ES2910875T3 - Sistema y método de conmutación de un interruptor - Google Patents

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Abstract

Sistema de conmutación (20) para un contador de electricidad (1) con al menos un conmutador (2, 3), concretamente un conmutador de control de la alimentación (2) y/o un conmutador de control de la carga (3), en el que el sistema de conmutación (20) comprende un dispositivo de control (21) que está adaptado para emitir una señal de conmutación (61) al al menos un interruptor (2, 3) para iniciar un evento de conmutación del al menos un interruptor (2, 3), el sistema de conmutación (20) comprende un sensor (22, 23) que está adaptado para transformar la corriente de salida y/o la tensión de salida del al menos un conmutador (2, 3) en una señal de sensor (62), estando el sensor (22, 23) conectado al dispositivo de control (21) de forma que transmita la señal de sensor, en la que el dispositivo de control (21) está adaptado para determinar un estado de conmutac ión del al menos un interruptor (2, 3) basándose en la señal del sensor (62), para determinar una diferencia de tiempo entre un primer punto de tiempo (P1) en el que se emite la señal de conmutación (61) y un segundo punto de tiempo (P2), en el que el estado de conmutación del al menos un interruptor (2, 3) corresponde a un estado de conmutación predefinido, y para ajustar la temporización de la salida de la señal de conmutación (61) basándose en la diferencia de tiempo ycon respecto a un cruce por cero de una tensión y/o corriente alterna a conmutar, caracterizado en que el sistema de conmutación (20) comprende otro sensor (24, 25) que está adaptado para transformar la corriente (73) absorbida por una bobina de conmutación (13, 14) del al menos un conmutad or (2, 3) en otra señal de sensor, yque está conectado al dispositivo de control (21) de forma que transmita la señal de sensor, en el que el dispositivo de control (21) está adaptado para ajustar la temporización de la salida de la señal de conmutación en función de la otra señal de sensor, y el dispositivo de control (21) está adaptado para determinar un periodo de movimiento (F2) que comienza cuando un contacto de conmutación (9, 11) del interruptor (2, 3) empieza a moverse durante el evento de conmutación y que termina cuando el interruptor (2, 3) se encuentra en el u otro estado de conmutación predefinido en función de la otra señal del sensor, en el que el dispositivo de control (21) está adaptado para ajustar la temporización de la salida de la señal del interruptor en función de la duración del periodo de movimiento (F2).

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema y método de conmutación de un interruptor
[0001] La presente invención se refiere a un sistema de conmutación para un contador de electricidad con al menos un interruptor, concretamente un interruptor de control de suministro y/o un interruptor de control de carga, en el que el sistema de conmutación comprende un dispositivo de control que está adaptado para emitir una señal de conmutación al menos un interruptor para iniciar un evento de conmutación del al menos un interruptor. Además, la presente invención se refiere a un contador de electricidad con un sistema de conmutación y con al menos un conmutador, concretamente un conmutador de control de suministro y/o un conmutador de control de carga. Por último, la presente invención se refiere a un método para conmutar un interruptor.
Antecedentes tecnológicos
[0002] Los sistemas de conmutación para contadores eléctricos, los contadores eléctricos con sistemas de conmutación y los métodos para conmutar los interruptores son bien conocidos en la técnica. Para reducir el desgaste de los contactos de conmutación de los interruptores, es deseable hacer o romper los contactos mecánicos de los contactos de conmutación cuando la potencia eléctrica, por ejemplo, la potencia eléctrica de CA como la tensión eléctrica de CA y/o la corriente eléctrica de CA que se va a conmutar tiene un paso por cero, de manera que se reduce o incluso se evita la formación de arcos. Para poder conmutar el conmutador, es decir, para abrir o cerrar el conmutador o para romper o hacer el contacto físico de los contactos del conmutador, durante la fase de diseño del conmutador se estima un retardo entre la emisión de una señal de conmutación al conmutador y el final del evento de conmutación, es decir, cuando el conmutador ha alcanzado un estado de conmutación predeterminado. Sin embargo, durante la vida útil del conmutador, el retardo cambia, de manera que la sincronización de los eventos de conmutación con respecto al paso por cero puede no ser óptima. Como resultado, los interruptores según el arte previo tienen la desventaja de que, debido a la sincronización subóptima de los eventos de conmutación, el tiempo de vida de los interruptores disminuye.
[0003] El documento US5644463 divulga un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 1 y un método según el preámbulo de la reivindicación 6.
Descripción de la invención
[0004] En vista de la desventaja mencionada, un objeto subyacente a la invención es proporcionar un sistema de interruptor, un contador de electricidad y un método que aumenten la vida útil del interruptor.
[0005] El objeto se consigue según la invención en que el sistema de conmutación es como se define en la reivindicación 1.
[0006] En el caso del contador de electricidad antes mencionado, el objeto se logra en que el contador de electricidad comprende un sistema de conmutación según la invención.
[0007] Para el método mencionado, el objeto se logra en que el método es como se define en la reivindicación 6.
[0008] Como la diferencia de tiempo se determina mientras el interruptor está en uso, y en particular como la diferencia de tiempo se determina basándose en la señal del sensor que se genera en condiciones de conmutación del mundo real, que pueden variar con el tiempo, el momento de la salida de la señal de conmutación permite una apertura o un cierre del interruptor, es decir, romper o hacer el contacto físico de los contactos del interruptor, exactamente en el paso por cero o al menos muy cerca de él, incluso si el retraso entre la salida de la señal de conmutación y el final del evento de conmutación se desvía del retraso estimado debido a las condiciones actuales.
[0009] Según la invención, el sistema de conmutación comprende otro sensor que está adaptado para transformar la corriente extraída de una bobina de conmutación del al menos un conmutador en otra señal de sensor, y que está conectado al dispositivo de control en la forma de transmisión de la señal de sensor, en la que el dispositivo de control está adaptado para ajustar la temporización de la salida de la señal de conmutación basándose en la otra señal de sensor.
[0010] Según la invención, el método comprende el paso de determinar la corriente extraída de una bobina de conmutación del al menos un interruptor, y ajustando la temporización de la señal de conmutación a emitir en función de la corriente extraída de la bobina de conmutación.
