MXPA99000652A - Configuraciones de proteccion de circuitos - Google Patents

Abstract

Un sistema de protección de sobrecarga que daráuna respuesta rápida a hasta sobrecargas relativamente pequeñas. Un elemento sensor, por ejemplo un elemento resistivo, y un elemento de interrupción de circuito, por ejemplo un conjunto de contactos de relé, se colocan en serie con la carga. El elemento resistivo estáenlazado funcionalmente con el elemento de contactos de relévía un elemento el control el cual incluye combinación en serie de un dispositivo de coeficiente de temperatura positivo y una espiral de reléde manera que cuando la corriente en el circuito excede una cantidad previamente determinada, el elemento sensor capta la sobrecarga, por ejemplo aumenta en temperatura, y se comunica con el elemento de control, por ejemplo el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo capta la temperatura aumentada. El elemento de control hace que el elemento de interrupción del circuito cambie de un estado normal relativamente conductor a un estado de falla relativamente no conductor (que incluye un estado abierto completamente).

Description

CONFIGURACIONES DE PROTECCIÓN DE CIRCUITOS Esta invención se relaciona con la protección de sobrecarga de circuitos eléctricos. Son muy conocidos los dispositivos de protección de circuitos de coeficiente de temperatura positivo (PTC) . El dispositivo se coloca en serie con una carga, y bajo condiciones de operación normales está en un estado de temperatura baja, resistencia baja. Sin embargo, si la corriente a través del dispositivo de coeficiente de temperatura positivo aumenta excesivamente, la corriente de operación normal se mantiene durante más del tiempo normal de operación, entonces el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo se disparará, es decir convertirá a un estado de alta temperatura, alta resistencia de manera que la corriente se reduce sustancialmente. Generalmente, el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo permanecerá en el estado disparado, aún si la corriente y/o la temperatura regresan a sus niveles normales, hasta que el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo se desconecte de la fuente de energia y se deje enfriar. Los dispositivos de coeficiente de temperatura positivos particularmente útiles contienen un elemento de coeficiente de temperatura positivo que está compuesto de un polimero conductor de coeficiente de temperatura positivo, es decir una composición que comprende (1) un polimero orgánico, y (2) un rellenador conductor en partículas dispersado, o distribuido de alguna otra manera, en el polimero, preferiblemente negro carbón. Los polimeros conductores de coeficiente de temperatura positivos y los dispositivos que los contienen se describen, por ejemplo en las Patentes de los Estados Unidos de Norteamérica números 4,237,441, 4,238,812, 4,315,237, 4,317,027, 4,426,633, 4,545,926, 4,689,475, 4,724,417, 4,774,024, 4,780,598, 4,800,253, 4,845,838, 4,857,880, 4,859,836, 4,907,340, 4,907,340, 4,924,074, 4,935,156, 4,967,176, 5,049,850, 5,089,801 y 5,378,407. En un lote de dispositivos de coeficiente de temperatura positivo hecho mediante el mismo proceso de fabricación, variaciones incontrolables en el proceso pueden causar variación substancial en las condiciones las cuales dispararán cualquier dispositivo individual. La corriente de estado estable más grande la cual no causará que ninguno de los dispositivos en el lote se dispare se conoce en la presente como la "corriente de paso" (IPASS) O "corriente de sostén", y la corriente de estado estable más pequeña que causará que todos los dispositivos se disparen se conoce como la "corriente de disparo" (ITRIP) • En general, la diferencia entre IPASS e ITRIP disminuye lentamente conforme aumenta la temperatura ambiente. Dependiendo del tipo particular de dispositivo, la corriente de disparo puede ser por ejemplo 1.5 a 2.5 veces la corriente de paso a 20°C. Para cualquier dispositivo individual, la corriente de paso y la corriente de disparo son iguales. Sin embargo, en esta memoria descriptiva se hace referencia a un dispositivo de coeficiente de temperatura positivo que tiene una corriente de paso y una corriente de disparo diferentes, porque por razones prácticas, el fabricante de un interruptor eléctrico debe hacer uso de dispositivos de coeficiente de temperatura positivos tomados de un lote de estos dispositivos. Generalmente, a mayor temperatura ambiente, será menor la corriente de paso y la corriente de disparo. Este fenómeno se conoce como "disminución de potencia térmica", y el termino "curva de disminución de potencia" se usa para denotar una gráfica de la temperatura contra la corriente de paso. Una limitación sobre los usos conocidos de los dispositivos de protección de coeficiente de temperatura positivo es que cuando un dispositivo de coeficiente de temperatura positivo se coloca en serie con la carga y se adapta para conducir la corriente de circuito normal, el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo puede tomar un tiempo relativamente largo para convertir su estado disparado en una sobrecarga la cual es, por ejemplo, hasta unas cuantas veces la corriente del circuito normal.

