionalmente están previstos un resistor de limitación de corriente R6, una protección contra sobretensiones R7, un condensador de circuito intermedio C1 de baja inductancia, un condensador de circuito intermedio C2 con capacidad de almacenamiento superior, un condensador de filtro C3, un condensador C4 de la red de descarga DRC para el transistor de conexión VT2, un condensador de filtro C5 para la carga de salida. Además la disposición de circuito VD1 presenta un diodo de polo falso y diodo de marcha libre VD1, un diodo VD2 rápido de la red DRC para el transistor de conexión VT2, una limitación de tensión de puerta VD3, un diodo rectificador VD4 rápido para preparar la tensión de puerta para el transistor de conmutación VT1, diodos rápidos para la rectificación de salida VD5, VD6, VD7 y VD8 así como un diodo de marcha libre VD9 para el transistor de conmutación VT1, un inductor de entrada L1 (limitación de corriente de conexión), un fusible térmico F1 así como un fusible de sobrecorriente F2.
El diodo adicional VD9 está conectado en el lado del ánodo al nodo transmisor T1 - transistor de conmutación VT2 y en el lado del cátodo con el nodo de los cátodos VD6, VD8 del rectificador en puente, que está configurado mediante los diodos VD5, VD6, VD7, VD8.
Además están bornes 1/2, que representan conexiones para el pulsador de conexión, un borne 3 como entrada de alimentación para el suministro de corriente de control, un borne 4 para la conexión para del control del transistor de conmutación VT1, un borne 5 como potencial negativo del plano de tensión de control, bornes 6/7 como abastecimiento de tensión de derivación para el circuito de regulación con el registro de campo de medición 1.2, bornes 8/9 como conexión para la carga de salida 2 del sistema de accionamiento electromagnético 2.
Con la referencia tconexión se señala el tiempo de conexión y con tretardo el tiempo de retardo.
El funcionamiento de la disposición de control y el procedimiento de acuerdo con la invención se explican ahora como sigue:
El interruptor de protección de batería alcanza en el estado conectado una posición final estable, enclavada mecánicamente. La función de la atracción segura de los electroimanes y de alcanzar de manera fiable la posición final fijada mecánicamente del interruptor de protección de batería debe quedar garantizada en una gama de frecuencia de 65 V a 150 V, en donde la tensión de control nominal asciende a 110V.
En esta aplicación la disposición propuesta debe asegurar que a pesar del consumo de fuerza en intenso crecimiento - al contrario que en contactores conocidos - al final del tiempo de activación se facilite la energía suficiente para el sistema de imanes.
A través del pulsador de inicio S1 se inicia la operación de conexión, de modo que el transistor VT1 situado en el estado bloqueado se conecta en derivación y el circuito de regulación y de control se activa a través del resistor en serie R1; el procesamiento de tensión de control 1.1 está simbolizado mediante ZD. Para la formación del tren de impulsos se genera una señal modulada por ancho de pulsos con una frecuencia básica constante de 40 kHz.
El tiempo de conexión tconexión se mide de modo que, bajo todas las condiciones ambientales se cumple el tiempo de excitación necesario teniendo en cuenta el tiempo de servicio admisible para los electroimanes, como se representa en la figura 2.
Los electroimanes 2 están diseñados para el servicio de corta duración; los tiempos de servicio de duración no admisible llevan a la destrucción. Si en caso de fallo se sobrepasara el tiempo de servicio admisible, el fusible térmico F1 se libera a consecuencia del acoplamiento térmico con el resistor R1. El resistor en serie R1 y el termofusible reversible presentan la misma forma básica de carcasa (TO220) y están conectados mecánicamente entre sí en las superficies de contacto térmicas de esta carcasa, de modo que en el caso de fallo queda garantizada una liberación segura de manera definida. Mediante la selección del tamaño de resistor surge un comportamiento más o menos equivalente térmicamente con respecto al electroimán 2.