[0011] Por ejemplo, con el paso del tiempo o con un cambio de temperatura, la resistencia eléctrica de la bobina puede cambiar, lo que resulta en un cambio de la corriente extraída por la bobina. Un cambio de la corriente arrastrada por la bobina afecta a las fuerzas de conmutación causadas por la bobina de conmutación, lo que resulta en una aceleración diferente del contacto del interruptor al abrir o cerrar el interruptor. Por lo tanto, la supervisión de la corriente arrastrada por la bobina durante un evento de conmutación de corriente puede indicar que, según la resistencia actual de la bobina, la señal del interruptor debe emitirse antes o después con respecto a un próximo cruce por cero. Además, la resistencia mecánica que actúa para inhibir el movimiento del contacto del interruptor, que puede cambiar con la temperatura, puede determinarse basándose en la otra señal del sensor. Esta realización puede ser ventajosa por sí misma, ya que la temporización puede ajustarse en función de la señal del otro sensor sin determinar previamente la diferencia de tiempo.
[0012] Según la invención, el dispositivo de control está adaptado para determinar un periodo de movimiento que comienza cuando se emite la señal de conmutación o cuando un contacto de conmutación del interruptor comienza a moverse durante el evento de conmutación y que termina cuando el interruptor está en el u otro estado de conmutación predefinido en función de la otra señal del sensor, en el que el dispositivo de control está adaptado para ajustar la temporización de la salida de la señal de conmutación en función de la duración del periodo de movimiento.
[0013] Según la invención, basándose en la corriente extraída de la bobina de conmutación, se determina un periodo de movimiento que comienza cuando se emite la señal de conmutación o cuando un contacto de conmutación del interruptor comienza a moverse durante el evento de conmutación y que termina cuando el interruptor se encuentra en el o en otro estado de conmutación predefinido, y en el que la temporización de la señal de conmutación a emitir se ajusta basándose en la duración del periodo de movimiento.
[0014] En la determinación de la duración del periodo móvil, todos los parámetros, como la resistencia de la bobina y la resistencia mecánica, se consideran en un solo parámetro, es decir, preferiblemente un único valor de control. Por lo tanto, el periodo móvil puede utilizarse fácilmente para ajustar la temporización de la salida de la señal de conmutación, por ejemplo, utilizando la duración del periodo móvil como variable al calcular la temporización de la salida, de manera que pueden omitirse los cálculos elaborados para ajustar la temporización. De nuevo, la determinación previa de la diferencia de tiempo basada en la señal del sensor puede no ser estrictamente necesaria. En particular, el cambio en el tiempo de la corriente puede utilizarse para controlar el sistema de conmutación.
[0015] Según otra posible realización del sistema de conmutación, el dispositivo de control está adaptado para determinar un estado de desgaste del conmutador o para ajustar otro parámetro de conmutación basándose en la señal del sensor, por ejemplo, basándose en la diferencia de tiempo, y/o basándose en la otra señal del sensor, por ejemplo, basándose en la corriente consumida por la bobina de conmutación o en el periodo de movim iento. En particular, el cambio en el tiempo de la corriente puede utilizarse para determinar el estado de desgaste.
[0016] Según otra posible realización del método, éste comprende el paso de determinar un estado de desgaste del interruptor o ajustando otro parámetro de conmutación en función de la señal del sensor, por ejemplo, en función de la diferencia de tiempo, y/o en función de la otra señal del sensor, por ejemplo, en función de la corriente consumida por la bobina de conmutación o del periodo de movimiento. Incluso en el caso de que el conmutador no haya sido accionado, es decir, conmutado durante un periodo de tiempo más largo, por ejemplo, horas, días o incluso semanas, la corriente de la bobina puede utilizarse para obtener directamente información sobre el estado del conmutador, de forma que la tensión aplicada a la bobina pueda modificarse para reducir la formación de un arco.
[0017] Por ejemplo, los contactos del conmutador pueden erosionarse con el tiempo, lo que da lugar a un periodo de movimiento más largo o más corto, ya que la distancia entre las superficies de contacto de los contactos del conmutador difiere en el estado erosionado en comparación con un estado no erosionado. Además, los cambios de temperatura pueden afectar a la resistencia eléctrica de la bobina o a la resistencia mecánica de las partes del interruptor, modificando así la duración del periodo de movimiento. Además, o como alternativa, la resistencia de la bobina y la resistencia mecánica pueden cambiar incluso sin el efecto de la temperatura, por ejemplo si con el tiempo se deteriora el aislamiento de los cables de la bobina o entra suciedad o polvo en el interruptor. En el caso de que un desgaste determinado sea peor que un desgaste permitido predeterminado, se puede generar una señal de mantenimiento que será emitida por el dispositivo de control, por ejemplo a través de una salida de señal óptica y/o eléctrica del dispositivo de control o del contador de electricidad. En caso de que el contador de electricidad esté conectado a un servidor de forma que transmita datos, la señal de mantenimiento puede emitirse al servidor.
[0018] Según otra posible realización del sistema de conmutación, el sistema comprende otro sensor más que está adaptado para transformar la temperatura del conmutador en una señal de sensor de temperatura, y que está conectado al dispositivo de control de manera que transmita la señal del sensor, en el que el dispositivo de control está adaptado para ajustar la temporización de la salida de la señal de conmutación basándose en la señal del sensor de temperatura.
[0019] Según otra posible realización del método, éste comprende la determinación de la temperatura del interruptor y el ajuste de la temporización de la salida de la señal de conmutación en función de la temperatura.
