ES2960993T3 - Sistema con al menos dos consumidores conectados a una línea de alimentación en común y que pueden desconectarse de forma selectiva, y utilización de al menos un elemento de conmutación de interrupción con un dispositivo de ignición que puede activarse de forma externa para la separación segura de un consumidor de una red eléctrica de alimentación - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un sistema (10) que comprende al menos dos cargas (14) que están conectadas a una línea de alimentación común (12) y se pueden desconectar selectivamente y al uso de al menos un elemento interruptor (22) con un dispositivo de encendido activable externamente para separar de forma segura una carga (14) de una red eléctrica que alimenta la carga. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema con al menos dos consumidores conectados a una línea de alimentación en común y que pueden desconectarse de forma selectiva, y utilización de al menos un elemento de conmutación de interrupción con un dispositivo de ignición que puede activarse de forma externa para la separación segura de un consumidor de una red eléctrica de alimentación

La presente invención en general hace referencia a la protección de consumidores eléctricos, en particular en una red de tensión continua, y concretamente a un sistema con al menos dos consumidores conectados a una línea de alimentación en común y que pueden desconectarse de forma selectiva.

Al utilizar convertidores con una estructura modular se presenta la tarea de la protección de los convertidores que trabajan de forma paralela. Los convertidores, en función de la topología del convertidor, pueden tratarse de convertidores de dos puntos, convertidores multipunto o convertidores MMC (Modular Multi Level Converter, convertidores multinivel modulares).

Para la protección, actualmente en el nivel de baja tensión se utilizan fusibles de fusión de semiconductor. Para las aplicaciones de media tensión no se dispone de fusibles de semiconductor de corriente continua. Los fusibles de fusión de semiconductores son relativamente costosos y no se encuentran disponibles en el área de media tensión. Los fusibles de fusión no pueden desconectarse mediante un comando, de manera que una activación activa selectiva no puede realizarse debido a un valor de medición de corriente y/o de un valor de medición de tensión. Además, en los fusibles de fusión no puede lograrse de forma segura una activación simultánea de varios fusibles de fusión en el rango de microsegundos.

Los fusibles de fusión de semiconductor deben seleccionarse en correspondencia con la corriente nominal, la corriente de sobrecarga y la corriente de cortocircuito, lo que conduce a una varianza más elevada. Un diseño sensible y selectivo requiere una inversión mayor en cuanto a la ingeniería. Además, si la configuración debe modificarse según el diseño no puede garantizarse una disposición segura.

En las configuraciones críticas puede ser necesario proporcionar capacitancias de circuito intermedio adicionales para asegurar una selectividad.

Un objeto de la presente invención consiste en proporcionar una posibilidad para la protección de convertidores paralelos que evite las desventajas antes mencionadas.

Dicho objeto, según la invención, se soluciona mediante un sistema con las características de la reivindicación 1.

El sistema comprende al menos dos consumidores conectados a una línea de alimentación en común, en particular convertidores. Cada uno de los consumidores comprendidos por el sistema está conectado a la línea de alimentación en común mediante un ramal paralelo propio. A cada uno de los consumidores comprendidos por el sistema, en el ramal paralelo que conduce al respectivo consumidor, está asociado al menos un elemento de conmutación de interrupción con un dispositivo de ignición que puede activarse de forma externa, en particular de manera que el mismo está conectado a una ruta de corriente del ramal paralelo. Mediante al menos un elemento de conmutación de interrupción, cada consumidor puede desconectarse de forma selectiva, individualmente, mediante una activación del elemento de conmutación de interrupción o de cada respectivo elemento de conmutación de interrupción, y se desconecta de forma selectiva, individualmente, durante el funcionamiento, mediante una activación del elemento de conmutación de interrupción o de cada respectivo elemento de conmutación de interrupción.

A cada uno de los consumidores comprendidos por el sistema, en el ramal paralelo que conduce al respectivo consumidor, está asociado al menos un dispositivo de medición de corriente, por ejemplo conectando una resistencia shunt a una ruta de corriente del ramal paralelo. Mediante el dispositivo de medición de corriente puede detectarse una corriente que circula en el ramal paralelo, y mediante el dispositivo de medición de corriente se detecta una corriente que circula en el ramal paralelo durante el funcionamiento. En una forma de ejecución preferente, el dispositivo de medición de corriente también está determinado y configurado para detectar la dirección de la corriente.

En función de la corriente que circula en el ramal paralelo (intensidad de corriente, en particular intensidad de corriente y dirección de corriente), el dispositivo de ignición de al menos un elemento de conmutación de interrupción puede activarse en el respectivo ramal paralelo y durante el funcionamiento el dispositivo de ignición del elemento de conmutación de interrupción se activa en el respectivo ramal paralelo.

Para aumentar la seguridad, adicionalmente también puede utilizarse una activación en base a una medición de tensión de corriente continua, y en base a una medición di/dt. De manera opcional es posible una selección de criterios de activación individuales o una combinación de varios criterios de activación.