El transistor VT2 se controla mediante el circuito de regulación y de control 1 dentro del tiempo tconexión de 1,6 s del circuito PWM, a este respecto a la tensión (de entrada) de control Ub en correspondencia con la relación de multiplicación del transmisor T1 se añade una tensión, que se forma mediante el rectificador en puente con VD5 a VD8 y se filtra mediante C5. Mediante esta disposición se logra que mediante la variación del factor de trabajo de los impulsos-PWM la tensión en el electroimán puede llevarse a un valor tanto por debajo como por encima de la tensión de control. El interruptor S1 puede abrirse de nuevo tras el cierre; el circuito de automantenimiento con VT1 sigue suministrando al circuito, al alimentarse la tensión de puesta a cero de T1 a través del diodo VD4, al resistor de limitación de corriente R6 del circuito de limitador y circuito de estabilización con VD3, R2 y C3 a la puerta mediante VT1, de modo que este se conecta. Mientras que la etapa esta sincronizada con VT2, el circuito de potencia permanece conectado a través de VT1. Una vez transcurrido el tiempo tconexión la etapa con VT2 se desconecta, el circuito de potencia se interrumpe. Una vez transcurrido un tiempo de retardo tretardo la operación de conmutación puede iniciarse de nuevo. El tiempo de retardo tretardo impide que mediante un uso inadecuado las bobinas del sistema de accionamiento se sobrecarguen.
El procesamiento de tensión de control interna 1.1 asegura además mediante una etapa de tiempo propia que mediante una activación incorrecta del pulsador de conexión S1 (pulsado continuo) no se sobrecargue la estabilización ZD; en un caso así, 1.1 después de un tiempo especificado, más allá del tiempo de servicio normal del equipo, se desconecta de por sí.
Para un desacoplamiento suficiente de resistores inherentes de la fuente de alimentación UB están previstos los condensadores C1 y C2, en donde mediante condensador C1 de baja inductancia alimenta en el momento de conexión de VT2 y por ello asume el porcentaje de corriente alterna del condensador de circuito intermedio C2 con la capacitancia esencialmente más alta y la resistencia interna más alta.
El inductor L1 está previsto para la limitación de corriente de conexión y la descarga de corriente del interruptor S1.
El circuito está equipado con una regulación de corriente; a través del resistor de derivación R5 se registra la corriente principal en el circuito de potencia y se alimenta al registro de datos medidos 1.2. El registro de datos medidos 1.2 facilita las señales para el circuito de control y de regulación 1.3, que procesa el modelo de ancho de impulso de acuerdo con la característica específica del sistema de accionamiento electromagnético 2. En el circuito de control y de regulación 1.3 pueden estar depositadas una serie de características de alimentación específicas, que puede seleccionarse de manera correspondiente y por consiguiente se corresponden con el uso previsto respectivo.
En el caso de que mediante un fallo en el durante la aplicación no exista ninguna conexión de los bornes de salida 8 y 9 al interruptor de protección 2, mediante el circuito de control y de regulación 1.3 se lleva a cabo una limitación de tensión de salida.
Como se puede ver en la figura 2, la característica fuerza-distancia es tal que durante el traslado del equipo de conmutación 2 de una primera posición de conmutación s0 que se corresponde con las posiciones abiertas a una segunda posición de conmutación sfinal que se corresponde con la posición cerrada a lo largo del recorrido de regulación s es necesaria inicialmente una fuerza inicial Finicial relativamente baja, que a partir de un punto de presión s1 crece hasta un punto máximo s2 a una fuerza máxima Fmax y después del punto máximo s2 desciende hasta la segunda posición de conmutación sfinal a una fuerza final Ffinal. En correspondencia con la curva de esta característica fuerza-distancia la fuerza de regulación F se genera en el electroimán ZM1, ZM2, de modo que la fuerza de regulación F está adaptada a la característica fuerza-distancia del equipo de conmutación 2.
Mediante adaptación de la fuerza de regulación F a la característica fuerza-distancia del equipo de conmutación 2 se garantiza un funcionamiento del equipo de conmutación 2 que cuida la mecánica. En particular se evita una fuerza de regulación F excesiva, que en el caso de un choque de piezas constructivas de activación mecánica podrían llevar a un desgaste o incluso daño del equipo de conmutación 2.