[0020] En particular, si el conmutador no ha sido conmutado durante un periodo de tiempo prolongado, por ejemplo varias horas, días o incluso semanas, de manera que las condiciones ambientales y en particular la temperatura pueden haber cambiado significativamente, por ejemplo hasta 10 Kelvin o más, las diferencias de tiempo previamente determinadas, las otras señales del sensor o los periodos de movimiento pueden no representar el estado actual del conmutador con una precisión deseada. Sin embargo, basarse en la temperatura actual representada por la señal del sensor de temperatura permite un ajuste preciso de la tem porización de la salida de la señal del interruptor, incluso sin determinaciones recientes de la diferencia de tiempo, de la otra señal del sensor y/o del periodo de movimiento. Así, el ajuste de la temporización de la salida puede ser ventajoso por sí solo. En combinación con los valores aún válidos de la diferencia de tiempo, la otra señal del sensor y/o el periodo de movimiento, tener en cuenta los valores de la temperatura permite una temporización aún más precisa.
[0021] Según una posible realización del producto de programa informático, éste puede ser un soporte de datos portátil, por ejemplo, un soporte de datos magnético como un disquete, un soporte de datos óptico como un disco compacto (CD) o un disco versátil digital (DVD), o cualquier otro soporte de datos portátil como una memoria USB. Alternativamente, el producto de programa informático puede instalarse en un ordenador portátil o fijo o en un servidor directamente en el sistema de conmutación o a distancia del mismo.
[0022] Los estados de conmutación pueden consistir en que el al menos un interruptor esté abierto o cerrado. Además, la señal del sensor puede representar estados de conmutación intermedios, en particular cuando se cierra el al menos un interruptor. Durante los estados de conmutación intermedios, los contactos de conmutación del al menos un interruptor pueden hacer y romper el contacto entre sí repetidamente, ya que rebotan uno contra otro debido a las propiedades mecánicas, en particular las propiedades de los muelles del al menos un interruptor. Por ejemplo, se pueden medir las transiciones de tensión a medida que los contactos de conmutación rebotan. El número y/o la duración de los rebotes pueden utilizarse para determinar el comportamiento y, por tanto, el estado del interrupto r, de manera que la temporización de la salida puede ajustarse también en función del número y/o la duración de los rebotes. La temporización puede ajustarse de forma que el cruce por cero se produzca preferentemente en la mitad del periodo durante el cual rebotan los contactos de conmutación.
[0023] La mitad del periodo de tiempo entre el primer contacto de los contactos de conmutación (Tcc) y el momento del último rebote de los contactos (Tcs) puede determinarse y multiplicarse por un factor de correcció n (C) que se determina en función de la temperatura y el desgaste. El valor resultante puede restarse del tiempo anterior necesario para el cierre del interruptor (Toc) a fin de determinar el primer momento (Tst, Tst =Toc-0,5*(Tcc+Tcs)*C). Si el rebote no da lugar a transiciones de tensión durante un periodo de hasta 100 ms, 75 ms, 50 ms o 25 ms, se supone que el evento de conmutación no ha provocado ningún arco, por lo que no es necesario ajustar la temporización ni los demás parámetros de conmutación.
[0024] En el caso de que el periodo entre el primer contacto de los contactos de conmutación y el último rebote aumente, este aumento puede utilizarse como base para generar la señal de mantenimiento. En particular, si el periodo entre el primer contacto de los contactos de conmutación y el último rebote es más largo que un periodo predeterminado, se puede generar la señal de mantenimiento.
[0025] El estado de conmutación predefinido puede ser un estado de conmutación en el que finaliza el evento de conmutación, por ejemplo un estado de conmutación en el que el interruptor acaba de alcanzar el estado abierto o el estado cerrado. El estado de apertura recién alcanzado puede caracterizarse porque no fluye corriente a través del terminal de salida del interruptor. El estado cerrado recién alcanzado puede caracterizarse en que ya no aparecen transiciones de tensión o en que la corriente que fluye por el terminal de salida corresponde a la corriente que se espera que fluya cuando el interruptor está completamente cerrado. Adicional o alternativamente, el estado de conmutación puede ser determinado por la corriente de la bobina, en la que la corriente de la bobina cambia durante el evento de conmutación y se estabiliza hacia el final del evento de conmutación. La corriente de bobina estable puede representar el estado de conmutación redefinido.
[0026] La señal de conmutación puede ser una subida o una bajada de la tensión aplicada a la bobina al inicio del evento de conmutación. El al menos un interruptor puede ser un relé. El dispositivo de control puede ajustarse y el método puede llevarse a cabo para ajustar la temporización en cada evento de conmutación.
[0027] El sistema de conmutación puede estar adaptado para ajustar la temporización sólo para uno de los conmutadores, por ejemplo, en caso de que los demás conmutadores estén libres de carga y, en particular, en caso de que otro de los conmutadores situados aguas arriba esté abierto mientras se abren o cierran los demás conmutadores. Alternativamente, el sistema de interruptores puede estar adaptado para ajustar la temporización para más de uno y, en particular, para todos los interruptores que conmutan la energía eléctrica para la carga y que deben ser medidos por el contador de electricidad. En general, el sistema y el método de acuerdo con la presente invención son capaces de conmutar numerosos interruptores conectados al contador de electricidad, incluyendo pero sin limitarse a los interruptores de control de la carga y del suministro que son tanto internos al contador de electricidad y/o están montados externamente al mismo para conmutar funciones internas y externas, respectivamente, relacionadas con el contador, incluyendo funciones y/o suministro eléctrico de componentes auxiliares conectados al contador de electricidad.
[0028] En particular, cuando el evento de conmutación es un evento de conmutación abierta, la salida de la señal de conmutación puede ser temporizada de tal manera que los contactos de conmutación del al menos un interruptor se alejan uno del otro y rompen el contacto mientras la corriente a través del interruptor tiene un cruce cero. En el caso de que el evento de conmutación sea un evento de cierre de interruptor, la salida de la señal de conmutación puede estar temporizada de tal manera que los contactos del interruptor, al menos uno, se pongan en contacto físico entre sí y hagan contacto mientras la tensión en los contactos tiene un cruce cero. Por lo tanto, como la temporización da lugar a que los contactos de conmutación hagan o rompan el contacto en el cruce cero o muy cerca de él, los arcos pueden evitarse totalmente mientras la tensión o la corriente en el cruce cero y mientras los elementos de conmutación hacen o rompen el contacto esté por debajo de un umbral en el que puedan producirse arcos.