La posibilidad de la activación de al menos un elemento de conmutación de interrupción, por ejemplo debido a un cortocircuito que se produce en el ramal paralelo, mediante el valor de medición de corriente detectado, junto con la detección de dirección de la corriente, puede utilizarse para el accionamiento activo (activación por comando) de al menos un elemento de conmutación de interrupción. Se mantiene además una posibilidad para la activación pasiva, por ejemplo en función de la temperatura debido a una sobrecarga. Una activación de al menos un elemento de conmutación de interrupción provoca una separación de al menos una ruta de corriente hacia el respectivo consumidor. Un accionamiento activo, de modo correspondiente, provoca una desconexión por comando de aquel consumidor que contiene el cortocircuito. Al detectar un valor de medición de corriente en el ramal paralelo es posible una desconexión por comando del respectivo consumidor, por ejemplo en el caso de una situación de sobrecorriente. Al tener lugar un accionamiento activo de esa clase o similar sólo cuando se cumple con una condición determinada se realiza un accionamiento activo selectivo. Los consumidores que suministran corriente de cortocircuito a la línea de alimentación se identifican mediante la dirección de la corriente y los elementos de interrupción no se activan en ese consumidor / convertidor.

Los elementos de conmutación de interrupción de la clase antes mencionada en principio son conocidos. Por la solicitud DE 10 2016 124 176 A1 se conoce un elemento de conmutación de interrupción eléctrico determinado especialmente para la interrupción de corrientes elevadas en el caso de tensiones elevadas. El mismo se basa en un dispositivo de ignición que puede activarse (mini detonador) con material pirotécnico en una carcasa que está configurada para resistir una presión que se presenta durante la activación pirotécnica. Un dispositivo similar se conoce por la solicitud DE 102014 115397 A1. El contenido de esos documentos, en toda su extensión, se incluye aquí en la descripción aquí presentada, también con la finalidad de incorporar las características de esos documentos en reivindicaciones para definir la invención en la que se basa la descripción aquí presentada.

Por la solicitud DE102017214302 se conoce un dispositivo de desconexión para una red de suministro eléctrica, en particular para una red de suministro de un sistema de accionamiento eléctrico de un vehículo a motor.

Por la solicitud US2017330715 se conoce un sistema para la protección de circuitos de conmutación modulares.

En las reivindicaciones dependientes se indican variantes ventajosas de la invención. De este modo, las remisiones utilizadas dentro de las reivindicaciones indican la otra conformación del objeto, de la reivindicación tomada como referencia, mediante las características de la respectiva reivindicación dependiente. Las mismas no deben entenderse como una renuncia a la finalidad de una protección independiente, relativa al objeto, para las características o combinaciones de características de una reivindicación dependiente. Además, en cuanto a un planteamiento de las reivindicaciones, así como a la descripción, en el caso de una concreción más próxima de una característica en una reivindicación dependiente, debe partirse del hecho de que una limitación de esa clase no se encuentra presente en las reivindicaciones respectivamente precedentes, así como en una forma de ejecución más general del dispositivo relativo al objeto. Por consiguiente, cada referencia en la descripción, en cuanto a aspectos de reivindicaciones dependientes, también sin una indicación especial, debe leerse expresamente como una descripción de características opcionales.

Para la utilización como elemento de conmutación de interrupción en cada salida, en convertidores paralelos en una línea de alimentación en común, se presentan valores di/dt más elevados, debido a capacitancias de circuito intermedio de los convertidores, junto con conexiones de baja inductancia de 1 |<j>H a 10 |<j>H entre los convertidores paralelos. Preferentemente están previstas optimizaciones específicas para el elemento de conmutación de interrupción. En este sentido, por ejemplo, el tubo que conduce corriente se realiza de un material mecánicamente más blando. Como material se utiliza por ejemplo aluminio. Además, por ejemplo, los dispositivos de ignición (mini detonador) que pueden activarse, con material pirotécnico, se agrandan en la carga y la tensión de ignición se aumenta en un rango de 50 V a 80 V (valor máximo posible del detonador). Debido a esto, el inicio del proceso de separación ya puede realizarse en una ventana de tiempo de 20 js a 40 us.

De manera adicional puede introducirse material pirotécnico dentro del elemento de conmutación de interrupción, que se utiliza como mecanismo de activación adicional. En el caso de una activación de los dispositivos de ignición que pueden activarse, directamente a continuación tiene lugar la ignición del material pirotécnico interno y se inicia una segunda detonación que conduce a una separación rápida y, con ello, a una tensión opuesta elevada, con una reducción rápida de la corriente, debido a lo mencionado.

En una forma de ejecución del sistema, a cada uno de los consumidores comprendidos por el sistema, en el ramal paralelo que conduce al respectivo consumidor, se asocia el dispositivo de medición de corriente ya mencionado, y adicionalmente un dispositivo de medición de tensión. Para la medición de tensión, por ejemplo, un divisor de tensión conectado contra masa está conectado a una ruta de corriente del ramal paralelo y un potencial en la toma central del divisor de tensión actúa como medida para la tensión que se encuentra presente en el ramal paralelo. Mediante el dispositivo de medición de tensión puede detectarse una tensión que se encuentra presente en el ramal paralelo, y se detecta una tensión que se encuentra presente en el ramal paralelo durante el funcionamiento. De manera alternativa también puede tener lugar una detección de tensión de toda la tensión del circuito intermedio. El dispositivo de ignición de al menos un elemento de conmutación de interrupción en el respectivo ramal paralelo puede activarse en función de la corriente que circula en el ramal paralelo y en función de la tensión que se encuentra presente en el ramal paralelo, y durante el funcionamiento se activa en función de la corriente que circula en el ramal paralelo y en función de la tensión que se encuentra presente en el ramal paralelo. Debido a la posibilidad de considerar un valor de medición de tensión que resulta debido a la medición de tensión, adicionalmente con respecto a un valor de medición de corriente resultante de la medición de corriente, se agrega otro parámetro para un accionamiento activo selectivo de al menos un elemento de conmutación de interrupción. El accionamiento activo puede tener lugar por ejemplo en el caso de una situación de sobrecorriente o en el caso de una situación de baja tensión. Al tener lugar un accionamiento activo de esa clase o similar sólo cuando se cumple con una condición determinada (dirección de la corriente de cortocircuito) se realiza un accionamiento activo selectivo.