Adicionalmente, mediante la adaptación de la fuerza de regulación F a la característica fuerza-distancia del equipo de conmutación 2 se garantiza que independientemente de la tensión de control Uduración disponible concretamente se realice una conmutación fiable del equipo de conmutación 2. En particular, mediante la conversión de la tensión de control Uduración a la tensión del circuito intermedio Uzk y la adaptación de la fuerza de regulación F a la característica fuerza-distancia del equipo de conmutación 2 a lo largo de toda la gama de tensión de la tensión de control Uduración se garantiza que esté presente energía suficiente para conectar el equipo de conmutación 2 y además quede descartado un rebote de piezas constructiva de activación mecánica del equipo de conmutación 2.
Lista de referencias
1 - circuito de regulación y de control
1.1 - circuito de estabilización para la tensión de control Us interna con ZD
1.2 - registro de datos medidos
1.3 - circuito PWM con limitación de tiempo de conexión t
1.4 - Circuito de excitador para disyuntor (VT2)
2 - sistema de accionamiento electromagnético
Ub - tensión de servicio
MB - potencial negativo (corriente principal)
S1 - pulsador de conexión
R1 - resistor en serie para el suministro de corriente de control Us
R2 - resistor de resistencia al sangrado de puerta para VT1
R3 - resistor de descarga en la red de descarga de VT2
R4 - resistor de resistencia al sangrado de puerta para VT2
R5 - resistor de derivación para registrar la corriente principal para generar la variable controlada
R6 - resistor de limitación de corriente
R7 - protección contra sobretensiones
C1 - condensador de circuito intermedio de baja inductancia
C2 - condensador de circuito intermedio con capacidad de almacenamiento superior
C3- condensador de filtro
C4 - condensador de la red de descarga DRC para VT2
C5 - condensador de filtro para la carga de salida
VD1 - diodo de polo falso y diodo de marcha libre
VD2 - diodo rápido de la red DRC para VT2
VD3 - limitación de tensión de puerta
VD4 - diodo rectificador rápido para el procesamiento de la tensión de puerta para VT1
VD5 aVD8 - diodo rápido para la rectificación de salida
VD9 - diodo de marcha libre para T1
VT1 - transistor de conmutación
VT2 transistor de conexión para circuito de automantenimiento L1 inductor de entrada(limitación de corriente de conexión)
F1 fusible térmico
F2 fusible de sobrecorriente bornes:
1/2 conexiones para pulsador de conexión
3 entrada de alimentación para suministro de corriente de control
4 conexión para control de VT1
5 potencial negativo (plano de tensión de control)
6/7 abastecimiento de tensión de derivación para el circuito de regulación con 1.2
8/9 conexión para la carga de salida 2
tconexión tiempo de conexión
tretardo tiempo de retardo
F fuerza de regulación
Finicial fuerza de regulación en el momento de conexión
Fmax fuerza de regulación en el punto de presión
Ffinal fuerza de regulación en el final del recorrido de regulación
s recorrido de inducido del electroimán
so posición de desconexión
s1 distancia entre posición de desconexión y punto de presión
s2 distancia entre posición de desconexión y la fuerza máxima necesaria sfinal distancia entre posición de desconexión y posición final

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Disposición de circuito para la activación de un sistema de accionamiento electromagnético para dispositivos electromecánicos, en particular con posición final enclavada mecánicamente, con al menos una fuente de tensión de control con una tensión de alimentación (Ub), con al menos un circuito de regulación y de control (1), con al menos un sistema de accionamiento (2), con al menos un transmisor (T1), con al menos un rectificador en puente (VD5, VD6, VD7, VD8), con al menos un condensador de filtro (C5), con al menos un transistor de conmutación principal (VT2), mediante el cual el sistema de accionamiento (2) puede controlarse en un sistema de tren de impulsos característico y en donde el transistor de conmutación principal (VT2) está conectado en serie a una derivación primaria del transmisor (T1), en donde el transmisor (T1) está conectado a la tensión de alimentación (Ub) y el lado secundario del transmisor (T1) alimenta el rectificador en puente (VD5, VD6, VD7,VD8), caracterizada por que la tensión continua de salida del rectificador en puente (VD5, VD6, VD7, VD8) se filtra mediante el condensador de filtro (C5) y se añade a la tensión de alimentación (Ub) de la fuente de tensión de control, de modo que se realiza una alimentación con tensión continua con una evolución de la alimentación en el tiempo.