Breve descripción de los dibujos
[0029] La invención se describirá en lo sucesivo con más detalle y de forma ejemplar mediante realizaciones ventajosas y con referencia a los dibujos. Las realizaciones descritas son sólo configuraciones posibles en las que, sin embargo, las características individuales descritas anteriormente pueden proporcionarse independientemente unas de otras o pueden omitirse en los dibujos:
La figura 1 muestra una realización ejemplar del sistema de conmutación según la presente invención como parte de un contador de electricidad,
La figura 2 muestra una realización ejemplar de un método según la presente invención,
La figura 3 muestra una realización ejemplar de un producto de programa informático según la presente invención,
La figura 4 muestra una realización ejemplar de un método de funcionamiento del contador de electricidad según la invención,
La figura 5 muestra de forma ejemplar las señales esquemáticas cuando se cierra un interruptor, y
La figura 6 muestra, a modo de ejemplo, un diagrama esquemático que representa la corriente de la bobina a lo largo del tiempo durante la conmutación de un interruptor.
Formas de ejecutar la invención
[0030] La figura 1 muestra una realización ejemplar de un contador de electricidad 1 con dos interruptores 2, 3 y con un dispositivo de medición 4 que interconecta los interruptores 2, 3. Por ejemplo, el interruptor 2 es un interruptor de control de suministro y el interruptor 3 es un interruptor de control de carga. Por lo tanto, un terminal 5 del interruptor de control de suministro 2 puede estar previsto para conectar el contador de electricidad 1 a una fuente de alimentación, por ejemplo una red eléctrica pública o de energía. El terminal 5 puede designarse como term inal de entrada. Además, el interruptor de control de la carga 3 puede comprender un terminal 6 para conectar una carga a la que hay que suministrar energía eléctrica. Así, el terminal 6 puede designarse como terminal de salida.
[0031] Además, el interruptor de control de la alimentación 2 puede comprender un terminal de salida 7 al que se conecta el dispositivo de medición 4 y que recibe energía eléctrica de la fuente de alimentación, en caso de que el interruptor de control de la alimentación 2 esté cerrado. El dispositivo de medición 4 determina la cantidad de energía eléctrica suministrada a la carga en caso de que el interruptor de control de la carga 3 esté cerrado. El dispositivo de medición 4 está conectado a un terminal de entrada 8 de forma conductora de energía eléctrica.
[0032] Normalmente, el interruptor de control de suministro 2 y el interruptor de control de carga 3 se proporcionan como relés, de manera que los interruptores 2, 3 pueden conmutarse automáticamente y/o a distancia. En general, un relé comprende dos contactos de conmutación 9, 10, 11, 12, en los que uno de los contactos de conmutación 9, 11 puede ser accionado y, por tanto, movido para abrir o cerrar el relé respectivo, y el otro de los contactos de conmutación 10, 12 puede ser un contacto de conmutación estacionario. Para accionar los contactos de conmutación 9, 11 accionados, cada uno de los interruptores 2, 3 comprende una bobina de conmutación 13, 14, que mueve el contacto de conmutación 9, 11 accionado, al recibir una señal de conmutación.
[0033] Para generar y emitir la señal de conmutación, los contadores de electricidad conocidos comprenden un dispositivo de control, que está conectado a las bobinas de conmutación 13, 14 de forma que se transmita la señal de conmutación. Generalmente, el dispositivo de control temporiza la salida de la señal de conmutación con respecto a un paso por cero de la potencia a conmutar, de manera que se reduce la generación de arcos en los contactos de conmutación 9, 10, 11, 12 y, por tanto, el desgaste de los contactos de conmutación 9, 10, 11, 12. Para poder cronometrar la salida, los contadores de electricidad conocidos pueden comprender al menos un sensor de potencia 15, 16 que se conecta al terminal de entrada 5, 8 del interruptor 2, 3. El sensor de potencia 15, 16 está adaptado para transformar la potencia eléctrica, por ejemplo la tensión eléctrica o la corriente en el terminal de entrada 5, 8 en una señal de sensor de potencia que se transmite al dispositivo de control. El dispositivo de control determina los pasos por cero de la potencia.
[0034] Existe un retraso entre la emisión de la señal de conmutación y la finalización de los eventos de conmutación. Por ello, los dispositivos de control conocidos comprenden datos que representan un retardo estimado, de manera que se recusa la formación de arcos. Sin embargo, los arcos siguen apareciendo, lo que provoca el desgaste de los contactos de conmutación 9, 10, 11, 12, dando lugar a un fallo prematuro del respectivo interruptor 2, 3.
[0035] El contador de electricidad 1 según la invención y como se muestra en la figura 1 puede basarse en el contador de electricidad conocido descrito y comprende un sistema de conmutación 20 según la invención. El sistema de conmutación 20 comprende un dispositivo de control 21, que puede añadirse al dispositivo de control del contador de electricidad conocido o que puede utilizarse en lugar del dispositivo de control del contador de electricidad conocido.
[0036] Además, el sistema de conmutación 20 comprende al menos un sensor 22, 23 que está conectado a uno de los interruptores 2, 3 y, en particular, al respectivo terminal de salida 6, 7 del interruptor 2, 3. Por ejemplo, el sistema de conmutación 20 comprende un sensor 22, 23 para cada interruptor 2, 3, es decir, para cada interruptor de control de suministro 2 y cada interruptor de control de carga 3 del contador de electricidad 1.
[0037] Basándose en la tensión y/o la corriente en el respectivo terminal de salida 6, 7, el sensor 22, 23 genera una señal de sensor. El sensor 22, 23 está conectado al dispositivo de control 21 en una forma de transmisión de la señal del sensor. Basándose en la señal del sensor, el dispositivo de control 21 determina un estado de conmutación del respectivo interruptor 2, 3.