En otra forma de ejecución del sistema están proporcionados al menos dos elementos de conmutación de interrupción conectados en serie, con dispositivos de ignición que pueden activarse de forma externa en cada ramal paralelo,

donde en uno y el mismo ramal paralelo, elementos de conmutación de interrupción conectados en serie pueden activarse de forma paralela y al mismo tiempo. Un circuito en serie de varios elementos de conmutación de interrupción, por tanto, por ejemplo, un circuito en serie de dos elementos de conmutación de interrupción, permite tensiones más elevadas en el respectivo ramal paralelo. Los dispositivos de ignición (detonadores) de los elementos de conmutación de interrupción conectados en serie pueden activarse de forma paralela y al mismo tiempo, y en el caso de un accionamiento activo se activan de forma paralela y al mismo tiempo. Mediante la distribución reducida de los detonadores (pocos microsegundos) es posible un circuito en serie sin obtener mayores asimetrías de tensión mediante el circuito en serie.

En una forma de ejecución especialmente ventajosa del sistema, un circuito en serie formado por un elemento de conmutación de semiconductor que puede activarse, por ejemplo un tiristor, y un elemento de conmutación que actúa como sumidero de corriente, por ejemplo un condensador, está conectado aguas arriba de cada consumidor comprendido por el sistema, en el respectivo ramal paralelo. El circuito en serie formado por el elemento de conmutación de semiconductor y el elemento de conmutación que actúa como sumidero de corriente está conectado a las dos rutas de corriente del ramal paralelo y, con ello, está conectado aguas arriba del consumidor, en un circuito paralelo. El elemento de semiconductor que puede activarse puede ser activado en función de la corriente que circula en el ramal paralelo y durante el funcionamiento se activa en función de la corriente que circula en el ramal paralelo. Si se activa el elemento de conmutación de semiconductor, el mismo se vuelve conductor y, con ello, el elemento de conmutación que actúa como sumidero de corriente está conectado de forma eléctricamente conductora a las dos rutas de corriente del ramal paralelo. La corriente que circula en el ramal paralelo, con ello, circula primero parcialmente hacia el elemento de conmutación que actúa como sumidero de corriente. Al poder activarse y al activarse el elemento de conmutación de semiconductor en función de la corriente que circula en el ramal paralelo, la activación tiene lugar por ejemplo en el caso de una situación de sobrecorriente, por ejemplo en el caso de un cortocircuito. La corriente, por tanto, por ejemplo la corriente de cortocircuito, circula con ello primero parcialmente hacia el elemento de conmutación que actúa como sumidero de corriente. Esto reduce la corriente que circula mediante al menos un elemento de conmutación de interrupción. En el caso de una activación paralela de al menos un elemento de conmutación de interrupción (de forma paralela y al mismo tiempo con respecto a la activación del elemento de conmutación de semiconductor), al menos un elemento de conmutación de interrupción separa el consumidor afectado por la situación de sobrecorriente, de la red de alimentación, donde está reducida la corriente que debe desconectarse mediante al menos un elemento de conmutación de interrupción, a saber, en la corriente que circula hacia el sumidero de corriente.

En otra forma de ejecución ventajosa del sistema, el elemento de conmutación de interrupción o cada elemento de conmutación de interrupción está provisto de una laca que cambia de color según la temperatura, por tanto, de una laca que varía sus propiedades ópticas en función de la temperatura, por tanto, por ejemplo que cambia de color. Con una superficie de esa clase en cada elemento de conmutación de interrupción puede detectarse rápidamente y con seguridad si el mismo ya se ha activado, ya que el calor que se produce al activarse el dispositivo de ignición del elemento de conmutación de interrupción provoca la variación de al menos una propiedad óptica de la laca que cambia de color según la temperatura.

En otra forma de ejecución ventajosa del sistema, un circuito de activación del detonador está provisto de un dispositivo de medición que permite controlar el funcionamiento del elemento de conmutación de interrupción mediante la medición de la resistencia del detonador, antes de la puesta en funcionamiento del elemento de conmutación de interrupción. En una forma de ejecución de esa clase tiene lugar una liberación para la totalidad del sistema sólo después de identificarse que todos los elementos de conmutación de interrupción funcionan correctamente. Durante la operación, la función también puede realizarse mediante la medición de la tensión.

En otra forma de ejecución ventajosa del sistema, al menos un elemento de conmutación de interrupción está conectado en serie con un diodo. Debido a esto se logra que para el elemento de conmutación de interrupción que debe desconectarse se reduzca considerablemente la corriente total que debe desconectarse. Debido a esto se alcanza una reducción considerable de la energía que debe convertirse, lo cual posibilita una notable ampliación del campo de aplicación potencial en el tamaño (extensión espacial, número de las tomas, número de los consumidores conectados) de la línea de alimentación en común, así como en cuanto a los circuitos de distribución de media tensión. En particular esto es posible en aplicaciones que no deben considerar una realimentación de la energía desde los consumidores. En el caso de una capacidad de realimentación mayor conforme a la potencia puede utilizarse un interruptor chopper por cada inversor / consumidor.