2. Disposición de circuito según la reivindicación 1, caracterizada por que está previsto un segundo transistor (VT1) y por que la disposición de circuito puede conmutarse de tal modo que un circuito de mantenimiento mediante un segundo transistor (VT1) en el circuito de potencia puede activarse con ayuda de la energía de puesta a cero del transmisor (T1) para el tiempo de conexión (tconexión) mediante el procesamiento de una tensión de puerta (VD4, R6, VD3, R2, C3), con lo que se controla el segundo transistor (VT1), y una vez transcurrido el tiempo de conexión (tconexión) 25 se bloquea mediante la desconexión del transistor de conmutación principal (VT2) y la supresión de la energía de puesta a cero.
3. Disposición de circuito según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada por que el circuito de regulación y de control (1) presenta un circuito PWM (1.3) con limitación de tiempo de conexión (1.3) y por que mediante el circuito PWM (1.3) está almacenado un modelo de impulso que se corresponde con la especificidad del sistema de accionamiento, que mediante una selección correspondiente puede asignarse al uso previsto respectivo.
4. Disposición de circuito según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la disposición de circuito presenta un circuito de microcontrolador y por que para el control coordinado y el procesamiento de impulsos se utiliza el circuito de microcontrolador.
5. Disposición de circuito según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que un termofusible (F1), en particular un termofusible reversible, y un resistor en serie para el suministro de corriente de control (R1), que están dispuestos de tal modo que, para el caso de fallo en la ruta de corriente principal, la combinación del termofusible y del resistor en serie está dispuesta y puede conmutarse de tal modo que mediante la conexión térmica de termofusible y resistor en serie puede interrumpirse la ruta de corriente principal.
6. Disposición de circuito según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la disposición de circuito presenta adicionalmente un circuito de seguridad con un optoacoplador y con un diodo Z, que puede conmutarse de tal modo que en el caso de la interrupción de la carga de salida del sistema de accionamiento (2) se evita una tensión de salida inadmisiblemente alta al reaccionar el circuito de seguridad de tal modo que el optoacoplador se controla a través del diodo Z mediante la tensión de salida demasiado alta en caso de fallo, y por consiguiente la salida del optoacoplador actúa sobre el circuito de control y de regulación (1), y por consiguiente la duración de conexión para el transistor de conmutación principal (Vt2) se reduce de modo que la tensión de salida queda limitada a un nivel admisible.
7. Procedimiento para hacer funcionar una disposición de circuito para la activación de un sistema de accionamiento electromagnético para dispositivos electromecánicos, en particular con posición final enclavada mecánicamente, con al menos una fuente de tensión de control con una tensión de alimentación (Ub), con al menos un circuito de regulación y de control (1), con al menos un sistema de accionamiento (2), con al menos un transmisor (T1), con al menos un rectificador en puente (VD5, VD6, VD7,VD8), con al menos un condensador de filtro (C5), con al menos un transistor de conmutación principal (VT2), mediante el cual el sistema de accionamiento (2) se controla en un sistema de tren de impulsos característico en al menos un estado operativo y en donde el transistor de conmutación principal (VT2) está conectado en serie a una derivación primaria del transmisor (T1), en donde el transmisor (T1) está conectado a la tensión de alimentación (Ub) y el lado secundario del transmisor (T1) alimenta el rectificador en puente (VD5, VD6, VD7,VD8), caracterizada por que la tensión continua de salida del rectificador en puente (VD5, VD6, VD7, VD8) se filtra mediante el condensador de filtro (C5) y se añade a la tensión de alimentación (Ub) de la fuente de tensión de control, de modo que se realiza una alimentación con tensión continua con una evolución de la alimentación en el tiempo.
8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado por que está previsto un segundo transistor (VT1) y por que la disposición de circuito en el funcionamiento se conecta de tal modo que un circuito de mantenimiento se activa mediante un segundo transistor (VT1) en el circuito de potencia con ayuda de la energía de puesta a cero del transmisor (T1) para el tiempo de conexión (tconexión) mediante el procesamiento de una tensión de puerta (VD4, R6, VD3, R2, C3), por lo que se controla el segundo transistor (VT1) y una vez transcurrido el tiempo de conexión (tconexión) se bloquea mediante la desconexión del transistor de conmutación principal (VT2) y la supresión de la energía de puesta a cero.