La invención proporciona un nuevo sistema de protección de sobrecarga que dará una respuesta rápida hasta las sobrecargas relativamente pequeñas. En este nuevo sistema, se coloca un elemento sensor y un elemento de interrupción de circuitos en serie con la carga. El elemento sensor está enlazado funcionalmente al elemento de interrupción de circuito via un elemento de control, de manera que, cuando la corriente en el circuito excede una cantidad previamente determinada el elemento de sensor capta la sobrecarga y se comunica con el elemento de control. El elemento de control causa que el elemento de interrupción de circuito cambie de un estado normal relativamente conductor a un estado de falla relativamente no conductor (incluyendo un estado completamente abierto) . La invención también proporciona un nuevo ensamble de relé el cual es útil en configuraciones de protección de circuitos que incluyen a las configuraciones de protección de circuitos de la invención. El nuevo ensamble de relé, comprende un contacto deslizante y un contacto eléctrico. Cuando el contacto deslizante está en contacto con el contacto de relé, haciendo mediante ésto una conexión, el contacto deslizante abrirá la conexión cuando una corriente a través de la conexión exceda una cantidad de corriente previamente determinada. En un ejemplo de una modalidad preferida de configuraciones de circuito de la invención, el elemento de sensor comprende un dispositivo resistivo conectado en serie con la carga, y el elemento de control comprende un dispositivo de coeficiente de temperatura positivo ei cual está enlazado térmicamente al dispositivo resistivo y se conecta eléctricamente al elemento de interrupción de circuito. Cuando una sobrecarga pasa a través de un sistema asi, el dispositivo resistivo aumenta en temperatura causando que el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo se caliente y se dispare a su estado de resistencia alta. El dispositivo de coeficiente de temperatura positivo se enlaza al elemento de interrupción de circuito de manera que la resistencia aumentada del dispositivo de coeficiente de temperatura positivo causa que el elemento de interrupción de circuito cambie a su estado de falla. El dispositivo de coeficiente de temperatura positivo no se coloca en serie con la carga y por lo tanto puede operar a niveles de corriente mucho menores que la corriente de circuito normal la cual pasa a través de la carga. El enlace térmico de un dispositivo resistivo con un dispositivo de coeficiente de temperatura positivo se conoce en la técnica. Una corriente que se va a medir y/o controlar pasa a través del dispositivo resistivo. El calentamiento I2R del dispositivo resistivo causa que el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo se caliente y su resistencia aumente en consecuencia. Estos dispositivos resistivos pueden comprender resistores, calentadores, cable de alta resistencia (por ejemplo NiChrome) , dispositivos de coeficiente de temperatura positivo y similares. Se sabe que con el fin de obtener el desempeño deseado de corriente/temperatura de estas combinaciones, se deben controlar ciertas características del dispositivo resistivo, particularmente en la zona adyacente al dispositivo de coeficiente de temperatura positivo. Algunas de las características que se van a controlar incluyen la resistividad, la forma y el área del corte transversal del material. El dispositivo resistivo deberá elej irse para minimizar la impedancia del sistema al mismo tiempo que alcanza suficiente elevación de temperatura bajo condiciones de sobrecarga para causar que el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo se caliente y se dispare a su estado de impedancia alta. En un segundo ejemplo de una modalidad preferida de la invención, el elemento sensor comprende un dispositivo resistivo conectado en serie con la carga, y el elemento de control comprende un interruptor bimetal el cual está enlazado térmicamente al dispositivo resistivo y está conectado eléctricamente al elemento de interrupción de circuito. Cuando una sobrecarga pasa a través de este sistema, el dispositivo resistivo aumenta en temperatura causando que el interruptor bimetal se caliente y se dispare a su estado abierto. El interruptor bimetal se enlaza al elemento de interrupción de circuito de manera que la condición de abierto del interruptor bimetal causa que el elemento de interrupción de circuito cambie a su estado de falla. El interruptor bimetal no está colocado en serie con la carga y por lo tanto puede operar a niveles de corriente mucho menores que la corriente de circuito normal la cual pasa a través de la carga. En un tercer ejemplo de una modalidad preferida de la invención, la función del elemento sensor es proporcionada por un interruptor bimetal el cual se coloca en serie con la combinación paralela de la carga y el elemento de control. Cuando una sobrecarga pasa a través de un sistema asi, el interruptor bimetal aumenta en temperatura y dispara a su estado abierto. El elemento de control capta el cambio de estado del elemento de sensor y causa que el elemento de interrupción de circuito cambie a su estado de falla. En un ejemplo de una segunda modalidad preferida de la invención, las funciones del elemento sensor y del elemento de interrupción de circuito se combinan en un elemento sensor-interruptor y se proporcionan por un relé que tiene un nuevo contacto deslizante bimetal el cual, en si mismo, es un aspecto de la invención. Cuando el relé se energiza, el contacto deslizante bimetal del relé se coloca en serie con la combinación paralela de la carga y el elemento de control. Cuando una sobrecarga pasa a través de este sistema, el contacto delizante bimetal se desengancha del contacto de relé mediante lo cual rompe el circuito a la carga y al elemento de control. El elemento de control causa que el elemento sensor-interruptor se desenganche en el estado de falla. En un primer aspecto, esta invención proporciona un sistema de protección eléctrico que se puede conectar entre un suministro de energía eléctrica y una carga eléctrica para formar un circuito de operación, teniendo el circuito de operación un estado encendido y un estado apagado y comprendiendo una linea transportadora de corriente y una linea de retorno, y el cual cuando asi está conectado protege el circuito de sobrecargas, teniendo el sistema una condición de operación normal y una condición de falla, y comprendiendo: a. un elemento de interrupción de circuito, el cual, cuando el sistema está conectado de esta manera, se conecta en serie entre el suministro de energía y la carga, y tiene (1) un estado cerrado que permite el flujo de una corriente normal, INORMAL, cuando el sistema está en la condición de operación normal, y (2) un estado abierto el cual permite el flujo de cuando más una corriente reducida substancialmente menor que INORMAL, cuando el sistema está en la condición de falla; b. un elemento sensor, el cual, cuando el sistema se conecta de esta manera, se conecta en serie con el elemento de conexión de circuito y la carga, y tiene (1) un estado normal, cuando la corriente en el sistema no excede a la corriente normal INORMAL, mediante una cantidad de corriente previamente determinada, y (2) un estado de falla, cuando la corriente en el sistema excede a al corriente normal, INORMAL, por una cantidad previamente determinada; y c. un elemento de control, el cual, cuando el sistema se conecta de esta manera, se acopla con el elemento sensor y con el elemento de interrupción de circuito, y tiene una resistencia variable la cual. (1) es baja cuando el elemento sensor está en el estado normal, y (2) aumenta en cuando menos una cantidad de resistencia previamente determinada cuando el elemento sensor está en el estado de falla; El elemento de interrupción de circuito que cambia de su estado cerrado a su estado abierto, causa mediante ésto que el sistema cambie de su condición de operación normal a su condición de falla, cuando la resistencia del elemento de control ha aumentado en la cantidad de resistencia previamente determinada como respuesta al cambio del elemento sensor de su estado normal a su estado de falla. En un segundo aspecto, la invención proporciona un sistema de protección eléctrico el cual se puede conectar entre un suministro de energía eléctrica y una carga eléctrica para formar un circuito de operación, teniendo el circuito de operación un estado de encendido y un estado apagado y comprendiendo una linea de transporte de corriente y una linea de retorno, y la cual cuando se conecta de esta manera protege al circuito de sobrecargas, teniendo el sistema una condición de operación normal y una condición de falla, y comprendiendo: a . un elemento de interrupción de circuito, el cual, cuando el sistema se conecta de esta manera, se conecta en serie entre el suministro de energía y la carga, y tiene i. un estado cerrado que permite el flujo de una corriente normal, INORMAL, cuando el sistema está en la condición de operación normal, y ii . un estado abierto que permite el flujo de cuando menos una corriente reducida sustancialmente menor que INORMAL, cuando el sistema está en la condición de falla; b. un elemento sensor, el cual tiene una resistencia variable, y el cual cuando el sistema se conecta de esta manera, se conecta en serie con el elemento de interrupción de circuito y la carga, y tiene, i. un estado normal, en el cual su resistencia es baja, cuando la corriente en el sistema no excede a la corriente normal, INORMAL, en una cantidad de corriente previamente determinada, y ii. un estado de falla, en el cual su resistencia aumenta en cundo menos una cantidad de resistencia previamente determinada, cuando la corriente en el sistema excede a la corriente normal, INORMAL, mediante una cantidad previamente determinada; y c. un elemento de control, el cual, cuando el sistema se conecta de esta manera, se acopla con el elemento sensor y con el elemento de interrupción de circuito, lo cual causa que el elemento de interrupción de circuito cambie de su estado cerrado a su estado abierto cuando el elemento sensor cambia de su estado normal a su estado de falla. En un tercer aspecto, la invención proporciona un sistema de protección eléctrico el cual se puede conectar entre un suministro de energía eléctrica y una carga eléctrica para formar un circuito de operación, teniendo el circuito de operación un estado encendido y un estado apagado y comprendiendo una linea transportadora de corriente y una linea de retorno, y el cual cuando está asi conectado protege al circuito de sobrecargas, teniendo el sistema una condición de operación normal y una condición de falla y comprendiendo : a. un elemento sensor-interruptor, el cual, cuando el sistema se conecta de esta manera, se conecta en serie entre el suministro de energía y la carga, y tiene: i. una resistencia variable, la cual: (1) es baja, cuando la corriente en el sistema no excede a una corriente normal, INORMAL? en una cantidad de corriente previamente determinada, y (2) aumenta en cuando menos una cantidad de resistencia previamente determinada, cuando la corriente en el sistema excede a la corriente normal, INORMAL/ en una cantidad previamente determinada; ii. un estado cerrado el cual permite el flujo de la corriente normal, INORMAL/- cuando el sistema está en la condición de operación normal, y iii. un estado abierto que permite el flujo de cuando menos una corriente reducida, substancialmente menor que INORMALÍ cuando el sistema está en la condición de falla; b. un elemento de control, el cual, cuando el sistema está conectado de esta manera, se acopla con el elemento sensor-interruptor, lo cual causa que el elemento sensor-interruptor cambie de su estado cerrado a su estado abierto cuando la resistencia variable del elemento sensor- interruptor aumenta en una cantidad de resistencia previamente determinada. En un cuarto aspecto, la invención proporciona un circuito eléctrico, que tiene un estado encendido y un estado apagado, comprendiendo el circuito un suministro de energía eléctrica, una carga eléctrica, una linea transportadora de corriente, una linea de retorno, y un sistema de protección eléctrico el cual protege el circuito de sobrecargas, teniendo el sistema una condición de operación normal y una condición de falla y comprendiendo: a. un elemento de interrupción de circuito el cual se conecta en serie entre el suministro de energía y la carga, y tiene i. un estado cerrado que permite el flujo de una corriente normal, INORMAL/ cuando el sistema está en la condición de operación normal, y ii. un estado abierto que permite el flujo de cuando más una corriente reducida, substancialmente menor que INORMAL/ cuando el sistema está en la condición de falla; b. un elemento sensor el cual está conectado en serie con el elemento de interrupción de circuito y la carga, y tiene. i. un estado normal, cuando la corriente en el sistema no excede a la corriente normal, INORMAL/ en una cantidad de corriente previamente determinada, y ii . un estado de falla, cuando la corriente en el sistema excede a la corriente normal, INORMAL/ en la cantidad previamente determinada; y c. un elemento de control el cual se acopla con el elemento sensor y con el elemento de interrupción de circuito, y tiene una resistencia varible la cual. i. es baja cuando el elemento sensor está en el estado normal, y ii. aumenta en cuando menos una cantidad de resistencia previamente determinada cuando el elemento sensor se convierte a su estado de falla; El elemento de interrupción de circuito que cambia de su estado cerrado a su estado abierto, causa mediante ésto que el sistema cambie de su condición de operación normal a su condición de falla, cuando la resistencia del elemento de control aumenta en una cantidad de resistencia previamente determinada como respuesta al cambio del elemento sensor de su estado normal a su estado de falla. En un quinto aspecto, la invención proporciona un circuito eléctrico, que tiene un estado encendido y estado apagado, comprendiendo el circuito un suministro de energía eléctrica, una carga eléctrica, una linea transportadora de corriente, una linea de retorno, y un sistema de protección eléctrico que protege al circuito de sobrecargas, teniendo el sistema una condición de operación normal y una condición de falla, y comprendiendo: • a. un elemento de interrupción de circuito que se conecta en serie entre el suministro de energía y la carga, y tiene. i. un estado cerrado que permite el flujo de una corriente normal, INORMAL/ cuando el sistema está en el sistema de operación normal, y ii. un estado abierto el cual permite el flujo de 10 cuando más una corriente reducida, substancialmente menor que • INORMAL/ cuando el sistema está en la conexión de falla; b. un elemento sensor el cual tiene una resistencia variable y se conecta en serie con el elemento de interrupción de circuito y la carga, y tiene 15 i. un estado normal, en el cual su resistencia es baja, cuando la corriente en el sistema no excede a la corriente normal, INORMAL/ en una cantidad de corriente previamente determinada, y ii. un estado de falla, en el cual su resistencia aumenta en cuando menos una cantidad de resistencia previamente determinada, cuando la corriente en el sistema excede a la corriente normal, INORMAL/ en una cantidad previamente determinada; y c. un elemento de control el cual se acopla con el 25 elemento sensor y con el elemento de interrupción de circuito, el cual causa que el elemento de interrupción de circuito cambie de su estado cerrado a su estado abierto cuando el elemento sensor cambia de su estado normal a su estado de falla. En un sexto aspecto, la invención proporciona un circuito eléctrico, que tiene un estado encendido y un estado apagado, comprendiendo el circuito un suministro de energía eléctrica, una carga eléctrica, una linea transportadora de corriente, una linea de retorno, y un sistema de protección eléctrico el cual protege al circuito de sobrecargas, teniendo el sistema una condición de operación normal y una condición de falla, y comprendiendo: a. un elemento sensor-interruptor que se conecta en serie entre el suministro de energía y la carga, y tiene: i. una resistencia variable, la cual: (1) es baja, cuando la corriente en el sistema no excede a la corriente normal, INORMAL/ en una cantidad de corriente previamente determinada, y (2) aumenta en cuando menos una cantidad de resistencia previamente determinada, cuando la corriente en el sistema aumenta de la corriente normal, INORMAL/ en una cantidad previamente determinada; ii. un estado cerrado el cual permite el flujo de una corriente normal, INORMAL/ cuando el sistema está en la condición de operación normal, y iii. uñ estado abierto el cual permite el flujo de cuando más una corriente reducida, substancialmente menor que INORMAL/ cuando el sistema está en la condición de falla; b. un elemento de control el cual se acopla con el elemento sensor-interruptor, y causa que el elemento sensor-interruptor cambie de su estado cerrado a su estado abierto cuando la resistencia variable del elemento sensor-interruptor aumenta en una cantidad de resistencia previamente determinada. En un séptimo aspecto, la invención proporciona un ensamble de relé, el cual abrirá una conexión cuando una corriente a través de la conexión exceda una cantidad de corriente previamente determinada. El ensamble de relé comprende un contacto deslizante y un contacto de relé, estando el contacto deslizante (i) en una primera posición en la cual está en contacto con el contacto de relé, haciendo mediante ésto la conexión, o (ii) en una segunda posición en la cual está separado del contacto de relé, y el contacto deslizante se mueve de la primera posición a la segunda posición, rompiendo mediante ésto la conexión, cuando una corriente a través del contacto deslizante excede a la cantidad de corriente previamente determinada. Será aparente que los dispositivos de coeficiente de temperatura positivo poliméricos, los dispositivos de coeficiente de temperatura positivo de cerámica, otros dispositivos de coeficiente de temperatura positivo tales como dispositivos bimetal, dispositivos de coeficiente de temperatura positivo metálicos, configuraciones de dispositivos de estado sólido con características de coeficiente de temperatura positivo, y dispositivos que desplieguen características similares pueden usarse en las configuraciones de circuitos de esta invención para proporcionar protección de sobrecarga confiable. Igualmente será aparente a los técnicos con experiencia en la técnica que los interruptores mecánicos usados en las configuraciones de circuitos de esta invención pueden incluir conmutadores, relés, interruptores de circuito, aislantes, dispositivos bimetal y otros dispositivos. Además, se pueden usar un dispositivo de estado sólido o una combinación de dispositivos de estado sólido que proporcionen características de desconexión similares a las proporcionadas por los interruptores mecánicos en lugar de los interruptores mecánicos. Los dispositivos bimetales se han estado llamando dispositivos bimetálicos, relés electrotérmicos, interruptores activados térmicamente y/o mecanismos electrotérmicos con elementos bimetales . Será aparente que en las modalidades preferidas, esta invención permite el uso de dispositivos de coeficiente de temperatura positivo e interruptores bimetales que se configuren con interruptores mecánicos y otros dispositivos eléctricos para proporcionar protección confiable, una protección que no estaba disponible anteriormente en la técnica. Estas y otras características, objetos y ventajas se entenderán o serán aparentes para los técnicos expertos a partir dé la siguiente descripción detallada de las modalidades preferidas de la invención como se ilustra en las distintas figuras de dibujos. Los circuitos de protección de sobrecarga configurados de acuerdo con los principios de esta invención generalmente realizan las funciones de captar la corriente, emitir una señal de control para interrumpir el circuito, interrumpir el circuito y parcial o completamente aislar la carga de la fuente de energía. Los circuitos de protección de sobrecarga se pueden ver como que comprenden elementos operativos que trabajan en cooperación para realizar las funciones de protección de sobrecarga. La Figura 1 es un diagrama en bloques que muestra una configuración de estos elementos operativos . Cinco elementos operativos representados en la Figura 1 son la fuente 102, el elemento sensor 104, el elemento de control 106, el elemento de interrupción de circuito 108, y la carga 112. La fuente 102 proporciona la energía eléctrica al circuito, y la carga 112 realiza el propósito pretendido del circuito. El elemento sensor 104 capta la corriente y determina si la corriente administrada a la carga 112 está dentro de un rango aceptable normal. Cuando el elemento sensor 104 determina que la corriente administrada a la carga 112 es excesiva, el elemento sensor 104 informa al elemento de control 106 via un primer enlace 114 entre el . sensor 104 y los elementos de control 106. Basándose en la información recibida a partir del elemento sensor 104, el elemento de control 106 controla el estado del elemento de interrupción de circuito 108 via un segundo enlace 116 entre los elementos de control 106 e interrupción 108. El elemento de interrupción de circuito 108 interrumpe la corriente en el circuito después de recibir la señal de control a partir del elemento de control 106 cuando el elemento sensor 104 capta una sobrecarga en el circuito. La Figura 2 muestra un ejemplo de una configuración de protección de sobrecarga de la invención 100. La configuración 100 en la Figura 2 comprende una fuente de energía eléctrica 2, una carga 4, un dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8, una bobina de relé 12 con contactos de relé asociados 30, 32, 34, 36, que incluyen un contacto de centro 30, un contacto cerrado normalmente 32, un contacto abierto normalmente 34, y un contacto deslizante 36, y un interruptor encendido/apagado 16. Con el interruptor de encendido/apagado 16 inicialmente abierto, el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 en su estado de resistencia baja, y el contacto deslizante 36 contra el contacto cerrado normalmente 32, el circuito 100 está en un estado abierto y no hay corriente a través de la carga 4. Cuando el interruptor de encendido/apagado 16 se cierra, una pequeña cantidad de corriente se extrae a través de la bobina de relé 12, energizando mediante ésto a la bobina de relé 12 y causando que el contacto deslizante 36 se mueva del contacto normalmente cerrado 32 al contacto normalmente abierto 34, colocando mediante ésto la carga 4 en el circuito. El dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 se coloca en serie con la combinación paralela de la bobina de relé 12 y la carga 4. Sin embargo, la bobina de relé 12 extrae muy poca corriente para mantenerla energizada. En caso de una sobrecarga, la resistencia del dispositivo del coeficiente de temperatura positivo 8 se elige adecuadamente, su resistencia aumentarla suficientemente para reducir la corriente a través de la bobina de relé 12 lo suficiente para desenerglzar la bobina de relé 12 mediante lo cual se causa que el contacto deslizante 36 se mueva al contacto normalmente cerrado 1 y 2 y desconecte la carga 4. Si la corriente a través del dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 y la bobina de relé es 12 suficiente para mantener el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 disparado en el estado de impedancia alto y la bobina de relé 12 es desenergizada, el circuito 100 permanece en un estado de falla hasta que el interruptor de encendido/apagado 16 se abra y el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 se permita enfriar. Si la corriente a través del dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 en el estado de impedancia alta no es suficiente para mantener al dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 disparado, entonces el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 se enfriarla y se restablecerla en su estado de impedancia baja. Esto permitirla que la corriente a través de la bobina de relé 12 se incrementara y energizara a la bobina de relé 12, moviendo mediante ésto al contacto deslizante 36 al contacto abierto normalmente 34. Si la causa de la falla todavía está presente, entonces el ciclo continuarla hasta que la causa de la falla se removiera, o la energía se removiera, por ejemplo abriendo el interruptor de encendido/apagado 16. No obstante, ya que la corriente de circuito normal puede ser muchos cientos de veces la corriente extraída por la bobina de relé 12, hay un potencial para que el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 aumente en su resistencia y reduzca la corriente a la carga 4, pero no reduzca la corriente suficientemente para causar que la bobina de relé 12 se desenergice. Esto podria dejar el circuito en un estado cerrado con una condición de falla. Por ejemplo, el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo calificado para llevar nueve amperes típicamente llevarla una corriente de aproximadamente .25 amperes en el estado disparado. Ya que una corriente de bobina de relé automotriz tipica es de .180 amperes, aún si el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo se disparara, todavía habría suficiente corriente para mantener el relé energizado. Asi, las configuraciones de protección de circuito como el representado en la Figura 2 probablemente requerirían el uso de dispositivos de coeficiente de temperatura positivo con tolerancias potencialmente bastante precisas. Por lo tanto, seria preferible tener una configuración de protección de circuitos en la cual el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo no se colocara en el circuito en una posición en la cual la corriente de tanto la carga del circuito como del dispositivo que controla el dispositivo de interrupción de circuito pase a través del dispositivo de coeficiente de temperatura positivo. El circuito en la Figura 3 es un ejemplo del sistema de protección de sobrecarga de conformidad con la primera modalidad de la invención y el diagrama de bloques representado en la Figura 1. La Figura 3 muestra un circuito de protección de sobrecarga 200 que emplea una cierta configuración de un dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 con un dispositivo resistivo 14, una bobina de relé 12, un conjunto de contactos 30, 32, 34, 36, y un interruptor de encendido/apagado 16. En el circuito 200, el dispositivo resistivo 14 se coloca en serie con la carga 4 y el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 se coloca en serie con la bobina de relé 12, con la combinación de serie de las últimas conectada a través de la fuente de energía 2. Con el interruptor de encendido/apagado 16 inicialmente abierto, el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 está en su estado de resistencia baja, y el contacto deslizante 36 contra el contacto cerrado normalmente 32, el circuito 200 está en un estado abierto y no hay corriente a través de la carga 4. Cuando el interruptor de encendido/apagado 16 está cerrado, una pequeña cantidad de corriente se extrae a través del dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 y de la bobina de relé 12, energizando mediante ésto la bobina de relé 12 y causando que el contacto deslizante 36 se mueva del contacto normalmente cerrado 32 al contacto normalmente abierto 34, colocando mediante ésto la carga 4 en el circuito. El dispositivo resistivo 14 y el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 están térmicamente enlazados, de manera que en caso de una sobrecarga en el circuito, la temperatura del dispositivo resistivo 14 aumenta y causa que el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 se caliente hasta su temperatura de disparo y cambie a su estado de impedancia alta. Con el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 en su estado de impedancia alto, la corriente a través de la bobina de relé 12 se reduce, la bobina de relé 12 se desenergiza y causa que el contacto deslizante 36 se mueva de nuevo al contacto normalmente cerrado 32. El dispositivo resistivo 14 y el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 tienen una masa combinada de manera que la carga lenta de la corriente a través del dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 y la bobina de relé 12 no es suficiente para mantener la temperatura del dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 suficientemente alta para mantener al dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 en el estado disparado. Asi, el dispositivo resistivo 14 y el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 se enfrian. Cuando el dispositivo del coeficiente de temperatura positivo 8 se enfria suficientemente, se restablece a su estado de impedancia baja y permite que suficiente corriente vuelva a fluir a través de la bobina de relé 12 para energizar a la bobina de relé 12 y mover el contacto deslizante 36 hacia el contacto normalmente abierto 34. Si continua la causa de la sobrecarga, el dispositivo de resistencia 14 se calentará y el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 de nuevo se disparará a su estado de impedancia alto. Este ciclo continua hasta que ya que sea que la causa de la sobrecarga se remueva o la energía se remueva, por ejemplo abriendo el interruptor encendido/apagado 16. En algunas aplicaciones, se prefiere que el circuito de protección de sobrecarga no intente restablecerse, sino más bien desengancharse en un estado de falla. El circuito 300 en la Figura 4 es un segundo ejemplo de una configuración de protección de circuitos de acuerdo con la primera modalidad de la invención, y es un circuito de protección de sobrecarga el cual se desengancha en el estado de falla. El circuito 300 emplea una configuración de un dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 con un dispositivo resistivo 14, una bobina de relé 12 y un conjunto de contactos de relé 30, 32, 34, 36. En el circuito 300, los contactos de relé 30, 32, 34, están "volteados alrededor" en relación con su conexión en el circuito 200 mostrado en la Figura 3, con la bobina de relé 12 conectada al contacto normalmente cerrado 32, la carga 4 conectada al contacto central 30, y el contacto normalmente abierto 34 se conecta al elemento resistivo 14. El circuito 300 inicialmente se energiza cerrando el interruptor encendido/apagado 16. La corriente fluye a través del dispositivo del coeficiente de temperatura positivo 8 y la bobina de relé 12. La bobina de relé 12 se energiza, causando que el contacto deslizante 36 se mueva hacia el contacto normalmente abierto 34. Esto coloca al elemento resistivo 14 en la trayectoria de la corriente con la carga 4. En el caso de una sobrecarga, el elemento resistivo 14 se calienta causando que el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 se caliente y se dispare. La bobina de relé 12 se desenergiza entonces, causando que el contacto deslizante 36 regrese hacia el contacto normalmente cerrado 32. Sin embargo, la carga 4 permanece en el circuito, con el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 en su estado disparado, la "corriente de carga lenta" a través del dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 y la combinación paralela de la bobina de relé 12 y la carga 4 es muy pequeña, pero es suficiente para evitar que el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 regrese a su estado de impedancia baja. El interruptor de encendido/apagado 16 tendría que abrirse para permitir que el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 se enfrie y restablezca el circuito 300. El circuito 400 en la Figura 5 es un tercer ejemplo de una configuración de protección de circuitos de acuerdo con la primera modalidad de la invención. El circuito 400 también se desengancharán en el estado de falla. El circuito 400 emplea una configuración de un dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 con un dispositivo resistivo 14, una bobina de relé 12 y un conjunto de contactos de relé 30, 32, 34, 36, y es similar al circuito 300 mostrado en la Figura 4. El interruptor de encendido/apagado 16 ha sido movido para estar entre la tierra 6 y la unión entre la bobina de relé 12 y la carga 4. La operación del circuito 400 mostrada en la Figura 5 es la misma que para el circuito 300 mostrado en la Figura 4. Sin embargo en ciertas aplicaciones, por ejemplo en la industria automotriz, se puede preferir emplear técnicas de "interrupción a tierra" como se muestra en la Figura 5. Los circuitos de protección de sobrecarga mostrados en las Figuras 4 y 5 son capaces de bloquearse, es decir no intentar restablecerse, cuando están en un estado de falla. Ambas configuraciones requieren de una "corriente de carga lenta" para mantenerse bloqueados. En algunas aplicaciones se prefiere tener el circuito de protección de sobrecarga desenganchado, pero no se requiere que la corriente de carga lenta permanezca bloqueada. Por ejemplo, en aplicaciones automotrices y otras energizadas por baterías, la corriente de carga lenta podria gastar la batería si se dejara continuar durante un periodo extendido de tiempo. La Figura 6 muestra un cuarto ejemplo de una primera modalidad de un circuito de protección de sobrecarga 500 el cual se desengancha en el estado de falla. Sin embargo, a diferencia de los circuitos 300, 400 mostrados en las Figuras 4 y 5, respectivamente, el circuito 500 mostrado en la Figura 6 no requiere de una "corriente de carga lenta" para bloquear el circuito abriéndolo en caso de una sobrecarga. El circuito 500 emplea una configuración de un dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 con un dispositivo resistivo 14, una bobina de relé 12 y un conjunto de contactos de relé 30, 32, 34, 36. También incluye un diodo 22, un interruptor de encendido momentáneo 18 y un interruptor de apagado momentáneo 20. Los contactos de relé 30, 32, 34, 36 se colocan entre el suministro de energía 2 y el elemento resistivo 14, con el contacto central 30 conectado al suministro de energía 2 y el contacto normalmente abierto 32 conectado al elemento resistivo 14. Con el circuito 500 en un estado apagado, y el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 en su estado de impedancia baja, el circuito 500 se enciende al oprimir momentáneamente el interruptor de encendido 18. Los flujos de corriente a través de la bobina de relé 12, energizan a la bobina de relé 12 y causan que el contacto deslizante 36 se mueva hacia el contacto normalmente abierto 34. El diodo 22 evita que la corriente fluya a través del dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 hacia el elemento resistivo 14 y a la carga 4. Con el interruptor encendido 18 liberado, la corriente fluye a través del elemento resistivo 14 hacia la carga 4 y también a través de la combinación en serie del dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8, el diodo 22 y la bobina de relé 12, manteniendo mediante ésto a la bobina de relé 12 energizada. En caso de una sobrecarga, el elemento resistivo 14 se calienta causando que el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 se caliente y se dispare a su estado de impedancia alta. La corriente relucida a causa que la bobina de relé 12 se desenergice y el contacto deslizante 36 se mueva hacia el contacto normalmente cerrado 32. La corriente cesa de fluir en el circuito 500, y el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 se enfria y regresa a su estado de resistencia baja. El interruptor de apagado momentáneo 20 se usa para encender el circuito de apagado bajo condiciones de operación normales. En cada uno de los circuitos mostrados en las Figuras 3, 4, 5 y 6, el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 se muestra conectado de manera que proporciona protección de sobrecarga al circuito respectivo, pero no tiene que llevar la corriente de carga. Asi en las configuraciones de protección de circuitos de acuerdo con la invención, se puede usar un dispositivo de coeficiente de temperatura positivo para controlar la corriente de carga que es mayor que la de los valores normales de corriente del dispositivo de coeficiente de temperatura positivo. El circuito 600 mostrado en la Figura 7 es una modalidad alternativa del circuito mostrado en la Figura 6 en el cual el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 se reemplaza por un interruptor bimetal 42. Con el circuito 600 en un estado apagado, y el interruptor bimetal 42 en su estado cerrado, el circuito 600 se enciende al oprimir momentáneamente el interruptor encendido 18. La corriente fluye a través de la bobina de relé 12, energizando la bobina de relé 12 y causando que el contacto deslizante 36 se mueva hacia el contacto normalmente abierto 3 . El diodo 22 evita que la corriente fluya hacia arriba a través del interruptor bimetal 42 hacia el elemento resistivo 14 y a la carga 4. Con el interruptor encendido 18 liberado, la corriente fluye a través del elemento resistivo 14 hacia la carga 4, y también a través de la combinación en serie del interruptor bimetal 42, el diodo 22 y la bobina de relé 12, manteniendo mediante ésto a la bobina de relé 12 energizada. En caso de una sobrecarga, el elemento resistivo 14 se calienta causando que el interruptor bimetal 42 se caliente y se dispare a su estado abierto. La bobina de relé 12 se desenergiza y el contacto deslizante 36 se mueve hacia el contacto normalmente cerrado 32. La corriente cesa de fluir en el circuito 600 y el interruptor bimetal 42 se enfria y regresa a su estado cerrado. Con el contacto deslizante 36 contra el contacto normalmente cerrado 32 y la bobina de relé 12 desenergizada, el circuito 600 continua, es decir se bloquea, en el estado de fallas y no extrae "corriente de carga lenta" . El interruptor de apagado momentáneo 20 se usa para apagar al circuito bajo condiciones de operación normales . La Figura 8 es un segundo ejemplo de una modalidad de un circuito de protección de sobrecarga 700 que emplea un interruptor bimetal 42. Sin embargo, en el circuito 700 en la Figura 8, el interruptor bimetal 42 proporciona la funcionalidad del elemento sensor 104 (Figura 1) , y la bobina de relé 12 y el diodo 22 proporcionan la funcionalidad del elemento de control 106 (Figura 1) . El circuito 700 emplea una configuración de un interruptor bimetal 42 con una bobina de relé 12 y un conjunto de contactos de relé 30, 32, 34, 36. También incluye un diodo 22, un interruptor de encendido momentáneo 18 y un interruptor de apagado momentáneo 20. Los contactos de relé 30, 32, 34, 36 se colocan entre el suministro de energía 2 y el interruptor bimetal 42, con el contacto central 30 conectado al suministro de energía 2 y el contacto normalmente abierto 34 conectado al interruptor bimetal 42. El circuito 700 es similar al circuito 100 mostrado en la Figura 2, porque el interruptor bimetal 42 (el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo 8 en la Figura 2) está en serie con la combinación en paralelo de la carga 4 y la bobina de relé 12. Con el circuito 700 en un estado apagado, y el interruptor bimetal 42 en su estado cerrado, el circuito 700 se enciende oprimiendo momentáneamente el interruptor de encendido 18. La corriente fluye a través de la bobina de relé 12, energizando a la bobina de relé 12 y causando que el contacto deslizante 36 se mueva hacia el contacto normalmente abierto 34. El diodo 22 evita que la corriente fluya de nuevo a través del interruptor bimetal 42 o a la carga 4. Con el interruptor de encendido 18 liberado, la corriente fluye a través del interruptor bimetal 42 a la carga 4, y también a través de la combinación en serie del diodo 22 y de la bobina de relé 12, manteniendo mediante ésto a la bobina de relé 12 energizada. En caso de una sobrecarga, el interruptor bimetal 42 se calienta y se dispara a su estado abierto. La bobina de relé 12 se desenergiza y el contacto deslizante 36 se mueve al contacto normalmente cerrado 32. La corriente deja de fluir en el circuito 700, y el interruptor bimetal 42 se enfria y regresa a su estado cerrado. El circuito 700 se bloquea en el estado de falla sin corriente que fluya en el circuito 700. Este circuito 700 tiene la ventaja sobre el circuito 100 mostrado en la Figura 2 de que como el interruptor bimetal 42 se abre cuando se calienta, en vez de solamente aumentar en impedancia, el interruptor bimetal 42 se puede colocar en serie tanto con la bobina de relé 12 como con la carga 4 con la confianza de que la bobina de relé 12 se desenergizará cuando se abre el interruptor bimetal 42. El interruptor de apagado momentáneo 20 se usa para apagar el circuito bajo condiciones de operación normales.