[0038] El dispositivo de control 21 está adaptado para determinar el estado de conmutación del al menos un interruptor 2, 3 basándose en la señal del sensor, para determinar una diferencia de tiempo entre un primer momento en el que se emite la señal de conmutación, y un segundo momento en el que el estado de conmutación del al menos un interruptor 2, 3 corresponde a un estado de conmutación predefinido, y para ajustar el momento de la salida de la señal de conmutación basándose en la diferencia de tiempo y con respecto a un cruce por cero de una tensión y/o corriente alterna a conmutar
[0039] Los estados de conmutación pueden consistir en que el interruptor 2, 3 esté abierto o cerrado. Además, la señal del sensor puede representar estados de conmutación intermedios, en particular cuando se cierra el interruptor 2, 3. Durante los estados de conmutación intermedios, los contactos de conmutación 9, 10 y 11, 12 del conmutador 2, 3 pueden hacer y deshacer repetidamente el contacto entre ellos, ya que rebotan entre sí debido a las propiedades mecánicas del conmutador 2, 3. Por ejemplo, las transiciones de tensión pueden medirse a medida que los contactos de conmutación 9, 10 y 11, 12 rebotan.
[0040] El estado de conmutación predefinido puede ser un estado de conmutación en el que finaliza el evento de conmutación, por ejemplo un estado de conmutación en el que el interruptor 2, 3 acaba de alcanzar el estado abierto o cerrado. El estado de apertura recién alcanzado puede caracterizarse porque no fluye corriente a través del terminal de salida 10, 11 del interruptor 2, 3. El estado cerrado recién alcanzado puede caracterizarse en que no aparecen transiciones de tensión ya el terminal de salida 10, 11 del interruptor 2, 3 o en que la corriente que fluye a través del terminal de salida 10, 11 del interruptor 2, 3 corresponde a la corriente que se espera que fluya cuando el interruptor 2, 3 está completamente cerrado.
[0041] Adicional o alternativamente, el sistema de conmutación 20 comprende otro sensor 24, 25, que está conectado al dispositivo de control 21 de forma que transmite la señal del sensor. El otro sensor 24, 25 está adaptado para transformar la corriente extraída de la bobina de conmutación 13, 14 en otra señal de sensor. El dispositivo de control 21 está adaptado para ajustar la temporización de la salida de la señal de conmutación en función de la señal del otro sensor.
[0042] Basándose en la otra señal del sensor, el dispositivo de control 21 puede determinar un periodo de movimiento que comienza cuando se emite la señal de conmutación o cuando los contactos de conmutación accionados 9, 11 comienzan a moverse durante el evento de conmutación. El evento de conmutación puede iniciarse con la salida de la señal de conmutación.
[0043] Basándose en la señal del sensor o en la otra señal del sensor, el dispositivo de control 21 puede determinar el desgaste del respectivo interruptor 2, 3 y, por ejemplo, de los contactos de conmutación 9, 10, 11, 12. Por ejemplo, los contactos de conmutación 9, 10, 11, 12 pueden presentar una deformación debida a los arcos voltaicos, de manera que la distancia entre los respectivos pares de contactos de conmutación 9, 10 u 11, 12 en el estado completamente abierto del interruptor 2, 3 difiere de una distancia inicial. Adicional o alternativamente, la resistencia eléctrica de la bobina de conmutación puede diferir de una resistencia inicial, por ejemplo si el aislamiento eléctrico de los hilos de la bobina se ve afectado, por ejemplo, por el tiempo o por las condiciones de funcionamiento.
[0044] Adicional o alternativamente, el dispositivo de control 21 puede estar adaptado para determinar no sólo la temporización de la salida, sino también otro parámetro de conmutación basado en la señal del sensor y/o en la señal del otro sensor, por ejemplo la altura de la tensión aplicada a la bobina de conmutación 13, 14 para conmutar el interruptor 2, 3. De nuevo, el sistema de conmutación 20 puede comprender otro sensor 24, 25 para cada uno de los interruptores 2, 3.
[0045] Alternativa o adicionalmente a los sensores antes mencionados 22, 23, 24, 25, el sistema de conmutación 20 puede comprender aún otro sensor 26, 27 que está adaptado para transformar la temperatura del conmutador 2, 3 y en particular de su bobina de conmutación 13, 14 en una señal de sensor de temperatura. En lo sucesivo, este sensor se designará como sensor de temperatura 26, 27. El sensor de temperatura 26, 27 está conectado al dispositivo de control 21 de manera que transmite la señal del sensor. El dispositivo de control 21 está adaptado para ajustar la temporización de la salida de la señal de conmutación o el otro parámetro de conmutación basándose en la señal del sensor de temperatura.
[0046] La figura 2 muestra una realización ejemplar del método para conmutar un interruptor, por ejemplo un relé, según la invención de forma esquemática como un diagrama de flujo. Para los elementos del contador de electricidad 1 y del sistema de conmutación 20, que se utilizan en lo sucesivo para describir el método según la invención, se utilizan los mismos signos de referencia que en la descripción de la realización ejemplar de la figura 1.
[0047] El método 30 para conmutar un interruptor según la invención comienza con un primer paso de método 31, en el que se emite la señal de conmutación en un primer momento. Después de emitir la señal de conmutación, se detecta un estado de conmutación del interruptor 2, 3 en el paso de método 32. Se define un segundo punto en el tiempo, en cuanto el estado de conmutación detectado corresponde a un estado de conmutación predefinido en el paso de método 33. En el siguiente paso del método 34 se determina la diferencia entre los dos puntos en el tiempo y, por ejemplo, se calcula por el dispositivo de control 21. Basándose en la diferencia de tiempo, el momento de una próxima salida de la señal de conmutación se ajusta en el paso de método 35, por ejemplo, por el dispositivo de control 21.
[0048] Como se muestra en la figura 2 , en lugar de ajustar la temporización simplemente basándose en la difere ncia de tiempo, adicionalmente se puede detectar la corriente absorbida por la bobina de conmutación 13, 14 del interruptor 2, 3 durante el evento de conmutación en el paso de método 36, que puede realizarse entre los pasos de método 34 y 35 o en paralelo al paso de método 34. Como otra alternativa, el paso de método 36 puede seguir directamente después del paso de método 31 y puede utilizarse además o en lugar de los pasos de método 32 a 34.