En conjunto, la novedad aquí propuesta consiste también en la utilización de al menos un elemento de conmutación de interrupción de la clase antes mencionada para la separación segura de un consumidor de una red eléctrica de alimentación, donde el consumidor está conectado a uno de varios ramales paralelos que parten de una línea de alimentación, y donde el elemento de conmutación de interrupción o cada elemento de conmutación de interrupción determinado para la separación (desconexión) del consumidor, debido a una situación de sobrecorriente y/o a una situación de baja tensión a corto plazo, puede activarse en el respectivo ramal paralelo y se activa durante el funcionamiento.

A continuación, un ejemplo de ejecución de la invención se explica en detalle mediante el dibujo. Los objetos o elementos correspondientes entre sí están provistos de los mismos símbolos de referencia en todas las figuras.

El ejemplo de ejecución o cada ejemplo de ejecución no debe entenderse como una limitación de la invención. Más bien, en el marco de la presente descripción son completamente posibles también complementos y modificaciones, en particular aquellos que pueden resultar para el experto en vistas a la solución del objeto, mediante la combinación o variación de características o etapas del procedimiento individuales, descritas con relación a la parte de la descripción general o particular, así como contenidas en las reivindicaciones y/o en el dibujo, y que mediante características que pueden combinarse conducen a un nuevo objeto o a nuevas etapas del procedimiento o secuencias de etapas del procedimiento.

Muestran:

Figura 1 un sistema con dos consumidores conectados a una línea de alimentación en común con elementos de conmutación de interrupción para la desconexión selectiva de cada consumidor, mediante una separación de la línea de alimentación,

Figura 2 a Figura 4 otras configuraciones de un sistema con dos consumidores conectados a una línea de alimentación en común, con elementos de conmutación de interrupción para la desconexión selectiva de cada consumidor,

Figura 5 un dispositivo de activación para activar al menos un elemento de conmutación de interrupción para la desconexión selectiva de respectivamente un consumidor,

Figura 6 un sumidero de corriente que puede activarse antes de un consumidor que puede desconectarse de forma selectiva, para reducir la corriente que debe desconectarse, y

Figura 7 un diodo adicional en serie con respecto al elemento de conmutación de interrupción para reducir el contenido de energía que debe absorberse.

La representación en la figura 1 muestra un ejemplo de un sistema 10 con al menos dos consumidores 14 conectados a una línea de alimentación 12 en común mediante respectivamente una toma paralela. La línea de alimentación 12 es por ejemplo una línea de alimentación de corriente continua. Una línea de alimentación de corriente continua con varias tomas paralelas a menudo se denomina también como bus de corriente continua. La línea de alimentación 12 a continuación se denomina abreviada como bus de corriente continua 12, pero sin renunciar a una validez general más amplia. Como consumidores 14 se consideran por ejemplo convertidores (onduladores, inversores) o una combinación de un convertidor con un accionamiento conectado al convertidor o con otra carga. Un condensador del circuito intermedio 16, esencialmente de manera conocida, está conectado aguas arriba de los consumidores 14 de esa clase.

Cada uno de los consumidores 14 comprendidos por el sistema 10 está conectado al bus de corriente continua 12 mediante un ramal paralelo 20 propio. A cada consumidor 14 comprendido por el sistema 10, en el ramal paralelo 20 que conduce al respectivo consumidor 14, al menos para proteger el consumidor 14 y/o para proteger la red de alimentación, está asociado al menos un elemento de conmutación de interrupción 22 con un dispositivo de ignición que puede activarse de forma externa. Un dispositivo que puede considerarse como elemento de conmutación de interrupción 22 se conoce por ejemplo por la solicitud d E 102014 115397 A1 o por la solicitud DE 102016 124 176 A1.

Para la activación de al menos un elemento de conmutación de interrupción 22 está proporcionado un dispositivo de activación 24. El mismo genera por ejemplo un pulso de ignición que activa el dispositivo de ignición del elemento de conmutación de interrupción 22 o de cada elemento de conmutación de interrupción, y que provoca una ignición del dispositivo de ignición. Una activación del dispositivo de ignición del respectivo elemento de conmutación de interrupción 22, denominada a continuación de forma abreviada como activación de un elemento de conmutación de interrupción 22, provoca una interrupción segura y rápida de la conexión eléctricamente conductora hacia el consumidor 14, que existe previamente mediante el elemento de conmutación de interrupción 22. Después de una activación de un elemento de conmutación de interrupción 22, por ejemplo debido a una situación de fallo (cortocircuito o similares), en el consumidor 14, cada respectivo consumidor 14 está separado del bus de corriente continua 12 de forma segura.

Las representaciones en la figura 2, la figura 3 y la figura 4 muestran igualmente un sistema 10 con al menos dos consumidores 14 conectados de forma paralela a un bus de corriente continua 12. La diferencia con respecto a la representación de la figura 1 consiste en la posición y el número de los elementos de conmutación de interrupción 22.

En la configuración mostrada en la figura 1, a cada consumidor 14, en las dos rutas de corriente que respectivamente conducen a un consumidor 14 (rama positiva; rama negativa), está asociado respectivamente un elemento de conmutación de interrupción 22. En la configuración mostrada en la figura 2, a cada consumidor 14, sólo en una de las dos rutas de corriente que respectivamente conducen a un consumidor 14 (rama positiva; rama negativa), está asociado respectivamente un elemento de conmutación de interrupción 22.