La Figura 9 es un diagrama en bloques similar al mostrado en la Figura 1, sin embargo las funciones del elemento sensor 104 y del elemento de interrupción de circuito 118 se han combinado en el elemento sensor/interruptor 118. Como se verá más adelante en relación con el circuito mostrado en la Figura 10 los componentes dentro del elemento de sensor-interruptor 118 pueden proporcionar las funciones tanto del elemento sensor 102 como del elemento de interrupción de circuito 108 (Figura 1) . Cuando el elemento sensor-interruptor 118 informa al elemento de control 106 via el primer enlace 114 que la corriente es excesiva, el elemento de control 106 controla el estado del elemento sensor-interruptor via el segundo enlace 116. La Figura 10 es un ejemplo de una modalidad de un circuito de protección de sobrecarga 800 que emplea un dispositivo bimetal, sin embargo, los contactos de relé (30, 32, 34, 36 en la Figura 8), y el interruptor bimetal 42 han sido combinados para formar un conjunto de contactos de relé que comprenden un contacto deslizante bimetal 56. La estructura y operación del relé que comprende un contacto deslizante bimetal se describirá en relación con la Figura 11. El contacto deslizante bimetal 56 proporciona la funcionalidad del elemento sensor 104 (Figura 1), la bobina de relé 12 y el diodo 22 proporcionan la funcionalidad del elemento de control 106 (Figura 1), y los contactos de relé 30, 32, 34, 56, incluyendo el contacto deslizante 56, proporcionan la funcionalidad del elemento de interrupción de circuito 108 (Figura 1) . De este modo, los contactos de relé 30, 32, 34, 56 proporcionan la funcionalidad combinada del elemento sensor-interruptor 118 mostrado en la Figura 9. Con el circuito 800 en un estado apagado, el contacto deslizante bimetal 56 en su estado normal y está contra el contacto normalmente cerrado 32. El circuito 800 se enciende al oprimir momentáneamente el interruptor de encendido 18. La corriente fluye a través de la bobina de relé 12, energizando a la bobina de relé 12 y causando que el contacto deslizante bimetal 56 se mueva hacia el contacto normalmente abierto 34. El diodo 22 evita que la corriente fluya de nuevo a través de los contactos de relé 34, 56, 30 o a la carga 4. Con el interruptor de encendido 18 liberado, la corriente fluye a través del contacto bimetal deslizante 56 hacia la carga 4, y también a través de la combinación en serie del diodo 22 y la bobina de relé 12, manteniendo mediante ésto a la bobina de relé 12 energizada. En caso de una sobrecarga, el contacto deslizante bimetal 56 se calienta y se dispara a su estado de falla moviendo mediante ésto a apagado al contacto normalmente abierto 34. La bobina de relé 12 se desenergiza y el contacto deslizante bimetal 56 se mueve hacia el contacto normalmente cerrado 32. La corriente deja de fluir en el circuito 800, y el contacto deslizante bimetal 56 se enfria y regresa a su estado normal. La tensión del resorte del relé (67 Figura 11) mantiene al contacto deslizante bimetal contra el contacto normalmente cerrado 32. El circuito 800 se bloquea en el estado de falla sin corriente que fluya. El interruptor de apagado momentáneo 20 se usa para apagar el circuito bajo condiciones de operación normales . En las Figuras 6, 7, 8 y 10 tanto el interruptor de encendido momentáneo 18 y el interruptor de apagado 20 se muestran como interruptores o botones mecánicos. Sin embargo, cualquiera de los dos o ambos de pueden implementar, por ejemplo, con dispositivo sólido o suministrando un impulso eléctrico a partir de una unidad de control externa. Los relés mostrados en los diagramas de circuito en las distintas figuras también pueden comprender un miembro de fusión dentro de sus respectivas estructuras para minimizar la oportunidad de una falla catastrófica debido a la soldadura de los contactos de relé. El ensamble de relé mostrado en la Figura 11 representa un relé que tiene un contacto deslizante bimetal. La configuración mostrada es una configuración de relé común y se muestra únicamente a manera de ejemplo y no pretende ser limitante. Ya que los relés son muy conocidos en la técnica, la estructura y la operación del ensamble de relé mostrado en la Figura 11 se describirá solamente hasta el grado necesario para explicar el uso de un contacto deslizante bimetal. El ensamble incluye una bobina de relé 60 y un núcleo magnético 61 montado sobre una primera pata de un miembro de soporte en forma de L62. Un brazo, ferromagnético 63 está articulado 66 al extremo distal de una segunda pata del miembro de soporte 62. El brazo ferromagnético 63 tiene una primera superficie que se dirige hacia un extremo del núcleo magnético 61. Una capa aislante 64 está interpuesta entre una segunda superficie del brazo ferromagnético 63 y una primera superficie de un brazo de soporte del contacto deslizante 65. Un contacto deslizante bimetal 68 se fija, por ejemplo con soldadura, a una segunda superficie del brazo de soporte del contacto deslizante 65. El contacto deslizante bimetal 68 está compuesto de dos capas de metal diferentes 69,70. La forma del contacto deslizante bimetal 68 dependerá de la configuración del relé particular. Como un ejemplo, sin embargo, la forma del contacto deslizante bimetal 68 representado en la Figura 11 se puede describir generalmente en términos de cuatro secciones . La primera sección del contacto deslizante 68A está en una sección substancialmente recta, un primer extremo el cual está fijo, por ejemplo con soldadura, al brazo de soporte del contacto deslizante 65. La primera sección del contacto deslizante 68A está montada substancialmente perpendicular al brazo de soporte del contacto deslizante 65. La segunda sección del contacto deslizante 68B está arqueada, y traza un arco ligeramente mayor que un cuarto de circulo. La tercera sección del contacto deslizante 68C es substancialmente recta. La cuarta sección del contacto deslizante 68D es substancialmente recta y forma un -ángulo con la tercera sección del contacto deslizante 68C, y ese ángulo es substancialmente 270° menos el ángulo trazado por la segunda sección del contacto deslizante 68B. De este modo, cuando el contacto deslizante bimetal 68 está frió, la cuarta sección del contacto deslizante 68D yace en un plano que es substancialmente paralelo con el plano del brazo de soporte del contacto deslizante 65 acomodando mediante ésto un contacto normalmente abierto 71 y un contacto normalmente cerrado 72 que están montados de manera que también yacen en planos que son substancialmente paralelos al plano del brazo de soporte del contacto deslizante 65. En otras configuraciones de relé, la forma del contacto deslizante bimetal 68 puede variar de lo descrito anteriormente con el fin de adaptarse a los requisitos específicos de cada configuración . Un primero y segundo adaptadores de contacto 73, 74 se fijan a cualquiera de las superficies de un extremo distal del contacto deslizante bimetal 68. El primer adaptador de contacto 73 se coloca opuesto al contacto normalmente cerrado 71 de manera que los dos se mantienen juntos en comprensión cuando el ensamble de relé está en un estado desenergizado (ilustrado en la Figura 11) , y el segundo adaptador de contacto 64 se coloca opuesto a un contacto normalmente abierto 72 de manera que los dos se mantienen juntos en compresión cuando el ensamble de relé está en un estado energizado (no ilustrado) . El contacto normalmente cerrado 71 y el contacto normalmente abierto 72 están montados de manera que yacen en planos substancialmente paralelos con respecto al brazo de soporte del contacto deslizante 65 (como se describió anteriormente) . Un primer resorte 67, que tiene un primer extremo unido al primer extremo del brazo ferromagético 63 y un segundo extremo unido a la estructura de soporte 62, mantiene tensión sobre el primer extremo del brazo ferromagnético 63 causando mediante ésto que el brazo ferromagnético 63 gire con respecto al área de articulación 66, causando mediante ésto que el extremo distal del brazo ferromagnético 63 tienda a girar alejándose del núcleo magnético 61, causando mediante ésto que el ensamble del brazo ferromagnético 63, el brazo de soporte de contacto deslizante 65 y el contacto deslizante bimetal 68 tiendan a girar hacia el contacto normalmente cerrado 71 poniendo mediante ésto al primer adaptador de contacto 73 en contacto de compresión con el contacto normalmente cerrado 71.