[0049] Después del paso del método 36, el paso del método 35 puede ejecutarse directamente. Alternativamente, el paso 37 del método puede seguir al paso 36 del método antes de que el método 30 llegue al paso 35 del método, en el que en el paso 37 del método se determina la duración del periodo de movimiento de los contactos de conmutación 9, 11. En el paso de método 35, la temporización puede ajustarse en función de la corriente de transporte y/o del periodo de movimiento.
[0050] Como se muestra en la figura 2 , en lugar de ajustar la temporización meramente en función de la diferencia de tiempo y/o de la corriente de la bobina y/o de la duración del periodo de movimiento, adicionalmente se puede detectar la temperatura del interruptor 2, 3 y en particular de su bobina de conmutación 13, 14 durante, antes o después del evento de conmutación en el paso del método 38, que puede realizarse entre los pasos del método 34 y 35 o en paralelo al paso del método 34. Como otra alternativa, la etapa del método 38 puede seguir directamente a la etapa del método 31 y puede utilizarse además o en lugar de las etapas del método 32 a 34 y/o de las etapas del método 36 y 37.
[0051] Por lo tanto, la temporización puede ajustarse en función de la diferencia de tiempo, la corriente de la bobina, la duración del periodo de movimiento y/o la temperatura. Además, otros parámetros de conmutación, como la tensión suministrada a la bobina durante el evento de conmutación, pueden ajustarse en función de la diferencia de tiempo, la corriente de la bobina, la duración del periodo de movimiento y/o la temperatura.
[0052] Antes del paso 31 del método, pueden determinarse los cruces por cero de la potencia a conmutar y los próximos cruces por cero. Además, basándose en la corriente extraída ser la bobina de conmutación, basándose en la diferencia de tiempo y/o basándose en la duración del periodo de movimiento, se puede determinar el desgaste del interruptor o se puede ajustar otro parámetro de conmutación en el paso de método 35.
[0053] La figura 3 muestra esquemáticamente un producto de programa informático 40 que contiene un código de programa, en el que el código de programa está adaptado para realizar el método 30 cuando el código de programa se ejecuta en un dispositivo de control 21 del sistema de conmutación 20.
[0054] La figura 4 muestra un método de funcionamiento ejemplar del contador de electricidad 1 de forma esquemática como un diagrama de flujo. Para los elementos del contador de electricidad 1 y del sistema de conmutación 20, que se utilizan en lo que sigue para describir el método de funcionamiento según la invención, se utilizan los mismos signos de referencia que en la descripción de la realización ejemplar de la figura 1. Además, los pasos del método 30 de conmutación del interruptor 2, 3 que se utilizan en lo que sigue, utilizan los mismos signos de referencia que en la realización ejemplar de la figura 2 .
[0055] El método de operación 40 comienza con el paso de método 41. En el siguiente paso de método 42, se espera una solicitud para conmutar el al menos un interruptor 2, 3. Si no se recibe ninguna solicitud para conmutar el al menos un interruptor 2, 3, el método de operación 40 continúa esperando la solicitud. Una vez recibida la solicitud, se lleva a cabo el paso de método 43, en el que se determina un retardo de tiempo req uerido para la salida de la señal de conmutación después de un próximo cruce de cero, realizando así, al menos en parte, el paso de método 35. Una vez determinado el retardo de tiempo requerido, se espera un cruce de cero en el paso de método 44. Después de que se haya producido el cruce por cero, se inicia un temporizador de retardo en el paso 45. Mientras el temporizador de retardo no haya alcanzado el retardo de tiempo determinado, el temporizador de retardo sigue funcionando en el paso del método 46.
[0056] Tan pronto como el temporizador de retardo haya alcanzado el tiempo de retardo determinado, se activa el al menos un interruptor 2, 3, por ejemplo, conmutando mediante la salida de la señal de conmutación, en el paso de método 47. Al mismo tiempo o después del paso de método 47, se inicia un temporizador de conmutación en el paso de método 48, que puede corresponder al paso de método 31. A continuación, se espera un cambio de contacto en el paso de método 48, por ejemplo, realizando el paso de método 32. Si no se detecta ningún cambio del estado de conmutación en el paso de método 49, por ejemplo, si no se detectan transiciones de tensión después de un período de tiempo predeterminado, por ejemplo, hasta 100 ms, 75 ms, 50 ms o 25 ms, se supone que el i nterruptor se cerró con una temporización muy precisa en el paso de método 50, de manera que no se produjo ningún arco y no se realizan más ajustes de la temporización. Si se detecta un cambio del estado de conmutación, por ejemplo, si se detecta una transición de tensión, el método almacena el tiempo de cierre del contacto en el paso de método 51, por ejemplo, el tiempo del primer contacto de los contactos de conmutación 9, 10, 11, 12 entre sí.
[0057] En caso de que se detecte un nuevo cambio de estado del contacto dentro de un período de tiempo predeterminado, por ejemplo hasta 100 ms, 75 ms, 50 ms o 25 ms en el siguiente paso del método 52, el método 40 continúa en el paso del método 53 y almacena el tiempo de este cambio de estado del contacto como tiem po de cierre del contacto, por ejemplo según el paso del método 33. En caso de que no se detecte ningún otro cambio de estado del contacto dentro del período de tiempo predeterminado, por ejemplo hasta 100 ms, 75 ms, 50 ms o 25 ms en el paso de método 52, el método 40 continúa en el paso de método 54. En el siguiente paso del método 55, se define un tiempo de sellado del contacto, en el que los contactos están en un estado de contacto estable y, por ejemplo, ya no rebotan. En particular, el tiempo de sellado de los contactos se define por el último cambio de estado de los contactos. En el paso de método 56, se almacenan los tiempos determinados. En el siguiente paso de método opcional 57, se determina si el al menos un interruptor 2, 3 está en el estado correcto. Si el al menos un interruptor 2, 3 no está en el estado correcto, el método 40 vuelve al paso 44 del método. Si el al menos un interruptor 2, 3 está en el estado correcto, el método 40 finaliza con el paso del método 58.