En la configuración mostrada en la figura 3, a cada consumidor 14, en las dos rutas de corriente que respectivamente conducen a un consumidor 14 (rama positiva; rama negativa), está asociado respectivamente al menos un circuito en serie de dos elementos de conmutación de interrupción 22; concretamente, un circuito paralelo respectivamente de dos elementos de conmutación de interrupción 22 conectados en serie.

En la configuración mostrada en la figura 4, a cada consumidor 14, sólo en una de las dos rutas de corriente que respectivamente conducen a un consumidor 14 (rama positiva; rama negativa), está asociado respectivamente al menos un circuito en serie de dos elementos de conmutación de interrupción 22; concretamente, un circuito paralelo respectivamente de dos elementos de conmutación de interrupción 22 conectados en serie.

La representación de la figura 5 muestra un elemento de conmutación de interrupción 22 en una ruta de corriente que conduce a un consumidor 14 (no mostrado). La ruta de corriente parte desde el bus de corriente continua 12 (tampoco mostrado). La representación en la figura 5 se aplica para una situación con precisamente un elemento de conmutación de interrupción 22 en precisamente una ruta de corriente que conduce al respectivo consumidor 14, por tanto, para configuraciones como se muestran en la figura 2. La representación en la figura 5 se aplica igualmente para una situación con precisamente un elemento de conmutación de interrupción 22 en cada ruta de corriente que conduce al respectivo consumidor 14, por tanto, para configuraciones como se muestran en la figura 1. La situación mostrada en la figura 5 para sólo una ruta de corriente se aplica entonces para ambas rutas de corriente. Después, de manera opcional, la medición mostrada en la figura 5 sólo para una ruta de corriente tiene lugar en ambas rutas de corriente, lo que conduce a una mayor disponibilidad. La representación de la figura 5 se aplica además también para situaciones con varios elementos de conmutación de interrupción 22 en cada ruta de corriente que conduce el respectivo consumidor 14 o para situaciones con varios elementos de conmutación de interrupción 22 en precisamente una ruta de corriente que conduce al respectivo consumidor 14, por tanto, para configuraciones como se muestran en la figura 3 o la figura 4. La situación mostrada en la figura 5 para sólo un elemento de conmutación de interrupción 22 se aplica entonces para varios elementos de conmutación de interrupción 22 que se activan juntos y al mismo tiempo, así como eventualmente para ambas rutas de corriente.

Según la figura 5, a cada uno de los consumidores 14 comprendidos por el sistema 10, en el ramal paralelo 20 que conduce al respectivo consumidor 14, está asociado al menos un dispositivo de medición de corriente 30. A modo de ejemplo, como dispositivo de medición de corriente 30 actúa una resistencia shunt.

Mediante el dispositivo de medición de corriente 30 puede detectarse una corriente que circula durante el funcionamiento en el ramal paralelo 20, y durante el funcionamiento del respectivo consumidor 14, mediante el dispositivo de medición de corriente 30, se detecta la corriente que circula en el ramal paralelo 20. La detección de corriente se refiere a por lo menos una detección de la intensidad de corriente y la dirección del flujo de corriente. De manera opcional, también se detecta la velocidad del aumento de corriente como criterio de activación adicional.

Una señal que puede detectarse mediante el dispositivo de medición de corriente 30 y que codifica la intensidad de corriente detectada durante el funcionamiento (valor de medición de corriente), junto con una señal que codifica un valor límite de corriente, de manera en principio conocida, puede suministrarse a las dos entradas de un comparador - primer comparador - 32 (o a otro dispositivo de comparación; a continuación denominado sintéticamente de forma abreviada como comparador), y durante el funcionamiento se suministra al comparador 32.

El dispositivo de activación 24 puede activarse mediante una señal de salida del comparador 32 y durante el funcionamiento se activa mediante la señal de salida del comparador 32. La señal de salida del comparador 32 puede generarse en función del resultado de la comparación de las señales que se presentan en sus dos entradas, y se genera durante el funcionamiento, en función del resultado de la comparación de las señales que se encuentran presentes en sus dos entradas. En el caso de una situación de sobrecorriente, por tanto, de un valor de medición de corriente que supera el valor límite de corriente, tiene lugar la activación del dispositivo de activación 24, y mediante la activación del dispositivo de activación 24 tiene lugar la activación del elemento de conmutación de interrupción 22 (figura 2) o de varios elementos de conmutación de interrupción 22 (figura 1, figura 3, figura 4). En el caso de una situación de sobrecorriente, con ello, tiene lugar la separación segura del consumidor 14 afectado por la situación de sobrecorriente, del bus de corriente continua 12.

En la forma de ejecución mostrada en la figura 5, de forma esencialmente opcional, de forma adicional con respecto al dispositivo de medición de corriente, está proporcionado un dispositivo de medición de tensión 34. Como dispositivo de medición de tensión 34 actúa por ejemplo un circuito en serie, conectado contra masa, de dos resistencias óhmicas. Una señal que se obtiene desde el dispositivo de medición de tensión 34, por ejemplo el potencial que se encuentra presente en la toma central del circuito en serie, o en general una señal que codifica la tensión eléctrica en el ramal paralelo 20 (valor de medición de de tensión), junto con una señal que codifica un valor límite de tensión, de manera en principio conocida, puede suministrarse a las dos entradas de un comparador - segundo comparador - 36 (o a otro dispositivo de comparación; a continuación denominado sintéticamente de forma abreviada como comparador), y durante el funcionamiento se suministra al comparador 36.