La primera y segunda terminales eléctricas 78, 79 conectan la bobina de relé 60 a un suministro de energía externo (no ilustrado) . Cuando la energía se aplica a la bobina de relé 60, el núcleo magnético 61 se magnetiza atrayendo al brazo ferromagnético 63. El brazo ferromagnético 63 gira alrededor de la articulación 66 con el extremo distal del brazo ferromagnético 63 girando hacia el núcleo magnético 61. El movimiento del brazo ferromagnético 63 causa que el brazo de soporte del contacto deslizante 65 y el contacto deslizante bimetálico 68 se muevan de una manera similar, rompiendo mediante ésto el contacto entre el primer adaptador de contacto 73 y el contacto normalmente cerrado 71. El ensamble del brazo ferromagnético 63, el brazo de soporte de contacto deslizante 65 y el contacto deslizante bimetal 68 continua girando hasta que el brazo ferromagnético 63 descansa contra el núcleo magnético 61 y el segundo adaptador de contacto 74 se mantiene en contacto de compresión contra el contacto normalmente abierto 72. El contacto deslizante bimetal 68 retendrá su forma en tanto la corriente a través de él esté por debajo de un nivel de corriente previamente determinado y/o la temperatura del contacto deslizante bimetal 68 esté por debajo de una temperatura previamente determinada. Sin embargo, si la corriente a través del contacto deslizante bimetal 68 excediera un nivel de corriente previamente determinado, causando mediante ésto que la temperatura del contacto deslizante bimetal 68 excediera a la temperatura previamente determinada, entonces el contacto deslizante bimetal 68 cambiará su forma, tendiendo a estirarse, causando mediante ésto que el extremo distal del contacto deslizante bimetal 68 se mueva alejándose del contacto normalmente abierto 72, causando mediante ésto que el segundo adaptador de contacto 74 rompa el contacto con el contacto normalmente abierto 72.