[0058] La figura 5 muestra un diagrama con una realización ejemplar de las características de funcionamiento de un interruptor 2, 3, de la realización ejemplar del contador de electricidad 1 de la figura 1 , que puede utilizarse en cualquiera de los métodos 30, 40 anteriormente descritos para conmutar el interruptor 2, 3 y/o para hacer funcionar el contador de electricidad1. El diagrama 60 muestra la señal de conmutación 61, una señal indicadora de cambio de estados de conmutación 62, por ejemplo, la señal del sensor y, por ejemplo, las transiciones de tensión, y una distancia media 63 de los contactos de conmutación 9, 10, 11, 12 del al menos un interruptor 2, 3 con respecto a los demás durante un evento de conmutación en el tiempo.
[0059] Por ejemplo, en el primer punto de tiempo P1 o después de él, se emite la señal de conmutación 61. Los contactos de conmutación 9, 10, 11, 12 del al menos un conmutador 2, 3 se aproximan entre sí con un primer retardo D1 causado por la acumulación de campo magnético, tal como indica el cambio en la línea 63. Tras un primer contacto C1 de los contactos de conmutación 9, 10, 11, 12 del al menos un interruptor 2, 3, la señal indicadora 62 cambia y forma un pico indicador I1. Este pico indicador puede ser causado por una transición de tensión. El periodo de tiempo Tcc está definido por el primer punto de tiempo P1 y el primer contacto C1. Otro pico indicador I2 sigue al primer pico indicador I1 e indica un cambio posterior en el estado de conmutación, por ejemplo, un contacto posterior C2 que sigue al primer contacto C1 mientras los contactos rebotan. El cambio posterior de estado de conmutación es el último cambio de estado de conmutación del evento de conmutación según la realización exempla, si los contactos de conmutación 9, 10, 11, 12 dejan de rebotar. Los contactos de conmutación 9, 10, 11, 12 pueden rebotar más a menudo. Al final del otro pico indicador 12, se define el segundo punto en el tiempo P2, por ejemplo, el momento del último rebote Tcs. Después del segundo punto en el tiempo P2, por ejemplo el tiempo del último rebote Tcs, la distancia 63 no cambia más hasta el siguiente evento de conmutación.
[0060] La figura 6 muestra un diagrama esquemático de la corriente de la bobina a lo largo del tiempo durante el evento de conmutación. El diagrama 70 comprende una abscisa 71, que representa el tiempo, y una ordenada 72, que representa la corriente 73 extraída por la bobina de conmutación 13, 14 del al menos un interruptor 2, 3. Durante una primera fase F1, que puede corresponder al primer retardo D1 de la realización ejemplar de la figura 5, la corriente de la bobina aumenta a medida que el campo magnético de la bobina de conmutación13, 14 del al menos un interruptor 2, 3 se acumula. En una segunda fase consecutiva F2, en la que la corriente de la bobina cambia de forma diferente a la fase F1, los contactos de conmutación 9, 11 del al menos un interruptor 2, 3 se mueven, de forma que la duración de la segunda fase F2 puede corresponder al periodo de movimiento. Después de la segunda fase F2, sigue una tercera fase F3, durante la cual la corriente de la bobina es estable, por ejemplo, para reducir el rebote al presionar constantemente los contactos 9, 10, 11, 12 del al menos un interruptor 2, 3 uno contra otro.
[0061] Las desviaciones de las realizaciones descritas anteriormente son posibles dentro de la idea inventiva. En particular, el contador de electricidad 1 y, por lo tanto, el respectivo dispositivo de medición 4 y el sistema de conmutación 20 pueden comprender interruptores de control de suministro 2 y/o interruptores de control de carga 3, así como cualquier tipo de otros dispositivos de conmutación que funcionen de acuerdo con la presente invención.
Estos interruptores 2, 3 y dispositivos de conmutación pueden incluir interruptores de control de carga y de suministro en cualquier número y forma que se desee, con el fin de realizar operaciones de conmutación internas y externas del contador de electricidad 1 para conmutar y hacer funcionar componentes internos y externos/auxiliares del contador de electricidad 1. Los interruptores 2, 3 y los dispositivos de conmutación pueden comprender bornes de entrada 5, bornes de salida 6, bornes de salida 7, bornes de entrada 8, contactos de conmutación 9, 10, 11, 12, bobinas de conmutación 14, 15 y/o sensores de potencia 15, 16, así como ojos de control 21, sensores 22, 23, otros sensores 24, 25 y/o sensores de temperatura 26, 27 en cualquier número y forma que se desee para realizar las operaciones de conmutación de acuerdo con la presente invención.