9. Procedimiento según la reivindicación 7 o la reivindicación 8, caracterizado por que el circuito de regulación y de control (1) presenta un circuito PWM (1.3) con limitación de tiempo de conexión (1.3) y por que mediante el circuito PWM (1.3) está almacenado un modelo de impulso que se corresponde con la especificidad del sistema de accionamiento, que mediante una selección correspondiente puede asignarse al uso previsto respectivo.
10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado por que un termofusible (F1), en particular un termofusible reversible, y un resistor en serie para el suministro de corriente de control (R1), que están dispuestos de tal modo que, para el caso de fallo en la ruta de corriente principal, la combinación del termofusible y del resistor en serie se conmuta de tal modo que mediante la conexión térmica de termofusible y resistor en serie se interrumpe la ruta de corriente principal.
11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado por que la disposición de circuito presenta adicionalmente un circuito de seguridad con un optoacoplador y con un diodo Z, que en caso de fallo se conmuta de tal modo que en el caso de la interrupción de la carga de salida del sistema de accionamiento (2) se evita una tensión de salida inadmisiblemente alta al reaccionar el circuito de seguridad de tal modo que el optoacoplador se controla a través del diodo Z mediante la tensión de salida demasiado alta en caso de fallo y por consiguiente la salida del optoacoplador actúa sobre el circuito de control y de regulación (1), y por consiguiente la duración de conexión para el transistor de conmutación principal (Vt2) se reduce de modo que la tensión de salida queda limitada a un nivel admisible.
12. Disposición de circuito para la activación de un sistema de accionamiento electromagnético para dispositivos electromecánicos, en particular con posición final enclavada mecánicamente,
con al menos una fuente de tensión de control con una tensión de alimentación (UB), con al menos un circuito de regulación y de control (1),
con al menos un sistema de accionamiento (2),
con al menos un transmisor (T1),
con al menos un rectificador en puente (VD5, VD6, VD7, VD8),
con al menos un condensador de filtro (C5), con al menos un transistor de conmutación principal (VT2), mediante el cual el sistema de accionamiento (2) puede controlarse en un sistema de tren de impulsos característico y en donde el transistor de conmutación principal (VT2) está conectado en serie a una derivación primaria del transmisor (T1), en donde el transmisor (T1) está conectado a la tensión de alimentación (Ub) y el lado secundario del transmisor (T1) alimenta el rectificador en puente (VD5, VD6, VD7,VD8), caracterizada por que la tensión continua de salida del rectificador en puente (VD5, VD6, VD7, VD8) se filtra mediante el condensador de filtro (C5) y se añade a la tensión de alimentación (Ub) de la fuente de tensión de control, de modo que se realiza una alimentación con tensión continua con una evolución de la alimentación en el tiempo, en donde la disposición de circuito está provista de un segundo transmisor (VT1), que está conectado entre la fuente de tensión de control y un primer nodo,
en donde la derivación primaria del transmisor (T1) está conectada entre el primer nodo y un segundo nodo, en donde el transistor de conmutación principal (VT2) está conectado entre el segundo nodo y un primer potencial negativo (MB), en donde el transistor de conmutación principal (VT2) a través de un resistor de derivación (R5), un inductor de entrada (L1), un fusible térmico (F1) y un fusible de sobrecorriente (F2) está conectado a un potencial negativo (MB),
en donde el lado secundario del transmisor (T1) está conectado entre el segundo nodo y un tercer nodo, en donde el rectificador en puente (VD5, VD6, VD7, VD8) está configurado mediante un primer diodo (VD5), un segundo diodo (VD6), un tercer diodo (VD7) y cuarto diodo (VD8),
en donde el primer diodo (VD5) y el tercer diodo (VD7) están conectados cada uno de ellos en el lado del ánodo con un cuarto nodo,
en donde el segundo diodo (VD6) y el cuarto diodo (VD8) están conectados cada uno de ellos en el lado del cátodo con un quinto nodo,
en donde el primer diodo (VD5) está conectado en el lado del cátodo al tercer nodo y el segundo diodo (VD6) está conectado en el lado del ánodo con el tercer nodo,
en donde el tercer diodo (VD7) está conectado en el lado del cátodo al primer nodo y el cuarto diodo (VD8) está conectado en el lado del ánodo con el primer nodo, y
en donde el condensador de filtro (C5) está conectado entre el cuarto y el quinto nodo.
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