En algunas circunstancias, el calor generado durante la operación normal del relé puede tender a causar, que el contacto deslizante bimetal 68 se caliente y cambie su forma ligeramente. Si el contacto deslizante bimetal 68 está en la posición normalmente cerrada, la tensión proporcionada por el primer resorte 67 mantendrá al primer adaptador de contacto 63 sujeto en compresión con el contacto normalmente cerrado 71. Un segundo resorte 83 se usa para asegurar que el segundo adaptador de contacto 74 se mantiene en compresión contra el contacto normalmente abierto 72 con el relé en la posición energizada. Un primer extremo de un segundo resorte 83," se fija al contacto normalmente abierto 72. Un segundo extremo del segundo resorte 83 se une a un monte aislado (no ilustrado) dentro del ensamble de relé. El segundo resorte 83 fuerza (por tensión o compresión dependiendo de que manera está montado el segundo resorte) al contacto normalmente abierto 72 hacia el ensamble del contacto deslizante, asegurando mediante ésto un buen contacto de compresión entre el segundo adaptador de contacto 74 y el contacto normalmente abierto 72 cuando el relé está energizado. Aunque el segundo resorte 83 se representa como un resorte en espiral, otro tipo de resorte conveniente, por ejemplo, en hoja, se puede usar. Más aún, en vez de unir un contacto a un resorte separado, el mismo contacto puede ser un resorte, por ejemplo de hoja, de espiral, etc., y mediante ésto mantener un contacto de compresión con el ensamble del contacto deslizante . La Figura 11 y la descripción anterior representan un ensamble de relé que tiene un contacto deslizante configurado para romper el contacto con un contacto normalmente abierto después de una sobrecarga a través del contacto deslizante bimetal. Esto se pretende únicamente a manera de ejemplo, y no deberá interpretarse como limitante. Los ensambles de relé que emplean el contacto deslizante bimetal de la invención se pueden configurar para tener un contacto de interrupción de contacto deslizante con un contacto normalmente cerrado, un contacto normalmente abierto, o con cualquier contacto de relé con el que el contacto deslizante esté haciendo contacto durante una sobrecarga a través del contacto deslizante bimetal.