El dispositivo de activación 24 puede activarse mediante una señal de salida del comparador 36 y durante el funcionamiento se activa mediante la señal de salida del comparador 36. La señal de salida del comparador 36 puede generarse en función del resultado de la comparación de las señales que se presentan en sus dos entradas, y se genera durante el funcionamiento, en función del resultado de la comparación de las señales que se encuentran presentes en sus dos entradas. En el caso de una situación de sobretensión, por tanto, de un valor de medición de tensión que supera el valor límite de tensión, tiene lugar la activación del dispositivo de activación 24, y mediante la activación del dispositivo de activación 24 tiene lugar la activación del elemento de conmutación de interrupción 22 (figura 2) o de varios elementos de conmutación de interrupción 22 (figura 1, figura 3, figura 4). En el caso de una situación de baja tensión, con ello, tiene lugar la separación segura del consumidor 14 afectado por la situación de sobrecorriente, del bus de corriente continua 12.

En el caso de un dispositivo de medición de corriente 30 conectado aguas arriba del dispositivo de activación 24, así como de un dispositivo de medición de tensión 34 conectado igualmente aguas arriba del dispositivo de activación 24, el dispositivo de activación 24 puede activarse tanto mediante el dispositivo de medición de corriente 30, como también mediante el dispositivo de medición de tensión 34. El dispositivo de activación 24, por tanto, puede activarse mediante el dispositivo de medición de corriente 30 y mediante el dispositivo de medición de tensión 34. Para la activación del dispositivo de activación 24, sin embargo, es suficiente con una señal correspondiente desde el dispositivo de medición de corriente 30 o desde el dispositivo de medición de tensión 34. Por consiguiente, el dispositivo de activación 24 se activa cuando se encuentra presente una situación de sobrecorriente o una situación de baja tensión a corto plazo, o cuando se encuentran presentes una situación de sobrecorriente y una situación de baja tensión.

El valor límite de corriente como señal de entrada para el comparador 32 se genera y se proporciona mediante una lógica 40 (por ejemplo una lógica 40 en forma de un microcontrolador esencialmente conocido, circuitos ASIC, PGA o similares). En una medición de tensión (esencialmente opcional, adicional), el valor límite de tensión se genera y proporciona como señal de entrada para el comparador 36 mediante una lógica 40, preferentemente mediante la misma lógica 40. El valor límite de corriente está predeterminado o puede predeterminarse, en particular puede parametrizarse. En una medición de tensión (esencialmente opcional, adicional), el valor límite de corriente y el valor límite de tensión están predeterminados independientemente uno de otro o pueden predeterminarse independientemente uno de otro, en particular pueden parametrizarse independientemente uno de otro.

La lógica 40 determina también la dirección de corriente, y mediante una línea de liberación 41 emite una señal de liberación que se basa en la dirección de corriente determinada. La señal de liberación eventualmente impide la activación del dispositivo de activación 24. Una señal de liberación con un primer estado bloquea el dispositivo de activación 24 e impide una activación del dispositivo de activación 24. Una señal de liberación con un segundo estado complementario al primer estado no provoca un bloqueo del dispositivo de activación 24 y es posible una activación del dispositivo de activación 24.

El dispositivo de activación 24 se bloquea mediante la señal de liberación cuando mediante la dirección de corriente detectada resulta que la corriente circula desde el ramal paralelo 20 en dirección del bus de corriente continua 12. Éste es el caso cuando en un consumidor 14 se encuentra presente un cortocircuito y el cortocircuito se suministra por ejemplo desde el condensador intermedio 16 de al menos otro consumidor 14 conectado al mismo bus de corriente continua 12. Un consumidor 14 de esa clase sólo es afectado de forma indirecta por el cortocircuito y no necesita ser desconectado. Naturalmente debe desconectarse el consumidor 14 en el que se encuentra presente el cortocircuito. La corriente de cortocircuito circula hacia ese consumidor 14 (dirección de corriente del bus de corriente continua 12 en dirección del consumidor 14). El dispositivo de activación 24 no está bloqueado en esa dirección de corriente. El dispositivo de activación 24 puede activarse debido a la medición de corriente y/o a la medición de tensión, y se activa en el caso de un cortocircuito, al menos debido a la medición de corriente.

El dispositivo de medición de corriente 30, el comparador 32 y la lógica 40 que proporciona el valor límite de corriente forman juntos un dispositivo de activación 42, a saber, un dispositivo de activación 42 conectado aguas arriba del dispositivo de activación 24. Mediante una señal de salida del dispositivo de activación 42, por tanto, por ejemplo de una señal de salida del comparador 32, es posible una activación del dispositivo de activación 24 y durante el funcionamiento, en el caso de una situación de sobrecorriente, tiene lugar una activación del dispositivo de activación 24. En la configuración esencialmente opcional mostrada en la figura 5, el dispositivo de activación 42 comprende adicionalmente el dispositivo de medición de tensión 34 y el comparador 36. Mediante una señal de salida de un dispositivo de activación 42 de esa clase, por tanto, por ejemplo de una señal de salida del comparador 32 o de una señal de salida del comparador 36, es posible una activación del dispositivo de activación 24 y durante el funcionamiento, en el caso de una situación de sobrecorriente o de una situación de baja tensión, tiene lugar una activación del dispositivo de activación 24.