Signos de referencia
[0062]
1 contador de electricidad
2 interruptor de control de suministro
3 interruptor de control de carga
4 dispositivo de medición
5 terminal de entrada
6 terminal de salida
7 terminal de salida
8 terminal de entrada
9, 10, 11, 12 contacto de conmutación
13, 14 bobina de conmutación
15, 16 sensor de potencia
20 sistema de conmutación
21 ojos controladores
22, 23 sensor
24, 25 otro sensor
26, 27 sensor de temperatura
30 método
31 señal de conmutación de salida en el primer punto del tiempo
32 determinar el estado de conmutación
33 determinar el segundo punto en el tiempo
34 determinar la diferencia horaria
35 ajustar la sincronización
36 determinar la corriente de la bobina
37 determinar el período de mudanza
38 temperatura determinada
40 método de operación
41 inicio
42 espera de la solicitud de conmutación
43 determinar el tiempo de retardo
44 esperar al cruce del cero
45 temporizador de retardo de inicio
46 temporizador de retardo de continuación
47 activar el interruptor
48 iniciar la conmutación
49 esperar el cambio de estado de conmutación
50 no cambiar el tiempo de retardo
51 hora de cierre del contacto de la tienda
52 detectar el cambio de estado de conmutación
53 almacenar la hora del cambio
54 esperar un periodo de tiempo predeterminado
55 determinar el último cambio de estado de conmutación
56 horarios de la tienda
57 determinar de interruptor está en estado correcto
58 final
60 diagrama
61 señal de conmutación
62 indicador
63 distancia entre los contactos de conmutación
70 diagrama
71 abscisa
72 ordenada
73 corriente de la bobina
C1, C2 primer contacto contacto posterior
D1 primer retraso
F1, F2, F3 primeras a terceras fases
Picos indicadores I1, II2
P1, P2 primer punto en el tiempo, segundo punto en el tiempo
Periodo de tiempo Tcc
Tcs tiempo del último rebote
Toc el tiempo previo requerido para la conmutación/diferencia horaria previa

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Sistema de conmutación (20) para un contador de electricidad (1) con al menos un conmutador (2, 3), concretamente un conmutador de control de la alimentación (2) y/o un conmutador de control de la carga (3), en el que
el sistema de conmutación (20) comprende un dispositivo de control (21) que está adaptado para emitir una señal de conmutación (61) al al menos un interruptor (2, 3) para iniciar un evento de conmutación del al menos un interruptor (2, 3),
el sistema de conmutación (20) comprende un sensor (22, 23) que está adaptado para transformar la corriente de salida y/o la tensión de salida del al menos un conmutador (2, 3) en una señal de sensor (62), estando el sensor (22, 23) conectado al dispositivo de control (21) de forma que transmita la señal de sensor, en la que el dispositivo de control (21) está adaptado para determinar un estado de conmutación del al menos un interruptor (2, 3) basándose en la señal del sensor (62), para determinar una diferencia de tiempo entre un primer punto de tiempo (P1) en el que se emite la señal de conmutación (61) y un segundo punto de tiempo (P2), en el que el estado de conmutación del al menos un interruptor (2, 3) corresponde a un estado de conmutación predefinido, y para ajustar la temporización de la salida de la señal de conmutación (61) basándose en la diferencia de tiempo y con respecto a un cruce por cero de una tensión y/o corriente alterna a conmutar,
caracterizado en que
el sistema de conmutación (20) comprende otro sensor (24, 25) que está adaptado para transformar la corriente (73) absorbida por una bobina de conmutación (13, 14) del al menos un conmutador (2, 3) en otra señal de sensor, y que está conectado al dispositivo de control (21) de forma que transmita la señal de sensor, en el que el dispositivo de control (21) está adaptado para ajustar la temporización de la salida de la señal de conmutación en función de la otra señal de sensor, y
el dispositivo de control (21) está adaptado para determinar un periodo de movimiento (F2) que comienza cuando un contacto de conmutación (9, 11) del interruptor (2, 3) empieza a moverse durante el evento de conmutación y que termina cuando el interruptor (2, 3) se encuentra en el u otro estado de conmutación predefinido en función de la otra señal del sensor, en el que el dispositivo de control (21) está adaptado para ajustar la temporización de la salida de la señal del interruptor en función de la duración del periodo de movimiento (F2).
2. Sistema de conmutación (20) según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de control (21) está adaptado para determinar un estado de desgaste del conmutador (2, 3) o para ajustar otro parámetro de conmutación basándose en la otra señal del sensor.
3. Sistema de conmutación (20) según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el dispositivo de control (21) está adaptado para determinar un estado de desgaste del conmutador (2, 3) o para ajustar un parámetro de conmutación basándose en la señal del sensor (62).
4. Sistema de conmutación (20) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el sistema de conmutación (20) comprende otro sensor (26, 27) que está adaptado para transformar la temperatura del al menos un interruptor (2, 3) en una señal de sensor de temperatura, y que está conectado al dispositivo de control (21) de forma que transmita la señal del sensor, en el que el dispositivo de control (21) está adaptado para ajustar el tiempo de la salida de la señal de conmutación basándose en la señal del sensor de temperatura.
5. Contador eléctrico (1) con un sistema de conmutación (20) y con al menos un conmutador (2, 3), concretamente un conmutador de control de suministro (2) y/o un conmutador de control de carga (3), caracterizado porque el sistema de conmutación (20) es el sistema de conmutación (20) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.
6. Método (30) para conmutar un interruptor (2, 3), el método (30) comprende las etapas de
emitir una señal de conmutación (61) a un interruptor (2, 3) en un primer momento (P1,31), determinar un estado de conmutación del interruptor (2, 3) en función de una tensión y/o una corriente emitida por el interruptor (2, 3, 32),
determinar un segundo momento (P2) en el que el estado de conmutación corresponde a un estado de conmutación predefinido (33),
determinar la diferencia de tiempo entre el primer punto de tiempo (P1) y el segundo punto de tiempo (P2, 34), y
ajustar la temporización de una señal de conmutación (61) a emitir en función de la diferencia de tiempo y con respecto a un cruce por cero de una tensión y/o una corriente alterna a conmutar (35), caracterizado por determinar la corriente (73) absorbida por una bobina de conmutación (13, 14) del al menos un conmutador (2, 3, 36), y por ajustar la temporización de la señal de conmutación (61) a emitir en función de la corriente (73) absorbida por la bobina de conmutación (35), y
basándose en la corriente (73) absorbida por la bobina de conmutación (13, 14), se determina un periodo de movimiento (F2) que comienza cuando un contacto de conmutación (9, 11) del interruptor (2, 3) empieza a moverse durante el evento de conmutación y que finaliza cuando el interruptor (2, 3) está en el u otro estado de conmutación predefinido (37), y en el que la temporización de la señal de conmutación (61) a emitir se ajusta basándose en la duración del periodo de movimiento (F2, 35).
7. Método (30) según la reivindicación 6, caracterizado por la determinación de un estado de desgaste del interruptor (2, 3) o por el ajuste de otro parámetro de conmutación en función de la corriente (73) absorbida por la bobina de conmutación (13, 14, 35).
8. Método (30) según cualquiera de las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado por determinar un estado de desgaste del interruptor (2, 3) o por ajustar otro parámetro de conmutación en función de la diferencia de tiempo (35).
9. Método (30) según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por determinar la temperatura del interruptor (2, 3, 38) y por ajustar la temporización de la salida de la señal de conmutación (61) en función de la temperatura (35).
10. Producto de programa de ordenador (40) con código de software, caracterizado porque el código de software está adaptado para realizar el método de cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9 cuando el código de software se ejecuta en un dispositivo de control del sistema de conmutación de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.
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