El circuito representado en la Figura 10 emplea el ensamble de relé representado en la Figura 11 con ventaja al colocar la bobina de relé 12 en la trayectoria de corriente que incluye al contacto deslizante 56. De este modo, cuando el contacto deslizante bimetal 56 rompe el contacto con el contacto normalmente abierto 34, la bobina de relé 12 inmediatamente se desenergiza, causando que el contacto deslizante bimetal 56 se mueva de nuevo al contacto normalmente cerrado 34, y permanezca ahi hasta que la bobina de relé 12 se vuelva a energizar. El ensamble de relé mostrado en la Figura 12 es el ensamble de relé mostrado en la Figura 11 con un diodo 75 incluido en el ensamble. La segunda terminal eléctrica 78 se conecta al diodo 75 (lado ánodo ilustrado) y la bobina de relé 60, y la terminal de contacto 81 se conectan al diodo 75 (lado de cátodo ilustrado) con el contacto normalmente abierto 72. De este modo, los componentes de llave de la configuración de protección de circuitos de la Figura 10, que incluyen la bobina de relé 12, los contactos 30, 32, 34, el contacto deslizante bimetal 56, y el diodo 22 se pueden combinar de manera conveniente en un sólo paquete de relé.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de protección eléctrico que se puede conectar entre un suministro de energía eléctrica y una carga eléctrica para formar un circuito de operación, teniendo el circuito de operación un estado encendido y un estado apagado y comprendiendo una linea transportadora de corriente y una línea de retorno, y el cual cuando asi está conectado protege el circuito de sobrecargas, teniendo el sistema una condición de operación normal y una condición de falla, y comprendiendo: a. un elemento de interrupción de circuito, el cual, cuando el sistema está conectado de esta manera, se conecta en serie entre el suministro de energía y la carga, y tiene i. un estado cerrado que permite el flujo de una corriente normal, INORMAL, cuando el sistema está en la condición de operación normal, y ii. un estado abierto el cual permite el flujo de cuando más una corriente reducida substancialmente menor que