Un dispositivo de activación 42, mediante el cual puede detectarse la superación de un valor límite de corriente mediante un valor de medición de corriente registrado durante el funcionamiento, por tanto, puede detectarse una situación de sobrecorriente, así como un dispositivo de activación 42 mediante el cual el dispositivo de activación 24 puede bloquearse o liberarse en función de la dirección de corriente, en las representaciones de la figura 1 a la figura 4 teóricamente puede complementarse en cada ramal paralelo 20 del lado de entrada del dispositivo de activación 24 allí mostrado. De manera opcional, el dispositivo de activación 42 se trata de un dispositivo como se muestra en la figura 5, por tanto, de un dispositivo mediante el cual puede detectarse la superación de un valor límite de corriente mediante un valor de medición de corriente registrado durante el funcionamiento y la superación de un valor límite de tensión mediante un valor de medición de tensión registrado durante el funcionamiento, por tanto, puede detectarse una situación de sobrecorriente y una situación de baja tensión, y también un dispositivo de activación 42 de esa clase puede considerarse en el complemento teórico de las representaciones de la figura 1 a la figura 4, y representa una forma de ejecución ventajosa de la novedad aquí propuesta.

La representación de la figura 6 muestra otra forma de ejecución preferente, esencialmente opcional, de un circuito en un ramal paralelo 20 que parte del bus de corriente continua 12 y que conduce a un consumidor 14. En la figura 6 se muestra una configuración con respectivamente un elemento de conmutación de interrupción 22 en cada ruta de corriente del ramal paralelo 20 (como en la figura 1). La particularidad de la forma de ejecución mostrada en la figura 6 se aplica igualmente también para la configuración según la figura 2 (precisamente un elemento de conmutación de interrupción 22 en precisamente una ruta de corriente9, la configuración según la figura 3 (varios elementos de conmutación de interrupción 22 en cada ruta de corriente), y la configuración según la figura 4 (varios elementos de conmutación de interrupción 22 en precisamente una ruta de corriente). En la representación de la figura 6, el dispositivo de activación 42 mostrado como un bloque, también para una mayor claridad, comprende el dispositivo de activación 24 no representado por separado.

La particularidad de la forma de ejecución mostrada en la figura 6 reside en un sumidero de corriente 44 que puede activarse, del lado de entrada. Como sumidero de corriente 44, en el ejemplo de ejecución mostrado, actúa un condensador 44. El sumidero de corriente 44 puede activarse de manera que aguas arriba del mismo, en un circuito en serie, está conectado un elemento de conmutación de semiconductor 46 que puede activarse de forma electrónica, en el ejemplo de ejecución mostrado, un tiristor 46. El circuito en serie formado por el elemento de conmutación de semiconductor 46 y el sumidero de corriente 44 está conectado entre las dos rutas de corriente del ramal paralelo 20 y, con ello, de forma paralela con respecto al consumidor 14 conectado al ramal paralelo 20.

El elemento de conmutación de semiconductor 46 se activa mediante el dispositivo de activación 42, en particular mediante una señal emitida por el comparador 32 en el caso de una situación de sobrecorriente y, con ello, en función de la corriente que circula en el ramal paralelo 20, por tanto, por ejemplo, de una corriente de cortocircuito I<k>. La activación del elemento de conmutación de semiconductor 46 y la activación de un elemento de conmutación de interrupción 22 o de varios elementos de conmutación de interrupción 22 mediante el dispositivo de activación 42 tiene lugar al mismo tiempo, en particular debido a una y a la misma señal de salida conducida al elemento de conmutación de semiconductor 46 y al elemento de conmutación de interrupción 22 o a cada uno de los mismos.

El elemento de conmutación de semiconductor 46 se vuelve conductor debido a la activación y el sumidero de corriente 44 está conectado entre las dos rutas de corriente del ramal paralelo 20 (el sumidero de corriente 44 está activado). En el caso de una activación de esa clase del sumidero de corriente 44, la corriente que circula en el ramal paralelo 20 circula al menos parcialmente hacia el sumidero de corriente 44 - en la representación de la figura 6 como parte I<k1>de la corriente de cortocircuito I<k>mostrada (se carga un condensador 44 que actúa como sumidero de corriente 44). Mediante una activación rápida del sumidero de corriente 44, dentro de los primeros microsegundos después de la detección de una situación de sobrecorriente, la corriente I<k>que circula en el ramal paralelo 20, por tanto por ejemplo una corriente de cortocircuito, es conducida al menos parcialmente hacia el sumidero de corriente 44. Debido a esto se reduce la corriente que debe desconectarse mediante un elemento de conmutación de interrupción 22 o varios elementos de conmutación de interrupción 22. En la representación de la figura 6, la corriente restante que debe desconectarse se muestra como parte I<k2>de la corriente de cortocircuito I<k>; I<k>= I<k1>+ I<k2>.