INORMAL, cuando el sistema está en la condición de falla; b. un elemento sensor, el cual, cuando el sistema se conecta de esta manera, se conecta en serie con el elemento de conexión de circuito y la carga, y tiene i. un estado normal, cuando la corriente en el sistema no excede a la corriente normal INORMAL, mediante una cantidad de corriente previamente determinada, y ii. un estado de falla, cuando la corriente en el sistema excede a al corriente normal, INORMAL, por una cantidad previamente determinada; y c. un elemento de control, el cual, cuando el sistema se conecta de esta manera, se acopla con el elemento sensor y con el elemento de interrupción de circuito, y tiene una resistencia variable la cual. i. es baja cuando el elemento sensor está en el estado normal, y ii. aumenta en cuando menos una cantidad de resistencia previamente determinada cuando el elemento sensor está en el estado de falla; 2. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el elemento sensor comprende un dispositivo resistivo .

3. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 1 o con la reivindicación 2 en donde el elemento de interrupción de circuito comprende un conjunto de contactos de relé.

4. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 3 en donde el elemento de control comprende una combinación en serie de a. un dispositivo de coeficiente de temperatura de dispositivo acoplado térmicamente con el dispositivo resistivo; y b. una bobina de relé acoplada con contactos de relé; la combinación en serie conectada a través del suministro de energía, entre la linea que transporta la corriente y la línea de retorno, con el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo conectado a la linea que transporta la corriente y la bobina de relé acoplada a la línea de retorno.

5. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 4, que comprende: a. un elemento, cuando el circuito de operación está en el estado de apagado, para cambiar el circuito al estado de apagado, para cambiar el circuito al estado de encendido; y b. un elemento, cuando el circuito de operación está en el estado de encendido, para cambiar el circuito al estado de apagado.

6. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 5, en donde el elemento de interrupción de circuito está conectado entre el elemento sensor y la carga.

7. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el elemento para cambiar al circuito del estado de apagado al estado de encendido y el elemento para cambiar al circuito del estado de encendido al estado de apagado comprende un interruptor conectado en serie con el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo.

8. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el elemento para cambiar al circuito del estado de apagado al estado de encendido y el elemento para cambiar al circuito del estado de encendido al estado de apagado comprende un interruptor conectado en la linea de retorno.

9. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el elemento de control comprende un diodo conectado en serie entre el dispositivo de coeficiente de temperatura positivo y la bobina de relé.

10. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 9, en donde: a. el elemento para cambiar el circuito del estado de apagado al estado de encendido comprende un interruptor conectado entre i. la unión entre la fuente de energía y el elemento de interrupción de circuito, y ii. la unión entre el diodo y el elemento de relé; y b. el elemento para cambiar el circuito del estado de encendido al estado de apagado comprende un interruptor conectado entre la bobina de relé y la línea de retorno.

11. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 3, en donde: a. el elemento sensor está conectado entre el elemento de interrupción de circuito y la carga; y b. el elemento de control comprende una combinación en serie de i. un interruptor bimetal técnicamente acoplado con el dispositivo resistivo, ii. un diodo, y iii. una bobina de relé acoplada con contactos de relé.

12. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el elemento de control se conecta entre la línea que transporta la corriente y la linea de retorno, con el interruptor bimetal conectado a la línea que transporta la corriente, la bobina de relé acoplada a la linea de retorno y el diodo conectado entre el interruptor bimetal y la bobina de relé.

13. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 12, que comprende: a. un elemento, cuando el circuito de operación está en el estado de apagado, para cambiar el circuito al estado de encendido; y b. un elemento, cuando el circuito de operación está en el estado de encendido, para cambiar el circuito al estado de apagado.

14. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 13: a. el elemento para cambiar el circuito del estado de apagado al estado de encendido comprende un interruptor conectado entre i . la unión entre la fuente de energía y el elemento de interrupción de circuito, y ii . la unión entre el diodo y el elemento de relé; y b. el elemento para cambiar el circuito del estado de encendido al estado de apagado comprende un interruptor conectado entre la bobina de relé y la línea de retorno.

15. Un sistema de protección eléctrico el cual se puede conectar entre un suministro de energía eléctrica y una carga eléctrica para formar un circuito de operación, teniendo el circuito de operación un estado de encendido y un estado apagado y comprendiendo una linea de transporte de corriente y una línea de retorno, y la cual cuando se conecta de esta manera protege al circuito de sobrecargas, teniendo el sistema una condición de operación normal y una condición de falla, y comprendiendo: a. un elemento de interrupción de circuito, el cual, cuando el sistema se conecta de esta manera, se conecta en serie entre el suministro de energía y la carga, y tiene i. un estado cerrado que permite el flujo de una corriente normal, INORMAL, cuando el sistema está en la condición de operación normal, y ii. un estado abierto que permite el flujo de cuando menos una corriente reducida sustancialmente menor que INORMAL, cuando el sistema está en la condición de falla; b. un elemento sensor, el cual tiene una resistencia variable, y el cual cuando el sistema se conecta de esta manera, se conecta en serie con el elemento de interrupción de circuito y la carga, y tiene, i. un estado normal, en el cual su resistencia es baja, cuando la corriente en el sistema no excede a la corriente normal, INORMAL, en una cantidad de corriente previamente determinada, y ii. un estado de falla, en el cual su resistencia aumenta en cundo menos una cantidad de resistencia previamente determinada, cuando la corriente en el sistema excede a la corriente normal, INORMAL, mediante una cantidad previamente determinada; y c. un elemento de control, el cual, cuando el sistema se conecta de esta manera, se acopla con el elemento sensor y con el elemento de interrupción de circuito, lo cual causa que el elemento de interrupción de circuito cambie de su estado cerrado a su estado abierto cuando el elemento sensor cambia de su estado normal a su estado de falla.

16. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 15 en donde: a. el elemento de interrupción de circuito comprende un conjunto de contactos de relé; b. el elemento sensor comprende un interruptor bimetal conectado entre el elemento de interrupción de circuito y la carga; c. el elemento de control comprende una combinación en serie del diodo y una bobina de relé, la bobina de relé acoplada con los contactos de relé, el diodo conectado con la linea transportadora de corriente y la unión entre el interruptor bimetal y la carga, y la bobina de relé acoplada con la linea de retorno.

17. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 15 o la reivindicación 16, que comprende: a. un elemento, cuando el circuito de operación está en el estado de apagado, para cambiar el circuito al estado de encendido; y b. un elemento, cuando el circuito de operación está en el estado de encendido, para cambiar el circuito al estado de apagado.

18. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 18, en donde: a. el elemento para cambiar el circuito del estado de apagado al estado de encendido comprende un interruptor conectado entre i. la unión entre la fuente de energía y el elemento de interrupción de circuito, y ii. la unión entre el diodo y el elemento de relé; y b. el elemento para cambiar el circuito del estado de encendido al estado de apagado comprende un interruptor conectado entre la bobina de relé y la linea de retorno.

19. Un circuito eléctrico, que tiene un estado encendido y un estado apagado, comprendiendo el circuito un suministro de energía eléctrica, una carga eléctrica, una linea transportadora de corriente, una línea de retorno, y un sistema de protección eléctrico el cual protege el circuito de sobrecargas, teniendo el sistema una condición de operación normal y una condición de falla y comprendiendo: a . un elemento de interrupción de circuito el cual se conecta en serie entre el suministro de energía y la carga, y tiene i. un estado cerrado que permite el flujo de una corriente normal, INORMAL/ cuando el sistema está en la condición de operación normal, y ii . un estado abierto que permite el flujo de cuando más una corriente reducida, substancialmente menor que INORMAL/ cuando el sistema está en la condición de falla; b. un elemento sensor el cual está conectado en serie con el elemento de interrupción de circuito y la carga, y tiene. i. un estado normal, cuando la corriente en el sistema no excede a la corriente normal, INORMAL/ en una cantidad de corriente previamente determinada, y ii. un estado de falla, cuando la corriente en el sistema excede a la corriente normal, INORMAL/ en la cantidad previamente determinada; y c. un elemento de control el cual se acopla con el elemento sensor y con el elemento de interrupción de circuito, y tiene una resistencia variable la cual. i. es baja cuando el elemento sensor está en el estado normal, y ii. aumenta en cuando menos una cantidad de resistencia previamente determinada cuando el elemento sensor se convierte a su estado de falla; El elemento de interrupción de circuito que cambia de su estado cerrado a su estado abierto, causa mediante ésto que el sistema cambie de su condición de operación normal a su condición de falla, cuando la resistencia del elemento de control aumenta en una cantidad de resistencia previamente determinada como respuesta al cambio del elemento sensor de su estado normal a su estado de falla.

20. Un circuito eléctrico, que tiene un estado encendido y estado apagado, comprendiendo el circuito un suministro de energía eléctrica, una carga eléctrica, una línea transportadora de corriente, una línea de retorno, y un sistema de protección eléctrico que protege al circuito de sobrecargas, teniendo el sistema una condición de operación normal y una condición de falla, y comprendiendo: a . un elemento de interrupción de circuito que se conecta en serie entre el suministro de energía y la carga, y tiene. i. un estado cerrado que permite el flujo de una corriente normal, INORMAL/ cuando el sistema está en el sistema de operación normal, y ii. un estado abierto el cual permite el flujo de cuando más una corriente reducida, substancialmente menor que INORMAL/ cuando el sistema está en la conexión de falla; b. un elemento sensor el cual tiene una resistencia variable y se conecta en serie con el elemento de interrupción de circuito y la carga, y tiene i. un estado normal, en el cual su resistencia es baja, cuando la corriente en el sistema no excede a la corriente normal, INORMAL/ en una cantidad de corriente previamente determinada, y ii . un estado de falla, en el cual su resistencia aumenta en cuando menos una cantidad de resistencia previamente determinada, cuando la corriente en el sistema excede a la corriente normal, INORMAL/ en una cantidad previamente determinada; y c. un elemento de control el cual se acopla con el elemento sensor y con el elemento de interrupción de circuito, el cual causa que el elemento de interrupción de circuito cambie de su estado cerrado a su estado abierto cuando el elemento sensor cambia de su estado normal a su estado de falla.