La representación de la figura 7 finalmente muestra otra forma de ejecución preferente, esencialmente opcional, de un circuito en un ramal paralelo 20 que parte del bus de corriente continua 12 y que conduce a un consumidor 14. En la figura 7, al igual que en la figura 6, se muestra una configuración con respectivamente un elemento de conmutación de interrupción 22 en cada ruta de corriente del ramal paralelo 20 (como en la figura 1). La particularidad de la forma de ejecución mostrada en la figura 7 se aplica igualmente también para la configuración según la figura 2 (precisamente un elemento de conmutación de interrupción 22 en precisamente una ruta de corriente9, la configuración según la figura 3 (varios elementos de conmutación de interrupción 22 en cada ruta de corriente), y la configuración según la figura 4 (varios elementos de conmutación de interrupción 22 en precisamente una ruta de corriente). En la representación de la figura 7, el dispositivo de activación 42 mostrado como un bloque - al igual que en la figura 6 -para una mayor claridad, comprende el dispositivo de activación 24 no representado por separado.

La particularidad de la forma de ejecución mostrada en la figura 7 consiste en al menos un diodo 48 conectado en serie con al menos un elemento de conmutación de interrupción 22. El diodo 48 está conectado de manera que es conductor para la corriente que circula desde el bus de corriente continua 12 hacia el consumidor 14, y que bloquea un flujo de corriente en la dirección inversa, por tanto, por ejemplo, un flujo de corriente debido a la carga del condensador de circuito intermedio 16 en dirección del bus de corriente continua 12. Debido a esto se logra que para un elemento de conmutación de interrupción 24 que debe desconectarse se reduzca la corriente total que debe desconectarse. Esto resulta del hecho de que por ejemplo en una situación de cortocircuito de un consumidor 14, desde los condensadores de circuito intermedio 16 de otros consumidores 14, no puede circular ninguna carga y puede aumentar la corriente de cortocircuito.

Las formas de ejecución según las figuras 6 y 7 pueden combinarse de forma opcional y una combinación de las formas de ejecución según la figura 6 y la figura 7 es un aspecto parcial de la novedad aquí propuesta.

Si bien la invención fue ilustrada y descrita en detalle mediante el ejemplo de ejecución, la invención no está limitada por el ejemplo o los ejemplos descritos, y el experto puede deducir de éstos otras variaciones, sin abandonar el alcance de protección de la invención. Los aspectos individuales principales de la descripción aquí presentada pueden resumirse del siguiente modo: se indican un sistema 10 con al menos dos consumidores 14 conectados a una línea de alimentación 12 en común y que pueden desconectarse de forma selectiva.

Claims (6)

REIVINDICACIONES

1. Sistema (10) con al menos dos consumidores (14) conectados a una línea de alimentación (12) en común, donde cada uno de los consumidores (14) comprendidos por el sistema (10) está conectado a la línea de alimentación (12) en común mediante un ramal paralelo (20) propio,

donde a cada uno de los consumidores (14) comprendidos por el sistema (10), en el ramal paralelo (20) que conduce al respectivo consumidor (14), está asociado al menos un elemento de conmutación de interrupción (22) con un dispositivo de ignición que puede activarse de forma externa,

donde a cada uno de los consumidores (14) comprendidos por el sistema (10), en el ramal paralelo (20) que conduce al respectivo consumidor (14), está asociado al menos un dispositivo de medición de corriente (30), mediante el cual puede detectarse una corriente que circula en el ramal paralelo (20) durante el funcionamiento, y

donde en función de la corriente que circula en el ramal paralelo (20), el dispositivo de ignición del elemento de conmutación de interrupción (22) puede activarse en el respectivo ramal paralelo (20), caracterizado porque el dispositivo de medición de corriente (30) está determinado y configurado para detectar la dirección y la intensidad de la corriente que se utiliza para el accionamiento activo de al menos un elemento de conmutación de interrupción.

2. Sistema (10) según la reivindicación 1,

donde a cada uno de los consumidores (14) comprendidos por el sistema (10), en el ramal paralelo (20) que conduce al respectivo consumidor (14), están asociados el dispositivo de medición de corriente (30) y un dispositivo de medición de tensión (34),

donde mediante el dispositivo de medición de tensión (34) puede detectarse una tensión que se presenta en el ramal paralelo (20) durante el funcionamiento,

donde el dispositivo de ignición del elemento de conmutación de interrupción (22) en el respectivo ramal paralelo (20) puede activarse en función de la corriente que circula en el ramal paralelo (20) y en función de la tensión que se presenta en el ramal paralelo (20).

3. Sistema (10) según la reivindicación 1 ó 2,

con al menos dos elementos de conmutación de interrupción (22) conectados en serie, con dispositivos de ignición que pueden activarse de forma externa en cada ramal paralelo (20),

donde en uno y el mismo ramal paralelo (20), elementos de conmutación de interrupción (22) conectados en serie pueden activarse de forma paralela y al mismo tiempo.

4. Sistema (10) según una de las reivindicaciones precedentes,

donde a cada uno de los consumidores (14) comprendidos por el sistema (10), en el respectivo ramal paralelo (20) está conectado aguas arriba un circuito en serie formado por un elemento de conmutación de semiconductor (46) que puede activarse y un elemento de conmutación (44) que actúa como sumidero de corriente,

donde el elemento de conmutación de semiconductor (46) que puede activarse, puede activarse en función de la corriente que circula en el ramal paralelo (20).

5. Sistema (10) según una de las reivindicaciones precedentes,

donde a cada uno de los consumidores (14) comprendidos por el sistema (10), en el respectivo ramal paralelo (20) está conectado aguas arriba un diodo (48) que admite un flujo de corriente en dirección del consumidor (14).

6. Sistema (10) según una de las reivindicaciones precedentes,

donde cada elemento de conmutación de interrupción (22) está provisto de una laca que cambia de color según la temperatura.